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.
Kuva: Pauli Mustalahti
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

Ympäristön mikrobiomin köyhtyminen voi altistaa immuunivälitteisille sairauksille – Vain pieni tippa verta saattaa paljastaa sairastumisen riskin8.5.2025 09:50:00 EEST | Tiedote

Ympäristöllä on merkittävä vaikutus terveyteemme – sanotaan, että jopa suurempi kuin perimällä. Mutta mitkä tekijät tarkalleen ottaen vaikuttavat sairastumisen riskiin? Entä voidaanko yhdestä pienestä veripisarasta selvittää, mille kaikille olemme elämämme aikana altistuneet? Näihin kysymyksiin etsittiin vastauksia uraauurtavassa HEDIMED-projektissa.

Väitös: Jos työtulojen progressiivisen verotuksen halutaan toteutuvan kunnolla, on lainsäädäntöä korjattava5.5.2025 10:14:24 EEST | Tiedote

Suomen tuloverojärjestelmässä tulon verokohteluun vaikuttaa olennaisesti se, kuka on tulon saaja. Kauppatieteiden maisteri Anette Ala-Lahti tutki väitöskirjassaan tulon kohdistamisperiaatteita, jotka ratkaisevat esimerkiksi, verotetaanko tulosta osakeyhtiötä vai luonnollista henkilöä. Tutkimuksessa havaitaan muun muassa, ettei työtulon kohdistamisperiaatteiden ja työtulon verokohtelun yhteyttä ole riittävästi huomioitu nykyisessä lainsäädännössä.

Väitös: Potilaan puhe on haastavaa lääkärille, joka käyttää suomea toisena kielenä5.5.2025 08:48:57 EEST | Tiedote

Suomessa työskentelee kasvava joukko lääkäreitä, joille suomi ei ole äidinkieli. Millaisia kielellisiä haasteita he kohtaavat työssään? Muun muassa tähän kysymykseen paneutuu FM Taina Pitkänen väitöstutkimuksessaan, joka kartoittaa lääkärin ja potilaan välisiä ymmärtämisongelmia ja tekee niiden perusteella päätelmiä potilastyöhön riittävästä kielitaidosta. Tutkimus nostaa esiin puheen ymmärtämisen yhteyden yhtäältä potilasturvallisuuteen ja toisaalta lääkärin ammatti-identiteettiin.

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
World GlobeA line styled icon from Orion Icon Library.HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye