Wirujące głowice skanerów laserowych przestają padać od wibracji na wózkach i prasach! Półprzewodnikowy 3D Solid-State LiDAR bez części ruchomych skanuje strefy z odpornością na udary 50G
Wirujące głowice skanerów laserowych przestają padać od wibracji na wózkach i prasach! Półprzewodnikowy 3D Solid-State LiDAR bez części ruchomych skanuje strefy z odpornością na udary 50G
Klasyczne skanery laserowe 2D omiatają otoczenie za pomocą mechanicznie wirującego zwierciadła. W warunkach ciągłych wstrząsów na widlakach i przy prasach tłocznych mechanika ulega rozkalibrowaniu, a płaska wiązka jest ślepa na przeszkody wiszące w przestrzeni.
Mechaniczna pięta achillesowa w tradycyjnych skanerach 2D LiDAR
Zajrzyjmy do wnętrza klasycznego laserowego skanera bezpieczeństwa montowanego u dołu autonomicznego wózka widłowego (AGV/AMR) lub przy strefie załadunku prasy hydraulicznej. Aby pojedyncza dioda laserowa mogła kontrolować kąt 275 stopni, jej wiązka uderza w ukośne zwierciadło poligonalne osadzone na wirniku silnika elektrycznego obracającego się bez przerwy z prędkością 1500–2500 obr./min, a kąt obrotu jest śledzony przez tarczę enkodera optycznego.
Kiedy wózek widłowy z pełnymi kołami poliuretanowymi przejeżdża z ładunkiem 2 ton przez progi dylatacyjne posadzki przemysłowej (lub gdy prasa mimośrodowa wykonuje 60 uderzeń na minutę), na precyzyjne łożyska wirującego lustra działają ciągłe przyspieszenia udarowe rzędu 15–30G. Po kilkunastu miesiącach pojawia się bicie promieniowe wirnika, enkoder zgłasza błąd synchronizacji i skaner przechodzi w stan bezpiecznego zablokowania (Lock-out), wymagając wymiany głowicy za kilkanaście tysięcy złotych.
Ślepota przestrzenna wiązki 2D (15 cm nad podłogą)
Skaner 2D widzi świat wyłącznie jako nieskończenie cienką płaszczyznę tuż nad posadzką. Jeżeli na trasie wózka AMR znajduje się wystający z regału wspornik na wysokości 1,4 metra, uniesione widły innego wózka lub wiszące z suwnicy zawiesie łańcuchowe – dolny skaner 2D przejedzie pod przeszkodą i doprowadzi do ciężkiej kolizji masztu. Z kolei pojedynczy wiór metalowy lub płatek folii przelatujący przez wiązkę 2D wywołuje fałszywe zatrzymanie awaryjne (E-Stop).
Fizyka 3D Flash LiDAR & MEMS (100% Solid-State)
W czujnikach półprzewodnikowych Solid-State (Flash LiDAR) nie ma ani jednego łożyska, silnika ani wirującego lustra. Matryca laserów VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) oświetla cały stożek przestrzeni przed maszyną pojedynczym, szerokim impulsem nanosekundowym, a matryca światłoczułych detektorów SPAD mierzy czas przelotu fotonów (Time-of-Flight) niezależnie dla dziesiątek tysięcy pikseli naraz, tworząc pełną bryłę 3D z częstotliwością 30 Hz.
// PARAMETRY GRANICZNE PÓŁPRZEWODNIKOWEJ MATRYCY 3D SOLID-STATE LIDAR
Zestawienie odporności mechanicznej i gęstości informacji przestrzennej względem skanerów elektromechanicznych:
Inteligentna filtracja wiórów, kurzu i mgły olejowej dzięki chmurze wokselowej
Dzięki temu, że 3D Solid-State LiDAR analizuje przestrzeń objętościowo (w podziale na trójwymiarowe woksele), wbudowany procesor sygnałowy potrafi w ułamku sekundy odróżnić dłoń lub sylwetkę człowieka od chmury pary wodnej, pyłu drzewnego czy przelatującego odprysku spawalniczego. Pojedyncze punkty o małej objętości i chaotycznym wektorze ruchu są odfiltrowywane algorytmicznie, podczas gdy pojawienie się zwartego obiektu w strefie ostrzegawczej płynnie zwalnia robota lub prasę, eliminując nieplanowane mikroprzestoje linii.
Czołowi Dostawcy Przemysłowych Systemów 3D LiDAR
Półprzewodnikowe czujniki 3D Flash LiDAR o pancernej odporności na wibracje, wdrażane w autonomicznych wózkach widłowych i maszynach ciężkich.
Przemysłowe kamery 3D Time-of-Flight (ToF) oraz wielowarstwowe skanery z certyfikacją bezpieczeństwa do ochrony stref zrobotyzowanych.
Skanery oparte na krzemowych mikro-zwierciadłach MEMS ze zintegrowanym przetwarzaniem chmury punktów bezpośrednio w głowicy czujnika (Edge Processing).
| Cecha Eksploatacyjna | Klasyczny Skaner 2D (Wirujące Lustro) | Półprzewodnikowy 3D Solid-State LiDAR |
|---|---|---|
| Konstrukcja wewnętrzna | Silnik BLDC + łożyska + wirujące zwierciadło | 100% półprzewodnikowa (Brak części ruchomych) |
| Wykrywanie wiszących przeszkód (Widły/Suwnice) | Brak (Widzi tylko jedną linię przy podłodze) | Pełna bryła 3D od posadzki do wysokości masztu |
| Odporność na wstrząsy na wózkach i prasach | Niska (Zużycie łożysk przy udarach > 10G) | Ekstremalna (Odporność na wstrząsy do 50G) |
| Podatność na fałszywe stopy od kurzu/wiórów | Wysoka (Przerwanie pojedynczej wiązki) | Minimalna (Filtrowanie przestrzenne wokseli 3D) |
Author: INTEGRATORPRZEMYSŁOWY.PL
