Automatizálás az off-highway ágazatban
Az érzékelők fúziója optimálisan kombinálja a több érzékelőtől származó méréseket, így jobb minőséget biztosít, mint amire egyetlen érzékelő önmagában képes. Ezt a megközelítést már alkalmazzák a vezetőtámogató rendszereknél és a közúti járművek autonóm vezetésénél, ahol a hibatűrés és a pontosság elengedhetetlen. Bár a mezőgazdaságban és az off-highway szektorban még viszonylag új terület, az érzékelők fúziója várhatóan gyorsan teret nyer ezeken a gépeken is.
A november 12. és 18. között a németországi Hannoverben megrendezésre kerülő Systems & Components kiállítás a mobil gépek fejlődését mutatja be, amelyet az érzékelőtechnológia gyors innovációja hajt. A kiállítás területén olyan hatékony segédrendszereket mutatnak be, amelyek tehermentesítik a vezetőt, és növelik a hatékonyságot. Az Agritechnica kiállítással párhuzamosan megrendezésre kerülő B2B platform kiállítói a kezdetektől fogva OEM-ügyfeleikkel együtt dolgoznak, és olyan piacképes megoldásokat fejlesztenek ki, amelyek megfelelnek ügyfeleik automatizálási igényeinek.
A megbízható technológiák iránti igény az off-highway szektorban gyorsan növekszik, mivel az érzékelők egyre fontosabb szerepet játszanak a mezőgazdaságban, az erdészetben, az építőiparban és a bányászatban használt mobil gépek felügyeletében és vezérlésében. A legmegfelelőbb érzékelők kiválasztása azonban döntő fontosságú, mivel az ipari automatizálással ellentétben a mobil alkalmazások esetében sokkal magasabbak az igények. A mezőgazdasági és építőipari gépeknek kedvezőtlen körülmények között kell gyűjteniük az adatokat, és megbízható méréseket kell biztosítaniuk, ahol olyan tényezők, mint a szennyeződés, a nedvesség és a szélsőséges hőmérséklet, befolyásolhatják az eredményeket.
A KÜLÖNBÖZŐ ÉRZÉKELŐK GYAKRAN UGYANAZT A FORGATÓKÖNYVET MÉRIK
A terepi haszongépjárműveken már széles körben alkalmaznak olyan intelligens érzékelőket, amelyek nemcsak mérnek, hanem az adatokat használható formában is feldolgozzák. Ha ugyanarról a forgatókönyvről, például egy szántóföldi növény állapotáról különböző érzékelőkkel több mérést végeznek, a „szenzorfúziós” algoritmusok képesek kombinálni és összehasonlítani a különböző forrásokból származó adatokat, és megbízhatóbb ajánlásokat adni. Egy tipikus forgatókönyvben szerepel a nitrogénszintet érzékelő közeli infravörös érzékelő, egy felszerelt látható fényű kamera, amely a mező zöldességét is látja, és egy távoli infravörös műhold a mező feltérképezéséhez. Az érzékelői adatok kombinációja pontosabb, megbízhatóbb és naprakészebb információt nyújt, mint bármelyik megközelítés önmagában. Az érzékelők fúzióját már alkalmazzák az autókban a vezetőtámogató rendszereknél, amelyek figyelmeztetésekkel és akár automatikus fékezéssel javítják a vezető biztonságát, és az off-highway alkalmazásokban való felhasználás is a szükséges robusztusságot és pontosságot ígéri.
NEHÉZ KÖRÜLMÉNYEK, ROBUSZTUS MŰSZEREK
Ha például egy cséplőegységnek folyamatosan, egyenletesen kell dolgoznia egy egyenetlen mezőn, a robusztus dőlésszög-érzékelőknek érzékelniük kell az oldalirányú és a haladási irányban jelentkező eltéréseket. A járművezetőnek így minden szükséges információ rendelkezésére áll a korrekcióhoz és a túlterhelés elkerüléséhez. Az erős rezgések mérési zajhoz – a szög- és helyzetmérés hibáihoz – vezetnek, és a technológiai szolgáltatók feladata, hogy az érzékelőket a terepen uralkodó körülményekhez igazítsák. A robusztus mérőrendszerek, amelyek giroszkóp segítségével korrigálják a dőlésszög-érzékelőket, hatékonyan ki tudják szűrni az ilyen rázkódásokat.
A mobil automatizáláshoz használt érzékelőrendszerek különösen fontosak a vezetőtámogatás szempontjából. A jelenleg rendelkezésre álló asszisztenciafunkciók az első lépést jelentik az autonóm mobil gép felé vezető úton, amely kézi beavatkozás nélkül, automatikusan végzi munkáját. A Systems & Components szakkiállításon ez a fejlődés tükröződik majd abban a fokozatos és igény szerinti megközelítésben, amelyet a technológiai szolgáltatók a fejlesztés során alkalmaznak – a fülkében elhelyezett figyelmeztető funkcióktól kezdve a vezetőt támogató félautonóm rendszereken át a teljes telematikai csomagokig, amelyek még a távoli régiókban is növelik a gépek hatékonyságát. A Systems & Components kiállításon a mérnökök, fejlesztők és flottamenedzserek a mobil gépek szinte valamennyi érzékelőalkalmazásához teljes eszköztárat találnak.
A NAGY INTEGRITÁSÚ ÉRZÉKELŐRENDSZEREK JAVÍTJÁK A MOBIL GÉPEK BIZTONSÁGÁT
Különösen érdekes példa a 77 GHz körül működő, nagy felbontású radar, amely mozgó és álló tárgyakat egyaránt érzékel. A radarérzékelő képes pontosan megfigyelni a jármű környezetében lévő tárgyakat, és a segédrendszerekkel kombinálva segítheti a vezetőt, és figyelmeztetheti az esetleges ütközésekre. Az olyan megoldások, mint amilyeneket a Hella autóipari és terepelektronikai beszállító kínál, 75 fokos látómezővel rendelkező, frekvenciamodulált, folyamatos hullámú radart használnak, amely szélsőséges hőmérsékleten, éjszaka és rossz látási viszonyok, például köd, eső vagy hó esetén is megbízhatóan működik. A nyolc érzékelőből álló rendszer 360 fokos megfigyelést biztosít a jármű közvetlen környezetében lévő tárgyakról, pontosan mérve a távolságot, a relatív sebességet és a tárgyakhoz viszonyított szöget.
A Systems & Components kiállítói az autóipari ágazat széles technológiai portfóliójából merítenek, amelyet folyamatosan fejlesztenek az off-highway használatra, mindenekelőtt a 24 voltos kompatibilitás és az IP69K minősítés tekintetében. Így a mobil gépek OEM-gyártóinak praktikus moduláris rendszert kínálnak a költséghatékony gyártási alkalmazásokhoz, amellyel saját „plug & play” asszisztencia-rendszereket tervezhetnek.
A radarérzékelőkön kívül más érzékelőket, például ultrahangot vagy kamerákat használó rendszerek is rugalmasan konfigurálhatók, és az adott alkalmazás követelményeihez igazíthatók. Egy egyszerű érzékelőrendszer esetleg csak az akadályokat észleli, és a távolságukat méri, míg a csúcskategóriás megoldások a radarokat kamerákkal kombinálják, ami sokkal jobb objektumlokalizációt és észlelési megbízhatóságot eredményez.
A KÖRNYEZET RÉSZLETES ÉRTELMEZÉS
E A különböző érzékelőkből származó adatok „összeolvasztásával” a különböző mérési technológiák előnyei optimálisan kombinálhatók, így növelve a segítségnyújtási és biztonsági funkciókban rejlő lehetőségeket. Az erőteljes „adatfúziós” algoritmusok, amelyek egyre inkább mesterséges intelligenciát használnak, lehetővé teszik az érzékelőadatok értelmezését, és részletes képet adnak a jármű körüli környezetről. A fejlett kormányrendszeri megoldásokban az érzékelők fúziója megkönnyíti az autonóm működést a terepen, például a precíziós gazdálkodásban a modern növénysor-felismeréssel vagy a precíz szakaszvezérléssel. A GPS használatával a gépek nagy pontossággal követik a meghatározott útvonalakat, csökkentve az átfedéseket és az ezzel járó túlzott növényvédőszer- vagy műtrágya-felhasználást.
A Bosch az „Off-Highway Surround Sensing” kínálatában a tárgyak felismeréséhez, a távolságméréshez és az ütközéselkerüléshez ultrahangos és radaros érzékelők kombinációját használja. A közeli és távoli alkalmazásokhoz optimalizált ultrahangos technológia és a közeli és távoli megfigyelésre egyaránt alkalmas radarrendszerek kombinációja használható ütközésfigyelésre és -kikerülésre, valamint távolságszabályozásra, például permetezőkeretek vagy szőlőszüretelés esetén.
A rendszer biztosítja, hogy a szüretelőgép és a szőlőtőkék között az optimális távolság megmaradjon. A pontos lokalizáció segítségével a rendszer nemcsak a vezetőt figyelmezteti egy esetleges ütközésre, hanem más objektumok pontos távolságát és helyzetét is megadja, megkönnyítve például két gép párhuzamos vezetését. A koncepció a 2022-es Agritechnica kiállításon elnyerte a DLG „Systems & Components Trophy – Engineers’ Choice” díját. „Az Off -Highway Surround Sensinggel megteremtjük az alapot a fejlettebb asszisztenciafunkciók hatékony fejlesztéséhez. A jövőben a mezőgazdasági gépek számos munkafolyamatot képesek lesznek teljesen automatikusan elvégezni” – foglalta össze a fejlesztés lényegét Stefan Schenk, a Robert Bosch GmbH Off -Road üzletágának felelőse.
FELSZERELVE A JÖVŐ TRENDJEIHEZ
Bár valószínűleg még néhány évnek el kell telnie, mire az autonóm vezetésű gépek uralják az építkezéseket és a mezőgazdasági területeket, a hálózatosodás és a digitalizálás már most utat tör magának ebben a szektorokban. Az érzékelők világossá teszik, hogy mi történik a gépekben és a gépek körül, és lehetővé teszik a járművezetők számára, hogy optimalizálják a gépeket, és elkerüljék a túlterhelést. A Systems & Components november 12. és 18. között a mezőgazdasági folyamatok minden aspektusának mérésére szolgáló megoldások széles skáláját mutatja be, amelyek felkészítik a haszongépjárműveket a jövő automatizálási követelményeire.
A DLG cikke alapján összeállította: Fodor Mihály
