01 مقدمة
في السنوات الأخيرة، مع ظهور منصات قتالية بدون طيار وطائرات بدون طيار ومعدات محمولة للجنود الأفراد، أظهرت أجهزة تحديد المدى الليزرية بعيدة المدى المصغرة والمحمولة باليد آفاقًا واسعة للتطبيق. أصبحت تقنية المدى بالليزر الزجاجي للإربيوم ذات الطول الموجي 1535 نانومتر أكثر نضجًا. إنه يتمتع بمزايا سلامة العين، والقدرة القوية على اختراق الدخان، والمدى البعيد، وهو الاتجاه الرئيسي لتطوير تكنولوجيا تحديد المدى بالليزر.
02 مقدمة المنتج
جهاز تحديد المدى بالليزر LSP-LRS-0310 F-04 هو جهاز ضبط مدى ليزر تم تطويره استنادًا إلى ليزر زجاجي 1535 نانومتر Er تم تطويره بشكل مستقل بواسطة Lumispot. إنها تعتمد طريقة تحديد المدى المبتكرة أحادية النبضة (TOF)، وأدائها ممتاز لأنواع مختلفة من الأهداف - يمكن أن تصل مسافة المدى للمباني بسهولة إلى 5 كيلومترات، وحتى بالنسبة للسيارات سريعة الحركة، فهي يمكن أن يحقق نطاقًا مستقرًا يصل إلى 3.5 كيلومترًا. في سيناريوهات التطبيق مثل مراقبة الموظفين، تبلغ مسافة النطاق للأشخاص أكثر من 2 كيلومتر، مما يضمن دقة البيانات وطبيعتها في الوقت الفعلي. يدعم جهاز تحديد المدى بالليزر LSP-LRS-0310F-04 الاتصال بالكمبيوتر المضيف من خلال المنفذ التسلسلي RS422 (يتم توفير خدمة تخصيص المنفذ التسلسلي TTL أيضًا)، مما يجعل نقل البيانات أكثر ملاءمة وكفاءة.
الشكل 1: مخطط منتج محدد المدى بالليزر LSP-LRS-0310 F-04 ومقارنة حجم العملة بقيمة يوان واحد
03 ميزات المنتج
* التصميم المتكامل لتوسيع الشعاع: التكامل الفعال والقدرة على التكيف البيئي المعزز
يضمن تصميم توسيع الشعاع المتكامل التنسيق الدقيق والتعاون الفعال بين المكونات. يوفر مصدر مضخة LD مدخلات طاقة مستقرة وفعالة لوسط الليزر، كما يتحكم ميزاء المحور السريع ومرآة التركيز بدقة في شكل الشعاع، وتعمل وحدة الكسب على تضخيم طاقة الليزر بشكل أكبر، كما يعمل موسع الشعاع على توسيع قطر الشعاع بشكل فعال، وتقليل الشعاع زاوية الاختلاف، ويحسن اتجاهية الشعاع ومسافة الإرسال. تقوم وحدة أخذ العينات البصرية بمراقبة أداء الليزر في الوقت الحقيقي لضمان إخراج مستقر وموثوق. وفي الوقت نفسه، فإن التصميم المختوم صديق للبيئة، ويطيل عمر خدمة الليزر، ويقلل من تكاليف الصيانة.
الشكل 2: الصورة الفعلية لليزر الزجاجي الإربيوم
* وضع قياس المسافة بتبديل القطاع: قياس دقيق لتحسين دقة قياس المسافة
تأخذ طريقة نطاق التبديل المجزأة قياسًا دقيقًا كجوهرها. من خلال تحسين تصميم المسار البصري وخوارزميات معالجة الإشارات المتقدمة، جنبًا إلى جنب مع خرج الطاقة العالية وخصائص النبض الطويل لليزر، يمكنه اختراق التداخل الجوي بنجاح وضمان استقرار ودقة نتائج القياس. تستخدم هذه التقنية إستراتيجية نطاق تردد عالي التكرار لإصدار نبضات ليزر متعددة بشكل مستمر وتجميع ومعالجة إشارات الصدى، مما يؤدي إلى قمع الضوضاء والتداخل بشكل فعال، وتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء بشكل كبير، وتحقيق قياس دقيق لمسافة الهدف. حتى في البيئات المعقدة أو في مواجهة التغييرات الطفيفة، لا يزال بإمكان طرق تبديل المدى المجزأة ضمان دقة واستقرار نتائج القياس، لتصبح وسيلة تقنية مهمة لتحسين دقة المدى.
