Laserski moduli za merjenje razdalje so orodja z visoko natančnostjo, ki se pogosto uporabljajo na področjih, kot so avtonomna vožnja, brezpilotne avtomobile, industrijska avtomatizacija in robotika. Delovno načelo teh modulov običajno vključuje oddajanje laserskega žarka in merjenje razdalje med objektom in senzorjem s sprejemanjem odsevne svetlobe. Med različnimi parametri zmogljivosti modulov za merjenje laserskih razdalj je razhajanje snopa ključni dejavnik, ki neposredno vpliva na natančnost merjenja, obseg merjenja in izbiro scenarijev uporabe.
1. osnovni koncept razhajanja žarka
Razhajanje snopa se nanaša na kot, pod kateri se laserski žarek poveča v velikosti preseka, ko potuje dlje od laserskega oddajalca. Enostavno kot je manjša razhajanje žarka, bolj koncentriran laserski žarek ostane med širjenjem; Nasprotno, večja je razhajanje snopa, širši se širi žarek. Pri praktičnih aplikacijah se razhajanje žarka običajno izraža v kotih (stopinj ali miliradijcev).
Razhajanje laserskega žarka določa, koliko se razširi na določeni razdalji, kar posledično vpliva na velikost točke na ciljnem objektu. Če je razhajanje prevelika, bo žarek pokril večje območje na dolgih razdaljah, kar lahko zmanjša natančnost merjenja. Po drugi strani pa, če je razhajanje premajhna, lahko žarek postane preveč osredotočen na dolgih razdaljah, zaradi česar je težko pravilno razmišljati ali celo preprečiti prejemanje odsevnega signala. Zato je izbira ustrezne razhajanja snopa ključnega pomena za natančnost in obseg uporabe laserskega modula za merjenje razdalje.
2. Vpliv razhajanja žarka na zmogljivost modula za merjenje laserske razdalje
Razhajanje žarka neposredno vpliva na natančnost merjenja modula laserske razdalje. Večja razhajanja snopa povzroči večjo velikost točke, kar lahko privede do razpršenih odbojnih svetlobnih in netočnih meritev. Na daljših razdaljah lahko večja velikost točke oslabi odsevno svetlobo, kar vpliva na kakovost signala, ki jo je prejel senzor, s čimer povečate napake v meritvah. V nasprotju s tem manjša razhajanja žarka ohranja laserski žarek, osredotočen na daljše razdalje, kar ima za posledico manjšo velikost točke in s tem večjo natančnost merjenja. Za aplikacije, ki zahtevajo visoko natančnost, kot sta lasersko skeniranje in natančna lokalizacija, je na splošno najprimernejša izbira manjša razhajanja snopa.
Razlike v snopu je tudi tesno povezano z merilnim območjem. Za laserske module na daljavo z velikim razhajanjem žarka se bo laserski žarek hitro razširil na dolge razdalje, kar bo oslabilo odsevni signal in na koncu omejilo učinkovito merilno območje. Poleg tega lahko večja velikost točke povzroči odsevano svetlobo iz več smeri, zaradi česar je senzor težko natančno sprejeti signal iz cilja, kar posledično vpliva na rezultate merjenja.
Po drugi strani pa manjša razhajanje snopa pomaga laserski žarek koncentriran, kar zagotavlja, da odbojna svetloba ostane močna in tako razširi učinkovito merilno območje. Zato je manjša razhajanje snopa laserskega modula za merjenje razdalje, dlje se običajno razširi učinkovito merilno območje.
Izbira razhajanja snopa je tudi tesno povezana s scenarijem uporabe laserskega modula za merjenje razdalje. Za scenarije, ki zahtevajo meritve dolgega dosega in visoko natančnost (na primer odkrivanje ovir pri avtonomni vožnji, Lidar), je običajno izbran modul z majhno razhajanje žarka, da se zagotovi natančne meritve na dolge razdalje.
Za meritve na kratkih razdaljah, skeniranje ali nekatere sisteme industrijske avtomatizacije je morda prednost modul z večjo razhajanje žarka za povečanje območja pokritosti in izboljšanje učinkovitosti merjenja.
Na razhajanje žarka vplivajo tudi okoljski pogoji. V zapletenih okoljih z močnimi odsevnimi značilnostmi (na primer industrijske proizvodne linije ali skeniranje stavb) lahko širjenje laserskega žarka vpliva na odsev in sprejem svetlobe. V takih primerih lahko večja razhajanja žarka pomaga s pokrivanjem večjega območja, povečanjem moči prejetih signalov in zmanjšanjem okoljskih motenj. Po drugi strani pa lahko v jasnih, neoviranih okoljih manjša razhajanje snopa pomaga osredotočiti meritev na cilj in tako zmanjšati napake.
3. Izbira in zasnova razhajanja snopa
Razhajanje žarka laserskega modula za merjenje razdalje običajno določa zasnova laserskega oddajalca. Različni scenariji uporabe in zahteve povzročijo razlike v zasnovi razhajanja snopa. Spodaj je več skupnih scenarijev uporabe in z njimi povezane odločitve o razhajanju snopa:
- Meritve visoke natančnosti in dolgega dosega:
Za aplikacije, ki zahtevajo tako visoko natančnost kot dolge merilne razdalje (kot so natančne meritve, lidar in avtonomna vožnja), je na splošno izbrana manjša razhajanja žarka. To zagotavlja, da laserski žarek ohranja majhno velikost točke na daljših razdaljah, kar povečuje tako natančnost merjenja kot doseg. Na primer, pri avtonomni vožnji se razhajanja žarka LiDAR sistemov običajno hrani pod 1 °, da se natančno zaznajo oddaljene ovire.
- Velika pokritost z nižjo natančnostjo:
V scenarijih, kjer je potrebno večje območje pokritosti, vendar natančnost ni tako kritična (na primer lokalizacija robota in okoljsko skeniranje) je običajno izbrana večja razhajanja žarka. To omogoča, da laserski žarek pokrije širše območje, izboljšuje zmogljivosti za zaznavanje naprave in ga naredi za hitro skeniranje ali odkrivanje velikih površin.
- Notranja meritev na kratkih razdaljah:
Za meritve v zaprtih prostorih ali kratkem dosegu lahko večja razhajanja žarka pomaga povečati pokritost laserskega žarka, kar zmanjša napake meritev zaradi nepravilnih kotov odseva. V takih primerih lahko večja razhajanja žarka zagotovi stabilne rezultate merjenja s povečanjem velikosti točke.
4. Zaključek
Razhajanje snopa je eden ključnih dejavnikov, ki vplivajo na delovanje laserskih modulov za merjenje razdalje. Neposredno vpliva na natančnost merjenja, obseg merjenja in izbiro scenarijev uporabe. Pravilna zasnova razhajanja snopa lahko poveča celotno delovanje laserskega modula za merjenje razdalje, kar zagotavlja njegovo stabilnost in učinkovitost v različnih aplikacijah. Ker se tehnologija merjenja laserske razdalje še naprej razvija, bo optimizacija razhajanja snopa pomemben dejavnik pri razširitvi območja uporabe in merilnih zmogljivosti teh modulov.
Lumispot
Naslov: stavba 4 #, št. 99 Furong 3. cesta, Xishan Dist. Wuxi, 214000, Kitajska
Tel: + 86-0510 87381808.
Mobilni: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Čas objave: november-18-2024