Canllaw Cynhwysfawr i Gorchuddion Ffenestri LiDAR

Tabl Cynnwys

I. Swyddogaethau Craidd Ffenestri LiDAR: Y Tu Hwnt i Amddiffyniad yn Unig

II. Cymhariaeth Deunyddiau: Y Cydbwysedd Perfformiad Rhwng Silica Wedi'i Ymasu a Saffir

III. Technoleg Cotio: Y Broses Sylfaenol ar gyfer Gwella Perfformiad Optegol

​​IV. Paramedrau Perfformiad Allweddol: Metrigau Gwerthuso Meintiol

​​V. Senarios Cymwysiadau: Panorama o Yrru Ymreolaethol i Synhwyro Diwydiannol

​​VI. Esblygiad Technolegol a Thueddiadau’r Dyfodol​

Mewn technoleg synhwyro fodern, mae LiDAR (Light Detection and Ranging) yn gweithredu fel "llygaid" peiriannau, gan ganfod y byd 3D yn gywir trwy allyrru a derbyn trawstiau laser. Mae'r "llygaid" hyn angen "lens amddiffynnol" tryloyw ar gyfer diogelu—dyma Gorchudd Ffenestr LiDAR. Nid dim ond darn o wydr cyffredin ydyw ond cydran uwch-dechnoleg sy'n integreiddio gwyddor deunyddiau, dylunio optegol, a pheirianneg fanwl gywir. Mae ei berfformiad yn pennu cywirdeb synhwyro, ystod, a dibynadwyedd cyffredinol systemau LiDAR yn uniongyrchol.

Ffenestri Optegol 1

I. Swyddogaethau Craidd: Y Tu Hwnt i “Amddiffyniad”
Mae gorchudd ffenestr LiDAR yn darian optegol wastad neu sfferig sy'n amgáu rhan allanol y synhwyrydd LiDAR. Mae ei swyddogaethau allweddol yn cynnwys:

1. Amddiffyniad Corfforol:Yn ynysu llwch, lleithder, olew, a hyd yn oed malurion sy'n hedfan yn effeithiol, gan ddiogelu cydrannau mewnol (e.e., allyrwyr laser, synwyryddion, drychau sganio).
2. Selio Amgylcheddol:Fel rhan o'r tai, mae'n ffurfio sêl aerglos gyda chydrannau strwythurol i gyflawni'r sgoriau IP gofynnol (e.e., IP6K7/IP6K9K), gan sicrhau gweithrediad sefydlog mewn amodau llym fel glaw, eira a stormydd tywod.
3. Trosglwyddiad Optegol:Ei swyddogaeth bwysicaf yw caniatáu i laserau tonfedd penodol basio drwodd yn effeithlon gyda'r ystumio lleiaf posibl. Mae unrhyw rwystr, adlewyrchiad, neu wyriad yn lleihau cywirdeb yr ystod ac ansawdd y cwmwl pwynt yn uniongyrchol.

Ffenestri Optegol 2

II. Deunyddiau Prif Ffrwd: Brwydr y Sbectolyn
Mae dewis deunydd yn pennu nenfwd perfformiad gorchuddion ffenestri. Mae prif ffrwd y diwydiant yn defnyddio deunyddiau sy'n seiliedig ar wydr, yn bennaf dau fath:
1. Gwydr Silica wedi'i Asio

• Nodweddion:Y prif ffrwd absoliwt ar gyfer cymwysiadau modurol a diwydiannol. Wedi'i wneud o silica purdeb uchel, mae'n cynnig priodweddau optegol eithriadol.

• Manteision:

1. Trosglwyddiad rhagorol o UV i IR gydag amsugno isel iawn.
2. Mae cyfernod ehangu thermol isel yn gwrthsefyll tymereddau eithafol (-60°C i +200°C) heb anffurfio.
3. Caledwch uchel (Mohs ~7), yn gallu gwrthsefyll crafiad gan dywod/gwynt.

• ​​Ceisiadau:Cerbydau ymreolus, AGVs diwydiannol pen uchel, arolygu LiDAR.

Panel ffenestr cam saffir

2. Gwydr Saffir

• Nodweddion:α-alwmina grisial sengl synthetig, sy'n cynrychioli perfformiad uwch-uchel.

• Manteision:

1. Caledwch eithafol (Mohs ~9, yr ail yn unig i ddiamwnt), bron yn gwrthsefyll crafiadau.
2. Trosglwyddiad optegol cytbwys, ymwrthedd tymheredd uchel (pwynt toddi ~2040°C), a sefydlogrwydd cemegol.

• Heriau:Cost uchel, prosesu anodd (mae angen sgraffinyddion diemwnt), a dwysedd uchel.
• ynCeisiadau:Mesuriadau milwrol, awyrofod, ac uwch-gywirdeb o'r radd flaenaf.

Lens ffenestr gwrth-adlewyrchol dwy ochr

III. Gorchudd: Y Dechnoleg Graidd sy'n Troi Carreg yn Aur

Waeth beth fo'r swbstrad, mae haenau'n hanfodol i fodloni gofynion optegol llym LiDAR:

• ynGorchudd Gwrth-adlewyrchol (AR):Yr haen bwysicaf. Wedi'i dyddodi drwy orchudd gwactod (e.e. anweddiad trawst-e, chwistrellu magnetron), mae'n lleihau adlewyrchiad arwyneb i <0.5% ar donfeddi targed, gan gynyddu tryloywder o ~92% i >99.5%.
• Gorchudd Hydroffobig/Oleoffobig:Yn atal adlyniad dŵr/olew, gan gynnal eglurder mewn glaw neu amgylcheddau halogedig.
• ynGorchuddion Swyddogaethol Eraill:Ffilmiau dadniwlio wedi'u gwresogi (gan ddefnyddio ITO), haenau gwrth-statig, ac ati, ar gyfer anghenion arbenigol.

Diagram ffatri cotio gwactod

IV. Paramedrau Perfformiad Allweddol

Wrth ddewis neu werthuso gorchudd ffenestr LiDAR, canolbwyntiwch ar y metrigau hyn:

1. Trosglwyddiad @ Tonfedd Darged:Canran y golau a drosglwyddir ar donfedd weithredu'r LiDAR (e.e., >96% ar 905nm/1550nm ar ôl cotio AR).
2. ​​Cydnawsedd Band:Rhaid iddo gyd-fynd â thonfeddi laser (905nm/1550nm); dylid lleihau'r adlewyrchedd i'r lleiafswm (<0.5%).
3. Cywirdeb Ffigur Arwyneb:Dylai gwallau gwastadrwydd a chyfochrogrwydd fod yn ≤λ/4 (λ = tonfedd laser) er mwyn osgoi ystumio'r trawst.
4. ynCaledwch a Gwrthiant Gwisgo:Wedi'i fesur gan raddfa Mohs; hanfodol ar gyfer gwydnwch hirdymor.
5. Dygnwch Amgylcheddol:

• Gwrthiant dŵr/llwch: Sgôr IP6K7 o leiaf.
• Cylchu tymheredd: Ystod weithredol fel arfer -40°C i +85°C.
• Gwrthiant UV/chwistrell halen i atal dirywiad.

LiDAR wedi'i osod ar gerbyd

V. Senarios Cymhwyso

Mae angen gorchuddion ffenestri ar bron pob system LiDAR sy'n agored i'r amgylchedd:

• Cerbydau Ymreolus:Wedi'i osod ar doeau, bympars, neu ochrau, gan wynebu amlygiad uniongyrchol i dywydd ac UV.
• Systemau Uwch i Gynorthwyo Gyrwyr (ADAS):Wedi'i integreiddio i gyrff cerbydau, gan ofyn am gytgord esthetig.
• ​​AGVau/AMRau Diwydiannol:Gweithredu mewn warysau/ffatrïoedd lle mae risgiau llwch a gwrthdrawiadau.
• ​​Arolwg a Synhwyro o Bell:Systemau yn yr awyr/wedi'u gosod mewn cerbydau sy'n gwrthsefyll newidiadau uchder ac amrywiadau tymheredd.

Casgliadyn

Er ei fod yn gydran gorfforol syml, mae gorchudd ffenestr LiDAR yn hanfodol ar gyfer sicrhau “gweledigaeth” glir a dibynadwy ar gyfer LiDAR. Mae ei ddatblygiad yn dibynnu ar integreiddio dwfn o wyddoniaeth ddeunyddiau, opteg, prosesau cotio, a pheirianneg amgylcheddol. Wrth i oes gyrru ymreolus fynd yn ei blaen, bydd y “ffenestr” hon yn parhau i esblygu, gan ddiogelu canfyddiad manwl gywir ar gyfer peiriannau.