Bài viết này cung cấp một cái nhìn toàn diện về công nghệ đo khoảng cách bằng laser, theo dõi quá trình phát triển lịch sử, làm sáng tỏ các nguyên tắc cốt lõi và làm nổi bật các ứng dụng đa dạng của nó. Dành cho các kỹ sư laser, nhóm nghiên cứu và phát triển (R&D) và giới học thuật quang học, bài viết này cung cấp một sự kết hợp giữa bối cảnh lịch sử và kiến thức hiện đại.
Sự ra đời và phát triển của máy đo khoảng cách bằng tia laser
Có nguồn gốc từ đầu những năm 1960, máy đo khoảng cách bằng laser đầu tiên chủ yếu được phát triển cho mục đích quân sự [1]. Trong những năm qua, công nghệ đã phát triển và mở rộng dấu ấn của nó trên nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm xây dựng, địa hình, hàng không vũ trụ [2], và hơn thế nữa.
Công nghệ laserlà một kỹ thuật đo lường công nghiệp không tiếp xúc mang lại nhiều lợi thế khi so sánh với các phương pháp đo khoảng cách dựa trên tiếp xúc truyền thống:
- Loại bỏ nhu cầu tiếp xúc vật lý với bề mặt đo, ngăn ngừa biến dạng có thể dẫn đến sai số đo.
- Giảm thiểu hao mòn trên bề mặt đo vì không có tiếp xúc vật lý trong quá trình đo.
- Thích hợp sử dụng trong môi trường đặc biệt mà các công cụ đo lường thông thường không thực tế.
Nguyên lý đo khoảng cách bằng tia laser:
- Đo khoảng cách bằng tia laser sử dụng ba phương pháp chính: đo khoảng cách bằng xung laser, đo khoảng cách bằng pha laser và đo khoảng cách bằng phép tam giác laser.
- Mỗi phương pháp đều liên quan đến phạm vi đo lường và mức độ chính xác cụ thể thường được sử dụng.
01
Đo khoảng cách bằng xung laser:
Được sử dụng chủ yếu để đo khoảng cách xa, thường vượt quá khoảng cách tính bằng kilomet, với độ chính xác thấp hơn, thường ở mức mét.
02
Đo khoảng cách pha bằng tia laser:
Lý tưởng cho các phép đo khoảng cách trung bình đến dài, thường được sử dụng trong phạm vi từ 50 mét đến 150 mét.
03
Tam giác hóa bằng laser:
Chủ yếu được sử dụng để đo khoảng cách ngắn, thường trong vòng 2 mét, mang lại độ chính xác cao ở cấp độ micron, mặc dù khoảng cách đo có hạn chế.
Ứng dụng và Ưu điểm
Đo khoảng cách bằng tia laser đã tìm được chỗ đứng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau:
Sự thi công: Đo đạc địa điểm, lập bản đồ địa hình và phân tích cấu trúc.
Ô tô: Nâng cao hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến (ADAS).
Hàng không vũ trụ: Lập bản đồ địa hình và phát hiện chướng ngại vật.
Khai thác mỏ: Đánh giá độ sâu đường hầm và thăm dò khoáng sản.
Lâm nghiệp: Tính toán chiều cao cây và phân tích mật độ rừng.
Chế tạo: Độ chính xác trong việc căn chỉnh máy móc và thiết bị.
Công nghệ này mang lại nhiều lợi thế so với các phương pháp truyền thống, bao gồm đo lường không tiếp xúc, giảm hao mòn và tính linh hoạt vô song.
