Dieser Artikel bietet eine umfassende Auseinandersetzung mit der Laserentfernungsmessung, zeichnet ihre historische Entwicklung nach, erläutert ihre grundlegenden Prinzipien und hebt ihre vielfältigen Anwendungsgebiete hervor. Er richtet sich an Laseringenieure, Forschungs- und Entwicklungsteams sowie die optische Forschung und verbindet historische Zusammenhänge mit modernen Erkenntnissen.
Die Entstehung und Entwicklung der Laserentfernungsmessung
Die ersten Laserentfernungsmesser, die Anfang der 1960er Jahre entstanden, wurden hauptsächlich für militärische Zwecke entwickelt.1Im Laufe der Jahre hat sich die Technologie weiterentwickelt und ihren Anwendungsbereich auf verschiedene Sektoren ausgedehnt, darunter Bauwesen, Topografie und Luft- und Raumfahrt.2], und darüber hinaus.
Lasertechnologieist eine berührungslose industrielle Messtechnik, die gegenüber herkömmlichen kontaktbasierten Entfernungsmessmethoden mehrere Vorteile bietet:
- Dadurch entfällt die Notwendigkeit des physischen Kontakts mit der Messfläche, wodurch Verformungen vermieden werden, die zu Messfehlern führen können.
- Minimiert den Verschleiß der Messfläche, da während der Messung kein physischer Kontakt erforderlich ist.
- Geeignet für den Einsatz in speziellen Umgebungen, in denen herkömmliche Messinstrumente unpraktisch sind.
Prinzipien der Laserentfernungsmessung:
- Bei der Laserentfernungsmessung werden drei Hauptmethoden eingesetzt: Laserpulsentfernungsmessung, Laserphasenentfernungsmessung und Lasertriangulationsentfernungsmessung.
- Jede Methode ist mit spezifischen, üblicherweise verwendeten Messbereichen und Genauigkeitsstufen verbunden.
01
Laserpulsentfernungsmessung:
Wird vorwiegend für Fernmessungen eingesetzt, typischerweise über Entfernungen von mehr als einem Kilometer, mit geringerer Genauigkeit, typischerweise im Meterbereich.
02
Laser-Phasenentfernungsmessung:
Ideal für Messungen über mittlere bis lange Distanzen, üblicherweise verwendet in Bereichen von 50 Metern bis 150 Metern.
03
Lasertriangulation:
Wird hauptsächlich für Messungen auf kurze Distanzen, typischerweise innerhalb von 2 Metern, eingesetzt und bietet eine hohe Genauigkeit im Mikrometerbereich, allerdings sind die Messdistanzen begrenzt.
Anwendungen und Vorteile
Laserentfernungsmesser haben sich in verschiedenen Branchen etabliert:
Konstruktion: Standortvermessung, topografische Kartierung und Strukturanalyse.
AutomobilVerbesserung fortschrittlicher Fahrerassistenzsysteme (ADAS).
Luft- und RaumfahrtGeländekartierung und Hinderniserkennung.
Bergbau: Tunneltiefenbestimmung und Mineralexploration.
Forstwirtschaft: Berechnung der Baumhöhe und Analyse der Walddichte.
HerstellungPräzision bei der Ausrichtung von Maschinen und Anlagen.
Die Technologie bietet gegenüber herkömmlichen Methoden mehrere Vorteile, darunter berührungslose Messungen, geringerer Verschleiß und unübertroffene Vielseitigkeit.
Die Lösungen von Lumispot Tech im Bereich der Laserentfernungsmessung
Erbium-dotierter Glaslaser (Er-Glaslaser)
UnserErbium-dotiertes Glaslaser, bekannt als die 1535nmAugensicherDer Er-Glaslaser eignet sich hervorragend für augensichere Entfernungsmesser. Er bietet zuverlässige und kostengünstige Leistung, indem er Licht emittiert, das von der Hornhaut und den kristallinen Augenstrukturen absorbiert wird und somit die Netzhaut schützt. In der Laserentfernungsmessung und im LIDAR-Bereich, insbesondere im Freien, wo eine Lichtübertragung über große Entfernungen erforderlich ist, ist dieser DPSS-Laser unverzichtbar. Im Gegensatz zu früheren Produkten eliminiert er Augenschäden und Blendungsgefahren. Unser Laser verwendet kodotiertes Er:Yb-Phosphatglas und einen Halbleiter.Laserpumpquelleum eine Wellenlänge von 1,5 µm zu erzeugen, wodurch es sich perfekt für Entfernungsmessung und Kommunikation eignet.
Laserentfernungsmessung, insbesondereLaufzeitmessung (TOF)Die Flugzeitmessung (TOF) ist eine Methode zur Bestimmung der Entfernung zwischen einer Laserquelle und einem Ziel. Dieses Prinzip findet breite Anwendung in verschiedenen Bereichen, von einfachen Entfernungsmessungen bis hin zu komplexen 3D-Kartierungen. Betrachten wir ein Diagramm zur Veranschaulichung des TOF-Laserentfernungsmessprinzips.
Die grundlegenden Schritte bei der TOF-Laserentfernungsmessung sind:
Emission eines LaserpulsesEin Lasergerät sendet einen kurzen Lichtimpuls aus.
Reise zu TargetDer Laserimpuls breitet sich durch die Luft zum Ziel aus.
Spiegelung vom ZielDer Impuls trifft auf das Ziel und wird zurückreflektiert.
Zurück zur Quelle:Der reflektierte Impuls wird zum Lasergerät zurückgesendet.
Erkennung:Das Lasergerät erfasst den zurückkehrenden Laserimpuls.
Zeitmessung:Die Zeit, die der Impuls für eine Hin- und Rückreise benötigt, wird gemessen.
Entfernungsberechnung:Die Entfernung zum Ziel wird anhand der Lichtgeschwindigkeit und der gemessenen Zeit berechnet.
In diesem Jahr hat Lumispot Tech ein Produkt auf den Markt gebracht, das sich perfekt für den Einsatz im Bereich der TOF-LIDAR-Erkennung eignet.8-in-1 LiDAR-LichtquelleKlicken Sie hier, um mehr zu erfahren, falls Sie Interesse haben.
Laser-Entfernungsmesser-Modul
Diese Produktreihe konzentriert sich primär auf ein augensicheres Laserentfernungsmessmodul, das auf der Grundlage von … entwickelt wurde.Erbium-dotierte Glaslaser mit 1535 nm WellenlängeUnd1570 nm 20 km EntfernungsmessermodulDiese Produkte sind nach Augenschutzklasse 1 klassifiziert. Die Serie umfasst Laser-Entfernungsmesser-Komponenten mit Reichweiten von 2,5 km bis 20 km, die sich durch kompakte Bauweise, geringes Gewicht, hervorragende Störfestigkeit und effiziente Serienfertigung auszeichnen. Sie sind äußerst vielseitig einsetzbar und finden Anwendung in der Laserentfernungsmessung, der LIDAR-Technologie und in Kommunikationssystemen.
Integrierter Laser-Entfernungsmesser
Militärische HandentfernungsmesserDie von LumiSpot Tech entwickelten Geräte sind effizient, benutzerfreundlich und sicher. Sie verwenden augenschonende Wellenlängen für einen unbedenklichen Betrieb. Die Geräte bieten Echtzeit-Datenanzeige, Leistungsüberwachung und Datenübertragung und vereinen somit alle wichtigen Funktionen in einem einzigen Werkzeug. Ihr ergonomisches Design ermöglicht die Einhand- und Zweihandbedienung und sorgt für hohen Bedienkomfort. Diese Entfernungsmesser kombinieren Praktikabilität und fortschrittliche Technologie und gewährleisten so eine unkomplizierte und zuverlässige Messlösung.
Warum sollten Sie sich für uns entscheiden?
Unser Streben nach Exzellenz spiegelt sich in jedem unserer Produkte wider. Wir kennen die Feinheiten der Branche und haben unsere Produkte so entwickelt, dass sie höchsten Qualitäts- und Leistungsstandards entsprechen. Unsere Kundenorientierung und unser technisches Know-how machen uns zur ersten Wahl für Profis, die zuverlässige Laserentfernungsmesslösungen suchen.
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Referenz
- Smith, A. (1985). Geschichte der Laserentfernungsmesser. Journal of Optical Engineering.
- Johnson, B. (1992). Anwendungen der Laserentfernungsmessung. Optics Today.
- Lee, C. (2001). Prinzipien der Laserpulsentfernungsmessung. Photonics Research.
- Kumar, R. (2003). Verständnis der Laser-Phasenentfernungsmessung. Journal of Laser Applications.
- Martinez, L. (1998). Lasertriangulation: Grundlagen und Anwendungen. Optical Engineering Reviews.
- Lumispot Tech. (2022). Produktkatalog. Lumispot Tech Publikationen.
- Zhao, Y. (2020). Die Zukunft der Laserentfernungsmessung: Integration von KI. Journal of Modern Optics.
