TY - CHAP A1 - Alhwarin, Faraj A1 - Ferrein, Alexander A1 - Gebhardt, Andreas A1 - Kallweit, Stephan A1 - Scholl, Ingrid A1 - Tedjasukmana, Osmond Sanjaya T1 - Improving additive manufacturing by image processing and robotic milling T2 - 2015 IEEE International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), Aug 24-28, 2015 Gothenburg, Sweden Y1 - 2015 U6 - http://dx.doi.org/10.1109/CoASE.2015.7294217 SP - 924 EP - 929 ER - TY - CHAP A1 - Bagheri, Mohsen A1 - Schleupen, Josef A1 - Dahmann, Peter A1 - Kallweit, Stephan T1 - Kletternde Wartungsplattform für die wetterunabhängige Instandhaltung von Rotorblättern an Windenergieanlagen - SMART T2 - AKIDA 2016 Aachener Kolloquium für Instandhaltung, Diagnose und Anlagenüberwachung (AKIDA) am 15. und 16.11.2016, Technologiezentrum Aachen N2 - In Deutschland liegt der Anteil der Windkraft an der Gesamtstromerzeugung bei 13,3% mit mehr als 25.000 installierten Windenergieanlagen (WEA). Weltweit erfährt die Windbranche ein rasantes Wachstum. Indien und China berichten eine jährliche Wachstumsrate an Neuinstallationen von 45%. Die Technologie zur Erzeugung elektrischer Energie aus Windkraft ist noch vergleichsweise jung. Durch die weltweit steigende Anzahl an Windenergieanlagen wächst zunehmend der Bedarf an innovativen Wartungslösungen. Komponenten wie Generator oder Getriebe sind inzwischen weitestgehend ausgereift. Der Fokus richtet sich zunehmend auf die wesentliche Kernkomponente - die Rotorblätter. Industriekletterer inspizieren die Rotorblätter oder Türme i.d.R. in einem zwei Jahres Rhythmus. Sie werden zunehmend durch Seilarbeitsbühnen unterstützt. Für größere Reparaturen kommen Kräne zum Einsatz, mit denen das Rotorblatt für die Instandhaltung demontiert wird. Die Standardinspektion besteht aus Sicht- und Klopfprüfung der Rotorblattoberfläche und ist nur bei sehr ruhiger Wetterlage durchführbar. Seit September 2014 wird das Forschungsprojekt SMART (Scanning, Monitoring, Analysis, Repair and Transportation), Entwicklung einer Wartungsplattform für WEA, vom BMWi gefördert. Das Konsortium besteht aus zwei Firmen und der Fachhochschule Aachen. Die SMART-Anlage klettert reibschlüssig am Turm der WEA mittels speziellen Kettenfahrwerken (Abbildung) auf- und abwärts. Ein ringförmiges Spannsystems, basierend auf dem Konzept der „Nürnberger“-Schere, erzeugt die erforderliche Anpresskraft für den Kletterprozess. Wettergeschützte Arbeitskabinen ermöglichen die ganzjährige Instandhaltung von Rotorblättern und ebenso Türmen. Dadurch können Wartungsarbeiten auf 24 Stunden am Tag ausgeweitet werden. Der kombinierte Einsatz (Sensorfusion) bildgebender Messtechnik wie Thermografie, Ultraschall, und Terahertz in der Arbeitskabine kann die Dokumentation, Effizienz und Qualität der Instandhaltungsarbeiten erheblich verbessern. Langfristiges Ziel von SMART ist ein Condition Monitoring für Rotorblätter und Türme auf Basis digitalisierter dreidimensionaler Volumenscans. Der kooperative Einsatz mit UAVs erweitert die Instandhaltungsstrategie. UAVs ermöglichen die schnelle, kostengünstige globale optische Inspektion von Rotorblattoberflächen zur Detektion potentieller Fehlstellen. Der „Proof-of-Concept“ Meilenstein wurde mit der Demonstration eines funktionsfähigen Modells im Dezember 2015 erfolgreich abgeschlossen. Y1 - 2016 ER - TY - JOUR A1 - Dues, M. A1 - Gebhardt, Andreas A1 - Kallweit, Stephan A1 - Scheffler, T. A1 - Siekmann, H. A1 - Uchiyama, T. T1 - Flow Visualization in a Cavitating Flow JF - Proceedings of the German-Japanese Symposium on Multi-Phase Flow : Karlsruhe, Germany, August 23 - 25, 1994 / comp. by U. Müller ... Y1 - 1994 N1 - German Japanese Symposium on Multi-Phase Flow <1994, Karlsruhe> ; Kernforschungszentrum Karlsruhe ; 5389 SP - 391 EP - 402 PB - Kernforschungszentrum Karlsruhe CY - Karlsruhe ER - TY - CHAP A1 - Engemann, Heiko A1 - Badri, Sriram A1 - Wenning, Marius A1 - Kallweit, Stephan T1 - Implementation of an Autonomous Tool Trolley in a Production Line T2 - Advances in Service and Industrial Robotics. RAAD 2019. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 980 Y1 - 2019 SN - 978-3-030-19648-6 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-19648-6_14 SP - 117 EP - 125 PB - Springer CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Engemann, Heiko A1 - Cönen, Patrick A1 - Dawar, Harshal A1 - Du, Shengzhi A1 - Kallweit, Stephan T1 - A robot-assisted large-scale inspection of wind turbine blades in manufacturing using an autonomous mobile manipulator JF - Applied Sciences N2 - Wind energy represents the dominant share of renewable energies. The rotor blades of a wind turbine are typically made from composite material, which withstands high forces during rotation. The huge dimensions of the rotor blades complicate the inspection processes in manufacturing. The automation of inspection processes has a great potential to increase the overall productivity and to create a consistent reliable database for each individual rotor blade. The focus of this paper is set on the process of