Các giải pháp của Lumispot Tech trong lĩnh vực đo khoảng cách bằng laser
Laser thủy tinh pha tạp Erbium (Laser thủy tinh Er)
Của chúng tôiLaser thủy tinh pha tạp Erbium, được gọi là 1535nmAn toàn cho mắtLaser Er Glass Laser vượt trội trong các máy đo khoảng cách an toàn cho mắt. Nó mang lại hiệu suất đáng tin cậy, tiết kiệm chi phí, phát ra ánh sáng được hấp thụ bởi giác mạc và cấu trúc mắt thủy tinh thể, đảm bảo an toàn cho võng mạc. Trong đo khoảng cách bằng laser và LIDAR, đặc biệt là trong môi trường ngoài trời đòi hỏi truyền ánh sáng tầm xa, laser DPSS này là thiết yếu. Không giống như các sản phẩm trước đây, nó loại bỏ tổn thương mắt và các nguy cơ gây mù. Laser của chúng tôi sử dụng kính phosphate Er: Yb pha tạp đồng thời và chất bán dẫn.nguồn bơm laserđể tạo ra bước sóng 1,5um, lý tưởng cho Đo khoảng cách và Truyền thông.
Đo khoảng cách bằng tia laser, đặc biệt làPhạm vi thời gian bay (TOF), là một phương pháp được sử dụng để xác định khoảng cách giữa nguồn laser và mục tiêu. Nguyên lý này được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ đo khoảng cách đơn giản đến lập bản đồ 3D phức tạp. Hãy cùng tạo một sơ đồ minh họa nguyên lý đo khoảng cách laser TOF.
Các bước cơ bản trong đo khoảng cách bằng tia laser TOF là:
Phát ra xung laser: Một thiết bị laser phát ra một xung ánh sáng ngắn.
Du lịch đến Target:Xung laser truyền qua không khí đến mục tiêu.
Suy ngẫm từ mục tiêu: Xung điện đập vào mục tiêu và bị phản xạ trở lại.
Trở về nguồn:Xung phản xạ truyền trở lại thiết bị laser.
Phát hiện:Thiết bị laser phát hiện xung laser phản hồi.
Đo thời gian:Đo thời gian đi và về của xung.
Tính toán khoảng cách:Khoảng cách đến mục tiêu được tính toán dựa trên tốc độ ánh sáng và thời gian đo được.
Năm nay, Lumispot Tech đã ra mắt một sản phẩm hoàn toàn phù hợp để ứng dụng trong lĩnh vực phát hiện TOF LIDAR, mộtNguồn sáng LiDAR 8 trong 1. Nhấp để tìm hiểu thêm nếu bạn quan tâm
Mô-đun máy đo khoảng cách bằng laser
Dòng sản phẩm này chủ yếu tập trung vào mô-đun đo khoảng cách bằng laser an toàn cho mắt người được phát triển dựa trênLaser thủy tinh pha tạp erbium 1535nmVàMô-đun máy đo khoảng cách 1570nm 20km, được phân loại là sản phẩm đạt tiêu chuẩn an toàn mắt Loại 1. Trong dòng sản phẩm này, bạn sẽ tìm thấy các linh kiện máy đo khoảng cách laser từ 2,5km đến 20km với kích thước nhỏ gọn, cấu tạo nhẹ, khả năng chống nhiễu vượt trội và khả năng sản xuất hàng loạt hiệu quả. Chúng rất linh hoạt, có thể ứng dụng trong đo khoảng cách laser, công nghệ LIDAR và hệ thống thông tin liên lạc.
Máy đo khoảng cách laser tích hợp
Máy đo khoảng cách cầm tay quân sựDòng sản phẩm do LumiSpot Tech phát triển hiệu quả, thân thiện với người dùng và an toàn, sử dụng bước sóng an toàn cho mắt, đảm bảo vận hành vô hại. Các thiết bị này cung cấp khả năng hiển thị dữ liệu theo thời gian thực, giám sát công suất và truyền dữ liệu, tích hợp các chức năng thiết yếu trong một công cụ. Thiết kế công thái học hỗ trợ cả sử dụng một tay và hai tay, mang lại sự thoải mái khi sử dụng. Những máy đo khoảng cách này kết hợp tính thực tiễn và công nghệ tiên tiến, đảm bảo một giải pháp đo lường đơn giản và đáng tin cậy.
