Toposens launcht den weltweit ersten kommerziellen 3D-Ultraschall-Sensor zur Kollisionsvermeidung
Der Toposens 3D-Ultraschall-Echolokationssensor ECHO ONE® und die Toposens PROCESSING UNIT mit hochentwickelten Filtern für die 3D-Kollisionsvermeidung sind jetzt verfügbar, nachdem sie eine Vielzahl an kommerziellen Tests in realen Industrieszenarien mit namhaften Robotics-Unternehmen durchlaufen haben. Diese Art der "Co-Entwicklung" eines High-Tech-Produkts zusammen mit führenden Technologieunternehmen gewährleistet ein Höchstmaß an Leistung für den Serieneinsatz.
Das Undetektierbare detektieren
Angesichts des Booms der autonomen Fahrzeugindustrie und des exponentiellen Wachstums mobiler Roboter, wie automatisierter Gabelstapler, AGVs und AMRs, steht die Sicherheit von Mensch und Maschine im Vordergrund der Produktionsbemühungen. Der Markt hat erkannt, dass 3D-Kollisionsvermeidung eine Notwendigkeit ist, da die obligatorischen 2D-Sicherheits-LiDARs nur eine zweidimensionale Datenausgabe liefern können, die nicht den höchsten Sicherheitsanforderungen entspricht.
Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften sind andere 3D-Sensorsysteme wie LiDAR oder Kamera in ihren Wahrnehmungsfähigkeiten eingeschränkt, wenn beispielsweise die optischen Bedingungen in ihrer Umgebung ungünstig sind oder sich Objekte wie Gabelstaplerzinken in Bodennähe befinden. Infolgedessen können sie Objekte nicht gut genug erkennen, was sie zu einer unzuverlässigen und unzureichenden Lösung zur 3D Kollisionsvermeidung macht. Tatsächlich war Sichtbehinderung die Hauptursache für Industrieunfälle im Jahr 2022, und die damit verbundenen Kosten sollen bis 2025 in über 50.000 mit mobilen Robotern ausgestatteten Fabriken auf über 2,5 Mrd. $ belaufen. Außerdem liefert der herkömmliche, eindimensionale Ultraschallsensor nicht die erforderlichen Daten für eine zuverlässige 3D-Kollisionsvermeidung, da er nur einfache Entfernungsdaten (= Time-of-Flight) messen kann, verglichen mit der 3D-Punktwolke, die das Toposens 3D Kollisionsvermeidungssystem erzeugen kann.
Die Sicherheit von Robotern neu definieren
Um diese Mängel zu kompensieren und dem Markt eine 3D-Kollisionsvermeidung zu bieten, die den Bedarf an gesteigerter Sicherheit deckt, hat Toposens in den letzten Jahren an der Entwicklung einer kommerziellen Version seines 3D-Ultraschall-Echolokationssensors gearbeitet.
Basierend auf dem Prinzip der Echoortung von Fledermäusen kompensiert Toposens ECHO ONE® die Nachteile optischer Sensoren durch schallbasierte Triangulation in Kombination mit einer hochentwickelten Software zur Rauschfilterung. Dies wiederum liefert robuste 3D-Daten in Echtzeit für jedes Hindernis, das innerhalb der induvuduell anpassbaren Warn- und Stoppzonen erkannt wird. Darüber hinaus können die Zonen so eingestellt werden, dass sie einem mobilen Roboter, der eine Links- oder Rechtskurve fährt, dynamisch folgen und sich an die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anpassen.
Der Sensor sendet die gemessenen Daten (von drei Mikrofonen aufgenommenen Echos) in einem 3D-Punktwolkenformat an die Toposens PROCESSING UNIT, die mit einer 3D-Kollisionsvermeidungssoftware ausgestattet ist, welche sehr einfach zu konfigurieren ist.
Je nachdem, welche 3D-Zonenverletzungen erkannt werden, löst die Toposens PROCESSING UNIT entweder einen "slow down"- oder einen Stoppbefehl an die SPS des mobilen Roboters aus. Werden keine Zonenverletzungen festgestellt, fährt der mobile Roboter weiter.
Bat vision versus bad vision
"Da wir in der Lage sind, unabhängig von den Umgebungsbedingungen mehrere schwer erkennbare Hindernisse zuverlässig und in Echtzeit zu erkennen, können wir unseren Kunden eine höhere Robotersicherheit bieten. Unsere Technologie behebt die Messungenauigkeit optischer Sensoren, wie z. B. LiDARs, die bei ungünstigen Lichtverhältnissen oder Oberflächenbeschaffungen, wie zum Beispiel transparenten oder spiegelnden Objektoberflächen und bodennahen Objekten wie Gabelstaplerzinken Schwierigkeiten in der Erfassung haben. Die Datenausgabe in 3D, d.h. in x-, y- und z-Koordinaten, garantiert ein Höchstmaß an zuverlässiger 3D-Kollisionsvermeidung", sagt Tobias Bahnemann, CEO und Mitbegründer von Toposens und fährt fort:
"Im Vorfeld der Produktion haben wir unseren Toposens ECHO ONE® fast zwei Jahre lang gemeinsam mit namhaften Unternehmen in Pilotprojekten und realen Szenarien entwickelt und getestet. So können wir nun unseren Kunden ein hochmodernes Robotersicherheitssystem der nächsten Generation anbieten. Da bestehende Sensorlösungen keine 3D-Kollisionsvermeidung bieten, können wirtschaftliche Einbüßungen, bedingt durch beschädigte Waren oder sogar teure Produktionsstopps infolge unerkannter Hindernisse, den ROI eines mobilen Robotersystems erheblich beeinträchtigen. Dies verdeutlicht die Notwendigkeit, dass mobile Roboter ihre Umgebung mit einer anderen Art von Sicht-Technologie "sehen" – wir nennen es "BAT VISION" und freuen uns, nun die Serienproduktion zu starten."
Toposens nimmt ab sofort Bestellungen für die erste kommerzielle Version seiner 3D-Ultraschall-Kollisionsvermeidungstechnologie entgegen.
Wenn Sie eine Bestellung aufgeben oder eine Anfrage senden möchten, kontaktieren Sie uns über unsere Website oder via E-Mail an info@toposens.com.
Toposens is the first company in the world to commercialize 3D ultrasonic sensors for 3D collision avoidance, having developed an innovative 3D ultrasound sensor vision technology. Toposens sensors generate precise 3D data points at close range, enhancing and supporting emerging technologies, such as autonomous driving, robotics, or smart buildings, in a wide range of applications. The sensors are based on the principle of bionic, mimicking the echolocation techniques of a bat to help autonomous systems perceive their environment. Existing sensor technologies can be negatively impacted by light conditions, reflections, and weather, and deliver mainly 1D or 2D date output, which is insufficient for adequate collision avoidance. In contrast, Toposens sensors use echolocation to generate real-time 3D point clouds to guide autonomous systems across a variety of applications, even in the most difficult environments, delivering a significant cost advantage while providing next-level robotic machine safety.
Ranging from intelligent robots to self-driving cars, the innovative technology provided by Toposens provides perception capabilities to multiple domains, making them smarter and safer with every product iteration. Clients of Toposens include some of the world’s leading companies in robotics and automotive. The start-up was founded in 2015 and is headquartered in Munich, Germany with an additional office in Sunnyvale, California.
MEYSENS GmbH
Lyonel-Feininger-Str. 28
80807 München
Telefon: +49 (89) 23751540
http://www.toposens.com/
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Launch des Toposens Ultrasonic Echolocation Sensor für 3D Kollisionsvermeidung
Im Gegensatz zu bestehenden Sensortechnologien, die durch Lichtverhältnisse oder Feuchtigkeit (z. B. Nebel) negativ beeinflusst werden können, nutzt Toposens‘ ECHO ONE DK die Echoortung, um robuste 3D-Echoortungsdaten in Echtzeit zu erzeugen, die autonome Systeme in einer Vielzahl von Anwendungen steuern. Die Leistung dieses 3D-Ultraschallsensors ist besonders robust in rauen Umgebungen (mit der Schutzart IP67), da er schmutzunempfindlich ist und von Staub, Rauch und Nebel nicht beeinträchtigt wird.
