Capteur de distance laser et capteur de triangulation laser : Explication des principales différences

Capteur de distance laser et capteur de triangulation laser : Explication des principales différences

Les capteurs de mesure à courte distance sont essentiels à l'automatisation industrielle moderne, en particulier dans les domaines de la robotique, de la logistique des entrepôts, de la production de semi-conducteurs, de l'agriculture intelligente et de l'inspection d'usine de haute précision. Deux des technologies de détection les plus utilisées dans ce domaine sont le capteur de distance laser et le capteur de triangulation laser (également connu sous le nom de capteur de déplacement optique).

À première vue, les deux capteurs semblent adaptés à la détection à courte portée. Cependant, leur principes de fonctionnement, plage de mesure, comportement en matière de précision, exigences d'installation, tolérance environnementale et adéquation de l'application sont fondamentalement différents.

Cet article fournit une comparaison technique et applicative détaillée afin d'aider les ingénieurs à déterminer quelle technologie est la mieux adaptée à leur projet.

1. Fonctionnement de chaque capteur

1.1 Capteur de portée laser (mesure par décalage de phase ou TOF)

A capteur de distance laser utilise généralement la télémétrie par déphasage ou le temps de vol (TOF) pour mesurer la distance.

Principe de fonctionnement :

1. Le capteur émet un faisceau laser modulé ou pulsé.
2. Le faisceau réfléchi revient vers le capteur.
3. Le système calcule la distance à partir de la différence de phase ou du temps de retour.

Points forts :

• Le calcul de la distance ne dépend pas de la géométrie de l'objectif ou de la triangulation du faisceau.
• Haute précision même à plusieurs mètres
• Performance constante quel que soit l'angle ou la couleur de l'objet
• Excellente stabilité à l'extérieur et résistance au bruit
• Fonctionne bien avec les cibles sombres, rugueuses ou peu réfléchissantes

Ce qui fait que le capteur de distance laser idéal pour les scénarios industriels où la stabilité et la fiabilité sont importantes.

1.2 Capteur à triangulation laser (déplacement géométrique optique)

Un capteur de triangulation utilise un principe optique basé sur la géométrie.

Principe de fonctionnement :

1. Un spot laser est projeté sur la surface de la cible.
2. La tache réfléchie frappe un capteur CMOS/CCD/PSD par l'intermédiaire d'une lentille.
3. Lorsque la distance varie, la tache lumineuse se déplace sur le détecteur.
4. Le capteur calcule la distance en fonction de l'angle de déplacement.

Points forts :

• Résolution extrêmement élevée à très courte distance
• Excellent pour détecter des déplacements de l'ordre du micromètre
• Vitesse de réponse rapide et haute sensibilité

Limites :

• Forte influence de la couleur, de l'angle et de la réflectivité de la surface
• Plage de mesure généralement courte (10-500 mm)
• Mauvaise utilisation en extérieur
• Nécessite des conditions de montage très stables

Les capteurs à triangulation conviennent donc mieux aux laboratoires et aux environnements de fabrication contrôlés.

2. Plage de mesure et comparaison des performances

Le capteur de distance laser domine lorsque la portée requise est supérieure à 0,5 m ou lorsque la robustesse environnementale est importante.

3. Précision, stabilité et résistance à l'environnement

3.1 capteur de distance laser

Précision : typiquement ±1 mm
Fréquence : jusqu'à 30-100 Hz selon le modèle

Avantages :

• Stable dans les environnements intérieurs/extérieurs
• Résistant à la lumière du soleil, à la poussière, au brouillard, aux faibles reflets
• Dérive minimale due aux changements d'angle
• Fonctionne sur les métaux, les plastiques, les tissus, le bois, etc.
• Idéal pour les objets en mouvement

Il s'agit donc d'un choix de premier ordre pour l'automatisation industrielle, la robotique, la navigation AGV, les machines d'emballage, les systèmes de tri et la détection de sécurité.

3.2 Capteur de triangulation laser

Précision : extrêmement élevée à courte distance (au niveau du micromètre)
Fréquence : souvent 1 à 2 kHz, bonne pour la détection de vibrations subtiles.

Limites :

• Extrêmement sensible aux vibrations de l'installation
• Le point lumineux est facilement déformé sur les surfaces brillantes/noires
• Ne peut pas supporter une forte lumière ambiante
• Portée maximale limitée

Convient le mieux à :

• Inspection des semi-conducteurs
• Mesure de la hauteur de la surface
• Assemblage de précision
• Essais de déplacement en laboratoire

4. Adéquation de l'application

capteur de distance laser - Best For :

• Navigation et anti-collision AGV & AMR
• Positionnement du bras du robot
• Automatisation des entrepôts / détection des chariots élévateurs
• Détection du niveau de matériau
• Machines agricoles intelligentes
• Équipement compact pour l'extérieur
• Retour d'informations sur la distance pour les machines industrielles

Sa durabilité et sa plage de mesure en font un outil idéal pour l'ingénierie réelle.

Capteur de triangulation - Idéal pour :

• Mesure du micro-déplacement
• Lignes d'assemblage de produits électroniques
• Analyse de la planéité et de l'épaisseur des surfaces
• Détection de petits mouvements mécaniques
• Inspection de haute précision dans des environnements propres

La triangulation est inégalée en termes de précision à très courte portée, mais pas en termes de praticité.

5. Résumé : lequel choisir ?

Si votre projet nécessite :
Mesures à courte portée (0,1 à 80 m)
Stabilité à l'extérieur
Détection des objets sombres
Robustesse et flexibilité

Si votre projet nécessite :
Inspection de surface submillimétrique
Détection à très courte portée (<500 mm)
Éclairage contrôlé et montage stable

Pour la plupart des applications industrielles - en particulier la robotique, l'automatisation et les systèmes AGV -, la technologie de l'information et de la communication (TIC) est utilisée.
les capteur laser de mesure de distance​ offre une efficacité, une fiabilité et des performances à long terme supérieures.