Smarte 3D-Sensorik - der 5. Sinn für mobile Arbeitsmaschinen - Ge
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Smarte 3D-Sensorik –
der 5. Sinn für mobile
Arbeitsmaschinen.
www.ifm.com/de/o3m
3D-Sensoren
leistun
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w
Ge
Jahre
e
au
kt
f if u
m -Prod
Systeme für mobile
Arbeitsmaschinen
3D-Sensor Typ O3M
Gezielt wahrnehmen – jetzt in echtem 3D.
Der PMD-3D-Sensor von ifm erfasst Szenen
und Objekte dreidimensional mit nur
einer Aufnahme. Dabei werden Bewe-
gungsverzerrungen, wie sie beispielsweise
bei Linienscannern auftreten können,
verhindert. Basierend auf der patentierten
und mehrfach ausgezeichneten PMD-
Technologie von ifm wurde ein Sensor-
system entwickelt, das den rauen Umge-
bungsbedingungen im Bereich mobiler
Arbeitsmaschinen gerecht wird.
Neben der robusten und gleichzeitig kom-
pakten Bauform ist das 3D-Sensorsystem
speziell für Anwendungen im Außenbe-
reich mit wechselnden Lichtverhältnissen
oder direkter Sonneneinstrahlung aus-
gelegt. Im Gegensatz zu anderen Sensoren,
zum Beispiel Laserscannern, kommt der
ifm-3D-Sensor ohne bewegliche Kompo-
nenten aus. Dadurch ist er besonders
widerstandsfähig und verschleißfrei.
Das Funktionsprinzip der PMD-Technologie
beruht auf dem Lichtlaufzeitverfahren
(ToF, Time of Flight). Dabei wird die zu
vermessende Szene mit einem modulierten,
unsichtbaren Infrarotlicht beleuchtet und
das reflektierte Licht trifft auf den PMD-
Sensor. Dieser ist ebenfalls an die Modula-
tionsquelle gekoppelt. Jedes Pixel des
PMD-Chips bestimmt aufgrund der
Phasenverschiebung zwischen gesendetem
und empfangenem Signal die Abstände
zur Szene. Die integrierte, aktive Fremd-
lichtunterdrückung verhindert eine
Kanten- Linien- Kollisions-
Sättigung des Bildaufnehmers durch ein-
erkennung führung vorhersage
gestrahltes Fremdlicht fast vollständig.
Somit kann der PMD-3D-Sensor bei voller
Sonneneinstrahlung von 120 klx betrieben
werden.
Distanzüber- Objekt- Reflektor-
wachung erkennung Tracking
2
Szenen dreidimensional erfassen.
Objekte automatisch erkennen.
Baumaschinen
Bereichsüberwachung in
Baumaschinen rauen Umgebungen. 4- 5
Forstwirtschaft
Agrar- und
Agrar- und Automatisierungslösungen für
landwirtschaftliche Maschinen. 6- 7
Forstwirtschaft
Freiflächen und Tore
und Logistik
Transport
Transport Bereichsüberwachung für
Freiflächen und Tore. 8- 9
und Logistik
und Logistik
Transport
Transport Automatisierungslösungen und Hafen
Bereichsüberwachung im Hafen. 10 - 11
und Logistik
und Logistik
Flughafen
Transport
Transport Höhen- und Abstandskontrollen
im Flughafenbereich. 12 - 13
und Logistik
Technische Daten 14 - 15
3
Baumaschinen
Kollisionsvorhersage.
Die integrierte automatische Objekt-
erkennung erkennt bis zu 20 feste oder
bewegliche Objekte im Fahrweg eines
Baufahrzeugs. Anhand der aktuellen
Geschwindigkeit, des Bewegungsvektors
und fester Parameter, beispielsweise für
den Bremsweg, wird die Kollisionswahr-
scheinlichkeit vom 3D-Sensor berechnet
und via CAN-Bus oder Ethernet an die
Maschinensteuerung übergeben und dem
Fahrer signalisiert.
Patentierte Technologie:
Mit der PMD-Time-of-Flight-
Technologie werden Szenen und
Objekte mit nur einer Aufnahme
dreidimensional und ohne
Bewegungsverzerrung erfasst.
