Tampereen yliopisto

Väitös: Kuvaan perustuvia mittauksia voidaan hyödyntää raskaan kaluston puomeissa

Jaa

Konenäön ja tekoälyn kehitys sekä yleistyminen mahdollistavat liikkuvien työkoneiden lisääntyvän automatisoinnin. DI Petri Mäkinen tutki väitöskirjassaan, miten kuvaan perustuvia mittauksia voidaan hyödyntää liikkuvien työkoneiden robottimaisten puomien ohjauksessa. Puomeja käytetään esimerkiksi kaivosteollisuudessa kallioporaamiseen.

Väitöskirjatutkija Petri Mäkinen.
Väitöskirjatutkija Petri Mäkinen. Kuva: Pauli Mustalahti

Liikkuvat työkoneet ovat tärkeä osa yhteiskuntaa ja suomalaista teollisuutta, ja niitä käytetään erilaisiin työtehtäviin esimerkiksi kaivos-, rakennus-, metsä- ja maataloudessa. Moniin näistä koneista on kiinnitetty yksi tai useampi raskas, pitkän ulottuvuuden robottimainen manipulaattori, jota käytetään erilaisiin työtehtäviin, kuten poraamiseen, nostamiseen ja tarttumiseen.

Perinteisesti työkoneen kuljettaja ohjaa puomia käyttäen omaa näköaistiaan havainnoidakseen ympäristöä ja tekee ohjauspäätökset aivoissa. Vastaavasti älykkäät työkoneet, jotka kykenevät automatisoituihin työtehtäviin ja jopa autonomiaan, tarvitsevat sensoreita ympäristön havainnoimiseen ja tietokoneistettuja algoritmeja päätöksentekoon. Nämä seikat pätevät myös puominohjaukseen, joka raskaan kaluston puomeissa on tällä hetkellä tyypillisesti toteutettu instrumentoimalla jokainen nivel erillisellä anturilla.

Väitöstyössään Petri Mäkinen tutki vaihtoehtoisia mittausmenetelmiä, kuten kamerapohjaista puomin kärjen asennon suoraa mittaamista, jolla esimerkiksi kärjen paikoitustarkkuutta saataisiin parannettua.

– Kokoonpanoautomaatiossa käytettävät teollisuusrobotit ovat jo pitkään hyötyneet kameramittauksista. Vastaavat mittaukset ja metodit työkoneautomaatioon liittyvässä raskaassa robotiikassa ovat haastavia toteuttaa, koska sensorit täytyy saada tarkasti kalibroitua suhteessa robotin ohjausjärjestelmään. Myös työympäristö luo haasteita, koska liikkuvat työkoneet työskentelevät hyvin vaihtelevissa ja vaativissa olosuhteissa, sanoo Mäkinen.

Väitöstutkimuksessaan Mäkinen kehitti raskaan sarjan robottimaisille manipulaattoreille konseptuaalisen sensorijärjestelmän, joka koostuu kahdesta kamerajärjestelmästä. Työkoneiden haastaviin olosuhteisiin hän pyrki vastaamaan sensorifuusiolla sekä algoritmien robustiudella. Lisäksi hän osoitti, että työssä esitetyin keinoin pystyttiin raskaalla puomilla ajamaan alle sentin tarkkuudella haluttuun kohtaan, mikä on yleensä näissä sovelluksissa hyvin haastavaa saavuttaa.

Väitöstutkimus on toteutettu osana Teollisuuden Innovaatioiden Tohtorikoulua (DSII), jossa rahoitukseen on osallistunut Tampereen yliopiston lisäksi Sandvik Mining and Construction Oy.

