Otonom Dış Mekan Forklift Operasyonu
İntralojistik uzmanı Linde Material Handling ve Aschaffenburg Uygulamalı Bilimler Üniversitesi (UAS), 5 Aralık 2023'te Aschaffenburg'daki Linde fabrikasının test sahasında "KAnIS – İşbirlikçi Otonom İntralojistik Sistemler" araştırma projesinin sonuçlarını canlı gösterimlerle sundu. Birçok alt projede, hem iç hem de dış mekanda yük taşıyan otonom, denge ağırlıklı forkliftlerin zorlu uygulamalarına yönelik çözümler geliştirildi. Odak noktalarından biri, 5G ağı ve uç sunucu aracılığıyla gerçek zamanlı bilgi alışverişinde bulunan ve birbirlerini engellere karşı uyarabilen bu araçların işbirliğine dayalı davranışlarıydı. Yaklaşık dört yıl süren proje, Özgür Bavyera Eyaleti'nin 'Bilgi ve İletişim Teknolojileri' Ar-Ge programı kapsamında yaklaşık 2,8 milyon avroyla finanse edildi.
Linde MH'deki KAnIS projesinin başlatıcısı Stefan Prokosch, "Otonom araçlar giderek daha fazla taşıma görevini üstlenecek" diyor. Sektörde bir teknoloji lideri olarak intralojistik uzmanı, otonom araçların avantajlarını, mal taşımak veya ağır kamyonları yüklemek ve boşaltmak için denge ağırlıklı forklift kullanan müşterilerin kullanımına sunmak istiyor. "Ancak, dış mekanlarda çalışan forkliftlere yönelik gereksinimler, tamamen kapalı alan araçlarına göre çok daha yüksektir. Bunlar arasında yokuşlarda ve yokuşlarda çalışabilme yeteneği, önemli ölçüde daha yüksek insan ve trafik hacminin varlığı ve farklı hava etkileri ve sıcaklık koşulları yer alıyor. Bunun dikkate alınması gerekiyor" diye açıklıyor Prokosch. "Aschaffenburg UAS ile yaptığımız ortak araştırma çalışması sayesinde bu karmaşık gereksinimler için uygulanabilir çözümler geliştirmeyi başardık. Proje tamamlandığında bu bulgular daha sonraki geliştirme projeleri için önemli bir temel oluşturacak."
Projenin genel amacı, ağ bağlantılı otonom araçların işbirlikçi davranışının operasyonel güvenilirliği ve yol tutuş performansını nasıl geliştirebileceğini araştırmaktı. Bu geniş görevi çözmek için araç konumu, düzenleme ve kontrolün yanı sıra forklift işbirliği, yük taşıyıcısının tanınması, hava durumu etkilerinin etkisi, öngörücü bakım, rota optimizasyonu ve otomatik yük yönetimi konularını ele alan çeşitli alt projeler oluşturuldu.
Aschaffenburg UAS Mühendislik Fakültesi KAnIS Proje Yöneticisi Prof. Dr. Hans-Georg Stark, "Üniversite için KAnIS projesi çok karmaşık, disiplinler arası bir araştırma projesiydi. On profesör ve çok sayıda araştırma görevlisi ve öğrenci dahil oldu" diye özetledi. olay sırasında. "Her iki proje ortağı da Aschaffenburg UAS'nin bilimsel araştırma faaliyetleri ile Linde MH'nin araç geliştirmedeki uzun yıllara dayanan uzmanlığı arasındaki yoğun alışverişten büyük ölçüde faydalandı."
Gerçekçi koşullar altında uygulamaya yönelik test senaryoları
2,0 ila 3,0 ton yük kapasitesine sahip dört adet Linde E20, E25 ve E3{0 elektrikli karşı dengeli kamyon, otomatikleştirilmiş ve elektrohidrolik direksiyon (Linde Steer Control), elektronik kontrollü Linde Güvenlik Pilotu yardım sistemi ile donatılmıştır. yük diyagramı ve entegre çatal konumlayıcı. Ön Geliştirme Bölüm Başkanı Mark Hanke, "Araştırma sonuçlarının pratikte uygulanması hem Linde MH hem de Aschaffenburg UAS için önemli bir husustu" diye vurguladı.Linde MH. Gelecek yıldan itibaren araçlar, gelecekte dört özel malzeme taşıma görevini yerine getirebilecek şekilde daha da geliştirilecek ve test edilecek. Bunlar arasında tel örgü kasaların ve akü içeren paletlerin taşınması ve ön montajdan ana montaj hatlarına kadar özel yük taşıyıcıları üzerinde taşınması gereken araç çerçevelerinin ve tavan korumalarının yeniden konumlandırılması yer alıyor.
