Indoor-Navigation

Nie wieder auf dem Holzweg

Moderne Gebäudekomplexe sind oftmals genau das: komplex. Während man die Umgebung draußen schnell via Smartphone und Google Maps erkunden kann, fällt die Orientierung in Flughäfen, Lagerhallen, Museen oder Shopping-Malls oft schwer, da sich GPS-Lösungen in der Regel dort nicht so einfach umsetzen lassen. Indoor-Navigationstechnologien können helfen, auch hier stets Weg und Ziel im Blick zu behalten.

Hängebrücke über Wildwasser

Drohnen, Assisted-Reality-Brillen und Künstliche Intelligenz (KI) können helfen, auch in unübersichtlichen Gebäudekomplexen den Überblick zu behalten.

Schnellstmöglich und ohne Fehler die unterschiedlichsten Waren in sich oft ändernden Stückzahlen aus endlosen Regalreihen zum Versandplatz oder zum nächsten Einsatzort für Produktionsprozesse bringen – so fasst Carsten Funke, CSO von Picavi, die Arbeitsplatzbeschreibung fast aller in der Kommissionierung beschäftigten Mitarbeiter zusammen. Gerade in Zeiten des erstarkenden E-Commerce mit saisonalen Spitzen wie z.B. dem „Black Friday“ oder der Vorweihnachtszeit stehen Lagermitarbeiter vor immensen Herausforderungen. Hinzu kommt, dass moderne Läger aus tausenden von Regalmetern bestehen und – falls es sich um Hochregale handelt – bis zu 50 Metern hoch sein können. Da der Versand sehr schnell nach dem Bestellvorgang erfolgen soll, bietet sich eine Assisted-Reality-Lösung an, um sich besser zurecht zu finden.

Mehr Übersicht im Lager


Hinter der Lösung „Pick-by-Vision“ steht die Idee, das menschliche Auge so in der Intralogistik einzusetzen, dass anspruchsvolle und körperlich anstrengende Tätigkeiten effizienter, ermüdungsfreier und gesundheitsschonender erledigt werden, erklärt Funke. Bei diesem Ansatz trägt der Werker eine smarte Datenbrille, die aus einer Kombination aus Hard- und Software besteht. Die Brille spielt alle nötigen Informationen ein und kann dem Werker mitteilen, ob er das falsche Produkt gescannt oder die falsche Anzahl aus dem Regal entnommen hat. „Die strikt visuelle Führung des Werkers über das User Interface des Brillendisplays ist neben dem Hands-Free-Ansatz das Hauptcharakteristikum der Pick-by-Vision-Lösung. Über die Brille wird die exakte Ausgabe jener Punkte im Lager angezeigt, an denen die zu kommissionierende Ware zunächst abgeholt und dann später abgelegt werden soll. Dies unterstützt die Werker bei einer zügigen und korrekten Orientierung im Lager“, erklärt der Experte.

Neben der Gewöhnung der Arbeiter an die Brillen, die  Picavi mit dem Anwenderunternehmen im Rahmen eines Change-Managements angehe, gibt es natürlich einige technische Herausforderungen an die Verbindungsqualität. So ist, wie Carsten Funke erläutert, eine adäquate Wlan-Verbindung unerlässlich, denn alle Indoor-Navigationssysteme mit ausreichender Genauigkeit erfordern sowohl ein getrenntes Infrastrukturnetz von Ankerpunkten als auch spezielle Empfänger zur Lokalisierung der Position.

Gamechanger im Lager


Zum Gamechanger könnte hier der neue Bluetooth-Standard 5.1 werden, der mit der Funktion „Direction Finding“ Objekte, die ein Signal aussenden, zentimetergenau orten kann. Hier werde die Triangulation genutzt, für die drei Bluetooth-Elemente nötig seien, von denen zwei mittels Winkelmessung das dritte genau im Raum lokalisieren können, was die Genauigkeit der Positionsbestimmung von ein bis zehn Metern auf wenige Zentimeter erhöhe. „Damit sind statt eines Netzes spezieller Ankerpunkte nur noch kleine und nicht vernetzte Bluetooth-Beacons erforderlich, die Berechnung der Position erfolgt im Empfänger, z.B. in einer Datenbrille“, sagt Funke.

Dies ist ein Artikel aus unserer Print-Ausgabe 11-12/2019. Bestellen Sie ein kostenfreies Probe-Abo. 


