DE102009027621A1

DE102009027621A1 - Method for determination of position of vehicle within given range, involves determining amount and angle of incremental movement vectors for movement of vehicle

Info

Publication number: DE102009027621A1
Application number: DE102009027621A
Authority: DE
Inventors: Arne-Steffen Dehler
Original assignee: LOCANIS AG
Current assignee: LOCANIS AG
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2011-01-13

Abstract

The method involves determining amount and angle of incremental movement vectors for movement of the vehicle and automatic establishing respective reference position of a vehicle at pre-determined places within the given range if the vehicle passes an appropriate place. The current position of the vehicle is determined within the given range by vector summation of the determined incremental movement vectors for the radius vector of the momentary reference position. An independent claim is also included for a method for determination of position of a vehicle within a given range.

Description

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Position von einem Fahrzeug innerhalb eines vorgegebenen Bereichs, wie zum Beispiel innerhalb einer Lagereinrichtung.The The present invention relates to a method and an apparatus to capture the position of a vehicle within a given Area, such as within a storage facility.

Obwohl auf beliebige Fahrzeuge und Bereiche anwendbar, wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf Gabelstapler in einer Lagereinrichtung als Bestandteile eines Lagerverwaltungssystems erläutert.Even though Applicable to any vehicles and areas, the present Invention with reference to forklifts in a storage facility as Components of a warehouse management system explained.

Ein Lagerverwaltungssystem überwacht, steuert, dokumentiert und analysiert die Warenbewegungen der Waren in einem Warenlager. Üblicherweise werden zum Durchführen der Warenbewegungen Transportfahrzeuge, wie z. B. Gabelstapler, eingesetzt. Ein wesentlicher Aspekt eines solchen Lagerverwaltungssystems ist es, Waren und ihre Bewegung im Lager zu erfassen. Hierzu werden Fahrzeugleitsysteme eingesetzt, die es ermöglichen, die Bewegung von Gabelstaplern und somit auch die von denselben transportierten Waren im Lager zu verfolgen. Hierzu sind die Gabelstapler mit einem Navigationssystem ausgerüstet, mit welchem die Position der Gabelstapler im Lager erfasst wird.One Warehouse management system monitors, controls, documents and analyzes the movement of goods in a warehouse. Usually are used to carry out the movement of goods transport vehicles, such as B. forklift used. An essential aspect of a such warehouse management system is goods and their movement in the warehouse. For this purpose, vehicle control systems are used, the it allow the movement of forklifts and thus also to track the goods transported by them in the warehouse. For this purpose, the forklifts are equipped with a navigation system, with which the position of the forklift truck in the warehouse is detected.

Die DE 199 38 345 C1 offenbart ein sogenanntes Koppelnavigationssystem für die Lagerverwaltung, welches auf einer Kombination von absoluten und relativen Positionsinformationen beruht. Mit Hilfe eines Radencoders und eines Winkelgebers werden Bewegungsvektoren ermittelt, die die Bewegung des Fahrzeuges anzeigen. Ferner sind an der Decke des Lagers Messstreifen mit reflektierenden und nicht reflektierenden Bereichen vorgesehen, die vom Gabelstapler kontaktlos abgetastet werden. Die Abtastung erfolgt mit zwei Laserstrahlen, welche am Messstreifen reflektiert werden. Aus den reflektierten Laserstrahlen wird auf den Zeitpunkt des Übergangs zwischen reflektierenden und nicht reflektierenden Bereichen geschlossen. Aus insgesamt sechs solcher Zeitpunkte wird die genaue Position der beiden Laserstrahlen in Bezug auf den Messstreifen ermittelt, also die absolute Position des Gabelstaplers innerhalb der Lagerhalle. Durch Addition der Bewegungsvektoren zu dieser absoluten Position kann somit die momentane Position des Gabelstaplers mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Bei diesem System ist eine Abtastung des Messstreifens mit zwei Laserstrahlen nötig, um auf den Winkel zu schließen, in welchem der Gabelstapler unter dem Messstreifen hindurchfährt.The DE 199 38 345 C1 discloses a so-called dead reckoning navigation system for warehouse management based on a combination of absolute and relative location information. Using a Radencoders and an angle encoder motion vectors are detected, indicating the movement of the vehicle. Furthermore, on the ceiling of the bearing measuring strips with reflective and non-reflective areas are provided, which are scanned contactless by the forklift. The scanning is done with two laser beams, which are reflected at the measuring strip. From the reflected laser beams is closed on the timing of the transition between reflective and non-reflective areas. From a total of six such times, the exact position of the two laser beams is determined with respect to the measuring strip, ie the absolute position of the forklift within the warehouse. By adding the motion vectors to this absolute position, the instantaneous position of the forklift can thus be determined with high accuracy. In this system, scanning of the measuring strip with two laser beams is necessary to close the angle at which the forklift passes under the measuring strip.

VORTEILE DER ERFINDUNGADVANTAGES OF THE INVENTION

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Erfassung der Position eines Fahrzeugs bereitzustellen, wobei lediglich eine Sensoreinrichtung zum Abtasten einer Bezugsmarkierung vorgesehen ist.It It is an object of the present invention to provide a method and to provide a device for detecting the position of a vehicle, wherein only one sensor means for scanning a fiducial mark is provided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9.According to the invention This object is achieved by a method with the features of claim 1 or by a device having the features of Claim 9.

Die der Erfindung zugrundeliegende Idee ist es, die Längen von Strecken bzw. Teilstrecken einer Trajektorie, die die Bezugsmarkierung kreuzt, zu bestimmen. Aus den ermittelten Streckenlängen kann ein auf der Trajektorie liegender Bezugspunkt eindeutig bestimmt werden. Um die Streckenlängen zu bestimmen, werden Zeitwerte, die die Zeitdauer angeben, die das Fahrzeug für das Passieren der entsprechenden Teilstrecke benötigt verknüpft bzw. kombiniert mit Informationen über den momentan vom Fahrzeug zurückgelegten Weg bzw. die Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs.The The idea underlying the invention is the lengths of sections of a trajectory containing the reference mark crosses to determine. From the determined route lengths For example, a reference point lying on the trajectory can be uniquely determined become. In order to determine the route lengths, time values, indicating the length of time that the vehicle passes linked to the corresponding leg or combined with information about the current from Vehicle covered path or the instantaneous speed of the vehicle.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist es, dass nur noch eine Sensoreinrichtung zum Abtasten einer Bezugsmarkierung vorgesehen werden muss. Demgegenüber werden in dem Verfahren der oben genannten DE 199 38 345 C1 zwei Lasersensoren verwendet, was nicht nur kostenintensiver ist, sondern auch eine präzise Einstellung des Abstandes zwischen den zwei Lasersensoren am Fahrzeug sowie eine aufwändigere Ansteuerung der Lasersensoren erfordert.An advantage of the arrangement according to the invention is that only one sensor device must be provided for scanning a reference mark. In contrast, in the process of the above DE 199 38 345 C1 Using two laser sensors, which is not only more expensive, but also requires a precise adjustment of the distance between the two laser sensors on the vehicle and a more complex control of the laser sensors.

Die Sensoreinrichtung zum Ermitteln der Information über den vom Fahrzeug während des Passierens der Bezugsmarkierung zurückgelegten Weg bzw. der Momentangeschwindigkeit kann als Radencoder ausgebildet sein, welcher einer vom Fahrzeug zurückgelegten Strecke entsprechende Signalimpulse erzeugt, anhand derer der Betrag der inkrementalen Bewegungsvektoren der Bewegung des Fahrzeuges erfasst wird. Dies hat den Vorteil, dass die Auswerteeinheit zur Ermittlung dieser Weg- bzw. Geschwindigkeitsinformationen auf die Signale vom Radencoder zurückgreifen kann, welche ihr ohnehin zur Bestimmung der inkrementellen Bewegungsvektoren zur Verfügung gestellt werden. Es müssen in diesem Falle also keine zusätzlichen Signale oder Sensoren bereitgestellt werden, wie das der Fall ist, wenn z. B. auf das Signal eines separaten Geschwindigkeitsmessers zurückgegriffen wird.The sensor device for determining the information about the path traveled by the vehicle during the passing of the reference marking or the instantaneous speed can be designed as a Radencoder, which generates a signal distance corresponding to a distance traveled by the vehicle, by means of which the amount of the incremental motion vectors of the movement of the vehicle is detected , This has the advantage that the evaluation unit can use the signals from the Radencoder to determine this path or speed information, which are anyway provided for determining the incremental motion vectors. There must be no additional sig in this case nale or sensors are provided, as is the case when z. B. is resorted to the signal of a separate speedometer.

