La détection 3D d’obstacles devient plus précise avec les ultrasons

La technologie de détection 3D d’obstacles par ultrasons développée par Toposens s’appuie notamment sur un microphone Mems de la série Xensiv d’Infineon pour détecter précisément des obstacles, quelles que soient les conditions d’utilisation.

La détection d’obstacles en 3D est devenue l’un des maillons de l’industrie 4.0 en contribuant au développement de robots mobiles autonomes (AGV, auto-guided vehicules) capables de se déplacer seuls dans des environnements industriels. Souvent à base de systèmes de vision par caméras ou de dispositifs optiques à temps de vol (ToF, Time of Fight), la détection d’obstacles en 3D par les AGV peut être affectée par différents paramètres liés aux conditions d’utilisation du robot mobile, tels que les conditions d’éclairage, les reflets ou bien encore la météo dans le cas d’une utilisation en extérieur.

C’est ce qui a mené la jeune société munichoise Toposens à développer une technologie d’écho-localisation par ultrasons pour générer des nuages de points 3D en temps réel et les interpréter via un algorithme avancé afin d’établir une cartographie précise de l’environnement de l’AGV et de permettre à ce dernier d’éviter tout obstacle. Comparée aux solutions traditionnelles, la détection par ultrasons réduit le nombre de faux positifs et de faux négatifs quelles que soient les conditions d’utilisation du robot mobile, selon la start-up allemande.

Pour cela, les capteurs à ultrasons 3D Echo One DK de Toposens, qui fonctionnent à 40 kHz, s’appuient, entre autres, sur des microphones Mems de la série Xensiv d’Infineon, en l’occurrence les modèles référencés IM73A135V01.

« Ces composants offrent le rapport signal sur bruit le plus élevé de l’industrie pour détecter de très faibles échos ultrasoniques d’objets éloignés, de formes complexes et petits, ce qui se traduit par une fiabilité accrue des données 3D », indique Roland Helm, vice-président et responsable de la gamme de capteurs d’Infineon. La fiche technique du microphone Mems d’Infineon indique un rapport signal sur bruit de 73 dB(A).

Le dispositif 3D Echo One DK de Toposens est par ailleurs censé être peu coûteux et économe en énergie (2,2 W en moyenne) par rapport aux capteurs 3D industriels existants. Certifié IP67, ce détecteur d’obstacles présente par ailleurs un large champ de « vision », par exemple de 110° à une distance de 3 mètres et jusqu’à 180° à 20 cm. Doté en standard d’une interface de communication CAN (d’autres sont possibles sur demande), il se caractérise également par une fréquence d’échantillonnage réglable jusqu’à 20 Hz.