Wenn Luftfracht ohne Boarding Pass unterwegs ist

31.05.2022

Roboter markiert verdächtige Luftfracht dank des 3D-Vision-Sensors Visionary-S und des chinesischen Bildverarbeitungsspezialisten Wu XI Fu Jiang.

Visionary-S CX von SICK liefert präzise dreidimensionale Geometriedaten zur automatischen Markierung verdächtiger Fracht.
Visionary-S CX von SICK liefert präzise dreidimensionale Geometriedaten zur automatischen Markierung verdächtiger Fracht.

Luftfracht spielt im E-Commerce eine entscheidende Rolle – eine effiziente Abfertigung der Fracht ist also unerlässlich. Am chinesischen Flughafen Chang Sha wurden kürzlich Anlagen in Betrieb genommen, die es ermöglichen, von Zollbeamten als verdächtig eingestufte Fracht automatisch von einem Roboter markieren zu lassen, so dass diesen Frachtgütern die Erlaubnis zur Beförderung vorerst entzogen wird und sie zu weiteren Kontrollen aus dem normalen Materialfluss ausgeschleust werden können. Damit der Roboter genau weiß, wo er die Markierung im Optimalfall anbringen muss, liefert Visionary-S CX von SICK präzise dreidimensionale Geometriedaten.

 

Roboter bringt Etiketten auf verdächtigem Frachtgut an

Der internationale Luftfrachtverkehr hat mit erheblichen Herausforderungen zu kämpfen – deshalb müssen die Prozessabläufe der Frachtterminals an Flughäfen sehr effizient sein. Am Chang Sha Airport in der chinesischen Region Hunan stellen die Zollbehörden die logistische Abwicklung verdächtiger Fracht derzeit mit Hilfe einer Roboterlösung neu auf, in der Sendungen vollautomatisch markiert werden, wenn diese nach der ersten Inspektion eine zweite Kontrolle durchlaufen müssen. Damit das Warenflusssystem zwischen Zollbereich und Rollfeld erkennt, welchen Sendungen die Boarding-Erlaubnis entzogen wurde, bringt eine Robotereinheit ein Etikett auf vollautomatische Weise an. Dazu muss die Roboterkinematik allerdings dreidimensional erfassen, wo das Etikett angebracht werden soll.

Hierbei kommt es darauf an, dass das Etikett mit genügend Druck auf die Verpackung aufgebracht wird. Dieser Druck darf allerdings nicht zu stark sein, um die Fracht nicht zu beschädigen. Erschwerend kommt hinzu, dass weder die Formate noch das Verpackungsmaterial in irgendeiner Weise einem Standard unterliegen. Jede einzelne Sendung muss daher vor der Etikettierung dreidimensional vermessen werden, um dem Roboter eine Zielkoordinate zur Verfügung stellen zu können. Eine Begrenzung des Verfahrweges des Roboterarms durch ein vorgegebenes Drehmoment ist in dieser Anwendung aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften der Karton-Verpackungen, Papierumschläge und gepolsterten Kunststoffbeutel nicht möglich.

 

Strukturierte, lichtbetriebene Stereo-Vision sieht einfach mehr

Die mit Visionary-S ausgestattete Robotereinheit nutzt zur Erfassung eine neue Lösung von SICK. Die 3D-Vision-Kamera kombiniert das Stereo-Vision-Prinzip mit strukturierter Beleuchtung. Diese kompakte Lösung weist die Schutzart IP67 auf und liefert mit ihren drei horizontal versetzt angeordneten Kameras farbige Tiefenbilder in Echtzeit. Durch die strukturierte Beleuchtung können auch gleichförmige Strukturen gemessen werden. Einfarbige, gleichmäßige Oberflächen sind in der Regel nur schwer zu unterscheiden. Fotografie-Liebhaber kennen das Problem, wenn der Autofokus einer Kamera vor einer hellen oder dunklen Wand versagt – zumindest so lange, bis das ebenfalls strukturierte AF-Hilfslicht zugeschaltet wird.

Die strukturierte Beleuchtung des Visionary-S gibt dem Sichtbereich eine eigene Oberflächenstruktur und erzeugt so zuverlässig messbare Bildmotive.
Die strukturierte Beleuchtung des Visionary-S gibt dem Sichtbereich eine eigene Oberflächenstruktur und erzeugt so zuverlässig messbare Bildmotive.

