Os finders, lidars e outros dispositivos a laser são amplamente utilizados nas indústrias modernas, levantamento, direção autônoma e eletrônicos de consumo. No entanto, muitos usuários notam desvios significativos de medição ao operar no campo, especialmente ao lidar com objetos de cores ou materiais diferentes. A causa raiz desse erro geralmente está intimamente relacionada à refletividade do alvo. Este artigo se aprofundará no impacto da refletividade na medição da distância e fornecerá estratégias práticas para a seleção de alvos.
1. O que é refletividade e por que isso afeta a medição da distância?
A refletividade refere -se à capacidade de uma superfície de refletir a luz incidente, normalmente expressa como uma porcentagem (por exemplo, uma parede branca tem uma refletividade de cerca de 80%, enquanto a borracha preta tem apenas 5%). Os dispositivos de medição a laser determinam a distância calculando a diferença de tempo entre a luz emitida e refletida (usando o princípio do tempo de voo). Se a refletividade do alvo for muito baixa, pode levar a:
- Resistência ao sinal fraco: se a luz refletida for muito fraca, o dispositivo não poderá capturar um sinal válido.
- Erro de medição aumentado: com maior interferência de ruído, a precisão diminui.
- Faixa de medição reduzida: a distância efetiva máxima pode cair em mais de 50%.
2. Classificação de refletividade e estratégias de seleção de alvos
Com base nas características dos materiais comuns, os alvos podem ser classificados nas três categorias a seguir:
① Altos alvos de refletividade (> 50%)
- Materiais típicos: superfícies de metal polido, espelhos, cerâmica branca, concreto de cor clara
-Vantagens: Retorno de sinal forte, adequado para medidas de alta distância (mais de 500m) de alta precisão
- Cenários de aplicação: levantamento de construção, inspeções de linha de energia, digitalização de terrenos de drones
- Nota: Evite superfícies espelhadas que podem levar a reflexões especulares (que podem causar desalinhamento de ponto).
② metas de refletividade média (20%-50%)
- Materiais típicos: madeira, estradas de asfalto, paredes de tijolos escuros, plantas verdes
- contramedidas:
Encurre a distância de medição (recomendada <200m).
Ative o modo de alta sensibilidade do dispositivo.
Prefira superfícies foscas (por exemplo, materiais foscos).
③ Alvos de baixa refletividade (<20%)
- Materiais típicos: borracha preta, estacas de carvão, tecidos escuros, corpos d'água
- Riscos: os sinais podem ser perdidos ou sofrer erros de salto.
- soluções:
Use um alvo retro-reflexivo (placas refletors).
Ajuste o ângulo de incidência do laser para abaixo de 45 ° (para melhorar a reflexão difusa).
Escolha dispositivos que operam em comprimentos de onda de 905nm ou 1550nm (para melhor penetração).
3. Estratégias de cenário especiais
① Medição dinâmica do alvo (por exemplo, veículos em movimento):
- Priorize as placas de veículos (áreas de alta refletividade) ou corpos de carro de cor clara.
- Use a tecnologia de reconhecimento de eco múltipla (para filtrar a interferência de chuva e nevoeiro).
② Tratamento complexo de superfície:
- Para metal de cor escura, aplique revestimentos foscos (que podem melhorar a refletividade para 30%).
- Instale os filtros polarizadores na frente das paredes da cortina de vidro (para suprimir a reflexão especular).
③ Compensação de interferência ambiental:
- Ativar algoritmos de supressão de luz de fundo em condições de luz brilhante.
- Na chuva ou neve, use a tecnologia de modulação do intervalo de pulso (PIM).
4. Diretrizes de ajuste de parâmetros de equipamento
- Ajuste de potência: Aumente a energia do laser para alvos de baixa refletividade (garanta a conformidade com os limites de segurança ocular).
- Abertura de recebimento: Aumente o diâmetro da lente de recebimento (para cada duplicação, o ganho de sinal aumenta quatro vezes).
- Configuração do limite: ajuste dinamicamente o limite do gatilho do sinal (para evitar o acionamento falso devido ao ruído).
5. Tendências futuras: tecnologia de compensação de refletividade inteligente
Os sistemas de medição de distância da próxima geração estão começando a integrar:
- Controle de ganho adaptativo (AGC): ajuste em tempo real da sensibilidade do fotodetector.
- Algoritmos AI de reconhecimento de materiais: Materiais de correspondência usando recursos de forma de onda de eco.
- Fusão multiespectral: combinando dados visíveis e infravermelhos para julgamento mais abrangente.
Conclusão
Dominar as características da refletividade é uma habilidade central para melhorar a precisão da medição. Ao selecionar cientificamente os alvos e configurar os dispositivos corretamente, mesmo em cenários de refletividade ultra-baixa (abaixo de 10%), pode ser alcançada a precisão da medição no nível de milímetro. À medida que as tecnologias de remuneração inteligente se desenvolvem, os sistemas de medição futuros se adaptam mais "inteligentemente" a ambientes complexos. No entanto, entender os princípios básicos da refletividade sempre será uma habilidade essencial para os engenheiros.
Hora de postagem: Mar-04-2025