Mobile Maschinen

Intelligente Systeme von InMach für mobile Arbeitsmaschinen

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InMach hat sich darauf spezialisiert, intelligente Systeme für mobile Arbeitsmaschinen zu entwickeln und so deren Nutzen zu steigern. Neben OEM-Kunden macht das Unternehmen im Kundenauftrag so auch ältere Maschinen digital fit.

Ulrike Beck, Leitung Marketing & Vertrieb, InMach Intelligente Maschinen GmbH, Ulm

Mobile Großgeräte wie Bagger und Müllwagen sind inzwischen nicht mehr nur mechanische Helfer: Sie sollen möglichst selbständig Arbeiten erledigen, intuitiv bedienbar sein und untereinander kommunizieren können. Viele solcher Maschinen arbeiten im direkten Umfeld von Menschen, was zusätzlich einen hohen Sicherheitslevel erfordert. Die meisten OEMs führen neue Funktionen und bessere Systeme aber nur zusammen mit neuen Maschinengenerationen ein; oben drauf auch die Bestandsmaschinen mit aktueller Technik zu bestücken wäre sehr aufwändig. Hier kommen Firmen wie InMach aus Ulm zum Zug: „Wir machen keine Maschinen – aber wir machen Ihre Maschine intelligenter“ verspricht das Credo der Firma, die nach eigener Aussage zu den Technologieführern in den Bereichen Fahrerassistenzsysteme für Nutzfahrzeuge, Steuerungssysteme für Serviceroboter und intelligente Sensorsteuersysteme gehört. Solche zukunftsfähigen Steuerungssysteme bietet InMach als High-End-, Low-End- und Retrofit-Lösung für die Digitalisierung und für Fahrerassistenzsysteme bis hin zum autonomen Fahren mobiler Arbeitsmaschinen und Roboter an.

Pünktlich zum Auftakt der Agritechnica 2017 bringen die Ulmer ihr neues Ultraschall-Steuerungssystem auf den Markt. Es kann bis zu zwölf Ultraschallsensoren individuell ansteuern, mehrere Steuergeräte können parallelgeschaltet werden. Neu ist, dass die Konfiguration vom Kunden selbst vorgenommen werden kann: Sendereihenfolge, Synchronisationsmöglichkeiten, dynamisches Platzieren von Einzelmessaufträgen und alles, was mit dem Protokoll zu tun hat, sind frei konfigurierbar. Das System ist EMV- und E1-zugelassen, versteht die Protokolle CANopen, SAE J1939 sowie Isobus und verfügt über CAN- und RS232-Schnittstellen. Mit dem System lassen sich Kreuz- und Mehrfach-Echoauswertungen vornehmen, Messungen von Distanz und Winkel zum Objekt sind ebenfalls möglich.

Das Ultraschall-Steuerungssystem ist mit dem Surroundview EasyFit von Bosch kombinierbar. So wird grafisch ein Videobild aus der 360°-Vogelperspektive durch Messdaten aus dem neuen Ultraschallsystem erweitert. Es bietet eine größere Übersicht rund um das Fahrzeug, was insbesondere beim Anfahren den Vorteil bietet, Gefahrensituationen zu erkennen. „Unser System greift absichtlich nicht in das Bremssystem ein. Wir wollen den Fahrer auf potenzielle Gefahren aufmerksam machen und ihn selber entscheiden lassen, ob und wann es notwendig ist zu bremsen oder eben auch nicht“, erklärt Geschäftsführer Matthias Strobel. Die ersten Müllfahrzeuge eines Kunden wurden bereits mit dem kombinierten Ultraschall-/Videosystem ausgestattet, neben dem Retrofit ist die Lösung auch für OEMs erhältlich.

Maßgeschneiderte Intelligenz

Leistungsfähige Software und Rechnereinheiten bilden den Kern für die hohen Anforderungen des Outdooreinsatzes in mobilen Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Land- und Baumaschinen oder Spezialmaschinen wie die Pistenbullys, für die man eine automatische Personenerkennung entwickelte, die auch bei Nebel und schlechten Sichtverhältnissen funktioniert. Das System erfasst Personen im Umfeld der Pistenraupe in drei Sektoren mit unterschiedlichen Warnstufen in einem Umfeld von 30 m. Die Software der Multisensortechnik (Infrarot, Laser) kann Personen und Objekte zuverlässig unterschieden. Das System erkennt selbständig, wenn sich ein Skifahrer nähert und alarmiert den Fahrer. Bei akuter Gefahr erfolgt ein automatischer Sofort-Stopp der Schneefräse oder anderen Anbaugeräten am Pistenbully.

