การแยกลำแสงของโมดูลวัดระยะเลเซอร์และผลกระทบต่อประสิทธิภาพการวัด

โมดูลวัดระยะทางด้วยเลเซอร์เป็นเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ เช่น การขับขี่อัตโนมัติ โดรน ระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม และหุ่นยนต์ หลักการทำงานของโมดูลเหล่านี้โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการปล่อยลำแสงเลเซอร์และวัดระยะทางระหว่างวัตถุและเซ็นเซอร์โดยรับแสงที่สะท้อนออกมา ในบรรดาพารามิเตอร์ประสิทธิภาพต่างๆ ของโมดูลวัดระยะทางด้วยเลเซอร์ ความแตกต่างของลำแสงเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการวัด ช่วงการวัด และการเลือกสถานการณ์การใช้งาน

1. แนวคิดพื้นฐานของการแยกตัวของลำแสง

ความแตกต่างของลำแสงหมายถึงมุมที่ลำแสงเลเซอร์มีขนาดหน้าตัดเพิ่มขึ้นเมื่อเดินทางไกลจากตัวปล่อยเลเซอร์ กล่าวโดยง่ายก็คือ ยิ่งความแตกต่างของลำแสงมีขนาดเล็ก ลำแสงเลเซอร์ก็จะยิ่งมีความเข้มข้นมากขึ้นในระหว่างการแพร่กระจาย ในทางกลับกัน ยิ่งความแตกต่างของลำแสงมีขนาดใหญ่ ลำแสงก็จะกระจายตัวกว้างขึ้น ในการใช้งานจริง ความแตกต่างของลำแสงมักจะแสดงเป็นมุม (องศาหรือมิลลิเรเดียน)

การแยกตัวของลำแสงเลเซอร์จะกำหนดว่าลำแสงจะกระจายตัวไปในระยะทางที่กำหนดมากเพียงใด ซึ่งส่งผลต่อขนาดจุดบนวัตถุเป้าหมาย หากการแยกตัวมีขนาดใหญ่เกินไป ลำแสงจะครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ในระยะไกล ซึ่งอาจลดความแม่นยำในการวัดได้ ในทางกลับกัน หากการแยกตัวมีขนาดเล็กเกินไป ลำแสงอาจโฟกัสมากเกินไปในระยะไกล ทำให้สะท้อนได้ยากหรืออาจถึงขั้นรับสัญญาณสะท้อนไม่ได้ ดังนั้น การเลือกการแยกตัวของลำแสงที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญต่อความแม่นยำและช่วงการใช้งานของโมดูลวัดระยะทางเลเซอร์

2. ผลกระทบของการแยกลำแสงต่อประสิทธิภาพของโมดูลการวัดระยะทางเลเซอร์

ความแตกต่างของลำแสงส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการวัดของโมดูลวัดระยะด้วยเลเซอร์ ความแตกต่างของลำแสงที่มากขึ้นส่งผลให้ขนาดของจุดมีขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งอาจทำให้แสงสะท้อนกระจัดกระจายและการวัดไม่แม่นยำ ในระยะทางที่ไกลขึ้น ขนาดของจุดที่ใหญ่ขึ้นอาจทำให้แสงสะท้อนอ่อนลง ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของสัญญาณที่เซ็นเซอร์รับได้ ส่งผลให้มีข้อผิดพลาดในการวัดมากขึ้น ในทางกลับกัน ความแตกต่างของลำแสงที่น้อยลงจะทำให้ลำแสงเลเซอร์โฟกัสได้ไกลขึ้น ส่งผลให้ขนาดของจุดเล็กลงและส่งผลให้มีความแม่นยำในการวัดสูงขึ้น สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น การสแกนด้วยเลเซอร์และการระบุตำแหน่งที่แม่นยำ ความแตกต่างของลำแสงที่เล็กลงมักเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า

ความแตกต่างของลำแสงยังเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับช่วงการวัด สำหรับโมดูลวัดระยะเลเซอร์ที่มีความแตกต่างของลำแสงมาก ลำแสงเลเซอร์จะแพร่กระจายอย่างรวดเร็วในระยะทางไกล ทำให้สัญญาณสะท้อนอ่อนลง และท้ายที่สุดก็จำกัดช่วงการวัดที่มีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ขนาดจุดที่ใหญ่ขึ้นอาจทำให้แสงสะท้อนมาจากหลายทิศทาง ทำให้เซ็นเซอร์รับสัญญาณจากเป้าหมายได้ยาก ซึ่งส่งผลต่อผลการวัดในที่สุด

ในทางกลับกัน ความแตกต่างของลำแสงที่เล็กลงจะช่วยให้ลำแสงเลเซอร์ยังคงรวมตัวอยู่ ทำให้แสงที่สะท้อนออกมามีความเข้มข้นมากขึ้น จึงขยายช่วงการวัดที่มีประสิทธิภาพได้ ดังนั้น ยิ่งความแตกต่างของลำแสงของโมดูลวัดระยะทางเลเซอร์เล็กลง ช่วงการวัดที่มีประสิทธิภาพก็จะขยายออกไปมากขึ้น

การเลือกความแตกต่างของลำแสงยังเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสถานการณ์การใช้งานของโมดูลวัดระยะทางด้วยเลเซอร์ สำหรับสถานการณ์ที่ต้องใช้การวัดระยะไกลและมีความแม่นยำสูง (เช่น การตรวจจับสิ่งกีดขวางในการขับขี่อัตโนมัติ LiDAR) โดยทั่วไปจะเลือกโมดูลที่มีความแตกต่างของลำแสงเพียงเล็กน้อยเพื่อให้แน่ใจว่าการวัดในระยะไกลจะแม่นยำ

