الدفاع والأمن

b2c9b26e-ea21-4cce-b550-678646f5aeaa

تقدم هذه المقالة استكشافًا شاملًا لتقنية قياس المسافة بالليزر، متتبعةً تطورها التاريخي، وموضحةً مبادئها الأساسية، ومسلطةً الضوء على تطبيقاتها المتنوعة. وهي موجهة لمهندسي الليزر، وفرق البحث والتطوير، والأوساط الأكاديمية المتخصصة في البصريات، إذ تجمع بين السياق التاريخي والفهم الحديث.

نشأة وتطور تقنية تحديد المدى بالليزر

ظهرت أجهزة تحديد المدى بالليزر لأول مرة في أوائل الستينيات، وقد طُوّرت في المقام الأول لأغراض عسكرية.1على مر السنين، تطورت هذه التقنية وتوسعت لتشمل قطاعات مختلفة، بما في ذلك البناء والتضاريس والفضاء.2]، وما وراء ذلك.

تقنية الليزرهي تقنية قياس صناعية لا تتطلب التلامس، وتوفر العديد من المزايا مقارنةً بطرق تحديد المدى التقليدية القائمة على التلامس:

- يلغي الحاجة إلى التلامس المادي مع سطح القياس، مما يمنع التشوهات التي يمكن أن تؤدي إلى أخطاء في القياس.
- يقلل من التآكل والتمزق على سطح القياس لأنه لا ينطوي على اتصال مادي أثناء القياس.
- مناسب للاستخدام في البيئات الخاصة حيث تكون أدوات القياس التقليدية غير عملية.

مبادئ تحديد المدى بالليزر:

  • يستخدم تحديد المدى بالليزر ثلاث طرق أساسية: تحديد المدى بنبضات الليزر، وتحديد المدى بطور الليزر، وتحديد المدى بالتثليث الليزري.
  • ترتبط كل طريقة بنطاقات قياس محددة شائعة الاستخدام ومستويات دقة معينة.

01

تحديد المدى بنبضات الليزر:

تُستخدم بشكل أساسي للقياسات بعيدة المدى، والتي تتجاوز عادةً مسافات الكيلومتر، بدقة أقل، وعادةً ما تكون في مستوى المتر.

02

تحديد المدى الطوري بالليزر:

مثالية للقياسات متوسطة إلى طويلة المدى، وتستخدم عادة في نطاقات تتراوح من 50 مترًا إلى 150 مترًا.

03

التثليث بالليزر:

يستخدم بشكل أساسي للقياسات قصيرة المدى، عادةً في حدود مترين، مما يوفر دقة عالية على مستوى الميكرون، على الرغم من أن مسافات القياس محدودة.

التطبيقات والمزايا

وجدت تقنية تحديد المدى بالليزر مكانتها في مختلف الصناعات:

بناء: قياسات الموقع، ورسم الخرائط الطبوغرافية، والتحليل الهيكلي.
السيارات: تحسين أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS).
الفضاء الجويرسم خرائط التضاريس واكتشاف العوائق.
التعدينتقييم عمق الأنفاق واستكشاف المعادن.
الغابات: حساب ارتفاع الأشجار وتحليل كثافة الغابات.
تصنيعالدقة في محاذاة الآلات والمعدات.

توفر هذه التقنية العديد من المزايا مقارنة بالطرق التقليدية، بما في ذلك القياسات بدون تلامس، وتقليل التآكل، وتعدد الاستخدامات الذي لا مثيل له.

حلول شركة Lumispot Tech في مجال تحديد المدى بالليزر

 

ليزر الزجاج المغطى بالإربيوم (ليزر الزجاج Er)

ملكناليزر زجاجي مشبع بالإربيوم، والمعروف باسم 1535 نانومترآمن للعينيتميز ليزر زجاج الإربيوم (Er Glass Laser) بأدائه الآمن على العين، حيث يوفر أداءً موثوقًا وفعالًا من حيث التكلفة، إذ يمتص الضوء المنبعث منه بواسطة القرنية وبنية العين البلورية، مما يضمن سلامة الشبكية. يُعد هذا الليزر ذو الحالة الصلبة المضخّمة ضوئيًا (DPSS) ضروريًا في تحديد المدى بالليزر وتقنية الليدار (LIDAR)، وخاصة في البيئات الخارجية التي تتطلب نقل الضوء لمسافات طويلة. وعلى عكس المنتجات السابقة، فإنه يمنع تلف العين ومخاطر العمى. يستخدم ليزرنا زجاج فوسفات الإربيوم والإيتربيوم المُطعّم بشكل مشترك، بالإضافة إلى أشباه الموصلات.مصدر ضخ الليزرلإنتاج طول موجي يبلغ 1.5 ميكرومتر، مما يجعله مثالياً لتحديد المدى والاتصالات.

