パルスレンジ技術（PRT）採用　LiDAR センサ

Accepting challenges. Experiencing reliability. Reinterpreting innovation. 製品概要 LiDARセンサ

LiDARセンサ 最大限のパフォーマンスを引き出す 革新的なセンサソリューション Pepperl+Fuchsは、革新的なアイデアを着実に推進すべく、数十年にわたる 経験と高度な技術的ノウハウを活用してきました。パルスレンジ技術（PRT）を 採用した LiDARセンサは、この伝統に則り、極めて正確かつ信頼性の高い 測定結果を特長とする製品です。当社はこうしたセンサの開発に用いた系統 的なアプローチで、今後も、よりパワフルな新しいセンサソリューションを確 実にお客様にお届けして参ります。 進化のための重要な一歩 Pepperl+Fuchsの LiDARセンサのポートフォリオは、基本的な要件からより高度なものまで、アプ リケーションに応じた的確なソリューションを提供します。R2000は、全方位を網羅する優れたパ フォーマンスと非常に高い精度を特長とする 2Dレーザスキャナです。R2300は、シングルセンサ に 4 つのスキャンレイヤを組み合わせた 3Dレーザスキャナで、より詳細な情報とより信頼性の高い 測定結果が得られます。R2100は、コスト効率および耐久性に優れたマルチビーム LEDスキャナで、 シンプルで信頼性の高い物体検出に最適な選択肢です。 優れた技術： 正確かつ信頼性の高い測定結果が得られるPRT Pepperl+Fuchsは、パルスレンジ技術（PRT）を開発することによって、商業用途および工業用途 のさまざまな製品に直接 ToF（Time-of-Flight）計測法を取り入れることに成功しました。このこ とは、正確で極めて信頼性の高いこの技術を幅広い要件に合わせて柔軟に応用できることを意味し ます。PRTは、条件が厳しい場合でも、絶対的な精度と信頼性で、数センチメートルから数百メー トルの距離を測定可能です。 2

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パルスレンジ技術 高精度を実現するインテリジェントな技術 パルスレンジ技術（PRT）は、極めて精度の高い距離測定を実現するためにPepperl+Fuchsが 特別に開発した技術です。数センチメートルから数百メートルの距離を極限の精度で測定すること ができます。 連続的なビームに代わって高エネルギーパルスを使用 長い距離でも正確に特定できる精度 パルスレンジ技術では、短光パルスを発する強力な光源を使用します。この パルスレンジ技術が大きな成功を収めた理由のひとつに、光パルスのエネル パルスは、ターゲットの物体に反射すると、高い精度で受光器によって検出 ギー密度の高さが挙げられます。これにより、検出範囲が拡大されるだけで されます。続いて、記録された値と光の速度に基づいてターゲットの物体ま なく、外部光による干渉や物体の特性の違いによる影響を効果的に抑制で での正確な距離が計算されます。 きます。PRTセンサは、光パルスの走行時間を直接測定することで極めて 正確で信頼性の高い測定結果を出します。 間接測定方法と定常的な光源を使用したセンサと比較すると、光パルスのエ ネルギー含有量は大幅に高くなります。PRTの測定範囲は、三角測量とは 異なり、光学素子の幾何学的な配置によって制限されることはありません。 ハウジングが比較的小さくても、PRTセンサの場合はかなり広い測定範囲 を維持することが可能なため、測定値の品質という観点からも高度な要件を 満たすことができます。 TL 伝達時間 信号発信 受信時間 信号受信 時間 t 4

パルスレンジ技術 高精度を実現するインテリジェントな技術 全方位の視認性： R2000 経済的で耐久性に優れたソリューション： R2100 360°の測定角度で全方位の視認性を実現するスキャナです。2Dレーザス R2100は、ソリッドステート設計によりさらに耐久性が向上しています。 キャナはクラス最高の角度分解能を備え、ステータス情報が見やすいインタ Pepperl+Fuchsのこのマルチビーム LEDスキャナはコスト効率にも優れ ラクティブディスプレイが搭載されています。基本的な設定はデバイスで直 ています。11本のシングルビームによる 2D測定を実行し、絶対的な信頼 接行うことができます。操作および診断に関する情報については、操作中で 性の測定結果が得られます。マルチワイドビームエミッタが、表面のテクス も表示可能です。 チャにかかわらず確実に物体を検出します。 4レベルの精度： R2300 R2300マルチレイヤスキャナが、1 つの 3D LiDARセンサに 4 つのスキャン レイヤを組み合せ、センサ範囲に関してより詳細な測定情報を提供します。 最小の物体の構造や輪郭も高い信頼性で検出できます。内蔵されたパイロット レーザを有効にすると、位置合わせや試運転が容易になります。ソリッドステー ト設計により、耐久性が特に向上しています。 標準的な PRTアプリケーション „„中程度から非常に広い検出範囲、環境条件の変動 „„複数の隣接するセンサの並列処理 „„物体の正確な検出・位置決め „„信頼性の高いナビゲーションサポート・衝突の回避 マルチビーム LEDスキャナR2100、2DレーザスキャナR2000、およびマルチレイヤスキャナR2300。 5

R2000 UHD/HD 要求の厳しいアプリケーションにも応える高い精度 微小物体も正確に検出 R2000は、独自の機能を組み合わせることで非常に優れた製品となってい ます。正確なライトスポット位置と高い角度分解能で、わずか 1ミリメートル の小さな物体も検出可能です。これにより、非常に厳しい環境条件でも絶対 的な信頼性で高い物体検出を保証し、明確な測定結果が得られます。360° の測定角度で常に全方位の視認性を維持します。 特長 „„R2000 HD/UHD： 非常に正確な測定データを出力 „„微小物体の検出および正確なエッジ検出を可能にする シャープなライトスポット „„360°の測定角度で全方位の視認性を確保 „„シンプルな構造のコンパクト設計 „„インタラクティブな全方位 LEDディスプレイで ステータス情報を見やすく表示 テクニカルデータ R2000 UHD (Ultra High Density) R2000 HD (High Density) 注文コード OMD10M-R2000-B23-V1V1D OMD30M-R2000-B23-V1V1D-HD-1L OMD30M-R2000-B23-V1V1D-1L OMD60M-R2000-B23-V1V1D-1L 検出範囲 物体まで 10 m /リフレクタまで 60 m（OMD10M） 物体まで30 m /リフレクタまで30 m 物体まで 30 m /リフレクタまで 200 m（OMD30M） 物体まで 60 m /リフレクタまで 200 m（OMD60M） スキャン角度 360度 再現性 12 mm以下 分解能 1 mm 光源タイプ 赤色光、レーザ赤外光 レーザ赤外光 角度分解能 0.014°以上 0.043°以上 測定レート 最大測定回数250,000/秒 最大測定回数84,000/秒 インターフェース Ethernet TCP/IP、UDP、100 Mbit/秒 データ出力 距離/角度/エコー/タイムスタンプ レーザクラス 1 360° www.pepperl-fuchs.com/pf-r2000 測定範囲 60 m スキャン角度 インタラクティブな 微小物体の検出 全方位ディスプレイ 6

わかりやすいボタン類 R2000 HDおよび R2000 UHDのディスプレイ 360°の測定角度で正確な物体検出 非常に高いサンプリングレート、優れた角度分解能、広い検出範囲 R2000は360°の測定角度で全方位の視認性を実現します。インタラクティ R2000は、極めて処理速度が速いうえに、市場でもトップクラスの 0.014° ブな全方位ディスプレイには情報がテキストやグラフィックで表示されます。 という高い角度分解能を備えています。1分あたり3,000回のサンプリング 基本的な設定は、デバイス上の使いやすいわかりやすいボタン類で直接行う レートと1秒あたり25万回の測定回数で、可能な限り最高のパフォーマン ことができます。また操作中に診断情報を表示することもできます。これには スを保証します。フィルタが切り替え可能なため、アプリケーションに応じて レンズの汚染レベルに関するメッセージも含まれているため、故障が発生す 迅速かつ容易に測定値の出力調整を行うことができます。R2000は、距離 る前に対処することが可能です。 および角度の正確な測定のみならず、対象物体とリフレクタの判別も可能で す。測定データの正確なタイムスタンプにより、動的な測定にも正確に統合 できます。 7

R2000 UHD/HD 極めて複雑なタスクにも対応可能な インテリジェントなソリューション R2000 UHD/HDは、最高のパフォーマンスが求められるアプリケーションでその本領を発揮し ます。たとえばロボット工学アプリケーションでは、正確なライトスポットと高い測定レートにより、 非常に微細な輪郭や構造であってもリアルタイムに検出できます。 衝突回避のための最適なナビゲーション 多くの物流会社は、物流のプロセスを可能な限り効率的にするために無人搬 正確な測定スポットにより、非常に小さな物体であっても検出して衝突を回 送車を導入しています。たとえばこうした車両は、目的のコンベアまで自走し 避することができます。幅広い評価モードにより、個々のアプリケーション要 てパレットを受け取ります。R2000の測定角度は 360°となっているため、 件に合わせて最適に調整できる最大限の柔軟性を備えています。 このようなナビゲーションアプリケーションにおいて重要な要件のひとつに 適合します。正確な光学点と0.014°の角度分解能で、高い信頼性で他の車 両や物体の位置を検出することが可能です。 8

