Modul pengukuran jarak laser adalah alat presisi tinggi yang banyak digunakan di bidang seperti mengemudi otonom, drone, otomatisasi industri, dan robotika. Prinsip kerja modul -modul ini biasanya melibatkan pemancaran sinar laser dan mengukur jarak antara objek dan sensor dengan menerima cahaya yang dipantulkan. Di antara berbagai parameter kinerja modul pengukuran jarak laser, divergensi balok adalah faktor penting yang secara langsung mempengaruhi akurasi pengukuran, rentang pengukuran, dan pilihan skenario aplikasi.
1. Konsep dasar divergensi balok
Divergence balok mengacu pada sudut di mana balok laser meningkat dalam ukuran cross-sectional saat bergerak lebih jauh dari emitor laser. Dalam istilah yang lebih sederhana, semakin kecil divergensi balok, semakin terkonsentrasi sinar laser tetap selama propagasi; Sebaliknya, semakin besar divergensi balok, semakin luas balok menyebar. Dalam aplikasi praktis, divergensi balok biasanya diekspresikan dalam sudut (derajat atau milliradians).
Divergensi balok laser menentukan berapa banyak menyebar pada jarak yang diberikan, yang pada gilirannya mempengaruhi ukuran spot pada objek target. Jika divergensi terlalu besar, balok akan mencakup area yang lebih besar pada jarak jauh, yang dapat mengurangi akurasi pengukuran. Di sisi lain, jika divergensi terlalu kecil, balok mungkin menjadi terlalu fokus pada jarak yang jauh, sehingga sulit untuk merenung dengan benar atau bahkan mencegah penerimaan sinyal yang dipantulkan. Oleh karena itu, memilih divergensi balok yang sesuai sangat penting untuk akurasi dan rentang aplikasi modul pengukuran jarak laser.
2. Dampak divergensi balok pada kinerja modul pengukuran jarak laser
Divergensi balok secara langsung mempengaruhi akurasi pengukuran modul jarak laser. Divergensi balok yang lebih besar menghasilkan ukuran spot yang lebih besar, yang dapat menyebabkan pengukuran cahaya yang dipantulkan dan tidak akurat. Pada jarak yang lebih jauh, ukuran spot yang lebih besar dapat melemahkan cahaya yang dipantulkan, mempengaruhi kualitas sinyal yang diterima oleh sensor, sehingga meningkatkan kesalahan pengukuran. Sebaliknya, divergensi balok yang lebih kecil membuat sinar laser tetap fokus pada jarak yang lebih jauh, menghasilkan ukuran spot yang lebih kecil dan dengan demikian akurasi pengukuran yang lebih tinggi. Untuk aplikasi yang membutuhkan presisi tinggi, seperti pemindaian laser dan lokalisasi yang tepat, divergensi balok yang lebih kecil umumnya merupakan pilihan yang disukai.
Divergensi balok juga terkait erat dengan rentang pengukuran. Untuk modul jarak laser dengan divergensi balok besar, sinar laser akan menyebar dengan cepat pada jarak yang jauh, melemahkan sinyal yang dipantulkan dan pada akhirnya membatasi rentang pengukuran yang efektif. Selain itu, ukuran spot yang lebih besar dapat menyebabkan cahaya yang dipantulkan berasal dari berbagai arah, sehingga sulit bagi sensor untuk secara akurat menerima sinyal dari target, yang pada gilirannya mempengaruhi hasil pengukuran.
Di sisi lain, divergensi balok yang lebih kecil membantu balok laser tetap terkonsentrasi, memastikan bahwa cahaya yang dipantulkan tetap kuat dan dengan demikian memperluas rentang pengukuran yang efektif. Oleh karena itu, semakin kecil divergensi balok dari modul pengukuran jarak laser, semakin lanjut kisaran pengukuran efektif biasanya diperluas.
Pilihan divergensi balok juga terkait erat dengan skenario aplikasi modul pengukuran jarak laser. Untuk skenario yang membutuhkan pengukuran jangka panjang dan presisi tinggi (seperti deteksi hambatan dalam mengemudi otonom, lidar), modul dengan divergensi balok kecil biasanya dipilih untuk memastikan pengukuran yang akurat pada jarak jauh.