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Berücksichtigen Sie den Anwendungsbereich, die Reichweitenanforderungen, die Genauigkeit, die Langlebigkeit und zusätzliche Funktionen wie Wasserdichtigkeit oder Integrationsmöglichkeiten. Es ist außerdem wichtig, Bewertungen und Preise verschiedener Modelle zu vergleichen.
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Der Wartungsaufwand ist minimal; dazu gehören das Reinigen der Linse und der Schutz des Geräts vor Stößen und extremen Bedingungen. Auch ein regelmäßiger Batteriewechsel oder das Aufladen ist erforderlich.
Ja, viele Entfernungsmessermodule sind so konzipiert, dass sie in andere Geräte wie Drohnen, Gewehre, militärische Entfernungsmesser-Ferngläser usw. integriert werden können und deren Funktionalität durch präzise Entfernungsmessfunktionen erweitern.
Ja, Lumispot Tech ist Hersteller von Laser-Entfernungsmessermodulen. Die Parameter können individuell angepasst werden, oder Sie wählen die Standardparameter unseres Moduls. Für weitere Informationen oder bei Fragen wenden Sie sich bitte an unser Vertriebsteam.
Die meisten unserer Lasermodule der Entfernungsmesser-Serie sind kompakt und leicht, insbesondere die Serien L905 und L1535 mit Reichweiten von 1 km bis 12 km. Für das kleinste Modell empfehlen wir das …LSP-LRS-0310Fdas nur 33 g wiegt und eine Reichweite von 3 km hat.
Laser haben sich mittlerweile in verschiedenen Sektoren, insbesondere im Bereich Sicherheit und Überwachung, zu zentralen Werkzeugen entwickelt. Ihre Präzision, Steuerbarkeit und Vielseitigkeit machen sie unverzichtbar für den Schutz unserer Gemeinschaften und Infrastruktur.
In diesem Artikel beleuchten wir die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten der Lasertechnologie in den Bereichen Sicherheit, Schutz, Überwachung und Brandschutz. Ziel dieser Ausführungen ist es, ein umfassendes Verständnis der Rolle von Lasern in modernen Sicherheitssystemen zu vermitteln und Einblicke in deren aktuelle Anwendungen sowie potenzielle zukünftige Entwicklungen zu geben.
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Laseranwendungen im Sicherheits- und Verteidigungsbereich
Einbruchserkennungssysteme
Diese berührungslosen Laserscanner scannen Umgebungen zweidimensional und erfassen Bewegungen, indem sie die Laufzeit eines gepulsten Laserstrahls messen. Diese Technologie erstellt eine Konturkarte des Bereichs und ermöglicht es dem System, neue Objekte im Sichtfeld anhand von Veränderungen in der programmierten Umgebung zu erkennen. Dadurch lassen sich Größe, Form und Richtung bewegter Ziele bestimmen und gegebenenfalls Alarme auslösen. (Hosmer, 2004).
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Überwachungssysteme
In der Videoüberwachung unterstützt die Lasertechnologie die Nachtsichtüberwachung. So kann beispielsweise die Nahinfrarot-Laser-Range-Gated-Imaging-Technologie die Lichtrückstreuung effektiv unterdrücken und dadurch die Sichtweite fotoelektrischer Bildgebungssysteme bei widrigen Wetterbedingungen, sowohl tagsüber als auch nachts, deutlich erhöhen. Über externe Funktionstasten des Systems lassen sich die Reichweite, die Blitzbreite und die Bildqualität steuern, wodurch die Überwachungsreichweite verbessert wird. (Wang, 2016).
Verkehrsüberwachung
Laser-Geschwindigkeitsmessgeräte sind für die Verkehrsüberwachung unerlässlich, da sie mithilfe von Lasertechnologie die Fahrzeuggeschwindigkeit messen. Diese Geräte werden von den Strafverfolgungsbehörden aufgrund ihrer Präzision und der Möglichkeit, einzelne Fahrzeuge im dichten Verkehr gezielt zu erfassen, bevorzugt.
Überwachung des öffentlichen Raums
Die Lasertechnologie spielt auch bei der Kontrolle und Überwachung von Menschenmengen im öffentlichen Raum eine entscheidende Rolle. Laserscanner und verwandte Technologien überwachen effektiv die Bewegungen von Menschenmengen und tragen so zur Erhöhung der öffentlichen Sicherheit bei.