Das Unternehmen, das auch eine Niederlassung im Silicon Valley eröffnet hat, verfolgt mit seinem neuen ECHO ONE DK ein einfaches Ziel: Robotersicherheit auf höchstem Niveau. Der ECHO ONE DK bietet Lösungen für die Unzulänglichkeiten bestehender, typischerweise optischer Entfernungsmessungstechnologien durch erstklassige 3D-Objekterkennung (z. B. die Erkennung von Gabelstaplerzinken im 3D-Raum) und ist damit die perfekte Technologie für die Entwicklung einer zuverlässigen 3D-Kollisionsvermeidung.
Dank der beispiellosen und unübertroffenen 3D Ultrasonic Erkennungsfähigkeiten können Kunden die Effizienz und Sicherheit von fahrerlosen Transportsystemen (FTS) und anderen Robotersystemen erhöhen. Der ECHO ONE DK bietet eine 3D-Multi-Objekt-Erkennung von komplexen und transparenten Objekten im Ultranahbereich von 20 cm bis zu 3 m. Er bietet ein ultraweites Sichtfeld von bis zu 180° im Ultranahbereich und bis zu 110° bei 3m. Der niedrige Stromverbrauch von 2,2 W sorgt für eine längere Betriebszeit des Roboters, und er ist vollständig nach CE, FCC und IP67 zertifiziert. Für eine einfache Integration wird der Sensor mit einer CAN- und USB-Schnittstelle und den folgenden Softwarepaketen geliefert: Toposens Sensor Library (C++-Library), ROS Implementation Package, Cross-Plattform Toposens 3D Visualizer.
Um den höchstmöglichen Standard aller in das Sensor-Ökosystem integrierten Hardware- und Software-Komponenten zu gewährleisten, arbeitet Toposens mit namhaften High-Tech-Unternehmen wie Infineon, Murata und Nvidia zusammen, die hochwertigen Komponenten wie die XENSIVTM MEMS-Mikrofone, passive Komponenten und Post-Processing- Berechnungsplattformen liefern.
"Unsere größte Besonderheit ist unsere innovative Kombination aus einzigartiger Hardwarekonfiguration und Softwarepaketen, die auf patentierten 3D- und Time-of-Flight- Algorithmen und Rauschfilterung basieren und somit Ultraschallechodaten in zuverlässige 3DDaten umwandeln", sagt Tobias Bahnemann, CEO und Mitbegründer von Toposens, und fügt hinzu: "Mit unserer Sensorlösung können die hohen Kosten von Betriebsunfällen reduziert, die Sicherheit in Produktionsumgebungen verbessert und letztlich der ROI von FTS-Anwendungen erhöht werden."
Derzeit gibt es keine ausreichende Lösung für die Herausforderungen einer zuverlässigen Umgebungswahrnehmung bei Entfernungsmesssensoren, insbesondere im 3D-Ultranahbereich, die Roboter vor Kollisionen mit Objekten im 3D-Raum schützt. In der Logistik gelten AGVs als sicherer und zuverlässiger als traditionelle Transportmethoden. Dennoch sind sie immer noch anfällig für Navigationsprobleme wie Deadlocks und Kollisionen (z. B. wenn Gabelstaplerzinken nicht genau erkannt werden), was zu hohen Reparaturkosten und beschädigten FTS, beschädigter Ladung, Produktionsausfällen und im schlimmsten Fall zu Personenschäden führen kann.
Während für den FTS-Markt ein Wachstum von 50 % CAGR erwartet wird, belaufen sich die durch FTS verursachten Unfälle auf mehr als 100.000 USD pro Jahr und Fabrik. Daher besteht ein berechtigter Bedarf an fortschrittlichen, sensorbasierten Sicherheitsfunktionen, um diese kostspieligen Kollisionen zu verhindern und die Automatisierungseffizienz durch die Minimierung von Fehlalarmen und Deadlocks zu erhöhen.
