Pepperl + Fuchs, LiDAR 센서를 이용한 3차원 객체 감지

하나의 다층 스캐너로 4개 면을 스캔하여, 이런 방식으로 객체의 길이와 넓이, 높이를 검출할 수 있다. 이 센서는 물류와 로봇 공학 그리고 이동식 어플리케이션에 적용 가능하다.

감수: 페펄앤드푹스코리아 관리부 허유진 과장

핵심 내용

– 3D 객체 탐지용 다층 스캐너는 Lidar(Light Detection and Ranging) 원리를 기반으로 한다.

– 이 센서의 특징은 섬세한 객체를 감지하는 높은 분해능이다.

– PRT(Pulse Ranging Technology)는 객체 특성으로부터 광범위한 독립성을 보장하고 외부의 빛 영향으로부터 보호한다.

산업용 센서와 센서 시스템 제조사인 Pepperl + Fuchs가 3D 객체 탐지용 다층 스캐너를 선보였다. 업체에 따르면 다층 스캐너 R2300은 고정밀 라이다 레이저 기술을 갖추고 있어, 센서에 적용된 다양한 구조적 혁신이 까다로운 적용 사례에서 최고의 탐지 안전성과 가용성을 보장한다. 전체적으로 4개 면을 스캔하여, 객체의 길이와 넓이, 높이를 탐지하고 측정할 수 있다.

R2300은 높이가 58mm에 불과하지만 고정 및 이동식 어플리케이션에서 광학 앵글 측정과 거리 측정을 위한 3D 라이다 센서(Light Detection and Ranging)이다. 센서 하우징 내부의 회전하는 거울 큐브를 통해 생성되는 부채꼴인 4개 스캔 면을 이용하여 비접촉으로 주변을 3D로 스캔할 수 있다.

업체에 따르면 이 다층 스캐너 측정 범위의 개방 각 은 100°이며, 밝은 색의 객체는 측정 범위가 최대 10m, 어두운 표면은 최대 4m이다. 측정 속도는 50kHz이며 선택 가능한 스캔 속도는 스캔 당 4,000 픽셀로 12.5 ~ 25Hz이다. 따라서 이 다층 스캐너는 수많은 어플리케이션의 주요 요청을 처리할 수 있다. 또한 감지 범위 바깥 영역을 목적에 맞게 사라지게 하거나 또는 두 개의 R2300을 나란히 설치하여, 시야를 180°로 넓히는 방법으로 감시 범위를 개별적으로 조정할 수 있다.

다층 스캐너는 AGV의 충돌 방지와 방향 검색을 위해 사용할 수 있다.

매우 작은 분해능

Pepperl+ Fuchs에 따르면 이 3D 센서의 특징은 0.1°에 불과한 작은 분해능으로, 현재 이러한 분해능을 가진 라이더 센서나 다층 센서가 없어 가히 독보적이라 할 수 있다. R2300은 레이저 특유의 작은 적외선 스폿과 결합하여 섬세한 객체의 구조와 윤곽을 안정적으로 인식할 수 있다.

R2300 사용 시나리오는 이 다층 스캐너를 사내 물류와 이동식 장비 그리고 로봇 공학을 포함하여 특별히 견고하게 고안할 것을 요구했다. 따라서 센서 하우징은 견고한 플라스틱으로 제작하고, 전자 장치는 센서 헤드에 고정 장착되어 진동으로부터 보호한다. Pepperl+ Fuchs에 따르면 스캐너의 PRT(Pulse Ranging Technology)는 객체 및 표면 특성에 좌우되지 않을 뿐만 아니라, 사용 영역의 주변 광 그리고 RF 램프, 반사에 대한 최고의 안정성을 보장한다.

다층 스캐너 시장에서 R2300만의 또 다른 특징은 광학 유닛 내에서 송신기와 수신기를 기계적으로 분리한 점이다. 센서 헤드 내 분리 요소는 프론트 디스크가 오염되고 방출된 라이트의 일부가 직접 수신 요소에 반사될 경우 생성될 수 있는 광단락을 방지한다. 이를 통해 R2300은 정비 비용을 확실하게 낮추고 응용 사례에서 정확한 측정 결과와 높은 검출 안전성을 보장한다. 이러한 점은 사용자에게 최소화된 셧다운 시간, 길어진 세척 주기 그리고 가용성 및 공정 안전성 개선을 제공한다.

통합 파일럿 레이저

다층 스캐너 R2300은 각도와 거리를 광학 측정하기 위한 라이더 센서이다.

이 다층 스캐너의 통합 파일럿 레이저는 커미셔닝 단계에서 표면 또는 특정 타겟에 대한 센서 정렬을 수월하게 한다. 정렬을 위해 통합 파일럿 레이저를 연결하면 커미셔닝 동안에만 활성화된다. 눈에 보이는 빨간 레이저 빔이 실제 적외선 측정 레이저와 동일하게 뻗어 나가기 때문에, 그 외 보조 수단은 필요하지 않다.

R2300은 각도와 거리 및 반사율에 대한 측정값을 타임스탬프와 함께 출력한다. 전송은 센서의 이더넷 인터페이스를 통해 이루어지며, 수많은 자동화 시스템에 이 데이터를 제공한다. R2300은 가까운 미래에 스위칭 버전으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라 유연한 인터페이스 모듈을 통해 간단하고 저렴하게 통합 가능한 다른 연결 옵션을 제공할 계획이다.