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激光區(qū)域掃描及輪廓測(cè)量系統(tǒng)原理

在今天的自動(dòng)化工業(yè)領(lǐng)域，激光區(qū)域掃描已經(jīng)應(yīng)用的比較廣泛。在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)等危險(xiǎn)區(qū)域，激光區(qū)域掃描會(huì)在這種特定的區(qū)域進(jìn)行2維檢測(cè)。接下來(lái)，我們就激光區(qū)域掃描和輪廓測(cè)量不同產(chǎn)品的系統(tǒng)原理進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

1. 采用ToF原理，激光發(fā)射器發(fā)出激光脈沖波，內(nèi)部定時(shí)器開(kāi)始計(jì)算時(shí)間t1，當(dāng)激光碰到物體后，部分能量返回，當(dāng)激光接收器收到返回的激光波時(shí)，停止內(nèi)部定時(shí)器t2，激光雷達(dá)到物體的距離為：S=C(光速) X (t2-t1)/2。

2. 相位差原理-Phase Shift：激光發(fā)射器發(fā)出激光脈沖波時(shí)，記錄此時(shí)激光波的相位f1，當(dāng)激光碰到物體后，部分能量返回，當(dāng)激光接收器收到返回激光波時(shí)，記錄此時(shí)激光波的相位f2，在一定的距離范圍內(nèi)，激光掃描器到物體的距離為：S=(f2-f1)/360*n(n為比例系數(shù))。

3. 單次回波原理-One Pulse:激光發(fā)射器發(fā)出激光脈沖波，當(dāng)激光波碰到物體后，部分能量返回，當(dāng)激光接收器收到返回激光波時(shí)，而且返回波的能量足以觸發(fā)門(mén)檻值，激光掃描器計(jì)算它到物體的距離值，每次激光波只有一個(gè)測(cè)量值。

4. 多次回波原理-Multi-Puls：激光發(fā)射器發(fā)出激光脈沖波，當(dāng)激光波碰到物體后，部分能量返回，當(dāng)激光接收器收到返回激光波時(shí)，而且返回波的能量足以觸發(fā)門(mén)檻值，激光掃描器計(jì)算它到物體的距離值；如果第一個(gè)物體是玻璃或者其它可以透過(guò)的物體，激光波會(huì)繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)碰到第二個(gè)物體時(shí)，部分能量返回，當(dāng)激光接收器收到返回激光波時(shí)，而且返回波的能量足以觸發(fā)門(mén)檻值，激光掃描器計(jì)算它到物體的距離值。依此類(lèi)推，激光掃描器所發(fā)出的一個(gè)激光脈沖波可以給出多個(gè)測(cè)量值，客戶(hù)可以根據(jù)自己需要，選擇一個(gè)或多個(gè)測(cè)量值。

5. 激光掃描器原理：激光發(fā)射器發(fā)出激光脈沖波，當(dāng)激光波碰到物體后，部分能量返回，當(dāng)激光接收器收到返回激光波時(shí)，而且返回波的能量足以觸發(fā)門(mén)檻值，激光掃描器計(jì)算它到物體的距離值；激光掃描器連續(xù)不停的發(fā)射激光脈沖波，激光脈沖波打在高速旋轉(zhuǎn)的鏡面上，將激光脈沖波發(fā)射向各個(gè)不同方向從而形成一個(gè)二維區(qū)域掃描。此二位區(qū)域的掃描可以實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)功能：

1）在掃描器的掃描范圍內(nèi)，設(shè)置不同形狀的保護(hù)區(qū)域，當(dāng)有物體進(jìn)入該區(qū)域時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)

2）在掃描器的掃描范圍內(nèi)，掃描器輸出每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的距離，根據(jù)此距離信息，可以計(jì)算物體的外形輪廓，坐標(biāo)定位等。

下圖是激光區(qū)域掃描圖。