3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 1 Zu dieser Anleitung Diese Anleitung erklärt die Funktion Object Detection (Objekterkennung) des 3D-Smart-Sen sors O3M151 Für eine detaillierte Beschreibung des Geräts lesen Sie die Bedienungsanleitung des O3M15x Sensors und das Programmhandbuch des ifm-Vision-Assistant (→ „13 Mitgeltende Dokumente“) 1.1 Verwendete Symbole ►...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 2 Smart-Sensor 2.1 Funktionen Der mobile O3M151 Smart-Sensor ist ein optisches System, das den Abstand zwischen dem Sensor und der nächsten Oberfläche misst Eine zusätzliche Beleuchtungseinheit beleuchtet die Szene und der Sen- sor verarbeitet das von der Oberfläche reflektierte Licht Der Smart-Sensor ist auf Anforderungen und Bedürfnisse an mobilen Arbeitsmaschinen optimiert und abgestimmt Er ist für den Einsatz im Außenbereich und für schwierige Umgebungslichtsituationen be- stimmt...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 2.2 Messprinzip Das Gerät misst nach dem Lichtlaufzeitverfahren auf Basis einer Phasenmessung mit moduliertem Licht Aufgrund dieses Prinzips sind folgende Punkte bei den Messungen zu berücksichtigen: ● Sauberes Sensorfenster – Sauberkeit ist eine Grundlage für die zuverlässige Funktion optischer Sensoren Schmutz oder Flüssigkeiten reduzieren die Lichtübertragung und verursachen Lichtstreuung Dieser Effekt kann die Auflösung und den Messbereich des Sensorsystems beeinflussen –...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 2.3 Funktionskontrolle Bei einem optischen System können bei schlechten Sichtbedingungen Detektionsstörungen auftreten (z B bei sehr dichtem Nebel, viel Staub, sehr dichtem Schneefall) Der O3M151 Smart-Sensor verfügt über eine sensorische Störungserkennung im System und erzeugt bei Störungen eine Meldung: ●...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 3 Object Detection (Objekterkennung) 3.1 Funktionen Objekterkennung Reflektor-Tracking Kollisionswarnung, basierend auf Objektpositionen Kollisionsvorhersage, basierend auf Positionen und Bewegungen des Eigenfahrzeugs und von Objekten Sensor nicht unter 50 cm Höhe anbringen Objekterkennung Zur Objekterkennung werden 3D-Daten über eine CAN Schnittstelle verwendet Aus den gemessenen Distanzwerten werden bis zu 20 unabhängige Objekte erkannt und verfolgt Für jedes Objekt stehen vielfältige Informationen zu verfügen: ●...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 3.2 Mögliche Anwendungen ● Bereichsüberwachung bei statischem Anbau und beim Anbau an ein Fahrzeug (in mehreren benutzer- definierbaren Bereichen gleichzeitig) ● Markierung, Identifizierung und gezielte Verfolgung von reflektierenden Objekten ● Fahrzeugautomatisierung (AGV, automated guided vehicle) ●...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 4 Inbetriebnahme Der Smart-Sensor kann mit verschiedenen Funktionen betrieben werden Für Informationen zum Aktualisieren der Firmware siehe Programmhandbuch des ifm-Vision-Assistant ► Sicherstellen, dass die richtige Firmware auf dem Sensor geladen ist ► Inbetriebnahme mit dem menügeführten ifm-Vision-Assistant durchführen Weitere Anweisungen zum Sensor-Update mit dem ifm-Vision-Assistant finden Sie im Programmhandbuch des ifm-Vision-Assistant...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 5 Anwendungsbeispiele 5.1 Bereichsüberwachung 5.1.1 Einleitung Beim statischen Anbau und beim Anbau auf ein Fahrzeug ermöglicht die Funktion Object Detection die Bereichsüberwachung von mehreren benutzerdefinierten Bereichen gleichzeitig Funktionen: ● Überwachung eines Bereichs vor einem Tor oder Zugang ●...
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3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection Anbaupositionen des Sensors zur Zuttritsüberwachung, seitliche Ansicht A: Anbau von oben B: Anbau frontal ● Pos A: Anbau in über 2 m Höhe > Vorteil: Der Sensor ist in einer Übersichtsposition und der Sichtbereich wird durch den Winkel be- schränkt ●...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection Anbau auf einem Fahrzeug Bei etwas unwegsamen und/oder nicht gleichmäßigen Gelände eignet sich auch ein automatisches Object-Tracking Dieses erkennt die nächsten 20 Objekte (einstellbar) neben dem Fahrzeug und gibt Informationen wie Abstand, Größe und Position jedes Objekts an die Maschinensteuerung weiter Durch die Funktion Object Detection wird eine Bereichsüberwachung durch Anbau des Smart-Sensors auf ein Fahrzeug ermöglicht ►...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 5.1.3 Parametrierung Zur Einrichtung der Bereichsüberwachung steht im ifm-Vision-Assistant ein Einrichtungsassistent zur Verfügung (→ Programmhandbuch des ifm-Vision-Assistant) Objekterfassungsbereich (Höhe) Eine minimale und eine maximale Objekterfassungshöhe können definiert werden ● Die minimale Höhe ermöglicht eine saubere Trennung zwischen dem Boden und den Objekten Die minimale Höhe (Zmin) sollte auf 0,5 m eingestellt werden ●...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 5.2 Reflektor-Tracking von markierten führerlosen Fahrzeugen 5.2.1 Einleitung Die Funktion Object Detection ermöglicht die Markierung und Identifizierung von Objekten mit Reflek- toren und deren gezielte Verfolgung Führerlose Transportsysteme (FTS) in der Hafenlogistik können mit Hilfe des Sensors andere FTS auto- matisch erkennen und verfolgen Je nach Geschwindigkeitsdifferenz kann ein Abstand zwischen den FTS definiert werden Zusätzlich können Bereiche vor dem Fahrzeug definiert und auf beliebige Objekte überwacht werden...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 5.2.4 Relevante Ausgabe Auf dem verwendeten Controller können die CAN-Botschaften mit den Ergebniswerten der detektierten Objekte (z B Position oder relevante Geschwindigkeit) empfangen und interpretiert werden Bei der Bereichsüberwachung werden die Objekte über die Bereichsposition gefiltert Objekte, die sich innerhalb eines kritischen Bereichs befinden, führen zu einer Reaktion (z B Warnsignal oder Anhalten des Fahrzeugs) Die Eigendaten des Fahrzeugs werden auf dem CAN-Bus erwartet Wenn der Parameter egodata-...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 5.3 Kollisionsvermeidung für mobile Arbeitsmaschinen 5.3.1 Einleitung Mobile Arbeitsmaschinen sind oft von Gegenständen unterschiedlicher Art umgeben und dadurch einer Kollisionsgefahr ausgesetzt Die Funktion Object Detection mit der Applikation "Kollisionsvermeidung" ermöglicht die Vermeidung von Personen- und Sachschäden Je nach Verfügbarkeit der Eigenbewegungsdaten der mobilen Arbeitsmaschine sind 2 Verfahren der Kolli- sionsvermeidung möglich: ●...
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3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 5.3.3 Intelligente Kollisionsvorhersage Wenn dem Smart-Sensor die Fahrzeugbewegungsdaten (Fahrgeschwindigkeit und Fahrtrichtung, d h Gierrate bzw Lenkwinkel) zyklisch mitgeteilt werden und die Fahrzeugdimension parametriert ist, kann er die zukünftigen Positionen des Fahrzeugs und der Objekte berechnen Nach Auswertung dieser Daten sendet der Smart-Sensor bei Kollisionsgefahr szenenabhängige Warnsignale Im Vergleich zu einer rein zonenbasierten Kollisionswarnung hat dieses Verfahren folgende Vorteile: ●...
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3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection ● Im Gegensatz zum oben beschriebenen Fall führen weiter vom Fahrzeug entfernte Objekte, die sich aufgrund hoher Relativgeschwindigkeit (d h die Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Objektgeschwindigkeit ist groß) auf Kollisionskurs bewegen, frühzeitig zu einer Auslösung des Warnsignals In diesem Fall ist die Zeit bis zu einer potenziellen Kollision ("time to contact") relativ gering Durch die frühzeitige Auslösung des Warnsignals wird ein rechtzeitiges Eingreifen zur Verhin- derung der Kollision ermöglicht...
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3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection ● Bei Kollisionsgefahr gibt der Smart-Sensor zusätzlich zur Indikation einer kritischen Situation Zu- satzinformationen aus Diese bestehen aus der geschätzten Zeit bis zur Kollision und der Aufprallge- schwindigkeit (Kollisionsschwere) Bei der Berechnung werden unter anderem eine kundenseitig parametrierbare Reaktionszeit (Latenz) bis zur Wirksamkeit der Bremse und eine durchschnittliche Bremsverzögerung berücksichtigt Basie- rend auf diesen Zusatzinformationen kann eine gestufte Reaktion im Fahrzeug je nach Kritikalität bzw Zeit bis zur Kollision eingerichtet werden, wie z B:...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 5.3.4 Anbaumöglichkeiten ● Vorausschauender Verbau (hoher Geschwindigkeitsbereich): – Blickwinkel (Neigung) nahezu geradeaus (zwischen 0° und 10° nach unten geneigt) – Verbauhöhe zwischen 0,8 m und 1,6 m ● Nahbereichsüberwachung (langsamer Geschwindigkeitsbereich): – Blickwinkel (Neigung) nach unten (zwischen 20° und 60° nach unten geneigt) –...
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3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection ► Zur Erweiterung des Überwachungsbereichs mehrere Smart-Sensoren verwenden...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 5.3.5 Parametrierung Die Einstellung der allgemeinen Parameter ist in „513 Parametrierung“ beschrieben Zur Einrichtung der Kollisionsvermeidung steht im ifm-Vision-Assistant ein Einrichtungsassistent zur Verfügung (→ Programmhandbuch des ifm-Vision-Assistant) Die folgenden Parameter sind für die Anwendung "Kollisionsvermeidung" relevant Zonenbasierte Kollisionswarnung Parameter Beschreibung Zone X Start [m]...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection Parameter Beschreibung Zeitliche Hysterese für 2 aufeinanderfolgende Auslösungen: Je nach Stärke der Bremsverzögerung können über einen gesamten Bremsvor- Inaktive Zeit nach Auslösung gang mehrere aufeinanderfolgende Einzel-Auslösungen stattfinden, die Teil einer Gesamt-Auslösung sind 5.3.6 Funktionserweiterung durch den ifm-Controller Mit der ifm-CAN-Steuerung CR0403 in Kombination mit dem Basis-Display CR0451 ist eine vordefinierte Ap- plikation für den O3M Smart-Sensor verfügbar In der Steuerung sind Empfang und Interpretation der Sensor- signale sowie das I/O-Handling implementiert Am Basic-Display kann der Benutzer mit grafischer Unterstüt-...
3D Smart-Sensor O3M151 Object Detection 6 Parameter Die Parameter können je nach Anwendung des Sensors verändert und angepasst werden Details zur Einstellung und Parametrierung des Geräts finden Sie im Programmhandbuch des ifm- Vision-Assistant CycleTime uint8 Cycle time of Application → Image Set- the camera tings → Frame Rate (value ...
– – – – – – SubIndex 01: Vendor ID is 0x0069666D, this is Number of entries the ID for ifm electronic GmbH, is fixed Vendor Id 0x0069666D SubIndex 02: Product Product Code Code: Revision number O3M150: 0x0020 0010 O3M151: 0x0020 0011...