BE1013354A3 - Werkwijze en inrichting voor het aanleggen van een automatisch geleid voertuig. - Google Patents

Abstract

Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanleggen van een door een navigatiesysteem automatisch geleid voertuig (1) aan een lastdrager (3). Met behulp van minstens één op het voertuig gemonteerde meetsensor, bij voorkeur een laser afstandsmeter (4) , wordt de werkelijke positie en orientatie van minstens de naar het voertuig (1) gerichte kant van de lastdrager (3) , voorkant genoemd, bepaald en rekening houdend met deze werkelijke positie en orientatie wordt het voertuig (1) optimaal naar de lastdrager (3) geleid.

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Werkwijze en inrichting voor het aanleggen van een automatisch geleid voertuig. Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het aanleggen van een automatisch geleid voertuig, ook aanmeren   of"docken"genoemd,   aan een lastdrager, bijvoorbeeld een pallet of een station voor het laden of lossen. 



  Automatisch geleide voertuigen worden gebruikt in magazijnen en bedrijven vooral voor het transport van goederen.   r - -   Dergelijk voertuig wordt geleid door een navigatiesysteem en is bijvoorbeeld voorzien van lasersensoren of camera's die samenwerken met bakens of dergelijke en kan een vooraf geprogrammeerd traject volgen. 



  Dit voertuig kan een vorkheftruck zijn en de lastdrager een pallet of laadbord. 



  Wanneer de vorkheftruck langs een pallet wordt geleid die moet getransporteerd worden, moet deze vorkheftruck afwijken van zijn traject en met deze pallet worden samengevoegd om hem op te nemen. 



  De normale positie van deze pallet, met zijn voorkant evenwijdig aan het traject van de vorkheftruck, is geprogrammeerd in het navigatiesysteem. 



  Bij een correct gepositioneerde pallet, waarvan de positie dus overeenkomt met voornoemde opgeslagen positie, wordt deze vorkheftruck, volgens een geprogrammeerde beweging 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 door het navigatiesysteem, tegenover het midden van de pallet gebracht, gewenteld over 900 en met zijn vork naar de pallet verplaatst tot aan deze laatste. 



  Het kan evenwel voorkomen dat de voorkant van de pallet schuin gepositioneerd is ten opzichte van het normale traject van de vorkheftruck en dus de werkelijke positie afwijkt van de theoretische opgeslagen positie. De voorgaande werkwijze is dan niet toepasbaar aangezien bij het benaderen van de pallet met de schuinte moet rekening worden gehouden. 



  Indien de vorkheftruck de geprogrammeerde beweging zou volgen, zou hij tegen de pallet botsen. 



  Volgens bekende werkwijzen wordt de vorkheftruck als volgt tegen de pallet gebracht : De vorkheftruck, die achteraan op zijn vork is voorzien van een oscillerende laser zender-ontvanger, sensor genoemd, wordt door het navigatiesysteem tot tegenover de pallet geleid. De sensor detecteert de pallet en stelt tevens dat deze schuin gepositionneerd is. 



  De vorkheftruck wordt in de richting van de pallet, alsof deze op zijn geprogrammeerde plaats staat, gewenteld. 



  Door een besturingssysteem, dat gekoppeld is aan de sensor, en eventueel met behulp van een tweede sensor of met behulp van patroonherkenning, wordt de beweging van de vorkheftruck naar de pallet afhankelijk van de schuinte bijgestuurd. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



  Het navigatiesysteem wordt wel geüpdatet zodat de positie van de vorkheftruck door dit systeem gekend blijft, maar het wordt niet gebruikt voor het aanleggen van de vorkheftruck aan de pallet. 



  Deze bekende werkwijze vergt het gebruik van een extra besturingssysteem naast het navigatiesysteem, en veel rekenwerk waardoor het sturen van de heftruck relatief traag is. 



  Door de oscillerende laser sensor wordt slechts op   een   ogenblik en in een beperkt aantal punten de afstand tot de pallet gemeten, waardoor de sturing tijdens het aanvoegen ook niet erg nauwkeurig is. 



