Modul pengukuran jarak laser adalah alat presisi tinggi yang banyak digunakan di berbagai bidang seperti mengemudi otonom, drone, 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 krusial yang secara langsung memengaruhi akurasi pengukuran, jangkauan pengukuran, dan pilihan skenario aplikasi.
1. Konsep Dasar Divergensi Berkas Sinar
Divergensi berkas mengacu pada sudut di mana berkas laser bertambah besar penampangnya saat bergerak semakin jauh dari pemancar laser. Secara sederhana, semakin kecil divergensi berkas, semakin terkonsentrasi berkas laser selama perambatan; sebaliknya, semakin besar divergensi berkas, semakin lebar sebaran berkas. Dalam aplikasi praktis, divergensi berkas biasanya dinyatakan dalam sudut (derajat atau miliradian).
Divergensi sinar laser menentukan seberapa jauh penyebarannya pada jarak tertentu, yang selanjutnya memengaruhi ukuran titik pada objek target. Jika divergensi terlalu besar, sinar akan mencakup area yang lebih luas pada jarak jauh, yang dapat mengurangi akurasi pengukuran. Di sisi lain, jika divergensi terlalu kecil, sinar dapat menjadi terlalu terfokus pada jarak 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 terhadap Kinerja Modul Pengukuran Jarak Laser
Divergensi berkas sinar secara langsung memengaruhi akurasi pengukuran modul jarak laser. Divergensi berkas sinar yang lebih besar menghasilkan ukuran titik yang lebih besar, yang dapat menyebabkan pantulan cahaya tersebar dan pengukuran yang tidak akurat. Pada jarak yang lebih jauh, ukuran titik yang lebih besar dapat melemahkan pantulan cahaya, memengaruhi kualitas sinyal yang diterima sensor, sehingga meningkatkan kesalahan pengukuran. Sebaliknya, divergensi berkas sinar yang lebih kecil menjaga berkas laser tetap terfokus pada jarak yang lebih jauh, menghasilkan ukuran titik yang lebih kecil dan dengan demikian akurasi pengukuran yang lebih tinggi. Untuk aplikasi yang membutuhkan presisi tinggi, seperti pemindaian laser dan pelokalan yang presisi, divergensi berkas sinar yang lebih kecil umumnya merupakan pilihan yang lebih disukai.
Divergensi berkas juga berkaitan erat dengan rentang pengukuran. Untuk modul jarak laser dengan divergensi berkas yang besar, berkas laser akan menyebar dengan cepat dalam jarak yang jauh, melemahkan sinyal pantulan dan pada akhirnya membatasi rentang pengukuran 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 berkas yang lebih kecil membantu berkas laser tetap terkonsentrasi, memastikan cahaya yang dipantulkan tetap kuat dan dengan demikian memperluas jangkauan pengukuran efektif. Oleh karena itu, semakin kecil divergensi berkas modul pengukuran jarak laser, semakin jauh jangkauan pengukuran efektifnya.
Pemilihan divergensi berkas juga berkaitan erat dengan skenario aplikasi modul pengukuran jarak laser. Untuk skenario yang membutuhkan pengukuran jarak jauh dan presisi tinggi (seperti deteksi rintangan dalam mengemudi otonom, LiDAR), modul dengan divergensi berkas yang 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 kompleks dengan karakteristik reflektif yang kuat (seperti jalur produksi industri atau pemindaian gedung), 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 tanpa halangan, divergensi sinar yang lebih kecil dapat membantu memfokuskan pengukuran pada target, sehingga meminimalkan kesalahan.
3. Pemilihan dan Desain Divergensi Berkas Cahaya
Divergensi berkas modul pengukuran jarak laser biasanya ditentukan oleh desain pemancar laser. Skenario dan persyaratan aplikasi yang berbeda menghasilkan variasi dalam desain divergensi berkas. Berikut adalah beberapa skenario aplikasi umum dan pilihan divergensi berkas yang terkait:
- Pengukuran Presisi Tinggi dan Jarak Jauh:
Untuk aplikasi yang membutuhkan presisi tinggi dan jarak pengukuran yang jauh (seperti pengukuran presisi, LiDAR, dan mengemudi otonom), divergensi berkas yang lebih kecil umumnya dipilih. Hal ini memastikan bahwa berkas laser mempertahankan ukuran titik yang kecil pada jarak yang lebih jauh, sehingga meningkatkan akurasi dan jangkauan pengukuran. Misalnya, dalam mengemudi otonom, divergensi berkas sistem LiDAR biasanya dijaga di bawah 1° agar dapat mendeteksi rintangan yang jauh secara akurat.
- Cakupan Luas dengan Persyaratan Presisi Lebih Rendah:
Dalam skenario yang membutuhkan area cakupan yang 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 menjangkau 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 di dalam ruangan atau jarak pendek, divergensi sinar yang lebih besar dapat membantu meningkatkan jangkauan sinar laser, sehingga mengurangi kesalahan pengukuran akibat 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 berkas merupakan salah satu faktor kunci yang memengaruhi kinerja modul pengukuran jarak laser. Faktor ini secara langsung memengaruhi akurasi pengukuran, jangkauan pengukuran, dan pilihan skenario aplikasi. Desain divergensi berkas yang tepat dapat meningkatkan kinerja modul pengukuran jarak laser secara keseluruhan, memastikan stabilitas dan efisiensinya di berbagai aplikasi. Seiring dengan perkembangan teknologi pengukuran jarak laser, optimalisasi divergensi berkas akan menjadi faktor penting dalam memperluas jangkauan aplikasi dan kemampuan pengukuran modul-modul ini.
Lumispot
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