Модули за ласерско мерење удаљености су високопрецизни алати који се широко користе у областима као што су аутономна вожња, дронови, индустријска аутоматизација и роботика. Принцип рада ових модула обично укључује емитовање ласерског зрака и мерење удаљености између објекта и сензора примањем рефлектоване светлости. Међу различитим параметрима перформанси модула за ласерско мерење удаљености, дивергенција зрака је кључни фактор који директно утиче на тачност мерења, опсег мерења и избор сценарија примене.
1. Основни концепт дивергенције снопа
Дивергенција снопа се односи на угао под којим се ласерски сноп повећава у попречном пресеку како се удаљава од ласерског емитера. Једноставније речено, што је дивергенција снопа мања, то ласерски сноп остаје концентрисанији током простирања; обрнуто, што је дивергенција снопа већа, то се сноп шире шири. У практичним применама, дивергенција снопа се обично изражава у угловима (степенима или милирадијанима).
Дивергенција ласерског снопа одређује колико се он шири на датој удаљености, што заузврат утиче на величину тачке на циљном објекту. Ако је дивергенција превелика, сноп ће покрити већу површину на великим удаљеностима, што може смањити тачност мерења. С друге стране, ако је дивергенција премала, сноп може постати превише фокусиран на великим удаљеностима, што отежава правилну рефлексију или чак спречава пријем рефлектованог сигнала. Стога је избор одговарајуће дивергенције снопа кључан за тачност и опсег примене ласерског модула за мерење удаљености.
2. Утицај дивергенције снопа на перформансе модула за мерење ласерске удаљености
Дивергенција снопа директно утиче на тачност мерења ласерског модула за даљину. Већа дивергенција снопа резултира већом величином тачке, што може довести до расејане рефлектоване светлости и нетачних мерења. На већим удаљеностима, већа величина тачке може ослабити рефлектовану светлост, утичући на квалитет сигнала који сензор прима, чиме се повећавају грешке мерења. Насупрот томе, мања дивергенција снопа држи ласерски сноп фокусираним на већим удаљеностима, што резултира мањом величином тачке и тиме већом тачношћу мерења. За примене које захтевају високу прецизност, као што су ласерско скенирање и прецизна локализација, мања дивергенција снопа је генерално преферирани избор.
Дивергенција снопа је такође уско повезана са опсегом мерења. Код ласерских модула за даљину са великом дивергенцијом снопа, ласерски сноп ће се брзо ширити на велике удаљености, слабећи рефлектовани сигнал и на крају ограничавајући ефективни опсег мерења. Поред тога, већа величина тачке може проузроковати да рефлектована светлост долази из више праваца, што сензору отежава прецизан пријем сигнала са циља, што заузврат утиче на резултате мерења.
С друге стране, мања дивергенција снопа помаже да ласерски сноп остане концентрисан, осигуравајући да рефлектована светлост остане јака и тиме проширује ефективни опсег мерења. Стога, што је мања дивергенција снопа ласерског модула за мерење даљине, то се обично више протеже ефективни опсег мерења.
Избор дивергенције снопа је такође уско повезан са сценаријем примене модула за ласерско мерење удаљености. За сценарије који захтевају мерења на великим удаљеностима и високу прецизност (као што је детекција препрека у аутономној вожњи, LiDAR), обично се бира модул са малом дивергенцијом снопа како би се осигурала тачна мерења на великим удаљеностима.
За мерења на кратким удаљеностима, скенирање или неке системе индустријске аутоматизације, модул са већом дивергенцијом снопа може бити пожељнији како би се повећала површина покривености и побољшала ефикасност мерења.
На дивергенцију снопа утичу и услови околине. У сложеним окружењима са јаким рефлексивним карактеристикама (као што су индустријске производне линије или скенирање зграда), ширење ласерског снопа може утицати на рефлексију и пријем светлости. У таквим случајевима, већа дивергенција снопа може помоћи тако што покрива већу површину, повећава јачину примљеног сигнала и смањује сметње из околине. С друге стране, у јасним, неометаним окружењима, мања дивергенција снопа може помоћи у фокусирању мерења на циљ, чиме се минимизирају грешке.
3. Избор и пројектовање дивергенције снопа
Дивергенција снопа ласерског модула за мерење даљине обично је одређена дизајном ласерског емитера. Различити сценарији примене и захтеви доводе до варијација у дизајну дивергенције снопа. У наставку је наведено неколико уобичајених сценарија примене и њихови повезани избори дивергенције снопа:
- Висока прецизност и мерење на великим даљинама:
За примене које захтевају и високу прецизност и велике удаљености мерења (као што су прецизна мерења, LiDAR и аутономна вожња), генерално се бира мања дивергенција снопа. Ово осигурава да ласерски сноп одржава малу величину тачке на већим удаљеностима, побољшавајући и тачност мерења и домет. На пример, код аутономне вожње, дивергенција снопа LiDAR система се обично одржава испод 1° како би се прецизно детектовале удаљене препреке.
- Велика покривеност са нижим захтевима за прецизност:
У сценаријима где је потребна већа област покривености, али прецизност није толико критична (као што су локализација робота и скенирање околине), обично се бира већа дивергенција снопа. Ово омогућава ласерском снопу да покрије ширу област, побољшавајући могућности детекције уређаја и чинећи га погодним за брзо скенирање или детекцију великих површина.
- Мерење на кратким растојањима у затвореном простору:
За мерења у затвореном простору или на кратком домету, већа дивергенција снопа може помоћи у повећању покривености ласерског снопа, смањујући грешке мерења услед неправилних углова рефлексије. У таквим случајевима, већа дивергенција снопа може осигурати стабилне резултате мерења повећањем величине тачке.
4. Закључак
Дивергенција снопа је један од кључних фактора који утичу на перформансе модула за мерење ласерске удаљености. Директно утиче на тачност мерења, опсег мерења и избор сценарија примене. Правилан дизајн дивергенције снопа може побољшати укупне перформансе модула за мерење ласерске удаљености, осигуравајући његову стабилност и ефикасност у различитим применама. Како се технологија мерења ласерске удаљености наставља развијати, оптимизација дивергенције снопа постаће важан фактор у проширењу опсега примене и могућности мерења ових модула.
Лумиспот
Адреса: Зграда 4, бр. 99 Фуронг 3. пут, округ Сишан, Вуси, 214000, Кина
Тел: + 86-0510 87381808.
Мобилни: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Време објаве: 18. новембар 2024.