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Griff in die Kiste: Fortschritte bei der 3D-Objekterkennung

Wir entwickeln schon seit einigen Jahren “Griff in die Kiste”-Applikationen: der iRobFeeder von PROFACTOR ist ein vielbeachtetes PROFACTOR-Showcase auf Messen. Bei dieser Technologie gibt es im Wesentlichen zwei technische Herausforderungen zu meistern. Erstens: Die “Augen” des Systems zum Erkennen von Teilen. Zweitens: Die Berechnung der Roboterbewegungen, um Teile zu entnehmen, ohne diese zu beschädigen oder mit der Umgebung zu kollidieren.

Für einen Menschen ist das Detektieren ungeordneter Teile in einer Kiste kein Problem. Computer hadern damit trotz jahrzehntelanger Forschung immer noch. Nicht umsonst wird der Griff in die Kiste als der “Heilige Gral der Robotik” bezeichnet. Es gibt zwar zahlreiche Speziallösungen, die auf spezielle Teile zugeschnitten sind und gut funktionieren. Sobald ein Teil zum Beispiel eine Ecke mehr hat, muss man mit der Entwicklung jedoch von Neuem beginnen.

Bei PROFACTOR verfolgen wir einen einen neuen Ansatz, mit dem ein möglichst breites Teilespektrum abgedeckt werden kann. Das hat zwar den Nachteil dass die Entwicklung schwieriger ist, aber den großen Vorteil, dass Verbesserungen an der Technologie allen Anwendungen zu Gute kommen.

Mittlerweile ist diese Technologie derart ausgereift, dass wir über die Qualität der Ergebnisse  oft selbst überrascht sind. Vor kurzem haben wir zum Beispiel Versuche mit einem neuen Teil gemacht. Erste Probescans ergaben eine Wolke aus rund 150.000 3D-Punkten (siehe Abbildung):

 Als Mensch kann man einige zylindrischen Objekte leicht erkennen, für den Computer ist das bei weitem schwieriger. Das PROFACTOR-Team geht in dem Fall so vor: Wir stellen ein paar Parameter ein, starten die Objekterkennung und ein paar Sekunden später folgt das Ergebnis:

Der Computer hat hier 72 Teile korrekt erkannt und in die Punktewolke hineingelegt (siehe Abbildung). Zur besseren Visualisierung haben wir alle Punkte farblich eingezeichnet: Blaue Punkte passen exakt zu einem Teil, gelbe nicht ganz so gut, rote gar nicht. Diese Daten eignen sich bestens, um eine Greifplanung zu füttern – dem Griff in die Kiste steht bei diesen Teilen nichts mehr im Weg.

 

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