DE102021203671B4 - Method for monitoring the condition of a lift truck of a forklift vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Hubwagens (8) eines Staplerfahrzeugs (1), umfassend das kontaktlose Erfassen (II) des Hubwagens (8) mit einer Erfassungseinrichtung (17), das Feststellen (III), dass der mit der Erfassungseinrichtung (17) erfasste Hubwagen (8) einen nicht ordnungsgemäßen Zustand aufweist, und das Ausgeben (IV) einer Warnung zur Kommunikation des nicht ordnungsgemäßen Zustands des Hubwagens (8) des Staplerfahrzeugs (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Feststellen (III) des nicht ordnungsgemäßen Zustands das Ermitteln (III.2.1, III.2.3) umfasst, ob eine Gabelzinke (12) an dem Hubwagen angeordnet und an diesem gesichert ist.Method for monitoring the condition of a lift truck (8) of a forklift vehicle (1), comprising the contactless detection (II) of the lift truck (8) with a detection device (17), the determination (III) that the lift truck (8) detected with the detection device (17) 8) is in an improper condition, and the issuance (IV) of a warning to communicate the improper condition of the lift truck (8) of the forklift truck (1), characterized in that the determination (III) of the improper condition means the determination (III .2.1, III.2.3) includes whether a fork (12) is arranged on the truck and secured to it.
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Hubwagens eines Staplerfahrzeugs. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, um solch ein Verfahren auszuführen, und auf ein Staplerfahrzeug mit solch einer Steuereinrichtung.The present invention relates to a method for monitoring the condition of a lift truck of a forklift vehicle. Furthermore, the present invention relates to a control device that is set up to carry out such a method, and to a forklift truck with such a control device.
Stand der TechnikState of the art
Staplerfahrzeuge weisen ein Hubgerüst mit einem daran verstellbaren Hubwagen auf. An dem Hubwagen können Gabelzinken eingehängt werden, die mit einem Sicherungselement an dem Hubwagen arretierbar sind.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Hubwagens eines Staplerfahrzeugs. Bei dem Staplerfahrzeug kann es sich um einen autonom fahrenden Stapler handeln, bei dem kein Fahrer zur Bedienung des Staplers erforderlich ist. Ebenfalls kann es sich um einen automatisiert fahrenden Stapler handeln, bei dem ein Fahrer entweder auf dem Stapler selbst oder an einem entfernten Ort, beispielsweise in einer Leitzentrale, zur Bedienung des Staplers vorgesehen ist. Auch kann es sich um einen Stapler handeln, bei dem ein Fahrer in einer Fahrerkabine des Staplers zur bestimmungsgemäßen Bedienung erforderlich ist. Bei dem Stapler kann es sich um ein Flurförderfahrzeug, beispielsweise um einen Gabelstapler, handeln. Der Stapler kann ein Hubgerüst und einen eigenen Antrieb aufweisen, um Stapel zu bilden oder Lagerregale zu bedienen. An dem Hubgerüst des Staplers kann ein Hubwagen vorgesehen sein, an dem mindestens eine, beispielsweise zwei, Gabelzinken befestigbar sind. Der Hubwagen kann entlang des Hubgerüsts mittels eines Antriebs, beispielsweise eines hydraulischen Antriebs, eines elektrischen Antriebs oder einer Kombination davon, verstellt werden. Der Stapler kann auch als Sondervariante ausgebildet sein, beispielsweise als Geländestapler, Schubmaststapler, Schmalgangstapler, Vier- und Mehrwegestapler oder Seitenstapler.The present invention relates to a method for monitoring the condition of a lift truck of a forklift vehicle. The forklift vehicle can be an autonomously driving forklift that does not require a driver to operate the forklift. It can also be an automated forklift, in which a driver is provided either on the forklift itself or at a remote location, for example in a control center, to operate the forklift. It can also be a forklift that requires a driver in a driver's cab of the forklift to operate it as intended. The truck can be an industrial truck, for example a forklift. The stacker can have a mast and its own drive to form stacks or to serve storage racks. A lift truck can be provided on the mast of the truck, to which at least one, for example two, fork arms can be fastened. The truck can be adjusted along the lifting frame by means of a drive, for example a hydraulic drive, an electric drive or a combination thereof. The forklift can also be designed as a special variant, for example as an all-terrain forklift, reach truck, narrow aisle forklift, four-way and multi-way forklift or sideloader.
Das Verfahren umfasst das kontaktlose Erfassen des Hubwagens mit einer Erfassungseinrichtung. Die Erfassungseinrichtung kann den Hubwagen optisch, kapazitiv, induktiv, mittels elektromagnetischer Wellen oder durch eine Kombination dieser erfassen. Die Erfassungseinrichtung ist derart an dem Staplerfahrzeug angeordnet, dass der Hubwagen in zumindest einer, beispielsweise in allen, seiner bestimmungsgemäßen Positionen an dem Hubgerüst in dem Erfassungsbereich der Erfassungseinrichtung liegt. Die Erfassungseinrichtung kann eine oder mehrere Sub-Einrichtungen, beispielsweise eine oder mehrere Sensorgruppen oder einen oder mehrere einzelne Sensoren, aufweisen. Die Erfassungseinrichtung kann eine Kameraeinrichtung, beispielsweise eine oder mehrere Kameras, ein Radar, einen Lidar oder eine Kombination dieser aufweisen. Im Rahmen einer Ausführungsform weist das Staplerfahrzeug eine einzelne Kamera auf, welche die Erfassungseinrichtung ausbildet. Mit der Erfassungseinrichtung kann ein Abschnitt des Hubwagens, beispielsweise auch ein Abschnitt eines an dem Hubwagen vorgesehenen Anbauteils, erfasst werden. Ebenso kann mit der Erfassungseinrichtung der gesamte Hubwagen, beispielsweise samt aller seiner Anbauteile, vollständig erfasst werden.The method includes the contactless detection of the truck with a detection device. The detection device can detect the truck optically, capacitively, inductively, by means of electromagnetic waves or by a combination of these. The detection device is arranged on the forklift vehicle in such a way that the lift truck lies in the detection range of the detection device in at least one, for example in all, of its intended positions on the mast. The detection device can have one or more sub-devices, for example one or more sensor groups or one or more individual sensors. The detection device can have a camera device, for example one or more cameras, a radar, a lidar or a combination of these. Within the scope of one embodiment, the forklift vehicle has a single camera, which forms the detection device. A section of the lift truck, for example also a section of an add-on part provided on the lift truck, can be detected with the detection device. Likewise, the entire lift truck, for example including all of its attachments, can be completely recorded with the recording device.