* نظام العتبة المزدوجة يعوض دقة النطاق: معايرة مزدوجة، تتجاوز الدقة المحددة
يكمن جوهر نظام العتبة المزدوجة في آلية المعايرة المزدوجة. يقوم النظام أولاً بتعيين عتبتين مختلفتين للإشارة لالتقاط نقطتين زمنيتين حرجتين لإشارة صدى الهدف. تختلف هاتان النقطتان الزمنيتان قليلاً بسبب اختلاف العتبات، لكن هذا الاختلاف هو الذي يصبح المفتاح لتعويض الأخطاء. من خلال قياس الوقت وحسابه بدقة عالية، يمكن للنظام حساب فرق الوقت بين هاتين النقطتين في الوقت بدقة، ومعايرة نتائج القياس الأصلية بدقة وفقًا لذلك، وبالتالي تحسين دقة القياس بشكل كبير.
الشكل 3: رسم تخطيطي لدقة تعويض خوارزمية العتبة المزدوجة
* تصميم منخفض استهلاك الطاقة: كفاءة عالية، وتوفير الطاقة، والأداء الأمثل
من خلال التحسين المتعمق لوحدات الدوائر مثل لوحة التحكم الرئيسية ولوحة التشغيل، اعتمدنا شرائح متقدمة منخفضة الطاقة واستراتيجيات فعالة لإدارة الطاقة لضمان أنه في وضع الاستعداد، يتم التحكم بشكل صارم في استهلاك طاقة النظام أقل من 0.24 واط، وهو ما وهو انخفاض كبير مقارنة بالتصاميم التقليدية. وبتردد يتراوح بين 1 هرتز، يتم أيضًا الاحتفاظ باستهلاك الطاقة الإجمالي ضمن 0.76 واط، مما يدل على كفاءة ممتازة في استخدام الطاقة. في ذروة حالة العمل، على الرغم من أن استهلاك الطاقة سيزيد، إلا أنه لا يزال يتم التحكم فيه بشكل فعال في حدود 3 وات، مما يضمن التشغيل المستقر للمعدات في ظل متطلبات الأداء العالي مع الأخذ في الاعتبار أهداف توفير الطاقة.
* قدرة العمل القصوى: تبديد ممتاز للحرارة، مما يضمن التشغيل المستقر والفعال
من أجل مواجهة تحدي درجات الحرارة المرتفعة، فإن محدد المدى الليزري LSP-LRS-0310F-04 يستخدم نظامًا متقدمًا لتبديد الحرارة. من خلال تحسين مسار توصيل الحرارة الداخلي، وزيادة منطقة تبديد الحرارة واستخدام مواد تبديد الحرارة عالية الكفاءة، يمكن للمنتج تبديد الحرارة الداخلية المتولدة بسرعة، مما يضمن أن المكونات الأساسية يمكنها الحفاظ على درجة حرارة تشغيل مناسبة تحت حمل عالي طويل المدى عملية. هذه القدرة الممتازة على تبديد الحرارة لا تعمل على إطالة عمر خدمة المنتج فحسب، بل تضمن أيضًا استقرار واتساق أداء النطاق.
* سهولة الحمل والمتانة: تصميم مصغر، أداء ممتاز مضمون
يتميز جهاز تحديد المدى بالليزر LSP-LRS-0310F-04 بحجمه الصغير المذهل (33 جرامًا فقط) ووزنه الخفيف، مع الأخذ في الاعتبار الجودة الممتازة للأداء المستقر والمقاومة العالية للصدمات وسلامة العين من المستوى الأول، مما يُظهر رؤية مثالية التوازن بين قابلية النقل والمتانة. يعكس تصميم هذا المنتج بشكل كامل الفهم العميق لاحتياجات المستخدم والدرجة العالية من تكامل الابتكار التكنولوجي، ليصبح محط اهتمام في السوق.
04 سيناريو التطبيق
يتم استخدامه في العديد من المجالات الخاصة مثل التصويب والمدى، وتحديد المواقع الكهروضوئية، والطائرات بدون طيار، والمركبات غير المأهولة، والروبوتات، وأنظمة النقل الذكية، والتصنيع الذكي، والخدمات اللوجستية الذكية، والإنتاج الآمن، والأمن الذكي.