Enormer Weitblick:
Der auf große Reichweite
optimierte 3D-Sensor erkennt
selbst bewegte Objekte in bis
zu 35 Metern Entfernung.
Integrierte Auswertung:
Sämtliche 3D-Berechnungen
werden im leistungsfähigen
Sensorsystem durchgeführt und
die Ergebnisse über den
CAN-Bus oder die Fast-Ethernet-
Verbindung ausgegeben.
Einfach komfortabel:
Die Parametrierung des Systems Fahrwegüber-
erfolgt über den komfortabel zu wachung.
bedienenden „ifm-Vision- Mit Hilfe eines frei
Assistant“ für Windows. Für die einstellbaren
Bezugpunktes am
Maschinenintegration stehen
Fahrzeug werden
vorgefertigte Funktionsbausteine nur Hindernisse als
für die Software CODESYS zur solche erkannt, die
Verfügung. bspw. eine vorher
definierte Höhe
über der Boden-
fläche aufweisen.
4
Bereichsüberwachung in rauen Umgebungen.
Baumaschinen
Forstwirtschaft
Agrar- und
Freiflächen und Tore
und Logistik
Transport
und Logistik
Distanzüberwachung. Transport
Für einfache Abstandsfunktionen bietet Hafen
die integrierte Distanzüberwachung bis zu
64 einstellbare „Regions of Interest“ (ROI),
also einzelne Bereiche, deren Abstände
überwacht werden sollen. Damit können
Rückraumüberwachungen realisiert oder
auch Automations- beziehungsweise
und Logistik
Assistenzaufgaben gelöst werden.
Flughafen
Transport
5
Agrar- und Forstwirtschaft
Für härteste Umgebungen:
Ohne bewegliche Komponenten
ist der Sensor praktisch verschleiß-
frei. Sein hoher Umgebungstem-
peraturbereich von -40 bis 85 °C
bietet dabei die Basis für einen
universellen Einsatz.
Fremdlichtfest:
Die PMD-Technologie sorgt für
eine hohe Reproduzierbarkeit der
Messdaten selbst bei schwierigen Schwaderkennung.
Umgebungslichtsituationen oder Der mobile 3D-
Sensor übernimmt
direkter Sonneneinstrahlung.
die Schwadverfol-
gung und stellt
der Maschinen-
Kommunikativ: steuerung alle
Schnittstellen wie CAN mit J1939 Informationen für
oder CANopen und Fast-Ethernet eine automatische
Lenkung zur Ver-
sind standardmäßig integriert. fügung.
Selbstdiagnosefunktionen vom
Sensor bis zur IR-Systembeleuch-
tung informieren jederzeit über
den Systemstatus.
Zuverlässig und schnell:
Mit einer hochentwickelten Algo-
rithmik aus dem Automotive-
Bereich und einer Messrate von
bis zu 50 Bildern / Sekunde sorgt
der Sensor für eine schnelle und
zuverlässige Berechnung der
3D-Informationen.
6
Automatisierungslösungen für
landwirtschaftliche Maschinen.
Kantenerkennung
Mit über 1.000 Einzelmessungen detek-
Baumaschinen
tiert der robuste 3D-Sensor die Mähkante
und sichert so eine präzise und zugleich
konstante Nachführung für einen effizien-
ten Erntevorgang. Alle relevanten Daten
werden vom Sensor der Maschinen-
steuerung zur Verfügung gestellt, um
eine automatische Lenkung zu realisieren
und den Fahrer zu entlasten.
