Laserový dálkoměr - Laser rangefinder
tento článek potřebuje další citace pro ověření.Říjen 2016) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |
A laserový dálkoměr, také známý jako a laserový dálkoměr, je dálkoměr který používá a laser paprsek k určení vzdálenost k objektu. Nejběžnější forma laserového dálkoměru funguje na čas letu principu vysíláním laserového pulzu v úzkém paprsku směrem k objektu a měřením čas odebraný pulzem, který se odráží od cíle, a vrátil se odesílateli. Kvůli vysoké rychlost světla, tato technika není vhodná pro vysoce přesná dílčí milimetrová měření, kde triangulace a jiné techniky jsou často používány.
Puls
Pulz může být kódován, aby se snížila pravděpodobnost, že dálkoměr může být zaseknutý. Je možné použít Dopplerův jev techniky k posouzení, zda se předmět pohybuje směrem k dálkoměru nebo od něj, a pokud ano, jak rychle.
Přesnost
Přesnost přístroje je určena doba vzestupu nebo pádu laserového pulzu a rychlosti přijímače. Ten, který používá velmi ostré laserové pulsy a má velmi rychlý detektor, může dosáhnout dosahu objektu v rozmezí několika milimetrů.
Rozsah a chyba rozsahu
Navzdory paprsek protože je úzký, nakonec se rozšíří na velké vzdálenosti kvůli divergence laserového paprsku, stejně jako v důsledku scintilace a efektu putování paprskem, způsobeného přítomností vzduchových bublin ve vzduchu, které fungují jako čočky o velikosti od mikroskopické do zhruba poloviční výšky dráhy laserového paprsku nad zemí.
Tyto atmosférické zkreslení ve spojení s divergencí samotného laseru a příčnými větry, které slouží k tlačení atmosférický boční bubliny tepla se mohou zkombinovat, což ztěžuje přesné odečítání vzdálenosti objektu, řekněme pod některými stromy nebo za keři, nebo dokonce na dlouhé vzdálenosti větší než 1 km v otevřeném a nezakrytém pouštním terénu.
Část laserového světla by se mohla odrážet od listí nebo větví, které jsou blíže než objekt, což by mělo za následek brzký návrat a příliš nízkou hodnotu. Alternativně může na vzdálenosti delší než 1200 stop (365 m) cíl, je-li v blízkosti Země, jednoduše zmizet do přelud způsobené teplotou přechody ve vzduchu v blízkosti ohřátého povrchu ohýbajícího laserové světlo. Je třeba vzít v úvahu všechny tyto účinky.
Výpočet
Vzdálenost mezi body A a B je dána vztahem
kde C je rychlost světla a t je čas na zpáteční let mezi A a B.
kde φ je fázové zpoždění způsobené pohybem světla a ω je úhlová frekvence optické vlny.
Poté dosazení hodnot v rovnici,
V této rovnici λ je vlnová délka C/F; Δφ je část fázového zpoždění, která nesplňuje π (to znamená, φ modulo π); N je celé číslo polovičních cyklů vln zpátečky a ΔN zbývající zlomková část.
Technologie
Čas letu - měří čas potřebný k tomu, aby světelný puls cestoval k cíli a zpět. Se známou rychlostí světla a přesným měřením času lze vypočítat vzdálenost. Mnoho pulzů je spouštěno postupně a nejčastěji se používá průměrná odezva. Tato technika vyžaduje velmi přesnénanosekundu časové obvody.
Vícefázový fázový posun - toto měří fázový posun více frekvencí při odrazu a poté řeší některé simultánní rovnice, aby poskytlo konečné opatření.
Interferometrie - nejpřesnější a nejužitečnější technika pro měření změn ve vzdálenosti namísto absolutních vzdáleností.
Aplikace
Válečný
Dálkoměry poskytnout přesnou vzdálenost k cílům umístěným mimo vzdálenost prázdné místo střelba na odstřelovače a dělostřelectvo. Mohou být také použity pro vojenský průzkum a strojírenství.
Ruční vojenské dálkoměry fungují na vzdálenost 2 km až 25 km a jsou kombinovány s dalekohled nebo monokuláry. Je-li dálkoměr vybaven digitálním magnetickým kompasem (DMC) a inklinometrem, je schopen poskytovat magnetický azimut, sklon a výšku (délku) cílů. Některé dálkoměry mohou také měřit rychlost cíle ve vztahu k pozorovateli. Některé dálkoměry mají kabelové nebo bezdrátové rozhraní, které jim umožňuje přenášet data z měření do jiných zařízení, jako jsou počítače pro řízení palby. Některé modely také nabízejí možnost použít doplněk noční vidění moduly. Většina ručních dálkoměrů používá standardní nebo dobíjecí baterie.
Výkonnější modely dálkoměrů měří vzdálenost až 25 km a běžně se instalují na stativ nebo přímo na plošinu vozidla nebo děla. V druhém případě je modul dálkoměru integrován s palubním zařízením pro tepelné, noční vidění a denní pozorování. Nejpokročilejší vojenské dálkoměry lze integrovat do počítačů.
Vyrobit laserové dálkoměry a laserem naváděný zbraně méně užitečné proti vojenským cílům, různé vojenské zbraně mohly vyvinout laserem absorbující barvu pro svá vozidla. Bez ohledu na to některé objekty neodrážejí laserové světlo příliš dobře a použití laserového dálkoměru je obtížné.
