Sicherheit durch Technik - SONDERDRUCK DA S FACHMAG A ZI N FÜR HANDEL UND SERV ICE - ITK Engineering
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SONDERDRUCK
aus Ausgabe Juni/2020
DA S FAC H M AG A Z I N F Ü R H A N D E L U N D S E R V I C E
Sicherheit
durch Technik
überreicht durch:
ITK Engineering GmbH
Im Speyerer Tal 6 • 76761 Rülzheim • Tel.: +49 7272 7703-0
info@itk-engineering.de • www.itk-engineering.de
Praxis & Wissen
Sicherheit durch Technik
Autonome Personenwahrnehmung Land- und Baumaschinen werden immer intelligenter.
Eine ausgereifte Sensorik soll in Zukunft dafür sorgen, dass ein Hindernis auch klassifiziert wird –
zum Beispiel als Person, die sich in die Fahrtrichtung hineinbewegt.
D
erartige Situationen kennt jeder: Ei- die Unterscheidung diverser Hindernisse. Technologieunternehmen, dass sich mit
ne Menge Arbeit, die Zeit drängt – Deshalb ist in den vergangenen Jahren die rund 1300 Mitarbeitern durch Expertise
jemand springt auf eine Maschine autonome Wahrnehmung von Menschen in der Digitalisierung, Elektrifizierung,
und gibt Gas... Zumeist sind es solche Um- durch die Maschine in den Fokus der Ent- Automatisierung und Vernetzung von
stände, die die Grundlage für jene tra- wickler gerückt. Allerdings ist das insbe- Systemen auszeichnet. Beide Firmen sind
gischen Unfälle bieten, in denen Menschen sondere in der Land- und Bauwirtschaft Mitglied im Netzwerk Baumaschinen – ei-
zu Schaden oder gar ums Leben kommen. eine Herausforderung, da die Maschinen ner Austauschplattform, um Systemanfor-
Um die Risiken solcher Situationen zu vielfach mit Hindernissen unterschied- derungen zu diskutieren und zu definie-
minimieren, setzt man in der Land- und licher Priorität zu tun haben – einen hoch- ren. Dabei ist der Fokus besonders auf das
Baumaschinentechnik verstärkt – neben gewachsenen Strauch oder einen großen Thema Arbeitssicherheit gerichtet.
der intelligenten Spiegelplatzierung – auf Erdbrocken kann die Maschine gegebe-
Kamera-Monitor-Systeme, welche die to- nenfalls ignorieren, einen in der Hocke Intelligente Objekt-Erkennung
ten Winkel abdecken sollen, zum Teil aber arbeitenden Kollegen nicht. Um hier die Auf die Frage, wo die grundsätzlichen He-
auch schon eine 360-Grad-Rundumsicht richtigen Schlüsse zu ziehen, muss die rausforderungen bei der Entwicklung und
ermöglichen. Technik eine ausgereifte Software besitzen. beim Angebot autonomer Systeme zur
Hinzu kommen Sensoren auf Ultra- AGRARTECHNIK hat sich mit zwei Personenerkennung liegen, antwortete
schall- oder Radar-Basis, die Objekte in Unternehmen unterhalten, die hier aktiv Oliver Heil (Manager Media Relations bei
der Umgebung des Fahrzeuges wahrneh- forschen – Continental und ITK Enginee- Continental): „Die zentrale Herausforde-
men. Diese Sensoren werden immer ge- ring. Continental engagiert sich stark im rung ist es, unsere Produkte den vielfäl-
Werkbilder
nauer und die dahinterstehenden Systeme Bereich intelligente Assistenzsysteme für tigen Bedingungen anzupassen, in denen
intelligenter. Das ermöglicht folglich auch Landmaschinen. ITK Engineering ist ein sie angewendet werden. Dazu zählt unter
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cles bei ITK Engineering) liegt die He-
CONTINENTAL rausforderung besonders in der Absiche-
rung der Algorithmen. „Während es im
für nutzen wir eine sogenannte VRU-Soft- Automotive-Bereich bereits umfangreiche
ware – VRU bedeutet Vulnerable Road User Vorgaben zur Absicherung gibt, ist dieses
– die in der Lage ist, die Objekte im Bereich Thema im Land- und Baumaschinenbe-
des Fahrzeugs oder der Maschine zu klassifi- reich noch ausbaufähig.“ Hierbei gelte es,
zieren. Wir profitieren von der Forschung zum realistische Konzepte zu erarbeiten und
Thema Fahrerassistenzsysteme und auto- geeignete Datensätze zur Praxistauglich-
matisiertem Fahren im Pkw- und Nutzfahr- keit der Algorithmen und Funktionen zu
definieren. Darüber hinaus bedarf es ei-
zeugbereich und haben entsprechend viel
nen verstärkten Austausch unter anderem
Erfahrung mit zum Beispiel Radartechnologie
mit Berufsgenossenschaften, um diese
und Kameras mit Objekterkennung. In un-
Konzepte abzustimmen und einen Stand
serer unternehmensweiten Entwicklungsab- der Technik zu definieren.
teilung beschäftigen wir uns auch bereits mit
künstlicher Intelligenz, um so die Vorhersag- Raue Bedingungen bei Land und Bau
barkeit von Handlungen anderer Verkehrs- In der Land- und Forstwirtschaft, als auch
Z u den aktuellen Projekten bei Continental
gehöre zum einen der Rechtsabbiegeas-
sistent für Nutzfahrzeuge, der auf Radar-
teilnehmer zu verbessern.“
Der Rechtsabbiegeassistent werde, so
Oliver Heil, voraussichtlich bis Mitte diesen
auf der Baustelle herrschen zum Teil sehr
verschiedene Umgebungsbedingungen. All
diese müssen bedacht werden, wenn es um
technologie basiert, so Oliver Heil (Manager Jahres in den Markt eingeführt. Beim die effiziente autonome Erkennung von
Media Relations bei Continental). „ Außerdem Überholassistenten rechne man 2021 damit. Personen geht. AGRARTECHNIK fragte
arbeiten wir an einem Überholassistenten Beide Lösungen sollen dann für Land- und deshalb, worauf die Unternehmen in diesen
speziell für Landmaschinen sowie einem Baumaschinen sowie schwere Lkw verfügbar Bereichen speziell achten müssen.
System für die Rückraumüberwachung. Da- sein. Christian Astor (ITK Engineering)
meinte: „Genau wie im Straßenverkehr
sind auch im Bereich der mobilen Ar-
beitsmaschinen die meisten Unfälle auf
anderem der jeweilige Einsatzort – also Einschätzung mittelfristig erforderlich, menschliches Versagen zurückzuführen.
beispielsweise Feld, Straße, ebenes oder Assistenzsysteme redundant auszulegen. Dabei zählen vor allem Sichteinschrän-
unebenes Gelände – sowie die dort gege- Bei Nebel ‚sieht‘ das Radar immer noch kungen als vorrangige Ursache von töd-
benen Wetter- und Lichtverhältnisse. Un- die Person oder das Tier. Eine Kamera lichen An- und Überfahrunfällen. Gefor-
sere Aufgabe ist es, diese spezifischen An- kann dem Maschinenführer im Monitor dert wird künftig, dass der Maschinen-
forderungen jedes Mal genau zu analysie- ein genaues Abbild der Situation geben, führer ausreichende Sichtverhältnisse
ren und unsere Produkte entsprechend zu die er nicht einsehen kann.“ über den gesamten Gefahrenbereich der
adaptieren und weiterzuentwickeln. Vor Nach Meinung von Christian Astor Maschine hat. Unter anderem müssen
diesem Hintergrund ist es nach unserer (Business Developer Off-Highway Vehi- auch arbeitende Personen in kniender
LIEBHERR
A uf der bauma 2019 präsentierte Liebherr
erstmals ein Gesamtpaket mit mehre-
ren intelligenten Assistenzsystemen für die
sei. Man hätte es vorrangig für industrielle An-
wendungen, wie den Schrottumschlag, Recy-
cling und die Holzindustrie entwickelt. Aus
XPower-Großradlader. Hierzu gehörte auch diesen Sektoren erhalte man sehr positive
eine heckseitige aktive Personenerkennung. Rückmeldungen, so Martin Koller.
Diese warnt den Fahrer, nach Werksangaben, Seitens Claas (Kooperation mit Liebherr im
automatisch am Display sowie mit akusti- Bereich Teleskop- und Radlader seit 2018) ant-
schen Signalen vor Gefahren im Heckbereich wortete Bernd Hammer (Vertriebsbeauftragter
des Radladers. Bewegt sich eine Person im Scorpion und Torion), dass man grundsätzlich
hinteren Bereich der Maschine, so alarmiert mit dem Torion dieselben Möglichkeiten habe
das System den Maschinenführer auf größe- wie Liebherr. Eine Auflistung in der Preisliste
re Entfernung als bei statischen Objekten wie habe man aber bislang noch nicht realisiert.