https://www.lumispot-tech.com/er-doped/

تحديد المدى بالليزر، على وجه الخصوصنطاق زمن الرحلة (TOF)تُعدّ تقنية قياس المسافة بالليزر بتقنية زمن الطيران (TOF) طريقةً تُستخدم لتحديد المسافة بين مصدر الليزر والهدف. ويُستخدم هذا المبدأ على نطاق واسع في تطبيقات متنوعة، بدءًا من قياسات المسافة البسيطة وصولًا إلى رسم الخرائط ثلاثية الأبعاد المعقدة. لنرسم مخططًا توضيحيًا لمبدأ قياس المسافة بالليزر بتقنية زمن الطيران.
الخطوات الأساسية في قياس المسافة بالليزر بتقنية زمن الطيران هي:

مخطط مبدأ قياس المسافة بتقنية TOF
انبعاث نبضة ليزرجهاز الليزر يُصدر نبضة ضوئية قصيرة.
سافر إلى تارجتتنتقل نبضة الليزر عبر الهواء إلى الهدف.
انعكاس من تارجتتصطدم النبضة بالهدف وتنعكس للخلف.
العودة إلى المصدر:تنتقل النبضة المنعكسة عائدة إلى جهاز الليزر.
كشف:يقوم جهاز الليزر بالكشف عن نبضة الليزر العائدة.
قياس الوقت:يتم قياس الوقت المستغرق في رحلة النبض ذهابًا وإيابًا.
حساب المسافة:يتم حساب المسافة إلى الهدف بناءً على سرعة الضوء والوقت المقاس.

 

أطلقت شركة Lumispot Tech هذا العام منتجًا مناسبًا تمامًا للاستخدام في مجال الكشف بتقنية TOF LIDAR، وهومصدر ضوء LiDAR 8 في 1انقر لمعرفة المزيد إذا كنت مهتمًا

 

وحدة قياس المسافة بالليزر

تركز سلسلة المنتجات هذه بشكل أساسي على وحدة قياس المسافة بالليزر الآمنة للعين البشرية، والتي تم تطويرها بناءً علىليزر زجاجي مطعّم بالإربيوم بطول موجي 1535 نانومترووحدة تحديد المدى 1570 نانومتر 20 كيلومترتُصنّف هذه المنتجات ضمن الفئة الأولى من معايير سلامة العين. وتضم هذه السلسلة مكونات أجهزة قياس المسافة بالليزر بمدى يتراوح بين 2.5 كم و20 كم، تتميز بحجمها الصغير، وخفة وزنها، ومقاومتها الاستثنائية للتداخل، وإمكانية إنتاجها بكميات كبيرة بكفاءة عالية. وهي متعددة الاستخدامات، حيث تُستخدم في قياس المسافة بالليزر، وتقنية الليدار، وأنظمة الاتصالات.

جهاز تحديد المدى بالليزر المتكامل

أجهزة تحديد المدى المحمولة العسكريةتتميز سلسلة أجهزة قياس المسافة التي طورتها شركة LumiSpot Tech بالكفاءة وسهولة الاستخدام والأمان، حيث تستخدم أطوال موجية آمنة للعين لضمان تشغيل آمن. توفر هذه الأجهزة عرضًا فوريًا للبيانات، ومراقبة للطاقة، ونقلًا للبيانات، مُدمجةً الوظائف الأساسية في أداة واحدة. يدعم تصميمها المريح الاستخدام بيد واحدة أو بكلتا اليدين، مما يوفر راحة تامة أثناء الاستخدام. تجمع هذه الأجهزة بين العملية والتكنولوجيا المتقدمة، مما يضمن حلًا بسيطًا وموثوقًا للقياس.

https://www.lumispot-tech.com/laser-rangefinder-rangefinder/

لماذا تختارنا؟

يتجلى التزامنا بالتميز في كل منتج نقدمه. فنحن ندرك تعقيدات هذا القطاع، وقد صممنا منتجاتنا خصيصًا لتلبية أعلى معايير الجودة والأداء. إن تركيزنا على رضا العملاء، إلى جانب خبرتنا الفنية، يجعلنا الخيار الأمثل للمهنيين الباحثين عن حلول موثوقة لقياس المسافات بالليزر.

انقر لمعرفة المزيد عن تقنية LumiSpot

مرجع

  • سميث، أ. (1985). تاريخ أجهزة قياس المسافة بالليزر. مجلة الهندسة البصرية.
  • جونسون، ب. (1992). تطبيقات تحديد المدى بالليزر. البصريات اليوم.
  • لي، سي. (2001). مبادئ تحديد المدى بنبضات الليزر. بحوث الفوتونيات.
  • كومار، ر. (2003). فهم نطاق طور الليزر. مجلة تطبيقات الليزر.
  • مارتينيز، ل. (1998). التثليث بالليزر: الأساسيات والتطبيقات. مراجعات الهندسة البصرية.
  • لوميسبوت تك. (2022). كتالوج المنتجات. منشورات لوميسبوت تك.
  • تشاو، واي. (2020). مستقبل تحديد المدى بالليزر: دمج الذكاء الاصطناعي. مجلة البصريات الحديثة.

هل تحتاج إلى استشارة مجانية؟

كيف أختار وحدة تحديد المدى المناسبة لاحتياجاتي؟

ضع في اعتبارك التطبيق، ومتطلبات المدى، والدقة، والمتانة، وأي ميزات إضافية مثل مقاومة الماء أو إمكانيات التكامل. من المهم أيضًا مقارنة تقييمات وأسعار الطرازات المختلفة.

[اقرأ المزيد:]الطريقة المحددة لاختيار وحدة قياس المسافة بالليزر التي تحتاجها]

هل تتطلب وحدات تحديد المدى صيانة؟

لا يتطلب الأمر سوى الحد الأدنى من الصيانة، مثل تنظيف العدسة وحماية الجهاز من الصدمات والظروف القاسية. كما يلزم استبدال البطارية أو شحنها بانتظام.

هل يمكن دمج وحدات تحديد المدى في أجهزة أخرى؟

نعم، تم تصميم العديد من وحدات تحديد المدى ليتم دمجها في أجهزة أخرى مثل الطائرات بدون طيار والبنادق والمناظير العسكرية لتحديد المدى وما إلى ذلك، مما يعزز وظائفها بقدرات قياس المسافة الدقيقة.

هل تقدم شركة Lumispot Tech خدمة صيانة وحدات تحديد المدى الأصلية (OEM)؟

نعم، شركة Lumispot Tech مُصنِّعة لوحدات قياس المسافة بالليزر، ويمكن تخصيص المعايير حسب الحاجة، أو يمكنك اختيار المعايير القياسية لمنتجاتنا. لمزيد من المعلومات أو الاستفسارات، يُرجى التواصل مع فريق المبيعات لدينا.

أحتاج إلى وحدة LRF صغيرة الحجم لجهاز محمول باليد، أيها الأفضل؟

معظم وحدات الليزر لدينا في سلسلة تحديد المدى مصممة بحجم صغير ووزن خفيف، وخاصة سلسلتي L905 وL1535، بمدى يتراوح من 1 كم إلى 12 كم. أما بالنسبة لأصغرها، فننصح بـLSP-LRS-0310Fوالذي يزن 33 غراماً فقط ويتمتع بقدرة على الوصول إلى مدى 3 كيلومترات.

الدفاع

تطبيقات الليزر في الدفاع والأمن

أصبحت أشعة الليزر الآن أدوات محورية في قطاعات مختلفة، لا سيما في مجال الأمن والمراقبة. فدقتها وقابليتها للتحكم وتعدد استخداماتها تجعلها لا غنى عنها في حماية مجتمعاتنا وبنيتنا التحتية.

سنتناول في هذه المقالة التطبيقات المتنوعة لتقنية الليزر في مجالات الأمن والحماية والمراقبة والوقاية من الحرائق. وتهدف هذه المناقشة إلى تقديم فهم شامل لدور الليزر في أنظمة الأمن الحديثة، مع تسليط الضوء على استخداماته الحالية وتطوراته المستقبلية المحتملة.

للحصول على حلول فحص السكك الحديدية وأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، يرجى النقر هنا.

