Ինչպես ընտրել չափման թիրախները՝ հիմնվելով արտացոլման վրա

Լազերային հեռաչափերը, LiDAR-ները և այլ սարքեր լայնորեն կիրառվում են ժամանակակից արդյունաբերություններում, գեոդեզիայում, ինքնավար վարորդությունում և սպառողական էլեկտրոնիկայում: Այնուամենայնիվ, շատ օգտատերեր դաշտում աշխատելիս նկատում են չափման զգալի շեղումներ, հատկապես տարբեր գույների կամ նյութերի առարկաների հետ գործ ունենալիս: Այս սխալի հիմնական պատճառը հաճախ սերտորեն կապված է թիրախի անդրադարձունակության հետ: Այս հոդվածը կանդրադառնա անդրադարձունակության ազդեցությանը հեռավորության չափման վրա և կառաջարկի թիրախի ընտրության գործնական ռազմավարություններ:

1. Ի՞նչ է անդրադարձունակությունը և ինչո՞ւ է այն ազդում հեռավորության չափման վրա։

Անդրադարձելիությունը վերաբերում է մակերեսի՝ միջադեպային լույսը անդրադարձնելու ունակությանը, որը սովորաբար արտահայտվում է տոկոսով (օրինակ՝ սպիտակ պատի անդրադարձելիությունը կազմում է մոտ 80%, մինչդեռ սև ռետինիը՝ ընդամենը 5%): Լազերային չափման սարքերը հեռավորությունը որոշում են՝ հաշվարկելով արձակված և անդրադարձված լույսի միջև ժամանակային տարբերությունը (օգտագործելով թռիչքի ժամանակի սկզբունքը): Եթե թիրախի անդրադարձելիությունը չափազանց ցածր է, դա կարող է հանգեցնել.

- Թույլ ազդանշանի ուժգնություն. Եթե անդրադարձված լույսը չափազանց թույլ է, սարքը չի կարող ստանալ վավեր ազդանշան։

- Չափման սխալի աճ. աղմուկի բարձր մակարդակի դեպքում ճշգրտությունը նվազում է։

- Կրճատված չափման միջակայք. Առավելագույն արդյունավետ հեռավորությունը կարող է նվազել ավելի քան 50%-ով։

2. Անդրադարձողականության դասակարգում և թիրախի ընտրության ռազմավարություններ

Ընդհանուր նյութերի բնութագրերի հիման վրա, թիրախները կարելի է դասակարգել հետևյալ երեք կատեգորիաների.

① Բարձր անդրադարձունակության թիրախներ (>50%)

- Տիպիկ նյութեր՝ փայլեցված մետաղական մակերեսներ, հայելիներ, սպիտակ կերամիկա, բաց գույնի բետոն

- Առավելություններ՝ Հզոր ազդանշանի վերադարձ, հարմար է երկար հեռավորությունների (ավելի քան 500 մ) բարձր ճշգրտության չափումների համար

- Կիրառման սցենարներ՝ շենքերի հետազոտում, էլեկտրահաղորդման գծերի ստուգում, անօդաչու թռչող սարքերով տեղանքի սկանավորում

- Նշում. Խուսափեք հայելային մակերեսներից, որոնք կարող են հանգեցնել հայելային արտացոլումների (որոնք կարող են հանգեցնել կետերի անհամապատասխանության):

② Միջին անդրադարձման թիրախներ (20%-50%)

- Տիպիկ նյութեր՝ փայտ, ասֆալտապատ ճանապարհներ, մուգ աղյուսե պատեր, կանաչ բույսեր

- Հակազդեցության միջոցներ՝

Կրճատեք չափման հեռավորությունը (խորհուրդ է տրվում <200 մ):

Միացրեք սարքի բարձր զգայունության ռեժիմը։

Նախապատվությունը տվեք անփայլ մակերեսներին (օրինակ՝ սառցեպատ նյութերին):

③ Ցածր անդրադարձունակության թիրախներ (<20%)

- Տիպիկ նյութեր՝ սև ռետին, ածխի կույտեր, մուգ գործվածքներ, ջրային մարմիններ

- Ռիսկերը. ազդանշանները կարող են կորչել կամ տուժել ցատկի սխալներից։

- Լուծումներ՝

Օգտագործեք հետադարձ անդրադարձնող թիրախ (անդրադարձնող տախտակներ):

Լազերի անկման անկյունը կարգավորեք 45°-ից ցածր (դիֆուզային անդրադարձումը բարելավելու համար):

Ընտրեք սարքեր, որոնք աշխատում են 905 նմ կամ 1550 նմ ալիքի երկարությամբ (ավելի լավ ներթափանցման համար):

3. Հատուկ սցենարների ռազմավարություններ

① Դինամիկ թիրախի չափում (օրինակ՝ շարժվող տրանսպորտային միջոցներ):

- Առաջնահերթություն տվեք տրանսպորտային միջոցների համարանիշներին (բարձր անդրադարձման գոտիներ) կամ բաց գույնի թափքերին։

- Օգտագործեք բազմակի արձագանքի ճանաչման տեխնոլոգիա (անձրևի և մառախուղի միջամտությունը զտելու համար):

② Բարդ մակերեսային մշակում.

- Մուգ գույնի մետաղի համար կիրառեք անփայլ ծածկույթներ (որոնք կարող են բարելավել անդրադարձունակությունը մինչև 30%):

- Տեղադրեք բևեռացնող ֆիլտրեր ապակե վարագույրների պատերի առջև (սպեկուլյատիվ անդրադարձումը ճնշելու համար):

③ Միջավայրի խանգարման փոխհատուցում.

- Միացնել ֆոնային լույսի ճնշման ալգորիթմները պայծառ լույսի պայմաններում:

- Անձրևի կամ ձյան ժամանակ օգտագործեք իմպուլսային ինտերվալային մոդուլյացիա (PIM) տեխնոլոգիան։

4. Սարքավորումների պարամետրերի կարգավորման ուղեցույցներ

- Հզորության կարգավորում. Բարձրացրեք լազերի հզորությունը ցածր անդրադարձման ունեցող թիրախների համար (ապահովեք աչքերի անվտանգության սահմանաչափերի պահպանումը):

- Ընդունող ապերտուրա. մեծացրեք ընդունող ոսպնյակի տրամագիծը (յուրաքանչյուր կրկնապատկման դեպքում ազդանշանի ուժգնացումը քառապատկվում է):

- Շեմի կարգավորում. Դինամիկ կերպով կարգավորեք ազդանշանի ակտիվացման շեմը (աղմուկի պատճառով կեղծ ակտիվացումից խուսափելու համար):

5. Ապագայի միտումներ. Ինտելեկտուալ անդրադարձման փոխհատուցման տեխնոլոգիա

Հաջորդ սերնդի հեռավորության չափման համակարգերը սկսում են ինտեգրվել՝

- Ադապտիվ ուժեղացման կառավարում (AGC). Լուսադետեկտորի զգայունության իրական ժամանակի կարգավորում:

- Նյութերի ճանաչման արհեստական ​​բանականության ալգորիթմներ. նյութերի տեսակների համապատասխանեցում՝ օգտագործելով արձագանքի ալիքաձևի հատկանիշները։

- Բազմասպեկտրալ միաձուլում. տեսանելի լույսի և ինֆրակարմիր տվյալների համադրություն՝ ավելի համապարփակ դատողության համար։

Եզրակացություն

Անդրադարձելիության բնութագրերի տիրապետումը չափման ճշգրտությունը բարելավելու հիմնական հմտություն է: Գիտականորեն թիրախները ընտրելով և սարքերը ճիշտ կարգավորելով՝ նույնիսկ ծայրահեղ ցածր անդրադարձելիության սցենարներում (10%-ից ցածր), կարելի է հասնել միլիմետրային մակարդակի չափման ճշգրտության: Ինտելեկտուալ փոխհատուցման տեխնոլոգիաների զարգացմանը զուգընթաց, ապագա չափման համակարգերը ավելի «խելացի» կհարմարվեն բարդ միջավայրերին: Այնուամենայնիվ, անդրադարձելիության հիմնական սկզբունքների ըմբռնումը միշտ էլ կարևոր հմտություն կլինի ինժեներների համար: