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Mobile Maschinen 5/2015

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Hinsehen, wenn es drauf

Hinsehen, wenn es drauf ankommt Radar-Kamera-Kombination erhöht Sicherheit Erik Busse Sehr groß, sehr schwer und mit extrem schlechten Sichtverhältnissen für den Fahrer – das haben praktisch alle Fahrzeuge im Bergbau gemeinsam. Indurad und First Sensor Mobility haben gemeinsam ein System entwickelt, das die Sicherheit rund um diese Fahrzeuge erhöht – auch unter extremsten Bedingungen. D as Aachener Unternehmen Indurad hat sich darauf spezialisiert, für Bagger, Laster und andere Spezialfahrzeuge in Minen Sicherheitssysteme zu entwickeln, die vor Kollisionen warnen und beispielsweise helfen, die Fahrspur auf einer Berme zu halten. Diese Lösungen basieren auf einer weltweit einzigartigen, abbildenden 2D- Radar-Sensortechnik, einer eigenen Linux-Distribution, einem C++ Software Framework, Web-basierter Benutzerinteraktion und einem individuellen Engineering für die Anlagenintegration. Zwei Gründe legten nahe, diese industrielle Radarlösung mit visuellen Sensoren zu kombinieren: Zum einen soll der Fahrer erkennen können, worum es sich bei dem vom Radar gemeldeten Hindernis tatsächlich handelt. Liegt ein Steinbrocken im Weg oder hält sich ein Mensch im Gefahrenbereich auf? Zum anderen wollte man mit der redundanten Sensorik die Möglichkeit schaffen, die Parametrierung des Radarsystems zu optimieren und falschen Alarm zu vermeiden. Die Evaluation durch die Indurad-Spezialisten hatte schnell gezeigt: Die auf dem Markt verfügbaren Standardkamerasysteme Erik Busse, Entwicklungsleiter optische Systeme und Kameras bei First Sensor in Dresden sind für die Bedingungen in der Mining-Industrie nur bedingt geeignet. Die Temperaturen im australischen oder brasilianischen Eisenerz-Tagebau, Vibrationen, Nässe und Schmutz stellen extreme Anforderungen an Optik und Elektronik. Hinzu kommt: Bei den Ausmaßen zum Beispiel eines Schaufelradbaggers sind Kabellängen und -aufbauten ein wichtiger Faktor. Zudem wurde eine Kamera gesucht, die an verschiedensten Fahrzeugen und Anlagen weltweit verwendet werden kann – und daher mit ganz unterschiedlichen Versorgungsspannungen funktionieren muss. Integrierte Intelligenz Mit First Sensor fand man schließlich den Spezialisten als Partner, der nicht nur an der Entwicklung von Sensorikanwendungen für ungewöhnliche Anforderungen interessiert war, sondern zudem noch willens war, sich auf die Produktion kleiner Stückzahlen einzulassen. Denn die zur First Sensor AG gehörenden First Sensor Mobility GmbH in Dresden ist nicht nur Entwickler von Sensor-Systemen sondern produziert diese auch selbst. Ein zentraler Faktor war der modulare Aufbau. Die Kamera sollte als System bezüglich ihrer Schnittstellen konfigurierbar sein. Das Ergebnis: Die Indurad Milano kann wahlweise über Ethernet (Standard) oder andere Datenschnittstellen wie APIX2 oder LVDS angeschlossen werden. Die schlanke Verkabelung und die moderne quiet-wire PHY/Switch-Technologie der Firmen Marvell und Micrel, beziehungsweise die BroadR-Reach-Technologie der Firma Broadcom erlauben hier die Verwendung kostenoptimierter Kabel für die Datenübertragung. Weiterhin ermöglicht das Spektrum von 9 bis 36 V einen Einsatz in verschiedensten Ländern und Umgebungen. Um in den harschen Umweltbedingungen einsatzbereit zu bleiben, verzichtete man auf eine bewegliche Kamera oder ein hervorstehendes Objektiv. Die verwendete Kamera hat einen Blickwinkel von bis zu 195° HFoV. Die Entzerrung des Bildes, Kameraschwenks und Zoom werden virtuell mit Software erzeugt. Dies ist der Teil der lokalen Intelligenz. Um Verkabelung und Installationsaufwand möglichst gering zu halten hat First Sensor die Kamera mit einem programmierbaren Mikrocontroller ausgestattet. So laufen Teile der Applikation, etwa Algorithmen zur Bilderkennung, schon direkt im Kamerasystem. Das schlanke Steuerungssystem auf Basis einer von Indurad adaptierten Linux- Version verwendet einen ARM-Prozessor und wurde von First Sensor Mobility so ausgelegt, dass der Anwender auch weitere Funktionen ausführen lassen kann. Denk- 54 Mobile Maschinen 5/2015

