Ang mga modyul sa pagsukat ng distansya ng laser ay mga kagamitang may mataas na katumpakan na malawakang ginagamit sa mga larangan tulad ng autonomous driving, drones, industrial automation, at robotics. Ang prinsipyo ng paggana ng mga modyul na ito ay karaniwang kinabibilangan ng pagpapalabas ng laser beam at pagsukat ng distansya sa pagitan ng bagay at ng sensor sa pamamagitan ng pagtanggap ng repleksyon ng liwanag. Sa iba't ibang mga parameter ng pagganap ng mga modyul sa pagsukat ng distansya ng laser, ang beam divergence ay isang mahalagang salik na direktang nakakaapekto sa katumpakan ng pagsukat, saklaw ng pagsukat, at sa pagpili ng mga senaryo ng aplikasyon.
1. Pangunahing Konsepto ng Beam Divergence
Ang beam divergence ay tumutukoy sa anggulo kung saan lumalaki ang cross-sectional size ng laser beam habang lumalayo ito mula sa laser emitter. Sa mas simpleng salita, mas maliit ang beam divergence, mas konsentrado ang laser beam habang kumakalat; sa kabaligtaran, mas malaki ang beam divergence, mas malawak ang pagkalat ng beam. Sa mga praktikal na aplikasyon, ang beam divergence ay karaniwang ipinapahayag sa mga anggulo (degrees o milliradians).
Ang divergence ng laser beam ang nagtatakda kung gaano ito kalawak sa isang partikular na distansya, na siya namang nakakaapekto sa laki ng spot sa target na bagay. Kung ang divergence ay masyadong malaki, ang beam ay sasaklaw sa mas malaking lugar sa malalayong distansya, na maaaring makabawas sa katumpakan ng pagsukat. Sa kabilang banda, kung ang divergence ay masyadong maliit, ang beam ay maaaring maging masyadong naka-focus sa malalayong distansya, na nagpapahirap sa maayos na pag-reflect o kahit na pumipigil sa pagtanggap ng na-reflect na signal. Samakatuwid, ang pagpili ng naaangkop na divergence ng beam ay mahalaga para sa katumpakan at saklaw ng aplikasyon ng isang laser distance measurement module.
2. Epekto ng Beam Divergence sa Pagganap ng Module ng Pagsukat 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 spot size, na maaaring humantong sa kalat-kalat na reflected light at hindi tumpak na mga sukat. Sa mas mahahabang distansya, ang mas malaking spot size ay maaaring magpahina sa reflected light, na nakakaapekto sa kalidad ng signal na natatanggap ng sensor, kaya nadaragdagan ang mga error sa pagsukat. Sa kabaligtaran, ang mas maliit na beam divergence ay nagpapanatili sa laser beam na nakatutok sa mas mahahabang distansya, na nagreresulta sa mas maliit na spot size at sa gayon ay mas mataas na katumpakan ng pagsukat. Para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng mataas na katumpakan, tulad ng laser scanning at tumpak na lokalisasyon, ang mas maliit na beam divergence ay karaniwang mas mainam na pagpipilian.
Ang beam divergence 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 kakalat sa malalayong distansya, na nagpapahina sa repleksyon ng signal at sa huli ay naglilimita sa epektibong saklaw ng pagsukat. Bukod pa rito, ang mas malaking laki ng spot ay maaaring maging sanhi ng paggaling ng repleksyon ng liwanag mula sa iba't ibang direksyon, na nagpapahirap sa sensor na tumpak na matanggap ang signal mula sa target, na siya namang nakakaapekto sa mga resulta ng pagsukat.
Sa kabilang banda, ang mas maliit na beam divergence ay nakakatulong sa laser beam na manatiling konsentrado, tinitiyak na ang repleksyon ng 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 karaniwang epektibong saklaw ng pagsukat.
Ang pagpili ng beam divergence ay malapit ding nakaugnay sa senaryo ng aplikasyon ng laser distance measurement module. Para sa mga senaryo na nangangailangan ng mga long-range at high-precision na pagsukat (tulad ng obstacle detection sa autonomous driving, LiDAR), isang module na may maliit na beam divergence ang karaniwang pinipili upang matiyak ang tumpak na mga pagsukat sa malalayong distansya.
Para sa mga pagsukat na malapit sa distansya, pag-scan, o ilang sistema ng automation na pang-industriya, maaaring mas mainam ang isang module na may mas malaking beam divergence upang mapataas ang sakop na lugar at mapabuti ang kahusayan sa pagsukat.
