Os módulos de medición de distancia con láser son ferramentas de alta precisión moi utilizadas en campos como condución autónoma, drons, automatización industrial e robótica. O principio de traballo destes módulos normalmente implica emitir un feixe láser e medir a distancia entre o obxecto e o sensor recibindo a luz reflectida. Entre os distintos parámetros de rendemento dos módulos de medición de distancia láser, a diverxencia de feixe é un factor crucial que afecta directamente á precisión da medición, ao rango de medición e á elección de escenarios de aplicación.
1. Concepto básico de diverxencia de feixe
A diverxencia de feixe refírese ao ángulo no que o feixe láser aumenta no tamaño da sección transversal xa que viaxa máis lonxe do emisor láser. En termos máis sinxelos, canto máis pequena sexa a diverxencia do feixe, máis concentrou o feixe láser permanece durante a propagación; Pola contra, canto maior sexa a diverxencia do feixe, máis amplas o feixe se estende. En aplicacións prácticas, a diverxencia do feixe adoita expresarse en ángulos (graos ou miliradianos).
A diverxencia do feixe láser determina canto se estende a unha distancia dada, que á súa vez afecta o tamaño do punto no obxecto obxectivo. Se a diverxencia é demasiado grande, o feixe cubrirá unha área máis grande a longas distancias, o que pode reducir a precisión da medición. Por outra banda, se a diverxencia é demasiado pequena, o feixe pode centrarse demasiado a longas distancias, dificultando a reflexión correctamente ou incluso evitando a recepción do sinal reflectido. Polo tanto, seleccionar unha diverxencia de feixe adecuado é crucial para o rango de precisión e aplicación dun módulo de medición de distancia láser.
2. Impacto da diverxencia de feixe no rendemento do módulo de medición de distancia láser
A diverxencia de feixe afecta directamente á precisión da medición do módulo de distancia láser. Unha diverxencia de feixe maior dá como resultado un tamaño de punto maior, o que pode levar a medicións de luz reflectidas e inexactas dispersas. A distancias máis longas, un tamaño de punto maior pode debilitar a luz reflectida, afectando a calidade do sinal recibida polo sensor, aumentando así os erros de medición. En contraste, unha diverxencia de feixe menor mantén o feixe láser centrado a distancias máis longas, obtendo un tamaño de punto menor e, polo tanto, unha maior precisión da medición. Para as aplicacións que requiren unha alta precisión, como a dixitalización con láser e a localización precisa, unha diverxencia de feixe menor é xeralmente a elección preferida.
A diverxencia de feixe tamén está intimamente relacionada co rango de medición. Para os módulos de distancia láser con gran diverxencia de feixe, o feixe láser estenderase rapidamente a longas distancias, debilitando o sinal reflectido e limitando ao final o rango de medición efectivo. Ademais, un tamaño de punto maior pode provocar que a luz reflectida proceda de múltiples direccións, dificultando o sensor para recibir con precisión o sinal do obxectivo, o que á súa vez afecta aos resultados da medición.
Por outra banda, unha diverxencia de feixe máis pequena axuda ao feixe láser a permanecer concentrado, asegurando que a luz reflectida permaneza forte e estende así o rango de medición efectivo. Polo tanto, canto máis pequena sexa a diverxencia do feixe dun módulo de medición de distancia láser, máis se estende normalmente o rango de medición efectivo.
A elección da diverxencia de feixe tamén está estreitamente ligada ao escenario da aplicación do módulo de medición de distancia láser. Para escenarios que requiren medidas de longo alcance e de alta precisión (como a detección de obstáculos na condución autónoma, LiDAR), normalmente elíxese un módulo cunha pequena diverxencia de feixe para garantir medidas precisas a longas distancias.
Para medicións de curta distancia, dixitalización ou algúns sistemas de automatización industrial, pode preferirse un módulo cunha diverxencia de feixe maior para aumentar a área de cobertura e mellorar a eficiencia da medición.
A diverxencia de feixe tamén está influenciada polas condicións ambientais. En ambientes complexos con fortes características reflexivas (como as liñas de produción industrial ou a dixitalización de edificios), a propagación do feixe láser pode afectar a reflexión e a recepción da luz. Nestes casos, unha diverxencia de feixe maior pode axudar a cubrir unha área máis grande, aumentando a forza do sinal recibido e reducindo a interferencia ambiental. Por outra banda, en ambientes claros e sen obstáculos, unha diverxencia de feixe menor pode axudar a centrar a medición no obxectivo, minimizando así os erros.
3. Selección e deseño de diverxencia de feixe
A diverxencia de feixe dun módulo de medición de distancia láser é normalmente determinada polo deseño do emisor láser. Diferentes escenarios e requisitos de aplicación resultan en variacións no deseño de diverxencia de feixe. A continuación móstranse varios escenarios comúns de aplicación e as súas opcións de diverxencia de feixe asociadas:
- Medición de alta precisión e longo alcance:
Para as aplicacións que requiren distancias de alta precisión e de medición longas (como medicións precisas, lidar e condución autónoma), xeralmente elíxese unha diverxencia de feixe menor. Isto garante que o feixe láser mantén un tamaño pequeno a distancias máis longas, aumentando tanto a precisión da medición como o rango. Por exemplo, na condución autónoma, a diverxencia de feixe dos sistemas LIDAR mantense normalmente por baixo de 1 ° para detectar con precisión obstáculos distantes.
- Gran cobertura con menores requisitos de precisión:
En escenarios onde é necesaria unha área de cobertura máis grande, pero a precisión non é tan crítica (como a localización de robots e a dixitalización ambiental), normalmente elíxese unha diverxencia de feixe maior. Isto permite que o feixe láser cubra unha área máis ampla, aumentando as capacidades de detección do dispositivo e facéndoa adecuada para a dixitalización rápida ou a detección de gran área.
- Medición de curta distancia interior:
Para medicións interiores ou de curto alcance, unha diverxencia de feixe maior pode axudar a aumentar a cobertura do feixe láser, reducindo os erros de medición debido a ángulos de reflexión inadecuados. Nestes casos, unha diverxencia de feixe maior pode asegurar os resultados da medición estables aumentando o tamaño do punto.
4. Conclusión
A diverxencia de feixe é un dos factores clave que afectan o rendemento dos módulos de medición de distancia láser. Inflúe directamente na precisión da medición, no rango de medición e na elección de escenarios de aplicacións. O deseño adecuado da diverxencia de feixe pode mellorar o rendemento global do módulo de medición de distancia láser, garantindo a súa estabilidade e eficiencia en varias aplicacións. A medida que a tecnoloxía de medición de distancia con láser segue evolucionando, a optimización da diverxencia do feixe converterase nun factor importante para ampliar o rango de aplicacións e as capacidades de medición destes módulos.
Lumispot
Enderezo: Edificio 4 #, nº99 Furong 3ª estrada, Xishan Dist. Wuxi, 214000, China
Tel: + 86-0510 87381808.
Móbil: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Tempo de publicación: 18 de novembro-2024