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Ensenso C67 für die Echtzeit-3D-Volumenmessung von Paketen

Produkte, die verwendet wurden:C67

Einleitung

Progressive Robotics entwickelt KI-gestützte robotische Palettierlösungen für Lager- und Intralogistikprozesse. Ihre Systeme sind darauf ausgelegt, komplexe Palettieraufgaben zu automatisieren, einschließlich des Palettierens von gemischten Paketen ohne vorherige Sortierreihenfolge.

Für diese Anwendung ist eine präzise 3D-Wahrnehmung unerlässlich. Da die eingehenden Pakete hinsichtlich Größe, Form, Oberflächenmaterial und Ausrichtung variieren, benötigt das System zuverlässige Echtzeit-Maßangaben, bevor entschieden werden kann, wie jedes einzelne Paket behandelt und auf der Palette platziert werden soll.

Um die Leistung dieser Pipeline zur Kartonabmessung zu verbessern, hat das Unternehmen kürzlich auf den Ensenso C67 umgestellt, der von Optonic geliefert wurde.

Anwendungsübersicht: Echtzeit-3D-Maßerfassung für gemischte Palettierung

Bei Anwendungen zur gemischten Palettierung im laufenden Betrieb werden die Pakete bei ihrer Ankunft vermessen. Die Kamera erfasst 3D-Daten, die anschließend vom Software-Stack für die Kartonsegmentierung, die Oberflächenberechnung und die endgültige Maßberechnung verwendet werden.

Diese Informationen fließen in die übergeordnete Palettierlogik ein und helfen dem System (AnyStack Palletizer), Entscheidungen in Echtzeit zu treffen, ohne dass die Pakete zuvor sortiert oder in eine Reihenfolge gebracht werden müssen.

Bei dieser Art von Anwendung wirkt sich die Qualität der Punktwolke direkt auf die Stabilität des gesamten Prozesses aus. Sauberere und konsistentere 3D-Daten führen zu zuverlässigeren Messungen, besserer Wiederholbarkeit und weniger Unsicherheiten für die nachgelagerte Software.

Herausforderungen bei der bisherigen Konfiguration

Die bisherige Kamerakonfiguration war funktionsfähig und konnte ankommende Pakete zuverlässig erkennen. Als die Anwendung jedoch immer näher an die Produktionsanforderungen heranrückte, traten ihre Grenzen deutlicher zutage.

Die größte Herausforderung bestand nicht in der Erkennung, sondern in der Konsistenz der Messungen. Reflexionen, Rauschen und Schwankungen von Bild zu Bild konnten die Qualität der erfassten 3D-Daten beeinträchtigen. Dies wiederum konnte sich auf nachfolgende Schritte wie die Box-Segmentierung, die Oberflächenschätzung und die abschließende Dimensionsberechnung auswirken.

Bei der gemischten Palettierung spielen selbst kleine Abweichungen eine Rolle. Das System muss unterschiedliche Pakettypen kontinuierlich verarbeiten und in Echtzeit zuverlässige Entscheidungen treffen. Daher standen die Qualität der Punktwolke und die Wiederholbarkeit der Messungen ganz oben auf der Prioritätenliste für Verbesserungen.

Lösung: Umstieg auf die Ensenso C67

Die Ensenso C67 wurde ausgewählt, da sie genau die Bereiche verbessert, die für unseren Produktiv-Einsatzfall am wichtigsten sind: Punktwolkenqualität, Messwiederholbarkeit und Robustheit der Installation.

Die Wahl fiel auf die Ensenso C67, da sie in den Bereichen, die für unseren Produktionsanwendungsfall am wichtigsten sind, Verbesserungen bietet: Punktwolkenqualität, Wiederholgenauigkeit der Messungen und Robustheit im Einsatz.

Die neue Kamera liefert klarere und stabilere Punktwolken und ist widerstandsfähiger gegenüber Reflexionen und anderen Störquellen, wie sie in industriellen Umgebungen häufig vorkommen. Dadurch erhält die Verarbeitungskette ein stärkeres Eingangssignal, und die Unsicherheiten, die später in der Software berücksichtigt werden müssen, werden reduziert.

Auch die Integration spielte eine wichtige Rolle. Die Kamera wird mit einer speziellen Halterung geliefert, die die Installation, Positionierung und mechanische Ausrichtung an der Maschine vereinfacht. Die C67 verfügt zudem über Hardware-Updates, die einen robusteren industriellen Einsatz ermöglichen, darunter einen M12-E/A-Anschluss für verbesserte Robustheit, mechanische Stabilität und Betriebssicherheit.

