Der Sensor-Spezialist Sick präsentiert mit den neuen Visionary-Snapshot-Kameras zur 3D-Umfeldüberwachung Lösungen, durch die Landmaschinen mit sensortechnischen „Sinnesorganen“ ausgerüstet werden können – um Mähdrescher entlang von Mähkanten zu navigieren, Ernteroboter nur wirklich reife Früchte pflücken zu lassen oder präzise das Erntevolumen in Überladewagen, Mieten, Lagern und Silos zu bestimmen.
Die Sick AG aus dem Breisgau sieht als Treiber für den Einsatz von Technologien zur Umfeldüberwachung einerseits den Wunsch nach aktiver Fahrerassistenz, zur Vermeidung von Kollisionen und Sachschäden und zum anderen die Sensordaten als Grundlage für vollautonome Arbeitsprozesse.
Das Portfolio der 3D-Snapshot-Kameras von Sick umfasst mit dem sehr robusten Visionary-B, dem im Nahbereich hochpräzisen Visionary-S und dem Visionary-T für genaue Daten auch bei weiteren Entfernungen nach Herstellerangaben alle Lösungen, um alle derzeit bekannten, detektierenden und messenden Applikationen unterstützen zu können. Sick ist überzeugt, durch eine technologieneutrale, technisch und wirtschaftlich optimale Applikationsberatung einen direkten Vergleich dieser drei unterschiedlichen 3D-Snapshot-Technologien zu ermöglichen und so zu gewährleisten, dass immer das für die jeweilige Applikation am besten geeignete Visionary-Produkt zum Einsatz kommt. Sick bietet Plug-and-Play-Lösungen für die Erstausrüstung, das Retrofit mobiler Maschinen sowie Varianten für Integratoren und Softwarespezialisten an, die die Rohdaten der Visionary-Produkte in eigene Softwarelösungen übernehmen.
Das 3D-Fahrerassistenzsystem Sick Visionary-B ist speziell für den Einsatz in sehr rauen Außenbereichen konzipiert. Je nach Produktvariante besteht das Kit mindestens aus einem Stereo-Sensorkopf in Schutzart IP69k, einer Auswerteeinheit sowie einem Monitor zur Montage in der Fahrerkabine. Per Stereovision nehmen zwei synchronisierte Kameras im Erfassungswinkel von 125° x 75° aus leicht verschiedenen Blickwinkeln Bilder auf und erzeugen aus dem Offset durch Triangulation ein 3D-Bild der Umgebung. Der Arbeitsabstand beträgt nach Unternehmensangaben bis zu 7 m in reinen Detektionsanwendungen und bis zu 15 m in messenden Applikationen mit 3D-Rohdatenausgabe. Visionary-B zeigt erkannte Objekte auf dem Monitor in der Kabine an und gibt – entsprechend ihrer Kollisionsrelevanz für das konkrete Arbeitsumfeld – eine Alarmmeldung aus. Wird Visionary-B direkt in ein komplexes Sensor- und Visualisierungssystem auf einem Fahrzeug integriert oder werden zuverlässige Rohdaten benötigt, können Hindernisse und Warnungen auch auf einem zentralen Fahrzeugterminal verarbeitet und dargestellt werden.
Auch der 3D-Umfeldüberwachungssensor Sick Visionary-S bedient sich der Stereovision – allerdings unterstützt durch eine aktive, strukturierte Beleuchtung. Die Kamera vereint hohe Präzision mit besonderer Performance: in submillimeter-genauer Auflösung liefert sie pro Sekunde bis zu 30 Bilder – und diese zudem in Farbe. Darüber hinaus kann der Visionary-S Distanzinformationen als Tiefenwerte bis 40 klx ausgeben – und sie dank der integrierten Lichtquelle bei absoluter Dunkelheit ebenso zuverlässig erfassen wie in hellen Lichtumgebungen. Die hohe Aufnahmegeschwindigkeit der 3D-Kamera soll hierbei eine hohe Effizienz auch bei zeitkritischen Anwendungen gewährleisten. Applikationen beispielsweise für Ernteroboter, Obst- und Weinbautraktoren, Pflanzenspritzen oder mobile Sortieranlagen können im Gerät programmiert und unabhängig von einer Fahrzeugsteuerung ausgeführt werden.
Der 3D-Umfeldsensor Sick Visionary-T erzeugt seine 3D-Daten nicht durch optische Triangulation, sondern durch 3D-Lichtlaufzeitmessung (Time-of-Flight, 3DToF) – nach Unternehmensangaben über Entfernungen von bis zu 60 m. Aufgrund der integrierten, aktiven Beleuchtung der Umgebung kann die Kamera – wie auch der Visionary-S – in dunklen Umgebungen benutzt werden. Durch seine Vielseitigkeit eignet sich der Visionary-T je nach Anforderung sowohl als Datenlieferant für Navigationsanwendungen bei autonomen Land- und Erntemaschinen als auch bei der robotergestützten Verarbeitung und Lagerung landwirtschaftlicher Erzeugnisse. Als Lösungsplattform für Farming 4.0-Applikationen bieten zum Beispiel die konfigurierbaren Versionen Visionary-T DT oder Visionary-T AP zudem die Möglichkeit, die gemessenen Tiefeninformationen direkt in der Kamera auszuwerten und die ermittelten Detektionsergebnisse direkt als digitale Schaltsignale beispielsweise an eine Fahrzeugsteuerung auszugeben.
Übrigens: 3D-Snapshot, wie es in den beschriebenen 3D-Umfeldüberwachungssensoren Visionary-B, Visionary-S und Visionary-T zum Einsatz kommt, bezeichnet ein Bildaufnahmeverfahren, bei dem Kameras in einem einzigen Moment nicht nur ein komplettes Abbild ihres Sichtbereichs aufnehmen, sondern auch Tiefenwerte, also die Distanz zwischen Kamera und aufgenommenen Objekten bestimmen. Sick betont als größte Vorteile dieses Verfahrens die vollständige und scharfe Darstellung bewegter Objekte durch die hohe Aufnahmegeschwindigkeit und die um ein Vielfaches höhere 3D-Bildauflösung, die bei Bedarf die Grundlage für eine präzise Objektklassifizierung bildet. Einen für den Einsatz auf mobilen Land- und Erntemaschinen sowie Ernterobotern besonders wichtiger Vorteil sieht Sick in der hohe Robustheit der Visionary-Sensoren, da bewegte mechanische Sensorkomponenten fehlen.
Veröffentlicht von: Magdalena Esterer, Klaus Esterer