Seit einigen Jahren beschäftigt sich die Logistikbranche auch mit dem Einsatz von Drohnen. Dabei sehen die Einsatzszenarien anders aus, als es die werbeträchtigen Bilder von zukünftigen Amazon-, DHL- oder Dominos-Pizza-Paketdrohnen vielleicht suggerieren, betont Gernot Steenblock vom Drohnenexperten Yuneec. Die Gründe, die gegen den routinemäßigen Einsatz von Lieferdrohnen sprechen, sind vielfältig: So nennt der Experte neben einer erheblichen Umweltbelastung auch die Begrenztheit des Luftraums. Im Lager, wo sogenannte Inventurdrohnen nicht um den Raum konkurrieren müssen, sieht die Situation anders aus. „Solche Drohnen verwenden die Kamera, um in einem Lager Waren zu identifizieren und durch das Messen von Volumen die Mengen zu bestimmen.“ Gerade in Hochregallagern kann eine solche Lösung die Inventur deutlich vereinfachen.

Doch auch Inventurdrohnen stehen vor einigen technischen Hürden, wenn sie effizient eingesetzt werden sollen. Draußen können sie zur Orientierung GPS-Satellitensysteme nutzen und dadurch eine hohe Navigationspräzision erreichen. Da drinnen die Signale abgeschirmt werden, ist dies hier nicht möglich, sagt Steenblock und erklärt, wie für bestimmte Missionen der manuelle Flug eingesetzt wird: „Wir haben z.B. bei der Ford Motor Company in England unsere Drohne H520 im Einsatz, die im laufenden Betrieb die Regel-inspektion von Portalindustrierobotern vornimmt.“ Anders als früher müsste nun nicht mehr die Fabrik abgestellt und mit einem Gerüst ausgebaut werden – laut dem Experten haben sich daraus bereits siebenstellige Beträge einsparen lassen. In diesem Fall wurde zwar manuell gesteuert, dennoch, so der Drohnenfachmann, sei bei regelmäßigem Gebrauch auch ein eigenes Referenzsystem, das faktisch ein X-Y-Koordinatensystem im Gebäude auslegt, denkbar. Ein optisches Verfahren, ergänzt Steenblock, sei zudem ein Indoor-Positioning-System, welches mittels Infrarothöhenmesser und vertikalen Kameras Muster am Boden erfassen und durch Bilderkennung die Navigation übernehmen kann.

Saug, Roboter!

Indoor-Navigation eignet sich aber nicht nur für den industriellen Sektor, sondern ist auch für Smart-Home-Szenarien interessant. Die Fortschritte in diesem Sektor lassen sich besonders gut am Beispiel smarter Saugroboter nachvollziehen. An-dreas Wahlich, General Manager Europe beim Robotikspezialisten Ecovacs, erklärt, dass die ersten Modelle mehr oder weniger plan- und ziellos durch die Wohnung gefahren sind und dabei im „Chaosmodus“, wie er es nennt, drauflosgesaugt hätten. Da es dabei keine festgelegten Muster gebe, werde nach einer bestimmten Zeit dennoch die gesamte Fläche abgedeckt – allerdings dauere es etwas länger. Die neueren Modelle arbeiten, so Wahlich, mit der „Smart Navi 2.0“-Technologie – einer simultanen Positionsbestimmung und Kartenerstellung (Visual Simultaneous Localization and Mapping, VSLAM). So können sich die Roboter kontinuierlich an diversen Fixpunkten orientieren und sie in einem Reinigungsprotokoll in Kartenform zusammenführen, das der Nutzer sich später ansehen kann. Das Unternehmen verbaut in seinem Spitzenmodell darüber hinaus auch die „Smart Navi 3.0“-Technologie, die auf Laserkartierung basiert. Dabei wird zunächst eine virtuelle Karte der Umgebung erzeugt, auf deren Basis der Roboter dann die optimale Reinigungsroute festlegt. Nutzer können diese Karte bearbeiten und virtuelle Grenzen einziehen, so dass z.B. nur bestimmte Bereiche geputzt werden.

Was möglich ist, wenn Künstliche Intelligenz (KI) und Kartierung zusammenkommen, zeigt sich am fortschrittlichsten Ecovacs-Modell, das AIVI-Technologie (Artificial Intelligence and Visual Interpretation) nutzt, denn die Kamerasensorik erfasst im Weg liegende Hindernisse und entscheidet, ob es sie aufsaugen oder umfahren soll. Derzeit ist dies  allerdings noch Teil einer vorhergehenden Programmierung, in der tausende Bilder pro Kategorie erfasst wurden. Wahlich: „Der selbstlernende Roboter ist durchaus umsetzbar, aktuell stellt er uns aber vor allem im Datenschutz vor Herausforderungen.“ Wichtig ist, dass gemäß DSGVO die erstellten Karten und erhobenen Daten nicht in einer Cloud, sondern lokal auf dem Gerät abgelegt werden. Auch fotografiere der Roboter nicht, sondern nutze die Kamera lediglich zur Objekterkennung. Wahlich erhofft sich den nächsten großen Schub in Sachen Indoor-Navigation übrigens durch den Einsatz von KI, durch den die automatisierten kleinen Helfer immer effizienter und genauer werden – und dem Menschen in Sachen „Reinigung“ echte Konkurrenz machen.

Bildquelle: Getty Images/iStock

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