レーザーレンジファインダーは、高精度、迅速な応答、強力な干渉能力により、最新の測定の分野でコアテクノロジーの1つになりました。軍事偵察から家電まで、産業の自動化から自律運転まで、それはどこにでもあります。この記事では、作業原則、技術分類、コアコンポーネント、アプリケーションシナリオ、レーザーレンジファインダーの将来の開発動向を深く分析し、この主要なテクノロジーの包括的な理解を提供します。
1。レーザー距離測定の基本原理
レーザーレンジファインダーの基本機能は、レーザー光の伝播と反射プロセスを介して、ターゲットオブジェクトと測定機器間の距離を正確に計算することです。異なる距離測定方法によると、レーザー距離測定は次の3つの原則に分けることができます。
1。飛行時間（TOF）
TOF原理は、距離測定システムで最も古典的な方法の1つです。レーザーの飛行時間を放出からターゲットまで測定してから戻ることにより、距離を計算します。その数学モデルは次のとおりです。
距離=光×時間 \/ 2の速度
たとえば、建物のファサードスキャンでは、TOFシステムは数秒以内に数万ポイントの距離データを取得して、高精度モデリングを実現できます。幅広い用途（数メートルから数キロメートルの範囲）により、ドローン検査、軍事偵察、レーダーマッピングなどのシナリオでは特に重要です。
2。位相差範囲の方法
この方法は、主に中程度および短距離測定に適しています。その精度は通常、TOFよりも高く、ミリメートルレベルの距離測定要件に適しています。レーザー信号は変調後に送信され、受信端は透過波と返された波との位相差を比較することにより、光経路の差を計算し、最後にターゲット距離を取得します。測定速度が速く高精度のため、産業測位システムとスマートホームスペースモデリングで広く使用されています。
3。三角測量法
この方法は、主に短距離測定に使用され、レーザー送信機、受信機、ターゲットポイントの間に形成される幾何学的三角形の関係に依存しています。三角測量の利点は、その範囲の解像度が高く、ミクロンレベルに達する可能性があり、高精度の産業製造、PCB検査、ロボットの視覚認識に適していることです。
2。レーザーレンジファインダーのコアコンポーネント
レーザーレンジファインダーの性能は、内部モジュールの調整された作業に大きく依存しています。重要なモジュールは次のとおりです。
1.レーザー排出モジュール
このモジュールは、レーザーレンジファインダーシステムの「光源」であり、主に905NMまたは1550NMバンドでレーザーダイオードを使用しています。 905nmと比較して、1550nmレーザーは、人間の眼の安全性の面でより良いパフォーマンスを発揮するだけでなく、強い光、高湿度、高塵などの過酷な環境での使用に適した浸透も強いです。
レーザーは2つのカテゴリに分かれています。
パルスレーザー：TOFシステムで使用され、高エネルギーの短いパルス出力を備えています。
連続波線レーザー：位相差システム、簡単な位相変調および復調で一般的に使用されます。
2。光システム
送信レンズはレーザービームに焦点を合わせ、発散角を減らします。
受信レンズは、システムの受信感度を改善するために、できるだけ多くの反射光を収集します。
赤外線フィルターを使用して、干渉目に見える光と日光を保護して、干渉能力を向上させます。
3。フォトセクター
APDには高いゲイン特性があり、長距離測定に適しています。
SPADは非常に高い感度を持ち、非常に長距離距離測定または暗い環境での距離測定によく使用されます。
4。信号処理装置
高性能TDCを使用して飛行時間を計算し、高速データ処理とフィルタリング、補償、およびその他のアルゴリズムのためにDSPまたはFPGAと協力して、正確なリアルタイムフィードバックを実現します。
5。補助システム
IMUは、レンジファインダーの振動によって引き起こされるエラーを補います。
GPS\/RTKは、測量や農業ドローンで一般的な高精度の位置決めを実現するために組み合わせて使用されます。
3。レーザー範囲ファインダーのアプリケーションシナリオ
1。軍事と安全
戦術操作では、レーザーの範囲ファインダーは、狙撃、ターゲットロック、ドローン偵察、ミサイルガイダンスに広く使用されています。弾道計算システムを統合して、「登録攻撃」の統合を実現し、撮影の精度と効率を大幅に改善できます。
2。測量とGIS
総ステーションとレーザーレーダー（LIDAR）は、都市計画、鉱山調査、森林資源統計、その他の分野で重要な役割を果たします。レーザーシステムは、地形マップと3次元モデルを迅速に生成し、意思決定分析のためにリアルタイムでGISプラットフォームにアップロードできます。
3。産業自動化
