DE202014000374U1 - Device for orientation for automatically in factory halls run, electrically operated, transport vehicles - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Orientierung für automatisch in Werkshallen geführte, elektrisch betriebene, Transportfahrzeuge, insbesondere so genannte AGV's (automatic guided vehicles), mit den folgenden Merkmalen: a) einer Kamera (6, 25) zur Identifikation der Stützpunkte einer Routenplanung mittels Markern, insbesondere nach dem Datamatrixcode, wobei ein Positionsmarker aus einer Anordnung aus neun Datamatrixcodes aufgebaut ist die in einem Quadrat angeordnet sind, und wobei die Diagonalen von 3 Einzelcodes auf einer Geraden liegen, b) einem vorderen Ultraschallsensor (20) und einem hinteren Ultraschallsensor (13), c) einem Laser-Scanner (9), d) einem Lichtfeldsensor (21).Orientation device for automatically guided, electrically operated, transport vehicles in workshops, in particular so-called AGVs (automatic guided vehicles), with the following features: a) a camera (6, 25) for identifying the bases of a route planning by means of markers, in particular according to the Data matrix code, a position marker being constructed from an arrangement of nine data matrix codes which are arranged in a square, and the diagonals of 3 individual codes lying on a straight line, b) a front ultrasonic sensor (20) and a rear ultrasonic sensor (13), c) a laser scanner (9), d) a light field sensor (21).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Orientierung für automatisch in Werkshallen geführte, elektrisch betriebene, Transportfahrzeuge und ein Verfahren zum störungsfreien Betrieb solcher Fahrzeuge.The present invention relates to a device for orientation for automatically guided in factory halls, electrically operated, transport vehicles and a method for trouble-free operation of such vehicles.

In einer Vielzahl von Unternehmensbereichen, zum Beispiel dem Handel mit Lebensmitteln und Haushaltsartikeln oder Industrie- und Haushaltsprodukten, liegen Waren in sortenreinen Quellpaletten mit gleichartigen Gebinden in Lastregalen vor. Ein Gebinde kann hierbei ein verpacktes oder unverpacktes Stückgut oder eine Warenzusammenstellung wie beispielsweise eine Kiste, ein Karton oder eine Steige mit Schüttgut oder mehreren Einzelgütern wie Getränkeflaschen oder Molkereiprodukten sein.In a variety of business sectors, for example, the trade in food and household goods or industrial and household products, goods in sorted source pallets are available with similar containers in load racks. A container may in this case be a packaged or unpacked general cargo or a set of goods such as a box, a carton or a tray with bulk or several individual items such as bottles or dairy products.

Zur Zusammenstellung einer Lieferung an einen bestimmten Kunden müssen hieraus Pakete mit unterschiedlicher Bestückung oder Gebinden zusammengestellt werden.To assemble a delivery to a specific customer, packages with different equipment or containers have to be assembled from this.

Das Herbeischaffen einzelner Bestandteile einer solchen Lieferung kann hierbei händisch erfolgen oder mittels automatisch geführter Fahrzeuge. Solche so genannten AGV's (automatic guided vehicles) können mobile Roboter oder speziell für den jeweiligen Verwendungszweck konstruierte Fahrzeuge sein die mit einem speziellen Führungs- und Steuerungsverfahren von einem Ort zu einem anderen Ort bewegt werden.Fetching individual components of such a delivery can hereby be done manually or by means of automatically guided vehicles. Such so-called AGVs (automatic guided vehicles) can be mobile robots or vehicles designed especially for the respective purpose, which are moved from one location to another using a special guidance and control method.

Herkömmliche automatisch geführte Fahrzeuge, mit denen zum Beispiel Materialien in Fabriken und Lagerhäusern bewegt werden, weisen eine minimale Punkt-zu Punkt-Bewegungssteuerung auf. Die meisten solcher Systeme verwenden AGV's, die einer festen Leitspur folgen. Im Allgemeinen handelt es sich hierbei um einen Hochfrequenz-Sendeantennendraht, der im Fabrikboden versenkt angeordnet ist, einen auf den Boden aufgemalten reflektierenden Streifen, oder ein auf den Boden aufgeklebtes reflektierendes Band. Solche Leitspuren sind jedoch ersichtlich sehr verletzlich und unzuverlässig.Conventional automatic guided vehicles, for example, with which materials are moved in factories and warehouses, have a minimum point-to-point motion control. Most such systems use AGVs that follow a fixed lead track. Generally, this is a radio frequency transmit antenna wire buried in the factory floor, a reflective strip painted on the floor, or a reflective tape glued to the floor. However, such traces are clearly very vulnerable and unreliable.

