Laserski moduli za mjerenje udaljenosti su visoko precizni alati široko korišteni u poljima kao što su autonomna vožnja, dronovi, industrijska automatizacija i robotika. Princip rada ovih modula obično uključuje emitiranje laserskog snopa i mjerenje udaljenosti između objekta i senzora primanjem reflektirane svjetlosti. Među različitim parametrima performansi laserskih mjernih modula, divergencija snopa je ključni faktor koji izravno utječe na mjernu tačnost, raspon mjerenja i izbor scenarija aplikacija.
1. Osnovni koncept divergencije snopa
Divergencija greda odnosi se na ugao na kojem se laserski snop povećava veličina poprečnog presjeka dok putuje dalje od laserskog emitera. U jednostavnijim terminima, manji snop divergencije, to je koncentriraniji laserski snop ostaje tokom širenja; Suprotno tome, veća divergencija snopa, širi širi grede. U praktičnim primjenama, divergencija snopa obično se izražava u uglovima (stepeni ili miliradi).
Divergencija laserskog snopa određuje koliko se širi na određenoj udaljenosti, što zauzvrat utječe na veličinu mjesta na ciljnom objektu. Ako je divergencija prevelika, snop će pokriti veće područje na dugim udaljenostima, što može smanjiti mjernu tačnost. S druge strane, ako je divergencija premala, snop se može postati previše fokusiran na dugim udaljenostima, što otežava pravilno ili čak spriječivši primitak odbijenog signala. Stoga je odabir odgovarajuće divergencije snopa ključno za tačnost i raspon primjene modula za mjerenje laserskih udaljenosti.
2. Uticaj divergencije snopa na performanse modula za mjerenje laserskih udaljenosti
Divergencija snopa direktno utječe na točnost mjerenja laserskog modula za daljinu. Veća divergencija snopa rezultira većom veličinom mjesta, koja može dovesti do razbacane reflektirane svjetlosti i netačne mjere. Na duljim udaljenostima, veća veličina mjesta može oslabiti reflektirano svjetlo, utječe na kvalitetu signala koji je primio senzor, čime se povećava greške u mjerenju. Suprotno tome, manja divergencija snopa drži laserski snop fokusiran na duže udaljenosti, što rezultira manjom veličinom mjesta i na taj način veća tačnost mjerenja. Za aplikacije koje zahtijevaju visoku preciznost, kao što su lasersko skeniranje i precizna lokalizacija, manja divergencija snopa općenito je preferirani izbor.
Divergencija snopa je takođe usko povezana s rasponom mjerenja. Za module laserskih udaljenosti s velikim divergencijom snopa, laserski snop brzo će se proširiti na velike udaljenosti, oslabiti reflektirani signal i u konačnici ograničavajući učinkovit raspon mjerenja. Uz to, veća veličina spot može prouzrokovati da se odraz svjetlost dođe iz višestrukih smjerova, što se senzor otežava precizno primi signal iz cilja, što zauzvrat utječe na rezultate mjerenja.
S druge strane, manja divergencija snopa pomaže da laserski snop ostane koncentriran, osiguravajući da se reflektirana svjetlost ostane jaka i tako proširuje efikasan raspon mjerenja. Stoga je manji snop divergencija modula za mjerenje laserskih udaljenosti, što je dalje efikasan raspon mjerenja obično.
Izbor divergencije snopa usko je vezan za scenarij aplikacije laserskog modula za mjerenje udaljenosti. Za scenarije koje zahtijevaju mjerenja dugog dometa i visoke preciznosti (kao što su otkrivanje prepreka u autonomnoj vožnji, Lidar), modul s malim divergencijama snopa obično se bira kako bi se osigurala precizna mjerenja na velikim daljinama.
Za mjerenja u kratkim relacijama, skeniranje ili neke industrijske automatizacije, modul s većim divergencijom snopa može se poželjeti povećati područje pokrivanja i poboljšati efikasnost mjerenja.
Na grejsku divergenciju takođe utiču i okolišni uvjeti. U složenim okruženjima sa jakim reflektivnim karakteristikama (poput industrijske proizvodnje ili izgradnje skeniranja), širenje laserskog snopa može utjecati na refleksiju i prijem svjetla. U takvim se slučajevima veća divergencija snopa može pomoći prekrivanjem većeg područja, povećavajući čvrstoću primljenog signala i smanjenje uplitanja okoliša. S druge strane, u jasnom, neometanom okruženju, manja divergencija snopa može pomoći u fokusu mjerenja na cilju, na taj način minimiziranje grešaka.
3. Izbor i dizajn divergencije snopa
Raspoloženje snopa laserskog modula za mjerenje udaljenosti obično se određuje dizajnom laserskog emitera. Različiti scenariji aplikacija i zahtjevi rezultiraju varijacijama u dizajnu divergencije snopa. Ispod su nekoliko zajedničkih scenarija aplikacija i njihove povezane izbore za divergenciju snopa:
- Visoka preciznost i mjerenje dugog dometa:
Za aplikacije koje zahtijevaju visoku preciznost i duge mjerne udaljenosti (poput preciznih mjerenja, litara i autonomne vožnje), općenito je odabrano manje divergencije snopa. To osigurava da laserski snop održava malu veličinu na licu mjesta na duljim udaljenostima, poboljšavajući i preciznost mjerenja i raspona. Na primjer, u autonomnoj vožnji, divergencija snopa litarskih sustava obično se drži ispod 1 ° da precizno otkrije udaljene prepreke.
- Velika pokrivenost sa nižim preciznim zahtjevima:
U scenariji gdje je potrebna veća površina pokrivenosti, ali preciznost nije toliko kritična (poput lokalizacije robota i skeniranja okoliša), obično se bira veća divergencija snopa. To omogućava laserskom snopu da pokriva širi prostor, poboljšavajući mogućnosti osjetljivosti uređaja i čineći ga pogodnim za brzo skeniranje ili otkrivanje velikog područja.
- Zamjensko unosno mjerenje kratkog udaljenosti:
Za mjerenja unutarnjeg ili kratkog dometa, veća divergencija snopa može pomoći povećanju pokrivenosti laserskim snopom, smanjujući greške u mjerenju zbog nepravilnih uglova refleksije. U takvim slučajevima veća divergencija snopa može osigurati stabilne rezultate mjerenja povećanjem veličine mjesta.
4. Zaključak
Divergencija snopa jedan je od ključnih faktora koji utječu na performanse modula za mjerenje laserskih udaljenosti. Izravno utječe na mjernu tačnost, raspon mjerenja i izbor scenarija aplikacija. Pravilni dizajn divergencije snopa može poboljšati ukupne performanse modula za mjerenje laserskih udaljenosti, osiguravajući njegovu stabilnost i efikasnost u različitim aplikacijama. Kako tehnologija mjerenja laserske udaljenosti i dalje evoluira, optimiziranje divergencije snopa postat će važan faktor u proširenju raspona aplikacija i mjernih mogućnosti ovih modula.
Lumipot
Adresa: Zgrada 4 #, br.99 Furong 3. put, Xishan dist. Wuxi, 214000, Kina
Tel: + 86-0510 87381808.
Mobitel: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Vrijeme objavljivanja: Nov-18-2024