Ferner umfasst das Verfahren das Feststellen, dass der mit der Erfassungseinrichtung erfasste Hubwagen einen nicht ordnungsgemäßen Zustand aufweist. Bei dem nicht ordnungsgemäßen Zustand kann es sich um einen beschädigten Zustand des Hubwagens handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem nicht ordnungsgemäßen Zustand um einen Zustand handeln, bei dem an dem Hubwagen bestimmte Elemente vorgesehen oder gerade nicht vorgesehen sind. Bei dem nicht ordnungsgemäßen Zustand handelt es sich um einen Zustand, der im bestimmungsgemäßen Betrieb des Staplerfahrzeugs nicht vorliegen sollte. Bei dem nicht ordnungsgemäßen Zustand kann ein Betrieb des Staplers unmöglich sein. Ebenso kann bei dem nicht ordnungsgemäßen Zustand ein Betrieb des Staplers eine Gefährdung für den Stapler selbst oder die Staplerumgebung darstellen. Ferner kann bei dem nicht ordnungsgemäßen Zustand ein Betrieb des Staplers zu einer erhöhten Abnutzung des Staplers führen. Alternativ oder zusätzlich kann bei dem nicht ordnungsgemäßen Zustand ein Betrieb des Staplers zu einer Verschlechterung der Effektivität oder Qualität der durch den Stapler auszuführenden Vorgänge führen. Auch eine Kombination der zuvor genannten Fälle ist möglich.The method also includes determining that the lift truck detected by the detection device is in an improper condition. The improper condition may be a damaged condition of the lift truck. Alternatively or additionally, the improper state can be a state in which certain elements are or are not provided on the lift truck. The improper condition is a condition that should not be present when the forklift truck is operated as intended. If the condition is not correct, it may be impossible to operate the truck. Likewise, if the truck is not in the proper condition, operation of the truck may pose a hazard to the truck itself or the truck environment. Furthermore, if the truck is not in the proper condition, operation of the truck can lead to increased wear and tear on the truck. Alternatively or additionally, when the condition is improper, operation of the truck may result in a degradation in the effectiveness or quality of operations to be performed by the truck. A combination of the aforementioned cases is also possible.
Darüber hinaus umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung das Ausgeben einer Warnung zur Kommunikation des nicht ordnungsgemäßen Zustands des Hubwagens des Staplerfahrzeugs. Wird in dem vorherigen Schritt also festgestellt, dass der mit der Erfassungseinrichtung erfasste Hubwagen einen nicht ordnungsgemäßen Zustand aufweist, so wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Warnung zur Kommunikation dieses Zustands ausgegeben. Die Warnung kann optisch, akustisch oder durch eine Kombination dieser ausgegeben werden. Beispielsweise kann die Warnung auf einer Anzeigevorrichtung ausgegeben werden, die im Fahrerhaus des Staplers angeordnet sein kann. Ebenso kann die Warnung mittels eines Lautsprechers, beispielsweise durch einen schrillen Warnton, an den Fahrzeugführer ausgegeben werden. Im Rahmen einer Ausführungsform wird die Warnung an eine zentrale Leitstelle, die räumlich getrennt vom Staplerfahrzeug vorgesehen ist, ausgegeben. Auch in dieser Leitstelle kann die Warnung optisch oder akustisch gemäß den obigen Ausführungen ausgegeben werden. Die Warnung kann an die zentrale Leitstelle mittels des Internets und/oder eines lokalen Netzwerks übermittelt werden. Hierfür kann das Staplerfahrzeug eine Sendeeinrichtung aufweisen, mittels welcher die Warnung an die Leitstelle übersandt werden kann. Im Rahmen einer Ausführungsform wird die Warnung an die Fahrzeugumgebung, beispielsweise an ein benachbartes Staplerfahrzeug und/oder an eine Person in der unmittelbaren Fahrzeugumgebung, ausgegeben. Die Warnung kann an eine Person ausgegeben werden, die dazu befähigt ist, den ordnungsgemäßen Zustand des Hubwagens des Staplerfahrzeugs wiederherzustellen. Im Rahmen einer Ausführungsform wird die Warnung an eine Fahrzeugsteuerung des Staplers ausgegeben, welche daraufhin den Staplerbetrieb einschränkt oder vollständig unterbindet. So kann durch das Staplerfahrzeug integriert sichergestellt werden, dass beim Vorliegen eines nicht ordnungsgemä-ßen Zustands des Hubwagens keine Gefahr für und von dem Stapler ausgeht.In addition, the method of the present invention includes issuing an alert for communicating the improper cess condition of the lift truck of the forklift vehicle. If it is determined in the previous step that the lift truck detected by the detection device is in an improper condition, then within the scope of the present invention a warning is issued to communicate this condition. The warning can be output optically, acoustically or by a combination of these. For example, the warning can be output on a display device that can be arranged in the driver's cab of the truck. Likewise, the warning can be issued to the driver of the vehicle by means of a loudspeaker, for example by means of a shrill warning tone. As part of one embodiment, the warning is sent to a central control center that is spatially separate from the forklift truck. The warning can also be output optically or acoustically in this control center in accordance with the above statements. The warning can be transmitted to the central control center via the Internet and/or a local area network. For this purpose, the forklift vehicle can have a transmission device, by means of which the warning can be sent to the control center. Within the scope of one specific embodiment, the warning is output to the area surrounding the vehicle, for example to a neighboring forklift truck and/or to a person in the immediate vicinity of the vehicle. The warning can be issued to a person who is competent to restore the forklift truck's lift truck to the proper condition. Within the scope of one embodiment, the warning is output to a vehicle controller of the truck, which then restricts or completely prevents truck operation. In this way, the forklift vehicle can be used to ensure that there is no danger to or from the forklift if the lift truck is not in the correct condition.
