Pencari jarak laser, LiDAR dan peranti lain digunakan secara meluas dalam industri moden, tinjauan, pemanduan autonomi dan elektronik pengguna. Walau bagaimanapun, ramai pengguna mendapati sisihan pengukuran yang ketara apabila beroperasi di lapangan, terutamanya apabila berurusan dengan objek yang berbeza warna atau bahan. Punca utama ralat ini selalunya berkait rapat dengan kebolehpantulan sasaran. Artikel ini akan mengkaji kesan kebolehpantulan terhadap pengukuran jarak dan menyediakan strategi praktikal untuk pemilihan sasaran.
1. Apakah itu Pemantulan dan Mengapakah Ia Mempengaruhi Pengukuran Jarak?
Pemantulan merujuk kepada keupayaan permukaan untuk memantulkan cahaya datang, biasanya dinyatakan sebagai peratusan (contohnya, 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 dipantulkan (menggunakan prinsip Masa-Penerbangan). Jika pemantulan sasaran terlalu rendah, ia boleh menyebabkan:
- Kekuatan Isyarat Lemah: Jika cahaya yang dipantulkan terlalu lemah, peranti tidak dapat menangkap isyarat yang sah.
- Peningkatan Ralat Pengukuran: Dengan gangguan hingar yang lebih tinggi, ketepatan berkurangan.
- Julat Pengukuran yang Dipendekkan: Jarak berkesan maksimum boleh menurun lebih daripada 50%.
2. Pengelasan Reflektif dan Strategi Pemilihan Sasaran
Berdasarkan ciri-ciri bahan biasa, sasaran boleh dikelaskan kepada tiga kategori berikut:
① Sasaran Pemantulan Tinggi (>50%)
- Bahan Lazim: Permukaan logam yang digilap, cermin, seramik putih, konkrit berwarna cerah
- Kelebihan: Pulangan isyarat yang kuat, sesuai untuk pengukuran ketepatan tinggi jarak jauh (melebihi 500m)
- Senario Aplikasi: Ukur bangunan, pemeriksaan talian kuasa, pengimbasan rupa bumi dron
- Nota: Elakkan permukaan cermin yang boleh menyebabkan pantulan spekular (yang boleh menyebabkan ketidaksejajaran bintik).
② Sasaran Pemantulan Sederhana (20%-50%)
- Bahan Lazim: Kayu, jalan asfalt, dinding bata gelap, tumbuhan hijau
- Langkah-langkah penanggulangan:
Pendekkan jarak pengukuran (disyorkan <200m).
Dayakan mod sensitiviti tinggi peranti.
Lebih suka permukaan matte (contohnya, bahan berkabut).
③ Sasaran Pemantulan Rendah (<20%)
- Bahan Lazim: Getah hitam, longgokan arang batu, fabrik gelap, badan air
- Risiko: Isyarat mungkin hilang atau mengalami ralat lompatan.
- Penyelesaian:
Gunakan sasaran retro-reflektif (papan reflektor).
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 lesen kenderaan (kawasan pantulan cahaya tinggi) atau badan kereta berwarna cerah.
- Gunakan teknologi pengecaman gema berganda (untuk menapis gangguan hujan dan kabus).
② Rawatan Permukaan Kompleks:
- Untuk logam berwarna gelap, gunakan salutan matte (yang boleh meningkatkan kebolehpantulan 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.
- Semasa hujan atau salji, gunakan teknologi modulasi selang denyut (PIM).
4. Garis Panduan Penalaan Parameter Peralatan
- Pelarasan Kuasa: Tingkatkan kuasa laser untuk sasaran pantulan rendah (pastikan pematuhan dengan had keselamatan mata).
- Apertur Penerima: Tingkatkan diameter kanta penerima (bagi setiap penggandaan, gandaan isyarat meningkat empat kali ganda).
- Tetapan Ambang: Laraskan ambang pencetus isyarat secara dinamik (untuk mengelakkan pencetusan palsu akibat hingar).
5. Trend Masa Depan: Teknologi Pampasan Pemantulan Pintar
Sistem pengukuran jarak generasi akan datang mula disepadukan:
- Kawalan Gandaan Adaptif (AGC): Pelarasan masa nyata kepekaan fotopengesan.
- Algoritma AI Pengecaman Bahan: Memadankan jenis bahan menggunakan ciri bentuk gelombang gema.
- Gabungan Multispektral: Menggabungkan data cahaya nampak dan inframerah untuk penilaian yang lebih komprehensif.
Kesimpulan
Menguasai ciri-ciri pemantulan merupakan 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 pengukuran peringkat milimeter dapat 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 bagi jurutera.
Masa siaran: 04-Mac-2025