Лазерные измерения (непрерывная волна с частотной модуляцией или FMCW) — это метод лазерных измерений, обычно используемый для измерения расстояния и скорости. Ниже приводится подробное описание принципа, преимуществ, недостатков и характеристик лазерного измерения FMCW, а также сферы его применения и отрасли.
1. Принцип измерения лазера FMCW:
Технология лазерных измерений FMCW основана на принципе непрерывной волны с частотной модуляцией (FMCW), которая применяет более линейный сигнал частотной модуляции к выходному лучу лазера, обычно линейный линейно изменяющийся или нелинейный колебательный сигнал. Этот модулирующий сигнал отправляется на дальномерное устройство (например, наноразмерное зеркало-переводчик или гигагерцовый генератор микроволновой электроники), а разница в частоте между сигналом, возвращаемым в результате отражения, и передаваемым сигналом может использоваться для измерения расстояния до объекта от лазера. .
Процедура следующая:
а. Испускание лазерного луча: Лазер излучает лазерный луч и применяет к лазерному лучу сигнал частотной модуляции.
б. Получите отраженный сигнал: лазерный луч светит на целевой объект и отражается обратно, образуя лазерный сигнал, отраженный от объекта. в. Обработка микшера: сигнал частотной модуляции передается от лазерного луча к целевому объекту.
в. Микшерная обработка: смешивайте переданные и отраженные сигналы для получения разницы частот.
д. Расчет расстояния: используя разницу частот и диапазон наклона или давления модулирующего сигнала в сочетании с расчетом скорости, можно получить расстояние от целевого объекта до лазерной измерительной системы.
Картина
2. Преимущества, недостатки и характеристики лазерных измерений FMCW:
- Преимущества:
а. Высокая точность измерения: лазерная технология измерения FMCW обладает высокой точностью измерения и способна достигать точности измерения расстояний до субмиллиметра или даже субнанометра.
б. Высокая скорость измерения. Технология лазерных измерений FMCW использует сигналы непрерывной волны, которые позволяют осуществлять высокоскоростные измерения, подходящие для сценариев применения, требующих быстрого сбора данных. Адаптивность: из-за различных свойств отражения лазерного света от разных объектов технология лазерных измерений FMCW может адаптивно адаптироваться. отрегулируйте дальность действия и чувствительность обнаружения при отражении на поверхности различных объектов.
в. В FMCW LIDAR даже оптическая линза и сканирующие компоненты в самом идеальном случае могут быть оснащены чипами.
- Недостатки:
а. Сложная система: технология лазерных измерений FMCW требует сложного оборудования и алгоритмов обработки сигналов, которые являются более дорогостоящими по сравнению с другими измерениями.
б. Влияние окружающей среды В определенных условиях (например, яркий свет, дождь, снег, серый цвет и т. д.) лазерный луч может искажаться, что влияет на точность результатов измерений.
Лазерный датчик расстояния и вибрации FMCW
Технические параметры измерения вибрации
Технические параметры измерения расстояния
- Характеристики:
а. Бесконтактный метод: технология лазерного измерения FMCW представляет собой бесконтактный метод измерения, при котором нет необходимости измерять контакт с объектом, который подходит для сценариев неразрушающего применения образцов.
б. Полностью электронная: лазерная измерительная система FMCW может осуществлять полностью электронное управление и обработку данных, легко интегрируется и автоматизируется.
3. Сценарии применения и промышленность лазерных измерений FMCW:
Технология лазерных измерений FMCW широко используется в следующих областях:
а. Промышленная автоматизация: например, навигация роботов, локализация и измерение, обработка и контроль материалов, контроль размеров на автоматизированных производственных линиях.
б. Картирование с помощью дистанционного зондирования: для моделирования местности, 3D-реконструкции, географических информационных систем (ГИС), приложений для съемки и мониторинга.
в. Автомобильная промышленность: например, определение положения сиденья автомобиля, интеллектуальные системы помощи водителю, технологии помощи при вождении и т. д.
д. Энергия и окружающая среда: для измерения скорости ветра, измерения загрязняющих веществ в атмосфере и т. д.
е. Область медицины: например, визуальный осмотр, хирургическая навигация по тканям и измерение кровотока.
Короче говоря, технология лазерных измерений FMCW обладает высокой точностью, высокой скоростью измерения и адаптируемостью, широко используется в промышленной автоматизации, измерениях дистанционного зондирования, автомобильной промышленности, энергетике, окружающей среде, медицине и других областях.
