الدفاع والأمن

b2c9b26e-ea21-4cce-b550-678646f5aeaa

تقدم هذه المقالة استكشافًا شاملاً لتقنية قياس المسافات بالليزر، متتبعةً تطورها التاريخي، وموضحةً مبادئها الأساسية، ومُسلِّطةً الضوء على تطبيقاتها المتنوعة. هذه المقالة مُوجَّهة لمهندسي الليزر، وفرق البحث والتطوير، والأوساط الأكاديمية في مجال البصريات، حيث تُقدِّم مزيجًا من السياق التاريخي والفهم الحديث.

نشأة وتطور قياس المسافات بالليزر

نشأت أجهزة قياس المسافات بالليزر في أوائل الستينيات، وتم تطويرها في المقام الأول للأغراض العسكرية [1]. على مر السنين، تطورت التكنولوجيا وتوسعت في نطاقها عبر مختلف القطاعات، بما في ذلك البناء والتضاريس والفضاء الجوي [2]، وما بعده.

تكنولوجيا الليزرهي تقنية قياس صناعية بدون تلامس توفر العديد من المزايا عند مقارنتها بطرق القياس التقليدية القائمة على التلامس:

- يزيل الحاجة إلى الاتصال المادي مع سطح القياس، مما يمنع التشوهات التي يمكن أن تؤدي إلى أخطاء القياس.
- يقلل من التآكل والتلف على سطح القياس لأنه لا ينطوي على اتصال جسدي 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 بنبضة الليزر، وتحديد المدى بطور الليزر، وتحديد المدى بتثليث الليزر.
  • ترتبط كل طريقة بنطاقات قياس محددة شائعة الاستخدام ومستويات الدقة.

01

قياس مدى نبضات الليزر:

يتم استخدامها بشكل أساسي في القياسات طويلة المدى، والتي تتجاوز عادةً مسافات مستوى الكيلومتر، مع دقة أقل، عادةً على مستوى المتر.

02

تحديد مدى الطور بالليزر:

مثالي للقياسات من مسافة متوسطة إلى طويلة، ويُستخدم عادةً ضمن نطاقات تتراوح من 50 مترًا إلى 150 مترًا.

03

التثليث بالليزر:

يستخدم بشكل أساسي في القياسات قصيرة المسافة، عادةً في حدود 2 متر، ويوفر دقة عالية على مستوى الميكرون، على الرغم من أن مسافات القياس محدودة.

التطبيقات والمزايا

لقد وجدت تقنية قياس المدى بالليزر مكانها في العديد من الصناعات:

بناء:قياسات الموقع، والخرائط الطبوغرافية، والتحليل الهيكلي.
السيارات:تعزيز أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS).
الفضاء الجوي:رسم خرائط التضاريس واكتشاف العوائق.
التعدين:تقييم عمق النفق واستكشاف المعادن.
الغابات:حساب ارتفاع الأشجار وتحليل كثافة الغابات.
تصنيع:الدقة في محاذاة الآلات والمعدات.

توفر هذه التقنية العديد من المزايا مقارنة بالطرق التقليدية، بما في ذلك القياسات غير التلامسية، وتقليل التآكل والتلف، والتنوع الذي لا مثيل له.

حلول Lumispot Tech في مجال تحديد المدى بالليزر

 

ليزر الزجاج المغطى بالإربيوم (ليزر الزجاج Er)

ملكناليزر زجاجي مشبع بالإربيوم، المعروفة باسم 1535 نانومترآمن للعينليزر زجاج Er، يتفوق في أجهزة تحديد المدى الآمنة للعين. يوفر أداءً موثوقًا واقتصاديًا، حيث يُصدر ضوءًا تمتصه القرنية وهياكل العين البلورية، مما يضمن سلامة شبكية العين. يُعدّ ليزر DPSS هذا أساسيًا في قياس المدى بالليزر والليدار، وخاصةً في البيئات الخارجية التي تتطلب نفاذ الضوء لمسافات طويلة. بخلاف المنتجات السابقة، فهو يمنع تلف العين ومخاطر العمى. يستخدم ليزرنا زجاج فوسفات Er:Yb المشوب بالمشاركة وأشباه الموصلات.مصدر مضخة الليزرلإنتاج طول موجي يبلغ 1.5 ميكرومتر، مما يجعله مثاليًا لقياس المسافة والاتصالات.

