Sense Photonics muestra el LIDAR de estado sólido Sense One en MODEX 2020

A medida que los robots móviles autónomos y los vehículos se extienden desde los almacenes y fábricas hasta los muelles de carga y las calles, aumenta la necesidad de seguridad y de percepción a larga distancia. La cámara lidar de estado sólido Sense One 3D presentada por Sense Photonics Inc. en el MODEX 2020 la semana pasada es un ejemplo de la mejora de las capacidades de los sensores.

Erin Bishop, directora de desarrollo de negocios de Sense Photonics, con sede en Durham, N.C., habló sobre las aplicaciones del lidar de estado sólido y la cadena de suministro en MODEX en Atlanta. La compañía salió del sigilo y lanzó su sensor Lidar de Flash de Estado Sólido el otoño pasado. Su cámara 3D de tiempo de vuelo está destinada a proporcionar una detección de largo alcance, puede distinguir la intensidad y funciona con luz solar.

La capacidad de detectar la intensidad es importante cuando se perciben cosas como las horquillas de una carretilla elevadora, que suelen ser negras, reflectantes y cercanas al plano del suelo. Las carretillas elevadoras están involucradas en 65.000 accidentes y 85 muertes por año, según la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional.

De los paneles solares al lidar de flash

Los fundadores de Sense Photonics trabajaron previamente en una compañía de energía solar, donde aprendieron los procesos básicos para la fabricación de semiconductores. Esa experiencia previa en fotónica y silicio es aplicable al diseño de emisores láser en un sustrato curvo para un campo de visión más amplio.

«He estado en empresas de robótica durante 10 años – estuve en Omron Adept», recordó Erin Bishop, directora de desarrollo de negocios de Sense Photonics. «He usado las cámaras Kinect [de Microsoft] para descargar camiones, pero todos estos robots necesitan mejores cámaras 3D.»

«El RealSense de Intel es bueno para los prototipos y para el interior, pero hay una serie de atributos diferentes que importan mucho», dijo a Drobott.com .»Los robots son especialmente útiles para trabajos aburridos, sucios y peligrosos en el exterior, y se necesitan cámaras montadas o móviles que puedan soportar la exposición a los elementos».

Bishop señaló el desafío de ver múltiples filas de paletas o ascensores a 50m (164 pies) en el interior. «Las horquillas de los montacargas suelen quedar atrapadas en el ruido del suelo», dijo. «Además, los ojos humanos no ven muy bien las representaciones 2D de los datos 3D. La conversación está empezando sobre la salida de datos 3D y los sets de entrenamiento y etiquetado usando RGB.»

Un beneficio de un emisor personalizado en lugar de la Onda Continua de Frecuencia Modulada (FMCW) es que evita el «amontonamiento de sentidos» en la longitud de onda de 850nm, explicó Bishop, quien habló en RoboBusiness 2019 y CES2020. «Estamos a 940nm, lo que funciona con la luz del sol y no interferirá con otros lidares», dijo.

«Con un alto rango dinámico o HDR, obtenemos sólo un 10% de reflexión en el 100% de la luz solar», dijo. «Estamos emitiendo muchos fotones, cortando la luz ambiental, y podemos obtener un retorno de un objeto negro apagado como un neumático o una paleta de caja mixta y sub-bastidores.»

«Al separar el láser del receptor, es más fácil de integrar, y tienes mejores propiedades de IEM [interferencia electromagnética]», afirmó. «El Sense One y el Osprey ofrecen un sensor de tiempo de vuelo indirecto [ITOF]».

Sense Photonics muestra el LIDAR de estado sólido Sense One en MODEX 2020

La arquitectura modular del LIDAR permite separar el emisor del receptor para su uso en vehículos. Fuente: Sense Photonics

Desde el lidar de estado sólido hasta las cámaras

«La tecnología es madura, pero no es 100% versátil», observó Bishop. «Toda la industria del lidar está pasando de los sensores a las cámaras – lidar es una mala palabra, y las empresas de robótica no están interesadas. Prefieren cámara 3D de largo alcance».

