Modul pengukuran jarak laser ialah alat ketepatan tinggi yang digunakan secara meluas dalam bidang seperti pemanduan autonomi, dron, automasi perindustrian dan robotik. Prinsip kerja modul ini biasanya melibatkan pemancaran pancaran laser dan mengukur jarak antara objek dan sensor dengan menerima cahaya yang dipantulkan. Antara pelbagai parameter prestasi modul pengukuran jarak laser, perbezaan pancaran merupakan faktor penting yang secara langsung mempengaruhi ketepatan pengukuran, julat pengukuran dan pilihan senario aplikasi.
1. Konsep Asas Perbezaan Rasuk
Divergensi pancaran merujuk kepada sudut di mana pancaran laser meningkat dalam saiz keratan rentas apabila ia bergerak lebih jauh dari pemancar laser. Dalam istilah yang lebih mudah, semakin kecil divergensi pancaran, semakin pekat pancaran laser kekal semasa perambatan; sebaliknya, semakin besar divergensi pancaran, semakin luas penyebaran pancaran. Dalam aplikasi praktikal, divergensi pancaran biasanya dinyatakan dalam sudut (darjah atau miliradian).
Divergensi pancaran laser menentukan sejauh mana ia merebak pada jarak tertentu, yang seterusnya mempengaruhi saiz titik pada objek sasaran. Jika divergensi terlalu besar, pancaran akan meliputi kawasan yang lebih besar pada jarak yang jauh, yang boleh mengurangkan ketepatan pengukuran. Sebaliknya, jika divergensi terlalu kecil, pancaran mungkin menjadi terlalu fokus pada jarak yang jauh, menjadikannya sukar untuk dipantulkan dengan betul atau menghalang penerimaan isyarat yang dipantulkan. Oleh itu, memilih divergensi pancaran yang sesuai adalah penting untuk ketepatan dan julat aplikasi modul pengukuran jarak laser.
2. Kesan Perbezaan Pancaran pada Prestasi Modul Pengukuran Jarak Laser
Perbezaan pancaran secara langsung mempengaruhi ketepatan pengukuran modul jarak laser. Perbezaan pancaran yang lebih besar menghasilkan saiz titik yang lebih besar, yang boleh menyebabkan cahaya pantulan berselerak dan pengukuran yang tidak tepat. Pada jarak yang lebih jauh, saiz titik yang lebih besar dapat melemahkan cahaya pantulan, yang mempengaruhi kualiti isyarat yang diterima oleh sensor, sehingga meningkatkan ralat pengukuran. Sebaliknya, perbezaan pancaran yang lebih kecil memastikan pancaran laser terfokus pada jarak yang lebih jauh, menghasilkan saiz titik yang lebih kecil dan dengan itu ketepatan pengukuran yang lebih tinggi. Untuk aplikasi yang memerlukan ketepatan tinggi, seperti pengimbasan laser dan penyetempatan yang tepat, perbezaan pancaran yang lebih kecil biasanya merupakan pilihan yang diutamakan.
Perbezaan pancaran juga berkait rapat dengan julat pengukuran. Bagi modul jarak laser dengan perbezaan pancaran yang besar, pancaran laser akan merebak dengan cepat ke jarak yang jauh, melemahkan isyarat pantulan dan akhirnya mengehadkan julat pengukuran berkesan. Selain itu, saiz titik yang lebih besar boleh menyebabkan cahaya pantulan datang dari pelbagai arah, menyukarkan sensor untuk menerima isyarat daripada sasaran dengan tepat, yang seterusnya menjejaskan keputusan pengukuran.
Sebaliknya, perbezaan pancaran yang lebih kecil membantu pancaran laser kekal tertumpu, memastikan cahaya yang dipantulkan kekal kuat dan dengan itu memanjangkan julat pengukuran berkesan. Oleh itu, semakin kecil perbezaan pancaran modul pengukuran jarak laser, semakin jauh julat pengukuran berkesan biasanya memanjang.
Pilihan perbezaan pancaran juga berkait rapat dengan senario aplikasi modul pengukuran jarak laser. Bagi senario yang memerlukan pengukuran jarak jauh dan ketepatan tinggi (seperti pengesanan halangan dalam pemanduan autonomi, LiDAR), modul dengan perbezaan pancaran kecil biasanya dipilih untuk memastikan pengukuran yang tepat pada jarak jauh.