Ang beam divergence ay naiimpluwensyahan din ng mga kondisyon sa kapaligiran. Sa mga kumplikadong kapaligiran na may malalakas na katangian ng repleksyon (tulad ng mga linya ng produksyon ng industriya o pag-scan sa gusali), ang pagkalat ng laser beam ay maaaring makaapekto sa repleksyon at pagtanggap ng liwanag. Sa ganitong mga kaso, ang mas malaking beam divergence ay makakatulong sa pamamagitan ng pagsakop sa mas malaking lugar, pagpapalakas ng lakas ng natanggap na signal, at pagbabawas ng interference sa kapaligiran. Sa kabilang banda, sa malinaw at walang harang na mga kapaligiran, ang mas maliit na beam divergence ay makakatulong na ituon ang pagsukat sa target, kaya binabawasan ang mga error.
3. Pagpili at Disenyo ng Beam Divergence
Ang beam divergence ng isang laser distance measurement module ay karaniwang natutukoy ng disenyo ng laser emitter. Ang iba't ibang senaryo at kinakailangan sa aplikasyon ay nagreresulta sa mga pagkakaiba-iba sa disenyo ng beam divergence. Nasa ibaba ang ilang karaniwang senaryo ng aplikasyon at ang mga kaugnay na pagpipilian sa beam divergence:
- Mataas na Katumpakan at Pangmatagalan na Pagsukat:
Para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng parehong mataas na katumpakan at mahahabang distansya ng pagsukat (tulad ng mga tumpak na pagsukat, LiDAR, at autonomous driving), isang mas maliit na beam divergence ang karaniwang pinipili. Tinitiyak nito na ang laser beam ay nagpapanatili ng isang maliit na laki ng spot sa mas mahahabang distansya, na nagpapahusay sa parehong katumpakan at saklaw ng pagsukat. Halimbawa, sa autonomous driving, ang beam divergence ng mga sistema ng LiDAR ay karaniwang pinapanatili sa ibaba 1° upang tumpak na matukoy ang malalayong mga balakid.
- Malaking Saklaw na may Mas Mababang Kinakailangan sa Katumpakan:
Sa mga sitwasyon kung saan kinakailangan ang mas malaking sakop na lugar, ngunit ang katumpakan ay hindi gaanong kritikal (tulad ng lokalisasyon ng robot at pag-scan sa kapaligiran), isang mas malaking divergence ng beam ang karaniwang pinipili. Pinapayagan nito ang laser beam na masakop ang mas malawak na lugar, na nagpapahusay sa kakayahan ng sensing ng device, at ginagawa itong angkop para sa mabilis na pag-scan o pag-detect ng malawak na lugar.
- Pagsukat ng Maikling Distansya sa Loob ng Bahay:
Para sa mga sukat sa loob ng bahay o sa maiikling saklaw, ang mas malaking beam divergence ay makakatulong na mapataas ang sakop ng laser beam, na binabawasan ang mga error sa pagsukat dahil sa hindi wastong mga anggulo ng repleksyon. Sa ganitong mga kaso, ang mas malaking beam divergence ay maaaring matiyak ang matatag na resulta ng pagsukat sa pamamagitan ng pagpapalaki ng laki ng spot.
4. Konklusyon
Ang beam divergence ay isa sa mga pangunahing salik na nakakaapekto sa pagganap ng mga laser distance measurement module. Direktang nakakaimpluwensya ito sa katumpakan ng pagsukat, saklaw ng pagsukat, at sa pagpili ng mga sitwasyon ng aplikasyon. Ang wastong disenyo ng beam divergence ay maaaring mapahusay ang pangkalahatang pagganap ng laser distance measurement module, na tinitiyak ang katatagan at kahusayan nito sa iba't ibang aplikasyon. Habang patuloy na umuunlad ang teknolohiya ng laser distance measurement, ang pag-optimize ng beam divergence ay magiging isang mahalagang salik sa pagpapalawak ng saklaw ng aplikasyon at mga kakayahan sa pagsukat ng mga modyul na ito.
Lumispot
Tirahan: Gusali 4 #, Blg. 99 Furong 3rd Road, Distrito ng Xishan, Wuxi, 214000, Tsina
Tel: + 86-0510 87381808.
Mobile: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Oras ng pag-post: Nob-18-2024