Gemäß einer Ausführungsform erzeugt ein Taktgeber ein periodisches Taktsignal, und die Auswerteeinheit ermittelt die während einer Periode des Taktsignals zurückgelegte Strecke xt des Fahrzeugs, bestimmt der Anzahl m der Perioden des Taktsignals zwischen benachbarten Signalflanken des ersten Sensorsignals, und ermittelt die vom Fahrzeug zurückgelegten Strecken durch Multiplikation der ermittelten Strecke xt mit der gezählten Anzahl m der Perioden des Taktsignals. Auf diese Weise ist eine genauere Bestimmung der Streckenlängen möglich.According to one Embodiment, a clock generates a periodic one Clock signal, and the evaluation determines the during a period of the clock signal traveled distance xt of the vehicle, determines the number m of periods of the clock signal between adjacent signal edges of the first sensor signal, and determines the distances covered by the vehicle Multiplication of the determined distance xt with the counted Number m of the periods of the clock signal. That way is one more precise determination of the track lengths possible.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erzeugt ein Taktgeber ein periodisches Taktsignal, und die Auswerteeinheit ermittelt die während einer Periode des Taktsignals zurückgelegte Strecke xt des Fahrzeugs, bestimmt die Anzahl n' der vom Radencoder zwischen der jeweiligen Strecke zugeordneten benachbarten Signalflanken des ersten Sensorsignals ausgegebenen Signalimpulse, bestimmt die Anzahl m' der Perioden des Taktsignals zwischen einer der jeweiligen Strecke zugeordneten ersten Signalflanke des ersten Sensorsignals und dem darauffolgend vom Radencoder ausgegebenen Signalimpuls sowie zwischen einer auf die erste Signalflanke folgende zweite Signalflanke des ersten Sensorsignals und dem unmittelbar zuvor vom Radencoder ausgegebenen Signalimpuls, und ermittelt die vom Fahrzeug zurückgelegten Strecken durch Auswerten der gezählten Anzahl n' von Signalimpulsen des Radencoders, der gezählten Anzahl m' der Perioden des Taktsignals und der während einer Periode des Taktsignals zurückgelegten Strecke. Auf diese Weise ist eine genauere Bestimmung der Streckenlängen möglich. Ferner ist somit eine genaue Bestimmung der Streckenlängen auch in dem Fall möglich, dass das Fahrzeug beim Passieren der Bezugsmarkierung beschleunigt oder abgebremst wird. Die vom Fahrzeug zurückgelegte Strecke kann dabei durch Berechnung von (n' – 1) × Auflösung + xt × m' bestimmt werden, wobei ”Auflösung” die Auflösung des Radencoders angibt.According to a further embodiment, a clock generator generates a periodic clock signal, and the evaluation unit determines the distance xt of the vehicle traveled during a period of the clock signal, determines the number n 'of the signal pulses output by the Radencoder between the respective link associated signal edges of the first sensor signal, determines the Number m 'of the periods of the clock signal between one of the respective path associated first signal edge of the first sensor signal and the subsequent signal output from the Radencoder signal pulse and between a following on the first signal edge second signal edge of the first sensor signal and the immediately before issued by the Radencoder signal pulse, and determines the distances traveled by the vehicle by evaluating the counted number n 'of signal pulses of the Radencoders, the counted number m' of the periods of the clock signal and zurückge during a period of the clock signal laid track. In this way, a more accurate determination of the route lengths is possible. Furthermore, an accurate determination of the route lengths is therefore also possible in the event that the vehicle is accelerated or decelerated when passing the reference mark. The distance traveled by the vehicle can be calculated by calculating (n '- 1) × resolution + xt × m' are determined, where "resolution" indicates the resolution of the Radencoders.

Das Abtasten der Bezugsmarkierung durch die erste Sensoreinrichtung kann mittels Lichtstrahlen, insbesondere Laserstrahlen, erfolgen, was eine genaue Positionsbestimmung ermöglicht.The Scanning the fiducial mark by the first sensor device can be done by means of light rays, in particular laser beams, which allows a precise position determination.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.The Invention will be described below with reference to the figures Embodiments explained in more detail.

1 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Erfassung der Position von einem Fahrzeug in einem vorbestimmten Bereich gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. 1 FIG. 10 is a block diagram of a vehicle position detecting apparatus in a predetermined range according to a first embodiment of the present invention. FIG.

2 ist eine Darstellung eines Messstreifens, der im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird. 2 Fig. 12 is an illustration of a measuring strip used in the first embodiment of the invention.

3 illustriert schematisch einen Messstreifen sowie die Trajektorie eines Gabelstaplers in Bezug auf den Messstreifen. 3 schematically illustrates a measuring strip and the trajectory of a forklift with respect to the measuring strip.

4 zeigt ein Reflektionssignal Sr, wie es mit einer Vorrichtung gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel erzeugt wird. 4 FIG. 12 shows a reflection signal Sr generated by a device according to the first embodiment of the present invention.

5 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Erfassung der Position von einem Fahrzeug in einem vorbestimmten Bereich gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. 5 FIG. 10 is a block diagram of a vehicle position detecting apparatus in a predetermined range according to a second embodiment of the present invention. FIG.

6(A) ist ein Graph, der das von dem Lichtsender/-empfänger empfangene Reflektionssignal Sr illustriert. 6(B) ist ein Graph des vom Radencoder ausgegebenen Wegstreckensignals Sx. 6(C) ist ein Graph des vom Taktgeber ausgegebenen Taktsignals St. 6 (A) Fig. 10 is a graph illustrating the reflection signal Sr received by the light transmitter / receiver. 6 (B) FIG. 12 is a graph of the path signal Sx output from the Radencoder. FIG. 6 (C) is a graph of the clock signal St. issued by the timer.

7 zeigt ein Beispiel einer an der Decke einer Lagerhalle vorgesehenen Bezugsmarkierung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, sowie eine Trajektorie eines Laserstrahls auf der Bezugsmarkierung während ein Fahrzeug die Bezugsmarkierung passiert. 7 FIG. 12 shows an example of a fiducial mark provided on the ceiling of a warehouse according to a third embodiment, and a trajectory of a laser beam on the fiducial as a vehicle passes the fiducial. FIG.

8 ist ein Diagramm, welches die geometrischen Verhältnisse der Bezugsmarkierung in 7 veranschaulicht. 8th is a diagram showing the geometric relationships of the reference mark in FIG 7 ver anschaulicht.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder Funktionsgleiche Komponenten.In the same reference numerals designate the same or the same function Components.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment

1 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 100 zur Erfassung der Position von einem Fahrzeug in einem vorbestimmten Bereich, wie zum Beispiel einer Lagerhalle. Die Vorrichtung 100 (bzw. ihre einzelnen Komponenten) ist an dem Fahrzeug befestigt, welches im vorliegenden Beispiel in Gabelstapler ist, mit welchem Waren in einer Lagerhalle bewegt werden. 1 is a block diagram of a device 100 for detecting the position of a vehicle in a predetermined area, such as a warehouse. The device 100 (or their individual components) is attached to the vehicle, which in the present example is in forklifts, with which goods are moved in a warehouse.

Die Vorrichtung 100 umfasst einen Lichtsender/-empfänger 110, einen Radencoder 120, einen Drehratensensor 130, einen Geschwindigkeitsmesser 140, eine Auswerteeinheit 150, einen Datenspeicher 160, und eine Anzeigevorrichtung 170.The device 100 includes a light emitter / receiver 110 , a Radencoder 120 , a rotation rate sensor 130 , a speedometer 140 , an evaluation unit 150 , a data store 160 , and a display device 170 ,

Der Lichtsender/-empfänger 110 ist beispielsweise am Dach des Fahrzeugs angeordnet und umfasst einen Lichtsender, der einen Lichtstrahl aussendet (in 1 mit einem gestrichelten Pfeil angedeutet), sowie einen Lichtempfänger, der den reflektierten Lichtstrahl empfängt und in ein (elektrisches) Reflektionssignal Sr umwandelt. Der Lichtsender kann beispielsweise als Laser ausgebildet sein, der kontinuierliches oder gepulstes Laserlicht ausgibt.The light transmitter / receiver 110 is for example arranged on the roof of the vehicle and comprises a light emitter which emits a light beam (in 1 indicated by a dashed arrow), and a light receiver which receives the reflected light beam and converts to a reflection (electrical) signal Sr. The light emitter may, for example, be designed as a laser which emits continuous or pulsed laser light.

Der Radencoder 120 erzeugt ein Wegstreckensignal Sx, aus welchem die vom Gabelstapler zurückgelegte Wegstrecke ermittelt werden kann. Der Radencoder 120 kann beispielsweise als an einem Rad des Gabelstaplers vorgesehener Induktivgeber ausgebildet sein, der die Radnabe abtastet und bei jeder Drehung des Rades um einen vorbestimmten Winkel einen Signalimpuls ausgibt. So kann der Radencoder 120 z. B. 48 Signalimpulse pro Radumdrehung ausgeben.The Radencoder 120 generates a path signal Sx, from which the distance traveled by the forklift can be determined. The Radencoder 120 For example, may be formed as provided on a wheel of the forklift inductive sensor which scans the wheel hub and outputs a signal pulse at each rotation of the wheel by a predetermined angle. That's what the Radencoder can do 120 z. B. output 48 signal pulses per wheel revolution.

Der Drehratensensor 130 erzeugt eine Winkelsignal Sw, aus welchem der Winkel ermittelt werden kann, um den sich der Gabelstapler um eine senkrechte Bezugsachse dreht. Der Drehratensensor 130 kann beispielsweise als Piezokreisel ausgebildet sein, und eine Auflösung von z. B. 1/10 Grad aufweisen.The rotation rate sensor 130 generates an angle signal Sw, from which the angle can be determined by which the forklift rotates about a vertical reference axis. The rotation rate sensor 130 may be formed, for example, as a piezo-gyro, and a resolution of z. B. have 1/10 degree.

Die vom Radencoder 120 und Drehratensensor 130 erzeugten Signale werden der Auswerteeinheit 150 zugeführt, welche aus dem Wegstreckensignal Sx den Betrag von inkrementalen Bewegungsvektoren ermittelt und aus dem Winkelsignal Sw den Winkel dieser inkrementalen Bewegungsvektoren ermittelt.The from Radencoder 120 and rotation rate sensor 130 The signals generated are the evaluation unit 150 supplied, which determines the amount of incremental motion vectors from the Wegstreckensignal Sx and determines the angle of these incremental motion vectors from the angle signal Sw.

Der Geschwindigkeitsmesser 140 erzeugt ein Geschwindigkeitssignal Sv, welches die momentane Geschwindigkeit des Gabelstaplers relativ zum Boden repräsentiert und welches ebenfalls der Auswerteeinheit 150 zugeführt wird. Zum Erzeugen des Geschwindigkeitssignals Sv kann der Geschwindigkeitsmesser 140 das Signal Sx des Radencoders 120 verwenden. Es ist aber auch möglich, dass der Geschwindigkeitsmesser 140 auf einem anderen Messprinzip beruht und das Geschwindigkeitssignal Sv unabhängig vom Radencoder 120 erzeugen. Aus dem vom Geschwindigkeitsmesser 140 erzeugten Geschwindigkeitssignal Sv kann, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Taktsignals, auf die vom Stapler zurückgelegte Wegstrecke geschlossen werden. Der Geschwindigkeitsmesser 140 ist also ein Sensor, der ein Signal erzeugt, das eine Information über den vom Fahrzeug während des Passierens des Messstreifens MS zurückgelegten Weg enthält.The speedometer 140 generates a speed signal Sv, which represents the instantaneous speed of the forklift relative to the ground and which also the evaluation unit 150 is supplied. To generate the speed signal Sv, the speedometer 140 the signal Sx of the Radencoders 120 use. But it is also possible that the speedometer 140 is based on a different measuring principle and the speed signal Sv independent of the Radencoder 120 produce. From the speedometer 140 generated speed signal Sv can be closed, for example, with the aid of a clock signal to the distance traveled by the truck. The speedometer 140 So is a sensor that generates a signal that contains information about the path traveled by the vehicle during the passage of the measuring strip MS.

Die Auswerteeinheit 150 erzeugt ein Positionssignal Sp, welches die aktuelle Position des Gabelstaplers in der Lagerhalle repräsentiert, und welches in Korrelation mit Zeitinformationen im Speicher 160 abgespeichert wird. Die Auswerteeinheit 150 kann insbesondere als programmgesteuerte Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet sein, die die einzelnen Komponenten der Vorrichtung 100 gemäß einem im Speicher 160 gespeicherten Programm steuert. Die Auswerteeinheit 150 kann beispielsweise als FPGA oder dergleichen ausgebildet sein Anhand der abgespeicherten Positionswerte, errechnet die Auswerteeinheit 150 eine vom Gabelstapler in der Lagerhalle zurückgelegte Trajektorie, die auf der Anzeigevorrichtung angezeigt werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Vorrichtung 100 die ermittelten Positionswerte über eine nicht näher dargestellte Schnittstelle drahtlos an ein externes Rechnersystem übermittelt, welches die Daten von einer Mehrzahl von Gabelstaplern sammelt und anhand dieser Daten die Bewegung der Gabelstapler und der von ihnen transportierten Waren verfolgt.The evaluation unit 150 generates a position signal Sp, which represents the current position of the forklift in the warehouse, and which correlates with time information in memory 160 is stored. The evaluation unit 150 In particular, it can be designed as a program-controlled control and evaluation unit that controls the individual components of the device 100 according to one in the store 160 stored program controls. The evaluation unit 150 For example, it can be designed as an FPGA or the like. The evaluation unit calculates on the basis of the stored position values 150 a trajectory traveled by the forklift in the warehouse, which can be displayed on the display device. Alternatively or additionally, it is also possible that the device 100 the determined position values are transmitted wirelessly via an interface not shown in detail to an external computer system which collects the data from a plurality of forklifts and uses these data to track the movement of the forklifts and of the goods transported by them.

Zur Bestimmung der aktuellen Position ermittelt die Auswerteeinheit 150 die Bewegungsvektoren in der oben beschriebenen Weise und addiert diese per Vektoraddition zum Ortsvektor einer zuvor bestimmten Referenzposition. Mit Radencoder 120 und Drehratensensor 130 ist also ein stetiges Erfassen des Betrages und des Winkels der inkrementalen Bewegungsvektoren des Gabelstaplers möglich. So lässt sich prinzipiell nach einmaliger Festlegung eines Bezugsortes der momentane Aufenthaltsort des Staplers als Vektor darstellen, der eine Vektorsumme der durch Radencoder und Drehratensensor erfassten inkrementalen Bewegungsvektoren ist. Doch tritt hierbei das Problem auf, dass die Genauigkeit des momentanen Aufenthaltsortes relativ zum Bezugsort mit steigender Anzahl der erfassten inkrementalen Bewegungsvektoren abnimmt, da jeder erfasste inkrementale Bewegungsvektor mit einem endlichen Erfassungsfehler behaftet ist.The evaluation unit determines the current position 150 the motion vectors in the manner described above and adds them by vector addition to the position vector of a previously determined reference position. With Radencoder 120 and rotation rate sensor 130 Thus, a constant detection of the amount and the angle of the incremental motion vectors of the forklift is possible. Thus, in principle, once a reference location has been determined once, the current location of the truck can be represented as a vector, which is a vector sum of the incremental motion vectors detected by the Radencoder and yaw rate sensor. However, the problem arises here that the accuracy of the current location relative to the reference location decreases with increasing number of detected incremental motion vectors, since each detected incremental motion vector is subject to a finite detection error.

Daher erfolgt bei dieser Ausführungsform jedes mal ein automatisches Festlegen einer Bezugsposition des Gabelstaplers an vorbestimmten Orten innerhalb der Lagereinrichtung, und zwar immer dann, wenn der Stapler einen der Messstreifen passiert, welche zu diesem Zwecke an der Hallendecke der Lagerhalle vorgesehen sind. Hierfür sind eine Vielzahl von Messstreifen derart an der Hallendecke angebracht, dass die Wahrscheinlichkeit des Passierens durch den Stapler hoch ist. Die Bestimmung der Referenzposition wenn der Gabelstapler einen Messstreifen passiert wird im Folgenden detailliert erläutert.Therefore In this embodiment, every time an automatic Setting a reference position of the forklift to predetermined Locations within the storage facility, and always when the Stacker passes one of the gauges, which is for this purpose are provided at the hall ceiling of the warehouse. Therefor are a variety of gauges mounted on the hall ceiling, that the likelihood of passing through the stacker is high is. The determination of the reference position when the forklift a Gauge passes is explained in detail below.

