Tehdaskerroksista ja toimituskeskuksista jakelukeskuksiin automaatio kiihtyy. Robotit, trukit ja liikkuvat alustat siirtävät nyt materiaaleja, tarkastavat tuotteita ja koordinoivat työskentelyä ihmisten kanssa yhä dynaamisissa ympäristöissä.
Tämä muutos on lisännyt kysyntää edistyneille antureille: tekniikoille, joiden avulla koneet voivat havaita ympäristönsä koulutetun ihmiskäyttäjän tarkkuudella, luotettavuudella ja kontekstuaalisella tietoisuudella.
Globaalien varastoautomaatiomarkkinoiden odotetaan kasvavan noin 30 miljardista dollarista vuonna 2025 yli 60 miljardiin dollariin vuoteen 2030 mennessä, ja robotiikka johtaa vastuuta kaksinumeroisella vuosittaisella kasvulla. Haasteena on, että monet nykypäivän anturit{6}}kamerat, tutkat ja perinteiset lidar-eivät pysty pysymään teollisen autonomian monimutkaisuuden tai laajuuden tahdissa.
Jotta "autonominen kaikki" tehtäisiin mahdolliseksi valmistuksessa ja logistiikassa, tunnistusteknologian on tultava pienemmäksi, tehokkaammaksi ja huomattavasti edullisemmaksi.
Miksi aistiminen on tärkeämpää kuin koskaan
Näköjärjestelmät ovat olleet välttämättömiä toistuvien tehtävien automatisoinnissa, mutta ne epäonnistuvat usein silloin, kun tarkkuus, nopeus ja ympäristön vaihtelevuus kohtaavat.
Kamerat kamppailevat häikäisyn, varjojen ja heikossa{0}}valossa.
Lentoaika--(ToF) -anturit tarjoavat hyödyllisiä syvyyskarttoja, mutta menettävät kantaman tarkkuuden etäisyyden ja kirkkaassa valaistuksessa.
Perinteiset lidarit, mutta ne ovat tarkkuudeltaan rajallisia, kalliita ja vaikeasti skaalattavissa suuria{0}}määriä varten.
Teollisuusautomaatioympäristöt lisäävät monimutkaisuutta: kiiltävä kutistekalvo, heijastavat metallilavat, pöly ja tärinä voivat kaikki häiritä tunnistuskykyä. Vierekkäin toimivien robottien on myös vältettävä risti-puhehäiriöitä, kun kymmeniä antureita toimii samanaikaisesti.
Tuloksena on kasvava kysyntä uudelle 3D-tunnistimelle,-jossa yhdistyvät alle senttimetrin tarkkuus, kompakti integrointi ja sietokyky valolle ja ympäristön melulle.
Automaation tulevaisuus riippuu käsityksestä, joka on yhtä skaalautuva kuin tarkka. Siellä siru{1}}pohjainen FMCW-lidar siirtyy laboratoriosta varastoon.
FMCW lidar: Mittaa etäisyyttä ja liikettä yhdessä
Yksi lupaavimmista läpimurroista on taajuusmoduloitu jatkuvan aallon (FMCW) lidar, tekniikka, joka käyttää samaa etäisyysperiaatetta kuin tutka ja jota sovelletaan valoon, mikä tuo --suuruusluokkaa korkeamman resoluution.
Toisin kuin perinteinen ToF-lidar, joka mittaa laserpulssien paluuaikaa, FMCW-lidar lähettää jatkuvaa sädettä, jonka taajuutta "siiruttaa". Kun heijastunut valo palaa, se sekoittuu koherentisti lähetetyn signaalin kopion kanssa. Tuloksena oleva lyöntitaajuus paljastaa sekä etäisyyden kohteeseen että sen suhteellisen nopeuden.
Tämä kaksoismittaus avaa useita kriittisiä etuja teollisuusautomaatiolle:
Etäisyys ja nopeus yhdellä skannauksella, mikä eliminoi usean{0}} kehyksen laskelmat
Auringonvalo ja ympäristön valonsieto, koska järjestelmä havaitsee taajuuden, ei kirkkauden
Vapaus risti{0}}keskusteluista jopa tiheissä moni{1}}robottiympäristöissä
Korkea signaali{0}}--kohinasuhde, joka säilyttää tarkkuuden sumun, pölyn tai häikäisyn läpi
Käytännössä FMCW-lidar voi tarjota yksityiskohtaisen -moniulotteisen kuvan-syvyyden, heijastavuuden ja liikkeen-, jolloin koneet näkevät paitsi missä esineet ovat, myös kuinka ne liikkuvat.
Piifotoniikka: avain skaalautuvaan lidariin
FMCW tarjoaa erinomaisen tunnistusfysiikan, kun taas piifotoniikka tarjoaa skaalautuvuutta.
Integroimalla valosäteilyn, säteen ohjauksen ja koherentin havainnoinnin yhdelle fotonisirulle piifotoniikka eliminoi tilaa vievien optiikan, monimutkaisen kohdistuksen ja liikkuvien osien tarpeen. Prosessissa käytetään kypsiä puolijohdevalimoita-samanlaisia, jotka tuottavat datakommunikaatiokomponentteja-, jotka mahdollistavat lidar-anturien rakentamisen kiekon mittakaavassa.
Tulokset voivat sisältää:
Miniatyrisointi:Tarpeeksi pienet anturit upotettavaksi robottikäsivarsiin tai autonomisiin mobiilirobotteihin (AMR).
Luotettavuus:Vähemmän kuluvia tai ajautuvia liikkuvia osia.
Kohtuuhintaisuus:Tuotantokustannukset laskevat suuruusluokkaa{0}}suurten tuotantomäärien vuoksi.
Johdonmukaisuus:Tehtaalla{0}}kalibroidut sirut varmistavat tasaisen suorituskyvyn kaikissa laivastoissa.
Voyantin integroitu FMCW-arkkitehtuuri on esimerkki tästä trendistä, sillä se saavuttaa "lidar{0}}on-a-chip" -integroinnin sekä lähettimen että vastaanottimen kanssa samassa suulakkeessa. Tämä muotoilu tekee edistyneestä 3D-tunnistuksesta yhtä valmistavan kuin prosessorin tai kameran tunnistimen, mikä tuo sen mittakaavan käyttöönoton ulottuville hyödyntäen piiteollisuuden eksponentiaalista kapasiteettia.