Ang mga module ng pagsukat ng distansya ng laser ay mga tool na may mataas na katumpakan na malawakang ginagamit sa mga larangan tulad ng autonomous na pagmamaneho, drone, automation ng industriya, at robotics. Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng mga module na ito ay karaniwang nagsasangkot ng paglabas ng isang laser beam at pagsukat ng distansya sa pagitan ng bagay at ng sensor sa pamamagitan ng pagtanggap ng sinasalamin na liwanag. Kabilang sa iba't ibang mga parameter ng pagganap ng laser distance measurement modules, ang beam divergence ay isang mahalagang salik na direktang nakakaapekto sa katumpakan ng pagsukat, hanay ng pagsukat, at pagpili ng mga sitwasyon ng aplikasyon.
1. Pangunahing Konsepto ng Beam Divergence
Ang beam divergence ay tumutukoy sa anggulo kung saan tumataas ang laser beam sa cross-sectional na laki habang ito ay naglalakbay nang mas malayo mula sa laser emitter. Sa mas simpleng mga termino, mas maliit ang beam divergence, mas puro ang laser beam ay nananatili sa panahon ng pagpapalaganap; sa kabaligtaran, mas malaki ang divergence ng sinag, mas malawak ang kumakalat ng sinag. Sa mga praktikal na aplikasyon, ang pagkakaiba-iba ng sinag ay karaniwang ipinahayag sa mga anggulo (degrees o milliradians).
Tinutukoy ng pagkakaiba-iba ng laser beam kung gaano ito kumakalat sa isang partikular na distansya, na nakakaapekto naman sa laki ng lugar sa target na bagay. Kung masyadong malaki ang divergence, sasakupin ng beam ang isang mas malaking lugar sa malalayong distansya, na maaaring mabawasan ang katumpakan ng pagsukat. Sa kabilang banda, kung masyadong maliit ang divergence, maaaring maging masyadong nakatutok ang beam sa malalayong distansya, na nagpapahirap sa pag-reflect ng maayos o kahit na pinipigilan ang pagtanggap ng sinasalamin na signal. Samakatuwid, ang pagpili ng naaangkop na beam divergence ay mahalaga para sa katumpakan at hanay ng aplikasyon ng isang laser distance measurement module.
2. Epekto ng Beam Divergence sa Pagganap ng Module ng Pagsusukat ng Distansya ng Laser
Direktang nakakaapekto ang beam divergence sa katumpakan ng pagsukat ng laser distance module. Ang mas malaking beam divergence ay nagreresulta sa mas malaking sukat ng spot, na maaaring humantong sa nakakalat na nakalarawan na liwanag at hindi tumpak na mga sukat. Sa mas malalayong distansya, ang isang mas malaking sukat ng lugar ay maaaring magpahina sa masasalamin na liwanag, na nakakaapekto sa kalidad ng signal na natanggap ng sensor, kaya tumataas ang mga error sa pagsukat. Sa kabaligtaran, ang isang mas maliit na beam divergence ay nagpapanatili sa laser beam na nakatutok sa mas mahabang distansya, na nagreresulta sa isang mas maliit na sukat ng spot at sa gayon ay mas mataas na katumpakan ng pagsukat. Para sa mga application na nangangailangan ng mataas na katumpakan, tulad ng pag-scan ng laser at tumpak na lokalisasyon, ang isang mas maliit na pagkakaiba-iba ng sinag ay karaniwang ang gustong pagpipilian.
Ang pagkakaiba-iba ng sinag ay malapit ding nauugnay sa saklaw ng pagsukat. Para sa mga laser distance module na may malaking beam divergence, ang laser beam ay mabilis na kumakalat sa malalayong distansya, na nagpapahina sa sinasalamin na signal at sa huli ay nililimitahan ang epektibong saklaw ng pagsukat. Bukod pa rito, ang isang mas malaking sukat ng lugar ay maaaring maging sanhi ng pagpapakita ng ilaw na nagmumula sa maraming direksyon, na nagpapahirap para sa sensor na tumpak na matanggap ang signal mula sa target, na nakakaapekto naman sa mga resulta ng pagsukat.
Sa kabilang banda, ang isang mas maliit na beam divergence ay tumutulong sa laser beam na manatiling puro, na tinitiyak na ang nasasalamin na liwanag ay nananatiling malakas at sa gayon ay nagpapalawak sa epektibong saklaw ng pagsukat. Samakatuwid, mas maliit ang beam divergence ng isang laser distance measurement module, mas lumalawak ang epektibong hanay ng pagsukat.
Ang pagpili ng beam divergence ay malapit ding nakatali sa application scenario ng laser distance measurement module. Para sa mga sitwasyong nangangailangan ng malayuan at mataas na katumpakan na mga sukat (tulad ng pagtukoy ng obstacle sa autonomous na pagmamaneho, LiDAR), karaniwang pinipili ang isang module na may maliit na beam divergence upang matiyak ang mga tumpak na sukat sa malalayong distansya.
Para sa mga short-distance na pagsukat, pag-scan, o ilang pang-industriya na automation system, ang isang module na may mas malaking beam divergence ay maaaring mas gusto upang mapataas ang saklaw na lugar at mapabuti ang kahusayan sa pagsukat.
Ang divergence ng sinag ay naiimpluwensyahan din ng mga kondisyon sa kapaligiran. Sa mga kumplikadong kapaligiran na may malakas na reflective na katangian (tulad ng mga pang-industriyang linya ng produksyon o pag-scan ng gusali), ang pagkalat ng laser beam ay maaaring makaapekto sa pagmuni-muni at pagtanggap ng liwanag. Sa ganitong mga kaso, ang isang mas malaking beam divergence ay makakatulong sa pamamagitan ng pagsakop sa isang mas malaking lugar, pagtaas ng lakas ng natanggap na signal, at pagbabawas ng panghihimasok sa kapaligiran. Sa kabilang banda, sa malinaw at hindi nakaharang na mga kapaligiran, ang isang mas maliit na beam divergence ay makakatulong na ituon ang pagsukat sa target, sa gayon ay pinapaliit ang mga error.
3. Pagpili at Disenyo ng Beam Divergence
Ang divergence ng sinag ng isang module ng pagsukat ng distansya ng laser ay karaniwang tinutukoy ng disenyo ng laser emitter. Ang iba't ibang sitwasyon ng aplikasyon at mga kinakailangan ay nagreresulta sa mga pagkakaiba-iba sa disenyo ng beam divergence. Nasa ibaba ang ilang karaniwang mga sitwasyon ng aplikasyon at ang mga nauugnay na pagpipilian sa pagkakaiba-iba ng beam:
- Mataas na Katumpakan at Long-Range na Pagsukat:
Para sa mga application na nangangailangan ng parehong mataas na katumpakan at mahabang distansya ng pagsukat (tulad ng mga tumpak na sukat, LiDAR, at autonomous na pagmamaneho), isang mas maliit na beam divergence ang karaniwang pinipili. Tinitiyak nito na ang laser beam ay nagpapanatili ng isang maliit na sukat ng lugar sa mas mahabang distansya, na nagpapahusay sa parehong katumpakan at saklaw ng pagsukat. Halimbawa, sa autonomous na pagmamaneho, ang beam divergence ng LiDAR system ay karaniwang pinapanatili sa ibaba 1° upang tumpak na matukoy ang malalayong mga hadlang.
- Malaking Saklaw na may Mababang Mga Kinakailangan sa Katumpakan:
Sa mga sitwasyon kung saan kinakailangan ang mas malaking saklaw na lugar, ngunit ang katumpakan ay hindi kasing kritikal (tulad ng pag-localize ng robot at pag-scan sa kapaligiran), kadalasang pinipili ang mas malaking beam divergence. Nagbibigay-daan ito sa laser beam na masakop ang isang mas malawak na lugar, pinahuhusay ang mga kakayahan ng sensing ng device, at ginagawa itong angkop para sa mabilis na pag-scan o pagtukoy sa malalaking lugar.
- Panloob na Pagsukat ng Maikling Distance:
Para sa panloob o maikling-range na mga sukat, ang isang mas malaking beam divergence ay maaaring makatulong na mapataas ang saklaw ng laser beam, na binabawasan ang mga error sa pagsukat dahil sa hindi wastong mga anggulo ng pagmuni-muni. Sa ganitong mga kaso, ang isang mas malaking pagkakaiba-iba ng sinag ay maaaring matiyak ang matatag na mga resulta ng pagsukat sa pamamagitan ng pagtaas ng laki ng lugar.
4. Konklusyon
Ang pagkakaiba-iba ng sinag ay isa sa mga pangunahing salik na nakakaapekto sa pagganap ng mga module ng pagsukat ng distansya ng laser. Direktang naiimpluwensyahan nito ang katumpakan ng pagsukat, saklaw ng pagsukat, at ang pagpili ng mga sitwasyon ng aplikasyon. Maaaring mapahusay ng wastong disenyo ng beam divergence ang pangkalahatang pagganap ng module ng pagsukat ng distansya ng laser, na tinitiyak ang katatagan at kahusayan nito sa iba't ibang mga aplikasyon. Habang patuloy na umuunlad ang teknolohiya sa pagsukat ng distansya ng laser, ang pag-optimize ng beam divergence ay magiging isang mahalagang kadahilanan sa pagpapalawak ng saklaw ng aplikasyon at mga kakayahan sa pagsukat ng mga module na ito.
Lumispot
Address: Building 4 #, No.99 Furong 3rd Road, Xishan Dist. Wuxi, 214000, China
Tel: + 86-0510 87381808.
Mobile: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Oras ng post: Nob-18-2024