基于脈沖測(cè)距技術(shù)的測(cè)距傳感器成為了一種非常高效和準(zhǔn)確的解決方案。這種傳感器通過(guò)測(cè)量從傳感器到目標(biāo)物體的時(shí)間來(lái)計(jì)算距離,因此能夠精確測(cè)量較長(zhǎng)距離。脈沖測(cè)距技術(shù)利用了光或聲波在傳播過(guò)程中的速度不變的特性。當(dāng)脈沖光束或聲波束被發(fā)射器發(fā)射后,它們會(huì)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后被接收器捕獲。通過(guò)測(cè)量發(fā)射和接收之間的時(shí)間差,便可以計(jì)算出目標(biāo)和傳感器之間的距離。
與其他傳感器相比,基于脈沖測(cè)距技術(shù)的傳感器具有許多優(yōu)勢(shì)。首先,它們能夠測(cè)量超過(guò)傳統(tǒng)方法所能達(dá)到的更長(zhǎng)距離。這對(duì)于工業(yè)和測(cè)繪等領(lǐng)域來(lái)說(shuō)非常重要,因?yàn)閭鹘y(tǒng)的測(cè)距方法可能會(huì)受到空間限制的影響。
基于脈沖測(cè)距技術(shù)的測(cè)距傳感器具有非常高的精度和穩(wěn)定性。傳統(tǒng)方法使用的角度或時(shí)間方法可能會(huì)受到信號(hào)強(qiáng)度、環(huán)境干擾等因素的影響,從而導(dǎo)致測(cè)距結(jié)果的不準(zhǔn)確。然而,基于脈沖測(cè)距技術(shù)的傳感器可以直接測(cè)量時(shí)間差,減少了這些干擾因素的影響,從而提供了更加可靠和準(zhǔn)確的距離數(shù)據(jù)。
基于脈沖測(cè)距技術(shù)的測(cè)距傳感器還具有快速響應(yīng)和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。由于其快速測(cè)量的特性,它們可以被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、自動(dòng)駕駛、無(wú)人機(jī)等需要實(shí)時(shí)感知周?chē)h(huán)境的場(chǎng)景中。
脈沖測(cè)距技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多個(gè)目標(biāo)的同時(shí)測(cè)量。這在一些需要對(duì)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行距離測(cè)量的場(chǎng)景中尤為重要,例如倉(cāng)儲(chǔ)物流、安防監(jiān)控等領(lǐng)域。
實(shí)際使用過(guò)程中是感覺(jué)不到差別的。相位式和時(shí)差式激光測(cè)距儀。脈沖式是指發(fā)射的時(shí)候發(fā)射一下,停止一下,再發(fā)射,再停止。相位法是指計(jì)算距離的算法,相位法的激光測(cè)距儀也是脈沖式的。
脈沖測(cè)距法。由測(cè)線一端的儀器發(fā)射光脈沖,一小部分直接由儀器內(nèi)部進(jìn)入接收光電器件,作為參考脈沖,其余部分發(fā)射出去,經(jīng)過(guò)測(cè)線另一端的反射鏡反射回來(lái),也進(jìn)入接收光電器件,測(cè)量參考脈沖同反射脈沖相隔的時(shí)間 t,可求出距離D: D=1/2ct式中 c 為光速 。這種方法一次測(cè)量可單值地求得待測(cè)距離。測(cè)程為幾千米、十幾千米,遠(yuǎn)的可達(dá)幾十萬(wàn)千米。精度一般為米級(jí)或分米級(jí),主要用于短距離低精度或長(zhǎng)距離的測(cè)量。測(cè)程遠(yuǎn)時(shí),其精度不如相位法的精度高。
脈沖法測(cè)距。你要知道脈沖法測(cè)距原理。雷達(dá)對(duì)空中發(fā)射電磁波脈沖,遇到目標(biāo)后反射回來(lái),這需要一個(gè)延遲時(shí)間tr。設(shè)雷達(dá)和目標(biāo)距離為R,雷達(dá)發(fā)射一個(gè)脈沖后在tr時(shí)間后接受到回波,則2R=ctr,其中c為電磁波傳播速度,tr為延遲時(shí)間(即電磁波在空中走的時(shí)間),所以雷達(dá)和目標(biāo)距離R=1/2ctr,只要測(cè)出tr就可測(cè)出目標(biāo)距離。
測(cè)距精度??紤]式R=1/2ctr,兩邊取微分,可知雷達(dá)的測(cè)距精度與tr有關(guān)。對(duì)于簡(jiǎn)單的脈沖雷達(dá),測(cè)距精度δ=1/2cτ,τ為發(fā)射脈沖寬度,即tr最小只能為τ,即當(dāng)兩個(gè)目標(biāo)之間的距離小于1/2cτ時(shí),雷達(dá)將分辨不出來(lái)兩個(gè)目標(biāo)之間的實(shí)際距離,而誤認(rèn)為是同一個(gè)目標(biāo)。
激光測(cè)距傳感器:先由激光二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)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(cè)極其微弱的光信號(hào)。記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間,即可測(cè)定目標(biāo)距離。
激光傳感器工作時(shí),先由激光發(fā)射二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)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(cè)極其微弱的光信號(hào),并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)。 常見(jiàn)的是激光測(cè)距傳感器,它通過(guò)記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間,即可測(cè)定目標(biāo)距離。激光傳感器必須極其精確地測(cè)定傳輸時(shí)間,因?yàn)楣馑偬臁?/p>
超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻 率高于聲波的機(jī)械波,由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的,它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。
這種測(cè)量方法,是通過(guò)一個(gè)強(qiáng)有力的光源發(fā)射出短的, 高能量的脈沖,經(jīng)目標(biāo)物反射回來(lái)然后由一個(gè)光敏接收器接收。
在這個(gè)過(guò)程中,高度精確的檢測(cè)出發(fā)射和接收的時(shí)間。從這些確定的值,我們就可以通過(guò)光脈沖的運(yùn)行的時(shí)間差計(jì)算出到目標(biāo)物的距離值。如果目標(biāo)物較近,光傳播的時(shí)間就會(huì)較短。如果目標(biāo)物較遠(yuǎn),光傳播的時(shí)間就會(huì)較長(zhǎng)。