Time of Flight kamerák tipikus alkalmazási esetei a robotikában és a logisztikában II. – Térfogatmérés

Aki már adott fel, illetve kapott csomagot az tudja, hogy a küldemények térfogatának megadása szükséges a szállítási költségek meghatározásához. A szállítási költségeket gyakran egyszerű becslések és / vagy a feladó által szolgáltatott információk alapján határozzák meg, ezért azok pontatlanok lehetnek. A ToF kamerák segítségével lehetséges gyorsan, mozgás közben megmérni a csomagolt egységek térfogatát, bármilyen alakúak is legyenek azok. Ezután a szállítási költségek kalkulációja már mért adatok alapján történhet. Továbbá a 3D adatokon alapuló térfogatmérés és helymeghatározás segítségével megvalósítható az automatizált raktárkezelés, a konténerek és szállítóeszközök hatékony feltöltése. A teljes folyamat automatizálása és optimalizálása együttesen jelentős megtakarítást tesz lehetővé a logisztikai iparág szereplői számára.

Egy automatizált csomagelosztó üzem bemutatása (ahol az automatizált feladatoknak csupán egy része a térfogatmérés és helymeghatározás):

Advertisements

Time of Flight kamerák tipikus alkalmazásai a robotikában és a logisztikában I.

Ha összehasonlítjuk a Time-of-flight (ToF) kamerákat más 3D-kamerákkal (sztereó kamerák, vetített mintás kamerák, lézeres scannerek) három jelentős különbséget kell kiemelni azokhoz képest: A ToF-kamerák

  • olcsóbbak,
  • egyszerűen integrálhatóak
  • kevésbé körülményes a használatuk.

Egyszerűen felhasználhatóak arra, hogy tárgyak méreteit vegyük le, illetve elválasszuk őket egymástól. Ehhez a ToF kamera nem igényel kontrasztos színeket, jól látható sarkokat vagy éleket, és képes mozgás közben is elvégezni a feladatokat.

A Time-of-flight kamerák olyan alkalmazásokhoz a legmegfelelőbbek, melyek nagy tárgytávolságot, nagy sebességet és alacsony komplexitást igényelnek. Ha ezek a kritériumok lényegesek az elvégzendő feladat szempontjából, és az alacsony költségkeret fontosabb, mint a milliméteres pontosság, akkor megfelelő választás a Time-of-flight.

vc_tof_speed_1380x735px_correct

A ToF kamerák ideálisak például logisztikai mérések, bepakolási és kipakolási feladatatok megtervezésére, illetve önvezető gépjárművek vezérlésére. Ezeket a jellemző alkalmazási területeket mutatjuk be most induló cikksorozatunkkal.

  • Logisztikai mérések
  • Palettázó tevékenységek
  • Önvezető gépjárművek

Új lehetőségek a kis tételek számára

Az Ipar 4.0 egyik fontos hatása az, hogy az automatikus vezérlésének köszönhetően sok munkaeszköz költséghatékonyan, nemcsak nagy mennyiségben, hanem sokkal kisebb tételekben is előállítható. Ennek egyik példája a már korábbi cikkünkben említett textilgyártás; a másik pedig az egyedi tervezésű fémdarabok gyártása a vásárlói specifikációhoz, például postafiókokhoz vagy korlátokhoz.

New Opportunities for Small Batches

De hogyan tudják támogatni a precíz ipari kamerarendszereket ebben az erőfeszítésben?

Elképzelhető például, hogy ez a fajta rendszer használható az újonnan előállított fém alkatrészek bevonására. Az automatikus fúvókák általában előprogramozott festési mozgások alapján működnek. Az ilyen előre programozott mozgásokat nehéz előre tervezni az egyéni munkához. Elvileg lehetőség nyílik a tervezési adatok meghatározására. Az utolsó permetképzési minta kiszámítása azonban igen összetett és pontatlan. Az ipari kamerák ezzel ellentétben a komponens pontos mérését végezhetik a helyszínen, meghatározva annak egyedi alakját és pozícióját, és ennek megfelelően a permetező karokat. Ugyanakkor a festési eredmények optikailag is vezérelhetők, akár a színezéssel, akár a bevonat bonyolultabb fényvisszaverő tulajdonságainak mérésével. Ez a vezérlési adat valós időben áramolhat a vezérlőegységbe. Ilyen módon az automatikus bevonatú rendszer önálló tanulássá válhat. Az új, de hasonló komponenseket az előző tapasztalatok alapján hatékonyabban lehet feldolgozni.

