1. An toàn cho mắt: Lợi thế tự nhiên của bước sóng 1535nm
Cải tiến cốt lõi của mô-đun máy đo khoảng cách laser LumiSpot 0310F nằm ở việc sử dụng laser thủy tinh erbium 1535nm. Bước sóng này nằm trong tiêu chuẩn an toàn mắt Class 1 (IEC 60825-1), nghĩa là ngay cả khi tiếp xúc trực tiếp với chùm tia cũng không gây hại cho võng mạc. Trái ngược với laser bán dẫn 905nm truyền thống (yêu cầu bảo vệ Class 3R), laser 1535nm không yêu cầu các biện pháp an toàn bổ sung trong các tình huống triển khai công cộng, giúp giảm đáng kể rủi ro vận hành. Ngoài ra, bước sóng này thể hiện sự tán xạ và hấp thụ thấp hơn trong khí quyển, với khả năng thâm nhập được cải thiện tới 40% trong các điều kiện bất lợi như sương mù, khói mù, mưa và tuyết—mang đến nền tảng vật lý vững chắc cho phép đo tầm xa.
2. Đột phá về phạm vi 5km: Thiết kế quang học phối hợp và tối ưu hóa năng lượng
Để đạt được phạm vi đo lường 5km, mô-đun 0310F tích hợp ba phương pháp kỹ thuật chính:
① Phát xung năng lượng cao:
Năng lượng xung đơn được tăng lên 10mJ. Kết hợp với hiệu suất chuyển đổi cao của laser thủy tinh erbium, điều này đảm bảo tín hiệu phản hồi mạnh ở khoảng cách xa.
② Kiểm soát chùm tia:
Hệ thống thấu kính phi cầu nén độ phân kỳ của chùm tia xuống ≤0,3 mrad, ngăn ngừa mất năng lượng do chùm tia lan truyền.
③ Độ nhạy thu được tối ưu hóa:
Bộ dò APD (điốt quang tuyết lở), kết hợp với thiết kế mạch có độ nhiễu thấp, cho phép đo thời gian bay chính xác ngay cả trong điều kiện tín hiệu yếu (với độ phân giải lên tới 15ps).
Dữ liệu thử nghiệm cho thấy sai số phạm vi trong phạm vi ±1m đối với mục tiêu xe có kích thước 2,3m × 2,3m, với tỷ lệ phát hiện chính xác ≥98%.
3. Thuật toán chống nhiễu: Giảm nhiễu toàn hệ thống từ phần cứng đến phần mềm
Một tính năng nổi bật khác của 0310F là hiệu suất mạnh mẽ trong môi trường phức tạp:
① Công nghệ lọc động:
Hệ thống xử lý tín hiệu thời gian thực dựa trên FPGA tự động xác định và lọc các nguồn nhiễu động như mưa, tuyết và chim.
② Thuật toán hợp nhất đa xung:
Mỗi phép đo phát ra 8000–10000 xung năng lượng thấp, với phân tích thống kê được sử dụng để trích xuất dữ liệu trả về hợp lệ và giảm thiểu độ nhiễu và độ rung.
③ Điều chỉnh ngưỡng thích ứng:
Ngưỡng kích hoạt tín hiệu được điều chỉnh linh hoạt dựa trên cường độ ánh sáng xung quanh để tránh tình trạng quá tải của đầu dò từ các mục tiêu phản xạ mạnh như kính hoặc tường trắng.
Những cải tiến này cho phép mô-đun duy trì tỷ lệ thu thập dữ liệu hợp lệ trên 99% trong điều kiện tầm nhìn lên tới 10km.
4. Khả năng thích ứng với môi trường khắc nghiệt: Hiệu suất đáng tin cậy từ điều kiện đóng băng đến điều kiện thiêu đốt
0310F được thiết kế để chịu được nhiệt độ khắc nghiệt từ -40°C đến +70°C thông qua hệ thống bảo vệ ba lớp:
① Kiểm soát nhiệt độ dự phòng kép:
Bộ làm mát nhiệt điện (TEC) hoạt động song song với các cánh tản nhiệt thụ động để đảm bảo khả năng khởi động nguội nhanh (≤5 giây) và hoạt động ổn định ở nhiệt độ cao.
② Vỏ chứa đầy nitơ được bịt kín hoàn toàn:
Cấp độ bảo vệ IP67 kết hợp với bơm nitơ giúp ngăn ngừa hiện tượng ngưng tụ và oxy hóa trong môi trường có độ ẩm cao.
③ Bù bước sóng động:
Hiệu chuẩn thời gian thực bù cho sự dịch chuyển bước sóng laser do thay đổi nhiệt độ, đảm bảo độ chính xác của phép đo trên toàn bộ phạm vi nhiệt độ.
Các thử nghiệm của bên thứ ba xác nhận rằng mô-đun có thể hoạt động liên tục trong 500 giờ mà không bị suy giảm hiệu suất trong điều kiện nhiệt độ sa mạc (70°C) và giá lạnh ở vùng cực (-40°C) xen kẽ.
5. Các tình huống ứng dụng: Cho phép sử dụng liên ngành từ lĩnh vực quân sự đến lĩnh vực dân sự
Nhờ tối ưu hóa SWaP (Kích thước, Trọng lượng và Công suất) — trọng lượng ≤145g và tiêu thụ ≤2W — 0310F được ứng dụng rộng rãi trong:
① An ninh biên giới:
Được tích hợp vào hệ thống giám sát chu vi để theo dõi mục tiêu di chuyển theo thời gian thực trong phạm vi 5km, với tỷ lệ báo động giả ≤0,01%.
② Lập bản đồ bằng máy bay không người lái:
Bao phủ bán kính 5km cho mỗi chuyến bay, mang lại hiệu quả gấp 5 lần so với các hệ thống RTK truyền thống.
③ Kiểm tra đường dây điện:
Kết hợp với nhận dạng hình ảnh AI để phát hiện độ nghiêng của tháp truyền tải và độ dày băng với độ chính xác đến từng centimet.
6. Triển vọng tương lai: Sự phát triển kỹ thuật và mở rộng hệ sinh thái
LumiSpot có kế hoạch ra mắt mô-đun máy đo khoảng cách loại 10km vào năm 2025, củng cố thêm vị thế dẫn đầu về mặt kỹ thuật của mình. Trong khi đó, bằng cách cung cấp hỗ trợ API mở cho hợp nhất nhiều cảm biến (ví dụ: RTK, IMU), LumiSpot hướng đến mục tiêu trao quyền cho các khả năng nhận thức cơ bản cho lái xe tự động và cơ sở hạ tầng thành phố thông minh. Theo dự báo, thị trường máy đo khoảng cách bằng laser toàn cầu dự kiến sẽ vượt quá 12 tỷ đô la vào năm 2027, với giải pháp bản địa hóa của LumiSpot có khả năng giúp các thương hiệu Trung Quốc chiếm hơn 30% thị phần.
Phần kết luận:
Sự đột phá của LumiSpot 0310F không chỉ nằm ở thông số kỹ thuật mà còn ở khả năng cân bằng giữa an toàn cho mắt, độ chính xác tầm xa và khả năng thích ứng với môi trường. Thiết bị này đặt ra chuẩn mực mới cho ngành công nghiệp đo khoảng cách bằng laser và tạo động lực mạnh mẽ cho khả năng cạnh tranh toàn cầu của các hệ sinh thái phần cứng thông minh.
Thời gian đăng: 06-05-2025