Out of the box: Flexible fahrerlose Transportfahrzeuge für den Mittelstand

Transkript

1 Institut für Integrierte Produktion Hannover Out of the box: Flexible fahrerlose Transportfahrzeuge für den Mittelstand Dr. Björn Eilert, IPH - Institut für Integrierte Produktion ggmbh BVL-Forum Solution Technology: Smarte Konzepte im Praxiseinsatz Hannover, Produktion erforschen und entwickeln

2 Zahlen, Daten, Fakten FuE-Dienstleister für Produktionstechnik Gründung 1988 als CIM-Fabrik Hannover Anwendungsorientierte Beratung, Forschung & Entwicklung und Qualifizierung interdisziplinär, innovativ, zuverlässig 56 Mitarbeiter/innen, 26 davon wissenschaftliches Personal/Berater > 75 Kooperationsprojekte pro Jahr Produktion erforschen und entwickeln 2

3 Arbeitsgebiete Produktionsautomatisierung Logistik Prozesstechnik verteilte Systeme Fabrikplanung Schmiedeverfahren drahtlose Kommunikation Intelligenz in Systemen Produktionsplanung und -steuerung Gestaltung von Produktionsnetzen Prozesskette Umformtechnik multi-funktionale Werkzeuge Produktion erforschen und entwickeln 3

4 Herausforderungen konventioneller FTS leistungsreduzierende Sicherheitstechnik aufwändige Systeme zur Lokalisierung und Navigation starre und komplexe Bedienschnittstellen Produktion erforschen und entwickeln 4

5 Lösungsansatz: Kognitive Systeme Vision: Technische Zukünftige Systeme Transportsysteme können kognitive besitzen Eigenschaften kognitive nur Eigenschaften hinreichend abbilden! Erkennen Sensorische Erfassung Kommunizieren Physiologie Technik Nachrichten übermitteln Planen Aktionssequenzen finden Schlussfolgern Aussagen ableiten Lernen Verhalten anpassen Vererben Wissen weitergeben Produktion erforschen und entwickeln 5

6 Projektziele und Verantwortlichkeiten Projekt Partner Situative Verhaltenssteuerung für interaktive, fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF out of the Box) D Kameratechnologien Lokalisation und Navigation FTF.vision FTF.interact FTF.safe Paletten und Lagerplatzerkennung, Systemintegration gesten- und sprachbasiertes Beauftragungsmodel Hinderniserkennung, regelungstechnische Integration Produktion erforschen und entwickeln 6

7 Komponenten des FTF out of the box FTF.interact Gesten- und Sprachbasierte Beauftragung Umgebungserfassung und Navigation FTF.vision Paletten- und Lagerplatzerkennung FTF.safe Kontextsensitive Sicherheitstechnik Produktion erforschen und entwickeln 7

8 Struktur und Datenflüsse Produktion erforschen und entwickeln 8

9 Gesten- und sprachbasiertes Beauftragungsmodel Messprinzip und Funktionsweise Basler Time-of-Flight Kamera auf FTS (Laufzeitmessung mit Auflösung 640x480 Pixel) Fusion mit Sprachbefehlen zur intuitiven Beauftragung von FTS Erkennungsrate für Gesten liegt bei 90% Produktion erforschen und entwickeln 9

10 Aufbau des Gestenmoduls Vorfilterung (temporal) - Bodensegmentierung auf Basis einmaliger Bodenkalibrierung (Bestimmung Kamerawinkel) - Erkennung und Validierung erkannter Personen im Kamerasichtfeld - Auswahl des Bedieners - Erzeugen eines graphbasierten Körpermodells - Anwenden einer Drehmatrix auf Basis des in 1. ermittelten Kamerawinkels - Erzeugen eines dynamischen Hintergrundmodells - Erkennung von Zeige- sowie Berührgesten - Ermittlung des 3D-Zeigesowie Berührpunkts - Transformation Kamera- KOS in FTF-KOS - Palettenerkennung und Bestimmung der Position sowie Orientierung Produktion erforschen und entwickeln 10

11 Aufbau der Sprachsteuerung Mittelwert der Wortkorrektheit liegt bei 95% Produktion erforschen und entwickeln 11

12 Paletten- und Lagerplatzerkennung Messprinzip und Funktionsweise Basler Time-of-Flight Kamera in der Gabelzinke (Laufzeitmessung, Auflösung 640x480 Pixel) Erkennung von Europaletten, Regalträgern und Lagerplätzen auf Basis von 3D-Informationen Integration der Messung in eine Ablaufsteuerung zum automatisierten Einund Auslagern von Europaletten Ergebnisse und Genauigkeit Lokalisierungsfehler < 1cm Bild- / Videovorschlag - Foto der Kamera in der Gabelzinke (freigestellt) - Video der Gabelzinkenkamera mit Paletten- / Facherkennung Die Erkennungsrate beträgt nahezu 100% Produktion erforschen und entwickeln 12

13 Gesamtsystem FTF out of the box Das Fahrzeug kann Eine Karte der Umgebung aufbauen Aufträge per Geste und Sprache entgegennehmen Paletten aus dem Regal auslagern in das Regal einlagern vom Boden aufnehmen auf dem Boden ablegen Fahraufträge ausführen (Mit oder ohne Palette) Temporäre oder dauerhafte Arbeitspunkte speichern und anfahren Produktion erforschen und entwickeln 13

14 Gesamtsystem FTF out of the box Produktion erforschen und entwickeln 14

15 Ausblick und Praxiseinsatz Produktion erforschen und entwickeln 15

16 Ihr Ansprechpartner Dr.-Ing. Björn Eilert IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover ggmbh Hollerithallee Hannover +49 (0) (0)511 eilert@iph-hannover.de Produktion erforschen und entwickeln 16