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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lokalisation eines mobilen Objekts.
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Bei der autonomen Navigation von mobilen Objekten ist es erforderlich, dass die Lage des mobilen Objekts, d. h. seine Position im Raum und seine Orientierung, kontinuierlich geschätzt wird. Dies erfolgt üblicherweise dadurch, dass mittels einer Sensoreinrichtung die Umgebung des mobilen Objekts erfasst wird und mit einer entsprechenden Referenzkarte verglichen wird. Es wird dabei in der erfassten Umgebung nach sog. Landmarken gesucht, welche spezielle Strukturen, wie z. B. Geraden, Ebenenstücke und dergleichen, darstellen. Durch Vergleich der über die Sensoreinrichtung erfassten Landmarken mit den entsprechenden Landmarken in der Referenzkarte kann die Lage des Objekts geschätzt werden.
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Bei bekannten Verfahren zur Lokalisation eines mobilen Objekts wird nach der Kalibrierung der Sensoreinrichtung in vorbestimmten Bereichen in der durch die Sensoreinrichtung erfassten Umgebung nach den Landmarken gesucht.
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Aus der
DE 10 2007 021 693 A1 geht ein Verfahren zur Lokalisation eines mobilen Objekts hervor, bei dem eine Lage des mobilen Objekts mit Hilfe von Landmarken, z. B. Laserreflexionsmarken oder abgestellte Objekte, geschätzt wird. Dabei wird mittels einer Sensoreinrichtung, dort einem rotierenden Laserscanner, die Umgebung des mobilen Objekts erfasst. In einem vorbestimmten Bereich der erfassten Umgebung wird nach einer oder mehreren vorgegebenen Landmarken, insbesondere Laserreflexionsmarken gesucht. Für den Fall, dass keine der vorgegebenen Landmarken im vorbestimmten Bereich aufgefunden werden, ist eine ersatzweise Suche nach abgestellten Objekten vorgesehen, aus deren jeweiligem Abstand zum Sensor zusammen mit Information über den Belegzustand der Stellplätze die Position des mobilen Objekts geschätzt wird.
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Die vorbestimmten Bereiche ergeben sich dabei aus der Position der entsprechenden Landmarken in der Referenzkarte. Es erweist sich dabei als problematisch, dass sich während der Bewegung des mobilen Objekts dessen Lage auch durch externe Einflüsse, wie z. B. Bodenunebenheiten, Verkippungen bzw. elastischen Verformungen des Objekts, verändern kann. Dies führt dazu, dass entsprechende Landmarken in dem vorbestimmten Bereich nicht mehr gefunden werden, so dass die Position des mobilen Objekts nicht mehr mit ausreichender Genauigkeit geschätzt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lokalisation eines mobilen Objekts zu schaffen, welche auf einfache Weise eine genaue Schätzung der Lage des mobilen Objekts bei dessen Navigation ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 oder die Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 14 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mittels einer Sensoreinrichtung die Umgebung des mobilen Objekts erfasst und zunächst in einem vorbestimmten Bereich in der umfassten Umgebung nach einer oder mehreren vorgegebenen Landmarken aus einer Referenzkarte der Umgebung gesucht. Falls keine der vorgegebenen Landmarken in dem vorbestimmten Bereich gefunden werden kann, wird zusätzlich in einem oder mehreren alternativen Bereichen in einer vorgegebenen Suchumgebung um den vorbestimmten Bereich nach der oder den vorgegebenen Landmarken gesucht. Im Falle, dass die vorgegebene oder die vorgegebenen Landmarken in einem der alternativen Bereiche gefunden werden, wird die Lage des mobilen Objekts basierend auf der Lage der gefundenen Landmärke oder Landmarken in dem alternativen Bereich geschätzt.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich der vorbestimmte Bereich, in dem eine Landmarke aufgrund der Referenzkarte vermutet wird, durch externe Einflüsse ungewollt innerhalb bestimmter Grenzen verschieben kann. Deshalb wird erfindungsgemäß bei Nichtauffinden von Landmarken in dem vorbestimmten Bereich in alternativen Bereichen in einer Suchumgebung um den vorbestimmten Bereich nach den Landmarken gesucht, wobei beim Auffinden der entsprechenden Landmarken in einem alternativen Bereich wiederum eine Lageschätzung des mobilen Objekts ermöglicht wird.
