Модулите за измерване на лазерните разстояния са високоточни инструменти, широко използвани в полета като автономно шофиране, дронове, индустриална автоматизация и роботика. Принципът на работа на тези модули обикновено включва излъчване на лазерен лъч и измерване на разстоянието между обекта и сензора чрез получаване на отразената светлина. Сред различните параметри на производителността на модулите за измерване на разстоянието на лазерното разстояние, разликата на лъча е решаващ фактор, който пряко влияе върху точността на измерване, обхвата на измерване и избора на сценарии на приложение.
1. Основна концепция за разминаване на лъча
Разликата на лъча се отнася до ъгъла, под който лазерният лъч се увеличава в размера на напречното сечение, докато пътува по-далеч от лазерния излъчвател. По -просто казано, колкото по -малка е разликата в лъча, толкова по -концентрирана лазерната лъча остава по време на разпространението; И обратно, колкото по -голяма е разликата на лъча, толкова по -широко се разпространява лъчът. В практически приложения разликата на лъча обикновено се изразява под ъгли (градуси или милирани).
Разминаването на лазерния лъч определя колко се разпространява на дадено разстояние, което от своя страна влияе на размера на петното върху целевия обект. Ако дивергенцията е твърде голяма, лъчът ще покрие по -голяма площ на дълги разстояния, което може да намали точността на измерване. От друга страна, ако дивергенцията е твърде малка, лъчът може да стане твърде фокусиран на дълги разстояния, което затруднява отразяването правилно или дори предотвратяването на получаването на отразения сигнал. Следователно, изборът на подходяща дивергенция на лъча е от решаващо значение за точността и обхвата на приложението на модул за измерване на разстоянието на лазерно разстояние.
2. Влияние на разликата в лъча върху производителността на модула за измерване на разстоянието на лазер
Дивергенцията на лъча влияе пряко върху точността на измерване на модула за лазерно разстояние. По -голямото разминаване на лъча води до по -голям размер на петна, което може да доведе до разпръснати отразени светлини и неточни измервания. На по -дълги разстояния по -големият размер на петна може да отслаби отразената светлина, влияещо върху качеството на сигнала, получено от сензора, като по този начин увеличава грешките в измерването. За разлика от тях, по -малка дивергенция на лъча поддържа фокусирана върху лазерния лъч на по -дълги разстояния, което води до по -малък размер на петна и по този начин по -висока точност на измерване. За приложения, изискващи висока точност, като лазерно сканиране и прецизна локализация, по -малкото разминаване на лъча обикновено е предпочитаният избор.
Дивергенцията на лъча също е тясно свързана с обхвата на измерване. За модулите за лазерно разстояние с голямо разминаване на лъча, лазерният лъч ще се разпространи бързо на дълги разстояния, отслабвайки отразения сигнал и в крайна сметка ще ограничи ефективния обхват на измерване. Освен това, по -големият размер на петното може да доведе до отразена светлина да идва от множество посоки, което затруднява точно сензора да получава точно сигнала от целта, което от своя страна влияе на резултатите от измерването.
От друга страна, по -малката дивергенция на лъча помага на лазерния лъч да остане концентрирана, като гарантира, че отразената светлина остава силна и по този начин разширява ефективния обхват на измерване. Следователно, колкото по -малка е дивергенцията на лъча на модул за измерване на разстоянието на лазерно разстояние, толкова по -нататък ефективният диапазон на измерване обикновено се разширява.
Изборът на дивергенция на лъча също е тясно обвързан с сценария на приложението на модула за измерване на разстоянието на лазера. За сценарии, изискващи измервания на далечни и високото прецизно измерване (като откриване на препятствия при автономно шофиране, лидар), модул с малка дивергенция на лъча обикновено се избира, за да се осигурят точни измервания на дълги разстояния.
За измервания на къси разстояния, сканиране или някои системи за индустриална автоматизация, модул с по-голяма дивергенция на лъча може да се предпочита да увеличи зоната на покритие и да подобри ефективността на измерването.
Дивергенцията на лъча също се влияе от условията на околната среда. В сложни среди със силни отразяващи характеристики (като индустриални производствени линии или сканиране на сгради), разпространението на лазерния лъч може да повлияе на отражението и приемането на светлината. В такива случаи по -голямото разминаване на лъча може да помогне чрез покриване на по -голяма площ, увеличаване на силата на получения сигнал и намаляване на намесата на околната среда. От друга страна, в ясна, безпрепятствена среда, по -малкото разминаване на лъча може да помогне за фокусиране на измерването върху целта, като по този начин минимизира грешките.
3. Избор и дизайн на дивергенция на лъча
Разминаването на лъча на модула за измерване на лазерно разстояние обикновено се определя от дизайна на лазерния излъчвател. Различните сценарии и изисквания на приложението водят до вариации в дизайна на дивергенцията на лъча. По -долу са няколко често срещани сценария на приложение и свързаните с тях избори за дивергенция на лъчите:
- Висока точност и измерване на далечни разстояния:
За приложения, изискващи както високи прецизни, така и дълги разстояния за измерване (като прецизни измервания, лидар и автономно шофиране), обикновено се избира по -малка дивергенция на лъча. Това гарантира, че лазерният лъч поддържа малък размер на петна на по -дълги разстояния, подобрявайки както точността на измерване, така и обхвата. Например, при автономно шофиране, разликата на лъча на лидарните системи обикновено се поддържа под 1 °, за да се открият точно отдалечени препятствия.
- Голямо покритие с по -ниски изисквания за точност:
В сценарии, при които е необходима по -голяма площ на покритие, но точността не е толкова критична (като локализация на робота и сканиране на околната среда), обикновено се избира по -голяма дивергенция на лъча. Това позволява на лазерния лъч да покрие по-широка зона, подобрявайки сензорните възможности на устройството и го прави подходящ за бързо сканиране или откриване на големи райони.
- Накрито на закрито измерване на къси разстояния:
За измервания на закрито или къси разстояния, по-голямото разминаване на лъча може да помогне за увеличаване на покритието на лазерния лъч, намалявайки грешките в измерването поради неправилни ъгли на отражение. В такива случаи по -голямото разминаване на лъча може да осигури стабилни резултати от измерване чрез увеличаване на размера на петното.
4. Заключение
Дивергенцията на лъча е един от ключовите фактори, влияещи върху работата на модулите за измерване на лазерното разстояние. Той директно влияе върху точността на измерване, обхвата на измерване и избора на сценарии на приложение. Правилният дизайн на дивергенцията на лъча може да подобри общата производителност на модула за измерване на лазерното разстояние, като гарантира неговата стабилност и ефективност в различни приложения. Тъй като технологията за измерване на лазерно разстояние продължава да се развива, оптимизирането на дивергенцията на лъча ще се превърне в важен фактор за разширяване на обхвата на приложението и възможностите за измерване на тези модули.
Lumispot
Адрес: Сграда 4 #, No.99 Furong 3 -ти път, Xishan Dist. Wuxi, 214000, Китай
Тел: + 86-0510 87381808.
Мобилен: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Време за публикация: ноември-18-2024