Per un rilevamento affidabile degli ostacoli in un magazzino, non basta la semplice misurazione della distanza. I robot mobili devono essere in grado di rilevare oggetti di diverse altezze, forme, colori, texture e riflettività, in condizioni di illuminazione variabili.
Le telecamere di profondità della serie S di MRDVS utilizzano la tecnologia di rilevamento diretto del tempo di volo (dToF) per generare informazioni di profondità 3D per carrelli elevatori AGV e AMR. In un test prestazionale condotto nel luglio 2026, MRDVS ha valutato la capacità del modello S11 di gestire bersagli neri, riflettenti, sovrapposti e fortemente retroilluminati.
Perché è difficile individuare gli ostacoli nei magazzini?
Rilevare in modo affidabile gli ostacoli in un magazzino operativo non è semplicemente una questione di misurare la distanza.
I carichi nei magazzini raramente sono uniformi. Pallet, gabbie e merci possono essere di colore nero opaco, avvolti in pellicola riflettente o usurati fino a raggiungere una tonalità grigia uniforme. Ognuna di queste superfici può rappresentare una sfida per un sensore tarato su un bersaglio di prova in laboratorio.
L'ambiente di lavoro introduce ulteriori variabili:
- Gli scaffali cambiano dopo ogni rifornimento.
- In determinati momenti della giornata, la luce solare diretta può penetrare nelle aree di carico e scarico.
- I carichi possono sovrapporsi o bloccarsi parzialmente a vicenda.
- I veicoli a guida automatica (AGV) e i robot mobili autonomi (AMR) devono essere in grado di rilevare gli ostacoli durante il movimento.
- Un punto cieco che appare solo in determinate condizioni di illuminazione può comunque rappresentare un rischio operativo.
L'esigenza pratica non è quindi solo quella di misurare la distanza, ma anche di produrre informazioni 3D utilizzabili in presenza di bersagli e condizioni ambientali variabili.
Come funziona il rilevamento della profondità dToF?
La tecnologia time-of-flight diretta emette impulsi ultracorti di luce infrarossa, in genere su scala di nanosecondi, e registra l'intervallo (Δt) tra l'emissione e il ritorno del segnale riflesso. La distanza viene ricavata direttamente:
Poiché la misurazione si basa sulla temporizzazione diretta dell'impulso di ritorno, ogni pixel all'interno del campo visivo può restituire un valore di profondità in gran parte indipendente dal colore o dalla texture dell'oggetto. La stereoscopia attiva, al contrario, proietta un pattern e triangola la profondità in base a come tale pattern si deforma attraverso due lenti, un processo che dipende dalla disponibilità di sufficienti informazioni visive per il riconoscimento delle caratteristiche.
La serie S implementa questo principio con tre scelte hardware che contano sul campo:
- Nucleo di misurazione con risoluzione inferiore al nanosecondo: Un convertitore tempo-digitale (TDC) ad alta risoluzione e una linea di ritardo di precisione riducono al minimo l'errore di quantizzazione nel dominio del tempo, garantendo una precisione di misurazione stabile anche in condizioni operative dinamiche.
- Sensore SPAD retroilluminato: L'elevata sensibilità ai fotoni consente il rilevamento su superfici a bassa riflettività, inclusi oggetti neri, e in condizioni di illuminazione difficili.
- VCSEL a 940 nm ad alta efficienza di conversione di potenza: Elevata potenza ottica di picco con basso consumo energetico e minima deriva termica, per una resa costante durante lunghi periodi di funzionamento.
MRDVS attribuisce i risultati osservati nei test seguenti a questo metodo di rilevamento di base.
Che cosa valutava il test?
Fotocamera utilizzata durante il test:
- Una telecamera di profondità dToF MRDVS S11
Il programma di test ha esaminato quattro tipi di bersagli e scenari:
- Oggetti neri posizionati vicino a una parete bianca
- Una colonna riflessiva
- Diversi oggetti impilati all'interno a diverse profondità
- Quattro oggetti controluce
Il test si è concentrato sulla completezza dell'immagine di profondità, sulla definizione dei bordi, sul comportamento in presenza di oggetti sovrapposti, sulla presenza di dati mancanti nella nuvola di punti e sul rumore.