ロボット工学アプリケーションにも対応可能な精度の高い輪郭測定 倉庫業や原材料取り扱いの分野では、通過するパレットに正確な間隔でパッ ケージを配置するために、水平コンベアに加えてロボットが導入されていま す。このロボットのアームにR2000を組み込むことで、正確な位置計算に 必要なデータを提供できます。これにより、パッケージを挿入できる空きス ペースの検出が可能になります。正確なライトスポットと高い測定レートで、 極めて微細な輪郭や構造であってもリアルタイムに検出できます。 9

R2000 Detection 要求の厳しいモニタリング・検出にも対応可能な万能タイプ 微小物体および動的アプリケーションに最適 R2000 Detectionは、シンプルな操作、非常に安定したスキャン軸で、 角度分解能もクラス最高となっています。ギャップ制御、空きスペースの検 出といった作業に理想的です。4 つの検出フィールドは自由に設定すること が可能で、ご要望に応じて赤外光仕様（OBD30M）または赤色光仕様 （OBD10M）を選択できます。両仕様ともに、最大 30メートルの範囲で信 頼性の高い自然物体のモニタリングを行うことができます。 特長 „„R2000 Detection： フィールドモニタリング用のスイッチングセンサ „„安定したぐらつきのないスキャン軸で対象表面を正確にモニタリング „„市販のデジタル I/Oスキャナでは最高レベルにあたる 0.071°の 角度分解能で微小物体の検出も可能 „„自由に設定可能な 4つの検出フィールドによる優れた操作性 „„可視赤色光レーザまたは赤外線レーザを選択可能 テクニカルデータ R2000 Detection 注文コード OBD10M-R2000-4EP-V1V17 OBD30M-R2000-4EP-V1V17-1L 検出範囲 物体まで 10 m/リフレクタまで 30 m（OBD10M） 物体まで 30 m/リフレクタまで 30 m（OBD30M） スキャン角度 360度 最小検出物体幅 12 mm以下 角度分解能 1 mm以上 再現性 0.071°以上 スイッチングフィールド数 自由にプログラム可能な4つのフィールド 出力信号 4つのスイッチング入力 /出力（選択可能） パラメータ設定 R2000 DTMによりPACTwareへの統合が可能 レーザクラス 1 360° www.pepperl-fuchs.com/pf-r2000d 測定範囲 30 m スキャン角度 インタラクティブな 検出フィールドの 全方位ディスプレイ 設定が可能 10

最大 4つの検出フィールドを設定可能 R2000 Detectionのディスプレイ 非常に柔軟性が高く調整可能なモニタリングフィールド 全方位の視認性 R2000 Detectionは、スキャン軸が安定してぐらつきがないため、対象表 R2000 Detectionは、優れたパフォーマンスとさらにコンパクトになった 面の正確で信頼性の高いモニタリングが可能です。DTMを介して容易かつ 設計が特長の 2Dレーザスキャナです。360°をカバーする全方位の視認性 直観的に設定できる 4つの検出フィールドが備わっており、ギャップや突出 およびクラス最高の角度分解能を備えています。R2000 Detectionは、応 部の検出に最適なスキャナとなっています。フィールドおよび入力値が出力に 答時間が短いだけでなく、分解能も 0.071°と極めてハイレベルです。この 論理的にリンクされているため、設定が極めて容易でユーザーフレンドリーで 高い分解能と正確なライトスポットを組み合わせることで、微小物体の検出 す。フィールド評価のパラメータ設定により、非常に厳しい環境条件下でも も可能となっています。 汚染度が激しい場合でも、確実に物体を検出できます。また、R2000の フィールド評価機能で、大きな物体でも小さな物体でも高い信頼性で区別で きます。 11

R2000 Detection 超高速でも完全に衝突を回避 センサは、自動車の製造から倉庫業や物流といった多くの分野で、衝突を回避するための手法として 採用されています。R2000 Detection LiDARセンサは、まさにこの類の用途に最適な選択肢です。 4 つの検出フィールドを正確に設定することで、微小物体も絶対的な信頼性で検出できます。 ハイベイ倉庫における信頼性の高いギャップ制御 最先端のハイベイ倉庫には、高速搬送のための自動で保管および取り出しを 行うシステムが導入されています。このような環境では、小規模な衝突であっ てもプラント全体の稼動停止につながり、それによって製造費が大幅に増大 しかねません。R2000 Detection LiDARセンサは、保管および取り出しの 自動システムやラック自体にも組み込みが可能で、さらに最大 0.071°の高い 角度分解能で微小物体も検出できます。これにより、潜在的な危険をいち早く 検出し、確実に衝突を回避します。 12

