Застосування модуля лазера

Інфрачервоні камери відіграють основну роль у нічному зорі, тепловому візуалізації, моніторингу безпеки та інших галузях, але вони мають обмеження, такі як недостатня точність оцінки відстані.Лазерні модулімають додаткові значення, такі як точне вимірювання відстані, цільове розташування та тривимірне моделювання. Поєднання лазерних модулів з інфрачервоними камерами може посилити їх функціональні розміри в безпеці, автономному водінні, промисловому огляді тощо, розширювати сценарії застосування та підвищити продуктивність.

Технічна основа лазерного модуля
1. Принцип вимірювання відстані

• Метод часу польоту (TOF): відстань обчислюється шляхом вимірювання часу від випромінювання до повернення лазерного імпульсу. Зокрема, пульсовий лазер з дуже короткою тривалістю випромінюється системою лазерних викидів. Після проходження відстані для вимірювання її відображається цільовим об'єктом. Показаний пульсовий лазерний сигнал отримує фотоприймач у системі отримання лазера. Схема інтервалу часу обчислює час t між викидом лазера та надходженням сигналу ехо, а потім обчислює відстань між цільовим об'єктом і випромінюванням відповідно до швидкості світла C та формули D=ct\/2.
• Метод фази: лазерний промінь амплітуда модулюється з частотою радіо смуги, а фазова затримка, що генерується модульованим світлом, що рухається вперед і назад на лінії вимірювання, а потім відстань, представлена ​​цією фазовою затримкою, перетворюється відповідно до довжини хвилі модульованого світла. Тобто час, необхідний для того, щоб світло рухався вперед і назад на лінії вимірювання, вимірюється непрямим методом, а потім обчислюється відстань.
• Метод тріангуляції: він підходить для сценаріїв з високою точністю на короткий відстані, таких як поля промислових роботів. Напівпровідниковий лазер орієнтований на об'єктив на об'єкт, який слід виміряти, а відбите світло збирається іншим об'єктивом і проектується на масив CCD. Процесор сигналу обчислює положення світлого місця на масиві через тригонометричні функції, тим самим отримуючи відстань між датчиком та об'єктом, який слід виміряти.

2. Ключові компоненти

• Лазерний передавач: Загально використовуються вертикальні порожнини, що випромінюють лазери (VCSEL) та лазери, що випромінюють край, які використовуються для генерування високочастотних лазерних імпульсів або безперервних лазерів і є джерелом сигналу для лазерного віку5.
• Отримання датчика: такі як фотодіоди лавини (APD) або одноодинні фаваланчі), які можуть виявити надзвичайно слабкі світлові сигнали та перетворити отримані лазерні сигнали в електричні сигнали для подальшої обробки.
• Блок обробки сигналів: відповідальний за обробку та аналіз електричних сигналів, переданих датчиком прийому, та обчислення відповідної інформації, такої як відстань. Він включає схеми вимірювання інтервалу часу, фазові вимірювальні схеми, модулі обробки алгоритму тощо, для досягнення точної обробки сигналів за різними принципами діапазону та точного розрахунку відстаней.

Спільна конструкція лазерної та інфрачервоної камери
1. Рішення обладнання для інтеграції
① Загальна конструкція оптичного шляху

• Принцип: Використовуйте оптичні елементи, такі як спектроскопи, щоб зробити лазерне та інфрачервоне світло часткою оптичного шляху. Ця конструкція може зменшити складність та обсяг системи, підвищуючи при цьому точність та ефективність вимірювання.
• Переваги: ​​Загальна конструкція оптичного шляху може спростити структуру системи та зменшити виробничі витрати, і оскільки лазерне та інфрачервоне світло поділяють оптичний шлях, легше досягти синхронного вимірювання та злиття даних двох технологій.
• Сценарії застосування: Підходить для сценаріїв, де вимірювання відстані та виявлення температури потрібні одночасно, наприклад, пожежне порятунок, промислове виявлення тощо.

② Незалежний модуль Паралельне з'єднання

• Принцип: Встановіть лазерний модуль та інфрачервону камеру як два незалежні модулі, і поєднуйте результати вимірювання двох за допомогою технології синтезу даних.
• Переваги: ​​Конструкція незалежного модуля паралельного з'єднання може підтримувати незалежність та гнучкість лазерної та інфрачервоної камери, що зручно для коригування та оптимізації відповідно до конкретних сценаріїв програми. У той же час, за допомогою технології синтезу даних, можна досягти більш всебічних та точних результатів вимірювання.
• Сценарії додатків: підходить для сценаріїв, які потребують високоточного вимірювання та багатовимірного аналізу даних, таких як автономне водіння, моніторинг безпеки тощо.

2. Фьюжн алгоритму програмного забезпечення
① Точкова хмара та суперпозиція теплової візуалізації

• Принцип: накладати дані хмарної хмари, отримані лазером, починаючи з термічними зображеннями інфрачервоної камери для досягнення спільного аналізу відстані температури.
• Переваги: ​​Цей метод синтезу може забезпечити більш багаті розміри інформації, що дозволяє користувачам одночасно розуміти відстань та розподіл температури цільового об'єкта. У таких сценаріях, як пожежна порятунок, це допомагає більш точно оцінити пожежу та персонал та підвищити ефективність порятунку.
• Сценарії застосування: пожежна порятунок, промислове виявлення, моніторинг навколишнього середовища та інші сфери.

② Динамічне відстеження цілей

• Принцип: Використовуйте лазерну технологію для сприяння вимірюванням швидкості та прогнозування траєкторії рухомих об'єктів в інфрачервоних відео. Інформація про відстань цілі, отримана лазером, що поєднується з траєкторією руху в інфрачервоному відео, може досягти точного відстеження та прогнозування динамічних цілей.
• Переваги: ​​Динамічна технологія відстеження цілей може покращити здатність до моніторингу системи та точність рухомих об'єктів і підходить для сценаріїв, які потребують моніторингу в режимі реального часу та відстеження динамічних цілей.
• Сценарії додатків: автономне водіння, моніторинг безпеки, спортивна конкуренція та інші сфери.

Сценарії та випадки застосування
1. Моніторинг безпеки
① Захист периметра

Метод застосування: У захисті периметра лазерний модуль може контролювати зону захисту в режимі реального часу. Коли ціль вторгнення входить у діапазон моніторингу, лазер може швидко спровокувати інфрачервону камеру. За допомогою своєї функції нічного зору інфрачервона камера може чітко зображувати при слабкому освітленні або навіть не освітлюючим середовищем, і точно знаходити та визначати ціль вторгнення.
Справа: У захисті периметра важливих місць, таких як аеропорти та військові бази, ця система спільної роботи може ефективно виявляти та знайти людей чи транспортні засоби, які намагаються пробитися незаконно, і вчасно видавати тривогу для забезпечення безпеки.
② Попередження про відстань людини\/транспортного засобу в середовищі з низьким рівнем освітлення

Метод застосування: У середовищі з низьким рівнем освітлення, наприклад, вночі або в темних куточках, інфрачервоні камери можуть зафіксувати теплові інфрачервоні зображення людей чи транспортних засобів, але важко точно виміряти відстань. У цей час лазерний модуль відіграє роль, точно вимірюючи відстань між цілі та камерою. Коли відстань менша, ніж заданий поріг, система видає попередження.
Справа: На парковках, входах та виходах громади тощо, ця технологія може реалізувати точне попередження про відстань для людей та транспортних засобів, що входять та виїжджають, допомагають працівникам служби безпеки в управлінні та запобігти зіткненню транспортних засобів або незаконних вторгнень.
2. Автономне водіння та безпілотники
Інфрачервоне нічне бачення + лазерний синтез, щоб покращити здатність виявляти перешкоди вночі
Застосування: На автономних автомобілях та безпілотниках інфрачервоні камери можуть забезпечити теплову візуалізацію доріг та перешкод вночі або в умовах слабкого освітлення, тоді як лазерні модулі можуть точно виміряти відстань між транспортним засобом та перешкодами попереду. Після того, як дані двох зрошені, автономна система водіння надається більш всебічною та точною екологічною інформацією, що дозволяє їй краще планувати шляхи руху та уникати перешкод.
Справа: Коли автономні автомобілі їздять вночі, вони можуть використовувати цю технологію для виявлення пішоходів, тварин чи інших транспортних засобів заздалегідь, то точно оцінювати відстань та вживати гальмування чи уникнення заходів; Безпілотники також можуть ефективніше сприймати навколишнє середовище та уникати зіткнень з перешкодами під час виконання патрульних, пошукових та рятувальних завдань вночі.
3. Промислова перевірка
Неконтактний дистанційний температурний одночасний моніторинг високотемпературного обладнання (наприклад, металургійні печі)
Застосування: Для високотемпературного обладнання, такого як металургійні печі, інфрачервоні камери можуть контролювати розподіл температури обладнання безконтактно, тоді як лазерні модулі можуть точно виміряти відстань між обладнанням та об'єктом, що вимірюється. Завдяки співпраці з двома може бути досягнуто одночасного моніторингу високотемпературного обладнання, а порушення обладнання або проблеми у виробничому процесі можуть бути виявлені вчасно.
Випадок: Під час процесу виплавки сталі ця технологія може контролювати зміни температури та відстані матеріалів у металургійній печі в режимі реального часу, допомагаючи персоналу регулювати параметри процесу для забезпечення безпеки виробництва та якості продукції.
4. Військові та рятувальні
Цільова ідентифікація та діапазон у середовищі бою або дим
Застосування: У середовищах Battlefield або наповнених димом інфрачервоні камери можуть проникати в дим та визначати цілі на основі принципу теплової візуалізації, але точність діапазону обмежена. Лазерний модуль може точно виміряти цільову відстань у складному середовищі, забезпечуючи ключові дані для націлювання на зброю, боротьбу з прийняттям рішень тощо. Поєднання двох може досягти точної ідентифікації та точного діапазону цілей.
Випадок: у військових операціях ця технологія може допомогти солдатам виявити ворогів і точно виміряти відстані у важкій погоді або складних умовах місцевості, тим самим підвищуючи бойову ефективність; У рятувальних операціях, таких як землетруси та пожежні сцени, він може швидко знайти положення та відстань захоплених людей, забезпечуючи сильну підтримку рятувальних робіт.

Інтеграція лазерних модулів з інфрачервоними камерами розблокує нові можливості в автоматизації, безпеці та робототехніці. Незважаючи на те, що такі проблеми, як спектральне втручання та управління живленням, зберігаються, просування у фільтруванні, AI та оптиці масштабу чіпів сприяють прийняттю.

Контактна інформація:

Якщо у вас є якісь ідеї, не соромтеся поговорити з нами. Незалежно від того, де наші клієнти та які наші вимоги, ми будемо слідувати нашій меті, щоб забезпечити нашим клієнтам високу якість, низькі ціни та найкращу послугу.