Лазерлы ераклык үлчәү җайланмалары спорт һәм төзелештән алып хәрби һәм фәнни тикшеренүләргә кадәр төрле өлкәләрдә алыштыргысыз коралларга әйләнде. Бу җайланмалар лазер импульсларын чыгарып һәм аларның чагылышларын анализлап, ераклыкларны гаҗәеп төгәллек белән үлчиләр. Аларның ничек эшләвен аңлау өчен, аларның төп компонентларын анализлау мөһим. Бу мәкаләдә без лазерлы ераклык үлчәү җайланмасының төп өлешләрен һәм аларның төгәл үлчәүләр бирүдәге ролен тикшерәчәкбез.
1. Лазер диоды (эмиттер)
Һәр лазер диапазонын үлчәү җайланмасының үзәгендә лазер диоды урнашкан, ул үлчәү өчен кулланыла торган когерент яктылык нурын барлыкка китерә. Гадәттә якын инфракызыл спектрда (мәсәлән, 905 нм яки 1550 нм дулкын озынлыкларында) эшли торган диод кыска, фокусланган яктылык импульсларын чыгара. Дулкын озынлыгын сайлау куркынычсызлыкны (кеше күзләрен саклау өчен) һәм төрле мохит шартларында эшләүне тигезли. Югары сыйфатлы диодлар озын диапазоннарның төгәллеге өчен бик мөһим булган даими нур интенсивлыгын тәэмин итә.
2. Оптик линза системасы
Оптик линза системасы ике төп функцияне башкара:
- Коллимация: Чыгарылган лазер нуры тарайтыла һәм ераклыкта дисперсияне минимальләштерү өчен параллель нурга тигезләнә.
- Фокуслау: Кире кайткан яктылык өчен, линзалар сибелгән фотоннарны детекторга туплый.
Алга киткән диапазон үлчәгечләре төрле максат зурлыкларына яки ераклыкларына җайлашу өчен көйләнә торган линзалар яки масштаблау мөмкинлекләрен үз эченә ала.
3. Фотодетектор (кабул итүче)
Фотодетектор — еш кына кар ишелү фотодиоды (APD) яки PIN диоды — чагылган лазер импульсларын тота. APDлар югары сизгерлеге һәм көчсез сигналларны көчәйтү сәләте аркасында ерак араларга куллану өчен өстенлекле. Тирә-юнь яктылыгын (мәсәлән, кояш нурын) фильтрлау өчен, кабул иткечкә оптик полосалы фильтрлар урнаштырылган, бу лазерның билгеле бер дулкын озынлыгының гына ачыклануын тәэмин итә.
4. Очыш вакыты (ToF) схемасы
Очыш вакыты схемасы - ераклыкны исәпләүнең төп механизмы. Ул чыгарылган импульс һәм ачыкланган чагылыш арасындагы вакыт тоткарлыгын үлчи. Яктылык билгеле тизлектә (~3×10⁸ м/с) хәрәкәт иткәнлектән, ераклык түбәндәге формула ярдәмендә исәпләнә:
Миллиметр дәрәҗәсендәге төгәллек өчен, бигрәк тә якын арадагы кушымталарда, бик югары тизлекле таймерлар (пикосекундларда чишелеш белән) бик мөһим.
5. Сигнал эшкәртү блогы
Фотодетектордан алынган чимал мәгълүматлар микроконтроллер яки санлы сигнал эшкәртүчесе (DSP) тарафыннан эшкәртелә. Бу җайланма шау-шуны фильтрлый, әйләнә-тирә мохит факторларын компенсацияли (мәсәлән, атмосфераның көчәюе) һәм вакыт үлчәүләрен ераклык күрсәткечләренә әйләндерә. Алдынгы алгоритмнар шулай ук күпсанлы яңгырашларны эшкәртә ала (мәсәлән, агач кәүсәсенә юнәлтелгәндә яфракларны исәпкә алмый).
6. Дисплей һәм кулланучы интерфейсы
Күпчелек диапазон үлчәү җайланмаларында үлчәүләрне күрсәтү өчен LCD яки OLED дисплей кулланыла, еш кына авышлыкны көйләү, өзлексез сканерлау яки мәгълүматларны теркәү өчен Bluetooth тоташуы кебек режимнар белән тулыландырылган. Кулланучы кертемнәре - төймәләр, сенсорлы экраннар яки әйләнмәле дисклар - гольф уйнау, аучылык яки геодезия кебек билгеле бер куллану очраклары өчен көйләү мөмкинлеге бирә.
7. Электр белән тәэмин итү
Компакт кабат зарядлана торган батарея (мәсәлән, Li-ion) яки бер тапкыр кулланыла торган элементлар җайланманы эшләтә. Энергия нәтиҗәлелеге бик мөһим, бигрәк тә ачык һавада кулланыла торган кул модельләре өчен. Кайбер ераклык үлчәгечләре актив булмаганда батарея гомерен озайту өчен энергияне саклау режимнарын үз эченә ала.
8. Корпус һәм монтаж системалары
Корпус ныклык һәм эргономика өчен эшләнгән, еш кына су үткәрми торган яки бәрелүгә чыдам материаллардан ясалган (IP рейтингы). Башка җиһазлар белән интеграцияләү өчен (мәсәлән, камералар, мылтыклар яки дроннар) штатив розеткалар яки Пикатинни рельслары кебек урнаштыру вариантлары кертелергә мөмкин.
Барысы да ничек бергә эшли
1. Лазер диоды максатка таба импульс чыгара.
2. Оптик система нурны юнәлтә һәм чагылышларны җыя.
3. Фотодетектор әйләнә-тирә мохит шау-шуыннан фильтрланган кире сигналны тота.
4. ToF схемасы үткән вакытны исәпли.
5. Процессор вакытны ераклыкка әйләндерә һәм нәтиҗәне күрсәтә.
Йомгак
Лазер диодының төгәллегеннән алып эшкәртү алгоритмнарының камиллегенә кадәр, лазер ераклык үлчәгеченең һәр компоненты төгәллекне һәм ышанычлылыкны тәэмин итүдә мөһим роль уйный. Сез гольф уенында хөкем итүче яки рельефны картага төшерүче инженер булсагыз да, бу элементларны аңлау сезнең ихтыяҗларыгызга туры килә торган коралны сайларга ярдәм итә.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 18 марты