光電測量技術發展現狀及其展望

耿建偉

摘要：近年來，光電測量技術快速發展，尤其是在“互聯網+”國家發展規劃下，為光電測量技術提供了新的發展契機。本文詳細介紹了光電測量技術基本情況，分析了光電測量技術發展現狀及其在前沿科技中的應用情況，并針對大數據、互聯網下，光電測量技術未來發展方向，提出自己的想法，有利于促進光電測量技術的發展。

關鍵詞：光電測量;發展現狀;大數據

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）32-0250-02

1概述

光電測量系統作為一種現代檢測技術，通常由傳感器、信號處理器和輸出環節三模塊構成，并將基礎光纖通信及主體光電子器件相結合，實現對各種高電位的物理量的測量傳輸。具有高靈敏度、非接觸性測量、抗電磁干擾性強等特點，廣泛地應用于各領域。

當前隨著大數據、互聯網+、物聯網技術的發展，以及人工智能規劃下，各行各業無時無刻不在發生變革，上述高新技術的應用，能夠促進傳統行業的進步與發展。光電測量技術也不例外，應在現有基礎上不斷進行軟硬件的升級。

因此本文通過介紹光電測量技術基本概念、基本組成及原理，總結了其現有應用情況，并提出了在大數據、互聯網+、人工智能發展戰略下，光電測量技術應怎樣進行發展。

2光電測量技術基本理論

2.1光電測量系統組成及原理

作為一種現代化新型檢測技術，光電測量技術將基礎光纖通信及主體光電子器件相結合，實現對各種高電位的物理量的測量傳輸。光電測量系統通常由傳感器、信號處理器和輸出環節三模塊構成，利用不導電的光纖傳輸信息，可廣泛靈便的應用于較高電壓環境。因其高靈敏度、非接觸性測量、抗電磁干擾性強等無可比擬的優點，適用于各種復雜多樣物理量的測量。其中光電測量系統組成見圖1。

光電測量技術主要依賴于傳感器信號的采集，其基本原理為：當其處于高電位時，傳感器在相應被測物理量作用下提取信息，不能直接滿足輸出需求的信息需將通過信號處理器對光源發出的光進行調理、處理和分析。具有高絕緣強度的光纖把攜帶信息的被調制光傳輸到低電位端，繼而光信號轉換成標準電信號，解調后便可獲取到能夠反映高電位處物理量的信息。

2.2光電測量系統分類

光電測量系統具有多種分類方式，一般而言，光電測量系統可分為兩種系統，即有源和無源。

有源系統里，在高壓端的光源及電子器件的供電電源來自處于高電位的測量系統，相關信息經過調制器對光源發出的光直接實行調制即內調制，調制方法有模擬調制法和數字調制法。此種系統流程簡便，然而需供電于高壓端。可應用于任意能將物理量轉變成電信號的場合，已被制作成如下測量裝置：工頻電流、沖擊電流、電暈電流、電場強度等。

無源系統里，因其光源處于低電位，所以無須供電電源。從低電位發出的光經由光纖傳送至高電位處的無源調制器并進行間接調制，即外調制。攜有信息的光經由光纖傳至地面并解調后，便可得到高電位處的信息。此種系統可測量眾多物理量，比如電壓、電流、溫度、壓力、電場強度、磁場強度等。

3光電測量技術應用

當前光電測量技術在各行各業得到了越來越多的應用，主要包括以下幾個方向。

1）智能機器人定位

隨著新一輪人工智能發展方案的提出，大力發展智能機器人成為我國人工智能重要的發展方向，智能機器人能夠應用于醫療行業、制造行業、物流行業、電力巡檢行業等，將進一步推動我國科技的發展。

在智能機器人巡航及位置定位中，主要應用無線射頻識別、超聲波、紅外、激光燈技術等光電測量技術，大大保證了機器人的定位精度。

2）自動駕駛激光雷達

自動駕駛技術有利于提高車輛運行的安全性，其故障保護系統能夠在駕駛人員疲憊走神的狀態下進行報警提示，與其傳感器測量息息相關。激光雷達技術能夠精準地實現無人駕駛障礙定位、距離測距以及周邊環境三維建模。

3）電力線激光點云技術

我國幅員遼闊、部分山區地勢復雜，為保障居民用電，及時進行電力線故障維修及定位。激光點云技術在電力線檢測領域得到廣泛應用，通過激光點云技術對電力線數據進行采集，并建模，能夠完成對電力線故障等問題的詳細分析。

4光電測量技術未來發展方向

當前大數據、互聯網+在各行業得到了廣泛的應用，怎樣將大數據等技術應用于光電測量技術中，將成為光電測量未來發展的重要方向。下文提出幾種發展方向僅供參考。

1）創新嵌入式技術應用

嵌入式技術是光電測量技術的基礎，將最新的嵌入式芯片進行應用，能夠從硬件基礎上提高光電測量精度。

2）構建光電測量物聯網體系

物聯網技術結合了信息技術、傳感技術、網絡技術、計算機技術，能夠實現物物相連，將物聯網技術與光電測量技術進行結合，構建物聯網體系，能夠實現光電測量數據的感知、傳輸與處理。

3）構建光電測量數據分析系統

大數據的發展，充分體現了數據的價值，物聯網技術的使用能夠有效完成數據的采集，但是沒有好的數據分析系統，無法實現數據的有效分析。構建適用于光電測量的數據分析系統，將最先進的數據分析算法進行應用，有利于光電測量數據的智能化處理。

5結論

本文詳細分析光電測量技術發展現狀，光電測量技術最為一種最為常用的檢測技術，分為有源與無源兩種，在智能機器人定位、自動駕駛、電力線檢測等領域得到了廣泛的應用。為提高光電測量精度，適應國家大數據發展戰略，作者提出光電測量技術幾大發展方向應為創新嵌入式技術應用、構建光電測量物聯網體系、構建光電測量數據分析系統等。