雷射雷達工作原理及應用

2021-01-09 電子發燒友
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雷射雷達工作原理及應用

周碧俊 發表於 2018-08-27 17:24:50

通常，為了統計高速公路卡口在一定時間內所通過的車輛，需要對過往車輛進行準確的判斷，十分考驗實現探測產品的準確性。以往，大家對雷射雷達在車流統計中的應用並不廣泛熟識，我們可以通過一個實際案例來了解。

實際應用案例

圖1 雷射雷達安裝實景圖（來自真實客戶分享）

工作原理

將雷射雷達安裝在車道正上方，使之垂直向下探測，如圖1所示

當沒有車輛經過時，探測的是雷射雷達到地面的距離，假定為X

當有車輛經過雷射雷達下方時，探測的是雷射雷達到車輛頂部的距離，假定為Z

X的值肯定比Z的值大，此時從數據上可以區分開是否有車輛經過，從而配合系統實現車流量的統計。

另外，根據Z值的不同，雷射雷達還可以配合系統判別該車輛的高度，從而粗略的實現大小車型的判斷。

圖2 雷射雷達上位機界面說明圖

值得一提的是，該雷射雷達除了統計車流量，還可觸發攝像頭拍照功能。

圖3 雷射雷達探測車輛通過1次，可觸發攝像頭拍照

測距原理

該款雷射雷達在實際應用中，基於TOF（Time-of-Flight）即飛行時間原理，採用相位法實現測距功能。具體為雷射雷達發出經調製的近紅外光，遇物體後反射，傳感器通過計算調製紅外光的發射、反射後產生的相位差，來換算與被測目標物體之間的距離，以產生深度信息（可參照如下測距原理示意圖）

圖4 該雷射雷達測距原理示意圖

實際案例優勢

實施便捷

雷射雷達現場實施便捷，且安裝成本較低。除了案例中的安裝方式，還可以在高速卡口前方安裝，如下圖所示。

圖5 雷射雷達配合統計車流量的另一種安裝方式

高效穩定

雷射雷達可全天候高效運行，穩定性強

準確率高

通過該雷射雷達自主研發的自適應算法，車流統計準確率達到99%

操作簡單，易集成

雷射雷達操作簡單，便於集成到系統中採集數據

實際應用產品

該客戶應用的統計車流量的雷射雷達是北醒早已量產的TF02單點測距雷射雷達，擁有達22m的量程和更穩定的測距性能。外殼材質選用高強度防腐蝕材料，提高了室外較惡劣環境的適應性。同時結合創新的生產工藝和軟、硬體多項優化，使得雷射雷達真正達到了消費級。

圖6 雷射TF02單點測距雷射雷達產品實圖

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