Hogyan képesek az ipari kamerarendszerek megvalósítani a futurisztikus gyártási folyamatok jövőképét?

Az ipari kamerák köré épített képfeldolgozó rendszerek már az automatizált gyártás alapvető elemei. A gyártás minden szakaszában, a nyersanyagok ellenőrzésétől és a gyártásellenőrzéstől (azaz hibakijelzéstől) a végső ellenőrzésig és minőségbiztosításig nélkülözhetetlen részét képezik a magas hatékonysági és minőségi szabványok elérésének.

How Industrial Camera Systems Can Turn the Visions of Futuristic Production Processes into Reality

Az Ipar 4.0 kifejezés az új folyamati formákat és az ipari termelés megszervezését jelenti. A központi elem a hálózatépítés és a kiterjedt adatkommunikáció. A cél az önszerveződő, erőteljesebben testre szabott és hatékony gyártás, amely átfogó adatgyűjtésen és hatékony információcserén alapul.

Itt a képfeldolgozás meghatározó szerepet játszhat a konkrét információk meghatározásában. Fontos szempont, hogy a kamerák továbbra is kisebbek és olcsóbbak lesznek a teljesítmény javulása mellett.

Ahol egykor összetettebb rendszerekre volt szükség, ott ugyanúgy alkalmazhatók a mai kicsi, hatékony rendszerek, hiszen ugyanazokat az eredményeket vagy még jobbakat produkálnak. Ez a technológiai haladás az egyre bővülő hálózatépítés lehetőségeivel együtt új lehetőségeket nyit meg az Ipar 4.0-ban.

A laborautomatizálás alkalmazási területei

Az előző cikkünk folytatásaként most bemutatunk néhány példát az automatizált, kamerákon alapuló laboralkalmazásokra.

Process automation

  1. Folyamat automatizálása

Ez magában foglalja az általános kamera alkalmazásokat, amelyek képalkotást és adatokat generálnak, nem pusztán analitikus, hanem folyamat támogató célokra is, pl. vonalkód / mátrix kód olvasásra. Ez magában foglalhatja a páciens minta ampullájának egyszerű azonosítását vagy a használt reagensből származó adatok továbbítását, amelyre a készüléknek szüksége van az elemzések elvégzéséhez. Egy központosított laboratóriumi információs rendszerrel történő munka során a megfelelő eredményeket automatikusan az adott páciens minta készletéhez rendelik és digitálisan kezelik.

Számos laboratóriumi eszköz folyékony vizsgálati anyaggal működik. Az alkalmazási területtől függően ebben az úgynevezett folyadékkezelési folyamatban különböző paramétereket kell meghatározni és/vagy ellenőrizni. Ez lehet pl. a folyadék állapota, az injekciós üveg típusa, a fedelet színe a tesztanyag belsejében (pl. szérum vagy vérrel telt injekciós üveg), vagy színtulajdonságok/rétegek vagy szabálytalanságok (buborékok, hab) a folyadékban. A kamerák előnyökkel járhatnak, hiszen alkalmazásuknál nem szükséges kapcsolatba lépni a mintával és eltávolítani a fedelet, ellentétben más módszerekkel, mint például a folyadék állapotának kapacitív meghatározásánál. Ez megelőzi a szennyeződést és lehetővé teszi a nagyobb áramlási sebességet.

  1. Automatizált mikroszkópia

Az automatizált mikroszkópia magában foglalja az in vitro diagnosztikában (IVD) használt fény- és fluoreszcens mikroszkóp alkalmazásokat, az élettudományokat, a gyógyszerészeti kutatásokat és a digitális patológiát.

A különböző gyártók a kamerarendszereket használják az autoimmun betegségek diagnosztizálására, vagy a hematológiában ezzel diagnosztizálják a vér és vérképző szervek betegségeit, akárcsak a digitális patológiában. A patológusok szöveti szakaszokat vagy sejtmintákat vizsgálnak patológiai változásokra. Így mikroszkóppal megvizsgálható diákat készítenek a betegségekre vonatkozó következtetések levonására, és értékes információkat szolgáltatnak a diagnózis és a terápiás opciók számára, amelyek más eszközökkel, például a radiológiában nem feltétlenül észlelhetők.

Különböző célokra további automatikus mikroszkóp rendszerek állnak rendelkezésre. A kis eszköztől, amelyet az egyszerű sejtszámláláshoz használnak, egészen az olyan rendszerekig, amelyeket közvetlenül az inkubátorokban használnak, és manuális beavatkozás nélkül lehetővé teszik az időfüggő életcélképalkotást akár a nagyfelbontású szűrőrendszerekig.

Automatizálás a laboratóriumokban

A technika és az orvostudomány fejlődésnek köszönhetően az elmúlt évtizedekben az emberek várható élettartama jelentősen megnőtt. A nagyméretű kórházakban és laboratóriumokban használt egyre fejlettebb berendezések számos értékelési és elemzési feladatban nyújtanak támogatást.

Wider availability

A machine vision alkalmazása a laboratóriumokban

A laboratóriumi automatizálás koncepciója sokféleképpen értelmezhető, és különböző feladatokat foglal magában: egyszerű alkalmazásoktól, mint például a mérés, egészen a komplex robot- és analitikai rendszerekig. Ez számos orvosi, tudományos, gyógyszerészeti és analitikai területen eredményezi a kamerarendszerek alkalmazását. Az ilyen alkalmazások közül némelyik nyilvánvalóan felismerhető, míg mások a háttérben futnak, és információt nyújtanak a kapott diagnózisról. Mások viszont olyan eszközöket támogatnak, amelyek az eszközökön belül vannak, és nem közvetlenül kapcsolódnak a tényleges észlelési folyamathoz. Ezek az alkalmazások a vonalkód egyszerű beolvasásától a lézeres technológiák támogatásán át, a sejttechnológiás komplex folyamatokig terjednek, amelyek lehetővé teszik a tudósok számára a betegségek eredetének megismerését. Ezáltal lehetőség nyílik új, korszerű diagnosztikai eljárások, és terápiák kifejlesztésére.

A kórházi és kutatólaboratóriumok egyre inkább követik az automatizálás trendjét. Az alábbiakban ennek a fejlődésnek az alapvető mozgatórugóit szedtük össze.

  1. Fokozódó költségnyomás:

Az egészségügyi rendszerek és a kutatóintézetek az egyre növekvő gazdasági feszültséget szolgáltatásaik költségcsökkentésével próbálják meg ellensúlyozni. A korszerű, olcsó rendszerösszetevőkön alapuló automatizálás lehetővé teszi a laboratóriumi berendezések költségeinek csökkentését, az emberi munkaerő felszabadítását.

  1. Nagy sebesség:

Az elemzések gyorsabb feldolgozásának hála a laboratóriumok adott idő alatt több elemzést képesek elvégezni. Az ügyfelek gyorsabb kiszolgálása versenyelőnyt jelent a konkurensekkel szemben. Emellett az automatizálás felgyorsítja a kutatást is, így lerövidíti a projekteket, hamarabb elérhetővé válnak az új fejlesztések, technológiák.

  1. Jobb minőségirányítás és szabványosítás

A laboratóriumokban sok kézzel is végrehajtható vizsgálatot egyre gyakrabban gépek végeznek el. Technikai jellemzőikből kifolyólag lehetővé teszik a feladatok pontosabb elvégzését és magasabb fokú reprodukálhatóságát. A rögzített képadatok egyszerűbbé teszik a dokumentációt és az archiválást, mely feladatok a minőségirányítási rendszerek alapkövei.