Die vorliegende Erfindung erhöht die Betriebssicherheit von Staplerfahrzeugen. So kann mittels der vorliegenden Erfindung ein nicht ordnungsgemäßer Zustand des Hubwagens erkannt werden. Dies ist insbesondere bei autonom fahrenden Staplerfahrzeugen vorteilhaft, bei denen kein Fahrer zur Überwachung des Hubwagens vorhanden ist.The present invention increases the operational safety of forklift vehicles. Thus, by means of the present invention, an improper condition of the lift truck can be detected. This is particularly advantageous in the case of autonomously driving forklift vehicles in which there is no driver to monitor the lift truck.
Im Rahmen einer Ausführungsform wird beim Feststellen, ob der Hubwagen einen nicht ordnungsgemäßen Zustand aufweist, ermittelt, ob sich ein fremder Gegenstand auf dem Hubwagen des Staplers befindet. Bei dem fremden Gegenstand kann es sich beispielsweise um ein auf dem Hubwagen abgelegtes Werkzeug, einen Gegenstand, der aus einer transportierten Palette herausgefallen ist, oder einen sonstigen Gegenstand handeln. Der Gegenstand kann eine Gefahr für den Stapler sowie die Fahrzeugumgebung darstellen, wenn dieser nicht entfernt wird. Ebenso kann es sich bei dem Gegenstand um eine Verschmutzung des Hubwagens handeln, die beispielsweise ein bestimmungsgemäßes Einhängen von Gabelzinken in den Hubwagen nicht mehr ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich kann im Rahmen dieser Ausführungsform festgestellt werden, ob der Hubwagen eine Beschädigung, beispielsweise einen Riss oder eine gelockerte/verlorene Schraube, aufweist.In one embodiment, when determining whether the lift truck is in an improper condition, it is determined whether there is a foreign object on the lift truck's lift truck. The foreign object can be, for example, a tool placed on the lift truck, an object that has fallen out of a transported pallet, or some other object. The object can pose a hazard to the truck and the surrounding area if it is not removed. The object can also be soiling of the lift truck, which, for example, no longer allows forks to be hooked into the lift truck as intended. Alternatively or additionally, within the scope of this embodiment, it can be determined whether the lift truck is damaged, for example has a crack or a loosened/lost screw.
Das Feststellen des nicht ordnungsgemäßen Zustands umfasst das Ermitteln, ob eine Gabelzinke an dem Hubwagen angeordnet ist. Im Rahmen von Staplerfahrzeugen, bei denen die Gabelzinken in den Hubwagen eingehängt und von diesem entfernt werden können, kann so sichergestellt werden, dass eine Gabelzinke vorgesehen ist und ein Betrieb des Staplers demnach möglich ist. Gerade bei autonom fahrenden Staplern kann dies vorteilhaft sein, da kein Fahrer zur Überprüfung der Gabelzinken vorhanden ist. Im Rahmen dieser Ausführungsform kann es ferner vorgesehen sein, dass nicht nur das Vorhandensein einer Gabelzinke ermittelt wird, sondern auch ermittelt wird, ob die Gabelzinke ordnungsgemäß ausgerichtet ist, beispielsweise senkrecht zum Hubwagen. Im Rahmen einer Ausführungsform kann ferner ermittelt werden, ob die Gabelzinke an der richtigen Position am Hubwagen angeordnet ist.Determining the improper condition includes determining whether a fork is positioned on the lift truck. In the context of forklift vehicles, in which the forks can be hung in the lift truck and removed from it, it can be ensured that a fork is provided and operation of the forklift is therefore possible. This can be particularly advantageous for forklifts that drive autonomously, since there is no driver to check the forks. In the context of this embodiment, it can also be provided that not only the presence of a fork is determined, but it is also determined whether the fork is properly aligned, for example perpendicular to the truck. In the context of one embodiment, it can also be determined whether the fork is arranged in the correct position on the truck.
Im Rahmen einer Ausführungsform kann ferner ermittelt werden, ob zwei Gabelzinken an dem Hubwagen angeordnet sind. Ist dies der Fall, kann ermittelt werden, ob die zwei Gabelzinken symmetrisch zur Hubwagenmitte, beispielsweise zur Mittelachse des Hubwagens, ausgerichtet sind. So kann sichergestellt werden, dass der Hubwagen beim Heben einer Last symmetrisch belastet wird, um so auf das Staplerfahrzeug aufgebrachte Kippmomente zu verhindern. Die Mittelachse des Hubwagens kann mit der Mittelachse des Staplerfahrzeugs zusammenfallen oder parallel zu dieser vorgesehen sein.In the context of one embodiment, it can also be determined whether two forks are arranged on the truck. If this is the case, it can be determined whether the two forks are aligned symmetrically to the middle of the truck, for example to the central axis of the truck. This ensures that the lifting truck is loaded symmetrically when lifting a load, in order to prevent tilting moments applied to the forklift vehicle. The central axis of the lift truck can coincide with the central axis of the forklift vehicle or can be provided parallel to it.
Das Feststellen des nicht ordnungsgemäßen Zustands umfasst ferner das Ermitteln, ob eine Gabelzinke gesichert ist. Gabelzinken können in den Hubwagen eingehängt und durch separate Sicherungselemente an diesem arretiert werden. Nur im arretierten Zustand ist dabei ein sicherer und ordnungsgemäßer Betrieb möglich. Im Rahmen dieser Ausführungsform kann ermittelt werden, ob ein Sicherungselement an der Gabelzinke vorhanden ist. Ferner kann ermittelt werden, ob sich das Sicherungselement in einem arretierten Zustand befindet. Im Rahmen dieser Ausführungsform kann ermittelt werden, ob alle Gabelzinken ein Sicherungselement aufweisen und sich dieses jeweils im arretierten Zustand befindet. Im Rahmen dieser Ausführungsform kann sichergestellt werden, dass Gabelzinken an dem Hubwagen ordnungsgemäß gesichert sind, um so einen sicheren Betrieb des Staplerfahrzeugs zu gewährleisten. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Sicherungselemente von den Gabelzinken losgelöste Elemente sind, die beim Einhängen der Gabelzinken nicht zwangsläufig montiert werden müssen. In solch einem Fall kann es nämlich vorkommen, dass die Montage des Sicherungselements vergessen wird. Gerade bei autonomen Staplerfahrzeugen kann dies zu Gefahren führen, da kein Fahrer vorhanden ist, der während des Betriebs feststellen kann, dass die Sicherungselemente nicht montiert sind.Determining the improper condition also includes determining whether a fork is secured. Fork tines can be hooked into the lift truck and locked onto it using separate safety elements. Safe and proper operation is only possible when it is locked. Within the scope of this embodiment, it can be determined whether a securing element is present on the fork. Furthermore, it can be determined whether the securing element is in a locked state. Within the scope of this embodiment, it can be determined whether all forks have a securing element and whether this is in the locked state. Within the scope of this embodiment, it can be ensured that forks are properly secured on the lift truck, to ensure safe operation of the forklift truck. This is particularly advantageous when the securing elements are elements that are detached from the fork arms and do not necessarily have to be mounted when the fork arms are attached. In such a case it can happen that the assembly of the security element is forgotten. In the case of autonomous forklift vehicles in particular, this can lead to hazards, since there is no driver who can determine during operation that the safety elements are not installed.
Im Rahmen einer Ausführungsform kann das Feststellen des nicht ordnungsgemäßen Zustands das Verstellen des Hubwagens in eine andere Position, eine Positionsänderung des Staplers oder eine Kombination dieser umfassen. Anschließend kann der Hubwagen erneut mit der Erfassungseinrichtung erfasst werden. Ferner kann anschließend erneut festgestellt werden, ob der mit der Erfassungseinrichtung erfasste Hubwagen einen nicht ordnungsgemäßen Zustand aufweist. Durch das Durchführen dieser Feststellung an unterschiedlichen Positionen des Hubwagens kann die Genauigkeit des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung signifikant erhöht werden. Entsprechendes gilt für die Positionsänderung des Staplers. So können durch die mehrfache Messung an verschiedenen Orten/Positionen Umgebungseinflüsse und sonstige Störgrößen effektiv herausgefiltert werden. Die vorliegende Ausführungsform erlaubt demnach eine Zustandsüberwachung eines Hubwagens eines Staplerfahrzeugs mit besonders hoher Genauigkeit.Within the scope of one embodiment, the determination of the improper state can include moving the lift truck to a different position, changing the position of the forklift, or a combination of these. The truck can then be detected again with the detection device. Furthermore, it can then be determined again whether the lift truck detected by the detection device is in an improper condition. By performing this determination at different positions of the lift truck, the accuracy of the method according to the present invention can be increased significantly. The same applies to changing the position of the truck. In this way, environmental influences and other disturbance variables can be effectively filtered out by multiple measurements at different locations/positions. The present embodiment therefore allows status monitoring of a lift truck of a forklift truck with particularly high accuracy.
Im Rahmen einer Ausführungsform erfolgt das Feststellen des nicht ordnungsgemäßen Zustands auf Basis der mit der Erfassungseinrichtung erfassten Daten mittels einer analytischen Bildverarbeitung. Die analytische Bildbearbeitung kann auf unterschiedliche Modelle des Staplers, beispielsweise auf ein Modell des Hubwagens und ein Modell eines Sicherungselement, gestützt sein. Ferner kann das Verfahren im Rahmen dieser analytischen Bildverarbeitung auf hinterlegte Soll-Dimensionen in 3D, beispielsweise Soll-Größen und Soll-Abstände, zurückgreifen und diese aus der bekannten geometrischen Beziehung zwischen Erfassungseinrichtung und Hubwagen in Soll-Beziehungen in den erfassten Bilddaten umrechnen. Die analytische Bildverarbeitung hat den Vorteil, dass umgehend Ergebnisse mit einer sehr guten Genauigkeit erzielt werden können.In the context of one embodiment, the improper state is determined on the basis of the data recorded with the recording device by means of analytical image processing. The analytical image processing can be based on different models of the forklift, for example on a model of the lift truck and a model of a safety element. Furthermore, as part of this analytical image processing, the method can access stored target dimensions in 3D, for example target sizes and target distances, and convert these from the known geometric relationship between the detection device and the lifting truck into target relationships in the captured image data. Analytical image processing has the advantage that results can be achieved immediately with a very high level of accuracy.
