Qu'est-ce que le LiDAR industriel ?

Les technologies LiDAR transforment rapidement de nombreux secteurs, de la manutention aux usines, en passant par la logistique, les ports, l'exploitation minière et l'agriculture, en optimisant les processus opérationnels critiques, en augmentant l'efficacité par l'automatisation et en améliorant la sécurité par la prévention des collisions. C'est ce que nous appelons LiDAR industriel. L'automatisation industrielle est l'un des plus grands domaines de croissance pour le LiDAR à l'heure actuelle. ABI Research estime que le nombre total de capteurs LiDAR installés dans les espaces intelligents, la sécurité et les secteurs industriels verticaux atteindra 16 millions d'ici 2030.

Voyons un peu comment fonctionne cette technologie, puis explorons quelques-unes de ses nombreuses applications.

Comment fonctionne le LiDAR industriel ?

Comme son nom l'indique, le LiDAR (Light Detection and Ranging) est l'équivalent lumineux des technologies radar. Le LiDAR émet des impulsions lumineuses rapides vers une cible - le paysage et les objets proches - puis mesure le temps que met la lumière à revenir. À partir de ces données, on peut calculer une distance. En faisant tourner un seul laser, nous pouvons créer un nuage de données en 2D. Avec plusieurs lasers, on crée un nuage de points en 3D. Ces données de nuage de points peuvent être utilisées pour créer des cartes afin de faire naviguer un véhicule autonome, par exemple, mais elles peuvent également être utilisées pour de nombreuses applications industrielles, comme nous le verrons plus loin. Mais tous les LiDAR ne sont pas identiques ; Quanergy transforme l'application du LiDAR dans l'espace industriel grâce à sa technologie de nouvelle génération.

Comment pouvez-vous utiliser le LiDAR dans votre entreprise ?

Solutions pour robots industriels

Les robots mobiles industriels sont utilisés dans les entrepôts depuis des décennies. Ils ont d'abord suivi un fil le long du sol, puis des autocollants. Cela demande beaucoup de temps pour mettre en place l'infrastructure, et il n'y a aucune flexibilité. Il s'agit d'une trajectoire fixe et le robot se déplace toujours le long de cette trajectoire. Puis, il y a 15-20 ans, certaines entreprises ont commencé à utiliser le LiDAR avec des réflecteurs, ce qui leur a permis de trianguler leurs positions à partir de ces "balises". Cela leur permettait de savoir où se trouvaient leurs robots en temps réel, mais cette approche nécessitait encore beaucoup de réglages et d'étalonnages. Aujourd'hui, le LiDAR 2D est utilisé pour créer des cartes de l'environnement et des lieux eux-mêmes en fonction des caractéristiques naturelles. Ce logiciel est connu sous le nom de localisation et cartographie simultanées (SLAM)et il réduit considérablement les temps d'installation et de mise en service sans avoir à installer d'infrastructure. La difficulté avec le LiDAR 2D réside dans la capacité du robot à comprendre intelligemment son environnement : le robot sait où il se trouve, mais ne sait pas si une boîte ou une personne se trouve devant lui. Avec le LiDAR nouvelle génération de Quanergy, les robots peuvent non seulement naviguer en fonction des caractéristiques naturelles, mais aussi voir les objets/dangers potentiels autour d'eux, les classer, éviter l'obstacle et choisir un meilleur chemin. La perception 3D permet également la détection des falaises, ce qui permet au robot de percevoir le rebord d'un quai de chargement pour éviter de tomber par-dessus le bord.

De plus, avec le LiDAR 3D, si plusieurs robots naviguent dans la même zone, ils peuvent prendre des décisions plus intelligentes et plus efficaces, comme choisir un autre chemin au lieu de s'arrêter et d'attendre que l'autre robot passe, ce qui augmente l'efficacité et la sécurité. Le LiDAR 3D permet d'identifier et de classer les objets avec précision à chaque fois et de prendre des décisions intelligentes en fonction de la nature de l'objet. Ces systèmes 3D sont de plus en plus accessibles : ils ne doivent pas nécessairement surcharger les ressources informatiques ou coûter très cher.

Il est également possible aujourd'hui de cartographier un entrepôt entier en moins d'une heure et de déployer des robots au lieu de prendre des semaines ou des mois pour mettre en place l'infrastructure de votre robotique. Votre robot sait instantanément où il se trouve. Le robot se localise simultanément avec navigation SLAM et cartographie le nouvel environnement. Imaginez une flotte de ces robots dans un entrepôt ; ils mettent constamment à jour cette carte et la partagent. Cette technologie est si utile que ABI Research prévoit que la base installée de robots mobiles autonomes SLAM dépassera les 15 millions d'ici 2030.

Solutions d'automatisation des entrepôts industriels :

Suivi des biens sans étiquette : Les entrepôts doivent suivre les biens en mouvement en temps réel. Historiquement, cela a été fait avec une variété de systèmes d'étiquettes différents : codes à barres ou RFID, BLE, Wi-Fi ou UWB (étiquettes à bande ultra-large), par exemple. Chacune de ces étiquettes a ses limites, la plus évidente étant que vous devez placer une étiquette sur chaque objet que vous voulez suivre et entretenir toutes ces piles de rechange. Vous devez également installer de nombreux lecteurs dans un grand entrepôt pour obtenir la couverture nécessaire. La précision des étiquettes radio dans les entrepôts pose également problème en raison des rayonnages en acier. 

