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Mobile Automation

Im Bereich der mobilen Arbeitsmaschinen zählen vor allem eine eingeschränkte Sicht als Hauptursache von tödlichen An- und Überfahrunfällen. Ein Sensorwarnsystem zusätzlich zum Kamera-Monitor-System ist daher ein wichtiges Element bei der Personen- und Objekterkennung. Zu den Anforderungen bei der Entwicklung solcher Assistenzsysteme befragte Mobile Automation Christian Astor, Lienhard Pfeifer und Kevin Hirsch von der ITK Engineering GmbH.

Autonome Systeme zur Objekt-  und Personenerkennung

TTControl, ein Joint-Venture von TTTech und HYDAC International, unterstützt die Hersteller von mobilen Maschinen und Off-Highway-Fahrzeugen mit der neuesten Displaygeneration namens Vision 3. Sie ist die passende Lösung für die aktuellen Trends und zukünftigen Anforderungen an die Bedienoberflächen von Off-Highway-Fahrzeugen.

Display für raue  Off-Highway-Umgebungen

Themen, wie die Vorfelderkennung, die Heckraumüberwachung, die Umfeldüberwachung oder gar selbstfahrende Maschinen, sind in aller Munde und können nur mit erweiterter Sensorausstattung realisiert werden. b-plus bietet für die Validierung und Verifikation von Multi-Sensorsystemen eine aufeinander abgestimmte Werkzeugkette und begleitet Kunden dabei ihr Steuergerät in Serie zu bringen.

Validierung automatisierter  Systeme in mobilen Maschinen

Mit dem FE pwm ergänzt die Firma Rheintacho die Drehzahlsensoren seiner FE-Baureihe um eine Lösung für den Einsatz unter schwierigsten Umgebungsbedingungen. Zusätzlich bietet der PWM-Drehzahlsensor einen weiteren Vorteil: Im Drehzahlsensor ist zusätzlich die Temperaturerfassung integriert.

Elektronische Bauelemente

Drehzahlsensor mit Temperaturerfassung

Die zuverlässige Erkennung von Personen und Objekten stellt die Hersteller autonomer mobiler Arbeitsmaschinen vor große Herausforderungen. ITK Engineering setzt für den Test solcher komplexen Sensorsysteme auf spezielle Sensorsimulationsverfahren, wie die Experten Christian Astor und Sascha Kerkmann im Interview erläutern.

»Aufwendige Tests reduzieren«

In unseren Köpfen sind sie ein untrennbares Duo – der Landwirt und sein Traktor bei der Feldarbeit. Dieses Bild der traditionellen Landwirtschaft wird sich erheblich verändern. Um die wachsende Weltbevölkerung ausreichend zu versorgen, bleiben der Landwirt und sein Traktor zwar ein Team, aber auf dem Feld wird die Maschine in Zukunft alleine unterwegs sein.

Autonome Maschinen

Die Cloud-Verfügbarkeit von Fahrzeugdaten für Diagnose und vorbeugende Wartung wird immer wichtiger. Die Anbindung von mobilen Arbeitsmaschinen an die Cloud erfordert daher ein flexibles und robustes IoT Gateway.

IoT Gateways für rauhe Einsatzgebiete

Die 1990 gegründete und in Sachsen ansässige IBL-hydronic GmbH und Co. KG gehört zu den Topadressen in Deutschland, wenn es um die Kombination von Hydraulik und Elektrik geht. Das Unternehmen automatisiert im Kundenauftrag mobile Maschinen und hat dafür auch eigene Produkte entwickelt. Im Interview mit HANSER automotive stellt der Gründer und CEO Dr. Thomas Löcher eine Weltpremiere und den jüngsten Neuzugang im Produktportfolio vor.

Entwicklungs-Tools

„Wir fungieren als externe  Entwicklungsabteilung“

Mit der IMU2019-Familie stellt GEMAC ein neues Inertialmesssystem vor, das Beschleunigungssensor und Gyrosensor in einem Gerät kombiniert. Mit diesem System wird es dem Anwender leicht gemacht, externe Beschleunigungen zu kompensieren und somit Messfehler zu vermeiden.

Messtechnik, Testlösungen, Diagnose

Präzision weiter gedacht

Neigungssensoren gehören mittlerweile zu den Standardkomponenten in mobilen Applikationen. GEMAC als langjähriger Spezialist für Neigungs- und Inertialsensoren bringt nun ihre neue Produktfamilie von hochgenauen dynamischen Neigungssensoren auf den Markt: den GEMAC Motus.

