Per affrontare la concorrenza e la domanda in costante crescita, l’automazione dei magazzini, dei cantieri e in maniera più generale, dei siti industriali è diventata una vera e propria sfida per le aziende.
Un elemento chiave di questa crescente automazione è la presenza di robot (robot mobili o bracci robotici) in grado di operare nello stesso ambiente degli esseri umani in totale sicurezza.
Nel campo della robotica, e in particolar modo nell’industria o nella logistica, i LiDAR sono spesso i garanti della sicurezza dei dipendenti. Posizionati sui robot e attorno agli stessi, sono in grado di tracciare un perimetro di sicurezza e rilevare chiunque lo oltrepassi.
LiDAR 2D: una soluzione spesso complessa e costosa a lungo termine
Fino ad oggi, i LiDAR 2D sono stati utilizzati per il loro prezzo più conveniente rispetto ai LiDAR 3D. I LiDAR 2D includono un unico fascio laser che emette impulsi seguendo un movimento di rotazione sul piano orizzontale. Posizionandolo su un robot a un’altezza di 1,20 m, sarà in grado di rilevare i cambiamenti che avvengono su questo piano orizzontale (situato a 1,20 m dal suolo). Potrà dunque rilevare un essere umano che cammina nella sua zona di copertura. Se la persona si trova in posizione accovacciata, questa non verrà individuata. Il robot non sarà neppure in grado di rilevare ostacoli o altri robot la cui altezza è inferiore a 1,20 m.
I LiDAR 2D sono principalmente utilizzati per operazioni di sicurezza (ad esempio, per il rilevamento di movimenti da un veicolo autonomo indoor) in magazzini, in contesti dove vi sono grandi distribuzioni, strutture sanitarie…
Anche se limitati in termini di prestazioni e area di copertura, i costi accessibili dei LiDAR 2D sono stati sufficienti fino a questo momento per compensare queste debolezze. Oggi, però, i loro limiti tecnici ne frenano lo sviluppo di un utilizzo di massa nelle prossime fasi di automazione.
Invece di aggiungere ulteriori sensori ai loro sistemi robotici, molteplici sviluppatori e progettisti preferiscono procedere con una ulteriore progettazione o un aggiornamento completo delle piattaforme robotiche. È proprio quello che ha fatto Amazon Robotics con il suo nuovo robot mobile autonomo Proteus.
Fino ad oggi, le aziende di movimentazione merci, stoccaggio o logistica hanno eluso le capacità limitate dei LiDAR 2D limitando le prestazioni dei sistemi che li utilizzano o creando aree dedicate per i robot e altre per gli esseri umani.
Questi compromessi hanno funzionato abbastanza bene all’inizio dell’automazione dei magazzini, ma con il tempo hanno creato diversi problemi insormontabili:
Problemi di sicurezza
I robot mobili autonomi che utilizzano un LiDAR 2D causano più incidenti sul posto di lavoro rispetto a quelli dotati di un LiDAR 3D; sia danni materiali che incidenti con i dipendenti.
Montaggi complessi e inutili
Per migliorare la visione dei robot con LiDAR 2D, spesso vengono aggiunti altri LiDAR 2D per ottenere una migliore copertura e ottimizzare la rilevazione. Queste modifiche sono spesso costose e complesse da sviluppare e mantenere.
Un montage classique multi-capteurs pour compenser la faible couverture d’un LiDAR 2D
Spazi di lavoro ristretti
A causa dei due punti sopra illustrati, i sistemi industriali o robotici basati su LiDAR 2D sono spesso limitati a zone operative delimitate. Limitare i robot mobili autonomi a aree specifiche, prive di ostacoli e senza lavoratori, è difficile da gestire e costoso in termini di utilizzo dello spazio. Questo aspetto ha ostacolato la diffusione su larga scala dei LiDAR 2D.
Questi svantaggi intrinseci ai LiDAR 2D sono conosciuti dagli esperti del settore, ma continuano ad essere impiegati in gran numero per una semplice motivazione economica. Oggi, il prezzo dei LiDAR 3D è diventato più accessibile, consentendo finalmente lo sviluppo dell’automazione dei magazzini in modo più semplice.
Sviluppo dell’automazione grazie al LiDAR 3D
Il LiDAR 3D consente di risolvere i vari problemi menzionati precedentemente. I robot mobili dotati di LiDAR 3D hanno una percezione dell’ambiente circostante sicuramente migliore, come mostrato dall’immagine in movimento qui sopra. I dati aggiuntivi possono aiutare i robot utilizzati nei magazzini, nei cantieri o in altri ambienti a ridurre gli incidenti sul posto di lavoro.
I LiDAR 3D riducono anche la complessità dei sistemi robotici multi-sensori (vedi punto sopra) e contribuiscono all’espansione degli spazi di lavoro condivisi tra umani e robot.
Riduzione degli incidenti
I LiDAR digitali Ouster forniscono una copertura 3D ad alta risoluzione e possono rilevare i pallet vuoti a terra, cosi come gli ostacoli situati in altezza. Questo permette di avere un’immagine finale completa dell’ambiente circostante al robot, il che si traduce in compiti eseguiti in sicurezza.
Semplificazione dei montaggi complessi
I LiDAR 3D possono facilmente sostituire un montaggio multi-sensori (ad esempio 3x LiDAR 2D + 1x telecamera 3D +1x sensore di distanza a ultrasuono), e cosi ridurre la complessità dei sistemi robotici utilizzati in siti industriali. Ciò riduce il tempo di sviluppo e il tempo di manutenzione.
Sviluppo di spazi di lavoro condivisi
Lo sviluppo degli spazi di lavoro condivisi (tra umani e robot) rappresenta la chiave del successo dell’automazione dei magazzini.
Per spostare l’automazione fuori dalle zone sicure, dedicate esclusivamente ai robot, verso spazi condivisi, è necessario che questi robot siano dotati di sensori in grado di rilevare le persone con precisione.
Avendo fino a 128 canali, i LiDAR Ouster sono capaci non solo di rilevare gli ostacoli, ma anche di classificarli (uomo, drone, cartone, pallet…).
I LiDAR Ouster ad alta risoluzione consentono una rilevazione e una classificazione precisa degli oggetti (basata principalmente sul loro volume). Gli operatori possono definire parametri specifici, basati su impianti, che permettono, ad esempio, di ignorare animali molto piccoli, seguire in continuazione un individuo che cammina e poi striscia, o rilevare quando il personale non autorizzato si aggira nelle vicinanze di beni protetti.
Gamma di LiDAR digitali Ouster
I LiDAR Ouster OS0, OS1 e OS2 offrono un’affidabilità di livello industriale, una copertura 3D ad alta risoluzione, un eccellente rapporto tra grado di risoluzione/investimento in una soluzione evolutiva, per un settore che ha bisogno di innovare rapidamente.
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