SICK AG ARTIGO TÉCNICO 2018-07 AUTOR Harald Weber Head of Product Unit Ranging LiDAR sensors na SICK AG em Waldkirch / Alemanha RESUMO Este descritivo mostra a variedade das aplicações LiDAR. Os sensores LiDAR são usados na variante 1D, 2D ou 3D em todo o mundo em produções industriais, em sistemas de trânsito ou em áreas da logística. Com o crescimento da automação e o uso sempre mais frequente de sistemas automaticamente guiados, eles terão já no futuro próximo um papel ainda mais importante para a segurança funcional, a detecção sem contato e a avaliação de objetos. Fazem parte dos mais novos sensores LiDAR, por exemplo, as famílias de sensores Dx1000, TiMxxx, MRS1000, MRS6000 ou NAV da SICK. Eles complementam o portfólio que já existe, contendo o LMS1xx, LMS5xx, LD-MRS e LD-LRS.
Índice O que significa LiDAR?.................................................................................... 2 Sensores LiDAR como variante 1D, 2D ou 3D... 2 Medir com laser diferentes métodos de medição... 4 Métodos de medição em sensores 1D, 2D ou 3D... 9 Introdução Os sensores LiDAR já estão em uso há décadas em indústrias do mundo inteiro. Os sensores protegem pessoas e são eles que permitem a realização de processos automatizados. Isso se refere tanto às áreas internas quanto externas. A automação portuária, sistemas de gerenciamento de tráfego ou instalações de proteção de objetos são apenas alguns exemplos de áreas de aplicação. A seguir será esclarecido o funcionamento básico das diferentes variantes LiDAR. Além disso, os exemplos selecionados indicam possibilidades de aplicação dos scanners a laser sem contato, muitas vezes invisíveis. A partir destes exemplos, torna-se clara a importância das aplicações LiDAR- para a Indústria 4.0. O que significa LiDAR? Sensores, cujo funcionamento se baseia na medição de distância sem contato por meio de laser não podem mais ser imaginados fora do mundo da automação atual. Este desenvolvimento começou com a tecnologia de medição TOF. Atualmente, o TOF (Time of Flight), em português tempo de voo, é substituído pelos conceitos mais precisos LADAR ou pelo conceito mais utilizado LiDAR. LADAR (Laser Detection and Ranging) ou LiDAR (Light Detection and Ranging) foram denominados conscientemente em associação ao popularmente conhecido RADAR que significa Radio Detection and Ranging. Sensores LiDAR como variante 1D, 2D ou 3D Em sua versão simples, os sensores LiDAR operam em medidores de distância e em sensores como sistemas de medição de distância pontuais. Para a medição direta da distância, eles são direcionados para um alvo natural ou um refletor. Sensores que operam nesta base em uma dimensão (distância) são sensores unidimensionais, ou seja, sensores 1D. Se o feixe de medição for movido ou girado em um plano, então será obtido um dado sobre a distância e o ângulo, portanto, duas dimensões. Geralmente, os sensores utilizados para este tipo de medição são denominados de scanners a laser 2D ou sensores 2D-LiDAR. Eles determinam valores medidos numa série sequencial dentro de um mesmo intervalo de tempo entre as medições, em casos normais. Na terceira dimensão, trabalha-se com sensores LiDAR quando estes são inclinados. Neste caso, são obtidas informações sobre distância e posição na direção x como também sobre as posições na direção y e z. A mesma informação sobre os diversos parâmetros do espaço é obtida quando vários sistemas emissores ou receptores são movidos em diferentes ângulos horizontais em um sensor fazendo varredura. Hoje estes são denominados de scanners de medição multiposições. 2
Electronic control system Monitoring Process Actual value detection by sensor Controller Actuator Set value Non-contact measurement Direct measurement Active Passive Light Microwave Acoustic Chromatic Time-offlight Interferometric Structured light Triangulation Pulse time-of-flight measurement Phase time-of-flight measurement HDDM combined process... 1D detection 2D detection 3D detection Fig. 1: Estrutura de circuito de regulagem eletrônico Sensores LiDAR geralmente são utilizados em circuitos de regulagem clássicos na indústria. A utilização de sensores baseados em LiDAR em aplicações na garantia da qualidade será esclarecida em outro momento. Circuito de regulagem Disturbance Set point Process Measurement element Actual value Controlled variable Control Unit Fig. 2: Princípio esquemático do circuito de regulagem No circuito de regulagem clássico, os sensores LiDAR oferecem a vantagem de que estes detectam o valor atual sem contato por meio do elemento de medição (Measurement Element) na saída do processo de trabalho. Em um método de medição sem contato, eles cumprem a exigência de não exercer nenhum efeito mecânico ou outro efeito sobre o objeto de medição. Assim, é possibilitado um procedimento sem efeito retroativo e disponibilizado um resultado da medição de rastreamento confiável para o laço do circuito de regulagem consecutivo. 3
Medir com laser diferentes métodos de medição Utilizar um laser significa iluminar ativamente o objeto de medição. Com uma iluminação ativa em qualquer situação de medição, pode ser utilizada a vantagem de poder sintonizar o receptor do sensor com a fonte emissora. O sensor independe de fontes de luz externas, podendo ser utilizado durante a noite, durante o dia, em túneis etc. com a mesma eficiência de aplicações na área externa ou sob luz artificial. A utilização da luz de um laser coerente em feixes ainda tem outras vantagens. Por exemplo, o sinal de emissão para detectar um objeto pode ser delimitado com nitidez no espaço. Neste caso, é importante que os sensores sejam projetados de modo seguro para os olhos e que correspondam às respectivas prescrições legais referentes à permissão das potências emitidas. Na faixa 2D e 3D, a focalização de lasers emissores possibilita resoluções muito finas para detectar objetos a grande distância ou objetos de estruturas finas. Faz parte da medição com laser como fonte emissora o uso de um elemento receptor correspondentemente adequado. Emissor e receptor, assim como a unidade de avaliação de alta resolução temporal, constituem o núcleo essencial do sensor LiDAR. As ligações eletrônicas dadas a seguir são relevantes para o uso dos dados de medição obtidos. Aqui se reúnem dados sobre o alinhamento mecânico das unidades receptoras e emissoras e sobre a sintonização da técnica de desempenho relevante, no que se refere à aplicação do sensor. Um método de medição sem contato requer que o objeto de medição seja fisicamente detectável de acordo com o princípio de medição do sensor. Na utilização de laser, isso significa uma radiação perfeita do feixe de laser em direção ao objeto e se afastando dele na line of sight direta. Uma grande vantagem da medição a laser sem contato é que ela funciona em quase todo o tipo de constituição do objeto de medição. Isso possibilita uma enormidade de possibilidades de aplicação na detecção sem contato por meio de laser no mundo industrial. Sensores de medição baseados em laser são utilizados, por exemplo, na logística, em processos de transporte, na detecção dos fluxos de trânsito em rodovias ou na automação de procedimentos de carga e descarga em contêineres em portos. A potência luminosa refletida de um pulso de laser depende diretamente da distância e da constituição do objeto de medição. Pelo alargamento plano e retangular do pulso de laser na direção de emissão, a divergência, é lançada menos potência luminosa sobre o objeto por unidade de superfície, dependendo da distância. As mesmas condições de alargamento também valem para a luz refletida. Além disso, as superfícies a serem consideradas não estão necessariamente alinhadas de modo que toda a luz refletida seja enviada de volta, na direção do sensor. Por via de regra, apenas uma fração da luz refletida chega no receptor do sensor LiDAR. Diffuse reflection Fig. 3: Reflexão do feixe de luz na superfície do objeto Diffuse reflection with preferred direction dependent on the surface structure Fig. 4: Ângulo de reflexão 4
A reflexão no objeto depende diretamente da estrutura do objeto. Isso é descrito pela luminescência. O brilho e a propriedade de reflexão do objeto determinam este valor. A luminescência é informada em valores percentuais de acordo com a tabela padrão Kodak. O carvão de pedra tem aprox. 5% de luminescência, couro preto para calçados, aprox. 10%, e uma parede de gesso branca, aprox. 90%. Retrorrefletores que refletem a luz direcionada para a fonte de radiação atingem valores de luminescência de 10.000%, ao passo que a fita refletiva apresenta um valor de 3.000%. As propriedades de reflexão de objetos detectados diretamente na frente do sensor, como também em grandes distâncias do mesmo, representam um desafio no que diz respeito à dinâmica do receptor do sensor. Através da sintonização ideal entre o emissor do laser, a energia do pulso e a sensibilidade do sensor, os sensores LiDAR também conseguem medir de modo confiável objetos a grande distância que apresentam uma luminescência baixa. Na medição da distância com laser, é detectado primeiramente, no caminho direto, a distância mais curta entre o objeto e o sensor. Esta é uma grande vantagem, pois, na medição com a velocidade da luz, não pode ocorrer um deslocamento adicional e, deste modo, nenhum aumento adicional. Em poucos casos de aplicação, porém, esta também é uma desvantagem. A medição de objetos localizados atrás de um vidro ou de uma embalagem com filme pode ser bem complexa. Os sensores LiDAR não olham virando a esquina nem através de objetos, mesmo se isso fosse desejado para a aplicação. Na maioria dos casos, os objetos transparentes são a causa para interferências no valor medido, porém na aplicação muitas vezes podem ser seguramente filtrados, por exemplo, com base na tecnologia Multi-Eco. Sender to object Object to sender Fig. 5: Medição da distância com medição de tempo de voo do pulso t A escolha do método de medição adequado otimiza o sensor LiDAR para a respectiva aplicação. Método de medição correlação de fase O método de medição correlação de fase também está descrito no artigo técnico HDDM + (8022026). Ele faz parte dos métodos de medição de distância clássicos. Neste caso, um sinal é enviado com uma determinada frequência para um feixe de laser contínuo. A seguir, a diferença do tempo da fase entre o feixe enviado e o feixe recebido é detectada no receptor e avaliada na unidade de avaliação. A diferença de fase está correlacionada com a distância entre o sensor e o objeto. Uma desvantagem sistemática deste método é que a medição da diferença de fase depois de uma diferença de fase acima de 360 não permite mais uma conclusão clara sobre a distância. Neste caso, fala-se de uma faixa de clareza de < 360. Uma solução em sistemas unidimensionais são sensores que transmitem diferentes frequências de diferentes comprimentos de onda e, por comparação lógica dos valores medidos, atingem um grande alcance e, além disso, alta precisão. 5
Método de medição de tempo de voo do pulso Os sensores LiDAR para alcances de até várias centenas de metros obtiveram sucesso com o método do tempo de voo do pulso. Nesse ínterim, já existem sensores que atingem resoluções tempos de voo na faixa de poucos centímetros calculados por um medidor. O método do tempo de medição do voo faz uso do puro tempo de um pulso de luz entre o emissor, o objeto e o receptor. Assim que um objeto refletiu um pulso de laser, a medição detectou a distância mais curta entre o objeto e o sensor. Pela medição com a velocidade da luz, os valores medidos por sensores LiDAR baseados no método do tempo de voo do pulso são extremamente robustos e disponíveis. Emitted pulse Receive pulse t 1 Fig. 6: Princípio de medição do tempo de voo t Método de medição HDDM + (avaliação estatística): High Definition Distance Measurement Plus (HDDM + ) é um método estatístico. Este está descrito no artigo técnico HDDM + (8022026). Neste método, é utilizado o efeito de muitos pulsos individuais, os quais, com base na amostra de envio conhecida, são novamente agrupados e, com ajuda de métodos estatísticos, fornecem informações sobre a distância e o sinal do eco. Fig. 7: Detecção sem lacunas da área de varredura pelo exemplo do sensor SICK LiDAR MRS1000 6
