Kollmorgen – 3D kamerový systém pro detekci palet
|
|
Shrnutí Společné řešení od společností Kollmorgen a ifm ukazuje, jak lze flexibilněji manipulovat s paletami ve vnitropodnikové logistice. 3D kamery zachycují polohu a orientaci palet, zatímco dynamické dokování nákladu umožňuje systému AGV je přesně zvedat, i když jsou umístěny v různých pozicích. Tím je vytvořen základ pro spolehlivé nasazení autonomních vozidel v různých scénářích vnitropodnikové logistiky. |
Větší flexibilita při manipulaci s paletami
Jak společnosti Kollmorgen a ifm dělají řešení AGV a AMR chytřejšími
Společnost Kollmorgen je mezinárodní společnost specializující se na pohonnou techniku a řešení automatizace.
Inovační a vývojové centrum pro mobilní robotiku a vozidla v logistice se nachází ve městě Mölndal nedaleko města Göteborg. Společnost Kollmorgen tam vyvíjí komplexní automatizační platformu pro přední výrobce automaticky naváděných vozidel (AGV) a autonomních mobilních robotů (AMR). To zahrnuje vše od softwaru a hardwaru vozidel až po nástroje pro nastavení a systémy správy vozového parku, které umožňují bezpečný a efektivní provoz ve vnitropodnikové logistice.
Nové funkce jsou průběžně testovány a optimalizovány v reálných podmínkách ve vlastním testovacím centru společnosti, což poskytuje ideální prostředí pro spolupráci se specialistou na senzory, společností ifm, na vývoji kamerového řešení pro dynamickou manipulaci s břemeny a jeho uvedení do sériové výroby.
Výzva: přesnost ve smíšeném prostředí člověk-robot
Mnoho skladů se dnes spoléhá paralelně na řešení AGV, AMR a manuální procesy. Tam, kde lidé umisťují palety a vozidla je později vyzvedávají, je efektivita závislá na přesnosti. V klasických rigidních systémech musí být palety umisťovány přesně v definovaném poli. Odchylky vedou k odstávkám nebo nutnosti manuálních oprav. „Vozidla jsou však závislá na přesnosti – a lidský faktor není vždy dostatečně spolehlivý,“ vysvětluje Johan Loebbert, aplikační inženýr společnosti Kollmorgen AMS, a popisuje výchozí situaci v rigidních systémech.
Typické problémové oblasti sahají od vykládky kamionu v příjmové oblasti až po přesun palet do vyrovnávacích zón: ideální parkovací místo je často obsazené, značení je opotřebované, úhly a hloubky se liší. To má za následek zpoždění v toku materiálů. Zároveň roste tlak na provozování heterogenních vozových parků škálovatelným způsobem bez kompromisů v oblasti spolehlivosti procesů. Společnost Kollmorgen hledala řešení, které by překlenulo propast mezi lidskou flexibilitou a přesností na straně vozidla, zabránilo poruchám a zároveň by se dalo snadno integrovat do stávajících architektur vozidel.
Řešení: dynamické dokování nákladu s kamerou společnosti ifm a aplikací PDS
Odpověď spočívá v kombinaci systému dynamického dokování nákladu od společnosti Kollmorgen a kamerového systému společnosti ifm s funkcí PDS (systém pro detekci palet). Dynamické dokování nákladu označuje proces, který se primárně používá v automaticky naváděných vozidlech (AGV) k přesnému a efektivnímu zvedání nebo vykládání nákladu, a to i v případě, že se vozidlo nebo náklad stále mírně pohybuje.
Jeho jádrem je aplikace, která rozpoznává polohu, orientaci a rozměry palety v zorném poli kamery. „V tomto případě používáme 3D kamerový systém společnosti ifm s funkcí PDS ve spojení s naším řešením pro dynamické dokování nákladu,“ vysvětluje Johan Loebbert. „V příjmové oblasti může osoba umístit paletu kdekoliv v libovolné poloze a pod libovolným úhlem. Řešení AGV poté pořídí 3D snímek, určí přesnou polohu a vygeneruje individuální trajektorii jízdy pro bezpečné naložení palety.“
Technická přidaná hodnota je patrná již během integrace: nainstalujte kameru, připojte ji k centrální procesorové jednotce a řídicí jednotce vozidla, proveďte rychlou kalibraci a jemné doladění – hotovo, v podstatě řešení plug and play. Vývoj byl společným projektem společností Kollmorgen a ifm: „Spolupráce se společností ifm byla vynikající. Společnost ifm vyvinula řešení PDS, zatímco my jsme testovali naše dynamické dokování nákladu. Díky neustálé zpětné vazbě jsme byli schopni dále optimalizovat funkčnost,“ uzavírá Johan Loebbert. I po uvedení na trh zůstávají týmy v kontaktu, aby zajistily kvalitu a podporu po celém světě.