Forstwirtschaft
Agrar- und
Freiflächen und Tore
und Logistik
Transport
Linienführung.
und Logistik
Transport
Eine hochentwickelte Algorithmik mit
einer generischen Erkennung von linien- Hafen
ähnlichen Konturen bietet dem Maschi-
nenführer eine Auswahl erkannter Linien
und deren Verfolgung an. Bei unter-
brochenen Konturen werden die Daten
interpoliert. Das gewährleistet, dass die
Nachführung bei kleineren Unterbrechun-
und Logistik
gen nicht abreißt. Eine Offset-Funktion
Flughafen
Transport
sorgt für eine Feinjustierung zwischen
Fahrzeug und zu verfolgender Linie. Traubenernte- relevanten Daten
maschine. für eine automati-
Für die Entlastung sche Lenkung ent-
des Fahrers über- lang der Rebzeile.
mittelt der 3D-
Sensor der Maschi-
nensteuerung alle
7
Transport und Logistik
Kontinuierlich sicher:
Durch das speziell modulierte
Infrarotlicht wird selbst auf unter- Freigeländeüberwachung.
schiedlich stark reflektierenden Mit der automatischen Objekterkennung
Materialien eine gleichbleibend von bis zu 20 Objekten inklusive Klassifi-
hohe Erkennungsrate erzielt. zierung, ob es sich um bewegende oder
Und das mit einer minimalen stehende Objekte handelt, bietet der
Reaktionszeit von 40 ms. 3D-Sensor vielfältige Möglichkeiten zur
Bereichsüberwachung.
Hohe Reichweite:
Die Tastweite von bis zu 35 m
in typischen Umgebungen und
bis zu 50 m auf reflektierende
Objekte gewährleistet eine uni-
verselle Einsetzbarkeit.
Zielorientiert: LKW-Positionie-
Mit dem auswählbaren Welt- rung an einer
Laderampe.
koordinatensystem werden
Zum Schutz der
Objektabstände und Dimensio-
logistischen Ein-
nen automatisch in einem klaren richtungen wird
Raster ausgegeben. Die im der Fahrer infor-
Algorithmus integrierte Boden- miert, sobald er
den richtigen
erkennung sorgt dabei für eine Abstand zur
hohe Eindeutigkeit der Objekt- Rampe erreicht
erkennung. hat und stehen
bleiben soll.
8
Bereichsüberwachung für Freiflächen und Tore.
Baumaschinen
Positionsbestimmung von
Transportfahrzeugen.
Forstwirtschaft
Agrar- und
Für einfache Positionsbestimmungen bie-
tet die integrierte Distanzüberwachung
bis zu 64 einstellbare „Regions of 0m
Interest“ (ROI), also einzelne Bereiche, in
denen Abstände überwacht werden
sollen. Somit kann beispielsweise die
Positionsbestimmung eines Transport-
Freiflächen und Tore
fahrzeuges unter einer Beladestelle
und Logistik
durchgeführt werden.
Transport
5m
und Logistik
Transport
Hafen
und Logistik
Flughafen
Transport
9Transport und Logistik
Schnelle Reaktion:
Die 2 x 32-Bit-Prozessor Architek- Einfache Abstandskontrolle.
tur sorgt für eine sehr schnelle Für simple Bereichsüberwachungen eignet
und zuverlässige Berechnung der sich auch die integrierte Funktion ‚Mini-
3D-Daten direkt im Sensorsystem maler Abstand‘. Sie informiert den Fahrer
mit bis zu 50 Bildern / Sekunde. bei Erreichen eines Mindestabstands und
signalisiert gleichzeitig, wo dieser nächste
Abstand im Erkennungsfeld liegt.
Keine Störeinflüsse:
Die automatische Fremdlicht-
unterdrückung gewährleistet
Erkennungssicherheit selbst
unter voller Sonneneinstrahlung Fahrerunter-
stützung an einem
bei 120 klx.
Container-Stapel-
kran.
Zuverlässiger Die automatische
Kollisionsvorher-
Parallelbetrieb: sage unterstützt
Der zuverlässige Betrieb mehrerer den Kranführer
3D-Sensorsysteme im selben bei Positions-
wechseln und
Bereich wird durch ein Frequenz- informiert über
sprungverfahren garantiert, das Hindernisse im
bei der Erkennung eines weiteren Fahrweg.
Systems automatisch die Modula-
tionsfrequenz ändert.
Reflektoren automatisch
erkennen:
Durch Erkennen stark reflektie-
render Objekte können diese
als Reflektoren klassifiziert und
ausgewertet werden. Selbst
einfache Warnwesten reichen für
diese Erkennung bereits aus.
10Automatisierungslösungen und
Bereichsüberwachung im Hafen.
