Revolutie 3D metingen dankzij innovatieve technologie

Van industriële automatisering tot autonome voertuigen en zorgrobots: voor de uitdagingen van de toekomst zullen krachtige sensoren voor 3D metingen nodig zijn die hun omgeving snel, uitgebreid en met millimeterprecisie vastleggen. Een technologische innovatie van Pepperl+Fuchs in samenwerking met het Fraunhofer Institute for Silicon Technology (ISIT), maakt nu een maximale precisie en vlekkeloze werking mogelijk. Bovendien is de oplossing ook zeer kostenefficiënt. Voor het eerst werd hoogwaardige afstandsmeettechnologie gecombineerd met MEMS-technologie. Dit vormt de basis voor de R3000 3-D LiDAR/MEMS-sensor, die als product werd getoond op de Hannover Messe 2023.

Combinatie van de voordelen van twee technologieën

De 3D metingen zijn gebaseerd op Pulse Ranging Technology (PRT), een afstandsmeetmethode ontwikkeld door Pepperl+Fuchs die aangepast kan worden aan een breed scala van vereisten. Het systeem meet op basis van meer dan 250.000 uitgezonden laserpulsen per seconde, zo kunnen afstanden van enkele centimeters tot enkele honderden meters met millimeternauwkeurigheid bepaald worden. Omgevingslicht en andere omgevingsinvloeden worden efficiënt onderdrukt. Hierdoor levert PRT snelle, nauwkeurige en betrouwbare meetresultaten.

Om de derde dimensie in het 3D-vlak te bereiken, combineert Pepperl+Fuchs PRT met een micro-elektromechanisch systeem van Fraunhofer ISIT. Dat gebeurt voor de eerste keer in het kader van de R3000 productstudie: een kleine, zuinige en mechanisch robuuste MEMS-spiegel is in de sensor geïntegreerd.

Door de beweging van het piëzo-elektrisch aangedreven element wordt de uitgezonden laserstraal in twee assen afgebogen, bij 40° x 30°. In tegenstelling tot conventionele 3D-sensoren wordt tijdens het meetproces geen pixelraster gecreëerd. In plaats daarvan gebruikt de R3000 een bijzonder kleine lichtvlek en naadloos scannen om 3D puntenwolken met ultrahoge resolutie en uitzonderlijke details te produceren.

Intuïtieve bediening dankzij intelligente gebruikersbegeleiding

Om de communicatie tussen mens en machine zo eenvoudig mogelijk te maken, is de R3000 uitgerust met extra functies. De sensor genereert niet alleen een 3D puntenwolk, maar ook een gesuperponeerd intensiteitsbeeld waarmee de scène kan gevisualiseerd worden. Dat faciliteert de programmering en bediening. Bovendien kan elk meetpunt weergegeven worden met een zichtbare laserstraal. Met de synchrone laserprojector kan de R3000 nauwkeurig uitgelijnd en afgesteld worden zonder extra gereedschap, zodat de inbedrijfstelling eenvoudig verloopt. Deze functie maakt bijvoorbeeld ook interactie mogelijk tussen een gebruiker en een servicerobot.

Krachtige 3D metingen voor de automatisering van de toekomst

Met zijn innovatieve technologie luidt de R3000 LiDAR/MEMS-sensor een revolutie in voor het oplossen van complexe automatiseringstaken. Nauwkeurige 3D beelden van onbekende omgevingen zijn essentieel voor de volgende generatie van autonoom rijden – van bestuurderloze transportsystemen in de industrie tot geautomatiseerd vervoer van patiënten in bejaarden- en verzorgingstehuizen.

Met de combinatie van PRT en MEMS kunnen dergelijke complexe, dynamische settings in detail en in realtime vastgelegd worden. Hierdoor ontstaat een uitgebreide database, wat de weg opent voor volledig nieuwe evaluaties met behulp van kunstmatige intelligentie (AI). De compacte en kosteneffectieve R3000 sensor maakt zo uiterst nauwkeurige 3D-metingen beschikbaar voor een groot aantal toepassingen. In combinatie met geavanceerde algoritmen zal de sensor de ontwikkeling op het gebied van autonome voertuigen en dienstrobotica aanzienlijk stimuleren – niet alleen in fabrieken, ziekenhuizen of verpleeghuizen, maar op alle gebieden van het dagelijks leven.

Meer informatie bij Pepperl+Fuchs