Nutzung des menschlichen Expertenwissens zur Automatisierung des Gabel-staplerfahrens

Autor/innen

  • Phil Köhne IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH
  • Mirko Schaper ITA - Institute of Transport and Automation Technology
  • Justus Lübbehusen ITA - Institute of Transport and Automation Technology
  • Dr.-Ing. Benjamin Küster IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH
  • Dr.-Ing. Malte Stonis IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH
  • Prof. Dr.-Ing. Ludger Overmeyer ITA - Institute of Transport and Automation Technology

DOI:

https://doi.org/10.2195/lj_proc_koehne_en_202410_01

Schlagworte:

Lasthandhabung, ROS2, Intralogistik, Flurförderzeug-Automatisierung, Imitationslernen (IL)

Abstract

In dieser Arbeit werden die Herausforderungen der Vollautomatisierung des innerbetrieblichen Waren-transports in Umgebungen untersucht, in denen manuell geführte Flurförderzeuge aufgrund von undefinierten Positionen und Formen der Ladungsträger weiterhin notwendig sind. Imitation Learning (IL) wird als eine vielversprechende Lösung für die Fahrzeugsteuerung bei sich wiederholenden Aufgaben identifiziert, jedoch wird seine Anwendung in der Intralogistik durch die Komplexität der Dynamik von Flurförderzeugen und dem großen abzubildenden Dimensionsraum erschwert. Es wird ein Robot Operating System 2 (ROS2) Framework vorgestellt, dass die Erfassung von Experten Fahrdaten sowohl aus Simulationsumgebungen als auch von realen Demonstrator Fahrzeugen ermöglicht.  Darüber hinaus wird eine Netzwerkarchitektur präsentiert, die ein Convolutional Neural Network (CNN) mit einem nachgeschalteten Long Short-Term Memory (LSTM) Netzwerk kombiniert, um aus Bild- und Geschwindigkeitsdaten sowohl räumliche als auch zeitliche Informationen zu erlernen.  Evaluiert wird die Effektivität des Frameworks anhand eines Datensatzes mit Expertenfahrmanövern, wobei das Generalisierungspotential des trainierten Netzes für die Fahrzeugsteuerung bewertet wird. Ziel der Arbeit ist es, den Nutzen des vorgeschlagenen Frameworks für die Datenerfassung zu demonstrieren und IL als Steuerungsansatz für Flurförderzeuge zu validieren.

Autor/innen-Biografien

Phil Köhne, IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

Phil Köhne wurde 1997 in Hannover, Deutschland, geboren. Zwischen 2016 und 2023 studierte er Maschinenbau an der Hochschule Hannover. Seit 2023 arbeitet er am IPH in der Abteilung Produktionsautomatisierung mit dem Fokus auf autonome Fahrtechnologien für den Einsatz in der Intralogistik und Robotik.

Mirko Schaper, ITA - Institute of Transport and Automation Technology

Mirko Schaper, geboren 1995 in Langenhagen, studierte Maschinenbau an der Leibniz Universität Hannover mit der Vertiefungsrichtung Entwicklung und Konstruktion mechatronischer Systeme. Während seines Masterstudiums arbeitete er als Teilzeit-Softwareentwickler bei der Dream Chip Technologies GmbH. Seit Abschluss seines Masterstudiums im Jahr 2023 arbeitet er in der Arbeitsgruppe Automatisierungstechnik am ITA mit den Schwerpunkten autonomes Fahren in der Intralogistik und Robotik.

Justus Lübbehusen, ITA - Institute of Transport and Automation Technology

Justus Lübbehusen, geboren 1998 in Hannover, studierte von 2018 bis 2024 an der Leibniz Universität Hannover Wirtschaftsingenieurwesen mit dem Schwerpunkt Digitalisierung und Automatisierung. Nach seinem Abschluss im Jahr 2024 ist er am ITA in der Gruppe Transport tätig, wo er sich auf Objekterkennung und Pose Estimation in der Intralogistik und Robotik spezialisiert.

Dr.-Ing. Benjamin Küster, IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

Dr.-Ing. Benjamin Küster (*1988) studierte Wirtschaftsingenieurwesen an der Leibniz Universität Hannover mit den Schwerpunkten Produktionstechnik und Wirtschaftsinformatik. Seit November 2014 ist er als Projektingenieur im Bereich der Produktionsautomatisierung tätig. Seit September 2017 ist er Leiter der Produktionsautomatisierung.

Dr.-Ing. Malte Stonis, IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

Dr.-Ing. Malte Stonis (*1979) studierte Maschinenbau an der Leibniz Universität Hannover mit den Schwerpunkten Fahrzeugsysteme und Biomedizintechnik. Seit 2006 ist er am IPH tätig, zunächst als Projektingenieur in der Abteilung Verfahrenstechnik und seit 2008 als Abteilungsleiter. Malte Stonis ist seit September 2016 Koordinierender Geschäftsführer des IPH.

Prof. Dr.-Ing. Ludger Overmeyer, ITA - Institute of Transport and Automation Technology

Prof. Dr.-Ing. Ludger Overmeyer, Jahrgang 1964, studierte Elektrotechnik an der Universität Hannover und arbeitete anschließend als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH). Nach seiner Promotion zum Dr.-Ing. war er als Manager im Bereich Forschung und Entwicklung im Maschinen- und Anlagenbau für die Halbleiterindustrie tätig. Seit 2002 ist er Leiter des ITA an der Leibniz Universität Hannover. Seit 2007 ist er geschäftsführender Gesellschafter des IPH.

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Veröffentlicht

2024-10-30

Zitationsvorschlag

[1]
P. Köhne, M. Schaper, J. Lübbehusen, B. Küster, M. Stonis, und L. Overmeyer, „Nutzung des menschlichen Expertenwissens zur Automatisierung des Gabel-staplerfahrens“, LJ, Nr. 20, Okt. 2024.