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Die vorgegebene Suchumgebung ist dabei je nach Anwendungsfall geeignet definiert. Insbesondere wird sie durch eine erwartete maximale Abweichung der Lage des vorbestimmten Bereichs in der erfassten Umgebung von der Lage des vorbestimmten Bereichs in der Referenzkarte definiert. Diese Umgebung kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Umgebung, in der sich das Objekt bewegt, geeignet festgelegt werden. Ist beispielsweise der Boden, auf dem das Objekt verfährt, sehr uneben oder werden sehr schwere Lasten durch das Objekt transportiert, ist die erwartete Abweichung der Lage des vorbestimmten Bereichs im Regelfall größer, als wenn sich das Objekt auf einer ebenen Fläche bewegt und seine Orientierung auch nicht durch den Transport von Lasten beeinflusst wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Umgebung des mobilen Objekts mittels der Sensoreinrichtung als dreidimensionale Punktwolke erfasst und der vorbestimmte Bereich ist eine vorbestimmte Ebene in der dreidimensionalen Punktwolke, wobei aus der dreidimensionalen Punktwolke die Landmarken in der vorbestimmten Ebene extrahiert werden. Die vorbestimmte Ebene ist in einer Variante der Erfindung eine vorbestimmte, im Wesentlichen horizontal verlaufende Höhenebene. In der Druckschrift
WO 2007/096240 A1 ist ein entsprechendes Verfahren beschrieben, wie solche Landmarken aus einer dreidimensionalen Punktwolke extrahiert werden können. Die vorbestimmte Höhenebene liegt dabei vorzugsweise oberhalb des mobilen Objekts, wobei die vorgegebenen Landmarken innerhalb der Höhenebene insbesondere Strukturen eines Dachs eines Gebäudes sind, in dem sich das mobile Objekt bewegt. Es werden somit Landmarken zur Lokalisation verwendet, welche im Regelfall ihre Lage nicht verändern und welche von der Sensoreinrichtung während der Navigation normalerweise immer gesehen werden können. Dies ist bei Landmarken im Bodenbereich oftmals nicht der Fall, da sich im Bodenbereich die Umgebung oftmals dynamisch verändert und zuvor sichtbare Landmarken durch Objekte verdeckt werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind der oder die alternativen Bereiche alternative Höhenebenen, welche parallel und/oder verkippt zu der vorbestimmten Höhenebene verlaufen. Hierdurch wird berücksichtigt, dass eine Verschiebung der vorbestimmten Höhenebene meist durch eine Verkippung bzw. Verdrehung des mobilen Objekts hervorgerufen wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in alternativen Höhenebenen mit vorbestimmten Abständen oberhalb und unterhalb der vorbestimmten Höhenebene nach den vorgegebenen Landmarken gesucht.
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Die Landmarken können beliebig ausgestaltete Strukturen sein. In einer bevorzugten Variante sind die Landmarken entsprechende Geradenstücke, welche sich beispielsweise durch die Struktur eines Dachs ergeben. Ebenso können die Landmarken Ebenenstücke sein, beispielsweise polygonal umrandete Ebenenstücke, welche gegenüber Geraden eine verbesserte Identifikation als Landmarken ermöglichen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der alternative Bereich (d. h. die Lage dieses Bereichs), in dem der oder die vorgegebenen Landmarken gefunden werden, gespeichert, wobei bei einer Schätzung der Lage des mobilen Objekts zu einem späteren Zeitpunkt in dem gespeicherten alternativen Bereich nach der oder den vorgegebenen Landmarken gesucht wird, falls zu dem späteren Zeitpunkt in dem vorbestimmten Bereich keine der vorgegebenen Landmarken gefunden wird. Auf diese Weise wird die Effizienz der Suche nach Landmarken erhöht, da bevorzugt in alternativen Bereichen nach Landmarken gesucht wird, bei denen zuvor schon Landmarken gefunden worden sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Falle, dass die vorgegebene oder die vorgegebenen Landmarken in einem der alternativen Bereiche gefunden werden, der Unterschied zwischen der Position dieses alternativen Bereichs und der Position des vorbestimmten Bereichs gespeichert und daraus ein Modell von Bodenunebenheiten erstellt. Auf diese Weise können während der Bewegung des mobilen Objekts neben der Lageschätzung auch Informationen über die Beschaffenheit des Bodens extrahiert werden, auf dem sich das mobile Objekt bewegt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind zumindest ein Teil der vorgegebenen Landmarken fest im Raum installierte Markierungen. Da von diesen Markierungen exakt die Position bekannt ist, können diese Markierungen gegebenenfalls zur Nachkalibrierung der Sensoreinrichtung verwendet werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Umgebung des mobilen Objekts mit einem schwenkbaren Laserscanner erfasst, wie dies beispielsweise in der oben genannten Druckschrift
WO 2007/096240 A1 beschrieben ist.
