Lidar (Laser Radar) là một hệ thống radar phát ra chùm tia laser để phát hiện vị trí và tốc độ của mục tiêu. Nguyên lý hoạt động của nó là gửi tín hiệu phát hiện (chùm tia laze) đến mục tiêu, sau đó so sánh tín hiệu nhận được (tiếng vọng mục tiêu) phản xạ từ mục tiêu với tín hiệu đã truyền và sau khi xử lý thích hợp, bạn có thể thu được thông tin liên quan về mục tiêu, chẳng hạn như khoảng cách mục tiêu, phương vị, độ cao, tốc độ, thái độ, thậm chí hình dạng và các thông số khác, để phát hiện, theo dõi và xác định máy bay, tên lửa và các mục tiêu khác. Nó bao gồm một máy phát laser, một máy thu quang học, một bàn xoay và một hệ thống xử lý thông tin. Tia laser chuyển đổi xung điện thành xung ánh sáng và phát ra chúng. Máy thu quang sau đó khôi phục các xung ánh sáng phản xạ từ mục tiêu thành các xung điện và gửi chúng đến màn hình. LiDAR là một hệ thống tích hợp ba công nghệ: laser, hệ thống định vị toàn cầu và hệ thống dẫn đường quán tính, được sử dụng để lấy dữ liệu và tạo ra DEM chính xác. Sự kết hợp của ba công nghệ này có thể xác định vị trí của chùm tia laze chiếu vào vật thể với độ chính xác cao. Nó được chia thành hệ thống LiDAR địa hình ngày càng hoàn thiện để thu thập các mô hình độ cao kỹ thuật số trên mặt đất và hệ thống LIDAR thủy văn trưởng thành để thu được DEM dưới nước. Đặc điểm chung của hai hệ thống này là sử dụng tia laser để phát hiện và đo lường. Đây cũng là bản dịch gốc tiếng Anh của từ LiDAR, cụ thể là: LIght Detection And Ranging, viết tắt là LiDAR. Bản thân tia laser có khả năng phạm vi rất chính xác, và độ chính xác khác nhau của nó có thể đạt tới vài cm. Ngoài bản thân tia laser, độ chính xác của hệ thống LIDAR còn phụ thuộc vào các yếu tố bên trong như sự đồng bộ của tia laser, GPS và đơn vị đo lường quán tính (IMU). . Với sự phát triển của GPS và IMU thương mại, nó đã trở nên khả thi và được sử dụng rộng rãi để thu thập dữ liệu có độ chính xác cao từ các nền tảng di động (chẳng hạn như trên máy bay) thông qua LIDAR. Hệ thống LIDAR bao gồm tia laser băng hẹp đơn tia và hệ thống thu. Tia laser tạo ra và phát ra một xung ánh sáng, đập vào vật thể và phản xạ lại, cuối cùng được máy thu nhận. Máy thu đo chính xác thời gian lan truyền của xung ánh sáng từ lúc phát xạ đến lúc phản xạ. Vì xung ánh sáng truyền đi với tốc độ ánh sáng nên máy thu luôn nhận được xung phản xạ trước xung tiếp theo. Cho rằng tốc độ ánh sáng đã biết, thời gian di chuyển có thể được chuyển đổi thành số đo khoảng cách. Kết hợp độ cao của tia laser, góc quét tia laser, vị trí của tia laser thu được từ GPS và hướng phát tia laser thu được từ INS, tọa độ X, Y, Z của mỗi điểm trên mặt đất có thể được tính toán chính xác. Tần số phát tia laze có thể từ vài xung mỗi giây đến hàng chục nghìn xung mỗi giây. Ví dụ, một hệ thống có tần số 10.000 xung / giây, máy thu sẽ ghi được 600.000 điểm trong một phút. Nói chung, khoảng cách điểm tiếp đất của hệ thống LIDAR nằm trong khoảng từ 2-4m. [3] Nguyên lý hoạt động của lidar rất giống với radar. Sử dụng tia laze làm nguồn tín hiệu, tia laze xung phát ra từ tia laze chiếu vào cây cối, đường sá, cầu cống và các tòa nhà trên mặt đất, gây ra hiện tượng tán xạ và một phần sóng ánh sáng sẽ bị phản xạ tới bộ phận tiếp nhận của lidar. Trên thiết bị, theo nguyên lý phát tia laser thu được khoảng cách từ radar tia laser đến điểm mục tiêu. Tia laser xung liên tục quét đối tượng mục tiêu để lấy dữ liệu của tất cả các điểm mục tiêu trên đối tượng mục tiêu. Sau khi xử lý hình ảnh với dữ liệu này, có thể thu được hình ảnh ba chiều chính xác. Nguyên lý hoạt động cơ bản nhất của lidar cũng giống như của radar vô tuyến, đó là, một tín hiệu được gửi bởi hệ thống phát radar, được phản hồi bởi mục tiêu và được thu thập bởi hệ thống nhận, và khoảng cách của mục tiêu được xác định. bằng cách đo thời gian chạy của ánh sáng phản xạ. Đối với vận tốc xuyên tâm của mục tiêu, nó có thể được xác định bằng sự dịch chuyển tần số Doppler của ánh sáng phản xạ, hoặc nó có thể được đo bằng cách đo hai hoặc nhiều khoảng cách và tính toán tốc độ thay đổi để có được vận tốc. Đây là và cũng là nguyên