Die Lasermessung (Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW) ist eine Lasermesstechnik, die häufig zur Messung von Entfernung und Geschwindigkeit verwendet wird. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Beschreibung des Prinzips, der Vorteile, Nachteile und Eigenschaften der FMCW-Lasermessung sowie ihrer Anwendungslandschaft und Branche.
1. Prinzip der FMCW-Lasermessung:
Die FMCW-Lasermesstechnik basiert auf dem Prinzip der frequenzmodulierten Dauerwelle (FMCW), die ein eher lineares Frequenzmodulationssignal auf den Laserausgangsstrahl anwendet, normalerweise ein lineares Rampen- oder nichtlineares Schwingungssignal. Dieses Modulationssignal wird an ein Entfernungsmessgerät (z. B. einen nanoskaligen Übersetzerspiegel oder einen Gigahertz-Mikrowellen-Elektronikgenerator) gesendet, und der Frequenzunterschied zwischen dem durch Reflexion zurückgegebenen Signal und dem gesendeten Signal kann verwendet werden, um die Entfernung des Objekts vom Laser zu messen .
Das Verfahren ist wie folgt:
A. Aussenden des Laserstrahls: Der Laser sendet einen Laserstrahl aus und wendet ein Frequenzmodulationssignal auf den Laserstrahl an.
B. Empfangen Sie das reflektierte Signal: Der Laserstrahl scheint auf das Zielobjekt und wird zurückreflektiert, um das vom Objekt reflektierte Lasersignal zu erzeugen. C. Mischverarbeitung: Das Frequenzmodulationssignal wird vom Laserstrahl zum Zielobjekt übertragen.
C. Mischerverarbeitung: Mischen Sie die gesendeten und reflektierten Signale, um den Frequenzunterschied zu erhalten.
D. Entfernungsberechnung: Mithilfe der Frequenzdifferenz und des Steigungs- oder Druckschwankungsbereichs des Modulationssignals in Kombination mit der Geschwindigkeitsberechnung kann die Entfernung vom Zielobjekt zum Lasermesssystem ermittelt werden.
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2. Vorteile, Nachteile und Eigenschaften der FMCW-Lasermessung:
- Vorteile:
A. Hochpräzise Messung: Die FMCW-Lasermesstechnologie verfügt über eine hohe Messgenauigkeit und ist in der Lage, eine Abstandsmessgenauigkeit im Submillimeter- oder sogar Subnanometerbereich zu erreichen.
B. Die FMCW-Lasermesstechnologie mit hoher Messgeschwindigkeit verwendet kontinuierliche Wellensignale, mit denen Hochgeschwindigkeitsmessungen durchgeführt werden können, die für Anwendungsszenarien geeignet sind, die eine schnelle Datenerfassung erfordern. Anpassungsfähigkeit: Aufgrund der unterschiedlichen Reflexionseigenschaften von Laserlicht von verschiedenen Objekten kann die FMCW-Lasermesstechnologie adaptiv angepasst werden Passen Sie den Entfernungsbereich und die Erkennungsempfindlichkeit an, wenn Sie auf der Oberfläche verschiedener Objekte reflektieren.
C. Im FMCW-LIDAR können im Idealfall sogar die optische Linse und die Scankomponenten chipfähig sein.
- Nachteile:
A. Komplexes System: Die FMCW-Lasermesstechnik erfordert komplexe Hardware und Signalverarbeitungsalgorithmen, die im Vergleich zu anderen Messungen teurer sind.
B. Einfluss der Umgebung In bestimmten Umgebungen (z. B. helles Licht, Regen, Schnee, Grau usw.) kann der Laserstrahl gestört werden, was die Genauigkeit der Messergebnisse beeinträchtigt.
FMCW-Laser-Abstands- und Vibrationssensor
Technische Parameter der Vibrationsmessung
Technische Parameter zur Entfernungsmessung
- Eigenschaften:
A. Berührungslos: Die FMCW-Lasermesstechnologie ist eine berührungslose Messmethode, bei der kein Kontakt mit dem zu messenden Objekt erforderlich ist und die für zerstörungsfreie Probenanwendungsszenarien geeignet ist.
B. Vollständig elektronisch: Das FMCW-Lasermesssystem kann eine vollständig elektronische Steuerung und Datenverarbeitung realisieren, ist einfach zu integrieren und automatisiert zu steuern.
3. Anwendungsszenarien und Branche der FMCW-Lasermessung:
Die FMCW-Lasermesstechnik wird häufig in folgenden Bereichen eingesetzt:
A. Industrielle Automatisierung: z. B. Roboternavigation, Lokalisierung und Messung, Materialverarbeitung und -prüfung, Maßprüfung an automatisierten Produktionslinien.
B. Fernerkundungskartierung: für Geländemodellierung, 3D-Rekonstruktion, geografische Informationssysteme (GIS), Vermessungs- und Überwachungsanwendungen.
C. Automobilindustrie: z. B. Fahrzeugsitzpositionserkennung, intelligente Fahrerassistenzsysteme, Fahrsicherheitsassistenztechnologien usw.
D. Energie und Umwelt: zur Messung der Windgeschwindigkeit, Luftschadstoffmessung usw.
e. Medizinischer Bereich: wie visuelle Inspektion, chirurgische Navigationsgewebe und Blutflussmessung.
Kurz gesagt, die FMCW-Lasermesstechnologie verfügt über eine hohe Präzision sowie eine hohe Messgeschwindigkeit und Anpassungsfähigkeit und wird häufig in der industriellen Automatisierung, Fernerkundungsmessung, Automobilindustrie, Energie und Umwelt sowie im medizinischen Bereich und anderen Bereichen eingesetzt.
