Lazer masofasini o'lchash modullari avtonom haydash, dronlar, sanoat avtomatlashtirish va robototexnika kabi sohalarda keng qo'llaniladigan yuqori aniqlikdagi asboblardir. Ushbu modullarning ishlash printsipi odatda lazer nurini chiqarish va aks ettirilgan yorug'likni qabul qilish orqali obyekt va sensor orasidagi masofani o'lchashni o'z ichiga oladi. Lazer masofasini o'lchash modullarining turli xil ishlash parametrlari orasida nur divergensiyasi o'lchov aniqligi, o'lchov diapazoni va qo'llanilish stsenariylarini tanlashga bevosita ta'sir qiluvchi muhim omil hisoblanadi.
1. Nur divergensiyasining asosiy tushunchasi
Nur divergensiyasi lazer nuri lazer emitentidan uzoqlashgan sari uning ko'ndalang kesim hajmining oshish burchagini anglatadi. Sodda qilib aytganda, nur divergensiyasi qanchalik kichik bo'lsa, lazer nuri tarqalish paytida shuncha ko'p konsentratsiyalangan bo'lib qoladi; aksincha, nur divergensiyasi qanchalik katta bo'lsa, nur shuncha keng tarqaladi. Amaliy qo'llanmalarda nur divergensiyasi odatda burchaklarda (daraja yoki milliradian) ifodalanadi.
Lazer nurining divergensiyasi uning ma'lum bir masofaga qancha tarqalishini belgilaydi, bu esa o'z navbatida nishon obyektidagi nuqta o'lchamiga ta'sir qiladi. Agar divergensiya juda katta bo'lsa, nur uzoq masofalarda katta maydonni qoplaydi, bu esa o'lchov aniqligini pasaytirishi mumkin. Boshqa tomondan, agar divergensiya juda kichik bo'lsa, nur uzoq masofalarda juda fokuslanishi mumkin, bu esa to'g'ri aks ettirishni qiyinlashtiradi yoki hatto aks etgan signalni qabul qilishga xalaqit beradi. Shuning uchun, lazer masofasini o'lchash modulining aniqligi va qo'llanilish diapazoni uchun mos nur divergensiyasini tanlash juda muhimdir.
2. Lazer masofasini o'lchash modulining ishlashiga nur divergensiyasining ta'siri
Nur divergensiyasi lazer masofa modulining o'lchash aniqligiga bevosita ta'sir qiladi. Nur divergensiyasining kattaroq bo'lishi kattaroq nuqta o'lchamiga olib keladi, bu esa tarqoq aks ettirilgan yorug'lik va noto'g'ri o'lchovlarga olib kelishi mumkin. Uzoqroq masofalarda kattaroq nuqta o'lchami aks ettirilgan yorug'likni susaytirishi mumkin, bu sensor tomonidan qabul qilingan signal sifatiga ta'sir qiladi va shu bilan o'lchov xatolarini oshiradi. Aksincha, kichikroq nur divergensiyasi lazer nurini uzoqroq masofalarga fokuslaydi, natijada kichikroq nuqta o'lchami va shu bilan yuqori o'lchov aniqligi paydo bo'ladi. Lazer skanerlash va aniq lokalizatsiya kabi yuqori aniqlikni talab qiladigan ilovalar uchun odatda kichikroq nur divergensiyasi afzalroq tanlovdir.
Nur divergensiyasi ham o'lchov diapazoni bilan chambarchas bog'liq. Katta nur divergensiyasiga ega lazer masofa modullari uchun lazer nuri uzoq masofalarga tez tarqaladi, aks ettirilgan signalni zaiflashtiradi va oxir-oqibat samarali o'lchov diapazonini cheklaydi. Bundan tashqari, kattaroq nuqta o'lchami aks ettirilgan yorug'likning bir nechta yo'nalishlardan kelishiga olib kelishi mumkin, bu esa sensorning nishondan signalni aniq qabul qilishini qiyinlashtiradi, bu esa o'z navbatida o'lchov natijalariga ta'sir qiladi.
Boshqa tomondan, kichikroq nur divergensiyasi lazer nurining konsentratsiyalangan bo'lib qolishiga yordam beradi, bu esa aks ettirilgan yorug'likning kuchli bo'lib qolishini ta'minlaydi va shu bilan samarali o'lchash diapazonini kengaytiradi. Shuning uchun, lazer masofasini o'lchash modulining nur divergensiyasi qanchalik kichik bo'lsa, samarali o'lchash diapazoni odatda shuncha uzoqlashadi.
Nur divergensiyasini tanlash lazer masofasini o'lchash modulining qo'llanilish stsenariysi bilan ham chambarchas bog'liq. Uzoq masofali va yuqori aniqlikdagi o'lchovlarni talab qiladigan stsenariylar uchun (masalan, avtonom haydashda to'siqlarni aniqlash, LiDAR), odatda uzoq masofalarda aniq o'lchovlarni ta'minlash uchun kichik nur divergensiyasiga ega modul tanlanadi.
Qisqa masofali o'lchovlar, skanerlash yoki ba'zi sanoat avtomatlashtirish tizimlari uchun qamrov maydonini kengaytirish va o'lchov samaradorligini oshirish uchun kattaroq nur divergensiyasiga ega modul afzalroq bo'lishi mumkin.
Nur divergensiyasiga atrof-muhit sharoitlari ham ta'sir qiladi. Kuchli aks ettirish xususiyatlariga ega murakkab muhitlarda (masalan, sanoat ishlab chiqarish liniyalari yoki binolarni skanerlash) lazer nurining tarqalishi yorug'likning aks etishi va qabul qilinishiga ta'sir qilishi mumkin. Bunday hollarda, kattaroq nur divergensiyasi katta maydonni qoplash, qabul qilingan signal kuchini oshirish va atrof-muhit shovqinini kamaytirish orqali yordam berishi mumkin. Boshqa tomondan, aniq, to'siqsiz muhitda kichikroq nur divergensiyasi o'lchovni nishonga qaratishga yordam beradi va shu bilan xatolarni minimallashtiradi.
3. Nur divergensiyasini tanlash va loyihalash
Lazer masofasini o'lchash modulining nurlanish divergensiyasi odatda lazer emitentining dizayni bilan belgilanadi. Turli xil qo'llanilish stsenariylari va talablari nurlanish divergensiyasi dizaynida o'zgarishlarga olib keladi. Quyida bir nechta keng tarqalgan qo'llanilish stsenariylari va ular bilan bog'liq nurlanish divergensiyasi variantlari keltirilgan:
- Yuqori aniqlik va uzoq masofali o'lchov:
Yuqori aniqlik va uzoq o'lchov masofalarini (masalan, aniq o'lchovlar, LiDAR va avtonom haydash) talab qiladigan ilovalar uchun odatda kichikroq nur divergensiyasi tanlanadi. Bu lazer nurining uzoqroq masofalarda kichik nuqta o'lchamini saqlab qolishini ta'minlaydi, bu esa o'lchov aniqligi va diapazonini oshiradi. Masalan, avtonom haydashda, uzoqdagi to'siqlarni aniq aniqlash uchun LiDAR tizimlarining nur divergensiyasi odatda 1° dan pastda saqlanadi.
- Pastroq aniqlik talablari bilan keng qamrov:
Kattaroq qamrov maydoni talab qilinadigan, ammo aniqlik unchalik muhim bo'lmagan holatlarda (masalan, robotni lokalizatsiya qilish va atrof-muhitni skanerlash), odatda kattaroq nur divergensiyasi tanlanadi. Bu lazer nurining kengroq maydonni qoplashiga imkon beradi, bu esa qurilmaning sezgirlik qobiliyatini oshiradi va uni tez skanerlash yoki katta maydonni aniqlash uchun moslashtiradi.
- Ichki qisqa masofali o'lchov:
Yopiq yoki qisqa masofali o'lchovlar uchun kattaroq nur divergensiyasi lazer nurining qamrovini oshirishga yordam beradi va noto'g'ri aks ettirish burchaklari tufayli o'lchash xatolarini kamaytiradi. Bunday hollarda, kattaroq nur divergensiyasi nuqta o'lchamini oshirish orqali barqaror o'lchov natijalarini ta'minlashi mumkin.
4. Xulosa
Nur divergensiyasi lazer masofasini o'lchash modullarining ishlashiga ta'sir qiluvchi asosiy omillardan biridir. Bu o'lchov aniqligiga, o'lchov diapazoniga va qo'llanilish stsenariylarini tanlashga bevosita ta'sir qiladi. Nur divergensiyasini to'g'ri loyihalash lazer masofasini o'lchash modulining umumiy ishlashini oshirishi, uning turli ilovalarda barqarorligi va samaradorligini ta'minlashi mumkin. Lazer masofasini o'lchash texnologiyasi rivojlanishda davom etar ekan, nur divergensiyasini optimallashtirish ushbu modullarning qo'llanilish diapazoni va o'lchash imkoniyatlarini kengaytirishda muhim omilga aylanadi.
Lumispot
Manzil: 4-bino, 99-son, Furong 3-yo'li, Xishan tumani, Wuxi, 214000, Xitoy
Tel: + 86-0510 87381808.
Mobil telefon: + 86-15072320922
Email: sales@lumispot.cn
Nashr vaqti: 2024-yil 18-noyabr