Apsaugos lazerinio jutiklio radaro nustatymo sprendimas

LiDARLazerinis jutiklis aktyviai skleidžia lazerio šviesą ir gali gauti informaciją, pvz., atstumą, orientaciją, greitį ir besiveržiančio taikinio kontūrą, labai tiksliai ir didele raiška. Jis buvo plačiai naudojamas tokiose srityse kaip miesto saugumas ir pramonės saugumas. Šiame straipsnyje trumpai pristatomi pagrindiniai vietiniai ir užsienio saugumo lidar gamintojai ir jų gaminių techninės specifikacijos. Derinant skirtingų saugumo programų poreikius, lidar principai, charakteristikos ir esama situacija skirtingose ​​techninėse sistemose aptariami trimis aspektais: diapazono schemos, skenavimo metodo ir šviesos šaltinio parinkimo. Galiausiai apibendrinamos ir numatomos saugumo lidar taikymo tendencijos ir plėtros perspektyvos. Siekdama patenkinti vartotojų saugumo programų poreikius, saugos lidar toliau vystysis mažų sąnaudų, didelio našumo, serializavimo, miniatiūrizavimo, kietojo kūno, lustų ir kelių šaltinių integravimo kryptimis.

Siekdamas aptikti tikslinę informaciją, saugos lidar gali ne tik tiesiogiai matuoti lazerio impulsų skrydžio laiką, bet ir moduliuoti skleidžiamo lazerio signalo amplitudę, dažnį ir fazę, taip netiesiogiai aptikdamas tikslinį atstumą. Pagal aptikimo metodą, saugumo lidarų nuotolio nustatymo sprendimus galima suskirstyti į impulsinį skrydžio laiką (TOF), amplitudę moduliuojamą nuolatinę bangą (AMCW) ir dažnio moduliuotą nuolatinę bangą (Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW). Trys rūšys.

Impulsinis TOF aptikimas naudoja impulsinius šviesos signalus kaip aptikimo signalus ir gauna informaciją apie taikinio atstumą tiksliai išmatuodamas atspindėtų šviesos impulsų skrydžio laiką. Principas parodytas 1 pav. TOF sprendimas gali būti taikomas apsaugai įvairiais atstumais, pavyzdžiui, perimetro apsaugai ir pramoninei apsaugai. Jo techninis principas yra paprastas, o branda yra aukšta. Tuo pačiu metu yra atitinkamų subrendusių modulių komponentų ir specialių apdorojimo lustų, skirtų impulsiniam lazerio spinduliavimui, priėmimui ir apdorojimui. Be to, jau yra daug brandžių TOF sprendimų ir komponentų, kurie derina nuskaitymo metodus, kurie gali lengvai patenkinti rinkos poreikius. Dauguma „Lidar“ naudoja šį techninį mechanizmą. Tačiau vis dar yra daug problemų, kurias reikia skubiai išspręsti: pirmoji yra prastas anti-trukdymas, o aido signalų gavimo būdas tiesioginio aptikimo būdu yra jautrus aplinkos šviesos trukdžiams, o tai kelia pavojų saugai; antrasis – mažas aptikimo jautrumas ir didelė impulsų galia. Jame keliami aukštesni prietaiso veikimo ir žmogaus akių saugos reikalavimai; trečia – veikimo bet kokiu oru problema. Šį metodą lengvai paveikia blogas oras, pavyzdžiui, lietus, rūkas ir sniegas. Įvairūs saugumo lidar gamintojai pasiūlė atitinkamus sprendimus. Tarp jų, Beixing Photon TF03 saugos lidar naudoja multi-echo technologiją ir sujungia kompensavimo algoritmus esant stipriai šviesai ir lietaus, sniego ir rūko aplinkoje, kad užtikrintų patikimą aptikimą atšiaurioje lauko aplinkoje.

1 pav. Impulsinio TOF LiDAR schema

AMCW aptikimas skiriasi nuo tiesioginio impulso aptikimo. Jis skleidžia nuolatinį lazerio signalą ir moduliuoja lazerio spinduliuotės signalo amplitudę. Atstumas matuojamas nustatant fazių skirtumą tarp aido signalo ir emisijos signalo. Principas parodytas 2 pav. parodyta. AMCW paprastai tinka trumpiems ir vidutiniams atstumams, pvz., aptikimo atstumui nuo dešimčių metrų iki šimtų metrų. Jo unikalus aptikimo metodas yra palankus kietojo kūno srities matricų nuskaitymui. Tuo pačiu metu fazinis diapazono tikslumas yra didelis, paprastai pasiekiantis milimetro lygį.

2 pav. AMCW LiDAR schema

FMCW aptikimas naudoja linijinius dažnio moduliavimo signalus, kad moduliuotų lazerį, ir gauna informaciją apie taikinio atstumą bei momentinį greitį, lyginant momentinį dažnių skirtumą tarp atspindėtos šviesos signalo ir vietinio osciliatoriaus šviesos signalo. Principas parodytas 3 paveiksle. Palyginti su pirmaisiais dviem, jo ​​išskirtinis pranašumas yra tas, kad jis vienu metu gali matuoti taikinio atstumą ir Doplerio spindulinį santykinį greitį, teikti 4D informaciją, padėti klasifikuoti taikinį ir turi platesnį taikymo sritį; jis taip pat turi stiprų atsparumą trukdžiams ir didesnį jautrumą. Be to, šis aptikimo metodas tinka nebrangiai masinei gamybai, naudojant silicio fotoniką ir fazinio matricos technologiją, tačiau dabartinė technologija yra žema, o įrenginiai yra palyginti brangūs.

3 pav. FMCW LiDAR schema

Kiekvienas iš trijų skirtingų sprendimų turi savo ypatybes ir taikymo vertę. Palyginti su impulsinio TOF aptikimo ir AMCW aptikimo sprendimais, FMCW technologija turi didelių pranašumų ir didžiulį potencialą technologijos brandumo ir sąnaudų požiūriu. Tačiau kol kas FMCW techninių sprendimų taikymo saugumo rinkoje problemos vis dar išlieka. Reikalingi didelio našumo komponentai yra brangūs ir negali būti pagaminti dideliais kiekiais. Plėtojant puslaidininkių technologiją, fotoninės integracijos technologijos naudojimas kuriant integruotą lidarą yra svarbi ateities plėtros tendencija.

Kontaktinė informacija:

Jei turite kokių nors idėjų, nedvejodami pasikalbėkite su mumis. Nesvarbu, kur yra mūsų klientai ir kokie yra mūsų reikalavimai, sieksime savo tikslo teikti klientams aukštą kokybę, žemas kainas ir geriausias paslaugas.