První komerční laserový dálkoměr byl Barr & Stroud LF1, vyvinutý ve spolupráci s Hughes Aircraft, který byl k dispozici v roce 1965. Poté následoval model Barr & Stroud LF2, který integroval dálkoměr do zaměřovače nádrže, a ten byl použit na Nádrž náčelníka v roce 1969 první vozidlo vybavené takovým systémem. Použité oba systémy rubín lasery.[2]
3D modelování
Laserové dálkoměry jsou hojně používány v 3D rozpoznávání objektů, 3D modelování objektů a nejrůznější počítačové vidění související pole. Tato technologie tvoří srdce tzv čas letu 3D skenery. Na rozdíl od výše popsaných vojenských nástrojů nabízejí laserové dálkoměry vysoce přesné skenovací schopnosti s režimy skenování jedné tváře nebo 360 stupňů.
Byla vyvinuta řada algoritmů ke sloučení dat rozsahu získaných z více úhlů jednoho objektu a vytvoření kompletních 3D modelů s co nejmenší chybou. Jednou z výhod, které laserové dálkoměry nabízejí oproti jiným metodám počítačového vidění, je to, že počítač nepotřebuje korelovat prvky ze dvou obrazů, aby určil informace o hloubce jako v stereoskopický metody.
Laserové dálkoměry používané v aplikacích počítačového vidění mají často hloubkové rozlišení desetin milimetru nebo méně. Toho lze dosáhnout použitím technik měření pomocí triangulace nebo lomu, na rozdíl od doby letových technik používaných v LIDAR.
Lesnictví
Používají se speciální laserové dálkoměry lesnictví. Tato zařízení mají anti-listové filtry a pracují s reflektory. Laserový paprsek se odráží pouze od tohoto reflektoru, takže je zaručeno přesné měření vzdálenosti. Laserové dálkoměry s anti-listovým filtrem se používají například pro soupisy lesů.
Sportovní
Laserové dálkoměry lze efektivně použít v různých sportech, které vyžadují přesné měření vzdálenosti, jako např golf, lov, a lukostřelba. Mezi nejoblíbenější výrobce patří Caddytalk, Opti-logic Corporation, Bushnell, Leupold, LaserTechnology, Trimble, Leica, Newcon Optik, Op. Elektronika, Nikon, Swarovski Optik a Zeiss Mnoho dálkoměrů od společnosti Bushnell přichází s pokročilými funkcemi, jako je ARC (kompenzace úhlového rozsahu), schopnost vícenásobné vzdálenosti, sklon, JOLT (vibrace při uzamčení cíle) a hledání pinů. ARC lze vypočítat ručně pomocí střelcovo pravidlo, ale obvykle je mnohem jednodušší, když to necháte dálkoměrem, když jste na lovu. Při golfu, kde je nejdůležitější čas, se laserový dálkoměr hodí k určení vzdálenosti od vlajky. Mnoho lovců ve východních USA dálkoměr nepotřebuje, ačkoli mnoho západních lovců je potřebuje, kvůli delším střelným vzdálenostem a otevřenějším prostorům.
Průmyslové výrobní procesy
Důležitou aplikací je použití technologie laserového dálkoměru při automatizaci systémů řízení zásob a výrobních procesů v ocelářském průmyslu.
Laserové měřicí nástroje
Laserové dálkoměry se také používají v několika průmyslových odvětvích, jako je stavebnictví, renovace a nemovitosti jako alternativa k svinovací metr, a byl poprvé představen Leica Geosystems v roce 1993 v Francie. Chcete-li měřit velký předmět, jako je místnost, pomocí metru, potřebujete další osobu, která drží pásku u vzdálené zdi a jasnou čáru přímo přes místnost, aby pásku natáhla. Pomocí laserového měřicího nástroje může úlohu dokončit jeden operátor pouze s přímou viditelností. Ačkoli je měřicí páska obvykle přesnější, lze laserové měřicí nástroje kalibrovat, aby byly obecně spolehlivé při provádění několika měření. Laserové měřicí nástroje obvykle zahrnují schopnost vytvářet některé jednoduché výpočty, například plocha nebo objem místnosti, stejně jako přepínání mezi imperiálními a metrickými jednotkami. Tyto jednotky lze nalézt v železářství a online tržištích.
Cena
Cena laserových dálkoměrů se může lišit v závislosti na kvalitě a použití produktu. Dálkoměry vojenské třídy musí být co nejpřesnější a musí také dosahovat velkých vzdáleností. To by mohlo přesahovat stovky tisíc dolarů. V jiných civilních aplikacích, jako je lov nebo golf, jsou cenově dostupnější a mnohem snadněji dostupné.[3]
Bezpečnost
Laserové dálkoměry jsou rozděleny do čtyř tříd a několika podtříd. Laserové dálkoměry dostupné spotřebitelům jsou obvykle laserové třída 1 nebo třída 2 zařízení a jsou považovány za relativně bezpečné pro oči.[4] Bez ohledu na hodnocení bezpečnosti by se mělo vždy zabránit přímému kontaktu s očima. Většina laserových dálkoměrů pro vojenské použití překračuje energetické úrovně laseru 2. třídy.
Viz také
- Geodimetr
- Laserová výškoměr
- Laserové označení
- Laserové skenování
- Laserový varovný přijímač
- Seznam laserových článků
- Zobrazování dosahu
- Dálkové měření laseru
Reference
- ^ „Laserový dálkoměr“.
- ^ Finlayson, D. M .; Sinclair, B. (leden 1999). Pokroky v laserech a aplikacích. ISBN 9780750306324.
- ^ „Cena laserového dálkoměru“. OpticsPlanet. Citováno 2017-04-11.
- ^ „Laserové standardy a klasifikace“. www.rli.com. Citováno 2017-04-11.
externí odkazy
Média související s Laserové dálkoměry na Wikimedia Commons