激光在檢測領域中的應用十分廣泛,技術含量十分豐富,對(duì)社會(huì)生産和生活的影響也十分明顯。激光測距是激光最早的應用之一。激光測距傳感器的原理和應用也是很多人關心的問題。激光測量原理是一種(zhǒng)非接觸式測量原理。這(zhè)種(zhǒng)類型的傳感器特别适合測量快速的位移變化,且無需在被(bèi)測物體上施加外力。而非接觸測量對(duì)于被(bèi)測表面(miàn)不允許接觸的情況,或者需要傳感器有超長(cháng)壽命的應用領用意義重大。
激光測距傳感器工作原理
傳輸時(shí)間激光傳感器工作時(shí),先由激光二極管對(duì)準目标發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目标反射後(hòu)激光向(xiàng)各方向(xiàng)散射。部分散射光返回到傳感器接收器,被(bèi)光學(xué)系統接收後(hòu)成(chéng)像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種(zhǒng)内部具有放大功能(néng)的光學(xué)傳感器,因此它能(néng)檢測極其微弱的光信号。記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被(bèi)接收所經(jīng)曆的時(shí)間,即可測定目标距離。傳輸時(shí)間激光傳感器必須極其精确地測定傳輸時(shí)間,因爲光速太快。
激光測距傳感器的應用
汽車防撞探測器:一般來說(shuō),大多數現有汽車碰撞預防系統的激光測距傳感器使用激光光束以不接觸方式用于識别汽車在前或者在後(hòu)形勢的目标汽車之間的距離,當汽車間距小于預定安全距離時(shí),汽車防碰撞系統對(duì)汽車進(jìn)行緊急刹車,或者對(duì)司機發(fā)出報警,或者綜合目标汽車速度、車距、汽車制動距離、響應時(shí)間等對(duì)汽車行駛進(jìn)行即時(shí)的判斷和響應,可以大量的減少行車事(shì)故。在高速公路上使用,其優點更加明顯。
車流量監控:使用方式一般固定到高速或者重要路口的龍門架上,激光發(fā)射和接收垂直地面(miàn)向(xiàng)下,對(duì)準一條車道(dào)的中間位置,當有車輛通行時(shí),激光測距傳感器能(néng)實時(shí)輸出所測得的距離值的相對(duì)改變值,進(jìn)而描繪出所測車的輪廓。這(zhè)種(zhǒng)測量方式一般使用測距範圍小于30米即可,且要求激光測距速率比較高,一般要求能(néng)達到100赫茲就(jiù)可以了。這(zhè)對(duì)于在重要路段監控可以達到很好(hǎo)的效果,能(néng)夠區分各種(zhǒng)車型,對(duì)車身高度掃描的采樣(yàng)率可以達到10厘米一個點(在40Km/h時(shí),采樣(yàng)率爲11厘米一個點)。對(duì)車流限高,限長(cháng),車輛分型等都(dōu)能(néng)實時(shí)分辨,并能(néng)快速輸出結果。
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無人機:著(zhe)機器人、無人機、無人搬運車、自動駕駛等新概念系統的興起(qǐ),連帶刺激測距與避障技術需求。其中測距爲避障的基礎,并有多種(zhǒng)技術可以實現測距,包含無線射頻、超音波、紅外線以及激光/雷射等。這(zhè)些技術各有其優缺點,且成(chéng)本也有差異性。
其中,紅外線與激光屬光電半導體技術,分别運用紅外線二極管及激光二極管的發(fā)波,而後(hòu)接收回波來辨識物體的距離,紅外線技術适合短距離運用,激光技術則适合長(cháng)距離範疇。另外,常見的避障技術還(hái)有無線射頻、超音波技術等,它們則常見于汽車領域應用。