Avaliação de vários impulsos recebidos no feixe de medição Como na prática nem o pulso de laser pode formar um feixe de modo infinitamente curto nem o ponto de luz pode formar-se infinitamente (pequeno) na direção de propagação, formam-se efeitos físicos, dos quais os sensores fazem uso para calcular um valor medido. O efeito mais conhecido são sinais de eco que retornam, e estes podem ser utilizados para a avaliação múltipla. Se um ponto de laser for maior do que o objeto a ser medido, uma parte do ponto incide sobre um canto, sendo que, então, uma parte do pulso de luz é refletida pela superfície do primeiro objeto de medição e, se for o caso, adicionalmente ainda por uma parte da superfície situada atrás. Este efeito pode ocorrer multiplamente, surgindo outras medições. Agora, o objetivo é desenvolver um método que torna este efeito aparentemente interferente útil para a aplicação. O cliente recebe do sensor valores de distância e de eco por meio dos ecos refletidos no respectivo ângulo. Em sensores 1D, são recomendados até oito sensores e, em sensores de varredura, até cinco ecos. A edição de vários ecos possibilita a utilização de sensores LiDAR na área externa. Por isso, é possível uma filtragem confiável de valores medidos com interferência causada por chuva, neve, poeira ou granizo no campo de visão. Echo 1 Echo 2 Fig. 8: Objeto menor do que o diâmetro do feixe de laser t Echo 1 Echo 2 Echo 3 Fig. 9: Efeitos de ecos múltiplos no feixe de medição t 7
Os sensores LiDAR conseguem detectar um valor medido ou, no caso de sistemas Multi-eco, vários valores medidos de diferentes distâncias por passo de ângulo. Este valor medido pode ser transmitido para a avaliação interna ou para a edição de dados externa. Quando um valor medido é detectado em um ângulo, então, por meio do método de medição do tempo de voo do pulso, está assegurado que neste feixe de medição se encontra um objeto. Quando um sensor LiDAR é instalado em um veículo, no caso de duas medições temporalmente sucessivas, não se pode concluir que eles atingem o mesmo objeto. Uma avaliação que informa se o valor medido representa uma parte da aplicação ou se este deve ser excluído, por exemplo, porque este se formou devido a uma parte incidente no campo de visão, deve ser realizada na aplicação posterior. Em um sensor de medição por laser, o usuário tem a liberdade de construir o filtro adequado para a sua aplicação. Além disso, os sensores com frequência dispõem de filtros configuráveis que podem ser ligados adicionalmente. Para constatar o momento da medição, as varreduras de dados dos sensores contêm carimbos de tempo que podem ser sincronizados com fontes de dados externas. Fig. 10: Análise Multi-Eco LMS5xx 8
Métodos de medição em sensores1d, 2D ou 3D Sensores de medição linear (1D) Os sensores de distância, tais como o Dx1000, fazem uso do alongamento linear unidimensional na direção do objeto de medição, a fim de determinar distâncias e alterações da distância sobre alvos naturais (luminescência de até 100%) ou refletores. Em medições sobre refletores, podem ser atingidos alcances de até 1.500 m (DL1000). Por exemplo, com ajuda de sensores de medição linear, é determinada a posição de guindastes grandes numa distância precisa, a fim de possibilitar procedimentos de agarramento e descarga. A otimização do tempo do ciclo de medição correspondente à aplicação tem como resultado que grandes distâncias e rápidas alterações da distância são detectadas de modo