Frá verksmiðjugólfum og uppfyllingarmiðstöðvum til dreifingarstöðva, sjálfvirkni fer hraðar. Vélmenni, lyftarar og hreyfanlegur pallur flytja nú efni, skoða vörur og samræma við mannlega starfsmenn, allt í sífellt kraftmeira umhverfi.
Þessi breyting hefur skapað aukna eftirspurn eftir háþróaðri skynjun: tækni sem gerir vélum kleift að skynja umhverfi sitt með nákvæmni, áreiðanleika og samhengisvitund þjálfaðs mannlegs stjórnanda.
Gert er ráð fyrir að alheimsmarkaðurinn fyrir sjálfvirkni vöruhúsa muni vaxa úr um 30 milljörðum Bandaríkjadala árið 2025 í meira en 60 milljarða Bandaríkjadala árið 2030, þar sem vélmenni eru í fararbroddi á tveggja-stafa ársvexti. Áskorunin er sú að margar skynjara-myndavélar, ratsjár og hefðbundin lidar-geta ekki haldið í við hversu flókið eða umfang iðnaðarsjálfræðis er.
Til að gera „sjálfstætt allt“ mögulegt í framleiðslu og flutningum verður skynjunartækni að verða minni, hæfari og verulega hagkvæmari.
Hvers vegna skynjun skiptir meira máli en nokkru sinni fyrr
Sjónkerfi hafa verið nauðsynleg til að gera endurtekin verkefni sjálfvirk, en þau mistakast oft þar sem nákvæmni, hraði og umhverfisbreytileiki skerast.
Myndavélar glíma við glampa, skugga og lítið-ljós.
Tíma--flugskynjarar (ToF) skila gagnlegum dýptarkortum en missa nákvæmni fjarlægðar yfir fjarlægð og við bjarta lýsingu.
Hefðbundin lidar en eru áfram takmörkuð í nákvæmni, dýr og erfitt að skala fyrir mikið-magn dreifing.
Iðnaðar sjálfvirkniumhverfi bæta enn frekar við flókið: glansandi skreppa umbúðir, hugsandi málmbretti, ryk og titringur geta truflað afköst skynjunar. Vélmenni sem vinna hlið við hlið verða einnig að forðast víxl-truflanir þegar tugir skynjara starfa samtímis.
Niðurstaðan er vaxandi eftirspurn eftir nýjum flokki þrívíddarskynjunar-sem sameinar undir-sentimetra nákvæmni, samþætta samþættingu og ónæmi fyrir lýsingu eða umhverfishávaða.
Framtíð sjálfvirkninnar veltur á skynjun sem er jafn stigstærð og hún er nákvæm. Það er þar sem flís-undirstaða FMCW lidar tekur stökkið frá rannsóknarstofu til vöruhúss.
FMCW lidar: Að mæla fjarlægð og hreyfingu saman
Ein vænlegasta byltingin er frequency modulated continuous wave (FMCW) lidar, tækni sem notar sömu fjarlægðarreglu og ratsjá, beitt á ljós, sem færir -af- stærðargráðu hærri upplausn.
Ólíkt hefðbundnum ToF lidar, sem mælir endurkomutíma leysipúlsa, sendir FMCW lidar frá sér samfelldan geisla þar sem tíðni hans er stöðugt „típað“. Þegar endurkasta ljósið kemur aftur er því blandað saman við afrit af sendu merkinu. Slagtíðnin sem myndast sýnir bæði fjarlægðina til hlutarins og hlutfallslegan hraða hans.
Þessi tvöfalda mæling opnar nokkra mikilvæga kosti fyrir sjálfvirkni í iðnaði:
Drægni og hraði í einni skönnun, sem útilokar marg-rammaútreikninga
Ónæmi fyrir sólarljósi og umhverfisljósi, þar sem kerfið skynjar tíðni, ekki birtustig
Frelsi frá víxl-spjalli, jafnvel í þéttu-vélmennaumhverfi
Hátt merki-til-hljóðshlutfalls, varðveitir nákvæmni í gegnum þoku, ryk eða glampa
Í raun getur FMCW lidar gefið nákvæma fjölvíddarmynd-dýpt, endurspeglun og hreyfingu- sem gerir vélum kleift að sjá ekki bara hvar hlutir eru heldur hvernig þeir hreyfast.
Kísilljóseindafræði: Lykillinn að stigstæranlegum lidar
Þó FMCW skili yfirburða skynjunareðlisfræði, þá skilar sílikonljóseðlisfræði sveigjanleika.
Með því að samþætta ljósgeislun, geislastýringu og samfellda uppgötvun á einn ljóseindaflís, útilokar kísilljóseindafræði þörfina fyrir fyrirferðarmikla ljósfræði, flókna röðun og hreyfanlega hluta. Ferlið notar þroskuð hálfleiðarasteypur-sams konar og framleiða gagnasamskiptaíhluti-sem gerir kleift að smíða lidar skynjara á oblátum mælikvarða.
Niðurstöðurnar geta verið:
Smágerð:Nógu litlir skynjarar til að fella inn í vélmennaörmum eða sjálfstæðum hreyfanlegum vélmennum (AMR).
Áreiðanleiki:Færri hreyfanlegir hlutar slitna eða reka.
Hagkvæmni:Framleiðslukostnaður lækkar um stærðargráður vegna mikils-magnsframleiðslu.
Samræmi:Verksmiðjukvarðaðir-flögur tryggja samræmda afköst milli flota.
Samþættur FMCW arkitektúr Voyant er dæmi um þessa þróun, sem nær „lidar-on-a-flís“ samþættingu með bæði sendanda og móttakara á sama teningunni. Þessi hönnun gerir háþróaða þrívíddarskynjun jafn framleiðsluhæfa og örgjörva eða myndavélarskynjara, sem færir hana innan seilingar fyrir mælikvarða dreifingu sem nýtir veldisvísisgetu kísiliðnaðarins.