Od tovarniških prostorov in centrov za dostavo do distribucijskih središč se avtomatizacija pospešuje. Roboti, viličarji in mobilne platforme zdaj premikajo materiale, pregledujejo izdelke in se usklajujejo s človeškimi delavci, vse v vedno bolj dinamičnih okoljih.
Ta premik je povzročil porast povpraševanja po naprednem zaznavanju: tehnologijah, ki strojem omogočajo zaznavanje okolice z natančnostjo, zanesljivostjo in zavedanjem konteksta kot usposobljen človeški operater.
Pričakuje se, da bo globalni trg avtomatizacije skladišč zrasel s približno 30 milijard USD leta 2025 na več kot 60 milijard USD do leta 2030, pri čemer bo vodilna robotika z dvo-mestnimi letnimi stopnjami rasti. Izziv je, da veliko današnjih senzorjev-kamer, radarjev in običajnih lidarjev-ne more dohajati kompleksnosti ali obsega industrijske avtonomije.
Da bi omogočili "avtonomno vse" v proizvodnji in logistiki, mora tehnologija zaznavanja postati manjša, zmogljivejša in bistveno bolj dostopna.
Zakaj je zaznavanje pomembno bolj kot kdaj koli prej
Sistemi vida so bili bistveni za avtomatizacijo ponavljajočih se nalog, vendar pogosto odpovejo tam, kjer se križajo natančnost, hitrost in spremenljivost okolja.
Kamere se spopadajo z bleščanjem, sencami in slabimi-svetlobnimi pogoji.
Senzorji--leta (ToF) zagotavljajo uporabne zemljevide globine, vendar izgubljajo natančnost dosega glede na razdaljo in pri močni svetlobi.
Običajni lidarji, vendar ostajajo omejeni glede natančnosti, dragi in jih je težko prilagoditi za -velike uvedbe.
Okolja industrijske avtomatizacije dodajajo dodatno kompleksnost: sijoča skrčljiva folija, odsevne kovinske palete, prah in vibracije lahko motijo delovanje zaznavanja. Roboti, ki delajo drug ob drugem, se morajo izogibati tudi navzkrižnemu -motenju govora, ko na desetine senzorjev deluje hkrati.
Rezultat je naraščajoče povpraševanje po novem razredu 3D-zaznavanja,-ki združuje pod-centimetrsko natančnost, kompaktno integracijo in odpornost na svetlobo ali okoljski hrup.
Prihodnost avtomatizacije je odvisna od dojemanja, ki je tako razširljivo kot natančno. Tukaj-lidar FMCW na osnovi čipa naredi preskok iz laboratorija v skladišče.
FMCW lidar: skupno merjenje razdalje in gibanja
Eden najbolj obetavnih dosežkov je lidar s frekvenčno moduliranim neprekinjenim valom (FMCW), tehnologija, ki uporablja enak princip določanja razdalje kot radar, uporabljen za svetlobo, in prinaša za-red-velikosti višjo ločljivost.
Za razliko od tradicionalnega lidarja ToF, ki meri povratni čas laserskih impulzov, lidar FMCW oddaja neprekinjen žarek, katerega frekvenca enakomerno "čivka". Ko se odbita svetloba vrne, se koherentno pomeša s kopijo oddanega signala. Nastala frekvenca utripa razkrije razdaljo do predmeta in njegovo relativno hitrost.
To dvojno merjenje odklene več ključnih prednosti za industrijsko avtomatizacijo:
Domet in hitrost v enem skeniranju, odpravlja več{0}}izračune okvirjev
Odpornost na sončno in ambientalno svetlobo, saj sistem zaznava frekvenco, ne svetlosti
Brez navzkrižnega-govorjenja, tudi v gosto-robotskih okoljih
Visoko razmerje-in-šumom, ki ohranja natančnost skozi meglo, prah ali bleščanje
V praksi lahko lidar FMCW zagotovi podrobno več{0}}dimenzionalno sliko-globine, odbojnosti in gibanja-, ki strojem omogoča, da vidijo ne samo, kje so predmeti, ampak tudi, kako se premikajo.
Silicijeva fotonika: ključ do razširljivega lidarja
Medtem ko FMCW zagotavlja vrhunsko fiziko zaznavanja, silicijeva fotonika zagotavlja razširljivost.
Z integracijo oddajanja svetlobe, usmerjanja žarka in koherentnega zaznavanja na en sam fotonski čip silicijeva fotonika odpravlja potrebo po obsežni optiki, zapleteni poravnavi in gibljivih delih. Postopek uporablja zrele livarne polprevodnikov-enake vrste, ki proizvajajo komponente podatkovne komunikacije-ki omogočajo izdelavo lidarskih senzorjev v merilu rezin.
Rezultati lahko vključujejo:
Miniaturizacija:Dovolj majhni senzorji za vgradnjo v robotske roke ali avtonomne mobilne robote (AMR).
Zanesljivost:Manj gibljivih delov, ki bi se obrabili ali odnesli.
Cenovna dostopnost:Proizvodni stroški padejo za velikostne rede zaradi-velikoserijske proizvodnje.
Konsistentnost:Tovarni-umerjeni čipi zagotavljajo enotno delovanje v vseh voznih parkih.
Voyantova integrirana arhitektura FMCW ponazarja ta trend in dosega integracijo »lidar-na--čipu« z oddajnikom in sprejemnikom na isti matrici. Zaradi te zasnove je napredno 3D-zaznavanje tako izdelljivo kot senzor procesorja ali kamere, s čimer je v dosegu uvajanja v obsegu, ki izkorišča eksponentno zmogljivost industrije silicija.