Od fabričkih podova i centara za ispunjenje do distributivnih čvorišta, automatizacija se ubrzava. Roboti, viljuškari i mobilne platforme sada pokreću materijale, pregledaju proizvode i koordiniraju sa ljudskim radnicima, sve u sve dinamičnijim okruženjima.
Ovaj pomak je stvorio porast potražnje za naprednim senzorima: tehnologijama koje omogućavaju mašinama da percipiraju svoju okolinu s preciznošću, pouzdanošću i kontekstualnom svjesnošću obučenog ljudskog operatera.
Očekuje se da će globalno tržište automatizacije skladišta porasti sa oko 30 milijardi dolara u 2025. na više od 60 milijardi dolara do 2030. godine, a robotika prednjači po dvocifrenim godišnjim stopama rasta. Izazov je u tome što mnoge današnje senzorske-kamere, radari i konvencionalni lidar-ne mogu držati korak sa složenošću ili razmjerom industrijske autonomije.
Da bi "autonomno sve" bilo moguće u proizvodnji i logistici, tehnologija senzora mora postati manja, sposobnija i dramatično pristupačnija.
Zašto je osjećaj važniji nego ikad
Sistemi za vid su bili od suštinskog značaja za automatizaciju zadataka koji se ponavljaju, ali često ne uspevaju tamo gde se ukrštaju preciznost, brzina i varijabilnost životne sredine.
Kamere se bore sa odsjajem, sjenama i uslovima slabog-osvjetljenja.
Senzori vremena{0}}-leta (ToF) isporučuju korisne mape dubine, ali gube preciznost dometa na udaljenosti i pod jakim osvjetljenjem.
Konvencionalni lidari, ali su i dalje ograničeni u preciznosti, skupi i teško ih je skalirati za primjenu velikog{0}}obima.
Okruženja industrijske automatizacije dodaju dodatnu složenost: sjajna skupljajuća folija, reflektirajuće metalne palete, prašina i vibracije mogu ometati performanse senzora. Roboti koji rade jedan pored drugog također moraju izbjegavati-smetnje u međusobnom razgovoru kada desetine senzora rade istovremeno.
Rezultat je rastuća potražnja za novom klasom 3D senzora-koja kombinuje tačnost ispod-centimetara, kompaktnu integraciju i otpornost na osvjetljenje ili buku iz okoline.
Budućnost automatizacije zavisi od percepcije koja je skalabilna koliko i precizna. To je mjesto gdje FMCW lidar-bazirani na čipu pravi skok iz laboratorije u skladište.
FMCW lidar: Mjerenje udaljenosti i kretanja zajedno
Jedno od otkrića koja najviše obećava je lidar s kontinuiranim valovima moduliranim frekvencijom (FMCW), tehnologija koja koristi isti princip dometa kao radar, primijenjen na svjetlost, donoseći red-veličine-veličine veće rezolucije.
Za razliku od tradicionalnog ToF lidara, koji mjeri vrijeme povratka laserskih impulsa, FMCW lidar emituje kontinuirani snop čija se frekvencija stalno "cikuta". Kada se reflektovana svetlost vrati, ona se koherentno meša sa kopijom prenošenog signala. Rezultirajuća frekvencija otkucaja otkriva i udaljenost do objekta i njegovu relativnu brzinu.
To dvostruko mjerenje otključava nekoliko kritičnih prednosti za industrijsku automatizaciju:
Domet i brzina u jednom skeniranju, eliminišući više-kalkulacije
Otpornost na sunčevu svjetlost i ambijentalno svjetlo, jer sistem detektuje frekvenciju, a ne svjetlinu
Sloboda od unakrsnog-razgovora, čak iu gustom okruženju sa više-robotova
Visok omjer signala-/{1}}, čuvajući preciznost kroz maglu, prašinu ili odsjaj
U praktičnom smislu, FMCW lidar može isporučiti detaljnu više-dimenzionalnu sliku-dubinu, refleksiju i kretanje-omogućujući mašinama da vide ne samo gdje se objekti nalaze, već i kako se kreću.
Silikonska fotonika: ključ skalabilnog lidara
Dok FMCW pruža superiornu fiziku senzora, silicijumska fotonika pruža skalabilnost.
Integracijom emisije svjetlosti, upravljanja snopom i koherentne detekcije na jedan fotonski čip, silikonska fotonika eliminira potrebu za glomaznom optikom, složenim poravnanjem i pokretnim dijelovima. Proces koristi zrele ljevaonice poluvodiča-iste vrste koje proizvode komponente za prijenos podataka-što omogućava da se lidarski senzori grade u mjerilu wafera.
Rezultati mogu uključivati:
minijaturizacija:Senzori dovoljno mali za ugradnju u robotske ruke ili autonomne mobilne robote (AMR).
Pouzdanost:Manje pokretnih dijelova koji se mogu istrošiti ili poneti.
Pristupačnost:Troškovi proizvodnje padaju za redove veličine zahvaljujući-proizvodnji velikog obima.
dosljednost:Fabrički{0}}kalibrirani čipovi osiguravaju ujednačene performanse u svim voznim parkovima.
Voyant-ova integrisana FMCW arhitektura je primjer ovog trenda, postižući integraciju "lidar-na-a-čipu" i sa emiterom i prijemnikom na istom matrici. Taj dizajn čini napredno 3D sensing jednako produktivnim kao senzor procesora ili kamere, što ga dovodi u domet implementacije na skali koristeći eksponencijalnu sposobnost silicijumske industrije.