"Unser 3D-Ultraschallsensor ist die Antwort auf dieses Problem, da er seine Umgebung präzise wahrnimmt und unfallverursachende Objekte wie Gabelstaplerzinken und selbst kleinste Gegenstände, die sich im Weg eines FTS befinden, zuverlässig erkennt und dabei robuste, lichttolerante Daten liefert. Um die Zahl der Unfälle auf null zu reduzieren, steigt der Bedarf an Sicherheitssensoren aller Art. Insbesondere für den Bereich der 3D-Wahrnehmung, der von den üblicherweise verwendeten 2D-Sicherheits-LiDARs nicht abgedeckt wird. Die von Toposens eigens erstellten 3D-Kollisionsvermeidungsfunktionen für zusätzliche Maschinensicherheit machen den Sensor zu einer kosteneffektiven, zuverlässigen und effizienten Lösung, die Ihrem FTS oder ähnlichen Robotorsystem helfen wird, Kollisionen mit allen Arten von Hindernissen zu vermeiden, selbst in den rauesten Umgebungen, wie die IP67-Einstufung beweist", erklärt Alexander Rudoy, Mitbegründer und CTO der Toposens GmbH.
Wenn Sie den ECHO ONE DK bestellen möchten oder weitere Fragen haben, besuchen Sie die Website des Unternehmens unter https://toposens.com/contact/ oder senden Sie eine E-Mail über info@toposens.com.
Die Toposens GmbH wurde 2015 in München gegründet und besteht aus Experten für Embedded Systems, Hardwareentwicklung, 3D-Sensorik, digitale Signalverarbeitung und maschinelles Sehen. Gemeinsam haben sie erfolgreich den weltweit ersten 3D-Ultraschallsensor entwickelt, der auf dem Prinzip der Bionik basiert und die Echoortungstechnik einer Fledermaus nachahmt, um robuste, kostengünstige und präzise 3D-Datenpunkte im Nahbereich zu liefern. Im Gegensatz zu bestehenden Sensortechnologien, die durch Lichtverhältnisse, Reflexionen und Witterungseinflüsse beeinträchtigt werden können, hat Toposens ein System entwickelt, das 3DDaten in Echtzeit kartiert und eine Objekterkennungssoftware einsetzt, um autonome Systeme wie z. B. AGVs selbst in den schwierigsten Umgebungen zu steuern. Zu den Kunden von Toposens gehören einige der weltweit führenden Unternehmen in der Robotik und Automobilindustrie. Das Unternehmen hat seinen Sitz in München, Deutschland, mit einer Niederlassung in Sunnyvale, Kalifornien.
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Toposens, das Unternehmen hinter der weltweit ersten 3D-Ultraschalltechnologie für Industrie, Automobil und Robotik, hat eine neue Finanzierungsrunde abgeschlossen
Das Investment will das Startup dazu verwenden, um die Sensortechnologie und -software zu verbessern, Partnerschaften aufzubauen und neue Anwendungsfälle auf Basis der Technologie zu evaluieren.
Toposens ist eine der ersten Investitionen für In-Q-Tel [IQT] in Deutschland. IQT ist ein gemeinnütziger strategischer Investor, der Spitzentechnologien zum Schutz und zur Wahrung der nationalen Sicherheit für die USA und ihrer Verbündeten bereitstellt.
„Wir sind stolz, unsere neuen Investoren, In-Q-Tel [IQT], einen der renommiertesten VCs im Bereich Deep-Tech und Basinghall Partners, einen VC mit einem starken Branchennetzwerk und -Wissen, begrüßen zu dürfen. Das sind großartige Partner, um unser Unternehmen und unsere Technologie voranzutreiben, an neuen Projekten zu arbeiten und strategische Partnerschaften weiterzuentwickeln. Insbesondere freut es uns, dass unser bestehender Partner ALPANA Ventures weiterhin an unsere Vision glaubt und diese unterstützt. “, sagt Tobias Bahnemann, CEO von Toposens.
Toposens ist das erste Unternehmen, das einen Ultraschallsensor mit 3D-Funktion für den Automobil-, Robotik- und Industrie-Bereich entwickelt hat. Dabei kann die Technologie zusätzlich zur Entfernungsberechnung zu einem Objekt, ähnlich eines herkömmlichen Ultraschallsensors, auch zur Berechnung der horizontalen und vertikalen Position mehrerer Objekte relativ zum Sensor selbst verwendet werden. Anschließend werden diese Objekte im dreidimensionalen Raum verortet – ähnlich dem Prinzip, welches die Fledermaus zur Umgebungserkennung nutzt.