Alternativ oder zusätzlich kann das Feststellen des nicht ordnungsgemäßen Zustands auch mit einer auf künstlicher Intelligenz (KI) basierten Bildverarbeitung erfolgen. Die künstliche Intelligenz kann mittels Daten aus einer Vielzahl von Staplerfahrzeugen, beispielsweise aus einer gesamten Flotte, trainiert werden. Die künstliche Intelligenz kann, beispielsweise mittels eines Classifiers, trainiert werden, um verschiedene Elemente in den Daten zu finden. Beispiele dieser Elemente sind der Hubwagen, eine oder mehrere Gabelzinken, ein oder mehrere Sicherungselemente, Risse oder sonstige Beschädigungen an dem Hubwagen, Müll oder fremde Gegenstände auf dem Hubwagen oder auch der Typ des Hubwagens. Mittels der künstlichen Intelligenz können besonders hohe Genauigkeiten in der Feststellung eines nicht ordnungsgemäßen Zustands des Hubwagens erzielt werden.Alternatively or additionally, the improper state can also be determined using image processing based on artificial intelligence (AI). The artificial intelligence can be trained using data from a large number of forklift vehicles, for example from an entire fleet. The artificial intelligence can be trained, for example using a classifier, to find different elements in the data. Examples of these elements are the lift truck, one or more forks, one or more securing elements, cracks or other damage to the lift truck, garbage or foreign objects on the lift truck, or the type of lift truck. Artificial intelligence can be used to achieve particularly high levels of accuracy when determining whether the truck is in an improper condition.
Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Steuereinrichtung mit einer Eingabeschnittstelle zum Einlesen von Daten einer Erfassungseinrichtung gemäß der obigen Ausführungsformen. Die Steuereinrichtung weist eine Rechnereinrichtung auf, die eine oder mehrere Mikrocontroller aufweisen kann. Die Rechnereinrichtung ist eingerichtet, also spezifisch hergerichtet, beispielsweise programmiert, um das Verfahren gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen auszuführen. Das Verfahren wird durch die Rechnereinrichtung dabei auf Basis der durch die Eingabeschnittstelle eingelesenen Daten der Erfassungseinrichtung ausgeführt. Ferner umfasst die Steuereinrichtung eine Ausgabeschnittstelle zum Ausgeben von Daten, die eine Warnung indizieren. Über die Ausgabeschnittstelle können beispielsweise Daten an die Fahrzeugsteuerung ausgegeben werden, die gemäß obigen Ausführungen in die Fahrdynamik eingreifen kann. Ebenso können über die Ausgabeschnittstelle Daten an einen Warngeber ausgegeben werden, wie oben beschrieben. Im Rahmen einer Ausführungsform werden über die Ausgabeschnittstelle Daten in einer Car2X-Kommunikation, beispielsweise Car2Car-Kommunikation, bereitgestellt, um eine Warnung gemäß obigen Ausführungsformen an die Fahrzeugumgebung auszugeben. Bei den Schnittstellen der vorliegenden Erfindung kann es sich um eine Hardware- und/oder Software-Schnittstelle handeln, die als Eingabe- und/oder Ausgabeschnittstelle ausgebildet sein kann.In addition, the present invention relates to a control device with an input interface for reading in data from a detection device according to the above embodiments. The control device has a computer device, which can have one or more microcontrollers. The computer device is set up, ie specifically prepared, for example programmed, to carry out the method according to one of the preceding embodiments. The method is executed by the computer device on the basis of the data of the detection device read in through the input interface. Furthermore, the control device includes an output interface for outputting data that indicate a warning. For example, data can be output via the output interface to the vehicle controller, which can intervene in the driving dynamics according to the above statements. Likewise, data can be output to a warning device via the output interface, as described above. Within the framework of one specific embodiment, data in a Car2X communication, for example Car2Car communication, is provided via the output interface in order to output a warning to the vehicle environment in accordance with the above specific embodiments. The interfaces of the present invention can be a hardware and/or software interface, which can be embodied as an input and/or output interface.
Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Staplerfahrzeug mit einem Hubgerüst, an dem ein Hubwagen zum Tragen von mindestens einer Gabelzinke verstellbar vorgesehen ist. Das Staplerfahrzeug weist ferner eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Zustands des Hubwagens auf. Die Erfassungseinrichtung kann an dem Chassis des Staplerfahrzeugs, an dem Hubgerüst oder an beiden vorgesehen sein. Ferner umfasst das Staplerfahrzeug eine Steuereinrichtung gemäß der obigen Ausführungsform. Hinsichtlich des Verständnisses der einzelnen Merkmale wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.In addition, the present invention relates to a forklift vehicle with a lifting frame on which a lifting truck is provided for carrying at least one fork arm in an adjustable manner. The forklift truck also has a detection device for detecting a status of the lift truck. The detection device can be provided on the chassis of the forklift truck, on the mast or on both. Furthermore, the forklift vehicle includes a control device according to the above embodiment. With regard to understanding the individual features, reference is made to the above statements.
Im Rahmen einer Ausführungsform sind die ordnungsgemäß am Hubwagen angebrachten Gabelzinken und die Erfassungseinrichtung jeweils mittig zum Hubwagen ausgerichtet, beispielsweise symmetrisch zu einer Mittelachse des Hubwagens. Die Mittelachse des Hubwagens kann sich mit der Mittelachse des Staplers decken. Diese Ausführungsform führt zu dem Vorteil, dass eine Erfassungseinrichtung, beispielsweise Kamera, verwendet werden kann, die nicht extrinsisch und intrinsisch kalibriert werden braucht. So kann auch ohne diese Kalibrierung eine analytische Bildverarbeitung durchgeführt werden, da im ordnungsgemäßen Zustand beide Gabelzinken und beide Sicherungselemente die gleiche Größe in den erfassten Daten aufweisen müssen, um symmetrisch zur Mittelachse des Hubwagens angeordnet zu sein. Im Rahmen dieser Ausführungsform kann demnach ein besonders einfaches und kosteneffizientes System zum Überwachen eines Zustands des Hubwagens des Staplerfahrzeugs bereitgestellt werden.Within the scope of one embodiment, the fork prongs that are properly attached to the lift truck and the detection device are each aligned in the middle of the lift truck, for example symmetrically to a central axis of the lift truck. The central axis of the pallet truck can coincide with the central axis of the forklift. This embodiment leads to the advantage that a detection device, for example a camera, can be used which does not need to be calibrated extrinsically and intrinsically. Analytical image processing can also be carried out without this calibration, since both forks and both safety elements must have the same size in the recorded data if they are in proper condition in order to be arranged symmetrically to the central axis of the lift truck. A particularly simple and cost-efficient system for monitoring a status of the lift truck of the forklift vehicle can therefore be provided within the scope of this embodiment.
