DE102008020170A1 - Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position eines höhenbeweglichen Lastaufnahmemittels eines Flurförderzeugs - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position eines höhenbeweglichen Lastaufnahmemittels (2) eines Flurförderzeugs. Es wird vorgeschlagen, dass ein Bild eines mit der Bewegung des Lastaufnahmemittels (2) mitbeweglichen Zielobjekts (4) von einer Empfangseinrichtung (3) erfasst wird und bewegungsabhängige Veränderungen des Bildes zur Positionsbestimmung des Lastaufnahmemittels (2) ausgewertet werden. Das Zielobjekt (4) weist zweckmäßigerweise Muster auf, die von einem geneigten Lichtstrahl einer der Empfangseinrichtung (3) zugeordneten Lichtquelle bei Entfernung des Zielobjekts (4) von der Empfangseinrichtung (3) in horizontaler Richtung überstrichen wird. Aus der Abbildung des vom Lichtstrahl überstrichenen Musters kann die Position des Lastaufnahmemittels (2) bestimmt werden.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur berührungslosen Erfassung der Position eines höhenbeweglichen Lastaufnahmemittels eines Flurförderzeugs sowie ein mit einer Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position des Lastaufnahmemittels ausgestattetes Flurförderzeug.
- Flurförderzeuge weisen ein Lastaufnahmemittel auf, mit dem beispielsweise auf Paletten befindlichen Lasten angehoben werden können. Das Lastaufnahmemittel ist üblicherweise mit einer Traggabel versehen, die mittels einer Hubeinrichtung entlang eines Hubmastes angehoben und abgesenkt werden kann. Auf diese Weise kann eine Last auf einen oberhalb der Fahrbahn des Flurförderzeugs angeordneten Abstellplatz, zum Beispiel in einem Regal, angehoben werden. Insbesondere bei größeren Hubhöhen ist es für den Fahrer hilfreich, die jeweils aktuelle Höhe während des Positioniervorgangs an einem Messsystem mit Anzeige ablesen zu können. Ebenso kann der für die Last vorgesehene Abstellplatz mittels eines Steuergeräts auf Basis der gemessenen Höhe in Verbindung mit einem Vorgabewert automatisch angefahren werden.
- Hubeinrichtungen von Flurförderzeugen weisen in der Regel einen Schlitten mit dem Lastaufnahmemittel auf, der mittels Rollen in einem gegebenenfalls mehrgliedrigen Mastsystem in vertikaler Richtung, üblicherweise angetrieben über Hydraulikzylinder, bewegt wird.
- Zur Messung der Hubhöhe muss die Höhe des Schlittens oder eines anderen mit der Schlittenbewegung proportional bewegten Teiles (z. B. Kolben eines Hydraulikzylinders) relativ zum Flurförderzeug oder zur Fahrbahn erfasst werden.
- Heute kommen überwiegend Messsysteme mit mechanischer Abtastung eines bewegten Teiles, wie beispielsweise Seilzug- oder Reibradmesssysteme, zum Einsatz. Diese Systeme sind jedoch anfällig gegenüber Verschmutzung, Berührung und Beschädigung. Deshalb sind sie auf bestimmte Anwendungsfälle eingeschränkt.
- Probleme können zum Beispiel bei bestimmten Umgebungsbedingungen auftreten. Beim Einsatz in Kühlhäusern sind die Systeme beim Ein- und Ausfahren Temperaturschwankungen von z. B. –24°C bis plus 7°C ausgesetzt. Bei Seilzugsystemen kann es beispielsweise zum Einfrieren des Seiles kommen. Mechanische Messsysteme sind üblicherweise auch auf bestimmte Hubhöhen eingeschränkt und sind in der Regel nicht geeignet, im Freihubbereich des Lastaufnahmemittels die Hubhöhe zu erfassen. Außerdem erfordern sie einen hohen Wartungsaufwand.
