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Relevante Bewertung von Indoor-Lokalisierungssystemen durch anwendungsbezogenes Testen

Im Rahmen der I3-Förderungen der TUHH wurde das 3D_Log Projekt ins Leben gerufen. Es treibt den Bereich der Intralogistik, d.h. logistische Prozesse insbesondere innerhalb von Lagerhallen, durch moderne Sensortechnik voran. Besonders spannend wird das Projekt dabei durch seine vielseitigen Projektpartner: (1) Das Institut für Technische Logistik der TUHH stellt dem Projekt nicht nur räumlich Mittel- und Treffpunkt zur Verfügung, sondern bringt auch weitreichendes Wissen über industrielle Anwendungen der Intralogistik mit. (2) Das Institut für eingebettete Systeme der TUHH bringt die methodisch-algorithmische Sichtweise der Informatik mit, um Systeme durch geeignete Modellierung zu verstehen. (3) Zusätzlich zu den Partnern der TUHH, waren etablierte Unternehmen mit Standort in Hamburg am Projekt beteiligt, z.B. die SICK AG welche ein weltweiter Hersteller von Sensoren und Automatisierungstechnik ist.

3D_Log

Im Fokus des Projekts stehen Lokalisierungssysteme. Im Kontext der Intralogistik werden Lokalisierungssysteme beispielsweise verwendet, um die Position von Fahrzeugen wie z.B. Gabelstaplern oder aber auch die Position von Waren im Lager zu bestimmen und zu verfolgen. Damit können vielfältige Anwendungen wie autonomes Fahren bzw. automatische Kommissionierung von Waren, Kollisionsvermeidung oder Warenverfolgung realisiert werden. Die technische Umsetzung von Lokalisierungssystemen erfolgt z.B. über Kamera-, Laser- oder Funktechnologien.

Um ein geeignetes Lokalisierungssystem für eine Anwendung zu wählen ist es essentiell sich auf vergleichbare Leistungskennwerte verlassen zu können. In der Realität ist dies jedoch selten der Fall, da unterschiedliche Leistungskennwerte basierend auf Tests unter den unterschiedlichsten Bedingungen bestimmt werden. Die Anwendung standardisierter Methoden für das Testen und Bewerten von Indoor-Lokalisierungssystemen ist daher dringend notwendig. Die hohe Heterogenität und Komplexität von Indoor-Lokalisierungssystemen erschweren diese Aufgabe, weshalb sich bisher noch keine Methode etabliert hat.

Im Projekt 3D_Log wurde in enger Zusammenarbeit zwischen den Partnern eine anwendungsbezogene Methode für das Testen und Bewerten von Indoor-Lokalisierungssystemen entwickelt und bereits dem Fachpublikum der etablierten IPIN Konferenz vorgestellt. Im Gegensatz zu bestehenden Ansätzen, zielt die Methode darauf ab, Lokalisierungssysteme in Testhallen anwendungsbezogen zu untersuchen.  In der Versuchshalle des Instituts für Technische Logistik wurde ein Testfeld in Betrieb genommen, basierend auf der entwickelten Methode. Das Testfeld ist mit einem Motion Capture Referenzsystem und Robotik für die automatische Versuchsdurchführung ausgestattet. Abbildung 2 (a) zeigt einen Versuchsaufbau auf dem Testfeld.

Verschiedene Lokalisierungstechnologien wurden am Institut für Technische Logistik bereits untersucht, wie z.B. LiDAR (Abbildung 2 (b)), Ultrabreitbandtechnologie (Abbildung 2 (c)), Inertial Measurement Units, Kameratechnologie und Fahrzeugodometrie. Die Erkenntnisse werden im Rahmen von 3D_Log weiterverwendet um Einflüsse auf die Genauigkeit von Lokalisierungssystemen zu analysieren und Sensordatenfusionen zwischen Lokalisierungssystemen sinnvoll umzusetzen.

Aktuell arbeitet das Projektteam an der Fertigstellung einer webbasierten Anwendung für die Konfiguration, Durchführung und Auswertung von Experimenten, mittels der entwickelten Methodik. Abbildung 2 (d) zeigt einen Ausschnitt aus der Anwendung.

(a) Testfeld mit Versuchsaufbau; (b) Lokalisierung in einer aufgezeichneten Karte mittels LiDAR; (c) Ultrabreitband Lokalisierungstag im Gabelstapler; (d) Ausschnitt aus der webbasierten Anwendung für das Testen und Bewerten von Lokalisierungssystemen.

Es wird erwartet, dass durch die im Rahmen des 3D_Log Projektes entstandenen Erkenntnisse, die Markttransparenz im Bereich der Indoor-Lokalisierung zunimmt und die Adaption von Indoor-Lokalisierungssystemen somit beschleunigt wird. Insbesondere im Bereich der Intralogistik und Produktion, ermöglicht dies die Realisierung einer höheren Sicherheit, Prozesstransparenz und Automatisierung.

Ansprechpartner:

 

Jakob Schyga
jakob.schyga(at)tuhh(dot)de
Tel.: +49 (0) 40 42878-3557

Theodor-Yorck-Straße 8
Institut für Technische Logistik

21079 Hamburg