林德MH和阿沙芬堡應(yīng)用科學(xué)大學(xué)展示 "KAnIS - 合作式自主內(nèi)部物流系統(tǒng) "研究項目成果

2023 年 12 月 5 日，貨物裝卸專家林德物料搬運（MH）和德國阿沙芬堡技術(shù)大學(xué)（TH AB）在阿沙芬堡工廠的試驗場通過現(xiàn)場演示展示了研究項目 "KAnIS - 協(xié)同自主內(nèi)部物流系統(tǒng) "的成果。在這幾個測試項目中，針對在室內(nèi)和室外搬運貨物的自主平衡車的高要求應(yīng)用開發(fā)了解決方案。其中一個重點是其合作行為：這些車輛通過 5G 網(wǎng)絡(luò)和邊緣服務(wù)器實時交換信息，并可相互發(fā)出障礙物警報。作為巴伐利亞自由州 "信息和通信技術(shù) "研發(fā)計劃的一部分，該項目歷時近四年，獲得了約 280 萬歐元的資助。

林德重工的 KAnIS 項目發(fā)起人 Stefan Prokosch 確信："自動駕駛汽車將逐漸接管越來越多的運輸任務(wù)。作為行業(yè)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者之一，林德內(nèi)部物流公司希望讓使用平衡重叉車運輸貨物或裝卸卡車的客戶也能享受到自動駕駛汽車的好處。"然而，室外區(qū)域?qū)Σ孳嚨囊筮h高于純室內(nèi)設(shè)備。其中包括傾斜度和坡度、更高的人流量和車流量，以及天氣影響和溫度條件。"Prokosch 解釋說："得益于與 TH AB 的聯(lián)合研究工作，我們能夠針對這些復(fù)雜的要求開發(fā)出可行的解決方案。項目完成后，研究成果將成為進一步開發(fā)項目的重要基礎(chǔ)。"

該項目的總體目標(biāo)是研究如何通過聯(lián)網(wǎng)自動駕駛車輛的合作行為來提高運行可靠性和操控性能。為了完成這項綜合性任務(wù)，項目成立了幾個子項目，分別涉及車輛的定位、控制和調(diào)節(jié)、叉車之間的合作、載貨工具的識別、天氣影響的處理、預(yù)測性維護、路線優(yōu)化和自動裝載管理。

"對于 TH AB 而言，KAnIS 項目是一個非常復(fù)雜的跨學(xué)科研究項目。"TH AB 工程學(xué)院 KAnIS 項目經(jīng)理漢斯-格奧爾格-斯塔克（Hans-Georg Stark）博士在活動中總結(jié)道："十位教授以及眾多研究助理和學(xué)生參與了該項目。TH AB 的科研活動與林德 MH 多年的汽車開發(fā)專業(yè)技術(shù)之間的深入交流使項目合作雙方受益匪淺。"

從明年開始，自動平衡重叉車將得到進一步的開發(fā)和測試，以便將來在林德物料搬運工廠承擔(dān)特定的物料流任務(wù)。其中之一是護頂罩的運輸，將其從預(yù)組裝到主組裝線的特殊負載載體上。

真實條件下的運行測試場景

四輛林德 E20、E25 和 E30 電動平衡重叉車的載重量為 2.0 至 3.0 噸，配備了電動液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（林德轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)）、帶電子載荷圖的林德安全駕駛輔助系統(tǒng)和集成貨叉定位器。"研究成果的實際應(yīng)用是林德MH和TH AB的一個重要方面。"林德MH高級研發(fā)主管Mark Hanke強調(diào)說。從明年開始，這些車輛將接受進一步的開發(fā)和測試，以便將來在工廠中承擔(dān)四種特定的物料流任務(wù)：托盤籠運輸和裝有電池的托盤運輸，以及車輛框架和駕駛員保護頂棚的運輸，這些都是通過特殊的裝載車從預(yù)組裝線運到主組裝線的。前兩種應(yīng)用純屬室外作業(yè)，而在另外兩種應(yīng)用中，叉車既可在車間內(nèi)行駛，也可在車間之間行駛。必須克服 8% 的坡度，而且車間內(nèi)還有其他 AGV 和手動操作車輛。為了確保四輛KAnIS叉車即使在托盤、網(wǎng)箱和金屬框架與地面不完全一致的情況下也能用貨叉拾取它們，叉車在貨叉之間安裝了一個移動攝像頭。它可以測量承載架的袋口，從而使貨叉在側(cè)移時正確定位。車輛框架、電池門和配重也是定制的。

Hanke說："我們的目標(biāo)是盡可能將安全掃描儀、攝像頭和傳感器集成到車輛輪廓中，使其尺寸盡可能接近標(biāo)準(zhǔn)叉車。在大廳里，叉車使用激光掃描儀進行自我定位，在室外則使用差分 GPS（全球定位系統(tǒng)）（一種提高 GPS 精確度的方法），并在室內(nèi)與室外區(qū)域的過渡處使用額外的本地傳感器。與手動叉車不同的是，自動車輛總是在規(guī)定的路線上向后行駛，這樣在緊急停車時，貨物就不會從貨叉上滑落。"