05 المؤشرات الفنية الرئيسية
المعلمات الأساسية هي كما يلي:
| غرض | قيمة |
| الطول الموجي | 1535±5 نانومتر |
| زاوية تباعد الليزر | .60.6 مراد |
| تلقي الفتحة | Φ16mm |
| أقصى مدى | ≥3.5 كم (هدف السيارة) |
| ≥ 2.0 كم (هدف بشري) | |
| ≥5 كم (هدف المبنى) | |
| الحد الأدنى لنطاق القياس | ≥15 م |
| دقة قياس المسافة | ± ± 1 م |
| تردد القياس | 1 ~ 10 هرتز |
| دقة المسافة | ≥ 30 م |
| القرار الزاوي | 1.3 مللي راد |
| دقة | ≥98% |
| معدل الإنذار الكاذب | ≥ 1% |
| كشف متعدد الأهداف | الهدف الافتراضي هو الهدف الأول، والحد الأقصى للهدف المدعوم هو 3 |
| واجهة البيانات | المنفذ التسلسلي RS422 (TTL قابل للتخصيص) |
| جهد الإمداد | تيار مستمر 5 ~ 28 فولت |
| متوسط استهلاك الطاقة | ≥ 0.76 واط (تشغيل 1 هرتز) |
| ذروة استهلاك الطاقة | ≥3 واط |
| استهلاك الطاقة في وضع الاستعداد | .240.24 واط (استهلاك الطاقة عند عدم قياس المسافة) |
| استهلاك الطاقة أثناء النوم | ≥ 2 ميجاوات (عند سحب دبوس POWER_EN إلى مستوى منخفض) |
| المنطق المتراوح | مع وظيفة قياس المسافة الأولى والأخيرة |
| أبعاد | ≥48 مم × 21 مم × 31 مم |
| وزن | 33 جرام ± 1 جرام |
| درجة حرارة التشغيل | -40 درجة مئوية～+ 70 درجة مئوية |
| درجة حرارة التخزين | -55 درجة مئوية～ + 75 درجة مئوية |
| صدمة | > 75 جرامًا في 6 مللي ثانية |
| اهتزاز | اختبار الاهتزاز العام السفلي (GJB150.16A-2009 الشكل C.17) |
أبعاد مظهر المنتج:
الشكل 4: أبعاد منتج محدد المدى بالليزر LSP-LRS-0310 F-04
06 المبادئ التوجيهية
* الليزر المنبعث من وحدة النطاق هذه هو 1535 نانومتر، وهو آمن للعين البشرية. على الرغم من أنه طول موجي آمن للعين البشرية، إلا أنه يوصى بعدم النظر مباشرة إلى الليزر؛
* عند ضبط توازي المحاور البصرية الثلاثة، تأكد من حجب عدسة الاستقبال، وإلا فسيتعرض الكاشف للتلف الدائم بسبب الصدى الزائد؛
* وحدة النطاق هذه ليست محكمة الغلق. تأكد من أن الرطوبة النسبية للبيئة أقل من 80% وحافظ على نظافة البيئة لتجنب إتلاف الليزر.
* مدى وحدة المدى مرتبط بالرؤية الجوية وطبيعة الهدف. سيتم تقليل النطاق في ظروف الضباب والأمطار والعواصف الرملية. تتمتع الأهداف مثل الأوراق الخضراء والجدران البيضاء والحجر الجيري المكشوف بانعكاس جيد ويمكن أن تزيد النطاق. بالإضافة إلى ذلك، عندما تزداد زاوية ميل الهدف لشعاع الليزر، سيتم تقليل النطاق؛
* يُمنع منعا باتا إطلاق الليزر على أهداف عاكسة قوية مثل الجدران الزجاجية والبيضاء في نطاق 5 أمتار، وذلك لتجنب أن يكون الصدى قويًا جدًا ويتسبب في تلف كاشف APD؛
* يمنع منعا باتا توصيل الكابل أو فصله عند تشغيل الطاقة؛
* تأكد من توصيل قطبية الطاقة بشكل صحيح، وإلا فسوف يسبب ضررا دائما للجهاز.
وقت النشر: 09 سبتمبر 2024