LiDAR વિન્ડો કવર માટે એક વ્યાપક માર્ગદર્શિકા

વિષયસુચીકોષ્ટક

I. LiDAR વિન્ડોઝના મુખ્ય કાર્યો: માત્ર સુરક્ષાથી આગળ

II. સામગ્રીની સરખામણી: ફ્યુઝ્ડ સિલિકા અને નીલમ વચ્ચેનું પ્રદર્શન સંતુલન

III. કોટિંગ ટેકનોલોજી: ઓપ્ટિકલ કામગીરી વધારવા માટેની પાયાની પ્રક્રિયા

IV. મુખ્ય પ્રદર્શન પરિમાણો: માત્રાત્મક મૂલ્યાંકન મેટ્રિક્સ

વી. એપ્લિકેશન દૃશ્યો: ઓટોનોમસ ડ્રાઇવિંગથી ઔદ્યોગિક સંવેદના સુધીનો એક પેનોરમા

VI. ટેકનોલોજીકલ ઉત્ક્રાંતિ અને ભવિષ્યના વલણો​

આધુનિક સેન્સિંગ ટેકનોલોજીમાં, LiDAR (લાઇટ ડિટેક્શન એન્ડ રેન્જિંગ) મશીનોની "આંખો" તરીકે કાર્ય કરે છે, લેસર બીમ ઉત્સર્જિત કરીને અને પ્રાપ્ત કરીને 3D વિશ્વને સચોટ રીતે જુએ છે. આ "આંખો" ને સુરક્ષા માટે પારદર્શક "રક્ષણાત્મક લેન્સ" ની જરૂર પડે છે - આ LiDAR વિન્ડો કવર છે. તે ફક્ત સામાન્ય કાચનો ટુકડો નથી પરંતુ સામગ્રી વિજ્ઞાન, ઓપ્ટિકલ ડિઝાઇન અને ચોકસાઇ એન્જિનિયરિંગને એકીકૃત કરતું એક ઉચ્ચ-તકનીકી ઘટક છે. તેનું પ્રદર્શન સીધા LiDAR સિસ્ટમ્સની સેન્સિંગ ચોકસાઈ, શ્રેણી અને એકંદર વિશ્વસનીયતા નક્કી કરે છે.

ઓપ્ટિકલ વિન્ડોઝ ૧

I. મુખ્ય કાર્યો: "સુરક્ષા" થી આગળ
LiDAR વિન્ડો કવર એ એક ઓપ્ટિકલ ફ્લેટ અથવા ગોળાકાર કવચ છે જે LiDAR સેન્સરના બાહ્ય ભાગને સમાવી લે છે. તેના મુખ્ય કાર્યોમાં શામેલ છે:

1. શારીરિક સુરક્ષા:ધૂળ, ભેજ, તેલ અને ઉડતા કાટમાળને અસરકારક રીતે અલગ કરે છે, આંતરિક ઘટકો (દા.ત., લેસર ઉત્સર્જકો, ડિટેક્ટર, સ્કેનિંગ મિરર્સ) નું રક્ષણ કરે છે.
2. પર્યાવરણીય સીલિંગ:હાઉસિંગના ભાગ રૂપે, તે જરૂરી IP રેટિંગ (દા.ત., IP6K7/IP6K9K) પ્રાપ્ત કરવા માટે માળખાકીય ઘટકો સાથે હવાચુસ્ત સીલ બનાવે છે, જે વરસાદ, બરફ અને રેતીના તોફાન જેવી કઠોર પરિસ્થિતિઓમાં સ્થિર કામગીરી સુનિશ્ચિત કરે છે.
3. ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સમિશન:તેનું સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાર્ય ચોક્કસ-તરંગલંબાઇવાળા લેસરોને ઓછામાં ઓછા વિકૃતિ સાથે કાર્યક્ષમ રીતે પસાર થવા દેવાનું છે. કોઈપણ અવરોધ, પ્રતિબિંબ અથવા વિકૃતિ સીધી રીતે રેન્જિંગ ચોકસાઈ અને પોઇન્ટ ક્લાઉડ ગુણવત્તા ઘટાડે છે.

