Лазерныя далямеры сталі незаменнымі інструментамі ў розных галінах — ад спорту і будаўніцтва да ваенных і навуковых даследаванняў. Гэтыя прылады вымяраюць адлегласці з надзвычайнай дакладнасцю, выпраменьваючы лазерныя імпульсы і аналізуючы іх адлюстраванні. Каб зразумець, як яны працуюць, важна разабрацца ў іх асноўных кампанентах. У гэтым артыкуле мы разгледзім ключавыя часткі лазернага далямера і іх ролю ў атрыманні дакладных вымярэнняў.
1. Лазерны дыёд (выпраменьвальнік)
У аснове кожнага лазернага далямера ляжыць лазерны дыёд, які генеруе кагерэнтны светлавы прамень, які выкарыстоўваецца для вымярэння. Звычайна дыёд працуе ў блізкім інфрачырвоным спектры (напрыклад, даўжыні хваль 905 нм або 1550 нм), выпраменьваючы кароткія, сфакусаваныя імпульсы святла. Выбар даўжыні хвалі забяспечвае баланс паміж бяспекай (для абароны вачэй чалавека) і прадукцыйнасцю ў розных умовах навакольнага асяроддзя. Высокаякасныя дыёды забяспечваюць пастаянную інтэнсіўнасць прамяня, што вельмі важна для дакладнасці на вялікіх адлегласцях.
2. Аптычная сістэма лінзаў
Аптычная сістэма лінзаў выконвае дзве асноўныя функцыі:
- Калімацыя: выпраменьваны лазерны прамень звужаецца і выраўноўваецца ў паралельны прамень, каб мінімізаваць рассейванне па адлегласці.
- Факусаванне: Для вяртання адбітага святла лінзы канцэнтруюць рассеяныя фатоны на дэтэктары.
Пашыраныя далямеры могуць мець рэгуляваныя аб'ектывы або магчымасці павелічэння для адаптацыі да розных памераў або адлегласцей цэляў.
3. Фотапрыёмнік (прыёмнік)
Фотадэтэктар — часта лавінны фотадыёд (ЛАФ) або PIN-дыёд — фіксуе адлюстраваныя лазерныя імпульсы. ЛАФ пераважней выкарыстоўваць для прымянення на вялікіх дыстанцыях з-за іх высокай адчувальнасці і здольнасці ўзмацняць слабыя сігналы. Для фільтрацыі навакольнага святла (напрыклад, сонечнага святла) у прыёмнік інтэграваныя аптычныя паласавыя фільтры, якія гарантуюць, што выяўляецца толькі пэўная даўжыня хвалі лазера.
4. Схема вымярэння часу пралёту (ToF)
Схема часу пралёту — гэта мозг разліку адлегласці. Яна вымярае часовую затрымку паміж выпраменьваным імпульсам і выяўленым адлюстраваннем. Паколькі святло распаўсюджваецца з вядомай хуткасцю (~3×10⁸ м/с), адлегласць вылічваецца па формуле:
Звышхуткасныя таймеры (з дазволам у пікасекундах) маюць вырашальнае значэнне для міліметровай дакладнасці, асабліва ў прымяненні на кароткіх дыстанцыях.
5. Блок апрацоўкі сігналаў
Неапрацаваныя дадзеныя з фотадэтэктара апрацоўваюцца мікракантролерам або лічбавым сігнальным працэсарам (DSP). Гэты блок фільтруе шум, кампенсуе фактары навакольнага асяроддзя (напрыклад, аслабленне ў атмасферы) і пераўтварае вымярэнні часу ў паказанні адлегласці. Пашыраныя алгарытмы таксама могуць апрацоўваць некалькі рэха-сігналаў (напрыклад, ігнаруючы лістоту пры нацэльванні на ствол дрэва).
6. Дысплей і карыстальніцкі інтэрфейс
Большасць даляммераў маюць ВК- або OLED-дысплей для адлюстравання вымярэнняў, часта дапоўнены такімі рэжымамі, як рэгуляванне нахілу, бесперапыннае сканаванне або падключэнне Bluetooth для рэгістрацыі дадзеных. Карыстальніцкія ўводы — кнопкі, сэнсарныя экраны або паваротныя цыферблаты — дазваляюць наладзіць прыладу для канкрэтных выпадкаў выкарыстання, такіх як гольф, паляванне або геадэзія.
7. Блок харчавання
Прыладу сілкуе кампактны акумулятар (напрыклад, літый-іённы) або аднаразовыя элементы. Энергаэфектыўнасць мае вырашальнае значэнне, асабліва для партатыўных мадэляў, якія выкарыстоўваюцца на вуліцы. Некаторыя далямеры маюць рэжымы энергазберажэння, каб падоўжыць тэрмін службы батарэі падчас бяздзейнасці.
8. Корпус і сістэмы мацавання
Корпус распрацаваны з улікам трываласці і эрганамічнасці, часта з воданепранікальных або ўдаратрывалых матэрыялаў (клас абароны IP). Для інтэграцыі з іншым абсталяваннем (напрыклад, камерамі, вінтоўкамі або беспілотнікамі) могуць быць уключаны варыянты мацавання, такія як разеткі для штатыва або планкі Пікацінні.
Як усё гэта працуе разам
1. Лазерны дыёд выпраменьвае імпульс у бок мэты.
2. Аптычная сістэма накіроўвае прамень і збірае адлюстраванні.
3. Фотапрыёмнік фіксуе адбіты сігнал, адфільтраваны ад навакольнага шуму.
4. Схема ToF вылічвае мінулы час.
5. Працэсар пераўтварае час у адлегласць і адлюстроўвае вынік.
Выснова
Ад дакладнасці лазернага дыёда да складанасці алгарытмаў апрацоўкі, кожны кампанент лазернага далямера адыгрывае жыццёва важную ролю ў забеспячэнні дакладнасці і надзейнасці. Незалежна ад таго, ці вы гулец у гольф, які ацэньвае пат, ці інжынер, які складае карту мясцовасці, разуменне гэтых элементаў дапаможа вам выбраць патрэбны інструмент для вашых патрэб.
Час публікацыі: 18 сакавіка 2025 г.