パナ,ロボット向け広角スキャンLiDARを開発

パナソニックは,周囲にある物体までの距離と方向を正確に計測できる三次元距離センサー3D LiDARを開発した。2018年1月よりサンプル出荷の予定(ニュースリリース)。

このLiDARは,特に垂直方向の計測範囲が広く,自律移動ロボットに適用した場合に路面上の障害物や路面の凹凸状態の正確な検知が可能。加えて,スキャン範囲や解像度を可変できるため,利用シーンに適した計測を実現した。

車載用途で使用される3D LiDARは,広範囲かつ路面状況を検知したいという産業用途での要望に対し,単一センサーでは対応できまなかった。同社は,光ディスクドライブ事業で培った光学設計技術とモータ制御技術の活用により,独自構造を用いたレーザースキャン技術を開発し,垂直方向60度,水平方向270度の広角スキャンを実現した。

これにより,単一センサーによる広範囲な三次元距離計測を可能とし,他センサーと組み合わせることなく,自律移動ロボットの走行制御システムの構成を単純にすることが可能となる。

自律移動ロボットでは,走行場所など環境によって障害物検知が必要な範囲は変化する。例えば,路面の凹凸がなく,障害物が現れる頻度が少ない場所での走行では,路面状況を詳細に検知する必要はなく,狭い範囲をロボットの走行速度に合わせて速くスキャンすることが必要となる。一方,人が行き交うような場所での走行では,路面からロボットの高さ相当までの広範囲の状況把握が求められる。更に,障害物を検知した場合には,障害物の詳細な形状把握が必要となる場合もある。

このLiDARは,独自構造を用いたレーザースキャン技術により,垂直方向のスキャン範囲と解像度を数種類のモードから設定できるようにした。これにより,利用シーンに適したスキャン範囲や解像度で距離計測が可能となり,ロボットの安定かつ効率的な走行を実現する。

また,ロボットを屋外で使用する場合,日照環境下でも使用できることが求められる。このLiDARは,出射レーザー光と物体で反射して戻ってくる光の光路を同一になるように設計することで,太陽光によるノイズ発生を低減した。これにより,真夏の炎天下相当である100,000ルクスの照度下においても高精度な計測が可能だとしている。

スキャン範囲 水平270度、垂直0度 ~ 60度(可変)
垂直解像度 1.5度/3.0度/7.5度の3種類から選択可能
検出距離範囲 0.5 m ~ 50 m
フレームレート 5 fps ~ 25 fps
周囲照度 ~ 100,000ルクス(太陽光下)
外形寸法 高さ130 mm × 幅120 mm × 奥行き140 mm

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