Väitöstilaisuus perjantaina 8. joulukuuta

Diplomi-insinööri Petri Mäkisen automaatiotekniikan alaan kuuluva väitöskirja Toward Vision-based Control of Heavy-Duty and Long-Reach Robotic Manipulators tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 8.12.2023 kello 12:00 alkaen Hervannan kampuksella Festian salissa Pieni Sali 1 (Korkeakoulunkatu 8, Tampere). Vastaväittäjänä toimii professori Alessandro Saccon Eindhoven University of Technologysta Alankomaista. Kustoksena toimii professori Jouni Mattila Tampereen yliopiston automaatio- ja konetekniikan yksiköstä.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Petri Mäkinen
petri.makinen@tuni.fi

Kuvat

Väitöskirjatutkija Petri Mäkinen.
Väitöskirjatutkija Petri Mäkinen.
Lataa

Linkit

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 22 000 opiskelijaa ja henkilöstöä yli 4 000. Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto

Tutkimuksesta tukea toisen kotona suoritettavan työn turvallisuuteen sote-alalla29.2.2024 15:30:37 EET | Tiedote

Tampereen yliopiston SafeKoti-tutkimushankkeen tulokset tuovat esiin positiivisesti työn turvallisuuteen vaikuttavia tekijöitä. Tuloksissa korostuvat asiakkaasta saatava tieto, tiedonkulku eri hoitavien tahojen kesken, työtehtävien selkeys, vertaistuki ja suora kontakti esihenkilöön sekä työnjako, jossa huomioidaan muun muassa siirtymiin varattava aika ja allokoidaan riittävä aika asiakasta kohden. Suurimpia kokonaisuuksia olivat työn organisointiin ja kotiin työympäristönä liittyvät asiat.

Väitös: Hammasperäiset bakteerit voivat vaikuttaa aivoinfarktin syntyyn29.2.2024 08:15:00 EET | Tiedote

Aivoinfarkti sekä muut sydän- ja verisuonitaudit ovat maailman johtavia kuolinsyitä. Perinteisten riskitekijöiden lisäksi infektiosairauksilla näyttäisi olevan oma osuutensa näiden sairauksien taustalla, joskin tarkka mekanismi on jäänyt epäselväksi. Väitöskirjatutkimuksessaan lääketieteen lisensiaatti Olli Patrakka selvitti hammasperäisten bakteerien osuutta aivoinfarktin synnyssä.

Väitös: Muokattavat noroviruksen kaltaiset partikkelit voivat auttaa kehittämään tulevaisuuden rokotteita esimerkiksi syöpää vastaan28.2.2024 08:20:00 EET | Tiedote

Koronaviruspandemia osoitti, kuinka mullistavia vaikutuksia virustaudeilla ja toisaalta niitä vastaan kehitettävillä uusilla rokoteteknologioilla voi olla koko ihmiskunnalle. Väitöskirjatutkimuksessaan FM Vili Lampinen kehitti noroviruksen kaltaiseen partikkeliin perustuvan työkalun, joka voi toimia pohjana uusien rokotekandidaattien kehittämiselle seuraavassa vastaavassa pandemiassa. Se voi myös tuoda rokotteet ratkaisuksi olemassa oleviin ongelmiin, kuten syöpään.

Antti Luoto: Tehokas tietotekninen arkkitehtuuri tukee 360-asteen videokatsojista kerättävien lokien hyödyntämistä27.2.2024 11:34:46 EET | Tiedote

360-asteen videoiden yleistymisen myötä on alan teollisuudessa ja tutkimuksessa kasvanut kiinnostus siihen, miten ihmiset näitä videoita katsoessaan toimivat. Katsojien toiminnasta kerätyn lokitiedon ja sen analysoinnin avulla voidaan esimerkiksi kehittää parempia 360-asteen videoita hyödyntäviä sovelluksia sekä keventää videoiden aiheuttamaa tietoverkkojen kuormitusta. Väitöskirjassaan diplomi-insinööri Antti Luoto tutkii, mitä tarkoittaa 360-asteen videoiden katsojien lokittaminen, miksi sitä tehdään ja miten sitä voidaan tehdä tehokkaasti.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme
HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye