KNAPP - Système de caméra 3D pour robots mobiles

Caméras au volant

système de caméra 3D dans les robots mobiles autonomes

Dans un monde qui s'adapte aux changements rapides et aux avancées dans les domaines de la technologie et du développement durable, la nécessité de repenser les processus intralogistiques devient de plus en plus urgente. KNAPP Industry Solutions, une filiale de KNAPP AG, un pionnier autrichien dans le domaine de l'intralogistique, établit de nouvelles normes avec ses robots mobiles autonomes avancés et la puissante technologie de caméra 3D d'ifm.

L'entreprise autrichienne KNAPP est basée à Hart bei Graz et est spécialisée dans le développement de solutions logistiques personnalisées.

"Nous aidons nos clients à automatiser les processus tout au long de la chaîne de valeur et à favoriser la numérisation. Nous sommes divisés en plusieurs unités d'affaires, par exemple l'alimentation, la mode, la vente au détail, la vente en gros et l'industrie. Dans Industry Solutions, nous servons des clients de l'industrie manufacturière et développons des robots mobiles autonomes, nos "Open Shuttles"", explique Philipp Gotzmann, Team Lead Software Development Shuttle Control.

Les navettes transportent des marchandises de manière autonome entre différents sites de production ou zones de stockage. Elles couvrent un large éventail d'applications, allant du transport de lourdes palettes à celui de petits matériaux et de cartons.

Contrairement aux AGV (Automated Guided Vehicles), par exemple, qui suivent un itinéraire fixe, les navettes ouvertes entrent dans la catégorie des AMR (Autonomous Mobile Robots). Elles se caractérisent par le fait qu'elles peuvent parcourir la distance entre le point de départ et la destination de manière flexible et sans itinéraire fixe.

L'avantage : Les AMR peuvent s'adapter rapidement aux changements d'agencement et de processus. Par conséquent, le temps d'installation pour de nouvelles tâches ou en cas de changement d'environnement est réduit au minimum. Cette capacité d'adaptation permet d'augmenter ou de réduire facilement le nombre de véhicules en fonction des besoins, ce qui constitue une solution rentable à long terme.

Pour éviter les collisions avec des personnes ou des objets, une détection 3D fiable et continue de l'environnement est un élément clé de la navigation autonome.

Utilisation du système de caméra O3R

La technologie de caméra 3D développée par le spécialiste de l'automatisation ifm est l'élément clé qui permet d'atteindre ce niveau de flexibilité exceptionnel. Grâce au puissant système de caméra O3R, les Open Shuttles peuvent détecter avec précision les objets physiques en trois dimensions et se déplacer de manière fluide et sûre dans l'installation de production.

Ce système nous permet également, par exemple, de détecter les objets qui dépassent de la trajectoire de déplacement, tels que les dents de fourche. En outre, la surveillance en 3D nous donne un moyen fiable de détecter le passage de barrières et autres.

Nous utilisons également le système O3R sur nos "Open Shuttles Fork" pour la détection des supports de charge, c'est-à-dire pour détecter les palettes ou les supports de charge semblables à des palettes. Cela nous permet de saisir des supports de charge dont la position peut être légèrement différente, par exemple après qu'ils ont été déposés par un chariot élévateur manuel.

Les capteurs 3D servent à mesurer le support de charge et à déterminer sa position exacte afin de pouvoir l'approcher et le saisir avec précision", explique Philipp Gotzmann.

Décision en faveur d'ifm

Lorsqu'il s'est agi de choisir une solution 3D adaptée, la technologie d'ifm, conviviale pour les développeurs et personnalisable, a été un facteur clé dans la décision.

"Nous avons opté pour la solution d'ifm alors que nous étions encore en train de la tester sur le terrain. Les principales raisons étaient le concept prometteur avec des têtes de caméra distribuées et relativement petites et une unité informatique centrale pour l'évaluation, qui permet également le développement de logiciels en interne.

Pour nous, chez KNAPP, il est très important de pouvoir cartographier nous-mêmes les processus importants pour le système, y compris la détection d'obstacles et de supports de charge en 3D, et d'avoir une influence sur ces processus

Nous ne cherchions pas un système clé en main, mais une solution nous permettant de travailler avec un partenaire sur un bon produit et un bon concept et de développer nos propres algorithmes et processus. De cette manière, nous gardons le contrôle et pouvons procéder à des ajustements.

