In einem BMBF-Verbundprojekt haben OSRAM, G?tting, KEB Automation und das Fraunhofer IEM erforscht, welche M?glichkeiten die lichtbasierte Ortung insbesondere für den Einsatz in der Industrie hat. Beim Projektabschluss zogen sie ein vielversprechendes Fazit: Navigieren über Licht ist praktisch, flexibel und zuverl?ssig – und birgt gro?es Potenzial für die Industrie 4.0.
Ergebnis der dreij?hrigen Forschungskooperation ist ein Ortungssystem, das fahrerlose Transportfahrzeuge über Licht durch eine Logistik- oder Produktionshalle navigiert. Die Ortung erfolgt über an der Hallendecke montierte LED-Leuchten, die jeweils eine eindeutige Kennung über moduliertes, also speziell pulsierendes Licht aussenden. Für das menschliche Auge ist diese Modulation komplett unsichtbar, es ?ndert sich somit nichts an der Beleuchtungssituation. ?Mittels lichtbasierter Ortung kann eine aufwandsarme und flexible Navigation für autonome Fahrzeuge realisiert werden. Wenn wir sie künftig an die bestehende LED-Deckenbeleuchtung koppeln, k?nnte die Technologie ein wesentlicher Treiber für die Industrie 4.0 sein“, erl?utert Christian Fechtelpeter, Wissenschaftler am Fraunhofer IEM die Vorteile der L?sung.
Exemplarisch umgesetzt wurde die Navigation im modularen Transportsystem KATE (Kleine autonome Transporteinheit) der Firma G?tting. W?hrend die Standardversion des Fahrzeugs über auf dem Boden aufgebrachte optische Leitlinien und Transponder geleitet wird, kann die Spurführung jetzt über das neue System erfolgen. OSRAM modifizierte Standard-Industrie-LED-Leuchten und entwickelte eine Kamerasensorik, um das modulierte Licht zu empfangen. Eine von G?tting entwickelte Auswerteeinheit im Fahrzeug verarbeitet die Kamera- sowie weitere Sensordaten und erm?glicht somit die Navigation über ein Bedieninterface. Die interdisziplin?re Entwicklung des Gesamtsystems koordinierte das Fraunhofer IEM mit Methoden des Systems Engineering. Erfolgsfaktoren waren vor allem die modellbasierte Spezifikation der Gesamtarchitektur sowie die Testfallplanung.
Die Umsetzung im Testfeld der Elektronikfertigung bei der KEB Automation zeigt: Die lichtbasierte Ortung b?te bei Marktreife Vorteile gegenüber anderen Navigationstechnologien. Unternehmen k?nnten mit wenig Aufwand ihre bestehende Licht-Infrastruktur nutzen. Da Hindernisse auf dem Hallenboden die Kommunikation zwischen Sender und Empf?nger nicht unterbrechen, k?nnte die Navigation weitestgehend st?rungsfrei erfolgen. Die Route der fahrerlosen Transportsysteme k?nnte flexibel umprogrammiert werden. So k?nnten Prozesse verschlankt und Arbeitsabl?ufe erleichtert werden.
Das Projekt LiONS (Lichtsensorbasierte Ortungs- und Navigationsdienste für autonome Systeme) wurde von Oktober 2015 bis Dezember 2018 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Bekanntmachung zur F?rderung von "Sensorbasierten Elektroniksystemen für Anwendungen für Industrie 4.0 (SElekt I4.0)" gef?rdert.
Die Projektpartner
- OSRAM entwickelte sowohl die modifizierten LED-Leuchten als auch die entsprechende Sensorik für das Transportfahrzeug.
- Die G?tting KG entwickelt im Projekt ein spezielles Auswertemodul für sein fahrerloses Transportsystem KATE.
- KEB erm?glichte als Anwendungspartner die exemplarische Anwendung in der eigenen Produktion und damit die Validierung im realen Einsatz.
- Das Fraunhofer IEM verantwortete die Gesamtsystemkonzipierung sowie die Testfallplanung und koordiniert das Gesamtprojekt. Im Sinne des Model-based Systems Engineering wurde das System der lichtbasierten Ortung ganzheitlich und modellgestützt konzipiert, wobei von Beginn an alle notwendigen Fachbereiche miteinbezogen wurden.
Weitere Informationen
Link zur Projekt-Website: www.lions-lbs.de
Link zum Demo-Video: https://youtu.be/JEUxrW2au_0
