เทคโนโลยีตรวจจับเสียงพูดระยะไกลด้วยเลเซอร์

เทคโนโลยีตรวจจับเสียงพูดระยะไกลด้วยเลเซอร์
เลเซอร์การตรวจจับเสียงพูดระยะไกล: เปิดเผยโครงสร้างของระบบตรวจจับ

ลำแสงเลเซอร์บางๆ เต้นระยิบระยับอย่างงดงามในอากาศ ค้นหาเสียงที่อยู่ไกลออกไปอย่างเงียบๆ หลักการเบื้องหลัง “ความมหัศจรรย์” ทางเทคโนโลยีแห่งอนาคตนี้เป็นความลับสุดยอดและเต็มไปด้วยเสน่ห์ วันนี้เราจะมาเปิดเผยเทคโนโลยีอันน่าทึ่งนี้และสำรวจโครงสร้างและหลักการอันน่าทึ่งของมันกัน หลักการของการตรวจจับเสียงระยะไกลด้วยเลเซอร์แสดงในรูปที่ 1(ก) ระบบตรวจจับเสียงระยะไกลด้วยเลเซอร์ประกอบด้วยระบบวัดการสั่นสะเทือนด้วยเลเซอร์และเป้าหมายการวัดการสั่นสะเทือนที่ไม่ให้ความร่วมมือ ตามโหมดการตรวจจับการสะท้อนของแสง ระบบตรวจจับสามารถแบ่งออกเป็นแบบไม่รบกวนและแบบรบกวน และแผนภาพแสดงไว้ในรูปที่ 1(ข) และ (ค) ตามลำดับ

รูปที่ 1 (ก) แผนภาพบล็อกของระบบตรวจจับเสียงระยะไกลด้วยเลเซอร์ (ข) แผนภาพแสดงระบบวัดการสั่นสะเทือนระยะไกลด้วยเลเซอร์แบบไม่ใช้การแทรกสอด (ค) แผนภาพหลักการทำงานของระบบวัดการสั่นสะเทือนระยะไกลด้วยเลเซอร์แบบใช้การแทรกสอด

1. ระบบตรวจจับแบบไม่รบกวน ระบบตรวจจับแบบไม่รบกวนเป็นคุณลักษณะที่ตรงไปตรงมามากครับ โดยใช้การฉายแสงเลเซอร์ไปยังพื้นผิวเป้าหมาย และเมื่อแสงสะท้อนเคลื่อนที่เฉียง มุมอะซิมุธก็จะเปลี่ยนไป ทำให้ความเข้มของแสงหรือภาพจุดรบกวนที่ปลายทางรับเปลี่ยนแปลง จึงสามารถวัดการสั่นสะเทือนขนาดเล็กของพื้นผิวเป้าหมายได้โดยตรง แล้วจึงส่งสัญญาณเสียงแบบ "ตรงต่อตรง" เพื่อตรวจจับสัญญาณจากระยะไกล ตามโครงสร้างของตัวรับโฟโตดีเทคเตอร์ระบบตรวจจับแบบไม่รบกวนสามารถแบ่งออกได้เป็นแบบจุดเดียวและแบบอาร์เรย์ โครงสร้างแบบจุดเดียวมีหัวใจหลักอยู่ที่ “การสร้างสัญญาณเสียงขึ้นใหม่” กล่าวคือ การวัดการสั่นสะเทือนของพื้นผิววัตถุโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสงตรวจจับของตัวตรวจจับที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงทิศทางของแสงสะท้อนกลับ โครงสร้างแบบจุดเดียวมีข้อดีคือ ต้นทุนต่ำ โครงสร้างเรียบง่าย อัตราการสุ่มตัวอย่างสูง และการสร้างสัญญาณเสียงขึ้นใหม่แบบเรียลไทม์ตามการป้อนกลับของกระแสไฟฟ้าจากตัวตรวจจับ แต่ผลกระทบจากแสงเลเซอร์แบบสเปคเคิลจะทำลายความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างการสั่นสะเทือนและความเข้มของแสงตรวจจับ ดังนั้นจึงจำกัดการใช้งานของระบบตรวจจับแบบไม่รบกวนแบบจุดเดียว โครงสร้างแบบอาร์เรย์สร้างการสั่นสะเทือนของพื้นผิวเป้าหมายขึ้นใหม่ผ่านอัลกอริทึมการประมวลผลภาพสเปคเคิล ทำให้ระบบวัดการสั่นสะเทือนมีความสามารถในการปรับตัวกับพื้นผิวที่ขรุขระได้ดี และมีความแม่นยำและความไวสูงกว่า

2. ระบบตรวจจับการรบกวนแตกต่างจากการตรวจจับแบบไม่รบกวนที่ตรงไปตรงมา การตรวจจับการรบกวนมีเสน่ห์ทางอ้อมมากกว่า หลักการคือการฉายแสงเลเซอร์ไปที่พื้นผิวของเป้าหมาย พื้นผิวเป้าหมายจะเคลื่อนที่ไปตามแกนแสงและสะท้อนกลับ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟส/ความถี่ การใช้เทคโนโลยีการรบกวนเพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงความถี่/เฟส เพื่อให้ได้การวัดการสั่นสะเทือนขนาดเล็กจากระยะไกล ปัจจุบัน เทคโนโลยีการตรวจจับการรบกวนที่ทันสมัยกว่าสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทตามหลักการ ได้แก่ เทคโนโลยีการวัดการสั่นสะเทือนแบบดอปเปลอร์ด้วยเลเซอร์ และวิธีการรบกวนแบบผสมตัวเองด้วยเลเซอร์โดยอาศัยการตรวจจับสัญญาณเสียงจากระยะไกล วิธีการวัดการสั่นสะเทือนแบบดอปเปลอร์ด้วยเลเซอร์นั้นอาศัยปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ของเลเซอร์ในการตรวจจับสัญญาณเสียงโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงความถี่ดอปเปลอร์ที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของพื้นผิวของวัตถุเป้าหมาย ส่วนเทคโนโลยีการรบกวนแบบผสมตัวเองด้วยเลเซอร์นั้นวัดการเคลื่อนที่ ความเร็ว การสั่นสะเทือน และระยะทางของเป้าหมายโดยการปล่อยให้แสงสะท้อนบางส่วนจากเป้าหมายที่อยู่ไกลกลับเข้าไปในตัวเรโซเนเตอร์ของเลเซอร์และทำให้เกิดการปรับเปลี่ยนแอมพลิจูดและความถี่ของสนามเลเซอร์ ข้อดีของระบบนี้อยู่ที่ขนาดที่เล็กและความไวสูงของระบบวัดการสั่นสะเทือน และ...เลเซอร์กำลังต่ำสามารถใช้ตรวจจับสัญญาณเสียงระยะไกลได้ ระบบวัดการผสมสัญญาณด้วยตนเองโดยใช้เลเซอร์แบบเปลี่ยนความถี่สำหรับการตรวจจับสัญญาณเสียงพูดระยะไกลแสดงอยู่ในรูปที่ 2

รูปที่ 2 แผนภาพแสดงระบบการวัดการผสมตัวเองของเลเซอร์แบบเปลี่ยนความถี่

เทคโนโลยีการดักฟังด้วยเลเซอร์เป็นวิธีการทางเทคนิคที่มีประโยชน์และมีประสิทธิภาพสูง ไม่เพียงแต่ใช้ในการตรวจจับเท่านั้น แต่ยังมีประสิทธิภาพและการใช้งานที่กว้างขวางในด้านการตอบโต้การตรวจจับอีกด้วย – เทคโนโลยีนี้สามารถตอบโต้การดักฟังได้ในระยะ 100 เมตรในอาคารสำนักงานและสถานที่ที่มีผนังกระจก และอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียวสามารถปกป้องห้องประชุมที่มีพื้นที่หน้าต่าง 15 ตารางเมตรได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังมีความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็วในการสแกนและระบุตำแหน่งภายใน 10 วินาที ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งสูงกว่า 90% และความน่าเชื่อถือสูงสำหรับการทำงานที่เสถียรในระยะยาว เทคโนโลยีการดักฟังด้วยเลเซอร์จึงสามารถรับประกันความปลอดภัยของข้อมูลเสียงของผู้ใช้ในสำนักงานอุตสาหกรรมที่สำคัญและสถานการณ์อื่นๆ ได้อย่างแข็งแกร่ง