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Qu'est-ce que le LiDAR industriel ?

30 juin 2022 | TonyRigoni

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 grâce à l'automatisation et en renforçant la sécurité grâce à la prévention des collisions. C'est ce que nous appelons LiDAR industriel. L'automatisation industrielle est l'un des principaux domaines de croissance du 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 à 2030.

Jetons un coup d'œil sur le fonctionnement de cette technologie et explorons ensuite quelques-unes de ses nombreuses applications.

Comment fonctionne le LiDAR industriel ?

Comme son nom l'indique, LiDAR (Light Detection and Ranging) est l'équivalent lumineux des technologies radar. Le LiDAR émet des impulsions lumineuses rapides en direction d'une cible - le paysage et les objets situés à proximité - et mesure ensuite le temps que met la lumière à revenir. À partir de ces données, nous pouvons calculer une distance. En faisant tourner un seul laser, nous pouvons créer un nuage de points en 2D. Avec plusieurs lasers, on obtient un nuage de points en 3D. Ce nuage de points peut être utilisé pour créer des cartes de navigation pour un véhicule autonome, par exemple, mais il peut également être utilisé 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 utiliser 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. La mise en place de l'infrastructure prend beaucoup de temps et il n'y a pas de flexibilité. Il s'agit d'une trajectoire fixe et le robot se déplace toujours le long de cette trajectoire. Puis, il y a 15 à 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". Elles pouvaient ainsi 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 emplacements eux-mêmes en fonction des caractéristiques naturelles. Ce logiciel est appelé localisation et cartographie simultanées (SLAM)Il réduit considérablement les temps d'installation et de mise en service sans qu'il soit nécessaire d'installer une quelconque infrastructure. Le défi du LiDAR 2D est 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 de nouvelle génération de Quanergy, les robots peuvent non seulement naviguer en fonction des caractéristiques naturelles, mais aussi voir les objets ou les dangers potentiels autour d'eux, les classer, éviter l'obstacle et choisir un meilleur chemin. La perception 3D permet également de détecter les falaises, ce qui permet au robot de percevoir le rebord d'un quai de chargement et d'éviter de tomber.

De plus, avec le 3D LiDAR, si plusieurs robots naviguent dans la même zone, ils peuvent prendre des décisions plus intelligentes et plus efficaces, comme choisir un chemin différent au lieu de s'arrêter et d'attendre que l'autre robot passe - ce qui augmente à la fois l'efficacité et la sécurité. Le système 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 n'ont pas besoin de surcharger les ressources informatiques ni de coûter des sommes astronomiques.

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 grâce à la 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 dotés de la technologie SLAM dépassera les 15 millions d'ici à 2030.

Solutions d'automatisation des entrepôts industriels :

Suivi des biens sans étiquette : Les entrepôts ont besoin de suivre les actifs en mouvement en temps réel. Historiquement, cela s'est fait à l'aide de différents systèmes d'étiquettes : codes-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 qu'il faut placer une étiquette sur chaque objet que l'on veut suivre et entretenir toutes ces piles de remplacement. Il faut également installer de nombreux lecteurs dans un grand entrepôt pour obtenir la couverture nécessaire. La précision des étiquettes radio dans les entrepôts pose également des problèmes en raison de toutes les étagères en acier. 

Cependant, notre LiDAR est capable de suivre tous les actifs en mouvement - personnes, chariots élévateurs, robots mobiles et ainsi de suite - sans l'utilisation d'étiquettes et avec un haut degré de précision en temps réel. Quanergy a créé le concept Tag-free Asset Tracking ™(TfAT).

Automatisation du stockage et de la récupération (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 informatique 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 la palette en place jusqu'au bout ou si une boîte tombe devant le robot ? C'est un autre scénario dans lequel vous pouvez utiliser le LiDAR pour détecter cette situation et éviter d'endommager ces robots.

Sélection des bacs :

Le prélèvement de bacs est un autre domaine où le LiDAR peut être utile.. Si vous avez déjà visité un grand entrepôt, vous avez vu les bacs dans lesquels les travailleurs prélèvent manuellement les articles. 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 du temps. La technologie de Quanergy améliore ce système système d'automatisation d'entrepôt 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, tout en améliorant l'étanchéité à l'air.

Quais de chargement : 

Dans les centres de distribution dotés de centaines de portes, les magasiniers doivent savoir quand les camions sont arrivés et prêts à ouvrir les portes, et ce pour plusieurs raisons. Ils ne veulent pas que les chariots élévateurs tombent. Dans la mesure du possible, ils ne veulent pas laisser s'échapper l'air ambiant pour le chauffage et le refroidissement. Souvent, les chauffeurs s'assoient dans le camion pendant un certain temps avant d'entrer et de dire 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 coûteux. 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. L'efficacité des centres de distribution s'en trouve considérablement améliorée.  

Systèmes anti-collision :

De nombreuses applications nécessitent une simple détection de la présence d'un objet dans une zone afin d'éviter les collisions. Le système LiDAR 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 d'obtenir une sortie numérique simple. Le M1 Edge peut délivrer jusqu'à 3 zones d'E/S numériques ou jusqu'à 128 via Ethernet.

Dimensionnement des palettes/boîtes : 

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 les dimensions de ces palettes sont inférieures à la norme, les sociétés de transport factureront une pénalité importante. Pour éviter cela, les emballeurs ajoutent deux pouces à leurs mesures, par mesure de sécurité. Cela signifie qu'ils paient pour un espace supplémentaire de deux pouces dont ils n'ont peut-être pas besoin en réalité. 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. C'est ce que nous testons actuellement avec notre LiDAR.

Utilisation du 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 offre 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 disposent d'un affichage visuel clair et précis de la zone d'opération, ce qui permet l'automatisation complète du chargement/déchargement et l'atterrissage en douceur. Tout cela peut être réalisé 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 d'économiser de l'argent et du temps, 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 manière dont cette technologie peut améliorer vos processus et vos résultats. 

Tags : Industriel