تطبيقات الليزر في قضايا الأمن والدفاع

أنظمة كشف التسلل

طريقة محاذاة شعاع الليزر

تقوم هذه الماسحات الضوئية الليزرية غير التلامسية بمسح البيئات ثنائية الأبعاد، وتكشف الحركة عن طريق قياس الزمن الذي يستغرقه شعاع الليزر النبضي للانعكاس عائدًا إلى مصدره. تُنشئ هذه التقنية خريطة كونتورية للمنطقة، مما يسمح للنظام بالتعرف على الأجسام الجديدة في مجال رؤيته من خلال التغيرات في البيئة المحيطة المبرمجة. وهذا يُمكّن من تقييم حجم وشكل واتجاه الأهداف المتحركة، وإصدار الإنذارات عند الضرورة. (هوسمر، 2004).

⏩ مدونة ذات صلة:نظام جديد للكشف عن التسلل بالليزر: خطوة ذكية نحو تعزيز الأمن

أنظمة المراقبة

DALL·E 2023-11-14 09.38.12 - مشهد يصور المراقبة الليزرية باستخدام طائرة بدون طيار. تُظهر الصورة طائرة بدون طيار (UAV)، أو طائرة مسيرة، مزودة بتقنية المسح الليزري، f

في مجال المراقبة بالفيديو، تُسهم تقنية الليزر في تحسين الرؤية الليلية. فعلى سبيل المثال، يُمكن للتصوير بالليزر القريب من الأشعة تحت الحمراء، والمُعتمد على تحديد المدى، أن يُقلل بشكل فعال من تشتت الضوء، مما يُحسّن بشكل كبير من مسافة المراقبة لأنظمة التصوير الكهروضوئي في الظروف الجوية السيئة، ليلاً ونهاراً. وتتحكم أزرار الوظائف الخارجية للنظام في مسافة تحديد المدى، وعرض الوميض، ووضوح الصورة، مما يُحسّن من نطاق المراقبة. (وانغ، 2016).

مراقبة حركة المرور

DALL·E 2023-11-14 09.03.47 - مشهد مروري مزدحم في مدينة حديثة. يجب أن تُظهر الصورة مجموعة متنوعة من المركبات مثل السيارات والحافلات والدراجات النارية في شارع بالمدينة، مع إبراز...

تُعدّ أجهزة قياس السرعة بالليزر أداةً بالغة الأهمية في مراقبة حركة المرور، إذ تستخدم تقنية الليزر لقياس سرعات المركبات. وتُفضّل جهات إنفاذ القانون هذه الأجهزة لدقتها وقدرتها على استهداف المركبات الفردية في الازدحام المروري.

مراقبة الأماكن العامة

DALL·E 2023-11-14 09.02.27 - مشهد سكة حديد حديثة مع قطار وبنية تحتية معاصرة. يجب أن تُظهر الصورة قطارًا أنيقًا وحديثًا يسير على مسارات مُصانة جيدًا.

تُعدّ تقنية الليزر أداةً أساسيةً في إدارة الحشود ومراقبتها في الأماكن العامة. إذ تُسهم الماسحات الضوئية الليزرية والتقنيات ذات الصلة في مراقبة تحركات الحشود بفعالية، مما يُعزز السلامة العامة.

تطبيقات الكشف عن الحرائق

في أنظمة الإنذار المبكر بالحرائق، تلعب أجهزة الاستشعار الليزرية دورًا محوريًا في الكشف المبكر عن الحرائق، حيث تتعرف بسرعة على علامات الحريق، مثل الدخان أو تغيرات درجة الحرارة، لإطلاق الإنذارات في الوقت المناسب. علاوة على ذلك، تُعد تقنية الليزر بالغة الأهمية في مراقبة مواقع الحرائق وجمع البيانات منها، مما يوفر معلومات أساسية للسيطرة على الحريق.

تطبيق خاص: الطائرات بدون طيار وتقنية الليزر

يتزايد استخدام الطائرات المسيّرة في مجال الأمن، حيث تُعزز تقنية الليزر بشكل كبير قدراتها على المراقبة والأمن. وقد ساهمت هذه الأنظمة، القائمة على مصفوفات المستوى البؤري للثنائيات الضوئية الانهيارية من الجيل الجديد، والمُدمجة مع معالجة الصور عالية الأداء، في تحسين أداء المراقبة بشكل ملحوظ.

