Phase comparison meetprincipe lidar laser

In dit Kennisbankartikel leggen wij u uit hoe de meetprincipes van een (LiDAR) laser in elkaar zitten en welke oplossing wij u hierin kunnen bieden.

Om met een laser de afstand tot een object of oppervlak te kunnen meten maakt deze gebruik van de technologie LiDAR (LIght Detection of Laser Imaging And Ranging). Bij deze LiDAR laser wordt een laserpuls uitgezonden tot een object of oppervlak. Deze wordt vervolgens gereflecteerd en op basis van de verstreken tijd tussen het uitzenden van de diode en het opvangen van de reflectie wordt de afstand gemeten. In de afbeelding hiernaast ziet u hoe de werking van een LiDAR laser eruit ziet.

Schematische uitleg van de werking van LiDAR laser

De meetprincipes

LiDAR-producten zijn onder te verdelen in de volgende drie meetprincipes:

Phase comparison

Phase comparison meetprincipe lidar laser

Pulse back-mixing method

pulse back mixing method meetprincipe lidar laser

Time-of-flight

time to flight meetprincipe lidar laser
Phase comparisonPulse back-mixing methodTime-of-flight
Werking1. Zendt een slangvormige laserdiode uit

2. Bepaalt de ontvangsttijd met een vergelijker voor het ontvangen signaal

3. Stelt de faseverschuiving vast φ tussen de uitgezonden en ontvangen signalen

1. Zendt een ketting aan laserdiode uit

2. Bepaalt de ontvangsttijd door ontvangen van reflectiesignaal

3. Hoge frequentie steekproef door het optellen van verzonden signalen

1. Zendt een enkele laser diode uit en tijd wordt gemeten door ontvangst van de reflectie

2. Bepaalt de ontvangsttijd met een vergelijker voor het ontvangen signaal

Voordelen 

• Zeer hoge meetnauwkeurigheid

• Hoog bereik voor objecten met lage reflectie

• Kleine oppervlakten mogelijk

• Korte meettijd voor objecten met goede reflectie

• Hoge meetfrequentie

• Geschikt voor scanningsystemen

Nadelen• Niet optimaal voor bewegende objecten• Lange meettijd voor oppervlakten met slechte reflectie

• Niet optimaal voor bewegende objecten

• Vergelijkingsdrempel instellen afhankelijk van het omgevingslicht

• Gemeten waarde is zeer afhankelijk van reflectie van het object

MeetafstandLaag: 0 tot 50 mHoog: 5 tot 2000 mGemiddeld:

5 tot 100 m (laser diode 905 nm)

Tot 10.000 m (laser diode 1550 nm)

MeetnauwkeurigheidHoog: ± 3 mmLaag: ± 100 mmGemiddeld:

± 100 mm

± 5000 mm (laser diode 1550 nm)

MeetfrequentieLaag: 0,5 tot 5 HzLaag: 1 tot 5 HzHoog:

kHz area (laser diode 905 nm)

Hz area (laser diode 1550 nm)

Toepassingsvoorbeelden

Naast LiDAR lasers zijn er ook veel andere laserproducten. Zo heeft Sensor Partners een uitgebreid pakket afstandslasers. De afstandslasers van Sensor Partners kunnen in allerlei verschillende industriële omgevingen toegepast worden. Hieronder staan enkele voorbeelden weergegeven van mogelijke toepassingen en welk type laser hiervoor het meest geschikt is.

laser afstand sensor parkeergelenheid

Het bepalen van parkeergelegenheid

Met de LAM 300 serie van Sensor Partners kan parkeergelegenheid gemeten worden op parkeerplaatsen of rustplaatsen vrachtwagen. De laser meet de afstand tot de achterkant van de laatste auto of vrachtwagen in een rij waardoor het aantal vrije parkeerplaatsen achter het voertuig berekend kan worden.

 

Bekijk hier de LAM 300 serie.

Het positioneren van containers in een laadbrug


Om botsingen te voorkomen of om containers te positioneren in havens of dokken kunnen, afhankelijk van het gewenste meetbereik, de LAM 70 serie en LAM 300 serie ingezet worden. Met behulp van deze lasers weet de bestuurder van de havenkraan de exacte positie van de container ten opzichte van de havenkraan. Een andere gebruiksmogelijkheid voor deze series is het meten van afstanden voor het aanmeren van schepen. Zo kan de LAM 70 tot op 270 meter (met reflector) een meting doen!

 

Bekijk hier de verschillende LAM series:

positioneren containers laadbrug positie bepalen laser afstand sensor
trein detectie positie positioneren laser afstand sensor lidar

Positiedetectie van bewegende objecten

Om de positie van objecten met een hoge temperatuur te detecteren biedt de LAM 70 serie de geschikte oplossing. De afstandslasers kunnen worden ingezet om de positie van onder andere treinen bij treinstations en andere opstapplaatsen te bepalen. De lasers bieden hulp in het afremmen van de trein om ervoor te zorgen dat deze op de correcte positie ten stilstand gebracht wordt. Sensor Partners biedt hier een betrouwbare oplossing in het ondersteunen van geautomatiseerde treinen.

 

Bekijk hier de laser afstand sensor:

Wegbeheersysteem

De LAM 70 en LAM 300 series kunnen gebruikt worden voor verkeersmanagement. De lasers meten de afstand tot een voertuig om de verkeersdrukte of de snelheid van passerende voertuigen vast te stellen, maar ook om het bumperkleven te detecteren. De laser detecteert het voertuig op twee momenten, namelijk de ingestelde afstand en het moment dat hij onder de laser doorrijdt. Deze lasers zijn uitermate geschikt voor het gebruik in het verkeer omdat deze oogveilig (voor de bestuurders) zijn en op een hoge schakelfrequentie hebben die het snel passerende verkeer kan bijhouden.

 

Bekijk hier de LAM 70 serie:

weg beheer systeem lidar laser positionering
silo's in overheadterminals voor niveaumeting

Niveaumeting in silo's

Er zijn applicaties, in bijvoorbeeld een overslagterminal, waar het nodig is om de vullingsgraad van een silo te bepalen. Denk hierbij aan silo’s die gevuld zijn met veevoer. Wanneer er een nieuwe lading aan veevoer binnenkomt moet deze gedistribueerd worden naar de silo’s waar voldoende opslagcapaciteit beschikbaar is. Door dit te monitoren met de laser afstand sensoren kan de operator aflezen welke van de silo’s vrij is en hoeveel ton veevoer hierin gestort kan worden.

Bekijk hier de laser afstand sensor:

Wilt u graag meer weten over de afstandslasers van Sensor Partners? Neem vrijblijvend contact op met één van onze experts!