GEMAC Motus - die erste Power-IMU für mobile Maschinen

Positionssensoren müssen in der industriellen und mobilen Automation vielen Anforderungen gerecht werden. Geforderte Eigenschaften sind Robustheit, Geschwindigkeit, Genauigkeit und – vor allem im Hinblick auf Industrie 4.0 – Kommunikationsfähigkeit. Gleichzeitig wird die Wahl des geeigneten Messprinzips und des passenden Sensors aber immer auch von der konkreten Messaufgabe bestimmt, denn leider gibt es auch in der Positionssensorik keine Universallösung. Beratung ist deshalb wichtig, zumal bei vielen Anwendungen der Kostenfaktor eine nicht zu unterschätzende Rolle spielt.

Kontaktlose Positionssensorik  für die Automation

Smart Farming, die Digitalisierung der Landwirtschaft, lautet die Antwort auf die Frage nach der weltweiten Sicherstellung von Nahrungsmitteln einer wachsenden Menschheit.

Intelligente Landmaschinen für Smart Farming

In mobilen Arbeitsmaschinen und Fahrzeugen geht der Trend zu komfortablen, vernetzbaren und intelligenten Maschinen. Mit der neuen Betätigungsoption CAN Lite des Proportional-Wegeventils Typ PSL bietet der Hydraulikspezialist HAWE Hydraulik einen kostenoptimierten Einstieg in die CAN-Bus-Kommunikation und damit Automatisierung in vielen mobilen Arbeitsmaschinen an.

Idealer Einstieg in die Automatisierung von mobilen Arbeitsmaschinen

LiDAR Sensoren für Robotik und Industrieautomotion

Die Produktpalette von Velodyne ermöglicht fortschrittliche Autonomielösungen für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen wie Automotive, Kartierung, Robotik, Industrieautomation oder Sicherheitsapplikationen. Hierbei kommt speziell den Bereichen automatisierte Logistik, Robotik und ganz generell Industrieautomation eine immer größere Bedeutung zu.

LiDAR Sensoren (Light Detection and Ranging) von Velodyne sind in Tausenden von Fahrzeugen und mobilen Plattformen weltweit installiert. Das Unternehmen ist seit vielen Jahren auf die Herstellung von Mehrkanal-LiDARSensoren spezialisiert, die eine detailgenaue 3D-Erfassung des Sensorumfeldes mit hoher Reichweite und großer Genauigkeit in quasi Echtzeit ermöglichen. Heute ist Velodyne Lidar weltweit führend in der Entwicklung von Mehrkanal-3D-Lasersensoren für die Automotive-Industrie. Das Unternehmen bietet eine im Markt einzigartige Produktvielfalt für jeden Anwendungsfall: Von Sensoren mit einer 360 Grad Rundumerfassung und 300 Meter Reichweite bis hin zu modernster Solid State Lidar-Technologie, die integrierte Lösungen (Embedded Integration) ermöglicht.

Die Produktlinie von Velodyne umfasst eine breite Palette von Sensorlösungen, darunter den kostengünstigen Puck, den vielseitigen Ultra Puck, den es neuerdings auch in einer preislich atttraktiven Midrange- Variante gibt, den besonders leistungsstarken Alpha Puck, den ADAS-optimierten Velarray und nicht zuletzt den Nahbereichssensor VelaDome, der besonders für eine Vielzahl von Industrieanwendungen völlig neue Perspektiven mit seinem Rundum-Erfassungsfeld von 180 x 180 Grad eröffnet.

Lösungen für Industriefahrzeuge und mobile Robotplattformen

Die Vorteile einer gesteigerten Automatisierung von Industriefahrzeugen und mobilen Robotplattformen durch Unterstützung mittels 3D LiDAR liegen auf der Hand: ersichtliche Sicherheitsvorteile und gesteigerte Produktivität. Mehrkanal-LiDAR-Technologie liefert die hochauflösenden 3D-Informationen, die für die zukünftige Sicherheit und Autonomie in vielen Bereichen der industriellen Automatisierung benötigt werden.

