確実に対象物を検知、3D-LiDARマルチレイヤ・スキャナ

ドイツ・ニュルンベルクで開催の展示会SPS 2019において、産業用センサやセンサ・システムのメーカーとして世界をリードするPepperl+Fuchs（ペッパール・アンド・フックス）は、新しいマルチレイヤ・スキャナR2300を出展しました。この3D物体検知用センサは、極めて高い測定密度を持ち、そのコンパクトで組込みが容易な筐体で、また高精度のLiDARセンサとして緻密なレーザー測定技術が特長です。4つのスキャンレイヤーで対象物を検出するとともに、その長さ・幅・高さを測定します。同センサには多数の革新的な設計を採用して、要求の厳しいアプリケーションにおいても極めて信頼性の高い検出能力と可用性を確実なものとしました。

R2300は、高さ58 mmとコンパクトなため、スペースを取りません。角度と距離を光学的に計測する3D-LiDAR（Light Detection And Ranging、光検出と測距）センサとして、固定式と移動式のいずれのアプリケーションにもお使いいただけます。このR2300は、センサ筐体内の回転ミラーを用いてわずかにオフセットした4つの平面スキャンレイヤーを生成し、非接触で周囲を3Dスキャンします。

　R2300は、視野角を100°として、明るい対象物なら最大距離10 m、暗い表面なら最大4 mという広い測定範囲を50 kHzの速度で測定します。スキャン速度としては12.5Hzと25Hzを選択でき、1スキャンあたり最大4,000画素を取得可能です。こうした特長から、広範なアプリケーションに対応できます。加えて、検出領域以外のエリアを選択的に非表示にするか、R2300を2台並べて設置し視野角を180°に広げることで、モニタリング領域をカスタマイズすることも可能です。3Dセンサの際立った特徴は、わずか0.1°と角度分解能が高いことです。現在、これに匹敵するLiDARやマルチレイヤ・センサはありません。R2300は、精細なスポットをもつ赤外線レーザーを取り入れたこと、複雑な対象物の構造や外形を信頼性高く検出できるようになっています。

　R2300は、AGVやロボット、その他の移動体機器などの用途を想定していますので、とりわけ堅牢な設計が求められます。そのため、センサの筐体を耐久性のある材料で構成するとともに、センサヘッド内の電子機器等の部品を固定することで振動に対する効果的な保護を実現しています。また、R2300にはPulse Ranging Technology（PRT）を採用して、対象物やその表面の材質に影響されることがなく、外来光や蛍光灯、環境からの反射光等の干渉に対する高水準な耐性も確保しています。もう一つの特筆すべき特長として、その光学ユニット内で発光部と受光部を機械的に分離した点が挙げられます。センサヘッド内部に分離要素を設けたことで、正面パネルの汚れにより照射光の一部が反射して受光素子に直接戻ってくるという光学的な“短絡”を確実に防ぎます。そのため、R2300は常に正確な測定結果を出力し、実用的に高レベルな検出信頼性を発揮します。同時に、保守コストの大幅な削減にもなります。ユーザーにとって、これはダウンタイムの短縮になったり、清掃間隔を延ばすことが可能になる等、可用性とプロセスの信頼性が向上します。

　R2300はガイド用レーザーを搭載しているため、試運転に際して、対象表面や特定のターゲットにセンサの照準を合わせる作業が簡単に行えます。この可視光の赤色レーザーは、照準合わせのために、試運転中だけ起動できます。また、そのレーザービームは、実際の測定用赤外線レーザーと同じパスを通るため、他のツールは一切不要です。

　R2300は、データとして角度・距離・反射率をその時刻情報とともに出力します。これらのデータは、センサのEthernetポートを介して送信されますので、多数のオートメーションシステムで利用可能です。R2300は近く、接続オプションを追加したスイッチ機能付き製品としてもご提供を予定しており、自由度の高いインターフェイス・モジュールを介してシンプルかつ費用効果の高い方法でインテグレーションが可能になります。