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人机工效
多特蒙德工业大学

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随着电子商务的深度普及,改变的不只是人们的消费习惯,还有制造业和物流业的发展方式。每个业内人士都在寻找着“成本低-效益高-可持续” 的方式,实现越来越小的发货量和更短的交货期。


德国多特蒙德工业大学(Technische Universität Dortmund)借助VICON红外运动捕捉和虚拟现实解决方案,通过创新方式模拟了无人机/机器人与仓库环境的人机交互。研究中心配置了30台Vero和10台Vantage红外运动捕捉镜头,并使用Nexus和Tracker软件,对捕捉数据进行分析,采集空间为22x10x6米。


该团队的研究重点是:物流和制造环境中的人类活动识别和工效学应用。目前,他们进行的研究项目主要包括以下三方面

1.人机交互应用

研究通过追踪无人机来分析人与机器之间的相互作用,进而优化无人机控制。而识别并规避障碍物,则是研究的重中之重!

比如,那些突然出现,并且行动迅速的不速之客。举个栗子:当一名仓库人员快速经过一群(12架)自主飞行的无人机时,听不见、看不到、没有生命力的无人机却能瞬间做出反应,不仅不会撞上他,还会与其保持在规定的最小距离!这是怎么做到的呢?VICON系统具有处理大量数据、快速响应和极低的延迟时间,红外相机的采样频率可达每秒300帧,也就是每隔0.0033秒(3.3毫秒)就对被测物体定位一次。 3.3毫秒一次,是多快呢?参考我们常说的“一眨眼的功夫”,眨眼一次大约用时100毫秒。VICON系统捕捉获得的被测物体的空间位置数据信息,会实时用于在仓库环境中安全使用无人机或机器人,并检查无人机传感器是否正常工作,以改进位置放置并促进决策过程。

他们还应用机器学习技术,使无人机实现:搬运箱子、拣选订单和将货物从一个点传送到另一个点的活动任务。这让开发安全协议和创造灵活性成为可能!可以说,在不远的未来,无人机不需要固定的基础设施来导航环境。


2.提高工效学的活动识别

团队开发了一种算法,识别IMU传感器中的身体活动数据。为了验证算法,他们将VICON运动捕捉系统获得的Plug-in Gait模型与来自Vue摄像头的视频数据同步,实现了可视化捕捉和完美标记了手动仓库任务,已证实该算法可以应用到IMU数据。

另外,使用VICON的Nexus和Tracker数据采集软件,还能获得劳动者的四肢关节角度,有助于确定更有效的工作方式,改进工作站布置,避免出现重复性伤害,为工作场所的人体工效学研究提供信息。目前,测试记录的动作有:所有搬运货物的方式、推推车和订单拣选。采集的数据不仅能优化上述动作、提高仓库的运行效率,还有助于研发符合人机工效学的工具设备,以及应用在其他人机交互领域。


3.虚拟仓库——利用虚拟现实技术

团队借助了Unity engine、VICON运动捕捉系统和激光投影设备,在很小的空间内虚拟了与仓库相同的环境,并准确地捕获了数据用于实际应用。