Baumaschinen
Forstwirtschaft
Agrar- und
Freiflächen und Tore
und Logistik
Transport
Automatische Fahrzeugverfolgung Anordnung von Reflektoren begrenzt.
mit Kollisionsvorhersage. Eine zusätzliche Kollisionsvorhersage
Eine spezielle Klassifizierung von reflek- sorgt dafür, dass Hindernisse zuverlässig
tierenden Objekten dient als Basis für eine erkannt und zweistufig an die Maschinen-
und Logistik
Transport
automatische Nachverfolgung von voraus- steuerung gemeldet werden. Störeinflüsse
durch direkte Sonneneinstrahlung oder Hafen
fahrenden Fahrzeugen. Dabei wird auf
eine bewährte und hochentwickelte andere 3D-Sensorsysteme werden auto-
Algorithmik aus dem Automotive-Bereich matisch ausgeblendet beziehungsweise
zurückgegriffen. Über verschiedene unterdrückt.
Parameter wird beispielsweise der mini-
male oder maximale Abstand zum
vorausfahrenden Fahrzeug eingestellt
und Logistik
oder die Erkennung auf eine bestimmte
Flughafen
Transport
11Transport und Logistik
Leistungsfähiges
Messsystem:
Durch die patentierte PMD-Tech-
nologie wird selbst auf unter-
schiedlich stark reflektierenden
Materialien eine hohe Repro-
duzierbarkeit der Messdaten
erreicht. Das eingesetzte Mehr-
phasen-Messsystem erkennt
dabei sogar Störungen durch
starke Staub- oder Wassernebel-
entwicklung.
Höhenkontrolle wachen. Damit
für Tankwagen. kann der Fahrer
beispielsweise bei
Robuste Sensorik: Die integrierte
der Positionierung
Abstandsfunktion
Die Schutzarten IP 67 und IP 69K ‚Minimaler Ab- des Tankwagens
sowie ein weiter Temperatur- stand’ kann gleich- unter dem Flug-
zeitig bis zu 64 zeugflügel unter-
bereich von -40 bis 85 °C sorgen stützt oder bei der
auswählbare
für einen universellen Einsatz in Punkte über dem Absenkung des
verschiedenen Applikationen. Tankwagen über- Flügels informiert
werden.
Hohe Zuverlässigkeit:
Integrierte Selbstdiagnosefunk-
tionen vom Sensor bis zur IR-
Systembeleuchtung sorgen stets
für eine umfassende Information
der Maschinensteuerung über
den aktuellen Funktionsstatus
des 3D-Sensors. Bei Beschädi-
gung, Manipulation oder starker
Verschmutzung kann das Sensor-
system rechtzeitig entsprechende
Signale absetzen.
12Höhen- und Abstandskontrollen
im Flughafenbereich.
Positionierhilfe für deren Abstände
Förderbandwagen. überwacht werden
Baumaschinen
Über 1.000 Einzel- sollen, können
messungen erfas- schnell und einfach
sen präzise das kundenspezifische
Umfeld vor dem Applikations-
Förderband. Mit lösungen umge-
insgesamt 64 setzt werden.
„Regions of Inte-
rest“ (ROI), also
einzelne Bereiche
Forstwirtschaft
Agrar- und
Freiflächen und Tore
und Logistik
Einfache Abstandskontrolle. Transport
und Logistik
Transport
Für simple Bereichsüberwachungen eignet Hafen
sich auch die integrierte Funktion ‚Mini-
maler Abstand’. Sie informiert den Fahrer
bei Erreichen eines Mindestabstands und
signalisiert gleichzeitig, wo dieser nächste
Abstand im Erkennungsfeld liegt.
und Logistik
Flughafen
Transport
Assistenz für Flug- Endpositionsmel-
zeugschlepper. dung oder sogar
Durch einfache eine Konturab-
Überwachung bildung des Bug-
eines vorher defi- rades an die
nierten Bereiches Maschinensteue-
kann der 3D-Sen- rung liefern.
sor entweder eine
133D-Sensor Typ O3M
Technische Daten
PMD 3D-Sensor O3M Bestell- Zubehör Bestell-
Nr. Nr.
Mobiler 3D Smart-Sensor O3M151 IR-Systembeleuchtung (850 mm)
O3M950
für mobile 3D-Sensoren
CAN/RS232-USB Interface CANfox EC2112
Technische Daten
Adapterkabel-Set für CANfox EC2114
Bediensoftware für Vision-Sensoren E3D300
Sensorart PMD 3D-Chip
U-Halter, passend für Sensor oder Beleuchtung E3M100
Auflösung Bildpunkte [Pixel] 64 x 16
Montageset zur Klemmzylindermontage,
Öffnungswinkel horizontal x vertikal [°] 70 x 23 E3M103
Ø 14 mm, Edelstahl
externe Beleuchtung
Beleuchtung
notwendig
max. Messrate [Hz] 25 / 33 / 50 Verbindungstechnik Länge Bestell-
[m] Nr.
Anschluss M12-Steckverbindung
1 E3M121
Schutzart / Schutzklasse IP 67 / IP 69K, III
Verbindungskabel MCI,
2 E3M122
Betriebsspannung [V DC] 9...32 Verbindung Sensor / Systembeleuchtung
3 E3M123
Umgebungstemperatur [°C] -40...85
2 E3M131
Kabeldose M12, Spannungsversorgung
5 E3M132
Systembeleuchtung, PUR-Kabel, 4-polig
10 E3M133
2 E11898
Ethernet, gekreuztes Patchkabel,
10 E12204
PVC-Kabel, M12 / RJ45
20 E12205
14Übersicht
Arbeitsabstand / Bildfeldgröße
49,01 x 14,37
Bildfeldgröße [m] 35,01 x 10,27
21,01 x 6,16
14 x 4,11
7 x 2,05
4,2 x1,24
3 5 10 15 25 35
Arbeitsabstand [m]
Weiterführende Informationen wie technische Daten,
Anwendungsvideo oder Preise finden Sie unter
www.ifm.com/de/o3m
oder rufen Sie uns an: ifm-Service-Telefon 0800 16 16 16 4
Kostenfrei direkt zu Ihrem ifm-Service-Center
15www.ifm.com
ifm-Service-Telefon 0800 16 16 16 4
Kostenfrei direkt zu Ihrem ifm-Service-Center
Übersicht ifm-
Produktprogramm:
Über 70 Standorte weltweit – Positionssensoren
auf einen Blick unter www.ifm.com
Deutschland
ifm electronic gmbh ifm electronic gmbh Sensoren für
Vertrieb Deutschland Vertrieb Deutschland
Motion Control
Niederlassung Nord Niederlassung West
31135 Hildesheim 45128 Essen
ifm article no. 78001298 · Technische Änderungen behalten wir uns ohne vorherige Ankündigung vor. · Gedruckt in Deutschland auf chlorfrei gebleichtem Papier. 11/14
Tel. 0 51 21 / 76 67-0 Tel. 02 01 / 3 64 75-0
Fax 0 51 21 / 76 67 12 Fax 02 01 / 34 13 25
Industrielle
ifm electronic gmbh ifm electronic gmbh Bildverarbeitung
Vertrieb Deutschland Vertrieb Deutschland
Niederlassung Mitte-West Niederlassung Süd-West
58511 Lüdenscheid 64646 Heppenheim
Tel. 0 23 51 / 43 01-0 Tel. 0 62 52 / 79 05-0
Fax 0 23 51 / 43 01 39 Fax 0 62 52 / 7 77 57
Sicherheitstechnik
ifm electronic gmbh ifm electronic gmbh
Vertrieb Deutschland Vertrieb Deutschland
Niederlassung Baden-Württ. Niederlassung Bayern
73230 Kirchheim 82178 Puchheim Prozesssensoren
Tel. 0 70 21 / 80 86-0 Tel. 0 89 / 8 00 91-0
Fax 0 70 21 / 80 86 21 Fax 0 89 / 8 00 91 11
ifm electronic gmbh
Vertrieb Deutschland
Niederlassung Ost Industrielle
07639 Tautenhain Kommunikation
Tel. 03 66 01 / 7 71-0
Fax 03 66 01 / 7 71 14 E-Mail: info@ifm.com
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