林德MH和阿沙芬堡應(yīng)用科學(xué)大學(xué)展示 "KAnIS - 合作式自主內(nèi)部物流系統(tǒng) "研究項目成果

2023 年 12 月 5 日，貨物裝卸專家林德物料搬運(yùn)（MH）和德國阿沙芬堡技術(shù)大學(xué)（TH AB）在阿沙芬堡工廠的試驗(yàn)場通過現(xiàn)場演示展示了研究項目 "KAnIS - 協(xié)同自主內(nèi)部物流系統(tǒng) "的成果。在這幾個測試項目中，針對在室內(nèi)和室外搬運(yùn)貨物的自主平衡車的高要求應(yīng)用開發(fā)了解決方案。其中一個重點(diǎn)是其合作行為：這些車輛通過 5G 網(wǎng)絡(luò)和邊緣服務(wù)器實(shí)時交換信息，并可相互發(fā)出障礙物警報。作為巴伐利亞自由州 "信息和通信技術(shù) "研發(fā)計劃的一部分，該項目歷時近四年，獲得了約 280 萬歐元的資助。

林德重工的 KAnIS 項目發(fā)起人 Stefan Prokosch 確信："自動駕駛汽車將逐漸接管越來越多的運(yùn)輸任務(wù)。作為行業(yè)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者之一，林德內(nèi)部物流公司希望讓使用平衡重叉車運(yùn)輸貨物或裝卸卡車的客戶也能享受到自動駕駛汽車的好處。"然而，室外區(qū)域?qū)Σ孳嚨囊筮h(yuǎn)高于純室內(nèi)設(shè)備。其中包括傾斜度和坡度、更高的人流量和車流量，以及天氣影響和溫度條件。"Prokosch 解釋說："得益于與 TH AB 的聯(lián)合研究工作，我們能夠針對這些復(fù)雜的要求開發(fā)出可行的解決方案。項目完成后，研究成果將成為進(jìn)一步開發(fā)項目的重要基礎(chǔ)。"

該項目的總體目標(biāo)是研究如何通過聯(lián)網(wǎng)自動駕駛車輛的合作行為來提高運(yùn)行可靠性和操控性能。為了完成這項綜合性任務(wù)，項目成立了幾個子項目，分別涉及車輛的定位、控制和調(diào)節(jié)、叉車之間的合作、載貨工具的識別、天氣影響的處理、預(yù)測性維護(hù)、路線優(yōu)化和自動裝載管理。

"對于 TH AB 而言，KAnIS 項目是一個非常復(fù)雜的跨學(xué)科研究項目。"TH AB 工程學(xué)院 KAnIS 項目經(jīng)理漢斯-格奧爾格-斯塔克（Hans-Georg Stark）博士在活動中總結(jié)道："十位教授以及眾多研究助理和學(xué)生參與了該項目。TH AB 的科研活動與林德 MH 多年的汽車開發(fā)專業(yè)技術(shù)之間的深入交流使項目合作雙方受益匪淺。"

從明年開始，自動平衡重叉車將得到進(jìn)一步的開發(fā)和測試，以便將來在林德物料搬運(yùn)工廠承擔(dān)特定的物料流任務(wù)。其中之一是護(hù)頂罩的運(yùn)輸，將其從預(yù)組裝到主組裝線的特殊負(fù)載載體上。

真實(shí)條件下的運(yùn)行測試場景

四輛林德 E20、E25 和 E30 電動平衡重叉車的載重量為 2.0 至 3.0 噸，配備了電動液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（林德轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)）、帶電子載荷圖的林德安全駕駛輔助系統(tǒng)和集成貨叉定位器。"研究成果的實(shí)際應(yīng)用是林德MH和TH AB的一個重要方面。"林德MH高級研發(fā)主管Mark Hanke強(qiáng)調(diào)說。從明年開始，這些車輛將接受進(jìn)一步的開發(fā)和測試，以便將來在工廠中承擔(dān)四種特定的物料流任務(wù)：托盤籠運(yùn)輸和裝有電池的托盤運(yùn)輸，以及車輛框架和駕駛員保護(hù)頂棚的運(yùn)輸，這些都是通過特殊的裝載車從預(yù)組裝線運(yùn)到主組裝線的。前兩種應(yīng)用純屬室外作業(yè)，而在另外兩種應(yīng)用中，叉車既可在車間內(nèi)行駛，也可在車間之間行駛。必須克服 8% 的坡度，而且車間內(nèi)還有其他 AGV 和手動操作車輛。為了確保四輛KAnIS叉車即使在托盤、網(wǎng)箱和金屬框架與地面不完全一致的情況下也能用貨叉拾取它們，叉車在貨叉之間安裝了一個移動攝像頭。它可以測量承載架的袋口，從而使貨叉在側(cè)移時正確定位。車輛框架、電池門和配重也是定制的。

Hanke說："我們的目標(biāo)是盡可能將安全掃描儀、攝像頭和傳感器集成到車輛輪廓中，使其尺寸盡可能接近標(biāo)準(zhǔn)叉車。在大廳里，叉車使用激光掃描儀進(jìn)行自我定位，在室外則使用差分 GPS（全球定位系統(tǒng)）（一種提高 GPS 精確度的方法），并在室內(nèi)與室外區(qū)域的過渡處使用額外的本地傳感器。與手動叉車不同的是，自動車輛總是在規(guī)定的路線上向后行駛，這樣在緊急停車時，貨物就不會從貨叉上滑落。"

