Laserentfernungsmessmodule sind hochpräzise Tools, die in Bereichen wie autonomen Fahren, Drohnen, industrielle Automatisierung und Robotik häufig verwendet werden. Das Arbeitsprinzip dieser Module beinhaltet typischerweise die Ausgabe eines Laserstrahls und die Messung des Abstands zwischen dem Objekt und dem Sensor, indem das reflektierte Licht empfangen wird. Unter den verschiedenen Leistungsparametern der Laserentfernungsmessmodule ist Strahldivergenz ein entscheidender Faktor, der die Messgenauigkeit, den Messbereich und die Auswahl der Anwendungsszenarien direkt beeinflusst.
1. Grundkonzept der Strahldivergenz
Die Strahldivergenz bezieht sich auf den Winkel, in dem der Laserstrahl die Querschnittsgröße erhöht, wenn er weiter vom Laseremitter entfernt ist. Einfacher, je kleiner die Strahldivergenz, desto konzentrierter ist der Laserstrahl während der Ausbreitung. Umgekehrt, je größer die Strahldivergenz, desto breiter ist der Strahl. In praktischen Anwendungen wird die Strahldivergenz normalerweise in Winkeln (Grad oder Milliradier) ausgedrückt.
Die Divergenz des Laserstrahls bestimmt, wie stark er sich über einen bestimmten Abstand ausbreitet, was wiederum die Punktgröße des Zielobjekts beeinflusst. Wenn die Divergenz zu groß ist, bedeckt der Strahl eine größere Fläche in großen Entfernungen, was die Messgenauigkeit verringern kann. Wenn die Divergenz andererseits zu klein ist, kann sich der Strahl auf lange Strecken zu sehr konzentrieren, sodass es schwierig ist, ordnungsgemäß reflektiert oder sogar den Erhalt des reflektierten Signals zu verhindern. Die Auswahl einer geeigneten Strahldivergenz ist daher für die Genauigkeit und den Anwendungsbereich eines Laserentfernungsmessmoduls von entscheidender Bedeutung.
2. Einfluss der Strahldivergenz auf die Leistung der Laserentfernungsmessmessmodul
Die Strahldivergenz beeinflusst direkt die Messgenauigkeit des Laserentfernungsmoduls. Eine größere Strahldivergenz führt zu einer größeren Punktgröße, die zu verstreuten reflektiertem Licht und ungenauen Messungen führen kann. Bei längeren Entfernungen kann eine größere Punktgröße das reflektierte Licht schwächen, was die vom Sensor empfangene Signalqualität beeinflusst und so die Messfehler erhöht. Im Gegensatz dazu hält eine kleinere Strahldivergenz den Laserstrahl auf längere Strecken fokussiert, was zu einer geringeren Punktgröße und damit zu einer höheren Messgenauigkeit führt. Bei Anwendungen, die eine hohe Präzision erfordern, wie z. B. Laserscannen und präziser Lokalisierung, ist eine kleinere Strahldivergenz im Allgemeinen die bevorzugte Wahl.
Die Strahldivergenz hängt auch eng mit dem Messbereich zusammen. Bei Laserabstandsmodulen mit großer Strahldivergenz wird sich der Laserstrahl über große Entfernungen schnell ausbreitet, wodurch das reflektierte Signal schwächt und letztendlich den effektiven Messbereich einschränkt. Darüber hinaus kann eine größere Punktgröße dazu führen, dass das reflektierte Licht aus mehreren Richtungen ausgeht, was es dem Sensor erschwert, das Signal genau aus dem Ziel zu empfangen, was wiederum die Messergebnisse beeinflusst.
Andererseits hilft eine kleinere Strahldivergenz dem Laserstrahl konzentriert, um sicherzustellen, dass das reflektierte Licht stark bleibt und somit den effektiven Messbereich erweitert. Je kleiner die Strahldivergenz eines Laserentfernungsmessmoduls ist, desto weiter erstreckt sich der effektive Messbereich typischerweise.
Die Auswahl der Strahldivergenz ist auch eng mit dem Anwendungsszenario des Laserentfernungsmessmoduls verbunden. Für Szenarien, die Messungen von Langstrecken- und Hochvorbereitungsmessungen (z. B. Hinderniserkennung beim autonomen Fahren, Lidar) erfordern, wird typischerweise ein Modul mit einer kleinen Strahldivergenz gewählt, um genaue Messungen bei großen Strecken sicherzustellen.
