【2021年版】距離センサーメーカー10社一覧

距離センサーのメーカー10社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。

距離センサーとは？
距離センサーのメーカー10社一覧

距離センサーとは

距離センサーとは、その名のとおり距離を測定するためのセンサーです。
最近は、自動車や産業機械の自動運転、先進安全システムの検知物体との衝突を防ぐことなどに活用されています。
距離センサーには、Lidar、ミリ波、超音波、ステレオカメラなどの方式があり、用途に応じて複数組み合わせて使われることもあります。
多くのセンサーは、TOF（TIme of Flight）と呼ばれる、センサーの仕組みを活用しています。それは、方式ごとの信号を発信して、測定物から反射された信号を受信した時間から距離を測定します。

距離センサーの使用用途

距離センサーの使用用途は、方式ごとにそれぞれ説明します。

〇LIdar
（メリット：分解能が高いために位置や形状が認識精度が高い / デメリット：霧など光が届きづらい環境に弱い）

飛行機、ドローンなどに取付て、地形の３D形状測定
自動運転での前方形状の認識

〇ミリ波
（メリット：測定距離がとれる、環境変化に強い / デメリット：電波反射しづらい素材、段ボールや発泡スチロールなどの検知に不向き）

自動車のアダプティブクルーズコントロール、衝突被害軽減ブレーキ、ブラインドスポットモニター
家の中での見守りセンサー

〇超音波
（メリット：コストがやすい / デメリット：検知距離10m程度と短い）

自動車の駐車時の障害物検知
ベルトコンベアの物体検出

〇ステレオカメラ（TOFではなく独自の原理）
（メリット：画像認識により検出・識別 / デメリット：夜間や雪などの環境に弱い）

自動車の衝突被害軽減ブレーキ
産業機器の人や障害物などの周辺環境認識

距離センサーの原理

距離センサーの原理をそれぞれ説明します。
多くのセンサーは、TOF（TIme of Flight）と呼ばれる、センサーの仕組みを活用しています。それは、方式ごとの信号を発信して、測定物から反射された信号を受信した時間から距離を測定します。

〇LIdar

パルス状信号のレーザーを送信し、測定物から反射光を受信するまでの時間を検出して距離を算出します。

〇ミリ波
ミリ波には、パルス方式とFMCW方式があります。

パルス方式
パルス状の電波を送信し、測定物から反射された電波を受信するまでの時間を検出して距離を算出します。

FMCW方式

周波数を時間とともに変化させた電波を送信し、送信信号と反射信号を干渉させて発生するビート周波数（周波数差）から距離を算出します。

〇超音波

パルス状の超音波を送信し、測定物から反射された超音波を受信するまでの時間を検出して距離を算出します。

〇ステレオカメラ

2つのカメラを用いて、測定物を撮影して、位置情報を取得します。その2つのカメラの位置情報とカメラの設置距離から3点測量を行い、測定物までの距離を検出します。

身近な距離センサー活用事例

私たちが普段使用しているスマホにも距離センサーが搭載されているものがあり、これにはToFセンサーが用いられています。ToFセンサーは先ほど述べたように、発信した信号に対する物体からのはね返りを検知することで距離を測定するものです。スマホでは、ToFセンサーによって測定した距離情報をカメラのオートフォーカス機能の精度向上に利用しています。この仕組みを搭載したことによって、例えば従来はピントを合わせることが難しかった周囲が暗い環境下でも、被写体とカメラとの距離を高精度に算出できるようになり、オートフォーカス機能の性能が大きく向上しました。

この技術を用いることで、カメラと画像内のあらゆる箇所の距離を測定することができ、従来は2Dでしか捉えられなかったカメラ画像を3Dデータとして処理することができるようになります。これを応用すれば、画像内の被写体認識精度が大きく向上するため、仮想現実（VR技術）や拡張現実（AR技術）分野での適応が期待されています。

工場での距離センサー活用事例

工場では多くの用途で距離センサーが活用されています。

例えば、通称AGV（AGV：Automatic Guided Vehicle）と呼ばれる自動搬送ロボットです。このロボットは工場中を走り回ってワークを届けたり、完成した製品を運ぶ作業を請負います。工場内ではこのようなAGVが所狭しと走り回っているところもあり、AGV同士の接触事故が多く発生します。接触事故によってワークや完成品を落下させてしまうと、最悪全て廃棄しなければならず、このような事態を避けなければなりません。そこでAGVに距離センサーを搭載し、周囲の物体との距離を常に計測させます。もしAGVが何か物体に近づいた場合は相互に通信し、自律的な交通整理を実施することで接触事故を防ぐのです。

他の活用事例としては、生産装置内での異常検知が挙げられます。生産装置では、ワークや機器の位置は常に制御されて決まった位置になければなりません。しかし、あらゆる事象によってそれが崩れることがあります。そうなると、ワークと機器同士が衝突し装置故障の原因となります。そこで生産装置内に距離センサーを設置し、制御コントローラの制御値ではなく距離センサーによる実測値によって監視するのです。これによって、原因不明の事象によって装置内のワークや機器の位置関係が崩れた場合でもそれを検知することが可能となり、装置故障を未然に防ぐことができるのです。

参考文献
https://www.fa.omron.co.jp/guide/technicalguide/56/202/index.html
https://www.macnica.co.jp/business/maas/columns/134429/
https://www.toshiba.co.jp/tech/review/2018/06/73_06pdf/a03.pdf
https://news.mynavi.jp/article/20200320-smartphone_word/