Der Sensor hilft beispielsweise bei der Kollisionsvermeidung und Navigationsunterstützung eines AMRs.

Bild: Pepperl+Fuchs

Sensor mit LiDAR-Messetechnik Mehrlagenscanner zur 3D-Objektdetektion

03.01.2020

Vor kurzem präsentierte Pepperl+Fuchs den neuen Mehrlagenscanner R2300. Der kompakte Sensor mit LiDAR-Technik dient zur Winkel- und Abstandsmessung in stationären und in mobilen Anwendungen.

Der Sensor für die 3D-Objektdetektion verfügt über hohe Leistungsdichte: in das kompakte und integrationsfreundliche Gehäuse ist LiDAR-Lasermesstechnik integriert, die insgesamt vier Scanebenen auswertet und so Objekte in ihrer Länge, Breite und Höhe detektieren und messen kann.

Verschiedene konstruktive Innovationen im Sensor sollen Detektionssicherheit und Verfügbarkeit auch in anspruchsvollen Applikationen ermöglichen. Der mit einer Höhe von 58 Millimetern kompakt gebaute R2300 ist ein 3D-LiDARSensor zur optischen Winkel- und Abstandsmessung in stationären und in mobilen Anwendungen.

Mit vier leicht gefächerten Scanebenen, erzeugt durch einen rotierenden Spiegelwürfel im Inneren des Sensorgehäuses, wird eine berührungslose 3D-Abtastung des Umfeldes ermöglicht.

Mit anpassbarem Überwachungsfeld

Der R2300 verfügt über einen Messbereichs-Öffnungswinkel von 100 Grad, bietet Messbereiche bis zehn Meter auf helle Objekte und bis zu vier Meter auf dunkle Oberflächen, eine Messrate von 50 kHz sowie wählbare Scanraten von 12,5 oder 25 Hz mit bis zu 4.000 Pixeln pro Scan. Damit deckt der Mehrlagenscanner die wichtigsten Anforderungen einer Vielzahl von Anwendungen ab.

Zusätzlich besteht die Möglichkeit, das Überwachungsfeld individuell anzupassen, entweder durch gezieltes Ausblenden von Außenbereichen des Detektionsfeldes oder durch side-by-side-Montage eines zweiten R2300, wodurch das Sichtfeld auf 180 Grad vergrößert wird.

Ein Alleinstellungsmerkmal bei 3D-Sensoren ist die kleine Winkelauflösung von nur 0,1 Grad, die laut Hersteller derzeit kein anderer vergleichbarer LiDAR- oder Mehrlagensensor erreichten soll. In Verbindung mit dem Laser-typischen, kleinen Infrarot-Lichtfleck ist der R2300 in der Lage, auch filigrane Objektstrukturen und Konturen zu erkennen.

Ausgelegt auf hohe Robustheit

Die Einsatzszenarien des R2300, unter anderem in der Intralogistik, im Bereich Mobile Equipment oder der Robotik, machten es erforderlich, den Mehrlagenscanner robust zu konzipieren. Aus diesem Grund ist das Sensorgehäuse in widerstandsfähigem Kunststoff ausgeführt und die Elektronik fest im Sensorkopf verbaut und so vor Vibrationen geschützt.

Die Pulse Ranging Technologie des R2300 soll nicht nur eine weitgehende Unabhängigkeit von Objekt- und Oberflächeneigenschaften, sondern auch Störfestigkeit gegen Fremdlicht, HF-Lampen und optische Reflexionen aus dem Einsatzumfeld erreichen.

Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal des R2300 im Markt der Mehrlagenscanner ist die mechanische Trennung von Sender und Empfänger innerhalb der Optikeinheit. Das Trennelement im Sensorkopf soll einen optischen Kurzschluss verhindern, der entstehen kann, wenn die Frontscheibe verschmutzt ist und einen Teil des emittierten Lichtes direkt auf das Empfangselement zurück reflektiert.

Dadurch soll der R2300 bei reduziertem Wartungsaufwand kontinuierlich korrekte Messergebnisse sowie eine hohe Detektionssicherheit in der Applikation liefern. Für den Anwender bedeutet dies weniger Stillstandszeiten, längere Reinigungsintervalle sowie bessere Verfügbarkeit und Prozesssicherheit.

Pilotlaser vereinfacht Inbetriebnahme

Der integrierte Pilotlaser des R2300 soll bei der Inbetriebnahme die Ausrichtung des Sensors auf Flächen oder bestimmte Targets erleichtern. Er wird zum Ausrichten zugeschaltet und ist nur während der Inbetriebnahme aktiv.

Weitere Hilfsmittel sind nicht erforderlich, denn der rote, sichtbare Laserstrahl verläuft identisch wie der eigentliche Infrarot-Messlaser.

Messwertausgabe als Rohdaten

Der R2300 gibt Messwerte für Winkel, Distanz und Remission mit dem dazugehörigen Zeitstempel aus. Die Übertragung erfolgt über die Ethernet-Schnittstelle des Sensors. Die Daten können so für eine Vielzahl von Automatisierungssystemen bereitgestellt werden.

In absehbarer Zeit wird der R2300 nicht nur in einer schaltende Version zur Verfügung stehen, sondern auch weitere Anschlussoptionen bieten, die sich durch das flexible Interfacemodul auf einfache und kostengünstige Weise integrieren lassen.

Bildergalerie

  • Der Mehrlagenscanner R2300 arbeitet mit LiDAR-LiDAR-Lasermesstechnik.

    Bild: Pepperl+Fuchs

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