InMach entwickelt solche Systeme auf Kundenwunsch komplette oder ergänzt bestehende Technik. Dabei nutzt man Algorithmen, um die Information moderner Sensorik, wie 3D-Laser, 2D/3D-Vision, Wärmebildkameras, Radar, Ultraschall oder Inertialsensorik (Beschleunigung/Drehrate/Magnetfeld) verarbeiten und interpretieren zu können. Das Gehirn der Maschine bildet dabei die hauseigene Steuerung InMach-ADAS (Advanced Driver Assistance System). Sie erfasst die oft hochbandbreiten Datenströme der Sensoren und verarbeitet sie mittels performanter Algorithmen in Echtzeit. Als Ergebnis der Verarbeitung können dann Steuersignale an die hydraulische und/oder elektrische Aktorik der Arbeitsmaschine über robuste Bussysteme (z.B. CAN) ausgegeben werden. InMach bietet ebenfalls Steuerungseinheiten für die Schnittstellen zu diesen Aktoren und auch einfacheren Sensoren an. Es werden aber auch gängige, am Markt verfügbare Steuerungseinheiten Dritter unterstützt.

Das ADAS-Steuergerät unterstützt für die Mensch-Maschine-Interaktion die Einbindung ein oder mehrerer analoger und digitaler Displays/Monitore. Im Bereich der Konnektivität ist die Anbindung einer breiten Basis von Kommunikationsmodulen, wie Mobilfunk GSM/LTE und WLAN/Bluetooth gegeben, künftig auch LoRaWAN. Diese ermöglichen neben der Kommunikation mit Experten- oder Planungssystemen auch die Kommunikation mit weiteren Fahrzeugen oder „intelligenten Dingen“ (IoT) in der Umgebung.

Wirtschaftlicher und sicherer

Die InMach-Technik in den mobilen Arbeitsmaschinen verfolgt zwei Ziele: Einerseits die Erhöhung der Eigen- und Personensicherheit mittels Assistenzsystemen und anderseits die Effizienz- und Wirtschaftlichkeitssteigerung in Arbeitsprozessen. Eine sensorische Erfassung des Umfeldes mittels 3D Laser/Vision und Ultraschall/Radar ermöglicht eine Kollisionswarnung in Bezug auf Personen, die sich im Gefährdungsbereich befinden, sowie auch potenzielle Kollision mit Gebäuden und nahestehenden Fahrzeugen. Um die Reaktionszeit zu verkürzen, können diese Signale auf Wunsch auch direkt in die Aktorik eingreifen. Bewegungen der Arbeitsmaschine, die eine Gefahr verursachen können, werden so eingeschränkt und nur durch explizite und bewusste Übersteuerung durch den Fahrer freigegeben.

Hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit kann beispielsweise eine kartesische Steuerung zu Verbesserungen beitragen. Die Arbeitsbewegungen der Einzelgelenke des Arbeitsgerätes werden automatisiert und akkurat umgesetzt. Hier kann der exakte, sensorisch erfasste Geländezustand mit in die Aufgabenplanung einfließen. Mithilfe von Augmented-Reality-Ansätzen werden kritische, vom Fahrer nicht sichtbare Infrastrukturen, wie Leitungen im Erdreich, visualisiert. Die Visualisierung findet am Display des Fahrers statt, was auch durch akustische und/oder haptische Signale unterstützt werden kann. Mittelfristig wird die ergonomischere Variante durch Einblendung in den Sichtbereich des Fahrers an der Windschutzscheibe oder der Datenbrille angestrebt. „Für solche Entwicklungen haben unsere Kunden mehrfach prestigeträchtige Preise verliehen bekommen, unter anderem dieses Jahr zum dritten Mal die Silbermedaille der DLG auf der Agritechnica. Diese Prämierungen bieten unseren Kunden, neben den Alleinstellungsmerkmalen ihrer Produkte, auch einen klaren Wettbewerbsvorteil“, so Matthias Strobel.

Video zum 3D-Surroundview-System von Bosch, in das InMach die Daten von Ultraschallsensoren zusätzlich einblenden kann:

www.hier.pro/DQ2tF


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