העיקרון והיישום של חיישן מדידת מרחק בלייזר
חיישן טווח הלייזר משתמש בדיודת לייזר כדי לכוון אל המטרה כדי לפלוט פולסי לייזר, ואור הלייזר מתפזר לכל הכיוונים לאחר שהוא משתקף מהמטרה. חלק מהאור המפוזר חוזר למקלט החיישן, שם הוא נקלט על ידי המערכת האופטית ומצולם על גבי פוטודיודת המפולת. פוטודיודת מפולת היא חיישן אופטי עם הגברה פנימית כך שהיא יכולה לזהות אותות אור חלשים במיוחד. ניתן לקבוע את המרחק למטרה על ידי רישום ועיבוד הזמן שחלף מרגע שליחת דופק האור ועד לקבלתו בחזרה.
חיישני לייזר חייבים לקבוע את זמני המעבר בצורה מדויקת ביותר מכיוון שהאור נע כל כך מהר. כדי להבחין בזמן של 3ps, זוהי דרישה מוגזמת לטכנולוגיה אלקטרונית, ועלות ההטמעה גבוהה מדי. אבל חיישני הלייזר של היום נמנעים בחוכמה מהמכשול הזה, תוך שימוש בעקרון סטטיסטי פשוט, כלומר החוק הממוצע להשגת רזולוציה של 1 מ"מ, ויכולים להבטיח את מהירות התגובה.
מד טווח הלייזר למרחקים ארוכים פולט קרן לייזר דקה מאוד למטרה כשהוא עובד, והאלמנט הפוטואלקטרי קולט את קרן הלייזר המשתקפת מהמטרה, והטיימר מודד את הזמן מהשיגור ועד לקליטת קרן הלייזר, ומחשב את המרחק מהצופה למטרה; מד המהירות של אור לבן LED מצולם בשבב המעגל המשולב הפנימי של המכשיר. לשבב ה-CCD יש ביצועים יציבים, חיי עבודה ארוכים, והוא בעצם אינו מושפע מסביבת העבודה והטמפרטורה. לכן, דיוק המדידה של מד המהירות של אור לבן LED מובטח, והביצועים יציבים ואמינים.
יישום של חיישן טווח לייזר
גלאי מניעת התנגשות מכונית: באופן כללי, חיישן טווח הלייזר של רוב המערכות הקיימות למניעת התנגשות מכוניות משתמש בקרני לייזר באופן ללא מגע כדי לזהות את המרחק בין מכונית המטרה בחזית או מאחור, כאשר המכונית כאשר המרחק הוא פחות ממרחק הבטיחות שנקבע מראש, המערכת למניעת התנגשות המכונית תבצע בלימת חירום במכונית, או תשלח אזעקה לנהג, או תבצע שיקול דעת ותגובה מיידית למכונית שנוסעת בהתבסס על מהירות מכונית המטרה, מרחק בין מכוניות, מרחק הבלימה של המכונית וזמן התגובה. יכול לצמצם מאוד את תאונות הדרכים. היתרונות שלו ברורים יותר בשימוש בכביש המהיר.
ניטור זרימת התנועה: שיטת השימוש קבועה בדרך כלל על השער של צומת מהיר או חשוב. פליטת הלייזר והקליטה הם אנכית כלפי מטה לקרקע ומכוונות לאמצע נתיב. כאשר רכב חולף, חיישן טווח הלייזר יכול להוציא את הערך הנמדד בזמן אמת. ערך השינוי היחסי של ערך המרחק המתקבל משמש לשרטוט קווי המתאר של הרכב הנמדד. שיטת מדידה זו צריכה בדרך כלל להשתמש בטווח טווח של פחות מ-30 מטר, ודורשת קצב טווח לייזר גבוה יחסית, ובדרך כלל דורשת שהוא יכול להגיע ל-100 הרץ. זה יכול להשיג תוצאות טובות מאוד לניטור קטעי כביש חשובים, ויכול להבחין בין סוגים שונים של כלי רכב. קצב הדגימה עבור סריקת גובה הרכב יכול להגיע ל-10 ס"מ לנקודה (ב-40 קמ"ש, קצב הדגימה הוא 11 ס"מ לנקודה). זה יכול להבחין במגבלת הגובה, מגבלת האורך וסיווג הרכב של זרימת התנועה בזמן אמת, ויכול להפיק את התוצאות במהירות.