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In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als mobiles Objekt ein Roboter lokalisiert, insbesondere ein Roboter zum Transport von Gütern, beispielsweise ein Gabelstapler. Es können jedoch auch beliebige andere mobile Objekte lokalisiert werden, wie z. B. autonom navigierende Reinigungsmaschinen.
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Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung ferner eine Vorrichtung zur Lokalisation eines mobilen Objekts. Die Vorrichtung umfasst eine Sensoreinrichtung zum Erfassen der Umgebung des mobilen Objekts und eine Recheneinheit, mittels der im Betrieb der Vorrichtung zunächst in einem vorbestimmten Bereich in der erfassten Umgebung nach einer oder mehreren vorgegebenen Landmarken aus einer Referenzkarte der Umgebung gesucht wird. Mittels der Recheneinheit wird dann im Falle, dass keine der vorgegebenen Landmarken in dem vorbestimmten Bereich gefunden wird, in einem oder mehreren alternativen Bereichen in einer vorgegebenen Suchumgebung um den vorbestimmten Bereich nach der oder den vorgegebenen Landmarken gesucht. Im Falle, dass die vorgegebene oder die vorgegebenen Landmarken in einem der alternativen Bereiche gefunden werden, wird die Lage des mobilen Objekts basierend auf der Lage der gefundenen Landmarke oder Landmarken in dem alternativen Bereich geschätzt.
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Die Vorrichtung ist dabei insbesondere derart ausgestaltet, dass jede der oben beschriebenen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Vorrichtung durchführbar ist.
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Die Erfindung umfasst darüber hinaus ein mobiles Objekt, insbesondere einen Roboter, der die oben beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten schematischen Zeichnung detailliert beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer Lokalisation eines mobilen Objekts bei korrekter Kalibrierung des Sensorsystems auf dem mobilen Objekt;
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2 eine Seitenansicht analog zu 1, bei der zur Lokalisation des mobilen Objekts eine Nachkalibrierung erforderlich ist; und
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3 eine Seitenansicht analog zu 1 und 2, bei der die Lokalisation des mobilen Objekts basierend auf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt.
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1 zeigt eine Momentaufnahme eines sich entlang eines Bodens B bewegenden Gabelstaplers 1, der autark in dem Gebäude navigiert. Dieser Gabelstapler stellt ein Beispiel für ein mobiles Objekt dar. Zur Navigation wird eine auf dem Gabelstapler 1 befestigte Sensoreinrichtung 2 in der Form eines Laserscanners verwendet, der in einem vorbestimmten Winkelbereich um eine vertikale Achse A schwenkt. Der Winkelbereich ist dabei insbesondere der 180°-Bereich in Richtung der Bewegung des Gabelstaplers, d. h. die Winkelbereiche von jeweils 90° links und rechts von der Bewegungsrichtung des Gabelstaplers. Der Laserscanner ist in einem Winkel von in etwa 45° zu der Achse A geneigt. Dabei erfasst ein sich schnell bewegender Laserstrahl in einer vertikal verlaufenden Ebene die Umgebung des Gabelstaplers 1, wobei die Ebene des Laserstrahls in dem zu erfassenden Winkelbereich hin und her schwenkt, um somit durch den Laserstrahl Objekte in dem gesamten Winkelbereich zu detektieren.
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Der Gabelstapler erfüllt in dem Gebäude vorbestimmte Aufgaben, z. B. bewegt er Güter von einem Punkt zum anderen. Mit Hilfe einer entsprechenden Recheneinheit im Gabelstapler bewegt sich der Gabelstapler selbstständig zu den verschiedenen Positionen, zu denen er Güter transportiert bzw. von denen er Güter abholt. Der Gabelstapler kann dabei mit Hilfe der durch den Laserscanner 2 erfassten Umgebung, welche er mit einer gespeicherten Referenzkarte vergleicht, seine Position schätzen. Die Referenzkarte zeigt den gesamten Navigationsbereich, in dem sich der Gabelstapler bewegen kann, und enthält entsprechende Landmarken. Diese Landmarken werden bei der Navigation des Objekts in der erfassten Umgebung gesucht und zur Positionsschätzung des Objekts verwendet.
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Das Objekt 1 navigiert autark in der Umgebung. Für diese autarke Navigation ist es nicht mehr notwendig die Umgebung zu präparieren oder anzupassen, d. h. es müssen keinerlei Markierungen, Reflektorstreifen oder ähnliches angebracht werden. Ebenso ist es nicht erforderlich, dass es Sender irgendwelcher Art in der Umgebung gibt, wie z. B. WLAN-Stationen, schnurlose Telefonstationen, reflektierende RFID-Tags und dergleichen. Die Navigation erfolgt stattdessen mit Strukturen, welche aus der vorhandenen Umgebung in einer Lernfahrt des Objekts extrahiert wurden. Diese Strukturen stellen die oben genannten Landmarken dar. Nichtsdestotrotz ist es gegebenenfalls auch möglich, dass die Navigation des Objekts mit Hilfe von Landmarken erfolgt, welche eigens für das mobile Objekt vorgesehene Markierungen in dem Gebäude darstellen, in dem sich das Objekt bewegt.
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In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung werden als Landmarken vorzugsweise gerade verlaufende Strukturen verwendet. Hier haben sich die Strukturen des Gebäudedaches, wie Dachbalken, als sehr vorteilhaft erwiesen, da diese Strukturen unabhängig von Umgestaltungen der Hochregallager sind. Ein Beispiel einer solchen Landmarke ist schematisiert mit dem Bezugszeichen
3 in den
1 bis
3 wiedergegeben. Die Verwendung solcher Landmarken hat den Vorteil, dass sich die Struktur des Dachs im Regelfall nicht dynamisch verändert und das Dach auch normalerweise immer sichtbar ist, was bei Landmarken am Boden des Objekts nicht immer gewährleistet ist. Die gerade verlaufenden Landmarken
3 an dem Dach des Gebäudes werden zunächst mit einem geeigneten Verfahren aus einer dreidimensionalen Punktwolke extrahiert, welche durch den schwenkbaren Laserscanner
2 erfasst wird. Ein entsprechendes Verfahren zur Extraktion solcher Landmarken ist beispielsweise in der Druckschrift
WO 2007/096240 A1 beschrieben. Bei der Extraktion dieser Landmarken werden die Schnittpunkte zwischen der Punktewolke und einer entsprechend festgelegten Höhenebene H berechnet und hieraus die gerade verlaufenden Landmarken am Dach des Gebäudes bestimmt. Die Höhenebene H stellt dabei ein Beispiel eines vorbestimmten Bereichs im Sinne der Ansprüche dar.
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Bei einer herkömmlichen Lokalisation des mobilen Objekts nach dem Stand der Technik muss eine sehr genaue Kalibrierung des Sensors 1 auf dem mobilen Objekt durchgeführt werden. Durch diese Kalibrierung wird sichergestellt, dass das Koordinatensystem des Sensors bezüglich der Höhe über Grund und des Normalvektors auf der Bodenebene richtig beschrieben wird. Die genaue Kalibrierung ist erforderlich, da immer in der vorbestimmten Höhenebene H nach Landmarken gesucht wird, so dass eine ungenaue Kalibrierung dazu führt, dass in der vorbestimmten Höhenebene die entsprechenden, in der Referenzkarte vermerkten Landmarken nicht gefunden werden. Dies hat eine ungenaue Lokalisation und damit verbundene unsichere Navigation des mobilen Objekts zur Folge.
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1 zeigt ein Szenario, bei dem die Kalibrierung des mobilen Objekts 1 möglich ist. Das mobile Objekt extrahiert die Landmarken aus der Höhenebene H, wobei in dieser Höhenebene tatsächlich eine entsprechende Landmarke 3 liegt, welche auch in einer Referenzkarte vorhanden ist. Im Unterschied hierzu zeigt 2 ein Szenario, bei dem die Kalibrierung nicht exakt erfolgt ist bzw. die Kalibrierung während der Bewegung des Objekts durch äußere Einflüsse nicht mehr möglich ist.