confiável e extremamente preciso. Mais detalhes podem ser consultados no Manual de instruções do Dx1000 (DE: 8019330, EN: 8019329) um sensor 1D típico com métodos de medição modernos. Sensores de medição de superfícies (2D) O desenvolvimento de sensores 2D teve como objetivo manter as excelentes propriedades da medição com laser e aproveitá-las para um sensor de medição de superfícies. O método aqui utilizado, de deslocar um feixe de laser por meio de um espelho rotativo, parece simples. Porém, o desafio está nos detalhes. Muitos sensores de varredura são sistemas de medição coaxial. O feixe do laser se encontra no meio do feixe de recepção. Este feixe é desviado por um espelho rotativo. Todas as propriedades descritas que tornam a medição com laser tão propícia ficam mantidas, ou seja, o grande alcance e a propriedade de medir também objetos extremamente escuros. Nos sensores LiDAR, a sequência dos disparos dos pulsos do laser é sincronizada com a frequência de rotação do motor e com a resolução angular desejada. Normalmente, a frequência máxima dos disparos da fonte do laser e a resolução angular desejada determinam a velocidade de rotação do motor. Durante a rotação, não podem ser gerados mais pulsos do que o permitido pelo circuito do laser. Nos sensores de varredura, também são excelentes a resolução angular e a fidelidade angular da sequência dos disparos, bem como a alta frequência de medição (velocidade de rotação dos motores). Para deslocar um feixe de laser por meio de um espelho, é necessária uma alta precisão mecânica. Fig. 11: Princípio de funcionamento do sensor 2D-LiDAR A vista é pela lateral para o polígono de emissão; a luz recebida no polígono de recepção é conduzida para o receptor lateral por meio de uma lente coletora. Com um polígono, em baixas frequências do motor, são obtidas altas taxas de varredura, pois, no deslocamento com um espelho, cada faceta do polígono produz uma varredura. Fisicamente resulta uma restrição do campo de visão, dependendo do número de facetas e da estrutura mecânica, para menos de 100 graus, ou 70 graus no LMS4000. 9
1 2 Sender/ receiver unit Rotating mirror Sender unit Rotating mirror Receiver unit Object Object Fig. 12: Estrutura do LMS4000, 1 = vista de cima; 2 = vista lateral Como já descrito, a frequência de varredura é uma característica importante de sensores LiDAR. Um aumento desta frequência de comutação é atingido pelo uso de vários emissores e receptores. No LMS1000, o mais novo sensor LiDAR da SICK, quatro módulos de emissão-recepção são girados em volta do próprio eixo em disposição cruzada (visto de cima). Formam-se praticamente quatro sensores laser que executam a varredura do mesmo plano numa distância de fases de 90 graus entre si. Quando o motor gira a 50 Hz (20 ms por rotação completa), cada setor de 90 graus é coberto em ¼ dos 20 ms. A rotação completa de 360 graus está coberta por quatro módulos, dos quais cada um só precisa cobrir 90 graus. Isso quer dizer que os campos de visão de 360 graus são cobertos em 5 ms ou, expresso de outro modo: o sensor trabalha com uma taxa de varredura de 200 Hz. Em sensores LiDAR de medição de superfície, o aspecto da resolução angular é relevante para o plano de varredura. Ele contém a informação, se a superfície realmente está sendo varrida sem lacunas. Para esta finalidade, estão disponíveis inúmeros sensores que fornecem o máximo em resolução angular para a aplicação em questão. Por exemplo, o LMS511, com ajuda da frequência de varredura, pode variar a resolução angular. A dilatação de seu ponto é maior do que a resolução angular do sensor, possibilitando assim uma detecção da área de varredura com densidade de superfície. A distância de varredura operante vai de 10 m a 80 m nos diferentes scanners. Isso também vale para as propriedades desafiadoras do retorno da radiação, como, por exemplo, uma luminescência de apenas 10%. Measured point Scan with coarse angular resolution Scan with fine angular resolution Fig. 13: Exemplo LMS5xx 10