Figurenlistecharacter list
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1 zeigt einen Gabelstapler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.1 12 shows a forklift according to an embodiment of the present invention. -
2 zeigt einen nicht ordnungsgemäßen Zustand des Gabelstaplers aus1 .2 indicates an improper condition of theforklift 1 . -
3 zeigt Gabelzinken des Gabelstaplers aus1 .3 shows the forks of theforklift 1 . -
4 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Zustandsüberwachung eines Hubwagens des Gabelstaplers aus1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.4 shows a schematic flowchart of a method for monitoring the condition of a lift truck of theforklift 1 according to an embodiment of the present invention.
Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed Description of Embodiments
Der Hubwagen 8 ist im Detail in
Wie aus
Ferner weist der Gabelstapler 1 eine Erfassungseinrichtung 17 auf, die in der vorliegenden Ausführungsform als Kamera ausgebildet ist. Die Erfassungseinrichtung 17 ist vorliegend am vorderen Ende des Gabelstaplers 1 angeordnet und so ausgebildet, dass der Hubwagen 8 in ihrem Erfassungsbereich in all seinen bestimmungsgemäßen Betriebszuständen liegt. Genauer gesagt umfasst der Erfassungsbereich der Kamera 17 sowohl den tiefsten als auch den höchsten Punkt des Hubwagens 8 entlang des Hubrahmens 7. Die Erfassungseinrichtung 17 ist über eine Datenleitung 20 mit einer Eingabeschnittstelle 18 einer Steuereinrichtung 21 elektrisch verbunden. Die Steuereinrichtung 21 weist ferner eine Ausgabeschnittstelle 19 auf, über welche Warndaten, beispielsweise ein Warnsignal, an eine nicht gezeigte Anzeigevorrichtung im Führerhaus 4 des Gabelstaplers 1 ausgegeben werden kann. Handelt es sich bei dem Gabelstapler 1 um einen autonom fahrenden Gabelstapler, kann über die Ausgabeschnittstelle 19 ein Warnsignal an eine zentrale Leitstelle einer Gabelstaplerflotte ausgegeben werden. Der Gabelstapler 1 weist einen Warngeber 22 auf, an welchen die Warndaten über die Ausgabeschnittstelle 19 der Steuereinrichtung 21 ausgegeben werden. Weiter kann das Ausgeben von Warndaten auch einen Eingriff in die Fahrdynamik umfassen. Hierunter ist zu verstehen, dass die Ausgabe der Warndaten dezentral (zum Beispiel in einem Steuergerät für autonome Fahrfunktionen) eine Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit des Gabelstaplers 1 oder eine Reduzierung einer maximal zugelassenen Fahrgeschwindigkeit zur Folge hat. Auch die autonome Navigation zu einem sicheren bzw. zugelassenen Ort kann hierunter zu verstehen sein. Die zuvor genannten Maßnahme können anstatt dezentral auch durch die Steuereinrichtung 21 selbst ausgeführt werden. Die Steuereinrichtung 21 weist ferner eine nicht gezeigte Rechnereinrichtung auf, die als Mikroprozessor ausgebildet und eingerichtet ist, um das im Folgenden unter Bezugnahme auf
In einem ersten Schritt I wird geprüft, ob sich der Gabelstapler 1 in einem Zustand befindet, bei dem der Zustand des Hubwagens 8 überwacht werden soll. Im Rahmen des Schritts I wird in der vorliegenden Ausführungsform geprüft, ob sich der Gabelstapler 1 im Startmodus befindet, also gerade in Betrieb gesetzt wurde. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Überwachen des Zustands des Hubwagens 8 wird also ausgeführt, bevor der Stapler 1 bestimmungsgemäß verwendet wird. Ferner wird im Rahmen von Schritt I überprüft, ob das Laden einer Last, beispielsweise einer Palette, unmittelbar bevorsteht oder gerade abgeschlossen wurde. Das Verfahren zum Überwachen des Zustands des Hubwagens 8 wird also auch direkt vor oder direkt nach dem Laden einer Last durch den Stapler 1 ausgeführt. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform kann der Zustand des Hubwagens 8 in Schritt I auch kontinuierlich während des Betriebs überwacht werden. Dabei kann das Verfahren zum Überwachen ausgesetzt werden, wenn der Hubwagen 8 durch eine Last verdeckt wird und demnach durch die Kamera 17 nicht mehr bestimmungsgemäß erfasst werden kann. Kommt die Prüfung in Schritt I zu dem Ergebnis, dass der Zustand des Hubwagens 8 zu überwachen ist, fährt das Verfahren fort mit Schritt II.In a first step I, it is checked whether the