2 ist eine Darstellung eines Messstreifens MS, der in der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, und beispielsweise in vorbestimmten Abständen an der Hallendecke einer Lagerhalle vorgesehen sein kann. Die äußere Begrenzung des Messstreifens hat im Wesentlichen die Form eines Rechtecks der Länge y und der Höhe x. Der Messstreifen weist zwei dreieckige reflektierende Bereiche R1 und R2 sowie einen nicht reflektierenden Diagonalstreifen D auf. Der Messstreifen kann einfach gefertigt werden, indem auf einen rechteckigen reflektierenden Streifen ein nicht reflektierender Klebestreifen oder dergleichen entlang der Diagonale des Dreiecks aufgeklebt wird. Es ist auch möglich, nicht reflektierende Klebestreifen entlang der äußeren Umrandung des Rechtecks aufzubringen (nicht näher dargestellt), um klar definierte Übergänge zwischen reflektierenden und nicht reflektierenden Bereichen zu gewährleisten. 2 Fig. 11 is an illustration of a measuring strip MS used in the first embodiment of the invention and may be provided at predetermined intervals on the hall ceiling of a warehouse, for example. The outer boundary of the measuring strip has essentially the shape of a rectangle of length y and height x. The measuring strip has two triangular reflecting areas R1 and R2 and a non-reflecting diagonal stripe D. The gage can be easily made by adhering to a rectangular reflective strip a non-reflective tape or the like along the diagonal of the triangle. It is also possible to apply non-reflective adhesive strips along the outer border of the rectangle (not shown in detail) to ensure clearly defined transitions between reflective and non-reflective regions.

Wenn der nicht reflektierende Bereich entlang der Rechteckdiagonale zentriert ist, dann ergibt sich die in 3 dargestellte Geometrie. Hierbei bezeichnet T die Trajektorie des vom Lichtsender/-empfänger 110 ausgesandten Lichtstrahls auf dem Messstreifen MS, während der Gabelstapler unterhalb des an der Decke angebrachten Messstreifens MS entlang fährt. Der Lichtsender/-empfänger 110 sendet den Lichtstrahl nahezu senkrecht auf den Messstreifen, von wo er reflektiert wird und vom Lichtsender/-empfänger 110 empfangen und in das Reflektionssignal Sr umgewandelt wird.If the nonreflective area is centered along the rectangle diagonal, then the in 3 illustrated geometry. Here, T denotes the trajectory of the light emitter / receiver 110 emitted light beam on the measuring strip MS, while the forklift under the mounted on the ceiling measuring strip MS along. The light transmitter / receiver 110 sends the light beam almost perpendicular to the measuring strip, from where it is reflected and from the light transmitter / receiver 110 is received and converted into the reflection signal Sr.

4 zeigt ein solches Reflektionssignal Sr, während der Gabelstapler den Messstreifen passiert. Vor dem Eintreten des Lichtstrahls in den reflektierenden Bereich R1 wird wenig Licht reflektiert, so dass Sr auf einem niedrigen Pegel ist. Zum Zeitpunkt t1 tritt der Lichtstrahl vom nicht reflektierenden Bereich um den Messstreifen in den reflektierenden Bereich R1 ein, so dass sich im Signal Sr zu diesem Zeitpunkt eine steigende Flanke ergibt. Entsprechend weist das Signal Sr eine fallende Flanke zum Zeitpunkt t2 (Übergang von Bereich R1 zu Bereich D) eine steigende Flanke zum Zeitpunkt t3 (Übergang von Bereich D zu Bereich R2) und eine fallende Flanke zum Zeitpunkt t4 (Übergang von Bereich R2 zum nicht reflektierenden Außenbereich) auf. Insgesamt weist das beim Passieren des Messstreifens MS ermittelte Signal Sr in diesem Beispiel also vier Signalflanken auf. 4 shows such a reflection signal Sr while the forklift passes the measuring strip. Before the light beam enters the reflective area R1, little light is reflected, so that Sr is at a low level. At time t1, the light beam from the non-reflective area around the measuring strip enters the reflective area R1, so that a rising edge results in the signal Sr at this time. Accordingly, the signal Sr has a falling edge at time t2 (transition from region R1 to region D) a rising edge at time t3 (transition from region D to region R2) and a falling edge at time t4 (transition from region R2 to non-reflective Outside area). Overall, therefore, the signal Sr detected when passing the measuring strip MS has four signal edges in this example.

Aus diesen vier Zeitpunkten t1, t2, t3 und t4 ermittelt die Auswerteeinheit 150 die drei Strecken a, b und c, die jeweils den Längen der Teilstrecken der Trajektorie in den Bereichen R1, D bzw. R2 entsprechen. Da Hallendecke und Hallenboden parallel zueinander sind, sind diese Strecken a, b und c auf der Trajektorie T identisch mit den Strecken, die der Gabelstapler beim Passieren des Messstreifens zurücklegt. Die Auswerteeinheit 150 multipliziert die jeweilige Zeitdauer während der der Gabelstapler den entsprechenden Bereich passiert mit einem Geschwindigkeitswert v. Wenn τa (= t2 – t1) die Zeitdauer bezeichnet, die der Stapler benötigt, die Strecke a der Trajektorie T zu durchlaufen, und τb (= t3 – t2) und τc (= t4 – t3) die entsprechenden Zeiten für die Strecken b und c bezeichnen, dann ergibt sich: a = τa·v (1a) b = τb·v (1b) c = τc·v (1c) The evaluation unit determines from these four times t1, t2, t3 and t4 150 the three distances a, b and c, which correspond respectively to the lengths of the sections of the trajectory in the areas R1, D and R2. Since the hall ceiling and hall floor are parallel to each other, these distances a, b and c on the trajectory T are identical to the distances traveled by the forklift when passing the measuring strip. The evaluation unit 150 multiplies the respective time period during which the forklift passes the corresponding area with a speed value v. If τa (= t2 - t1) designates the period of time the truck takes to travel the distance a of the trajectory T, and τb (= t3 - t2) and τc (= t4 - t3) the corresponding times for the distances b and c, then: a = τa · v (1a) b = τb * v (1b) c = τc · v (1c)

Es werden also die Zeitdauern (τa, τb, τc), während der der Gabelstapler die reflektierenden bzw. nicht reflektierenden Bereiche des Messstreifens passiert durch eine Multiplikation mit dem Geschwindigkeitswert v verknüpft, welcher eine Information über den vom Stapler zurückgelegten Weg enthält.Thus, the periods of time (τa, τb, τc) during which the forklift becomes the reflective or not reflecting areas of the measuring strip passes through a multiplication with the speed value v linked, which contains information about the path traveled by the truck.

Der Geschwindigkeitswert v kann beispielsweise ein Wert sein, der der durchschnittlichen Geschwindigkeit des Gabelstaplers während des Passierens des Messstreifens entspricht und wird aus dem vom Geschwindigkeitsmesser 140 übermittelten Geschwindigkeitssignal Sv ermittelt.The speed value v may be, for example, a value corresponding to the average speed of the forklift during the passing of the measuring strip and becomes that of the speedometer 140 transmitted speed signal Sv determined.

Aus den drei ermittelten Strecken a, b und c können nun eindeutig die Koordinaten eines Bezugspunktes P(d, j) ermittelt werden. Als Bezugspunkt wird hier der Punkt P(d, j) gewählt, der dem Schnittpunkt der Trajektorie T mit der Diagonalen des Messstreifens MS entspricht. Die Koordinaten P(d, j) sind auf die linke untere Ecke des Messstreifens MS bezogen. Zur Ermittlung des Bezugspunktes müssen also die Längen d und j in 3 bestimmt werden. Aus dem Strahlensatz ergeben sich folgende Gleichungen:

The coordinates of a reference point P (d, j) can now be determined unambiguously from the three determined distances a, b and c. As reference point here the point P (d, j) is selected, which corresponds to the intersection of the trajectory T with the diagonal of the measuring strip MS. The coordinates P (d, j) are related to the lower left corner of the measuring strip MS. To determine the reference point so the lengths d and j in 3 be determined. The following equations result from the set of rays:

Und hieraus folgt:

And from this follows:

Da x und y bekannt sind, können aus den ermittelten Strecken a, b und c eindeutig die Koordinaten P(d, j) des Bezugspunktes ermittelt werden. Ferner ergibt sich die Zeit, zu der der Bezugspunkt passiert wird als:

Since x and y are known, the coordinates P (d, j) of the reference point can be uniquely determined from the determined distances a, b and c. Further, there is the time when the reference point is passed as:

Somit ist eine absolute Position des Gabelstaplers zu einem definierten Zeitpunkt eindeutig bestimmt. Diese Position P(d, j) wird auch als Referenzposition bezeichnet. Da die Position des Messstreifens MS in der Lagerhalle bekannt ist, können die absoluten Koordinaten der Referenzposition bezogen auf die Lagerhalle in einfacher Weise ermittelt werden. Durch Vektoraddition der mit Radencoder und Drehratensensor bestimmten Bewegungsvektoren zu dieser Referenzposition kann somit die absolute Position des Gabelstaplers zu jedem beliebigen Zeitpunkt bestimmt werden.Consequently is an absolute position of the forklift to a defined Time clearly determined. This position P (d, j) is also called Reference position. Since the position of the measuring strip MS In the warehouse is known, the absolute coordinates the reference position relative to the warehouse in a simple manner be determined. By vector addition with the Radencoder and yaw rate sensor certain motion vectors to this reference position can thus the absolute position of the forklift at any time be determined.

