1. Augensicherheit: Der natürliche Vorteil der 1535-nm-Wellenlänge
Die Kerninnovation des LumiSpot 0310F Laser-Entfernungsmessermoduls liegt in der Verwendung eines 1535-nm-Erbiumglaslasers. Diese Wellenlänge fällt unter die Augenschutzklasse 1 (IEC 60825-1), was bedeutet, dass selbst direkter Kontakt mit dem Laserstrahl die Netzhaut nicht schädigt. Im Gegensatz zu herkömmlichen 905-nm-Halbleiterlasern (die die Schutzklasse 3R erfordern) benötigt der 1535-nm-Laser in öffentlichen Einsatzszenarien keine zusätzlichen Sicherheitsmaßnahmen, wodurch das Betriebsrisiko deutlich reduziert wird. Darüber hinaus weist diese Wellenlänge eine geringere Streuung und Absorption in der Atmosphäre auf und bietet eine bis zu 40 % verbesserte Durchdringung bei widrigen Bedingungen wie Nebel, Dunst, Regen und Schnee – eine solide Grundlage für Messungen über große Entfernungen.
2,5 km Reichweitendurchbruch: Koordiniertes optisches Design und Energieoptimierung
Um eine Messreichweite von 5 km zu erreichen, integriert das Modul 0310F drei wichtige technische Ansätze:
① Hochenergetische Impulsemission:
Die Einzelpulsenergie wurde auf 10 mJ erhöht. In Kombination mit dem hohen Wirkungsgrad des Erbium-Glas-Lasers gewährleistet dies starke Rücksignale über große Entfernungen.
② Strahlsteuerung:
Ein asphärisches Linsensystem komprimiert die Strahldivergenz auf ≤0,3 mrad und verhindert so Energieverluste durch Strahlstreuung.
③ Optimierte Empfangsempfindlichkeit:
Der APD-Detektor (Avalanche-Photodiode) ermöglicht in Kombination mit einer rauscharmen Schaltung präzise Laufzeitmessungen auch bei schwachen Signalbedingungen (mit einer Auflösung von bis zu 15 ps).
Die Testergebnisse zeigen einen Entfernungsfehler innerhalb von ±1 m für 2,3 m × 2,3 m große Fahrzeugziele bei einer Erkennungsgenauigkeit von ≥98 %.
3. Anti-Interferenz-Algorithmen: Systemweite Rauschunterdrückung von der Hardware bis zur Software
Ein weiteres herausragendes Merkmal des 0310F ist seine robuste Leistungsfähigkeit in komplexen Umgebungen:
① Dynamische Filtertechnologie:
Ein FPGA-basiertes Echtzeit-Signalverarbeitungssystem erkennt und filtert automatisch dynamische Störquellen wie Regen, Schnee und Vögel heraus.
② Multi-Puls-Fusionsalgorithmus:
Bei jeder Messung werden 8000–10000 Impulse mit niedriger Energie ausgesendet. Mithilfe statistischer Analysen werden gültige Rücksignale extrahiert und Jitter sowie Rauschen minimiert.
③ Adaptive Schwellenwertanpassung:
Die Auslöseschwellen werden dynamisch an die Umgebungslichtintensität angepasst, um eine Überlastung des Detektors durch stark reflektierende Objekte wie Glas oder weiße Wände zu verhindern.
Diese Innovationen ermöglichen es dem Modul, auch bei Sichtweiten von bis zu 10 km eine gültige Datenerfassungsrate von über 99 % aufrechtzuerhalten.
4. Anpassungsfähigkeit an extreme Umgebungsbedingungen: Zuverlässige Leistung von Frost bis Hitze.
Das Modell 0310F ist dank eines dreifachen Schutzsystems so konstruiert, dass es extremen Temperaturen von -40 °C bis +70 °C standhält:
① Doppelt redundante Temperaturregelung:
Ein thermoelektrischer Kühler (TEC) arbeitet zusammen mit passiven Kühlrippen, um eine schnelle Kaltstartfähigkeit (≤5 Sekunden) und einen stabilen Betrieb bei hohen Temperaturen zu gewährleisten.
② Vollständig abgedichtetes, mit Stickstoff gefülltes Gehäuse:
Die Schutzart IP67 in Kombination mit der Stickstofffüllung verhindert Kondensation und Oxidation in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit.
③ Dynamische Wellenlängenkompensation:
Die Echtzeitkalibrierung kompensiert die durch Temperaturänderungen bedingte Drift der Laserwellenlänge und gewährleistet so die Messgenauigkeit über den gesamten Temperaturbereich.
Tests von Drittanbietern bestätigen, dass das Modul unter wechselnder Wüstenhitze (70 °C) und Polarkälte (-40 °C) 500 Stunden lang ohne Leistungseinbußen kontinuierlich betrieben werden kann.
5. Anwendungsszenarien: Ermöglichung des sektorübergreifenden Einsatzes vom militärischen bis zum zivilen Bereich
Dank der SWaP-Optimierung (Größe, Gewicht und Leistungsaufnahme) – mit einem Gewicht von ≤145 g und einem Verbrauch von ≤2 W – findet das Modell 0310F breite Anwendung in folgenden Bereichen:
① Grenzsicherheit:
Integriert in Perimeterüberwachungssysteme zur Echtzeitverfolgung beweglicher Ziele innerhalb von 5 km, mit einer Fehlalarmrate von ≤0,01%.
② Drohnenkartierung:
Deckt pro Flug einen Radius von 5 km ab und bietet damit die 5-fache Effizienz herkömmlicher RTK-Systeme.
③ Inspektion der Stromleitung:
Kombiniert mit KI-Bilderkennung zur Erkennung der Neigung von Übertragungstürmen und der Eisdicke mit zentimetergenauer Präzision.
6. Zukunftsaussichten: Technische Entwicklung und Ökosystemerweiterung
LumiSpot plant, bis 2025 ein Entfernungsmessmodul mit einer Reichweite von 10 km auf den Markt zu bringen und damit seine Technologieführerschaft weiter auszubauen. Durch die Bereitstellung einer offenen API für die Multisensorfusion (z. B. RTK, IMU) will LumiSpot grundlegende Wahrnehmungsfähigkeiten für autonomes Fahren und intelligente Stadtinfrastrukturen ermöglichen. Prognosen zufolge wird der globale Markt für Laserentfernungsmessung bis 2027 voraussichtlich 12 Milliarden US-Dollar übersteigen. Die lokalisierte Lösung von LumiSpot könnte chinesischen Marken dabei helfen, über 30 % Marktanteil zu erreichen.
Abschluss:
Der Durchbruch des LumiSpot 0310F liegt nicht nur in seinen technischen Spezifikationen, sondern auch in der gelungenen Kombination aus Augensicherheit, Präzision auf große Entfernungen und Anpassungsfähigkeit an verschiedene Umgebungen. Er setzt neue Maßstäbe in der Laserentfernungsmessung und stärkt die globale Wettbewerbsfähigkeit intelligenter Hardware-Ökosysteme.
Veröffentlichungsdatum: 06.05.2025