नए लिडार प्लेटफॉर्म सुरक्षित, अधिक कुशल और अधिक स्वायत्त औद्योगिक प्रणालियों का वादा करते हैं

फ़ैक्टरी फ़्लोर और पूर्ति केंद्रों से लेकर वितरण केंद्रों तक, स्वचालन में तेजी आ रही है। रोबोट, फोर्कलिफ्ट और मोबाइल प्लेटफ़ॉर्म अब तेजी से गतिशील वातावरण में सामग्रियों को स्थानांतरित करते हैं, उत्पादों का निरीक्षण करते हैं और मानव श्रमिकों के साथ समन्वय करते हैं।

इस बदलाव ने उन्नत सेंसिंग की मांग में वृद्धि पैदा की है: ऐसी प्रौद्योगिकियां जो मशीनों को एक प्रशिक्षित मानव ऑपरेटर की सटीकता, विश्वसनीयता और प्रासंगिक जागरूकता के साथ अपने परिवेश को समझने की अनुमति देती हैं।

वैश्विक गोदाम स्वचालन बाजार 2025 में लगभग 30 बिलियन डॉलर से बढ़कर 2030 तक 60 बिलियन डॉलर से अधिक होने की उम्मीद है, जिसमें रोबोटिक्स दोगुने अंकों की वार्षिक वृद्धि दर के साथ अग्रणी है। चुनौती यह है कि आज के कई सेंसर कैमरे, रडार और पारंपरिक लिडार औद्योगिक स्वायत्तता की जटिलता या पैमाने के साथ तालमेल नहीं रख सकते हैं।

विनिर्माण और लॉजिस्टिक्स में "स्वायत्त सब कुछ" को संभव बनाने के लिए, सेंसिंग तकनीक को छोटा, अधिक सक्षम और नाटकीय रूप से अधिक किफायती बनाना होगा।

क्यों संवेदन पहले से कहीं अधिक मायने रखता है?

दोहराए जाने वाले कार्यों को स्वचालित करने के लिए विज़न प्रणालियाँ आवश्यक रही हैं, लेकिन वे अक्सर विफल हो जाती हैं जहाँ सटीकता, गति और पर्यावरणीय परिवर्तनशीलता प्रतिच्छेद करती हैं।

कैमरे चकाचौंध, छाया और कम रोशनी की स्थिति से जूझते हैं।

उड़ान का समय{{0}फ़्लाइट (टीओएफ) सेंसर उपयोगी गहराई के नक्शे प्रदान करते हैं लेकिन दूरी और तेज़ रोशनी में रेंज सटीकता खो देते हैं।

पारंपरिक लिडार लेकिन सटीकता में सीमित, महंगे और उच्च मात्रा में तैनाती के लिए स्केल करना मुश्किल है।

औद्योगिक स्वचालन वातावरण और अधिक जटिलताएँ जोड़ते हैं: चमकदार सिकुड़न आवरण, परावर्तक धातु पट्टियाँ, धूल और कंपन सभी संवेदन प्रदर्शन में हस्तक्षेप कर सकते हैं। जब दर्जनों सेंसर एक साथ काम करते हैं तो अगल-बगल काम करने वाले रोबोटों को क्रॉस-टॉक हस्तक्षेप से भी बचना चाहिए।

इसका परिणाम यह है कि 3डी सेंसिंग की एक नई श्रेणी की मांग बढ़ रही है, जो उप-सेंटीमीटर सटीकता, कॉम्पैक्ट एकीकरण और प्रकाश या पर्यावरणीय शोर के प्रति प्रतिरोधक क्षमता को जोड़ती है।

स्वचालन का भविष्य उस धारणा पर निर्भर करता है जो मापनीय होने के साथ-साथ सटीक भी है। यहीं पर चिप आधारित FMCW लिडार प्रयोगशाला से गोदाम तक छलांग लगाता है।