İlk iki uygulama tamamen dış mekan operasyonlarıyken, diğer ikisi kamyonların hem salonların içinde hem de koridorlar arasında hareket etmesini gerektiriyor. Yüzde 8'lik eğimlerin aşılması gerekiyor ve salonlarda başka AGV'ler ve manuel olarak çalıştırılan araçlar da var. Dört KAnIS forkliftinin, zemine tam olarak hizalanmamış olsalar bile paletleri, tel örgü kasaları ve metal çerçeveleri güvenilir bir şekilde kaldırabilmesini sağlamak için çatalların arasına monte edilmiş bir mobil kamera ile donatılmıştır. Çatalların yan kaydırma aracılığıyla doğru şekilde konumlandırılabilmesi için yük taşıyıcının ceplerini ölçer. Araç çerçevesinin, akü kapısının ve karşı ağırlığın tasarımları da uyarlandı. Hanke, "Amacımız, kamyonun boyutlarının standart versiyona mümkün olduğunca yakın kalması için güvenlik tarayıcılarını, kameraları ve sensörleri mümkün olduğunca araç hatlarına entegre etmekti" diyor. Araçlar iç mekanlarda kendilerini lazer tarayıcılar aracılığıyla konumlandırırken, dış mekanlarda GPS'in doğruluğunu artıran bir yöntem olan diferansiyel GPS (Küresel Konumlandırma Sistemi) kullanıyor. Ayrıca iç mekandan dış mekana geçiş için ek yerel sensörler içerirler. Otomatik forkliftler, manuel olarak çalıştırılan benzerlerinden farklı olarak, acil durdurma durumunda yükün çatallardan kaymasını önlemek için her zaman tanımlı rotalarında ters yönde hareket eder.
Kamyonlar ve altyapıyla gerçek zamanlı iletişim
Araştırma projesinin özellikle odaklandığı nokta, diğer yol kullanıcılarıyla güvenilir etkileşimi sağlamak amacıyla otomatik forkliftlerin çevrelerini algılamasıydı. Bu amaçla araçlarda kişisel koruma sisteminin sensörlerinin yanı sıra 3 boyutlu tarayıcılar ve HD kameralar da bulunuyor. Kamera verileri, yapay zeka algoritmalarının yardımıyla nesnelerin algılanıp sınıflandırılması ve daha sonra aracın hızını ayarlayıp durana kadar yavaşlatmak için bunların yerinin belirlenmesinin temelini oluşturuyor. Ama hepsi bu değil. Bir diğer önemli konu, insanların forkliftin sensörleri tarafından tespit edilemeyen gizli alanlarda bulunması ve aracın hareket yoluna yaklaşması durumunda ortaya çıkan kritik durumlara odaklanıyordu. Burada forkliftler arasındaki işbirliği devreye giriyor, çünkü yakınlarda başka bir forklift varsa ilgili bilgiyi sağlayabilir. Ancak bu, algı verilerinin gerçek zamanlı aktarımını gerektirir. Bu düşük gecikme sürelerine ulaşmak için Linde, Aschaffenburg fabrikasında özel bir 5G ağı kurdu. Algılama verileri, forkliftlerden, yerel olarak algılanan nesneleri kullanarak algılanan tüm nesnelerin genel bir listesini oluşturan ve bunu forkliftlere geri gönderen bir uç sunucuya iletilir.
Test, bir duvarın arkasından aniden çıkan ve forkliftin yoluna doğru koşan bir çarpışma testi mankeni kullanılarak gerçekleştirildi. İşbirlikçi davranış olmazsa, otomatikleştirilmiş forklift kamyonu zamanında duramaz ve mankene çarpar. Ancak yakındaki bir forkliftten gerçek zamanlı bilgi alırsa tehlikeli durumu önceden tahmin edip zamanında fren yapabiliyor. Yakında ikinci bir forkliftin bulunduğunu varsaymak her zaman mümkün olmadığından, KAnIS forkliftlerinin gelecekte seyahat edeceği güzergahlar üzerindeki kavşaklara ve geçitlere sekiz adet sabit 3D lazer tarayıcı yerleştirildi. Sabit lazer tarayıcıların yerel nesne listeleri de uç sunucuda birleştirilir ve bilgiler tüm araçların kullanımına sunulur.
Aschaffenburg UAS Araştırma ve Transferden Sorumlu Başkan Yardımcısı Prof. Dr. Klaus Zindler, "Hızlı kablosuz ağlar, otonom forkliftlerin dış alanlarda işbirliği içinde hareket edebilmesi ve öngörülemeyen trafik durumlarına gerçek zamanlı olarak tepki verebilmesi için ön koşuldur" dedi. etkinlik. "Amacımız, yapay zeka yöntemlerini kullanarak, daha sonra farklı araçlara ve uygulamalara esnek bir şekilde uygulanabilecek ve öğrenmeye devam edilebilecek genel standartlar ve algoritmalar geliştirmektir."
Sensörler için temizleme sistemi, robotla akü şarjı
Başka bir iş paketinde, yağmurda veya ıslak yol yüzeylerinde su sıçraması nedeniyle kirlendiğinde yere yakın optik sensörlerin nasıl temizleneceği ele alındı. Bu çok önemlidir çünkü güvenilir nesne algılama artık mümkün değilse operatör koruma sistemi kamyonu otomatik olarakgüvenli bir şekildeDurmak için. Bunu önlemek için proje ekibi, lazer tarayıcılarda birikmiş olabilecek kirli su damlacıklarını üflemek için basınçlı hava kullanan bir temizleme sistemi geliştirdi.
Başka bir proje ekibi ise forklift akülerinin otonom şarjı için olası çözümleri araştırdı. Sonuç, şarj fişini forkliftin şarj soketine bağlayan yapay zeka tabanlı bir robotun lehine oldu. Kamyonun arka kısmı da buna göre değiştirildi ve şarj soketini kirden ve sıçrayan sudan korumak için otomatik olarak çalıştırılan bir şarj kapağı eklendi.
