Modul pengukuran jarak laser adalah alat berpresisi tinggi yang banyak digunakan di berbagai bidang seperti kendaraan otonom, drone, otomatisasi industri, dan robotika. Prinsip kerja modul ini biasanya melibatkan pemancaran sinar laser dan pengukuran jarak antara objek dan sensor dengan menerima cahaya pantulan. Di antara berbagai parameter kinerja modul pengukuran jarak laser, divergensi sinar merupakan faktor penting yang secara langsung memengaruhi akurasi pengukuran, jangkauan pengukuran, dan pemilihan skenario aplikasi.
1. Konsep Dasar Divergensi Berkas
Divergensi berkas mengacu pada sudut di mana berkas laser bertambah besar penampangnya saat bergerak semakin jauh dari pemancar laser. Sederhananya, 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 berkas laser menentukan seberapa besar penyebarannya pada jarak tertentu, yang pada gilirannya memengaruhi ukuran titik pada objek target. Jika divergensi terlalu besar, berkas akan mencakup area yang lebih luas pada jarak jauh, yang dapat mengurangi akurasi pengukuran. Di sisi lain, jika divergensi terlalu kecil, berkas mungkin menjadi terlalu terfokus pada jarak jauh, sehingga sulit untuk dipantulkan dengan benar atau bahkan mencegah penerimaan sinyal pantulan. Oleh karena itu, pemilihan divergensi berkas yang tepat sangat penting untuk akurasi dan jangkauan aplikasi modul pengukuran jarak laser.
2. Dampak Divergensi Berkas Laser terhadap Kinerja Modul Pengukuran Jarak Laser
Divergensi berkas secara langsung memengaruhi akurasi pengukuran modul jarak laser. Divergensi berkas yang lebih besar menghasilkan ukuran titik yang lebih besar, yang dapat menyebabkan cahaya pantulan yang tersebar dan pengukuran yang tidak akurat. Pada jarak yang lebih jauh, ukuran titik yang lebih besar dapat melemahkan cahaya pantulan, memengaruhi kualitas sinyal yang diterima oleh sensor, sehingga meningkatkan kesalahan pengukuran. Sebaliknya, divergensi berkas yang lebih kecil menjaga berkas laser tetap fokus 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 lokalisasi yang tepat, divergensi berkas yang lebih kecil umumnya merupakan pilihan yang lebih disukai.
Penyebaran berkas juga berkaitan erat dengan jangkauan pengukuran. Untuk modul jarak laser dengan penyebaran berkas yang besar, berkas laser akan menyebar dengan cepat pada jarak yang jauh, melemahkan sinyal pantulan dan pada akhirnya membatasi jangkauan 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 berkas yang lebih kecil membantu berkas laser tetap terkonsentrasi, memastikan bahwa cahaya yang dipantulkan tetap kuat dan dengan demikian memperluas jangkauan pengukuran yang efektif. Oleh karena itu, semakin kecil divergensi berkas modul pengukuran jarak laser, semakin jauh jangkauan pengukuran yang efektif biasanya meluas.
Pemilihan divergensi berkas juga terkait erat dengan skenario aplikasi modul pengukuran jarak laser. Untuk skenario yang membutuhkan pengukuran jarak jauh dan presisi tinggi (seperti deteksi rintangan dalam pengemudian otonom, LiDAR), modul dengan divergensi berkas kecil biasanya dipilih untuk memastikan pengukuran yang akurat pada jarak jauh.
Untuk pengukuran jarak pendek, pemindaian, atau beberapa sistem otomatisasi industri, modul dengan divergensi berkas yang lebih besar mungkin lebih disukai untuk meningkatkan area cakupan dan meningkatkan efisiensi pengukuran.
Penyebaran berkas juga dipengaruhi oleh kondisi lingkungan. Di lingkungan yang kompleks dengan karakteristik reflektif yang kuat (seperti jalur produksi industri atau pemindaian bangunan), penyebaran berkas laser dapat memengaruhi refleksi dan penerimaan cahaya. Dalam kasus seperti itu, penyebaran berkas yang lebih besar dapat membantu dengan mencakup area yang lebih luas, meningkatkan kekuatan sinyal yang diterima, dan mengurangi interferensi lingkungan. Di sisi lain, di lingkungan yang jernih dan tidak terhalang, penyebaran berkas yang lebih kecil dapat membantu memfokuskan pengukuran pada target, sehingga meminimalkan kesalahan.
3. Pemilihan dan Desain Divergensi Berkas
Divergensi berkas laser pada modul pengukuran jarak biasanya ditentukan oleh desain pemancar laser. Berbagai skenario aplikasi dan persyaratan menghasilkan variasi dalam desain divergensi berkas. Berikut adalah beberapa skenario aplikasi umum dan pilihan divergensi berkas yang terkait:
- Pengukuran Presisi Tinggi dan Jangkauan Jauh:
Untuk aplikasi yang membutuhkan presisi tinggi dan jarak pengukuran yang jauh (seperti pengukuran presisi, LiDAR, dan kendaraan 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 kendaraan otonom, divergensi berkas sistem LiDAR biasanya dijaga di bawah 1° untuk mendeteksi rintangan yang jauh secara akurat.
- Cakupan Luas dengan Persyaratan Presisi Lebih Rendah:
Dalam skenario di mana area cakupan yang lebih luas diperlukan, tetapi presisi tidak terlalu penting (seperti lokalisasi robot dan pemindaian lingkungan), divergensi berkas yang lebih besar biasanya dipilih. Hal ini memungkinkan berkas laser untuk mencakup area yang lebih luas, meningkatkan kemampuan penginderaan perangkat, dan membuatnya cocok untuk pemindaian cepat atau deteksi area luas.
- Pengukuran Jarak Pendek Dalam Ruangan:
Untuk pengukuran di dalam ruangan atau jarak dekat, divergensi berkas yang lebih besar dapat membantu meningkatkan jangkauan berkas laser, mengurangi kesalahan pengukuran akibat sudut pantulan yang tidak tepat. Dalam kasus seperti itu, divergensi berkas 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. Hal ini secara langsung memengaruhi akurasi pengukuran, jangkauan pengukuran, dan pilihan skenario aplikasi. Desain divergensi berkas yang tepat dapat meningkatkan kinerja keseluruhan modul pengukuran jarak laser, memastikan stabilitas dan efisiensinya di berbagai aplikasi. Seiring dengan terus berkembangnya teknologi pengukuran jarak laser, pengoptimalan divergensi berkas akan menjadi faktor penting dalam memperluas jangkauan aplikasi dan kemampuan pengukuran modul-modul ini.
Lumispot
Alamat: Gedung 4 #, No. 99 Jalan Furong ke-3, Distrik Xishan, Wuxi, 214000, Tiongkok
Telp: +86-0510 87381808.
Nomor ponsel: +86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Waktu posting: 18 November 2024