LiDAR цонхны бүрхүүлийн талаарх цогц гарын авлага

Гарчгийн хүснэгт

I. LiDAR цонхны үндсэн функцууд: Энгийн хамгаалалтаас гадна

II. Материалын харьцуулалт: Хайлсан цахиур ба индранил хоёрын хоорондох гүйцэтгэлийн тэнцвэр

III. Бүрхүүлгийн технологи: Оптик гүйцэтгэлийг сайжруулах гол үйл явц

IV. Гүйцэтгэлийн гол үзүүлэлтүүд: Тоон үнэлгээний үзүүлэлтүүд

V. Хэрэглээний хувилбарууд: Автомат жолоодлогоос үйлдвэрлэлийн мэдрэгч хүртэлх панорама

VI. Технологийн хувьсал ба ирээдүйн чиг хандлага

Орчин үеийн мэдрэгч технологид LiDAR (Гэрэл илрүүлэх ба хүрээ тогтоох) нь машинуудын "нүд" болж, лазер туяа цацруулах болон хүлээн авах замаар 3 хэмжээст ертөнцийг нарийн мэдэрдэг. Эдгээр "нүд"-ийг хамгаалахын тулд тунгалаг "хамгаалалтын линз" шаардлагатай бөгөөд энэ нь LiDAR цонхны бүрхүүл юм. Энэ нь зүгээр л энгийн шилний хэсэг биш, харин материалын шинжлэх ухаан, оптик дизайн, нарийвчлалын инженерчлэлийг нэгтгэсэн өндөр технологийн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Үүний гүйцэтгэл нь LiDAR системийн мэдрэгчийн нарийвчлал, хүрээ, нийт найдвартай байдлыг шууд тодорхойлдог.

Оптик цонх 1

I. Гол чиг үүрэг: "Хамгаалалт"-аас гадна
LiDAR цонхны бүрхүүл нь LiDAR мэдрэгчийн гаднах хэсгийг бүрхсэн оптик хавтгай эсвэл бөмбөрцөг хэлбэртэй бамбай юм. Үүний гол функцууд нь:

1. Бие махбодийн хамгаалалт:Тоос, чийг, тос, тэр ч байтугай нисдэг хог хаягдлыг үр дүнтэй тусгаарлаж, дотоод эд ангиудыг (жишээ нь, лазер ялгаруулагч, илрүүлэгч, сканнердах толь) хамгаална.
2. Байгаль орчны битүүмжлэл:Энэ нь барилгын нэг хэсэг болох бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй агаар нэвтрэхгүй битүүмжлэл үүсгэж, шаардлагатай IP үнэлгээнд (жишээ нь, IP6K7/IP6K9K) хүрч, бороо, цас, элсэн шуурга зэрэг хүнд нөхцөлд тогтвортой ажиллагааг хангадаг.
3. Оптик дамжуулалт:Үүний хамгийн чухал үүрэг бол тодорхой долгионы урттай лазеруудыг гажуудлыг хамгийн бага байлгах замаар үр дүнтэй нэвтрүүлэх явдал юм. Аливаа бөглөрөл, ойлт эсвэл гажуудал нь хүрээний нарийвчлал болон цэгийн үүлэн чанарыг шууд бууруулдаг.

Оптик цонх 2

II. Үндсэн материалууд: Шилний тулаан.
Цонхны бүрхүүлийн гүйцэтгэлийн дээд хязгаарыг материалын сонголт тодорхойлдог. Салбарын гол урсгал нь шилэн суурьтай материалыг ашигладаг бөгөөд голчлон хоёр төрөл байдаг:
1. Хайлсан цахиурын шил

• Онцлог шинж чанарууд:Автомашин болон үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд туйлын түгээмэл хэрэглэгддэг. Өндөр цэвэршилттэй цахиураар хийгдсэн тул онцгой оптик шинж чанартай.

• Давуу талууд:

1. Хэт ягаан туяанаас хэт улаан туяа руу маш сайн дамжуулалттай, шингээлт нь маш бага.
2. Дулааны тэлэлтийн бага коэффициент нь хэв гажилтгүйгээр хэт өндөр температурт (-60°C-аас +200°C) тэсвэртэй.
3. Өндөр хатуулагтай (Mohs ~7), элс/салхины үрэлтэд тэсвэртэй.

• Хэрэглээ:Автономит тээврийн хэрэгсэл, өндөр зэрэглэлийн үйлдвэрлэлийн AGV, LiDAR судалгаа.

Саффир маягийн цонхны шил

2. Сафир шил

• Онцлог шинж чанарууд:Хэт өндөр гүйцэтгэлийг төлөөлдөг синтетик дан талст α-хөнгөн цагааны исэл.

• Давуу талууд:

1. Хэт хатуулаг (Мохс ~9, алмазын дараа ордог), бараг зурагдахгүй.
2. Тэнцвэртэй оптик дамжуулалт, өндөр температурт тэсвэртэй (хайлах цэг ~2040°C), химийн тогтвортой байдал.

• Сорилтууд:Өндөр өртөгтэй, боловсруулахад хэцүү (алмазан зүлгүүрийн бодис шаарддаг), өндөр нягтралтай.
• .Хэрэглээ:Өндөр зэрэглэлийн цэргийн, сансар судлалын болон хэт нарийвчлалтай хэмжилтүүд.

Хоёр талт гэрэл тусгалгүй цонхны линз

III. Бүрхүүл: Чулууг алт болгон хувиргадаг гол технологи

Субстратаас үл хамааран бүрээс нь LiDAR-ийн хатуу оптик шаардлагыг хангахад зайлшгүй шаардлагатай:

• .Гэрлийн тусгалаас хамгаалах (AR) бүрхүүл:Хамгийн чухал давхарга. Вакуум бүрхүүлээр (жишээ нь, электрон цацрагийн ууршилт, магнетрон цацалт) хуримтлагдсан давхарга нь гадаргуугийн ойлтыг зорилтот долгионы уртад <0.5% хүртэл бууруулж, дамжуулалтыг ~92%-иас >99.5% хүртэл нэмэгдүүлдэг.
• Гидрофобик/олеофобик бүрхүүл:Ус/тосны наалдацаас сэргийлж, бороо болон бохирдсон орчинд тунгалаг байдлыг хадгална.
• .Бусад функциональ бүрхүүлүүд:Тусгай хэрэгцээнд зориулсан манан арилгагч хальс (ITO ашиглан), статик эсрэг давхарга гэх мэтийг халаах боломжтой.

Вакуум бүрэх үйлдвэрийн диаграмм

IV. Гүйцэтгэлийн гол үзүүлэлтүүд

LiDAR цонхны тагийг сонгох эсвэл үнэлэхдээ дараах үзүүлэлтүүдэд анхаарлаа хандуулаарай.

1. Байнгын долгионы уртад дамжуулах чадвар:LiDAR-ийн ажиллах долгионы уртад дамжуулсан гэрлийн хувь (жишээ нь, AR бүрхүүлийн дараах 905nm/1550nm-д >96%).
2. Зурвасын нийцтэй байдал:Лазерын долгионы урттай (905nm/1550nm) тохирч байх ёстой; ойлтын коэффициент хамгийн бага байх ёстой (<0.5%).
3. Гадаргуугийн зургийн нарийвчлал:Цацрагийн гажуудлаас зайлсхийхийн тулд хавтгай ба параллелизмын алдаа ≤λ/4 (λ = лазерын долгионы урт) байх ёстой.
4. .Хатуулаг ба элэгдэлд тэсвэртэй байдал:Мохсын хэмжээсээр хэмждэг; урт хугацааны бат бөх чанарт чухал үүрэгтэй.
5. Байгаль орчны тэсвэр тэвчээр:

• Ус/тоосны хамгаалалт: Хамгийн бага IP6K7 үнэлгээ.
• Температурын мөчлөг: Ашиглалтын хүрээ нь ихэвчлэн -40°C-аас +85°C хүртэл байдаг.
• Хэт ягаан туяа/давсны шүрших эсэргүүцэл нь задралаас сэргийлдэг.

Тээврийн хэрэгсэлд суурилуулсан LiDAR

V. Хэрэглээний хувилбарууд

Байгаль орчинд өртөмтгий бараг бүх LiDAR системүүд цонхны хаалт шаарддаг:

• Автономит тээврийн хэрэгсэл:Дээвэр, бампер эсвэл хажуу талууд дээр цаг агаар болон хэт ягаан туяанд шууд өртөхөөс хамгаалж суурилуулсан.
• Жолоочийн туслах дэвшилтэт системүүд (ADAS):Тээврийн хэрэгслийн кузовд нэгтгэгдсэн тул гоо зүйн зохицол шаарддаг.
• Аж үйлдвэрийн AGV/AMRs:Тоос шороо болон мөргөлдөх эрсдэлтэй агуулах/үйлдвэрүүдэд үйл ажиллагаа явуулдаг.
• Газарзүйн судалгаа ба алсын зайн тандан судлал:Өндрийн өөрчлөлт болон температурын хэлбэлзлийг тэсвэрлэдэг агаарын/тээврийн хэрэгсэлд суурилуулсан системүүд.

Дүгнэлт.

LiDAR цонхны бүрхүүл нь энгийн физик бүрэлдэхүүн хэсэг боловч LiDAR-ийн тодорхой, найдвартай "алсын хараа"-г хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүний хөгжил нь материалын шинжлэх ухаан, оптик, бүрэх процесс, байгаль орчны инженерчлэлийн гүнзгий интеграцчилал дээр суурилдаг. Автономит жолоодлогын эрин үе урагшлахын хэрээр энэхүү "цонх" нь машинуудын нарийн ойлголтыг хамгаалж, хувьсан өөрчлөгдсөөр байх болно.