Der Toposens 3D-Ultraschall-Echolokationssensor ECHO ONE® und die Toposens PROCESSING UNIT mit hochentwickelten Filtern für die 3D-Kollisionsvermeidung sind jetzt verfügbar, nachdem sie eine Vielzahl an kommerziellen Tests in realen Industrieszenarien mit namhaften Robotics-Unternehmen durchlaufen haben. Diese Art der "Co-Entwicklung" eines High-Tech-Produkts zusammen mit führenden Technologieunternehmen gewährleistet ein Höchstmaß an Leistung für den Serieneinsatz.

Das Undetektierbare detektieren

Angesichts des Booms der autonomen Fahrzeugindustrie und des exponentiellen Wachstums mobiler Roboter, wie automatisierter Gabelstapler, AGVs und AMRs, steht die Sicherheit von Mensch und Maschine im Vordergrund der Produktionsbemühungen. Der Markt hat erkannt, dass 3D-Kollisionsvermeidung eine Notwendigkeit ist, da die obligatorischen 2D-Sicherheits-LiDARs nur eine zweidimensionale Datenausgabe liefern können, die nicht den höchsten Sicherheitsanforderungen entspricht.
 
Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften sind andere 3D-Sensorsysteme wie LiDAR oder Kamera in ihren Wahrnehmungsfähigkeiten eingeschränkt, wenn beispielsweise die optischen Bedingungen in ihrer Umgebung ungünstig sind oder sich Objekte wie Gabelstaplerzinken in Bodennähe befinden. Infolgedessen können sie Objekte nicht gut genug erkennen, was sie zu einer unzuverlässigen und unzureichenden Lösung zur 3D Kollisionsvermeidung macht. Tatsächlich war Sichtbehinderung die Hauptursache für Industrieunfälle im Jahr 2022, und die damit verbundenen Kosten sollen bis 2025 in über 50.000 mit mobilen Robotern ausgestatteten Fabriken auf über 2,5 Mrd. $ belaufen. Außerdem liefert der herkömmliche, eindimensionale Ultraschallsensor nicht die erforderlichen Daten für eine zuverlässige 3D-Kollisionsvermeidung, da er nur einfache Entfernungsdaten (= Time-of-Flight) messen kann, verglichen mit der 3D-Punktwolke, die das Toposens 3D Kollisionsvermeidungssystem erzeugen kann.

Die Sicherheit von Robotern neu definieren

Um diese Mängel zu kompensieren und dem Markt eine 3D-Kollisionsvermeidung zu bieten, die den Bedarf an gesteigerter Sicherheit deckt, hat Toposens in den letzten Jahren an der Entwicklung einer kommerziellen Version seines 3D-Ultraschall-Echolokationssensors gearbeitet.

Basierend auf dem Prinzip der Echoortung von Fledermäusen kompensiert Toposens ECHO ONE® die Nachteile optischer Sensoren durch schallbasierte Triangulation in Kombination mit einer hochentwickelten Software zur Rauschfilterung. Dies wiederum liefert robuste 3D-Daten in Echtzeit für jedes Hindernis, das innerhalb der induvuduell anpassbaren Warn- und Stoppzonen erkannt wird. Darüber hinaus können die Zonen so eingestellt werden, dass sie einem mobilen Roboter, der eine Links- oder Rechtskurve fährt, dynamisch folgen und sich an die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anpassen.

Der Sensor sendet die gemessenen Daten (von drei Mikrofonen aufgenommenen Echos) in einem 3D-Punktwolkenformat an die Toposens PROCESSING UNIT, die mit einer 3D-Kollisionsvermeidungssoftware ausgestattet ist, welche sehr einfach zu konfigurieren ist.
Je nachdem, welche 3D-Zonenverletzungen erkannt werden, löst die Toposens PROCESSING UNIT entweder einen "slow down"- oder einen Stoppbefehl an die SPS des mobilen Roboters aus. Werden keine Zonenverletzungen festgestellt, fährt der mobile Roboter weiter.

Bat vision versus bad vision

"Da wir in der Lage sind, unabhängig von den Umgebungsbedingungen mehrere schwer erkennbare Hindernisse zuverlässig und in Echtzeit zu erkennen, können wir unseren Kunden eine höhere Robotersicherheit bieten. Unsere Technologie behebt die Messungenauigkeit optischer Sensoren, wie z. B. LiDARs, die bei ungünstigen Lichtverhältnissen oder Oberflächenbeschaffungen, wie zum Beispiel transparenten oder spiegelnden Objektoberflächen und bodennahen Objekten wie Gabelstaplerzinken Schwierigkeiten in der Erfassung haben. Die Datenausgabe in 3D, d.h. in x-, y- und z-Koordinaten, garantiert ein Höchstmaß an zuverlässiger 3D-Kollisionsvermeidung", sagt Tobias Bahnemann, CEO und Mitbegründer von Toposens und fährt fort:

"Im Vorfeld der Produktion haben wir unseren Toposens ECHO ONE® fast zwei Jahre lang gemeinsam mit namhaften Unternehmen in Pilotprojekten und realen Szenarien entwickelt und getestet. So können wir nun unseren Kunden ein hochmodernes Robotersicherheitssystem der nächsten Generation anbieten. Da bestehende Sensorlösungen keine 3D-Kollisionsvermeidung bieten, können wirtschaftliche Einbüßungen, bedingt durch beschädigte Waren oder sogar teure Produktionsstopps infolge unerkannter Hindernisse, den ROI eines mobilen Robotersystems erheblich beeinträchtigen. Dies verdeutlicht die Notwendigkeit, dass mobile Roboter ihre Umgebung mit einer anderen Art von Sicht-Technologie "sehen" – wir nennen es "BAT VISION" und freuen uns, nun die Serienproduktion zu starten."

Toposens nimmt ab sofort Bestellungen für die erste kommerzielle Version seiner 3D-Ultraschall-Kollisionsvermeidungstechnologie entgegen.

Wenn Sie eine Bestellung aufgeben oder eine Anfrage senden möchten, kontaktieren Sie uns über unsere Website oder via E-Mail an info@toposens.com.