三次元距離測定に最適なTOFセンサモジュール
高い外乱光耐性で組み込みが自由自在
3D TOFセンサモジュール
B5L

サマリー

TOF(Time of Flight)センサとは、光の飛行時間を計測し対象物までの距離計測を行うセンサです。そのため、検出物体の反射率に影響を受けにくい特長を持っています。
オムロンのTOFセンサは4つの特長(耐外乱光、高精度、長寿命、干渉防止)があります。特に耐外乱光という特長により強い太陽光があたっても太陽光があたらなくても、近距離から遠距離まで、低反射率から高反射率までの検出物体の距離を計測できます。自走式ロボットや介護用見守りといったアプリケーションに最適です。

TOFセンサとは?

TOFセンサはTime of Flightの略で、TOFカメラや3Dカメラとも言われます。
TOFセンサの原理は、TOFセンサから照射された光が検出物体に反射してTOFセンサに戻ってくるまでの時間を計測することで、TOFセンサと検出物体までの距離を計測することができます。そのため、検出物体の反射率に影響を受けにくい特長を持っています。
TOFセンサの撮像画像を3Dに可視化した場合、映っている画像のドットは、TOFセンサから出力された画素ごとの距離データから作成されています。
オムロンの3D TOFセンサ形B5Lの場合、画素ごとの距離データを必要な出力データ形式で出力することができます。
また、TOFセンサ 形B5Lは1秒間に最大20回(20fps)の測定を行うことができますので、連続的な出力データを活用することで物体の動きを三次元でトラッキング可能です。

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ToFセンサとは?

従来の2Dカメラと3D TOFセンサとの違い

従来の2Dカメラは撮像画像を二次元で表示され、プライバシーに配慮が必要なアプリケーションでは使用困難です。また、距離データは含まれておりません。
次に、3D TOFセンサは距離データを出力し、距離ごとに色分けすることで、2次元と3次元で表示することができます。動画の左側に表示されている画像は3D TOFセンサの距離データを2次元で表示し、最も近い距離が赤色で、黄色、緑の順で、最も遠い距離が青色になります。
動画の右側に表示されている画像は3次元で表示したもので、3D TOFセンサからの距離データを距離ごとに色でプロットしています。3D TOFセンサの画像は距離データのみで、プライバシーに配慮したアプリケーションへの展開に有効です。

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従来のカメラ・センサとの違い

広範囲の距離情報を用いる事で周辺環境の認識が可能。

    • ぜひ、動画でご覧ください
  • 3D TOFセンサモジュール サンプル動画

オムロン 3D TOFセンサの特長

①耐外乱光

  • オムロンのTOFセンサ 形B5Lを用いて、屋外と屋内における検出物体の計測距離を比較しました。検出物体は上半分に黒、下半分に白のものを使用し、1m、2m、4mのところに設置しました。黒色は長距離において反射光の少ない低反射率の検出物体を、白色は近距離において飽和しやすい高反射率の検出物体を想定しています。
  • オムロンのTOFセンサ 形B5Lによる屋外と室内の測定結果は、1~4mに設置しました黒色(低反射率)と白色(高反射率)の物体の計測距離に大きな差がないことを示しています。
    つまり、強い太陽光耐性だから、明るい場所でも低反射率から高反射率の検出物体を安定検出可能です。
  • 耐外乱光:屋外
    耐外乱光:室内
  • 太陽光の影響
    太陽光の影響

オムロンのTOFセンサ 形B5Lを用いて、屋内で人が歩行した場合に距離を計測した結果です。
画面奥から人が近づき、再度、画面奥に戻っていく様子を太陽光が照射する場合としない場合でオムロンのTOFセンサ 形B5Lを用いて比較しました。
左の動画が太陽光が当たる場合のオムロンTOFセンサ 形B5Lによる距離を計測した結果、右の動画が太陽光が当たらない場合の距離を計測した結果になります。
動画の右下側にある画像はオムロンのTOFセンサ 形B5Lの出力を2次元に表示した結果で、近距離が赤色に、遠くになるほど黄色から緑、遠距離が青色に表示されます。オムロンのTOFセンサ 形B5Lは強い太陽光があたっても太陽光があたらなくても、近距離から遠距離まで、低反射率から高反射率までの検出物体の距離を計測できることを示しています。

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  • 外乱光あり
  • 外乱光なし

②高精度

  • オムロンのTOFセンサ 形B5Lの距離データは1個1個工程内で補正し、2mで±2%の高精度を実現しています。その結果、お客様の機器において距離データの制御処理が容易になります。
  • 角度方向距離精度
    角度方向距離精度
  • 距離精度
    距離精度

③長寿命

  • 連続駆動5年相当!∗1

    長寿命化のため、3つの工夫を実施しています。

    • FA用に使用される高信頼性・長寿命の部品を選定しています。
    • LED電流を定電流回路構成で、使用環境や電源電圧に影響されないLED発光回路です。
    • 電子部品の発熱を抑えて、一定温度以下になるようにヒートシンクで放熱を確実に実施しています。
  • TOF センサモジュール

④干渉防止

相互干渉防止機能付きで、最大17台( 業界最多クラス∗2) まで同時に使用できます。ロボットなど複数台を同時使用するアプリケーションにも最適です。詳細はこちら

3D TOFセンサモジュール 開発者向け
開発者の方へ 機能を詳しくご紹介相互干渉防止機能、HDR機能、3D変換機能、エッジノイズ機能

アプリケーション例

3D TOFセンサが機械の目となる場合、3次元空間の体積・形状認識や導線追跡・行動把握をすることで周辺認識が可能になります。
3D TOFセンサは周辺認識するための距離データを画素ごとに出力します。

  • 自走式ロボット

    転落検知・環境認識

    転落検知・環境認識

    周辺認識・人物認識

    周辺認識・人物認識

    自走式ロボットが安全かつ効率的に走行する場合、障害物の検知や形状認識として活用できます。

  • 見守り

    被介護者の行動把握・見守り 01
    被介護者の行動把握・見守り 02

    被介護者の行動把握・見守り

    高齢化社会の進行で介護業界の労働力不足が加速し、省人化が必要になってきますので、巡回や監視の負担低減として利用できます。
    TOFセンサは、被介護者の状態をプライバシーの侵害なく、また、太陽光強度10万ルクス相当の条件下でも使用することができます。

  • 物流搬送

    体積形状計測

    体積形状計測

    空き場所検知

    空き場所検知

    物流運送の体積形状計測及び空き場所検知として利用できます。

  • 自動ドア / エレベータ

    自動ドア
    エレベータ

    人数カウント・動線追跡

    自動ドア・エレベーターでは人数のカウント及び動線追跡として活用できます。