ONSEMI
Robotika in avtomatizacija spreminjata industrije po vsem svetu. Te tehnologije povečujejo produktivnost, učinkovitost, varnost in vizualizacijo delovanja, od skladišč do zdravstvenih ustanov.
Osrednji del njihovega delovanja so slikovni senzorji, ki robotom omogočajo zaznavanje in interakcijo z okoljem. Ta novica raziskuje vlogo slikovnih senzorjev v robotiki s poudarkom na napredku podjetja onsemi, vodilnega na področju slikovne tehnologije.
Vpliv mobilnih robotov v moderni industriji
Mobilni roboti so v ospredju avtomatizacije in pomagajo industriji racionalizirati delovanje. Ti roboti spadajo v dve glavni kategoriji: avtonomni mobilni roboti (AMR) in avtomatizirana vodena vozila (AGV). AMR so zasnovani tako, da delujejo samostojno in se prilagajajo dinamičnim okoljem brez človeškega posredovanja. Z uporabo naprednih tehnologij zaznavanja, kot sta hkratna lokalizacija in kartiranje (SLAM), lahko AMR-ji kartirajo svojo okolico, prepoznavajo ovire in se samostojno premikajo. Zaradi tega so še posebej primerni za aplikacije, kot sta avtomatizacija tovarn in skladišč.
V nasprotju s tem se vozila AGV pri premikanju po fiksnih poteh zanašajo na zunanje sisteme vodenja, kot so magnetni trakovi ali sledenje z vidom. Čeprav so vozila AGV idealna za strukturirana okolja, kot so montažne linije in upravljanje zalog, jim manjka prilagodljivost vozil AMR. AGV lahko primerjamo z vlakom, ki vozi po določeni progi, medtem ko je AMR bolj podoben avtomobilu, ki lahko manevrira okoli ovir. Zaradi te razlike so vozila AMR prednostna izbira za panoge, ki zahtevajo dinamične in prilagodljive rešitve.
Kako slikovni senzorji pomagajo AMR-jem
AMR se zanašajo na slikovne senzorje za izvajanje nalog, kot so navigacija po okolju, 3D-načrtovanje, izogibanje trčenju in branje kod. Te naloge zahtevajo natančne in učinkovite zmogljivosti zaznavanja. Pri 3D-kartiranju AMR uporabljajo tehnologije, kot so stereotipno slikanje, posredni čas leta (iToF) in LiDAR za merjenje globine in izdelavo podrobnih okoljskih zemljevidov. Z zaznavanjem globine lahko AMR-ji zaznajo predmete, tudi ljudi, in se izognejo morebitnim nevarnostim. Ta funkcija je ključna za zagotavljanje varnosti v okoljih, kjer ljudje in roboti delujejo drug ob drugem.
Izogibanje trkom je še ena bistvena funkcija, ki jo omogočajo slikovni senzorji ali skupaj s senzorjem globine. Senzorji, opremljeni z rolo zaklopom in/ali globalnimi zaslonkami, visokimi hitrostmi obdelave in visokim dinamičnim razponom (HDR), omogočajo AMR prepoznavanje ovir in odzivanje nanje v realnem času. Tehnologija HDR je še posebej pomembna v okoljih z mešano osvetlitvijo, kot so tovarne ali skladišča, kjer lahko odsevi in sence otežijo vizualno zaznavanje.
Poleg tega imajo slikovni senzorji ključno vlogo pri branju kod, kar je pogosta naloga v proizvodnji in logistiki. Senzorji z globalnimi zaslonkami in nizko porabo energije se v teh aplikacijah odlikujejo z omogočanjem hitrega in natančnega skeniranja ter obdelave AMR kod. Sposobnost učinkovitega delovanja v daljšem časovnem obdobju še povečuje njihovo vrednost v industrijskih okoljih z visokimi zahtevami.
Stacionarni roboti in njihova uporaba
Medtem ko na področju mobilne robotike prevladujejo vozila AMR in AGV, imajo tudi stacionarni roboti pomembno vlogo pri avtomatizaciji. Ti roboti ostajajo fiksirani na enem mestu in opravljajo naloge, kot sta pobiranje in razvrščanje predmetov. Tako kot njihovi mobilni kolegi se tudi stacionarni roboti zanašajo na slikovne senzorje za zaznavanje globine in natančnost. Napredne tehnologije zaznavanja zagotavljajo, da lahko ti roboti natančno opravljajo svoje naloge tudi v zapletenih industrijskih okoljih.
Kaj poganja rast v robotiki
Hitro uvajanje robotike v različnih panogah spodbuja več dejavnikov. Ključno gonilo je produktivnost, saj lahko roboti dolge ure brez utrujenosti opravljajo ponavljajoča se opravila. Učinkovitost je še ena pomembna prednost, saj roboti odpravljajo zamude, ki jih povzroča človeško posredovanje, kar delavcem omogoča, da se osredotočijo na dejavnosti z večjo dodano vrednostjo. Enako pomembna je tudi varnost, saj roboti prevzemajo nevarne naloge, ki bi lahko ogrozile človeške delavce.
Za povečanje produktivnosti, učinkovitosti in varnosti večina strank išče izčrpne podatke za vizualizacijo obratovalnih stopenj. Ti podatki jim omogočajo izvedbo temeljitih analiz in opredelitev učinkovitih strategij za izboljšanje produktivnosti. Z uporabo podrobnih vizualizacij lahko stranke pridobijo dragocen vpogled v svoje delovanje, kar omogoča bolj premišljeno sprejemanje odločitev in optimizirano delovanje.
Trg robotike doživlja veliko rast, zlasti v segmentu AMR. Industrijski analitiki napovedujejo, da bo sestavljena letna stopnja rasti (CAGR) za AMR med letoma 2024 in 2030 znašala od 16 % do 20 %. To rast spodbuja napredek na področju umetne inteligence (AI) in tehnologij avtomatizacije, ki širijo zmogljivosti robotov in odpirajo nove priložnosti za inovacije.
Prispevek podjetja onsemi k robotskemu vidu
Podjetje onsemi je kot vodilno na področju slikovne tehnologije razvilo vrsto inovativnih slikovnih senzorjev, prilagojenih potrebam robotike. V njegovi ponudbi so senzorji z rolo in globalnim zaklopom ter specializirane rešitve za zaznavanje globine in aplikacije HDR. Te tehnologije omogočajo robotom, da opravljajo naloge z večjo natančnostjo, učinkovitostjo in zanesljivostjo.
Senzorji z rolo zaklopom so znani po manjših velikostih pikslov in večji občutljivosti, zato so idealni za aplikacije, ki zahtevajo podrobno slikanje pri šibki svetlobi. Vendar pa lahko povzročajo artefakte gibanja, kar lahko omejuje njihovo uporabo v dinamičnih okoljih. Nasprotno pa senzorji z globalnim zaklopom odpravljajo artefakte gibanja, saj hkrati osvetlijo vse piksle. Zato so primerni za naloge, ki vključujejo premikajoče se predmete, izogibanje trkom in branje kode.
Zaznavanje globine je še eno področje, na katerem je podjetje onsemi odlično. Tehnologija iToF podjetja meri fazno razliko odbite svetlobe za določanje globine. onsemi iToF lahko pokriva tako kratke (30 do 50 cm) kot dolge razdalje do 20 metrov z odlično natančnostjo.
HDR: izboljšanje vizualne natančnosti
Visok dinamični razpon je ključna lastnost za robote, ki delujejo v okoljih z zahtevnimi svetlobnimi pogoji. HDR senzorji zajamejo več ekspozicij, da ustvarijo uravnoteženo in natančno sliko, ki robotom zagotavlja jasno vidljivost tudi na območjih z visokim kontrastom ali odsevi. Obstaja več pristopov k HDR. Na primer, HDR z več izpostavitvami zagotavlja odlično zmogljivost pri šibki svetlobi, vendar lahko trpi zaradi artefaktov pri gibanju. HDR z razdeljenimi piksli diod zmanjša artefakte gibanja, vendar je lahko nagnjen k utripanju LED-ic. Ena izpostavljenost z večkratnim povečanjem, imenovana način superekspozicije, združuje najboljše lastnosti obeh pristopov. Izbira tehnologije HDR je odvisna od posebnih zahtev aplikacije.
Družina vizualnih senzorjev Hyperlux
Podjetje onsemi ima na voljo različne družine slikovnih senzorjev Hyperlux [1], ki zadovoljujejo različne potrebe industrijske robotike. Ti senzorji združujejo nizko porabo energije, visok dinamični razpon in napredne funkcije ter zagotavljajo izjemno zmogljivost.
Serija Hyperlux LP [2] se osredotoča na izjemno nizko porabo energije, zato je idealna za aplikacije, kjer je energetska učinkovitost prednostna naloga.
Serija Hyperlux LH [3] je zasnovana za industrijska in komercialna okolja ter ponuja 120 dB HDR za vrhunsko zmogljivost v mešanih svetlobnih pogojih.
Serijo Hyperlux SG [4] odlikuje majhna oblika in vrhunska učinkovitost globalnega zaklopa, zato je primerna za aplikacije skeniranja, AR/VR in AMR.
Usmeritve za prihodnost
Prihodnje usmeritve za slikovne senzorje vključujejo doseganje višjih ločljivosti, manjših optičnih formatov, večjega dinamičnega razpona, manjše porabe energije in večje natančnosti. Podjetje onsemi se s stalnimi inovacijami proaktivno loteva teh napredkov, s čimer zagotavlja, da njegovi senzorji ostajajo v ospredju industrije.
V prihodnosti bo povezovanje umetne inteligence in naprednih senzorskih tehnologij odprlo nove možnosti za robotiko. Ta napredek bo robotom omogočil opravljanje vse bolj zapletenih nalog v različnih okoljih, od zdravstva do izobraževanja. Ker se stroški robotike zmanjšujejo, lahko pričakujemo tudi večjo uporabo v storitvenih panogah in gospodinjstvih.
Slikovni senzorji so temelj sodobne robotike, saj omogočajo naloge od 3D kartiranja do izogibanja trkom z neprimerljivo večjo natančnostjo. Inovativne tehnologije senzorjev proizvajalca onsemi, vključno z družino Hyperlux, rešitvijo iToF in senzorji SWIR, poganjajo naslednji val napredka v robotiki in avtomatizaciji.
Z nadaljnjim razvojem teh tehnologij se bodo razširile zmogljivosti robotov, kar bo odprlo nove priložnosti v različnih panogah ter izboljšalo naš način dela in življenja.
Viri:
1: https://www.onsemi.com/solutions/technology/hyperlux
2: https://tinyurl.com/48uhnm6p
3: https://tinyurl.com/yzwuchax
4: https://tinyurl.com/355s5tkc