Beam diameter in mm (inch) 1,400 (55.12) 1 resolution 1,200 (47.24) 1,000 (39.37) 800 (31.50) 600 (23.62) 400 (15.75) 200 (7.87) SR HR 0.6667 resolution 0.5 resolution 0.3333 resolution 0.25 resolution 0.1667 resolution 0 0 10 (32.80) 20 (65.61) 30 (98.42) 40 (131.23) 50 (164.04) 60 (196.85) 70 (229.65) 80 (262.46) Target distance in m (feet) Beam distance, depending on resolution Beam diameter (SR) Beam diameter (HR) Fig. 14: Diâmetro do feixe e distância entre os pontos de medição do LMS500 em 0 m a 80 m 11
Sensores de medição espacial (3D) Partindo do princípio descrito dos sensores LiDAR que medem superfícies, existe a questão de como podem ser medidos objetos em três dimensões. Para gerar uma imagem 3D a partir dos dados de medição de um sensor 2D-LiDAR, é necessário, além do telegrama padrão de envio dos dados, o ponto mecânico de instalação do sensor no mundo das coordenadas do usuário. As varreduras são editadas por meio de carimbos de tempo e indicação de índices, de modo que o usuário pode criar uma representação lógica das varreduras emitidas sequencialmente, correta em relação ao tempo e ao local. Resulta disso uma representação 3D em objetos que se movem embaixo de um sensor instalado de modo fixo numa armação ou em um mastro. Logicamente é necessário, para este caso, o vetor da velocidade do movimento próprio do objeto, a fim de sincronizar a frequência de varredura da recepção com a distância real de varreduras individuais sobre um objeto. Com isso também pode ser medido o comprimento dos objetos que se movem embaixo do sensor. Isso ocorre, por exemplo, em sistemas de pedágio com sensores a laser que fornecem informações precisas sobre a classe do veículo ou, em sistemas de medição de volume, em que são medidas as dimensões de veículos ou de objetos com largura excessiva. Fig. 15: Medição do perfil de um veículo de carga com três sensores 2D LiDAR Com base nas informações fornecidas pelos dados de medição do sensor, pode ser movido qualquer sensor a laser da SICK. Isso se realiza em instalações de giro ou por imagens de distância 3D dos objetos, formadas pelos eixos lineares. Neste tipo de aplicação, os objetos estão normalmente parados. Exemplos disso são sistemas de medição de volume ou instalações de carga automáticas, tais como as utilizadas no carregamento de contêineres. Graças ao seu design robusto, os sensores da SICK resistem a processos de movimentação, como giro, aceleração ou frenagem. Scanner de posições múltiplas Fig. 16: Sensor LiDAR com 4 níveis de varredura As classes de sensores 3D LiDAR mais recentes oferecem ainda mais. Por meio de vários emissores ou uma combinação de ambos, resulta a possibilidade de produzir sensores que fazem a varredura de várias posições simultaneamente ou em ângulo deslocado. Isso significa que, além da posição 2D que em um sensor horizontal é a posição 0 os sensores da geração de dispositivos LD-MRS ou MRS1000 e MRS6000 ainda cobrem outras posições inclinadas para cima ou para baixo. 12
Sensor 3D-LiDAR MRS1000 Height in m (ft) 6 (19.69) 5 (16.41) 4 (13.12) 3 (9.84) 2 (6.56) 1 (3.28) 0 1 ( 3.28) 2 ( 6.56) 3 ( 9.84) 0 20 (65.62) Typical scanning range Max. scanning range 90 % Remission 10 % Remission Fig. 17: Exemplo de gráfico MRS1000 40 (131.24) 4 3 2 1 60 (196.86) 1 2 3 Layer 1 Layer 2 Layer 3 4 Layer 4 2,5 2,5 2,5 80 (262.48) Radius in m (ft) Scanning range in m 80 60 40 20 0 20 40 60 80 80 60 40 20 0 20 40 60 Scanning range max. 64 m 275 80 Scanning range in m Scanning range for objects up to 90 % remission 30 m Scanning range for objects up to 10 % Remission 16 m O benefício para o usuário é visível. Através de uma rotação resultam mais pontos de medição. Para estes pontos, devem registradas informações sobre distância, ângulo no plano horizontal e ângulo nos planos do espaço tridimensional. A partir destes três valores da coordenada