自動車製造における小型部品の正確な検出 一般的な自動車の組立では車両が生産ラインに沿って移動します。このような 製造工程の故障やダウンタイムを防止するには、それぞれの組立工程をエラー なく進められることが非常に重要です。したがって、どんなに小さなものであっ ても移動経路を通過するすべての部品を確実に検出する必要があります。 R2000 LiDARセンサは、車両の下を監視し、物体が検出された場合は直ち に生産ラインを停止できるようにすることができます。 その他の代表的なアプリケーション „„突出部のモニタリング „„空きスペースの検出 „„AGVの衝突回避・セルフナビゲーティングプラットフォーム 13

R2300 信頼性および効率性の高いマルチレイヤ 堅牢な構造および正確な測定 R2300マルチレイヤスキャナは、シングルレイヤよりも詳細なスキャン情報 を提供することで、検知範囲内で確実にはるかに信頼性の高い検出結果を 提供します。ソリッドステート設計により、特に耐久性が高いセンサとなって います。PRT技術の採用で、周囲の環境や対象物体の状態にかかわらず、 非常に正確で信頼性の高い測定が可能になりました。複数のセンサを使用 するのではなく、1 台のマルチレイヤスキャナだけで済むため、購入、配線、 統合にかかるコストを削減できます。 特長 „„3D空間における物体認識に適し、コスト効率と汎用性に優れた マルチレイヤ LiDARセンサ „„高いサンプリングレートと測定密度が位置決め、物体の分類、 ナビゲーションサポートに最適 „„内蔵パイロットレーザで設置・試運転を簡素化 „„ソリッドステート設計により耐久性、効率性、製品寿命を向上 テクニカルデータ R2300 注文コード OMD10M-R2300-B23-V1V1D-4S 検出範囲 10 m～白（90%） 4 m～黒（10%） スキャン角度 100度 再現性 12 mm 分解能 1 mm 光源タイプ 測定レーザ： 赤外線（レーザクラス 1） 位置合わせレーザ： 赤色光（レーザクラス 1） 角度分解能 0.1度 測定レート 1回のスキャンで最大4,000ピクセル インターフェース Ethernet UDP 100 Mbit/秒 100° www.pepperl-fuchs.com/pf-r2300 測定範囲 10 m スキャン角度 4スキャンレイヤ パイロットレーザ 14

2 1 3 1： エミッタとレシーバを分離 2： 回転ミラー 3： 4スキャンレイヤによる測定 容易な試運転および干渉の低減 広い視野および高度な機械的コンセプト R2300には、回転ミラーを除いて、すべてにソリッドステートエレクトロニク R2300マルチレイヤスキャナは、0.1°の非常に高い角度分解能、高いサン スの技術が採用されています。これにより、センサの耐衝撃性および耐振性が プリングレート、正確なライトスポットが組み合わされています。これにより、 高まり、干渉耐性が向上しました。内蔵されたパイロットレーザを有効にす 微小物体の構造や輪郭を正確かつ高い信頼性で検出できます。フィールド使 れば、ツールを追加する必要もなく、R2300の調整およびコミッショニング 用時に、スキャナが柔軟性と精度の両方を確保します。エミッタとレシーバを をお客様自身で容易に行うことができます。 機械的に分離することで光学的な短絡を回避しました。そのため、同クラスの 他社製デバイスに比べてクリーニング間隔がかなり長くなり、ダウンタイムも 大幅に低減されています。R2300は非常にコンパクトな設計で、自動搬送 システムなどの非常に限られたスペースにも使用可能です。 15

R2300 各レイヤを完全に表示 多くのアプリケーションでは、異なるレイヤを同時に検出することが必要です。 Pepperl+FuchsのR2300はこの点において特にその本領を発揮します。 この 3D LiDARセンサは、コンベヤーベルトの終端、パレットの位置、積荷の位置を 含む、あらゆる対象を高い信頼性で監視することができます。 AGVの信頼性の高いナビゲーション 倉庫業や物流の分野では無人搬送車（AGV）が頻繁に使用されており、この ような車両はラックの下を走行し、指定された目的地に（搭載物とともに）到 達する前に持上げられることもあります。R2300 3D LiDARセンサは、こ のような場合に必要なデータを提供し、衝突の回避やAGVを安定したナビ ゲーションに貢献します。高い測定精度および領域検出機能で、絶対的な信 頼性の搬送を実現します。スキャナのハウジングはコンパクトな設計となって おり、このような車両内の狭い空間にも最適な選択肢となります。 16

