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(xiàng)目成果

2023 年 12 月 5 日，貨物裝卸專(zhuān)家林德物料搬運(yùn)（MH）和德國(guó)阿沙芬堡技術(shù)大學(xué)（TH AB）在阿沙芬堡工廠的試驗(yàn)場(chǎng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)演示展示了研究項(xiàng)目 "KAnIS - 協(xié)同自主內(nèi)部物流系統(tǒng) "的成果。在這幾個(gè)測(cè)試項(xiàng)目中，針對(duì)在室內(nèi)和室外搬運(yùn)貨物的自主平衡車(chē)的高要求應(yīng)用開(kāi)發(fā)了解決方案。其中一個(gè)重點(diǎn)是其合作行為：這些車(chē)輛通過(guò) 5G 網(wǎng)絡(luò)和邊緣服務(wù)器實(shí)時(shí)交換信息，并可相互發(fā)出障礙物警報(bào)。作為巴伐利亞自由州 "信息和通信技術(shù) "研發(fā)計(jì)劃的一部分，該項(xiàng)目歷時(shí)近四年，獲得了約 280 萬(wàn)歐元的資助。

林德重工的 KAnIS 項(xiàng)目發(fā)起人 Stefan Prokosch 確信："自動(dòng)駕駛汽車(chē)將逐漸接管越來(lái)越多的運(yùn)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(chē)運(yùn)輸貨物或裝卸卡車(chē)的客戶(hù)也能享受到自動(dòng)駕駛汽車(chē)的好處。"然而，室外區(qū)域?qū)Σ孳?chē)的要求遠(yuǎn)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(chē)流量，以及天氣影響和溫度條件。"Prokosch 解釋說(shuō)："得益于與 TH AB 的聯(lián)合研究工作，我們能夠針對(duì)這些復(fù)雜的要求開(kāi)發(fā)出可行的解決方案。項(xiàng)目完成后，研究成果將成為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的重要基礎(chǔ)。"

該項(xiàng)目的總體目標(biāo)是研究如何通過(guò)聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)駕駛車(chē)輛的合作行為來(lái)提高運(yùn)行可靠性和操控性能。為了完成這項(xiàng)綜合性任務(wù)，項(xiàng)目成立了幾個(gè)子項(xiàng)目，分別涉及車(chē)輛的定位、控制和調(diào)節(jié)、叉車(chē)之間的合作、載貨工具的識(shí)別、天氣影響的處理、預(yù)測(cè)性維護(hù)、路線優(yōu)化和自動(dòng)裝載管理。

"對(duì)于 TH AB 而言，KAnIS 項(xiàng)目是一個(gè)非常復(fù)雜的跨學(xué)科研究項(xiàng)目。"TH AB 工程學(xué)院 KAnIS 項(xiàng)目經(jīng)理漢斯-格奧爾格-斯塔克（Hans-Georg Stark）博士在活動(dòng)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(xiàng)目。TH AB 的科研活動(dòng)與林德 MH 多年的汽車(chē)開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)技術(shù)之間的深入交流使項(xiàng)目合作雙方受益匪淺。"

從明年開(kāi)始，自動(dòng)平衡重叉車(chē)將得到進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和測(cè)試，以便將來(lái)在林德物料搬運(yùn)工廠承擔(dān)特定的物料流任務(wù)。其中之一是護(hù)頂罩的運(yùn)輸，將其從預(yù)組裝到主組裝線的特殊負(fù)載載體上。

真實(shí)條件下的運(yùn)行測(cè)試場(chǎng)景

四輛林德 E20、E25 和 E30 電動(dòng)平衡重叉車(chē)的載重量為 2.0 至 3.0 噸，配備了電動(dòng)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(shí)際應(yīng)用是林德MH和TH AB的一個(gè)重要方面。"林德MH高級(jí)研發(fā)主管Mark Hanke強(qiáng)調(diào)說(shuō)。從明年開(kāi)始，這些車(chē)輛將接受進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和測(cè)試，以便將來(lái)在工廠中承擔(dān)四種特定的物料流任務(wù)：托盤(pán)籠運(yùn)輸和裝有電池的托盤(pán)運(yùn)輸，以及車(chē)輛框架和駕駛員保護(hù)頂棚的運(yùn)輸，這些都是通過(guò)特殊的裝載車(chē)從預(yù)組裝線運(yùn)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(chē)既可在車(chē)間內(nèi)行駛，也可在車(chē)間之間行駛。必須克服 8% 的坡度，而且車(chē)間內(nèi)還有其他 AGV 和手動(dòng)操作車(chē)輛。為了確保四輛KAnIS叉車(chē)即使在托盤(pán)、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(chē)在貨叉之間安裝了一個(gè)移動(dòng)攝像頭。它可以測(cè)量承載架的袋口，從而使貨叉在側(cè)移時(shí)正確定位。車(chē)輛框架、電池門(mén)和配重也是定制的。