- Berührungslos messende Systeme kommen ohne zusätzliche bewegliche und damit anfällige mechanische Komponenten aus. Heutige Systeme arbeiten auf dem Prinzip der Laufzeitmessung in Verbindung mit Reflexion eines Messmediums an einer den Abstand zum Messsystem bestimmenden Fläche. Zu den bekannten Messmedien zählen das Licht eines Lasers, Mikrowellen (Radar) oder Ultraschallwellen.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein Flurförderzeug der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass weitgehend unabhängig von Umgebungseinflüssen eine präzise und schnelle Positionserfassung des Lastaufnahmemittels ermöglicht wird.
- Verfahrensseitig wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Bild eines relativ zu einer Empfangseinrichtung beweglichen Zielobjekts von der Empfangseinrichtung erfasst wird, wobei die Relativbewegung von Empfangseinrichtung und Zielobjekt mit der Bewegung des Lastaufnahmemittels korreliert und bewegungsabhängige Veränderungen des Bildes des Zielobjekts zur Positionsbestimmung des Lastaufnahmemittels ausgewertet werden.
- Im Gegensatz zu den bisher üblichen Verfahren zur berührungslosen Positionsbestimmung des Lastaufnahmemittels von Flurförderzeugen, bei denen die Laufzeit eines von einer Sendeeinrichtung ausgesandten Signals bis zu einer Empfangseinrichtung gemessen und daraus die Hubhöhe berechnet wird, geht die Erfindung von dem Prinzip der Bilderkennung, insbesondere der Mustererkennung, aus. Mit zunehmendem Abstand zwischen Zielobjekt und Empfangseinrichtung verändert sich das Bild des Zielobjekts. Bei z. B. durch eine Linse vorgegebenen gleich bleibendem Blickwinkel aus Sicht der Empfangseinrichtung nimmt beispielsweise die von der Empfangseinrichtung erfasste Bildfläche des Zielobjekts zu und es werden zusätzliche Bildbestandteile, z. B. zusätzliche Muster, erkennbar. Aus der bewegungsabhängigen Veränderung des Bildes kann die Position des Lastaufnahmemittels berechnet werden.
- Zur Positionsbestimmung aufgrund der Relativbewegung zwischen Zielobjekt und Empfangseinrichtung ist es erforderlich, dass die Relativbewegung mit der Bewegung des Lastaufnahmemittels korreliert. Am zweckmäßigsten ist dies dadurch zu erreichen, dass sich das Zielobjekt mit dem Lastaufnahmemittel mitbewegt, während die Empfangseinrichtung fest am Flurförderzeug befestigt ist. Hierzu kann das Zielobjekt beispielsweise an einem mit dem Lastaufnahmemittel mitbeweglichen Bauteil befestigt sein. Bei Ausführung des Flurförderzeugs mit Hubmast und Traggabel ist das Zielobjekt vorzugsweise am hubmasseitigen (unteren) Ende der Traggabel angebracht, während die Empfangseinrichtung bevorzugt am unteren Ende des Hubmastes zwischen den Mastholmen angeordnet ist.
- Alternativ können die Positionen von Zielobjekt und Empfangseinrichtung auch vertauscht sein, d. h. die Empfangseinrichtung ist mitbeweglich mit dem Lastaufnahmemittel angeordnet, während das Zielobjekt fest am Flurförderzeug befestigt ist.
- Denkbar ist auch, dass sowohl Zielobjekt als auch Empfangseinrichtung beweglich sind. Beispielsweise können sie an verschiedenen Höhenabschnitten eines mehrgliedrigen, teleskopartigen Hubmastes angebracht sein, so dass sich beide beim Heben oder Senken des Lastaufnahmemittels relativ zueinander bewegen. Durch rechnerische Kompensation der Bewegung der Empfangseinrichtung kann dann auf die Position des Zielobjekts geschlossen werden.
