Laseravstandsmålingsmoduler er verktøy med høy presisjon som er mye brukt i felt som autonom kjøring, droner, industriell automatisering og robotikk. Arbeidsprinsippet for disse modulene innebærer vanligvis å avgi en laserstråle og måle avstanden mellom objektet og sensoren ved å motta det reflekterte lyset. Blant de forskjellige ytelsesparametrene for laseravstandsmålingsmoduler, er stråledivergens en avgjørende faktor som direkte påvirker målingens nøyaktighet, måleområde og valg av applikasjonsscenarier.
1. Grunnleggende konsept av stråledivergens
Stråledivergens refererer til vinkelen som laserstrålen øker i tverrsnittsstørrelse når den beveger seg lenger fra laser-emitteren. For enklere vil forblir jo mindre stråledivergens, desto mer konsentrert forblir laserstrålen under forplantning; Motsatt, jo større bjelkedivergens, jo større er strålen sprer seg. I praktiske anvendelser uttrykkes stråledivergensen vanligvis i vinkler (grader eller milliradians).
Divergensen av laserstrålen bestemmer hvor mye den sprer seg over en gitt avstand, noe som igjen påvirker spotstørrelsen på målobjektet. Hvis divergensen er for stor, vil bjelken dekke et større område med lange avstander, noe som kan redusere målingsnøyaktigheten. På den annen side, hvis divergensen er for liten, kan strålen bli for fokusert på lange avstander, noe som gjør det vanskelig å reflektere ordentlig eller til og med forhindre mottak av det reflekterte signalet. Derfor er det avgjørende å velge en passende stråledivergens for nøyaktigheten og applikasjonsområdet for en laseravstandsmålingsmodul.
2.
Stråledivergens påvirker direkte målingens nøyaktighet av laseravstandsmodulen. En større stråledivergens resulterer i en større spotstørrelse, noe som kan føre til spredte reflekterte lys og unøyaktige målinger. På lengre avstander kan en større spotstørrelse svekke det reflekterte lyset, noe som påvirker signalkvaliteten mottatt av sensoren, og dermed øke målefeilene. I kontrast holder en mindre bjelkedivergens laserstrålen fokusert over lengre avstander, noe som resulterer i en mindre spotstørrelse og dermed høyere målingsnøyaktighet. For applikasjoner som krever høy presisjon, for eksempel laserskanning og presis lokalisering, er en mindre stråledivergens generelt det foretrukne valget.
Stråledivergens er også nært knyttet til måleområdet. For laseravstandsmoduler med stor stråledivergens, vil laserstrålen spre seg raskt over lange avstander, svekke det reflekterte signalet og til slutt begrense det effektive måleområdet. I tillegg kan en større spotstørrelse føre til at reflektert lys kommer fra flere retninger, noe som gjør det vanskelig for sensoren å nøyaktig motta signalet fra målet, noe som igjen påvirker målingsresultatene.
På den annen side hjelper en mindre stråledivergens laserstrålen med å forbli konsentrert, noe som sikrer at det reflekterte lyset forblir sterkt og dermed utvider det effektive måleområdet. Derfor, jo mindre stråledivergensen til en laseravstandsmålingsmodul, jo lenger strekker den effektive måleområdet typisk.
Valget av stråledivergens er også tett knyttet til applikasjonsscenariet for laseravstandsmålingsmodulen. For scenarier som krever målinger av lang rekkevidde og høye presisjon (for eksempel hindringsdeteksjon i autonom kjøring, LIDAR), velges en modul med en liten stråledivergens for å sikre nøyaktige målinger på lange avstander.
For målinger av kort avstand, skanning eller noen industrielle automatiseringssystemer, kan en modul med større stråledivergens foretrekkes å øke dekningsområdet og forbedre måleeffektiviteten.
Stråledivergens påvirkes også av miljøforhold. I komplekse miljøer med sterke reflekterende egenskaper (for eksempel industrielle produksjonslinjer eller bygningsskanning), kan spredning av laserstrålen påvirke refleksjonen og mottakelsen av lys. I slike tilfeller kan en større stråledivergens hjelpe ved å dekke et større område, øke styrken til det mottatte signalet og redusere miljøforstyrrelser. På den annen side, i klare, uhindrede miljøer, kan en mindre stråledivergens bidra til å fokusere målingen på målet, og dermed minimere feil.
3. Valg og design av stråledivergens
Stråledivergensen til en laseravstandsmålingsmodul bestemmes typisk av utformingen av laser -emitteren. Ulike applikasjonsscenarier og krav resulterer i variasjoner i utforming av stråledivergens. Nedenfor er flere vanlige applikasjonsscenarier og deres tilhørende bjelkeavvik:
- Høy presisjon og måling av lang rekkevidde:
For applikasjoner som krever både høye presisjons- og lange måleavstander (for eksempel presise målinger, lidar og autonom kjøring), velges en mindre stråledivergens generelt. Dette sikrer at laserstrålen opprettholder en liten spotstørrelse over lengre avstander, og forbedrer både målingens nøyaktighet og rekkevidde. For eksempel ved autonom kjøring holdes bjelkedivergensen til LiDAR -systemer typisk under 1 ° for å oppdage fjerne hindringer nøyaktig.
- Stor dekning med lavere presisjonskrav:
I scenarier der det er nødvendig med et større dekningsområde, men presisjon ikke er så kritisk (for eksempel robotlokalisering og miljøvanning), velges en større stråledivergens typisk. Dette gjør at laserstrålen kan dekke et bredere område, forbedre enhetens sensoregenskaper og gjøre det egnet for rask skanning eller deteksjon med store områder.
- Innendørs måling av kort avstand:
For målinger av innendørs eller kort avstand kan en større stråledivergens bidra til å øke laserstrålens dekning, og redusere målefeil på grunn av feil refleksjonsvinkler. I slike tilfeller kan en større stråledivergens sikre stabile måleresultater ved å øke spotstørrelsen.
4. Konklusjon
Stråledivergens er en av de viktigste faktorene som påvirker ytelsen til laseravstandsmålingsmoduler. Det påvirker direkte målingens nøyaktighet, måleområde og valg av applikasjonsscenarier. Riktig utforming av bjelkedivergens kan forbedre den generelle ytelsen til laseravstandsmålingsmodulen, noe som sikrer dens stabilitet og effektivitet på tvers av forskjellige applikasjoner. Når laseravstandsmålingsteknologi fortsetter å utvikle seg, vil optimalisering av stråledivergens bli en viktig faktor for å utvide applikasjonsområdet og målefunksjonene til disse modulene.
Lumispot
Adresse: Bygning 4 #, No.99 Furong 3rd Road, Xishan Dist. Wuxi, 214000, Kina
Tlf: + 86-0510 87381808.
Mobil: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Post Time: Nov-18-2024