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激光測距傳感器模組的原理及應(yīng)用

Update Time ： 2020-08-24 View ： 3355

激光在檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，技術(shù)含量十分豐富，對社會生產(chǎn)和生活的影響也十分明顯。激光測距是激光最早的應(yīng)用之一。激光測距傳感器的原理和應(yīng)用也是很多人關(guān)心的問題。激光測量原理是一種非接觸式測量原理。這種類型的傳感器特別適合測量快速的位移變化，且無需在被測物體上施加外力。而非接觸測量對于被測表面不允許接觸的情況，或者需要傳感器有超長壽命的應(yīng)用領(lǐng)用意義重大。

激光測距傳感器工作原理

傳輸時間激光傳感器工作時，先由激光二極管對準目標發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號。記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時間，即可測定目標距離。傳輸時間激光傳感器必須極其精確地測定傳輸時間，因為光速太快。

激光測距傳感器的應(yīng)用

汽車防撞探測器：一般來說，大多數(shù)現(xiàn)有汽車碰撞預(yù)防系統(tǒng)的激光測距傳感器使用激光光束以不接觸方式用于識別汽車在前或者在后形勢的目標汽車之間的距離，當汽車間距小于預(yù)定安全距離時，汽車防碰撞系統(tǒng)對汽車進行緊急剎車，或者對司機發(fā)出報警，或者綜合目標汽車速度、車距、汽車制動距離、響應(yīng)時間等對汽車行駛進行即時的判斷和響應(yīng)，可以大量的減少行車事故。在高速公路上使用，其優(yōu)點更加明顯。

車流量監(jiān)控：使用方式一般固定到高速或者重要路口的龍門架上，激光發(fā)射和接收垂直地面向下，對準一條車道的中間位置，當有車輛通行時，激光測距傳感器能實時輸出所測得的距離值的相對改變值，進而描繪出所測車的輪廓。這種測量方式一般使用測距范圍小于30米即可，且要求激光測距速率比較高，一般要求能達到100赫茲就可以了。這對于在重要路段監(jiān)控可以達到很好的效果，能夠區(qū)分各種車型，對車身高度掃描的采樣率可以達到10厘米一個點(在40Km/h時，采樣率為11厘米一個點)。對車流限高，限長，車輛分型等都能實時分辨，并能快速輸出結(jié)果。

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無人機：著機器人、無人機、無人搬運車、自動駕駛等新概念系統(tǒng)的興起，連帶刺激測距與避障技術(shù)需求。其中測距為避障的基礎(chǔ)，并有多種技術(shù)可以實現(xiàn)測距，包含無線射頻、超音波、紅外線以及激光/雷射等。這些技術(shù)各有其優(yōu)缺點，且成本也有差異性。

其中，紅外線與激光屬光電半導(dǎo)體技術(shù)，分別運用紅外線二極管及激光二極管的發(fā)波，而后接收回波來辨識物體的距離，紅外線技術(shù)適合短距離運用，激光技術(shù)則適合長距離范疇。另外，常見的避障技術(shù)還有無線射頻、超音波技術(shù)等，它們則常見于汽車領(lǐng)域應(yīng)用。