Tecnologia dei sensori radar a scansione laser: nuove possibilità per gli AGV, la sicurezza in fabbrica e la robotica
Principio di funzionamento del sensore radar a scansione laser ( LiDAR).
Il principio del sensore radar a scansione laser (rilevamento e portata laser) si basa principalmente sull'emissione, propagazione, riflessione e ricezione dei raggi laser. Il sistema Lidar emette prima raggi laser verso l'oggetto target attraverso un emettitore laser. Quando il raggio laser incontra l'oggetto target durante la propagazione, lo riflette e parte della luce riflessa segue un percorso specifico all'indietro e viene catturata dal ricevitore del Lidar. Il ricevitore misura quindi l'intensità della luce riflessa e la differenza di tempo dall'emissione alla ricezione.
Misurando la differenza temporale tra l'emissione e la ricezione del laser e combinandola con la velocità nota della luce, Lidar può calcolare con precisione la distanza tra il Lidar e l'oggetto target. Inoltre, attraverso meccanismi di scansione, lo scanner laser può anche ottenere informazioni sulla forma, dimensione e posizione spaziale dell'oggetto target, costruendo così immagini bidimensionali.
Caratteristiche tecniche del sensore radar a scansione laser ( LiDAR)
Le caratteristiche tecniche del sensore radar a scansione laser (Lidar) includono principalmente alta precisione, alta risoluzione, misurazione a lungo raggio e capacità di rilevamento multi-bersaglio. Grazie alla corta lunghezza d'onda della luce laser, Lidar può raggiungere una precisione di misurazione della distanza a livello millimetrico, ottenendo con precisione le informazioni sulla posizione e sulla forma degli oggetti target. Allo stesso tempo, Lidar ha la caratteristica di alta risoluzione, consentendo di ottenere informazioni più dettagliate sugli oggetti target regolando l'angolo e la risoluzione del raggio laser.
Lidar ottiene misurazioni e posizionamenti precisi degli oggetti target emettendo raggi laser e misurando l'intensità e la differenza temporale della luce riflessa. Le sue caratteristiche tecniche come alta precisione, alta risoluzione, misurazione a lungo raggio e capacità di rilevamento multi-bersaglio rendono Lidar ampiamente applicabile in campi come la guida autonoma, la navigazione robotica, la protezione della sicurezza nelle aree industriali, la mappatura del terreno e altre aree.
Applicazione del sensore radar a scansione laser ( LiDAR) negli AGV, nella protezione della sicurezza operativa di aree di fabbrica e nell'industria della robotica
Nell'applicazione degli AGV (veicoli a guida automatizzata), lidar fornisce informazioni precise sulla navigazione e sul posizionamento in virtù del suo metodo di rilevamento senza contatto, della localizzazione rapida e accurata e delle capacità di rilevamento. Monitorando continuamente l'ambiente circostante, lidar garantisce che gli AGV svolgano le attività in modo sicuro ed efficiente in ambienti logistici complessi. Che si tratti di AGV per carichi pesanti che seguono processi di movimentazione dei materiali, che eseguono in modo intelligente attività di scarico quando cambiano le destinazioni di trasporto o che movimentano, immagazzinano e gestiscono merci nel settore dello stoccaggio e della logistica, lidar consente agli AGV di ottenere una navigazione precisa e di evitare gli ostacoli, migliorando così l'efficienza logistica , riducendo il costo del lavoro e diminuendo l’incidenza degli incidenti da collisione.
In termini di protezione della sicurezza nelle operazioni di fabbrica, anche il lidar svolge un ruolo indispensabile. Nelle aree operative di apparecchiature quali ascensori, bracci robotici, macchine ribaltabili e vagoni scorrevoli, lidar può monitorare continuamente l'ambiente circostante per garantire che nessun personale o ostacolo entri nel raggio operativo dell'apparecchiatura. Una volta rilevate condizioni anomale, lidar può emettere tempestivamente allarmi o interrompere i movimenti delle apparecchiature, garantendo efficacemente la sicurezza dei lavoratori e delle attrezzature. Questa funzione di protezione della sicurezza è di notevole importanza per migliorare l’efficienza della produzione in fabbrica e ridurre i rischi di incidenti.
In cosa differiscono i laser scanner di sicurezza dagli altri dispositivi di sicurezza?
Lidar emette luce attivamente e non si basa sulla luce ambientale. A differenza delle telecamere che ricevono passivamente la luce, il lidar forma milioni di punti nello spazio emettendo milioni di impulsi al secondo, delineando i dettagli degli oggetti nello spazio. Grazie alle sue caratteristiche di emissione attiva, il lidar è minimamente influenzato dai cambiamenti della luce ambientale.
1. I laser scanner di sicurezza presentano vantaggi in termini di luogo di installazione rispetto alle barriere fotoelettriche. Anche l'allineamento dell'asse ottico durante l'installazione è molto semplice. Anche le zone di protezione complesse possono essere facilmente configurate utilizzando un software intuitivo.
2. Rispetto ai tappetini di sicurezza, i laser scanner di sicurezza non presentano il rischio di danni dovuti alla caduta di pezzi. Le zone di protezione con laser scanner di sicurezza possono essere configurate liberamente, semplificando l'implementazione delle modifiche al layout. Quando si modificano i layout, non è necessario immagazzinare pedane di sicurezza di dimensioni e forme diverse per creare zone di protezione di forme diverse.
3.Rispetto ad altri dispositivi di sicurezza, i laser scanner di sicurezza hanno meno restrizioni sul luogo di installazione e sulle aree di protezione. Sono facili da installare, con un rischio minimo di guasto, rendendoli efficaci dispositivi di sicurezza per fornire protezione.
Nel campo della robotica, il lidar ha mostrato ampie prospettive di applicazione. Che si tratti di robot di servizio o robot industriali, lidar può fornire informazioni precise sulla navigazione e sul posizionamento, consentendo funzioni di movimento autonomo e di evitamento degli ostacoli. Con l'aiuto del lidar 2D, sono stati compiuti progressi significativi nel campo dei robot mobili come robot logistici, robot di pulizia commerciale e robot di consegna. Poiché la tecnologia continua ad avanzare e i costi diminuiscono, l’applicazione del lidar nel campo della robotica diventerà ancora più diffusa, guidando il rapido sviluppo della tecnologia robotica.
Vantaggi del radar 2D rispetto al radar 3D
Quando si decide tra radar 2D e 3D, le scelte degli utenti si basano generalmente su esigenze applicative specifiche, considerazioni sui costi e limitazioni tecnologiche. Sebbene il radar 3D offra vantaggi significativi nell’ottenere informazioni sulla profondità ambientale, nel rilevamento di ostacoli e nella costruzione di aree percorribili, il radar 2D rimane più popolare in determinati scenari.
Considerazioni sui costi: in genere, i costi di produzione e la complessità tecnica del radar 3D sono superiori a quelli del radar 2D. Per le applicazioni con budget limitati o che non richiedono una percezione ambientale complessa, il radar 2D può rappresentare una scelta economicamente più ragionevole.
Requisiti dell'applicazione: il radar 2D fornisce principalmente immagini bidimensionali. Sebbene manchi di informazioni sull'altezza, è sufficiente per applicazioni che richiedono solo navigazione in piano o semplice rilevamento di ostacoli. Ad esempio, in alcuni scenari di automazione semplici, il radar 2D può essere sufficiente.
Limitazioni tecnologiche: in determinati ambienti o condizioni, il radar 3D potrebbe non funzionare correttamente o subire un degrado delle prestazioni. Ad esempio, in caso di forte pioggia, neve, nebbia fitta e altre condizioni meteorologiche, la capacità di rilevamento delle onde infrarosse potrebbe diminuire in modo significativo, il che potrebbe influire sulle prestazioni del radar 3D. Nel frattempo, il radar 2D potrebbe essere meno sensibile a queste condizioni, quindi potenzialmente più affidabile.