<ul><li>Kostenreduktion durch Reduzierung der Sensoranzahl am Fahrzeug/Plattform/Roboter</li><li>Hochflexible 3D Fahrzeug-/Robotnavigation ohne Marker oder Reflektoren bzw. hochleistungsfähige Unterstützung von Kamerasensorik</li><li> Navigation auch auf unebenem Untergrund</li><li> Ladeguthandling-Aufgaben (assisted order picking)</li><li>Smart Safety: 3D Objekterkennung- und 3D Kollisionsvermeidung gewährleistet maximale Umfeldsicherheit (180 bis 360 Grad)</li></ul>

Nicht zuletzt entwickelt sich eine Vielzahl von Robotik-Geschäftsanwendungen weiter. Roboter arbeiten zunehmend autonom und ihre Fähigkeit, sich auf sich ändernde und unstrukturierte Umgebungen einzustellen, verbessert sich laufend. LiDAR-Technologie ist ein wesentlicher Bestandteil der Roboterautonomie und -navigation. Mit ihr können mobile Roboter außerhalb kontrollierter Situationen mit vordefinierten Aufgaben und Funktionen in ungewohnten und unvorhersehbaren Umgebungen eingesetzt werden.

Mit LiDAR können Roboter nicht nur das Vorhandensein einer Entität identifizieren, sondern auch in Echtzeit feststellen, ob es sich um einen Menschen oder ein Objekt handelt. Auf diese Weise kann der Roboter geeignete Risikoverhaltensmodelle bewerten, die für das Sicherheitsmanagement in der Zusammenarbeit zwischen Roboter und Mensch von wesentlicher Bedeutung sind.

Mobile Roboter, die z. B. im Freien arbeiten, können auf Geolokalisierungsfunktionen wie GPS und Sensortechnologien wie LiDAR zurückgreifen, um zu bestimmen, wo sie sich befinden und wohin sie sich bewegen. Dies wiederum ist normalerweise in Innenräumen nicht möglich. Mobile Roboter, die in Innenräumen betrieben werden, verwenden die sog. SLAM-Technologie (Simultaneous Localization and Mapping), die LiDAR-Daten verwendet, um eine präzise, verzerrungsfreie Karte der Roboterumgebung zu erstellen um den Roboter auf dieser Karte zu lokalisieren

Zu den Anwendungen für mobile Robotik gehören u. a. die industrielle Automatisierung, um die Sicherheit und Effizienz in einer Vielzahl von Bereichen wie Landwirtschaft, Bauwesen, Holzeinschlag, Schifffahrt, Bergbau, Pipeline-Inspektion und Eisenbahnwesen zu verbessern.

3D LiDAR-Sensoren helfen den Betrieb von Fahrzeugen im Logistikumfeld um ein Vielfaches sicherer zu machen.

Unfälle mit Gabelstaplern kosten z.B. allein in den USA schätzungsweise 3,7 Milliarden US-Dollar pro Jahr und verursachen 34.900 schwere Verletzungen, darunter rund 100 Todesfälle. In fast 80% dieser Unfälle sind Fußgänger außerhalb des Fahrzeuges involviert.

Velodyne-Sensorik ermöglicht für Gabelstapler, Tugbots und andere Industriefahrzeuge integrierte Sicherheits- und Navigationslösungen, denn mit einem 3D LiDAR lassen sich Objekte im Umfeld des Fahrzeugs sicher identifizieren umfahren, bzw. ansteuern. Bild 1 zeigt eineTugbot-Lösung, wo der Robot selbstständig andockt und Transportaufgaben im Lager durchführt.

Eine 360-Grad-Sensorunterstützung beinhaltet auch die Eliminierung von Blindspot-Zonen. Einzelne Punkte können als unterschiedliche interessierende Objekte klassifiziert werden, wie z. B. Fußgänger, Fahrzeuge und statische Objekte.

<a href="http://www.velodynelidar.com">www.velodynelidar.com</a>

Velodyne Europe GmbH  

www.velodyne.com

Ausgabenartikel

Dieter Gabriel ist Marketing Manager EMEA bei der Velodyne Europe GmbH, 65428 Rüsselsheim.

Bild 1: Mit Velodyne-Sensoren lassen sich Objekte im Umfeld einer Robotplattform sicher identifizieren, klassifizieren, ansteuern und bewegen. Beispiel hier: Tugbot von Mov.ai.

LiDAR-Sensorlösungen  von Velodyne: Von links: Alphapuck, Velarray  und VelaDome.

Velodyne - Hauptartikel

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