01 Introducción
En los últimos años, con la aparición de plataformas de combate no tripuladas, drones y equipos portátiles para soldados, los telémetros láser miniaturizados de largo alcance han demostrado un amplio potencial de aplicación. La tecnología de telémetro láser de vidrio de erbio con una longitud de onda de 1535 nm está alcanzando un alto grado de madurez. Presenta ventajas como la seguridad ocular, una gran capacidad de penetración en humo y un largo alcance, y constituye la principal línea de desarrollo de la tecnología de telémetro láser.
02 Introducción del producto
El telémetro láser LSP-LRS-0310 F-04 es un dispositivo desarrollado con un láser de vidrio Er de 1535 nm, desarrollado internamente por Lumispot. Emplea el innovador método de medición de tiempo de vuelo (TOF) de pulso único y ofrece un rendimiento excelente para diversos tipos de objetivos: alcanza fácilmente los 5 kilómetros para edificios y, incluso con vehículos en movimiento rápido, logra una medición estable de 3,5 kilómetros. En aplicaciones como la monitorización de personal, el alcance supera los 2 kilómetros, garantizando la precisión y la transmisión de datos en tiempo real. El telémetro láser LSP-LRS-0310F-04 permite la comunicación con el ordenador principal mediante el puerto serie RS422 (también se ofrece un servicio de personalización con puerto serie TTL), lo que facilita y agiliza la transmisión de datos.
Figura 1. Diagrama del producto telémetro láser LSP-LRS-0310 F-04 y comparación del tamaño de una moneda de un yuan.
03 Características del producto
* Diseño integrado de expansión de haz: integración eficiente y adaptabilidad ambiental mejorada
El diseño integrado de expansión del haz garantiza una coordinación precisa y una colaboración eficiente entre los componentes. La fuente de bombeo LD proporciona una entrada de energía estable y eficiente al medio láser; el colimador de eje rápido y el espejo de enfoque controlan con precisión la forma del haz; el módulo de ganancia amplifica aún más la energía del láser; y el expansor de haz aumenta eficazmente el diámetro del haz, reduce el ángulo de divergencia y mejora su directividad y distancia de transmisión. El módulo de muestreo óptico monitoriza el rendimiento del láser en tiempo real para garantizar una salida estable y fiable. Asimismo, el diseño sellado es respetuoso con el medio ambiente, prolonga la vida útil del láser y reduce los costes de mantenimiento.
Figura 2. Imagen real de un láser de vidrio de erbio.
* Modo de medición de distancia por cambio de segmento: medición precisa para mejorar la exactitud de la medición de distancia
El método de medición de distancia por conmutación segmentada se basa en la medición precisa. Mediante la optimización del diseño de la trayectoria óptica y algoritmos avanzados de procesamiento de señales, combinados con la alta energía de salida y la larga duración del pulso del láser, logra superar las interferencias atmosféricas y garantizar la estabilidad y precisión de los resultados de medición. Esta tecnología utiliza una estrategia de medición de distancia por alta frecuencia de repetición para emitir continuamente múltiples pulsos láser, acumular y procesar las señales de eco, suprimiendo eficazmente el ruido y las interferencias, mejorando significativamente la relación señal/ruido y logrando una medición precisa de la distancia al objetivo. Incluso en entornos complejos o ante cambios mínimos, los métodos de medición de distancia por conmutación segmentada mantienen la precisión y estabilidad de los resultados, convirtiéndose en una importante herramienta técnica para mejorar la precisión de la medición de distancia.
El esquema de doble umbral compensa la precisión de alcance: doble calibración, precisión más allá del límite
La clave del esquema de doble umbral reside en su mecanismo de doble calibración. El sistema establece dos umbrales de señal distintos para capturar dos instantes críticos de la señal de eco del objetivo. Estos dos instantes difieren ligeramente debido a los distintos umbrales, pero esta diferencia es fundamental para compensar los errores. Mediante la medición y el cálculo de tiempo de alta precisión, el sistema calcula con exactitud la diferencia temporal entre estos dos instantes y calibra con precisión los resultados de alcance originales, mejorando así significativamente la precisión de la medición.
Figura 3. Diagrama esquemático de la precisión de rango de compensación del algoritmo de umbral dual
Diseño de bajo consumo: alta eficiencia, ahorro de energía, rendimiento optimizado
Mediante una optimización exhaustiva de módulos de circuitos como la placa de control principal y la placa controladora, hemos adoptado chips avanzados de bajo consumo y estrategias eficientes de gestión de energía para garantizar que, en modo de espera, el consumo de energía del sistema se mantenga estrictamente por debajo de 0,24 W, lo que supone una reducción significativa en comparación con los diseños tradicionales. A una frecuencia de 1 Hz, el consumo total de energía también se mantiene por debajo de 0,76 W, lo que demuestra una excelente eficiencia energética. En condiciones de funcionamiento óptimo, si bien el consumo de energía aumenta, se mantiene eficazmente controlado por debajo de 3 W, lo que garantiza el funcionamiento estable del equipo bajo altas exigencias de rendimiento, al tiempo que se cumplen los objetivos de ahorro de energía.