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In 2 ist die Gabel 1a des Gabelstaplers angehoben, was beispielsweise durch Bodenunebenheiten oder durch eine Gewichtsentlastung des Gabelstaplers hervorgerufen werden kann. Die Kalibrierung erfolgte jedoch in dem in 1 gezeigten Zustand, bei dem die Gabel des Gabelstaplers nicht angehoben ist. Bei einer herkömmlichen Navigation führt dies nunmehr dazu, dass die zur Suche nach Landmarken verwendete Höhenebene H nicht mehr horizontal verläuft, sondern leicht gekippt ist, so dass in der Höhenebene H die Landmarke 3 nicht mehr gefunden wird, da diese nunmehr unterhalb dieser Höhenebene liegt. In herkömmlichen Verfahren muss deshalb eine aufwändige Nachkalibrierung des Systems durchgeführt werden. Dabei erfolgt eine solche Nachkalibrierung üblicherweise nur in vorgegebenen Zeitintervallen, so dass nicht alle situationsbedingten Abweichungen der Höhenebene H von ihrer vorbestimmten Lage erfasst werden. Beispielsweise können Unebenheiten im Boden, welche in der Regel an vielen Stellen auftreten, nicht über eine Nachkalibrierung geeignet berücksichtigt werden. Ebenso werden Effekte von dynamischen Laständerungen nicht hinreichend durch Nachkalibrierungen erfasst.
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3 verdeutlicht am Beispiel des Objekts 1 der 1 und 2, wie in einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens Landmarken ohne aufwändige Nachkalibrierung gefunden werden können. 3 zeigt dabei ein Szenario, bei dem die anfängliche Kalibrierung in dem Zustand des Objekts gemäß 1 erfolgt ist, d. h. in einem Zustand, bei dem die Höhenebene H parallel zum Boden B verläuft. Dabei liegt in 3 eine Situation analog zu 2 vor, bei der es durch äußere Einflüsse zu einem Anheben der Gabel 1a des Gabelstaplers 1 gekommen ist. Erfindungsgemäß wird zunächst wie bei herkömmlichen Navigationsverfahren in der von der Sensoreinrichtung 2 aufgenommenen dreidimensionalen Wolke das Merkmal der Landmarke 3 in der vorbestimmten Höhenebene H gesucht. In dem Szenario der 3 wird aufgrund der angehobenen Gabel die entsprechende, in der Referenzkarte vermerkte Landmarke jedoch nicht gefunden. Bei herkömmlichen Verfahren wird die Navigation dann fortgesetzt, bis wieder eine Landmarke gefunden werden kann, welche in der Karte vermerkt ist. Hierdurch entstehen jedoch Ungenauigkeiten. In der hier beschriebenen Variante der Erfindung wird jedoch im Falle, dass eine entsprechende Landmarke aus der Referenzkarte in der Höhenebene H nicht gefunden wird, in weiteren Höhenebenen gesucht, welche oberhalb und unterhalb der vorbestimmten Höhenebenen H liegen. Diese Höhenebenen sind in 3 mit Bezugszeichen H1 bis H4 bezeichnet. Die Höhenebenen H1 und H2 liegen dabei oberhalb der Höhenebene H und die Höhenebenen H3 und H4 unterhalb der Höhenebene H.
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Vorzugsweise wird zunächst in einer gewissen Schrittlänge, d. h. mit einem bestimmten Abstand, oberhalb und unterhalb der nominalen Höhe die Höhenebene H (d. h. in den Höhenebenen H1 und H3) nach der Landmarke gesucht. Wird die Landmarke in den Höhenebenen H1 und H3 nicht gefunden, wird im doppelten Abstand zur Höhenebene H nach Landmarken oberhalb und unterhalb der Höhenebene H (d. h. in den Höhenebenen H2 und H4) gesucht. Anschließend werden weitere Höhenebenen in dreifachem Abstand usw. nach Landmarken durchsucht. Dieses Verfahren wird so lange fortgesetzt, bis ein vorgegebener, vorher festgelegter Suchbereich oberhalb und unterhalb der vorbestimmten Höhenebene H durchlaufen wurde. Der Suchbereich ist dabei gegeben durch einen erwarteten maximalen Fehler, der sich bei der Bewegung des mobilen Objekts in dem Gebäude durch bestimmte Ereignisse, insbesondere durch Bodenunebenheiten bzw. Lasten auf dem Gabelstapler 1, ergeben kann. Der erwartete maximale Fehler wird entsprechend den vorhandenen Gegebenheiten vorher geeignet festgelegt bzw. durch Experimente bestimmt. Die Abstände, in denen in Höhenebenen nach Landmarken gesucht wird, können dabei auch in Abhängigkeit von der vertikalen Ausdehnung der entsprechenden Landmarke gewählt werden. In dem Szenario der 3 wird bereits in der ersten Höhenebene H3 unterhalb der vorbestimmten Höhenebene H die gesuchte Landmarke 3 entdeckt. Nach Detektion der Landmarke erfolgt dann basierend auf der Lage der Landmarke in der Höhenebene H3 die Positions- und Orientierungsschätzung des Objekts 1.