Zwar wurde im obigen Beispiel der Schnittpunkt der Trajektorie T mit der Diagonalen des Messstreifens MS als Referenzposition gewählt, es ist jedoch ebenso möglich, andere charakteristische Punkte der Trajektorie T als Referenzposition zu wählen, wie z. B. den Schnittpunkt der Trajektorie mit der hinteren Kante des Bereichs R2, welcher dem Zeitpunkt t4 entspricht. Dies hat den Vorteil, dass die Referenzposition dann einem aktuelleren Wert entspricht.Though In the above example, the intersection of the trajectory T was with the diagonal of the measuring strip MS is selected as the reference position, it is equally possible, however, other characteristic To select points of trajectory T as the reference position, such as B. the intersection of the trajectory with the rear edge of the area R2, which corresponds to the time t4. This has the Advantage that the reference position then corresponds to a more recent value.

Zweites AusführungsbeispielSecond embodiment

5 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 200 zur Erfassung der Position von einem Fahrzeug in einem vorbestimmten Bereich gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Die Anordnung der Vorrichtung 200 gemäß diesem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen der Anordnung des ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, so dass Aspekte die dem ersten Ausführungsbeispiel gleichen nicht näher erläutert sind. Die Anordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich aber dadurch, dass kein Geschwindigkeitssensor 140 vorgesehen ist. Stattdessen weist die Vorrichtung 200 einen Taktgeber 180 auf, der ein Taktsignal St an die Auswerteeinheit 150 ausgibt. 5 is a block diagram of a device 200 for detecting the position of a vehicle in a predetermined range according to a second embodiment of the invention. The arrangement of the device 200 according to this second embodiment of the invention substantially corresponds to the arrangement of the first embodiment of the invention, so that aspects are not explained in more detail the same to the first embodiment. However, the arrangement according to the second embodiment differs in that no speed sensor 140 is provided. Instead, the device points 200 a clock 180 on, a clock signal St to the evaluation unit 150 outputs.

Wie im ersten Ausführungsbeispiel errechnet die Auswerteeinheit 150 aus den Signalen Sx und Sw von dem Radencoder 120 und dem Drehratensensor 130 inkrementelle Bewegungsvektoren, die zur Bestimmung der absoluten Position des Gabelstaplers verwendet werden. Darüber hinaus dient der Radencoder 120 jedoch auch als Sensoreinrichtung, die ein Sensorsignal erzeugt, welches eine Information über den vom Stapler während des Passierens des Messstreifens MS zurückgelegten Weg enthält. Diese Information wird dann mit den Zeitwerten verknüpft, die die Zeitdauer angeben während der der Stapler die reflektierenden bzw. nicht reflektierenden Bereiche passiert. Dies ist in 6 näher dargestellt.As in the first embodiment calculates the evaluation 150 from the signals Sx and Sw from the Radencoder 120 and the rotation rate sensor 130 incremental motion vectors used to determine the absolute position of the forklift. In addition, the Radencoder serves 120 However, as a sensor device which generates a sensor signal which information about the Stap During the passage of the measuring strip, the distance traveled by MS is contained. This information is then linked to the time values that indicate the length of time that the stacker passes the reflective or non-reflective areas. This is in 6 shown in more detail.

6(A) ist ein Graph, der das von dem Lichtsender/-empfänger 110 empfangene Reflektionssignal Sr illustriert und entspricht im Wesentlichen der Darstellung in 4. 6(B) ist ein Graph des vom Radencoder 120 ausgegebenen Wegstreckensignals Sx. 6(C) ist ein Graph des vom Taktgeber 180 ausgegebenen Taktsignals St mit zeitlich konstanter Frequenz. 6 (A) is a graph that of the light emitter / receiver 110 received reflection signal Sr illustrated and corresponds substantially to the representation in 4 , 6 (B) is a graph of the Radencoder 120 output path signal Sx. 6 (C) is a graph of the clock 180 output clock signal St with constant time frequency.

Das Reflektionssignal Sr weist zu den Zeitpunkten t1, t2 usw. steigende bzw. fallende Flanken auf. Der Radencoder erzeugt nach jeder vorbestimmten Wegstrecke (von z. B. 2 cm) einen Impuls. Durch Verknüpfen bzw. Vergleichen der Signale Sr und Sx kann die Länge der Strecken a, b und c bestimmt werden. Hierzu ermittelt die Auswerteeinheit 150 die Anzahl p der steigenden Flanken des Radencodersignals Sx zwischen den entsprechenden Zeitpunkten t1, t2 usw., die den Eintritts- bzw. Austrittszeiten in/aus den entsprechenden Bereichen des Messstreifens MS entsprechen. So weist das Wegstreckensignal Sx z. B. zwei steigende Flanken im Zeitraum t1 ... t2, also zwischen der ersten und der zweiten Flanke des Signals Sr auf. Die zwischen zwei Impulsen (bzw. genauer gesagt zwischen zwei steigenden Flanken) des Wegstreckensignals Sx zurückgelegte Strecke beträgt z. B. 2 cm. Durch Multiplikation dieser Strecke mit der Anzahl der Impulse ermittelt die Auswerteeinheit 150 somit die Länge der entsprechenden Strecke. Im dargestellten Beispiel ergeben sich also die Strecken a = 4 cm und b = 2 cm. Mit anderen Worten, die Auswerteeinheit 150 verwendet die steigenden und fallenden Flanken des Signals Sr an den Zeitpunkten t1, t2 usw. als Trigger, um die Anzahl der vom Radencoder 120 ausgegebenen Impulse zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Flanken zu zählen.The reflection signal Sr has rising and falling edges at times t1, t2 and so forth. The Radencoder generates a pulse after each predetermined distance (of eg 2 cm). By linking or comparing the signals Sr and Sx, the length of the distances a, b and c can be determined. The evaluation unit determines this 150 the number p of the rising edges of the Radencodersignals Sx between the respective times t1, t2, etc., which correspond to the entry and exit times in / out of the corresponding areas of the measuring strip MS. Thus, the path signal Sx z. B. two rising edges in the period t1 ... t2, ie between the first and the second edge of the signal Sr. The distance traveled between two pulses (or more precisely between two rising edges) of the path signal Sx is z. B. 2 cm. By multiplying this distance by the number of pulses, the evaluation unit determines 150 hence the length of the corresponding route. In the example shown, therefore, the distances a = 4 cm and b = 2 cm. In other words, the evaluation unit 150 uses the rising and falling edges of signal Sr at times t1, t2, etc. as a trigger to set the number of times of the Radencoder 120 pulses counted between each two consecutive edges.

Zwar ist mit dem oben genannten Verfahren prinzipiell eine Bestimmung der Strecken a, b und c möglich, allerdings ist dabei die Genauigkeit der Streckenbestimmung auf die Auflösung des Radencoders begrenzt, im vorliegenden Beispiel also auf 2 cm. Um die Auflösung zu erhöhen, wird daher zusätzlich das Taktsignal St herangezogen. Unter Auflösung des Radencoders wird hierbei die Strecke verstanden, die das Fahrzeug zwischen zwei steigenden (bzw. fallenden) Flanken von aufeinander folgenden Radencoderimpulsen zurücklegt. Diese Strecke ist unabhängig von der Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs.Though is in principle a determination with the above-mentioned method the routes a, b and c possible, however, it is the Accuracy of the route determination on the resolution of the Radencoders limited, in the present example so to 2 cm. Around increasing the resolution is therefore additional used the clock signal St. Under resolution of the Radencoders This is the distance that the vehicle between two rising (or falling) edges of successive Radencoderimpulsen travels. This route is independent of the Instantaneous speed of the vehicle.

