Cảm biến laser tam giác hóa đo khoảng cách bằng vị trí đốm sáng ra sao?
Khám phá mở rộng – Vật lý 11
Cảm biến laser tam giác hóa đo khoảng cách từ vị trí ảnh của một đốm sáng trên bộ thu. Nguồn phát và đường nhìn của bộ thu được đặt lệch nhau, nên khi bề mặt dịch gần hoặc xa, hướng ánh sáng phản xạ tới bộ thu cũng thay đổi.
Một đốm sáng làm mốc hình học
Laser tạo điểm sáng trên bề mặt cần đo. Hệ thấu kính nhận một phần ánh sáng từ điểm đó và đưa ảnh lên cảm biến. Khoảng cách khác nhau tương ứng với vị trí ảnh khác nhau trong cấu hình đã xác định.
Tên tam giác hóa nhắc tới hình học giữa nguồn, điểm trên vật và bộ thu. Chỉ nhìn đốm sáng bằng mắt chưa đủ; thiết bị cần biết các quan hệ hình học của chính nó.
Vị trí ảnh mang thông tin
Hình dung nhìn cùng một vật từ hai chỗ: vật gần thường đổi hướng nhìn rõ hơn khi ta đổi vị trí quan sát. Trong cảm biến, bố trí nguồn và bộ thu giúp biến thay đổi khoảng cách thành thay đổi có thể đo trên mặt nhận.
Ví dụ một bề mặt trên dây chuyền cần được theo dõi độ cao mà không chạm vào. Máy đọc vị trí ảnh, rồi dùng quan hệ hiệu chuẩn để suy độ dịch chuyển trong miền làm việc.
Khác việc bấm giờ cho ánh sáng
Cách này không nhất thiết đo thời gian ánh sáng đi rồi về. Một hệ đo thời gian bay và một hệ tam giác hóa có thể đều chiếu laser nhưng lấy thông tin khác nhau từ ánh sáng nhận được.
Cũng không thể suy khoảng cách chỉ từ đốm sáng to hay nhỏ. Độ rõ, hướng bề mặt và đặc tính phản xạ ảnh hưởng khả năng xác định vị trí ảnh; cần một bộ thu và xử lý phù hợp.
Hiểu lầm: có laser thì nguyên lý đo khoảng cách luôn giống LiDAR xung. Tên nguồn sáng không quyết định toàn bộ cách đo.
Ghi nhớ: bố trí lệch tạo quan hệ góc; điểm phản xạ tạo ảnh; vị trí ảnh được nối với khoảng cách. Hình học là phần lõi của phép đo này.
Đọc thêm
- LiDAR dựng bản đồ ba chiều bằng tia laser như thế nào?
- Máy ảnh lấy nét theo pha nhận ra phải dịch ống kính về đâu ra sao?