Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Mobile Mensch-Maschine-Interaktion zur Beauftragung und Steuerung von FTF (Fahrerlose Transportfahrzeuge)

Für die Bedienung von Unstetigförderern existieren derzeit manuelle Steuerungen (z. B. bei einem Schubmaststapler) und vollautomatische Steuerungen (z. B. bei einem Fahrerlosen Transportfahrzeug (FTF)). Manuell gesteuerte Unstetigförderer haben gegenüber FTF Vorteile, bspw. dass kritische Betriebszustände (z. B. unvorhergesehene Gefahrensituationen) gar nicht erst entstehen, aber auch Nachteile, z. B. eine erhöhte Unfallrate. Daher ist es das Ziel, eine neuartige Mensch-Maschinen-Interaktion (MMI) zwischen Bediener und FTF zu entwickeln, welche die Vorteile von beiden Steuerungsansätzen kombiniert. Die zentrale wissenschaftliche Fragestellung ist, inwieweit ein Bediener über solch eine mobile MMI mehrere FTF beauftragen und steuern kann, um den wirtschaftlichen Betrieb zu ermöglichen.

In dem Vorhaben werden zuerst die Anforderungen an eine mobile MMI identifiziert und zur späteren Validierung in Referenzszenarien zusammengeführt. Darauf aufbauend erfolgt die Definition der benötigten Handgesten zur Steuerung und Beauftragung von FTF. Anschließend werden die Konzepte für die Hardware der mobilen MMI und die Algorithmen zur Gesten- und Objekterkennung erstellt. Hierauf basierend wird die mobile MMI in Form eines Demonstrators umgesetzt, um diese abschließend bspw. hinsichtlich Funktion und Ergonomie u. a. in den Unternehmen des PA zu Validieren.

Als Ergebnis liegt eine mobile MMI vor, die am Körper des Bedieners geführt werden kann und ihm die Beauftragung sowie Steuerung von mehreren FTF ortsflexibel ermöglicht. Die Steuerung von FTF in kritischen Betriebszuständen (bspw. die Auflösung eines Deadlocks) erhöht die Effizienz, sodass die produktive Nutzungszeit gesteigert wird. Zusätzlich erlaubt die mobile MMI einen kostengünstigen Einsatz von FTF durch KMU, was langfristig die Produktionseffizienz steigert. KMU, die FTF vertreiben, können zusätzlich eine MMI-Schnittstelle anbieten, die einen manuellen und einen automatischen Betrieb ermöglicht.

Ergebniszusammenfassung:

In diesem Forschungsprojekt wurde eine Lösung entwickelt, die eine mobile Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) zwischen einem Mitarbeiter und einem Fahrerlosem Transportsystem (FTS) ermöglicht. Die MMI wurde multimodal gestaltet, sodass eine Beauftragung sprachbasiert, eine Fahrerloses Transportfahrzeug (FTF)-Steuerung gestenbasiert und die Adressierung von Förderhilfsmittel blickbasiert erfolgt. Auf diese Weise ist die MMI intuitiv und erfordert keine Schulung der Mitarbeiter. Für die MMI wurde eine Datenbrille als Assistenzsystem verwendet, da diese alle notwendige Anforderungen erfüllte und einen mobilen Einsatz vor Ort möglich machte. Mittels der Datenbrille wurden akustische und visuelle (Augmented-Reality-) Rückmeldungen realisiert, die Fehleranfälligkeit beim Einsatz weiter reduzieren und die Akzeptanz bei Mitarbeitern erhöhen.

Für die Validierung der einzelnen Funktionselemente der MMI (sprachbasierte Beauftragung, gestenbasierte FTF-Steuerung und blickbasierte Adressierung), wurde ein Softwaredemonstrator entwickelt. Dieser repräsentiert alle drei Funktionselemente und lässt über eine Augmented-Reality-Benutzeroberfläche aufrufen und navigieren Die drei Funktionselemente wurden getrennt voneinander validiert, um Rückkopplungen untereinander auszuschließen.

Die entwickelte MMI ermöglicht eine einfache und effektive Steuerung von FTS in kritischen Betriebssituationen. Dabei besteht keine Limitierung durch den Typ des FTS oder die Art des Förderhilfsmittels, das im Einsatz ist.