ENGINEERINGNET.BE - Dat vraagt niet alleen om een goede camera die een goed beeld van de omgeving kan maken, maar ook om voldoende rekenkracht om die gegevens binnen de kortste keren te verwerken, al dan niet met behulp van artificiële intelligentie. ifm electronic brengt nu de ogen en het brein samen in één platform: O3R. Een( r)evolutie in digitale beeldverwerking die voor een boost in flexibiliteit en productiviteit zal zorgen.
De graad van autonoom functioneren van AGV’s en AMR’s neemt steeds toe. Het uiteindelijke doel is geen enkele menselijke interactie meer nodig te hebben. Zelfstandig botsingen kunnen vermijden staat daarom bovenaan het takenlijstje. Mobiele robots moeten daarvoor de gegevens van verschillende sensoren combineren. Sensor fusion zoals dat heet. Alle sensoren leggen samen de puzzel van een 360° beeld van de omgeving van de mobiele robot. Hoe beter hij mensen en objecten kan zien, hoe veiliger en hoe sneller hij zijn werk kan doen.
“Een seconde sneller anticiperen kan een wereld van verschil betekenen”, duidt Kenneth Van de Perre het belang van een efficiënte beeldverwerking. “Er bestaan al genoeg performante camera’s die dit varkentje kunnen wassen. Waar het aan schort, is voldoende rekenkracht om die genomen beelden quasi in real-time om te zetten in signalen waaraan de mobiele robot de juiste acties kan ontlenen. Vooral de edge architectuur in combinatie met artificiële intelligentie schept enorm veel nieuwe mogelijkheden om hier de volgende stappen in te zetten.”
Gebouwd vanuit de noden van ontwikkelaars
Een domein waarin ook ifm electronic zich niet onbetuigd laat. Hoe sensoren en camera’s moeten functioneren en presteren, daar weet deze Duitse automatiseringsspecialist al alles van. Maar het ging zijn oor ook te luister leggen bij de ontwikkelaars van visietoepassingen voor mobiele robotica. “Daar kwam vooral uit naar voren dat het momenteel bijzonder complex is om dergelijke toepassingen te programmeren, te integreren met de bewegingen van de robot en tegelijkertijd er nog een laag artificiële intelligentie aan toe te voegen, zodat de AGV of AMR alleen maar meer bedreven kan worden in wat hij doet.
Er komt heel wat feedback aan te pas die weer moet teruggekoppeld worden. Waar het ontwikkelaars aan ontbreekt is een efficiënte programmeeromgeving die de link kan leggen tussen de camera’s aan boord en de sturing. Hoe minder tijd ze daaraan kwijt zijn, hoe meer ze zich kunnen toeleggen op de eigenlijke ontwikkeling van de visietoepassing.” Het sein voor ifm electronic om aan de slag te gaan om een nieuw platform te ontwikkelen: O3R.
O3R: geen compromissen meer tussen flexibiliteit en productiviteit
Het O3R Perception Platform werd dus ontwikkeld om meer flexibiliteit en mogelijkheden naar de ontwikkelaar te brengen. Het wil de uitdagingen waar hij vandaag tegenaan loopt tot makkelijk te nemen horden herleiden. Het O3R platform bestaat uit verschillende componenten die samen een kant-en-klare oplossing bieden om die visietoepassingen voor mobiele robots te realiseren. “Te beginnen met de eigenlijke camera-kop. Die combineert een 3D time of flight- en 2D RGB-beeldcamera samen met een infraroodlichtbron in één compacte behuizing.”
Dedicated verwerkingseenheid voor alle beeldsignalen
Daarnaast is er de VPU, de virtual processing unit. Dit is de centrale unit die alle visuele gegevens verwerkt. De camera’s hoeven dit dus niet zelf te doen, waardoor ze zo compact kunnen blijven. “Maar ook de sturing van de AGV hoeft er geen rekenkracht voor vrij te houden. Ze krijgen van de VPU enkel die info door die ze nodig hebben. Dat maakt enorm veel tijd en ruimte vrij voor andere taken, zoals machine learning.” Op de unit kunnen tot zes camerakoppen aangesloten worden voor een volledig beeld van de omgeving.
“Op AGV’s en AMR’s zijn altijd al laserscanners aanwezig. We kunnen daar nu naadloos extra perceptie aan toevoegen, van camera’s en andere sensoren. Zo kunnen AGV’s en AMR’s probleemloos leren manoeuvreren rond objecten of zich perfect positioneren om een pallet op te pikken.” Er is ook geïntegreerde inertiemeting voorzien, net als twee Ethernet poorten en twee USB-poorten. “Het mooie van deze combinatie is dat de beelden die de camera maakt in real-time verwerkt worden door de unit. Hoe sneller die gegevens kunnen omgezet worden in een signaal naar de sturing, hoe sneller de AGV of AMR kan anticiperen. Dat maakt dat de productiviteit flink de hoogte in gaat, omdat de AGV of AMR sneller weer zijn kruissnelheid haalt.”
Sneller en eenvoudiger toepassingen bouwen
ifm electronic koos resoluut voor een open systeem dat voldoende mogelijkheden laat om ook de al bestaande sensoriek op AGV’s en AMR’s op aan te sluiten. Machinebouwers hoeven dus niet terug naar de tekentafel om toch een oplossing in handen te krijgen die hen in staat stelt om veel vlotter visieoplossingen te bouwen. En daar speelt dus zoals gezegd software ook een cruciale rol in. Via het developer portaal dat ifm ontwikkeld heeft, krijgen gebruikers open source oplossingen ter beschikking om snel en efficiënte visietoepassingen voor mobiele robots te ontwikkelen. Geen softwarelicenties nodig dus, maar gewoon aan de slag gaan. Een dergelijk element dat bijdraagt tot een grotere flexibiliteit is ‘code modulation’.
“Dit zorgt ervoor dat er enorm eenvoudig een zeer robuuste puntenwolk kan gemaakt worden, zonder dat de frame rate er moet onder leiden. Dat reikt bijzonder veel nieuwe mogelijkheden aan. Time of flight metingen die traditioneel voor obstakelherkenning gebruikt worden, hebben een aantal beperkingen. Developers konden die storingen wel wegfilteren, maar dat ging ten koste van de frame rate, de verwerkingstijd dus. Nu hoeven ze geen compromissen meer te sluiten.” Een select publiek ging al aan de slag met het O3R Perception Platform. Ze prijzen vooral de tijdswinst die ze boeken dankzij het portaal. “Ze kunnen immers snel de juiste data verwerken in het engineering framework dat ze kennen (C++, Python, Docker, ROS …). Op Indumation zullen bezoekers zelf merken hoe eenvoudig dat geworden is.”