สำหรับการวัดระยะสั้น การสแกน หรือระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมบางระบบ อาจต้องการโมดูลที่มีความแตกต่างของลำแสงที่มากขึ้น เพื่อเพิ่มพื้นที่ครอบคลุมและปรับปรุงประสิทธิภาพการวัด

ความแตกต่างของลำแสงยังได้รับอิทธิพลจากสภาพแวดล้อมอีกด้วย ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนซึ่งมีลักษณะการสะท้อนแสงสูง (เช่น สายการผลิตในอุตสาหกรรมหรือการสแกนอาคาร) การกระจายของลำแสงเลเซอร์อาจส่งผลต่อการสะท้อนและการรับแสง ในกรณีดังกล่าว ความแตกต่างของลำแสงที่มากขึ้นอาจช่วยได้โดยการครอบคลุมพื้นที่ที่กว้างขึ้น เพิ่มความแรงของสัญญาณที่รับได้ และลดการรบกวนจากสภาพแวดล้อม ในทางกลับกัน ในสภาพแวดล้อมที่ชัดเจนและไม่มีสิ่งกีดขวาง ความแตกต่างของลำแสงที่น้อยลงอาจช่วยให้โฟกัสการวัดไปที่เป้าหมายได้ จึงลดข้อผิดพลาดให้น้อยที่สุด

3. การเลือกและการออกแบบการแยกตัวของลำแสง

โดยทั่วไปแล้ว การแยกลำแสงของโมดูลวัดระยะเลเซอร์จะถูกกำหนดโดยการออกแบบของตัวปล่อยเลเซอร์ สถานการณ์และข้อกำหนดการใช้งานที่แตกต่างกันส่งผลให้การออกแบบการแยกลำแสงแตกต่างกัน ด้านล่างนี้เป็นสถานการณ์การใช้งานทั่วไปหลายสถานการณ์และตัวเลือกการแยกลำแสงที่เกี่ยวข้อง:

• การวัดความแม่นยำสูงและระยะไกล:

สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการความแม่นยำสูงและระยะการวัดที่ไกล (เช่น การวัดที่แม่นยำ LiDAR และการขับขี่อัตโนมัติ) โดยทั่วไปจะเลือกความแตกต่างของลำแสงที่น้อยกว่า วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าลำแสงเลเซอร์จะรักษาขนาดจุดเล็ก ๆ ในระยะทางที่ไกลขึ้น ช่วยเพิ่มทั้งความแม่นยำในการวัดและระยะการวัด ตัวอย่างเช่น ในระบบการขับขี่อัตโนมัติ ความแตกต่างของลำแสงของระบบ LiDAR มักจะอยู่ต่ำกว่า 1° เพื่อตรวจจับสิ่งกีดขวางที่อยู่ไกลได้อย่างแม่นยำ

• การครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่พร้อมข้อกำหนดความแม่นยำที่ต่ำกว่า:

ในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องมีพื้นที่ครอบคลุมที่กว้างขึ้น แต่ความแม่นยำไม่ใช่สิ่งสำคัญ (เช่น การระบุตำแหน่งด้วยหุ่นยนต์และการสแกนสภาพแวดล้อม) โดยทั่วไปจะเลือกใช้การแยกลำแสงที่มากขึ้น ซึ่งจะทำให้ลำแสงเลเซอร์ครอบคลุมพื้นที่ที่กว้างขึ้น ช่วยเพิ่มความสามารถในการตรวจจับของอุปกรณ์ และทำให้เหมาะสำหรับการสแกนอย่างรวดเร็วหรือการตรวจจับพื้นที่ขนาดใหญ่

• การวัดระยะสั้นในร่ม:

สำหรับการวัดในอาคารหรือระยะใกล้ การแยกลำแสงที่มากขึ้นสามารถช่วยเพิ่มการครอบคลุมของลำแสงเลเซอร์ ลดข้อผิดพลาดในการวัดอันเนื่องมาจากมุมสะท้อนที่ไม่เหมาะสม ในกรณีดังกล่าว การแยกลำแสงที่มากขึ้นสามารถรับประกันผลการวัดที่เสถียรได้โดยการเพิ่มขนาดจุด

4. บทสรุป

ความแตกต่างของลำแสงเป็นปัจจัยสำคัญประการหนึ่งที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของโมดูลวัดระยะทางด้วยเลเซอร์ โดยส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการวัด ช่วงการวัด และการเลือกสถานการณ์การใช้งาน การออกแบบความแตกต่างของลำแสงที่เหมาะสมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของโมดูลวัดระยะทางด้วยเลเซอร์ได้ ทำให้มั่นใจได้ว่าโมดูลจะมีเสถียรภาพและมีประสิทธิภาพในการใช้งานต่างๆ เนื่องจากเทคโนโลยีการวัดระยะทางด้วยเลเซอร์ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง การเพิ่มประสิทธิภาพความแตกต่างของลำแสงจึงกลายเป็นปัจจัยสำคัญในการขยายช่วงการใช้งานและความสามารถในการวัดของโมดูลเหล่านี้

ลูมิสสปอต

ที่อยู่: อาคาร 4 #, เลขที่ 99 ถนน Furong 3, Xishan Dist. Wuxi, 214000, China

โทรศัพท์: + 86-0510 87381808

มือถือ: + 86-15072320922

Email: sales@lumispot.cn