Im Rahmen eines zweiten Schritts II wird der Hubwagen 8 mittels der Kamera 17 kontaktlos erfasst. Die durch die Kamera 17 erfassten Bilddaten werden über die Datenleitung 20 der Steuereinrichtung 21 zugeführt und durch diese über die Eingabeschnittstelle 18 eingelesen. Im Rahmen einer anderen Ausführungsform sind eine Vielzahl von Kameras vorgesehen, die gemeinsam die Erfassungseinrichtung ausbilden. Im Rahmen dieser Ausführungsform werden die durch die Vielzahl von Kameras erfassten Bilddaten durch die Steuereinrichtung 21 über die Eingangsschnittstelle 18 eingelesen.As part of a second step II, the
Die Rechnereinrichtung (nicht gezeigt) der Steuereinrichtung 21 ermittelt nun in einem dritten Schritt III auf Basis der über die Eingangsschnittstelle 18 eingelesenen Bilddaten, ob der Hubwagen 8 einen nicht ordnungsgemäßen Zustand aufweist. Hierfür wird zunächst in einem Schritt III.1 eine Erkennung durchgeführt, ob sich auf dem Hubwagen 8 ein fremder Gegenstand 23, beispielsweise ein Werkzeug oder ein aus einer transportierten Palette gefallener Gegenstand, befindet. Der fremde Gegenstand 23 kann sich unmittelbar auf dem Hubwagen 8 oder aber auch im Bereich der Gabelzinken 12 befinden. Bei dem fremden Gegenstand 23 handelt es sich vorliegend um einen Gegenstand, der durch bei Gabelstaplern 1 häufig vorgesehene „Safety-Curtains“ oder horizontal ausgerichteten „Safety-Sensoren“ nicht erfasst wird. Im Rahmen des Schritts III. 1 wird ferner erkannt, ob der Hubwagen 8 Risse oder andere Beschädigungen aufweist. Ebenso wird erkannt, ob der Hubwagen 8 eine Verschmutzung aufweist, beispielsweise derart stark verschmutzt ist, dass ein ordnungsgemäßer Betrieb des Staplers 1 nicht mehr möglich ist.In a third step III, the computing device (not shown) of the
In einem Schritt III.2.1 wird auf Basis der über die Eingangsschnittstelle 18 eingelesenen Bilddaten der Kamera 17 erkannt, ob beide Gabelzinken, also eine Gabelzinke 12 am rechten Ende des Hubwagens 8 sowie eine Gabelzinke 12 am linken Ende des Hubwagens 8, vorgesehen sind. Wird in Schritt III.2.1 ermittelt, dass beide Gabelzinken 12 an dem Hubwagen 8 vorgesehen sind, wird in einem Folgeschritt III.2.2 ermittelt, ob die beiden Gabelzinken 12 symmetrisch zur Mitte des Hubwagens 8 angeordnet sind. Die Mitte des Hubwagens 8 fluchtet in der vorliegenden Ausführungsform mit der Mitte des Staplers 1. In einem Folgeschritt III.2.3 wird ermittelt, ob beide Gabelzinken mit den Sicherungselementen 16 gesichert sind. Im Rahmen dieses Schritts wird zunächst überprüft, ob jede Gabelzinke 12 ein Sicherungselement 16 aufweist. Anschließend wird überprüft, ob sich die Sicherungselemente 16 in ihrer arretierten Position befinden, also in die Arretierungsnut 14 der Einhängschiene 13 des Hubwagens 8 eingerastet sind, wie oben beschrieben.In a step III.2.1, based on the image data from the
Die zuvor beschriebenen Schritte III.1 sowie III.2.1 bis III.2.3 werden im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform auf Basis einer analytischen Bildverarbeitung ausgeführt. Hierfür sind in der Rechnereinrichtung der Steuereinrichtung 21 zumindest ein Modell des Hubwagens 8, beispielsweise ohne Gabelzinken, sowie ein Modell der Sicherungselemente 16 hinterlegt. Ferner ist ein Soll-Abstand der Gabelzinken 12 zur Fahrzeugachse oder zur Außenkante des Hubwagens 8 hinterlegt. Auch die Breite der Gabelzinken 12 und alternativ oder zusätzlich der Soll-Abstand der Gabelzinken 12 zueinander ist in der Steuereinrichtung 21 hinterlegt. Auch weitere Parametrisierungen, beispielsweise weitere Modelle sowie weitere Soll-Maße oder Abstände von Komponenten, können in der Steuereinrichtung 21 hinterlegt sein.Steps III.1 and III.2.1 to III.2.3 described above are carried out within the scope of the present embodiment on the basis of analytical image processing. For this purpose, at least one model of the
Die Gabelzinken 12 können durch die Steuereinrichtung 21 mittels Bildreduktion, Farbreduktion und Thresholding sowie auf Basis einer Kantenextraktion in den Bilddaten erkannt werden. Die Kanten werden entsprechend des hinterlegten Modells beziehungsweise der hinterlegten Modelle zusammengesetzt, wobei hierbei die Lage der Kamera 17 zum Hubwagen 8 berücksichtigt wird. Die Prüfung auf das Vorhandensein der Sicherungselemente 16 kann mittels einer Suche nach Kreisen im Bild erfolgen, da die Sicherungselemente 16 in der vorliegenden Ausführungsform kreisförmig ausgebildet sind, wie in
Ferner kann die Rechnereinrichtung die Position der Elemente in 3D zur akkurateren Prüfung der Einhaltung der Parametrisierung schätzen.Furthermore, the computing device can estimate the position of the elements in 3D for more accurate checking of the compliance with the parameterization.