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

قياس المدى بالليزر، على وجه الخصوصقياس زمن الرحلة (TOF)هي طريقة تُستخدم لتحديد المسافة بين مصدر الليزر والهدف. يُستخدم هذا المبدأ على نطاق واسع في تطبيقات متنوعة، بدءًا من قياسات المسافة البسيطة ووصولًا إلى رسم الخرائط ثلاثية الأبعاد المعقدة. لنرسم مخططًا يوضح مبدأ قياس المسافة بالليزر TOF.
الخطوات الأساسية في قياس مدى الليزر TOF هي:

مخطط مبدأ قياس مدى TOF
انبعاث نبضة الليزر:يصدر جهاز الليزر نبضة قصيرة من الضوء.
السفر إلى الهدف:تنتقل نبضة الليزر عبر الهواء إلى الهدف.
انعكاس من الهدف:النبضة تصل إلى الهدف وتنعكس مرة أخرى.
العودة إلى المصدر:تتجه النبضة المنعكسة مرة أخرى إلى جهاز الليزر.
كشف:يكتشف جهاز الليزر نبضة الليزر المرتدة.
قياس الوقت:يتم قياس الوقت المستغرق لرحلة ذهابًا وإيابًا للنبضة.
حساب المسافة:يتم حساب المسافة إلى الهدف بناءً على سرعة الضوء والوقت المقاس.

 

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

 

وحدة تحديد المدى بالليزر

تركز سلسلة المنتجات هذه بشكل أساسي على وحدة قياس المدى بالليزر الآمنة للعين البشرية والتي تم تطويرها بناءً علىليزر زجاجي مُشبّع بالإربيوم بطول موجة 1535 نانومترووحدة قياس المدى 1570 نانومتر 20 كم، المصنّفة ضمن منتجات الفئة الأولى لمعايير سلامة العين. تضم هذه السلسلة مكونات أجهزة تحديد المدى بالليزر من 2.5 كم إلى 20 كم، تتميز بحجمها الصغير ووزنها الخفيف وخصائصها الاستثنائية المضادة للتداخل وقدراتها الإنتاجية العالية. تتميز هذه الأجهزة بتعدد استخداماتها، حيث تُستخدم في مجالات تحديد المدى بالليزر، وتقنية الليدار، وأنظمة الاتصالات.

جهاز تحديد المدى بالليزر المتكامل

أجهزة تحديد المدى العسكرية المحمولةتتميز سلسلة أجهزة قياس المسافات التي طورتها شركة LumiSpot Tech بالكفاءة وسهولة الاستخدام والأمان، حيث تستخدم أطوالًا موجية آمنة للعين لضمان تشغيل آمن. توفر هذه الأجهزة عرضًا فوريًا للبيانات، ومراقبة الطاقة، ونقل البيانات، موفرةً وظائف أساسية في جهاز واحد. تصميمها المريح يدعم الاستخدام بيد واحدة أو بكلتا اليدين، مما يوفر الراحة أثناء الاستخدام. تجمع هذه الأجهزة بين العملية والتكنولوجيا المتقدمة، مما يضمن حل قياس سهل وموثوق.

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

لماذا تختارنا؟

يتجلى التزامنا بالتميز في كل منتج نقدمه. ندرك تمامًا تعقيدات هذه الصناعة، وقد صممنا منتجاتنا بما يتوافق مع أعلى معايير الجودة والأداء. تركيزنا على رضا العملاء، إلى جانب خبرتنا الفنية، يجعلنا الخيار الأمثل للمتخصصين الباحثين عن حلول موثوقة لقياس المسافات بالليزر.