* Capacidad de trabajo extrema: excelente disipación del calor, lo que garantiza un funcionamiento estable y eficiente
Para hacer frente a las altas temperaturas, el telémetro láser LSP-LRS-0310F-04 incorpora un avanzado sistema de disipación de calor. Mediante la optimización de la conducción térmica interna, el aumento de la superficie de disipación y el uso de materiales de alta eficiencia, el producto disipa rápidamente el calor interno generado, garantizando que los componentes principales mantengan una temperatura de funcionamiento adecuada incluso durante operaciones prolongadas a alta carga. Esta excelente capacidad de disipación de calor no solo prolonga la vida útil del producto, sino que también asegura la estabilidad y la consistencia del rendimiento de medición.
* Portabilidad y durabilidad: diseño miniaturizado, excelente rendimiento garantizado
El telémetro láser LSP-LRS-0310F-04 se caracteriza por su tamaño increíblemente reducido (solo 33 gramos) y su ligereza, sin sacrificar la excelente calidad de su rendimiento estable, su alta resistencia a los impactos y su máxima seguridad ocular, logrando un equilibrio perfecto entre portabilidad y durabilidad. El diseño de este producto refleja un profundo conocimiento de las necesidades del usuario y un alto grado de integración de la innovación tecnológica, convirtiéndose en un referente en el mercado.
04 Escenario de aplicación
Se utiliza en numerosos campos especializados como puntería y medición de distancias, posicionamiento fotoeléctrico, drones, vehículos no tripulados, robótica, sistemas de transporte inteligentes, fabricación inteligente, logística inteligente, producción segura y seguridad inteligente.
05 Principales indicadores técnicos
Los parámetros básicos son los siguientes:
| Artículo | Valor |
| Longitud de onda | 1535 ± 5 nm |
| ángulo de divergencia del láser | ≤0,6 mrad |
| Abertura receptora | Φ16 mm |
| Alcance máximo | ≥3,5 km (objetivo del vehículo) |
| ≥ 2,0 km (objetivo humano) | |
| ≥5 km (objetivo de construcción) | |
| Rango de medición mínimo | ≤15 m |
| Precisión en la medición de distancias | ≤ ±1 m |
| Frecuencia de medición | 1~10 Hz |
| Resolución de distancia | ≤ 30 m |
| Resolución angular | 1,3 mrad |
| Exactitud | ≥98% |
| Tasa de falsas alarmas | ≤ 1% |
| detección de múltiples objetivos | El objetivo predeterminado es el primer objetivo, y el objetivo máximo admitido es 3. |
| Interfaz de datos | Puerto serie RS422 (TTL personalizable) |
| Tensión de alimentación | CC 5 ~ 28 V |
| Consumo medio de energía | ≤ 0,76 W (funcionamiento a 1 Hz) |
| Consumo máximo de energía | ≤3W |
| Consumo de energía en espera | ≤0,24 W (consumo de energía cuando no se mide la distancia) |
| consumo de energía durante el sueño | ≤ 2 mW (cuando el pin POWER_EN se pone a nivel bajo) |
| Lógica de rango | Con función de medición de distancia inicial y final |
| Dimensiones | ≤48 mm × 21 mm × 31 mm |
| peso | 33 g ± 1 g |
| Temperatura de funcionamiento | -40℃～+ 70 ℃ |
| Temperatura de almacenamiento | -55 ℃～ + 75 ℃ |
| Choque | >75 g a 6 ms |
| vibración | Prueba general de vibración de integridad inferior (GJB150.16A-2009 Figura C.17) |
Dimensiones de la apariencia del producto:
Figura 4 Dimensiones del producto del telémetro láser LSP-LRS-0310 F-04
06 Pautas
* El láser emitido por este módulo de medición tiene una longitud de onda de 1535 nm, segura para los ojos humanos. Aunque es una longitud de onda segura para los ojos humanos, se recomienda no mirar directamente al láser;
* Al ajustar el paralelismo de los tres ejes ópticos, asegúrese de bloquear la lente receptora; de lo contrario, el detector se dañará permanentemente debido al eco excesivo;
Este módulo de medición de distancia no es hermético. Asegúrese de que la humedad relativa del ambiente sea inferior al 80 % y mantenga el entorno limpio para evitar dañar el láser.
El alcance del módulo de medición depende de la visibilidad atmosférica y de la naturaleza del objetivo. El alcance se reduce en condiciones de niebla, lluvia y tormenta de arena. Objetivos como hojas verdes, paredes blancas y piedra caliza expuesta presentan una buena reflectividad y pueden aumentar el alcance. Además, a medida que aumenta el ángulo de inclinación del objetivo con respecto al haz láser, el alcance disminuye.
* Está estrictamente prohibido disparar láser a objetivos altamente reflectantes como vidrio y paredes blancas a menos de 5 metros, para evitar que el eco sea demasiado fuerte y dañe el detector APD;
* Está estrictamente prohibido conectar o desconectar el cable con la alimentación encendida;
Asegúrese de que la polaridad de la alimentación esté conectada correctamente; de lo contrario, podría dañar el dispositivo de forma permanente..
Fecha de publicación: 9 de septiembre de 2024