- Als Zielobjekt wird zweckmäßigerweise ein flächiges Element, zum Beispiel in Form einer Tafel verwendet, deren Flächennormale vorzugsweise im wesentlichen parallel zur gedachten Verbindungslinie (Sichtlinie) zwischen Zielobjekt und Empfangseinrichtung ausgerichtet ist, so dass das Zielobjekt bestmöglich auf der Empfangseinrichtung abgebildet werden kann.
- Als Empfangseinrichtung wird zweckmäßigerweise ein CCD-Sensor (CCD = Charge Coupled Device), also ein integriertes elektronisches Bauteil zur Bilderfassung, eingesetzt. Dabei wird vorteilhafterweise ein zweidimensionaler CCD-Sensor (2 D-CCD) verwendet, wie er beispielsweise auch bei Digitalkameras zur Anwendung kommt.
- Das Zielobjekt ist bevorzugt mit Mustern versehen, die von der Empfangseinrichtung optisch erfasst werden. Bewegungsabhängige Veränderungen des Bildes der Muster werden von einer Signalverarbeitungseinrichtung zur Positionsbestimmung des Lastaufnahmemittels ausgewertet. Setzt man einen konstanten engen Abbildungswinkel voraus, so vergrößert sich mit zunehmender Entfernung von der Empfangseinrichtung die von der Empfangseinrichtung erfasste Bildfläche, so dass zusätzliche Muster erkannt werden können. In der einfachsten Ausführungsform kann aus der Anzahl der erfassten Muster auf die Hubhöhe des Lastaufnahmemittels geschlossen werden.
- Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Zielobjekt von mindestens einer Lichtquelle beleuchtet. Hierzu wird vorzugsweise eine Lichtquelle mit einem engen Strahlungswinkel, insbesondere eine Laserlichtquelle, verwendet. Dabei sind Lichtquelle und Empfangseinrichtung zweckmäßigerweise in unmittelbarer Nähe zueinander, insbesondere in einer gemeinsamen Baueinheit, angeordnet.
- Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Lichtstrahl derart ausgerichtet wird, dass er einen Winkel zur Vertikalen einschließt und bei Bewegung des Lastaufnahmemittels zumindest einen Teil des Zielobjekts in horizontaler Richtung überstreicht. Vorzugsweise sind auf dem Zielobjekt verschiedene Muster aufgebracht, so dass beim Überstreichen des Zielobjekts in horizontaler Richtung verschiedene Muster auf dem Zielobjekt bestrahlt werden, die von der Empfangseinrichtung erfasst und zur Positionsbestimmung des Lastaufnahmemittels mittels Mustererkennung ausgewertet werden.
- Bei einer herkömmlichen Bauart des Flurförderzeugs mit einem Hubmast und einer am Hubmast entlang bewegbaren Traggabel als Lastaufnahmemittel sind also zweckmäßigerweise Lichtquelle und Empfangseinrichtung am unteren Ende des Hubmastes am Flurförderzeug angebracht, während das Zielobjekt, zum Beispiel in Form einer Markierung, im Bereich der Traggabel, insbesondere am hubmastseitigen (unteren) Ende der Traggabel, angeordnet ist. Der Lichtstrahl ist bei dieser Ausführung vorzugsweise in einem Winkel zum Hubmast ausgerichtet, so dass er beim Wegbewegen der Traggabel von der Lichtquelle das im Bereich der Traggabel angebrachte Zielobjekt in horizontaler Richtung überstreicht. Die Empfangseinrichtung sieht also beim Wegbewegen der Traggabel z. B. verschiedene auf dem Zielobjekt vorgesehene Muster, die vom Lichtstrahl nacheinander angestrahlt werden. Mittels Mustererkennung kann so auf die Hubhöhe der Traggabel geschlossen werden.
- Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens werden die auf dem Zielobjekt angebrachten Muster auch dazu verwendet, eine Verschmutzung der Empfangseinrichtung zu erkennen. Durch Auswertung von Kontrast und/oder Auflösungsgrad der auf der Empfangseinrichtung abgebildeten Muster kann auf den Verschmutzungsgrad geschlossen werden. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Verschmutzungsgrads kann automatisch ein Reinigungsvorgang eingeleitet werden. Hierzu kann beispielsweise eine Wischeinrichtung aktiviert werden, die die Empfangseinrichtung wieder säubert.
- Zur Vermeidung von Fehlfunktionen beim versehentlichen Einbringen von Störelementen in die Sichtlinie zwischen Empfangseinrichtung und Zielobjekt werden die auf dem Zielobjekt vorgesehenen Muster auch zur Identifikation des Zielobjekts verwendet. Durch die Auswertung der Muster mittels der Signalverarbeitungseinrichtung wird zwischen der Erfassung des Bildes des Zielobjekts und der Erfassung des Bildes eines Störelements unterschieden und bei Erfassung des Bildes eines Störelements eine Störungsmeldung ausgegeben. Auf diese Weise wird dem Fahrer des Flurförderzeugs angezeigt, dass das System zur Hubhöhenmessung nicht ordnungsgemäß funktioniert. In einer Weiterbildung kann das Flurförderzeug bei Ausgabe einer Störungsmeldung auch automatisch gestoppt werden.
- Gemäß einer besonders interessanten Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens wird die Positionsbestimmung des Lastaufnahmemittels zur Erkennung von mechanischen Verformungen und/oder Schwingungen eingesetzt. Auch bei mechanischen Verformungen und/oder Schwingungen der das Lastaufnahmemittel tragenden Bauteile verändert sich das von der Empfangseinrichtung erfasste Bild des Zielobjekts, so dass durch Auswertung der Bildveränderungen die Verformungszustände bzw. Schwingungszustände erfasst und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können. Bei Überschreiten einer vorbestimmten Schwingungsintensität der mechanischen Schwingungen können automatisch Ausgleichsschwingungen induziert werden.
- Die Erfindung betrifft neben dem Verfahren zur berührungslosen Erfassung der Position eines höhenbeweglichen Lastaufnahmemittels eines Flurförderzeugs auch ein mit einer entsprechenden Vorrichtung ausgestattetes Flurförderzeug.
- Vorrichtungsseitig wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position des Lastaufnahmemittels mindestens ein Zielobjekt und mindestens ein zur Erfassung eines Bildes des Zielobjekts ausgebildete Empfangseinrichtung aufweist, wobei Zielobjekt und Empfangseinrichtung an zwei in Relation zueinander bewegbaren Bauteilen angeordnet sind und die Bewegbarkeit der Bauteile mit der Bewegbarkeit des Lastaufnahmemittels korreliert und die Empfangseinrichtung zur Erkennung von bewegungsabhängigen Veränderungen des Bildes des Zielobjekts ausgebildet ist und der Empfangseinrichtung eine Signalverarbeitungseinrichtung zur Positionsbestimmung des Lastaufnahmemittels zugeordnet ist.
- Zweckmäßigerweise ist das Zielobjekt an einem mit dem Lastaufnahmemittel mitbewegten Bauteil angebracht und die Empfangseinrichtung an einem mit dem Lastaufnahmemittel nicht mit beweglichen Bauteil des Flurförderzeugs befestigt, wobei zwischen dem Zielobjekt und der Empfangseinrichtung bei allen Zuständen der Höhenbewegung des Lastaufnahmemittels eine Sichtverbindung besteht.
- Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Empfangseinrichtung mindestens eine Lichtquelle zugeordnet, deren Lichtstrahl auf das Zielobjekt ausgerichtet ist.
- Die Lichtquelle ist vorteilhafterweise als Laserlichtquelle ausgebildet, deren Lichtaustrittsstrahl derart ausgerichtet ist, dass er einen Winkel zur Vertikalen einschließt und bei Bewegung des Lastaufnahmemittels zumindest einen Teil des Zielobjekts in horizontaler Richtung überstreicht.