Tại sao chọn chúng tôi?
Cam kết về sự xuất sắc của chúng tôi được thể hiện rõ trong từng sản phẩm chúng tôi cung cấp. Chúng tôi thấu hiểu những phức tạp của ngành và đã điều chỉnh sản phẩm để đáp ứng các tiêu chuẩn cao nhất về chất lượng và hiệu suất. Việc chúng tôi luôn đặt sự hài lòng của khách hàng lên hàng đầu, kết hợp với chuyên môn kỹ thuật vững chắc, giúp chúng tôi trở thành lựa chọn ưu tiên cho các chuyên gia đang tìm kiếm giải pháp đo khoảng cách bằng laser đáng tin cậy.
Thẩm quyền giải quyết
- Smith, A. (1985). Lịch sử của máy đo khoảng cách bằng laser. Tạp chí Kỹ thuật Quang học.
- Johnson, B. (1992). Ứng dụng của Đo khoảng cách bằng Laser. Quang học ngày nay.
- Lee, C. (2001). Nguyên lý đo khoảng cách bằng xung laser. Nghiên cứu quang tử.
- Kumar, R. (2003). Hiểu về đo khoảng cách pha bằng laser. Tạp chí ứng dụng laser.
- Martinez, L. (1998). Tam giác hóa laser: Cơ bản và ứng dụng. Tạp chí Kỹ thuật quang học.
- Lumispot Tech. (2022). Danh mục sản phẩm. Ấn phẩm Lumispot Tech.
- Zhao, Y. (2020). Tương lai của Đo khoảng cách bằng Laser: Tích hợp AI. Tạp chí Quang học Hiện đại.
Bạn cần tư vấn miễn phí?
Hãy cân nhắc ứng dụng, yêu cầu về phạm vi, độ chính xác, độ bền và bất kỳ tính năng bổ sung nào như khả năng chống thấm nước hoặc tích hợp. Việc so sánh các đánh giá và giá cả của các mẫu máy khác nhau cũng rất quan trọng.
[Đọc thêm:Phương pháp cụ thể để lựa chọn mô-đun máy đo khoảng cách laser bạn cần]
Chỉ cần bảo trì tối thiểu, chẳng hạn như giữ ống kính sạch sẽ và bảo vệ thiết bị khỏi va đập và điều kiện khắc nghiệt. Việc thay pin hoặc sạc pin thường xuyên cũng là cần thiết.
Có, nhiều mô-đun máy đo khoảng cách được thiết kế để tích hợp vào các thiết bị khác như máy bay không người lái, súng trường, ống nhòm đo khoảng cách quân sự, v.v., tăng cường chức năng của chúng với khả năng đo khoảng cách chính xác.
Vâng, Lumispot Tech là nhà sản xuất mô-đun máy đo khoảng cách laser, các thông số có thể được tùy chỉnh theo nhu cầu hoặc bạn có thể chọn các thông số tiêu chuẩn của sản phẩm mô-đun máy đo khoảng cách của chúng tôi. Để biết thêm thông tin hoặc thắc mắc, vui lòng liên hệ với đội ngũ bán hàng của chúng tôi để được giải đáp.
Hầu hết các mô-đun laser trong dòng máy đo khoảng cách của chúng tôi đều được thiết kế nhỏ gọn và nhẹ, đặc biệt là dòng L905 và L1535, có phạm vi từ 1km đến 12km. Đối với loại nhỏ nhất, chúng tôi khuyên dùngLSP-LRS-0310Fchỉ nặng 33g và có khả năng hoạt động trong phạm vi 3km.
