Lazerio atstumo matavimo moduliai yra didelio tikslumo įrankiai, plačiai naudojami tokiose srityse kaip autonominis vairavimas, dronai, pramoninė automatika ir robotika. Šių modulių darbo principas paprastai apima lazerio spindulio skleidimą ir atstumą tarp objekto ir jutiklio, gaunant atspindėtą šviesą. Tarp įvairių lazerio atstumo matavimo modulių veikimo parametrų, spindulių skirtumas yra esminis veiksnys, tiesiogiai paveikiantis matavimo tikslumą, matavimo diapazoną ir taikymo scenarijų pasirinkimą.
1. Pagrindinė spindulių skirtumo koncepcija
Sijos skirtumai nurodo kampą, kuriame lazerio pluošto padidėja skerspjūvio dydis, nes jis keliauja toliau nuo lazerio emiterio. Paprasčiau tariant, kuo mažesnis pluošto skirtumas, tuo labiau koncentruota lazerio spindulys išlieka sklidimo metu; Ir atvirkščiai, kuo didesnis spindulių skirtumas, tuo platesnis pluoštas plinta. Praktiniame pritaikyme pluošto skirtumai paprastai išreiškiami kampais (laipsniais arba malūnradiečiais).
Lazerio spindulio skirtumai nustato, kiek jis plinta per tam tikrą atstumą, o tai savo ruožtu veikia tikslinio objekto taškinį dydį. Jei skirtumai yra per dideli, sija apims didesnį plotą dideliais atstumais, o tai gali sumažinti matavimo tikslumą. Kita vertus, jei skirtumai yra per maži, sija gali būti per daug susikaupusi dideliais atstumais, todėl sunku tinkamai apmąstyti ar net užkirsti kelią atspindėto signalo gavimui. Todėl labai svarbu pasirinkti tinkamą pluošto skirtumą, kad lazerio atstumo matavimo modulio tikslumas ir taikymo diapazonas būtų.
2. Sijos skirtumų poveikis lazerio atstumo matavimo modulio veikimui
Pluošto skirtumai tiesiogiai veikia lazerio atstumo modulio matavimo tikslumą. Didesnis spindulių skirtumų padidėjimas lemia didesnį taško dydį, o tai gali sukelti išsklaidytą atspindėtą šviesą ir netikslius matavimus. Esant ilgesniam atstumui, didesnis dėmės dydis gali susilpninti atspindėtą šviesą, paveikiančią jutiklio gautą signalo kokybę, taip padidindama matavimo klaidas. Priešingai, mažesnis spindulių skirtumai palaiko lazerio pluoštą, orientuotą į didesnius atstumus, todėl mažesnis dėmės dydis ir didesnis matavimo tikslumas. Programoms, kurioms reikalingas didelis tikslumas, pavyzdžiui, lazerio skenavimas ir tiksli lokalizacija, paprastai pasirinktas mažesnis spindulių skirtumai.
Beam skirtumai taip pat yra glaudžiai susiję su matavimo diapazonu. Lazerio atstumo moduliams, kuriems yra didelis spindulio skirtumas, lazerio spindulys greitai pasklids dideliais atstumais, susilpnindamas atspindėtą signalą ir galiausiai apribos efektyvų matavimo diapazoną. Be to, dėl didesnio taško dydžio atspindėta šviesa gali atsirasti iš kelių krypčių, todėl jutikliui sunku tiksliai gauti signalą iš taikinio, o tai savo ruožtu daro įtaką matavimo rezultatams.
Kita vertus, mažesnis pluošto skirtumai padeda lazerio spinduliui išlikti koncentruoti, užtikrinant, kad atspindėta šviesa išliks stipri, todėl pratęsia efektyvų matavimo diapazoną. Todėl kuo mažesnis lazerio atstumo matavimo modulio spindulių skirtumai, tuo papildomu efektyvus matavimo diapazonas paprastai tęsiasi.
SAME divergencijos pasirinkimas taip pat yra glaudžiai susijęs su lazerio atstumo matavimo modulio taikymo scenarijumi. Scenarijams, kuriems reikalingi tolimojo ir aukšto tikslumo matavimai (pvz., Kliūčių aptikimas autonominiame vairavime, „LiDAR“), modulis su mažu pluošto skirtumu paprastai pasirenkamas siekiant užtikrinti tikslius matavimus ilgais atstumais.
