Automated guided vehicles (AGV) und autonomous mobile robots (AGR) übernehmen zunehmend Aufgaben in Produktion, Logistik und Transport. Sie gewährleisten einen gleichmäßigen Materialfluss, entlasten das Personal und lassen sich flexibel in bestehende Prozesse einbinden. Während klassische AGV-Systeme definierten Fahrwegen folgen, entscheiden sich AGR mit Hilfe von Echtzeit-Sensorfusion und KI-basierter Umfeldinterpretation selbstständig für den effizientesten Pfad.
Um die Entwicklung solcher Systeme zu vereinfachen und gleichzeitig die geforderten Sicherheitsstandards zu erfüllen, stellen Anbieter wie nxp und MicroSys integrierte Hard- und Softwareplattformen bereit. Diese bestehen aus vorvalidierten, skalierbaren Modulen, Betriebssystemen und optionaler Middleware. Die Unterstützung reicht von der Hardwareauswahl über das Design bis hin zur Entwicklung sicherheitsrelevanter Software und Schnittstellenintegration.
Unterschiedliche Systemarchitekturen
Moderne AGV- und AGR-Systeme benötigen für Navigation, Objekterkennung, Routenplanung und Energieverwaltung eine Vielzahl von Sensordaten in Echtzeit. Hierfür kommen spezialisierte Prozessoren, wie etwa die S32G3-Serie von NXP, zum Einsatz, die in den Modulen von Microsys Electronics implementiert sind. Das nur 82 x 50mm kleine Modul Miriac MPX-S32G399A enthält zum Beispiel sämtliche relevanten Ethernet- und CAN-Ports und kann durch einen optionalen Supervisor überwacht werden. So werden zentrale Kommunikations- und Steuerungsfunktionen des Fahrzeugs auf einer Plattform gebündelt.
Über die extern zugänglichen Schnittstellen lassen sich Videokameras, Lidar- und Radarsensoren oder zusätzliche Steuergeräte unkompliziert anbinden. Die Vielzahl an Netzwerkanschlüssen – wie je ein GbE, 1000Base-T1 und 100Mb sowie sechs 100Base-T1 – sorgt für hohe Flexibilität im Anlagenverbund. Die Unterstützung von Zeitsynchronisation über time-sensitive networking (TSN) ermöglicht dabei einen sicheren und deterministischen Datenaustausch. In der Intralogistik ist die Maximierung der Lagerkapazität entscheidend. Kompakte Sensoren spielen dabei eine Schlüsselrolle: Höchste Leistung in kompakter Bauform schafft mehr Platz für die Ware, denn die Technik macht sich klein. ‣ weiterlesen
Intralogistik: Neue Baumer ToF-Sensoren machen sich klein
Neben den physischen Schnittstellen ist die Leistungsfähigkeit der eingesetzten CPUs entscheidend: Die S32G399A-Plattform arbeitet mit acht ARM Cortex-A53 Kernen, unterstützt durch vier Cortex-M7 Dual-Core-Lockstep-Kerne. Sie bieten Funktionen für sicherheitskritische, zeitkritische Anwendungen und können im Lockstep-Modus betrieben werden. Bis zu 4GB LDDR4-Speicher und bis zu 32GB eMMC ermöglichen auch datenintensive Auswertungen. Eine hardwarebasierte Security Engine sorgt für geschützte Systemstarts und sicheren Datenaustausch innerhalb des Fahrzeugs und mit der Leitstelle.
Integration und Softwareunterstützung
Eine nahtlose Integration aller Sensoren und Subsysteme reduziert die Gesamtkosten und Entwicklungsdauer spürbar. Grundlage dafür bildet die Bereitstellung von applikationsfertigen Embedded-Modulen, die für raue Industrieumgebungen spezifiziert sind und dank breitem Temperaturbereich (-40 bis +85°C) einen flexiblen Einsatz ermöglichen. Entwickler können sich so stärker auf die prozessspezifische Applikationslogik konzentrieren. Microsys liefert dazu ein umfassendes Entwicklungskit mit Zubehör, Dokumentation und Tools für eine beschleunigte Inbetriebnahme. Applikationsfertige Linux-Betriebssysteme oder Unterstützung für QNX und Bare-Metal-Entwicklung helfen bei der Umsetzung von markt- und kundenspezifischen Anforderungen. Digitale Souveränität in der Automation: Fraunhofer IOSB-INA entwickelt einen KI-Assistenten für die SPS-Programmierung. ‣ weiterlesen
Automatisierung neu gedacht
Ein modularer Aufbau mit Carrierboard und System-on-Module führt zu geringen Umstellungszeiten bei der Migration auf neue Plattformen. Ein Beispiel ist der Wechsel vom Miriac MPX-S32G274A auf das MPX-S32G399A, der durch identische Bauformen und kompatible Schnittstellen vereinfacht wird. Zusatzmodule wie das Miriac MPX-S32Z2 sind für erweiterte Echtzeitanforderungen kombinierbar. So lassen sich auch KI-Beschleuniger wie der Hailo-8 Prozessor ergänzen, um in Zukunft auch komplexere Umfeldanalysen und Sensorfusion lokal im Fahrzeug durchzuführen.
Embedded-Systeme im Gesamtverbund
Die zunehmende Vernetzung von Fahrzeugen, Anlagen und Leitständen erfordert ein koordiniertes Zusammenspiel unterschiedlichster Hardware und Software. Neben Ethernet, CAN und Automotive-spezifischen Protokollen kommt der Unterstützung industrieller Busse und der Einhaltung branchenspezifischer Normen – etwa IEC61508, EN50155 oder ISO 13849 – eine besondere Rolle zu. Die Designs von Microsys Electronics sind auf langfristige Verfügbarkeit, Robustheit und Skalierbarkeit ausgelegt.