  1. Tágabb elérhetőség:

A laborok magas fokú automatizáltsága biztosítja az új technológiák széles körű elérhetőségét. Ez sok felhasználó számára teszi lehetővé a bonyolultabb problémák távolról, akár más laborokból vagy országokból történő megoldását is. A könnyen használható és olcsó eszközök lehetővé teszik a diagnosztikát még a gazdasági és infrastrukturális kihívásokkal küzdő régiókban is. Ez azt jelenti, hogy a járvánnyal fertőzött térségekben az orvosi ellátás javítható. Az ilyen területeken dolgozó személyzet gyakran kevésbé képzett, a laboratóriumi berendezések általánosságban alacsonyabb színvonalat képviselnek, és az érintett betegek pénzügyi eszközei alacsonyak. Itt számíthatunk az egyre növekvő mennyiségű úgynevezett POC rendszerekre (POC = point of care) és a labor-on-a-chip technológiákra.

A laborautomatizálás mellett szintén aktuális téma, hogy pontosan milyen területen milyen kamerákat lehet alkalmazni. Erről részletesen következő cikkünkben lesz szó.

 

Az adat az új gázolaj

 

Az Intel (www.intel.com) és a BlackBerry (www.blackberry.com) is jelentős beruházásokat jelentett be az önvezető járműtechnológiák iparába.

Platooning_Back_022414_Final_noTpye

Brian Krzanich, az Intel elnök-vezérigazgatója az LA Auto Show AutoMobility konferencián jelentette be, hogy az Intel Capital több mint 250 millió dollárt tervez befektetni az elkövetkező két évben, mellyel céljuk a teljesen automatikus vezetés megvalósítása.

“Elkötelezettek vagyunk, hogy olyan end-to-end megoldásokat készítsünk, amelyek értéket teremtenek az adatokból” – mondta Krzanich egy blogbejegyzésben. Emellett szót ejtett még arról is, hogy a világ az automatizált vezetés felé mozdul el, ami növelni fogja a biztonságot, és az utazás hatékonyságát, illetve környezetkímélőbbé teszi az autózást.

Ezek a rendszerek óriási terhet képesek majd levenni a sofőrök válláról. Egy ilyen gépjárműben a sofőr utassá válik, így hasznosan töltheti el az idejét az utazás alatt: dolgozhat, olvashat vagy akár aludhat is az út végéig. Az önvezető autókkal kapcsolatos kérdések jelenleg megosztják a társadalmat, de a jelenlegi trendek alapján 2030-ra a közlekedés nagy részét ezek az autók fogják uralni.

Krzanich beszédében elmondta, hogy az autóipar történelmi fordulópontnál tart. Most olyan új technológiák kerülnek az autókba, mint a szonár, a LIDAR és a gépi látás. Rávilágít arra, hogy az iparágnak fel kell készülnie, hogy az önvezető autók vezérléséhez naponta több mint 4000 GB adat valósidejű feldolgozására lesz szükség, ami rendkívüli számítási kapacitást igényel. Nem csak a járművek, de még a kereszteződések is szenzorokkal lesznek ellátva, így érzékelhető lesz többek között a gyalogos forgalom, megkönnyítve ezzel a városi közlekedést.

A BlackBerry továbbá bejelentette a BlackBerry QNX Autonomous Vehicle Innovation Center (AVIC) megnyitását Ottawában. Itt kerül sor a legújabb önvezető autók, és az ezeket kiszolgáló szoftverek fejlesztésére.

A BlackBerry célja, hogy piac kész szoftvereit a magán- és a közszférában működő partnereivel együttműködve fejlessze. A kezdeményezés részeként a BlackBerry QNX a helyi feltörekvő szoftvermérnököket veszi fel, hogy összekapcsolt és önvezető autókkal kapcsolatos projekteken dolgozzanak. Az Ontariói Közlekedési Minisztérium a közelmúltban jóváhagyta a BlackBerry QNX számára, hogy kísérleti program keretében tesztelje az önvezető járműveket az Ontario-utakon. Ezt a kísérletet és a BlackBerry QNX munkáját támogatni fogja, a Waterloo Egyetem, a PolySync (Portland) és a Renesas Electronics (Tokyo). Az egyik első cél egy koncepcióautó elkészítése.

Minderről tovább olvashat az AVIC honlapján:                                                    http://www.qnx.com/content/qnx/en/blackberry-qnx-autonomous-vehicle-innovation-centre.html