Alle diese Bewegungssteuerungen begrenzen die Bewegungsfreiheit der einzelnen AGV's, indem diese gezwungen werden einem physikalisch festgelegten Weg zu folgen.All of these motion controls limit the freedom of movement of individual AGVs by forcing them to follow a physically established path.

Die meisten solcher Systeme verlassen sich auf die fahrzeugeigene Annäherungs-Detektion um Kollisionen mit anderen Fahrzeugen, unbewegten Objekten oder menschlichem Personal zu vermeiden. In solchen Systemen können sich die AGV's nur in einer Richtung längs der von ihnen verfolgten Spur bewegen.Most such systems rely on on-board proximity detection to avoid collisions with other vehicles, stationary objects or human resources. In such systems, the AGVs can only move in one direction along the track they track.

Solche Systeme erreichen eine Punkt-zu-Punkt-Bewegung durch Implementieren von Steuerschemata und Verwenden frei beweglicher AGV's mit programmierbaren bidirektionalen Wegen. Hierdurch wird erreicht, dass sich mehrere AGV's ohne Kollisionen oder übermäßige Staus gleichzeitig auf denselben Wegen befinden. Diese Verfahren maximieren den Freiheitsgrad der AGV-Bewegung. Das Steuerschema implementiert hierbei ein Schema der „statischen” Kollisionsvermeidung für AGV-Systeme. Im Wesentlichen wird dabei ein Computerprogramm verwendet zum Untersuchen der jeweiligen Umgebung eines AGV's um nur solche Wege zu ermitteln die für AGV's befahrbar sind. Ein weiteres Zuteilungsprogramm zieht hieraus die erforderlichen Daten um AGV's im jeweiligen System von einem Punkt zu einem anderen Punkt zu bewegen, ohne dass zwei AGV's gleichzeitig denselben Weg befahren.Such systems achieve point-to-point motion by implementing control schemes and using freely moving AGVs with programmable bidirectional paths. This ensures that several AGVs are on the same paths at the same time without collisions or excessive congestion. These methods maximize the degree of freedom of the AGV movement. The control scheme implements a scheme of "static" collision avoidance for AGV systems. Essentially, a computer program is used to examine the respective surroundings of an AGV in order to determine only those paths that are passable for AGVs. A further allocation program derives the necessary data to move AGVs from one point to another point in the respective system without two AGVs traveling the same route at the same time.

Die Nachteile dieser Verfahren aus dem Stand der Technik bestehen darin, dass sie entweder auf geschlossene Pfade, eine unidirektionale Bewegung, auf das Fehlen der externen Steuerung der AGV-Bewegung oder auf die „statische” Kollisionsvermeidung beschränkt sind um ihre Position sinnvoll zu verändern.The disadvantages of these prior art methods are that they are limited either to closed paths, unidirectional movement, lack of external control of the AGV movement, or "static" collision avoidance to usefully change their position.

Zum Stand der Technik ist hierzu aus der DE 20 2007 012 798 U1 ein Positioniersystem mit einem Fahrzeug bekannt dem die Zielrichtung zugrunde liegt, ein Positioniersystem zu schaffen welches im Auflichtverfahren arbeiten kann, eine gegenüber dem Stand der Technik stark verbesserte Positionsauflösung ermöglicht, gleichzeitig sehr viel längere Fahrwege erlaubt und eine Positionsbestimmung auch bei stillstehendem Fahrzeug nicht ausschließt.The state of the art for this purpose is from the DE 20 2007 012 798 U1 a positioning system with a vehicle which is based on the objective to provide a positioning system which can work in the incident light method, a much improved positional resolution compared to the prior art allows at the same time much longer routes and a position determination does not exclude even when the vehicle is stationary.

Zu diesem Zweck wird hier unter anderem ein Positioniersystem beansprucht, das im Wesentlichen die folgenden Komponenten aufweist:

  • A) ein Fahrzeug welches mittels eines Antriebs wenigstens eindimensional in X-Richtung entlang eines Fahrwegs oder auf einer Bahn verfahrbar ist,
  • B) wenigstens ein Display, welches in der Umgebung des Fahrzeugs angeordnet ist, nicht an dessen Bewegung teilnimmt und auf welchem wenigstens ein Marker darstellbar ist,
  • C) eine Kamera, insbesondere CCD-Kamera, deren Lage bezüglich des Fahrzeugs in X-Richtung bekannt ist und welche an dem Fahrzeug vorzugsweise starr angeordnet ist, an dessen Bewegung teilnimmt und durch Verfahren des Fahrzeugs so positionierbar ist, dass der auf dem Display dargestellte Marker im Erfassungsbereich der Kamera liegt und somit von der Kamera als innerhalb des Bildfeldes der Kamera liegendes Markerbild abgebildet wird.
  • D) eine an die Kamera angeschlossene EDV-Einrichtung, welche imstande ist, mittels eines Bildverarbeitungsprogramms aus der Lage des Markerbildes im Bildfeld der Kamera die X-Komponente der Relativposition des Fahrzeugs bezüglich des auf dem Display dargestellten Markers zu bestimmen und das Ergebnis dazu heranzuziehen, mit Hilfe des Antriebs das Fahrzeug an einer bezüglich des Displays oder Markers vorgegebenen X-Sollposition oder innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs um die X-Sollposition in X-Richtung zu positionieren.
For this purpose, among other things, a positioning system is claimed which essentially has the following components:
  • A) a vehicle which can be moved by means of a drive at least one-dimensionally in the X-direction along a travel path or on a path,
  • B) at least one display, which is arranged in the vicinity of the vehicle, does not participate in the movement thereof and on which at least one marker can be displayed,
  • C) a camera, in particular a CCD camera whose position with respect to the vehicle in the X direction is known and which is preferably rigidly arranged on the vehicle, participates in the movement thereof and can be positioned by moving the vehicle so that the one shown on the display Marker is within the detection range of the camera and thus the camera is as within the field of view of the camera lying marker image is displayed.
  • D) a computer connected to the computer, which is capable of, by means of a Image processing program from the position of the marker image in the image field of the camera to determine the X component of the relative position of the vehicle with respect to the marker shown on the display and to use the result, with the help of the drive, the vehicle at a predetermined with respect to the display or marker X-target position or to position it within the specified tolerance range around the X target position in the X direction.

Im Anspruch 5 wird hierzu beansprucht, dass der auf dem Display dargestellte Code-Träger ein eindimensionaler Barcode oder ein zweidimensionaler Barcode oder ein Data-Matrix-Code ist.It is claimed in claim 5 that the code carrier shown on the display is a one-dimensional bar code or a two-dimensional bar code or a data matrix code.

Um ein vergleichbares Fahrzeug mit elektrischer Energie zu versorgen ist aus der DE 10 2010 050 935 B4 eine Vorrichtung zur berührungslosen Energieübertragung an ein Fahrzeug bekannt.To supply a comparable vehicle with electrical energy is from the DE 10 2010 050 935 B4 a device for contactless energy transfer to a vehicle known.

Zum Erreichen einer möglichst leistungsfähigen Energieübertragung wird in dieser Druckschrift eine Vorrichtung zur berührungslosen Energieübertragung von einer Spulenanordnung an eine in einem Fahrzeug vorgesehene Sekundärwicklung beansprucht, die durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet ist, nämlich dass die Spulenanordnung ein Kunststoffteil aufweist, das an einem ebenen Oberflächenbereich einen vertieften Bereich aufweist, in welchem die Spulenwicklung angeordnet ist, wobei auf dem ebenen Oberflächenteil ein ebener Ferritbereich angeordnet ist und wobei das Kunststoffteil einen derartig erhöhten Randbereich aufweist, dass ein wannenförmiger Bereich gebildet ist, welcher auch den vertieften Bereich umfasst.In order to achieve an energy transfer which is as efficient as possible, this document claims a device for non-contact energy transfer from a coil arrangement to a secondary winding provided in a vehicle, which is characterized by the following features, namely that the coil arrangement has a plastic part which is recessed at a flat surface area Area in which the coil winding is arranged, wherein on the flat surface portion a planar ferrite region is arranged and wherein the plastic part has a raised edge region such that a trough-shaped region is formed, which also includes the recessed region.

Ferner wird hier beansprucht, dass der wannenförmige Bereich mit Vergussmasse derart vergossen ist, dass die Spulenwicklung im vertieften Bereich samt des Ferritbereichs mit Vergussmasse vergossen ist, wobei die Spulenanordnung derart an einem Boden angeordnet ist, dass die Spulenanordnung vom Fahrzeug, insbesondere von Rädern des Fahrzeugs überfahrbar ist, wobei die Vergussmasse auf der vom Fahrzeug abgewandten Seite des Kunststoffteils angeordnet ist.Furthermore, it is claimed here that the trough-shaped region is encapsulated with casting compound in such a way that the coil winding is encapsulated in the recessed region together with the ferrite region with potting compound, wherein the coil arrangement is arranged on a bottom such that the coil arrangement of the vehicle, in particular of the wheels of the vehicle can be driven over, wherein the potting compound is disposed on the side facing away from the vehicle of the plastic part.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Orientierungssystem für automatisch in Werkshallen geführte Transportfahrzeuge zu schaffen mit dem der schnelle Transport von Lastregalen störungsfrei werden kann.It is the object of the present invention to provide an orientation system for automatically guided in factory halls transport vehicles with the fast transport of load shelves can be trouble-free.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the device according to claim 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden näher beschrieben.The device according to the invention will be described in more detail below.