SICHERHEITSEINRICHTUNGEN I ZUBEHÖR www.elgo.de 01 Die Sichtverhältnisse sind für den Führer eines Bergbaufahrzeugs meist sehr schlecht bar ist auch, über den eingebauten Mikrocontroller Signale weiterer Sensoren zu verarbeiten. „Der Trend in der industriellen Sensorik geht zu verteilten Systemen, in denen direkt in den Komponenten, also am Sensor selbst, bereits Teile der Verarbeitung und Signalaufbereitung stattfinden. So müssen in einigen Anwendungen keine Bild daten mehr übertragen werden, sondern die Kamera könnte nur einen der Bildinterpretation entsprechenden Steuerbefehl senden. Diese Technik verringert das Volumen an übertragenen Daten, macht das Gesamtsystem schlanker und vereinfacht die Integration“, erläutert Prinz v. Hessen, Geschäftsführer der First Sensor Mobility GmbH. Warnen, wenn es nötig ist 02 Die verwendete Kamera hat einen Blickwinkel von bis zu 195° HFoV Überempfindliche Sicherheitsfunktionen sind kontraproduktiv. Sie können zum Übersehen einer Gefahrensituation führen. Deshalb ist das Kamerasystem so ausgelegt, dass die Signalübertragung in die Fahrerkabine erst aktiviert wird, wenn der Radar- Alarm auslöst. Neben der Ausgabe der Livebilder in die Fahrerkabine, lässt sich eine Übertragung der Aufnahmen auf einen externen Server starten. Der Hintergrund: Diese externe Speicherung soll später eine systematische Auswertung der Warnungen erlauben – beispielsweise für eine optimierte Parametrierung der Radaranwendung. Damit diese Sequenzen aussagekräftig sind, wird nicht erst ab dem Zeitpunkt der Radarwarnung, sondern je nach Konfiguration einige Sekunden vorher aufgezeichnet. Zu diesem Zweck enthält der Steuerungschip einen FiFo-Speicher mit bis zu 2 GB Speicherplatz auf dem ein Mitschnitt ständig gepuffert und wieder überschrieben wird. Flexibel anpassbar Indurad Milano soll künftig für alle Lösungen des Herstellers verfügbar sein. Der Einsatz der gemeinsam entwickelten Lösung der Sensorikspezialisten aus Aachen und Dresden wird allerdings nicht auf Bergbauanwendungen beschränkt bleiben. Dr.-Ing. Reik Winkel, Managing Director Indurad GmbH erläutert: „Wir haben hier nicht einfach die Entwicklung und Produktion eines modularen Kamerasystems in Auftrag gegeben, sondern gemeinsam ein vielseitig einsetzbares konfigurierbares Produkt entwickelt. Wir von Indurad sind dadurch in der Lage, die kompakte Kameraeinheit flexibel an die Gegebenheiten unterschiedlicher Fahrzeuge und Förderanlagen anzupassen. Diese passgenaue Ergänzung unseres Systems bietet unseren Kunden Zusatznutzen und verschafft uns Wettbewerbsvorteile. Zugleich soll die kleine robuste Kamera von First Sensor mit Hilfe anderer Partner auch in anderen Branchen als dem Bergbau zum Einsatz kommen. Von unserem Gemeinschaftsprojekt werden also noch viele andere profitieren“. Mögliche Anwendungsbereiche wären etwa große landwirtschaftliche Fahrzeuge oder Fahrzeuge im öffentlichen Nahverkehr. Mit der modularen Architektur der Kamerahardware und der Möglichkeit, dass der Kunde eigene Anwendungen portieren kann, hat First Sensor jetzt ein System im Angebot, das sehr spezielle Anforderungen in industriellen Anwendungen erfüllen kann und gleichzeitig vielfältige Integrationsmöglichkeiten eröffnet. Bild: Aufmacher (Fotolia_45944545_L) www.first-sensor.com Berührungslose Messtechnologien Zuverlässig Positionieren Weg Winkel Neigung Drehzahl Magnetische Wegmesssysteme, absolut und inkremental Magnetische Winkelmesssysteme Inklinometer Magnetisch rotative Messsysteme

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