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Che cos'è il LiDAR industriale?

30 giugno 2022 | TonyRigoni

Le tecnologie LiDAR stanno rapidamente trasformando molti settori, dalla movimentazione dei materiali alle fabbriche, alla logistica, ai porti, all'industria mineraria e all'agricoltura, ottimizzando i processi operativi critici, aumentando l'efficienza grazie all'automazione e aumentando la sicurezza grazie alla prevenzione delle collisioni. Questo è ciò che noi chiamiamo LiDAR industriale. L'automazione industriale è attualmente una delle maggiori aree di crescita per il LiDAR, con Ricerca ABI stima che il totale dei sensori LiDAR installati negli spazi intelligenti, nella sicurezza e nei settori verticali dell'industria raggiungerà i 16 milioni entro il 2030.

Diamo un'occhiata a come funziona questa tecnologia e poi esploriamo alcune delle sue numerose applicazioni.

Come funziona il LiDAR industriale?

Come suggerisce il nome, il LiDAR (Light Detection and Ranging) è l'equivalente luminoso delle tecnologie radar. Il LiDAR emette rapidi impulsi di luce verso un bersaglio - il paesaggio e gli oggetti vicini - e poi misura il tempo che la luce impiega a tornare indietro. Da questi dati si può calcolare la distanza. Facendo girare un singolo laser, possiamo creare una nuvola di dati 2D. Con più laser, si crea una nuvola di punti 3D. I dati di questa nuvola di punti possono essere utilizzati per creare mappe per la navigazione di un veicolo autonomo, ad esempio, ma anche per molte applicazioni industriali, come vedremo di seguito. Ma non tutti i LiDAR sono uguali; Quanergy sta trasformando l'applicazione dei LiDAR nello spazio industriale con la nostra tecnologia di nuova generazione.

Come potete utilizzare il LiDAR nella vostra attività?

Soluzioni robotiche industriali

I robot mobili industriali sono stati utilizzati nei magazzini per decenni. All'inizio seguivano un filo lungo il pavimento e successivamente degli adesivi. Ciò richiede molto tempo per la creazione dell'infrastruttura e non c'è flessibilità. Si tratta di un percorso fisso e il robot si muove sempre lungo quel percorso. Poi, 15-20 anni fa, alcune aziende hanno iniziato a utilizzare LiDAR con riflettori, che permettevano di triangolare le posizioni da questi "fari". In questo modo potevano sapere dove si trovavano i loro robot in tempo reale, ma questo approccio richiedeva ancora molte operazioni di impostazione e calibrazione. Oggi, il LiDAR 2D viene utilizzato per creare mappe dell'ambiente e dei luoghi in base alle caratteristiche naturali. Questo software viene definito Localizzazione e mappatura simultanea (SLAM)e riduce notevolmente i tempi di configurazione e messa in servizio senza dover installare alcuna infrastruttura. La sfida con il LiDAR 2D è la capacità del robot di comprendere in modo intelligente l'ambiente circostante: il robot sa dove si trova, ma non capisce se davanti a lui c'è una scatola o una persona. Con il LiDAR di nuova generazione di Quanergy, i robot non solo possono navigare con caratteristiche naturali, ma possono anche vedere potenziali oggetti/pericoli intorno a loro, classificarli, evitare l'ostacolo e scegliere invece un percorso migliore. La percezione 3D consente anche di rilevare le scogliere, permettendo al robot di percepire la sporgenza di una banchina di carico per evitare di cadere dal bordo.

Inoltre, con il 3D LiDAR, se più robot stanno navigando nella stessa area, possono prendere decisioni più intelligenti ed efficienti, come scegliere un percorso diverso invece di fermarsi e aspettare che l'altro robot passi, aumentando sia l'efficienza che la sicurezza. Il LiDAR 3D consente di identificare e classificare gli oggetti con precisione ogni volta e di prendere decisioni intelligenti in base all'oggetto. Questi sistemi 3D stanno diventando sempre più accessibili: non devono sovraccaricare le risorse dei computer o costare cifre enormi.

È inoltre possibile mappare un intero magazzino in meno di un'ora e distribuire i robot invece di impiegare settimane o mesi per creare l'infrastruttura per la robotica. Il robot sa dove si trova all'istante. Il robot si localizza simultaneamente con navigazione SLAM e sta mappando il nuovo ambiente. Immaginate una flotta di questi robot in un magazzino: aggiornano costantemente questa mappa e la condividono. Questa tecnologia è così utile che ABI Research prevede che la base installata di robot mobili autonomi abilitati allo SLAM supererà i 15 milioni entro il 2030.

Soluzioni di automazione per magazzini industriali:

Tracciabilità dei beni senza tag: I magazzini hanno bisogno di tracciare i beni in movimento in tempo reale. Storicamente, questo è stato fatto con una varietà di sistemi di tag diversi: codici a barre o RFID, BLE, Wi-Fi o UWB (tag a banda ultra larga), per esempio. Ognuno di questi tag ha delle limitazioni, la più ovvia delle quali è la necessità di mettere un tag su ogni oggetto che si vuole monitorare e di mantenere tutte le batterie di ricambio. È inoltre necessario installare molti lettori in un grande magazzino per ottenere la copertura necessaria. Ci sono anche problemi con la precisione dei tag radio negli ambienti di magazzino, a causa di tutte le scaffalature in acciaio. 

Tuttavia, il nostro LiDAR è in grado di tracciare tutti gli asset in movimento - persone, carrelli elevatori, robot mobili e così via - senza l'uso di tag e con un elevato grado di precisione in tempo reale. Nessun'altra tecnologia oggi è in grado di farlo; Quanergy ha creato il concetto di Tag-free Asset Tracking ™ (TfAT).

Automazione di archiviazione e recupero (ASRS):

Un altro aspetto della tecnologia di automazione del magazzino è il sistema di stoccaggio e recupero automatico (ASRS), che utilizza robot per prelevare da lunghe file di scaffali. Il software del computer dice al robot dove andare per recuperare un articolo. È un buon sistema se tutto va bene. Ma cosa succede se il robot non riesce a rimettere a posto il pallet o se una scatola cade davanti al robot? Questo è un altro scenario in cui è possibile utilizzare LiDAR per rilevare la situazione ed evitare danni ai robot.

Raccolta dei bidoni:

Il picking dei cassonetti è un'altra area in cui il LiDAR può essere utile.. Se siete mai stati in un grande magazzino, avete visto i contenitori da cui gli operatori prelevano manualmente. Utilizzano tecnologie di protezione dall'aria con pulsanti: gli operatori premono il pulsante per verificare che abbiano prelevato l'articolo dal contenitore corretto. L'installazione di questo sistema è costosa e richiede molto tempo. La tecnologia di Quanergy migliora questo sistema di sistema di automazione del magazzino utilizzando gli scanner LIDAR per creare zone virtuali intorno alla parte anteriore di ogni contenitore. Grazie a questo sistema facile da configurare, se un lavoratore preleva dal contenitore sbagliato scatta un allarme. In questo modo si aumentano i tempi e la precisione del prelievo, con una maggiore protezione dall'aria.

Banchine di carico: 

Quando ci sono centri di distribuzione con centinaia di porte, i magazzinieri devono sapere quando i camion sono arrivati e sono pronti ad aprire le porte, per una serie di motivi. Non vogliono che i carrelli elevatori cadano. Per quanto possibile, non vogliono far uscire l'aria ambientale per il riscaldamento e il raffreddamento. Spesso gli autisti si siedono nel camion per un po' di tempo prima di dover entrare e dire al personale in quale baia si trovano. 

Oggi ci sono sensori su ogni porta. Bisogna cablare ogni porta e i sensori sono molto costosi. Ora un singolo sensore montato sul lato dell'edificio può monitorare molte porte, verificare l'arrivo dei camion e notificare agli operatori dove si trovano i camion. Questo aumenta notevolmente l'efficienza dei centri di distribuzione.  

Sistemi anticollisione:

Sono molte le applicazioni che richiedono un semplice rilevamento della presenza di un oggetto per evitare le collisioni. Il sistema Quanergy M1 Edge LiDAR di Quanergy ha la capacità di eseguire il software QORTEX AWARE direttamente a bordo del sensore per consentire la creazione di zone per fornire una semplice uscita digitale. L'M1 Edge può emettere fino a 3 zone di I/O digitale o fino a 128 tramite Ethernet.

Dimensionamento di pallet/scatole: 

Quando i lavoratori costruiscono e spediscono i pallet oggi usano ancora il metro a nastro. Non solo questo richiede molto tempo, ma se si sottodimensionano i pallet, le società di spedizione applicano una penale significativa. Per evitare che ciò accada, gli imballatori aggiungono due pollici alle loro misure, per sicurezza. Ciò significa che pagano per due centimetri di spazio in più che potrebbero non servire. Ma se potessero scansionare virtualmente ogni pallet, non solo risparmierebbero tempo, ma potrebbero anche risparmiare sui costi di spedizione perché otterrebbero un volume preciso di quel pallet. Questo è in fase di sperimentazione con il nostro LiDAR.

Utilizzo di LiDAR per l'automazione portuale:

I lavoratori che scaricano materiali grezzi alla rinfusa da una nave attraccata ispezionano manualmente i prodotti, mettendo a rischio la loro sicurezza e riducendo l'efficienza operativa. Il sistema LiDAR di Quanergy comprende un campo di scansione a 360 gradi, una nuvola di punti densa per una maggiore risoluzione e la visualizzazione di oggetti in 3D. Queste funzionalità consentono alle gru di rilevare quantità volumetriche di materiale sfuso e la sua posizione, permettendo una rappresentazione virtuale in 3D di tutto il materiale. Grazie a questi dati, gli operatori possono disporre di una visualizzazione chiara e precisa dell'area operativa, consentendo la completa automazione delle operazioni di carico/scarico e l'atterraggio morbido. Tutto questo può essere fatto rapidamente con LiDAR, aumentando al contempo la sicurezza dei lavoratori. sicurezza dei lavoratori.

LiDAR industriale: versatile e prezioso

L'automazione industriale è diventata oggi una necessità competitiva. Consente di risparmiare denaro e tempo, oltre ad aumentare l'efficienza, la precisione e la sicurezza. Dalla navigazione dei robot SLAM a ogni altro aspetto dell'automazione di magazzino, il LiDAR è una tecnologia incredibilmente versatile e preziosa. È ora di pensare a come questa tecnologia possa migliorare i vostri processi e i vostri profitti. 

Tag: Industriale