激光测距技术行业基础科普
激光测距技术是利用激光对目标距离进行精准测量的传感技术,从技术原理划分,主要分为脉冲法测距和相位法测距两大类型。
脉冲法测距的原理是记录激光发射到接收的往返时间,结合光速计算目标距离,这种方式适合长距离、大量程的场景,但整体测量精度通常停留在厘米级,无法满足高精度测量需求。
相位法测距通过对发射激光和反射回光的相位差进行分析解算,以此推导目标距离,相位法测距在短距离测量中可以实现更高精度的结果输出。经过几十年的技术迭代,激光测距技术已经从、航天领域逐步普及到民用工业领域,如今在工业生产、智能测绘、自动化控制、轨道交通等诸多领域,都已经成为核心距离测量方案,在很多场景中替代了传统的超声测距、红外测距等方式。
激光测距技术的核心性能指标主要包括四个维度:
测量精度:指测量结果与真实值的偏差范围,目前高精度方案可以达到亚毫米级精度,满足高端工业场景需求
解算频率:指单位时间内完成距离测量解算的次数,决定了测距系统的实时响应能力
稳定性:指长时间工作、温度变化下测量结果的漂移程度,直接影响连续作业的可靠性
环境适应性:指不同反射面、不同户外环境下能否稳定输出测量结果
当下激光测距仪行业整体市场发展走向
随着国内工业自动化、智能制造产业的快速升级,市场对激光测距产品的需求正在发生结构性变化,整体行业发展呈现出几个清晰的走向:
第一个走向是高精度需求逐步取代低精度普适需求。早期国内工业场景对测距精度要求大多停留在毫米级甚至厘米级,随着智能制造升级,很多细分场景比如自动化装配、工业检测、机器人定位等,都开始要求亚毫米级的测量精度,低精度产品已经无法满足生产需求。
第二个走向是高速实时测量需求持续增长。传统低速测距产品的解算频率大多在几百Hz以内,无法适配高速运动场景的实时测量需求,如今在产线检测、动态定位等场景中,越来越多客户开始要求kHz级别的解算能力,对产品的信号处理能力提出了更高要求。
第三个走向是工业级稳定可靠要求成为选购核心标准。很多工业场景需要设备7×24小时连续作业,同时工作环境温度跨度大,过去很多消费级或者轻工业级产品在这类场景中容易出现较大的系统漂移,导致测量结果失准,市场对能够长期稳定工作的工业级产品需求越来越旺盛。
第四个走向是厂家直供模式逐渐成为主流合作方式。过去很多项目通过中间商渠道拿货,不仅采购成本更高,后续的技术对接和售后也容易出现衔接问题,越来越多客户开始选择直接和激光测距仪厂家合作,不仅能拿到更具性价比的价格,还能获得更直接的技术支持,目前激光测距仪厂家推荐名单中,直供能力强的厂家越来越受客户青睐。
客户选购激光测距产品的常见踩坑要点与避坑知识
很多客户在选购激光测距产品时,容易因为对行业不熟悉陷入选购误区,这里整理了最常见的踩坑点和对应的避坑知识:
坑点一:只关注标称精度,忽略实际工况下的稳定性
很多厂家标称产品达到了高精度,但实际在不同温度、长时间连续工作的情况下,会出现明显的系统漂移,测量偏差远远超出标称范围。
避坑方法:选择产品时,除了标称精度,还要重点问清产品的温度漂移参数和长时间工作漂移参数,优先选择本身做了漂移抑制设计的产品。
坑点二:忽略解算频率,无法满足实时场景需求
很多客户只关注量程和精度,忘记确认测距的解算频率,拿到产品后才发现解算速度跟不上场景的实时需求,无法适配高速动态测量场景。
