Від заводських цехів і центрів виконання до розподільних центрів автоматизація прискорюється. Роботи, вилкові навантажувачі та мобільні платформи тепер переміщують матеріали, перевіряють продукти та координують роботу з працівниками, і все це у все більш динамічному середовищі.
Цей зсув спричинив сплеск попиту на вдосконалене зондування: технології, які дозволяють машинам сприймати навколишнє середовище з точністю, надійністю та контекстною обізнаністю навченого оператора-людини.
Очікується, що глобальний ринок автоматизації складів зросте з приблизно 30 мільярдів доларів США у 2025 році до понад 60 мільярдів доларів США до 2030 року, причому робототехніка лідируватиме з дво-значними темпами зростання. Проблема полягає в тому, що багато сучасних датчиків-камер, радарів і звичайних лідарів-не встигають за складністю чи масштабом промислової автономності.
Щоб зробити можливим «автономне все» у виробництві та логістиці, сенсорна технологія має стати меншою, потужнішою та значно доступнішою.
Чому чуття важливіше, ніж будь-коли
Системи бачення були важливими для автоматизації повторюваних завдань, але вони часто виходять з ладу там, де перетинаються точність, швидкість і мінливість середовища.
Камери борються з відблисками, тінями та недостатнім{0}}освітленням.
Датчики--польоту (ToF) створюють корисні карти глибини, але втрачають точність діапазону на відстані та під яскравим освітленням.
Звичайні лідари, але залишаються обмеженими в точності, дорогими та складними для масштабування для-розгортання великих обсягів.
Середовище промислової автоматизації додає ще більшої складності: блискуча термозбіжна плівка, світловідбиваючі металеві піддони, пил і вібрація – все це може заважати роботі зондування. Роботи, які працюють пліч-о-пліч, також повинні уникати перехресних-перешкод, коли десятки датчиків працюють одночасно.
Результатом цього є зростаючий попит на новий клас тривимірного датчика-, який поєднує в собі суб-сантиметрову точність, компактну інтеграцію та стійкість до освітлення чи шуму навколишнього середовища.
Майбутнє автоматизації залежить від сприйняття, яке настільки ж масштабоване, як і точне. Ось де лідар FMCW на основі чіпа-здійснює стрибок із лабораторії на склад.
Лідар FMCW: вимірювання відстані та руху разом
Одним із найбільш багатообіцяючих проривів є частотно-модульований безперервний лідар (FMCW), технологія, яка використовує той самий принцип вимірювання дальності, що й радар, застосована до світла, забезпечуючи на порядок--величину вищу роздільну здатність.
На відміну від традиційного лідара ToF, який вимірює час повернення лазерних імпульсів, лідар FMCW випромінює безперервний промінь, частота якого постійно «чірчає». Коли відбите світло повертається, воно когерентно змішується з копією переданого сигналу. Отримана частота биття показує як відстань до об’єкта, так і його відносну швидкість.
Це подвійне вимірювання відкриває кілька важливих переваг для промислової автоматизації:
Діапазон і швидкість за одне сканування, усуваючи багато{0}}обчислення кадрів
Стійкість до сонячного та зовнішнього світла, оскільки система визначає частоту, а не яскравість
Свобода від перехресних-розмов, навіть у щільному середовищі-роботів
Високе відношення-до-шуму, зберігаючи точність через туман, пил або відблиски
На практиці лідар FMCW може надати детальне багатовимірне-зображення-глибини, відбиття та руху-дозволяючи машинам бачити не лише розташування об’єктів, а й те, як вони рухаються.
Кремнієва фотоніка: ключ до масштабованого лідара
У той час як FMCW забезпечує чудову фізику зондування, кремнієва фотоніка забезпечує масштабованість.
Завдяки об’єднанню випромінювання світла, керування променем і когерентного детектування в одному фотонному чіпі кремнієва фотоніка усуває потребу в громіздкій оптиці, складному вирівнюванні та рухомих частинах. У цьому процесі використовуються розвинені ливарні підприємства-напівпровідників, які виробляють компоненти передачі даних-, що дозволяє створювати датчики lidar у масштабі пластин.
Результати можуть включати:
Мініатюризація:Датчики, достатньо малі, щоб їх можна було вбудовувати в руки робота або автономні мобільні роботи (AMR).
Надійність:Менше рухомих частин, які зношуються або дрейфують.
Доступність:Витрати на виробництво падають на порядки через-великі обсяги виробництва.
Консистенція:Відкалібровані на заводі чіпи-забезпечують однакову продуктивність у різних парках.
Інтегрована архітектура Voyant FMCW є прикладом цієї тенденції, досягаючи інтеграції «лідара-на--чіпі» з випромінювачем і приймачем на одному кристалі. Ця конструкція робить розширене 3D-розпізнавання таким же технологічним, як процесор або датчик камери, що робить його доступним для масштабного розгортання, використовуючи експоненціальні можливості кремнієвої промисловості.