Was ist ein Kollisionssensor?
Kollisionssensoren werden im Allgemeinen entweder als Antikollisionssensoren oder als Kollisionssensoren klassifiziert, wobei erstere den Abstand zu einem Objekt messen, um Kollisionen zu verhindern und letztere den Aufprall auf ein Objekt erkennen, um das Gerät automatisch anzuhalten oder andere Maßnahmen zu ergreifen.
Antikollisionssensoren werden z. B. in automatischen Bremssystemen zur Vermeidung von Fahrzeugkollisionen und zur Kollisionsvermeidung bei automatisch fahrenden Geräten wie Drohnen eingesetzt. Kollisionssensoren hingegen werden zur Kollisionserkennung und zum automatischen Anhalten von Robotern in Fertigungsstraßen und in Airbag-Mechanismen in Autos eingesetzt.
Anwendungen von Kollisionssensoren
Eine häufige Anwendung für Kollisionssensoren sind Kraftfahrzeuge. Sie werden auch als Antikollisionssensoren bezeichnet, weil sie Kollisionen verhindern. Sie verhindern diese, indem sie beim Fahren den Abstand zu vorausfahrenden Objekten messen und automatisch bremsen, bevor es zu einer Kollision kommt. Auch andere unbemannte Fahrzeuge wie Drohnen können mit Kollisionssensoren ausgestattet werden, um Kollisionen zwischen Drohnen und Hindernissen zu verhindern.
Zu den Kollisionssensoren gehören Geräte, die den Aufprall auf ein Objekt erkennen und das Gerät anhalten oder den Aufprall abmildern. Sie werden an Produktionslinien, in die Roboter eingebaut sind oder an rotierenden Objekten wie Windturbinen installiert und dienen dazu, Schäden zu minimieren, indem sie Roboter und Geräte stoppen, wenn sie bei Kollisionen mit Objekten einem zu starken Aufprall ausgesetzt sind. Kollisionssensoren werden auch in Fahrzeugen eingesetzt, um Airbags auszulösen.
Kollisionssensoren in Autos
In Autos werden sowohl Antikollisions- als auch Kollisionssensoren eingesetzt. Wie bereits erwähnt, messen Kollisionssensoren während der Fahrt den Abstand zu vorausfahrenden Hindernissen und aktivieren auf der Grundlage des Abstands und der Geschwindigkeit zum Objekt die Bremsen oder geben einen Warnton ab, wenn das Fahrzeug zu kollidieren droht. Kollisionssensoren werden in der Technik eingesetzt, die gemeinhin als automatisches Bremsen bezeichnet wird.
Kollisionssensoren werden zum Beispiel auch zur Auslösung von Airbags verwendet. Wenn ein Fahrzeug mit einem Hindernis zusammenstößt, wird das Fahrzeug einem starken Aufprall ausgesetzt. Kollisionssensoren erkennen diesen starken Aufprall und lösen die Airbags aus, um die Sicherheit von Fahrer und Insassen zu gewährleisten.
Kollisionssensoren in der Fertigungsindustrie
In der verarbeitenden Industrie werden Antikollisionssensoren eingesetzt, um den Kontakt zwischen Personen und Fahrzeugen wie Gabelstaplern zu verhindern und Kollisionssensoren, um die Auswirkungen von abnormalen Vorgängen auf Produktionslinien zu erkennen. Gabelstapler zum Beispiel haben viele tote Winkel für den Fahrer und es ist besonders schwierig, Personen hinter dem Gabelstapler zu erkennen. Daher werden Antikollisionssensoren an der Rückseite von Gabelstaplern angebracht, um Unfälle durch Kontakt mit Personen zu vermeiden.
Kollisionssensoren hingegen werden z. B. eingesetzt, um zu verhindern, dass Roboter, die in Produktionslinien eingebaut sind, durch den Kontakt mit der Linie beschädigt werden. Wenn ein Roboter seine normalen Bewegungen ausführt, ohne zu erkennen, dass er mit einem Objekt kollidiert ist, können sowohl am Roboter als auch an der Anlage erhebliche Schäden entstehen. Durch den Einsatz von Kollisionssensoren kann der Roboter sofort angehalten werden, wenn er mit einem Objekt in Berührung kommt, um den Schaden zu begrenzen.
Funktionsweise von Kollisionssensoren
Kollisionssensoren messen mit Hilfe von Kameras, Millimeterwellen und Infrarotstrahlung den Abstand zum vorausfahrenden Objekt. Bei der Kameramethode werden die aufgenommenen Bilder automatisch analysiert und der Abstand zum Objekt, die Größe des Objekts und seine Art klassifiziert. Die Methode mit Millimeterwellen und Infrarotstrahlen hingegen berechnet die Entfernung zu einem Objekt anhand der Zeit, die die vom Sensor ausgesandten Millimeterwellen usw. benötigen, um auf das Objekt zu treffen und zum Sensor zurück zu reflektieren sowie anhand der Änderung der Wellenlänge durch das Auftreffen auf das Objekt.
Bei Sensoren, die Kollisionen erkennen, sind dagegen ein Beschleunigungssensor oder eine Luftkammer und ein Druckmesser eingebaut, die bei einem äußeren Aufprall einen starken Anstieg der Beschleunigung oder eine Veränderung des Innendrucks feststellen. Der Sensor ist auch mit einem Steuergerät verbunden und kann ein Signal senden, wenn er einen Aufprall feststellt, so dass ein Stoppsignal an die gesamte Linie gesendet oder ein Mechanismus zur Dämpfung des Aufpralls aktiviert werden kann.