  De uitvinding heeft een werkwijze voor het aanleggen van een automatisch geleid voertuig aan een lastdrager als doel waarbij, wanneer de lastdrager schuin gepositioneerd is ten opzichte van het normale traject van het voertuig, deze samenvoeging snel en nauwkeurig en met een relatief eenvoudige inrichting kan geschieden. 



  Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat met behulp van minstens   een   op het voertuig gemonteerde meetsensor de werkelijke positie en oriëntatie van minstens de naar het voertuig gerichte kant van de lastdrager, voorkant genoemd, wordt bepaald en rekening houdend met deze werkelijke positie en oriëntatie het voertuig optimaal naar de lastdrager wordt geleid. 



  Bij voorkeur wordt deze werkelijke positie en oriëntatie naar het navigatiesysteem gestuurd en wordt het optimaal leiden van het voertuig bepaald door dit navigatiesysteem. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 Dit navigatiesysteem kan daarbij de werkelijke positie en oriëntatie eventueel vergelijken met de opgeslagen theoretische positie van de lastdrager om het voertuig optimaal te leiden. 



  Als meetsensor kan doelmatig gebruik worden gemaakt van een zijwaarts ten opzichte van de rijrichting van het voertuig gerichte, contactloze afstandsmeter, waarbij het voertuig tot voorbij de lastdrager geleid wordt terwijl met de afstandsmeter afstanden worden gemeten tot minstens de naar het voertuig gerichte voorkant van de lastdrager, vervolgens aan de hand van deze afstandswaarden de werkelijke positie en   oriëntatie   van deze voorkant wordt bepaald, waarna, rekening houdend met deze werkelijke positie, het voertuig optimaal naar deze lastdrager wordt geleid en aan de lastdrager aangelegd wordt. 



  Verschillende afstanden tot de lastdrager in zijn geheel kunnen worden gemeten waarna met een filter de afstandswaarden worden uitgefilterd die niet tot de voorkant gemeten zijn zodat enkel de afstandswaarden tot de voorkant van de lastdrager overblijven. 



  De contactloze afstandsmeting kan met een laser afstandmeter worden uitgevoerd. 



  Deze werkelijke positie en oriëntatie van de voorkant van de lastdrager kunnen worden bepaald door de ligging van het midden van de voorkant en de hoek die deze voorkant met de rijrichting van het voertuig maakt te bepalen. 



  Rekening houdend met de werkelijke positie en oriëntatie van de voorkant van de lastdrager, kan het optimale pad voor het voertuig worden bepaald. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 



  Het voertuig kan worden geplaatst op de kruising van dit pad en het traject en over een hoek worden gewenteld tot het volgens dit pad gericht is, bijvoorbeeld in een richting dwars op, en door het midden van, de voorkant van de lastdrager. 



  Eenmaal het voertuig op de juiste plaats staat en in de voornoemde richting is gericht, kan het voertuig in rechte lijn worden verplaatst en is geen bijsturing van de richting nodig. 



  Een inrichting om de hiervoor beschreven werkwijze volgens de uitvinding toe te passen kan minstens   een   stationair op het voertuig en zijwaarts ten opzichte van de normale rijrichting gerichte meetsensor en middelen om de meetwaarden van deze meetsensor de werkelijke positie en oriëntatie van minstens de naar het voertuig gerichte kant van de lastdrager te bepalen en middelen om in functie daarvan het voertuig optimaal naar de lastdrager te leiden en aan te leggen aan deze laatste. 



  De meetsensor is bij voorkeur een contactloze afstandsmeter, terwijl de middelen om de werkelijke positie en oriëntatie te bepalen een filter bevatten om, uit de afstandswaarden, deze waarden weg te filteren die niet overeenkomen met afstanden tot de voorkant van de lastdrager zodat alleen afstandswaarden overblijven naar deze voorkant om de werkelijke positie en oriëntatie van de voorkant te bepalen. 



  Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een werkwijze en een inrichting voor het aanleggen aan een 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 automatisch geleid voertuig en een lastdrager, volgens de uitvinding beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een automatisch geleide vorkheftruck weergeeft die volgens de uitvinding moet aangeleggen aan een pallet ; figuren 2 tot 8 het resultaat van de afstandsmetingen weergeven op verschillende ogenblikken tijdens het uitfilteren. 



  In figuur 1 is een vorkheftruck 1 weergegeven die volgenseen traject 2 wordt geleid langs een pallet 3 die moet worden opgenomen. 



  Dit leiden van de vorkheftruck 1 gebeurt door een navigatiesysteem dat van een bekend type kan zijn en enkel beschreven wordt in zoverre nodig om de uitvinding duidelijk te maken. 



  Dit navigatiesysteem bevat   een   of meer zender-ontvangers op de vorkheftruck 1 die samenwerken met bakens die opgesteld zijn in de ruimte waarin het traject 2 gelegen is. Een elektronische besturing bepaalt, uitgaande van de gegevens van de zender-ontvangers, de positie van de vorkheftruck 1 in de ruimte en beveelt de sturing en   aandrijving   van deze vorkheftruck 1 op zodanige manier dat deze een vooraf geprogrammeerd traject 2 volgt. 



  Het is duidelijk dat andere navigatiesystemen kunnen worden gebruikt, bijvoorbeeld met in de grond ingewerkte geleiders en daarmee samenwerkende detectoren op de heftruck. 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 Op   een   zijkant van de vorkheftruck 1 is een zijwaarts ten opzichte van de door de pijl P weergegeven rijrichting gerichte stationaire laser afstandsmeter 4 of een andere contactloze afstandsmeter aangebracht. 



  Aangezien de afstand tot palletten 3 moet gemeten worden bevindt zich deze afstandsmeter 4 ter hoogte van de palletten 3 en dus laag tegen de grond. 



  Om eventueel tegen andere lastdragers te kunnen worden gebracht dan palletten of op verschillende hoogten gelegen palletten te kunnen opnemen kan de afstandsmeter 4 in hoogte instelbaar op de vorkheftruck 1 worden aangebracht. 



  Indien palletten 3 aan weerskanten van het traject 2 moeten kunnen opgenomen worden, zal in een variante aan beide zijden van de vorkheftruck 1 een dergelijke afstandsmeter 4 aangebracht zijn. 



  De palletten 3 zijn op de gebruikelijke manier vierhoekig met een draagvlak 5, bijvoorbeeld latten of een rooster, dat rust op een aantal steunen 6. In de uitvoeringsvorm weergegeven in figuur 1 is deze pallet 3 voorzien van negen blokvormige steunen 6, namelijk   een   op elke hoek,   een   in elke zijde tussen de hoeksteunen en   een   in het midden. 



  Daarenboven is het weergegeven pallet 3 schuin, namelijk onder een hoek A gepositioneerd ten opzichte van de rijrichting van de vorkheftruck 1 die het traject 2 volgt. 



  Zijn werkelijke positie en oriëntatie wijken dus af van zijn theoretische positie en oriëntatie die in het navigatiesysteem zijn opgeslagen of geprogrammeerd. 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 Voornoemde laser afstandsmeter 4 bevat een zender van laserpulsen, een ontvanger daarvoor en rekenmiddelen om uit het tijdsverschil tussen een gezonden puls en de ontvangst van de weerkaatste puls de afstand te berekenen. Door deze rekenmiddelen wordt ook een meetvenster 7 bepaald waarin de punten gelegen zijn waarvan de afstand kan bepaald worden. 



  Deze afstandsmeter 4 maakt deel uit van een inrichting, ook dockingsysteem genoemd, voor het aanleggen van de vorkheftruck 1 aan pallet 3. 