Es zeigen im Einzelnen:They show in detail:

1: eine Werkshalle mit Transportlafetten 1 : a workshop with transport carriages

2: eine Darstellung des verwendeten Datamatrixcodes 2 : a representation of the data matrix code used

3: Möglichkeiten von Korrekturen einer gewählten Route, 3 : Possibilities of corrections of a chosen route,

4: eine Seitenansicht eines AGV mit einer Hubplatte 4 : A side view of an AGV with a lifting plate

5: eine Detailansicht der Datamatrix-Kamera 5 : a detail view of the Datamatrix camera

6: eine Darstellung eines Datamatrixcodes auf einer Ladematte 6 : A representation of a data matrix code on a loading mat

Die 1 zeigt eine Werkshalle mit Transportlafetten. Hier ist ein Ausschnitt aus einer mehr oder weniger großen Werkshalle mit Transportlafetten 1 dargestellt. Zur Zusammenstellung der für eine Lieferung benötigten Waren dienen Kommissionier-Stationen 3. Treten bei der Arbeit an den Kommissionier-Stationen Wartezeiten auf, warten die entsprechenden Transportlafetten 1 im Bereich von Warteschleifen 2, die mit, im Boden verlegten, Induktionsleitungen ausgestattet sind um solche Wartezeiten zum Aufladen von elektrischen Akkumulatoren der jeweils verwendeten AGV-Systeme zu nutzen.The 1 shows a workshop with transport carriages. Here is a part of a more or less large workshop with transport carriages 1 shown. Picking stations are used to compile the goods required for delivery 3 , If waiting times occur while working on the picking stations, the corresponding transport carriages are waiting 1 in the area of waiting loops 2 , which are equipped with, installed in the ground, induction cables to use such waiting times for charging of electrical accumulators of the AGV systems used in each case.

Die 2 zeigt eine Darstellung des verwendeten Datamatrixcodes. Mit 4 ist hier der Datamatrixcode-Träger und mit 5 der gewählte Code selbst bezeichnet. Neben der Markierung von Waren oder Standorten ist ein Datamatrixcode als Marker bekannt. Ein Datamatrixcode wird hierbei auf dem Boden, oder einer anderen Unterlage, befestigt und bei Überfahrt mit einem Fahrzeug durch eine am Fahrzeug angebrachte, nach unten gerichtete, Kamera detektiert. In dem jeweiligen Marker werden Informationen kodiert, die zum Beispiel die Lage des Ortes betreffen und/oder spezielle anderweitige Informationen enthalten.The 2 shows a representation of the data matrix code used. With 4 here is the data matrix code carrier and with 5 the chosen code itself. In addition to the marking of goods or locations, a data matrix code is known as a marker. A data matrix code is here attached to the ground, or another pad, and detected when crossing with a vehicle by a mounted on the vehicle, downwards, camera. In the respective marker information is encoded, for example, concern the location of the place and / or contain special other information.

Ein Datamatrixcode besteht aus hellen oder dunklen Zellen, die als Datenmatrix angeordnet sind. Die einzelnen Zellen sind quadratisch ausgelegt und sollten eine Toleranz von plus oder minus 10% nicht überschreiten.A data matrix code consists of light or dark cells arranged as a data matrix. The individual cells are square and should not exceed a tolerance of plus or minus 10%.

Grundsätzlich werden bei einem Datamatrixcode die Position der einzelnen Zellen (Lage) und die Füllung einer Zelle bewertet, wobei eine schwarze Zelle binär Eins und eine weiße Zelle binär Null entspricht.In principle, in the case of a data matrix code, the position of the individual cells (position) and the filling of a cell are evaluated, with a black cell corresponding to binary one and a white cell to binary zero.

