EP2385014B1 - Flurförderzeug mit einer Einrichtung zur Identifizierung eines geladenen Transportgutes, und Verfahren zur Identifizierung eines geladenen Transportgutes eines Flurförderzeugs - Google Patents

Flurförderzeug mit einer Einrichtung zur Identifizierung eines geladenen Transportgutes, und Verfahren zur Identifizierung eines geladenen Transportgutes eines Flurförderzeugs Download PDF

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EP2385014B1
EP2385014B1 EP10004643A EP10004643A EP2385014B1 EP 2385014 B1 EP2385014 B1 EP 2385014B1 EP 10004643 A EP10004643 A EP 10004643A EP 10004643 A EP10004643 A EP 10004643A EP 2385014 B1 EP2385014 B1 EP 2385014B1
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EP
European Patent Office
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ffz
industrial truck
distance
truck
objects
Prior art date
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Active
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EP10004643A
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English (en)
French (fr)
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EP2385014A1 (de
Inventor
Walter Beichl
Thomas Dr. Wösch
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/20—Means for actuating or controlling masts, platforms, or forks
    • B66F9/24—Electrical devices or systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/0755—Position control; Position detectors

Definitions

  • the invention relates to a truck with a device for identifying its cargo in accordance with the preamble of patent claim 1, and a method for identifying the cargo of a truck according to the preamble of patent claim 9.
  • the driverless forklifts work with only one particular cargo, the entire route on which such a vehicle moves, is designed for a specific vehicle or a vehicle type and is designed for a specific cargo. In such cases, an identification of the charge is not required, because there is anyway a kind of charge. Often, however, it is also required that the storage bins, routes and trucks can be used flexibly for a wide variety of goods to be transported. In particular, in the case of the driverless means of transport or industrial trucks, it is often necessary that they are equipped with a device for identifying the cargo or the cargo. One reason for this is that, especially in the case of complex, widely branched plants, it can not always be ensured that the "right" transported goods are also available at a specific storage location.
  • Another possibility for distinguishing transport goods is the equipment of the loading area or a loading area with non-contact switches, scales or the like, with which, for example, the weight or a bearing surface of the cargo can be detected, which, however, can only be distinguished between those transport goods whose physical properties differ sufficiently in this respect.
  • sensors are used for non-contact distance measurement for the identification of a cargo.
  • the driverless industrial trucks are often equipped anyway with non-contact distance sensors, such as laser scanners, which are necessary for collision avoidance.
  • non-contact distance sensors such as laser scanners
  • a part of the transported good is also detected according to the invention, the measured values (distance values, distance values) determined thereby being processed by an evaluation device, from which a classification or identification of the loaded transported goods takes place.
  • the solution of the task provides in particular an industrial truck according to claim 1.
  • This truck is inventively provided with a device for identifying a loaded cargo, the truck is equipped with a device for measuring the distance of the truck to objects.
  • the device is linked to an evaluation device for measuring the distance, wherein the evaluation device is set up for distinguishing measured values of the distance measurements to objects outside a loading area of the industrial truck and to a loaded transport goods within the loading area of the industrial truck.
  • the evaluation device for evaluating a plurality of At least one geometric feature of the transported good is determined from the plurality of these measured values, wherein the evaluation device is set up to incorporate the determined geometrical features into stored geometric features of known transported goods, and finally the evaluation device is identified by reference to the reference in FIG loaded cargo is set up as one of the known transport goods.
  • Such a truck can identify a loaded cargo even if it is not equipped with separate identification means, such as RFID tags or barcode labels or the like. Even mechanical sensors, such as pressure sensors, proximity switches, etc., are not necessary for the identification.
  • the solution of the problem further provides a method for identifying a cargo of a truck according to claim 9.
  • a method for identifying a loaded cargo of a truck is proposed, wherein in a first step by means of a device for distance measurement a plurality of distance values to one or more objects in the detection range of the device are detected and stored.
  • such measured values are selected for further processing, which relate to one or more objects in a defined loading area of the industrial truck, and in a third step, at least one geometric feature of the object or of the objects in the loading area is determined by means of the selected measured values.
  • the geometric features determined are related to stored geometric features of known goods to be transported, and finally, in a fifth step based on the reference, the object in the loading area is identified as one of the known goods to be transported.
  • the known transport goods are advantageously divided into classes, wherein the evaluation is set up to determine the affiliation of the cargo to be identified to one of the classes. It is further advantageous that in a class-based detection in many cases blurred identification criteria can be applied, which increases the probability that successful assignment to a class and thus an identification can be made.
  • the device for measuring the distance for non-contact distance measurement is set up, that is, for example, by ultrasound technology or in particular laser-based.
  • a good detection density is obtained in particular if the device for measuring the distance is a 2-D or 3-D laser scanner.
  • industrial trucks are equipped not only in the direction of travel, but also contrary to the direction of travel ("maneuvering direction") with such laser scanners that can be advantageously used for the distance measurement, which is needed to identify the loaded cargo.