Für Kurzstreckenmessungen, Scannen oder einige industrielle Automatisierungssysteme kann ein Modul mit einer größeren Strahldivergenz bevorzugt werden, um die Abdeckungsfläche zu erhöhen und die Messungseffizienz zu verbessern.
Die Strahldivergenz wird auch von den Umweltbedingungen beeinflusst. In komplexen Umgebungen mit starken reflektierenden Eigenschaften (z. B. industrielle Produktionslinien oder Bauenscannen) kann die Ausbreitung des Laserstrahls die Reflexion und den Empfang von Licht beeinflussen. In solchen Fällen kann eine größere Strahldivergenz helfen, indem ein größerer Bereich abdeckt, die Stärke des empfangenen Signals erhöht und die Umweltinterferenz verringert wird. Andererseits kann in klaren, ungehinderten Umgebungen eine kleinere Strahldivergenz dazu beitragen, die Messung auf das Ziel zu fokussieren und so die Fehler zu minimieren.
3. Auswahl und Design der Strahldivergenz
Die Strahldivergenz eines Laserabstandsmessmoduls wird typischerweise durch das Design des Laseremitters bestimmt. Unterschiedliche Anwendungsszenarien und Anforderungen führen zu Variationen des Strahldivergenzdesigns. Im Folgenden finden Sie mehrere gemeinsame Anwendungsszenarien und ihre zugehörigen Strahldivergenzentscheidungen:
- Hohe Präzision und Langstreckenmessung:
Für Anwendungen, die sowohl hohe Präzision als auch lange Messabstände (z. B. präzise Messungen, Lidar und autonomes Fahren) erfordern, wird im Allgemeinen eine kleinere Strahldivergenz gewählt. Dies stellt sicher, dass der Laserstrahl eine kleine Punktgröße über längere Strecken beibehält und sowohl die Messgenauigkeit als auch die Reichweite verbessert. Zum Beispiel wird beim autonomen Fahren die Strahldivergenz von Lidar -Systemen typischerweise unter 1 ° gehalten, um entfernte Hindernisse genau zu erkennen.
- Große Deckung mit niedrigeren Präzisionsanforderungen:
In Szenarien, in denen ein größerer Abdeckungsbereich erforderlich ist, die Präzision jedoch nicht so kritisch ist (wie Roboterlokalisierung und Umweltscanning), wird typischerweise eine größere Strahldivergenz gewählt. Auf diese Weise kann der Laserstrahl einen breiteren Bereich abdecken, die Erfassungsfunktionen des Geräts verbessern und für eine schnelle Scan- oder großartigen Erkennung geeignet sind.
- Kurzstreckenmessung in Innenräumen:
Bei Messungen in Innen- oder Kurzstrecken kann eine größere Strahldivergenz dazu beitragen, die Abdeckung des Laserstrahls zu erhöhen und Messfehler aufgrund unangemessener Reflexionswinkel zu verringern. In solchen Fällen kann eine größere Strahldivergenz stabile Messergebnisse sicherstellen, indem die Punktgröße erhöht wird.
4. Schlussfolgerung
Strahldivergenz ist einer der Schlüsselfaktoren, die die Leistung von Laserentfernungsmessmodulen beeinflussen. Es beeinflusst direkt die Messgenauigkeit, den Messbereich und die Auswahl der Anwendungsszenarien. Das ordnungsgemäße Design der Strahldivergenz kann die Gesamtleistung des Laserentfernungsmessmoduls verbessern und die Stabilität und Effizienz über verschiedene Anwendungen hinweg sicherstellen. Da sich die Laserentfernungsmessung weiterentwickelt, wird die Optimierung der Strahldivergenz zu einem wichtigen Faktor für die Erweiterung des Anwendungsbereichs und der Messkapazitäten dieser Module.
Lumispot
Adresse: Gebäude 4 #, Nr. 99 Furong 3. Road, Xishan Dist. Wuxi, 214000, China
Tel: + 86-0510 87381808.
Mobil: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Postzeit: Nov.-18-2024