Moduli za mjerenje laserske udaljenosti su alati visoke preciznosti koji se široko koriste u poljima kao što su autonomna vožnja, bespilotne letjelice, industrijska automatizacija i robotika. Načelo rada ovih modula obično uključuje emitiranje laserskog snopa i mjerenje udaljenosti između objekta i senzora primanjem reflektirane svjetlosti. Među različitim parametrima performansi modula za mjerenje laserske udaljenosti, divergencija snopa je ključni faktor koji izravno utječe na točnost mjerenja, raspon mjerenja i izbor scenarija primjene.
1. Osnovni koncept divergencije snopa
Divergencija snopa odnosi se na kut pod kojim se laserski snop povećava u veličini poprečnog presjeka dok putuje dalje od laserskog emitera. Jednostavnije rečeno, što je manja odstupanja snopa, to je koncentriraniji laserski snop ostaje tijekom širenja; Suprotno tome, što je veća divergencija snopa, to se širi širi snop. U praktičnim primjenama, divergencija snopa obično se izražava u kutovima (stupnjevima ili miliradijanima).
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 velikim udaljenostima, što može smanjiti točnost mjerenja. S druge strane, ako je divergencija premala, snop može postati previše fokusiran na velike udaljenosti, što otežava pravilno odražavanje ili čak sprječavanje primanja reflektiranog signala. Stoga je odabir odgovarajuće divergencije snopa presudno za točnost i raspon primjene modula za mjerenje laserske udaljenosti.
2. Utjecaj divergencije snopa na performanse modula za mjerenje laserske udaljenosti
Divergencija snopa izravno utječe na točnost mjerenja modula laserske udaljenosti. Veća divergencija snopa rezultira većom veličinom mjesta, što može dovesti do raspršenog reflektiranog svjetla i netočnih mjerenja. Na duljim udaljenostima veća veličina mjesta može oslabiti reflektirano svjetlo, što utječe na kvalitetu signala primljenim senzorom, povećavajući na taj način pogreške u mjerenju. Suprotno tome, manja divergencija snopa održava laserski snop usredotočen na veće udaljenosti, što rezultira manjom veličinom mjesta i time većom točnošću mjerenja. Za aplikacije koje zahtijevaju visoku preciznost, poput laserskog skeniranja i precizne lokalizacije, manja divergencija snopa općenito je preferirani izbor.
Divergencija snopa također je usko povezana s rasponom mjerenja. Za module laserske udaljenosti s velikim divergencijom snopa, laserski zrak brzo će se proširiti na velike udaljenosti, slabeći reflektirani signal i na kraju ograničavajući efektivni raspon mjerenja. Uz to, veća veličina mjesta može uzrokovati da reflektirana svjetlost dolazi iz više smjerova, što otežava preciznu primanju signala iz cilja, što zauzvrat utječe na rezultate mjerenja.
S druge strane, manja divergencija snopa pomaže laserskom snopu da ostane koncentrirana, osiguravajući da reflektirana svjetlost ostane jaka i na taj način proširuje učinkovit raspon mjerenja. Stoga je manja divergencija snopa modula za mjerenje laserske udaljenosti, daljnji se efektivni raspon mjerenja obično proteže.
Izbor divergencije snopa također je usko povezan sa scenarijem primjene modula za mjerenje laserske udaljenosti. Za scenarije koji zahtijevaju mjerenja dugog i visoke preciznosti (poput otkrivanja prepreka u autonomnoj vožnji, LiDAR), obično se odabire modul s malim divergencijom snopa kako bi se osigurala točna mjerenja na velikim udaljenostima.
Za mjerenja kratkih udaljenosti, skeniranje ili neke industrijske automatizacijske sustave, može se preferirati modul s većom divergencijom snopa snopa da bi povećao područje pokrivanja i poboljšao učinkovitost mjerenja.
Na divergenciju snopa također utječu uvjeti okoliša. U složenim okruženjima s jakim reflektivnim karakteristikama (poput industrijske proizvodnje ili skeniranja zgrade), širenje laserskog snopa može utjecati na odraz i prijem svjetla. U takvim slučajevima, veća divergencija snopa može pomoći pokrivanjem većeg područja, povećavajući snagu primljenog signala i smanjujući smetnje okoliša. S druge strane, u jasnom, nesmetanom okruženju, manja divergencija snopa može pomoći u fokusiranju mjerenja na cilj, minimizirajući na taj način pogreške.
3. Odabir i dizajn divergencije snopa
Divergencija snopa modula za mjerenje laserske udaljenosti obično se određuje dizajnom laserskog emitera. Različiti scenariji i zahtjevi za aplikacijom rezultiraju varijacijama u dizajnu divergentnosti snopa. Ispod je nekoliko uobičajenih scenarija primjene i pripadajući odabir divergencije snopa:
- Visoka preciznost i mjerenje dugog dometa:
Za primjene koje zahtijevaju i visoku preciznost i duge mjerne udaljenosti (kao što su precizna mjerenja, LiDAR i autonomna vožnja) općenito se odabire manja divergencija. To osigurava da laserski snop održava malu veličinu mjesta na većim udaljenostima, povećavajući i točnost mjerenja i raspon. Na primjer, u autonomnoj vožnji, divergencija zraka LiDAR -a obično se drži ispod 1 ° kako bi se točno otkrila udaljene prepreke.
- Velika pokrivenost s nižim preciznim zahtjevima:
U scenarijima u kojima je potrebno veće područje pokrivanja, ali preciznost nije tako kritična (poput lokalizacije robota i skeniranja okoliša), obično se odabire veća divergencija snopa. To omogućava laserskom snopu da pokriva šire područje, poboljšavajući mogućnosti osjetljivosti uređaja i čini ga prikladnim za brzo skeniranje ili otkrivanje velikih područja.
- Mjerenje kratkih udaljenih u zatvorenom prostoru:
Za mjerenja unutarnje ili kratke dosege, veća divergencija snopa može pomoći u povećanju pokrivenosti laserskog snopa, smanjujući pogreške mjerenja zbog nepravilnih kutova refleksije. U takvim slučajevima, veća divergencija snopa može osigurati stabilne rezultate mjerenja povećanjem veličine mjesta.
4. Zaključak
Divergencija snopa jedan je od ključnih čimbenika koji utječu na performanse modula mjerenja laserske udaljenosti. Izravno utječe na točnost mjerenja, raspon mjerenja i izbor scenarija primjene. Pravilan dizajn divergencije snopa može poboljšati ukupne performanse modula za mjerenje laserske udaljenosti, osiguravajući njegovu stabilnost i učinkovitost u različitim primjenama. Kako se tehnologija mjerenja laserske udaljenosti i dalje razvija, optimizacija divergencije snopa postat će važan faktor u proširenju raspona primjene i mogućnosti mjerenja ovih modula.
Lumispot
Adresa: Zgrada 4 #, br.99 Furong 3. cesta, Xishan Dist. Wuxi, 214000, Kina
Tel: + 86-0510 87381808.
Mobile: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Post Vrijeme: 18.-2024.