  • the installation of additional hardware can be saved, and in cases where a control device (computer oa) of the truck has free computing capacity, even a separate evaluation in terms of a separate hardware can also be saved.
  • the laser scanners which are often attached to the industrial trucks anyway, are primarily used for collision detection, so that those measurements that serve to identify the goods to be transported can be made, for example, during breaks (standstill).
  • the determined measured values can be differentiated as to whether these are arranged in a loading area of the truck or not.
  • the evaluation device advantageously has an information or definition of the distances and at which angles a measuring point or measured value belongs to a loading space or loading area, and at what distances and at which angles the environment (for example travel path) of the industrial truck lies. In this case, only such measured values are used for the identification of the transported goods, which are arranged in a loading space or loading area of the industrial truck.
  • a simple and reliable way of providing the required comparative information, that is to say the geometric features, of the already known transport goods of the evaluation unit is the manual provision.
  • forklifts can be switched to a "training mode", whereby known, defined transport goods are scanned by means of the distance measurements, wherein the measurement data obtained therefrom can be used for the later identification or classification.
  • FIG. 1 is an industrial truck FFZ shown, which is designed in the present embodiment as a driverless forklift.
  • the main direction of movement (“forward") of the truck FFZ is in the example of FIG. 1 to the right; the "backward direction” therefore to the left as a device for measuring a distance, ie in the direction of the forks.
  • the truck FFZ is equipped with a distance sensor ES, which is designed as a 2-D laser scanner and is mounted in the lower part of the truck FFZ.
  • the distance sensor ES shown here is designed for the fan-shaped emission of measuring beams in a radius of almost 180 ° in a plane parallel to the ground, wherein the almost semicircular detection range covers the "backward direction" of the truck FFZ, ie with respect to the FIG. 1 is directed to the left.
  • the loading area of the truck FFZ is essentially formed by the space above the loading fork, whereby parts of the load, in particular the support feet of a Euro pallet or another pallet, can also be arranged around the tines of the loading fork and thus into a space below the loading fork can protrude; these parts of the pallet or of the transported good TG are referred to below as pallet feet PF and form, in the context of the exemplary embodiment explained here, the geometric features on which a recognition (identification) of the transported good TG is based.
  • the distance sensor ES shown here is set up primarily for collision avoidance of the truck FFZ when reversing, wherein in the case of a reverse travel the cargo TG can be temporarily raised to a deterioration of the detection of objects and other obstacles by the cargo TG, the fork and the pallet feet PF to avoid.
  • the same distance sensor ES for identifying the transported good TG is used to determine the geometry or geometrical features.
  • a control computer of the truck FFZ is not only set up to control the movement of the truck FZ, but also has an additional evaluation, which is realized by a software of the control computer.
  • the transport goods TG which may be present in an arrangement with the industrial truck FFZ, may be of different types or may belong to different transport goods classes.
  • Each type of transport goods or each class of goods to be transported has different geometries of the pallet feet PF, so that a transport item TG or the class to which the item to be transported TG belongs is based on specific geometric features of the pallet feet PF and their arrangement, the so-called. "Foot Print", can be distinguished.
  • FIG. 2 the different "foot prints” are shown for two different transport goods TG-A, TG-B, the transport item TG-A having five pallet feet PF, and the item TG-B having six pallet legs PF.
  • Characteristic geometric features of these "foot prints” are stored in the evaluation unit of the truck FFZ or retrievable by this evaluation from a database. Not the "foot prints” are stored as such, but expected features EMM1, ..., EMM3. From the perspective of a distance sensor ES, based on the FIG. 2 is arranged on the right edge, are for the cargo TG-A in the FIG. 2 three expected features EMM1, EMM2, EMM3 shown. In the event that, based on the FIG.
  • the distance sensor ES is arranged in a vertical plane of the middle palette foot, this mean palette foot when using a 2-D laser scanner a piece of line, so that as expected feature EMM2 in a central detection area, ie in the detection direction "backwards", a line with a defined length is stored.
  • the expected features EMM1, EMM3 expected from the viewpoint of the distance sensor ES in each case a "corner" is visible, the tip is directed in the direction of the distance sensor ES, that is convex visible.
  • FIG. 3 The case where the cargo TG-A is detected by the distance sensor ES is shown in FIG. 3 shown.
  • a "beam" of various distance measurements is shown, it being assumed that each pallet foot PF is reached by a plurality of measuring beams and thus several distance measurements, wherein from the plurality of individual measurements geometric features or Objects such as lines, corners, curves etc. can be calculated.
  • FIG. 3 four measured features GMM1, ..., GMM4 are recorded; such features are also referred to as "primitives".
  • the evaluation device uses the measurement results in a right-hand region to detect the measured feature GMM1, which represents a corner (convex).
  • the measured characteristic GMM4 is detected, which appears in the two-dimensional view of the laser scanner as a short piece of closed line.