Der Datamatrixcode wird durch zwei Suchelemente begrenzt, die zur Lageerkennung bei der Lesung des Codes dienen. Suchelemente sind eine waagrechte und eine senkrechte Begrenzungslinie, die L-förmig zueinander stehen. Die Suchelemente dienen weiterhin zur Erkennung von Verzerrungen und zur Größenbestimmung. Die beiden unterbrochenen Linien (alternating grid oder Taktzellen) gegenüber den Suchelementen dienen als Basis zur Erstellung der Datenmatrix. Die Suchelemente und die Taktzellen umrahmen den Bereich der Nutzdaten. Dieser Bereich enthält auch die redundanten Daten für die Datensicherheit, die nach dem Reed Solomon Fehlerkorrektur-Algorithmus berechnet wird.The data matrix code is limited by two search elements that are used to detect the position of the data Serve reading the code. Search elements are a horizontal and a vertical boundary line, which are L-shaped to each other. The search elements continue to serve to detect distortions and sizing. The two interrupted lines (alternating grid or clock cells) relative to the search elements serve as the basis for creating the data matrix. The search elements and the clock cells frame the range of the user data. This area also contains the redundant data security data that is calculated using the Reed Solomon error correction algorithm.

Unter Nutzung der bekannten Datamatrix-Technologie wird gemäß der der 2 eine neuartige Anordnung eines Markers geschaffen, bei dem ein Positionsmarker aus einer Anordnung aus neun Datamatrixcodes aufgebaut wird. Diese Datamatrixcodes sind in einem Quadrat angeordnet, wobei jeweils die Diagonalen von 3 Einzelcodes auf einer Geraden liegen.Using the well-known Datamatrix technology according to the 2 a novel arrangement of a marker is provided in which a position marker is built from an array of nine data matrix codes. These data matrix codes are arranged in a square, with the diagonals of each of 3 individual codes lying on a straight line.

Hierbei werden zunächst für alle Einzel-Codes dieselben Informationen zur Lage des Orts und zur Charakterisierung des Ortes codiert.In this case, the same information about the location of the location and the characterization of the location are first encoded for all individual codes.

Zusätzlich wird ein weiteres Zeichen codiert, sodass jeder Einzelcode eine eindeutig zuordenbare Erkennung hat.In addition, another character is encoded so that each individual code has a unique identifier.

Mittels der auf einem, den gezeigten Marker überfahrenden, Fahrzeug befindlichen sensorischen Einrichtungen werden beim Überfahren ein oder mehrere Einzel-Codes detektiert. Durch bekannte Bilderkennungsverfahren (wie zum Beispiel Data Matching) werden hierbei sowohl die gespeicherten Informationen als auch die relative Orientierung von Kamera und Code detektiert.By means of the sensory devices located on a vehicle passing over the marker shown, one or more individual codes are detected when driving over. Known image recognition methods (such as data matching) detect both the stored information and the relative orientation of the camera and code.

Befindet sich die gezeigte neuartige Anordnung eines Markers an einem Kreuzungspunkt verschiedener Fahr-Routen kann dieser Code aus allen 4 Richtungen gleich gut gelesen werden. Bei einer Drehung eines den Code überfahrenden Fahrzeugs im Codemittelpunkt können die Sensordaten (Drehwinkel) zur Positionierung des Fahrzeugs herangezogen werden.If the new arrangement of a marker shown is located at a crossing point of different driving routes, this code can be read equally well from all four directions. When a vehicle crossing the code in the code center point, the sensor data (rotation angle) can be used to position the vehicle.

Abweichungen von einer geplanten Route können dadurch erkannt werden, dass der Informationsgehalt der jeweils erkannten Codes ausgewertet wird.Deviations from a planned route can be detected by evaluating the information content of the respectively recognized codes.

Auf diese Weise kann eine seitliche Abweichung von der Mittellinie und/oder eine Abweichung im Fahrwinkel von einer gewählten Route detektiert werden. Diese Informationen ermöglichen eine sofortige Korrektur der gewählten Route.In this way, a lateral deviation from the center line and / or a deviation in the driving angle from a selected route can be detected. This information allows an immediate correction of the chosen route.

3 zeigt Möglichkeiten von Korrekturen einer gewählten Route. Es ist hier wieder der Datamatrixcode-Träger 4 mit dem speziellen Datamatrixcode 5 gezeigt. Die Ideallinie 7 einer Fahrspur, wie sie sich der Kamera 6 eines AGV zeigen würde, ist in der Mitte dargestellt. Links und rechts von der Ideallinie 7 ist jeweils eine Fahrspur gezeigt, die einen bestimmten Versatzwinkel in Bezug auf die Ideallinie 7 aufweist. 3 shows possibilities of corrections of a chosen route. Here again is the data matrix code carrier 4 with the special data matrix code 5 shown. The ideal line 7 a lane as she faces the camera 6 an AGV is shown in the middle. Left and right of the ideal line 7 In each case a lane is shown, which has a certain offset angle with respect to the ideal line 7 having.

4 zeigt eine Seitenansicht eines AGV mit einer Hubplatte. 4 shows a side view of an AGV with a lifting plate.