Hierzu bestimmt die Auswerteeinheit 150 zunächst die Anzahl n von Taktimpulsen des Taktsignals St, die zwischen zwei Radencoderimpulsen (bzw. genauer gesagt zwischen zwei steigenden Flanken des Wegstreckensignals Sx) vorliegen. Diese Anzahl hängt von der Geschwindigkeit des Staplers ab und beträgt im dargestellten Beispiel n = 5. Hieraus berechnet die Auswerteeinheit 150 die Wegstrecke xt, die der Stapler zwischen zwei steigenden (oder fallenden) Flanken des Taktsignals zurücklegt als (Auflösung/n) = 2 cm/5 = 0,4 cm. Als nächstes wird die Anzahl m von steigenden (oder fallenden) Flanken des Taktsignals zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 (bzw. t2 und t3 oder t3 und t4) bestimmt. Im vorliegenden Beispiel liegen zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 neun steigende Flanken vor. Schließlich ergibt sich a aus der Anzahl m multipliziert mit der Wegstrecke xt, also a = m × xt = 9 × 0,4 cm = 3,6 cm. (5) The evaluation unit determines this 150 First, the number n of clock pulses of the clock signal St, which are present between two Radencoderimpulsen (or more precisely between two rising edges of the Wegstreckensignals Sx). This number depends on the speed of the truck and is n = 5 in the example shown. The evaluation unit calculates this 150 the distance xt traveled by the stacker between two rising (or falling) edges of the clock signal as (resolution / n) = 2 cm / 5 = 0.4 cm. Next, the number m of rising (or falling) edges of the clock signal between times t1 and t2 (or t2 and t3 or t3 and t4) is determined. In the present example there are nine rising edges between times t1 and t2. Finally, a results from the number m multiplied by the distance xt, ie a = m × xt = 9 × 0.4 cm = 3.6 cm. (5)

Auf diese Weise ergibt sich eine Verbesserung der Auflösung auf die (geschwindigkeitsabhängige) Wegstrecke xt, die das Fahrzeug während einer Periode des Taktsignals St zurücklegt.On This way results in an improvement of the resolution on the (speed-dependent) path xt, the the vehicle travels during a period of the clock signal St.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel hat gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel den Vorteil, dass kein Geschwindigkeitssensor vorgesehen muss. Vielmehr kann die Auswerteeinheit 150 zur Bestimmung der Strecken a, b und c das Radencodersignal heranziehen, welches ihr ohnehin zur Verfügung steht um die inkrementellen Bewegungsvektoren zu bestimmen.The embodiment described above has the advantage over the first embodiment that no speed sensor has to be provided. Rather, the evaluation unit 150 to determine the distances a, b and c use the Radencodersignal, which is anyway available to determine the incremental motion vectors.

Es sollte beachtet werden, dass es auch möglich ist, mehrere Werte für die Anzahl n von Taktimpulsen des Taktsignals St zwischen zwei steigenden Flanken des Wegstreckensignals Sx zu bestimmen und daraus einen Mittelwert zu bestimmen und zu verwenden.It It should be noted that it is also possible to have several Values for the number n of clock pulses of the clock signal St between two rising edges of the Wegstreckensignals Sx determine and use this to determine an average value.

In einer Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels ermittelt die Auswerteeinheit 150 die Anzahl (n') der steigenden Flanken des Wegstreckensignals Sx zwischen den Flanken des Reflektionssignals Sr, also zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 (bzw. t2 und t3 oder t3 und t4). Als nächstes zählt die Auswerteeinheit 150 die Anzahl der Impulse (bzw. steigenden Flanken) zwischen der ersten Flanke (zum Zeitpunkt t1) des Reflektionssignals Sr und dem ersten Radencoderimpuls während des Zeitraums t1 ... t2 sowie die Anzahl der Impulse (bzw. steigenden Flanken) zwischen dem letzten Radencoderimpuls während des Zeitraums t1 ... t2 und der nächsten, fallenden Flanke des Reflektionssignals Sr. Im vorliegenden Beispiel zählt die Auswerteeinheit 150 also insgesamt vier (= m') solcher Impulse, nämlich zwei vor der ersten steigenden Flanke des Reflektionssignals Sr und zwei nach der letzten steigenden Flanke des Reflektionssignals Sr.In a modification of the embodiment described above, the evaluation unit determines 150 the number (n ') of the rising edges of the Wegstreckensignals Sx between the edges of the reflection signal Sr, ie between the times t1 and t2 (or t2 and t3 or t3 and t4). Next is the evaluation unit 150 the number of pulses (or rising edges) between the first edge (at the time t1) of the reflection signal Sr and the first Radencoderimpuls during the period t1 ... t2 and the number of pulses (or rising edges) between the last Radencoderimpuls during the period t1 ... t2 and the next falling edge of the reflection signal Sr. In the present example, the evaluation unit counts 150 ie a total of four (= m ') such pulses, namely two before the first rising edge of the reflection signal Sr and two after the last rising edge of the reflection signal Sr.

Aus der zuvor ermittelten Wegstrecke xt, die der Stapler zwischen zwei steigenden Flanken des Taktsignals zurücklegt, sowie aus der Anzahl n' der Flanken innerhalb des Zeitraums t1 t2 kann die während dieses Zeitraums ermittelte Strecke a somit ermittelt werden als: a = (n' – 1) × Auflösung + xt × m' = 1 × 2 cm + 0,4 × 4 = 3,6 cm. (6) From the previously determined distance xt traveled by the stacker between two rising edges of the clock signal and from the number n 'of the edges within the period t1 t2, the distance a determined during this period can thus be determined as: a = (n'-1) × resolution + xt × m '= 1 × 2 cm + 0.4 × 4 = 3.6 cm. (6)

Die Längen der Strecken b und c werden in entsprechender Weise unter Heranziehung der dritten, vierten und fünften Flanke des Reflektionssignals Sr bestimmt. Der Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass das Wegstreckensignal Sx einen unmittelbaren Rückschluss auf die tatsächlich zurückgelegte Strecke erlaubt. Falls also das Fahrzeug während des Überfahrens des Messstreifens beschleunigt oder abgebremst wird, dann liefert der erste Summand auf der rechten Seite der Gleichung (6) immer noch ein korrektes Ergebnis, so dass ein eventueller Erfassungsfehler allenfalls aus dem zweiten Summanden der Gleichung (6) resultieren könnte. In diesem Falle kann also ein genaueres Ergebnis als bei Verwendung der Gleichung (5) erzielt werden.The Lengths of sections b and c are in a similar manner using the third, fourth and fifth flank of the reflection signal Sr. The advantage of this approach is that the Wegstreckensignal Sx an immediate inference allowed on the actual distance traveled. If So the vehicle during the crossing of the Accelerated or decelerated, then delivers the first summand on the right side of equation (6) still a correct result, so that a possible detection error if necessary, could result from the second summand of equation (6). In this case, therefore, a more accurate result than when using of equation (5).

Drittes AusführungsbeispielThird embodiment

Die obigen Ausführungsbeispiele wurden für den Fall des in den 2 und 3 dargestellten Messstreifens MS als Bezugsmarkierung erläutert. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Messstreifen MS als Bezugsmarkierung beschränkt. Vielmehr ist es ausreichend, wenn die Bezugsmarkierung mindestens einen reflektierenden und mindestens einen nicht reflektierenden Bereich aufweist, die derart angeordnet sind, dass aus den ermittelten Längen der Trajektorieabschnitte in mindestens zweien dieser Bereiche auf die absolute Position des Fahrzeuges zu einem bestimmten Zeitpunkt geschlossen werden kann.The above embodiments have been adopted in the case of 2 and 3 illustrated measuring strip MS explained as a reference mark. However, the present invention is not limited to this gauge MS as a reference mark. Rather, it is sufficient if the reference mark has at least one reflective and at least one non-reflective region, which are arranged such that from the determined lengths of Trajektorieabschnitte in at least two of these areas on the absolute position of the vehicle can be closed at a certain time.

7 zeigt ein Beispiel einer an der Decke einer Lagerhalle vorgesehenen Bezugsmarkierung MS' gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, sowie eine Trajektorie T des Laserstrahls auf der Bezugsmarkierung während der Stapler unter der Bezugsmarkierung entlang fährt. 8 ist ein Diagramm, welches die geometrischen Verhältnisse der Bezugsmarkierung in 7 veranschaulicht. 7 shows an example of a cover provided on the ceiling of a warehouse reference mark MS 'according to a third embodiment, and a trajectory T of the laser beam on the fiducial mark while the truck moves below the fiducial. 8th is a diagram showing the geometric relationships of the reference mark in FIG 7 illustrated.