  • the measured characteristic GMM2 is detected, which is also detected as a line.
  • the measured feature GMM3 is detected to the left of the center, which may appear as a corner (convex), but due to measurement uncertainties as shown, it may also be erroneously detected as a line.
  • FIG. 4 By way of example, another arrangement of a distance sensor ESS-S on the industrial truck FFZ is shown, wherein the distance sensor ES-S (range sensor-pivotable) can scan several levels in succession and thus produce a 3-dimensional image.
  • the distance sensor ES-S is arranged such that it emits a fan-like measuring beam in a plane perpendicular to the roadway.
  • the rangefinder ES-S is for this purpose pivotable in the pivot axis SA, so that the successive scanning of multiple levels, a three-dimensional image of detected objects and objects can be obtained.
  • the pallet feet PF are examined for geometric features, but the cargo TG as such or its top surface.
  • measurement results of different distance sensors ES, ES-S can also be combined with one another.

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Description

  • Flurförderzeug mit einer Einrichtung zur Identifizierung eines geladenen Transportgutes, und Verfahren zur Identifizierung eines geladenen Transportgutes eines Flurförderzeugs
  • Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einer Einrichtung zur Identifizierung seines Transportgutes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und ein Verfahren zur Identifizierung des Transportgutes eines Flurförderzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
  • Flurförderzeuge werden in Produktionsanlagen und andere Einrichtungen für den Transport unterschiedlichster Transportgüter bzw. unterschiedlichster Ladung eingesetzt. Dabei gewinnen solche Flurförderzeuge vermehrt an Bedeutung, die fahrerlos und gesteuert durch einen Computer Transportaufgaben wahrnehmen.
  • In einfachen Fällen arbeiten die fahrerlosen Flurförderzeuge mit nur einem bestimmten Transportgut, wobei die gesamte Fahrstrecke, auf der sich ein solches Fahrzeug bewegt, nur für ein bestimmtes Fahrzeug bzw. einen Fahrzeug-Typ ausgelegt ist und für ein bestimmtes Transportgut angelegt ist. In solchen Fällen ist eine Identifikation der Ladung nicht erforderlich, weil es ohnehin eine Art der Ladung gibt. Oft ist jedoch auch gefordert, dass die Lagerplätze, Fahrwege und Flurförderzeuge flexibel für unterschiedlichste Transportgüter genutzt werden können. Insbesondere bei den fahrerlosen Transportmitteln bzw. Flurförderzeugen ist es dabei häufig notwendig, dass diese mit einer Einrichtung zur Identifizierung der Ladung bzw. des Transportgutes ausgestattet sind. Ein Grund dafür ist, dass insbesondere bei komplexen, weitverzweigten Anlagen nicht immer sichergestellt sein kann, dass auf einem bestimmten Lagerplatz auch das "richtige" Transportgut bereitsteht. Aus diesem Grund ist es oft üblich, dass die Transportgüter mit maschinenlesbaren Identifizierungsmitteln ausgestattet sind, beispielsweise RFID-Tags oder Barcode-Etiketten. Die Flurförderzeuge sind dann ihrerseits mit Lesegeräten ausgerüstet, um die Identifizierungsmittel der Ladung auslesen zu können. Somit entsteht sowohl fahrzeugseitig als auch Transportgut-seitig zusätzlicher Aufwand und Kosten.
  • Bei den bekannten Verfahren zur Identifizierung des Transportgutes entstehen jedoch Nachteile bzw. können Probleme auftreten. Zum Einen müssen alle relevanten Transportgüter mit Identifizierungsmitteln, also beispielsweise den genannten RFID-Tags oder Barcode-Etiketten, ausgestattet werden. Neben diesem Aufwand seitens der Transportgüter müssen die Flurförderzeuge ihrerseits auch mit den entsprechenden Lesegeräten ausgestattet sein.
  • Nachteile können daraus entstehen, dass die Identifizierungsmittel verloren gehen oder unbrauchbar werden, beispielsweise durch Verschmutzung oder mechanische Einwirkung. Außerdem kann es vorkommen, dass die Transportgüter aus anderen Produktionsschritten bereits mit einer Vielzahl von Etiketten, "Tags" o.ä. versehen sind, die unterschiedliche Informationen enthalten und eine sichere Erkennung seitens des Flurförderzeugs erschweren. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Identifizierungsmittel der Transportgüter und die Erfassungsmittel der Flurförderzeuge aufeinander ausgerichtet sein müssen. Zwar kann im Beispiel der funkbasierten RFID-Tags auf eine Technologie mit einer höheren Reichweite zurückgegriffen werden, dadurch steigt jedoch das Risiko, dass auch solche Tags ausgelesen werden, die sich zufällig ebenfalls in der Reichweite des Lesegerätes befinden, obwohl diese gar nicht an dem gerade geladenen Transportgut befestigt sind.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Unterscheidung von Transportgütern ist die Ausstattung der Ladefläche bzw. eines Ladebereichs mit berührungslosen Schaltern, Waagen o.ä., mit denen beispielsweise das Gewicht oder eine Auflagefläche des Transportgutes erfasst werden kann, wodurch aber nur zwischen solchen Transportgütern unterschieden werden kann, deren physikalische Eigenschaften sich diesbezüglich genügend voneinander unterscheiden.