  Deze inrichting bevat verder een filter 8 die aansluit op de afstandsmeter 4 om de gemeten afstandswaarden te beperken tot die welke op de voorkant van de pallet 3 betrekking hebben en middelen 9, bijvoorbeeld een microprocessor, om uitgaande van de afstandswaarden de werkelijke positie en   oriëntatie   van de voorkant van de pallet 3 te bepalen. 



  Deze werkelijke positie en oriëntatie worden bepaald door, enerzijds, de ligging of de coördinaten   x, y   van het midden van de voorkant van de pallet 3, waarbij de x-richting de in figuur 1 door de pijl P weergegeven rijrichting van de vorkheftruck 1 is en de y-richting de loodrechte erop volgens dewelke de afstanden door de afstandsmeter 4 worden gemeten, en, anderzijds, voornoemde hoek A. 



  Wanneer de door het navigatiesysteem geleide vorkheftruck 1 zijn traject 2 volgt, en zieh dus verplaatst in de richting die met de pijl P is aangeduid, zal de afstandsmeter 4 op een bepaald ogenblik de pallet 3 detecteren. 



  Indien volgens het opgeslagen programma de vorkheftruck 1 deze pallet 3 op deze plaats moet opnemen, wordt deze 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 vorkheftruck 1 verder volgens het traject 2 langs de voorkant van de pallet 3 geleid tot voorbij deze pallet 3, en dit terwijl de afstandsmeter 4 op regelmatige tijdstippen de afstand tot de pallet 3 meet. 



  Het is duidelijk dat, door de schuine opstelling van de pallet 3, ook afstanden worden gemeten tot punten die meer naar achter gelegen zijn dan de voorkant van de steunen 6. 



  Vandaar dat in de filter 8 de afstandswaarden tot dergelijke meer naar achter gelegen punten uitgefilterd worden tot alleen de afstandswaarden naar de voorkant van de pallet 3, en dus de voorkant van de steunen 6 vooraan de pallet 3 overblijven. 



  Dit filteren wordt geïllustreerd aan de hand van de figuren 2 tot 8. 



  In figuur 2 worden voor de verschillende metingen de door de afstandsmeter 4 opgemeten afstandswaarden van de pallet 3 weergegeven. 



  Een maximum hoekafwijking ten opzichte van de door de pijl P aangeduide rijrichting, en dus een maximum waarde Amax van de hoek A wordt ingesteld. 



  De gemeten afstandswaarden worden door de filter 8 overlopen, bijvoorbeeld eerst in de rijrichting, dit is van links naar rechts gezien in figuren 2 tot 4. 



  Indien bij dit overlopen in de rijrichting de theoretische verbinding van een afstandswaarde naar een volgende een opwaartse hoek met deze rijrichting maakt die groter is dan 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 de hoek Amax, wordt deze volgende afstandswaarde weggefilterd door de filter 8. 



  Indien de afstandswaarden grafisch worden weergegeven zoals in de figuren 2 tot 8, dan zijn op het punt 10, alle meetwaarden weggefilterd die in het veld gelegen zijn dat in figuur 3 in puntlijn gearceerd is weergegeven. Dit veld wordt onderaan begrensd door een lijn vanuit 10 die een helling met een hoek Amax bezit. 



  Wanneer alle meetresultaten doorlopen zijn, is het veld gegroeid tot de in de figuur 4 gearceerd weergegeven oppervlakte. 



  Na het doorlopen blijven alleen nog de afstandswaarden weergegeven in figuur 5 over. 



  De overblijvende afstandswaarden worden nu in de tegengestelde richting, dus in de figuren 6 tot 7 van rechts naar links, doorlopen. 



  De hoek Amax blijft dezelfde maar is nu naar de andere kant en dus naar links gericht. 



  Er wordt op dezelfde manier gefilterd als hiervoor beschreven. Zoals weergegeven in figuur 6, zijn in punt 11 bij het doorlopen van de afstandswaarden alle afstandswaarden die in het gearceerde veld gelegen zijn, door de filter 8 weggefilterd. 



  Op het einde van dit laatste overlopen zijn de afstandswaarden die gelegen zijn in het in figuur 7 gearceerd weergegeven veld uitgefilterd. 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 



  Uiteindelijk zullen alleen de afstandswaarden van de voorkant van de pallet 3 overblijven zoals grafisch weergegeven in figuur 8. 



  Uit deze overgebleven afstandswaarden worden zowel de oriëntatie en dus de hoek A van de voorkant als de gemiddelde afstand en dus de plaats of coördinaten   x, y   van het midden van deze voorkant door de middelen 8 afgeleid. 



  Met andere woorden uit deze afstandswaarden en hoek A worden de werkelijke positie en oriëntatie van de voorkant van de pallet 3 in de ruimte en dus ook ten opzichte van het traject 2 bepaald. 



  Deze gegevens worden naar het navigatiesysteem gestuurd dat het optimale pad bepaalt dat de vorkheftruck 1 dient te volgen om optimaal de pallet 3 te kunnen opnemen. 



  Hierbij kan het navigatiesysteem de werkelijke positie en oriëntatie vergelijken met de opgeslagen theoretische positie en oriëntatie van de pallet 3. 



  In het in figuur 1 weergegeven voorbeeld valt dit pad samen met de loodrechte op het midden van de voorkant, welke loodrechte een hoek van 90 -A maakt met de rijrichting aangeduid door de pijl P. 



  Het navigatiesysteem doet de vorkheftruck 1 rijden tot zijn draaipunt 12 samenvalt met het kruispunt 13 van het traject 2 en en doet de vorkheftruck 1 rond zijn draaipunt 12 wentelen over een hoek 900-A. 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 Hierdoor wordt de vorkheftruck 1 met zijn vork, die tijdens het voorwaarts rijden in de richting volgens de pijl P achteraan is gelegen, naar de pallet 3 gericht. 



  Tot slot beveelt het navigatiesysteem de vorkheftruck 1 zich naar de pallet 3 te verplaatsen over een afstand overeenkomend met de door de gemiddelde afstandswaarde of de afstand tot het midden van de voorkant van de pallet 3. 



  Na het aanleggen of zogenoemde aanmeren van de vorkheftruck 1 aan de pallet 3, beveelt het navigatiesysteem het opnemen van de pallet 3, hetgeen op een optimale manier kan gebeuren. 



  De vorkheftruck 1 wordt dan verder naar zijn normale traject 2 teruggeleid en verder automatisch geleid. 



  Zoals reeds vermeld moet de lastdrager niet noodzakelijk een pallet zijn en het voertuig niet noodzakelijk een vorkheftruck 1. 



  Het voertuig kan bijvoorbeeld ook een trekvoertuig zijn en de lastdrager een wagon, of het voertuig kan een laad- of losmachine zijn en de lastdrager een vrachtwagen, of het voertuig kan een wagon zijn of een container dragen en de lastdrager een los-of vulmachine. 



  De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de hieraan toegevoegde tekeningen weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke werkwijze en inrichting voor het aanleggen van een voertuig aan een lastdrager kunnen in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (14)

Conclusies.

1.-Werkwijze voor het aanleggen van een door een navigatiesysteem automatisch geleid voertuig (1) aan een lastdrager (3), daardoor gekenmerkt dat met behulp van minstens een op het voertuig gemonteerde meetsensor de werkelijke positie en oriëntatie van minstens de naar het voertuig (1) gerichte kant van de lastdrager (3), voorkant genoemd, wordt bepaald en rekening houdend met deze werkelijke positie en oriëntatie het voertuig (1) optimaal naar de lastdrager (3) wordt geleid.

2.-Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat deze werkelijke positie en oriëntatie naar het navigatiesysteem wordt gestuurd en het optimaal leiden van het voertuig (1) wordt bepaald door dit navigatiesysteem.

