Développer un capteur de suivi de ligne pour des robots mobiles dédiés à la logistique
Dans le cadre du développement de robots mobiles autonomes dédiés à la logistique d’entrepôt, un système de détection de ligne au sol performant était nécessaire afin d’assurer un guidage fiable et rapide. Intégré à des robots évoluant dans des environnements complexes, ce module devait garantir une lecture continue et robuste de la trajectoire, y compris en conditions dynamiques et variables. Exotec a fait appel à Arlumen pour son expertise en optique, mécanique et électronique afin de concevoir, prototyper et produire des préséries d’une architecture opto-électronique complète.
L'objectif du projet :
Développer un module de détection optique de ligne fiable, robuste et industrialisable pour des applications de robotique mobile en environnement logistique.
Défis technologiques
Le capteur de suivi de ligne doit concilier performance, fiabilité et intégration industrielle, tout en répondant à des contraintes technologiques et économiques fortes.
Ce développement implique de :
- Garantir une fréquence d’acquisition élevée, compatible avec la dynamique des robots et leurs déplacements multidirectionnels, afin d’assurer un guidage stable en toutes configurations de mouvement.
- Maintenir une haute résolution et une netteté de détection irréprochable, condition indispensable pour sécuriser les trajectoires dans des environnements contraints, où la moindre perte de ligne peut entraîner un risque de collision.
- Disposer d’un champ de vision élargi, capable de couvrir un angle de scan important, afin d’augmenter la tolérance aux variations de position et d’améliorer la robustesse globale du système de guidage.
Solution conçue et industrialisée par Arlumen
La solution du capteur de suivi de ligne a été conçue et industrialisée par Arlumen, reposant sur une architecture intégrée combinant optique, électronique et traitement embarqué :
- Des bandes de lignes noires et blanches ont été choisies pour maximiser le contraste et le rapport signal/bruit, assurant une détection fiable de la trajectoire.
- Un objectif optique capture l’image de la ligne au sol sur sa largeur et la projette sur un capteur linéaire matriciel, garantissant une lecture continue de la trajectoire.
- Des LED infrarouges, dont l’éclairage a été simulé et optimisé, maximisent la puissance incidente sur le sol pour une détection fiable dans toutes les conditions.
- Un capteur Time-of-Flight détecte les obstacles pour piloter les déplacements du robot et sécuriser la navigation.
- Un microcontrôleur STM32 coordonne l’ensemble des capteurs et assure le traitement embarqué en temps réel.
- Une carte PCB compacte regroupe l’ensemble opto-électronique et assure la communication via les bus CAN, garantissant robustesse et intégration industrielle.
Performances atteintes
- Champ de vision > 40 mm à 90 mm
- Résolution minimale de 736 × 1 pixel
- Fréquence de rafraîchissement minimale de 200 Hz
- Architecture robuste adaptée à l’industrialisation
