


Mikä oli alkutilanne eli miksi lähdettiin tekemään PoC-pilottia?
Tukimet Oy:llä eräs työvaihe on robotisoitu niin, että robotti poimii putken annostelijasta ja vie sen taivutuskoneelle. Tällä hetkellä putket joudutaan purkamaan EUR-lavalta käsin ja sijoittamaan annostelijaan. Tästä vaiheesta haluttiin päästä eroon ja saada aikaan tilanne, jossa pelkästään lavan tuonti alueelle riittäisi, ja robotti pystyisi poimimaan putkia siitä suoraan taivutukseen. Teknologiayritysten modernisointi tekoälyn ja robotiikan avulla -hankkeessa tämä tunnistettiin hyväksi modernisointiesimerkin kohteeksi. Kohde tuo hyvin esille sen, miten yksinkertaisilla ja edukkailla laitteillakin voidaan toteuttaa robotilla tapahtuvaa ennalta opettamatonta poimintaa. Ennen poiminnan Proof of Concept -pilottia tehtiin kuitenkin kokeilu, jossa todettiin asian olevan toteutettavissa lasertriangulaatiolla.
Millainen PoC-pilotti tehtiin?
Lasertriangulaatiokokeilut olivat onnistuneita, sillä kokeilun perusteella kuvasta voitiin saada putkien sijainti sekä korkeustieto. Näistä syistä Proof of Concept-pilotissa keskityttiin:
- todentamaan putkien poiminta kaulukselliselta EUR-lavalta käyttäen robottia, 2D-kameraa sekä viivalaseria.
- tarkastelemaan, voitaisiinko ohjelma toteuttaa kokonaan avoimen lähdekoodin kirjastoja hyödyntäen.
- kehittämään robotin ja kameran kalibrointi menetelmällä, joka oli tekijöillekin täysin uudenlainen.
Millaisia lopputuloksia PoC-pilotista saatiin?
Seuraavassa videossa näkyy, mistä osista PoC-pilottijärjestelmä koostuu ja miten se toimii. Lopullinen ohjelma perustui kaupallisen konenäköohjelmiston käyttöön, mutta vain siltä osin, että kuva saatiin nopeammin ja helpommin käyttöön. Pilotin lopuksi todettiin kuitenkin myös se, että ohjelma olisi tehtävissä myös käyttäen pelkästään avoimen lähdekoodin kirjastoja.
PoC-pilotissa hyödynnettiin RoboAI-laboratorion Omron TM12 -yhteistyörobottia, sillä sen ulottuvuus oli suurin laboratorion roboteista. Käytetyn robotin ulottuvuus ei silti riittänyt poimimaan kaikkia putkia kaulukselliselta lavalta, mutta sillä pystyttiin kuitenkin todentamaan suunnitellut toiminnallisuudet. Käytössä oli myös MVTec HALCON -konenäköohjelmisto, jota käytettiin kuvien ottamiseen ja nopeaan laserpisteiden analysointiin. Avoimen lähdekoodin kirjastoilla olisi ohjelma pystytty myös tekemään, mutta tässä tapauksessa päädyttiin käyttämään HALCON-kirjastoa, sen nopeuden ja helppouden vuoksi.
Poimintapisteen koordinaattien löytämisen näkökulmasta robotin ja konenäköjärjestelmän koordinaatistojen kalibrointi nousi PoC-pilotissa merkittävään osaan. Kalibrointi toteutettiin seuraavien vaiheiden avulla:
- Robotin työkalulla opetettiin laserviivan taso eli robotin työkalua liikuteltiin laserviivaa pitkin ja eri pisteistä poimittiin kameran (X ja Y) ja robotin (X, Y ja Z) koordinaatit.
- Kerätyt koordinaatit tallennettiin taulukoksi ja taulukon pisteistä muodostettiin kuvaaja.
- Lineaariregression kautta saatiin funktio, joka tuottaa robotille poimintapisteen koordinaatit, kun konenäköohjelmalta saadaan sen tunnistamat X- ja Y-koordinaatit.
Tämä Proof of Concept –pilotti todensi, että kehitetyllä menetelmällä on mahdollista toteuttaa kappaleiden kolmiulotteista poimintapisteiden määritystä. PoC-pilotti kuitenkin keskittyi erityisesti putkien poimintaan ja todentaa vain vierekkäin ja päällekkäin asetettujen, sylinterimäisten kappaleiden poimintamahdollisuuksia.
Kiitokset Tukimet Oy:lle hyvästä esimerkkitapauksesta!


