Resumo e comparação da tecnologia de medição de distância óptica


1. Método de alcance ativo

  • O alcance ativo precisa emitir luz artificial para iluminar o objeto e determinar a distância analisando as mudanças de textura da luz refletida do objeto ou medindo diretamente o tempo de propagação da luz;
  • Devido ao uso da fonte de luz iluminante, a ocultação é ruim e a anti-interferência é ruim.

1. Método de alcance do laser

  • Utilize as vantagens do laser (como monocromaticidade, boa coerência, forte direcionalidade, etc.) para obter medição e detecção de alta precisão.
  • Alcance do laser de pulso: envie um sinal de laser para o alvo e ele será refletido de volta após atingir o alvo. Você só precisa registrar o tempo de ida e volta do sinal do laser e multiplicar a velocidade da luz pela metade da volta. tempo de viagem para obter a distância medida.
  • Alcance do laser de fase de onda contínua: O alvo medido é irradiado com um feixe de laser modulado continuamente, e a distância do alvo medido é calculada de acordo com a mudança de fase causada pela viagem de ida e volta. (Para garantir a precisão, geralmente é necessário instalar um refletor de laser no alvo medido)

脉冲式激光测距一般适用于距离较远对误差要求不高的测距场合,对动态目标的测距比较难实现;连续波相位式激光测距精度可以达到波长级别,缺点在于需要安装专门的激光反射器且要求物体的稳定性高(没有微小的变化)

2. Método de variação de luz estruturada

  • O método de variação de luz estruturada é uma técnica de triangulação ativa que requer o uso de equipamentos de imagem.
  • Princípio básico: O laser projeta pontos de luz, faixas de luz ou superfícies de luz no objeto de imagem e se move a uma certa distância xxx ; a imagem do ponto de luz, barra de luz ou superfície de luz é aceita pelo dispositivo de imagem e o deslocamentox ′ x'x' . Combinando a distância da interseção do feixe de laser e do eixo óptico receptor até a superfície principal frontal da lente receptora, a distância da superfície principal traseira da lente receptora até o ponto central da superfície de imagem, o ângulo entre a superfície óptica eixo do feixe de laser e o eixo óptico da lente receptora e a distância entre o detector e a lente receptora O ângulo entre os eixos ópticos pode calcular a distância do objeto medido.
  • Vantagens: cálculo simples, tamanho pequeno, boa confiabilidade e fácil instalação e manutenção;
  • Desvantagens: O campo de visão não é grande, a complexidade do sistema é alta e há pontos cegos, e a precisão da medição é inconsistente com a velocidade da medição.

3. Método de variação de fase

  • Princípio de medição: O padrão de grade é projetado na superfície do objeto medido, e a fase e a amplitude serão moduladas pela altura da superfície do objeto para deformar a imagem da grade. É necessário obter a mudança de fase contendo as informações de altura por meio de demodulação e, finalmente, conclua a relação fase-altura de acordo com o método de triangulação.
  • A produção raster requer altos requisitos e uma grande quantidade de cálculo.

2. Método de alcance passivo

  • O método de alcance passivo não precisa emitir luz artificial para iluminar o objeto e determina a distância do objeto detectando a radiação de luz natural do objeto e analisando-o. Possui boa ocultação e um alto grau de automação no alcance (diretamente medindo a distância da imagem sem intervenção humana), boa anti-interferência, velocidade de alcance rápido, tamanho pequeno e peso leve.

1. Faixa de paralaxe binocular

  • Princípio básico: Use duas ou mais câmeras para obter imagens do mesmo objeto de diferentes posições para obter um par estéreo, combine os pontos de imagem correspondentes por meio de vários algoritmos para calcular a paralaxe e, em seguida, use o método baseado em triangulação para recuperar a distância do objeto .

2. Método de alcance do foco

  • A câmera de foco automático contínuo é usada para focar continuamente e gerar imagens do alvo, e uma função para avaliar o grau de foco é estabelecida no processamento de dados para avaliar a situação do foco; quando o sistema atinge o melhor estado de foco, a fórmula de imagem da lente pode ser usado para calcular o foco da distância do objeto.

Existem também métodos como variação de triangulação, variação de vibração de alta frequência de pixel e assim por diante.

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