Hanke說(shuō)："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(chē)輛輪廓中，使其尺寸盡可能接近標(biāo)準(zhǔn)叉車(chē)。在大廳里，叉車(chē)使用激光掃描儀進(jìn)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(guò)渡處使用額外的本地傳感器。與手動(dòng)叉車(chē)不同的是，自動(dòng)車(chē)輛總是在規(guī)定的路線上向后行駛，這樣在緊急停車(chē)時(shí)，貨物就不會(huì)從貨叉上滑落。"

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

與叉車(chē)和基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)時(shí)通信

研究項(xiàng)目的一個(gè)重點(diǎn)是自動(dòng)叉車(chē)對(duì)周?chē)h(huán)境的感知，以確保其與其他道路使用者的可靠互動(dòng)。為此，除了個(gè)人防護(hù)系統(tǒng)的傳感器外，車(chē)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(shí)別和分類(lèi)物體的基礎(chǔ)，然后對(duì)其進(jìn)行定位，以便調(diào)整卡車(chē)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(gè)問(wèn)題是，當(dāng)?shù)缆肥褂谜咛幱诳ㄜ?chē)傳感器無(wú)法看到的隱蔽區(qū)域并接近卡車(chē)行駛路徑時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)危急情況。這時(shí)就需要叉車(chē)的合作，因?yàn)槿绻浇辛硪惠v叉車(chē)，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(shí)時(shí)傳輸。為了實(shí)現(xiàn)低延遲，在阿沙芬堡工廠建立了專(zhuān)用 5G 網(wǎng)絡(luò)。感知數(shù)據(jù)從叉車(chē)傳輸?shù)竭吘壏?wù)器，該服務(wù)器從本地檢測(cè)到的物體中創(chuàng)建所有識(shí)別物體的全局列表，并將其發(fā)送回叉車(chē)。

測(cè)試中，一個(gè)碰撞測(cè)試假人突然從墻后竄出，沖向車(chē)道。在沒(méi)有合作行為的情況下，自動(dòng)叉車(chē)無(wú)法及時(shí)停下，并撞向假人。如果叉車(chē)從附近的叉車(chē)接收到實(shí)時(shí)信息，就能提前識(shí)別危險(xiǎn)情況，及時(shí)剎車(chē)。不過(guò)，由于不能總是假設(shè)附近有第二輛叉車(chē)，因此在 KAnIS 叉車(chē)未來(lái)行駛路線的路口和關(guān)口安裝了 8 臺(tái)固定式 3D 激光掃描儀。固定式激光掃描儀的本地對(duì)象列表也在邊緣服務(wù)器上進(jìn)行合并，并將信息提供給所有車(chē)輛。

"快速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是自動(dòng)駕駛叉車(chē)能夠在室外區(qū)域協(xié)同行動(dòng)并對(duì)不可預(yù)見(jiàn)的交通狀況做出實(shí)時(shí)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(huì)上強(qiáng)調(diào)說(shuō)。"我們的目標(biāo)是利用人工智能方法開(kāi)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(chē)輛或應(yīng)用，并不斷學(xué)習(xí)。"

傳感器清潔系統(tǒng)，機(jī)器人為電池充電

在另一個(gè)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(duì)其進(jìn)行清潔。這是因?yàn)椋绻麩o(wú)法再進(jìn)行可靠的物體探測(cè)，人員保護(hù)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)將叉車(chē)調(diào)至安全狀態(tài)并停止運(yùn)行。為了防止這種情況發(fā)生，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開(kāi)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?dòng)駕駛叉車(chē)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(chē)流量外，天氣和溫度條件也起著重要作用。

另一個(gè)項(xiàng)目小組研究了叉車(chē)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(jī)器人可以將充電插頭連接到叉車(chē)的充電插座上。叉車(chē)的尾部也做了相應(yīng)的改動(dòng)，并增加了一個(gè)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)的充電擋板，以保護(hù)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(xiàng)目中，利用基于人工智能的機(jī)器人將充電插頭連接到叉車(chē)的充電插座上，解決了叉車(chē)電池的自主充電問(wèn)題。

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

多年來(lái)林德（中國(guó)）秉承用科技創(chuàng)造物流高效生產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)理念，始終堅(jiān)持以用戶(hù)為導(dǎo)向，根據(jù)用戶(hù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)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(dòng)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(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人，數(shù)字化車(chē)隊(duì)管理系統(tǒng)等新技術(shù)、新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)“從單點(diǎn)設(shè)備到萬(wàn)物互聯(lián)”、“從產(chǎn)品到硬件+數(shù)字化/自動(dòng)化+應(yīng)用場(chǎng)景”的轉(zhuǎn)變，為用戶(hù)提供豐富、專(zhuān)業(yè)的行業(yè)解決方案。

林德物料搬運(yùn)系凱傲集團(tuán)成員，世界叉車(chē)和倉(cāng)儲(chǔ)車(chē)制造商，也是內(nèi)部物流解決方案供應(yīng)商，在歐洲叉車(chē)市場(chǎng)占有重要的份額。