ઓપ્ટિકલ વિન્ડોઝ 2

II. મુખ્ય પ્રવાહની સામગ્રી: ચશ્માનું યુદ્ધના
સામગ્રીની પસંદગી વિન્ડો કવરની કામગીરીની ટોચમર્યાદા નક્કી કરે છે. ઉદ્યોગ મુખ્ય પ્રવાહ કાચ આધારિત સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે, મુખ્યત્વે બે પ્રકારની:
૧. ફ્યુઝ્ડ સિલિકા ગ્લાસ

• લાક્ષણિકતાઓ:ઓટોમોટિવ અને ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનો માટે સંપૂર્ણ મુખ્ય પ્રવાહ. ઉચ્ચ-શુદ્ધતા સિલિકાથી બનેલું, તે અસાધારણ ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો પ્રદાન કરે છે.

• ફાયદા:

1. અલ્ટ્રા-લો શોષણ સાથે યુવીથી આઈઆર સુધી ઉત્તમ ટ્રાન્સમિટન્સ.
2. નીચા થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક, વિકૃતિ વિના ભારે તાપમાન (-60°C થી +200°C) સુધી ટકી શકે છે.
3. ઉચ્ચ કઠિનતા (મોહ ~7), રેતી/પવનથી થતા ઘર્ષણ સામે પ્રતિરોધક.

• અરજીઓ:સ્વાયત્ત વાહનો, ઉચ્ચ કક્ષાના ઔદ્યોગિક AGV, LiDAR સર્વેક્ષણ.

નીલમ સ્ટેપ વિન્ડો પેન

2. નીલમ કાચ

• લાક્ષણિકતાઓ:કૃત્રિમ સિંગલ-ક્રિસ્ટલ α-એલ્યુમિના, અતિ-ઉચ્ચ પ્રદર્શનનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

• ફાયદા:

1. અત્યંત કઠિનતા (મોહ ~9, હીરા પછી બીજા ક્રમે), લગભગ સ્ક્રેચ-પ્રૂફ.
2. સંતુલિત ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સમિટન્સ, ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર (ગલનબિંદુ ~2040°C), અને રાસાયણિક સ્થિરતા.

• પડકારો:ઊંચી કિંમત, મુશ્કેલ પ્રક્રિયા (હીરા ઘર્ષકની જરૂર પડે છે), અને ઊંચી ઘનતા.
• નાઅરજીઓ:ઉચ્ચ કક્ષાના લશ્કરી, અવકાશ અને અતિ-ચોકસાઇ માપન.

ડબલ-સાઇડેડ એન્ટિ-રિફ્લેક્ટિવ વિન્ડો લેન્સ

III. કોટિંગ: પથ્થરને સોનામાં ફેરવતી મુખ્ય ટેકનોલોજી

સબસ્ટ્રેટ ગમે તે હોય, LiDAR ની કડક ઓપ્ટિકલ માંગણીઓને પૂર્ણ કરવા માટે કોટિંગ્સ આવશ્યક છે:

• નાએન્ટિ-રિફ્લેક્શન (AR) કોટિંગ:સૌથી મહત્વપૂર્ણ સ્તર. વેક્યુમ કોટિંગ (દા.ત., ઇ-બીમ બાષ્પીભવન, મેગ્નેટ્રોન સ્પટરિંગ) દ્વારા જમા થયેલ, તે લક્ષ્ય તરંગલંબાઇ પર સપાટીના પ્રતિબિંબને <0.5% સુધી ઘટાડે છે, ટ્રાન્સમિટન્સને ~92% થી >99.5% સુધી વધારી દે છે.
• હાઇડ્રોફોબિક/ઓલિયોફોબિક કોટિંગ:વરસાદ અથવા દૂષિત વાતાવરણમાં સ્પષ્ટતા જાળવી રાખીને, પાણી/તેલના સંલગ્નતાને અટકાવે છે.
• નાઅન્ય કાર્યાત્મક કોટિંગ્સ:ખાસ જરૂરિયાતો માટે ગરમ ડિમિસ્ટિંગ ફિલ્મો (ITO નો ઉપયોગ કરીને), એન્ટિ-સ્ટેટિક સ્તરો, વગેરે.

વેક્યુમ કોટિંગ ફેક્ટરી ડાયાગ્રામ

IV. મુખ્ય કામગીરી પરિમાણો​

LiDAR વિન્ડો કવર પસંદ કરતી વખતે અથવા તેનું મૂલ્યાંકન કરતી વખતે, આ મેટ્રિક્સ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરો:

1. લક્ષ્ય તરંગલંબાઇ પર ટ્રાન્સમિટન્સ:LiDAR ની કાર્યકારી તરંગલંબાઇ પર પ્રસારિત થતા પ્રકાશની ટકાવારી (દા.ત., 905nm/1550nm પોસ્ટ-AR કોટિંગ પર >96%).
2. બેન્ડ સુસંગતતા:લેસર તરંગલંબાઇ (905nm/1550nm) સાથે મેળ ખાતી હોવી જોઈએ; પ્રતિબિંબ ન્યૂનતમ (<0.5%) હોવો જોઈએ.
3. સપાટી આકૃતિ ચોકસાઈ:બીમ વિકૃતિ ટાળવા માટે સપાટતા અને સમાંતરતા ભૂલો ≤λ/4 (λ = લેસર તરંગલંબાઇ) હોવી જોઈએ.
4. નાકઠિનતા અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર:મોહ્સ સ્કેલ દ્વારા માપવામાં આવે છે; લાંબા ગાળાના ટકાઉપણું માટે મહત્વપૂર્ણ.
5. પર્યાવરણીય સહનશક્તિ:

• પાણી/ધૂળ પ્રતિકાર: ન્યૂનતમ IP6K7 રેટિંગ.
• તાપમાન ચક્ર: કાર્યકારી શ્રેણી સામાન્ય રીતે -40°C થી +85°C સુધી હોય છે.
• અધોગતિ અટકાવવા માટે યુવી/મીઠાના સ્પ્રે પ્રતિકાર.

વાહન-માઉન્ટેડ LiDAR

V. એપ્લિકેશન દૃશ્યો​

લગભગ બધી પર્યાવરણીય રીતે ખુલ્લી LiDAR સિસ્ટમોને વિન્ડો કવરની જરૂર પડે છે:

• સ્વાયત્ત વાહનો:હવામાન અને યુવી કિરણોત્સર્ગના સીધા સંપર્કમાં રહીને, છત, બમ્પર અથવા બાજુઓ પર માઉન્ટ થયેલ.
• એડવાન્સ્ડ ડ્રાઈવર-સહાય સિસ્ટમ્સ (ADAS):વાહનના શરીરમાં એકીકૃત, સૌંદર્યલક્ષી સંવાદિતાની જરૂર છે.
• ઔદ્યોગિક AGVs/AMRs:ધૂળ અને અથડામણના જોખમો ધરાવતા વેરહાઉસ/ફેક્ટરીઓમાં કામ કરવું.
• સર્વેક્ષણ અને રિમોટ સેન્સિંગ:ઊંચાઈના ફેરફારો અને તાપમાનના વધઘટનો સામનો કરતી હવામાં ચાલતી/વાહન-માઉન્ટેડ સિસ્ટમો.

નિષ્કર્ષના

એક સરળ ભૌતિક ઘટક હોવા છતાં, LiDAR વિન્ડો કવર LiDAR માટે સ્પષ્ટ અને વિશ્વસનીય "દ્રષ્ટિ" સુનિશ્ચિત કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. તેનો વિકાસ ભૌતિક વિજ્ઞાન, ઓપ્ટિક્સ, કોટિંગ પ્રક્રિયાઓ અને પર્યાવરણીય ઇજનેરીના ઊંડા એકીકરણ પર આધારિત છે. જેમ જેમ સ્વાયત્ત ડ્રાઇવિંગનો યુગ આગળ વધશે, તેમ તેમ આ "વિન્ડો" વિકસિત થતી રહેશે, જે મશીનો માટે ચોક્કસ દ્રષ્ટિનું રક્ષણ કરશે.