espacial, podem ser determinadas as posições de um ponto de medição X, Y, Z no sistema de coordenadas original. Este valor medido apresenta, em proporções bem altas, a mesma disponibilidade normal dos sensores SICK AG já oferecida pelos sensores 1D e 2D da SICK AG. Por exemplo, o MRS1000 tem quatro posições, das quais cada uma está inclinada em 2,5. Aqui são detectados mais pontos de medição do que em sensores 2D durante o mesmo período de tempo. Além disso, a estrutura mecânica em multiposições resulta em velocidade de detecção aumentada. Em sistemas de múltiplas posições existem diferentes versões. No MRS1000 forma-se a inclinação das posições de módulos emissores e receptores internos. Com isso, em um giro de 90, cada módulo cobre um setor. Objetos que podem ser vistos em mais de uma posição são detectados em um quarto do tempo do giro completo. Em sensores 3D e no princípio de medição que funciona por meio de um espelho, desviando o ângulo de visão do caminho de emissão-recepção, as vantagens da medição a laser ficam mantidas. Se, além disso, os módulos forem orientados para ângulos diferentes, então, ao medir objetos, adicionalmente à distância e ao ângulo da direção de varredura, ainda podem ser determinados os ângulos no plano dos objetos, ou seja, as coordenadas x, y, z no espaço. Para a medição em todos os planos, as vantagens da alta sensibilidade e do longo alcance ficam mantidas. 13
Sender/ receiver unit Fig. 18: Estrutura do MRS1000 Object Numa distância de aproximadamente 16 m, o MRS1000 alcança uma cobertura de cerca de 2 m. As posições inclinadas descrevem a curva envoltória de um cone. Se o sensor for fixado em um veículo automaticamente guiado, por exemplo, em um SVAG ou em um AGC que se move em um corredor, o sensor detecta as superfícies do objeto ao passar ao lado dele. Uma alteração das áreas de detecção resulta de uma possível inclinação do sensor. A inclinação das posições na área de aproximação abaixo de cinco metros forma uma varredura de detecção de aprox. 0,5 m. Com isso, é atendida a solicitação de poder reagir bem rapidamente na área de aproximação, pois então também são detectados objetos pequenos com cada posição. Pela disposição dos módulos emissores-receptores deslocados em 90 graus, tudo isso ocorre 4 vezes mais rapidamente do que com a frequência de giro do módulo individual. Sensor 3D-LiDAR MRS6000 No MRS6000 é utilizado o efeito do espelho do polígono com a disposição de vários emissores uns sobre os outros. Este é um princípio de medição alternativo para gerar mais do que um plano de medição com um scanner. Com cada polígono de espelho, o pacote de envio de 6 feixes cada é inclinado, obtendo-se disso 24 posições pelo giro completo do polígono de 4 lados. O MRS6000 oferece uma detecção sem lacunas do ângulo de abertura horizontal completo. Em tem um ângulo de abertura horizontal de 120 graus e um ângulo de abertura vertical de 15 graus. 200 m max. 30 m @ 10 % 13.5 120 9.75 15 6 2.25 0 1.5 3.75 0.13 0.625 Fig. 19: Princípio de funcionamento, esquematizado em 3D 14
Sensor 3D-LiDAR LD-MRS O scanner multiposições LD-MRS com quatro a oito posições cobre alcances de até 100 m, ao passo que o MRS1000 cobre alcances de até 30 m de distância de comutação para SVAGs (sistemas de veículos automaticamente guiados). Nos sensores da série LD-MRS, são utilizados dois diodos de laser sobrepostos como elementos emissores. O sinal de recepção é subdividido adicionalmente em dois elementos receptores para cada caso. Do sensor LD-MRS resulta um sensor com quatro posições. A estruturação mecânica é semelhante à do scanner com polígono MRS6000, sendo que aqui o polígono é composto de duas facetas, a parte frontal e a parte traseira do espelho defletor. Fig. 20: Estruturação das posições do LD-MRS 15
SKOM/ITL (2018-09) Pre USmod ptbr48 REFERÊNCIAS - www.sick.com/2d_lidar_sensors - www.sick.com/3d_lidar_sensors SICK AG Waldkirch Germany www.sick.com