Laser hiện đã nổi lên như một công cụ then chốt trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là an ninh và giám sát. Độ chính xác, khả năng điều khiển và tính linh hoạt của chúng khiến chúng trở nên không thể thiếu trong việc bảo vệ cộng đồng và cơ sở hạ tầng của chúng ta.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào các ứng dụng đa dạng của công nghệ laser trong lĩnh vực an ninh, bảo vệ, giám sát và phòng cháy chữa cháy. Bài viết này nhằm mục đích cung cấp hiểu biết toàn diện về vai trò của laser trong các hệ thống an ninh hiện đại, đồng thời cung cấp thông tin chi tiết về cả ứng dụng hiện tại và tiềm năng phát triển trong tương lai.
⏩Để biết các giải pháp kiểm tra Đường sắt và PV, vui lòng nhấp vào đây.
Ứng dụng Laser trong các trường hợp an ninh và quốc phòng
Hệ thống phát hiện xâm nhập
Các máy quét laser không tiếp xúc này quét môi trường hai chiều, phát hiện chuyển động bằng cách đo thời gian chùm tia laser xung phản xạ trở lại nguồn phát. Công nghệ này tạo ra bản đồ đường đồng mức của khu vực, cho phép hệ thống nhận dạng các vật thể mới trong trường nhìn thông qua những thay đổi trong môi trường xung quanh đã được lập trình. Điều này cho phép đánh giá kích thước, hình dạng và hướng của các mục tiêu di chuyển, đồng thời đưa ra cảnh báo khi cần thiết (Hosmer, 2004).
⏩ Blog liên quan:Hệ thống phát hiện xâm nhập bằng laser mới: Bước tiến thông minh trong an ninh
Hệ thống giám sát
Trong giám sát video, công nghệ laser hỗ trợ giám sát tầm nhìn ban đêm. Ví dụ, hình ảnh hồng ngoại gần với phạm vi điều chỉnh bằng laser có thể ngăn chặn hiệu quả hiện tượng tán xạ ngược ánh sáng, cải thiện đáng kể khoảng cách quan sát của hệ thống hình ảnh quang điện trong điều kiện thời tiết bất lợi, cả ngày lẫn đêm. Các nút chức năng bên ngoài của hệ thống điều khiển khoảng cách điều chỉnh, độ rộng đèn nháy và hình ảnh rõ nét, giúp cải thiện phạm vi giám sát. (Wang, 2016).
Giám sát giao thông
Súng bắn tốc độ laser đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát giao thông, sử dụng công nghệ laser để đo tốc độ phương tiện. Thiết bị này được lực lượng thực thi pháp luật ưa chuộng vì độ chính xác và khả năng nhắm mục tiêu vào từng phương tiện trong điều kiện giao thông đông đúc.
Giám sát không gian công cộng
Công nghệ laser cũng đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát và giám sát đám đông tại các không gian công cộng. Máy quét laser và các công nghệ liên quan giám sát hiệu quả các chuyển động của đám đông, nâng cao an toàn công cộng.
Ứng dụng phát hiện cháy
Trong hệ thống cảnh báo cháy, cảm biến laser đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện cháy sớm, nhanh chóng xác định các dấu hiệu cháy, chẳng hạn như khói hoặc thay đổi nhiệt độ, để kích hoạt báo động kịp thời. Hơn nữa, công nghệ laser rất hữu ích trong việc giám sát và thu thập dữ liệu tại hiện trường cháy, cung cấp thông tin thiết yếu cho công tác kiểm soát cháy.
Ứng dụng đặc biệt: UAV và công nghệ Laser
Việc sử dụng máy bay không người lái (UAV) trong an ninh đang ngày càng gia tăng, với công nghệ laser giúp tăng cường đáng kể khả năng giám sát và an ninh của chúng. Các hệ thống này, dựa trên Mảng quang điện Avalanche (APD) thế hệ mới (FPA) và kết hợp với công nghệ xử lý hình ảnh hiệu suất cao, đã cải thiện đáng kể hiệu suất giám sát.
