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:yibanlaishuo,daduoshuxianyouqichepengzhuangyufangxitongdejiguangcejuchuanganqishiyongjiguangguangshuyibujiechufangshiyongyushibieqichezaiqianhuozhezaihouxingshidemubiaoqichezhijiandejuli,dangqichejianjuxiaoyuyudinganquanjulishi,qichefangpengzhuangxitongduiqichejinxingjinjishache,huozheduisijifachubaojing,huozhezonghemubiaoqichesudu、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yu30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)的de發fa波bo,而er後hou接jie收shou回hui波bo來lai辨bian識shi物wu體ti的de距ju離li,紅hong外wai線xian技ji術shu適shi合he短duan距ju離li運yun用yong,激ji光guang技ji術shu則ze適shi合he長chang距ju離li範fan疇chou。另ling外wai,常chang見jian的de避bi障zhang技ji術shu還hai有you無wu線xian射she頻pin、超音波技術等,它們則常見於汽車領域應用。
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