Wänden oder Säulen. Der Fahrer erhält somit Das habe drei Gründe: Erstens wurde die Lö-
eine gezieltere Warnung bei der drohenden sung vorrangig für den Industrieeinsatz entwi-
Gefahr eines Personenschadens. ckelt. Zweitens seien solche ‚Sicherheits-Fea- lichen Anwendungen für solche Systeme
Martin Koller (Teamleiter Marketing bei tures‘ oft sehr teuer und drittens habe man auftauchen, werden wir grundsätzlich die
der Liebherr-Werk Bischofshofen GmbH) noch keine Anfrage nach diesem System aus Möglichkeit haben, diese Systeme auch an-
berichtete, dass diese Lösung nun ebenfalls der Praxis erhalten. „Sollte sich das ändern und zubieten“, erklärte Bernd Hammer abschlie-
für die neuen mittleren Radlader verfügbar eine signifikante Nachfrage in landwirtschaft- ßend.
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Haltung oder ein krabbelndes Kind im
unmittelbaren Nahbereich der Maschine ITK ENGINEERING
sichtbar sein. Ein Sensorwarnsystem zu-
sätzlich zum Kamera-Monitor-System ist
daher ein wichtiges Element bei der Per-
sonen- und Objekterkennung. Elemen-
D ie Firma ITK Engineering habe – mit
einem intelligenten, kamerabasierten
Assistenzsystem – Technologien und Algo-
tare Voraussetzung hierfür ist eine robuste rithmen entwickelt, die vor allem auf un
Erfassung des umgebenden Geländes, die ebenem und unstrukturiertem Gelände eine
den meist rauen Bedingungen der Ein- zuverlässige Objekt- und Personenerken-
satzorte mobiler Arbeitsmaschinen ge- nung ermöglichen, berichtete Christian Astor
recht wird. Die aktuellen Sensor- und Ka-
(Business Developer Off-Highway Vehicles
meratechnologien und die dazu pas-
bei ITK Engineering). Dieser Entwicklungs-
senden Bildverarbeitungsalgorithmen er-
schritt sei sehr wichtig, da heutige Systeme
möglichen mittlerweile Assistenzsysteme,
die an die jeweiligen Kundenbedürfnisse von einer planaren Ebene ausgehen würden.
und den Typ der mobilen Arbeitsma- „Durch die Kombination verschiedener bild-
schine angepasst sind.“ gebenden Sensoren, wie Radar, LiDAR, Ultra- feld der Maschine um eine Person oder um
Die Antwort von Oliver Heil (Conti- schall kann beispielsweise eine Befahrbar- ein anderes Objekt wie Schilder oder Tiere
nental) ging in dieselbe Richtung: „Eine keits- oder Untergrundanalyse durchgeführt handelt. Weitere Einsatzmöglichkeiten erge-
große Herausforderung sind sicherlich die werden. Outputs, wie Objektlisten mit Loka- ben sich in der automatischen Maschinen-
jeweiligen Einsatzbedingungen vor Ort, lisationen im Koordinatensystem des Sen- führung, anhand der Untergrundcharakteris
also die Beschaffenheit des Terrains sowie sors oder der Arbeitsmaschine, können dann tika – zum Beispiel Schwade, Bordstein-
gegebenen Licht- und Sichtverhältnisse. zur Visualisierung oder für Funktionen zur kanten, Nutzpflanzreihen – oder bei der au-
Aber auch die Verschmutzungswahr- Maschinensteuerung verwendet werden“, tomatischen Ausführung von Funktionen,
scheinlichkeit der Sensoren spielt eine erklärte Christian Astor und erläuterte weiter: wie Dämpfer- oder Geschwindigkeitsanpas-
Rolle, ebenso wie deren Robustheit. Mithilfe einer entsprechenden 3D-Sensorik sungen.
