Súng bắn tốc độ laser (hoặc lidar, để phát hiện ánh sáng và đo phạm vi) sử dụng phương pháp trực tiếp hơn dựa vào thời gian phản xạ ánh sáng . Có lẽ bạn đã từng trải qua thời gian phản xạ của sóng âm dưới dạng tiếng vang. Ví dụ: nếu bạn hét xuống giếng hoặc băng qua hẻm núi, âm thanh sẽ mất một khoảng thời gian đáng kể để chạm tới đáy giếng và truyền trở lại tai bạn. Âm thanh truyền đi với tốc độ khoảng 300 mét mỗi giây, do đó, một cái giếng sâu hoặc một hẻm núi rộng sẽ tạo ra thời gian truyền đi một vòng rất rõ ràng cho âm thanh.
Còn được gọi là súng lidar, những thiết bị đo tốc độ này không chỉ rất chính xác mà còn hoạt động nhanh chóng và đáng tin cậy để cho cảnh sát biết bạn đang di chuyển nhanh như thế nào.
LiDAR là gì?
Được phát minh vào đầu những năm 1960, lidar (viết tắt của Light Detector And Ranging) được thiết kế để đo khoảng cách. Các thiết bị lidar truyền một loạt xung ánh sáng hồng ngoại tập trung thành chùm tia hướng tới một vật thể. Hệ thống đo khoảng thời gian để xung đó phản xạ trở lại bộ thu laser (thấu kính thứ hai ở mặt trước của thiết bị). Biết rằng ánh sáng truyền đi với tốc độ 300.000km mỗi giây, máy tính trong thiết bị có thể tính toán khoảng cách của một vật thể, dựa trên khoảng thời gian mà mỗi xung ánh sáng quay trở lại.
Súng laser (LiDAR) hoạt động như thế nào?
Súng laser của cảnh sát sử dụng một loạt xung để tính toán tốc độ. Nếu người điều khiển hướng súng vào một vật thể đứng yên, mỗi xung sẽ mất một khoảng thời gian như nhau để phản xạ trở lại súng. Hệ thống so sánh các thời gian phản ánh này và tính toán sự thay đổi. Khi không có thay đổi, thiết bị sẽ hiển thị tốc độ đối tượng là 0 km/h.
Nếu thời gian để mỗi xung quay trở lại giảm đi thì súng sẽ biết vật thể đang di chuyển về phía người điều khiển. Nếu thời gian phản xạ tăng lên thì vật đang chuyển động ra xa người điều khiển. Tốc độ thay đổi thời gian phản xạ tín hiệu được sử dụng để xác định tốc độ mà vật thể đang đến gần (hoặc di chuyển ra xa) người vận hành súng.
Mặc dù điều này nghe có vẻ phức tạp nhưng hầu hết các loại súng lidar đều có thể thực hiện những phép tính này cực kỳ nhanh chóng, thường trong 0,3 đến 0,35 giây. Tốc độ đáng kinh ngạc này khiến người lái xe không thể giảm tốc độ trước khi cảnh sát biết mình đang lái xe nhanh như thế nào.
Súng bắn tốc độ laser đo thời gian khứ hồi để ánh sáng chiếu tới ô tô và phản xạ trở lại. Ánh sáng từ súng bắn tốc độ laser di chuyển nhanh hơn nhiều so với âm thanh – khoảng 300.000.000 mét mỗi giây, hoặc khoảng 1 feet (30 cm) mỗi nano giây. Súng bắn tốc độ laser bắn một chùm ánh sáng laser hồng ngoại rất ngắn và sau đó chờ cho nó phản xạ khỏi xe. Súng đếm số nano giây cần thiết cho hành trình khứ hồi và bằng cách chia cho 2, nó có thể tính được khoảng cách đến ô tô. Nếu súng lấy 1.000 mẫu mỗi giây, nó có thể so sánh sự thay đổi khoảng cách giữa các mẫu và tính toán tốc độ của ô tô. Bằng cách lấy hàng trăm mẫu trong khoảng một phần ba giây hoặc lâu hơn, độ chính xác có thể rất cao.
Ưu điểm của súng bắn tốc độ laser là kích thước của “hình nón” ánh sáng mà súng phát ra rất nhỏ, thậm chí ở phạm vi như 300 mét. Hình nón ở khoảng cách này có thể có đường kính 1 mét. Điều này cho phép súng nhắm mục tiêu vào một phương tiện cụ thể. Súng bắn tốc độ laser cũng rất chính xác. Điểm bất lợi là phải nhắm súng khi bắn tốc độ.
