Sistema LiDAR: cos’è e le sue applicazioni industriali

Il sistema LiDAR è una tecnologia che sta rivoluzionando il modo in cui si acquisiscono ed elaborano i dati dello spazio circostante. Utilizzato inizialmente in ambiti geospaziali e automobilistici, sta guadagnando sempre più importanza nei magazzini e nei centri di distribuzione grazie alla sua capacità di generare mappe bidimensionali e tridimensionali con grande precisione.

In questo articolo spiegheremo cos’è la tecnologia  LiDAR, come funziona e quali sono le sue principali applicazioni nel settore logistico e industriale.

Cos’è il sistema LiDAR?

Il sistema LiDAR (acronimo di Light Detection and Ranging) è una tecnologia di rilevamento remoto che permette di misurare le distanze con elevata precisione mediante l’uso di impulsi di luce laser. La tecnologia LiDAR serve per scansionare superfici, rilevare oggetti e generare rappresentazioni tridimensionali dell’ambiente circostante. Il suo impiego si è esteso a settori come l’agricoltura, l’automotive, la robotica e, più recentemente, la logistica e l’intralogistica.

LiDAR fa parte di un insieme di tecnologie di percezione spaziale che includono anche sensori a ultrasuoni, telecamere con tecnologia di navigazione SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) e sistemi basati sulla visione artificiale. A differenza degli ultrasuoni, che usano onde acustiche e hanno una portata limitata, LiDAR si distingue per l’alta risoluzione, la velocità di acquisizione e la capacità di operare in ambienti scarsamente illuminati o con condizioni avverse.

Esistono differenti tipi di sistemi LiDAR, classificati principalmente in base al metodo di scansione, alla piattaforma utilizzata e alla tecnologia del sensore, poiché ogni combinazione risponde a esigenze specifiche di portata, precisione, velocità di acquisizione e resistenza all’ambiente.

Come funziona un sensore LiDAR?

Un sensore LiDAR funziona emettendo impulsi di luce laser e misurando il tempo impiegato dagli stessi per colpire un oggetto e tornare indietro al sensore. Questo principio si basa sulla classica formula per calcolare la distanza in base alla velocità della luce: conoscendo la velocità del laser (circa 300.000 km/s) e il tempo di andata e ritorno dell’impulso, il sensore calcola con precisione la distanza dall’oggetto.

Il processo si sviluppa in tre fasi principali:

1. Emissione dell’impulso laser: i sensori LiDAR possono emettere milioni di impulsi al secondo in una direzione specifica.
2. Riflessione dell’impulso: questi impulsi colpiscono superfici o oggetti presenti nell’ambiente (ad esempio edifici, alberi, veicoli o il suolo) e si riflettono tornando verso il sensore.
3. Ricezione e calcolo: il sensore registra il tempo trascorso tra l’emissione e la ricezione di ogni impulso. Sulla base di questi dati, il sistema calcola la distanza e crea una nuvola di punti 2D e 3D che rappresenta fedelmente l’ambiente circostante.

Gli scanner LiDAR possono essere installati su dispositivi mobili (veicoli, droni, robot) o in postazioni fisse, e ruotano o scansionano in più direzioni per acquisire informazioni tridimensionali dell’ambiente.

Quali sono le applicazioni del LiDAR?

La tecnologia LiDAR si è affermata come uno strumento essenziale in molti settori grazie alla sua capacità di generare mappe dettagliate in 2D e 3D, in tempo reale. Sebbene inizialmente sia stata impiegata in ambiti come la topografia e la geologia, oggi è ampiamente utilizzata anche nella logistica, nell’automazione industriale e nella mobilità.

• Navigazione di veicoli autonomi: i veicoli AGV (Automatic Guided Vehicles) e AMR (Autonomous Mobile Robots) si servono della tecnologia LiDAR per rilevare ostacoli, seguire percorsi e operare in sicurezza all’interno di impianti logistici o fabbriche.
• Droni: equipaggiati con sensori LiDAR, questi velivoli eseguono ispezioni aeree di infrastrutture, monitorano campi agricoli o modellano terreni con grande precisione.
• Smartphone e tablet: alcuni dispositivi mobili integrano strumenti LiDAR per migliorare l’esperienza della realtà aumentata (AR), mappare spazi e fornire misurazioni tridimensionali rapide.
• Automotive: nei veicoli autonomi, il LiDAR viene impiegato per identificare pedoni, altri mezzi di trasporto e oggetti nell’area circostante, migliorando la sicurezza e la capacità di navigazione.
• Costruzione e architettura: i sensori LiDAR vengono montati su droni, scanner terrestri o dispositivi mobili per scansionare edifici, generare planimetrie in 2D e 3D e monitorare l’avanzamento dei lavori.

La versatilità del LiDAR lo rende una tecnologia fondamentale per digitalizzare ambienti fisici, ottimizzare operazioni e migliorare l’efficienza in settori sempre più interconnessi.

Il sistema LiDAR nella logistica

Nella logistica, il sistema LiDAR si usa principalmente in AMR, AGV e sistemi di stoccaggio per ottimizzare la navigazione, evitare ostacoli, automatizzare il controllo dell’inventario e sfruttare al massimo lo spazio nei magazzini.

I robot mobili autonomi (AMR) dotati di sensori LiDAR possono muoversi in sicurezza all’interno del magazzino, schivando ostacoli e adattandosi ai cambiamenti dell’ambiente. Ad esempio, gli AMR di Mecalux integrano la tecnologia LiDAR che garantisce una navigazione precisa, sicura ed efficiente, anche in contesti dinamici con continuo movimento di persone e attrezzature. Questa tecnologia è spesso combinata con sistemi di navigazione SLAM, che permettono ai robot di costruire mappe dell’ambiente circostante e di localizzarsi al suo interno senza necessità di infrastrutture esterne. 

Inoltre, alcuni droni e robot impiegano LiDAR per scansionare le scaffalature e controllare lo stato delle scorte senza intervento umano, facilitando la gestione dell’inventario.

Nel complesso, l’implementazione del sistema LiDAR negli ambienti logistici offre numerosi vantaggi che incrementano l’efficienza operativa e contribuiscono all’automazione dei processi.

LiDAR, una tecnologia chiave per la logistica del futuro

Il sistema LiDAR si è affermato come una tecnologia imprescindibile nell’automazione di magazzini e centri logistici. La sua capacità di generare mappe, rilevare ostacoli e fornire dati precisi in tempo reale lo rende uno strumento efficace per migliorare produttività, sicurezza e adattabilità delle operazioni logistiche. In un settore sempre più guidato dalla tecnologia, il LiDAR apre nuove opportunità per trasformare l’intralogistica mediante soluzioni intelligenti e connesse.