Die Bezugsmarkierung MS' weist einen reflektierenden Bereich R auf, der von einem nicht reflektierenden Bereich D umschlossen ist. Das Reflektionssignal Sr weist an drei Zeitpunkten eine Flanke auf, die in 7 mit t1, t2 und t3 gekennzeichnet sind. Anhand dieser drei Zeitpunkte kann auf die Längen a und b der Trajektorie durch den nicht reflektierenden Bereich D bzw. den reflektierenden Bereich R geschlossen werden, z. B. durch die in den ersten beiden Ausführungsbeispiele beschriebenen Verfahren.The reference mark MS 'has a reflective area R which is enclosed by a non-reflective area D. The reflection signal Sr has an edge at three times, which in 7 with t1, t2 and t3 are marked. On the basis of these three times can be concluded that the lengths a and b of the trajectory through the non-reflective region D and the reflective region R, z. B. by the method described in the first two embodiments.

Sind die Langen a und b ermittelt worden, so kann auch eindeutig auf die Trajektorie geschlossen werden. Mit anderen Worten, für zwei gegebene Werte a und b existiert nur genau eine Trajektorie T durch die Bezugsmarkierung MS'. Dies wird im Folgenden erläutert: Als Bezugspunkt wird der Punkt P(d, j) gewählt, welcher dem Zeitpunkt t3 des Austritts der Trajektorie T aus dem Bereich R entspricht. Die Koordinaten dieses Punktes sind bezogen auf einen Ursprungspunkt O, der in dem Punkt liegt, in dem sich die Schenkel 11 und 12 des reflektierenden Bereiches R schneiden (vgl. 8). Die Schenkel 11 und 12 schneiden sich im Winkel α. Die Punkte O, t1, t3 definieren ein Dreieck mit den Seitenlangen a', (a + b), b'. Es gilt ferner die Beziehung:

If the lengths a and b have been determined, then the trajectory can be clearly deduced. In other words, for two given values a and b, only exactly one trajectory T exists through the reference mark MS '. This is explained below: As a reference point, the point P (d, j) which corresponds to the time t3 of the exit of the trajectory T from the region R is selected. The coordinates of this point are related to an origin O, which lies in the point where the

legs

11 and 12 of the reflective region R intersect (see. 8th ). The

thigh

11 and 12 intersect at the angle α. The points O, t1, t3 define a triangle with the side lengths a ', (a + b), b'. The relationship also applies:

Ferner gilt der Kosinussatz:

Furthermore, the cosine phrase applies:

Daraus folgt:

It follows:

Da der Winkel α bekannt ist, genügt es also, die Strecken a und b zu kennen, um auf b' zu schließen. Aus b' kann wiederum auf die Koordinaten d und j geschlossen werden: d = b'·cos(α/2) (11) j = b'·sin(α/2) (12) Since the angle α is known, it is therefore sufficient to know the distances a and b in order to conclude b '. From b 'can be in turn closed to the coordinates d and j: d = b '· cos (α / 2) (11) j = b '· sin (α / 2) (12)

Somit kann aus der Länge der zwei Strecken a und b eindeutig ein Bezugspunkt P(d, j) bestimmt werden, den das Fahrzeug an einem definierten Zeitpunkt t3 passiert bzw. passiert hat. Durch Vektoraddition der inkrementellen Bewegungsvektoren kann dann in der oben beschriebenen Weise die aktuelle Position des Fahrzeugs ermittelt werden.Consequently can be unambiguous from the length of the two routes a and b a reference point P (d, j) is determined, which the vehicle at a defined time t3 happened or happened. By vector addition The incremental motion vectors can then be described in the above How the current position of the vehicle are determined.

Bei der in 7 dargestellten Trajektorie T ist zu beachten, dass durch Spiegelung dieser Trajektorie an der mittleren, durch den Punkt t2 verlaufenden Geraden eine Trajektorie T' mit Teilstrecken a' und b' erhalten werden kann, für die gilt: a' = b und b' = a. Mit anderen Worten, es existiert eine weitere Trajektorie T' mit einer gleichen Abfolge von Streckenlängen wie bei der Trajektorie T, wenn die Trajektorien T und T' in entgegen gesetzten Richtungen (bzw. vorwärts und rückwärts) durchfahren werden. Allerdings lässt sich diese Zweideutigkeit auflösen durch Berücksichtigung der Tatsache, dass in einer Richtung zunächst der nicht reflektierende Bereich D und in der entgegen gesetzten Richtung zunächst der reflektierende Bereich R durchfahren wird, dass also je nach Richtung die Reihenfolge der Bereiche D und R unterschiedlich ist, was an der Abfolge der steigenden und fallenden Flanken des Signals Sr erkennbar ist.At the in 7 It should be noted that by mirroring this trajectory at the middle straight line passing through the point t2, a trajectory T 'with partial distances a' and b 'can be obtained for which a' = b and b '= a , In other words, there exists another trajectory T 'with a same sequence of track lengths as in the trajectory T when the trajectories T and T' are traversed in opposite directions (or forward and backward). However, this ambiguity can be resolved by taking into account the fact that in one direction first the non-reflecting region D and in the opposite direction the reflective region R is traversed, ie that the order of the regions D and R differs depending on the direction, as can be seen in the sequence of rising and falling edges of the Sr signal.

Es sollte beachtet werden, dass die in den 2 und 3 dargestellte Bezugsmarkierung MS einfacher herzustellen ist, da sie durch eine einfache rechteckige Markierung herstellbar ist, die entlang der Diagonale beispielsweise durch nicht reflektierendes Klebeband überklebt ist, wohingegen die Form der Bezugsmarkierung in 7 aufwändiger ist. Allerdings machen die obigen Erläuterungen deutlich, dass bei einer geeigneten Bezugsmarkierung eine eindeutige Positionsbestimmung schon mit zwei Strecken a und b entlang der Trajektorie auf der Bezugsmarkierung, bzw. mit drei Flanken des Reflektionssignals Sr möglich ist. Demgegenüber hat das dritte Ausführungsbeispiel, welches die Bezugsmarkierung MS' in 7 verwendet, den Vorteil, dass es die Fahrzeugposition aufgrund von nur drei Signalflanken des Reflektionssignals Sr bestimmen kann.It should be noted that in the 2 and 3 illustrated reference mark MS is easier to produce, since it can be produced by a simple rectangular mark, which is pasted along the diagonal, for example, by non-reflective tape, whereas the shape of the reference mark in 7 more expensive. However, the above explanations make it clear that with a suitable reference mark, an unambiguous position determination is already possible with two paths a and b along the trajectory on the reference marking, or with three edges of the reflection signal Sr. In contrast, the third embodiment having the reference mark MS 'in 7 used, the advantage that it can determine the vehicle position due to only three signal edges of the reflection signal Sr.

Obwohl die obigen Ausführungsformen vorstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, sind sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Even though the above embodiments with reference to preferred Embodiments have been described, they are on it not limited, but in many ways and modifiable.

So sind in den obigen Ausführungsbeispielen die Bezugsmarkierungen MS, MS' an der Hallendecke einer Lagerhalle angebracht. Es ist jedoch ebenso möglich, die Bezugsmarkierungen MS, MS' am Hallenboden einer Lagerhalle anzuordnen. Ferner bezogen sich die obigen Ausführungsbeispiele auf ein System, in welchem die Bezugsmarkierungen an der Decke einer Lagerhalle angebracht sind und die erfindungsgemäße Vorrichtung an einem Gabelstapler o. dergl. zum Bewegen bzw. zum Aufnehmen oder Ablegen von Waren innerhalb der Lagerhalle vorgesehen ist. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt sondern kann generell zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs innerhalb eines vorgegebenen Bereichs verwendet werden. Beispielsweise ist auch eine Verwendung für die Positionsbestimmung eines Haushaltsroboters in einem Haus oder einer Wohnung denkbar.So are the reference marks in the above embodiments MS, MS 'attached to the hall ceiling of a warehouse. However, it is also possible, the reference marks MS, MS 'on the hall floor to arrange a warehouse. Further, the above embodiments related on a system in which the reference marks on the ceiling of a Warehouse are mounted and the device of the invention on a forklift o. Like. To move or for recording or Depositing goods within the warehouse is provided. The invention is not limited to this but can generally be used for Position determination of a vehicle within a given Area to be used. For example, it is also a use for determining the position of a household robot in a house or an apartment conceivable.

