激光測距傳感器的原理及應用剖析
發布時間:2018-11-30 責任編輯:wenwei
【導讀】激光測距傳感器是(shi)先(xian)由(you)激(ji)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)對(dui)準(zhun)目(mu)標(biao)發(fa)射(she)激(ji)光(guang)脈(mai)衝(chong),經(jing)目(mu)標(biao)反(fan)射(she)後(hou)激(ji)光(guang)向(xiang)各(ge)方(fang)向(xiang)散(san)射(she)。部(bu)分(fen)散(san)射(she)光(guang)返(fan)回(hui)到(dao)傳(chuan)感(gan)器(qi)接(jie)收(shou)器(qi),被(bei)光(guang)學(xue)係(xi)統(tong)接(jie)收(shou)後(hou)成(cheng)像(xiang)到(dao)雪(xue)崩(beng)光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan)上(shang)。雪(xue)崩(beng)光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan)是(shi)一(yi)種(zhong)內(nei)部(bu)具(ju)有(you)放(fang)大(da)功(gong)能(neng)的(de)光(guang)學(xue)傳(chuan)感(gan)器(qi),因(yin)此(ci)它(ta)能(neng)檢(jian)測(ce)極(ji)其(qi)微(wei)弱(ruo)的(de)光(guang)信(xin)號(hao)。記(ji)錄(lu)並(bing)處(chu)理(li)從(cong)光(guang)脈(mai)衝(chong)發(fa)出(chu)到(dao)返(fan)回(hui)被(bei)接(jie)收(shou)所(suo)經(jing)曆(li)的(de)時(shi)間(jian),即(ji)可(ke)測(ce)定(ding)目(mu)標(biao)距(ju)離(li)。
激光傳感器必須極其精確地測定傳輸時間,因為光速太快。要分辨出3ps的時間,這是對電子技術提出的過高要求,實現起來造價太高。

但是如今的激光傳感器巧妙地避開了這一障礙,利用一種簡單的統計學原理,即平均法則實現了1mm的分辨率,並且能保證響應速度。
遠(yuan)距(ju)離(li)激(ji)光(guang)測(ce)距(ju)儀(yi)在(zai)工(gong)作(zuo)時(shi)向(xiang)目(mu)標(biao)射(she)出(chu)一(yi)束(shu)很(hen)細(xi)的(de)激(ji)光(guang),由(you)光(guang)電(dian)元(yuan)件(jian)接(jie)收(shou)目(mu)標(biao)反(fan)射(she)的(de)激(ji)光(guang)束(shu),計(ji)時(shi)器(qi)測(ce)定(ding)激(ji)光(guang)束(shu)從(cong)發(fa)射(she)到(dao)接(jie)收(shou)的(de)時(shi)間(jian),計(ji)算(suan)出(chu)從(cong)觀(guan)測(ce)者(zhe)到(dao)目(mu)標(biao)的(de)距(ju)離(li);LED白光測速儀成像在儀表內部集成電路芯片CCD上,CCD芯片性能穩定,工作壽命長,且基本不受工作環境和溫度的影響。因此,LED白光測速儀測量精度有保證,性能穩定可靠。

激光測距傳感器的應用
汽車防撞探測器:一yi般ban來lai說shuo,大da多duo數shu現xian有you汽qi車che碰peng撞zhuang預yu防fang係xi統tong的de激ji光guang測ce距ju傳chuan感gan器qi使shi用yong激ji光guang光guang束shu以yi不bu接jie觸chu方fang式shi用yong於yu識shi別bie汽qi車che在zai前qian或huo者zhe在zai後hou形xing勢shi的de目mu標biao汽qi車che之zhi間jian的de距ju離li,當dang汽qi車che間jian距ju小xiao於yu預yu定ding安an全quan距ju離li時shi,汽qi車che防fang碰peng撞zhuang係xi統tong對dui汽qi車che進jin行xing緊jin急ji刹sha車che,或huo者zhe對dui司si機ji發fa出chu報bao警jing,或huo者zhe綜zong合he目mu標biao汽qi車che速su度du、車距、汽車製動距離、響應時間等對汽車行駛進行即時的判斷和響應,可以大量的減少行車事故。在高速公路上使用,其優點更加明顯。
車流量監控:使(shi)用(yong)方(fang)式(shi)一(yi)般(ban)固(gu)定(ding)到(dao)高(gao)速(su)或(huo)者(zhe)重(zhong)要(yao)路(lu)口(kou)的(de)龍(long)門(men)架(jia)上(shang),激(ji)光(guang)發(fa)射(she)和(he)接(jie)收(shou)垂(chui)直(zhi)地(di)麵(mian)向(xiang)下(xia),對(dui)準(zhun)一(yi)條(tiao)車(che)道(dao)的(de)中(zhong)間(jian)位(wei)置(zhi),當(dang)有(you)車(che)輛(liang)通(tong)行(xing)時(shi),激(ji)光(guang)測(ce)距(ju)傳(chuan)感(gan)器(qi)能(neng)實(shi)時(shi)輸(shu)出(chu)所(suo)測(ce)得(de)的(de)距(ju)離(li)值(zhi)的(de)相(xiang)對(dui)改(gai)變(bian)值(zhi),進(jin)而(er)描(miao)繪(hui)出(chu)所(suo)測(ce)車(che)的(de)輪(lun)廓(kuo)。這(zhe)種(zhong)測(ce)量(liang)方(fang)式(shi)一(yi)般(ban)使(shi)用(yong)測(ce)距(ju)範(fan)圍(wei)小(xiao)於(yu)30米即可,且要求激光測距速率比較高,一般要求能達到100赫茲就可以了。這對於在重要路段監控可以達到很好的效果,能夠區分各種車型,對車身高度掃描的采樣率可以達到10厘米一個點(在40Km/h時,采樣率為11厘米一個點)。對車流限高,限長,車輛分型等都能實時分辨,並能快速輸出結果。

無人機:著機器人(Robot)、無人機(Drone)、無人搬運車、自動駕駛等新概念係統的興起,連帶刺激測距與避障(Obstacle Avoidance)技術需求。其中測距為避障的基礎,並有多種技術可以實現測距,包含無線射頻(Radio Frequency;RF)、超音波(Ultrasonic)、紅外線(Infrared)以及激光/雷射(Laser)等。這些技術各有其優缺點,且成本也有差異性。
其中,紅外線與激光屬光電半導體技術,分別運用紅外線二極管(Infrared Light-Emitting Diode;IR LED)及激光二極管(Laser Diode;LD)defabo,erhoujieshouhuibolaibianshiwutidejuli,hongwaixianjishushiheduanjuliyunyong,jiguangjishuzeshihechangjulifanchou。lingwai,changjiandebizhangjishuhaiyouwuxianshepin、超音波技術等,它們則常見於汽車領域應用。
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