电⽓百科:激光测距传感器的原理及应⽤
激光测距传感器是先由激光⼆极管对准⽬标发射激光脉冲,经⽬标反射后激光向各⽅向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电⼆极管上。雪崩光电⼆极管是⼀种内部具有放⼤功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间,即可测定⽬标距离。下⾯来聊⼀聊激光测距传感器的原理及应⽤剖析,感兴趣的朋友⼀起来看看吧!
激光传感器必须极其精确地测定传输时间,因为光速太快。要分辨出3ps的时间,这是对电⼦技术提出的过⾼要求,实现起来造价太⾼。
但是如今的激光传感器巧妙地避开了这⼀障碍,利⽤⼀种简单的统计学原理,即平均法则实现了1mm的分辨率,并且能保证响应速度。
远距离激光测距仪在⼯作时向⽬标射出⼀束很细的激光,由光电元件接收⽬标反射的激光束,计时器测定激光束从发射到接收的时间,计算出从观测者到⽬标的距离;LED⽩光测速仪成像在仪表内部集成电路芯⽚CCD上,CCD芯⽚性能稳定,⼯作寿命长,且基本不受⼯作环境和温度的影响。因此,LED⽩光测速仪测量精度有保证,性能稳定可靠。
激光测距传感器的应⽤
汽车防撞探测器:⼀般来说,⼤多数现有汽车碰撞预防系统的激光测距传感器使⽤激光光束以不接触⽅式⽤于识别汽车在前或者在后形势的⽬标汽车之间的距离,当汽车间距⼩于预定安全距离时,汽车防碰撞系统对汽车进⾏紧急刹车,或者对司机发出报警,或者综合⽬标汽车速度、车距、汽车制动距离、响应时间等对汽车⾏驶进⾏即时的判断和响应,可以⼤量的减少⾏车事故。在⾼速公路上使⽤,
其优点更加明显。
以⼤量的减少⾏车事故。在⾼速公路上使⽤,其优点更加明显。
车流量监控:使⽤⽅式⼀般固定到⾼速或者重要路⼝的龙门架上,激光发射和接收垂直地⾯向下,对准⼀条车道的中间位置,当有车辆通⾏时,激光测距传感器能实时输出所测得的距离值的相对改变值,进⽽描绘出所测车的轮廓。这种测量⽅式⼀般使⽤测距范围⼩于30⽶即可,且要求激光测距速率⽐较⾼,⼀般要求能达到100赫兹就可以了。这对于在重要路段监控可以达到很好的效果,能够区分各种车型,对车⾝⾼度扫描的采样率可以达到10厘⽶⼀个点(在40Km/h时,采样率为11厘⽶⼀个点)。对车流限⾼,限长,车辆分型等都能实时分辨,并能快速输出结果。
⽆⼈机:着机器⼈(Robot)、⽆⼈机(Drone)、⽆⼈搬运车、⾃动驾驶等新概念系统的兴起,连带刺激测距与避障(Obstacle Avoidance)技术需求。其中测距为避障的基础,并有多种技术可以实现测距,包
含⽆线射频(Radio Frequency;RF)、超⾳波(Ultrasonic)、红外线(Infrared)以及激光/雷射(Laser)等。这些技术各有其优缺点,且成本也有差异性。
其中,红外线与激光属光电半导体技术,分别运⽤红外线⼆极管(Infrared Light-Emitting Diode;IR LED)及激光⼆极管(Laser Diode;LD)的发波,⽽后接收回波来辨识物体的距离,红外线技术适合短距离运⽤,激光技术则适合长距离范畴。另外,常见的避障技术还有⽆线射频、超⾳波技术等,它们则常见于汽车领域应⽤。(光⾏天下)
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