  • Die Druckschrift WO 2004/103882 A1 - Brösel et al. "Movable sensor device on the loading means of a forklift" zeigt eine Einrichtung zur Überwachung der Ladung eines Flurförderzeugs, wobei ein schwenkbarer Sensor eingesetzt wird.
  • Ähnliche Einrichtungen zur Detektierung der Anwesenheit und Lage eines Transportgutes werden auch von der EP 0 800 129 A1 - Fabrizio et al. "Flurförderzeug, welches wahlweise manuell oder automatisch betreibbar ausgebildet ist" und der WO 2009/032527 A2 - Bochicchio "System and method for monitoring the handling of a shipment of freight" gezeigt, wobei jeweils feststehende Sensoren vorgeschlagen werden.
  • Es ist also eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässige und kostengünstige Möglichkeit zur Identifizierung von Transportgütern der Flurförderzeuge vorzuschlagen.
  • Es ist eine zentrale Idee der erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe, dass Sensoren zur berührungslosen Entfernungsmessung für die Identifizierung eines Transportgutes eingesetzt werden. Insbesondere die fahrerlosen Flurförderzeuge sind häufig ohnehin mit berührungslosen Entfernungs-Sensoren, beispielsweise Laserscanner, ausgestattet, die zur Kollisionsvermeidung notwendig sind. Mit diesen Einrichtungen zur Entfernungsmessung wird erfindungsgemäß auch ein Teil des Transportgutes erfasst, wobei die dabei ermittelten Messwerte (Abstandswerte, Entfernungswerte) durch eine Auswerteeinrichtung verarbeitet werden, woraus eine Klassifizierung bzw. Identifizierung des geladenen Transportgutes erfolgt.
  • Die Lösung der Aufgabe sieht insbesondere ein Flurförderzeug gemäß Patentanspruch 1 vor. Dieses Flurförderzeug ist erfindungsgemäß mit einer Einrichtung zur Identifizierung eines geladenen Transportgutes versehen, wobei das Flurförderzeug mit einer Einrichtung zur Messung des Abstandes des Flurförderzeugs zu Objekten ausgerüstet ist. Die Einrichtung ist zur Messung des Abstandes mit einer Auswerteeinrichtung verknüpft, wobei die Auswerteeinrichtung zur Unterscheidung von Messwerten der Abstandsmessungen zu Objekten außerhalb eines Ladebereiches des Flurförderzeugs und zu einem geladenen Transportgut innerhalb des Ladebereichs des Flurförderzeugs eingerichtet ist. Weiter ist die Auswerteeinrichtung zur Auswertung einer Mehrzahl von Messwerten innerhalb des Ladebereichs eingerichtet, wobei aus der Mehrzahl dieser Messwerte zumindest ein geometrisches Merkmal des Transportgutes ermittelt wird, wobei die Auswerteeinrichtung zur Inbezugsetzung der ermittelten geometrischen Merkmale zu gespeicherten geometrischen Merkmalen bekannter Transportgüter eingerichtet ist, und wobei schließlich die Auswerteeinrichtung zur Identifizierung anhand der Inbezugsetzung des geladenen Transportgutes als eines der bekannten Transportgüter eingerichtet ist. Ein solches Flurförderzeug kann ein geladenes Transportgut auch dann identifizieren, wenn dieses nicht mit separaten Identifizierungsmitteln, beispielsweise RFID-Tags oder Barcode-Etiketten o.ä., ausgerüstet ist. Auch mechanische Sensoren, beispielsweise Drucksensoren, Näherungsschalter o.ä., sind für die Identifizierung nicht notwendig.
  • Die Lösung der Aufgabe sieht weiterhin ein Verfahren zur Identifizierung eines Transportgutes eines Flurförderzeuges gemäß dem Patentanspruch 9 vor. Dabei wird ein Verfahren zur Identifikation eines geladenen Transportgutes eines Flurförderzeugs vorgeschlagen, wobei in einem ersten Schritt mittels einer Einrichtung zur Abstandsmessung eine Mehrzahl von Abstandswerten zu einem Objekt oder mehreren Objekten im Erfassungsbereich der Einrichtung erfasst und gespeichert werden. In einem zweiten Schritt werden solche Messwerte für die weitere Verarbeitung selektiert, welche ein Objekt oder mehrere Objekte in einem definierten Ladebereich des Flurförderzeugs betreffen, und in einem dritten Schritt wird mittels der selektierten Messwerte zumindest ein geometrisches Merkmal des Objektes oder der Objekte im Ladebereich ermittelt. In einem vierten Schritt werden die ermittelten geometrischen Merkmale mit gespeicherten geometrischen Merkmalen bekannter Transportgüter in Bezug gesetzt, und schließlich wird in einem fünften Schritt anhand der Inbezugsetzung das Objekt im Ladebereich als eines der bekannten Transportgüter identifiziert. Durch dieses Verfahren können die Vorteile des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs realisiert werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Flurförderzeuges sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die dabei beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße Verfahren.
