Mais precisão para sensores de distância ópticos graças à IA
A Leuze utiliza métodos modernos de inteligência artificial (IA) para melhorar significativamente a precisão da medição dos sensores de distância ópticos. Essa inovação reduz a incerteza da medição pela metade, sem a necessidade de recursos adicionais de computação durante a operação. Todo o esforço de computação é realizado durante a fase de produção. A metodologia desenvolvida forma a base para uma nova geração de sensores de distância ópticos precisos.
O desafio da medição de distâncias: O efeito da superfície do objeto
Os sensores de distância ópticos podem usar a tecnologia de tempo de voo (TOF) para medir a distância de um objeto emitindo luz e medindo o tempo que a luz refletida leva para retornar.
Os sensores de distância com TOF medem distâncias emitindo luz e registrando o tempo que o sinal refletido leva para retornar.
Isso é feito por meio da emissão de pulsos curtos de luz, cujo reflexo é recebido de volta do objeto. A distância é calculada a partir do tempo de deslocamento do pulso de luz, desde o momento em que ele é enviado até a detecção do sinal de retorno. A refletividade da superfície do objeto influencia tanto a amplitude quanto a forma do sinal de recepção eletrônica. Isso leva a tempos variáveis de detecção de sinal e a diferentes larguras de pulso. As superfícies brilhantes geram sinais mais fortes com uma largura de pulso maior e detecção mais precoce, enquanto as superfícies escuras causam pulsos mais fracos e mais estreitos e detecção mais tardia.
Isso significa que a intensidade do sinal de retorno varia de acordo com a superfície do objeto – por exemplo, claro ou escuro. Isso pode causar erros de medição.
A intensidade do sinal de luz refletida varia de acordo com o brilho da superfície do objeto
Abordagem de solução anterior: Modelos de cálculo
Até recentemente, um modelo matemático clássico era usado para corrigir esses erros: Um valor de correção é calculado para muitas superfícies e distâncias diferentes e aplicado automaticamente em uma etapa posterior. Esse modelo é baseado na chamada função polinomial.
Nova solução: A IA assume o controle da correção
Em vez de trabalhar com fórmulas rígidas, a Leuze agora usa uma rede neural – uma forma de inteligência artificial. Ela utiliza dados de amostra para aprender como o brilho e a textura da superfície afetam as medições, o que permite corrigir os valores medidos com muito mais precisão.
Desvio da distância do alvo após a correção usando a rede neural
Desvio da distância do alvo após a correção pelo polinômio 5. Encomenda
Vantagens da rede neural
- Pode ser adaptado com flexibilidade a diferentes tipos de sensores e superfícies
- Aprende melhor com dados reais, mesmo com características de curva 3D fortemente oscilantes
- Fornece resultados significativamente mais precisos
Tecnologia em segundo plano – explicação simples
Muitos valores medidos são coletados durante o processo de produção: para superfícies claras, escuras e com texturas diferentes, bem como para diferentes distâncias. Esses valores medidos são comunicados ao sistema de controle da instalação de produção. A partir disso, a rede neural da unidade de produção calcula os valores de correção necessários para o sensor. O sensor não requer nenhum poder de computação adicional durante a operação – a IA já "aprendeu" tudo.
O resultado: Menos erros, mais confiabilidade
Os testes mostram que o novo método reduz os erros sistemáticos de medição (ou seja, a dependência dos resultados de medição em relação à superfície e à distância) em mais da metade por meio da calibração baseada em IA. Isso significa que o sensor mede de forma mais confiável, mesmo em superfícies difíceis.
Sensores de distância na intralogística: Para garantir uma distância definida entre os paletes, a distância entre o shuttle e o palete armazenado deve ser determinada com precisão, independentemente de superfícies, cores ou ângulos.
É necessária uma medição precisa: Na recepção do palete, a distância do palete em relação à frente do acessório de elevação de carga deve ser determinada com precisão, a fim de parar a tempo o movimento para a frente.
Visão geral do seus benefícios
- Menos erros de medição – resultados mais confiáveis
- Nenhuma carga computacional adicional durante a operação
- Uso flexível com diferentes materiais
- Preparado para o futuro – com o uso de IA moderna
Resumo
A Leuze eleva a precisão dos sensores de distância ópticos a um novo patamar com o uso de inteligência artificial. Os clientes se beneficiam de medições mais robustas e precisas, sem nenhum esforço durante a operação. A combinação de calibração inteligente e uso eficiente torna essa solução ideal para aplicações industriais exigentes.