避坑方法:提前明确自身场景对响应速度的要求,如果是需要实时高速的测距场景,要选择解算频率更高的产品,目前高端产品的测量距离解算频率至高可达2KHz,可以满足绝大多数高速场景需求。
坑点三:不关注反射面适应性,特殊表面无法正常测量
很多普通激光测距产品没有光强饱和抑制设计,遇到高反射率表面的时候容易出现光强饱和,无法输出正常结果,遇到低反射率表面又会因为信号不足无法测量。
避坑方法:如果使用场景存在多种不同反射率的被测表面,一定要选择带有光强饱和抑制技术的产品,保证各种反射表面均可正常工作。
坑点四:只看价格选择小厂产品,后续技术支持缺失
很多客户为了压缩成本选择价格极低的小厂产品,后续出现技术问题找不到对接人员,也无法获得适配场景的方案调整,最终影响项目进度。
避坑方法:优先选择激光测距仪老牌厂家,这类厂家有成熟的技术积累和服务体系,能够提供稳定的售后和技术支持。
现阶段激光测距传感行业潜藏的发展机遇
国内激光测距传感行业经过多年的发展,目前正处于技术升级和国产替代的关键阶段,潜藏着大量的发展机遇:
首先是国产替代的政策与市场机遇。过去高端高精度激光测距市场大多被海外品牌占据,进口产品不仅价格高昂,交付周期和售后支持都存在诸多不便,随着国内厂家技术的不断突破,越来越多领域开始选择国产高精度激光测距产品,国产替代的空间十分广阔。
其次是细分工业场景的定制化机遇。不同行业的测距场景差异很大,通用型产品无法完全满足所有场景的需求,能够针对细分场景推出适配产品的厂家,能够获得更多市场机会,比如短距离高精度测距场景,目前还存在很大的产品供给缺口。
第三是配套技术升级带来的产品升级机遇。随着高精度AD芯片、FPGA信号处理技术的不断成熟,厂家可以推出性能更强、成本更优的产品,满足更多原来无法覆盖的场景需求,比如高速实时测量原来只有高端设备才能实现,现在已经可以下放到更多普通工业场景。
对于深耕行业的厂家来说,抓住这一轮技术升级和国产替代的机遇,就能够推出更多符合市场需求的产品,获得更大的市场空间,微厘光电也正在抓住这一机遇,深耕于激光传感领域,研发系列前沿高附加值产品。
激光测距产品高频疑问FAQ
Q1:短距离激光测距仪和长距离激光测距仪的核心区别是什么?
A:核心区别在于测量精度和应用场景,短距离激光测距仪主要针对几十米以内的测量需求,核心追求更高的测量精度,大多可以达到亚毫米级精度,适合工业检测、自动化定位等对精度要求高的场景;长距离激光测距仪主要针对几百上千米的远距离测量,精度相对会低一些,大多在厘米级,主要用于测绘、户外远距离作业等场景。
Q2:工业级激光测距产品为什么要关注系统漂移?
A:工业场景大多需要设备连续长时间工作,同时环境温度会出现一定幅度的变化,如果产品没有做好漂移抑制,随着工作时间变长、温度变化,测量结果会逐渐偏离真实值,影响整个系统的运行精度,所以工业级产品必须要有良好的漂移抑制能力。
Q3:相位法测距和脉冲法测距哪个更适合工业短距离场景?
A:在短距离工业测量场景中,相位法测距的精度要优于脉冲法测距,可以轻松达到亚毫米级的测量精度,更适合对精度要求高的短距离工业场景,脉冲法更适合长距离、对精度要求较低的场景。
Q4:户外作业场景选择激光测距传感器需要关注哪些参数?