Die Rechnereinrichtung der Steuereinrichtung 21 ist ferner eingerichtet, um aus den Bilddaten zu erkennen, ob die Sicherungselemente 16 eingerastet sind. So ist die Kamera 17 extrinsisch und intrinsisch kalibriert. Ferner ist die Lage des Hubwagens 8 relativ zur Kamera 17 bekannt. Aus einer genauen Spezifizierung der Modelle des Hubwagens 8 und der Sicherungselemente 16 kann die Rechnereinrichtung der Steuereinrichtung 21 nun einen Soll-Abstand zwischen dem Sicherungselement 16 im arretierten Zustand und der Oberseite des Hubwagens 8 in den Bilddaten berechnen. Neben einer Soll-Größe der Sicherungselemente 16 kann die Rechnereinrichtung demnach auch eine Soll-Position berechnen. Die berechnete Soll-Größe/der berechnete Soll-Abstand werden mit einer tatsächlich im Bild gefundenen Größe/Position verglichen. Wird durch die Rechnereinrichtung festgestellt, dass die Elemente zu groß/zu hoch sind, wird daraus geschlussfolgert, dass die Sicherungselemente 16 nicht eingerastet sind.The computing device of the
In einem Folgeschritt III.3 wird der Hubwagen 8 samt der Gabelzinken 12 mittels des Hubzylinders 9 in eine andere vertikale Position am Hubrahmen 7 verstellt. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Hubwagen 8 hierzu an eine Position gefahren, bei welcher die Sicherungselemente 16 so nah wie möglich an der Kamera 17 sind, um dadurch in den Bilddaten maximal groß zu sein. Ferner wird der Hubwagen 8 an eine Position gefahren, bei welcher der Ausrichtungswinkel zur Kamera optimal ist. In all diesen unterschiedlichen Lagen des Hubwagens 8 an dem Hubrahmen 7 werden die zuvor beschriebenen Schritte II, III.1 und III.2.1 bis III.2.3 erneut ausgeführt. Ebenso wird der gesamte Gabelstapler 1 in Schritt III.3 an eine andere Position bewegt, um Falschdetektionen, beispielsweise aufgrund von Verschmutzungen am Boden, zu vermeiden. An der neuen Position werden auch hier die Schritte II, III.1 und III.2.1 bis III.2.3 erneut ausgeführt. Hierbei werden Bereiche im Bild, die sich bewegen, ignoriert beziehungsweise ausmarkiert und nur Bereiche, die sich nicht ändern, für die weitere Analyse, beispielsweise das Matching mit dem Modell, berücksichtigt.In a subsequent step III.3, the
Mittels der in Verfahrensschritt 111.3 durchgeführten Positionsänderungen von Hubwagen 8 beziehungsweise Fahrzeug 1 wird eine höhere Genauigkeit des Verfahrens zum Überwachen des Zustands des Hubwagens 8 ermöglicht. Lediglich wenn ein nicht ordnungsgemäßer Zustand des Hubwagens 8 in einer Vielzahl von den unterschiedlichen Positionen des Hubwagens 8 beziehungsweise des Fahrzeugs 1 festgestellt wird, wird daraus in Schritt III geschlussfolgert, dass der Hubwagen 8 einen nicht ordnungsgemä-ßen Zustand aufweist.By means of the position changes of lifting
In einem Folgeschritt IV wird dann über die Ausgabeschnittstelle 19 eine Warnung zur Kommunikation des nicht ordnungsgemäßen Zustands des Hubwagens 8 des Gabelstaplers 1 ausgegeben. Hierfür können über die Ausgabeschnittstelle 19 von der Rechnereinrichtung der Steuereinrichtung 21 Daten ausgegeben werden, welche diese Warnung kommunizieren. Die Daten können über eine Datenleitung an den Warngeber 22 übermittelt werden.In a subsequent step IV, a warning is then output via the
Alternativ oder zusätzlich zu der oben beschriebenen Ausgestaltung auf Basis einer analytischen Bildbearbeitung können Schritte III.1 sowie III.2.1 bis III.2.3 zum Ermitteln, ob der Hubwagen 8 einen nicht ordnungsgemäßen Zustand aufweist, auch mittels künstlicher Intelligenz erfolgen. Bildbasierte Klassifikatoren werden trainiert, um einzelne Elemente im Bild zu finden oder direkt den Zustand zu erkennen, ob der Hubwagen 8 ordnungsgemäß oder nicht ordnungsgemäß ist, ohne weitere Details im Bild zu identifizieren. Hierfür werden einzelne Bilder der Kamera 17 gelabelt, um in der Rechnereinrichtung zu hinterlegen, dass ein Aufsatz, eine Gabelzinke und/oder ein Sicherungselement ordnungsgemäß oder nicht ordnungsgemäß ist. Ebenso wird gelabelt, ob Elemente fehlen, verschmutzt oder beschädigt sind und/oder fremde Körper auf dem Hubwagen 8 angeordnet sind. Daneben kann auch ein Labelling hinsichtlich des Typs des Hubwagens 8 erfolgen. Die Bilder der Kamera 17 können bei unterschiedlichen Szenarien, beispielsweise unterschiedlichen Lichtverhältnissen und unterschiedlichen Untergründen, gelabelt werden.As an alternative or in addition to the configuration described above based on analytical image processing, steps III.1 and III.2.1 to III.2.3 can also be carried out using artificial intelligence to determine whether the lifting
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Gabelstaplerforklift
- 22
- Fahrzeugrahmenvehicle frame
- 33
- RäderWheels
- 44
- Fahrerstanddriver's stand
- 55
- Hubgerüstmast
- 66
- Neigungszylinderpitch cylinder
- 77
- Hubrahmenlifting frame
- 88th
- Hubwagenpallet truck
- 99
- Hubzylinderlifting cylinder
- 1010
- Hubkettelifting chain
- 1111
- Umlenkrollepulley
- 1212
- Gabelzinkefork
- 1313
- Einhängschienesuspension rail
- 1414
- Arretierungsnutlocking groove
- 1515
- Rillegroove
- 1616
- Sicherungselementfuse element
- 1717
- Erfassungseinrichtungdetection device
- 18, 1918, 19
- Schnittstelleinterface
- 2020
- Datenleitungdata line
- 2121
- Steuereinrichtungcontrol device
- 2222
- Warngeberwarning device
- 2323
- fremder Gegenstandforeign object
- II
- Prüfen FahrzeugzustandCheck vehicle condition
- IIII
- Erfassen HubwagenCapture pallet trucks
- IIIIII
- Feststellen nicht ordnungsgemäßer ZustandDetermination of improper condition
- III.1III.1
- Ermitteln, ob fremder GegenstandDetermine if foreign object
- III.2.1III.2.1
- Ermitteln, ob Gabelzinke vorhandenDetermine if forks are present
- III.2.2III.2.2
- Ermitteln, ob Gabelzinken symmetrischDetermine if forks are symmetrical
- III.2.3III.2.3
- Ermitteln, ob Gabelzinke gesichertDetermine if fork is secured
- 111.3111.3
- Verstellen Hubwagen/Positionsänderung FahrzeugAdjusting the lift truck/change of position of the vehicle
- IVIV
- Ausgeben Warnungissue warning
Claims (8)
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-
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- 2022-04-05 WO PCT/EP2022/058911 patent/WO2022218743A1/en active Application Filing
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