Arculus revolutioniert Intralogistik- und Fertigungsprozesse mit autonomen mobilen Robotern (AMR) und Software. Mit an Bord sind MIPI-Kameramodule von Vision Components, welche die präzise und zuverlässige Navigation der Transportroboter unterstützen.
Roboter sind kaum noch aus modernen Intralogistik- und Fertigungsprozessen wegzudenken. Während einzelne Produktionsschritte hoch automatisiert sind, fehlt es oft an einer intelligenten Vernetzung derselbigen. Genau hier setzt das Portfolio von Arculus an. Das Münchner Unternehmen entwickelt Lösungen für die modulare Produktion und die automatisierte Intralogistik. Die intelligente Verkehrsleitsteuerung arculus Fleet ermöglicht über die standardisierte VDA 5050-Schnittstelle den Betrieb von autonomen Transportfahrzeugen unterschiedlicher Hersteller in einem gemeinsamen Logistik- und Produktionsumfeld. Planung, Simulation, Betrieb und Optimierung erfolgen hierbei aus einer gemeinsamen Software Plattform.
AMRs schaffen Flexibilität
Kernbestandteil der modularen Produktionslösungen ist das arculee, ein autonomer mobiler Roboter (AMR). Es bringt Technologien selbstfahrender Fahrzeuge in Fertigungshallen und ermöglicht damit völlig neue Produktionsabläufe. Der in verschiedenen Größen und mit Transportkapazitäten von bis zu einer Tonne erhältliche Roboter bewährt sich unter anderem in der Fahrzeugproduktion eines deutschen Automobilherstellers. Das Herzstück des arculee ist eine zentrale Steuereinheit, die Robot Control Unit (RCU). Sie steuert die AMRs und ermöglicht über die gesamte Lebensdauer kostenlose Leistungs- und Funktionsupdates. Grundlage hierfür ist ein geschlossener Datenkreislauf aus kontinuierlich erfassten sowie ausgewerteten Umgebungs-, Betriebs- und Flottendaten. Für den Kunden bedeutet das eine selbstständige und stetige Optimierung von Intralogistik- und Fertigungsprozessen.
MIPI-Kameras für die Navigation
Voraussetzung für die maximale Autonomie der Arculee-Flotte ist eine zuverlässige und präzise Navigation, insbesondere bei der Kollaboration mit anderen Robotersystemen und bei der Positionierung und Ausrichtung in engen Passagen, wie z.B. bei der Einfahrt an oder unter ein Transportgestell. Dafür setzt Arculus auf MIPI-Kameramodule von Vision Components. Sie lesen vorab eingemessene Marker auf dem Boden aus und ermöglichen so eine Positioniergenauigkeit des arculee im Bereich von +/-5mm – weitaus genauer, als es mit der alternativ häufig verwendeten Slam-Navigation erreicht werden kann. Ein eigenentwickeltes LED array wird über die RCU mit dem VC MIPI Kameramodul synchronisiert, sodass für das Auslesen der Marker optimale Beleuchtungsverhältnisse herrschen, bei gleichzeitig minimalem Energiebedarf. Für den Kunden ergeben sich damit Vorteile aus reduzierten Ladezeiten und kleineren Flottengrößen. Für die Kameramodule von Vision Components entschied sich Arculus aufgrund deren Robustheit beim Einsatz in industriellen Produktionsanlagen und ihrer garantierten Langzeitverfügbarkeit. Außerdem sind sie dank des MIPI-CSI-2-Standards optimal kompatibel zur eingesetzten Nvidia Prozessorplattform der Robot Control Unit. Die MIPI-Module von Vision Components sind in zahlreichen Sensorvarianten erhältlich und zeichnen sich auch durch ihr Preis-Leistungsverhältnis aus.
MIPI weiter gedacht
AI im MIPI-Datenstrom und weitere neue Anwendungen
Autor: Jan-Erik Schmitt, Geschäftsführer Vision Components GmbH
Autonome mobile Roboter wie das Arculee zeigen eine typische Anwendung für
MIPI-Kameramodule in der Industrie. Wo liegen aber die Vorteile der Technologie
und was ist in Zukunft von MIPI zu erwarten?
MIPI-Kameramodule sind zu einem Standard für viele und ganz unterschiedliche Anwendungen in der Industrie geworden, getrieben von ihrer weiten Verbreitung im Consumer- Markt und der breiten Unterstützung der MIPI-CSI-2-Schnittstelle durch moderne Prozessoren. Sie sind flexibel, preisgünstig und einfach zu integrieren. Vision Components liefert dazu für alle gängigen Prozessorplattformen entsprechende Treiber: von modernen Prozessoren wie der NXP i.MX-8M-Familie über die Nvidia-Jetson-Reihe bis zum Raspberry Pi. Entsprechende Entwicklungskits
machen den Start in die eigene Entwicklung noch einfacher und das große Portfolio der VC MIPI-Module sorgt für breite Einsatzgebiete: von s/w-Sensoren für das Lesen von Barcodes bis zu Highend-Sensoren mit 20MP Auflösung in Farbe, 4K Video und Global-Reset-Shutter. Entwicklungsziel von Vision Components ist es, MIPI in naher Zukunft noch intelligenter zu machen und der Technologie damit neue Anwendungsfelder zu erschließen. Im vergangenen Jahr hat die Firma bereits MIPI-Kameramodule mit Sensoren präsentiert, die nativ über keine MIPISchnittstelle verfügen. Auf der Roadmap für Herbst stehen Kameramodule, mit denen SWIR-Anwendungen, ToF und andere 3D-Applikationen möglich sein werden. Hinzu kommt ein FPGA-basierter Hardwarebeschleuniger. Er kann bei künftigen Entwicklungen in den MIPI-Datenstrom integriert werden, übernimmt dort die extensive Vorverarbeitungen der Bilddaten und gibt die Resultate über den MIPI-Kanal an die übergeordnete CPU weiter. Das Ergebnis: Anwender können selbst sehr komplexe Aufgaben durch die tiefgreifende Vorverarbeitung im dedizierten FPGA Modul dennoch mit einem hocheffizienten Embedded System durchführen. Sie profitieren außerdem von der Beibehaltung einer flexiblen Plattform auf Linux Basis. Vorteile wie die einfache Integration und die breite Auswahl an Prozessorboards bleiben wie beim Einsatz herkömmlicher MIPI-Kameramodule erhalten.
