Приклад застосування 3D TOF відеокамери. Автономний штабелер.

27.11.2020

Автономні вилкові навантажувачі під управлінням 3D Time-of-Flight відеокамери штабелюють сири на дозрівання

Витримка сиру протягом тривалого періоду часу не така проста, як може здатися. Великі стоси сиру потрібно зберігати в місцях належної температури та вологості, щоб забезпечити оптимальні умови протягом усього процесу їх дозрівання. Деякі сири витримують всього місяць, а деякі кілька років.

На сироварному заводі в Нідерландах 12 самохідних вилкових навантажувачів мають завдання складати та розкладати стійки з сиром у повністю автоматизованому процесі. Автономні навантажувачі, надані компанією Toyota Material Handling, переміщують стійки з сиром цілодобово та без вихідних між виробничими та дозрівальними цехами. Висота цих стійок становить приблизно 3 метри, і їх можна складати в три рівні. Перш ніж розміщувати одну стійку поверх іншої, потрібно визначити точне положення, де її розмістити.

Виявлені складнощі

Автоматизація точного штабелювання стійок з блискучими поверхнями та металевими краями виявила певні труднощі для використання 3D-камери. Спочатку навантажувачі використовували іншу 3D Time-of-Flight камеру, яка, не працювала належним чином через високі світловідбивні властивості металевих стійок. З часом фарба на стійках стиралася, а новіші моделі стійок не мали фарби, але були оцинковані. Однак обидва результати призвели до недостатньої якості вимірювання блискучих металевих поверхонь, що заважало навантажувачам точно розміщувати та складати стійки.

Той факт, що камери ToF також повинні були вимірювати під кутом з висоти, зробив високовідбиваючі поверхні ще більшим випробуванням, оскільки не було альтернативного положення для камер, щоб дати кращий кут огляду. 3D-хмари точок, створені камерою ToF, потрібно було проаналізувати, відфільтрувати та вдосконалити для створення надійного об'ємного зображення. Стереокамери з використанням проектованого світла не розглядалися через їх ціну та більший розмір.

Рішення
Після оцінки всіх наявних рішень, найкращий результат продемонстрували камери LUCID Helios Time-of-Flight особливо враховуючи їх вартість. Хоча високовідбиваючі поверхні все ще знижували якість вимірювань, отримані хмари точок були достатніми для вимірювання відносного положення стійок. Цього разу для кожного навантажувача було використано дві камери Helios 3D ToF, які вимірюють відносне розташування стійки, утримуваної навантажувачем, та іншої стійки, поверх якої вона буде розміщуватися. Виходячи з взаємного розташування, вилковий навантажувач ретельно суміщає стійки.

Софтверна компанія Florinco, розробила алгоритм бачення, який видалив із зображень деякі особливості, що забезпечило отримання більш надійних вимірюваннь. Камери Helios ToF були підключені до промислового ПК з процесором Intel Atom під управлінням Linux. Цей ПК був підключений до внутрішньої мережі вилкового навантажувача для передачі результатів вимірювань центральному процесору навантажувача.
Перше пробне впровадження було реалізоване на основі камери 1-го покоління Helios, яка не мала захисту IP67, тому розміщувалась в корпусі autoVimation Orca (див. малюнок нижче).
Нове ж покоління Helios2 ToF обзавелося надійним корпусом з захистом IP67 включаючи об'єктив.

autonomous warehouse processes.png

Висновок
Сімейство Helios відеокамер, що працюють на принципі 3D Time of Flight є ефективним рішенням для багатьох автономних складських процесів. За допомогою камери Helios розробник Florinco зміг вирішити проблему відбиття світла від металевих стійок, та реалізувати автономну роботу вилкових навантажувачів без допомоги людини. Перш ніж було введено нове рішення, 10% поїздок потребували ручного керування. З новим рішенням 99,9% поїздок проходять правильно і повністю автоматизовано.

Джерело: https://thinklucid.com

Повернутися