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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Idenfizierung von in einem Verbund transportierten, mit wenigstens einer Kommunikationseinrichtung versehenen Ladungsgütern einer Ladeeinheit, bei dem eine Pulklesung von auf der Kommunikationseinrichtung zur Identifikation gespeicherten Daten erfolgt.
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Verfahren der eingangs genannten Art sind dem Fachmann bekannt und geläufig. Die Pulklesung stellt ein leistungsfähiges Instrumentarium dar, um gestapelte Ladungsgüter, wie beispielsweise Pakete, automatisch zu identifizieren. Hierzu werden üblicherweise die einzelnen Ladungsgüter individuell mit einer Kommunikationseinrichtung, die vorzugsweise in Gestalt eines vorzugsweise passiven Transponders gegeben ist, ausgestattet. Mit Hilfe von sogenannten Antikollisionsalgorithmen werden sämtliche Transponder angesprochen und die in den Transpondern gespeicherten Daten zur Identifikation ausgelesen. Hierbei tritt immer wieder die Problematik auf, dass Ladungsgüter, deren Transponder nicht ausreichend Energie zum Senden der Information erhalten oder die in einem gewissen Zeitfenster, beispielsweise während der Durchfahrt des Verbundes durch ein Schreib- und Lesetor, nicht reagieren, nicht erfasst werden, so dass die gesamten für die Identifizierung der Ladungsgüter und des Packmusters benötigten Daten im Pulk nicht gelesen werden. Dies bedeutet, dass ein solcher Verbund von Ladungsgütern nur bei exakten Leseraten von 100% ohne manuelle Nacharbeit identifiziert werden kann.
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Um hier Abhilfe zu schaffen, wird im Stand der Technik das Lesetor mit Antennen ausgerüstet. Durch die Antennen wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das die Transponder ausreichend viel mit Energie versorgt, so dass diese in die Lage versetzt werden, ihre eindeutige Identifikation zu senden. Um ein gleichzeitiges Senden der Daten einer Mehrzahl von Transpondern zu verhindern, stehen sogenannte Antikollisionsverfahren bereit, die darauf beruhen, dass den Transpondern nach einer einmaligen Erfassung der Anregungsenergie, die auf sämtlichen Transpondern gespeichert wird, Zeitfenster zugeteilt werden. Diese vorbekannte Lösung weist jedoch den Nachteil auf, dass sich die Zugriffszeiten auf die Ladungsgüter aufgrund der zusätzlichen Erzeugung und Übertragung der elektromagnetischen Felder verlängern.
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Eine weitere vorbekannte Lösung offenbart die
WO 2008/031573 . Bei dieser vorbekannten Lösung erfolgt die Speicherung von Positionsdaten auf einem zentral an einem Ladungsträger (z. B. Palette) der Ladungsgüter angeordneten Transponder. Nachteilig bei dieser vorbekannten Lösung ist es jedoch, dass nur geplante Veränderungen der Positon und Orientierung der einzelnen Ladungsgüter berücksichtigt werden, wohingegen ein ungeplantes Verschieben oder Verrücken, beispielsweise durch einen innerbetrieblichen Transport einer angebrochenen Ladeeinheit, keine Berücksichtigung findet. Dies führt wiederum entweder zu einem erhöhten Kollisionsrisiko zwischen dem Ladungsgut und einem für die Palettierung bzw. Depalettierung vorgesehenen Greifer bzw. erfordert eine Sensorik, die eine entsprechende Lageabweichung detektieren kann, was wiederum zur Reduzierung der Handhabungsgeschwindigkeit führt.
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In der
JP 2004090099 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem Relativkoordinaten und eine Greifposition des Ladungsgutes auf einem an dem Ladungsgut befestigten Transponder gespeichert sind. Hierdurch ist gewährleistet, dass eine Handhabungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Roboter, die Lage des Ladungsgutes manipulieren kann. Nachteilig bei dieser vorbekannten Lösung ist jedoch eine fehlende Verifikation der relativen Position und Orientierung des Ladungsgutes.
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Ausgehend von der Würdigung des Standes der Technik sowie den aufgezeigten Nachteilen ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches die gesamte Erfassung der für die Identifizierung der Ladungsgüter und der Packmuster benötigten Daten im Rahmen einer Pulklesung gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung sieht vor, dass wenigstens auf einer Kommunikationseinrichtung ein Teildatensatz mit Daten gespeichert wird, der Daten von mindestens einer anderen Kommunikationseinrichtung enthält, wobei unter Verwendung der auf der Kommunikationseinrichtung gespeicherten Daten oder einem Teil davon eine Soll- und eine Istkontur der Ladeeinheit oder der Ladungsgüter erstellt wird, wobei die Soll- und die Istkontur miteinander verglichen werden.