中継ステーションにおける正確な位置決め 倉庫業や物流分野の多くのシステムでは中継ステーションが採用されていま す。たとえば、AGVはベルトの終端でパレットを回収する必要があります。 このような場合、車両にR2300を組み込むことで、積荷の位置や状態の正 確な情報を取得し、車両の最適な位置を確実に判断することができます。 4 つのスキャンレイヤを使用することでこの信頼性が確保され、中継ステー ションにおけるプロセスの信頼性も大幅に向上します。 17

R2100 最高レベルの効率性がもたらす トップクラスのパフォーマンス 信頼性の高い測定結果が得られる革新的な技術 R2100 2Dマルチビーム LEDスキャナは、パルスレンジ技術（PRT）とマル チチャンネル測定を最適に組み合わせた製品です。並列に配置されたマルチ LEDエミッタが 88°のゾーン内の二次元領域を評価します。これにより、環 境条件にかかわらず、スキャナで極めて信頼性の高い安定した測定結果が得 られます。そのため、R2100は、モバイル機器、イントラロジスティックス、 機械、プラントエンジニアリングといった分野におけるアプリケーションに最 適な選択肢となっています。 特長 „„赤外線 LEDでパワフルなパフォーマンスを発揮 „„可動部がないために耐久性がさらに向上 „„マルチビームスキャンによる 2D測定 „„LEDを採用することで目への有害性を排除 „„マルチワイドビームエミッタで表面のテクスチャにかかわらず 信頼性の高い物体検出を保証 テクニカルデータ R2100 注文コード OMD8000-R2100-R2-2V15（RS232/シリアル） （インターフェース /プロトコル） OMD8000-R2100-B16-2V15（CAN/CANopen） 検出範囲 0.2～8 m 光源タイプ 88度 スキャンレート 1 mm スキャン角度 赤外線、LED、変調光、850 nm 分解能 50秒 -1（1スキャン = 11測定） 電源電圧 10～30 V DC 負荷電流なし 120 mA（24 V DC時）以下 保護タイプ IP67 動作周囲温度 -30～ 50 ˚C（-22～ 122 ˚F） 寸法（L x W x H） 157 × 81 × 45 mm 88° RS232 www.pepperl-fuchs.com/pf-r2100 測定範囲 8 m スキャン角度 18

2 1 3 1： ウルトラフラットハウジング 2： エミッタとレシーバを分離 3： マルチチャンネル測定 非常に堅牢で、高い効率性 迅速な処理を実現する最短の応答時間 R2100のエミッタエレメントは、88°のゾーン内の 2D領域を評価するために インテリジェントな R2100センサは応答時間が短く、正確な検出および迅 並列に配置され、マルチチャンネル測定が可能です。他の 2Dレーザスキャナ 速な処理が可能です。LEDを採用することで、目に対する有害性がなくオペ とは異なり、ソリッドステート設計となっています。そのため、R2100は極めて レータを最適に保護することができ、どのような作業環境でも危険を招くこと 堅牢で、機械的な要求の厳しいアプリケーションにとって理想的な選択肢です。 なく使用できる検知システムとなっています。光学チャンネルが分離されてい また、スキャナのエネルギー消費が非常に小さいため、特に経済性に優れた るため、汚染耐性も格段に向上しています。これはクリーニング間隔の延長に ソリューションでもあります。 つながり、それによってダウンタイムを大幅に低減することが可能です。 19

R2100 重要な点のみに集中 堅牢で迅速な処理が可能でコスト効率に優れた R2100は、機械的な要求の厳しい作業に 最適なセンサソリューションです。このマルチビーム LEDスキャナは、特に単純で信頼性の 高い物体検出に適した選択肢です。 信頼性の高い物体検出 倉庫関連の作業でR2100 2Dレーザスキャナの使用が考えられる状況のひ とつに、中継ステーションでの確実なフォークリフトの検出が挙げられます。 この場合、中継ステーション内の車両をナビゲートする方向にデバイスを取 り付けます。センサは、この位置からフォークリフトのような接近する車両を 検出することができます。2D技術では接近方向は関係ありません。PRTを 使用してフォークリフトまでの正確な距離を測定すれば、ベルトの停止など の状況に応じて対応できます。マルチワイドビームエミッタが、関連するイベ ントのみを確実に評価できるようにするため、プラントの稼動が小さな物体 の影響を受けることはありません。 20