ICE 列車專用 E-Check
使用移動型機器人、32 台 ace 2 相機和 AI 進行自動檢測
- 客戶
- 德國鐵路股份公司 (Deutsche Bahn AG)
- 地點
- 德國科隆
- 日期
- 2023年11月
列車數量增加，技術工人日益短缺
未來幾年，德國鐵路公司（德國國家鐵路公司）的長途運輸量將比 2020 年增加近一倍，而維修保養需求也將隨之增加，要因應增加的需求，除了結構和人員投資，還必須投資自動化系統。 導入 E-Check 流程就是為各種 ICE 列車系列開發半自動檢修養護系統（ICE 來自 InterCity Express 的縮寫，是德國的長途列車）。科隆尼普斯是第一家配備新技術的 ICE 工廠，柏林、多特蒙德、漢堡和慕尼黑將在 2025 年跟進。E-Check 的助力包括：
讓更多列車能可靠投入營運、
推動維修保養計畫，
以及突破維修保養人員不足的瓶頸。
相機技術和 AI 面臨的難題
列車是具有各種功能單元的複雜系統。檢查它們是否存在可能的缺陷或維護要求是一項艱巨的任務。影像處理技術面臨許多挑戰，包括：
來自 32 台同步相機的大量資料、
不理想的光源條件、
劇烈的環境波動，以及
需要隨時保持正確對焦。
除了高性能硬體外，這項任務還需要一個複雜的 AI 軟體管道，必須以高昂的成本進行驗證和認證。畢竟，對於安全相關任務，AI 必須至少與人工檢查一樣可靠。因此，E-Check 的目標是一個混合檢查系統：人類繼續執行維護任務，AI 則分工為人類提高效率。
影像處理系統是 E-Check 的重要組成部分
在 E-Check 專案中，Gestalt Robotics（一家軟體感光元件技術公司）和 Strama-MPS（一家提供整合服務的機械工程公司）與 Götting（提供 AGV 硬體）組成異業聯盟。Gestalt Robotics 正在利用 infraView 為特定構造開發外部檢測 AI 模型。
E-Check 包括一道相機拱門，用於完整擷取緩慢移動的列車、一個可選的移動型地板下單元，以及移動型 E-Check 協作機器人，用於協助檢測底盤以及管理淨水和廢水進出。
列車進入維修大廳後，穿過配備 32 台 Basler ace 2 相機的相機拱門。a2A5328-4gcPRO相機每秒記錄兩張高解析度影像。接著在維修大廳使用移動型 E-Check 協作機器人。每個協作機器人都配備兩支機械臂，每支機械臂架設一台 Basler ace 2 相機， a2A5328-4gcPRO 負責靜態相機無法擷取到的區域。
相機收集的資料使用 Gestalt Robotics 的 AutomateOS 中介軟體進行處理，並可用於後續步驟。之後由一套精密的 AI 系統檢測和分類任何異常和缺陷，例如偵測是否有螺絲鬆動或不見、材料是否有磨損，或石屑造成的安全相關損壞。
員工還能監控 AI 系統並進行糾正，以持續改進。在軟體方面，程序規劃人員對系統進行編排，所有程序資料都透明、安全地儲存在資料庫中。
移動型機器人不僅在辨識維護需求方面提供支援，還執行清空和充填列車水箱的任務。這是由一個帶有兩支手臂的移動型協作機器人獨立完成的。
Basler 是我們出色的相機和影像處理系統的首選合作夥伴。他們的特點是高品質的硬體、全面的服務，支援我們實施與時俱進、具有 AI 功能的複雜自動化系統。
Basler 是我們公司工程師和採購部門的首選。
視覺系統的技術特點
邊緣計算，由於現場系統沒有雲連接的資料量很大
Basler pylon 軟體套件是用於預配置相機和確定對焦的重要工具
透過可視化表示簡化複雜的檢測任務
高解析度，可精確檢測張力包絡
透過 GigE 傳輸線實現高性能整體系統
此方案所用產品
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更多資訊
來自 Gestalt Robotics 的影片說明 E-Check 預備專案的開發進度，並指出可能的缺陷和異常情況。