  • Oft ist es gar nicht notwendig, ein konkretes Transportgut zu identifizieren, sondern nur die Art bzw. Klasse eines Transportgutes festzustellen. In solchen Fällen sind die bekannten Transportgüter vorteilhaft in Klassen gegliedert, wobei die Auswerteeinrichtung zur Ermittlung der Zugehörigkeit des zu identifizierenden Transportgutes zu einer der Klassen eingerichtet ist. Dabei ist weiter von Vorteil, dass bei einer klassenbasierten Erfassung in vielen Fällen unschärfere Identifizierungskriterien angewendet werden können, womit die Wahrscheinlichkeit steigt, dass erfolgreich eine Zuordnung zu einer Klasse und damit eine Identifizierung vorgenommen werden kann.
  • Die Identifizierung bzw. die Feststellung der Zugehörigkeit eines Transportgutes zu einer Transportgut-Klasse kann vorteilhafterweise sehr sicher erfolgen, indem das Theorem von Bayes bei der Inbezugsetzung angewendet wird.
  • Vorteilhaft ist die Einrichtung zur Messung des Abstandes zur berührungslosen Entfernungsmessung eingerichtet, also beispielsweise durch Ultraschall-Technik oder insbesondere Laser-basiert. Eine gute Erfassungsdichte ergibt sich insbesondere, wenn die Einrichtung zur Messung des Abstandes ein 2-D oder 3-D-Laserscanner ist. Häufig sind Flurförderzeuge nicht nur in Fahrtrichtung, sondern auch entgegen der Fahrtrichtung ("Rangier-Richtung") mit solchen Laserscannern ausgerüstet, die vorteilhaft auch für die Entfernungsmessung verwendet werden können, die zur Identifizierung des geladenen Transportgutes benötigt wird. Dabei kann also die Installation zusätzlicher Hardware eingespart werden, und in den Fällen, in denen eine Steuerungseinrichtung (Computer o.ä.) des Flurförderzeugs über freie Rechenkapazitäten verfügt, kann sogar eine separate Auswerteeinrichtung im Sinne einer separaten Hardware ebenfalls eingespart werden. Die ohnehin an den Flurförderzeugen häufig angebrachten Laserscanner dienen in erster Linie der Kollisionserkennung, so dass diejenigen Messungen, die der Identifizierung des Transportgutes dienen, beispielsweise in Fahrtpausen (Stillstand) vorgenommen werden können. Es können jedoch insbesondere in den Fällen, in denen bei ein- und derselben Messung bzw. Messreihe sowohl das Transportgut bzw. Teile davon, als auch die Umgebung des Flurförderzeugs erfasst werden, die ermittelten Messwerte (Messpunkte oder erfasste Objekte) dahingehend differenziert werden, ob diese in einem Ladebereich des Flurförderzeugs angeordnet sind oder nicht. Dazu weist die Auswerteeinrichtung vorteilhaft eine Information bzw. Definition darüber auf, in welchen Entfernungen und unter welchen Winkeln ein Messpunkt oder Messwert einem Laderaum oder Ladebereich angehört, und unter welchen Entfernungen und welchen Winkeln die Umgebung (beispielsweise Fahrweg) des Flurförderzeugs liegt. Dabei werden nur solche Messwerte für die Identifizierung des Transportgutes herangezogen, die in einem Laderaum oder Ladebereich des Flurförderzeugs angeordnet sind.
  • Ein einfacher und zuverlässiger Weg, die benötigten Vergleichsinformationen, also die geometrischen Merkmale, der bereits bekannten Transportgüter der Auswerteeinheit zur Verfügung zu stellen, liegt in der manuellen Bereitstellung. Alternativ können jedoch auch Flurförderzeuge in einen "Trainings-Modus" umgeschaltet werden, wobei bekannte, definierte Transportgüter mittels der Entfernungs-Messungen abgetastet werden, wobei die daraus gewonnenen Messdaten für die spätere Identifizierung bzw. Klassifizierung herangezogen werden können.
  • Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Es dient gleichzeitig der Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Dabei zeigen:
    • Figur 1
    in einer schematischen Seitenansicht ein Flurförderzeug mit einer Palette mit einem zu identifizierenden Transportgut und mit einer Einrichtung zur Entfernungsmessung,
    Figur 2
    die geometrischen Merkmale zweier bekannter Transportgüter,
    Figur 3
    die geometrischen Merkmale eines zu identifizierenden Transportgutes, und
    Figur 4
    in einer schematischen Seitenansicht ein Flurförderzeug mit einer alternativ angeordneten Einrichtung zur Messung des Abstandes.
