Smarte 3D-Sensorik –der 5. Sinn für mobile

Arbeitsmaschinen.

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auf ifm-Produkte

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Systeme für mobileArbeitsmaschinen

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

Sättigung des Bildaufnehmers durch ein-

gestrahltes Fremdlicht fast vollständig.

Somit kann der PMD-3D-Sensor bei voller

Sonneneinstrahlung von 120 klx betrieben

werden.

3D-Sensor Typ O3M

Kanten-erkennung

Linien-führung

Kollisions-vorhersage

Distanzüber-wachung

Objekt-erkennung

Reflektor-Tracking

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Szenen dreidimensional erfassen.Objekte automatisch erkennen.

Bereichsüberwachung inrauen Umgebungen.Baumaschinen

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Automatisierungslösungen fürlandwirtschaftliche Maschinen.

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Bereichsüberwachung fürFreiflächen und Tore.

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Automatisierungslösungen undBereichsüberwachung im Hafen.

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Höhen- und Abstandskontrollenim Flughafenbereich.

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14 - 15Technische Daten

Patentierte Technologie:Mit der PMD-Time-of-Flight-Technologie werden Szenen undObjekte mit nur einer Aufnahme dreidimensional und ohneBewegungsverzerrung erfasst.

Enormer Weitblick:Der auf große Reichweiteoptimierte 3D-Sensor erkenntselbst bewegte Objekte in biszu 35 Metern Entfernung.

Integrierte Auswertung:Sämtliche 3D-Berechnungenwerden im leistungsfähigenSensorsystem durchgeführt unddie Ergebnisse über denCAN-Bus oder die Fast-Ethernet-Verbindung ausgegeben.

Einfach komfortabel:Die Parametrierung des Systemserfolgt über den komfortabel zubedienenden „ifm-Vision-Assistant“ für Windows. Für dieMaschinenintegration stehenvorgefertigte Funktionsbausteinefür die Software CODESYS zurVerfügung.

Baumaschinen

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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.

Fahrwegüber-wachung.

Mit Hilfe eines freieinstellbarenBezugpunktes amFahrzeug werdennur Hindernisse alssolche erkannt, diebspw. eine vorherdefinierte Höheüber der Boden-fläche aufweisen.

Bereichsüberwachung in rauen Umgebungen.

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Distanzüberwachung.

Für einfache Abstandsfunktionen bietet

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

Assistenzaufgaben gelöst werden.

Für härteste Umgebungen:Ohne bewegliche Komponentenist der Sensor praktisch verschleiß-frei. Sein hoher Umgebungstem-peraturbereich von -40 bis 85 °Cbietet dabei die Basis für einenuniversellen Einsatz.

Fremdlichtfest:Die PMD-Technologie sorgt füreine hohe Reproduzierbarkeit derMessdaten selbst bei schwierigenUmgebungslichtsituationen oderdirekter Sonneneinstrahlung.

Kommunikativ:Schnittstellen wie CAN mit J1939oder CANopen und Fast-Ethernetsind standardmäßig integriert.Selbstdiagnosefunktionen vomSensor bis zur IR-Systembeleuch-tung informieren jederzeit überden Systemstatus.

Zuverlässig und schnell:Mit einer hochentwickelten Algo-rithmik aus dem Automotive-Bereich und einer Messrate vonbis zu 50 Bildern / Sekunde sorgtder Sensor für eine schnelle undzuverlässige Berechnung der3D-Informationen.

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Agrar- und Forstwirtschaft

Schwaderkennung.

Der mobile 3D-Sensor übernimmtdie Schwadverfol-gung und stelltder Maschinen-steuerung alleInformationen füreine automatischeLenkung zur Ver-fügung.

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Automatisierungslösungen fürlandwirtschaftliche Maschinen.

Kantenerkennung

Mit über 1.000 Einzelmessungen detek-

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.

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Linienführung.

Eine hochentwickelte Algorithmik mit

einer generischen Erkennung von linien-

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-

gen nicht abreißt. Eine Offset-Funktion

sorgt für eine Feinjustierung zwischen

Fahrzeug und zu verfolgender Linie. Traubenernte-maschine.

Für die Entlastungdes Fahrers über-mittelt der 3D-Sensor der Maschi-nensteuerung alle

relevanten Datenfür eine automati-sche Lenkung ent-lang der Rebzeile.

Kontinuierlich sicher:Durch das speziell modulierteInfrarotlicht wird selbst auf unter-schiedlich stark reflektierendenMaterialien eine gleichbleibendhohe Erkennungsrate erzielt.Und das mit einer minimalenReaktionszeit von 40 ms.

Hohe Reichweite:Die Tastweite von bis zu 35 min typischen Umgebungen undbis zu 50 m auf reflektierendeObjekte gewährleistet eine uni-verselle Einsetzbarkeit.

Zielorientiert:Mit dem auswählbaren Welt-koordinatensystem werdenObjektabstände und Dimensio-nen automatisch in einem klarenRaster ausgegeben. Die imAlgorithmus integrierte Boden-erkennung sorgt dabei für einehohe Eindeutigkeit der Objekt-erkennung.

Transport und Logistik

LKW-Positionie-rung an einerLaderampe.

Zum Schutz derlogistischen Ein-richtungen wirdder Fahrer infor-miert, sobald erden richtigenAbstand zurRampe erreichthat und stehenbleiben soll.

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Freigeländeüberwachung.

Mit der automatischen Objekterkennung

von bis zu 20 Objekten inklusive Klassifi-

zierung, ob es sich um bewegende oder

stehende Objekte handelt, bietet der

3D-Sensor vielfältige Möglichkeiten zur

Bereichsüberwachung.

Bereichsüberwachung für Freiflächen und Tore.

Positionsbestimmung von

Transportfahrzeugen.

Für einfache Positionsbestimmungen bie-

tet die integrierte Distanzüberwachung

bis zu 64 einstellbare „Regions of

Interest“ (ROI), also einzelne Bereiche, in

denen Abstände überwacht werden

sollen. Somit kann beispielsweise die

Positionsbestimmung eines Transport-

fahrzeuges unter einer Beladestelle

durchgeführt werden.

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0 m

5 m

Schnelle Reaktion:Die 2 x 32-Bit-Prozessor Architek-tur sorgt für eine sehr schnelleund zuverlässige Berechnung der3D-Daten direkt im Sensorsystemmit bis zu 50 Bildern / Sekunde.

Keine Störeinflüsse:Die automatische Fremdlicht-unterdrückung gewährleistetErkennungssicherheit selbstunter voller Sonneneinstrahlungbei 120 klx.

ZuverlässigerParallelbetrieb:Der zuverlässige Betrieb mehrerer3D-Sensorsysteme im selbenBereich wird durch ein Frequenz-sprungverfahren garantiert, dasbei der Erkennung eines weiterenSystems automatisch die Modula-tionsfrequenz ändert.

Reflektoren automatischerkennen:Durch Erkennen stark reflektie-render Objekte können dieseals Reflektoren klassifiziert undausgewertet werden. Selbsteinfache Warnwesten reichen fürdiese Erkennung bereits aus.

Transport und Logistik

Fahrerunter-stützung an einemContainer-Stapel-kran.

Die automatischeKollisionsvorher-sage unterstütztden Kranführerbei Positions-wechseln undinformiert überHindernisse imFahrweg.

Einfache Abstandskontrolle.

Für simple Bereichsüberwachungen eignet

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.

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Automatisierungslösungen undBereichsüberwachung im Hafen.

Automatische Fahrzeugverfolgung

mit Kollisionsvorhersage.

Eine spezielle Klassifizierung von reflek-

tierenden Objekten dient als Basis für eine

automatische Nachverfolgung von voraus-

fahrenden Fahrzeugen. Dabei wird auf

eine bewährte und hochentwickelte

Algorithmik aus dem Automotive-Bereich

zurückgegriffen. Über verschiedene

Parameter wird beispielsweise der mini-

male oder maximale Abstand zum

vorausfahrenden Fahrzeug eingestellt

oder die Erkennung auf eine bestimmte

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Anordnung von Reflektoren begrenzt.

Eine zusätzliche Kollisionsvorhersage

sorgt dafür, dass Hindernisse zuverlässig

erkannt und zweistufig an die Maschinen-

steuerung gemeldet werden. Störeinflüsse

durch direkte Sonneneinstrahlung oder

andere 3D-Sensorsysteme werden auto-

matisch ausgeblendet beziehungsweise

unterdrückt.

LeistungsfähigesMesssystem:Durch die patentierte PMD-Tech-nologie wird selbst auf unter-schiedlich stark reflektierendenMaterialien eine hohe Repro-duzierbarkeit der Messdatenerreicht. Das eingesetzte Mehr-phasen-Messsystem erkenntdabei sogar Störungen durchstarke Staub- oder Wassernebel-entwicklung.

Robuste Sensorik:Die Schutzarten IP 67 und IP 69Ksowie ein weiter Temperatur-bereich von -40 bis 85 °C sorgenfür einen universellen Einsatz inverschiedenen Applikationen.

Hohe Zuverlässigkeit:Integrierte Selbstdiagnosefunk-tionen vom Sensor bis zur IR-Systembeleuchtung sorgen stetsfür eine umfassende Informationder Maschinensteuerung überden aktuellen Funktionsstatusdes 3D-Sensors. Bei Beschädi-gung, Manipulation oder starkerVerschmutzung kann das Sensor-system rechtzeitig entsprechendeSignale absetzen.

Transport und Logistik

Höhenkontrollefür Tankwagen.

Die integrierteAbstandsfunktion‚Minimaler Ab-stand’ kann gleich-zeitig bis zu 64auswählbarePunkte über demTankwagen über-

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wachen. Damitkann der Fahrerbeispielsweise beider Positionierungdes Tankwagensunter dem Flug-zeugflügel unter-stützt oder bei derAbsenkung desFlügels informiertwerden.

Höhen- und Abstandskontrollenim Flughafenbereich.

Einfache Abstandskontrolle.

Für simple Bereichsüberwachungen eignet

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.

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Assistenz für Flug-zeugschlepper.

Durch einfacheÜberwachungeines vorher defi-nierten Bereicheskann der 3D-Sen-sor entweder eine

Positionierhilfe fürFörderbandwagen.

Über 1.000 Einzel-messungen erfas-sen präzise dasUmfeld vor demFörderband. Mitinsgesamt 64„Regions of Inte-rest“ (ROI), alsoeinzelne Bereiche

deren Abständeüberwacht werdensollen, könnenschnell und einfachkundenspezifischeApplikations-lösungen umge-setzt werden.

Endpositionsmel-dung oder sogareine Konturab-bildung des Bug-rades an dieMaschinensteue-rung liefern.

3D-Sensor Typ O3MTechnische Daten

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PMD 3D-Sensor O3M Bestell-Nr.

Mobiler 3D Smart-Sensor O3M151

Zubehör Bestell-Nr.

IR-Systembeleuchtung (850 mm)für mobile 3D-Sensoren O3M950

CAN/RS232-USB Interface CANfox EC2112

Adapterkabel-Set für CANfox EC2114

Bediensoftware für Vision-Sensoren E3D300

U-Halter, passend für Sensor oder Beleuchtung E3M100

Montageset zur Klemmzylindermontage,Ø 14 mm, Edelstahl E3M103

Verbindungstechnik Bestell-Nr.

Verbindungskabel MCI,Verbindung Sensor / Systembeleuchtung

Ethernet, gekreuztes Patchkabel,PVC-Kabel, M12 / RJ45

E3M121

Kabeldose M12, SpannungsversorgungSystembeleuchtung, PUR-Kabel, 4-polig

E3M122

E3M131

E3M132

E11898

E12204

Länge[m]

1

2

2

5

2

E3M123

E3M133

E12205

3

10

20

10

Technische Daten

Sensorart

Auflösung Bildpunkte [Pixel]

Öffnungswinkel horizontal x vertikal [°]

Beleuchtung

PMD 3D-Chip

64 x 16

70 x 23

externe Beleuchtungnotwendig

max. Messrate [Hz] 25 / 33 / 50

Anschluss M12-Steckverbindung

Schutzart / Schutzklasse IP 67 / IP 69K, III

Betriebsspannung [V DC] 9...32

Umgebungstemperatur [°C] -40...85

21,01 x 6,16

Kostenfrei direkt zu Ihrem ifm-Service-Center

www.ifm.com/de/o3m

Weiterführende Informationen wie technische Daten,Anwendungsvideo oder Preise finden Sie unter

oder rufen Sie uns an: ifm-Service-Telefon 0800 16 16 16 4

ÜbersichtArbeitsabstand / Bildfeldgröße

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Arbeitsabstand [m]3 5 10 25 35

4,2x1,247 x 2,05

14 x 4,11

15

35,01 x 10,27

49,01 x 14,37

Bildfeldgröße [m]

www.ifm.com

ifm-Service-Telefon 0800 16 16 16 4

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1/14

Kostenfrei direkt zu Ihrem ifm-Service-Center

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