Trzymamy pion: kamera 3D Visionary zapewnia równowagę

2021-09-22

Automatyzacja układania towarów w magazynach nadal stanowi wyzwanie pod względem technicznym. Minimalna odchyłka na dolnej warstwie może spowodować wywrócenie całego stosu. Jest to tym trudniejsze, im bardziej wymiary paczek różnią się od siebie. Każdy, kto kiedykolwiek układał kilka sześciopaków butelek PET jeden na drugim, doskonale zna to wyzwanie. Z tego powodu firma ek robotics we współpracy z firmą SICK po raz pierwszy zastosowała kamery 3D w połączeniu z innowacyjnym oprogramowaniem do analizy obrazu, które przetestowano przy tym w ramach projektu pilotażowego u jednego z klientów.

Automatyzacja składowania i pobierania palet z magazynu stanowi bardzo często ograniczenie dla pojazdów AGV (Automated Guided Vehicle), jeśli ładunek jest niestabilny i może ześlizgnąć się podczas transportu. Niezbędna jest wysoka dokładność procesu, zwłaszcza gdy palety muszą być układane w stosy. Proces ten został niedawno zrealizowany przy wykorzystaniu wysokowydajnych, przemysłowych kamer 3D Visionary, których zadaniem jest rejestrowanie trójwymiarowych danych, takich jak wielkość, położenie, stan, jak również ważnych informacji na temat właściwości otoczenia ładunku.

Technologia zdjęć 3D kluczem do sukcesu

Zastosowany czujnik wizyjny 3D Visionary-T działa na zasadzie pomiaru czasu przelotu wiązki światła, określanego również jako time-of-flight. Kamera wizyjna 3D emituje przy tym sygnały świetlne do otoczenia i odbiera sygnały odbite. Ze względu na miejsce montażu pod widłami wózka autonomicznego robota transportowego (ATR), Visionary-T rejestruje całą przestrzeń przed widłami w trzech wymiarach.

snapshot camera scans pallets
Image left: 3D depth map: Besides distance values (here color-coded, red = near, blue = far), 3D time-of-flight cameras also provide a black and white image of the scene; Image center/right: Principle of operation of the 3D time-of-flight technology
snapshot camera scans pallets
Image left: 3D depth map: Besides distance values (here color-coded, red = near, blue = far), 3D time-of-flight cameras also provide a black and white image of the scene; Image center/right: Principle of operation of the 3D time-of-flight technology
Systemy wizyjne
Zdjęcie 3D – uniwersalne zastosowanie wewnątrz budynku
Visionary-T

 Jak autonomiczny wózek widłowy uczy się widzieć

Ze względu na technologię pomiaru czasu przelotu wiązki światła kamera 3D Visionary-T odbiera światło odbite dla każdego punktu obrazu i wykorzystuje przesunięcie fazowe do obliczenia odległości między kamerą, a obiektami na scenie. Różne przesunięcia fazowe światła odpowiadają różnym odległościom. W ten sposób rejestrowane są dziesiątki tysięcy punktów obrazu, przy czym w kamerze nie poruszają się żadne części mechaniczne. Oznacza to, że chmura punktów 3D może być również rejestrowana w czasie rzeczywistym na podstawie scen statycznych. Ponieważ informacje o odległości są rejestrowane „w jednym ujęciu”, sposób ten nazywany jest również technologią migawek 3D – wózek widłowy „widzi”. O trwałości, która jest niezbędna w tego rodzaju zastosowaniach przemysłowych, świadczy nie tylko obudowa, ale także fakt, że kamera może być używana przez całą dobę i dostarcza precyzyjnych i wiarygodnych danych 3D nawet w trudnych warunkach oświetlenia, czy w zmiennych temperaturach. W przypadku kamery Visionary, SICK zapewniony jest, między innymi moduł oświetleniowy o wysokiej wydajności, zaawansowane zarządzanie temperaturą oraz inteligentne wstępne przetwarzanie zarejestrowanych surowych danych 3D.

safe transport of unstable goods
safe transport of unstable goods

Bezpieczne pobieranie i układanie niestabilnych towarów

W ścisłej współpracy z producentem systemów transportu samojezdnego – firmą ek robotics z Rosengarten pod Hamburgiem – przy zastosowaniu czujników Visionary-T stworzono pionierskie rozwiązanie do automatycznego procesu załadunku i rozładunku za pomocą inteligentnych pojazdów transportowych bez kierowcy. Dane zarejestrowane przez kamerę są analizowane w czasie rzeczywistym przy użyciu oprogramowania opracowanego przez ek robotics. Karsten Bohlmann, Head of Research & Development w firmie ek robotics opisuje to w następujący sposób: „Nauczyliśmy wózki widłowe widzenia. Umożliwia to pojazdowi rozpoznanie dokładnego rodzaju i położenia transportowanych towarów oraz palet. Jest to rozwiązanie na tyle zaawansowane, że pojazd transportowy bez kierowcy jest w stanie rozróżnić, czy zidentyfikowana górna krawędź ładunku to na przykład folia opakowaniowa, czy też już sam ładunek. Dzięki temu zastosowany robot transportowy potrafi bezpiecznie podnieść nawet niestabilne towary o nierównych wysokościach i bezpiecznie je przetransportować.”

Pełen sukces – nawet z pustymi butelkami

Praktyka jest lepsza niż teoria. Podczas testowania niezawodnego pod względem procesowym transportu pustych pojemników PET okazało się, że rozwiązanie to prowadzi do znacznie niższego wskaźnika błędów – w porównaniu do sterowania ręcznego. Zarówno układanie, jak też zdejmowanie ze stosu można było wykonywać z większą precyzją, ograniczając jednocześnie ilość uszkodzeń transportowych. I to przy najwyższym poziomie bezpieczeństwa eksploatacji. Sukces ten nie wpływa na celową rezygnację z zadań ręcznego układania: biorąc pod uwagę złożoność zadania, projekt ten jest bardzo imponujący i można go uznać za przełomowy. We współpracy z firmą SICK, firma ek robotics planuje w związku z tym wdrożenie dodatkowych aplikacji z wykorzystaniem technologii kamer 3D, które do tej pory były klasyfikowane, jako zbyt wymagające.

Pozostałe teksty

System kamer zmniejsza niebezpieczeństwo kolizji wózków widłowych

 Dowiedz się więcej

Detekcja wycięć w paletach za pomocą czujnika wizyjnego do zdjęć 3D

Dowiedz się więcej

Niezakłócony widok dla manipulatorów kuźniczych i transportowych dzięki systemowi wizyjnemu 3D

Dowiedz się więcej