L'un des avantages du système O3R est qu'il est très convivial pour les développeurs et qu'il existe une excellente documentation à leur intention. ifm fournit également des bibliothèques pour le développement de logiciels personnalisés, ainsi que des moyens d'intégrer des pilotes ROS et autres. Nous aimons beaucoup cela. La qualité de la coopération avec nos collègues d'ifm mérite également une mention spéciale ", résume Philipp Gotzmann de KNAPP.

Une navette autonome transporte une boîte sur une palette

L'"Open Shuttle Fork" est un robot mobile autonome (AMR) destiné au transport de palettes standard, de rayonnages et de supports de charge spéciaux.

Système de caméra performant

La plateforme O3R d'ifm est une solution complète pour le traitement centralisé et synchronisé des informations d'images et de capteurs, spécialement conçue pour les robots mobiles autonomes et autres systèmes de véhicules guidés automatisés.

Le cœur du système est une puissante unité de calcul appelée Video Processing Unit (VPU). Basé sur une architecture yocto-Linux et Docker, des environnements de développement ouverts tels que Python, C++, CUDA et ROS sont pris en charge.

La VPU évalue les informations provenant de 6 têtes de caméra simultanément et peut les regrouper et les corréler avec d'autres informations de capteurs importantes, telles que celles provenant d'un capteur lidar 2D, dans un processus de "fusion de capteurs" pour permettre une perception fiable et robuste de l'environnement. Sur cette base, des tâches efficaces de planification d'itinéraire et de navigation peuvent être effectuées.

Avec jusqu'à six caméras, il est possible d'obtenir une couverture sans faille de 360 degrés. Les caméras 3D sont également incluses dans la solution de la plateforme. Elles ont un angle d'ouverture de 60 x 45 degrés ou de 105 x 78 degrés et utilisent la technologie avancée de temps de vol PMD.

La "technologie de modulation codée" brevetée garantit une détection fiable des obstacles et des corps étrangers, même en cas d'exposition accrue à la lumière ambiante et en présence de nombreux autres signaux d'interférence. Outre l'image 3D sous forme de nuage de points, les caméras fournissent également une image 2D classique de l'environnement.

L'interaction entre les caméras et les capteurs permet la mise en œuvre robuste de fonctions pertinentes telles que la prévention des collisions, la localisation, la navigation et le positionnement.

Nous avons installé une tête de caméra avec un champ de vision de 60 degrés. L'objectif est de couvrir la zone de conduite principale et d'obtenir le meilleur éclairage possible avec la technologie du temps de vol pour la zone surveillée.

Nous utilisons également une tête de caméra avec un champ de vision de 105 degrés. Cela nous permet de couvrir toute la hauteur du véhicule, ainsi que la hauteur de conduite maximale lorsqu'il est chargé. De cette manière, nous pouvons garantir un passage sûr et sécurisé à travers les barrières et autres.

Notre "Open Shuttle Fork" dispose d'une caméra supplémentaire pour la détection des palettes. Elle permet de s'assurer que les fourches sont positionnées avec précision dans les poches de la palette. Cette combinaison de têtes de caméra individuelles et d'une unité informatique centrale est un grand avantage en termes de surveillance rentable

Conclusion

La synthèse innovante des navettes ouvertes de KNAPP avec la technologie de caméra O3R d'ifm est plus qu'une simple solution technique - c'est une étape importante dans l'avenir de l'intralogistique. Combinant flexibilité, précision et adaptabilité, ce duo établit de nouvelles normes dans la chaîne de valeur de l'intralogistique.

La possibilité de concevoir sur mesure et d'intégrer des capteurs avancés ouvre de nouvelles portes vers une efficacité et une durabilité accrues de la production. Cet exemple met en évidence non seulement les avancées technologiques, mais aussi l'importance de la coopération et de l'échange ouvert entre des entreprises telles que KNAPP et ifm afin de relever les défis de l'industrie moderne et de façonner activement l'avenir.