Tia laser xanh và mô-đun máy đo khoảng cáchtrong Phòng thủ
Trong số các loại laser khác nhau,tia laser ánh sáng xanh, thường hoạt động trong dải sóng từ 520 đến 540 nanomet, nổi bật với khả năng hiển thị và độ chính xác cao. Các laser này đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng đòi hỏi khả năng đánh dấu hoặc trực quan hóa chính xác. Ngoài ra, các mô-đun đo khoảng cách bằng laser, sử dụng sự lan truyền tuyến tính và độ chính xác cao của laser, đo khoảng cách bằng cách tính toán thời gian chùm tia laser di chuyển từ bộ phát đến bộ phản xạ và ngược lại. Công nghệ này rất quan trọng trong các hệ thống đo lường và định vị.
Sự phát triển của công nghệ laser trong an ninh
Kể từ khi được phát minh vào giữa thế kỷ 20, công nghệ laser đã có những bước phát triển đáng kể. Ban đầu là một công cụ thí nghiệm khoa học, laser đã trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực, bao gồm công nghiệp, y học, truyền thông và an ninh. Trong lĩnh vực an ninh, các ứng dụng laser đã phát triển từ hệ thống giám sát và báo động cơ bản đến các hệ thống đa chức năng, tinh vi. Các hệ thống này bao gồm phát hiện xâm nhập, giám sát video, giám sát giao thông và hệ thống cảnh báo cháy.
Những đổi mới trong tương lai của công nghệ laser
Tương lai của công nghệ laser trong lĩnh vực an ninh có thể chứng kiến những đổi mới đột phá, đặc biệt là với sự tích hợp của trí tuệ nhân tạo (AI). Các thuật toán AI phân tích dữ liệu quét laser có thể xác định và dự đoán các mối đe dọa an ninh chính xác hơn, nâng cao hiệu quả và thời gian phản hồi của hệ thống an ninh. Hơn nữa, khi công nghệ Internet vạn vật (IoT) phát triển, sự kết hợp giữa công nghệ laser với các thiết bị kết nối mạng có thể sẽ dẫn đến các hệ thống an ninh thông minh hơn và tự động hơn, có khả năng giám sát và phản hồi theo thời gian thực.
Những đổi mới này được kỳ vọng không chỉ cải thiện hiệu suất của hệ thống an ninh mà còn chuyển đổi cách tiếp cận của chúng ta đối với an ninh và giám sát, giúp chúng trở nên thông minh hơn, hiệu quả hơn và dễ thích ứng hơn. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, ứng dụng laser trong an ninh sẽ được mở rộng, mang đến môi trường an toàn và đáng tin cậy hơn.
Tài liệu tham khảo
- Hosmer, P. (2004). Ứng dụng công nghệ quét laser để bảo vệ chu vi. Kỷ yếu Hội nghị Quốc tế Carnahan lần thứ 37 về Công nghệ An ninh năm 2003. DOI
- Wang, S., Qiu, S., Jin, W., & Wu, S. (2016). Thiết kế Hệ thống Xử lý Video Thời gian thực Điều khiển Phạm vi bằng Laser Cận Hồng ngoại Thu nhỏ. ICMMITA-16. DOI
- Hespel, L., Rivière, N., Fracès, M., Dupouy, P., Coyac, A., Barillot, P., Fauquex, S., Plyer, A., Tauvy,
- M., Jacquart, M., Vin, I., Nascimben, E., Perez, C., Velayguet, JP, & Gorce, D. (2017). Hình ảnh laser flash 2D và 3D để giám sát tầm xa trong an ninh biên giới biển: phát hiện và nhận dạng cho các ứng dụng chống UAV. Kỷ yếu Hội nghị Kỹ thuật Quang học Quốc tế (SPIE). DOI
MỘT SỐ MODULE LASER DÀNH CHO QUỐC PHÒNG
Có sẵn dịch vụ mô-đun Laser OEM, hãy liên hệ với chúng tôi để biết thêm chi tiết!
