레이저 거리 센서와 레이저 삼각 측량 센서: 주요 차이점 설명
근거리 측정 센서는 특히 로봇 공학, 창고 물류, 반도체 생산, 스마트 농업, 고정밀 공장 검사 등 현대 산업 자동화에 필수적인 요소입니다. 이 분야에서 가장 널리 사용되는 두 가지 감지 기술은 다음과 같습니다. 레이저 범위 센서 및 레이저 삼각 측량 센서 (광학 변위 센서라고도 함).
언뜻 보기에는 두 센서 모두 단거리 감지에 적합해 보입니다. 그러나 작동 원리, 측정 범위, 정확도 동작, 설치 요구 사항, 환경 허용 오차 및 애플리케이션 적합성 는 근본적으로 다릅니다.
이 문서에서는 엔지니어가 프로젝트에 가장 적합한 기술을 결정하는 데 도움이 되는 상세한 기술 및 애플리케이션 수준 비교를 제공합니다.
1. 각 센서의 작동 방식
1.1 레이저 거리 센서(위상 편이 또는 TOF 측정)
A 레이저 범위 센서 는 일반적으로 위상 편이 거리 측정 또는 비행 시간(TOF)을 사용하여 거리를 측정합니다.
작동 원리:
- 센서가 변조 또는 펄스 레이저 빔을 방출합니다.
- 반사된 빔은 센서로 돌아옵니다.
- 시스템은 위상차 또는 복귀 시간으로부터 거리를 계산합니다.
주요 강점:
- 거리 계산은 렌즈 지오메트리 또는 빔 삼각 측량에 의존하지 않습니다.
- 수 미터에서도 높은 정확도
- 각도나 물체 색상에 관계없이 일관된 성능 제공
- 뛰어난 실외 안정성 및 소음 저항성
- 어둡고 거칠거나 반사율이 낮은 타겟에 효과적입니다.
이렇게 하면 레이저 범위 센서 안정성과 신뢰성이 중요한 산업 등급 시나리오에 이상적입니다.
1.2 레이저 삼각 측량 센서(광학 기하학적 변위)
삼각 측량 센서는 기하학 기반 광학 원리.
작동 원리:
- 레이저 스폿이 대상 표면에 투사됩니다.
- 반사된 스팟은 렌즈를 통해 CMOS/CCD/PSD 센서에 닿습니다.
- 거리가 변하면 감지기의 광점이 이동합니다.
- 센서가 변위 각도를 기준으로 거리를 계산합니다.
주요 강점:
- 매우 가까운 거리에서 매우 높은 해상도 제공
- 마이크로미터 수준의 변위 감지에 탁월함
- 빠른 응답 속도와 높은 감도
제한 사항:
- 표면 색상, 각도 및 반사율의 영향을 많이 받음
- 일반적으로 짧은 측정 범위(10-500mm)
- 열악한 야외 사용성
- 매우 안정적인 장착 조건이 필요합니다.
따라서 삼각 측량 센서는 실험실 및 통제된 제조 환경에 더 적합합니다.
2. 측정 범위 및 성능 비교
| 기능 | 레이저 범위 센서 | 레이저 삼각 측량 센서 |
|---|---|---|
| 일반적인 범위 | 0.03m - 200m | 10mm - 500mm |
| 어두운/검은색 대상에 사용 가능 | 예 | 종종 불안정 |
| 야외 공연 | 매우 강함 | 매우 약함 |
| 각도 허용 오차 | 높음 | 낮음 |
| 범위 유연성 | 와이드 | 매우 좁은 |
| 마이크로 수준의 정밀도 | Medium | 매우 높음 |
그리고 레이저 범위 센서 는 필요한 범위가 0.5m 이상이거나 환경적 견고성이 중요한 경우에 주로 사용됩니다.
3. 정확성, 안정성 및 내환경성
3.1 레이저 거리 센서
정확도: 일반적으로 ±1mm
주파수: 모델에 따라 최대 30~100Hz
장점:
- 실내/실외 환경에서도 안정적
- 햇빛, 먼지, 안개, 약한 반사에 대한 내성
- 각도 변화로 인한 드리프트 최소화
- 금속, 플라스틱, 직물, 목재 등에 사용할 수 있습니다.
- 움직이는 물체에 이상적
따라서 다음과 같은 경우 최고의 선택입니다. 산업 자동화, 로봇 공학, AGV 내비게이션, 포장 기계, 분류 시스템, 안전 감지 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.
3.2 레이저 삼각 측량 센서
정확도: 근거리(마이크로미터 수준) 내에서 매우 높음
주파수: 보통 1~2kHz, 미묘한 진동 감지에 좋음
제한 사항:
- 설치 진동에 매우 민감함
- 광택/검은색 표면에서 쉽게 왜곡되는 라이트 스팟
- 강한 주변광을 처리할 수 없음
- 최대 범위 제한
가장 적합한 대상:
- 반도체 검사
- 표면 높이 측정
- 정밀 조립
- 실험실 변위 테스트
4. 애플리케이션 적합성
레이저 범위 센서 - 최적 대상:
- AGV 및 AMR 내비게이션 및 충돌 방지
- 로봇 팔 위치 지정
- 창고 자동화/지게차 감지
- 재료 레벨 감지
- 지능형 농업 기계
- 컴팩트한 아웃도어 장비
- 산업용 기계의 거리 피드백
내구성이 뛰어나고 측정 범위가 넓어 실제 엔지니어링에 이상적입니다.
삼각 측량 센서 - 최적 대상:
- 미세 변위 측정
- 전자제품 조립 라인
- 표면 평탄도 및 두께 분석
- 작은 기계적 움직임 감지
- 깨끗한 환경에서의 고정밀 검사
삼각 측량은 초단거리 정확도에서는 타의 추종을 불허하지만 실용성에서는 그렇지 않습니다.
5. 요약: 어떤 것을 선택해야 하나요?
프로젝트에 필요한 경우:
장거리 근거리 측정(0.1-80m)
실외 안정성
어두운 물체 감지
견고함과 유연성
프로젝트에 필요한 경우:
밀리미터 미만의 표면 검사
초근거리 감지(500mm 미만)
제어된 조명과 안정적인 마운팅
대부분의 산업 애플리케이션, 특히 로봇 공학, 자동화 및 AGV 시스템의 경우
의 레이저 거리 측정 센서 는 뛰어난 효율성, 안정성 및 장기적인 성능을 제공합니다.