Die strukturierte Beleuchtung des Visionary-S gibt dem Sichtbereich eine eigene Oberflächenstruktur und erzeugt so zuverlässig messbare Bildmotive. Gerade im Frachtbereich ist dies von entscheidender Bedeutung, da gleichmäßige Oberflächen aufgrund der gleichen Struktur von Kartonverpackungen eher die Regel als die Ausnahme sind. Dank der integrierten IR-Beleuchtung funktioniert der Visionary-S sowohl bei völliger Dunkelheit als auch bei starkem Tageslicht mit einer Lichtstärke von 40 klx. Die Auflösung beträgt 640 x 512 Pixel, wobei das System 30 Farb- und Tiefenbilder pro Sekunde aufnimmt, von denen jedes mehr als 320.000 Abstands- und Farbintensitätswerte umfasst.

 

Experten bei der Frachtgutabwicklung

Der Visionary-S ist für Arbeitsbereiche von 0,50 bis 2,50 Metern optimiert und damit ideal für die Erfassung von Gepäckstücken. Die neue Automatisierungslösung stellt damit für die chinesische Zollbehörde am Flughafen Chang Sha auch den Beginn einer neuen Ära in Sachen Effizienz bei der Frachtabfertigung dar. Das System wurde im Rahmen eines Kooperationsprojekts zwischen dem Systemintegrator Fu Jiang und der chinesischen Vertriebsgesellschaft von SICK mit technischer Unterstützung aus der Unternehmenszentrale in Waldkirch entwickelt. „Die präzisen RGB- und Tiefeninformationen der 3D-Kamera konnten dank der einfach zu bedienenden Anwendungsprogrammierschnittstelle leicht an unsere Anforderungen angepasst und integriert werden“, sagt Herr Pan von Wu Xi Fu Jiang. Die robuste Bauweise der Robotereinheit zur Kennzeichnung verdächtiger Luftfracht bildet heute die Grundlage für den an Flughäfen geforderten 24-Stunden-Service. Das hohe Maß an Verfügbarkeit ist angesichts der internationalen Handelsmärkte und der wachsenden Verbreitung von Online-Verkaufsplattformen gerade in Südostasien notwendiger denn je – und dies unabhängig davon, wie schnell die Transportbänder im Abfertigungsbereich letztlich laufen.

3D Machine Vision
3D Snapshot – farbige Aussichten für die präzise Fabrikautomation
Visionary-S

Fazit: Große Fortschritte bei der Abwicklung von Luftfrachtgut

Die Zollbehörden haben das Verfahren, das gewährleisten soll, dass keine von den Beamten als verdächtig eingestufte Fracht an Bord eines Frachtflugzeugs gelangt, erheblich effizienter werden lassen. Der Flughafen Chang Sha und die Firma Wu Xi Fu Jiang revolutionieren mit Hilfe von Roboterlösungen derzeit die logistische Abwicklung. Eine der Hauptaufgaben des Roboters besteht darin, die Fracht zuverlässig zu markieren und dabei nicht durch übermäßigen Druck während des Markierungsvorgangs zu beschädigen. Basierend auf der 3D-Snapshot-Kameratechnologie liefert der Visionary-S von SICK die notwendigen 3D- und 2D-Daten, um dies auch dann zu ermöglichen, wenn das Verpackungsmaterial und seine Abmessungen keinem Standard entsprechen bzw. nicht von vornherein bekannt sind. Durch die Kombination von Stereovision, strukturierter Beleuchtung und RGB-Bildgebung in einem Gerät ist das System unabhängig von den äußeren Bedingungen für ein breites Anwendungsspektrum geeignet.

Die Arbeitsweise der anderen von SICK entwickelten Produkte der Visionary-Familie, wie Visionary-T und Visionary-B, ermöglicht zudem die Erfassung von 3D-Daten in einer Einzelaufnahme. Je nach spezifischer Roboteranforderung ist jedes Produkt der Visionary-Familie mit eigenen Stärken geeignet, die Einzelbilder unabhängig von der jeweiligen Fördergeschwindigkeit zu erfassen, was eine einfache Integration in das Robotersystem ermöglicht.

 

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