2023 年 12 月 5 日，阿沙芬堡 – 2023 年 12 月 5 日，内部物流专家林德物料搬运 （MH） 和阿沙芬堡应用科学大学 （UAS） 在阿沙芬堡林德工厂的测试现场进行了现场演示，展示了“KAnIS – 协同自主内部物流系统”研究项目的成果。在几个子项目中，为自动平衡重叉车的苛刻应用开发了解决方案，这些叉车在室内和室外运输货物。其中一个重点是这些车辆的协作行为，这些车辆通过5G网络和边缘服务器实时交换信息，并可以相互警告障碍物。
该项目持续了近四年，作为巴伐利亚自由州“信息和通信技术”研发计划的一部分，获得了约280万欧元的资金。
“自动驾驶汽车将逐渐接管越来越多的运输任务，”林德MH公司KAnIS项目的发起人Stefan Prokosch断言。作为该行业的技术领导者，这家内部物流专家希望为使用平衡重叉车运输货物或装卸重型叉车的客户提供自动驾驶汽车的优势。“然而，对在室外区域作业的叉车的要求远高于对纯室内车辆的要求。这些因素包括在斜坡和坡度上作业的能力、明显增加的人流量和交通量以及需要考虑的不同天气影响和温度条件，“Prokosch 解释道。“由于与阿沙芬堡无人机系统的联合研究工作，我们已经能够为这些复杂的要求开发可行的解决方案。一旦项目完成，这些发现将成为进一步开发项目的重要基础。
该项目的总体目标是研究联网自动驾驶汽车的协作行为如何提高运行可靠性和操控性能。为了解决这一广泛的任务，成立了几个子项目来解决车辆定位、监管和控制以及叉车协作、载货车识别、天气影响、预测性维护、路线优化和自动货物管理。
“对于这所大学来说，KAnIS项目是一个非常复杂的跨学科研究项目。十位教授和众多研究助理和学生参与其中，“阿沙芬堡无人机系统工程学院KAnIS项目经理Hans-Georg Stark教授在活动期间总结道。“两个项目合作伙伴都从阿沙芬堡无人机系统的科研活动与林德MH在车辆开发方面的多年专业知识之间的深入交流中受益匪浅。”
现实条件下的以实践为导向的测试场景
四辆载重量为2.0至3.0吨的林德E20、E25和E30电动平衡重叉车实现了自动化，并配备了电液转向系统（林德转向控制）、带电子货物图的林德安全驾驶辅助系统和集成式货叉定位器。“研究成果的实际实施是林德MH和阿沙芬堡无人机系统的一个重要方面，”林德MH前期开发部门负责人Mark Hanke强调说。从明年开始，这些车辆将进一步开发和测试，以便它们在未来能够执行四项特定的物料搬运任务。其中包括金属丝网板条箱和装有电池的托盘的运输，以及车辆框架和高架护罩的搬迁，这些车辆必须通过特殊的载货架从预装配线运输到主要装配线。
前两个应用是纯粹的户外操作，而另外两个应用需要叉车在大厅内和大厅之间行驶。必须克服 8% 的坡度，大厅里还有其他 AGV 和手动操作的车辆。为确保四台KAnIS叉车能够可靠地拾取托盘、金属丝网箱和金属框架，即使它们与地板没有精确对齐，它们在货叉之间配备了一个移动摄像头。它测量载货架的箱子，以便通过侧移正确定位货叉。车架、电池门和配重的设计也进行了调整。“我们的目标是将安全扫描仪、摄像头和传感器尽可能地集成到车辆轮廓中，以便叉车的尺寸尽可能接近标准版本，”Hanke说。在室内，车辆通过激光扫描仪定位自己，在室外，它们使用差分GPS（全球定位系统），这是一种提高GPS精度的方法。此外，它们还具有额外的本地传感器，用于从室内切换到室外区域。与手动操作的同类产品不同，自动叉车始终在规定的路线上反向行驶，以防止货物在紧急停止时从货叉上滑落。
与叉车和基础设施的实时通信
该研究项目的一个特别重点是自动叉车对周围环境的感知，以确保它们与其他道路使用者的可靠互动。为此，除了个人防护系统的传感器外，车辆还配备了3D扫描仪和高清摄像头。摄像头数据构成了借助人工智能算法对物体进行检测和分类的基础，然后对其进行定位，以调整车辆的速度并将其减速至静止。但这还不是全部。另一个关键问题集中在当人们处于叉车传感器无法检测到并接近车辆行驶路径的隐蔽区域时出现的危急情况。这就是叉车之间的合作发挥作用的地方，因为如果附近有另一台叉车，它可以提供相关信息。但是，这需要实时传输感知数据。为了实现这些低延迟，林德在阿沙芬堡工厂建立了一个专用的5G网络。感知数据从叉车传输到边缘服务器，边缘服务器使用本地检测到的对象创建所有检测到的对象的全局列表，并将其发送回叉车。
该测试是使用碰撞测试假人进行的，该假人突然从墙后出现并进入叉车的路径。没有协作行为，自动叉车就不能及时停车，撞到假人。但是，如果它从附近的叉车接收到实时信息，它可以提前预测危险情况并及时制动。由于不可能总是假设附近有第二台叉车，因此在KAnIS叉车未来行驶路线的十字路口和入口处安装了8台固定式3D激光扫描仪。固定式激光扫描仪的本地对象列表也合并到边缘服务器上，并且所有车辆都可以使用这些信息。
“快速无线网络是自动叉车能够在室外区域协同行动并实时应对不可预见的交通状况的先决条件，”阿沙芬堡无人机系统研究与转让副总裁Klaus Zindler教授在活动中强调说。“我们的目标是使用人工智能方法开发通用标准和算法，然后可以灵活地应用于不同的车辆和应用，并继续学习。”
传感器清洁系统，机器人为电池充电
另一个工作包研究了当近地光学传感器因雨中溅水或潮湿路面而变脏时，如何清洁它们。这一点至关重要，因为如果无法再进行可靠的物体检测，操作员保护系统将自动将叉车安全停下来。为了防止这种情况发生，项目团队开发了一种清洁系统，该系统使用压缩空气吹掉可能聚集在激光扫描仪上的任何脏水滴。
另一个项目团队研究了叉车电池自动充电的可能解决方案。结果是支持一个基于人工智能的机器人，该机器人将充电插头连接到叉车的充电插座。叉车的后部进行了相应的修改，并增加了一个自动操作的充电盖，以保护充电插座免受灰尘和溅水的影响。
林德物料搬运有限公司
林德物料搬运有限公司是凯傲集团旗下公司，是一家全球运营的叉车和仓储车制造商，也是内部物流解决方案和服务提供商。该公司的销售和服务网络遍及 100 多个国家/地区，业务遍及全球所有主要地区。
阿沙芬堡应用科技大学
阿沙芬堡应用科学大学成立于 1995 年，目前拥有约 3,500 名学生。该大学将自己视为法兰克福-莱茵-美因大都市区的创新中心，并高度重视实践导向和国际化。
在应用研究和知识转移方面的成功是阿沙芬堡应用科技大学的一大优势。该大学在智能系统、材料和信息管理等关键研究领域与德国和国外公司合作，并培养自己的年轻科学家。
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