林德物料搬運(yùn)和阿沙芬堡理工大學(xué)的研究項目“KAnIS – 協(xié)作式自主內(nèi)部物流系統(tǒng)”的重點(diǎn)是自主叉車的協(xié)作行為：車輛通過 5G 網(wǎng)絡(luò)和邊緣服務(wù)器實(shí)時交換信息，并且可以相互溝通警告緊急情況。

與叉車和基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)時通信

研究項目的一個重點(diǎn)是自動叉車對周圍環(huán)境的感知，以確保其與其他道路使用者的可靠互動。為此，除了個人防護(hù)系統(tǒng)的傳感器外，車輛還配備了額外的 3D 掃描儀和高清攝像頭。攝像頭數(shù)據(jù)是使用人工智能算法識別和分類物體的基礎(chǔ)，然后對其進(jìn)行定位，以便調(diào)整卡車的速度并將其減速至靜止?fàn)顟B(tài)。但這還不是全部。另一個問題是，當(dāng)?shù)缆肥褂谜咛幱诳ㄜ噦鞲衅鳠o法看到的隱蔽區(qū)域并接近卡車行駛路徑時，就會出現(xiàn)危急情況。這時就需要叉車的合作，因?yàn)槿绻浇辛硪惠v叉車，它就可以提供相關(guān)信息。然而，前提條件是感知數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸。為了實(shí)現(xiàn)低延遲，在阿沙芬堡工廠建立了專用 5G 網(wǎng)絡(luò)。感知數(shù)據(jù)從叉車傳輸?shù)竭吘壏?wù)器，該服務(wù)器從本地檢測到的物體中創(chuàng)建所有識別物體的全局列表，并將其發(fā)送回叉車。

測試中，一個碰撞測試假人突然從墻后竄出，沖向車道。在沒有合作行為的情況下，自動叉車無法及時停下，并撞向假人。如果叉車從附近的叉車接收到實(shí)時信息，就能提前識別危險情況，及時剎車。不過，由于不能總是假設(shè)附近有第二輛叉車，因此在 KAnIS 叉車未來行駛路線的路口和關(guān)口安裝了 8 臺固定式 3D 激光掃描儀。固定式激光掃描儀的本地對象列表也在邊緣服務(wù)器上進(jìn)行合并，并將信息提供給所有車輛。

"快速無線網(wǎng)絡(luò)是自動駕駛叉車能夠在室外區(qū)域協(xié)同行動并對不可預(yù)見的交通狀況做出實(shí)時反應(yīng)的先決條件。"TH AB 研究與轉(zhuǎn)讓副總裁 Klaus Zindler 教授博士在會上強(qiáng)調(diào)說。"我們的目標(biāo)是利用人工智能方法開發(fā)通用標(biāo)準(zhǔn)和算法，然后將其靈活應(yīng)用于不同的車輛或應(yīng)用，并不斷學(xué)習(xí)。"

傳感器清潔系統(tǒng)，機(jī)器人為電池充電

在另一個工作包中，研究了如果靠近地面的光學(xué)傳感器被雨中濺起的水或潮濕的路面弄臟，如何對其進(jìn)行清潔。這是因?yàn)?，如果無法再進(jìn)行可靠的物體探測，人員保護(hù)系統(tǒng)就會自動將叉車調(diào)至安全狀態(tài)并停止運(yùn)行。為了防止這種情況發(fā)生，項目團(tuán)隊開發(fā)了一種清潔系統(tǒng)，利用壓縮空氣吹走聚集在激光掃描儀上的臟水滴。

與純粹的室內(nèi)設(shè)備相比，室外區(qū)域?qū)ψ詣玉{駛叉車的要求要高得多。除了坡度和傾斜度以及顯著增加的人流量和車流量外，天氣和溫度條件也起著重要作用。

另一個項目小組研究了叉車電池自主充電的可能解決方案。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基于人工智能的機(jī)器人可以將充電插頭連接到叉車的充電插座上。叉車的尾部也做了相應(yīng)的改動，并增加了一個自動驅(qū)動的充電擋板，以保護(hù)充電插座免受灰塵和濺水的影響。

在 "KAnIS--合作式自主內(nèi)部物流系統(tǒng) "研究項目中，利用基于人工智能的機(jī)器人將充電插頭連接到叉車的充電插座上，解決了叉車電池的自主充電問題。

“高效源于魅力科技”–林德（中國）叉車有限公司，1993年成立于廈門，是林德物料搬運(yùn)在亞洲的生產(chǎn)，銷售、服務(wù)及技術(shù)研發(fā)基地，現(xiàn)有3,500多名員工，銷售服務(wù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國224個點(diǎn)。

多年來林德（中國）秉承用科技創(chuàng)造物流高效生產(chǎn)的經(jīng)營理念，始終堅持以用戶為導(dǎo)向，根據(jù)用戶實(shí)際應(yīng)用場景量身打造物超所值的產(chǎn)品、服務(wù)及解決方案，特別是在新能源、自動化及數(shù)字化這些新興領(lǐng)域，陸續(xù)推出了鋰電、氫燃料電池，AGV自動搬運(yùn)機(jī)器人，數(shù)字化車隊管理系統(tǒng)等新技術(shù)、新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)“從單點(diǎn)設(shè)備到萬物互聯(lián)”、“從產(chǎn)品到硬件+數(shù)字化/自動化+應(yīng)用場景”的轉(zhuǎn)變，為用戶提供豐富、專業(yè)的行業(yè)解決方案。

林德物料搬運(yùn)系凱傲集團(tuán)成員，世界叉車和倉儲車制造商，也是內(nèi)部物流解決方案供應(yīng)商，在歐洲叉車市場占有重要的份額。