Zastosowanie modułu Laser Rangefinder w kamerze na podczerwień

Kamery podczerwieni odgrywają podstawową rolę w noktowizor, obrazowaniu termicznym, monitorowaniu bezpieczeństwa i innych dziedzinach, ale mają ograniczenia, takie jak niewystarczająca dokładność oszacowania odległości.Moduły Laser Rangefindermają wartości uzupełniające, takie jak dokładny pomiar odległości, pozycjonowanie docelowe i modelowanie trójwymiarowe. Łączenie modułów laserowych z kamerami podczerwieni może zwiększyć ich funkcjonalne wymiary w bezpieczeństwie, autonomicznej jazdy, kontroli przemysłowej itp., Rozszerzyć scenariusze aplikacji i zwiększyć wydajność.

Techniczne podstawy modułu laserowego
1. Zasada pomiaru odległości

• Metoda czasu lotu (TOF): Odległość jest obliczana przez pomiar czasu od emisji do powrotu impulsu laserowego. W szczególności laser impulsowy o bardzo krótkim czasie trwania jest emitowany przez system emisji laserowej. Po przejściu odległości do zmierzania, jest to odzwierciedlone przez obiekt docelowy. Emitowany sygnał lasera impulsowego jest odbierany przez fotodetektor w systemie odbierającym laser. Obwód przedziału czasu oblicza czas T między emisją lasera a przybyciem sygnału echa, a następnie oblicza odległość między obiektem docelowym a emisją zgodnie z prędkością światła C i wzorem D=CT\/2.
• Metoda rozdziału fazowego: wiązka laserowa jest modulowana amplitudą z częstotliwością pasma radiowego, a opóźnienie fazowe generowane przez modulowane światło idące tam iz powrotem na linii pomiarowej jest mierzone, a następnie odległość reprezentowana przez to opóźnienie fazowe jest przekształcana zgodnie z długością fali modulowanego światła. Oznacza to, że czas wymagany, aby światło przechodziło tam iz powrotem na linii pomiarowej, jest mierzony metodą pośredniej, a następnie obliczana jest odległość.
• Metoda triangulacji: nadaje się do krótkich scenariuszy precyzyjnych, takich jak dziedzina robotów przemysłowych. Laser półprzewodnikowy jest skupiony przez soczewkę na obiekcie, który ma zostać zmierzony, a światło odbite jest zbierane przez inny obiektyw i rzutowane na tablicę CCD. Procesor sygnałowy oblicza położenie plamki światła w tablicy poprzez funkcje trygonometryczne, uzyskując w ten sposób odległość między czujnikiem a obiektem, który ma zostać zmierzony.

2. Kluczowe elementy

• Nadajnik laserowy: powszechnie stosowane są lasery emitujące powierzchnię wnęki pionowej (VCSEL) i lasery emitujące krawędzi, które są używane do generowania impulsów laserowych lub laserowych o wysokiej częstotliwości lub są źródłem sygnału do lasera 5.
• Czujnik odbierający: takie jak fotodiody lawinowe (APD) lub pojedyncze diody lawinowe (SPADS), które mogą wykrywać wyjątkowo słabe sygnały światła i przekształcić odebrane sygnały laserowe w sygnały elektryczne do późniejszego przetwarzania.
• Jednostka przetwarzania sygnału: Odpowiedzialna za przetwarzanie i analizę sygnałów elektrycznych przesyłanych przez czujnik odbierający i obliczanie odpowiednich informacji, takich jak odległość. Obejmuje obwody pomiaru przedziału czasu, obwody pomiaru fazowego, moduły przetwarzania algorytmu itp., Aby osiągnąć dokładne przetwarzanie sygnałów pod różnymi zasadami i dokładne obliczenia odległości.

Współpracujący projekt laserowej i w podczerwieni kamery
1. Rozwiązanie integracji sprzętowej
① Wspólna konstrukcja ścieżki optycznej

• Zasada: Użyj elementów optycznych, takich jak spektroskopy, aby laser i światło w podczerwieni dzielą się częścią ścieżki optycznej. Ta konstrukcja może zmniejszyć złożoność i objętość systemu, jednocześnie poprawiając dokładność i wydajność pomiaru.
• Zalety: Wspólna konstrukcja ścieżki optycznej może uprościć strukturę systemu i zmniejszyć koszty produkcji, a ponieważ światło laserowe i podczerwieni dzielą ścieżkę optyczną, łatwiej jest osiągnąć synchroniczne pomiary i połączenie danych dwóch technologii.
• Scenariusze zastosowania: odpowiednie dla scenariuszy, w których wymagane są pomiar odległości i wykrywanie temperatury, takie jak ratowanie pożaru, wykrywanie przemysłowe itp.

② Niezależne połączenie równoległe modułu

• Zasada: Zainstaluj moduł od lasera i kamerę podczerwieni jako dwa niezależne moduły i połącz wyniki pomiaru tych dwóch za pomocą technologii fuzji danych.
• Zalety: Projektowanie niezależnego połączenia równoległego modułu może utrzymać niezależność i elastyczność laserowej kamery i podczerwieni, co jest wygodne do regulacji i optymalizacji zgodnie z określonymi scenariuszami aplikacji. Jednocześnie dzięki technologii fuzji danych można uzyskać bardziej kompleksowe i dokładne wyniki pomiaru.
• Scenariusze aplikacji: odpowiednie dla scenariuszy, które wymagają bardzo precyzyjnego pomiaru i wielowymiarowej analizy danych, takich jak autonomiczna jazda, monitorowanie bezpieczeństwa itp.

2. Fuzja algorytmu oprogramowania
① Superpozycja chmur i obrazowania termicznego

• Zasada: Nakładaj dane z chmury punktowej uzyskane przez laserowe dane z obrazowaniem termicznym kamery podczerwieni w celu uzyskania analizy stawu-temperatury.
• Zalety: Ta metoda fuzji może zapewnić bogatsze wymiary informacji, umożliwiając użytkownikom zrozumienie odległości i rozkładu temperatury obiektu docelowego w tym samym czasie. W scenariuszach takich jak Fire Rescue pomaga to dokładniej ocenić lokalizację pożaru i personelu oraz poprawić wydajność ratunkową.
• Scenariusze aplikacji: ratowanie pożaru, wykrywanie przemysłowe, monitorowanie środowiska i inne dziedziny.

② Dynamiczne śledzenie celu

• Zasada: Użyj technologii laserowej, aby pomóc w pomiarze prędkości i prognozowaniu ruchomych obiektów w filmach podczerwieni. Informacje o odległości docelowej uzyskane przez laserowe odległość, w połączeniu z trajektorią ruchu w filmie podczerwieni, mogą osiągnąć dokładne śledzenie i przewidywanie dynamicznych celów.
• Zalety: Dynamiczna technologia śledzenia celu może poprawić zdolność monitorowania systemu i dokładność poruszających się obiektów i jest odpowiednia do scenariuszy, które wymagają monitorowania w czasie rzeczywistym i śledzenia dynamicznych celów.
• Scenariusze aplikacji: autonomiczna jazda, monitorowanie bezpieczeństwa, konkurs sportowy i inne dziedziny.

Scenariusze aplikacji i przypadki
1. Monitorowanie bezpieczeństwa
① Ochrona obwodowa

Metoda aplikacji: W ochronie obwodowej moduł lasera może monitorować obszar ochrony w czasie rzeczywistym. Gdy cel wtargnięcia wchodzi do zakresu monitorowania, laserowy rozwój może szybko wywołać kamerę podczerwieni. Dzięki funkcji noktowizyjnej kamera na podczerwień może wyraźnie wyobrazić sobie w słabym środowisku światła, a nawet bez światła oraz dokładnie lokalizować i identyfikować cel włamania.
Przypadek: W obwodowej ochronie ważnych miejsc, takich jak lotniska i bazy wojskowe, ten system współpracy może skutecznie wykrywać i zlokalizować ludzi lub pojazdy próbujące włamać się nielegalnie i wydać alarm na czas, aby zapewnić bezpieczeństwo.
② OSTRZEŻENIE OSTRZEŻENIE HUNKI\/Pojazdów w środowisku o słabym świetle

Metoda aplikacji: W środowisku o słabym świetle, takim jak w nocy lub w ciemnych zakątkach, kamery podczerwieni mogą przechwytywać termiczne obrazy w podczerwieni osób lub pojazdów, ale trudno jest dokładnie zmierzyć odległość. W tym czasie moduł rozmiaru lasera odgrywa rolę, dokładnie mierząc odległość między celem a kamerą. Gdy odległość jest niższa niż próg ustawiony, system wydaje ostrzeżenie.
Przypadek: Na parkingach, wejścia do społeczności i wyjść itp. Technologia ta może zrealizować dokładne ostrzeżenie odległości dla ludzi i pojazdów wchodzących i wychodzących, pomagających pracownikom ochrony w zarządzaniu oraz zapobiegać zderzeniom pojazdów lub nielegalnym włamaniom.
2. Autonomiczna jazda i drony
Nocna wizja podczerwieni + laserowa fuzja w celu poprawy zdolności do wykrywania przeszkód w nocy
Zastosowanie: W autonomicznych pojazdach i dronach, kamery podczerwieni mogą zapewniać obrazowanie termiczne dróg i przeszkód w nocy lub w warunkach słabym oświetleniowym, podczas gdy moduły laserowe mogą dokładnie zmierzyć odległość między pojazdem a przeszkodami z przodu. Po połączeniu danych tych dwóch, bardziej kompleksowe i dokładne informacje o środowisku są dostarczane do autonomicznego systemu jazdy, umożliwiając lepsze planowanie ścieżek jazdy i unikanie przeszkód.
Przypadek: Gdy autonomiczne samochody jazdy jeżdżą w nocy, mogą z wyprzedzeniem wykorzystać tę technologię do wykrywania pieszych, zwierząt lub innych pojazdów na drodze, dokładnego oceniania dystansu i podejmowania środków hamowania lub unikania; Drony mogą również skuteczniej postrzegać otaczające środowisko i unikać zderzeń z przeszkodami podczas wykonywania patrolu, poszukiwań i ratownictwa w nocy.
3. Inspekcja przemysłowa
Niedokrąglenia temperatura odległości jednoczesne monitorowanie sprzętu o wysokiej temperaturze (takich jak piece metalurgiczne)
Zastosowanie: W przypadku urządzeń o wysokiej temperaturze, takich jak piece metalurgiczne, kamery podczerwieni mogą monitorować rozkład temperatury sprzętu niekonaktowo, podczas gdy moduły laserowe mogą dokładnie zmierzyć odległość między sprzętem a mierzonym obiektem. Dzięki współpracy tych dwóch można osiągnąć jednoczesne monitorowanie sprzętu o wysokiej temperaturze, a na czas można wykryć nieprawidłowości lub problemy w procesie produkcyjnym.
Przypadek: Podczas procesu wytopu stalowego technologia ta może monitorować zmiany temperatury i odległości materiału w piecu metalurgicznym w czasie rzeczywistym, pomagając pracownikom dostosować parametry procesu w celu zapewnienia bezpieczeństwa produkcji i jakości produktu.
4. Wojsko i ratowanie
Identyfikacja docelowa i zakres w środowiskach pola bitwy lub dym
Zastosowanie: W środowiskach pola bitwy lub scenach wypełnionych dymem kamery w podczerwieni mogą przenikać dym i identyfikować cele na podstawie zasady obrazowania termicznego, ale dokładność rozszerzania się jest ograniczona. Moduł rozdziału lasera może dokładnie zmierzyć odległość docelową w złożonym środowisku, dostarczając kluczowych danych do celowania w broń, podejmowaniu decyzji zwalczających itp. Połączenie tych dwóch może osiągnąć dokładną identyfikację i precyzyjne zakresy celów.
Przypadek: W operacjach wojskowych technologia ta może pomóc żołnierzom w wykrywaniu wrogów i dokładnego zmierzenia odległości w trudnych warunkach pogodowych lub złożonych warunkach terenowych, poprawiając w ten sposób skuteczność walki; W operacjach ratowniczych, takich jak trzęsienia ziemi i sceny pożarowe, może szybko zlokalizować pozycję i odległość uwięzionych ludzi, zapewniając silne poparcie dla prac ratunkowych.

Integracja modułów laserowych z kamerami podczerwieni odblokowuje nowe możliwości automatyzacji, bezpieczeństwa i robotyki. Podczas gdy wyzwania, takie jak zakłócenia spektralne i zarządzanie energią, postępy w filtrowaniu, sztucznej inteligencji i optyce w skali chipów zwiększają przyjęcie.

Informacje kontaktowe:

Jeśli masz jakieś pomysły, możesz z nami rozmawiać. Bez względu na to, gdzie są nasi klienci i jakie są nasze wymagania, będziemy przestrzegać naszego celu, aby zapewnić naszym klientom wysoką jakość, niskie ceny i najlepszą usługę.