Aus softwaretechnischer Sicht blieb die Integration übersichtlich und modular. Die Kameradaten fließen in den bestehenden Stack zur Erfassung der Kartonabmessungen ein, ohne dass eine umfassende Neugestaltung der Pipeline erforderlich ist.

Validierungsergebnisse:
Vorherige Kamera vs. Ensenso C67

Um die Leistungssteigerung zu überprüfen, verglich Progressive Robotics die bisherige Kamerakonfiguration mit der Ensenso C67 anhand von 20 verschiedenen Kartons und insgesamt 120 Messungen, wobei pro Kamera 60 Proben gemessen wurden.

Da beide Kameras alle Proben erfolgreich erkannten, konzentrierte sich der Vergleich auf die Messqualität und nicht auf die grundlegende Erkennungsfähigkeit.

 

Metrik Vorherige Kamera Ensenso C67 Ergebnis
Getestete Proben 60 60 Gleiche Testabdeckung
Erkennungen 60 / 60 60 / 60 Beide erkannten alle Proben
Durchschnittlicher Fehler 2,1 mm 1,4 mm Verbessert mit C67
Medianfehler 2,1 mm 1,3 mm Verbessert mit C67
Längenfehler 2,4 mm 1,5 mm Verbessert mit C67
Breitenfehler 2,2 mm 1,0 mm Stärkste Verbesserung
Höhenfehler 1,7 mm 1,7 mm Ähnliche Leistung
Boxen mit geringerer durchschnittlicher Abweichung 6 / 20 14 / 20 C67 insgesamt konsistenter

 

Die Ensenso C67 reduzierte den gesamten durchschnittlichen Abmessungsfehler von ca. 2,1 mm auf 1,4 mm, während sich der Medianfehler von ca. 2,1 mm auf 1,3 mm verbesserte.

Die deutlichste Verbesserung zeigte sich bei der Breitenmessung, wo der durchschnittliche Fehler von etwa 2,2 mm auf 1,0 mm reduziert wurde. Bei den 20 getesteten Kartons wies der Ensenso C67 in 14 Fällen einen geringeren durchschnittlichen Fehler auf.

Feedback von Progressive Robotics

Für das Team besteht der Hauptvorteil der Ensenso C67 darin, dass die Pipeline zur Maßerfassung von Kartons nun auf einer saubereren und zuverlässigeren 3D-Eingabedatenbasis aufbaut. Dies verbessert die Wiederholbarkeit, ermöglicht eine stabilere Segmentierung und trägt dazu bei, dass das System unter realen Produktionsbedingungen konsistentere Messergebnisse liefert.

Das Upgrade vereinfachte zudem die Implementierung. Die speziellen Befestigungselemente und die aktualisierte Industriehardware sorgen für eine robustere Konfiguration, während die Softwareintegration weiterhin unkompliziert und modular blieb. Die aktualisierten Modellvarianten bieten zudem mehr Flexibilität bei der Anwendungsgestaltung, darunter Optionen mit kleinerem Stereo-Konvergenzwinkel, die Schattenbildung in der Nähe großer Objektkanten reduzieren und dazu beitragen, Objektkanten vollständiger zu erfassen.

„Da wir weiterhin KI-gestützte Roboter-Palettiersysteme für die Lagerautomatisierung entwickeln, wird eine robuste 3D-Wahrnehmung auch künftig ein wesentlicher Bestandteil unseres Technologie-Stacks bleiben. Die Ensenso C67 unterstützt diese Ausrichtung, indem er unseren Software- und Robotersystemen bereits ab dem ersten Schritt des Prozesses Daten von höherer Qualität liefert“
Marios Kiatos, CTO bei Progressive Robotics.

Fazit

Das Upgrade auf die Ensenso C67 zeigt, wie sich eine bessere Sensorqualität direkt in einer besseren Leistung auf Systemebene niederschlägt.

Für Progressive Robotics tragen sauberere Punktwolken, eine verbesserte Messwiederholbarkeit, eine einfachere Implementierung und ein besser vorhersehbarer Dimensionierungsprozess insgesamt zu einer zuverlässigeren Lösung für die gemischte Palettierung bei.

Miniar Brenner
Director Business Development & Sales Ensenso
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