¿Qué es Industrial LiDAR?

Las tecnologías LiDAR están transformando rápidamente muchos sectores, desde la manipulación de materiales hasta las fábricas, pasando por la logística, los puertos, la minería y la agricultura, al optimizar los procesos operativos críticos, aumentar la eficiencia mediante la automatización e incrementar la seguridad mediante la evitación de colisiones. Esto es lo que llamamos LiDAR industrial. La automatización industrial es una de las mayores áreas de crecimiento para el LiDAR en la actualidad, con ABI Research estima que la base total instalada de sensores LiDAR en espacios inteligentes, seguridad y verticales industriales alcanzará los 16 millones en 2030

Veamos cómo funciona esta tecnología y exploremos algunas de sus múltiples aplicaciones.

¿Cómo funciona el LiDAR industrial?

Como su nombre indica, el LiDAR (Light Detection and Ranging) es el equivalente lumínico de las tecnologías de radar. El LiDAR emite rápidos impulsos de luz hacia un objetivo -el paisaje y los objetos cercanos- y luego mide el tiempo que tarda la luz en regresar. A partir de esos datos podemos calcular una distancia. Al girar un solo láser, podemos crear una nube de datos en 2D. Con varios láseres, se crea una nube de puntos en 3D. Estos datos de la nube de puntos pueden utilizarse para crear mapas para navegar con un vehículo autónomo, por ejemplo, pero también pueden utilizarse para muchas aplicaciones industriales, como veremos a continuación. Pero no todo el LiDAR es igual; Quanergy está transformando la aplicación del LiDAR en el espacio industrial con nuestra tecnología de última generación.

¿Cómo puede utilizar el LiDAR en su negocio?

Soluciones de robótica industrial

Los robots industriales móviles Llevan décadas utilizándose en los almacenes. Primero seguían un cable a lo largo del suelo y más tarde, pegatinas. Esto requiere mucho tiempo para establecer la infraestructura, y no hay flexibilidad. Es una trayectoria fija y el robot siempre se mueve por ese camino establecido. Entonces, hace 15-20 años, algunas empresas empezaron a utilizar LiDAR con reflectores, lo que les permitía triangular sus posiciones a partir de estas "balizas". Esto les permitía saber dónde estaban sus robots en tiempo real, pero este enfoque seguía requiriendo mucha configuración y calibración. Hoy en día, el LiDAR 2D se utiliza para crear mapas del entorno y de las propias ubicaciones basándose en las características naturales. Este programa se denomina Localización y Mapeo Simultáneos (SLAM)y reduce en gran medida los tiempos de configuración y puesta en marcha sin tener que instalar ninguna infraestructura. El reto con el LiDAR 2D es la capacidad del robot para entender su entorno de forma inteligente: el robot sabe dónde está, pero no entiende si hay una caja o una persona delante de él. Con la nueva generación de LiDAR de Quanergy, los robots no sólo pueden realizar una navegación con características naturales, sino que también pueden ver los objetos/peligros potenciales que les rodean, clasificarlos, evitar el obstáculo y elegir un camino mejor en su lugar. La percepción 3D también permite la detección de acantilados, lo que permite al robot percibir el saliente de un muelle de carga para evitar caer por el borde.

Además, con el LiDAR 3D, si varios robots navegan por la misma zona, pueden tomar decisiones más inteligentes y eficientes, como elegir un camino diferente en lugar de detenerse y esperar a que pase el otro robot, lo que aumenta tanto la eficiencia como la seguridad. El LiDAR 3D permite identificar y clasificar los objetos con precisión en todo momento y tomar decisiones inteligentes en función del objeto. Estos sistemas 3D son cada vez más accesibles: no tienen que saturar los recursos informáticos ni costar cantidades ingentes.

También es posible ahora mapear todo un almacén en menos de una hora y desplegar los robots en lugar de tardar semanas o meses en configurar la infraestructura para su robótica. Su robot sabe dónde está al instante. El robot se localiza simultáneamente con navegación SLAM y mapea el nuevo entorno. Imagine una flota de estos robots en un almacén; están actualizando constantemente este mapa y compartiéndolo. Esta tecnología es tan útil que ABI Research predice que la base instalada de robots móviles autónomos con SLAM superará los 15 millones en 2030.

Soluciones de automatización de almacenes industriales:

Seguimiento de activos sin etiquetas: Los almacenes necesitan hacer un seguimiento de los activos en movimiento en tiempo real. Históricamente, esto se ha hecho con diferentes sistemas de etiquetas: códigos de barras o RFID, BLE, Wi-Fi o UWB (etiquetas de banda ultra ancha), por ejemplo. Cada una de estas etiquetas tiene limitaciones; la más obvia es que hay que poner una etiqueta en cada objeto que se quiere rastrear y mantener todas esas baterías de repuesto. También hay que instalar muchos lectores en un gran almacén para conseguir la cobertura necesaria. También hay problemas con la precisión de las etiquetas de radio en los entornos de los almacenes debido a todas las estanterías de acero 

Sin embargo, nuestro LiDAR es capaz de rastrear todos los activos en movimiento - personas, carretillas elevadoras, robots móviles, etc. - sin el uso de etiquetas y con un alto grado de precisión en tiempo real. Ninguna otra tecnología existente hoy en día puede hacer esto; Quanergy ha creado el concepto Tag-free Asset Tracking ™(TfAT).

Automatización del almacenamiento y la recuperación (ASRS):

Otro aspecto de la tecnología de automatización de almacenes es el Sistema de Almacenamiento y Recuperación Automática (ASRS), que utiliza robots para recoger en largas filas de estanterías. El programa informático indica al robot dónde debe ir para recuperar un artículo. Es un buen sistema si todo sale a la perfección. Pero, ¿qué ocurre si el robot no consigue devolver el palé hasta el final, o si una caja se cae delante del robot? Este es otro escenario en el que se puede utilizar LiDAR para detectar esa situación y evitar cualquier daño a estos robots.

Recogida de basura:

La selección de contenedores es otra área en la que LiDAR puede ayudar. Si ha estado alguna vez en un gran almacén, habrá visto los contenedores de los que los trabajadores recogen manualmente. Utilizan tecnologías a prueba de aire con pulsadores: los trabajadores pulsan el botón para verificar que han cogido el artículo del contenedor correcto. La instalación de este sistema es cara y requiere mucho tiempo. La tecnología de Quanergy mejora este sistema de automatización de almacenes utilizando escáneres LIDAR para crear zonas virtuales alrededor de la parte delantera de cada contenedor. Con este sistema de fácil configuración, se activa una alarma si un trabajador hace el picking en el contenedor equivocado. Esto aumenta el tiempo de recogida y la precisión, con una mayor protección contra el aire.

Muelles de carga: 

Cuando hay centros de distribución con cientos de puertas, los trabajadores del almacén necesitan saber cuándo han llegado los camiones y están listos para enrollar las puertas, por diversas razones. No quieren que las carretillas se caigan. En la medida de lo posible, no quieren dejar salir el aire ambiental para la calefacción y la refrigeración. A menudo, los camioneros se sientan en el camión durante un rato antes de tener que subir y decir al personal en qué muelle están. 

Hoy en día, hay sensores en cada puerta. Hay que cablear cada puerta, y los sensores son muy caros. Ahora, un solo sensor montado en el lado del edificio puede controlar muchas puertas, verificar cuándo llegan los camiones y notificar a los trabajadores dónde están los camiones. Esto aumenta significativamente la eficiencia en los centros de distribución.  

Sistemas anticolisión:

Hay muchas aplicaciones que requieren una simple detección de presencia de zona de un objeto para evitar colisiones. El LiDAR M1 Edge LiDAR de Quanergy tiene la capacidad de ejecutar el software QORTEX AWARE directamente en el sensor para permitir la creación de zonas para entregar una salida digital simple. El M1 Edge puede emitir hasta 3 zonas de E/S digitales o hasta 128 a través de Ethernet.

Dimensionamiento de paletas/cajas: 

Cuando los trabajadores construyen y envían palés hoy en día, siguen utilizando una cinta métrica. No sólo es una pérdida de tiempo, sino que si el tamaño de los palés es inferior al real, las empresas de transporte cobrarán una penalización importante. Para evitarlo, los empaquetadores añaden cinco centímetros a sus medidas, sólo para estar seguros. Eso significa que están pagando por los cinco centímetros extra de espacio que en realidad podrían no necesitar. Pero si pudieran escanear virtualmente cada palé, no sólo ahorrarían tiempo, sino también dinero en los gastos de envío, porque obtendrían un volumen exacto de ese palé. Esto se está probando ahora con nuestro LiDAR.

Uso de LiDAR para la automatización de puertos:

Los trabajadores que descargan materias primas a granel de un barco atracado inspeccionan manualmente los productos, poniendo en riesgo su seguridad y reduciendo la eficiencia operativa. El sistema LiDAR de Quanergy incluye un rango de escaneo de 360 grados, una densa nube de puntos para una mayor resolución y la visualización de objetos en 3D. Estas capacidades permiten a las grúas detectar cantidades volumétricas de material a granel y su ubicación, permitiendo una representación virtual en 3D de todo el material. Con estos datos, los trabajadores pueden disponer de una visualización clara y precisa de la zona de operaciones, lo que permite la automatización total de la carga y descarga y el aterrizaje suave. Todo esto se puede hacer rápidamente con LiDAR mientras aumentando la seguridad de los trabajadores.

LiDAR industrial: versátil y valioso

La automatización industrial se ha convertido en una necesidad competitiva hoy en día. Ahorra dinero y tiempo, además de aumentar la eficacia, la precisión y la seguridad. Desde la navegación robótica SLAM hasta cualquier otro aspecto de la automatización de almacenes, el LiDAR es una tecnología increíblemente versátil y valiosa. Es hora de pensar en cómo esta tecnología puede mejorar sus procesos, y sus resultados.