FMCW लिडार: दूरी और गति को एक साथ मापना

सबसे आशाजनक सफलताओं में से एक है फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेटेड कंटीन्यूअस वेव (एफएमसीडब्ल्यू) लिडार, एक ऐसी तकनीक जो रडार के समान रेंजिंग सिद्धांत का उपयोग करती है, जिसे प्रकाश पर लागू किया जाता है, जो कि -परिमाण का उच्च रिज़ॉल्यूशन लाता है।

पारंपरिक टीओएफ लिडार के विपरीत, जो लेजर पल्स के रिटर्न समय को मापता है, एफएमसीडब्ल्यू लिडार एक निरंतर किरण उत्सर्जित करता है जिसकी आवृत्ति लगातार "चहकती" होती है। जब परावर्तित प्रकाश लौटता है, तो यह संचरित सिग्नल की एक प्रति के साथ सुसंगत रूप से मिश्रित होता है। परिणामी धड़कन आवृत्ति वस्तु से दूरी और उसके सापेक्ष वेग दोनों को प्रकट करती है।

वह दोहरा माप औद्योगिक स्वचालन के लिए कई महत्वपूर्ण लाभ खोलता है:

एक स्कैन में रेंज और वेग, बहु-फ़्रेम गणनाओं को समाप्त करना

सूर्य के प्रकाश और परिवेश प्रकाश प्रतिरक्षा, चूंकि सिस्टम आवृत्ति का पता लगाता है, चमक का नहीं

घने बहु{{1}रोबोट वातावरण में भी आपसी बातचीत से मुक्ति

उच्च सिग्नल {{0} से {{1} शोर अनुपात, कोहरे, धूल, या चमक के माध्यम से सटीकता को संरक्षित करना

व्यावहारिक रूप से, FMCW लिडार एक विस्तृत बहु-आयामी चित्र प्रदान कर सकता है, जिससे मशीनों को न केवल यह देखने की अनुमति मिलती है कि वस्तुएँ कहाँ हैं, बल्कि वे कैसे घूम रही हैं।

सिलिकॉन फोटोनिक्स: स्केलेबल लिडार की कुंजी

जबकि FMCW बेहतर सेंसिंग भौतिकी प्रदान करता है, सिलिकॉन फोटोनिक्स स्केलेबिलिटी प्रदान करता है।

प्रकाश उत्सर्जन, बीम स्टीयरिंग और सुसंगत पहचान को एक फोटोनिक चिप पर एकीकृत करके, सिलिकॉन फोटोनिक्स भारी प्रकाशिकी, जटिल संरेखण और चलती भागों की आवश्यकता को खत्म कर देता है। यह प्रक्रिया परिपक्व सेमीकंडक्टर फाउंड्रीज़ का उपयोग करती है {{1}उसी तरह जो डेटाकॉम घटकों का उत्पादन करती है {{2}लिडार सेंसर को वेफर स्केल पर बनाने की अनुमति देती है।

परिणामों में शामिल हो सकते हैं:

लघुकरण:रोबोट हथियारों या स्वायत्त मोबाइल रोबोट (एएमआर) में एम्बेड करने के लिए सेंसर काफी छोटे हैं।

विश्वसनीयता:घिसने या बहने के लिए कम चलने वाले हिस्से।

सामर्थ्य:उच्च मात्रा में विनिर्माण के कारण उत्पादन लागत परिमाण के आधार पर कम हो जाती है।

स्थिरता:फ़ैक्टरी-कैलिब्रेटेड चिप्स सभी बेड़े में एक समान प्रदर्शन सुनिश्चित करते हैं।

वॉयंट का एकीकृत एफएमसीडब्ल्यू आर्किटेक्चर इस प्रवृत्ति का उदाहरण देता है, जो एक ही पासे पर एमिटर और रिसीवर दोनों के साथ "लिडार{0}}ऑन{1}ए{2}}चिप" एकीकरण प्राप्त करता है। यह डिज़ाइन उन्नत 3डी सेंसिंग को प्रोसेसर या कैमरा सेंसर के रूप में विनिर्माण योग्य बनाता है, जो इसे सिलिकॉन उद्योग की घातीय क्षमता का लाभ उठाते हुए स्केल परिनियोजन की पहुंच के भीतर लाता है।