Pencari jarak laser, LiDAR dan peranti lain digunakan secara meluas dalam industri moden, tinjauan, pemanduan autonomi dan elektronik pengguna. Walau bagaimanapun, ramai pengguna melihat penyimpangan ukuran yang ketara apabila beroperasi di lapangan, terutamanya apabila berurusan dengan objek dengan warna atau bahan yang berbeza. Punca ralat ini selalunya berkait rapat dengan pemantulan sasaran. Artikel ini akan menyelidiki kesan pemantulan pada pengukuran jarak dan menyediakan strategi praktikal untuk pemilihan sasaran.
1. Apakah Reflektif dan Mengapa Ia Mempengaruhi Pengukuran Jarak?
Pemantulan merujuk kepada keupayaan permukaan untuk memantulkan cahaya kejadian, biasanya dinyatakan sebagai peratusan (cth, dinding putih mempunyai pemantulan kira-kira 80%, manakala getah hitam hanya mempunyai 5%). Peranti pengukuran laser menentukan jarak dengan mengira perbezaan masa antara cahaya yang dipancarkan dan yang dipantulkan (menggunakan prinsip Time-of-Flight). Jika pemantulan sasaran terlalu rendah, ia boleh menyebabkan:
- Kekuatan Isyarat Lemah: Jika cahaya yang dipantulkan terlalu lemah, peranti tidak boleh menangkap isyarat yang sah.
- Ralat Pengukuran Bertambah: Dengan gangguan hingar yang lebih tinggi, ketepatan berkurangan.
- Julat Pengukuran Dipendekkan: Jarak berkesan maksimum boleh turun lebih daripada 50%.
2. Klasifikasi Reflektif dan Strategi Pemilihan Sasaran
Berdasarkan ciri-ciri bahan biasa, sasaran boleh dikelaskan kepada tiga kategori berikut:
① Sasaran Reflektif Tinggi (>50%)
- Bahan Biasa: Permukaan logam yang digilap, cermin, seramik putih, konkrit berwarna terang
- Kelebihan: Pulangan isyarat yang kuat, sesuai untuk ukuran ketepatan tinggi jarak jauh (lebih 500m)
- Senario Aplikasi: Ukur bangunan, pemeriksaan talian kuasa, pengimbasan rupa bumi dron
- Nota: Elakkan permukaan cermin yang boleh membawa kepada pantulan spekular (yang boleh menyebabkan tempat yang salah jajaran).
② Sasaran Reflektif Sederhana (20%-50%)
- Bahan Biasa: Kayu, jalan asfalt, dinding bata gelap, tumbuhan hijau
- Tindakan balas:
Pendekkan jarak pengukuran (disyorkan <200m).
Dayakan mod kepekaan tinggi peranti.
Lebih suka permukaan matte (cth, bahan berfros).
③ Sasaran Reflektif Rendah (<20%)
- Bahan Biasa: Getah hitam, longgokan arang batu, fabrik gelap, badan air
- Risiko: Isyarat mungkin hilang atau mengalami ralat lompat.
- Penyelesaian:
Gunakan sasaran reflektif retro (papan pemantul).
Laraskan sudut kejadian laser kepada di bawah 45° (untuk meningkatkan pantulan meresap).
Pilih peranti yang beroperasi pada panjang gelombang 905nm atau 1550nm (untuk penembusan yang lebih baik).
3. Strategi Senario Khas
① Pengukuran Sasaran Dinamik (cth, kenderaan bergerak):
- Utamakan plat kenderaan (kawasan pemantulan tinggi) atau badan kereta berwarna terang.
- Gunakan pelbagai teknologi pengecaman gema (untuk menapis gangguan hujan dan kabus).
② Rawatan Permukaan Kompleks:
- Untuk logam berwarna gelap, sapukan salutan matte (yang boleh meningkatkan pemantulan kepada 30%).
- Pasang penapis polarisasi di hadapan dinding tirai kaca (untuk menyekat pantulan spekular).
③ Pampasan Gangguan Alam Sekitar:
- Dayakan algoritma penindasan cahaya latar belakang dalam keadaan cahaya terang.
- Dalam hujan atau salji, gunakan teknologi modulasi selang nadi (PIM).
4. Garis Panduan Penalaan Parameter Peralatan
- Pelarasan Kuasa: Tingkatkan kuasa laser untuk sasaran pemantulan rendah (pastikan pematuhan dengan had keselamatan mata).
- Bukaan Penerimaan: Tingkatkan diameter kanta penerima (untuk setiap penggandaan, keuntungan isyarat meningkat empat kali ganda).
- Tetapan Ambang: Laraskan ambang pencetus isyarat secara dinamik (untuk mengelakkan pencetus palsu akibat hingar).
5. Trend Masa Depan: Teknologi Pampasan Reflektif Pintar
Sistem pengukuran jarak generasi akan datang mula disepadukan:
- Adaptive Gain Control (AGC): Pelarasan masa nyata sensitiviti pengesan foto.
- Algoritma AI Pengecaman Bahan: Memadankan jenis bahan menggunakan ciri bentuk gelombang gema.
- Gabungan Multispektral: Menggabungkan data cahaya boleh dilihat dan inframerah untuk pertimbangan yang lebih komprehensif.
Kesimpulan
Menguasai ciri pemantulan adalah kemahiran teras untuk meningkatkan ketepatan pengukuran. Dengan memilih sasaran secara saintifik dan mengkonfigurasi peranti dengan betul, walaupun dalam senario pemantulan ultra-rendah (di bawah 10%), ketepatan ukuran tahap milimeter boleh dicapai. Apabila teknologi pampasan pintar berkembang, sistem pengukuran masa hadapan akan menyesuaikan diri dengan lebih "pintar" kepada persekitaran yang kompleks. Walau bagaimanapun, memahami prinsip asas pemantulan akan sentiasa menjadi kemahiran penting untuk jurutera.
Masa siaran: Mac-04-2025