09. května 2023 23:26

Inovativní technika přináší revoluci v 3D měření

Kombinace metody Pulse Ranging Technology (PRT) s technikou MEMS umožňuje s velkým rozlišením vytvářet mračna 3D bodů

Zvládnutí úloh budoucnosti, od průmyslové automatizace až po autonomní vozidla a obslužné roboty, bude vyžadovat výkonné snímače pro měření vzdáleností ve 3D, které rychle a s milimetrovou přesností zachycují své okolí. Inovativní snímač od společnosti Pepperl+Fuchs, který vznikl ve spolupráci s Fraunhoferovým ústavem pro křemíkovou polovodičovou techniku ISIT, umožňuje dosáhnout maximální přesnosti a výkonu a přitom zůstává nákladově úsporný. Poprvé je výkonná metoda měření vzdálenosti PRT kombinována s technikou MEMS. To tvoří základ snímače R3000 3-D LIDAR/MEMS, který byl představen jako produktová studie na veletrhu Hannover Messe 2023.

Kombinace výhod
Měření ve 3D je založeno na metodě Pulse Ranging Technology (PRT) určené pro měření vzdáleností, kterou vyvinula společnost Pepperl+Fuchs. Metodu lze přizpůsobit tak, aby vyhovovala široké škále požadavků. Na základě více než 250 000 laserových pulzů za sekundu snímač měří vzdálenosti od několika centimetrů do několika set metrů s milimetrovou přesností. Okolní světlo a další vlivy prostředí jsou účinně potlačeny. Výsledkem je, že snímač využívající metodu PRT poskytuje rychlé, přesné a spolehlivé výsledky měření.

Snímač R3000 pro dosažení třetího rozměru poprvé kombinuje metodu PRT s mikroelektromechanickým systémem od Fraunhoferova ústavu ISIT: do snímače je integrováno malé, levné a mechanicky robustní zrcátko MEMS.

Pohybem piezoelektrického prvku je vyzařovaný laserový paprsek vychylován ve dvou osách o 40° × 30°. Na rozdíl od běžných 3D snímačů se během procesu měření nevytváří žádná pixelová mřížka. Namísto toho používá snímač R3000 pro vytvoření mračna 3D bodů s mimořádně velkým rozlišením a s výjimečnými detaily obzvláště malý bodový zdroj světla a skenování.

Intuitivní ovládání díky inteligentnímu uživatelskému průvodci
Pro co nejjednodušší komunikaci mezi člověkem a strojem je snímač R3000 vybaven přídavnými funkcemi. Snímač generuje nejen mrak s 3D body, ale také superponovaný viditelný obraz, který dokáže vizualizovat scénu a usnadnit tak programování a provoz. Každý bod měření může být navíc zobrazen s viditelným laserovým paprskem. Synchronní laserový projektor umožňuje přesné ustavení a nastavení snímače R3000 bez dalších nástrojů, což zajišťuje jeho snadné uvedení do provozu. Tato funkce také umožňuje např. realizovat interakci mezi uživatelem a servisním robotem.

Výkonné měření ve 3D pro automatizaci budoucnosti
Díky svým vlastnostem bude senzor R3000 LIDAR/MEMS znamenat revoluci v řešení složitých automatizovaných úloh. Přesné 3D obrazy neznámého prostředí jsou nezbytné pro příští generaci autonomního řízení – od dopravních systémů bez řidiče v průmyslu až po automatizovanou přepravu pacientů v nemocnicích a pečovatelských domech.

Díky kombinaci PRT a MEMS lze v reálném čase podrobně zachytit složité dynamické scény. Tím se vytvoří ucelená databáze pro zcela nové rozhodování pomocí nástrojů umělé inteligence (AI). Jako kompaktní a cenově výhodný snímač bude R3000 k dispozici pro vysoce přesná 3D měření pro širokou škálu úloh. V kombinaci s pokročilými algoritmy bude snímač významně podporovat vývoj v oblasti autonomních vozidel a servisní robotiky – nejen ve výrobních závodech, nemocnicích nebo pečovatelských domech, ale ve všech oblastech života.

Snímač R3000 3-D LIDAR/MEMS

Kompaktní a cenově výhodný snímač R3000 umožňuje vysoce výkonné měření ve 3D

Pohybem integrovaného MEMS zrcátka je vyzařovaný laserový paprsek vychylován ve dvou osách.

Díky přesnému skenování se vytvářejí mračna 3D bodů s velmi vysokým rozlišením.

O firmě Pepperl+Fuchs

Firma Pepperl+Fuchs s 6 600 zaměstnanci po celém světě dosáhla v roce 2021 obratu 790 miliónů eur. Skupina patří v předním firmám v oblasti techniky snímačů pro průmysl a v oblasti ochrany proti výbuchu. V sídle firmy v Mannheimu v Německu je soustředěno jádro technických znalostí a zkušeností firmy – tam inženýři a odborníci realizují výzkum nové techniky a vyvíjejí nové produkty. Původně malá rodinná firma, založená v roce 1945, je nyní prostřednictvím více než 40 zastoupení přítomna na všech kontinentech. Naše celosvětová přítomnost nám dává to nejlepší z obou světů: nejvyšší technické standardy plus efektivní, nákladově úsporné výrobní závody. Společnost Pepperl+Fuchs se stala partnerem uživatelů automatizační techniky po celém světě a nabízí nejucelenější sortiment osvědčených komponent pro automatizaci strojní i procesní výroby.