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Vision-Anwendungen mit Edge-Architektur

Bild 2 | Mit verschiedenen 2D- und 3D-Kameras bietet ifm ein breites Produktportfolio für die unterschiedlichsten industriellen Anwendungen. (Bild: IFM Electronic GmbH)

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Vom AGV zum AMR

Für diesen Ansatz des maschinellen Lernens in der Bildverarbeitung gibt es zahlreiche weitere potenzielle Applikationen. Einer der größten Wachstumsmärkte für 3D-Bildverarbeitung, die neben dem Bild auch Abstandsinformationen für jedes Pixel ermittelt, ist die Intralogistik. Automated Guided Vehicles (AGV) oder auch Fahrerlose Transportfahrzeuge sind bereits weit verbreitet und bieten enorme Potenziale für Flexibilisierung und Effizienzsteigerung in Logistik- und Produktionsanwendungen. AGVs arbeiten mit einer Vielzahl unterschiedlicher Sensoren, die es ihnen ermöglicht, sich auf vorgegebenen Routen beispielsweise innerhalb einer Lagerhalle zu bewegen. Zusätzlich ist standardmäßig eine Kollisionsüberwachung installiert, die in der Regel auf einem Laserscanner basiert. Dieser überwacht den Bereich in Fahrtrichtung etwa 10cm über dem Boden und stoppt das AGV, wenn es ein Hindernis auf dem geplanten Weg erkennt. Unfälle werden so wirkungsvoll vermieden, und die AGVs können auch in Umgebungen eingesetzt werden, in denen sich Personen aufhalten könnten. Diese auf Laserscannern basierende Kollisionsüberwachung hat allerdings auch Einschränkungen: Typisches Beispiel ist ein Gegenstand, der aus einem Regalfach herausragt. Da der Laserscanner nur den Bereich nah am Boden überwacht, kann er solche Hindernisse nicht erkennen. Eine 3D-Kamera wie die O3D von ifm kann hier deutlich mehr Informationen liefern und damit auch die Hindernis-Erkennung verfeinern.

Mit 3D-Kameras und den genannten Methoden der KI lässt sich auch der Weg in Richtung zunehmende Autonomie beschreiten. Aus AGVs werden AMRs (Autonomous Mobile Robot) mit deutlich umfangreicheren Fähigkeiten. Eine typische Anwendung ist etwa die Palettenerkennung für autonome Gabelstapler. Der Gabelstapler navigiert dabei mit den beschriebenen Methoden bis zu der Position, an der er eine Palette aufnehmen soll. Die genaue Positionierung der Gabel ist dann eine sehr anspruchsvolle Aufgabe, die ifm mit der O3D-Kamera gelöst hat, die etwas oberhalb und zwischen den Gabelzinken montiert ist. Wenn sich der Gabelstapler auf eine bestimmte Entfernung an die Palette angenähert hat, nimmt die 3D-Kamera ein Bild auf und wertet es direkt aus. Als Ergebnis liefert das System die Koordinaten der Palette in x-, y- und z-Richtung sowie eventuelle Verdrehungen um die Vertikalachse oder horizontale Verkippungen. Bei diesem Pallet Detection System (PDS) arbeitet die Bildverarbeitung direkt in der Kamera. Damit verfolgt ifm eine Strategie, bei der viele Funktionalitäten direkt in der Edge erledigt werden. Diese Architektur eignet sich besonders bei fest vorgegebenen Anwendungsfällen, für die dann die passenden Funktionalitäten im Edge-Gerät zur Verfügung gestellt werden. Der Anwender bzw. Systemintegrator muss in diesem Fall keine weitere Softwareentwicklung betreiben.

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