Algemeen

AGV’s navigeren via de cloud

AGV's navigeren via de cloud
De op de cloud gebaseerde navigatietechnologie van Fraunhofer IPA maakt het gebruik van AGV-systemen betrouwbaarder, flexibeler en efficiënter (foto: Universität Stuttgart IFF/Fraunhofer IPA, Rainer Bez).

Een onderzoeksteam van de afdeling Roboter- und Assistenzsysteme aan het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) heeft een op de cloud gebaseerde navigatietechnologie ontwikkeld. Deze maakt het gebruik van automatisch geleide voertuigen (AGV’s) betrouwbaarder, flexibeler en efficiënter. Tegelijkertijd maakt de nieuwe benadering een veelzijdige productie mogelijk en levert ze productieplanners waardevolle data voor de zogeheten Digital Twin op.

AGV’s zijn in de meeste toepassingen starre installaties: de voertuigen volgen meestal vast opgelegde routes. De informatie over hun bedrijfsomgeving die ze nodig hebben om hun geplande route te volgen, moeten ze onderweg continu via eigen sensoren aan boord bepalen. Als ze een hindernis op hun pad vinden, blijven ze staan tot de weg vrij is. Op kruispunten kunnen files ontstaan. Als het systeem eenmaal is ingericht, kann een AGV alleen met de nodige inspanning aan een nieuwe layout worden aangepast.

Navigeren via de cloud

Om bij herinrichting kostbare en tijdrovende ombouwmaatregelen te voorkomen, heeft het onderzoeksteam van Fraunhofer-IPA alle onbemande voertuigen en de externe laserscanners van een fabriekshal via de cloud met elkaar in een netwerk gekoppeld. Deze ‘Cloud Navigation’ maakt een coöperatieve cartering en routeplanning via een centrale navigatieserver mogelijk. De server berekent de route van elk afzonderlijk voertuig en verbetert die à la minute wanneer het een hindernis tegenkomt.

Onderdeel van de Cloud Navigation is de in eigen huis ontwikkelde softwaremodule ‘Co-operative Longterm SLAM’ (SLAM = Simultaneous Localization and Mapping). Alle vast in de ruimte geïnstalleerde laserscannes en de sensoren van alle onbemande voertuigen verzamelen gezamenlijk informatie over de omgeving en stellen daaruit een kaart samen, die voortdurend wordt geactualiseerd. Uit deze data berekent de op de cloud gebaseerde navigatieserver de routekaarten voor ieder afzonderlijk voertuig.

‘Predictive Driver’, een verdere ontwikkeling van de softwaremodule ‘Elastic-Band’ is echter verantwoordelijk voor de reactieve routeplanning. Deze module reageert op spontaan optredende hindernissen en berekent een uitwijkroute. Als de routes van twee AGV’s elkaarkruisen, dan stemmen hun bewegingsplanners via de cloud met elkaar het verloop af. Files en botsingen worden hierdoor vermeden.

Besparingspotentieel voor AGV’s

Een reeds aanwezige AGV kan op elk moment achteraf worden voorzien van Cloud Navigation. Daarbij wordt de cloud-oplossing lokaal op een soort besturingscomputer geïmplementeerd. De eerste toepassingen hebben de voordelen van Cloud Navigation al aangetoond. Tests hebben bewezen dat de lokatienauwkeurgheid tot 75% toeneemt. Bovendien verkort de coöperatieve routeplanning de afgelegde rijafstanden tot 20%, terwijl probleemloos verkeer op kruispunten een tijdbesparing van 25% oplevert.

Ook bij de hardware maakt Cloud Navigation besparingen mogelijk. De afzonderlijke AGV’s kunnen volstaanmet minder sensoren en rekenkracht, omadt ze geen rekenintensieve navigatie-algoritmen hoeven uit te voeren. Hierdoor worden de voertuigen krachtiger en economischer. Het energieverbruik per rekeneenheid daalt met 70% en de kosten voor sensoren in bepaalde gevallen tot 80%.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven