KNAPP – Sistem kamera 3D pada robot bergerak
Kamera memegang kemudi
Sistem kamera 3D pada robot bergerak otomatis
Di dunia yang sedang menyesuaikan diri dengan perubahan dan kemajuan pesat di bidang teknologi dan keberlanjutan, kebutuhan untuk merancang ulang proses intralogistik menjadi semakin mendesak. KNAPP Industry Solutions, anak perusahaan dari KNAPP AG, perusahaan pelopor di Austria di bidang intralogistik, menetapkan standar baru dengan robot bergerak otomatis mutakhir mereka dan teknologi kamera 3D dari ifm.
Perusahaan Austria KNAPP berbasis di Hart bei Graz dan memiliki spesialisasi dalam pengembangan solusi logistik kustom.
“Kami membantu pelanggan kami mengotomatisasi proses di seluruh rantai nilai dan mendorong digitalisasi. Kami terbagi ke dalam berbagai unit bisnis, misalnya Makanan, Fesyen, Retail, Grosir, dan Industri. Di Solusi Industri, kami melayani pelanggan di industri manufaktur dan mengembangkan robot bergerak otomatis, yang dinamakan Open Shuttle,” jelas Philipp Gotzmann, Team Lead Software Development Shuttle Control.
Shuttle ini mengangkut barang secara otomatis antara berbagai lokasi produksi atau area penyimpanan yang berbeda. Shuttle ini meliputi aplikasi yang beragam, mulai dari mengangkut palet berat hingga material kecil dan karton.
Tidak seperti AGV (Kendaraan Berpemandu Otomatis), misalnya, yang mengikuti rute tetap, Open Shuttle termasuk dalam kategori AMR (Robot Bergerak Otomatis). Ciri dari kategori kendaraan ini adalah kemampuan untuk menempuh jarak antara titik awal dan tujuan secara fleksibel dan tanpa rute tetap.
Kelebihan: AMR dapat beradaptasi dengan cepat terhadap perubahan tata letak dan proses. Oleh karena itu, waktu pengaturan dapat diminimalkan ketika terdapat tugas baru atau terjadi perubahan lingkungan. Fleksibilitas ini mempermudah memperbesar atau memperkecil skala sesuai kebutuhan, dan menghadirkan solusi yang hemat biaya secara jangka panjang.
Untuk mencegah benturan dengan orang atau objek, deteksi 3D terhadap lingkungan sekitar secara andal dan kontinu adalah komponen utama dari navigasi otomatis.
Kegunaan sistem kamera O3R
Komponen utama dalam mencapai fleksibilitas yang tinggi tersebut adalah teknologi kamera 3D yang dikembangkan oleh spesialis otomatisasi ifm. Dengan sistem kamera O3R yang tangguh, Open Shuttle dapat mendeteksi objek fisik dalam tiga dimensi secara andal dan bergerak dengan mulus dan aman di sekitar fasilitas produksi.
Hal ini juga memungkinkan kami untuk, misalnya, mendeteksi objek yang menonjol ke dalam jalur pergerakan, seperti mata garpu. Selain itu, pemantauan 3D memberikan cara yang andal untuk mendeteksi perjalanan melalui gerbang dan sebagainya.
Kami juga menggunakan sistem O3R pada ‘Garpu Open Shuttle’ untuk pendeteksian carrier muatan, misalnya untuk mendeteksi palet atau carrier muatan sejenis palet. Hal ini memungkinkan kami untuk mengangkat carrier muatan yang mungkin berada di posisi yang agak berbeda, misalnya setelah diturunkan oleh truk forklift manual.
Sensor 3D digunakan untuk mengukur carrier muatan dan menentukan posisi tepatnya untuk memastikan carrier dapat didekati dan diangkat secara presisi,” ucap Philipp Gotzmann.
Gambar 1: Kamera 3D pada ‘Garpu Open Shuttle’ bertempat di atas garpu dan merekam palet secara presisi untuk pendekatan bebas kontak dan pengangkatan.
Gambar 2: Kamera O3R mendeteksi posisi dan orientasi palet secara akurat, memungkinkan pendekatan yang presisi dan pengangkatan palet dengan mulus.
Keputusan dalam memilih ifm
Ketika memilih solusi 3D yang sesuai, teknologi ifm yang ramah bagi pengembang dan dapat dikustomisasi menjadi faktor utama dalam keputusan ini.
“Kami memutuskan untuk memilih solusi ifm saat kami masih sedang mengujinya di lapangan. Alasan utamanya adalah konsep yang menjanjikan dengan kepala kamera yang terdistribusi dan relatif kecil serta unit komputer sentral untuk evaluasi, yang juga memungkinkan pengembangan software secara internal.
Bagi kami di KNAPP, sangat penting untuk dapat memetakan sendiri proses yang relevan untuk sistem, termasuk pendeteksian 3D terhadap rintangan dan carrier muatan, dan untuk memiliki andil dalam hal tersebut.”
Gambar 1: ‘Open Shuttle’ dengan navigasi otomatis untuk tugas pengangkutan dalam intralogistik. Gambar 2: Kamera O3R adalah gabungan kamera 2D/3D untuk pengenalan perimeter.