  • In der Figur 1 ist ein Flurförderzeug FFZ dargestellt, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein fahrerloser Gabelstapler ausgeführt ist. Die Hauptbewegungsrichtung ("vorwärts") des Flurförderzeugs FFZ ist im Beispiel der Figur 1 nach rechts; die "Rückwärtsrichtung" demzufolge nach links als Einrichtung zur Messung eines Abstandes, also in Richtung der Ladegabel. Das Flurförderzeug FFZ ist mit einem Entfernungssensor ES ausgerüstet, welcher als 2-D-Laserscanner ausgeführt ist und im unteren Bereich des Flurförderzeugs FFZ angebracht ist. Der hier dargestellte Entfernungssensor ES ist zur fächerförmigen Aussendung von Messstrahlen in einem Radius von nahezu 180° in einer Ebene parallel zum Boden eingerichtet, wobei der nahezu halbkreisförmige Erfassungsbereich die "Rückwärts-Richtung" des Flurförderzeugs FFZ abdeckt, also bezogen auf die Figur 1 nach links gerichtet ist. Dadurch ergibt sich eine halbkreisförmige Messebene ME, die in der Schnittdarstellung der Figur 1 in Form einer gepunkteten Linie dargestellt ist. Der Ladebereich des Flurförderzeugs FFZ wird im Wesentlichen durch den Raum oberhalb der Ladegabel gebildet, wobei auch Teile der Ladung, insbesondere die Stützfüße einer Euro-Palette oder einer anderen Palette, auch um die Zinken der Ladegabel herum angeordnet sein können und somit in einen Raum unterhalb der Ladegabel hineinragen können; diese Teile der Palette oder des Transportgutes TG werden im Folgenden als Palettenfüße PF bezeichnet und bilden im Rahmen des hier erläuterten Ausführungsbeispiels die geometrischen Merkmale, auf die sich eine Erkennung (Identifizierung) des Transportgutes TG stützt.
  • Der hier gezeigte Entfernungssensor ES ist primär zur Kollisionsvermeidung des Flurförderzeugs FFZ bei Rückwärtsfahrt eingerichtet, wobei im Falle einer Rückwärtsfahrt das Transportgut TG temporär angehoben werden kann, um eine Beeinträchtigung der Erfassung von Objekten und anderen Hindernissen durch das Transportgut TG, die Ladegabel und die Palettenfüße PF zu vermeiden. Im Folgenden wird erläutert, wie derselbe Entfernungssensor ES zur Identifizierung des Transportgutes TG anhand dessen die Geometrie bzw. geometrischer Merkmale vorgenommen wird.
  • Für die Identifizierung des Transportgutes TG wird nun vorausgesetzt, dass ein Steuerungs-Computer des Flurförderzeugs FFZ nicht nur zur Steuerung der Bewegung des Flurförderzeuges FFZ eingerichtet ist, sondern auch zusätzlich eine Auswerteeinheit aufweist, welche durch eine Software des Steuerungs-Computers realisiert ist. Der Einfachheit halber sei für das Ausführungsbeispiel angenommen, dass die Transportgüter TG, die in einer Anordnung mit dem Flurförderzeug FFZ vorhanden sein können, unterschiedlichen Typs sein können bzw. unterschiedlichen Transportgut-Klassen angehören können. Jeder Transportgut-Typ bzw. jede Transportgut-Klasse weist unterschiedliche Geometrien der Palettenfüße PF auf, so dass ein Transportgut TG bzw. die Klasse, der das Transportgut TG angehört, anhand spezifischer geometrischer Merkmale der Palettenfüße PF und deren Anordnung, dem sog. "Foot Print", unterschieden werden können.
  • In der Figur 2 sind für zwei unterschiedliche Transportgüter TG-A, TG-B die unterschiedlichen "Foot Prints" dargestellt, wobei das Transportgut TG-A fünf Palettenfüße PF aufweist, und das Transportgut TG-B sechs Palettenfüße PF. Charakteristische geometrische Merkmale dieser "Foot Prints" sind in der Auswerteeinheit des Flurförderzeugs FFZ abgelegt bzw. durch diese Auswerteeinheit aus einer Datenbank abrufbar. Dabei werden nicht die "Foot Prints" als solche gespeichert, sondern erwartete Merkmale EMM1, ..., EMM3. Aus Sicht eines Entfernungssensors ES, der bezogen auf die Figur 2 am rechten Bildrand angeordnet ist, sind für das Transportgut TG-A in der Figur 2 drei erwartete Merkmale EMM1, EMM2, EMM3 dargestellt. Für den Fall, dass bezogen auf die Figur 2 der Entfernungssensor ES in einer vertikalen Ebene des mittleren Palettenfußes angeordnet ist, bildet dieser mittlere Palettenfuß bei Verwendung eines 2-D-Laserscanners ein Stück Linie, so dass als erwartetes Merkmal EMM2 in einem mittleren Erfassungsbereich, also in Erfassungsrichtung "rückwärts", eine Linie mit einer definierten Länge gespeichert ist. Rechts und links von dieser Richtung werden die erwarteten Merkmale EMM1, EMM3 erwartet, wobei aus Sicht des Entfernungssensors ES jeweils eine "Ecke" sichtbar ist, deren Spitze in Richtung des Entfernungssensors ES gerichtet ist, also konvex sichtbar ist.
  • Der Fall, in dem das Transportgut TG-A von dem Entfernungssensor ES erfasst wird, ist in der Figur 3 dargestellt. Dort ist neben dem Entfernungssensor ES in einer Draufsicht ein "Strahlenbündel" verschiedener Entfernungsmessungen dargestellt, wobei angenommen wird, dass jeder Palettenfuß PF von einer Vielzahl von Messstrahlen und damit mehreren Entfernungsmessungen erreicht wird, wobei aus der Vielzahl von Einzelmessungen geometrische Merkmale oder Objekte wie Linien, Ecken, Rundungen etc. berechnet werden können. Im Falle der Figur 3 werden vier gemessene Merkmale GMM1, ..., GMM4 erfasst; solche Merkmale werden auch als "Primitive" bezeichnet. Bezogen auf eine gedachte Mittellinie, die der "Rückwärts"-Richtung bei einer Bewegung des Flurförderzeugs FFZ entspricht, detektiert die Auswerteeinrichtung anhand der Messergebnisse in einem rechten Bereich das gemessene Merkmal GMM1, welches eine Ecke (konvex) darstellt. Daneben wird das gemessene Merkmal GMM4 detektiert, welches in der zweidimensionalen Sicht des Laserscanners als ein kurzes Stück geschlossener Linie erscheint. Im mittleren Bildbereich wird das gemessene Merkmal GMM2 erfasst, welches ebenfalls als Linie detektiert wird. Schließlich wird links der Mitte das gemessene Merkmal GMM3 detektiert, welches als eine Ecke (konvex) erscheinen kann, jedoch aufgrund von Messunsicherheiten wie dargestellt auch - fälschlicher Weise - als Linie erfasst werden kann. Diese gemessenen Merkmale GMM1, ..., GMM4 werden durch die Auswerteeinheit mittels eines Bayes-Klassifikators mit den erwarteten Merkmalen der gespeicherten Transportgüter TG-A und TG-B verglichen. Obwohl die gemessenen Merkmale GMM1, ..., GMM4 durchaus von den erwarteten Merkmalen EMM1, ..., EMM3 des Transportgutes TG-A abweichen, nämlich hinsichtlich der Merkmale EMM2 und GMM2, wird dennoch das richtige Transportgut TG-A identifiziert, weil der mittlere Palettenfuß PF sowohl im Beispiel der Figur 3 als auch hinsichtlich des erwarteten Merkmals EMM2 nicht auf einer Linie mit den erwarteten Merkmalen EMM1, EMM3 liegt, sondern ein stückweit versetzt (in der Figur nach "links") in der Mitte des Transportgutes TG-A, während in dem Fall, in dem das gemessene Merkmal GMM2 in einer geringeren Entfernung von der dem Entfernungssensor ES erfasst worden wäre, das Transportgut TG als Transportgut TG-B identifiziert worden wäre. Es ist dabei eine bekannte Eigenschaft der Bayes-Klassifikatoren, dass dasjenige Muster herausgefiltert werden kann, welches die größte Ähnlichkeit zu dem gemessenen Muster aufweist.
  • In der Figur 4 ist beispielhaft eine andere Anordnung eines Entfernungssensors ESS-S an dem Flurförderzeug FFZ dargestellt, wobei der Entfernungssensor ES-S (Entfernungssensor-schwenkbar) mehrere Ebenen nacheinander abtasten kann und somit ein 3-dimensionales Abbild erzeugen kann. Dazu ist der Entfernungssensor ES-S derart angeordnet, dass dieser ein fächerartiges Messstrahlenbündel in einer Ebene senkrecht zur Fahrbahn aussendet. Der Entfernungsmesser ES-S ist dazu in die Schwenkachse SA schwenkbar, so dass durch die sukzessive Abtastung mehrerer Ebenen ein dreidimensionales Abbild erfasster Gegenstände und Objekte gewonnen werden kann. Hierbei werden nicht die Palettenfüße PF nach geometrischen Merkmalen untersucht, sondern das Transportgut TG als solches bzw. dessen oben liegende Oberfläche. In einer weiteren vorteilhaften, hier nicht dargestellten Anordnung können auch Messergebnisse verschiedener Entfernungssensoren ES, ES-S miteinander kombiniert werden.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde angenommen, dass durch einen Administrationsvorgang manuell die Daten für die erwarteten Merkmale EMM1, ... EMM3 und weitere erwartete Merkmale für das Transportgut TG-B und andere Transportgüter eingegeben wurden. Alternativ können auch verschiedene Transportgüter TG-A, TG-B und andere in einem Trainingsmodus durch die Auswerteeinheit erfasst werden und die dabei detektierten Merkmale automatisch als erwartete Merkmale abgespeichert werden.