Sense Photonics muestra el LIDAR de estado sólido Sense One en MODEX 2020

Una imagen de intensidad lidar de una carretilla elevadora. Fuente: Sense Photonics

«El detector recoge 100.000 píxeles por cuadro en un CMS ITOF con datos de intensidad. La fusión de la cámara RGB es muy fácil, y la superposición del campo de visión es prometedora», dijo. «Toda la industria de la visión por ordenador puede fijar valores de profundidad a mayores distancias para entrenar el aprendizaje de las máquinas».

«Cuando un conductor humano ve un perro, eso puede ser eficiente, pero las máquinas necesitan saber qué hay en la escena», dijo Bishop. «Cuando se genera una imagen RGB y se le asocian valores de profundidad en el campo de visión, los modelos de visión computarizada se vuelven más robustos. Nuestro lidar de estado sólido proporciona valores de distancia uniforme más fiables a largo plazo cuando se sincroniza con otros sensores».

Sense Photonics muestra el LIDAR de estado sólido Sense One en MODEX 2020

Lidar más datos RGB para la percepción de profundidad. Fuente: Sense Photonics

«La pila de software se vuelve más confiable para la anotación, y si un chip de imagen a distancia estuviera en cada cámara seria de seguridad, monitoreando una calle, o en un auto o robot, podría ayudar a la anotación para el aprendizaje de la máquina», agregó. Mejores datos también ayudarían a los robots de selección de piezas y de copia móvil.

«El software de Sense Photonics utiliza la sincronización de tiempo entre pares para la fusión de sensores y la planificación del movimiento robótico», dijo Bishop. «Con los lidars rotativos, necesitas escribir mucho código para entender las imágenes, ya que el robot y el sensor se mueven al mismo tiempo. Las compañías nos han dicho que quieren baja latencia y menor potencia de los sistemas de estado sólido».

Aplicaciones industriales del lidar de estado sólido

Un lidar de estado sólido más preciso y resistente puede ser útil para almacenes, logística y otros casos de uso de la robótica, especialmente en los patios de camiones, dijo Bishop. En MODEX, Sense Photonics demostró aplicaciones industriales, incluyendo cámaras de seguridad, anotaciones en video, evitación de colisiones con montacargas, y evitación de obstáculos suplementarios.

Combinando la localización y el mapeo simultáneo (SLAM) con datos lidar, los sistemas de gestión de flotas podrían conocer los cuellos de botella y gestionar todos los activos de un almacén, dijo Bishop. «Deberían ser sistemas de operaciones de almacén», dijo. «Los grandes minoristas y consultores no conocen la diferencia entre la robótica de la vieja escuela y la de la nueva. Los clientes no saben a quién creer cuando se trata de capacidades».

«Con la mitigación de interferencias, nuestros sensores pueden ver paletas de cajas mixtas a 3 metros de distancia con una precisión de 5 milímetros», dijo. «Puedes apuntar múltiples sensores Sense One a un objeto, como una paleta o coches que pasan uno al lado del otro. La mayoría de las compañías de lidar no tienen una estrategia de mitigación de interferencias».

Sense Photonics muestra el LIDAR de estado sólido Sense One en MODEX 2020

Fuente: Sense Photonics

«La mayoría de la gente de la robótica móvil quiere un amplio campo de visión a 15 o 20 metros», dijo Bishop. «Tendremos un 95 por 75 grados, así que puedes hacer 180 grados con dos unidades. Este y nuestro producto Osprey para automoción estarán disponibles pronto.»

«El sentido ofrece tres campos de visión diferentes para un rango de 40 metros al aire libre», añadió. «Todo lo que necesitas hacer es instalar las cámaras al cable, montarlas, y obtener sus certificados de seguridad y dirección IP. Para 50 metros en el interior, sólo necesitas una o dos unidades.»

«Debido a su utilidad en la luz del sol, una empresa agrícola quiere poner el LIDAR de Sense Photonics en una cortadora de césped», dijo Bishop. El LIDAR de Flash de Estado Sólido de Sentido ya está disponible para pedidos anticipados.

«Nuestra intención es construir cámaras de precio razonable para su integración en sistemas avanzados de ayuda al conductor de calidad para el consumidor, y no cámaras caras para uso experimental», dijo. «Los fabricantes de automóviles están averiguando qué sensores necesitan y cuáles no. Ahora están optimizando sólo para los sensores que necesitan y quieren hacerlos invisibles».

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