Kami tidak mencari sistem siap pakai, tetapi mencari solusi yang dapat dikerjakan bersama mitra untuk membangun produk dan konsep yang baik, lalu mengembangkan algoritma dan proses kami sendiri. Sehingga, kami tetap memegang kendali dan dapat melakukan penyesuaian.
Salah satu kelebihan dari sistem O3R adalah sangat ramah bagi pengembang dan memiliki dokumentasi pengembang yang baik sekali. ifm juga menyediakan library untuk pengembangan software kustom, serta kemampuan untuk mengintegrasikan driver ROS dan sebagainya. Kami sangat menyukai hal tersebut. Kualitas kerja sama dengan kolega kami di ifm juga patut diapresiasi,” ringkas Philipp Gotzmann di KNAPP.
‘Open Shuttle Fork’ adalah robot bergerak otomatis (AMR) untuk mengangkut palet standar, rak, dan carrier muatan khusus.
Sistem kamera dengan kinerja tinggi
Platform O3R dari ifm adalah solusi yang komprehensif untuk pemrosesan gambar dan informasi sensor secara terpusat dan tersinkronisasi yang dirancang khusus untuk digunakan pada robot bergerak otonom dan sistem kendaraan berpemandu otomatis lainnya.
Komponen inti dari sistem ini adalah unit komputasi yang andal yang disebut Unit Pemrosesan Video (VPU). Berbasis pada arsitektur yocto-Linux dan Docker serta mendukung lingkungan pengembangan terbuka seperti Python, C++, CUDA, dan ROS.
VPU mengevaluasi informasi dari hingga 6 buah kepala kamera secara bersamaan serta dapat menggabungkan dan mengkorelasikannya dengan informasi sensor penting lainnya, seperti data dari sensor lidar 2D, dalam proses “fusi sensor” untuk mewujudkan persepsi lingkungan yang andal dan tangguh. Berdasarkan hal tersebut, perencanaan rute dan tugas navigasi dapat dilakukan dengan efisien.
Gambar 1: Unit Pemrosesan Video adalah komponen inti dari sistem O3R. Komponen ini memungkinkan koneksi dengan hingga 6 buah kamera.
Gambar 2: Sebuah kamera O3R dengan sudut pandang 60 derajat memantau jalur kendaraan utama, selagi kamera lainnya dengan sudut pandang 105 derajat menangkap tampilan keseluruhan dalam area berkendara.
Dengan hingga enam buah kamera, jangkauan 360 derajat yang mulus dapat tercapai. Kamera 3D juga sudah termasuk dalam solusi platform ini. Kamera tersebut dapat memiliki sudut bukaan 60 x 45 derajat atau 105 x 78 derajat, dan menggunakan teknologi time-of-flight PMD yang mutakhir.
“Teknologi Modulasi Terkode” yang telah dipatenkan menjamin deteksi rintangan dan benda asing secara andal, bahkan dengan adanya paparan cahaya sekitar yang tinggi dan banyak sinyal interferensi lainnya. Selain gambar 3D sebagai point cloud, kamera ini juga menyediakan gambar 2D klasik dari lingkungan sekitar.
Interaksi yang andal antara kamera dan sensor memungkinkan implementasi optimal untuk fungsi yang relevan, seperti pencegah benturan, penentuan lokasi, navigasi, dan penentuan posisi.
Kami memasang kepala kamera dengan sudut pandang 60 derajat. Fokusnya adalah mencakup area berkendara utama dan mencapai penerangan terbaik dengan teknologi time of flight untuk area yang dipantau.
Kami juga menggunakan sebuah kepala kamera dengan sudut pandang 105 derajat. Hal ini memungkinkan kami untuk mencakup seluruh ketinggian kendaraan, serta ketinggian kendaraan maksimum saat mengangkut muatan. Dengan cara ini, kami dapat menjamin perjalanan yang aman dan terlindung saat melalui gerbang dan sebagainya.
‘Garpu Open Shuttle’ kami memiliki kamera tambahan untuk deteksi palet. Kamera ini digunakan untuk memastikan garpu telah berada tepat di dalam kantong palet. Kombinasi antara beberapa kepala kamera dan unit komputasi utama ini adalah keuntungan besar dalam pemantauan yang hemat biaya.”
Sistem O3R terdiri atas sebuah Unit Pemrosesan Video dan hingga enam buah kepala kamera.
Kesimpulan
Perpaduan inovatif antara Open Shuttle dari KNAPP dan teknologi kamera O3R dari ifm lebih dari sekadar solusi teknis – tetapi juga menjadi langkah penting bagi masa depan intralogistik. Dengan mengombinasikan fleksibilitas, ketepatan, dan kemampuan dalam beradaptasi, perpaduan ini menetapkan standar baru dalam rantai nilai intralogistik.
Kemampuan untuk menciptakan desain kustom dan integrasi sensor yang canggih membuka kemungkinan baru untuk peningkatan efisiensi dan keberlanjutan dalam proses produksi. Contoh ini tidak hanya menunjukkan kemajuan teknologi, tetapi juga menggarisbawahi pentingnya kerja sama dan pertukaran terbuka antar perusahaan seperti KNAPP dan ifm untuk menghadapi berbagai tantangan industri modern dan membentuk masa depan secara aktif.
