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Sicherheitstechnik: Von Radar über 2D-LiDAR bis 3D Time-of-Flight

Anwendungsfälle für Radar, 2D-LiDAR und 3D-Time-of-Flight im Überblick
Sicherheitstechnologie: Wissenswertes über Radar, 2D-LiDAR und 3D Time-of-Flight

Firmen im Artikel:
Sicherheitstechnologien wie Radar, 2D-LiDAR und 3D-Time-of-Flight (ToF) werden in der Industrie häufig eingesetzt. Jede Technologie hat ihre Vor- und Nachteile. Was eignet sich wo? Sensorik-Experte Sick gibt Antworten.

Wie arbeitet Radar?

Was ist Radar?

Radar, eine auf elektromagnetischen Wellen basierende Sensortechnologie, wurde in der Fertigungsindustrie erstmals in den 1930er Jahren eingesetzt. Radar nutzt Funkwellen zur Erkennung von Objekten. Damit kann die Anwesenheit von Personen oder Objekten erkannt werden, um gefährliche Bewegungen von Maschinen zu stoppen und ein unerwartetes Wiederanlaufen zu verhindern. Radarlösungen für Sicherheitsanwendungen sind mit Performance Level d erhältlich.

  • Hauptmerkmale von Radar:

1. Keine Beeinträchtigung durch Staub, Holzspäne und Kunststoffpartikeln.

2. Hohe Performance in rauen Umgebungen.

3. Konfigurierbare Feldgrößen. Mit Radar kann man bis zu vier Schutzfelder gleichzeitig überwachen– und das mit Performance Level d.

Was ist 2D-LiDAR?

2D-LiDAR (Light Detection and Ranging) ist eine laserbasierte Sensortechnologie und wurde in den frühen 2000er Jahren erstmals in der Fertigung eingesetzt. Sie nutzt Licht, um Objekte in einer zweidimensionalen Ebene zu erkennen und so detaillierte Informationen über die Umgebung zu erhalten. 2D-LiDAR wird häufig eingesetzt, wenn große Bereiche oder komplexe Konturen abgedeckt werden müssen. Mit diesen Sensoren können u. a. Personen ,Objekte und Hindernissen erkannt, Entfernungen gemessen oder sich bewegende Objekte identifiziert werden. Sie können auch zur Erkennung von und zur Vermeidung von Kollisionen in automatisierten Fertigungsprozessen eingesetzt werden. Mittlerweile ist 2D-LiDAR mit Zertifizierung nach Safety Performance Level d und auch Performance Level b erhältlich.

Typische stationäre Anwendungen von 2D-LiDAR sind die horizontale Bereichsüberwachung oder die vertikale Zugangsabsicherung. Bei mobilen Anwendungen ist ein gleichzeitiger Feldschutz für mobile Roboter oder fahrerlose Transportfahrzeuge möglich. So können diese schrittweise abbremsen und anhalten. In den letzten Jahren ist die Technologie immer beliebter geworden, da die Kosten gesunken sind und die Genauigkeit sich verbessert hat.

  • Hauptmerkmale von 2D-LiDAR:

1. Man kann damit Hindernisse und Personen in einem Raum erkennen.

2. Hochauflösende Scan-Fähigkeiten ermöglichen eine präzise Lokalisierung und Navigation.

3. Objekte werden schnell und genau erkannt, was die Reaktionszeit verkürzt.

4. Überwachung von Schutzfeldern nach Performance Level d oder Performance Level b.

5. Die gelieferten Echtzeit-Daten können für Sicherheitskontrollen, Vermessung und Überwachung genutzt werden.

Was ist 3D-Time-of-Flight?

Die optische Sensortechnologie 3D-Time-of-Flight (ToF, Lichtlaufzeit) verwendet ebenfalls Licht zur Erkennung von Objekten. Dabei wird ein Lichtimpuls ausgesendet und die Zeit gemessen, die der Impuls benötigt, um von Objekten in der Umgebung reflektiert zu werden.

3D-ToF wird häufig in Sicherheitsanwendungen eingesetzt, die detaillierte Informationen über die Umgebung erfordern. Mithilfe eines Lichtimpulses kann 3D-ToF eine genaue 3D-Karte des überwachten Bereichs erstellen. Diese Karte kann dann dazu verwendet werden, Objekte zu erkennen und festzustellen, ob sie sich bewegen.

Die 3D-Time-of-Flight-Technologie, ursprünglich für die Bilderfassung und das 3D-Scannen verwendet, wurde in den frühen 2000er Jahren erstmals in der Fertigung eingesetzt. Seither hat sich ihr Einsatz auf eine Vielzahl von Anwendungen ausgeweitet. Erstmals seit 2023 ist diese Technologie mit dem Sicherheitslevel Performance Level c erhältlich. Dies ermöglicht sicherheitsgerichtete Anwendungen wie Kollisionsschutz für mobile Roboter, 3D-Schutz für kollaborierende Roboter und Objekterkennung bei Förderanlagen.

  • Hauptmerkmale von 3D-Time-of-Flight:

1. Genaue Abstandsmessung: 3D-Time-of-Flight-Sensoren können die Entfernung zwischen dem Objekt und dem Sensor mit sehr hoher Genauigkeit messen, so dass sie sich ideal für die Kollisionsvermeidung bei Robotern eignen.

2. Sichere dreidimensionale Erfassung der Umgebung mit Performance Level c.

3. Kompakt und leicht: 3D-ToF Sensoren sind ideal für beengte Platzverhältnisse.

Sick AG

www.sick.de


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