Lazeriniai nuotoliniai ieškiniai, lidarai ir kiti prietaisai yra plačiai naudojami šiuolaikinėje pramonės šakose, tyrime, autonominiame vairavime ir vartotojiškoje elektronikoje. Tačiau daugelis vartotojų pastebi reikšmingus matavimo nuokrypius, kai veikia lauke, ypač kai susiduria su skirtingų spalvų ar medžiagų objektais. Pagrindinė šios klaidos priežastis dažnai yra glaudžiai susijusi su taikinio atspindžiu. Šis straipsnis bus susijęs su atspindžio įtaka atstumo matavimui ir pateiks praktines taikinio atrankos strategijas.
1. Kas yra atspindėjimas ir kodėl jis turi įtakos atstumo matavimui?
Atspindėjimas reiškia paviršiaus gebėjimą atspindėti krintančią šviesą, paprastai išreikštą procentine dalimi (pvz., Baltosios sienos atspindžio atspindėjimas yra apie 80%, o juodoji guma turi tik 5%). Lazerio matavimo įtaisai nustato atstumą, apskaičiuodami laiko skirtumą tarp skleidžiamos ir atspindėtos šviesos (naudojant skrydžio laiko principą). Jei taikinio atspindėjimas yra per mažas, jis gali sukelti:
- Silpnas signalo stiprumas: Jei atspindėta šviesa yra per silpna, prietaisas negali užfiksuoti galiojančio signalo.
- Padidėjusi matavimo paklaida: Esant didesniam triukšmo trukdžiui, tikslumas mažėja.
- Sutrumpintas matavimo diapazonas: Maksimalus efektyvusis atstumas gali sumažėti daugiau nei 50%.
2. Atspindėjimo klasifikacija ir tikslinės atrankos strategijos
Remiantis įprastų medžiagų ypatybėmis, taikinius galima suskirstyti į šias tris kategorijas:
① Aukšto atspindžio tikslai (> 50%)
- Tipiškos medžiagos: poliruotų metalinių paviršių, veidrodžių, baltųjų keramikos, šviesios spalvos betono
-Privalumai: Stiprus signalo grąža, tinkamas tolimojo (daugiau nei 500 m) didelio tikslumo matavimams
- Taikymo scenarijai: Pastatų tyrimai, elektros linijų patikrinimai, drono reljefo nuskaitymas
- Pastaba: Venkite veidrodinių paviršių, kurie gali sukelti spekuliacinius atspindžius (kurie gali sukelti netinkamą poslinkį).
② Vidutinio atspindžio tikslai (20–50%)
- Tipiškos medžiagos: mediena, asfalto keliai, tamsios plytų sienos, žali augalai
- Atviros priemonės:
Sutrumpinkite matavimo atstumą (rekomenduojama <200m).
Įgalinkite didelio jautrumo įrenginio režimą.
Pirmenybė teikiama matiniams paviršiams (pvz., Matinės medžiagos).
③ Mažos atspindžio tikslai (<20%)
- Tipiškos medžiagos: juoda guma, anglių poliai, tamsūs audiniai, vandens telkiniai
- Rizika: signalai gali būti prarasti arba kenčia nuo šuolio klaidų.
- Sprendimai:
Naudokite retro-atspindinčią taikinį (atšvaitos plokštės).
Sureguliuokite lazerio kritimo kampą iki žemiau 45 ° (kad padidintumėte difuzinį atspindį).
Pasirinkite įtaisus, veikiančius 905 nm arba 1550 nm bangos ilgiu (kad būtų geriau įsiskverbę).
3. Specialios scenarijaus strategijos
① Dinaminis taikinio matavimas (pvz., Judančios transporto priemonės):
- Prioritetą teikite transporto priemonių valstybiniams numeriams (dideliam atspindžio vietoms) arba šviesios spalvos automobilių kėbulams.
- Naudokite kelių aido atpažinimo technologiją (norėdami filtruoti lietaus ir rūko trukdžius).
② Sudėtingas paviršiaus apdorojimas:
- Tamsios spalvos metalui tepkite matines dangas (kurios gali pagerinti atspindį iki 30%).
- Įdėkite poliarizuojančius filtrus priešais stiklines užuolaidų sienas (norėdami slopinti spekuliacinį atspindį).
③ Aplinkos trukdžių kompensacija:
- Įgalinkite fono šviesos slopinimo algoritmus ryškiomis šviesos sąlygomis.
- Lietaus ar sniego metu naudokite impulsų intervalo moduliacijos (PIM) technologiją.
4. Įrangos parametrų derinimo gairės
- Galios koregavimas: padidinkite lazerio galią mažo atspalvio tikslų tikslams (užtikrinkite, kad atitiktų akių saugos ribas).
- Priėmimo diafragma: padidinkite priimančio objektyvo skersmenį (kiekvienam padvigubėjimui signalo padidėjimas padidėja keturis kartus).
- Slenksčio nustatymas: dinamiškai sureguliuokite signalo gaiduko slenkstį (kad dėl triukšmo būtų išvengta klaidingo suveikimo).
5. Ateities tendencijos: intelektuali atspindžio kompensavimo technologija
Naujos kartos atstumo matavimo sistemos pradeda integruoti:
- Adaptyvusis stiprinimo valdymas (AGC): realiuoju laiku fotodetektoriaus jautrumo reguliavimas.
- Medžiagos atpažinimo AI algoritmai: Medžiagų tipai, naudojant „Echo Wave“ formos funkcijas.
- Multispektralinis suliejimas: sujungti matomus šviesos ir infraraudonųjų spindulių duomenis, kad būtų galima išsamiau įvertinti.
Išvada
Įvaldyti atspindžio charakteristikas yra pagrindinis įgūdis pagerinti matavimo tikslumą. Moksliškai pasirinkus taikinius ir tinkamai konfigūruodami įrenginius, net ir esant ypač žemai atspindžio scenarijams (mažesni nei 10%), galima pasiekti milimetro lygio matavimo tikslumą. Tobulėjant intelektualioms kompensavimo technologijoms, būsimos matavimo sistemos labiau „protingai“ pritaikys sudėtingai aplinkai. Tačiau pagrindinių atspindžio principų supratimas visada bus svarbus inžinierių įgūdis.
Pašto laikas: 2012 m. Kovo 04 d