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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Anforderungen Robotik
• Hohe Rechenleistung
• Datenzugriff
• Internet
IT Technologie
• Verteilte Systeme
• Vernetzung
• Echtzeit-Kommunikation
Kommunikation
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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
A Robot and the cloud
Rechenkapazität
Speicher
Infrastruktur Fertigungsprozess
Andere Roboter
Big Data Analyse
Planung Visualisierung
Semantisches
Wissen
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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Cloudplattform für produzierende Unternehmen
• Roboter-/Geräteebene
• universelles Interface
• übergeordnete Struktur
• Services
• Daten
• Betreuung
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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Verknüpfung Cloud und Roboter
Grundaufbau
Robot
ROS Interface
10101000101
11010100101
1101110100
Broker
Common Interface, Service
Common Interface, Device
Navigation Service
Service Interface
14. 14
Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Verknüpfung Cloud und Roboter
Verbindung
Robot
ROS Interface
10101000101
11010100101
1101110100
Broker
Common Interface, Service
Common Interface, Device
Navigation Service
Service Interface
Register
Callback
Event
Event
Callback
16. 16
Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Verknüpfung Cloud und Roboter
Registrierung
Robot
ROS Interface
10101000101
11010100101
1101110100
Broker
Common Interface, Service
Common Interface, Device
Komponenten Schnittstellen
Events
• Position
• Messwert
• …
Functions
• Zielpositition
• Aktoren
• …
Navigation Service
Service Interface
Register
Callback
Event
Event
Callback
17. 17
Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Verknüpfung Cloud und Roboter
Sensor-/Aktorverknüpfung
Robot
ROS Interface
10101000101
11010100101
1101110100
Broker
Common Interface, Service
Common Interface, Device
Navigation Service
Service Interface
Register
Callback
Event
Event
Callback
18. 18
Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Verknüpfung Cloud und Roboter
Integration flow
Robot
ROS Interface
10101000101
11010100101
1100101100
Broker
Common Interface, Service
Common Interface, Device
Navigation Service
Service Interface
Register
Callback
Event
Event
Callback
19. 19
Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Cloudanbindung
Services und Roboter
Robot 0
ROS Interface
10101000101
11011101001
0111010100
CIS0
CID0
Service 0
Service Interface
CIDm
CISn
Broker
...
...
Robot m
ROS Interface
10101000101
11010100101
1101010110
...
Service n
Service Interface...
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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Beispiel 1: Cloud-based picking
Kollektiver Griff in die Kiste
1. 3D-Scan der Teile
2. Upload zu Cloud
3. Ermittlung Griffmöglichkeit
4. Greifen, dabei
• Monitoring
• Lernen
• Rechenleistung skalierbar
• CAD-Definitionen zentralisierbar
• zentrales Monitoring erzeugt Robustheit
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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Beispiel 1: Cloud-based picking
Gemeinsames Können und Lernen
Picking application
Object localization
Task/Path planning
Work piece CAD-modelPlanner
Portal
System planning
Part teaching
Operator
Object
data
Motion
Data
Actors
Skills, Services
Sensor
Part models
• zentrales Monitoring
• zentrales Teilelernen
• Objektverfolgung
• Aufgabenplanung
Bereitstellung von
• Fähigkeiten
• Abläufen
• Wissen
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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Beispiel 2: Cloud-supported navigation
Organisierte Orientierung
• Vernetzung von
• Fahrzeugen
• Sensorik
• Wissen und Fähigkeiten
• zentrales Monitoring
• zentrale Sensorfusion
• globale Planungsfähigkeit
• Einbindung fester Sensorik
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nicht erfassbares
Hindernis
Ziel
Beispiel 2: Cloud-supported navigation
Alle sehen für alle
Ziel
eigene Wegplanung
Wegplanung mit
Cloudwissen
mittels Cloud
erfasstes Hindernis
eigene Wegplanung
1010100010
1110101001
0111010100
1010100010
1110101001
0111010100
1010100010
1110101001
0111010100
1010100010
1110101001
0111010100
1010100010
1110101001
0111010100
Constraints
Knowledge
Services
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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Zusammenfassung
Cloud-Technologien für Anwendungen in der Robotik
Architektur
Umsetzung
Beispiele
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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Zusammenfassung
Cloud-Technologien für Anwendungen in der Robotik
Architektur
Umsetzung
Beispiele
1010100010
1110101001
0111010100
1010100010
1110101001
0111010100
1010100010
1110101001
0111010100
1010100010111010101010
1000101110101010101000
1011101010101010001011
1010101010100010111010
1010101000101110101010
1010001011101010101010
0010111010101010100010
1110101001010100101110
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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Zusammenfassung
Cloud-Technologien für Anwendungen in der Robotik
Architektur
Umsetzung
Beispiele
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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Zusammenfassung
Cloud-Technologien für Anwendungen in der Robotik
Architektur
Umsetzung
Beispiele
Robot y
ROS Interface
10101000101
11010100101
1100101100
Broker
Common Interface, Service
Common Interface, Device
Service x
Service Interface
Register
Callback
Event
Event
Callback
Komponenten Schnittstellen
Events
• Position
• Messwert
• …
Functions
• Zielposition
• Aktoren
• …
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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Zusammenfassung
Cloud-Technologien für Anwendungen in der Robotik
Picking application
Object localization
Task/Path planning
Work piece CAD-ModelPlanner
Portal
System planning
Part teaching
Operator
Object
data
Motion
Data
Actors
Skills, Services
Sensor
Part models
Architektur
Umsetzung
Beispiele
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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Zusammenfassung
Cloud-Technologien für Anwendungen in der Robotik
Architektur
Umsetzung
Beispiele Ziel
Wegplanung mit
Cloudwissen
mittels Cloud
erfasstes Hindernis
eigene Wegplanung
10101000101
11010100101
11010100100
10101000101
11110101001
0111010100
10101000101
11110101001
0111010100
10101000101
11110101001
0111010100
Constraints
Knowledge
Services
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Christian Henkel, Fraunhofer IPA
Zusammenfassung
Cloud-Technologien für Anwendungen in der Robotik
Architektur
Umsetzung
Beispiele
Basic
Services
Aggregated
Services
Services
Equipment & CPS
VFK Marketplace
App1 App2 ...
Devices VFK SDK