1. An toàn cho mắt: Ưu điểm tự nhiên của bước sóng 1535nm
Điểm đột phá cốt lõi của mô-đun đo khoảng cách laser LumiSpot 0310F nằm ở việc sử dụng laser thủy tinh erbium 1535nm. Bước sóng này thuộc tiêu chuẩn an toàn mắt Loại 1 (IEC 60825-1), có nghĩa là ngay cả khi tiếp xúc trực tiếp với chùm tia cũng không gây hại cho võng mạc. Trái ngược với các laser bán dẫn 905nm truyền thống (yêu cầu bảo vệ Loại 3R), laser 1535nm không yêu cầu các biện pháp an toàn bổ sung trong các kịch bản triển khai công cộng, giảm đáng kể rủi ro vận hành. Ngoài ra, bước sóng này có độ tán xạ và hấp thụ thấp hơn trong khí quyển, với khả năng xuyên thấu được cải thiện lên đến 40% trong điều kiện bất lợi như sương mù, khói bụi, mưa và tuyết - cung cấp nền tảng vật lý vững chắc cho việc đo khoảng cách xa.
Bước đột phá về tầm bắn 2.5km: Thiết kế quang học phối hợp và tối ưu hóa năng lượng.
Để đạt được phạm vi đo 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 Điều khiển chùm tia:
Hệ thống thấu kính phi cầu nén độ phân kỳ chùm tia xuống ≤0,3 mrad, ngăn ngừa sự mất năng lượng do sự lan rộng của chùm tia.
③ Độ nhạy thu được tối ưu hóa:
Bộ dò APD (điốt quang thác lũ), kết hợp với thiết kế mạch nhiễu thấp, cho phép đo thời gian bay chính xác ngay cả trong điều kiện tín hiệu yếu (với độ phân giải lên đến 15ps).
Dữ liệu thử nghiệm cho thấy sai số phạm vi nằm trong khoảng ±1m đối với mục tiêu xe có kích thước 2,3m × 2,3m, với tỷ lệ chính xác phát hiện đạt ≥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 năng mạnh mẽ trong các 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 bỏ các nguồn nhiễu động như mưa, tuyết và chim.
② Thuật toán kết hợp 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 phản hồi hợp lệ và giảm thiểu hiện tượng dao động và nhiễu.
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 ngăn ngừa tình trạng quá tải đầu dò do các vật thể phản chiếu 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 đến 10km.
4. Khả năng thích ứng với môi trường khắc nghiệt: Hiệu suất đáng tin cậy từ điều kiện đóng băng đến điều kiện nóng như thiêu đốt.
Mẫu 0310F được thiết kế để chịu được nhiệt độ khắc nghiệt từ -40°C đến +70°C nhờ hệ thống bảo vệ ba lớp:
① Hệ thống điều khiển nhiệt kép dự phòng:
Bộ làm mát nhiệt điện (TEC) hoạt động song song với các cánh tản nhiệt thụ động để đảm bảo khả năng khởi động nhanh ở nhiệt độ thấp (≤5 giây) và hoạt động ổn định ở nhiệt độ cao.
② Vỏ kín hoàn toàn chứa đầy khí nitơ:
Khả năng bảo vệ đạt chuẩn IP67 kết hợp với khí nitơ giúp ngăn ngừa sự ngưng tụ và oxy hóa trong môi trường có độ ẩm cao.
③ Bù trừ bước sóng động:
Quá trình hiệu chuẩn thời gian thực bù đắp cho sự thay đổi bước sóng laser do biến đổi nhiệt độ, đảm bảo độ chính xác của phép đo trên toàn bộ dải 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 thay đổi liên tục (70°C) và nhiệt độ cực lạnh (-40°C).
5. Các kịch bản ứng dụng: Cho phép sử dụng đa lĩnh vực, từ quân sự đến dân sự
Nhờ tối ưu hóa SWaP (Kích thước, Trọng lượng và Công suất) — với trọng lượng ≤145g và công suất 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 trong phạm vi 5km theo thời gian thực, với tỷ lệ báo động sai ≤0,01%.
② Lập bản đồ bằng máy bay không người lái:
Mỗi chuyến bay bao phủ bán kính 5km, mang lại hiệu quả gấp 5 lần so với các hệ thống RTK truyền thống.
③ Kiểm tra đường dây điện:
Kết hợp với công nghệ nhận diện hình ảnh AI để phát hiện độ nghiêng của cột truyền tải và độ dày của lớp băng với độ chính xác đến từng centimet.
6. Triển vọng tương lai: Tiến hóa công nghệ và mở rộng hệ sinh thái
LumiSpot dự kiến ra mắt mô-đun đo khoảng cách tầm xa 10km vào năm 2025, củng cố hơn nữa vị thế dẫn đầu về công nghệ. Đồng thời, bằng cách cung cấp hỗ trợ API mở cho việc kết hợp nhiều cảm biến (ví dụ: RTK, IMU), LumiSpot hướng đến việc tăng cường khả năng nhận thức nền tảng cho xe tự lái và cơ sở hạ tầng thành phố thông minh. Theo dự báo, thị trường đo khoảng cách bằng laser toàn cầu dự kiến sẽ vượt quá 12 tỷ đô la vào năm 2027, với giải pháp nội 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 sự cân bằng giữa an toàn cho mắt, độ chính xác tầm xa và khả năng thích ứng với môi trường. Nó thiết lập một tiêu chuẩn mới cho ngành công nghiệp đo khoảng cách bằng laser và tạo động lực mạnh mẽ cho khả năng cạnh tranh toàn cầu của hệ sinh thái phần cứng thông minh.
Thời gian đăng bài: 06/05/2025