高精度の組み立てライン、ロボット視覚的ポジショニング、倉庫物流自動ガイド車（AGV）などのシステムでは、レーザー範囲は動的なポジショニングサポートを提供します。たとえば、大規模な製造会社はレーザーセンサーを使用して製品エラーを監視し、降伏率を98％以上に上げます。
4。自律運転とインテリジェントな輸送
自律車両の知覚システムのコアコンポーネントとして、レーザーレーダーは周囲の環境、動的ターゲット検出、パス計画のリアルタイムモデリングを実現できます。カメラとミリ波レーダーと組み合わせて、全次元の安全性認識システムを形成します。
5。家電とスポーツ
レーザーフォーカスシステムは、撮影速度と精度を向上させるために、スマートフォンで広く使用されています。ゴルフレンジファインダーは、プレイヤーがリアルタイムでショットの距離を把握するのに役立ちます。スイープロボットは、レーザーナビゲーションを使用して高精度マップを構築して、クリーニング効率を向上させます。
4。将来の開発動向
1。固体レーザーレーダー
従来のレーザーレーダーは、機械的回転構造に依存しています。ソリッドステートレーダーは、MEMSマイクロミラー、OPA光フェーズドアレイなどを介した非接触スキャンを実現し、信頼性を向上させ、コストを削減します。自律運転やロボットで広く使用されることが期待されています。
2。マルチセンサー融合
レーザー範囲のシステムは、システムの堅牢性を向上させるために、赤外線熱イメージング、カメラ、ミリ波レーダーなどと統合されています。夜間または極端な気象条件では、融合認識システムは安定した出力を維持できます。
3。知性とAI処理
AIアルゴリズムとエッジコンピューティングテクノロジーの助けを借りて、レーザー範囲のデータはオブジェクトを識別し、動的ターゲットを追跡し、パスの変化をリアルタイムで予測できます。たとえば、スマートウェアハウジングでは、レーザーナビゲーションシステムがAI視覚アルゴリズムを組み合わせて、無人のソートを実現します。
4。小型化と低電力設計
チップパッケージとシリコンフォトニクステクノロジーの開発により、レーザー範囲のモジュールは「爪のサイズ」のサイズに向かって移動し、将来のARメガネ、スマートウォッチ、ドローンなどの軽量シーンで広く使用できます。
5。赤外線融合技術は距離測定を支援します-Nangzhouhuirui Technology Co.、Ltd。
マルチセンサー融合技術の成熟度が向上するにつれて、赤外線熱イメージングはレーザー距離測定の強力なサプリメントになりつつあります。 2013年の設立以来、Hangzhou Huirui Technology Co.、Ltd。は赤外線の開発に焦点を当ててきました熱イメージングコアテクノロジーそしてレーザーレンジファインダーソリューションの実装と、世界をリードする赤外線インテリジェント認識サービスプラットフォームの構築に取り組んでいます。
国立ハイテク企業として、Hangzhou Huirui Technology Co.、Ltd。は、中国の杭州に本社を置いており、世界中の27の都市にサービスアウトレットがあり、50の配達センターが200以上の言語ですべての天候の技術サポートを提供し、軍事産業、産業自動車、電力検査、国境監視、国境監視、その他の産業をカバーしています。
その主な製品である赤外線熱イメージャーは、レーザー距離測定システムとシームレスに統合して、ターゲット認識と距離測定システムの干渉防止能力を高めることができます。夜間または非常に低い視界環境では、Hangzhou Huirui Technology Co.、Ltd。の赤外線技術は、ドローンが障害物を正確に特定し、熱源を検出するのに役立ち、森林火災の早期警告、国境警備パトロール、スマートシティの建設、その他の分野で広く使用されています。
加えて、Hangzhou Huirui Technology Co.、Ltd。また、カスタマイズされたサービスを提供し、さまざまな業界のニーズに応じて排他的モジュールを開発して、顧客がインテリジェントで効率的で安全な範囲と認識システムを構築するのに役立ちます。
6。結論
インテリジェントな知覚システムの礎石として、レーザーレンジングテクノロジーは、あらゆる人生の歩みに急速に浸透しています。人工知能、エッジコンピューティング、マルチセンサー融合技術によって駆動されると、そのアプリケーションの境界は常に拡大しています。高精度の産業製造から自律運転まで、個人消費者端末まで、レーザー範囲は「精度と知性」の革命をリードしています。赤外線センシングとグローバルなサービス機能を備えたHangzhou Huirui Technology Co.、Ltd。のような企業は、この変革においてますます重要な役割を果たし、さまざまな産業がよりスマートな未来に向かって進むことができます。