Obrázek 1: Díky dynamickému dokování nákladu optimálně spolupracují pohonné a zvedací systémy pro efektivní nakládání nebo vykládání nákladu.
Obrázek 2: Elektronickým okem systému je kamera PMD od společnosti ifm, která využívá technologii měření doby letu (Time-of-Flight) k přesné detekci palety před vozidlem.
Obrázek 3: Ve svém testovacím centru poblíž města Göteborg společnost Kollmorgen ověřuje a optimalizuje automatizační platformy různých řešení AGV a AMR.
Platforma pro kamery od společnosti ifm
Všestranná detekční platforma O3R tvoří technologický základ pro spolehlivou detekci palet na autonomně návaděných vozidlech (AGV). Centrální zpracování obrazových a senzorových dat v integrované jednotce pro zpracování videa (VPU) umožňuje synchronní provoz až šesti 2D/3D kamerových hlav, což umožňuje kompletní 360° detekci prostředí.
Tento hardware provozuje speciálně vyvinutý software „Systém pro detekci palet“ (PDS), který rozpoznává všechny standardní typy palet bez ohledu na jejich polohu a s vysokou přesností. Kombinace výkonné procesorové jednotky, nejnovějšího ToF snímače (snímače s měřením doby letu) s vysokou odolností vůči okolnímu světlu a vysokou snímkovou frekvencí zajišťuje robustní a dynamickou detekci objektů – a to i za náročných světelných a pohybových podmínek. Díky standardizované architektuře Dockera podpoře běžných vývojových prostředí, jako jsou Python, C++, CUDA a ROS, lze systém flexibilně integrovat do stávajících řídicích jednotek řešení AGV. Platforma O3R umožňuje efektivní a bezpečnou detekci palet a podporuje autonomní přístup, polohování a nabírání palet s přesností a spolehlivostí – což je rozhodující příspěvek k automatizaci a zvýšení efektivity moderních vnitropodnikových logistických procesů.
Výhody: větší flexibilita, kratší doba odstávky, vyšší dostupnost
Manipulace s nákladem pomocí kamery přesouvá pozornost od rigidních pravidel k robustním procesům přizpůsobeným dané situaci. Největší výhodou je flexibilita: palety již není nutné umisťovat na pevně stanovená místa. To snižuje potřebu oprav a zkracuje doby cyklů ve smíšených zónách, kde lidé a vozidla pracují společně. Pro operátory to znamená: méně blokád, méně manuálních zásahů, vyšší propustnost – s konzistentní bezpečností. Kromě procesních výhod toto řešení v praxi udělá dojem také svou jednoduchou a rychlou instalací. Tato jednoduchost usnadňuje zavádění napříč vozovými parky a lokalitami.
Další výhoda vyplývá z otevřenosti platformy společnosti Kollmorgen: „Naše spolupráce se společností ifm ukazuje, jak přizpůsobivé a škálovatelné je naše řešení – v principu lze do platformy integrovat cokoli,“ vysvětluje Per Hansson, koordinátor partnerských kanálů ve společnosti Kollmorgen AMS. Pro uživatele to znamená technologickou suverenitu: vozový park je i nadále rozšiřitelný a nové funkce lze přidávat postupně. „Nejdůležitějšími body jsou efektivita a spolehlivost. Musí existovat jistota, že systém bude v průběhu času fungovat. Přesně tuto kvalitu dodáváme. Můžeme sdílet naše zkušenosti a proměnit je v produkt. Je skvělé vidět, jaké problémy to našim zákazníkům řeší,“ říká Per Hansson. Inteligence senzorů a odborné znalosti vozového parku se tak spojují a vytvářejí praktický kompletní balíček s hmatatelnou přidanou hodnotou v každodenních procesech vnitropodnikové logistiky
Obrázek 1: Srdcem zpracování obrazu je jednotka pro zpracování videa (Value Processing Unit) od společnosti ifm, která provozuje aplikaci „Systému pro detekci palet“ (PDS).
Obrázek 2: Algoritmy využívají mračno bodů (monitor vpravo) z 3D kamery k výpočtu optimální trajektorie jízdy (monitor vlevo).
Závěr
Společné řešení společností Kollmorgen a ifm kombinuje to nejlepší z obou světů: robustní technologie kamerových senzorů průmyslové úrovně se sofistikovanou automatizační platformou pro řešení AGV a AMR. Pokud chcete, aby byla vaše vnitropodniková logistika odolnější, efektivnější a připravená na budoucnost, zde najdete pragmatický přístup: palety lze flexibilně umisťovat, kamery zachycují situaci a vozidla fungují inteligentně – a tím udržují tok materiálu v pohybu.