انقر لمعرفة المزيد عن LumiSpot Tech

مرجع

  • سميث، أ. (1985). تاريخ أجهزة قياس المسافات بالليزر. مجلة الهندسة البصرية.
  • جونسون، ب. (١٩٩٢). تطبيقات تحديد المدى بالليزر. مجلة البصريات اليوم.
  • لي، س. (٢٠٠١). مبادئ تحديد المدى النبضي بالليزر. أبحاث الفوتونيات.
  • كومار، ر. (٢٠٠٣). فهم تحديد مدى طور الليزر. مجلة تطبيقات الليزر.
  • مارتينيز، ل. (١٩٩٨). التثليث بالليزر: الأساسيات والتطبيقات. مراجعات الهندسة البصرية.
  • لوميسبوت تك. (٢٠٢٢). كتالوج المنتجات. منشورات لوميسبوت تك.
  • تشاو، ي. (٢٠٢٠). مستقبل تحديد المدى بالليزر: تكامل الذكاء الاصطناعي. مجلة البصريات الحديثة.

هل تحتاج إلى استشارة مجانية؟

كيف أختار وحدة قياس المسافة المناسبة لاحتياجاتي؟

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

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

هل تحتاج وحدات قياس المسافة إلى الصيانة؟

يتطلب صيانة بسيطة، مثل الحفاظ على نظافة العدسة وحماية الجهاز من الصدمات والظروف القاسية. كما يلزم استبدال البطارية أو شحنها بانتظام.

هل يمكن دمج وحدات قياس المسافة في أجهزة أخرى؟

نعم، تم تصميم العديد من وحدات تحديد المدى ليتم دمجها في أجهزة أخرى مثل الطائرات بدون طيار والبنادق ومنظار تحديد المدى العسكري وما إلى ذلك، مما يعزز وظائفها من خلال إمكانيات قياس المسافة الدقيقة.

هل تقدم شركة Lumispot Tech خدمة وحدة قياس المسافة OEM؟

نعم، شركة Lumispot Tech هي شركة مصنعة لوحدات قياس المسافات بالليزر. يمكن تخصيص المعلمات حسب الحاجة، أو اختيار المعلمات القياسية لمنتجاتنا من وحدات قياس المسافات. لمزيد من المعلومات أو الاستفسارات، يُرجى التواصل مع فريق المبيعات لدينا وتوضيح احتياجاتكم.

أحتاج إلى وحدة LRF صغيرة الحجم لجهاز محمول، ما هي الأفضل؟

صُممت معظم وحدات الليزر لدينا في سلسلة تحديد المدى بحجم صغير ووزن خفيف، وخاصةً سلسلتي L905 وL1535، بمدى يتراوح بين 1 كم و12 كم. بالنسبة لأصغر وحدة، نوصي بـLSP-LRS-0310Fالذي يزن 33 جرامًا فقط مع مدى يصل إلى 3 كيلومتر.

الدفاع

تطبيقات الليزر في الدفاع والأمن

برزت أشعة الليزر كأدوات محورية في مختلف القطاعات، لا سيما في مجالي الأمن والمراقبة. فدقتها وسهولة التحكم فيها وتعدد استخداماتها تجعلها لا غنى عنها في حماية مجتمعاتنا وبنيتنا التحتية.

في هذه المقالة، سنتناول التطبيقات المتنوعة لتقنية الليزر في مجالات الأمن، والحماية، والمراقبة، والوقاية من الحرائق. تهدف هذه المناقشة إلى توفير فهم شامل لدور الليزر في أنظمة الأمن الحديثة، وتقديم رؤى ثاقبة حول استخداماته الحالية وتطوراته المستقبلية المحتملة.

