Von der industriellen Automatisierung über autonome Fahrzeuge bis hin zu Pflegerobotern: Für die angedachten Lösungen der näheren Zukunft braucht es leistungsstarke 3D-Sensoren, die ihr Umfeld schnell, umfassend und möglichst präzise vermessen. So einen Sensor hat jetzt Pepperl+Fuchs in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT entwickelt, um mit dieser technischen Innovation maximale Präzision und Performance – bei gleichzeitiger Kosteneffizienz – zu ermöglichen. Auf der HANNOVER MESSE 2023 wird der 3-D-LiDAR/MEMS-Sensor R3000 erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt.

Das Beste aus zwei Welten

Die Grundlage für den R3000 liefert die Pulse Ranging Technology (PRT), ein von Pepperl+Fuchs entwickeltes Verfahren zur Entfernungsmessung, das für die unterschiedlichsten Anforderungen skalierbar ist. Basierend auf mehr als 250.000 ausgesendeten Laserpulsen pro Sekunde lassen sich damit Entfernungen von wenigen Zentimetern bis hin zu mehreren Hundert Metern auf den Millimeter genau messen. Störquellen wie Fremdlicht und andere Umgebungseinflüsse werden dabei wirkungsvoll ausgeblendet. So liefert die PRT schnelle, präzise und zuverlässige Messergebnisse.

3D-Punktewolken mit außerordentlicher Detailgenauigkeit

Um mit dem R3000 auch die dritte Dimension erfassen zu können, hat Pepperl+Fuchs die PRT erstmals mit einem Micro-Electro-Mechanical System (MEMS) des Fraunhofer ISIT kombiniert, einem kleinen, kostengünstigen und mechanisch robusten MEMS-Spiegel. In den Sensor integriert sorgt die Bewegung des piezoelektrisch angetriebenen Elements für eine Ablenkung des ausgesendeten Laserstrahls in zwei Achsen (40 Grad x 30 Grad). Im Unterschied zu herkömmlichen 3D-Sensoren entsteht bei der Erfassung des Messfelds kein Pixelraster, stattdessen erzeugt der R3000 mit einem besonders kleinen Lichtfleck und einer lückenlosen Abtastung ultra-hochauflösende 3D-Punktewolken mit außerordentlicher Detailgenauigkeit.

Intuitive Bedienung dank intelligenter Benutzerführung

Um die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine so einfach wie möglich zu gestalten, hat Pepperl+Fuchs den R3000 mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet. So wird neben der 3D-Punktewolke ein überlagertes Intensitätsbild erzeugt, das die Szene visualisieren und somit die Programmierung und Bedienung erleichtern kann. Darüber hinaus lässt sich jeder Messpunkt auch mit einem sichtbaren Laserstrahl anzeigen. Durch den synchronen Laserprojektor kann der R3000 ohne weitere Hilfsmittel exakt ausgerichtet und angepasst werden, sodass eine einfache Inbetriebnahme sichergestellt ist. Zudem ermöglicht diese Funktion auch die Interaktion beispielsweise zwischen Nutzer und Serviceroboter.

Leistungsstarke 3D-Messung für die Automatisierung der Zukunft

Mit der innovativen Technologie des LiDAR/MEMS-Sensors R3000 lassen sich also komplexe, dynamische Strukturen problemlos in Echtzeit erfassen, Pepperl+Fuchs spricht gar von einer Revolution für die Lösung komplexer Automatisierungsaufgaben. Denn die erfassten Daten bilden zugleich eine umfangreiche Grundlage für völlig neue Auswertungen mit den Mitteln der künstlichen Intelligenz (KI). Gleichzeitig macht der R3000 als kompakter und kostengünstiger Sensor hochpräzise 3D-Messungen zum ersten Mal für Anwendungen in der Breite verfügbar. In Kombination mit den neuesten Algorithmen soll der Sensor die Entwicklungen im Bereich autonomer Fahrzeuge und Servicerobotik maßgeblich vorantreiben – nicht nur in Fertigungsanlagen, Krankenhäusern oder Pflegeheimen, sondern in sämtlichen Lebensbereichen.

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