Untuk pengukuran jarak pendek, pengimbasan atau beberapa sistem automasi perindustrian, modul dengan perbezaan pancaran yang lebih besar mungkin lebih diutamakan untuk meningkatkan kawasan liputan dan meningkatkan kecekapan pengukuran.
Perbezaan pancaran juga dipengaruhi oleh keadaan persekitaran. Dalam persekitaran kompleks dengan ciri-ciri pantulan yang kuat (seperti barisan pengeluaran perindustrian atau pengimbasan bangunan), penyebaran pancaran laser boleh menjejaskan pantulan dan penerimaan cahaya. Dalam kes sedemikian, perbezaan pancaran yang lebih besar boleh membantu dengan meliputi kawasan yang lebih besar, meningkatkan kekuatan isyarat yang diterima dan mengurangkan gangguan persekitaran. Sebaliknya, dalam persekitaran yang jelas dan tidak terhalang, perbezaan pancaran yang lebih kecil boleh membantu memfokuskan pengukuran pada sasaran, sekali gus meminimumkan ralat.
3. Pemilihan dan Reka Bentuk Perbezaan Rasuk
Perbezaan pancaran modul pengukuran jarak laser biasanya ditentukan oleh reka bentuk pemancar laser. Senario dan keperluan aplikasi yang berbeza mengakibatkan variasi dalam reka bentuk perbezaan pancaran. Berikut adalah beberapa senario aplikasi biasa dan pilihan perbezaan pancaran yang berkaitan dengannya:
- Pengukuran Ketepatan Tinggi dan Jarak Jauh:
Bagi aplikasi yang memerlukan ketepatan tinggi dan jarak pengukuran yang jauh (seperti pengukuran yang tepat, LiDAR dan pemanduan autonomi), perbezaan pancaran yang lebih kecil biasanya dipilih. Ini memastikan pancaran laser mengekalkan saiz titik yang kecil pada jarak yang lebih jauh, meningkatkan ketepatan dan julat pengukuran. Contohnya, dalam pemanduan autonomi, perbezaan pancaran sistem LiDAR biasanya dikekalkan di bawah 1° untuk mengesan halangan jauh dengan tepat.
- Liputan Besar dengan Keperluan Ketepatan Lebih Rendah:
Dalam senario di mana kawasan liputan yang lebih besar diperlukan, tetapi ketepatan tidak begitu kritikal (seperti penyetempatan robot dan pengimbasan persekitaran), perbezaan pancaran yang lebih besar biasanya dipilih. Ini membolehkan pancaran laser meliputi kawasan yang lebih luas, meningkatkan keupayaan pengesanan peranti dan menjadikannya sesuai untuk pengimbasan pantas atau pengesanan kawasan besar.
- Pengukuran Jarak Pendek Dalaman:
Untuk pengukuran dalaman atau jarak dekat, perbezaan pancaran yang lebih besar dapat membantu meningkatkan liputan pancaran laser, mengurangkan ralat pengukuran akibat sudut pantulan yang tidak betul. Dalam kes sedemikian, perbezaan pancaran yang lebih besar dapat memastikan hasil pengukuran yang stabil dengan meningkatkan saiz titik.
4. Kesimpulan
Perbezaan pancaran merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi prestasi modul pengukuran jarak laser. Ia secara langsung mempengaruhi ketepatan pengukuran, julat pengukuran dan pilihan senario aplikasi. Reka bentuk perbezaan pancaran yang betul dapat meningkatkan prestasi keseluruhan modul pengukuran jarak laser, memastikan kestabilan dan kecekapannya merentasi pelbagai aplikasi. Memandangkan teknologi pengukuran jarak laser terus berkembang, mengoptimumkan perbezaan pancaran akan menjadi faktor penting dalam memperluaskan julat aplikasi dan keupayaan pengukuran modul ini.
Lumispot
Alamat: Bangunan 4 #, No.99 Jalan ke-3 Furong, Daerah Xishan Wuxi, 214000, China
Tel: + 86-0510 87381808.
Telefon Bimbit: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Masa siaran: 18 Nov-2024