Das AGV-Gehäuse 15 weist eine Hubplatte 12 mit einem aufliegenden Transportregal 10 mit Kommissionierware 11 auf. In der Mitte des AGV ist eines der beiden Antriebsräder 17, begleitet von zwei Stützrollen 18, zu erkennen. In diesem Bereich ist im Boden eine Induktionsleitung 14 und am Fahrzeug ein Induktions-Stromabnehmer 16 dargestellt.The AGV housing 15 has a lifting plate 12 with a resting transport shelf 10 with order picking goods 11 on. In the middle of the AGV is one of the two drive wheels 17 , accompanied by two support rollers 18 to recognize. In this area is in the bottom an induction line 14 and on the vehicle an induction pantograph 16 shown.

Der Identifizierung der Informationen eines Datamatrixcodes dient eine Datamatrix-Kamera 19. Ein vorderer Ultraschallsensor 20 und ein hinterer Ultraschallsensor 13 erkennen hinderliche Strukturen im bodennahen Bereich, auch bei einer Rückwärtsfahrt.The identification of the information of a data matrix code is done by a data matrix camera 19 , A front ultrasonic sensor 20 and a rear ultrasonic sensor 13 detect obstructive structures near the ground, even when reversing.

In einer besonderen Ausführungsform können in diesen Bereichen kleine, aber dennoch den Fahrbetrieb störende, am Boden liegende Steinchen oder sonstige Hindernisse, mittels Luftdüsen durch impulsartige Luftstöße aus dem Weg geräumt werden. Solche kleinen Hindernisse können besonders bei AGV's mit schweren Lasten zu Schwierigkeiten führen.In a particular embodiment, small, but still driving disturbing, lying on the ground pebbles or other obstacles can be cleared by means of air jets by impulsive puffs of air in these areas out of the way. Such small obstacles can lead to difficulties especially with AGVs with heavy loads.

Ein Laser-Scanner 9 an der Vorderseite des AGV erfasst weiträumig und detailliert relevante Orientierungs-Strukturen.A laser scanner 9 on the front of the AGV covers relevant and extensive orientation structures.

An der Vorderseite des Transportfahrzeugs ist ferner ein Lichtfeldsensor 21 angebracht. Die mittels dieses optischen Sensors erfassten Informationen können vorteilhaft dazu herangezogen werden, nach der eigentlichen Aufnahme ein Bild mit einer an beliebiger Position platzierten Schärfenebene zu berechnen und darzustellen oder auszuwerten. Somit kann derselbe optische Sensor sowohl zur scharfen Darstellung von sehr nahe gelegenen Gegenständen als auch zur scharfen Darstellung von sehr weit entfernten Gegenständen verwendet werden, wobei darüber hinaus beide Darstellungen aus denselben gewonnenen Informationen errechnet werden können. Die Bereitstellung eines aufwendigen Linsen-, Zoom- oder Autofokussystems als optischer Sensor ist dabei hinfällig. Darüber hinaus können dieselben erfassten Daten zur gleichzeitigen Berechnung unterschiedlicher Bilddarstellungen, jeweils mit unterschiedlichen Bildausschnitten und unterschiedlichen Schärfeebenen und Schärfetiefe-Bereichen, herangezogen werden.At the front of the transport vehicle is also a light field sensor 21 appropriate. The information acquired by means of this optical sensor can advantageously be used to calculate and display or evaluate an image with a focus plane placed at any desired position after the actual recording. Thus, the same optical sensor can be used both for sharply displaying very close objects and for sharpening very distant objects, and moreover, both representations can be calculated from the same information obtained. The provision of a complex lens, zoom or autofocus system as an optical sensor is obsolete. In addition, the same acquired data for the simultaneous calculation of different image representations, each with different image sections and different Sharpness levels and depth of field areas are used.

Hinsichtlich des verwendeten Lichtfeldsensors 21, wird auf die neue Entwicklung der so genannten Minilinsen verwiesen, die in der Form von hunderten von Minilinsen nach dem Lichtfeldprinzip optische Informationen sammeln, die dann später zu Bildern mit einer gewünschten Auflösung und/oder einem gewünschten Blickwinkel datentechnisch zusammengestellt werden können. Solche Minilinsen sind 3-D-fähig, billig herzustellen und folgen dem Prinzip eines Insektenauges.With regard to the light field sensor used 21 , refers to the new development of the so-called mini-lenses, which collect in the form of hundreds of mini-lenses according to the light field principle optical information, which can then be compiled later data to images with a desired resolution and / or a desired angle. Such mini-lenses are 3-D capable, inexpensive to manufacture and follow the principle of an insect eye.