Claims (9)

  1. Flurförderzeug (FFZ) mit einer Einrichtung zur Identifizierung eines geladenen Transportgutes (TG), dadurch gekennzeichnet, dass
    das Flurförderzeug (FFZ) mit einer Einrichtung zur Messung des Abstandes (ES, ES-S) des Flurförderzeugs (FFZ) zu Objekten ausgerüstet ist,
    wobei die Einrichtung zur Messung des Abstandes (ES, ES-S) mit einer Auswerteeinrichtung verknüpft ist, dass die Auswerteeinrichtung zur Unterscheidung von Messwerten der Abstandsmessungen zu Objekten außerhalb eines Ladebereiches des Flurförderzeugs (FFZ) und zu einem geladenen Transportgut (TG) innerhalb des Ladebereichs des Flurförderzeugs (FFZ) eingerichtet ist,
    wobei die Auswerteeinrichtung zur Auswertung einer Mehrzahl von Messwerten innerhalb des Ladebereichs eingerichtet ist,
    wobei aus der Mehrzahl dieser Messwerte zumindest ein geometrisches Merkmal (EMM1, ..., EMM3) des Transportgutes (TG) ermittelt wird, und
    dass die Auswerteeinrichtung zur Inbezugsetzung der ermittelten geometrischen Merkmale (EMM1, ..., EMM3) zu gespeicherten geometrischen Merkmalen (GMM1, ..., GMM4) bekannter Transportgüter (TG-A, TG-B) eingerichtet ist, wobei die Auswerteeinrichtung zur Identifizierung anhand der Inbezugsetzung des geladenen Transportgutes (TG) als eines der bekannten Transportgüter eingerichtet ist.
  2. Flurförderzeug (FFZ) nach Patentanspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die bekannten Transportgüter in Klassen gegliedert sind, wobei die Auswerteeinrichtung zur Ermittlung der Zugehörigkeit des zu identifizierenden Transportgutes (TG) zu einer der Klassen eingerichtet ist.
  3. Flurförderzeug (FFZ) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Inbezugsetzung unter Anwendung des Theorems von Bayes erfolgt.
  4. Flurförderzeug (FFZ) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einrichtung zur Messung des Abstandes (ES, ES-S) zur berührungslosen Entfernungsmessung eingerichtet ist.
  5. Flurförderzeug (FFZ) nach Patentanspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einrichtung zur Messung des Abstandes (ES, ES-S) ein 2-D oder 3-D-Laserscanner ist.
  6. Flurförderzeug (FFZ) nach einem der Patentansprüche 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einrichtung zur Messung des Abstandes (ES, ES-S) zur Kollisionsvermeidung bei der Bewegung des Flurförderzeugs (FFZ) verwendbar ist,
    wobei die Einrichtung mit einer Fahrzeug-Steuerung des Flurförderzeugs (FFZ) verbunden ist.
  7. Flurförderzeug (FFZ) nach Patentanspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuerung zur Kollisionsvermeidung derart eingerichtet ist, dass nur solche Messwerte berücksichtigt werden, deren Entfernungs- und/oder Winkelwerte Punkte oder Objekte außerhalb des Ladebereichs betreffen.
  8. Flurförderzeug (FFZ) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die geometrischen Merkmale (GMM1, ..., GMM4) bekannter Transportgüter (TG-A, TG-B) durch Trainings-Messungen mit den bekannten Transportgütern (TG-A, TG-B) erfassbar und speicherbar sind.
  9. Verfahren zur Identifikation eines geladenen Transportgutes (TG) eines Flurförderzeugs (FFZ), dadurch gekennzeichnet, dass
    - in einem ersten Schritt mittels einer Einrichtung zur Abstandsmessung eine Mehrzahl von Abstandswerten zu einem Objekt oder mehreren Objekten im Erfassungsbereich der Einrichtung erfasst und gespeichert werden,
    - in einem zweiten Schritt solche Messwerte für die weitere Verarbeitung selektiert werden, welche ein Objekt oder mehrere Objekte in einem definierten Ladebereich des Flurförderzeugs (FFZ) betreffen,
    - in einem dritten Schritt mittels der selektierten Messwerte zumindest ein geometrisches Merkmal (EMM1, ..., EMM3) des Objektes oder der Objekte im Ladebereich ermittelt wird,
    - in einem vierten Schritt die ermittelten. geometrischen Merkmale (EMM1, ..., EMM3) mit gespeicherten geometrischen Merkmalen (GMM1, ..., GMM4) bekannter Transportgüter (TG-A, TG-B) in Bezug gesetzt werden, und
    - in einem fünften Schritt anhand der Inbezugsetzung das Objekt oder die Objekte im Ladebereich als eines oder mehrere der bekannten Transportgüter identifiziert wird oder werden.
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