Kollmorgen – 3D-kamera-system för pallavkänning
|
|
Sammanfattning En gemensam lösning från Kollmorgen och ifm visar hur pallar kan hanteras på ett mer flexibelt sätt inom internlogistiken. 3D-kameror registrerar pallarnas position och läge, medan dynamisk lastupptagning gör det möjligt för AGV:er att plocka upp dem med precision, även när de är placerade i olika lägen. Detta lägger grunden för en tillförlitlig användning av autonoma fordon i varierande intralogistikmiljöer. |
Större flexibilitet vid pallhantering
Hur Kollmorgen och ifm gör AGV:er och AMR:er smartare
Kollmorgen är ett internationellt företag som specialiserar sig på drivteknik och automationslösningar.
Innovations- och utvecklingscentret för mobil robotik och fordon inom logistik ligger i Mölndal, nära Göteborg. Där utvecklar Kollmorgen en heltäckande automatiseringsplattform för ledande tillverkare av automatstyrda fordon (AGV) och autonoma mobila robotar (AMR). Detta omfattar allt från programvara och hårdvara för fordon till verktyg för uppsättning och system för vagnparkshantering som möjliggör en säker och effektiv drift inom internlogistiken.
Nya funktioner testas och optimeras kontinuerligt under verkliga förhållanden vid företagets eget testcenter, vilket erbjuder den perfekta miljön för att i samarbete med sensorspecialisten ifm utveckla en kamerabaserad lösning för dynamisk lasthantering och ta den i serieproduktion.
Utmaningen: precision i miljöer där människor och robotar samverkar
Många lager använder idag både AGV:er, AMR:er och manuella processer parallellt. Där man placerar pallar som senare hämtas av fordon är precision avgörande för effektiviteten. I klassiska fasta system måste pallarna placeras exakt inom ett avgränsat område; avvikelser leder till driftstopp eller manuell omarbetning. ”Men fordon är beroende av precision – och den mänskliga faktorn är inte alltid tillräckligt tillförlitlig”, förklarar Johan Loebbert, applikationsingenjör på Kollmorgen AMS, när han beskriver utgångsläget för styva system.
Typiska problemområden sträcker sig från lossning av lastbilar i mottagningsområdet till transport av pallar till mellanlager: Den perfekta parkeringsplatsen är ofta upptagen, markeringarna är slitna och vinklarna och djupet varierar. Detta leder till förseningar i materialflödet. Samtidigt ökar kraven på att kunna garantera skalbar drift av heterogena maskinparker utan att processäkerheten äventyras. Kollmorgen letade efter en lösning som skulle överbrygga klyftan mellan mänsklig flexibilitet och fordonets precision, förhindra fel och samtidigt vara enkel att integrera i befintliga fordonsarkitekturer.
Lösningen: Dynamisk lastupptagning med ifm-kamera och PDS-appen
Svaret ligger i kombinationen av Kollmorgens Dynamic Load Docking och ett ifm-kamerasystem med PDS-funktion (Pallet Detection System). Dynamisk lastupptagning är en process som främst används vid automatstyrda fordon (AGV) för att hämta eller lämna last på ett precist och effektivt sätt, även när fordonet eller lasten fortfarande rör sig något.
Kärnan i systemet är en app som identifierar pallens position, orientering och mått inom kamerans synfält. ”I det här fallet använder vi ifms 3D-kamera-system med PDS-funktion tillsammans med vår lösning för dynamisk lastupptagning ”, förklarar Johan Loebbert. ”I mottagningsområdet kan man placera pallen inom ett område i valfri position och vinkel. ”AGV:n tar sedan en 3D-bild, fastställer den exakta positionen och genererar en individuell körbana för att på ett säkert sätt hämta pallen.”
Det tekniska mervärdet framgår redan av integrationen: Installera kameran, anslut den till fordonets CPU och styrsystem, utför en snabb kalibrering och några finjusteringar – klart, i praktiken bara att koppla in och köra igång. Utvecklingen var ett gemensamt projekt mellan Kollmorgen och ifm: ”Samarbetet med ifm var utmärkt. ifm utvecklade PDS-lösningen medan vi testade vår dynamiska lasthantering .” ”Tack vare kontinuerlig feedback har vi kunnat optimera funktionaliteten ytterligare”, avslutar Johan Loebbert. Även efter marknadslanseringen håller teamen kontakten för att säkerställa kvalitet och support över hela världen.