Test 1: Oggetti neri su sfondo bianco

Il primo test prevedeva il posizionamento di un oggetto nero vicino a una parete bianca.
Si tratta di una scena semplice ma rivelatrice, perché la telecamera deve distinguere due superfici adiacenti basandosi unicamente sulla loro differenza di profondità, nonostante l'oggetto nero offra una texture visiva limitata.
I risultati mostrano che l'S11 ha prodotto un'immagine di profondità completa, che è stata poi trasformata in un'immagine di nuvola di punti 3D con bordi chiaramente definiti che separano gli oggetti dalla parete. Come mostrato sopra.
Test 2: Colonna riflettente

Il secondo test ha valutato una colonna riflettente.
Secondo i dati di MRDVS, l'S11 ha prodotto un'immagine di profondità completa, che è stata poi trasformata in un'immagine di nuvola di punti senza dati mancanti o dispersi attorno ai bordi della colonna.
Questo test aveva lo scopo di esaminare come la telecamera dToF gestisse un bersaglio in grado di produrre riflessi difficili, una condizione comune quando i carichi sono imballati con pellicola termoretraibile o stoccati in gabbie metalliche.
Test 3: Oggetti sovrapposti a diverse profondità

Il terzo test ha utilizzato una scena interna contenente più oggetti impilati e posizionati a diverse profondità.
Secondo quanto riportato da MRDVS, la S11 ha mantenuto i dettagli in tutta la scena.
Per il rilevamento degli ostacoli nei magazzini, è importante conservare le informazioni sulla profondità intorno agli oggetti sovrapposti, poiché pallet, carichi, scaffalature e attrezzature mobili possono ostruirsi parzialmente a vicenda. Un'interruzione nella nuvola di punti in corrispondenza di un confine di sovrapposizione è proprio il punto in cui un robot ha bisogno di dati per decidere se l'interruzione è percorribile.
Test 4: Luce diretta

Il quarto test ha isolato la variabile dell'illuminazione. Quattro oggetti a riflettività normale sono stati posizionati dietro una forte sorgente luminosa puntata verso la telecamera e a circa 4 m di distanza da essa, in modo che l'illuminazione cadesse sull'obiettivo anziché sugli oggetti stessi.
La retroilluminazione di questo tipo riproduce una delle cause più comuni di malfunzionamento del sensore di profondità nelle implementazioni reali. Un carrello elevatore AGV che attraversa una porta di carico passa da circa 200 lux all'interno a decine di migliaia di lux all'esterno nell'arco di una sola lunghezza del veicolo, spesso rivolto direttamente verso la luce, e il sensore non ha la possibilità di ricalibrarsi tra le due condizioni.
MRDVS riferisce che, in queste condizioni, l'S11 ha prodotto un'immagine di profondità completa sull'intero campo visivo, che è stata poi trasformata in un'immagine 3D a nuvola di punti con tutti e quattro gli oggetti chiaramente separati l'uno dall'altro e dallo sfondo.
Risultati dei test in sintesi
| Test di prova | MRDVS S11 (dToF) |
| Oggetti neri vicino a una parete bianca | Immagine completa della nuvola di punti con una separazione ben definita tra le superfici |
| Colonna riflettente | Immagine completa della nuvola di punti, senza dati di bordo mancanti o dispersi. |
| Oggetti impilati a diverse profondità | I dettagli sono stati mantenuti in tutta la scena. |
| Quattro oggetti controluce | Immagine completa della nuvola di punti, con tutti e quattro gli oggetti chiaramente separati. |
Latenza segnalata e distanza minima di lavoro
La qualità del rilevamento si traduce in sicurezza solo se il risultato raggiunge il controller del veicolo in tempo.
MRDVS riporta una latenza end-to-end tipica di 70-100 millisecondi per l'S11 in condizioni operative standard e una distanza di lavoro minima di circa 10 cm (4 pollici).
La distanza minima di lavoro è rilevante quando è necessario rilevare ostacoli in prossimità del percorso di un carrello elevatore AGV, ad esempio un piedino di pallet o un marciapiede immediatamente davanti alle forche. Le prestazioni effettive dipendono anche dal posizionamento dei sensori, dalla geometria del veicolo, dalla configurazione della zona di rilevamento e dalla velocità operativa.
