揭秘测距激光传感器的工作原理

專題
行業頭條

公司資訊

熱銷產品

視頻中心

官方微信

熱點內容

揭秘測距激光傳感器的工作原理

時間：2024-08-03 01:16:14
點擊：0

在現(xian)代科技迅速發展的時代，激(ji)光技術已(yi)廣泛應(ying)用于(yu)各(ge)個行業，從醫療(liao)到(dao)制造(zao)業，再到(dao)自動駕(jia)駛汽車。其中，測距激(ji)光傳感器作(zuo)為一項關鍵的測量(liang)設備，其精確度和可(ke)靠(kao)性對(dui)許多應(ying)用至(zhi)關重要。本文(wen)旨(zhi)在通過圖解的方式，詳細解析測距激(ji)光傳感器的工作(zuo)機理。

一、基本工作原理

測(ce)(ce)(ce)距(ju)激光(guang)傳感(gan)器通(tong)常采用(yong)“飛行時間(jian)”（Time of Flight, ToF）原(yuan)理或三角(jiao)(jiao)測(ce)(ce)(ce)量法來(lai)實現距(ju)離(li)(li)的測(ce)(ce)(ce)定。ToF原(yuan)理是通(tong)過計算光(guang)脈沖發射到(dao)目標并反射回傳感(gan)器的時間(jian)，來(lai)確定距(ju)離(li)(li)。而三角(jiao)(jiao)測(ce)(ce)(ce)量法則是利用(yong)激光(guang)點在成像傳感(gan)器上的位(wei)置變(bian)化來(lai)計算被測(ce)(ce)(ce)物體的距(ju)離(li)(li)。

二、ToF原理詳解

ToF測距激(ji)光傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)發射一束短(duan)暫(zan)且(qie)高能(neng)的(de)激(ji)光脈(mo)沖(chong)。這些脈(mo)沖(chong)在擊中目(mu)標(biao)對象后會(hui)反射回來，并被同(tong)一個傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)接(jie)收。傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)內置的(de)計時器(qi)會(hui)精準地記錄(lu)下光脈(mo)沖(chong)往(wang)返的(de)時間。由于激(ji)光的(de)速度(du)是已知(zhi)的(de)（大約是每秒(miao)300,000公里），因(yin)此(ci)可以通過簡單(dan)的(de)數學運算(suan)得出(chu)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)與目(mu)標(biao)之(zhi)間的(de)準確(que)距離。

三、三角測量法原理

與ToF不(bu)同，基于三(san)角測(ce)量法(fa)的測(ce)距(ju)激(ji)光(guang)(guang)傳感器(qi)則包括一個激(ji)光(guang)(guang)發(fa)射(she)器(qi)和至(zhi)少(shao)一個位置(zhi)敏感的探(tan)測(ce)器(qi)（如CCD或CMOS傳感器(qi)）。當激(ji)光(guang)(guang)束發(fa)射(she)并打到目標上(shang)(shang)時，會在表面(mian)上(shang)(shang)形成一個光(guang)(guang)點。這個光(guang)(guang)點會根據距(ju)離(li)的不(bu)同而在不(bu)同的位置(zhi)成像于探(tan)測(ce)器(qi)平面(mian)上(shang)(shang)。通(tong)過測(ce)量光(guang)(guang)點在探(tan)測(ce)器(qi)上(shang)(shang)的實(shi)際(ji)位置(zhi)，結合系統幾何參(can)數，就(jiu)可以計算出物體與傳感器(qi)之間的距(ju)離(li)。

四、應用領域

測(ce)(ce)距(ju)(ju)激光傳(chuan)(chuan)感(gan)器的(de)應(ying)用(yong)極其(qi)(qi)廣泛，例如在(zai)機(ji)器人(ren)導航(hang)中(zhong)(zhong)，傳(chuan)(chuan)感(gan)器能夠(gou)幫助(zhu)機(ji)器人(ren)感(gan)知周圍環境(jing)，避免障礙物；在(zai)工業自動化中(zhong)(zhong)，用(yong)于精確控制(zhi)生產線(xian)上的(de)物件(jian)位置(zhi)；在(zai)無人(ren)駕駛車輛(liang)中(zhong)(zhong)，實現車輛(liang)與其(qi)(qi)它物體(ti)間(jian)的(de)安全(quan)距(ju)(ju)離(li)監測(ce)(ce)。此外，它們還(huan)廣泛用(yong)于建筑(zhu)測(ce)(ce)量、地形(xing)測(ce)(ce)繪以及體(ti)育科(ke)學分(fen)析等(deng)領域。

通過(guo)對測距(ju)激(ji)光(guang)傳感器的(de)(de)原理及其圖(tu)解(jie)的(de)(de)分析，我們(men)可以深(shen)刻理解(jie)這項技術(shu)的(de)(de)復雜性與其在現代科技中(zhong)的(de)(de)重要角色。無論是ToF還是三(san)角測量法，測距(ju)激(ji)光(guang)傳感器都在推動著各行各業的(de)(de)進步，使我們(men)的(de)(de)生活變(bian)得更加便捷和安全。隨著技術(shu)的(de)(de)不斷演進，我們(men)有理由(you)相信，這一領域將持(chi)續發展，帶來(lai)更多創(chuang)新的(de)(de)應(ying)用。