Модулите за мерење на ласерско растојание се високопрецизни алатки кои се широко користени во области како што се автономно возење, беспилотни летала, индустриска автоматизација и роботика. Принципот на работа на овие модули обично вклучува емитирање на ласерски зрак и мерење на растојанието помеѓу објектот и сензорот преку примање на рефлектираната светлина. Меѓу различните параметри на перформансите на модулите за мерење на ласерско растојание, дивергенцијата на зракот е клучен фактор што директно влијае на точноста на мерењето, опсегот на мерење и изборот на сценарија за примена.
1. Основен концепт на дивергенција на гредата
Дивергенцијата на зракот се однесува на аголот под кој ласерскиот зрак се зголемува во напречниот пресек како што патува подалеку од ласерскиот емитер. Поедноставно кажано, колку е помала дивергенцијата на зракот, толку е поконцентриран ласерскиот зрак за време на ширењето; обратно, колку е поголема дивергенцијата на зракот, толку пошироко се шири зракот. Во практични апликации, дивергенцијата на зракот обично се изразува во агли (степени или милирадијани).
Дивергенцијата на ласерскиот зрак одредува колку се шири на дадено растојание, што пак влијае на големината на точката на целниот објект. Ако дивергенцијата е преголема, зракот ќе покрие поголема површина на долги растојанија, што може да ја намали точноста на мерењето. Од друга страна, ако дивергенцијата е премала, зракот може да стане премногу фокусиран на долги растојанија, што ќе го отежни правилното одбивање или дури и ќе го спречи приемот на одбиениот сигнал. Затоа, изборот на соодветна дивергенција на зракот е клучен за точноста и опсегот на примена на модулот за мерење на ласерско растојание.
2. Влијание на дивергенцијата на зракот врз перформансите на модулот за мерење на ласерско растојание
Дивергенцијата на зракот директно влијае на точноста на мерењето на модулот за ласерско растојание. Поголемата дивергенција на зракот резултира со поголема големина на точката, што може да доведе до расфрлана рефлектирана светлина и неточни мерења. На поголеми растојанија, поголемата големина на точката може да ја ослабне рефлектираната светлина, влијаејќи на квалитетот на сигналот што го прима сензорот, со што се зголемуваат грешките во мерењето. Спротивно на тоа, помалата дивергенција на зракот го одржува ласерскиот зрак фокусиран на поголеми растојанија, што резултира со помала големина на точката и со тоа поголема точност на мерењето. За апликации што бараат висока прецизност, како што се ласерско скенирање и прецизна локализација, помалата дивергенција на зракот е генерално претпочитаниот избор.
Дивергенцијата на зракот е исто така тесно поврзана со опсегот на мерење. За ласерските модули за растојание со голема дивергенција на зракот, ласерскиот зрак ќе се прошири брзо на долги растојанија, ослабувајќи го рефлектираниот сигнал и на крајот ограничувајќи го ефективниот опсег на мерење. Дополнително, поголемата големина на точката може да предизвика рефлектираната светлина да доаѓа од повеќе насоки, што го отежнува сензорот прецизно да го прими сигналот од целта, што пак влијае на резултатите од мерењето.
Од друга страна, помалата дивергенција на зракот му помага на ласерскиот зрак да остане концентриран, осигурувајќи дека рефлектираната светлина останува силна и со тоа го проширува ефективниот опсег на мерење. Затоа, колку е помала дивергенцијата на зракот на модулот за мерење на ласерско растојание, толку подалеку обично се проширува ефективниот опсег на мерење.
Изборот на дивергенција на зракот е исто така тесно поврзан со сценариото на примена на модулот за мерење на ласерско растојание. За сценарија што бараат мерења на долг дострел и висока прецизност (како што е откривање на пречки во автономно возење, LiDAR), обично се избира модул со мала дивергенција на зракот за да се обезбедат точни мерења на долги растојанија.
За мерења на кратки растојанија, скенирање или некои индустриски системи за автоматизација, може да се претпочита модул со поголема дивергенција на зракот за да се зголеми површината на покриеност и да се подобри ефикасноста на мерењето.
Дивергенцијата на зракот е исто така под влијание на условите на животната средина. Во сложени средини со силни рефлективни карактеристики (како што се индустриски производствени линии или скенирање на згради), ширењето на ласерскиот зрак може да влијае на рефлексијата и приемот на светлината. Во такви случаи, поголема дивергенција на зракот може да помогне со покривање на поголема површина, зголемување на јачината на примениот сигнал и намалување на пречките од околината. Од друга страна, во јасни, непречени средини, помала дивергенција на зракот може да помогне во фокусирањето на мерењето на целта, со што се минимизираат грешките.
3. Избор и дизајн на дивергенција на гредата
Дивергенцијата на зракот на модулот за мерење на ласерско растојание обично се одредува според дизајнот на ласерскиот емитер. Различните сценарија и барања за примена резултираат со варијации во дизајнот на дивергенцијата на зракот. Подолу се наведени неколку вообичаени сценарија за примена и нивните поврзани избори за дивергенција на зракот:
- Висока прецизност и мерење на долг дострел:
За апликации што бараат и висока прецизност и долги мерења (како што се прецизни мерења, LiDAR и автономно возење), генерално се избира помала дивергенција на зракот. Ова осигурува дека ласерскиот зрак одржува мала големина на точката на подолги растојанија, подобрувајќи ја и точноста на мерењето и опсегот. На пример, при автономно возење, дивергенцијата на зракот на LiDAR системите обично се одржува под 1° за прецизно откривање на далечни пречки.
- Голема покриеност со помали барања за прецизност:
Во сценарија каде што е потребна поголема површина на покриеност, но прецизноста не е толку критична (како што се локализацијата на роботот и скенирањето на околината), обично се избира поголема дивергенција на зракот. Ова му овозможува на ласерскиот зрак да покрие поширока површина, подобрувајќи ги можностите за сензорирање на уредот и правејќи го погоден за брзо скенирање или откривање на голема површина.
- Мерење на кратки растојанија во затворен простор:
За мерења во затворен простор или мерења на краток дострел, поголема дивергенција на зракот може да помогне во зголемувањето на покриеноста на ласерскиот зрак, намалувајќи ги грешките во мерењето поради неправилни агли на рефлексија. Во такви случаи, поголема дивергенција на зракот може да обезбеди стабилни резултати од мерењето со зголемување на големината на точката.
4. Заклучок
Дивергенцијата на зракот е еден од клучните фактори што влијаат врз перформансите на модулите за мерење на ласерско растојание. Таа директно влијае на точноста на мерењето, опсегот на мерење и изборот на сценарија за примена. Правилниот дизајн на дивергенцијата на зракот може да ги подобри вкупните перформанси на модулот за мерење на ласерско растојание, обезбедувајќи ја неговата стабилност и ефикасност во различни апликации. Како што технологијата за мерење на ласерско растојание продолжува да се развива, оптимизирањето на дивергенцијата на зракот ќе стане важен фактор во проширувањето на опсегот на примена и можностите за мерење на овие модули.
Лумиспот
Адреса: Зграда 4 #, бр. 99 Фуронг 3-ти пат, округ Сишан Вукси, 214000, Кина
Тел: + 86-0510 87381808.
Мобилен: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Време на објавување: 18 ноември 2024 година