Durch die fortschreitende Entwicklung von autonom agierenden Einheiten für die mobile autonome Fertigung werden zunehmend hochdynamische, effiziente und verlässliche Sensoren zur Erfassung der Umgebung benötigt.
Autonomes Fahren und navigieren von Einheiten für die mobile autonome Fertigung benötigt zur sicheren, zuverlässigen und kontinuierlichen Erfassung der Umgebung unterschiedlichste Sensoren, wie zum Beispiel Kameras im VIS-Bereich, Radar oder Ultraschall-Systeme, Lidar-Systeme. Sensoren, die mit sichtbarem Licht arbeiten, können jedoch bei schlechten Sichtverhältnissen nicht schnell und zuverlässig alle Hindernisse auf dem Weg eines Fahrzeugs erkennen.
Infrarotsensoren hingegen erkennen die von Hindernissen abgestrahlte Wärme, was die Sensoren zu einer wichtigen Ergänzung für autonom fahrenden Einheiten macht. Die unvergleichliche Zuverlässigkeit, die diese Sensoren bieten, überwindet eines der Haupthindernisse für die breite Einführung mobiler autonomer Einheiten.
Durch die Kombination mehrerer der oben genannten Sensoren (Sensorfusion) wird die Umgebungserfassung auch unter schwierigen Umweltbedingungen sichergestellt.
Insbesondere FIR-Kameras als bildgebende Systeme profitieren durch ein anderes physikalisches Detektionsprinzip als passive Bildaufnehmer von den Eigenschaften des »Lichts« im Wellenlängenbereich von 8 µm bis 14 µm. Sie ermöglichen ein »Sehen« auch bei schwierigen Licht- und Umweltbedingungen, wie zum Beispiel Tunnelein- und ausfahrten, tiefstehender Sonne, Nebel, oder starkem Regenfall. Autonom agierende Einheiten werden in Innen- wie Außenbereichen von Produktionsumgebungen eingesetzt, die zum Beispiel schwach oder inhomogen beleuchtete oder unbeleuchtete Hallen und Lagerplätze sein können, wie auch Produktionsumgebungen bei Nacht. Bei diesen Bedingungen wird die Signalqualität von Kameras im VIS-Bereich, aber auch von Lidar-Systemen stark reduziert, während FIR-Kameras detaillierte Bilder liefern und eine Klassifizierung zwischen Menschen, Robotern, Maschine, oder Lagerteilen erlauben.
Der Einsatz von FIR-Kameras in Einheiten für die mobile autonome Fertigung, insbesondere im Freien, ist sicherheitstechnisch nahezu unverzichtbar. Ein weiterer technischer Vorteil der FIR-Kamera im Vergleich zu den anderen Systemen ist die relativ geringe Anzahl an Daten, die zur Auswertung des Systems benötigt werden. Dies macht die Auswertung nicht nur tendenziell schneller, sondern verringert auch die Gesamtmenge der zu übermittelnden Daten für das autonome Fahren in der mobilen autonomen Fertigung.
Außerdem kann durch ungekühlte Infrarotsensoren zuverlässig bei Tag und Nacht die Umgebung überwacht werden. Das Wärmebild von Personen, Kraftfahrzeugen oder anderen Teilnehmern in Produktions- oder Logistikbereichen kann eindeutig und dennoch datenschutzgerecht anonym identifiziert werden.
Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS
