LiDAR պատուհանների ծածկոցների համապարփակ ուղեցույց

Բովանդակության ցանկ

I. LiDAR պատուհանների հիմնական գործառույթները. Անդրադառնալով պարզապես պաշտպանությանը

II. Նյութերի համեմատություն. Հալված սիլիցիումի և շափյուղայի միջև կատարողականի հավասարակշռությունը

III. Ծածկույթի տեխնոլոգիա. Օպտիկական կատարողականի բարելավման անկյունաքարային գործընթացը

​​IV. Հիմնական կատարողականի պարամետրեր. քանակական գնահատման չափանիշներ

V. Կիրառման սցենարներ. Ինքնավար վարորդությունից մինչև արդյունաբերական զգայունություն համայնապատկեր

​​VI. Տեխնոլոգիական զարգացումը և ապագայի միտումները

Ժամանակակից զգայունության տեխնոլոգիաներում LiDAR-ը (Լույսի հայտնաբերում և հեռահարության չափում) հանդես է գալիս որպես մեքենաների «աչքեր», որոնք ճշգրիտ ընկալում են եռաչափ աշխարհը՝ արձակելով և ընդունելով լազերային ճառագայթներ: Այս «աչքերը» պահանջում են թափանցիկ «պաշտպանիչ ոսպնյակ»՝ սա LiDAR պատուհանի ծածկն է: Այն պարզապես սովորական ապակու կտոր չէ, այլ բարձր տեխնոլոգիական բաղադրիչ, որը միավորում է նյութագիտությունը, օպտիկական նախագծումը և ճշգրիտ ճարտարագիտությունը: Դրա աշխատանքը ուղղակիորեն որոշում է LiDAR համակարգերի զգայունության ճշգրտությունը, հեռահարությունը և ընդհանուր հուսալիությունը:

Օպտիկական պատուհաններ 1

I. Հիմնական գործառույթներ. «Պաշտպանությունից» անդին
LiDAR պատուհանի ծածկը օպտիկական հարթ կամ գնդաձև վահան է, որը պարուրում է LiDAR սենսորի արտաքին մասը: Դրա հիմնական գործառույթներն են՝

1. Ֆիզիկական պաշտպանություն.Արդյունավետորեն մեկուսացնում է փոշին, խոնավությունը, յուղը և նույնիսկ թռչող աղբը՝ պաշտպանելով ներքին բաղադրիչները (օրինակ՝ լազերային ճառագայթիչները, դետեկտորները, սկանավորող հայելիները):
2. Շրջակա միջավայրի կնքում.Որպես կորպուսի մաս, այն կառուցվածքային բաղադրիչների հետ ստեղծում է հերմետիկ կնքում՝ պահանջվող IP վարկանիշներին (օրինակ՝ IP6K7/IP6K9K) հասնելու համար, ապահովելով կայուն աշխատանք անձրևի, ձյան և ավազե փոթորիկների նման ծանր պայմաններում։
3. Օպտիկական փոխանցում.Դրա ամենակարևոր գործառույթը որոշակի ալիքի երկարությամբ լազերներին թույլ տալն է արդյունավետորեն անցնել՝ նվազագույն աղավաղումով: Ցանկացած խցանում, անդրադարձում կամ շեղում ուղղակիորեն նվազեցնում է հեռահարության ճշգրտությունը և կետային ամպի որակը:

Օպտիկական պատուհաններ 2

II. Հիմնական նյութեր. Ակնոցների ճակատամարտը​​
Նյութի ընտրությունը որոշում է պատուհանների ծածկոցների աշխատանքային առաստաղը: Արդյունաբերության հիմնական մասը օգտագործում է ապակու վրա հիմնված նյութեր, հիմնականում երկու տեսակի՝
​​1. Հալված սիլիկատային ապակի

• Բնութագրերը։Ավտոմոբիլային և արդյունաբերական կիրառությունների համար բացարձակ հիմնական ուղղություն: Պատրաստված բարձր մաքրության սիլիցիումից, այն առաջարկում է բացառիկ օպտիկական հատկություններ:

• Առավելություններ՝

1. Գերազանց թափանցելիություն ուլտրամանուշակագույնից մինչև ինֆրակարմիր ճառագայթներից՝ գերցածր կլանմամբ։
2. Ջերմային ընդարձակման ցածր գործակիցը դիմակայում է ծայրահեղ ջերմաստիճաններին (-60°C-ից մինչև +200°C) առանց դեֆորմացիայի։
3. Բարձր կարծրություն (Մոհս ~7), դիմացկուն է ավազի/քամու քայքայմանը։

• Դիմումներ՝Ինքնավար տրանսպորտային միջոցներ, բարձրակարգ արդյունաբերական AGV-ներ, LiDAR հետազոտում։

Սապֆիրե աստիճանաձև պատուհանի ապակի

2. Սապֆիրային ապակի

• Բնութագրերը։Սինթետիկ միաբյուրեղային α-ալյումինա, որը ներկայացնում է գերբարձր արդյունավետություն։

• Առավելություններ՝

1. Ծայրահեղ կարծրություն (Մոհս ~9, երկրորդը միայն ադամանդից հետո), գրեթե քերծվածքներից պաշտպանված։
2. Հավասարակշռված օպտիկական թափանցելիություն, բարձր ջերմաստիճանային դիմադրություն (հալման կետ՝ ~2040°C) և քիմիական կայունություն։

• Մարտահրավերներ՝Բարձր գին, դժվար մշակում (պահանջվում է ադամանդե հղկող նյութեր) և բարձր խտություն։
• ​​Դիմումներ՝Բարձրակարգ ռազմական, ավիատիեզերական և գերճշգրիտ չափումներ։

Երկկողմանի հակաանդրադարձնող պատուհանի ոսպնյակ

III. Ծածկույթ. հիմնական տեխնոլոգիան, որը քարը վերածում է ոսկու

Անկախ հիմքից, ծածկույթները կարևոր են LiDAR-ի խիստ օպտիկական պահանջները բավարարելու համար.

• ​​Հակաանդրադարձման (AR) ծածկույթ՝Ամենակարևոր շերտը։ Վակուումային ծածկույթի միջոցով նստեցնելիս (օրինակ՝ էլեկտրոնային ճառագայթի գոլորշիացում, մագնետրոնային փոշիացում), այն նվազեցնում է մակերեսի անդրադարձունակությունը մինչև <0.5% թիրախային ալիքի երկարություններում, բարձրացնելով թափանցելիությունը մոտ 92%-ից մինչև >99.5%։
• Հիդրոֆոբ/օլեոֆոբ ծածկույթ՝Կանխում է ջրի/յուղի կպչունությունը՝ պահպանելով թափանցիկությունը անձրևի կամ աղտոտված միջավայրում։
• ​​Այլ ֆունկցիոնալ ծածկույթներ՝Մասնագիտացված կարիքների համար տաքացվող մառախուղազերծող թաղանթներ (ITO-ի միջոցով), հակաստատիկ շերտեր և այլն։

Վակուումային ծածկույթների գործարանի սխեմա

IV. Հիմնական կատարողականի պարամետրեր

LiDAR պատուհանի ծածկ ընտրելիս կամ գնահատելիս կենտրոնացեք հետևյալ չափանիշների վրա.

1. Թիրախային ալիքի երկարության թափանցելիություն՝LiDAR-ի աշխատանքային ալիքի երկարությամբ լույսի թափանցման տոկոսը (օրինակ՝ >96% 905 նմ/1550 նմ-ի դեպքում՝ AR ծածկույթից հետո):
2. Գծային համատեղելիություն.Պետք է համապատասխանի լազերի ալիքի երկարությանը (905 նմ/1550 նմ); անդրադարձնելիությունը պետք է նվազագույնի հասցվի (<0.5%)։
3. Մակերեսային պատկերի ճշգրտություն՝Հարթության և զուգահեռության սխալները պետք է լինեն ≤λ/4 (λ = լազերի ալիքի երկարություն)՝ ճառագայթի աղավաղումից խուսափելու համար։
4. ​​Կարծրություն և մաշվածության դիմադրություն.Չափվում է Մոսի սանդղակով; կարևոր է երկարատև դիմացկունության համար։
5. Շրջակա միջավայրի դիմացկունություն.

• Ջրակայունություն/փոշու դիմադրություն՝ նվազագույնը IP6K7 վարկանիշ։
• Ջերմաստիճանային ցիկլ. Գործողության միջակայքը սովորաբար -40°C-ից մինչև +85°C է։
• Ուլտրամանուշակագույն/աղային ցողման դիմադրություն՝ քայքայումը կանխելու համար։

Մեքենային ամրացված LiDAR

V. Կիրառման սցենարներ

Գրեթե բոլոր շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության ենթարկված LiDAR համակարգերը պահանջում են պատուհանների ծածկոցներ.

• Ինքնավար տրանսպորտային միջոցներ՝Տեղադրված է տանիքներին, բամպերներին կամ կողքերին, դեմքով դեպի եղանակային պայմաններին և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներին։
• Վարորդին օժանդակող առաջադեմ համակարգեր (ADAS):Ինտեգրված է տրանսպորտային միջոցների թափքերի մեջ, պահանջում է գեղագիտական ​​ներդաշնակություն։
• Արդյունաբերական AGV/AMR-ներ՝Աշխատել փոշու և բախման ռիսկեր ունեցող պահեստներում/գործարաններում։
• ​​Գեոդեզիա և հեռազննում.Օդային/տրանսպորտային միջոցի վրա տեղադրված համակարգեր, որոնք դիմացկուն են բարձրության և ջերմաստիճանի տատանումների նկատմամբ։

Եզրակացություն​​

Չնայած պարզ ֆիզիկական բաղադրիչ լինելուն, LiDAR պատուհանի ծածկը կարևորագույն նշանակություն ունի LiDAR-ի համար հստակ և հուսալի «տեսողություն» ապահովելու համար: Դրա զարգացումը կախված է նյութագիտության, օպտիկայի, ծածկույթների գործընթացների և շրջակա միջավայրի ճարտարագիտության խորը ինտեգրումից: Ինքնավար վարորդության դարաշրջանի զարգացմանը զուգընթաց, այս «պատուհանը» կշարունակի զարգանալ՝ ապահովելով մեքենաների ճշգրիտ ընկալումը: