Automazione Oggi 452

Sensori MARZO 2024 AUTOMAZIONE OGGI 452 | 79 oppure i gradini. Ciò può rappresentare un problema, se il robot è montato su un veicolo a guida autonoma (AGV-Automated Guided Vehicle) e deve attraversare un’area evitando eventuali impedimenti. Al contrario, utiliz- zando più fasci di luce contemporaneamente per creare un’immagine tridimensionale dell’a- rea circostante, i LiDAR 3D offrono un range di rilevamento maggiore, ma presentano lo svan- taggio di avere costi elevati. Un metodo ottico alternativo, che supera molti di questi inconvenienti, prevede il ricorso a una fotocamera in grado di rilevare il tempo di volo (time-of-flight - ToF), configurazione nota anche come ‘sensore del tempo di volo’(sensore ToF). Si tratta di un sistema di range imaging che mi- sura la distanza di ciascun punto dell’immagine basandosi sul tempo di andata e ritorno di un segnale luminoso artificiale. Non avendo scan- ner, i dispositivi ToF catturano l’intera scena con un singolo impulso di luce proveniente da un laser o da un LED. Il sistema, molto compatto, prevede una sorgente illuminante o un laser posizionati vicino all’obiettivo. Questa configu- razione è paragonabile a quella dei sistemi di visione stereo, i quali necessitano di una certa linea di baseminima. Un altro vantaggio rispetto ai sistemi a scansione è che i sensori ToF non pre- vedono parti meccaniche in movimento. Anche la potenza di calcolo necessaria è ridotta al minimo; infatti, per estrarre le informazioni sulla distanza dai segnali di uscita del sensore ToF, sono necessari dei semplici algoritmi, men- tre la visione stereoscopica richiede algoritmi di correlazione complessi. Le fotocamere ToF possono misurare le di- stanze all’interno di una scena completa con un singolo scatto, trasformando i dati catturati in immagini 3D. Dato che le velocità possono raggiungere i 20 fotogrammi al secondo, le fotocamere ToF sono ideali in applicazioni in tempo reale e di tracciamento dei movimenti degli oggetti su tre dimensioni. I sensori ToF presentano dei vantaggi anche rispetto alle fotocamere 2D e 3D, soprattutto in determinati contesti, come per esempio gli scenari con scarsa illuminazione o con problemi cromatici, due situazioni in cui le fotocamere 3D possono avere difficoltà a distinguere i vari elementi. Un esempio è quando i colori dei vari elementi sono molto simili tra loro, come nel caso di un oggetto bianco su sfondo bianco: utilizzando una fotocamera convenzionale, i bordi e la forma dell’oggetto sono difficili da identificare. Al contrario, poiché funziona in base al tempo di volo, il sensore ToF non è in- fluenzato dalla radiazione luminosa e per que- sto può dare ottimi risultati anche in caso di forte luce solare diretta. Nel complesso, i sensori ToF offrono un buon equilibrio tra prestazioni e costi rispetto ai sen- sori 3D. Sensore ToF ad alta precisione di Omron Con il sensore ToF B5L, con caratteristiche di rilevamento 3D in tempo reale della distanza e una risoluzione di 320x240 pixel, Omron offre tutti i vantaggi visti sopra, oltre a numerosi altri. Il dispositivo prevede, per esempio, un’immu- nità alla luce ambientale equivalente a 100.000 lux, caratteristica che garantisce prestazioni di rilevamento stabili e prive di saturazione anche in ambienti particolarmente luminosi. Progettato per una distanza di misurazione compresa tra 0,5 e 4 m, Omron B5L prevede una risoluzione di rilevamento di 0,3 gradi con una precisione del ±2%, equivalente a ±4 cm a 2 m dall’oggetto; la precisione ripetitiva è dell’1%. Il dispositivo emette inoltre segnali di uscita com- pensati per ridurre al minimo la necessità di ela- borazione da parte del computer del robot. Il design del circuito proprietario di Omron, la configurazione del sistema di smaltimento del calore e l’adozione elementi di emissione a LED garantiscono una durata di 5 anni. Anche la tecnologia ottica Omron contribuisce alla precisione e alla qualità del rilevamento delle immagini e della misurazione della di- stanza. La lente utilizzata è progettata per ab- binarsi alla lunghezza d’onda dei LED, mentre la particolare disposizione degli emettitori e dei ricevitori riduce al minimo l’effetto delle parti- celle di polvere in sospensione. Il B5L incorpora anche una tecnologia di pre- venzione delle interferenze, che consente di utilizzare fino a 17 unità B5L contemporanea- mente, offrendo una soluzione ideale quando più robot utilizzano il dispositivo per la misu- razione della distanza. Un’altra risorsa Omron che può essere utilizzata in combinazione con B5L è il software di rilevamento dello sche- letro: sulla base di punti predefiniti del corpo umano, i dati generati dal B5L vengono utiliz- zati per stimare la postura adottata dall’essere umano rilevato. Sebbene non strettamente di sicurezza, questa funzione può essere utilizzata per rilevare se l’operatore si sta avvicinando o allontanando dal cobot. Insieme a un pacchetto di intelligenza artificiale, i cobot possono avva- lersi della funzione di rilevamento dello schele- tro per apprendere le azioni tipiche compiute dalle persone con cui lavorano, contribuendo a una collaborazione più efficiente e a ottimiz- zare i tempi e la velocità dei movimenti. In generale, i sensori ToF offrono numerosi van- taggi rispetto ai sensori 3D standard basati su laser; in particolare, grazie alle tecnologie of- ferte da Omron, il B5L fissa un nuovo standard di prestazioni e precisione. Omron Electronic Components Europe - https://industrial.omron.it/it/home Il sensore ToF B5L ad alta precisione di Omron è ideale per l’impiego con i robot collaborativi