lý cơ bản của radar phát hiện trực tiếp. nguyên tắc làm việc Ưu điểm của Lidar So với radar vi ba thông thường, do sử dụng tia laze nên tần số hoạt động của lidar cao hơn nhiều so với sóng vi ba, do đó nó mang lại nhiều ưu điểm, chủ yếu là: (1) Độ phân giải cao Lidar có thể có được độ phân giải góc, khoảng cách và tốc độ cực cao. Thông thường độ phân giải góc không nhỏ hơn 0,1mard, có nghĩa là nó có thể phân biệt hai mục tiêu cách nhau 0,3m ở khoảng cách 3km (điều này là không thể đối với radar vi ba trong mọi trường hợp) và có thể theo dõi nhiều mục tiêu cùng một lúc; độ phân giải phạm vi có thể lên đến 0.lm; tốc độ phân giải có thể đạt trong vòng 10m / s. Độ phân giải cao của khoảng cách và vận tốc có nghĩa là công nghệ hình ảnh Doppler khoảng cách có thể được sử dụng để thu được hình ảnh rõ ràng của mục tiêu. Độ phân giải cao là lợi thế quan trọng nhất của lidar và hầu hết các ứng dụng của nó đều dựa trên điều này. (2) Khả năng che giấu tốt và chống nhiễu tích cực mạnh Tia laze truyền theo đường thẳng, khả năng định hướng tốt và chùm tia rất hẹp. Nó chỉ có thể được nhận trên đường lan truyền của nó. Vì vậy, đối phương rất khó đánh chặn. Hệ thống phóng của radar laze (kính viễn vọng phát) có khẩu độ nhỏ, vùng thu hẹp nên cố tình phóng. Xác suất tín hiệu gây nhiễu laser đi vào máy thu là cực kỳ thấp; ngoài ra, không giống như radar vi ba là loại radar dễ bị ảnh hưởng bởi sóng điện từ tồn tại rộng rãi trong tự nhiên, trong tự nhiên không có nhiều nguồn tín hiệu có thể gây nhiễu sóng cho radar laser, vì vậy radar laser chống hoạt động có khả năng gây nhiễu rất mạnh, thích hợp làm việc trong môi trường chiến tranh thông tin ngày càng phức tạp và khốc liệt. (3) Hiệu suất phát hiện độ cao thấp tốt Do ảnh hưởng của nhiều đối tượng mặt đất dội lại trong radar vi sóng, có một vùng mù nhất định (vùng không thể phát hiện) ở độ cao thấp. Đối với lidar, chỉ mục tiêu được chiếu sáng mới phản xạ và không có tác động của tiếng vọng vật thể mặt đất, vì vậy nó có thể hoạt động ở "độ cao không" và hiệu suất phát hiện độ cao thấp mạnh hơn nhiều so với radar vi sóng. (4) Kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ Nói chung, khối lượng của radar vi ba thông thường là rất lớn, khối lượng của toàn hệ thống được tính bằng tấn, và đường kính của ăng ten quang học có thể lên tới vài mét, thậm chí hàng chục mét. Chiếc nắp nhẹ và khéo léo hơn nhiều. Đường kính của kính thiên văn phóng thường chỉ ở mức centimet và khối lượng của toàn bộ hệ thống chỉ là hàng chục kg. Nó rất dễ dàng để thiết lập và tháo rời. Hơn nữa, cấu tạo của nắp thùng tương đối đơn giản, bảo trì thuận tiện, vận hành dễ dàng và giá thành rẻ. Nhược điểm của lidar Trước hết, công việc bị ảnh hưởng rất nhiều bởi thời tiết và không khí. Nói chung, sự suy giảm của tia laser là nhỏ trong điều kiện thời tiết quang đãng và khoảng cách lan truyền tương đối dài. Trong điều kiện thời tiết xấu như mưa nhiều, khói dày đặc, sương mù thì độ suy giảm tăng mạnh và khoảng cách lan truyền bị ảnh hưởng rất nhiều. Ví dụ, laser co2 với bước sóng làm việc 10,6μm có hiệu suất truyền trong khí quyển tốt hơn trong số tất cả các laser, và độ suy giảm trong thời tiết xấu gấp 6 lần so với ngày nắng. Phạm vi sử dụng của co2 lidar trên mặt đất hoặc ở độ cao thấp là 10-20 km vào ngày nắng, trong khi nó giảm xuống dưới 1 km khi thời tiết xấu. Hơn nữa, sự hoàn lưu trong khí quyển cũng sẽ làm cho chùm tia laze bị méo và chập chờn, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác đo của lidar. Thứ hai, do chùm tia cực hẹp của lidar nên rất khó tìm kiếm mục tiêu trong không gian, ảnh hưởng trực tiếp đến xác suất đánh chặn và hiệu quả phát hiện của các mục tiêu không hợp tác. Nó chỉ có thể tìm kiếm và bắt giữ mục tiêu trong phạm vi nhỏ. Do đó, lidar ít độc lập và trực tiếp hơn. Được sử dụng trong chiến trường để phát hiện và tìm kiếm mục tiêu.
Copyright @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Mô-đun sợi quang Trung Quốc, nhà sản xuất sợi quang ghép nối, nhà cung cấp linh kiện laser. Mọi quyền được bảo lưu.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