Die von Continental entwickelten Sys- – zum Beispiel einer Stereokamera – stelle Die so genannte 3D Terrain Mapping (3D
teme zur Personenerkennung basieren auf die Technologie eine Plattform mit einer Viel- TM) Technologie von ITK Engineering ist ak-
mehreren Technologien, die sich jeweils zahl an Bildverarbeitungsalgorithmen dar. tuell in der Industrialisierungsphase. Die Ent-
für unterschiedliche Anforderungen und „Die Stereokamera besteht aus zwei gekop- wicklungen im Bereich Personenerkennung
Einsatzzwecke eignen. Ein grün geklei- sind bei Kunden im Erprobungseinsatz. Chri-
pelten Monokameras, die synchron Bilder
deter Gärtner, der in einem grünen Ge-
erfassen. Mit dieser digitalisierten 3D Infor- stian Astor: „Um eine Markteinführung zu
büsch steht, kann von einem Radar bei-
mation wird eine sehr detaillierte dreidimen- beschleunigen, profitieren unsere Kunden
spielsweise besser erfasst werden als von
einer Kamera. Ein ähnliches Prinzip gilt sionale Umgebungskarte des Geländes er- bereits bei der Validierung ihrer Systeme von
auch für das krabbelnde Kleinkind. Ent- stellt.“ unserer Expertise im Bereich Sensorsimulati-
scheidende Größen bei der Einrichtung Zusammengefasst: Auf Grundlage der er- on.“ Für den Bereich Land- und Baumaschi-
solcher Systeme sind Öffnungswinkel und kannten Umgebung könne man mithilfe von nen sei diese Methodik ein großer Schritt in
Platzierung der Sensoren, um den rele- Deep-Learning-Methoden Objekte näher Richtung zuverlässige autonome Objekter-
vanten Bereich vollständig erfassen zu einordnen. Das heißt, das System kann ent- kennung, da man somit den Versuchsauf-
können. Unsere Lösungen sind in der scheiden, ob es sich bei einem Objekt im Um- wand spürbar reduzieren könne.
Lage, Grenzsituationen zu erkennen und
entsprechend darauf zu reagieren. Ist etwa
die Kamera verschmutzt oder fällt ein Sen-
sor aus, weist das System sofort darauf hin S ysteme zur Personenerkennung sind von sichereres Produkt auf den Markt zu brin-
und warnt vor einer Funktionsbeeinträch- zentraler Bedeutung für die automatisierte gen. Auf der anderen Seite gehen wir von
tigung. Wir führen dazu bereits während Zukunft sowohl der Bau- als auch der verstärktem Marktinteresse für automati-
der Entwicklung Gefahrenanalysen und Agrarwirtschaft. Lösungen wie unsere sierte Systeme aus, um Arbeitsvorgänge
Risikobewertungen durch – so genannte machen Off-Highway-Anwendungen sowohl effizienter als auch prozesssicherer
Hazard Analysis and Risk Assessment – nicht nur sicherer, sondern auch effizi- gestalten zu können.
um die verschiedenen potenziell gefähr- enter, weil sie die Maschinenführer entlas In den kommenden Jahren wird des-
lichen Situationen vorab zu identifizieren.“ ten. Entsprechend konnten wir hier bereits halb die Nachfrage nach intelligenten, au-
großes Interesse verzeichnen.“ Oliver tomatisierten und auch autonomen Syste-
Mittelfristig verfügbar Heil erwartet, dass die autonomen men für Land- und Baumaschinen stei-
Auf die Frage, in was für einem Zeitrah- Assistenzsysteme zuerst in großen Ar- gen. Wir rechnen daher damit, dass sich
men sich in der Land- und Baumaschi- beitsmaschinen wie Schleppern und Ern- Systeme wie unsere intelligente 3D TM-
nen-Technik autonome Systeme zur Per- tefahrzeugen zum Einsatz kommen wer- Lösung in der Erstausrüstung von Maschi-
sonenerkennung durchsetzen werden, den, die sich sowohl auf dem Feld als auch nen in den nächsten Jahren durchsetzen
antwortete Oliver Heil (Continental): auf der Straße bewegen. wird. Dabei gehen wir jedoch von einer
„Nach heutigem Stand gehen wir von etwa Christian Astor (ITK Engineering) schleichenden Durchdringung aus, bei
ein bis zwei Jahren aus. Wobei damit die meint abschließend: „Einerseits sehen die dem Altsysteme mit dem Hinblick auf den
Erkennung gemeint ist. Ein daraus fol- OEM die Notwendigkeit aufgrund ver- Business Case durch automatisiere Sys-
gender Eingriff in die Steuerung, wie eine schärfter normativer Vorschriften und er- teme ersetzt werden.“
Notbremsung oder ein Gegenlenken, ist höhten Anforderungen bei der Neuzulas-
deutlich komplexer als eine Warnung. sung von Land- und Baumaschinen ein markus.messerer@dlv.de
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