Modul pengukuran jarak laser merupakan alat presisi tinggi yang banyak digunakan dalam berbagai bidang seperti kendaraan otonom, pesawat nirawak, otomasi industri, dan robotika. Prinsip kerja modul ini biasanya melibatkan pemancaran sinar laser dan pengukuran jarak antara objek dan sensor dengan menerima pantulan cahaya. Di antara berbagai parameter kinerja modul pengukuran jarak laser, divergensi sinar merupakan faktor penting yang secara langsung memengaruhi akurasi pengukuran, jangkauan pengukuran, dan pilihan skenario aplikasi.
1. Konsep Dasar Divergensi Sinar
Divergensi berkas mengacu pada sudut di mana berkas laser bertambah dalam ukuran penampang melintang saat bergerak semakin jauh dari pemancar laser. Dalam istilah yang lebih sederhana, semakin kecil divergensi berkas, semakin terkonsentrasi berkas laser selama perambatan; sebaliknya, semakin besar divergensi berkas, semakin lebar penyebaran berkas. Dalam aplikasi praktis, divergensi berkas biasanya dinyatakan dalam sudut (derajat atau miliradian).
Divergensi sinar laser menentukan seberapa jauh sinar tersebut menyebar pada jarak tertentu, yang selanjutnya memengaruhi ukuran titik pada objek target. Jika divergensi terlalu besar, sinar akan mencakup area yang lebih luas pada jarak yang jauh, yang dapat mengurangi akurasi pengukuran. Di sisi lain, jika divergensi terlalu kecil, sinar dapat menjadi terlalu terfokus pada jarak yang jauh, sehingga sulit untuk dipantulkan dengan baik atau bahkan mencegah penerimaan sinyal pantulan. Oleh karena itu, pemilihan divergensi sinar yang tepat sangat penting untuk akurasi dan jangkauan aplikasi modul pengukuran jarak laser.
2. Dampak Divergensi Sinar pada Kinerja Modul Pengukuran Jarak Laser
Divergensi sinar secara langsung memengaruhi akurasi pengukuran modul jarak laser. Divergensi sinar yang lebih besar menghasilkan ukuran titik yang lebih besar, yang dapat menyebabkan pantulan cahaya yang tersebar dan pengukuran yang tidak akurat. Pada jarak yang lebih jauh, ukuran titik yang lebih besar dapat melemahkan pantulan cahaya, yang memengaruhi kualitas sinyal yang diterima oleh sensor, sehingga meningkatkan kesalahan pengukuran. Sebaliknya, divergensi sinar yang lebih kecil membuat sinar laser tetap terfokus pada jarak yang lebih jauh, sehingga menghasilkan ukuran titik yang lebih kecil dan dengan demikian akurasi pengukuran yang lebih tinggi. Untuk aplikasi yang memerlukan presisi tinggi, seperti pemindaian laser dan pelokalan yang tepat, divergensi sinar yang lebih kecil umumnya merupakan pilihan yang lebih disukai.
Divergensi sinar juga terkait erat dengan rentang pengukuran. Untuk modul jarak laser dengan divergensi sinar yang besar, sinar laser akan menyebar dengan cepat pada jarak yang jauh, sehingga melemahkan sinyal pantulan dan akhirnya membatasi rentang pengukuran yang efektif. Selain itu, ukuran titik yang lebih besar dapat menyebabkan cahaya pantulan datang dari berbagai arah, sehingga menyulitkan sensor untuk menerima sinyal dari target secara akurat, yang pada gilirannya memengaruhi hasil pengukuran.
Di sisi lain, divergensi sinar yang lebih kecil membantu sinar laser tetap terkonsentrasi, memastikan bahwa cahaya yang dipantulkan tetap kuat dan dengan demikian memperluas jangkauan pengukuran yang efektif. Oleh karena itu, semakin kecil divergensi sinar modul pengukuran jarak laser, semakin jauh jangkauan pengukuran efektif biasanya meluas.
Pemilihan divergensi sinar juga terkait erat dengan skenario aplikasi modul pengukuran jarak laser. Untuk skenario yang memerlukan pengukuran jarak jauh dan presisi tinggi (seperti deteksi rintangan dalam berkendara otonom, LiDAR), modul dengan divergensi sinar kecil biasanya dipilih untuk memastikan pengukuran yang akurat pada jarak jauh.
Untuk pengukuran jarak pendek, pemindaian, atau beberapa sistem otomasi industri, modul dengan divergensi sinar yang lebih besar mungkin lebih disukai untuk meningkatkan area cakupan dan meningkatkan efisiensi pengukuran.
Divergensi sinar juga dipengaruhi oleh kondisi lingkungan. Dalam lingkungan yang kompleks dengan karakteristik reflektif yang kuat (seperti jalur produksi industri atau pemindaian bangunan), penyebaran sinar laser dapat memengaruhi pantulan dan penerimaan cahaya. Dalam kasus seperti itu, divergensi sinar yang lebih besar dapat membantu dengan mencakup area yang lebih luas, meningkatkan kekuatan sinyal yang diterima, dan mengurangi gangguan lingkungan. Di sisi lain, dalam lingkungan yang jernih dan tidak terhalang, divergensi sinar yang lebih kecil dapat membantu memfokuskan pengukuran pada target, sehingga meminimalkan kesalahan.
3. Pemilihan dan Desain Divergensi Berkas
Divergensi berkas dari modul pengukuran jarak laser biasanya ditentukan oleh desain pemancar laser. Skenario aplikasi dan persyaratan yang berbeda menghasilkan variasi dalam desain divergensi berkas. Berikut ini adalah beberapa skenario aplikasi umum dan pilihan divergensi berkas yang terkait:
- Pengukuran Presisi Tinggi dan Jarak Jauh:
Untuk aplikasi yang memerlukan presisi tinggi dan jarak pengukuran yang jauh (seperti pengukuran presisi, LiDAR, dan mengemudi otomatis), divergensi sinar yang lebih kecil umumnya dipilih. Hal ini memastikan bahwa sinar laser mempertahankan ukuran titik yang kecil pada jarak yang lebih jauh, sehingga meningkatkan akurasi dan jangkauan pengukuran. Misalnya, dalam mengemudi otomatis, divergensi sinar sistem LiDAR biasanya dijaga di bawah 1° untuk mendeteksi rintangan yang jauh secara akurat.
- Cakupan Luas dengan Persyaratan Presisi Lebih Rendah:
Dalam skenario yang memerlukan area cakupan lebih luas, tetapi presisi tidak terlalu penting (seperti pelokalan robot dan pemindaian lingkungan), divergensi sinar yang lebih besar biasanya dipilih. Hal ini memungkinkan sinar laser untuk mencakup area yang lebih luas, meningkatkan kemampuan penginderaan perangkat, dan membuatnya cocok untuk pemindaian cepat atau deteksi area yang luas.
- Pengukuran Jarak Pendek Dalam Ruangan:
Untuk pengukuran dalam ruangan atau jarak dekat, divergensi sinar yang lebih besar dapat membantu meningkatkan jangkauan sinar laser, mengurangi kesalahan pengukuran karena sudut pantulan yang tidak tepat. Dalam kasus seperti itu, divergensi sinar yang lebih besar dapat memastikan hasil pengukuran yang stabil dengan meningkatkan ukuran titik.
4. Kesimpulan
Divergensi sinar merupakan salah satu faktor utama yang memengaruhi kinerja modul pengukuran jarak laser. Faktor ini secara langsung memengaruhi akurasi pengukuran, jangkauan pengukuran, dan pilihan skenario aplikasi. Desain divergensi sinar yang tepat dapat meningkatkan kinerja modul pengukuran jarak laser secara keseluruhan, memastikan stabilitas dan efisiensinya di berbagai aplikasi. Seiring dengan terus berkembangnya teknologi pengukuran jarak laser, mengoptimalkan divergensi sinar akan menjadi faktor penting dalam memperluas jangkauan aplikasi dan kemampuan pengukuran modul ini.
Titik Lumis
Alamat: Gedung 4 #, No.99 Furong 3rd Road, Distrik Xishan, Wuxi, 214000, Tiongkok
Telp: + 86-0510 87381808.
Ponsel: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Waktu posting: 18-Nov-2024