- Der Empfangseinrichtung ist bevorzugt eine Signalverarbeitungseinrichtung zugeordnet, die mit einem Bildverarbeitungsprogramm zur Auswertung bewegungsabhängiger Veränderungen des Bildes des Zielobjekts zur Positionsbestimmung des Lastaufnahmemittels programmierbar ist.
- Zur Erleichterung der Auswertung bewegungsabhängiger Veränderungen des Bildes des Zielobjekts ist auf dem Zielobjekt vorteilhafterweise mindestens ein Muster angebracht, welches als Bild von der Empfangseinrichtung erfassbar und von der Signalverarbeitungseinrichtung auswertbar ist, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung mit einem eine Mustererkennung umfassenden Bildverarbeitungsprogramm programmierbar ist.
- Mit der Erfindung wird ein berührungsloses System zur Erfassung der Position eines Lastaufnahmemittels eines Flurförderzeugs zur Verfügung gestellt, das weitestgehend unabhängig von äußeren Einflüssen, wie Temperaturschwankungen oder Verschmutzungen arbeitet. Von Vorteil ist insbesondere auch die mit der Erfindung ermöglichte hohe Präzision der Hubhöhenmessung und die Schnelligkeit der Erfassung von Positionsveränderungen. Dadurch eignet sich das erfindungsgemäße System auch hervorragend zur aktiven Kompensation von Schwingungen und/oder Verformungen des Hubmastes von Flurförderzeugen. Insgesamt wird also eine technisch elegante Lösung zur Hubhöhenmessung zur Verfügung gestellt, die bei geringem Investitionsaufwand gleichzeitig eine Reihe von Vorteilen, wie hohe Zuverlässigkeit, geringen Wartungsaufwand, besonders hohe Präzision und Schnelligkeit der Messung sowie den Zusatznutzen der Möglichkeit aktiver Schwingungsbekämpfung sowie dynamischer und statischer Mastverformungen bietet.
- Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt
-
1 ein Flurförderzeug in der Seitenansicht, -
2 eine Empfangseinrichtung in der Draufsicht, -
3 eine Empfangseinrichtung in der Seitenansicht, -
4 ein Zielobjekt mit Mustern und -
5 ein Blockschaltbild. - Das in
1 dargestellte Flurförderzeug, beispielsweise ein Schubmaststapler, weist einen mehrgliedrigen Hubmast1 auf, der in vertikaler Richtung teleskopartig aus- und einfahrbar ist. Die gestrichelte Darstellung5 zeigt den Hubmast1 in eingefahrenem Zustand. Im oberen Bereich des Hubmastes1 ist eine Traggabel2 angebracht. Zur Messung der Hubhöhe der Traggabel2 befindet sich am unteren Ende des Hubmastes1 eine optische Empfangseinrichtung3 , die zwischen den Holmen des Hubmastes1 angeordnet ist und deshalb in der Seitenansicht von1 nicht dargestellt ist. Außerdem ist im Bereich der Traggabel2 am Hubmast1 ein Zielobjekt4 zwischen den Holmen des Hubmastes1 befestigt. Das Zielobjekt5 ist bevorzugt an der Unterseite der Traggabel2 oder der Unterseite eines Hubschlittens angeordnet, an dem die Traggabel2 befestigt ist und der im Hubmast1 geführt ist. Zwischen Zielobjekt4 und Empfangseinrichtung3 besteht in allen Zuständen der Höhenbewegung des Hubmastes1 Sichtverbindung. Beim Ausfahren des Hubmastes1 vergrößert sich der Abstand zwischen der optischen Empfangseinrichtung3 und dem Zielobjekt4 . Dadurch verändert sich auch das von der Empfangseinrichtung3 erfasste Bild des Zielobjekts4 . Aus der Veränderung des Bildes kann auf die Position der Traggabel2 geschlossen werden. - In