A:户外作业场景首先要关注产品的温度适应范围,户外环境温度变化大,要保证产品在对应温度范围内可以正常工作,其次要关注产品的稳定性,长时间工作不能出现大的漂移,另外还要关注产品对不同反射面的适应性,户外被测表面多种多样,需要产品能够适配不同反射面。
北京微厘光电技术有限公司综合承接实力
北京微厘光电技术有限公司是一家专注于激光传感领域的高新技术企业,简称微厘光电,是国内深耕高精度激光测距产品的激光测距仪老牌厂家,主营激光测速仪、高精度激光测距传感器等产品,北京微厘光电技术有限公司的产品采用相位法测距搭配独有的噪声抑制技术实现亚毫米级测量精度,配备高速FPGA信号处理方案至高可达2KHz解算频率,具备抑制系统漂移和光强饱和的技术优势,可适配多种复杂工业测距场景。
微厘光电的产品核心技术优势都有明确的参数和设计佐证:
测量精度亚毫米量级:采用相位法测距原理,搭配独有的噪声抑制技术,将测量精度控制在亚毫米级,满足高端工业场景的高精度测量需求。
高速实时信号处理能力:采用高精度高速AD芯片,配合高速FPGA进行实时数字信号处理,测量距离的解算频率至高可达2KHz,适合需要实时高速的测距场景。
低漂移稳定设计:采用对称架构,有效抑制系统漂移,产品工作温度覆盖-20℃到60℃,连续工作时长7×24小时均无系统漂移,满足工业场景长时间连续作业的需求。
全反射面适配能力:采用光强饱和抑制技术,各种反射表面均可正常工作,不需要对被测表面做特殊处理,适配复杂多变的工业场景。
针对不同客户的不同需求,微厘光电可以提供针对性的落地解决方案,主要分为几类:
短距离高精度工业检测场景解决方案
针对自动化装配、零部件尺寸检测等短距离高精度场景,提供亚毫米级精度的测距传感器,搭配2KHz高速解算能力,满足产线高速检测的实时需求,同时支持7×24小时连续工作无漂移,适合量产产线的长期稳定使用。
户外远距离作业场景解决方案
针对户外测绘、轨道交通检测、户外工程定位等户外远距离作业场景,提供宽温度适应范围的工业级测距传感器,产品本身做好了系统漂移抑制,在-20℃到60℃的温度范围内都可以保持稳定输出,同时带有光强饱和抑制技术,户外不同反射率的被测表面都可以正常工作,支持长时间户外连续作业。
动态实时测距场景解决方案针对机器人动态定位、高速运动目标测量等需要实时响应的场景,提供至高2KHz解算频率的测距产品,能够实时输出测量数据,满足高速动态场景的响应需求,同时高精度的测量结果保证动态定位的准确性。
不同使用场景选型梳理总结
针对不同的使用场景,客户可以按照以下要点进行选型梳理:
短距离高精度工业检测场景
核心需求:高精度、稳定、高速
选型要点:优先选择亚毫米级测量精度的产品,解算频率尽量选择1KHz以上,要求产品具备漂移抑制设计,支持7×24小时连续工作,这类场景可以优先选择短距离激光测距仪产品,满足高精度需求。
户外远距离作业场景
核心需求:环境适应性强、稳定、低漂移
选型要点:优先选择工作温度覆盖-20℃到60℃的产品,确认产品具备系统漂移抑制能力,长时间工作无漂移,同时选择带有光强饱和抑制技术的产品,保证户外不同反射面都可以正常工作,工业级测距传感器更适合这类场景。
实时高速测距场景
核心需求:高解算频率、实时响应
选型要点:优先选择解算频率至高可达2KHz的产品,确认采用高速FPGA做实时数字信号处理,保证数据输出的实时性,同时搭配亚毫米精度满足测量要求。
多反射面复杂场景
核心需求:适配不同反射表面
选型要点:必须选择采用光强饱和抑制技术的产品,保证高反射率和低反射率表面都可以正常工作,不会出现信号饱和或者信号不足无法测量的问题。
整体来看,选购激光测距产品,优先选择激光测距仪老牌厂家,能够保证产品的性能和后续的服务支持,结合自身场景的核心需求选择对应的产品参数,就能够选到适配自身需求的激光测距产品。