Norint padidinti aprėpties plotą ir pagerinti matavimų efektyvumą, gali būti teikiama pirmenybė matuojant trumpalaikius atstumus, nuskaitymą ar kai kurias pramonės automatizavimo sistemas, gali būti teikiama pirmenybė moduliui su didesniais spindulių skirtumais.
Beam skirtumus taip pat daro įtaką aplinkos sąlygos. Sudėtingoje aplinkoje, turinčioje stiprias atspindinčias savybes (tokias kaip pramoninės gamybos linijos ar pastato skenavimas), lazerio spindulio plitimas gali paveikti šviesos atspindį ir priėmimą. Tokiais atvejais didesnis spindulių skirtumai gali padėti uždengti didesnį plotą, padidinti gauto signalo stiprumą ir sumažinti aplinkos trukdžius. Kita vertus, aiškioje, netrukdomoje aplinkoje mažesnis spindulių skirtumai gali padėti sutelkti dėmesį į taikinį, taip sumažinti klaidas.
3. Sijos skirtumų pasirinkimas ir dizainas
Lazerio atstumo matavimo modulio pluošto skirtumus paprastai lemia lazerio emiterio projektavimas. Skirtingi taikymo scenarijai ir reikalavimai lemia pluošto skirtumų dizaino variantus. Žemiau pateikiami keli įprasti taikymo scenarijai ir su jais susiję spindulių skirtumų pasirinkimai:
- Didelis tikslumas ir tolimojo nuotolio matavimas:
Taikant programas, reikalaujančias tiek aukšto tikslumo, tiek ilgų matavimo atstumų (tokių kaip tikslūs matavimai, lidaras ir autonominis važiavimas), paprastai pasirenkamas mažesnis spindulio skirtumai. Tai užtikrina, kad lazerio pluoštas palaiko mažą taško dydį didesniais atstumais, padidindamas matavimo tikslumą ir diapazoną. Pavyzdžiui, autonominiame vairavime „LiDAR“ sistemų spindulių skirtumai paprastai laikomi žemiau 1 °, kad būtų galima tiksliai nustatyti tolimas kliūtis.
- Didelė aprėptis su mažesniais tikslumo reikalavimais:
Scenarijuose, kur reikalinga didesnė aprėpties sritis, tačiau tikslumas nėra toks kritiškas (pavyzdžiui, robotų lokalizavimas ir aplinkos nuskaitymas), paprastai pasirenkamas didesnis spindulių skirtumų. Tai leidžia lazerio pluoštui uždengti platesnę plotą, sustiprinti prietaiso jutimo galimybes ir padaryti jį tinkamą greitam nuskaitymui ar didelėms sritims aptikti.
- Trumpo nuotolio matavimas patalpose:
Norint atlikti vidaus ar trumpojo nuotolio matavimus, didesnis pluošto skirtumai gali padėti padidinti lazerio spindulio aprėptį, sumažinant matavimo paklaidas dėl netinkamų atspindžio kampų. Tokiais atvejais didesnis spindulių skirtumas gali užtikrinti stabilius matavimo rezultatus padidinant taško dydį.
4. Išvada
Beam Divergence yra vienas iš pagrindinių veiksnių, turinčių įtakos lazerio atstumo matavimo modulių veikimui. Tai daro tiesioginę įtaką matavimo tikslumui, matavimo diapazonui ir taikymo scenarijų pasirinkimui. Tinkamas spindulių skirtumų dizainas gali padidinti bendrą lazerio atstumo matavimo modulio našumą, užtikrinant jo stabilumą ir efektyvumą įvairiose programose. Toliau tobulėjant lazerio atstumo matavimo technologijai, optimizuojant pluošto skirtumus, taps svarbiu veiksniu išplečiant šių modulių taikymo diapazoną ir matavimo galimybes.
LUMISPOT
Adresas: 4 pastatas #, Nr.99 Furong 3 -asis kelias, Xishan Dist. Wuxi, 214000, Kinija
Tel: + 86-0510 87381808.
Mobilus: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Pašto laikas: 2012 m. Lapkričio 18 d