Cependant, notre LiDAR est capable de suivre tous les actifs en mouvement - personnes, chariots élévateurs, robots mobiles, etc. - sans utiliser d'étiquettes et avec un haut degré de précision en temps réel. Aucune autre technologie actuelle ne peut faire cela ; Quanergy a créé le concept de Tag-free Asset Tracking ™(TfAT).

Automation Storage & Retrieval (ASRS) :

Un autre aspect de la technologie d'automatisation des entrepôts est le système de stockage et de récupération automatique (ASRS), qui utilise des robots pour prélever des articles dans de longues rangées de rayonnages. Le logiciel de l'ordinateur indique au robot où il doit se rendre pour récupérer un article. C'est un bon système si tout se passe parfaitement. Mais que se passe-t-il si le robot ne remet pas tout à fait la palette en place, ou si une boîte tombe devant lui ? C'est un autre scénario où vous pouvez utiliser le LiDAR pour détecter cette situation afin d'éviter tout dommage à ces robots.

Ramassage des poubelles :

Le ramassage des poubelles est un autre domaine où le LiDAR peut être utile.. Si vous êtes déjà allé dans un grand entrepôt, vous avez vu les bacs dans lesquels les travailleurs prélèvent manuellement. Ils utilisent des technologies d'étanchéité à l'air avec des boutons poussoirs - les travailleurs appuient sur le bouton pour vérifier qu'ils ont pris l'article dans le bon bac. La mise en place de ce système est coûteuse et prend beaucoup de temps. La technologie de Quanergy améliore ce système d'automatisation des entrepôts en utilisant des scanners LIDAR pour créer des zones virtuelles autour de l'avant de chaque bac. Grâce à ce système facile à mettre en place, une alarme se déclenche si un employé prélève dans le mauvais bac. Cela permet d'augmenter le temps de prélèvement et la précision, avec une meilleure étanchéité à l'air.

Quais de chargement : 

Dans les centres de distribution comportant des centaines de portes, les magasiniers doivent savoir quand les camions sont arrivés et sont prêts à enrouler les portes, et ce pour diverses raisons. Ils ne veulent pas que les chariots élévateurs à fourche tombent. Dans la mesure du possible, ils ne veulent pas laisser sortir l'air ambiant pour le chauffage et la climatisation. Souvent, les chauffeurs s'assoient dans le camion pendant un certain temps avant de devoir entrer et indiquer au personnel à quel quai ils se trouvent. 

Aujourd'hui, il y a des capteurs sur chaque porte. Il faut câbler chaque porte, et les capteurs sont très chers. Désormais, un seul capteur monté sur le côté du bâtiment peut surveiller de nombreuses portes, vérifier l'arrivée des camions et indiquer aux travailleurs où se trouvent les camions. Cela augmente considérablement l'efficacité des centres de distribution.  

Systèmes anti-collision :

Il existe de nombreuses applications nécessitant une simple détection de la présence d'un objet dans une zone pour éviter les collisions. Le M1 Edge LiDAR de Quanergy M1 Edge LiDAR de Quanergy a la capacité d'exécuter le logiciel QORTEX AWARE directement à bord du capteur pour permettre la création de zones afin de délivrer une simple sortie numérique. Le M1 Edge peut émettre jusqu'à 3 zones d'E/S numériques ou jusqu'à 128 via Ethernet.

Dimensionnement des palettes/caisses : 

Aujourd'hui, lorsque les travailleurs construisent et expédient des palettes, ils utilisent encore un mètre à ruban. Non seulement cela prend du temps, mais si vous sous-dimensionnez ces palettes, les sociétés d'expédition vous factureront une pénalité importante. Pour éviter cela, les emballeurs ajoutent deux pouces à leurs mesures, juste pour être sûrs. Cela signifie qu'ils paient pour les deux pouces supplémentaires d'espace dont ils n'ont peut-être pas besoin. Mais s'ils pouvaient scanner virtuellement chaque palette, ils gagneraient non seulement du temps, mais aussi de l'argent sur leurs frais d'expédition, car ils obtiendraient le volume exact de cette palette. Nous procédons actuellement à des essais avec notre LiDAR.

Utilisation de LiDAR pour l'automatisation des ports :

Les travailleurs qui déchargent des matières premières en vrac d'un navire à quai inspectent manuellement les produits, ce qui met leur sécurité en danger et réduit l'efficacité des opérations. Le système LiDAR de Quanergy comprend une portée de balayage de 360 degrés, un nuage de points dense pour une meilleure résolution et une visualisation des objets en 3D. Ces capacités permettent aux grues de détecter des quantités volumétriques de matériaux en vrac et leur emplacement, ce qui permet une représentation virtuelle en 3D de tous les matériaux. Grâce à ces données, les travailleurs peuvent disposer d'un affichage visuel clair et précis de la zone d'opération, ce qui permet une automatisation complète du chargement/déchargement et de l'atterrissage en douceur. Tout cela peut être fait rapidement avec LiDAR tout en augmentant la sécurité des travailleurs. tout en augmentant la sécurité des travailleurs.

LiDAR industriel : polyvalent et précieux

L'automatisation industrielle est devenue une nécessité concurrentielle aujourd'hui. Elle permet de gagner du temps et de l'argent, tout en augmentant l'efficacité, la précision et la sécurité. De la navigation des robots SLAM à tous les autres aspects de l'automatisation des entrepôts, le LiDAR est une technologie incroyablement polyvalente et précieuse. Il est temps de réfléchir à la façon dont cette technologie peut améliorer vos processus - et vos résultats.