Dai dati di profondità all'azione del veicolo: sistema integrato di evitamento degli ostacoli.
Il rilevamento degli ostacoli è solo una parte di un sistema completo di sicurezza e controllo per robot mobili. La serie S è dotata di un algoritmo di evitamento degli ostacoli in tempo reale che funziona direttamente sulla telecamera, senza la necessità di un PC industriale esterno.
Punti salienti della soluzione integrata per l'evitamento degli ostacoli
- Distanze di sicurezza a tre livelli: Imposta con precisione le zone di avviso (rallentamento), allarme (arresto completo) e schermatura (ignora) in qualsiasi punto del percorso del robot, in modo che il veicolo possa decelerare prima di doversi fermare.
- Fino a 20 zone predefinite: Gli utenti possono passare dinamicamente da una zona all'altra tramite API man mano che l'AMR si sposta, consentendo l'applicazione di politiche di sicurezza contestualizzate in diverse aree operative: un corridoio stretto e un'area di sosta aperta non necessitano dello stesso profilo.
- Campo di rilevamento regolabile: Definisci la copertura orizzontale (limiti sinistro e destro) e il raggio di rilevamento verticale (limiti di altezza superiore e inferiore) in base al tuo ambiente specifico e ai profili degli ostacoli.
- Coordinate georeferenziate del veicolo: La nuvola di punti grezza viene trasformata nel sistema di coordinate del veicolo utilizzando parametri estrinseci calibrati. La zona di rilevamento rimane quindi fissa rispetto all'AGV o all'AMR, indipendentemente da dove la telecamera sia montata sul telaio.
- Segnali di uscita chiari: Il sistema emette codici di stato intuitivi (0 / 1 / 2) corrispondenti agli stati Via libera, Avviso o Allarme tramite Ethernet o I/O personalizzabili, consentendo una semplice integrazione con un sistema di controllo robot esistente.
Poiché la geometria della zona può essere configurata come un volume rettangolare o conico, l'area di rilevamento può seguire la direzione di marcia del veicolo anziché basarsi su un singolo raggio di rilevamento fisso.
Percezione avanzata per scenari operativi complessi
Oltre alla funzione di evitamento basata su zone specifiche, la serie S supporta una percezione di livello superiore per ambienti complessi e collaborativi.
- Analisi multi-oggetto: Misura con precisione la distanza tra ostacoli adiacenti e fornisce dati strutturati, consentendo una pianificazione intelligente del percorso e una navigazione in ambienti complessi, anziché una semplice decisione di fermarsi o ripartire.
- Rilevamento di persone tramite intelligenza artificiale: Un algoritmo dedicato distingue in modo affidabile gli esseri umani dagli oggetti inanimati, consentendo l'applicazione di protocolli di sicurezza più rigorosi negli ambienti di lavoro collaborativi.
- Sincronizzazione multicamera: Progettata per siti in cui operano simultaneamente più AMR, la serie S mantiene le telecamere dell'intera flotta sincronizzate e prive di interferenze, prevenendo diafonia e collisioni di dati in magazzini affollati.
- Flussi RGB-D ad alta fedeltà: I dati RGB e di profondità sincronizzati e calibrati forniscono agli sviluppatori materiale grezzo affidabile per la creazione di algoritmi di comprensione semantica, come la classificazione degli oggetti e la segmentazione delle scene.
- Servizi di sviluppo personalizzati: MRDVS offre un servizio completo di sviluppo di algoritmi personalizzati, che include riconoscimento e segmentazione di oggetti, logica specializzata per la comprensione delle scene e configurazioni personalizzate di I/O e output dati.
Conclusione
Il rilevamento degli ostacoli nei magazzini deve tenere conto di più della semplice distanza. Colore, consistenza, riflettività, sovrapposizione, illuminazione, posizionamento dei sensori e movimento del veicolo influiscono tutti sulle informazioni di profondità disponibili a un AGV o AMR.
Il test del luglio 2026 qui descritto mostra come l'MRDVS S11 ha gestito quattro scene volutamente complesse: oggetti neri su una parete bianca, una colonna riflettente, carichi sovrapposti e quattro oggetti contro una forte retroilluminazione. In tutte e quattro le scene, l'S11 ha restituito immagini di profondità complete con contorni ben definiti.


