Pengukuran laser (Frequency Modulated Continuous Wave, atau FMCW) adalah teknik pengukuran laser yang biasa digunakan untuk mengukur jarak dan kecepatan. Berikut penjelasan rinci mengenai prinsip, kelebihan, kekurangan dan karakteristik pengukuran laser FMCW, serta lanskap penerapannya dan industri.
1. Prinsip pengukuran laser FMCW:
Teknologi pengukuran laser FMCW didasarkan pada prinsip gelombang kontinu termodulasi frekuensi (FMCW), yang menerapkan sinyal modulasi frekuensi yang lebih linier ke sinar keluaran laser, biasanya berupa sinyal ramp linier atau sinyal ayunan nonlinier. Sinyal modulasi ini dikirim ke perangkat jangkauan (misalnya, cermin penerjemah skala nano atau generator elektronik gelombang mikro gigahertz), dan perbedaan frekuensi antara sinyal yang dikembalikan melalui refleksi dan sinyal yang ditransmisikan dapat digunakan untuk mengukur jarak objek dari laser. .
Prosedurnya adalah sebagai berikut:
A. Memancarkan sinar laser: Laser memancarkan sinar laser dan menerapkan sinyal modulasi frekuensi ke sinar laser.
B. Menerima sinyal pantulan: sinar laser menyinari objek target dan memantulkan kembali membentuk sinyal laser yang dipantulkan dari objek. C. Pemrosesan mixer: sinyal modulasi frekuensi ditransmisikan dari sinar laser ke objek target.
C. Pemrosesan Mixer: Campurkan sinyal yang ditransmisikan dan dipantulkan untuk mendapatkan perbedaan frekuensi.
D. Perhitungan jarak: menggunakan perbedaan frekuensi dan rentang kemiringan atau ayunan tekanan dari sinyal modulasi, dikombinasikan dengan perhitungan kecepatan, jarak dari objek target ke sistem pengukuran laser dapat diperoleh.
Gambar
2. Keuntungan, kerugian dan karakteristik pengukuran laser FMCW:
- Keuntungan:
A. Pengukuran Akurasi Tinggi: Teknologi pengukuran laser FMCW memiliki akurasi pengukuran yang tinggi dan mampu mencapai akurasi pengukuran jarak sub-milimeter atau bahkan sub-nanometer.
B. Teknologi pengukuran laser FMCW Kecepatan Pengukuran Tinggi menggunakan sinyal gelombang kontinu, yang dapat mewujudkan pengukuran berkecepatan tinggi, cocok untuk skenario aplikasi yang memerlukan akuisisi data cepat. Kemampuan beradaptasi: Karena sifat reflektif yang berbeda dari sinar laser dari objek yang berbeda, teknologi pengukuran laser FMCW dapat beradaptasi secara adaptif menyesuaikan rentang jangkauan dan sensitivitas deteksi saat memantulkan permukaan objek yang berbeda.
C. Di FMCW LIDAR, bahkan lensa optik dan komponen pemindaian dapat diaktifkan dengan chip dalam kasus yang paling ideal.
- Kekurangan:
A. Sistem yang kompleks: Teknologi pengukuran laser FMCW memerlukan perangkat keras yang kompleks dan algoritma pemrosesan sinyal, yang lebih mahal dibandingkan pengukuran lainnya.
B. Dipengaruhi oleh lingkungan Di lingkungan tertentu (misalnya cahaya terang, hujan, salju, abu-abu, dll.), sinar laser mungkin terganggu sehingga mempengaruhi keakuratan hasil pengukuran.
Sensor Jarak dan Getaran Laser FMCW
Parameter Teknis Pengukuran Getaran
Parameter Teknis Pengukuran Jarak
- Karakteristik:
A. Non-kontak: Teknologi pengukuran laser FMCW adalah metode pengukuran non-kontak, tidak perlu kontak dengan objek yang dapat diukur, cocok untuk skenario aplikasi sampel non-destruktif.
B. Sepenuhnya elektronik: Sistem pengukuran laser FMCW dapat mewujudkan kontrol elektronik sepenuhnya dan pemrosesan data, mudah diintegrasikan dan kontrol otomatisasi.
3. Skenario dan industri aplikasi pengukuran laser FMCW:
Teknologi pengukuran laser FMCW banyak digunakan di bidang berikut:
A. Otomasi industri: misalnya navigasi robot, lokalisasi dan pengukuran, pemrosesan dan inspeksi material, inspeksi dimensi pada jalur produksi otomatis.
B. Pemetaan penginderaan jauh: untuk pemodelan medan rekonstruksi 3D, Sistem Informasi Geografis (GIS), aplikasi survei dan pemantauan.
C. Industri otomotif: misalnya deteksi posisi tempat duduk kendaraan, sistem bantuan pengemudi yang cerdas, teknologi bantuan keselamatan berkendara, dll.
D. Energi dan lingkungan: untuk mengukur kecepatan angin, pengukuran polutan atmosfer, dll.
e. Bidang medis: seperti inspeksi visual, jaringan navigasi bedah dan pengukuran aliran darah.
Singkatnya, teknologi pengukuran laser FMCW memiliki presisi tinggi dan kecepatan pengukuran serta kemampuan beradaptasi yang tinggi, banyak digunakan dalam otomasi industri, pengukuran penginderaan jauh, industri otomotif, energi dan lingkungan serta bidang medis dan bidang lainnya.