للحصول على حلول فحص السكك الحديدية والطاقة الكهروضوئية، يرجى النقر هنا.

تطبيقات الليزر في قضايا الأمن والدفاع

أنظمة كشف التسلل

طريقة محاذاة شعاع الليزر

تمسح هذه الماسحات الضوئية الليزرية غير التلامسية البيئات في بُعدين، وتكتشف الحركة بقياس الوقت الذي يستغرقه شعاع الليزر النبضي للانعكاس إلى مصدره. تُنشئ هذه التقنية خريطة محيطية 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، مع إصدار إنذارات عند الضرورة. (هوسمر، ٢٠٠٤).

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

أنظمة المراقبة

DALL·E 2023-11-14 09.38.12 - مشهد يُظهر مراقبة ليزرية باستخدام طائرات بدون طيار. تُظهر الصورة طائرة بدون طيار (UAV)، أو طائرة بدون طيار، مُجهزة بتقنية المسح بالليزر،

في مجال المراقبة بالفيديو، تُساعد تقنية الليزر في مراقبة الرؤية الليلية. على سبيل المثال، يُمكن للتصوير المُحدد المدى بالليزر القريب من الأشعة تحت الحمراء أن يُقلل بفعالية من تشتت الضوء، مما يُحسّن بشكل كبير مسافة مراقبة أنظمة التصوير الكهروضوئي في الظروف الجوية السيئة، ليلًا ونهارًا. تتحكم أزرار الوظائف الخارجية للنظام في مسافة المراقبة، وعرض الومضات، ووضوح الصورة، مما يُحسّن مدى المراقبة. (وانغ، ٢٠١٦).

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 أحد شوارع المدينة، مع عرض...

تُعد أجهزة قياس السرعة بالليزر أساسيةً في مراقبة حركة المرور، حيث تُستخدم تقنية الليزر لقياس سرعات المركبات. وتحظى هذه الأجهزة بشعبية واسعة لدى جهات إنفاذ القانون لدقتها وقدرتها على استهداف المركبات الفردية في حركة المرور الكثيفة.

مراقبة الأماكن العامة

DALL·E 2023-11-14 09.02.27 - مشهد سكة حديدية حديث بقطار وبنية تحتية عصرية. يجب أن تُظهر الصورة قطارًا أنيقًا وحديثًا يسير على مسارات جيدة الصيانة.

تُستخدم تقنية الليزر أيضًا في ضبط الحشود ومراقبتها في الأماكن العامة. تُراقب أجهزة المسح الضوئي بالليزر والتقنيات المرتبطة بها حركة الحشود بفعالية، مما يُعزز السلامة العامة.

تطبيقات كشف الحرائق

في أنظمة الإنذار من الحرائق، تلعب مستشعرات الليزر 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، تُعدّ تقنية الليزر بالغة الأهمية في رصد مواقع الحرائق وجمع البيانات منها، مما يوفر معلومات أساسية للسيطرة عليها.

تطبيق خاص: الطائرات بدون طيار وتكنولوجيا الليزر

يتزايد استخدام الطائرات بدون طيار في مجال الأمن، حيث تُحسّن تقنية الليزر قدراتها في المراقبة والأمن بشكل ملحوظ. وقد حسّنت هذه الأنظمة، القائمة على مصفوفات المستوى البؤري (FPA) من الجيل الجديد للثنائي الضوئي الانهياري (APD)، والمُدمجة مع معالجة صور عالية الأداء، أداء المراقبة بشكل ملحوظ.