هل تحتاج إلى استشارة مجانية؟

أشعة الليزر الخضراء و وحدة تحديد المدىفي مجال الدفاع

من بين أنواع الليزر المختلفة،أشعة الليزر الخضراءتتميز أشعة الليزر، التي تعمل عادةً ضمن نطاق 520 إلى 540 نانومتر، بوضوحها العالي ودقتها المتناهية. وتُعدّ هذه الأشعة مفيدةً للغاية في التطبيقات التي تتطلب تحديدًا دقيقًا أو تصويرًا مرئيًا. بالإضافة إلى ذلك، تقيس وحدات قياس المسافة بالليزر، التي تستفيد من الانتشار الخطي والدقة العالية لأشعة الليزر، المسافات عن طريق حساب الزمن الذي يستغرقه شعاع الليزر للانتقال من الباعث إلى العاكس والعودة. وتُعدّ هذه التقنية أساسيةً في أنظمة القياس وتحديد المواقع.

 

تطور تكنولوجيا الليزر في مجال الأمن

شهدت تقنية الليزر تطوراً ملحوظاً منذ اختراعها في منتصف القرن العشرين. فبعد أن كانت أداة تجريبية علمية، أصبحت الليزرات جزءاً لا يتجزأ من مجالات متنوعة، تشمل الصناعة والطب والاتصالات والأمن. وفي مجال الأمن، تطورت تطبيقات الليزر من أنظمة مراقبة وإنذار أساسية إلى أنظمة متطورة متعددة الوظائف، تشمل أنظمة كشف التسلل، والمراقبة بالفيديو، ومراقبة حركة المرور، وأنظمة الإنذار المبكر بالحرائق.

 

الابتكارات المستقبلية في تكنولوجيا الليزر

قد يشهد مستقبل تقنية الليزر في مجال الأمن ابتكارات ثورية، لا سيما مع دمج الذكاء الاصطناعي. إذ يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي التي تحلل بيانات مسح الليزر تحديد التهديدات الأمنية والتنبؤ بها بدقة أكبر، مما يعزز كفاءة أنظمة الأمن وسرعة استجابتها. علاوة على ذلك، ومع تطور تقنية إنترنت الأشياء، من المرجح أن يؤدي دمج تقنية الليزر مع الأجهزة المتصلة بالشبكة إلى أنظمة أمنية أكثر ذكاءً وأتمتة، قادرة على المراقبة والاستجابة الفورية.

 

من المتوقع أن تُسهم هذه الابتكارات ليس فقط في تحسين أداء أنظمة الأمن، بل أيضاً في تغيير نهجنا في مجال السلامة والمراقبة، مما يجعله أكثر ذكاءً وكفاءةً وقابليةً للتكيف. ومع استمرار التقدم التكنولوجي، من المتوقع أن يتوسع استخدام الليزر في مجال الأمن، مما يوفر بيئات أكثر أماناً وموثوقية.

 

مراجع

  • هوسمر، ب. (2004). استخدام تقنية المسح الليزري لحماية المحيط. وقائع المؤتمر الدولي السنوي السابع والثلاثين لكارناهان حول تكنولوجيا الأمن لعام 2003. DOI
  • وانغ، س.، تشيو، س.، جين، و.، وو، س. (2016). تصميم نظام معالجة فيديو مصغر يعمل بتقنية الليزر القريب من الأشعة تحت الحمراء، مع بوابة نطاقية، في الوقت الحقيقي. ICMMITA-16. DOI
  • هيسبيل، إل.، ريفيير، إن.، فراسيس، إم.، دوبوي، بي.، كوياك، أ.، باريلوت، بي.، فوكيكس، إس.، بليير، إيه.، تاوفي،
  • م.، جاكارت، م.، فين، إ.، ناسيمبين، إ.، بيريز، س.، فيلايغيه، ج.ب.، وغورس، د. (2017). التصوير الليزري الوميضي ثنائي وثلاثي الأبعاد للمراقبة بعيدة المدى في أمن الحدود البحرية: الكشف والتعرف لتطبيقات مكافحة الطائرات المسيّرة. وقائع SPIE - الجمعية الدولية للهندسة البصرية. DOI

بعض وحدات الليزر للدفاع

تتوفر خدمة تصنيع وحدات الليزر الأصلية، تواصلوا معنا لمزيد من التفاصيل!