การแยกลำแสงของโมดูลวัดระยะเลเซอร์และผลกระทบต่อประสิทธิภาพการวัด

โมดูลวัดระยะด้วยเลเซอร์เป็นเครื่องมือความแม่นยำสูงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ เช่น ระบบขับขี่อัตโนมัติ โดรน ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม และหุ่นยนต์ หลักการทำงานของโมดูลเหล่านี้โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการปล่อยลำแสงเลเซอร์และวัดระยะทางระหว่างวัตถุและเซ็นเซอร์โดยรับแสงที่สะท้อนกลับ ในบรรดาพารามิเตอร์ประสิทธิภาพต่างๆ ของโมดูลวัดระยะด้วยเลเซอร์ ความแตกต่างของลำแสงเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการวัด ช่วงการวัด และการเลือกสถานการณ์การใช้งาน

1. แนวคิดพื้นฐานของการแยกตัวของลำแสง

ความแตกต่างของลำแสงหมายถึงมุมที่ลำแสงเลเซอร์มีขนาดหน้าตัดเพิ่มขึ้นเมื่อเคลื่อนที่ออกจากตัวปล่อยเลเซอร์ กล่าวโดยง่ายคือ ยิ่งความแตกต่างของลำแสงมีขนาดเล็กเท่าใด ลำแสงเลเซอร์ก็จะยิ่งมีความเข้มข้นมากขึ้นเท่านั้นในระหว่างการแผ่รังสี ในทางกลับกัน ยิ่งความแตกต่างของลำแสงมีขนาดใหญ่เท่าใด ลำแสงก็จะแผ่กว้างมากขึ้นเท่านั้น ในทางปฏิบัติ ความแตกต่างของลำแสงมักจะแสดงเป็นมุม (องศาหรือมิลลิเรเดียน)

การกระจายตัวของลำแสงเลเซอร์เป็นตัวกำหนดว่าลำแสงจะแผ่กระจายไปในระยะทางที่กำหนดเท่าใด ซึ่งส่งผลต่อขนาดของจุดบนวัตถุเป้าหมาย หากการกระจายตัวมีขนาดใหญ่เกินไป ลำแสงจะครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ขึ้นในระยะไกล ซึ่งอาจลดความแม่นยำในการวัด ในทางกลับกัน หากการกระจายตัวมีขนาดเล็กเกินไป ลำแสงอาจโฟกัสมากเกินไปในระยะไกล ทำให้สะท้อนได้ยากหรืออาจถึงขั้นรับสัญญาณสะท้อนไม่ได้ ดังนั้น การเลือกการกระจายตัวของลำแสงที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความแม่นยำและช่วงการใช้งานของโมดูลวัดระยะทางด้วยเลเซอร์

2. ผลกระทบของการแยกลำแสงต่อประสิทธิภาพของโมดูลการวัดระยะทางเลเซอร์

ความแตกต่างของลำแสงส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการวัดของโมดูลวัดระยะเลเซอร์ ความแตกต่างของลำแสงที่มากขึ้นส่งผลให้ขนาดจุดมีขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่แสงสะท้อนที่กระจัดกระจายและการวัดที่ไม่แม่นยำ ในระยะไกล ขนาดจุดที่มีขนาดใหญ่ขึ้นอาจทำให้แสงสะท้อนอ่อนลง ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของสัญญาณที่เซ็นเซอร์ได้รับ ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดมากขึ้น ในทางตรงกันข้าม ความแตกต่างของลำแสงที่น้อยลงจะทำให้ลำแสงเลเซอร์โฟกัสได้ไกลขึ้น ส่งผลให้ขนาดจุดมีขนาดเล็กลงและแม่นยำในการวัดมากขึ้น สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น การสแกนด้วยเลเซอร์และการระบุตำแหน่งที่แม่นยำ โดยทั่วไปแล้วความแตกต่างของลำแสงที่น้อยลงจะเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมกว่า

ความแตกต่างของลำแสงยังสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับช่วงการวัด สำหรับโมดูลวัดระยะเลเซอร์ที่มีค่าความแตกต่างของลำแสงสูง ลำแสงเลเซอร์จะกระจายอย่างรวดเร็วในระยะไกล ทำให้สัญญาณสะท้อนอ่อนลงและท้ายที่สุดก็จำกัดช่วงการวัดที่มีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ขนาดจุดที่มีขนาดใหญ่ขึ้นอาจทำให้แสงสะท้อนมาจากหลายทิศทาง ทำให้เซ็นเซอร์รับสัญญาณจากเป้าหมายได้ยากขึ้น ซึ่งส่งผลต่อผลการวัด

ในทางกลับกัน ความแตกต่างของลำแสงที่เล็กลงจะช่วยให้ลำแสงเลเซอร์ยังคงความเข้มข้น ทำให้มั่นใจได้ว่าแสงที่สะท้อนกลับมาจะเข้มข้นและขยายช่วงการวัดที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้น ยิ่งความแตกต่างของลำแสงของโมดูลวัดระยะทางเลเซอร์เล็กลง ช่วงการวัดที่มีประสิทธิภาพก็จะยิ่งขยายออกไปมากขึ้น

การเลือกค่าการกระจายลำแสงยังสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับสถานการณ์การใช้งานโมดูลวัดระยะทางด้วยเลเซอร์ สำหรับสถานการณ์ที่ต้องการการวัดระยะไกลและความแม่นยำสูง (เช่น การตรวจจับสิ่งกีดขวางในรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติ LiDAR) มักเลือกโมดูลที่มีค่าการกระจายลำแสงต่ำเพื่อให้มั่นใจว่าการวัดระยะทางในระยะไกลจะแม่นยำ

สำหรับการวัดระยะสั้น การสแกน หรือระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมบางประเภท อาจต้องการโมดูลที่มีการกระจายลำแสงที่มากขึ้น เพื่อเพิ่มพื้นที่ครอบคลุมและปรับปรุงประสิทธิภาพในการวัด

ความแตกต่างของลำแสงยังได้รับอิทธิพลจากสภาพแวดล้อมอีกด้วย ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนซึ่งมีคุณสมบัติการสะท้อนแสงสูง (เช่น สายการผลิตอุตสาหกรรมหรือการสแกนอาคาร) การกระจายตัวของลำแสงเลเซอร์อาจส่งผลต่อการสะท้อนและการรับแสง ในกรณีเช่นนี้ ความแตกต่างของลำแสงที่มากขึ้นสามารถช่วยครอบคลุมพื้นที่ที่กว้างขึ้น เพิ่มความแรงของสัญญาณที่รับได้ และลดการรบกวนจากสภาพแวดล้อม ในทางกลับกัน ในสภาพแวดล้อมที่โล่งและไม่มีสิ่งกีดขวาง ความแตกต่างของลำแสงที่น้อยลงสามารถช่วยโฟกัสการวัดไปยังเป้าหมาย ซึ่งจะช่วยลดความผิดพลาดให้น้อยที่สุด

3. การเลือกและการออกแบบการกระจายตัวของลำแสง

โดยทั่วไปแล้ว การกระจายลำแสงของโมดูลวัดระยะเลเซอร์จะถูกกำหนดโดยการออกแบบตัวปล่อยเลเซอร์ สถานการณ์การใช้งานและข้อกำหนดที่แตกต่างกันส่งผลให้การออกแบบการกระจายลำแสงมีความแตกต่างกัน ด้านล่างนี้คือสถานการณ์การใช้งานทั่วไปและตัวเลือกการกระจายลำแสงที่เกี่ยวข้อง:

• การวัดความแม่นยำสูงและระยะไกล:

สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูงและระยะการวัดที่ไกล (เช่น การวัดที่แม่นยำ LiDAR และการขับขี่อัตโนมัติ) โดยทั่วไปจะเลือกใช้ค่าการกระจายลำแสงที่เล็กลง วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าลำแสงเลเซอร์จะรักษาขนาดจุดเล็กในระยะทางที่ไกลขึ้น ช่วยเพิ่มทั้งความแม่นยำและระยะการวัด ตัวอย่างเช่น ในระบบการขับขี่อัตโนมัติ ค่าการกระจายลำแสงของระบบ LiDAR มักจะต่ำกว่า 1° เพื่อตรวจจับสิ่งกีดขวางที่อยู่ไกลได้อย่างแม่นยำ

• การครอบคลุมขนาดใหญ่พร้อมข้อกำหนดความแม่นยำที่ต่ำกว่า:

ในสถานการณ์ที่ต้องการพื้นที่ครอบคลุมที่กว้างขึ้น แต่ความแม่นยำไม่ใช่สิ่งสำคัญ (เช่น การระบุตำแหน่งด้วยหุ่นยนต์และการสแกนสภาพแวดล้อม) มักจะเลือกใช้การกระจายลำแสงที่มากขึ้น ซึ่งช่วยให้ลำแสงเลเซอร์ครอบคลุมพื้นที่ที่กว้างขึ้น เพิ่มประสิทธิภาพการตรวจจับของอุปกรณ์ และเหมาะสำหรับการสแกนอย่างรวดเร็วหรือการตรวจจับพื้นที่ขนาดใหญ่

• การวัดระยะสั้นในร่ม:

สำหรับการวัดภายในอาคารหรือระยะใกล้ การกระจายลำแสงที่มากขึ้นสามารถช่วยเพิ่มระยะครอบคลุมของลำแสงเลเซอร์ ลดข้อผิดพลาดในการวัดเนื่องจากมุมสะท้อนที่ไม่เหมาะสม ในกรณีเช่นนี้ การกระจายลำแสงที่มากขึ้นสามารถรับประกันผลการวัดที่เสถียรโดยการเพิ่มขนาดของจุด

4. บทสรุป

ความแตกต่างของลำแสงเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของโมดูลวัดระยะทางเลเซอร์ ปัจจัยนี้ส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการวัด ช่วงการวัด และการเลือกสถานการณ์การใช้งาน การออกแบบความแตกต่างของลำแสงที่เหมาะสมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของโมดูลวัดระยะทางเลเซอร์ ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรและประสิทธิภาพในการใช้งานที่หลากหลาย เทคโนโลยีการวัดระยะทางเลเซอร์มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง การปรับปรุงประสิทธิภาพของความแตกต่างของลำแสงจึงกลายเป็นปัจจัยสำคัญในการขยายขอบเขตการใช้งานและความสามารถในการวัดของโมดูลเหล่านี้

ลูมิสปอต

ที่อยู่: อาคาร 4 #, เลขที่ 99 ถนนฟูหรงสาย 3, เขตซีซาน, อู๋ซี, 214000, จีน

โทร: + 86-0510 87381808.

มือถือ: + 86-15072320922

Email: sales@lumispot.cn