2 ist eine Baueinheit dargestellt, die eine optische Empfangseinrichtung1 enthält, welche aus einem CCD-Sensor und einer darüber angebrachten Linse mit Antireflexionsbeschichtung besteht. Der CCD-Sensor1 ist zum Schutz vor Umwelteinflüssen in einem mit Inertgas, insbesondere Stickstoff, gefüllten Gehäuse untergebracht. Seitlich des CCD-Sensors sind zwei Laserlichtquellen2 und3 angeordnet. Als Laserlichtquellen werden LEDs mit engem Lichtaustrittswinkel verwendet. Die Baueinheit wird von einer kratzbeständigen Glasabdeckung4 nach oben abgeschlossen. Über der Glasabdeckung4 ist eine Wischeinrichtung5 zur Reinigung der Glasabdeckung4 angeordnet. -
3 zeigt eine Seitenansicht der in2 dargestellten Baueinheit. Hier ist die Wischeinrichtung5 mit Antriebsmotor6 gut zu erkennen. Über Justierschrauben7 kann die gesamte Baueinheit auf das Zielobjekt ausgerichtet werden. - Die in den
2 und3 dargestellte optische Empfangseinrichtung1 weist einen hoch empfindlichen CCD-Sensor mit mindestens 25.000 Bildpunkten (Pixel) in Querrichtung (senkrecht zur Ausrichtung der Traggabel) und mindestens 300 Bildpunkten in Längsrichtung (parallel zur Ausrichtung der Traggabel) auf. Der CCD-Sensor soll mindestens ein Bild des Zielobjekts mit einer Grauskala von 16 bit liefern. Eine höhere Auflösung oder eine Farbauflösung stellt allerdings einen bedeutenden Vorteil dar. Die Abbildungsleistung sollte mindestens 1500 Bilder pro Sekunde für die Hubhöhenmessung und 3000 Bilder pro Sekunde für die Vorwärtsablenkung, also die Erfassung von Schwingungszuständen und/oder Mastverformungen des Hubmastes, betragen. - Die Lichtstrahlen der Laserlichtquellen
2 und3 sind – wie in der3 verdeutlicht ist – relativ zum Hubmast geneigt, so dass beim Wegbewegen des Zielobjekts die Lichtstrahlen das Zielobjekt in horizontaler Richtung überstreichen. Aus der seitlichen Bewegung des Lichtstrahls auf dem Zielobjekt kann bei entsprechender Kalibrierung und Kompensation die Entfernung des Zielobjekts von der Empfangseinrichtung1 abgeleitet werden. Die Hubhöhenmessung kann mit einer Präzision von besser als +/– 2 mm bei einer Hubgeschwindigkeit von 1,0 m/s ausgeführt werden. Mindestens eine der Lichtquellen sollte senkrecht zur optischen Empfangseinrichtung1 ausgerichtet sein, um ein Referenzsignal zur Verfügung zu stellen, das unabhängig von der Bewegung des Hubmastes ist. - Um eine möglichst hohe Genauigkeit zu erreichen, sollte das Zielobjekt so groß wie möglich sein. Die Größe wird nur durch den zur Verfügung stehenden Raum zwischen den Holmen des Hubmastes begrenzt. Die Genauigkeit kann auch dadurch verbessert werden, dass Lichtquellen mit unterschiedlichem Neigungswinkel verwendet werden. Dadurch überstreichen die Lichtstrahlen das Zielobjekt auf unterschiedliche Weise. Dies kann z. B. bei geringer Hubhöhe des Hubmastes notwendig sein, wenn die optische Empfangseinrichtung nicht das gesamte Bild des Zielobjekts erfassen kann.
- Das in
4 dargestellte Zielobjekt weist Identifikationsmuster1 auf, mit deren Hilfe die Empfangseinrichtung das Zielobjekt von möglichen Störelementen unterscheiden kann. Dadurch soll verhindert werden, dass zum Beispiel eine in den Lichtstrahl gehaltene Hand oder irgendein anderes Objekt fälschlicherweise als Zielobjekt identifiziert wird. Außerdem sind auf dem Zielobjekt Schmutzidentifizierungsmuster2 aufgebracht, die über eine Auswertung der Bildqualität der abgebildeten Muster eine Bestimmung des Verschmutzungsgrads der Linse der Empfangseinrichtung erlauben. Dabei sind mehrere Muster vorgesehen, wobei von Muster zu Muster die Komplexität steigt, so dass die erforderliche Auflösung der optischen Empfangseinrichtung für eine vollständige Auswertung zunimmt. Aufgrund eines Vergleichs mit gespeicherten Mustervorlagen kann durch digitale Auswertung der Verschmutzungsgrad bestimmt werden. - Die auf dem Zielobjekt aufgebrachten Muster unterscheiden sich ausreichend von Quadrant zu Quadrant, so dass die Orientierung des Zielobjekts relativ zur Empfangseinrichtung ermittelt werden kann.
- Die an den Rändern des Zielobjekts vorgesehenen Markierungen
3 dienen zur Feststellung der maximalen Auslenkung des Hubmastes. Die Markierungen4 geben den Zustand der Nullauslenkung des Hubmastes wieder. Die Punkte5 sind die Zielpunkte der Laserlichtstrahlen zur Hubhöhenmessung. Punkt6 ist der Zielpunkt des senkrecht ausgerichteten Referenzlichtstrahls, der unabhängig von der Hubhöhe fest bleibt. - Das in
5 gezeigte Blockdiagramm gibt die Verschaltung der einzelnen Komponenten des Hubhöhenmesssystems wieder. Der CCD-Sensor1 ist über einen Bildpuffer2 an eine digitale Signalverarbeitungseinrichtung3 angeschlossen. Die Signalverarbeitungseinrichtung3 steht mit einem Mikroprozessor4 mit einer Speichereinheit5 in Verbindung. Der Mikroprozessor4 steuert über eine Steuerungseinheit6 ein Heizgerät7 , einen Wischermotor8 und die Laserlichtquellen9 . Außerdem sind Temperatursensoren10 angeschlossen. Über einen CAN-Bus11 steht das Hubhöhenmesssystem mit der Steuerung des Flurförderzeugs in Verbindung.
Claims (17)
- Verfahren zur berührungslosen Erfassung der Position eines höhenbeweglichen Lastaufnahmemittels eines Flurförderzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bild eines relativ zu einer Empfangseinrichtung (
3 ) beweglichen Zielobjekts (4 ) von der Empfangseinrichtung (3 ) erfasst wird, wobei die Relativbewegung von Empfangseinrichtung (3 ) und Zielobjekt (4 ) mit der Bewegung des Lastaufnahmemittels (2 ) korreliert und bewegungsabhängige Veränderungen des Bildes des Zielobjekts (4 ) zur Positionsbestimmung des Lastaufnahmemittels (2 ) ausgewertet werden. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Zielobjekt (
4 ) vorgesehene Muster von der Empfangseinrichtung (3 ) optisch erfasst werden und bewegungsabhängige Veränderungen des Bildes der Muster von einer Signalverarbeitungseinheit zur Positionsbestimmung ausgewertet werden. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Empfangseinrichtung (
3 ) ein CCD-Sensor verwendet wird und das Bild des Zielobjekts (4 ) digital ausgewertet wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielobjekt (
4 ) von mindestens einer Lichtquelle beleuchtet wird. - Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtquelle mit einem engen Strahlungswinkel, insbesondere einige Laserlichtquelle, verwendet wird.
- Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrahl derart ausgerichtet wird, dass er einen Winkel zur Vertikalen einschließt und bei Bewegung des Lastaufnahmemittels (
2 ) zumindest einen Teil des Zielobjekts (4 ) in horizontaler Richtung überstreicht. - Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überstreichen des Zielobjekts (
4 ) in horizontaler Richtung verschiedene Muster auf dem Zielobjekt (4 ) bestrahlt werden, die von der Empfangseinrichtung (3 ) erfasst und zur Positionsbestimmung des Lastaufnahmemittels (2 ) mittels Mustererkennung ausgewertet werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch Auswertung von Kontrast und/oder Auflösungsgrad der auf der Empfangseinrichtung (
3 ) abgebildeten Muster eine Verschmutzung der Empfangseinrichtung (3 ) erkannt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch Auswertung der Muster durch die Signalverarbeitungseinrichtung zwischen der Erfassung des Bildes des Zielobjekts (
4 ) und der Erfassung des Bildes eines Störelementes unterschieden wird und bei Erfassung des Bildes eines Störelementes eine Störungsmeldung ausgegeben wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsbestimmung des Lastaufnahmemittels (
2 ) zur Erkennung von mechanischen Verformungen und/oder Schwingungen verwendet wird. - Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei Überschreiten einer vorbestimmten Schwingungsintensität der mechanischen Schwingungen Ausgleichschwingungen induziert werden.
- Flurförderzeug mit einem höhenbeweglichen Lastaufnahmemittel und einer Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position des Lastaufnahmemittels dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position des Lastaufnahmemittels (
2 ) mindestens ein Zielobjekt (4 ) und mindestens eine zur Erfassung eines Bildes des Zielobjekts (4 ) ausgebildete Empfangseinrichtung (3 ) aufweist, wobei Zielobjekt (4 ) und Empfangseinrichtung (3 ) an zwei in Relation zueinander bewegbaren Bauteilen angeordnet sind und die Bewegbarkeit der Bauteile mit der Bewegbarkeit des Lastaufnahmemittels (2 ) korreliert und die Empfangseinrichtung (3 ) zur Erkennung von bewegungsabhängigen Veränderungen des Bildes des Zielobjekts (4 ) ausgebildet ist und der Empfangseinrichtung (3 ) eine Signalverarbeitungseinrichtung zur Positionsbestimmung des Lastaufnahmemittels (2 ) zugeordnet ist. - Flurförderzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielobjekt (
4 ) an einem mit dem Lastaufnahmemittel (2 ) mitbeweglichen Bauteil angebracht ist und die Empfangseinrichtung (3 ) an einem mit dem Lastaufnahmemittel (2 ) nicht mitbeweglichen Bauteil des Flurförderzeugs angebracht ist, wobei zwischen dem Zielobjekt (4 ) und der Empfangseinrichtung (3 ) bei allen Zuständen der Bewegung des Lastaufnahmemittels (2 ) eine Sichtverbindung besteht. - Flurförderzeug nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfangseinrichtung (
3 ) mindestens eine Lichtquelle zugeordnet ist, deren Lichtstrahl auf das Zielobjekt (4 ) ausgerichtet ist. - Flurförderzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle als Laserlichtquelle ausgebildet ist, deren Lichtaustrittsstrahl derart ausgerichtet ist, dass er einen Winkel zur Vertikalen einschließt und bei Bewegung des Lastaufnahmemittels (
2 ) zumindest einen Teil des Zielobjekts (4 ) in horizontaler Richtung überstreicht. - Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfangseinrichtung (
3 ) eine Signalverarbeitungseinrichtung zugeordnet ist, die mit einem Bildverarbeitungsprogramm zur Auswertung bewegungsabhängiger Veränderungen des Bildes des Zielobjekts (4 ) zur Positionsbestimmung des Lastaufnahmemittels (2 ) programmierbar ist. - Flurförderzeug noch einen der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Zielobjekt (
4 ) mindestens ein Muster angebracht ist, welches als Bild von der Empfangseinrichtung (3 ) erfassbar und von der Signalverarbeitungseinrichtung auswertbar ist, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung mit einem eine Mustererkennung umfassenden Bildverarbeitungsprogramm programmierbar ist.
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