परावर्तनशीलतेवर आधारित मापन लक्ष्य कसे निवडायचे

लेसर रेंजफाइंडर्स, LiDARs आणि इतर उपकरणे आधुनिक उद्योगांमध्ये, सर्वेक्षण, स्वायत्त ड्रायव्हिंग आणि ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरली जातात. तथापि, अनेक वापरकर्त्यांना शेतात काम करताना, विशेषतः वेगवेगळ्या रंगांच्या किंवा सामग्रीच्या वस्तूंशी व्यवहार करताना, लक्षणीय मापन विचलन लक्षात येते. या त्रुटीचे मूळ कारण बहुतेकदा लक्ष्याच्या परावर्तकतेशी जवळून संबंधित असते. हा लेख अंतर मापनावर परावर्तकतेचा प्रभाव जाणून घेईल आणि लक्ष्य निवडीसाठी व्यावहारिक धोरणे प्रदान करेल.

१. परावर्तकता म्हणजे काय आणि ते अंतर मोजण्यावर का परिणाम करते?

परावर्तकता म्हणजे पृष्ठभागावरील प्रकाश परावर्तित करण्याची क्षमता, जी सामान्यतः टक्केवारी म्हणून व्यक्त केली जाते (उदा., पांढऱ्या भिंतीची परावर्तकता सुमारे 80% असते, तर काळ्या रबरची फक्त 5% असते). लेसर मापन उपकरणे उत्सर्जित आणि परावर्तित प्रकाशातील वेळेतील फरक मोजून अंतर निश्चित करतात (उड्डाणाचा वेळ तत्व वापरून). जर लक्ष्याची परावर्तकता खूप कमी असेल, तर त्यामुळे खालील गोष्टी होऊ शकतात:

- कमकुवत सिग्नल स्ट्रेंथ: जर परावर्तित प्रकाश खूप कमकुवत असेल, तर डिव्हाइस वैध सिग्नल कॅप्चर करू शकत नाही.

- वाढलेली मापन त्रुटी: जास्त आवाजाच्या व्यत्ययासह, अचूकता कमी होते.

- कमी केलेली मापन श्रेणी: जास्तीत जास्त प्रभावी अंतर ५०% पेक्षा जास्त कमी होऊ शकते.

२. परावर्तकता वर्गीकरण आणि लक्ष्य निवड धोरणे

सामान्य सामग्रीच्या वैशिष्ट्यांवर आधारित, लक्ष्यांचे खालील तीन श्रेणींमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते:

① उच्च परावर्तकता लक्ष्ये (>५०%)

- ठराविक साहित्य: पॉलिश केलेले धातूचे पृष्ठभाग, आरसे, पांढरे मातीचे भांडे, हलक्या रंगाचे काँक्रीट

- फायदे: मजबूत सिग्नल रिटर्न, लांब अंतराच्या (५०० मीटरपेक्षा जास्त) उच्च-परिशुद्धता मोजमापांसाठी योग्य.

- अनुप्रयोग परिस्थिती: इमारतींचे सर्वेक्षण, वीज वाहिन्या तपासणी, ड्रोन भूप्रदेश स्कॅनिंग

- टीप: आरशाच्या पृष्ठभागांपासून दूर राहा ज्यामुळे स्पेक्युलर परावर्तन होऊ शकते (ज्यामुळे स्पॉट चुकीचे संरेखन होऊ शकते).

② मध्यम परावर्तकता लक्ष्ये (२०%-५०%)

- ठराविक साहित्य: लाकूड, डांबरी रस्ते, गडद विटांच्या भिंती, हिरवीगार झाडे

- प्रतिकारक उपाय:

मापन अंतर कमी करा (शिफारस केलेले <200m).

डिव्हाइसचा उच्च-संवेदनशीलता मोड सक्षम करा.

मॅट पृष्ठभागांना प्राधान्य द्या (उदा., फ्रॉस्टेड मटेरियल).

③ कमी परावर्तकता लक्ष्ये (<२०%)

- ठराविक साहित्य: काळा रबर, कोळशाचे ढिगारे, गडद कापड, पाण्याचे साठे

- जोखीम: सिग्नल हरवू शकतात किंवा जंप एररमुळे ग्रस्त असू शकतात.

- उपाय:

रेट्रो-रिफ्लेक्टीव्ह टार्गेट (रिफ्लेक्टर बोर्ड) वापरा.

लेसर इन्सिडन्स अँगल ४५° पेक्षा कमी करा (डिफ्यूज रिफ्लेक्शन वाढवण्यासाठी).

९०५nm किंवा १५५०nm तरंगलांबींवर चालणारी उपकरणे निवडा (चांगल्या प्रवेशासाठी).

३. विशेष परिस्थिती धोरणे

① गतिमान लक्ष्य मापन (उदा., चालणारी वाहने):

- वाहनांच्या नंबर प्लेट्स (उच्च परावर्तकता क्षेत्रे) किंवा हलक्या रंगाच्या कार बॉडींना प्राधान्य द्या.

- अनेक प्रतिध्वनी ओळख तंत्रज्ञान वापरा (पाऊस आणि धुक्याचा हस्तक्षेप फिल्टर करण्यासाठी).

② जटिल पृष्ठभाग उपचार:

- गडद रंगाच्या धातूसाठी, मॅट कोटिंग्ज लावा (ज्यामुळे परावर्तकता ३०% पर्यंत वाढू शकते).

- काचेच्या पडद्याच्या भिंतींसमोर ध्रुवीकरण फिल्टर बसवा (स्पेक्युलर परावर्तन रोखण्यासाठी).

③ पर्यावरणीय हस्तक्षेप भरपाई:

- तेजस्वी प्रकाश परिस्थितीत पार्श्वभूमी प्रकाश दमन अल्गोरिदम सक्षम करा.

- पाऊस किंवा बर्फवृष्टीत, पल्स इंटरव्हल मॉड्युलेशन (PIM) तंत्रज्ञान वापरा.

4. उपकरण पॅरामीटर ट्यूनिंग मार्गदर्शक तत्त्वे

- पॉवर अॅडजस्टमेंट: कमी-रिफ्लेक्टिव्हिटी लक्ष्यांसाठी लेसर पॉवर वाढवा (डोळ्यांच्या सुरक्षिततेच्या मर्यादांचे पालन सुनिश्चित करा).

- रिसीव्हिंग एपर्चर: रिसीव्हिंग लेन्सचा व्यास वाढवा (प्रत्येक दुप्पटतेसाठी, सिग्नल गेन चार पटीने वाढतो).

- थ्रेशोल्ड सेटिंग: सिग्नल ट्रिगर थ्रेशोल्ड गतिमानपणे समायोजित करा (आवाजामुळे खोटे ट्रिगरिंग टाळण्यासाठी).

५. भविष्यातील ट्रेंड: बुद्धिमान परावर्तकता भरपाई तंत्रज्ञान

पुढील पिढीतील अंतर मापन प्रणाली एकत्रित होऊ लागल्या आहेत:

- अ‍ॅडॉप्टिव्ह गेन कंट्रोल (AGC): फोटोडिटेक्टर संवेदनशीलतेचे रिअल-टाइम समायोजन.

- मटेरियल रिकग्निशन एआय अल्गोरिदम: इको वेव्हफॉर्म वैशिष्ट्यांचा वापर करून मटेरियल प्रकार जुळवणे.

- मल्टीस्पेक्ट्रल फ्यूजन: अधिक व्यापक निर्णयासाठी दृश्यमान प्रकाश आणि इन्फ्रारेड डेटा एकत्र करणे.

निष्कर्ष

परावर्तनाच्या वैशिष्ट्यांवर प्रभुत्व मिळवणे हे मापन अचूकता सुधारण्यासाठी एक मुख्य कौशल्य आहे. वैज्ञानिकदृष्ट्या लक्ष्ये निवडून आणि उपकरणे योग्यरित्या कॉन्फिगर करून, अति-कमी परावर्तन परिस्थितींमध्ये (१०% पेक्षा कमी) देखील, मिलिमीटर-स्तरीय मापन अचूकता प्राप्त केली जाऊ शकते. बुद्धिमान भरपाई तंत्रज्ञान विकसित होत असताना, भविष्यातील मापन प्रणाली जटिल वातावरणात अधिक "हुशारीने" जुळवून घेतील. तथापि, परावर्तनाची मूलभूत तत्त्वे समजून घेणे हे अभियंत्यांसाठी नेहमीच एक आवश्यक कौशल्य असेल.