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Die Zukunft der autonomen Gebäudereinigung

FX250 von Discovery Robotics

Die Unternehmensmission von Discovery Robotics lautet, „die menschliche Produktivität, Sicherheit und Lebensqualität zu steigern, indem Roboterlösungen entwickelt werden, die für [ihre] Kunden einen Mehrwert schaffen“. Um diese Mission in der Hausmeisterbranche zu erfüllen, entwickelte der Roboterhersteller aus Pittsburgh, PA den FX250, einen autonomen Roboter für die Bodenreinigung,

Nach Angaben des National Safety Council sind ergonomische Verletzungen und Stürze ein weit verbreitetes Gesundheitsrisiko für Hausmeister. Discovery Robotics baute den FX250, um diese Vorfälle zu verhindern. Um dieses Ziel zu erreichen, benötigte Discovery Robotics einen innovativen Hersteller von industriellen Sensoren für die FTF-Navigation.

Umgebungsscan durch Sensortechnik

Der FX250 benutzt die mit Puls Ranging Technology (PRT) arbeitenden 2-D-LiDAR-Sensoren der R2000- und R2100-Serien. Für hochpräzise Navigationsaufgabe, Lokalisierung von Objekten, Kollisionsvermeidung und weitere Objekterkennungsaufgaben kommen R10x optoelektronische Sensoren mit Multi Pixel Technology (MPT) und Ultraschallsensoren der Serie 30GM70 zum Einsatz

Der 2-D-LiDAR-Sensor der Serie R2000 wird zur Navigation des FTF eingesetzt. Der Sensor vermisst dabei die Umgebung des FTF in einem Winkel von 360° und stellt die Messdaten dem FTS-Steuergerät zur Verfügung. Das Steuergerät benutzt diese Daten, um ein Abbild der Umgebung zu schaffen und die absolute Position des Roboters darin zu lokalisieren. Die hohe Messrate des R2000 (bis zu 25 000 Messungen pro Scan) ermöglicht die Erkennung und Detektion kleinster Objekte und verbessert die Fähigkeit zur Extraktion von Landmarken innerhalb einer SLAM-Implementierung (Simultaneous Localization and Mapping).

Auf der Rückseite des FTF montiert, dient der R2100-LiDAR-Sensor zur Kollisionsvermeidung und Navigationshilfe bei Rückwärtsfahrten des FTF. Die linear angeordneten Sende-LEDs strahlen das Licht mit einem großen Scanwinkel von 88 Grad aus und sorgen so dafür, dass Objekte zuverlässig erkannt werden.

Sichere Navigation autonomer Reiniungsaufgaben

Neue Objekte und Hindernisse, wie z.B. Personal oder eine offene Tür, die zu einem Treppenhaus führt, können im einprogrammierten Weg des Bodenreinigungsroboters erscheinen. Pepperl+Fuchs Sensoren der optoelektronischen Serien R10x und Ultraschallsensoren der Serie 30GM70 sorgen für eine reibungslose Navigation, während der FX250 seine autonomen Reinigungsaufgaben erfüllt. Die R10x-Sensoren stellen sicher, dass es zu keiner Änderung des Bodenniveaus kommt und bieten eine zuverlässige Klippenerkennung mit MPT. Dadurch wird sichergestellt, dass das FTF Treppenhäuser und Plattformen vermeidet. Die Ultraschallsensoren werten die Ausbreitung des Ultraschallsignals vom Sensor zum Objekt aus. Der gemessene Objektabstand kann auf verschiedenen Wegen wie beispielsweise einem Analogsignal, einem binären Schaltsignal oder in digitaler Form, über eine Schnittstelle bereitgestellt werden. Unabhängig davon ist die Objekterkennung immer zuverlässig und präzise.

Mehrere Ultraschallsensoren der umfangreich parametrierbaren Serie 30GM70 sind in der Frontplatte des FX250 montiert, um eine bestmögliche Abdeckung des Detektionsfeldes zu garantieren und Objekte innerhalb dieses Bereichs sicher zu erfassen. Um eine gegenseitige Beeinflussung der an einem Fahrzeug verbauten Ultraschallsensoren zu verhindern, wird die automatische Synchronisationsfunktion der Sensoren verwendet. Die Sensoren verfügen darüber hinaus über eine einstellbare Schallkeule. Damit kann das Detektionsfeld der Sensoren am Fahrzeug präzise an das jeweilige Umfeld angepasst werden (z.B. Regalreihen in Einzelhandelsgeschäften, Besonderheiten in Kongresszentren und ähnliches).

Schnelleren und höheren Reinigungsgrad erreichen

Pepperl+Fuchs LiDAR– und Ultraschallsensoren unterstützen den FX250 dabei, eine Fläche von 10 000 Quadratmeter pro Stunde bei einer Reinigungserfolgsrate von über 95 % zu erreichen. Sobald der FX250 mit seinen Reinigungsaufgaben fertig ist, führt ihn seine Sensorik sicher dorthin zurück, wo ihm der Anwender seinen Abstellplatz zugewiesen hat.

„Seit acht Monaten testen wir den FX250 bei über 15 potenziellen Kundenstandorten“, sagt Discovery Robotics Mitbegründer und CTO Larry Williams. „Unsere potenziellen Kunden waren sehr beeindruckt von der Art und Weise, wie sie Teppichböden und harte Oberflächen reinigen. Aber noch wichtiger ist, dass sie von der Art und Weise fasziniert waren, wie die Roboter sowohl feste Hindernisse als auch Menschen, die sich in diesem Bereich bewegen, erfassen, interagieren und sich ihnen anpassen. Sie sind begeistert, dass Roboter mit ihnen zusammenarbeiten, um einen höheren Reinigungsgrad zu erreichen.“

 

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