هل تحتاج إلى استشارة مجانية؟

الليزر الأخضر و وحدة تحديد المدىفي الدفاع

من بين أنواع مختلفة من الليزر،ليزر الضوء الأخضرتتميز أجهزة الليزر، التي تعمل عادةً في نطاق 520 إلى 540 نانومتر، بوضوحها ودقتها العاليتين. تُعد هذه الليزرات مفيدة بشكل خاص في التطبيقات التي تتطلب دقة في وضع العلامات أو التصور. بالإضافة إلى ذلك، تقيس وحدات قياس المسافات بالليزر، التي تستخدم الانتشار الخطي والدقة العالية لليزر، المسافات عن طريق حساب الوقت الذي يستغرقه شعاع الليزر للانتقال من الباعث إلى العاكس والعودة. تُعد هذه التقنية أساسية في أنظمة القياس وتحديد المواقع.

 

تطور تكنولوجيا الليزر في مجال الأمن

منذ اختراعها في منتصف القرن العشرين، شهدت تقنية الليزر تطورًا ملحوظًا. كان الليزر في البداية أداةً علميةً تجريبيةً، ثم أصبح جزءًا لا يتجزأ من مختلف المجالات، بما في ذلك الصناعة والطب والاتصالات والأمن. وفي مجال الأمن، تطورت تطبيقات الليزر من أنظمة المراقبة والإنذار البسيطة إلى أنظمة متطورة متعددة الوظائف، تشمل كشف التسلل، والمراقبة بالفيديو، ومراقبة حركة المرور، وأنظمة الإنذار من الحرائق.

 

الابتكارات المستقبلية في تكنولوجيا الليزر

قد يشهد مستقبل تقنية الليزر في مجال الأمن ابتكارات رائدة، لا سيما مع دمج الذكاء الاصطناعي. يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي التي تُحلل بيانات المسح الضوئي بالليزر تحديد التهديدات الأمنية والتنبؤ بها بدقة أكبر، مما يُعزز كفاءة أنظمة الأمن وزمن استجابتها. علاوة على ذلك، ومع تطور تقنية إنترنت الأشياء، من المرجح أن يُؤدي دمج تقنية الليزر مع الأجهزة المتصلة بالشبكة إلى أنظمة أمنية أكثر ذكاءً وأتمتة، قادرة على المراقبة والاستجابة في الوقت الفعلي.

 

من المتوقع أن تُحسّن هذه الابتكارات أداء أنظمة الأمن، وأن تُحدث نقلة نوعية في نهجنا للسلامة والمراقبة، مما يجعلها أكثر ذكاءً وكفاءةً وقابليةً للتكيف. ومع استمرار تطور التكنولوجيا، من المتوقع أن يتوسع نطاق استخدام الليزر في مجال الأمن، مما يوفر بيئات أكثر أمانًا وموثوقية.

 

مراجع

  • هوسمر، ب. (٢٠٠٤). استخدام تقنية المسح الضوئي بالليزر لحماية المحيط. وقائع مؤتمر كارناهان الدولي السنوي السابع والثلاثين لتكنولوجيا الأمن، ٢٠٠٣. DOI
  • وانغ، س.، تشيو، س.، جين، و.، وو، س. (2016). تصميم نظام معالجة فيديو آني مصغر مُعتمد على نطاق ليزر الأشعة تحت الحمراء القريبة. ICMMITA-16. DOI
  • هيسبيل، إل.، ريفيير، إن.، فراسيس، إم.، دوبوي، بي.، كوياك، أ.، باريلوت، بي.، فوكيكس، إس.، بليير، إيه.، تاوفي،
  • م.، جاكوارت، م.، فين، إ.، ناسيمبين، إ.، بيريز، س.، فيلايجيه، ج. ب.، وغورس، د. (2017). التصوير بالليزر الوامض ثنائي وثلاثي الأبعاد للمراقبة بعيدة المدى في أمن الحدود البحرية: الكشف والتحديد لتطبيقات مكافحة الطائرات بدون طيار. وقائع الجمعية الدولية للهندسة البصرية (SPIE). DOI

بعض وحدات الليزر للدفاع

خدمة وحدة الليزر OEM متاحة، اتصل بنا لمزيد من التفاصيل!