Im Verbund mit dem Laser-Scanner 9 ist es dem Transportfahrzeug leichter möglich zwischen der Ansammlung an Transportregalen zu navigieren und unerwartet auftauchenden Hindernissen adäquat zu begegnen.In combination with the laser scanner 9 it is easier for the transport vehicle to navigate between the accumulation of transport shelves and adequately counter unexpectedly emerging obstacles.

Das hier vorgestellte System zur Orientierung kann für alle Arten von AGV's verwendet werden. Besonders wird hier noch auf ein AGV für den Transport von schweren Lasten mittels einer Hebeanordnung bestehend aus drei Hubdornen verwiesen.The orientation system presented here can be used for all types of AGVs. In particular, reference is made here to an AGV for the transport of heavy loads by means of a lifting arrangement consisting of three Hubdornen.

Die zum Betrieb des Orientierungssystems notwendigen elektronischen Einrichtungen sind dem Fachmann geläufig und nicht näher beschrieben.The necessary for the operation of the orientation system electronic devices are familiar to the expert and not described in detail.

5 zeigt eine Detailansicht der Datamatrix-Kamera. Hierbei ist im Bildteil a) zu erkennen, dass die eigentliche Kamera 25 zur Beleuchtung des Detektionsfeldes von einer kreisförmig angeordneten Vielzahl von LEDs 23 umgeben ist, wobei die Kamera 25 gegen Streulicht mittels eines Zylinders 24 abgeschirmt ist. Im Bildteil b) wird ersichtlich, dass jede LED zusätzlich von einem ringförmigen Reflektor 22 umgeben ist. 5 shows a detail view of the Datamatrix camera. It can be seen in the image part a) that the actual camera 25 for illuminating the detection field of a circularly arranged plurality of LEDs 23 is surrounded, the camera 25 against stray light by means of a cylinder 24 is shielded. In the image part b) it can be seen that each LED additionally by an annular reflector 22 is surrounded.

6 zeigt eine Darstellung eines Datamatrixcodes auf einer Ladematte. 6 shows a representation of a data matrix code on a loading mat.

Eine Ladematte ist eine besonders ausgebildete flächenhafte Struktur die in ihrem Inneren eine, die ganze Fläche bedeckende, geschlossene Leiterbahn aufweist die einem Fahrzeug ermöglicht mittels eines geeigneten Stromabnehmers induktiv elektrische Energie aufzunehmen. Diesem Zweck dient eine Steuerungs- und Energieversorgungsleitung 27 für eine Ladematte 26. Zur Erkennung der Ladematte 26 ist im zentralen Bereich der Ladematte 26 ein Datamatrix-Träger 4 angeordnet der einen diesbezüglichen Datamatrixcode 5 aufweist.A charging mat is a specially designed areal structure which has in its interior a closed conductor track which covers the entire area and which enables a vehicle to inductively receive electrical energy by means of a suitable current collector. This purpose is served by a control and power supply line 27 for a loading mat 26 , For detecting the loading mat 26 is in the central area of the loading mat 26 a data matrix carrier 4 arranged a related data matrix code 5 having.

Zur Steuerung der beschriebenen Transportfahrzeuge wird bevorzugt ein bekanntes Verfahren eingesetzt das von der Technischen Universität Berlin entwickelt wurde und am 10. Oktober 2007 veröffentlicht wurde unter: Dynamic Routing of Automated Guided Vehicles in Real-time. (Ewgenij Gawrilow, Ekkehard Köhler, Rolf H. Möhring, Björn Stenzel) [http://www.math.tu-berlin.de/coga/publications/techreports/] To control the transport vehicles described a preferred method is preferably used which was developed by the Technical University of Berlin and published on 10 October 2007 at: Dynamic Routing of Automated Guided Vehicles in Real-time. (Ewgenij Gawrilow, Ekkehard Köhler, Rolf H Möhring, Björn Stenzel) [http://www.math.tu-berlin.de/coga/publications/techreports/]

Es handelt sich hierbei im Wesentlichen um einen zweiteiligen Algorithmus, dessen erster Teil einen vorbereitenden Schritt umfasst und dessen zweiter Teil in Echtzeit eine Route berechnet und dabei für jeden Abschnitt ein bestimmtes Zeitfenster vorsieht Die Anwendung des hier beschriebenen Verfahrens betraf ein AGV-Netzwerk im Container-Terminal Altenwerder im Hamburger Hafen. Die Anwendung desselben Verfahrens zum störungsfreien Betrieb von Automated Guided Vehicles in einem Warenhaus erscheint dagegen neu.Essentially, this is a two-part algorithm, the first part of which comprises a preparatory step and the second part of which calculates a route in real time and provides a specific time slot for each section. The application of the method described here involved an AGV network in the container Terminal Altenwerder in the port of Hamburg. The application of the same procedure for the trouble-free operation of Automated Guided Vehicles in a department store, however, appears new.