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Wie sich aus den obigen Ausführungen ergibt, wird durch eine Suche von zunächst nicht aufgefundenen Landmarken in einer Umgebung der Höhenebene H eine Lokalisation eines mobilen Objekts ohne Nachkalibrierung ermöglicht. Dabei kann der Abstand zwischen der vorbestimmten Höhenfläche H und der Höhenfläche H3, in der die Landmarke 3 gefunden wird, als Höhenkorrektur gespeichert werden. Im weiteren Verlauf der Navigation kann dann bei einem wiederholten Nichtauffinden einer Landmarke in der Höhenebene H zunächst in der mit der Höhenkorrektur korrigierten Höhe gesucht werden. Auf diese Weise wird die Suche innerhalb des Suchbereichs effizienter gestaltet. Insbesondere wird dabei Fehlereinflüssen Rechnung getragen, welche über längere Zeit hinweg auftreten, beispielsweise aufgrund einer Verkippung oder elastischen Verformung des Objekts durch den Transport einer Last.
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Das im Vorangegangenen beschriebene Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere ermöglicht es eine Anpassung des Matchings der Landmarken der erfassten Umgebung mit den Landmarken aus einer Referenzkarte an Ungenauigkeiten in der Kalibrierung unter schwierig zu erfassenden Einflüssen auf die Konfiguration des Sensorsystems, beispielsweise an Bodenunebenheiten bzw. an eine Veränderung der Orientierung des Objekts aufgrund von transportierten Lasten. Das mobile Objekt kann sich somit mit einer initialen Kalibrierung der Sensoreinrichtung bereits ausreichend gut lokalisieren und es kann auf eine aufwändige, hochgenaue Kalibrierung während der Bewegung des Objekts verzichtet werden.
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Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden quasi-zweidimensionale Landmarken in der Form von parallel zum Boden B liegenden Geradenstücken 3 extrahiert. Gegebenenfalls ist es jedoch auch möglich, dass dreidimensionale geometrische Strukturen, wie polygonal umrandete Ebenenstücke, als Landmarken aus den entsprechenden Höhenebenen extrahiert werden. Solche Landmarken weisen gegenüber geraden Linienstücken eine reichhaltigere Struktur auf, wodurch sie besser identifiziert werden können und somit in einem gewissen Umfang den Landmarken in der Referenzkarte trotz Verschiebung und Verdrehung im dreidimensionalen Raum sicher zugeordnet werden können. Ferner können in dem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich bzw. alternativ auch speziell zur Navigation verwendete Landmarken in der Form von entsprechenden Markierungen eingesetzt werden, wie z. B. vertikal stehende Geradenstücke mit genau definierten und erkennbaren Endpunkten. Die Position solcher Landmarken ist exakt bekannt und in der Referenzkarte vermerkt, so dass bei der Detektion solcher Landmarken die Kalibrierung der Sensoreinrichtung auf dem mobilen Objekt gegenüber der ursprünglichen Kalibrierung beurteilt werden kann. Basierend darauf kann dann die Sensoreinrichtung während des Betriebs gegebenenfalls autonom nachkalibriert werden.
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Ferner können in einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens die Unterschiede zwischen der vorbestimmten Höhenebene H und den entsprechenden Höhenebenen, in denen eine zunächst nicht gefundene Landmarke detektiert wird, in Abhängigkeit von der Position des mobilen Objekts gespeichert werden. Diese Korrekturterme können dann als Normalenvektor auf dem Boden B interpretiert werden, wodurch während der autonomen Bewegung des Objekts ein Modell der Ungleichmäßigkeiten des Bodens erstellt werden kann. Hierdurch erhält man während der Navigation des Objekts ferner Informationen über die Bodenbeschaffenheit der Umgebung, in der sich das Objekt bewegt.
