Laserscanner für autonome Roboter

Die Entwicklungen bei FTS und AR schreiten schnell voran. Roboter fahren zunehmend (halb-)autonom durch Produktionsumgebungen oder Logistikzentren, zum Beispiel. Der Einsatz von Sensoren, die alle Bewegungen funktional und sicher machen, ist dabei entscheidend. Eines der in autonomen Fahrzeugen weit verbreiteten Messprinzipien ist Lidar; eine robuste laserbasierte Technik zur Messung von Entfernungen und Geschwindigkeiten, um Kollisionen zu vermeiden. Aber Lidar kann noch mehr. Das zeigen unter anderem die beiden Neuheiten, mit denen Vierpool kürzlich sein Programm abgeschlossen hat: der Lidar-Scanner LGS-A10 und der LGS-N25.

Lidar ist die Abkürzung für "Light Direction and Ranging" und der Name einer Technik, die eine berührungslose Messung von relativen Entfernungen ermöglicht. Auf diese Weise kann die Technik eingesetzt werden, um zu verhindern, dass autonome Fahrzeuge mit anderen Elementen in der Umgebung kollidieren. Darüber hinaus kann die Messtechnik aus der Ferne zur Überprüfung von Form und Größe eingesetzt werden. Zum Beispiel bei der Palettierung von Kartons.

Die Funktionsweise von Lidar beruht auf der Aussendung eines Laserstrahls und der Messung der Zeit, die der Laserstrahl benötigt, um nach der Reflexion zurückzukehren. Dies wird als ToF-Prinzip (Time of Fligth) bezeichnet. Da sich dieser Vorgang bei jeder Verschiebung um 0,25° bis zu 360° wiederholt, ist die Funktionsweise der eines Radarsystems recht ähnlich. Ein Unterschied ist die (viel) höhere Genauigkeit, da die Wellenlänge des Laserlichts um ein Vielfaches kleiner ist als die des Radars. 

Kompakte Versionen

Marco de Jong ist Sales & Account Manager bei Vierpool und verfügt über umfangreiche Erfahrungen mit Lidar-Produkten der Datasensing-Vertretung. "Die Lidar-Technik ist mittlerweile weithin bekannt und wird auch in vielen Anwendungen erfolgreich eingesetzt. Auch Datasensing hat einige Lidar-basierte Lösungen im Programm, die sich in wichtigen Punkten von einer durchschnittlichen Lösung abheben. Die wichtigste ist das kompakte Design und die niedrige Bauweise, wodurch sich die Sensoren für die Integration in fast jede Anwendung eignen, einschließlich fahrerloser Transportsysteme (AGV), automatisierte mobile Roboter (AMR), fahrerlose Gabelstapler (AGF) und automatisierte Fertigungsmaschinen."

Zwei neue Lidars

Die beiden jüngsten Neuzugänge sind der Lidar-Scanner LGS-A10 und das LGS-N25 Lidar. Das LGS-N25 Lidar wurde speziell für die Fahrzeugnavigation und -führung, die Kartierung der Umgebung und die Erstellung von Objektprofilen in industriellen Anwendungen entwickelt. De Jong: "Durch seine geringe Größe eignet es sich besonders für die bereits erwähnte Intralogistik, aber auch für den Einsatz in automatisierten Produktions- oder Logistikanlagen zur Zugangsüberwachung und Formkontrolle."

Dabei ist die Funktionalität breit gefächert mit 360° Messung, hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit bis zu Entfernungen von 25 Metern und bis zu 225.000 Messpunkten pro Sekunde. Sein kompakter Charakter spiegelt sich in seinen Abmessungen von 65x65x70 mm wider. Die hohe Schutzklasse IP67 macht diesen Lidar-Scanner auch für Außenanwendungen geeignet. Denken Sie an automatische und autonome Rasenmäher oder andere Anwendungen in der Agrarwirtschaft.

Der LGS-A10 ähnelt in vielerlei Hinsicht dem LGS-A10, unterscheidet sich aber u. a. durch die Möglichkeit, bis zu 16 Zonen einzurichten. Darüber hinaus hat der Benutzer die Möglichkeit, zwischen drei gleichzeitigen Detektionsausgängen, fünf Detektionsoptionen und 10 Reaktionszeiten zu wählen. "Damit lässt sich die Komponente genau auf ihre Aufgabe abstimmen. Der Anwendungsbereich ist auch etwas weiter gefasst und erstreckt sich auf die Formerkennung. Das heißt, die Anwendung erkennt zum Beispiel, ob eine Palette mit Kartons ankommt, die in der Palettierstraße weiterlaufen darf, oder ob ein Mensch kommt, der aus Sicherheitsgründen nicht durchlaufen darf."

Ausgezeichnete Basis

De Jong fasst zusammen: "Natürlich kann man noch viele technische Details erwähnen, aber das Wichtigste ist, dass die Lidar-Komponenten von Datasensing einen begrenzten Bauraum haben, mit hoher Genauigkeit in einem relativ großen Bereich arbeiten und zudem robust sind. Eine hervorragende Basis, um die Sicherheit von autonomen Fahrzeugen weiter zu verbessern und deren Anwendungsbereich zu erweitern, damit die Industrie effizienter, sicherer und ergonomischer arbeiten kann."