Ласерските далномери, LiDAR уредите и другите уреди се широко користени во современите индустрии, геодетските истражувања, автономното возење и потрошувачката електроника. Сепак, многу корисници забележуваат значителни отстапувања во мерењата кога работат на терен, особено кога се работи со предмети од различни бои или материјали. Основната причина за оваа грешка е често тесно поврзана со рефлективноста на целта. Оваа статија ќе се продлабочи во влијанието на рефлективноста врз мерењето на растојанието и ќе обезбеди практични стратегии за избор на цел.
1. Што е рефлективност и зошто влијае на мерењето на растојанието?
Рефлективноста се однесува на способноста на површината да ја рефлектира инцидентната светлина, обично изразена како процент (на пр., белиот ѕид има рефлективност од околу 80%, додека црната гума има само 5%). Ласерските уреди за мерење го одредуваат растојанието со пресметување на временската разлика помеѓу емитираната и рефлектираната светлина (користејќи го принципот на време на лет). Ако рефлективноста на целта е премногу ниска, тоа може да доведе до:
- Слаба јачина на сигналот: Ако рефлектираната светлина е премногу слаба, уредот не може да фати валиден сигнал.
- Зголемена грешка во мерењето: Со поголема пречка на бучавата, прецизноста се намалува.
- Скратен опсег на мерење: Максималното ефективно растојание може да се намали за повеќе од 50%.
2. Класификација на рефлективноста и стратегии за избор на цел
Врз основа на карактеристиките на вообичаените материјали, метите можат да се класифицираат во следниве три категории:
① Цели со висока рефлективност (>50%)
- Типични материјали: полирани метални површини, огледала, бела керамика, светло обоен бетон
- Предности: Силен повратен сигнал, погоден за мерења со голема прецизност на долги растојанија (над 500 метри)
- Сценарија на примена: Преглед на згради, инспекции на далноводи, скенирање на терен со дрон
- Забелешка: Избегнувајте огледални површини кои можат да доведат до спекуларни рефлексии (што може да предизвика нерамномерно порамнување на точките).
② Средни рефлективни цели (20%-50%)
- Типични материјали: Дрво, асфалтни патишта, ѕидови од темни тули, зелени растенија
- Контрамерки:
Скратете го растојанието за мерење (препорачано <200 м).
Овозможете го режимот со висока чувствителност на уредот.
Претпочитајте мат површини (на пр., матирани материјали).
③ Цели со ниска рефлективност (<20%)
- Типични материјали: црна гума, купови јаглен, темни ткаенини, водни тела
- Ризици: Сигналите може да се изгубат или да страдаат од грешки при скокање.
- Решенија:
Користете ретрорефлектирачка мета (рефлекторски плочи).
Прилагодете го аголот на инциденца на ласерот под 45° (за да се подобри дифузната рефлексија).
Изберете уреди што работат на бранови должини од 905nm или 1550nm (за подобра пенетрација).
3. Стратегии за специјални сценарија
① Динамичко мерење на целта (на пр., возила во движење):
- Дајте приоритет на регистарските таблички на возилата (зони со висока рефлективност) или каросерии на автомобили во светла боја.
- Користете повеќекратна технологија за препознавање ехо (за филтрирање на пречки од дожд и магла).
② Комплексна површинска обработка:
- За темно обоен метал, нанесете мат премази (кои можат да ја подобрат рефлективноста до 30%).
- Инсталирајте поларизирачки филтри пред стаклените завесни ѕидови (за да се потисне спекуларната рефлексија).
③ Компензација на пречки во животната средина:
- Овозможете алгоритми за потиснување на позадинската светлина во услови на силна светлина.
- При дожд или снег, користете технологија за модулација на пулсниот интервал (PIM).
4. Упатства за подесување на параметрите на опремата
- Прилагодување на моќноста: Зголемете ја моќноста на ласерот за цели со ниска рефлективност (обезбедете усогласеност со ограничувањата за безбедност на очите).
- Приемен отвор: Зголемете го дијаметарот на приемниот објектив (со секое удвојување, засилувањето на сигналот се зголемува четирикратно).
- Поставување на прагот: Динамички прилагодете го прагот на активирање на сигналот (за да се избегне лажно активирање поради шум).
5. Идни трендови: Интелигентна технологија за компензација на рефлективноста
Системите за мерење на растојание од следната генерација почнуваат да интегрираат:
- Адаптивна контрола на засилување (AGC): Прилагодување на чувствителноста на фотодетекторот во реално време.
- Алгоритми за препознавање материјали со вештачка интелигенција: Спојување на типовите материјали користејќи карактеристики на ехо бранови форми.
- Мултиспектрална фузија: Комбинирање на податоци од видлива светлина и инфрацрвени зраци за посеопфатна проценка.
Заклучок
Совладувањето на карактеристиките на рефлективноста е основна вештина за подобрување на точноста на мерењето. Со научен избор на цели и правилно конфигурирање на уредите, дури и во сценарија со ултра ниска рефлективност (под 10%), може да се постигне точност на мерење на ниво на милиметар. Со развојот на интелигентните технологии за компензација, идните системи за мерење ќе се прилагодуваат „попаметно“ на сложени средини. Сепак, разбирањето на основните принципи на рефлективноста секогаш ќе биде суштинска вештина за инженерите.
Време на објавување: 04.03.2025