Handerkennung bei Formatkreissägen

Demo-Aufbau an einer Baustellenkreissäge
Demo-Aufbau an einer Baustellenkreissäge
 Demo-Aufbau an einer Baustellenkreissäge
Demo-Aufbau an einer BaustellenkreissägeBild: Fraunhofer-Institut IPA

Formatkreissägen sind aufgrund des nicht vorhandenen Eingriff-Schutzes und der hohen Schnittgeschwindigkeiten im Holzbereich kritische Maschinen. Themen wie der Fachkräftemangel verschärfen dies noch weiter. Dadurch kommt es immer wieder zu teils erheblichen Verletzungen. Auch der Umstand, dass bestehende Sicherheitseinrichtungen an verfügbaren Sägemaschinen keinen einwandfreien Schutz vor Verletzungen bieten, macht sich in der Unfallstatistik bemerkbar. Bestehende klassische Schutzeinrichtungen wie Schutzhaube, Warnlichter usw. verhindern nicht in jedem Fall schwere Verletzungen. Erste Überwachungssysteme sind daher in den letzten Jahren schon auf den Markt gekommen.

Bild: Fraunhofer-Institut IPA

Neue Möglichkeiten durch verbesserte Soft- und Hardware

Hardware die vor einigen Jahren noch viel zu teuer und ungeeignet hierfür erschien entwickelt sich nun immer mehr zu interessanten Alternativen. Außerdem hat sich auf der Softwareseite die Objekterkennung mittels künstlicher Intelligenz auch in einem Maße verbessert, dass Detektionsmodelle nun bereits mit ausreichend niedriger Latenz und bei preiswerter Rechenleistung echtzeitfähig laufen können.

Für die Entwicklung neuer Sicherheitssysteme wird es daher immer interessanter unter kontrollierten Bedingungen die Schwächen der am Markt befindlichen Hard- und Software analysieren zu können oder Einflussfaktoren die z.B. auf die Sensorpositionierung zurückzuführen sind, zu ermitteln.

 Mit Hilfe der installierten Draufsicht-RGB-Kamera lassen sich auch KI-Modelle untersuchen. Hier wird an einem System mit besonders hoher Latenz gezeigt, wie stark die Unterscheidung von der aktuell detektierten zur tatsächlichen Position in hochdynamischen Situationen ausfallen kann.
Mit Hilfe der installierten Draufsicht-RGB-Kamera lassen sich auch KI-Modelle untersuchen. Hier wird an einem System mit besonders hoher Latenz gezeigt, wie stark die Unterscheidung von der aktuell detektierten zur tatsächlichen Position in hochdynamischen Situationen ausfallen kann.Bild: Fraunhofer-Institut IPA

Aufbau der Testvorrichtung

Hierzu wurde am Fraunhofer IPA eine automatische Testvorrichtung entwickelt. Mithilfe eines kollaborierenden Tischroboters von Universal Robots und einem Testkörper, welcher der menschlichen Hand nachempfunden ist, können verschiedene Trajektorien, mit vorab definierten Beschleunigungen und Geschwindigkeiten erstellt werden. Dies ermöglicht es maßgeschneiderte Testszenarien zu programmieren und dann unter Verwendung verschiedenster Setups abzufahren.

Der Testarm besteht aus einer synthetischen Silikon-Armprothese deren dielektrische Materialeigenschaften wurden durch Modifikation dem Verhalten einer realen menschlichen Hand angenähert. Dies ist speziell für die Untersuchung von Sensoren wichtig, die elektromagnetische Wellen aussenden (z.B. Radar). In Vergleich-Tests mit menschlichen Händen wurde nachgewiesen, dass KI-Modelle keinen Unterschied zwischen einem realen oder dem synthetischen Körperteil machen.

Sensortypen und KI-Modelle testen

Dem Anwender bietet der Prüfstand nun zum einen die Möglichkeit verschiedene Sensortypen in verschiedensten Positionierungen zu testen als auch KI-Modelle zu untersuchen. Dies wird am Beispiel eines 3D-Radarsystems und dem Handerkennungsmodells MediaPipe vorgestellt.

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