Modul pengukuran jarak laser ialah alat berketepatan tinggi yang digunakan secara meluas dalam bidang seperti pemanduan autonomi, dron, automasi industri dan robotik. Prinsip kerja modul ini biasanya melibatkan pemancaran pancaran laser dan mengukur jarak antara objek dan sensor dengan menerima cahaya yang dipantulkan. Di antara pelbagai parameter prestasi modul pengukuran jarak laser, perbezaan rasuk merupakan faktor penting yang secara langsung mempengaruhi ketepatan pengukuran, julat pengukuran dan pilihan senario aplikasi.
1. Konsep Asas Beam Divergence
Beam divergence merujuk kepada sudut di mana pancaran laser bertambah dalam saiz keratan rentas apabila ia bergerak lebih jauh dari pemancar laser. Dalam istilah yang lebih mudah, lebih kecil perbezaan rasuk, lebih pekat pancaran laser kekal semasa penyebaran; sebaliknya, lebih besar perbezaan rasuk, lebih luas rasuk merebak. Dalam aplikasi praktikal, perbezaan rasuk biasanya dinyatakan dalam sudut (darjah atau miliradian).
Perbezaan pancaran laser menentukan sejauh mana ia merebak pada jarak tertentu, yang seterusnya mempengaruhi saiz titik pada objek sasaran. Jika perbezaan terlalu besar, rasuk akan meliputi kawasan yang lebih besar pada jarak yang jauh, yang boleh mengurangkan ketepatan pengukuran. Sebaliknya, jika perbezaan terlalu kecil, pancaran mungkin menjadi terlalu fokus pada jarak jauh, menjadikannya sukar untuk dipantulkan dengan betul atau malah menghalang penerimaan isyarat yang dipantulkan. Oleh itu, memilih perbezaan rasuk yang sesuai adalah penting untuk ketepatan dan julat aplikasi modul pengukuran jarak laser.
2. Kesan Perbezaan Rasuk terhadap Prestasi Modul Pengukuran Jarak Laser
Perbezaan rasuk secara langsung mempengaruhi ketepatan pengukuran modul jarak laser. Perbezaan rasuk yang lebih besar menghasilkan saiz tempat yang lebih besar, yang boleh menyebabkan cahaya pantulan berselerak dan ukuran yang tidak tepat. Pada jarak yang lebih jauh, saiz tempat yang lebih besar boleh melemahkan cahaya yang dipantulkan, menjejaskan kualiti isyarat yang diterima oleh sensor, sekali gus meningkatkan ralat pengukuran. Sebaliknya, perbezaan rasuk yang lebih kecil memastikan pancaran laser difokuskan pada jarak yang lebih jauh, menghasilkan saiz tempat yang lebih kecil dan dengan itu ketepatan pengukuran yang lebih tinggi. Untuk aplikasi yang memerlukan ketepatan tinggi, seperti pengimbasan laser dan penyetempatan tepat, perbezaan pancaran yang lebih kecil biasanya menjadi pilihan yang diutamakan.
Perbezaan rasuk juga berkait rapat dengan julat ukuran. Untuk modul jarak laser dengan perbezaan pancaran besar, pancaran laser akan merebak dengan cepat pada jarak jauh, melemahkan isyarat yang dipantulkan dan akhirnya mengehadkan julat pengukuran yang berkesan. Selain itu, saiz tempat yang lebih besar boleh menyebabkan cahaya yang dipantulkan datang dari pelbagai arah, menyukarkan penderia untuk menerima isyarat dengan tepat daripada sasaran, yang seterusnya menjejaskan hasil pengukuran.
Sebaliknya, perbezaan rasuk yang lebih kecil membantu pancaran laser kekal tertumpu, memastikan cahaya yang dipantulkan kekal kuat dan dengan itu memanjangkan julat pengukuran yang berkesan. Oleh itu, semakin kecil perbezaan pancaran modul pengukuran jarak laser, semakin jauh julat pengukuran berkesan biasanya dilanjutkan.
Pilihan perbezaan rasuk juga berkait rapat dengan senario aplikasi modul pengukuran jarak laser. Untuk senario yang memerlukan ukuran jarak jauh dan ketepatan tinggi (seperti pengesanan halangan dalam pemanduan autonomi, LiDAR), modul dengan perbezaan rasuk kecil biasanya dipilih untuk memastikan pengukuran yang tepat pada jarak jauh.
Untuk pengukuran jarak dekat, pengimbasan atau beberapa sistem automasi industri, modul dengan perbezaan rasuk yang lebih besar mungkin lebih disukai untuk meningkatkan kawasan liputan dan meningkatkan kecekapan pengukuran.
Perbezaan rasuk juga dipengaruhi oleh keadaan persekitaran. Dalam persekitaran yang kompleks dengan ciri reflektif yang kuat (seperti saluran pengeluaran perindustrian atau pengimbasan bangunan), penyebaran pancaran laser boleh menjejaskan pantulan dan penerimaan cahaya. Dalam kes sedemikian, perbezaan rasuk 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 rasuk yang lebih kecil boleh membantu memfokuskan pengukuran pada sasaran, sekali gus meminimumkan ralat.
3. Pemilihan dan Reka Bentuk Beam Divergence
Perbezaan rasuk modul pengukuran jarak laser biasanya ditentukan oleh reka bentuk pemancar laser. Senario dan keperluan aplikasi yang berbeza menghasilkan variasi dalam reka bentuk perbezaan rasuk. Berikut ialah beberapa senario aplikasi biasa dan pilihan perbezaan rasuk yang berkaitan:
- Ketepatan Tinggi dan Pengukuran Jarak Jauh:
Untuk aplikasi yang memerlukan kedua-dua ketepatan tinggi dan jarak pengukuran yang panjang (seperti ukuran tepat, LiDAR dan pemanduan autonomi), perbezaan rasuk yang lebih kecil biasanya dipilih. Ini memastikan bahawa pancaran laser mengekalkan saiz tempat yang kecil pada jarak yang lebih jauh, meningkatkan ketepatan dan julat pengukuran. Contohnya, dalam pemanduan autonomi, perbezaan pancaran sistem LiDAR biasanya disimpan di bawah 1° untuk mengesan halangan yang 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 rasuk yang lebih besar biasanya dipilih. Ini membolehkan pancaran laser meliputi kawasan yang lebih luas, mempertingkatkan keupayaan penderiaan peranti dan menjadikannya sesuai untuk pengimbasan pantas atau pengesanan kawasan besar.
- Pengukuran Jarak Pendek Dalaman:
Untuk ukuran dalaman atau jarak pendek, perbezaan rasuk yang lebih besar boleh membantu meningkatkan liputan pancaran laser, mengurangkan ralat pengukuran akibat sudut pantulan yang tidak betul. Dalam kes sedemikian, perbezaan rasuk yang lebih besar boleh memastikan hasil pengukuran yang stabil dengan meningkatkan saiz tempat.
4. Kesimpulan
Perbezaan rasuk adalah 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 rasuk yang betul boleh meningkatkan prestasi keseluruhan modul pengukuran jarak laser, memastikan kestabilan dan kecekapannya merentas 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 Furong 3rd Road, Xishan Dist. Wuxi, 214000, China
Tel: + 86-0510 87381808.
Mudah Alih: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Masa siaran: Nov-18-2024