Sobald der Messvorgang startet wird durch das Datensynchronisations-Protokoll RTDE (Real-Time Data Exchange) die Position des Tool-Center-Points (TCP) mit bis zu 500 Hz abgetastet. Gespeichert werden hierbei nicht nur die Position mit einer Genauigkeit von +/- 0,1mm, sondern auch Geschwindigkeitskomponenten. Durch eine exakte Vermessung der Armprothese sind deren Maße bekannt. Mit Hilfe der Positionsdaten des Roboter TCP und der Maße der Hand kann die genaue Position der Hand und damit die Ground-Truth zur Validierung ermittelt werden.
Prozesspipeline
Parallel erfolgt das Abspeichern der Sensor-Messpunkte in einer Log-Datei. Die detektierten Positionsergebnisse des KI-Modells werden ebenfalls so hinterlegt. Hierbei wird beim Erstellen des Zeitstempels jeweils auf dieselbe Systemzeit wie die des Roboters zurückgegriffen. In einem nächsten Schritt setzt ein Transformationsalgorithmus an, welcher mittels trigonometrischen Berechnungen die gemessenen und detektierten Datenpunkte in das Koordinatensystem des Roboters legt. Am Ende dieser Prozesspipeline erfolgt eine Auswertung durch Abgleich der tatsächlichen Position des Roboters bzw. der Hand und den Sensor- und KI-Modell-Ergebnissen. Bestimmen lassen sich hierdurch die Abtastrate, Latenz, Detektionsschwelle und Robustheit z.B. bei dynamischen Verhalten oder speziellen Umwelteinflüssen (Schattenwurf, Staubbildung, Verdeckungen). Es lassen sich daraus Erkenntnisse zur Sensor-Positionierung ableiten um z.B. beim Radar Reflexionen und daraus resultierende Geistersignale zu reduzieren. Auch lässt sich die Effektivität von Rauschunterdrückungs-Algorithmen (Background-Substraction) analysieren. Des Weiteren werden verschiedene KI-Modelle oder deren Adaption an neue Bedingungen, wie dem erkennen von Handschuhen, vergleichbar.
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
Konzept übertragbar
Die Testvorrichtung bietet die Möglichkeit breitgefächert verschiedenste Hardware und Software für Sicherheitssysteme im Umfeld einer Kreissäge unter kontrollierten und reproduzierbaren Bedingungen zu untersuchen. Dabei ist der grundsätzliche Aufbau auf verschiedenste andere Maschinentypen und Arbeitsvorgänge übertragbar, bei denen es auch darauf ankommt einen Bediener bzw. dessen Hände vor Gefahrensituationen zu schützen.