林德物料搬運和阿沙芬堡理工大學(xué)的研究項目“KAnIS – 協(xié)作式自主內(nèi)部物流系統(tǒng)”的重點是自主叉車的協(xié)作行為：車輛通過 5G 網(wǎng)絡(luò)和邊緣服務(wù)器實時交換信息，并且可以相互溝通警告緊急情況。

與叉車和基礎(chǔ)設(shè)施的實時通信

研究項目的一個重點是自動叉車對周圍環(huán)境的感知，以確保其與其他道路使用者的可靠互動。為此，除了個人防護系統(tǒng)的傳感器外，車輛還配備了額外的 3D 掃描儀和高清攝像頭。攝像頭數(shù)據(jù)是使用人工智能算法識別和分類物體的基礎(chǔ)，然后對其進行定位，以便調(diào)整卡車的速度并將其減速至靜止?fàn)顟B(tài)。但這還不是全部。另一個問題是，當(dāng)?shù)缆肥褂谜咛幱诳ㄜ噦鞲衅鳠o法看到的隱蔽區(qū)域并接近卡車行駛路徑時，就會出現(xiàn)危急情況。這時就需要叉車的合作，因為如果附近有另一輛叉車，它就可以提供相關(guān)信息。然而，前提條件是感知數(shù)據(jù)的實時傳輸。為了實現(xiàn)低延遲，在阿沙芬堡工廠建立了專用 5G 網(wǎng)絡(luò)。感知數(shù)據(jù)從叉車傳輸?shù)竭吘壏?wù)器，該服務(wù)器從本地檢測到的物體中創(chuàng)建所有識別物體的全局列表，并將其發(fā)送回叉車。

測試中，一個碰撞測試假人突然從墻后竄出，沖向車道。在沒有合作行為的情況下，自動叉車無法及時停下，并撞向假人。如果叉車從附近的叉車接收到實時信息，就能提前識別危險情況，及時剎車。不過，由于不能總是假設(shè)附近有第二輛叉車，因此在 KAnIS 叉車未來行駛路線的路口和關(guān)口安裝了 8 臺固定式 3D 激光掃描儀。固定式激光掃描儀的本地對象列表也在邊緣服務(wù)器上進行合并，并將信息提供給所有車輛。

"快速無線網(wǎng)絡(luò)是自動駕駛叉車能夠在室外區(qū)域協(xié)同行動并對不可預(yù)見的交通狀況做出實時反應(yīng)的先決條件。"TH AB 研究與轉(zhuǎn)讓副總裁 Klaus Zindler 教授博士在會上強調(diào)說。"我們的目標(biāo)是利用人工智能方法開發(fā)通用標(biāo)準(zhǔn)和算法，然后將其靈活應(yīng)用于不同的車輛或應(yīng)用，并不斷學(xué)習(xí)。"

傳感器清潔系統(tǒng)，機器人為電池充電

在另一個工作包中，研究了如果靠近地面的光學(xué)傳感器被雨中濺起的水或潮濕的路面弄臟，如何對其進行清潔。這是因為，如果無法再進行可靠的物體探測，人員保護系統(tǒng)就會自動將叉車調(diào)至安全狀態(tài)并停止運行。為了防止這種情況發(fā)生，項目團隊開發(fā)了一種清潔系統(tǒng)，利用壓縮空氣吹走聚集在激光掃描儀上的臟水滴。

與純粹的室內(nèi)設(shè)備相比，室外區(qū)域?qū)ψ詣玉{駛叉車的要求要高得多。除了坡度和傾斜度以及顯著增加的人流量和車流量外，天氣和溫度條件也起著重要作用。

另一個項目小組研究了叉車電池自主充電的可能解決方案。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基于人工智能的機器人可以將充電插頭連接到叉車的充電插座上。叉車的尾部也做了相應(yīng)的改動，并增加了一個自動驅(qū)動的充電擋板，以保護充電插座免受灰塵和濺水的影響。

在 "KAnIS--合作式自主內(nèi)部物流系統(tǒng) "研究項目中，利用基于人工智能的機器人將充電插頭連接到叉車的充電插座上，解決了叉車電池的自主充電問題。

“高效源于魅力科技”–林德（中國）叉車有限公司，1993年成立于廈門，是林德物料搬運在亞洲的生產(chǎn)，銷售、服務(wù)及技術(shù)研發(fā)基地，現(xiàn)有3,500多名員工，銷售服務(wù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國224個點。

多年來林德（中國）秉承用科技創(chuàng)造物流高效生產(chǎn)的經(jīng)營理念，始終堅持以用戶為導(dǎo)向，根據(jù)用戶實際應(yīng)用場景量身打造物超所值的產(chǎn)品、服務(wù)及解決方案，特別是在新能源、自動化及數(shù)字化這些新興領(lǐng)域，陸續(xù)推出了鋰電、氫燃料電池，AGV自動搬運機器人，數(shù)字化車隊管理系統(tǒng)等新技術(shù)、新產(chǎn)品，實現(xiàn)“從單點設(shè)備到萬物互聯(lián)”、“從產(chǎn)品到硬件+數(shù)字化/自動化+應(yīng)用場景”的轉(zhuǎn)變，為用戶提供豐富、專業(yè)的行業(yè)解決方案。

林德物料搬運系凱傲集團成員，世界叉車和倉儲車制造商，也是內(nèi)部物流解決方案供應(yīng)商，在歐洲叉車市場占有重要的份額。