rotor blade inspection automation by utilizing an autonomous mobile manipulator. The main innovations include a novel path planning strategy for zone-based navigation, which enables an intuitive right-hand or left-hand driving behavior in a shared human–robot workspace. In addition, we introduce a new method for surface orthogonal motion planning in connection with large-scale structures. An overall execution strategy controls the navigation and manipulation processes of the long-running inspection task. The implemented concepts are evaluated in simulation and applied in a real-use case including the tip of a rotor blade form. KW - mobile manipulation KW - large-scale inspection KW - wind turbine production KW - autonomous navigation KW - surface-orthogonal path planning Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.3390/app11199271 SN - 2076-3417 N1 - Belongs to the Special Issue "Advances in Industrial Robotics and Intelligent Systems" VL - 11 IS - 19 SP - 1 EP - 22 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Engemann, Heiko A1 - Du, Shengzhi A1 - Kallweit, Stephan A1 - Cönen, Patrick A1 - Dawar, Harshal T1 - OMNIVIL - an autonomous mobile manipulator for flexible production JF - Sensors Y1 - 2020 SN - 1424-8220 U6 - http://dx.doi.org/10.3390/s20247249 N1 - Special issue: Sensor Networks Applications in Robotics and Mobile Systems VL - 20 IS - 24, art. no. 7249 SP - 1 EP - 30 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Engemann, Heiko A1 - Du, Shengzhi A1 - Kallweit, Stephan A1 - Ning, Chuanfang A1 - Anwar, Saqib T1 - AutoSynPose: Automatic Generation of Synthetic Datasets for 6D Object Pose Estimation T2 - Machine Learning and Artificial Intelligence. Proceedings of MLIS 2020 N2 - We present an automated pipeline for the generation of synthetic datasets for six-dimension (6D) object pose estimation. Therefore, a completely automated generation process based on predefined settings is developed, which enables the user to create large datasets with a minimum of interaction and which is feasible for applications with a high object variance. The pipeline is based on the Unreal 4 (UE4) game engine and provides a high variation for domain randomization, such as object appearance, ambient lighting, camera-object transformation and distractor density. In addition to the object pose and bounding box, the metadata includes all randomization parameters, which enables further studies on randomization parameter tuning. The developed workflow is adaptable to other 3D objects and UE4 environments. An exemplary dataset is provided including five objects of the Yale-CMU-Berkeley (YCB) object set. The datasets consist of 6 million subsegments using 97 rendering locations in 12 different UE4 environments. Each dataset subsegment includes one RGB image, one depth image and one class segmentation image at pixel-level. Y1 - 2020 SN - 978-1-64368-137-5 U6 - http://dx.doi.org/10.3233/FAIA200770 N1 - Frontiers in Artificial Intelligence and Applications. Vol 332 SP - 89 EP - 97 PB - IOS Press CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Engemann, Heiko A1 - Wiesen, Patrick A1 - Kallweit, Stephan A1 - Deshpande, Harshavardhan A1 - Schleupen, Josef T1 - Autonomous mobile manipulation using ROS T2 - Advances in Service and Industrial Robotics Y1 - 2018 SN - 978-3-319-61276-8 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-61276-8_43 N1 - International Conference on Robotics in Alpe-Adria Danube Region RAAD 2017; Mechanisms and Machince Science book series, Vol 49. SP - 389 EP - 401 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Ferrein, Alexander A1 - Kallweit, Stephan A1 - Lautermann, Mark T1 - Towards an autonomous pilot system for a tunnel boring machine T2 - 5th Robotics and Mechatronics Conference of South Africa (ROBMECH) : 26 - 27 November 2012 ; CSIR International Conference Centre Gauteng South Africa Y1 - 2012 SN - 978-1-4673-5183-6 N1 - Robotics and Mechatronics Conference of South Africa <5, 2012, Johannesburg> ; ROBOMECH <5, 2012, Johannesburg> PB - IEEE CY - Piscataway, NJ ER - TY - CHAP A1 - Ferrein, Alexander A1 - Kallweit, Stephan A1 - Scholl, Ingrid A1 - Reichert, Walter T1 - Learning to Program Mobile Robots in the ROS Summer School Series T2 - Proceedings 6th International Conference on Robotics in Education (RiE 15) N2 - The main objective of our ROS Summer School series is to introduce MA level students to program mobile robots with the Robot Operating System (ROS). ROS is a robot middleware that is used my many research institutions world-wide. Therefore, many state-of-the-art algorithms of mobile robotics are available in ROS and can be deployed very easily. As a basic robot platform we deploy a 1/10 RC cart that is wquipped with an Arduino micro-controller to control the servo motors, and an embedded PC that runs ROS. In two weeks, participants get to learn the basics of mobile robotics hands-on. We describe our teaching concepts and our curriculum and report on the learning success of our students. Y1 - 2015 ER -