Pour faire face à la concurrence et à la demande toujours croissante, l’automatisation des entrepôts, des chantiers, et d’une manière plus globale, des sites industriels, est devenu un réel enjeu pour les entreprises.
Un élément clé de cette automatisation croissante est la présence de robots (robots mobiles ou bras robotiques) capables d’évoluer sur le même terrain que les humains, en toute sécurité.
Dans le domaine de la robotique, et particulièrement dans l’industrie ou la logistique, les LiDAR sont souvent les garants de la sécurité des employés. Disposés sur, et autour des robots, ils sont en mesure d’établir un périmètre de sécurité et de détecter quiconque le franchit.
LiDAR 2D : une solution souvent complexe et onéreuse sur le long terme
Jusqu’à présent, les LiDAR 2D étaient utilisés en raison de leur prix plus attractifs, comparés au LiDAR 3D. Le Lidar 2D comprend un seul faisceau laser, qui pulse suivant un mouvement de rotation sur le plan horizontal. En le plaçant sur un robot à une hauteur de 1m20, il sera capable de détecter les changements qui auront lieu sur ce plan horizontal (situé à 1m20 du sol). Il pourra donc détecter un être humain qui marche dans sa zone de couverture. Si la personne se tient accroupie, elle ne sera pas détectée. Le robot ne pourra également pas apercevoir des obstacles (ou d’autres robots) dont la hauteur est inférieure à 1m20.
Un LiDAR 2D ne détectant pas une marche
Les LiDAR 2D sont principalement utilisés pour des applications de sécurité (par exemple, détection de mouvements depuis un véhicule autonome indoor) dans des entrepôts, la grande distribution, des établissements de santé…
Bien que limités en termes de performance et de taille de zone de couverture, le coût réduit des LiDAR 2D suffisait jusqu’à présent à compenser ces faiblesses. Aujourd’hui, leurs limites techniques freinent le développement de leur utilisation massive dans les prochaines étapes de l’automatisation.
Plutôt que d’ajouter davantage de capteurs à leurs systèmes robotisés, un nombre croissant de développeurs et de designers vont préférer procéder à un redesign ou une mise à jour complète de leurs plateformes robotiques. C’est d’ailleurs ce qu’a fait Amazon robotics avec leur nouveau robot mobile autonome Proteus.
Jusqu’à aujourd’hui, les entreprises de manutention, d’entreposage ou de logistique ont contourné les capacités limitées des LiDAR 2D en bridant les performances des systèmes les embarquant ou en créant des zones dédiées pour les robots, et d’autres pour les humains.
Ces compromis fonctionnaient plutôt bien pendant les débuts de l’automatisation d’entrepôts, mais avec le temps, ils ont créé plusieurs problèmes importants :
Des problèmes de sécurité
Les robots mobiles autonomes qui utilisent un LiDAR 2D provoquent davantage d’accidents sur le lieu de travail que ceux équipés avec un LiDAR 3D, que ce soit des dégâts matériels ou même des accidents avec des employés.
Des montages complexes inutiles
Afin d’améliorer la vision des robots équipés d’un LiDAR 2D, d’autres LiDAR 2D sont souvent ajoutés, afin d’obtenir une meilleure couverture et d’améliorer la détection. Ces ajouts sont souvent coûteux et complexes à développer et à entretenir.
Un montage classique multi-capteurs pour compenser la faible couverture d’un LiDAR 2D
Des espaces de travail restreints
En raison des deux points ci-dessus, les systèmes industriels ou robotiques basés sur des LiDAR 2D sont souvent limités à des zones d’opérations délimitées. Restreindre les robots mobiles autonomes à des zones spécifiques, dépourvues d’obstacles et sans travailleurs, est compliqué à gérer et cher en termes de consommation d’espace. Ce point a freiné la démocratisation des LiDAR 2D à une grande échelle.
Ces inconvénients inhérents aux LiDAR 2D sont connus par les acteurs du secteur, cependant ils sont encore déployés en grand nombre par simple mesure d’économie.
Aujourd’hui, le prix des LiDAR 3D est devenu plus accessible, permettant enfin à l’automatisation des entrepôts de se développer facilement.
Développer l’automatisation grâce au LiDAR 3D
Le LiDAR 3D permet de résoudre les différents problèmes mentionnés ci-dessus. Les robots mobiles équipés de LiDAR 3D ont une bien meilleure perception de leur environnement, comme le montre l’animation ci-dessus. Ces données supplémentaires peuvent aider les robots utilisés dans des entrepôts, sur des chantiers, ou autre, à réduire les accidents sur le lieu de travail.
Les LiDAR 3D réduisent également la complexité des systèmes robotiques multi-capteurs (voir point ci-dessus), et contribuent à l’expansion des espaces de travail partagés humains-robots.
Diminution des accidents
Les LiDAR numériques Ouster fournissent une couverture 3D haute résolution et peuvent détecter des palettes vides sur le sol, ainsi que des obstacles situés en hauteur. Cela donne une image finale complète de l’environnement autour du robot, ce qui se traduit par des tâches effectuées en toute sécurité.
Simplification des montages complexes
Les LiDAR 3D peuvent facilement remplacer un montage multi-capteurs (par exemple, 3x LiDAR 2D + 1x caméra 3D + 1x capteur de distance à ultrason), et ainsi réduire la complexité des systèmes robotiques utilisés sur des sites industriels. Cela réduit le temps de développement et le temps de maintenance.
Développement des espaces de travail partagés
Le développement des espaces de travail partagés (entre les humains et les robots) sont la clé du succès de l’automatisation des entrepôts.
Pour déplacer l’automatisation hors des zones sécurisées, dédiées uniquement aux robots, vers des espaces partagés, il faut que ces robots soient équipés de capteurs capables de détecter les personnes avec précision.
Possédant jusqu’à 128 canaux, les LiDAR Ouster sont capables non seulement de détecter les obstacles, mais aussi de les catégoriser (humain, drone, carton, palette…).
Les LiDAR haute résolution Ouster permettent une détection et une classification précises des objets (basée notamment en fonction de leur volume). Les opérateurs peuvent définir des paramètres spécifiques, basés sur des déclencheurs, qui permettent par exemple d’ignorer de très petits animaux, de suivre en continu un individu qui marche, puis rampe, ou lorsque du personnel non autorisé déambule à proximité d’actifs protégés.
Gamme de LiDAR numériques Ouster
Les LiDAR Ouster OS0, OS1 et OS2 apporte une fiabilité de niveau industriel, une couverture 3D haute résolution, un excellent rapport degré de résolution/investissement dans une solution évolutive, à un secteur qui a besoin d’innover rapidement.
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