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激光测距如何克服强光干扰?
关键词标签: 作者 上海亨沃
来源 上海亨沃
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发布时间 2025-12-03 08:39
要在强光下让激光测距更准,核心思路就像“精准过滤”和“增强信号”。简单来说,就是通过技术手段,让设备只识别自己发出的激光信号,并想方设法让这个信号更强、更特别,从而从环境光的“噪音”中脱颖而出。目前主要通过以下四大类技术方案来实现。
光学滤波技术是第一道防线,它像一个精准的筛子,只让激光信号通过。这主要通过在接收端安装窄带干涉滤光片来实现,这种滤光片只允许激光器自身特定波长的光通过,能阻隔百分之九十九以上的环境杂光。例如,一些户外测绘设备即便在正午十万多勒克斯的强光下,也能将测距误差控制在两毫米以内。此外,还可以结合偏振滤光技术,通过发射线偏振的激光,并在接收端使用正交的偏振滤光镜,来抑制非偏振的环境光干扰,实验表明这能大幅提升在强光下的测量稳定性。
仅仅靠物理过滤还不够,还需要让信号本身具备“身份识别”功能,这就是信号调制与编码技术。一种方法是脉冲编码调制,将激光信号加载到一个特定的高频脉冲上,接收端只识别这个专属频率的信号,从而避免被环境光淹没,这种方法可以将信噪比提升四十分贝以上。更高级的方案是采用CDMA码分多址技术,用随机跳变的编码来调制脉冲信号,接收端通过严格的门限检测,只允许真实回波触发计数,从而有效区分杂光噪声。还有一种思路是调频连续波技术,通过发射频率不断变化的连续激光,利用回波与参考信号之间的频率差来计算距离,这种方法的抗干扰能力比传统的脉冲法要强得多。
在硬件和结构上,也有许多巧妙的设计来增强抗干扰能力。最直接的方法是主动增强光源,比如动态提升激光功率,让信号在背景光中更突出,当然这一切都必须在安全标准范围内。在结构设计上,为传感器定制遮光罩可以有效减少环境光的直射,有些设计能降低百分之七十的干扰。对于粉尘较多的工业环境,还可以采用同轴吹气技术,通过微型气泵向镜头持续吹出洁净空气,形成一道“空气屏障”来防尘防雾。此外,一些先进的系统还配备了光强传感器,可以实时监测环境光,并在光照过强时自动调节激光功率和接收增益,实现自适应防护。
最后,强大的算法和软件补偿是整个系统的“大脑”,负责智能处理数据。系统会实时监测环境光的本底噪声,并自动调整信号检测的阈值,从而适应从三万到八万勒克斯这样宽广的光照范围。在数据处理阶段,会采用滑动平均滤波和小波去噪等数字滤波技术,消除百分之八十五以上的周期性光干扰,比如由交流电引起的五十赫兹工频光干扰。更进一步,还可以引入多传感器数据融合技术,利用辅助传感器监测环境光的变化,通过差分算法来消除干扰,显著提升测量的准确率。
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