Ferner ist in den obigen Ausführungsbeispielen die Sensoreinrichtung zur Erzeugung eines Sensorsignals, welches eine Information über den vom Fahrzeug während des Passierens der Bezugsmarkierung zurückgelegten Weg enthält, als Wegstreckenmesser bzw. als Geschwindigkeitsmesser ausgebildet. Es ist jedoch prinzipiell auch denkbar, sie als Beschleunigungssensor auszubilden.Further is the sensor device in the above embodiments for generating a sensor signal which contains information about that of the vehicle while passing the fiducial mark contains covered path, as a distance meter or designed as a speedometer. It is, however, in principle also conceivable to form it as an acceleration sensor.

Die dargestellten Bezugsmarkierungen MS, MS' sind lediglich beispielhaft. Es ist ausreichend, wenn die Bezugsmarkierungen derart gestaltet sind, dass (beispielsweise aufgrund von geometrischen Überlegungen) aus den Längen der Teilstrecken einer sie kreuzenden Trajektorie eindeutig ein Bezugspunkt an der Bezugsmarkierung bestimmt werden kann.The illustrated reference marks MS, MS 'are merely exemplary. It is sufficient if the fiducials are designed in this way are that (for example, due to geometric considerations) from the lengths of the sections of a trajectory crossing them clearly a reference point at the reference mark are determined can.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19938345 C1 [0004, 0008]

Claims

A method of detecting the position of a vehicle within a predetermined range, comprising the steps of: detecting the magnitude and angle of incremental motion vectors of the motion of the vehicle; automatically setting a respective reference position (P (d, j)) of the vehicle at predetermined locations within the predetermined range every time the vehicle passes a corresponding location; and detecting the current position of the vehicle in the predetermined range by vectorial summation of the detected incremental motion vectors to the position vector of the current reference position; wherein automatically determining the respective reference position of the vehicle at the predetermined locations comprises the steps of: scanning a fiducial (MS, MS ') provided at the predetermined locations and including the at least one reflective and at least one non-reflective region (R1, R2, R, D), by means of a vehicle provided on the first sensor device ( 110 ) as the vehicle passes the fiducial (MS, MS '), the first sensor device ( 110 ) generates a first sensor signal (Sr), which in each case has a signal edge in transitions between reflective and non-reflective regions (R1, R2, R, D) of the reference mark (MS, MS '), generating a second sensor signal (Sv, Sx), which contains information about the path traveled by the vehicle during the passage of the reference marking (MS, MS ') by means of a second sensor device provided on the vehicle ( 120 . 140 ), Determining the distances (a, b, c) traveled by the vehicle when passing at least two of the reflective and non-reflective regions (R1, R2, R, D) by combining time values (τa, τb, τc) representing the time duration between the signal edges, with the information about the distance covered, setting the current reference position (P (d, j)) by evaluating the determined at least two routes (a, b, c).

Method according to claim 1, wherein the second sensor device ( 120 . 140 ) as Radencoder ( 120 ), which generates signal pulses corresponding to a distance traveled by the vehicle, by means of which the amount of the incremental motion vectors of the movement of the vehicle is detected.

The method of claim 2, further comprising: Produce a periodic clock signal (St), Determine the during a period of the clock signal (St) covered distance (xt) of the vehicle, Determine the number (m) of the periods of the Clock signal (St) between adjacent signal edges of the first sensor signal (Sr), Determine the distances traveled by the vehicle (a, b, c) by multiplying the determined distance (xt) by the counted number (m) of the periods of the clock signal (St).

A method according to claim 2, wherein the distances traveled by the vehicle (a, b, c) are determined by: generating a periodic clock signal (St), determining the distance (xt) of the vehicle traveled during a period of the clock signal (St), determining the Number (n ') of the Radencoder ( 120 ) signal pulses output between the respective adjacent track edges (a, b, c) of the first sensor signal (Sr), determining the number (m ') of the periods of the clock signal (St) between one of the respective tracks (a, b, c ) associated first signal edge of the first sensor signal (Sr) and the subsequent Radencoder ( 120 ) signal pulse and between a directly following the first signal edge second signal edge of the first sensor signal (Sr) and immediately before this second signal edge of the Radencoder ( 120 ), determining the vehicle traveled distances (a, b, c) by evaluating the counted number (n ') of signal pulses of the Radencoders, the counted number (m') of the periods of the clock signal (St) and during a period of the clock signal (St) traveled distance (xt).

Method according to claim 4, wherein the distance traveled by the vehicle (a, b, c) is determined by calculating

(n '- 1) × resolution + xt × m'

where "Resolution" indicates the resolution of the Radencoders.

Method according to claim 1, wherein the second sensor device ( 120 . 140 ) is formed as a speed sensor which outputs a speed signal (Sv) representing the instantaneous speed of the vehicle, the distances covered (a, b, c) by multiplying the time values with a speed value (v) determined from the speed signal (Sv) determined become.

Method according to one of the preceding claims, wherein the scanning of the fiducial mark (MS, MS ') by the first Sensor device by means of light beams, in particular laser beams, he follows.

Method according to one of the preceding claims, the reference mark (MS, MS ') being two triangular or trapezoidal having reflective areas (R1, R2).

Contraption ( 100 . 200 ) for detecting the position of a vehicle in a predetermined area, comprising: a first sensor device ( 110 ) for scanning a fiducial mark (MS, MS ') provided at predetermined locations in the predetermined area and having at least one reflective and at least one non-reflective area (R1, R2, R, D) while the vehicle is driving the fiducial (MS , MS '), the first sensor device ( 110 ) is arranged to generate a first sensor signal (Sr) which has a signal edge at transitions between reflective and non-reflective regions (R1, R2, R, D) of the reference mark (MS, MS '), a second sensor device ( 120 . 140 ) for generating a second sensor signal (Sv, Sx), which contains information about the path traveled by the vehicle during the passage of the reference marking (MS, MS '), to an evaluation unit ( 150 ), which is set up, the distances (a, b, c) traveled by the vehicle when passing through at least two of the reflecting and non-reflecting areas (R1, R2, R, D) by linking time values (τa, τb, τc), determining the time duration between the signal edges, with the information on the distance traveled, and the reference position (P (d, j)) by evaluating the determined at least two distances (a, b, c) to determine, and the current Position of the vehicle (F1) in the given range ( 100 ) by vectorial summation of the detected incremental motion vectors to the position vector of the current reference position.

Device according to claim 9, wherein the second sensor device ( 120 . 140 ) a Radencoder ( 120 ), which generates signal pulses corresponding to a distance traveled by the vehicle, by means of which the amount of the incremental motion vectors of the movement of the vehicle is detected.

The apparatus of claim 10, further comprising: a clock ( 180 ) for generating a clock signal (St), wherein the evaluation unit ( 150 ) is arranged to determine the distance (xt) traveled by the vehicle during a period of the clock signal (St), to determine the number (m) of the periods of the clock signal (St) between adjacent signal edges of the first sensor signal (Sr), and that of Vehicle traveled distances (a, b, c) by multiplying the determined distance (xt) with the counted number (m) of the periods of the clock signal (St) to determine.

The apparatus of claim 10, further comprising: a clock ( 180 ) for generating a clock signal (St), wherein the evaluation unit ( 150 ) is arranged to determine the distance (xt) of the vehicle traveled during a period of the clock signal (St), the number (n ') of the Radencoder ( 120 ) between the respective distance (a, b, c) associated adjacent signal edges of the first sensor signal (Sr) output signal pulses to determine the number (m ') of the periods of the clock signal (St) between one of the respective route (a, b, c ) associated first signal edge of the first sensor signal (Sr) and the subsequent Radencoder ( 120 ) signal pulse and between a directly following the first signal edge second signal edge of the first sensor signal (Sr) and immediately before this second signal edge of the Radencoder ( 120 ) to determine the distance traveled by the vehicle (a, b, c) by evaluating the counted number (n ') of signal pulses of the Radencoders, the counted number (m') of the periods of the clock signal (St) and the during a period of the clock signal (St) traveled distance (xt).

Apparatus according to claim 12, wherein the evaluation unit ( 150 ) is arranged to determine the distance traveled by the vehicle (a, b, c) by calculating

(n '- 1) × resolution + xt × m'

where "Resolution" indicates the resolution of the Radencoders.

Apparatus according to claim 9, wherein the second sensor means a speed sensor that is set up is a speed signal output the instantaneous speed of the vehicle displays.

Device according to one of claims 9 to 14, wherein the first sensor means a light emitter for Transmission of light beams, in particular laser beams, and a Light receiver for receiving the from the reference mark having reflected light rays.

Device according to one of claims 9 to 15, which for carrying out the method according to one of Claims 1 to 8 is set up.