Lāzera attāluma mērīšanas moduļi ir augstas precizitātes rīki, ko plaši izmanto tādās jomās kā autonoma braukšana, droni, rūpnieciskā automatizācija un robotika. Šo moduļu darba princips parasti ietver lāzera staru izstarošanu un attālumu starp objektu un sensoru, saņemot atstaroto gaismu. Starp dažādiem lāzera attāluma mērīšanas moduļu veiktspējas parametriem staru kūļa novirze ir būtisks faktors, kas tieši ietekmē mērījumu precizitāti, mērījumu diapazonu un lietojuma scenāriju izvēli.
1. Siju atšķirības pamatjēdziens
Siju atšķirība attiecas uz leņķi, kādā lāzera stars palielinās šķērsgriezuma lielumā, dodoties tālāk no lāzera emitētāja. Vienkāršākā izteiksmē, jo mazāka ir staru novirzes, jo koncentrētāka lāzera stars paliek izplatīšanās laikā; Un otrādi, jo lielāka ir staru atšķirība, jo plašāka stars izplatās. Praktiskā lietojumā staru kūļa novirze parasti tiek izteikta leņķos (grādos vai miliradiešos).
Lāzera stara atšķirība nosaka, cik daudz tā izplatās noteiktā attālumā, kas savukārt ietekmē mērķa objekta vietas lielumu. Ja atšķirība ir pārāk liela, stars aptver lielāku laukumu lielos attālumos, kas var samazināt mērījumu precizitāti. No otras puses, ja atšķirība ir pārāk maza, stars var pārāk koncentrēties lielos attālumos, apgrūtinot pareizi atspoguļot vai pat novērst atspoguļotā signāla saņemšanu. Tāpēc atbilstošas staru kūļa novirzes izvēlei ir būtiska lāzera attāluma mērīšanas moduļa precizitātes un pielietojuma diapazons.
2. Siju atšķirības ietekme uz lāzera attāluma mērīšanas moduļa veiktspēju
Siju atšķirība tieši ietekmē lāzera attāluma moduļa mērījumu precizitāti. Lielāka staru kūļa novirze rada lielāku vietas izmēru, kas var izraisīt izkliedētu atstarotu gaismu un neprecīzus mērījumus. Lielākos attālumos lielāks vietas lielums var vājināt atstaroto gaismu, ietekmējot sensora saņemto signāla kvalitāti, tādējādi palielinot mērījumu kļūdas. Turpretī mazāka staru kūļa novirze uztur lāzera staru kūļa fokusētu lielākos attālumos, kā rezultātā rodas mazāks vietas lielums un tādējādi lielāka mērījumu precizitāte. Lietojumprogrammām, kurām nepieciešama augsta precizitāte, piemēram, lāzera skenēšana un precīza lokalizācija, mazāka staru novirzes parasti ir vēlamā izvēle.
Siju atšķirība ir arī cieši saistīta ar mērījumu diapazonu. Lāzera attāluma moduļiem ar lielām staru kūļa atšķirībām lāzera stars ātri izplatīsies lielos attālumos, vājinot atstaroto signālu un galu galā ierobežojot efektīvo mērījumu diapazonu. Turklāt lielāks vietas lielums var izraisīt atstarotu gaismu no vairākiem virzieniem, apgrūtinot sensoram precīzi saņemt signālu no mērķa, kas savukārt ietekmē mērījumu rezultātus.
No otras puses, mazāka staru kūļa novirze palīdz lāzera staram palikt koncentrētam, nodrošinot, ka atstarotā gaisma paliek spēcīga un tādējādi paplašina efektīvo mērījumu diapazonu. Tāpēc, jo mazāka ir lāzera attāluma mērīšanas moduļa staru novirzes, jo tālāk paplašinās efektīvais mērījumu diapazons.
Siju atšķirības izvēle ir cieši saistīta ar lāzera attāluma mērīšanas moduļa pielietojuma scenāriju. Scenārijiem, kuriem nepieciešami liela attāluma un augstas precizitātes mērījumi (piemēram, šķēršļu noteikšana autonomā braukšanā, LiDAR), parasti tiek izvēlēts modulis ar nelielu staru atšķirību, lai nodrošinātu precīzus mērījumus lielos attālumos.
Lai palielinātu pārklājuma laukumu un uzlabotu mērīšanas efektivitāti, var dot priekšroku mazu attālumu mērījumiem, skenēšanai vai dažām rūpniecības automatizācijas sistēmām, var dot priekšroku modulim ar lielāku staru atšķirību.
Siju atšķirību ietekmē arī vides apstākļi. Sarežģītā vidē ar spēcīgām atstarojošām īpašībām (piemēram, rūpniecisko ražošanas līnijām vai ēku skenēšanai) lāzera staru izplatīšanās var ietekmēt gaismas atspoguļojumu un uztveršanu. Šādos gadījumos lielāka staru kūļa novirze var palīdzēt, aptverot lielāku platību, palielinot saņemtā signāla stiprumu un samazinot vides traucējumus. No otras puses, skaidrā, netraucētā vidē mazāka staru kūļa novirze var palīdzēt koncentrēt mērījumu uz mērķi, tādējādi samazinot kļūdas.
3. Siju atšķirības izvēle un dizains
Lāzera attāluma mērīšanas moduļa staru novirzes parasti nosaka ar lāzera emitētāja dizainu. Dažādi lietojumprogrammu scenāriji un prasības izraisa staru novirzes dizaina variācijas. Zemāk ir vairāki izplatīti lietojumprogrammu scenāriji un ar to saistītie staru novirzes izvēles iespējas:
- Augsta precizitāte un tālsatiksmes mērījums:
Lietojumprogrammām, kurām nepieciešama gan liela precizitāte, gan ilgstoši mērījumu attālumi (piemēram, precīzi mērījumi, LiDAR un autonomā braukšana), parasti tiek izvēlēta mazāka staru atšķirība. Tas nodrošina, ka lāzera stars uztur nelielu vietas lielumu lielākos attālumos, uzlabojot gan mērījumu precizitāti, gan diapazonu. Piemēram, autonomā braukšanā LiDAR sistēmu staru novirzes parasti tiek turētas zem 1 °, lai precīzi noteiktu tālus šķēršļus.
- Liels pārklājums ar zemākām precizitātes prasībām:
Scenārijos, kad ir nepieciešama lielāka pārklājuma zona, bet precizitāte nav tik kritiska (piemēram, robotu lokalizācija un vides skenēšana), parasti tiek izvēlēta lielāka staru atšķirība. Tas ļauj lāzera staram aptvert plašāku zonu, uzlabojot ierīces sensoru iespējas un padarot to piemērotu ātrai skenēšanai vai lielas zonas noteikšanai.
- Iekštelpu īso distanču mērīšana:
Iekštelpu vai maza darbības attāluma mērījumiem lielāka staru kūļa novirze var palīdzēt palielināt lāzera staru pārklājumu, samazinot mērījumu kļūdas nepareizu atstarošanas leņķu dēļ. Šādos gadījumos lielāka staru kūļa novirze var nodrošināt stabilus mērījumu rezultātus, palielinot vietas lielumu.
4. Secinājums
Siju atšķirība ir viens no galvenajiem faktoriem, kas ietekmē lāzera attāluma mērījumu moduļu veiktspēju. Tas tieši ietekmē mērījumu precizitāti, mērījumu diapazonu un pielietojuma scenāriju izvēli. Pareiza staru atšķirības dizains var uzlabot lāzera attāluma mērīšanas moduļa kopējo veiktspēju, nodrošinot tā stabilitāti un efektivitāti dažādos lietojumos. Tā kā lāzera attāluma mērīšanas tehnoloģija turpina attīstīties, staru kūļa atšķirības optimizēšana kļūs par svarīgu faktoru šo moduļu lietojumprogrammu diapazona un mērīšanas iespēju paplašināšanā.
Lumispot
Adrese: ēka 4 #, Nr.99 Furong 3. ceļš, Xishan Dist. Wuxi, 214000, Ķīna
Tālr.: + 86-0510 87381808.
Mobilais: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Pasta laiks: 18.-1824. Novembris