光电测量技术发展现状及其展望

　　摘要：近年来，光电测量技术快速发展，尤其是在“互联网+”国家发展规划下，为光电测量技术提供了新的发展契机。本文详细介绍了光电测量技术基本情况，分析了光电测量技术发展现状及其在前沿科技中的应用情况，并针对大数据、互联网下，光电测量技术未来发展方向，提出自己的想法，有利于促进光电测量技术的发展。

　　关键词：光电测量;发展现状;大数据

　　《光电工程》(月刊)创刊于1974年，由中国科学院光电技术研究所主办。本刊反应光电科学与工程领域的最新成就与发展，促进国内外的学术交流，为我国光电技术的发展做出贡献。

　　1概述

　　光电测量系统作为一种现代检测技术，通常由传感器、信号处理器和输出环节三模块构成，并将基础光纤通信及主体光电子器件相结合，实现对各种高电位的物理量的测量传输。具有高灵敏度、非接触性测量、抗电磁干扰性强等特点，广泛地应用于各领域。

　　当前随着大数据、互联网+、物联网技术的发展，以及人工智能规划下，各行各业无时无刻不在发生变革，上述高新技术的应用，能够促进传统行业的进步与发展。光电测量技术也不例外，应在现有基础上不断进行软硬件的升级。

　　因此本文通过介绍光电测量技术基本概念、基本组成及原理，总结了其现有应用情况，并提出了在大数据、互联网+、人工智能发展战略下，光电测量技术应怎样进行发展。

　　2光电测量技术基本理论

　　2.1光电测量系统组成及原理

　　作为一种现代化新型检测技术，光电测量技术将基础光纤通信及主体光电子器件相结合，实现对各种高电位的物理量的测量传输。光电测量系统通常由传感器、信号处理器和输出环节三模块构成，利用不导电的光纤传输信息，可广泛灵便的应用于较高电压环境。因其高灵敏度、非接触性测量、抗电磁干扰性强等无可比拟的优点，适用于各种复杂多样物理量的测量。其中光电测量系统组成见图1。

　　光电测量技术主要依赖于传感器信号的采集，其基本原理为：当其处于高电位时，传感器在相应被测物理量作用下提取信息，不能直接满足输出需求的信息需将通过信号处理器对光源发出的光进行调理、处理和分析。具有高绝缘强度的光纤把携带信息的被调制光传输到低电位端，继而光信号转换成标准电信号，解调后便可获取到能够反映高电位处物理量的信息。

　　2.2光电测量系统分类

　　光电测量系统具有多种分类方式，一般而言，光电测量系统可分为两种系统，即有源和无源。

　　有源系统里，在高压端的光源及电子器件的供电电源来自处于高电位的测量系统，相关信息经过调制器对光源发出的光直接实行调制即内调制，调制方法有模拟调制法和数字调制法。此种系统流程简便，然而需供电于高压端。可应用于任意能将物理量转变成电信号的场合，已被制作成如下测量装置：工频电流、冲击电流、电晕电流、电场强度等。

　　无源系统里，因其光源处于低电位，所以无须供电电源。从低电位发出的光经由光纤传送至高电位处的无源调制器并进行间接调制，即外调制。携有信息的光经由光纤传至地面并解调后，便可得到高电位处的信息。此种系统可测量众多物理量，比如电压、电流、温度、压力、电场强度、磁场强度等。

　　3光电测量技术应用

　　当前光电测量技术在各行各业得到了越来越多的应用，主要包括以下几个方向。

　　1)智能机器人定位

　　隨着新一轮人工智能发展方案的提出，大力发展智能机器人成为我国人工智能重要的发展方向，智能机器人能够应用于医疗行业、制造行业、物流行业、电力巡检行业等，将进一步推动我国科技的发展。

　　在智能机器人巡航及位置定位中，主要应用无线射频识别、超声波、红外、激光灯技术等光电测量技术，大大保证了机器人的定位精度。

　　2)自动驾驶激光雷达

　　自动驾驶技术有利于提高车辆运行的安全性，其故障保护系统能够在驾驶人员疲惫走神的状态下进行报警提示，与其传感器测量息息相关。激光雷达技术能够精准地实现无人驾驶障碍定位、距离测距以及周边环境三维建模。

　　3)电力线激光点云技术

　　我国幅员辽阔、部分山区地势复杂，为保障居民用电，及时进行电力线故障维修及定位。激光点云技术在电力线检测领域得到广泛应用，通过激光点云技术对电力线数据进行采集，并建模，能够完成对电力线故障等问题的详细分析。

　　4光电测量技术未来发展方向

　　当前大数据、互联网+在各行业得到了广泛的应用，怎样将大数据等技术应用于光电测量技术中，将成为光电测量未来发展的重要方向。下文提出几种发展方向仅供参考。

　　1)创新嵌入式技术应用

　　嵌入式技术是光电测量技术的基础，将最新的嵌入式芯片进行应用，能够从硬件基础上提高光电测量精度。

　　2)构建光电测量物联网体系

　　物联网技术结合了信息技术、传感技术、网络技术、计算机技术，能够实现物物相连，将物联网技术与光电测量技术进行结合，构建物联网体系，能够实现光电测量数据的感知、传输与处理。

　　3)构建光电测量数据分析系统

　　大数据的发展，充分体现了数据的价值，物联网技术的使用能够有效完成数据的采集，但是没有好的数据分析系统，无法实现数据的有效分析。构建适用于光电测量的数据分析系统，将最先进的数据分析算法进行应用，有利于光电测量数据的智能化处理。

　　5结论

　　本文详细分析光电测量技术发展现状，光电测量技术最为一种最为常用的检测技术，分为有源与无源两种，在智能机器人定位、自动驾驶、电力线检测等领域得到了广泛的应用。为提高光电测量精度，适应国家大数据发展战略，作者提出光电测量技术几大发展方向应为创新嵌入式技术应用、构建光电测量物联网体系、构建光电测量数据分析系统等。

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文章名称： 光电测量技术发展现状及其展望

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