Un capteur photonique conçu pour le guidage de robots mobiles
Pour optimiser le guidage de ses robots mobiles autonomes, Exotec a confié à Arlumen la conception et l'industrialisation d'un module de détection optique de trajectoire au sol.
www.arlumen.fr
Cette collaboration d'Exotec et Arlumen, hub francais de compétences centré sur l’optique, autour de laquelle gravitent la mécanique, l’électronique, et l’informatique, a abouti à la production de préséries basées sur une architecture intégrée combinant optique, électronique et traitement embarqué.
Dans les environnements logistiques, les robots mobiles doivent maintenir un suivi de trajectoire continu pour éviter les interruptions ou les collisions. Le cahier des charges de ce projet exigeait un système capable de supporter des déplacements multidirectionnels rapides, doté d'un champ de vision étendu pour absorber les écarts de position, et d'une fréquence d'acquisition adaptée aux mouvements dynamiques des machines.
Architecture technique et composants du module
Pour répondre à ces contraintes, la solution développée repose sur le suivi de bandes au sol composées de lignes noires et blanches, un choix technique destiné à maximiser le contraste et le rapport signal/bruit.
L'appareil utilise un objectif optique qui capture la largeur de la ligne au sol et la projette sur un capteur linéaire matriciel pour assurer une lecture continue. Le dispositif intègre également un système d'éclairage par LED infrarouges (optimisé par simulation numérique pour stabiliser la puissance incidente sur le sol indépendamment des conditions lumineuses ambiantes), un capteur de type Time-of-Flight (temps de vol) dédié à la détection d'obstacles pour sécuriser la navigation du robot, et un microcontrôleur de la gamme STM32 de ST chargé de coordonner les différents capteurs et d'exécuter le traitement des données embarqué en temps réel.
L'ensemble de ces éléments opto-électroniques est regroupé sur une carte de circuit imprimé (PCB) compacte, la communication avec le reste du robot étant assurée par le protocole de bus CAN.
Spécifications du capteur
L'industrialisation de ce capteur permet d'atteindre des caractéristiques adaptées aux exigences de la robotique mobile industrielle avec un champ de vision allant de 40 mm à 90 mm, une résolution minimale de 736×1 pixel et une fréquence de rafraîchissement minimale de 200 Hz, qui permettant une réactivité en phase avec la dynamique de déplacement des robots.
Publié par Youssef Belgnaoui, rédacteur pour Induportals.
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