Bild 1: Med dynamisk lastupptagning samverkar driv- och lyftsystemen på bästa sätt för att effektivt ta upp eller sätta ner lasten.
Bild 2: Systemets elektroniska öga är PMD-kameran från ifm, som använder flygtidsteknik för att exakt detektera pallen framför fordonet.
Bild 3: Vid sitt testcenter nära Göteborg validerar och optimerar Kollmorgen automatiseringsplattformar för olika AGV- och AMR:er .
Kameraplattform från ifm
Den mångsidiga O3R-avkänningsplattformen utgör den tekniska grunden för tillförlitlig pallavkänning på självgående fordon (AGV). Den centrala bearbetningen av bild- och sensordata i den inbyggda videobearbetningsenheten (VPU) gör det möjligt att driva upp till sex 2D-/3D-kamerahuvuden synkroniserat, vilket möjliggör en fullständig 360°-omgivningsavkänning.
Denna hårdvara kör den specialutvecklade programvaran ”Pallet Detection System” (PDS), som med hög precision känner igen alla standardpalltyper oavsett deras placering. Kombinationen av en kraftfull processor, den senaste TOF-bildsensorn med hög stabilitet mot störande ljus och en hög bildfrekvens garanterar en tillförlitlig och dynamisk objektdetektering – även under svåra ljus- och rörelseförhållanden. Tack vare sin standardiserade Docker-arkitektur och stöd för vanliga utvecklingsmiljöer som Python, C++, CUDA och ROS kan systemet integreras på ett flexibelt sätt i befintliga AGV-styrsystem. O3R-plattformen möjliggör effektiv och säker pallavkänning och stödjer autonom framkörning, positionering och upphämtning av pallar med precision och tillförlitlighet – ett avgörande bidrag till automatiseringen och den ökade effektiviteten i moderna intralogistikprocesser.
Fördelarna: större flexibilitet, mindre driftstopp, högre tillgänglighet
Kamerabaserad lasthantering flyttar fokus från strikta regler till robusta processer som är anpassade efter den aktuella situationen. Den största styrkan är flexibiliteten: Pallarna behöver inte längre placeras på fasta platser. Detta minskar behovet av omarbetning och förkortar cykeltiderna i blandade zoner där människor och fordon arbetar tillsammans. För operatörerna innebär detta: färre stopp, färre manuella ingrepp, högre genomströmning – med bibehållen säkerhet. Förutom sina processmässiga fördelar imponerar lösningen även i praktiken genom sin enkla och snabba installation. Denna enkelhet underlättar införandet i hela fordonsparker och på olika platser.
En annan fördel beror på att Kollmorgens plattform är öppen: ”Vårt samarbete med ifm visar hur anpassningsbar och skalbar vår lösning är – i princip kan vad som helst integreras i plattformen”, förklarar Per Hansson, Partner Channel Coordinator på Kollmorgen AMS. För användarna innebär detta teknisk handlingsfrihet : Fordonsflottan kan fortfarande utökas, och nya funktioner kan läggas till successivt. ”Det viktigaste är effektivitet och tillförlitlighet. Man måste kunna lita på att systemet fungerar på sikt. Det är just den kvaliteten vi levererar. Vi kan samla våra erfarenheter och omvandla dem till en produkt. ”Det är fantastiskt att se vilka problem detta löser för våra kunder”, säger Per Hansson. Sensorteknik och expertis inom flottstyrning kombineras därmed till ett praktiskt helhetspaket som ger ett konkret mervärde i den dagliga internlogistiken
Bild 1: Kärnan i bildbearbetningen är ifms videobearbetningsenhet, som kör appen ”Pallet Detection System” (PDS).
Bild 2: Algoritmerna använder punktmolnet (skärmen till höger) från 3D-kameran för att beräkna den optimala körbanan (skärmen till vänster).
Slutsats
Den gemensamma lösningen från Kollmorgen och ifm förenar det bästa av två världar: robust kamerateknik av industriell kvalitet i kombination med en avancerad automatiseringsplattform för AGV:er och AMR:er. Om du vill göra din internlogistik mer motståndskraftig, effektiv och framtidssäker hittar du ett praktiskt tillvägagångssätt här: Pallarna kan placeras flexibelt, kamerorna registrerar situationen och fordonen agerar intelligent – vilket håller materialflödet igång.
