Integration eines mobilen Roboters
Bei der Sensorfusion werden die Daten unterschiedlicher Sensoren korreliert. Im Ergebnis kann dadurch der mobile Roboter präziser autonom navigieren und optimale situative Entscheidungen auf Grundlage seiner Umgebung treffen (Quelle: Analog Devices)
ToF-Kameras (Time of Flight, dt: Lichtlaufzeit) werden zur sehr genauen Distanztmessung eingesetzt und bringen eine hohe Bildwiederholrate mit (Quelle: Analog Devices)
Die Umsetzung des obigen Ansatzes in ein reales autonomes Robotersystem wird durch einen modularen Ansatz für die einzelnen Elemente des Systems sowie durch ROS-Schnittstellen für diese Elemente erleichtert. Auf diese Weise lassen sich die Module einfach miteinander verbinden und arbeiten optimal zusammen. Gleichzeitig kann der Konstrukteur die Vorteile von Open-Source-Software und Anwendungsmodulen nutzen, wie sie beispielsweise für SLAM (Simultane Lokalisierung und Kartierung) und Simulationsumgebungen wie RViz (ROS-Visualisierung) entwickelt wurden. Zu den Modulen, die Analog Devices in diesem Zusammenhang anbietet, gehören für die Navigation (1) eine Kamera (3D-ToF), bei der das 1MPX-Kameramodul die gesamte Tiefenabbildung (Perception/Wahrnehmung) bei Highspeed-Datenübertragung verbessert, um Tiefeninformationen in Echtzeit zu übertragen. (2) Ein IMU-Modul (Inertial Measurement Unit). Dabei handelt es sich um ein elektronisches Bauteil, das zur Gruppe der Sensoren gehört. Damit werden die Beschleunigung des Sensors, die Winkelgeschwindigkeit und Orientierung mithilfe einer Kombination aus Beschleunigungsmessern, Gyroskopen und Magnetometern gemessen. In Kombination mit der Kamera (1) lassen sich sichere Datenpfade zur Lokalisierung und Lenkung ableiten, um SLAM und vollständige Navigation zu ermöglichen. Außerdem bietet Analog Devices in seiner Motion-Control-Division Trinamic eine große Zahl von Modulen an, die einen reibungslosen Antrieb ermöglichen und die Steuerung jedes einzelnen Rads unterstützen. Insbesondere in rauen und sich verändernden Umgebungen ermöglicht die Sensorfusion von Vision, Lokalisierung, Motor-Position und Bewegung nun die Ausführung von SLAM sogar bei fehlenden Datensätzen der einzelnen Sensoren. (4) Die Stromversorgung deckt sowohl die DC/DC-Wandlung für das lokale POL als auch das Batteriemanagement ab, sodass Transparenz über den Verbrauch und den Zustand der Batterie entsteht. (5) Darüber hinaus finden sich in der Plattform weitere Sensoren, Schnittstellen, Beschleunigungsmesser, Wireless Transceiver und Ethernet-Konnektivität. Es handelt sich dabei um Endsysteme und spezielle Sub-Module, die bei Bedarf als Zusatz-Features (Knotenpunkte) zur Gesamtplattform hinzugefügt werden können.
Der weitere Weg zum Lösungsanbieter
Analog Devices hat seine Lösung ADAM skalierbar ausgelegt. Somit können Endkunden selbst entscheiden, in welchem Maß und mit welchem Funktionsumfang sie ihre smarte Fertigung mit AMR umsetzen möchten. Zukünftig baut das Unternehmen seinen Schwerpunkt in Richtung Lösungsanbieter weiter aus. Dazu sollen Forschung, Innovatoren, Partner und Kunden zusammen mit der Core- und Modultechnologie von Analog Devices in einem kreativen Innovationszentrum in Limerick/Irland zusammengebracht werden. Dieses Zentrum namens Catalyst setzt einen neuen Standard für die gemeinsame Entwicklung fortschrittlicher Systemdesigns. Das gilt nicht nur auf der Ebene von Standardkomponenten und -systemen, sondern es werden auch Anforderungen aus dem Eco-System eingebracht und System- sowie Modul-Designs in eine neue Ära der Integration überführt. Das Design Center Catalyst setzt auf Basis des Analog Devices Designs neue Maßstäbe, die den Fortschritt in den Bereichen Sensorfusion und Interkommunikation unterstützen. Dadurch wird es möglich, in Zukunft noch flexiblere und nachhaltigere Produktionsanlagen umzusetzen. Analog Devices möchte auf diese Weise eine neue Ära der Robotik mit vorantreiben.