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Die Kernidee der Erfindung ist es, eine Pulklesung wenigstens eines Teiles der Transponder und eine Konturkontrolle der Ladeeinheit oder der Ladungsgüter miteinander zu verknüpfen. Dadurch, dass mindestens auf einer Kommunikationseinrichtung neben den eigenen Daten ein Teildatensatz gespeichert wird, der Daten von mindestens einer anderen Kommunikationseinrichtung enthält, ist es möglich, die Gesamtheit der gebildeten Daten im Pulk zu lesen, auch wenn nicht sämtliche Kommunikationseinrichtungen, die vorzugsweise in Gestalt eines Transponders vorliegen, gelesen werden können. Die Leserate bezogen auf alle vorhandenen Transponder kann somit signifikant unter 100% liegen.
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Ermöglicht wird dies durch die Verteilung der individuellen gespeicherten Daten auf mehrere Kommunikationseinrichtungen, so dass mindestens eine Kommunikationseinrichtung gespeicherte Teilinformationen eines anderen Ladungsgutes enthält.
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Der für das erfindungsgemäße Verfahren benötigte Speicher in einer einzelnen Kommunikationseinrichtung ist dabei abhängig von der geforderten Leserate. Je weniger Lesung erforderlich ist, um eine Pulklesung vollständig durchführen zu können, desto größer muss die Speicherkapazität der Kommunikationseinrichtung beschaffen sein, da die individuellen gespeicherten Daten eines Ladungsgutes redundant vorzuhalten sind.
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Um erhöhte Sicherheitsanforderungen erfüllen zu können, ist es von Vorteil, dass eine Codierung der Daten erfolgt, dergestalt, dass eine redundante Codierung der gespeicherten Daten gegeben ist.
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Zudem wird aus den auf der Kommunikationseinrichtung gespeicherten Daten eine Soll- und eine Istkontur der Ladeeinheit oder der Ladungsgüter erstellt, die miteinander verglichen werden, d. h. es erfolgt ein Abgleich der Soll- mit der Istkontur. Für die Erstellung der Sollkontur der Ladeeinheit stehen entsprechende Instrumentarien zur Verfügung. So kann aus den auf den Kommunikationseinrichtungen gespeicherten Daten über Position und Ausdehnung in x-, y- und z-Richtung der einzelnen Ladungsgüter ein virtuelles Gittermodell der Ladeeinheit oder der Ladungsgüter generiert werden. Anders als bei Verfahren aus dem Stand der Technik ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine zusätzliche an der Ladeeinheit selbst angeordnete Kommunikationseinrichtung notwendig. Hierdurch wird das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich robuster, da sich die gespeicherten Informationen auf mehrere Kommunikationseinrichtungen verteilen. Aus dem Gittermodell kann die Außenkontur der Ladeeinheit bzw. des Packmusters abgeleitet werden. Wird nun vorzugsweise mit einer optischen Einrichtung, die bevorzugt als Kamera vorliegt, die komplette Ladeeinheit erfasst, kann ein Abgleich der Sollkontur, d. h. des Gittermodelles mit der Istkontur, d. h. mit einem Reliefbild der optischen Einrichtung, erfolgen. Durch Abgleich der Soll- mit der Istkontur der Ladeeinheit bzw. der Ladungsgüter ist sichergestellt, dass fehlende Ladungsgüter wie nicht gelesene Ladungsgüter gewertet werden.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind vielfältig. So ist eine vorzugsweise anstehende vollständige Pulkerfassung auch bei Leseraten unter 100% gegeben. Zudem ist eine schnelle Handhabungsgeschwindigkeit beim automatischen Palettieren bzw. Depalettieren sowie eine automatische Korrektur des Packmusters bei Verschieben oder Verrutschen der Ladungsgüter gewährleistet. Auch können Kollisionen einer Handhabungseinheit, z. B. in Gestalt eines Greifers an einem Kommissionierroboter, durch auf der Ladeeinheit zusätzlich abgelegte Objekte, wie beispielsweise zusätzliche Pakete, detektiert und vermieden werden.
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Für die Umsetzung der Erfindung können bestehende Transponder- und Lesegeräte genutzt werden. Auch werden in bestehenden Vorrichtungen zur automatischen Identifzierung von Ladungsgütern bzw. Ladeeinheiten keine zusätzlichen Einrichtungen, mit Ausnahme einer Einrichtung für die Erstellung einer Istkontur der Ladeeinheit bzw. des Packmusters, benötigt.
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Ein Lesetor zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand des Anspruches 7, wobei die Vorrichtung eine optische Einrichtung sowie eine Einrichtung mit einer Schreib- und/oder Leseantenne aufweist.
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Schließlich sieht die Erfindung ein Computerprogramm für eine Computereinrichtung, die mit dem Lesetor in Verbindung steht, vor. Das Computerprogramm enthält dabei einen Algorithmus, der von einem Prozessor der Computereinrichtung abgearbeitet wird, wobei der Algorithmus das Verfahren erfasst.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung:
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1 in perspektivischer Ansicht eine Ladeeinheit mit Ladungsgütern, die mit Kommunikationseinrichtungen in Gestalt von Transpondern versehen sind,
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2 in perspektivischer Ansicht die Ladeeinheit aus 1 beim Passieren einer Vorrichtung zur Erstellung der Ist- und Sollkontur der Ladeeinheit sowie zur Lesung der gespeicherten Daten auf den Kommunikationseinrichtungen und
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3 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Eine allgemein in 1 mit 1 bezeichnete Ladeeinheit für zu befördernde Objekte besteht aus einem Ladehilfsmittel 2 in Gestalt einer Palette mit darauf angeordneten Ladungsgütern 3a bis h, die als Packstücke vorliegen. Jedes der Ladungsgüter 3a bis h weist eine drahtlos les- und beschreibbare Kommunikationseinrichtung 4 auf, die in Form eines Transponders ausgebildet ist.
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Jeder Transponder eines Ladungsgutes 3a bis h weist einen Teildatensatz 5 mit Daten auf, die für das jeweilige Ladungsgut 3a bis h relevant sind und gleichzeitig Daten eines anderen Transponders, d. h. Ladungsgutes 3a bis h, darstellen. Zudem sind in elektronischer Form auf jedem der Transponder eines Ladungsgutes 3a bis h Informationen über Position und Ausdehnung in x-, y- und z-Richtung der einzelnen Ladungsgüter 3a bis h gespeichert und können elektronisch ausgelesen werden. Durch diese Art der Datenverteilung wird eine Datenredundanz geschaffen, die dafür sorgt, dass in jedem Transponder eines Ladungsgutes 3a bis h Positionsdaten eines anderen Ladungsgutes 3a bis h gespeichert sind. Beispielsweise enthält der Transponder des Ladungsgutes 3a bis h neben den Positionsdaten des Ladungsgutes 3a auch Positionsdaten des Ladungsgutes 3b und der Transponder des Ladungsgutes 3c neben den Positionsdaten des Ladungsgutes 3c auch Positionsdaten des Ladungsgutes 3g etc.
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Prinzipiell können die Transponder der Ladungsgüter 3a bis h einzeln, in Gruppen oder in ihrer Gesamtheit ausgelesen werden, wenn die Ladeeinheit 1 mit den Ladungsgütern 3a bis h das in 2 gezeigte Lesetor 6 durchläuft, wobei in 1 die Ladungsgüter 3d, 3e aus zeichnerischen Gründen nicht dargestellt sind. Das in 2 gezeigte Lesetor 6 weist beispielsweise zwei parallel angeordnete Seitenrahmen 9, 10 auf, zwischen denen ein Oberrahmen 11 verläuft, so dass das Lesetor 6 eine rechteckförmige Durchfahrtsöffnung 12 aufweist. An dem Lesetor unterhalb und mittig des Oberrahmens 11 befindet sich eine optische Einrichtung 7, und zwar z. B. in Form einer Time-of-Flight-Kamera. Die Seitenrahmen 9, 10 sind z. B. an ihren der Durchfahrtsöffnung 12 zugewandten Seiten mit Schreib- und Leseantennen 8 versehen, um die in den Transpondern, d. h. in den Kommunikationseinrichtungen 4, gespeicherten Daten zu lesen bzw. Daten auf einen oder mehrerer Transpondern zu schreiben. Darüber hinaus sind beidseitig der optischen Einrichtung 7 weitere Schreib- und Leseantennen 8 angeordnet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 3 beispielhaft dargestellt.
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Der Teildatensatz 5 eines jeden Ladungsgutes 3a bis h einer Ladeeinheit 1, hier Daten in Gestalt der Position und Ausdehnung in x-, y- und z-Richtung des einzelnen Ladungsgutes 3a bis h, wird mittels einer Codierungseinrichtung 13 codiert. Als Codierverfahren kommen hier an sich bekannte Verfahren, wie beispielsweise das Read-Solomon-Verfahren, in Betracht. Die Codierung erfolgt bevorzugter Weise derart, dass die Gesamtanzahl von Teildatensätzen 5 gleich der Anzahl der an unterschiedlichen Ladungsgütern 3a bis h angeordneten Transpondern ist. Erfolgt dies für sämtliche Ladungsgüter 3a bis h, so trägt jedes Ladungsgut 3a bis h zusätzlich zu den eigenen Daten einen Teil der codierten Daten aller anderen Ladungsgüter 3a bis h.
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Diese Daten oder ein Teil davon werden von einem RFID-Schreiber 14 in einem weiteren Verfahrensschritt auf jedem der Transponder, d. h. auf jeder Kommunikationseinrichtung 4 der Ladungsgüter 3a bis h gespeichert. Anschließend werden die Ladungsgüter 3a bis h auf dem in 1 gezeigten Ladehilfsmittel 2 palettiert. Nach dem Palettieren wird die Ladeeinheit 1 mit sämtlichen Ladungsgütern 3a bis h nach ihren Empfangsort transportiert, wo sich das in 2 gezeigte Lesetor 6 befindet.
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Hier beginnt in einem weiteren Verfahrensschritt das Auslesen der Transponder der einzelnen Ladungsgüter 3a bis h. Das Auslesen mittels der Leseantennen 8 umfasst insbesondere die Lesung der gespeicherten Teildatensätze 5 über Position und Ausdehnung in x-, y- und z-Richtung der einzelnen Ladungsgüter 3a bis h. Hierbei reicht bei n-Ladungsgütern eine geringe Anzahl m (m < n) erfolgreicher Lesung aus, um die gesamten Ladungsgüterdaten zu rekonstruieren.
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Es schließt sich ein weiterer Verfahrensschritt an, in dem mittels einer Computereinrichtung 15 aus den codierten Teildatensätzen 5 ein Gittermodell der Ladeeinheit 1 erzeugt wird. Für die Erzeugung eines Gittermodells mittels der Computereinrichtung 15 kann auf herkömmliche Verfahren zurückgegriffen werden. Das Gittermodell kann nur die Ladungsgüter 3a bis h umfassen, aber auch das Ladehilfsmittel 2, z. B. in Form einer Palette, beinhalten.
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Aus dem kreierten Gittermodell wird die Außenkontur der Ladeeinheit 1 bzw. des Packmusters abgeleitet und auf das in 1 gezeigte Ladehilfsmittel 2 projiziert. Die Projizierung erfolgt dabei mit Hilfe von bekannten mathematischen Verfahren. Wird nun in einem weiteren Verfahrensschritt mittels der optischen Einrichtung 7, die in einer bevorzugten Ausführungsform in Form einer Time-of-Flight-Kamera vorliegt, die komplette Ladeeinheit 1 erfasst, kann die real vorhandene Außenkontur mit der aus dem kreierten Gittermodell abgeleiteten verglichen und so ein Abgleich mittels eines entsprechenden Computerprogrammes einer Computereinrichtung der Sollkontur, d. h. des Gittermodells mit der Istkontur, d. h. dem Reliefbild der optischen Einrichtung 7, erfolgen. Für den Abgleich der Sollkontur mit der Istkontur können herkömmliche, aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zugrundegelegt werden. Im Rahmen der Erfindung ist auch sichergestellt, dass die mitgeführten gespeicherten Positionsdaten genutzt werden können, um Handhabungseinheiten, wie beispielsweise den Greifer eines Kommissionierroboters, bei der Depalettierung zu steuern.
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Für den gesamten Verfahrensablauf ist eine Computereinrichtung 16 mit einem Computerprogramm 17 vorgesehen, das einen Algorithmus enthält, der von einem Prozessor der Computereinrichtung 16 abgearbeitet wird, wobei der Algorithmus die in 3 dargestellten Verfahrensschritte erfasst.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhafterweise auch eine optische Konturkontrolle erreicht, so dass nicht gelesene auf den Transpondern gespeicherte Teildatensätze 5 für die automatische Identifizierung von Ladungsgütern 3a bis h und eine damit einhergehende Pulklesung nicht weiter ins Gewicht fällt.
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Die vorliegende Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei andersgearteten Ausführungen Gebrauch machen.
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Beispielsweise können unterschiedliche optische Einrichtungen, zusätzliche Teildatensätze sowie unterschiedliche Abgleichmethoden Verwendung finden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ladeeinheit
- 2
- Ladehilfsmittel
- 3
- Ladungsgüter
- 4
- Kommunikationseinrichtung
- 5
- Teildatensatz
- 6
- Lesetor
- 7
- optische Einrichtung
- 8
- Leseantennen
- 9, 10
- Seitenrahmen
- 11
- Oberrahmen
- 12
- Durchfahrtsöffnung
- 13
- Codiereinrichtung
- 14
- RFID-Schreiber
- 15
- Computereinrichtung
- 16
- Computereinrichtung
- 17
- Computerprogramm
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/031573 [0004]
- JP 2004090099 [0005]
