Els teles, lidars i altres dispositius làser s’utilitzen àmpliament en indústries modernes, enquestes, conducció autònoma i electrònica de consum. Tot i això, molts usuaris noten desviacions de mesurament importants quan funcionen al camp, sobretot quan es tracten d’objectes de diferents colors o materials. La causa principal d’aquest error sovint està estretament relacionada amb la reflectivitat de l’objectiu. Aquest article aprofundirà en l'impacte de la reflectivitat en la mesura de la distància i proporcionarà estratègies pràctiques per a la selecció d'objectius.
1. Què és la reflectivitat i per què afecta la mesura de la distància?
La reflectivitat es refereix a la capacitat d’una superfície per reflectir la llum incident, normalment expressada en percentatge (per exemple, una paret blanca té una reflectivitat d’uns 80%, mentre que el cautxú negre només té un 5%). Els dispositius de mesurament làser determinen la distància calculant la diferència de temps entre la llum emesa i la reflectida (mitjançant el principi de temps de vol). Si la reflectivitat de l'objectiu és massa baixa, pot conduir a:
- Força del senyal feble: si la llum reflectida és massa feble, el dispositiu no pot capturar un senyal vàlid.
- Augment de l'error de mesura: amb una major interferència de soroll, la precisió disminueix.
- Interval de mesurament escurçat: la distància efectiva màxima pot baixar més del 50%.
2. Classificació de la reflectivitat i estratègies de selecció objectiu
A partir de les característiques dels materials comuns, els objectius es poden classificar en les tres categories següents:
① Objectius d’alta reflectivitat (> 50%)
- Materials típics: superfícies metàl·liques polides, miralls, ceràmica blanca, formigó de color clar
-Avantatges: retorn fort del senyal, adequat per a mesures d’alta precisió de llarga distància (més de 500 m)
- Escenaris de sol·licitud: enquestes de construcció, inspeccions de línia elèctrica, exploració del terreny drone
- Nota: eviteu les superfícies mirall que puguin conduir a reflexos especulars (que poden causar desalineació puntuals).
② Objectius de reflectivitat mitjana (20%-50%)
- Materials típics: fusta, carreteres d’asfalt, parets de maó fosc, plantes verdes
- Contramesures:
Escurceu la distància de mesura (recomanada <200m).
Activa el mode d'alta sensibilitat del dispositiu.
Prefereix les superfícies mates (per exemple, materials gelats).
③ Objectius de baixa reflectivitat (<20%)
- Materials típics: cautxú negre, piles de carbó, teixits foscos, masses d’aigua
- Riscos: es poden perdre senyals o patir errors de salt.
- Solucions:
Utilitzeu un objectiu retro-reflexiu (taulers reflectors).
Ajusteu l'angle d'incidència del làser a sota de 45 ° (per millorar la reflexió difusa).
Trieu dispositius que funcionin a longituds d'ona de 905nm o 1550nm (per a una millor penetració).
3. Estratègies d’escenari especial
① Mesura de l'objectiu dinàmic (per exemple, vehicles en moviment):
- Prioritzar les matrícules de vehicles (zones d’alta reflectivitat) o cossos de cotxes de color clar.
- Utilitzeu la tecnologia de reconeixement de ressò múltiples (per filtrar la interferència de la pluja i la boira).
② Tracte de superfície complexa:
- Per al metall de color fosc, apliqueu recobriments mats (que poden millorar la reflectivitat fins al 30%).
- Instal·leu filtres polaritzadors davant de les parets de la cortina de vidre (per suprimir el reflex especular).
③ Compensació d’interferència ambiental:
- Habiliteu els algoritmes de supressió de la llum en condicions de llum brillant.
- A la pluja o la neu, utilitzeu la tecnologia de modulació de l’interval de pols (PIM).
4. Directrius d’afinació dels paràmetres d’equips
- Ajust de potència: augmenteu la potència làser per a objectius de baixa reflectivitat (assegureu-vos el compliment dels límits de seguretat ocular).
- Recepció de l’obertura: augmenta el diàmetre de la lent receptora (per cada doblatge, el guany del senyal augmenta quatre vegades).
- Configuració del llindar: Ajusteu dinàmicament el llindar del desencadenament del senyal (per evitar falsos desencadenants a causa del soroll).
5. Tendències futures: tecnologia de compensació de reflectivitat intel·ligent
Els sistemes de mesura de distància de nova generació comencen a integrar-se:
- Control de guany adaptatiu (AGC): ajust en temps real de la sensibilitat fotodetector.
- Reconeixement de materials Algoritmes de l'AI: coincideixen amb els tipus de material mitjançant funcions de forma d'ona eco.
- Fusió multispectral: combinar dades de llum visible i infrarojos per a un judici més complet.
Conclusió
Dominar les característiques de la reflectivitat és una habilitat bàsica per millorar la precisió de la mesura. Seleccionant científicament objectius i configuració de dispositius correctament, fins i tot en escenaris de reflectivitat ultra-baixos (per sota del 10%), es pot aconseguir una precisió de mesura a nivell de mil·límetre. A mesura que es desenvolupen tecnologies de compensació intel·ligent, els futurs sistemes de mesurament s’adaptaran més “de manera intel·ligent” a entorns complexos. Tanmateix, comprendre els principis bàsics de la reflectivitat sempre serà una habilitat essencial per als enginyers.
Post Horari: 04 de març de 2015