نحوه انتخاب اهداف اندازه گیری بر اساس بازتاب

دامنه های لیزر ، لیدرها و سایر دستگاه ها به طور گسترده در صنایع مدرن ، نقشه برداری ، رانندگی خودمختار و الکترونیک مصرفی مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال ، بسیاری از کاربران هنگام کار در این زمینه ، به ویژه هنگام برخورد با اشیاء با رنگ ها یا مواد مختلف ، متوجه انحراف اندازه گیری قابل توجهی می شوند. علت اصلی این خطا اغلب با بازتاب هدف ارتباط نزدیکی دارد. این مقاله به تأثیر بازتاب بر اندازه گیری فاصله و ارائه استراتژی های عملی برای انتخاب هدف می پردازد.

1. بازتاب چیست و چرا بر اندازه گیری فاصله تأثیر می گذارد؟

بازتاب به توانایی یک سطح در بازتاب نور حادثه اشاره دارد ، که به طور معمول به عنوان درصد بیان می شود (به عنوان مثال ، یک دیوار سفید بازتاب حدود 80 ٪ دارد ، در حالی که لاستیک سیاه تنها 5 ٪ دارد). دستگاه های اندازه گیری لیزر با محاسبه اختلاف زمان بین نور ساطع شده و منعکس شده (با استفاده از اصل زمان پرواز) فاصله را تعیین می کنند. اگر بازتاب هدف خیلی کم باشد ، می تواند منجر به:

- قدرت سیگنال ضعیف: اگر نور منعکس شده خیلی ضعیف باشد ، دستگاه نمی تواند یک سیگنال معتبر را ضبط کند.

- افزایش خطای اندازه گیری: با تداخل نویز بیشتر ، دقت کاهش می یابد.

- دامنه اندازه گیری کوتاه: حداکثر فاصله موثر می تواند بیش از 50 ٪ کاهش یابد.

2. طبقه بندی بازتابی و استراتژی های انتخاب هدف

بر اساس ویژگی های مواد مشترک ، اهداف را می توان به سه دسته زیر طبقه بندی کرد:

اهداف بازتابی بالا (> 50 ٪)

- مواد معمولی: سطوح فلزی جلا ، آینه ها ، سرامیک سفید ، بتن به رنگ سبک

-مزایا: بازگشت سیگنال قوی ، مناسب برای اندازه گیری های با مسافت طولانی (بیش از 500 متر) با دقت بالا

- سناریوهای برنامه: نقشه برداری ساختمان ، بازرسی خط برق ، اسکن زمین هواپیماهای بدون سرنشین

- توجه: از سطوح آینه ای که می تواند منجر به بازتاب های خاص شود ، خودداری کنید (که ممکن است باعث سوء استفاده از لکه ها شود).

اهداف بازتابی متوسط ​​(20 ٪ -50 ٪)

- مواد معمولی: چوب ، جاده های آسفالت ، دیوارهای آجری تیره ، گیاهان سبز

- اقدامات متقابل:

فاصله اندازه گیری را کوتاه کنید (توصیه می شود <200m).

حالت حساسیت به دستگاه را فعال کنید.

سطوح مات را ترجیح دهید (به عنوان مثال ، مواد یخ زده).

اهداف بازتابی کم (<20 ٪)

- مواد معمولی: لاستیک سیاه ، شمع زغال سنگ ، پارچه های تیره ، بدن آب

- خطرات: سیگنال ها ممکن است از بین بروند یا از خطاهای پرش رنج ببرند.

- راه حل ها:

از یک هدف یکپارچهسازی با سیستمعامل (تابلوهای بازتابنده) استفاده کنید.

زاویه بروز لیزر را به زیر 45 درجه تنظیم کنید (برای تقویت بازتاب پراکنده).

دستگاه هایی را که در طول موج 905 نانومتر یا 1550 نانومتر کار می کنند (برای نفوذ بهتر) انتخاب کنید.

3. استراتژی های سناریوی ویژه

① اندازه گیری هدف پویا (به عنوان مثال ، وسایل نقلیه متحرک):

- اولویت بندی پلاک های خودرو (مناطق بازتابی بالا) یا اجساد اتومبیل با رنگ روشن.

- از چندین فناوری تشخیص اکو استفاده کنید (برای فیلتر کردن باران و تداخل مه).

② درمان سطح پیچیده:

- برای فلز به رنگ تیره ، پوشش های مات را اعمال کنید (که می تواند بازتاب را به 30 ٪ بهبود بخشد).

- فیلترهای قطبی را در مقابل دیوارهای پرده شیشه ای نصب کنید (برای سرکوب بازتاب خاص).

③ جبران تداخل محیطی:

- الگوریتم های سرکوب نور پس زمینه را در شرایط نور روشن فعال کنید.

- در باران یا برف ، از فناوری مدولاسیون بازه پالس (PIM) استفاده کنید.

4. دستورالعمل تنظیم پارامتر تجهیزات

- تنظیم برق: قدرت لیزر را برای اهداف بازتاب کم افزایش دهید (از انطباق با محدودیت ایمنی چشم اطمینان حاصل کنید).

- دریافت دیافراگم: قطر لنزهای دریافت کننده را افزایش دهید (برای هر دو برابر شدن ، افزایش سیگنال چهار برابر افزایش می یابد).

- تنظیم آستانه: به صورت پویا آستانه ماشه سیگنال را تنظیم کنید (برای جلوگیری از تحریک کاذب به دلیل نویز).

5. روندهای آینده: فناوری جبران خسارت بازتابی هوشمند

سیستم های اندازه گیری فاصله نسل بعدی شروع به ادغام می کنند:

- کنترل افزایش تطبیقی ​​(AGC): تنظیم زمان واقعی حساسیت فوتودکتکتور.

- الگوریتم های AI تشخیص مواد: تطبیق انواع مواد با استفاده از ویژگی های شکل موج اکو.

- همجوشی چند طیفی: ترکیب داده های مرئی و مادون قرمز برای قضاوت جامع تر.

پایان

تسلط بر ویژگی های بازتاب یک مهارت اصلی برای بهبود دقت اندازه گیری است. با انتخاب علمی اهداف و پیکربندی مناسب دستگاه ها ، حتی در سناریوهای بازتابی فوق العاده کم (زیر 10 ٪) ، می توان از دقت اندازه گیری سطح میلی متر حاصل شد. با توسعه فن آوری های جبران خسارت هوشمند ، سیستم های اندازه گیری آینده "هوشمندانه" بیشتری را با محیط های پیچیده سازگار می کنند. با این حال ، درک اصول اساسی بازتاب همیشه یک مهارت اساسی برای مهندسان خواهد بود.