Untuk pengukuran jarak pendek, pemindaian, atau beberapa sistem otomatisasi industri, modul dengan divergensi balok yang lebih besar mungkin lebih disukai untuk meningkatkan area cakupan dan meningkatkan efisiensi pengukuran.
Divergensi balok juga dipengaruhi oleh kondisi lingkungan. Dalam lingkungan yang kompleks dengan karakteristik reflektif yang kuat (seperti jalur produksi industri atau pemindaian bangunan), penyebaran balok laser dapat mempengaruhi refleksi dan penerimaan cahaya. Dalam kasus seperti itu, divergensi balok yang lebih besar dapat membantu dengan menutupi area yang lebih besar, meningkatkan kekuatan sinyal yang diterima, dan mengurangi gangguan lingkungan. Di sisi lain, di lingkungan yang jelas dan tidak terhalang, divergensi balok yang lebih kecil dapat membantu memfokuskan pengukuran pada target, sehingga meminimalkan kesalahan.
3. Seleksi dan desain divergensi balok
Divergensi balok dari modul pengukuran jarak laser biasanya ditentukan oleh desain emitor laser. Skenario aplikasi yang berbeda dan persyaratan menghasilkan variasi dalam desain divergensi balok. Di bawah ini adalah beberapa skenario aplikasi umum dan pilihan divergensi balok terkait:
- Pengukuran presisi tinggi dan jarak jauh:
Untuk aplikasi yang membutuhkan presisi tinggi dan jarak pengukuran yang panjang (seperti pengukuran yang tepat, lidar, dan mengemudi otonom), divergensi balok yang lebih kecil umumnya dipilih. Ini memastikan bahwa sinar laser mempertahankan ukuran titik kecil pada jarak yang lebih jauh, meningkatkan akurasi dan jangkauan pengukuran. Misalnya, dalam mengemudi otonom, divergensi balok sistem lidar biasanya disimpan di bawah 1 ° untuk secara akurat mendeteksi hambatan yang jauh.
- Cakupan besar dengan persyaratan presisi yang lebih rendah:
Dalam skenario di mana area cakupan yang lebih besar diperlukan, tetapi presisi tidak sama kritisnya (seperti lokalisasi robot dan pemindaian lingkungan), divergensi balok yang lebih besar biasanya dipilih. Hal ini memungkinkan sinar laser untuk menutupi area yang lebih luas, meningkatkan kemampuan penginderaan perangkat, dan membuatnya cocok untuk pemindaian cepat atau deteksi area besar.
- Pengukuran jarak pendek dalam ruangan:
Untuk pengukuran dalam atau jarak pendek, divergensi balok yang lebih besar dapat membantu meningkatkan cakupan balok laser, mengurangi kesalahan pengukuran karena sudut refleksi yang tidak tepat. Dalam kasus seperti itu, divergensi balok yang lebih besar dapat memastikan hasil pengukuran yang stabil dengan meningkatkan ukuran spot.
4. Kesimpulan
Divergensi balok adalah salah satu faktor kunci yang mempengaruhi kinerja modul pengukuran jarak laser. Ini secara langsung mempengaruhi akurasi pengukuran, rentang pengukuran, dan pilihan skenario aplikasi. Desain divergensi balok yang tepat dapat meningkatkan kinerja keseluruhan modul pengukuran jarak laser, memastikan stabilitas dan efisiensinya di berbagai aplikasi. Karena teknologi pengukuran jarak laser terus berkembang, mengoptimalkan divergensi balok akan menjadi faktor penting dalam memperluas rentang aplikasi dan kemampuan pengukuran modul ini.
Lumispot
Alamat: Bangunan 4 #, No.99 Furong 3rd Road, Xishan Dist. Wuxi, 214000, Cina
Telp: + 86-0510 87381808.
Ponsel: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Waktu posting: Nov-18-2024