Das Startup arbeitet dabei mit bekannten Partnern wie Infineon und Murata zusammen und hat die Technologie in der Zwischenzeit in verschiedensten Automobil-, Robotik- und Industrieprojekten zusammen mit Kunden wie BMW, Continental und Daimler implementiert und erfolgreich getestet. Toposens konzentriert sich nun auf die Industrialisierung für den Massenmarkt und die Entwicklung weiterer skalierbarer Anwendungsfälle. Das Unternehmen hat hierzu bereits eine industrialisierte Evaluierungsversion seiner Ultraschallsensoren entwickelt und an zahlreiche Kunden weltweit in verschiedenen Branchen verkauft. Das somit bestätigte Interesse des Marktes an neuartigen Methoden der 3D-Wahrnehmung im Nahbereich soll nun weiter ausgebaut werden.
Ende 2019 erweiterte das Unternehmen sein Portfolio um ein neues 3D-Ultraschall-Tracking-System auf Beacon-Basis. Das neue System liefert X-, Y- und Z-Koordinaten mit einem einzigen Sender- und Empfängerpaar.
„Toposens verfügt über eine einzigartige, in Deutschland entwickelte Technologie für verschiedene Branchen und Anwendungsfälle. Diese Art von Sensoren wird die Zukunft intelligenter und autonomer Fahrzeuge, Roboter und IoT-Geräte befeuern “, sagte Alexander Fries von ALPANA Ventures.
Das Hardware- und Softwareangebot von Toposens ist sehr vielseitig und kann auf eine Vielzahl von Industriebereichen angewendet werden. Basinghall, einer der neuen Investoren, ist ebenfalls begeistert von der Vielzahl der Anwendungsfälle, die mit der fortschrittlichen Ultraschalltechnologie gelöst werden können.
„Wir finden es großartig, zu diesem spannenden Punkt Investmentpartner bei Toposens zu werden. Das Team hat eine erstklassige Technologie entwickelt und wir freuen uns darauf, unsere Erfahrung und unser Netzwerk einzubringen, zusätzlichen Wert zu schaffen und die einzigartige Technologie unseren Industriepartnern zugänglich zu machen.“, sagt Andrew Irvine, Gründungspartner von Basinghall Partners.
Über In-Q-Tel [IQT]
IQT ist der gemeinnützige strategische Investor, der die Entwicklung und Bereitstellung von Spitzentechnologien für nationale US-Sicherheitsbehörden beschleunigt. Die Arbeit von IQT schließt die Lücke zwischen den herausfordernden Technologiebedürfnissen der Regierungspartner, den sich schnell ändernden Innovationen der Startup-Welt und der Venture-Community, die diese Startups finanziert.
Über Basinghall-Partner
Basinghall Partners ist ein europäischer Risikofonds, der in junge Unternehmen mit großartigen Teams und wegweisenden Technologien investiert. Basinghall Partners konzentriert sich auf europäische Technologieunternehmen mit einem starken Branchenfokus, der die Trends und Bedürfnisse traditioneller Industrien berücksichtigt.
Über ALPANA Ventures
ALPANA Ventures bietet Risikokapital für Unternehmen in einer frühen Phase, hauptsächlich für Schweizer und europäische Technologie-Startups. Unser einzigartiges Investitionsmodell besteht darin, Unternehmen mit dem Silicon Valley und Asien zu verbinden und gleichzeitig den Marktzugang und die Unterstützung bei der Lösung von Wachstumsherausforderungen zu erleichtern. ALPANA Ventures hat Niederlassungen in San Mateo, Silicon Valley und Genf, Schweiz. Um mehr zu erfahren, besuchen Sie uns unter www.alpana-ventures.ch.
Toposens hat den ersten 3D-Echolokalisierungssensor entwickelt, der mithilfe von Ultraschall, präzise 3D-Datenpunkte im Nahbereich generiert und somit Zukunftstechnologien wie autonomes Fahren, Robotik oder intelligente Gebäude verbessert und unterstützt. Im Gegensatz zu vorhandenen Sensortechnologien sind Toposens-Sensoren durch die Verwendung von Ultraschall robust gegen Lichtverhältnisse, Reflexionen und Wetterbedingungen und liefern einen entscheidenden Kostenvorteil. Dadurch können Punktwolken erzeugt werden, die autonome Systeme für eine Vielzahl von Anwendungen unterstützen. Das Unternehmen wurde 2015 gegründet und hat seinen Sitz in München und ein zusätzliches Büro in Sunnyvale, Kalifornien.
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