LiDARセンサーのメーカー11社・49製品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。
目次
LiDARセンサーはレーザー光を照射し反射光や散乱光を検出することで、対象物までの距離や形状を測定する装置の総称です。
LiDARはLight Detection and Rangingの頭文字をとっており、「ライダー」と読みます。
特に、光の検出において飛行時間を計測する場合が多く、TOF(Time-of-flight )センサーと呼ばれます。この様に離れた場所から距離などの測定を行う技術をリモートセンシング技術といいます。
LiDARセンサーはもともと航空機のレーダーや気象観測に用いられて来ました。
近年では自動車において障害物や周辺車両の検出など、自動運転技術を実現するための不可欠な要素となっており、小型化や低コスト化など、積極的に開発が進められています。
さらに，工場において、画像処理装置と組み合わせてまた、スマートフォンのカメラなどと組み合わせて写真撮影で効果的にピントをぼかすアシストや、VR（仮想現実）・AR（拡張現実）のための技術として利用されはじめています。またアップル（Apple）製の iPhone 12 Pro と iPhone 12 Pro Maxにも利用されている。
LiDARセンサーは光源であるレーザーと受光素子によって構成されています。対象物にレーザー光を照射し、反射や散乱によって戻ってくるまでの時間（飛行時間；time-of-flight, TOF）を測定します。
レーザー光の照射の仕方として、広視野で照射する方式と特定の方向に照射しそれをスキャンする方式があります。
広視野で照射する方式は一般的なカメラと同様に扱えるためTOFカメラと呼ばれます。
TOFカメラは一度の光照射で視野全体の情報を一度に取得でき、光学系も極めてシンプルなため、装置としては比較的低コストです。ただ、センサー全体をカバーするようにレーザー光を広げる必要があるため、一画素あたりの光子密度が低下してしまうという特徴があります。
そのため環境光などの影響を受けやすく、測定距離も短いという短所があります。一方、スキャン方式はミラーを用いてレーザー光を走査します。一画素ごとに走査を行うポイントスキャン方式と、一列ごとに行うラインスキャン方式があります。
ポイントスキャン方式では一画素ずつ情報を得ることができるため光子密度を犠牲にすることなく高精度に測定が可能ですが、視野全体の情報を得るために時間がかかります。
これに対してラインスキャン方式は空間的な解像度はポイントスキャンに比べると劣りますが、高速で情報を取得することができます。飛行時間の測定にも直接TOF法と間接TOF法があり、前者は射出した光の遅延時間を直接測定するのに対し、後者は強度を変調させた連続波を照射し、戻ってきた光の位相のズレから飛行時間を計算します。
参考文献
Royo et al. Appl. Sci. 2019, 9(19), 4093; https://doi.org/10.3390/app9194093
社員数の規模
設立年の新しい会社
歴史のある会社
画像出典: Quanergy Systems, Inc.公式サイトM8センサは高精度で信頼性の高くまたコストパフォーマンスも優れた3D-LiDAR製品です。測距エリアは360度全方位をカバーしており、最長200mのロングレンジ検出を実現します。0.03°の超微細な角度分解能と毎秒430,000点の点群データを駆使してターゲットのオブジェクトを的確・高精度にとらえます。
IP69Kの防水防塵規格に適合するこのLiDARセンサは悪条件の天候や過酷な環境下でも使用可能です。自動運転を想定した自動車業界との協業により設定された品質基準から自動車業界に限らず、交通インフラ/セキュリティ/測量/ロボット/ドローン/物流/ナビケーション等様々な業界・アプリケーションでご使用いただけます。Quanergy LiDARは複数のラインナップがあり、業界最安レベルのLiDARから最先端技術であるソリッドステートLiDARまで用途に合わせてユーザーがモデルを選択可能です。
株式会社ジェピコ（Quanergy Systems社の販売代理店）
・会社所在地：東京都新宿区北新宿2-21-1 新宿フロントタワー 34F
・URL：https://www.jepico.co.jp/
・創業：1972年
画像出典: 株式会社村上技研産業公式サイトLED-10は光の透過性の高い液体やガラス、フィルムなどの透明体までの距離を測定するのに最適なLiDARセンサーです。
LED光源を採用しているので低コストで鮮明な情報を得ることが出来ます。
マイコンを搭載しているので、独自のシーケンスを組んでプログラマブルな測定にも対応しています。
7 msの応答速度で移動する対象物の測定にも最適で、防塵・防水仕様なので過酷な環境でも信頼性の高い測定をすることができます。
画像出典: 日本信号株式会社公式サイトアンフィニソレイユは高速のMEMSスキャナを搭載した3次元測定可能なLiDARスキャナです。
近赤外パルスレーザーを使用したアクティブ方式を採用しているので昼夜問わず使用可能で、独自のMEMSスキャナにより最大2,000,000 lxの外乱光に対してもほとんど影響なく使用することができます。
また、高速スキャンが可能で、クラスIの安全性を確保しつつ、最大15 mまでの安定した座標測定と光量測定が可能です。
画像出典: 北陽電機株式会社公式サイト北陽電機株式会社のUST-30LXの特徴は、コンパクトなサイズでありながら、検出距離を30ｍという高い性能を備えている点です。
また、使用周囲温度-30～50℃で、汚れにも非常に強く、頑丈なため、屋外などのあらゆる環境に対応できるというのも、この製品の利点の一つです。
主な使用用途としては、搬送ロボットやサービスロボットなどの環境認識と障害物検出用センサとしての活用が想定されます。
画像出典: オプテックス・エフエー株式会社公式サイトZ-Lシリーズは、レーザーを搭載しているにも関わらず、LED光源並の低コストを実現したLiDARセンサーです。
レーザー光源なので、400 mm離れた距離でも約2 mmの極小スポットを実現しており、最高250マイクロ秒の応答速度で高速スキャンにも対応しています。
また、一体成形構造を採用し、IP67の防水・防塵性能を持っており、50Gまでの対衝撃性能を持っているので過酷な環境でも安定して使用できます。
画像出典: Velodyne Lidar, Inc.公式サイトAlpha primeは広範囲でハイクオリティな空間情報を得ることができるLiDARセンサーです。
水平方向は360度、垂直方向は40度の非常に広範囲かつ、最大220 mの長距離測定が可能です。
0.2 x 0.1度の高解像度でフルフレームレートの測定が可能で、工場内の他のLiDARセンサー同士の干渉を低減し、信頼度の高い測定が保証されています。
下部のコネクターにはケーブル延長オプションが適用可能で、離れた場所でも設置することができます。
画像出典: SICK AG公式サイトTiM1xxは最大200度の広角な範囲で二次元の距離・形状情報を取得できる2D LiDARセンサーです。
非常にコンパクトな設計で、自由度の高いコネクタを搭載しているので、設置作業も簡単で保守・メンテナンスの費用も低く押さえることが出来ます。
取得範囲はソフトウェアからの設定で自由に選択することが出来ます。
消費電力も低く押さえられているので、バッテリー駆動の自動車などでエリア監視をするための用途に最適です。
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レーザーセンサー
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モーター
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アナライザ
ダイオード
測定機器
観察機器
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スイッチ
ロボット
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コネクタ
メーター・計測機器
ジェネレータ・発生器