3.-Werkwijze volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat dit navigatiesysteem de werkelijke positie en oriëntatie vergelijkt met de opgeslagen theoretische positie van de lastdrager (3) om het voertuig (1) optimaal te leiden.

4.-Werkwijze volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat als meetsensor gebruik wordt gemaakt van een zijwaarts ten opzichte van de rijrichting van het voertuig gerichte, contactloze afstandsmeter (4), waarbij het voertuig (1) tot voorbij de lastdrager geleid wordt terwijl met de afstandsmeter (4) afstanden worden gemeten tot minstens de naar het voertuig (1) gerichte voorkant van de lastdrager (3), vervolgens aan de hand van deze afstandswaarden de werkelijke positie en oriëntatie van deze voorkant wordt bepaald, waarna, rekening houdend <Desc/Clms Page number 14> met deze werkelijke positie, het voertuig (1) optimaal naar deze lastdrager (3) wordt geleid en aan de lastdrager (3) aangelegd wordt.

5.-Werkwijze volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat deze werkelijke positie en oriëntatie van de voorkant van de lastdrager (3) wordt bepaald door de ligging van het midden van de voorkant van de lastdrager (3) en de hoek (A) die deze voorkant met de rijrichting (P) van het voertuig (1) maakt te bepalen.

6.-Werkwijze volgens conclusie 4 of 5, daardoor gekenmerkt dat verschillende afstanden tot de lastdrager (3) in zijn geheel kunnen worden gemeten waarna met een filter (8) de afstandswaarden worden uitgefilterd die niet tot de voorkant gemeten zijn zodat enkel de afstandswaarden tot de voorkant van de lastdrager (3) overblijven.

7.-Werkwijze volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de afstandswaarden worden overlopen in de ene richting respectievelijk de tegengestelde richting en die afstandswaarden weggefilterd worden die ten opzichte van de vorige zo gelegen zijn dat ze overeenkomen met een helling die groter is dan en maximumhoek (Amax).

8.-Werkwijze volgens een van de conclusies 4 tot 7, daardoor gekenmerkt dat de contactloze afstandsmeting met een laser afstandsmeter (4) wordt uitgevoerd.

9.-Werkwijze volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat rekening houdend met de werkelijke positie en oriëntatie van de voorkant van de lastdrager (3), het optimale pad voor het voertuig (1) wordt bepaald. <Desc/Clms Page number 15>

10.-Werkwijze volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat het voertuig (1) wordt geplaatst op de kruising van dit pad en het traject (2) en over een hoek (900-A) wordt gewenteld tot het volgens dit pad gericht is.

11.-Werkwijze volgens conclusies 5 en 10, daardoor gekenmerkt dat het voertuig (1) wordt geplaatst in een richting dwars op, en door het midden van, de voorkant van de lastdrager (3).

12.-Inrichting om de werkwijze volgens een van de conclusies 1 tot 11 toe te passen, daardoor gekenmerkt dat ze minstens een stationair op het voertuig (1) en zijwaarts ten opzichte van de normale rijrichting (P) gerichte meetsensor bevat en middelen om de meetwaarden van deze meetsensor de werkelijke positie en oriëntatie van minstens de naar het voertuig (1) gerichte kant van de lastdrager (3) te bepalen en middelen om in functie daarvan het voertuig (1) optimaal naar de lastdrager (3) te leiden en aan te leggen aan deze laatste.

13.-Inrichting volgens conclusie 12, daardoor gekenmerkt dat de meetsensor een contactloze afstandsmeter (4) is, terwijl de middelen om de werkelijke positie en oriëntatie te bepalen een filter (8) bevatten om, uit de afstandswaarden, deze waarden weg te filteren die niet overeenkomen met afstanden tot de voorkant van de lastdrager (3) zodat alleen afstandswaarden overblijven naar deze voorkant om de werkelijke positie en oriëntatie van de voorkant te bepalen.

14.-Inrichting volgens conclusie 13, daardoor gekenmerkt dat de afstandsmeter (4) een laser afstandsmeter is.