Bài viết này cung cấp một cuộc khám phá toàn diện về công nghệ đo khoảng cách bằng laser, theo dõi quá trình phát triển lịch sử của nó, làm sáng tỏ các nguyên tắc cốt lõi của nó và làm nổi bật các ứng dụng đa dạng của nó. Dành cho các kỹ sư laser, nhóm R&D và học viện quang học, bài viết này cung cấp sự kết hợp giữa bối cảnh lịch sử và hiểu biết hiện đại.
Sự ra đời và phát triển của Laser Range
Có nguồn gốc từ đầu những năm 1960, máy đo khoảng cách 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 mình 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 một số lợi thế khi so sánh với các phương pháp đo khoảng cách 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 khả thi.
Nguyên lý đo khoảng cách bằng tia laser:
- Đo khoảng cách bằng laser sử dụng ba phương pháp chính: đo khoảng cách bằng xung laser, đo khoảng cách bằng pha laser và đo khoảng cách bằng 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:
Chủ yếu được sử dụng 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:
Thích hợp cho các phép đo khoảng cách trung bình đến xa, thường được sử dụng trong phạm vi từ 50 mét đến 150 mét.
03
Tam giác hóa bằng tia laser:
Chủ yếu được sử dụng để đo khoảng cách ngắn, thường trong phạm vi 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 người lái tiên tiến (ADAS).
Hàng không vũ trụ: Lập bản đồ địa hình và phát hiện chướng ngại vật.
Khai thác: 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 có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp truyền thống, bao gồm đo 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 tia 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 mắtEr Glass Laser, vượt trội trong các máy đo khoảng cách an toàn cho mắt. Nó cung cấp hiệu suất đáng tin cậy, tiết kiệm chi phí, phát ra ánh sáng được hấp thụ bởi giác mạc và cấu trúc mắt tinh thể, đảm bảo an toàn cho võng mạc. Trong đo khoảng cách bằng laser và LIDAR, đặc biệt là trong các thiết lập ngoài trời đòi hỏi truyền ánh sáng đường dài, laser DPSS này là thiết yếu. Không giống như các sản phẩm trước đây, nó loại bỏ tổn thương mắt và nguy cơ gây mù. Laser của chúng tôi sử dụng kính phosphate Er: Yb pha tạp đồng và chất bán dẫnnguồn bơm laserđể tạo ra bước sóng 1,5um, rất lý tưởng cho Đo khoảng cách và Truyền thông.
Đo khoảng cách bằng tia laser, đặc biệt làKhoảng thời gian bay (TOF), là 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 phép đo khoảng cách đơn giản đến lập bản đồ 3D phức tạp. Hãy cùng tạo sơ đồ để 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 mục tiêu:Xung tia laser truyền qua không khí đến mục tiêu.
Phản ánh từ mục tiêu:Xung điện đập vào mục tiêu và bị phản xạ trở lại.
Quay lại 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 tung ra 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 tia laser
Dòng sản phẩm này chủ yếu tập trung vào mô-đun đo khoảng cách bằng tia 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 loạt sản phẩm này, bạn sẽ tìm thấy các thành phần máy đo khoảng cách laser từ 2,5km đến 20km với kích thước nhỏ gọn, cấu tạo nhẹ, đặc tính chống nhiễu đặc biệt và khả năng sản xuất hàng loạt hiệu quả. Chúng rất linh hoạt, có thể ứng dụng trong đo khoảng cách bằng laser, công nghệ LIDAR và hệ thống truyền thông.
Máy đo khoảng cách laser tích hợp
Máy đo khoảng cách cầm tay quân sựDòng sản phẩm do LumiSpot Tech phát triển có hiệu quả, thân thiện với người dùng và an toàn, sử dụng các bước sóng an toàn cho mắt để vận hành vô hại. Các thiết bị này cung cấp khả năng hiển thị dữ liệu theo thời gian thực, giám sát nguồn điện và truyền dữ liệu, gói gọn các chức năng thiết yếu trong một công cụ. Thiết kế tiện dụng của chúng hỗ trợ cả sử dụng bằng một tay và hai tay, mang lại sự thoải mái khi sử dụng. Các máy đo khoảng cách này kết hợp tính thực tế và công nghệ tiên tiến, đảm bảo giải pháp đo lường đơn giản và đáng tin cậy.
Tại sao chọn chúng tôi?
Cam kết của chúng tôi về sự xuất sắc được thể hiện rõ trong mọi sản phẩm chúng tôi cung cấp. Chúng tôi hiểu được sự phức tạp của ngành và đã điều chỉnh sản phẩm của mình để đáp ứng các tiêu chuẩn cao nhất về chất lượng và hiệu suất. Sự tập trung của chúng tôi vào sự hài lòng của khách hàng, kết hợp với chuyên môn kỹ thuật của chúng tôi, khiến chúng tôi trở thành lựa chọn ưu tiên cho các chuyên gia đang tìm kiếm các 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 tia laser. Tạp chí Kỹ thuật quang học.
- Johnson, B. (1992). Ứng dụng của Laser Rangeing. Quang học ngày nay.
- Lee, C. (2001). Nguyên lý đo khoảng cách xung laser. Nghiên cứu quang tử.
- Kumar, R. (2003). Hiểu về phạm vi pha laser. Tạp chí ứng dụng laser.
- Martinez, L. (1998). Tam giác hóa laser: Cơ bản và ứng dụng. Đánh giá 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 tia laser: Tích hợp AI. Tạp chí Quang học hiện đại.
Bạn cần tư vấn miễn phí?
Hãy cân nhắc đến 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 của các mẫu khác nhau cũng rất quan trọng.
[Đọc thêm:Phương pháp cụ thể để lựa chọn mô-đun máy đo khoảng cách laser mà bạn cần]
Chỉ cần bảo trì tối thiểu, chẳng hạn như giữ ống kính sạch và bảo vệ thiết bị khỏi va đập và điều kiện khắc nghiệt. Cũng cần thay pin hoặc sạc pin thường xuyên.
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.
Có, 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 nhóm bán hàng của chúng tôi về nhu cầu của bạn.
Hầu hết các mô-đun laser của chúng tôi trong loạt máy đo khoảng cách được thiết kế nhỏ gọn và nhẹ, đặc biệt là loạt L905 và L1535, có phạm vi từ 1km đến 12km. Đối với loại nhỏ nhất, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụngLSP-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 kiểm soát 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 thảo luận này nhằm mục đích cung cấp hiểu biết toàn diện về vai trò của laser trong các hệ thống an ninh hiện đại, cung cấp thông tin chi tiết về cả ứng dụng hiện tại và các phát triển tiềm năng 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 theo 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 viền của khu vực, cho phép hệ thống nhận dạng các vật thể mới trong trường nhìn của nó bằng cách thay đổi môi trường xung quanh được lập trình. Điều này cho phép đánh giá kích thước, hình dạng và hướng của các mục tiêu di chuyển, đưa ra cảnh báo khi cần thiết. (Hosmer, 2004).
⏩ Blog liên quan:Hệ thống phát hiện xâm nhập bằng laser mới: Một 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 có cổng laser có thể ngăn chặn hiệu quả sự tán xạ ngược ánh sáng, tăng cường đáng kể khoảng cách quan sát của hệ thống hình ảnh quang điện trong điều kiện thời tiết bất lợi, cả ban ngày và ban đêm. Các nút chức năng bên ngoài của hệ thống điều khiển khoảng cách cổng, độ rộng đèn nháy và hình ảnh rõ nét, 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 xe. Các 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 tình trạng 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 ở nơi công cộng. Máy quét laser và các công nghệ liên quan có thể giám sát hiệu quả các chuyển động của đám đông, tăng cường 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 vô cùng hữu ích trong việc giám sát và thu thập dữ liệu tại hiện trường cháy, cung cấp thông tin cần thiết để 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 tăng, với công nghệ laser tăng cường đáng kể khả năng giám sát và an ninh của chúng. Các hệ thống này, dựa trên Mảng mặt phẳng tiêu cự (FPA) Avalanche Photodiode (APD) thế hệ mới và kết hợp với 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 phạm vi 520 đến 540 nanomet, đáng chú ý vì khả năng hiển thị và độ chính xác cao. Các tia laser này đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng đòi hỏi đánh dấu hoặc hình ảnh 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 trải qua quá trình phát triển đáng kể. Ban đầu là một công cụ thử 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 thành các hệ thống đa chức năng, tinh vi. 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 an ninh có thể chứng kiến những cải tiến 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 các hệ thống an ninh. Hơn nữa, khi công nghệ Internet vạn vật (IoT) phát triển, sự kết hợp của 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 cải tiến này dự kiến không chỉ cải thiện hiệu suất của hệ thống an ninh mà còn chuyển đổi cách tiếp cận của chúng ta đối với an toàn và giám sát, khiến 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 lại môi trường an toàn và đáng tin cậy hơn.
Tài liệu tham khảo
- Hosmer, P. (2004). Việc sử dụng công nghệ quét laser để bảo vệ chu vi. Biên bản Hội nghị quốc tế Carnahan lần thứ 37 năm 2003 về công nghệ an ninh. DOI
- Wang, S., Qiu, S., Jin, W., & Wu, S. (2016). Thiết kế Hệ thống xử lý video thời gian thực có cổng phạm vi laser hồng ngoại gần 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 hàng hải: phát hiện và nhận dạng cho các ứng dụng chống UAS. Biên bản báo cáo của SPIE - Hiệp hội Kỹ thuật Quang học Quốc tế. DOI
MỘT SỐ MODULE LASER CHO QUỐC PHÒNG
Có sẵn dịch vụ mô-đun Laser OEM, hãy liên hệ với chúng tôi để biết thêm chi tiết!