Anwendungen zur Brandmeldeanlage
In Brandmeldesystemen spielen Lasersensoren eine Schlüsselrolle bei der Früherkennung von Bränden. Sie erkennen schnell Anzeichen eines Feuers, wie Rauch oder Temperaturveränderungen, und lösen so rechtzeitig Alarm aus. Darüber hinaus ist die Lasertechnologie unentbehrlich für die Überwachung und Datenerfassung an Brandorten und liefert wichtige Informationen für die Brandbekämpfung.
Spezialanwendung: UAVs und Lasertechnologie
Der Einsatz unbemannter Luftfahrzeuge (UAVs) im Sicherheitsbereich nimmt zu, wobei die Lasertechnologie ihre Überwachungs- und Sicherheitsfähigkeiten deutlich verbessert. Diese Systeme, die auf Avalanche-Photodioden (APD)-Focal-Plane-Arrays (FPA) der neuesten Generation basieren und mit leistungsstarker Bildverarbeitung kombiniert werden, haben die Überwachungsleistung merklich gesteigert.
Grüne Laser und Entfernungsmessermodulin der Verteidigung
Unter den verschiedenen Lasertypen,grüne LichtlaserLaser, die typischerweise im Wellenlängenbereich von 520 bis 540 Nanometern arbeiten, zeichnen sich durch hohe Sichtbarkeit und Präzision aus. Sie eignen sich besonders für Anwendungen, die eine präzise Markierung oder Visualisierung erfordern. Laserentfernungsmessmodule, die die lineare Ausbreitung und hohe Genauigkeit von Lasern nutzen, messen Distanzen, indem sie die Laufzeit des Laserstrahls vom Sender zum Reflektor und zurück berechnen. Diese Technologie ist für Mess- und Positionierungssysteme unerlässlich.
Entwicklung der Lasertechnologie im Sicherheitsbereich
Seit ihrer Erfindung Mitte des 20. Jahrhunderts hat die Lasertechnologie eine bedeutende Entwicklung durchlaufen. Ursprünglich ein wissenschaftliches Experimentierinstrument, sind Laser heute in verschiedenen Bereichen wie Industrie, Medizin, Kommunikation und Sicherheit unverzichtbar. Im Sicherheitssektor haben sich Laseranwendungen von einfachen Überwachungs- und Alarmsystemen zu komplexen, multifunktionalen Systemen entwickelt. Dazu gehören Einbruchmeldeanlagen, Videoüberwachung, Verkehrsüberwachung und Brandmeldeanlagen.
Zukünftige Innovationen in der Lasertechnologie
Die Zukunft der Lasertechnologie im Sicherheitsbereich könnte bahnbrechende Innovationen hervorbringen, insbesondere durch die Integration künstlicher Intelligenz (KI). KI-Algorithmen, die Laserscanning-Daten analysieren, könnten Sicherheitsbedrohungen präziser erkennen und vorhersagen und so die Effizienz und Reaktionszeit von Sicherheitssystemen verbessern. Mit dem Fortschritt des Internets der Dinge (IoT) wird die Kombination von Lasertechnologie mit vernetzten Geräten voraussichtlich zu intelligenteren und stärker automatisierten Sicherheitssystemen führen, die Echtzeitüberwachung und -reaktion ermöglichen.
Diese Innovationen sollen nicht nur die Leistung von Sicherheitssystemen verbessern, sondern auch unseren Ansatz für Sicherheit und Überwachung grundlegend verändern und ihn intelligenter, effizienter und anpassungsfähiger gestalten. Mit dem fortschreitenden technologischen Fortschritt wird der Einsatz von Lasern im Sicherheitsbereich zunehmen und so für sicherere und zuverlässigere Umgebungen sorgen.
Referenzen
- Hosmer, P. (2004). Der Einsatz von Laserscanning-Technologie zur Perimeterüberwachung. Tagungsband der 37. Internationalen Carnahan-Konferenz für Sicherheitstechnologie 2003. DOI
- Wang, S., Qiu, S., Jin, W. & Wu, S. (2016). Entwurf eines miniaturisierten, lasergestützten Echtzeit-Videoverarbeitungssystems für den Nahinfrarotbereich. ICMMITA-16. DOI
- Hespel, L., Rivière, N., Fracès, M., Dupouy, P., Coyac, A., Barillot, P., Fauquex, S., Plyer, A., Tauvy,
- M., Jacquart, M., Vin, I., Nascimben, E., Perez, C., Velayguet, J. P. & Gorce, D. (2017). 2D- und 3D-Blitzlaserbildgebung zur Langstreckenüberwachung in der maritimen Grenzsicherung: Detektion und Identifizierung für Anwendungen zur Abwehr unbemannter Luftfahrtsysteme. Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering. DOI
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