Die Steuerung der komplexen Bewegungsvorgänge und die Signalverarbeitung der verwendeten Sensoren erfordern ein spezielles Steuerungsprogramm.The control of the complex motion processes and the signal processing of the sensors used require a special control program.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Transportlafettentransport carriages
22
Induktionsleitungen in einer WarteschleifeInduction lines in a waiting loop
33
Kommissionier-StationenPicking stations
44
Datamatrixcode-TrägerData Matrix code carrier
55
DatamatrixcodeData Matrix Code
66
Kamera eines AGVCamera of an AGV
77
Ideallinie einer FahrspurIdeal line of a lane
88th
Versatzwinkel einer FahrspurOffset angle of a lane
99
Laser-ScannerLaser Scanner
1010
Transportregaltransport shelf
1111
KommissionierwareKommissionierware
1212
Hubplattelifting plate
1313
Hinterer UltraschallsensorRear ultrasonic sensor
1414
Induktionsleitunginduction line
1515
AGV-GehäuseAGV housing
1616
Induktions-StromabnehmerInduction pantograph
1717
Antriebsraddrive wheel
1818
Stützrollesupporting role
1919
Datamatrix-KameraData Matrix Camera
2020
vorderer Ultraschallsensorfront ultrasonic sensor
2121
LichtfeldsensorLight field sensor
2222
Reflektorreflector
2323
LEDLED
2424
Zylindercylinder
2525
Kameracamera
2626
Lademattecharging mat
2727
Steuer- und EnergieversorgungsleitungControl and power supply line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202007012798 U1 [0010] DE 202007012798 U1 [0010]
  • DE 102010050935 B4 [0013] DE 102010050935 B4 [0013]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Dynamic Routing of Automated Guided Vehicles in Real-time. (Ewgenij Gawrilow, Ekkehard Köhler, Rolf H. Möhring, Björn Stenzel) [http://www.math.tu-berlin.de/coga/publications/techreports/] [0052] Dynamic Routing of Automated Guided Vehicles in Real-time. (Ewgenij Gawrilow, Ekkehard Köhler, Rolf H Möhring, Björn Stenzel) [http://www.math.tu-berlin.de/coga/publications/techreports/] [0052]

Claims (3)

Vorrichtung zur Orientierung für automatisch in Werkshallen geführte, elektrisch betriebene, Transportfahrzeuge, insbesondere so genannte AGV's (automatic guided vehicles), mit den folgenden Merkmalen: a) einer Kamera (6, 25) zur Identifikation der Stützpunkte einer Routenplanung mittels Markern, insbesondere nach dem Datamatrixcode, wobei ein Positionsmarker aus einer Anordnung aus neun Datamatrixcodes aufgebaut ist die in einem Quadrat angeordnet sind, und wobei die Diagonalen von 3 Einzelcodes auf einer Geraden liegen, b) einem vorderen Ultraschallsensor (20) und einem hinteren Ultraschallsensor (13), c) einem Laser-Scanner (9), d) einem Lichtfeldsensor (21).Orientation device for electrically operated transport vehicles guided in factory halls, in particular so-called AGVs (automatic guided vehicles), having the following features: a) a camera ( 6 . 25 ) for identifying the bases of a route planning by means of markers, in particular according to the data matrix code, wherein a position marker is made up of an array of nine data matrix codes which are arranged in a square, and wherein the diagonals of 3 individual codes lie on a straight line, b) a front ultrasonic sensor ( 20 ) and a rear ultrasonic sensor ( 13 ), c) a laser scanner ( 9 ), d) a light field sensor ( 21 ). Vorrichtung nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass die Datamatrix-Kamera (25) zur Beleuchtung des Detektionsfeldes von einer kreisförmig angeordneten Vielzahl von LEDs 23 umgeben ist, wobei die Kamera 25 gegen Streulicht mittels eines Zylinders 24 abgeschirmt ist, und wobei jede LED zusätzlich von einem ringförmigen Reflektor 22 umgeben ist.Apparatus according to claim 1; characterized in that the data matrix camera ( 25 ) for illuminating the detection field of a circularly arranged plurality of LEDs 23 is surrounded, the camera 25 against stray light by means of a cylinder 24 is shielded, and each LED in addition by an annular reflector 22 is surrounded. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2; dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Ladematte (26) mit einem zur Lageerfassung dienenden Marker umfasst.Apparatus according to claim 1 or 2; characterized in that it comprises a loading mat ( 26 ) with a marker for position detection.
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