DE102019118669A1 - Method and system for determining a position signal in an industrial truck - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Positionssignals (56) bei einem Flurförderzeug, das den zeitlichen Verlauf einer Auslenkung (54) einer mechanischen Komponente des Flurförderzeugs wiedergibt, wobei mittels wenigstens eines Sensors (40) durch Erfassung diskreter Messwerte einer Messgröße wenigstens ein unstetiges Sensorsignal erzeugt wird, welches in ein stufenförmiges Positionssignal (50) umgewandelt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein System (2) zur Bestimmung eines Positionssignals (56) sowie ein Flurförderzeug.Das Verfahren ist dadurch weitergebildet, dass mittels eines neuronalen Netzwerks (60) aus dem stufenförmigen Positionssignal (50) ein den Verlauf der Auslenkung (54) der mechanischen Komponente annäherndes stetiges Positionssignal (56) berechnet wird.The invention relates to a method for determining a position signal (56) in an industrial truck, which reproduces the time profile of a deflection (54) of a mechanical component of the industrial truck, with at least one discontinuous sensor signal by means of at least one sensor (40) by recording discrete measured values of a measured variable is generated, which is converted into a step-shaped position signal (50). The invention also relates to a system (2) for determining a position signal (56) and an industrial truck. The method is further developed in that, by means of a neural network (60), the course of the deflection (54) of the mechanical component approximate constant position signal (56) is calculated.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Positionssignals bei einem Flurförderzeug, das den zeitlichen Verlauf einer Auslenkung einer mechanischen Komponente des Flurförderzeugs wiedergibt, wobei mittels wenigstens eines Sensors durch Erfassung diskreter Messwerte einer Messgröße wenigstens ein unstetiges Sensorsignal erzeugt wird, welches in ein stufenförmiges Positionssignal umgewandelt wird. Die Erfindung betrifft zudem ein System zur Bestimmung eines Positionssignals sowie ein Flurförderzeug umfassend ein solches System.The invention relates to a method for determining a position signal in an industrial truck, which reproduces the temporal course of a deflection of a mechanical component of the industrial truck, at least one discontinuous sensor signal being generated by means of at least one sensor by recording discrete measured values of a measured variable, which is converted into a stepped position signal becomes. The invention also relates to a system for determining a position signal and an industrial truck including such a system.
Flurförderzeuge werden eingesetzt, um Lasten an einem Ort aufzunehmen, an einen anderen Ort zu verbringen und dort abzuladen. Das Be- und Entladen erfordert in vielen Fällen eine hohe Präzision und erfolgt zunehmend maschinenunterstützt. Flurförderzeuge umfassen eine Vielzahl beweglicher mechanischer Komponenten, u.a. die Lenkung einschließlich des Lenkrads, oder elektrisch oder hydraulisch angetriebener Hebemittel, sowie vielfach Fluidzylinder, z.B. Hydraulikzylinder, mittels derer sich verschiedene Komponenten des Flurförderzeugs ansteuern lassen. Beispiele hierfür sind hydraulische Lenkzylinder zum Stellen der Räder des Flurförderzeugs, wobei bei Flurförderzeugen mit einem Hubmast sind zudem vielfach Hochhubzylinder, Seitenschubzylinder und Neigezylinder vorgesehen sind, mittels derer die Ausrichtung eines Lasttragmittels einstellbar ist.Industrial trucks are used to pick up loads in one place, to move them to another place and to unload them there. In many cases, loading and unloading requires high precision and is increasingly being carried out with the aid of machines. Industrial trucks include a large number of movable mechanical components, including the steering including the steering wheel, or electrically or hydraulically driven lifting devices, as well as many fluid cylinders, e.g. hydraulic cylinders, by means of which various components of the industrial truck can be controlled. Examples of this are hydraulic steering cylinders for adjusting the wheels of the industrial truck, with industrial trucks with a lifting mast also often providing high-lift cylinders, side-shift cylinders and tilt cylinders, by means of which the alignment of a load-carrying means can be adjusted.
Solche Fluidzylinder umfassen eine Kolbenstange, die entlang einer Zylinderlängsrichtung auslenkbar ist. Um eine präzise Steuerung zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn der aktuelle Zustand, also z.B. die Auslenkung, der Kolbenstange möglichst exakt ermittelbar ist. Beispielsweise lassen sich durch genaue Bestimmung der Hubhöhe einer Lastgabel beim Aufladen und Abladen Zeit sparen und Unfälle vermeiden.Such fluid cylinders comprise a piston rod which can be deflected along a cylinder longitudinal direction. In order to enable precise control, it is advantageous if the current state, e.g. the deflection, of the piston rod can be determined as precisely as possible. For example, by precisely determining the lifting height of a load fork when loading and unloading, time can be saved and accidents avoided.
Aus
Da diese Abschätzung der Auslenkung der Kolbenstange auf der Messung von diskreten Messwerten einer optischen Messgröße beruht, also der Erfassung von Helligkeitsunterschieden zwischen den Markierungen und den markierungsfreien Abschnitten der Kolbenstange, ist die Auslenkung der Kolbenstange nur an den genauen Positionen der Übergänge zwischen hellen und dunklen Bereichen exakt bestimmbar. Das resultierende Positionssignal der Auslenkung der Kolbenstange ist daher stufenförmig.Since this estimation of the deflection of the piston rod is based on the measurement of discrete measured values of an optical measured variable, i.e. the detection of differences in brightness between the markings and the mark-free sections of the piston rod, the deflection of the piston rod is only at the exact positions of the transitions between light and dark areas exactly determinable. The resulting position signal of the deflection of the piston rod is therefore step-shaped.
Um die Auslenkung der Kolbenstange auch zwischen den Übergängen abzuschätzen, ist es bekannt, einen gleitenden Mittelwert durch das stufenförmige Positionssignal zu legen.In order to estimate the deflection of the piston rod between the transitions as well, it is known to place a moving average value through the stepped position signal.
Ein Beispiel diskreter Auslenkungsmesssignale an Fahrzeugen ist die in
Eine weitere beispielhafte Auslenkungsmessung betrifft die Hubhöhenmessung eines Lastaufnahmemittels eines Flurförderzugs mittels eines Rollenkörpers, wie sie in
Eine Hubhöhenmessung bei einer Hubvorrichtung eines Flurförderzeugs mittels eines Seilzugs ist in
Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren, ein verbessertes System und ein verbessertes Flurförderzeug anzugeben, mittels deren bzw. bei denen ein aktueller Zustand einer mechanischen Komponente, insbesondere ihre Auslenkung, möglichst exakt ermittelbar ist.Against the background of this prior art, the object of the invention is to provide an improved method, an improved system and an improved industrial truck, by means of which or in which a current state of a mechanical component, in particular its deflection, can be determined as precisely as possible.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen eines Positionssignals bei einem Flurförderzeug, das den zeitlichen Verlauf einer Auslenkung einer mechanischen Komponente des Flurförderzeugs, wiedergibt, wobei mittels wenigstens eines Sensors durch Erfassung diskreter Messwerte einer Messgröße wenigstens ein unstetiges Sensorsignal erzeugt wird, welches in ein stufenförmiges Positionssignal umgewandelt wird, wobei das Verfahren dadurch weitergebildet ist, dass mittels eines neuronalen Netzwerks aus dem stufenförmigen Positionssignal ein den Verlauf der Auslenkung der mechanischen Komponente annäherndes stetiges Positionssignal berechnet wird.This object is achieved by a method for determining a position signal in an industrial truck, which reproduces the time profile of a deflection of a mechanical component of the industrial truck, at least one discontinuous sensor signal being generated by means of at least one sensor by recording discrete measured values of a measured variable, which is converted into a step-shaped position signal is converted, the method being further developed in that, by means of a neural network, the course of the deflection of the mechanical component approximate constant position signal is calculated.
Im Rahmen der Erfindung wird unter einem neuronalen Netzwerk ein künstliches neuronales Netzwerk verstanden. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass sich durch das Berechnen eines den Verlauf der Auslenkung der Kolbenstange annähernden stetigen Positionssignals mittels eines neuronalen Netzwerks die Auslenkung der Kolbenstange besser als bisher und äußerst präzise bestimmen lässt. Das auf diese Weise bestimmte stetige Positionssignal gibt die Auslenkung der Kolbenstange deutlich exakter wieder, als dies beispielsweise herkömmlich durch einen gleitenden Mittelwert möglich ist. Durch das neuronale Netzwerk lässt sich die Auslenkung nicht nur an den Positionen besonders präzise bestimmen, bei denen die Auslenkung durch Erfassung und Auswertung der diskreten Messwerte genau berechenbar ist, sondern auch in den Abschnitten zwischen diesen Positionen. Dadurch wird eine höhere Präzision als mit anderen Methoden erreicht.In the context of the invention, a neural network is understood to mean an artificial neural network. The invention is based on the basic idea that by calculating a constant position signal approximating the course of the deflection of the piston rod by means of a neural network, the deflection of the piston rod can be determined better than before and extremely precisely. The constant position signal determined in this way reproduces the deflection of the piston rod much more precisely than is conventionally possible, for example, using a sliding mean value. The neural network allows the deflection to be determined particularly precisely not only at the positions in which the deflection can be precisely calculated by recording and evaluating the discrete measured values, but also in the sections between these positions. This achieves greater precision than with other methods.
Zudem lassen sich aus dem berechneten stetigen Positionssignal nicht nur die aktuelle und zurückliegende Auslenkungen der mechanischen Komponente bestimmen, sondern auch die zukünftige Auslenkung abschätzen.In addition, not only the current and past deflections of the mechanical component can be determined from the calculated continuous position signal, but also the future deflection can be estimated.
Die mechanische Komponente ist in Ausführungsformen eine Kolbenstange eines Fluidzylinders oder ein Steuerrad, ohne auf diese Komponenten beschränkt zu sein.In embodiments, the mechanical component is a piston rod of a fluid cylinder or a steering wheel, without being limited to these components.
Der Sensor ist vorzugsweise direkt auf die mechanische Komponente, insbesondere die Kolbenstange, ausgerichtet. Dadurch wird eine genaue Erfassung der diskreten Messwerte der, insbesondere optischen, Messgröße erzielt. Im Fall der optischen Messung wird vorzugsweise mittels einer Lichtquelle ein Abschnitt der mechanischen Komponente, insbesondere Kolbenstange, ausgeleuchtet, in dem ein Detektionsbereich des wenigstens einen Sensors liegt. Auf diese Weise lassen sich Unterschiede der optischen Messgröße besonders gut nachweisen. Die optische Messgröße ist vorteilhafterweise eine Intensität.The sensor is preferably aligned directly with the mechanical component, in particular the piston rod. In this way, precise detection of the discrete measured values of the, in particular optical, measured variable is achieved. In the case of optical measurement, a section of the mechanical component, in particular a piston rod, in which a detection area of the at least one sensor is located, is preferably illuminated by means of a light source. In this way, differences in the optical measured variable can be proven particularly well. The optical measured variable is advantageously an intensity.
Bevorzugt ist wenigstens eine Markierung auf der mechanischen Komponente aufgebracht, wobei der wenigstens eine Sensor einen Übergang zwischen einer Markierung und einem nicht markierten Abschnitt der mechanischen Komponente als sprunghafte Änderung einer optischen Messgröße detektiert und in einen Sprung im stufenförmigen Positionssignal umwandelt.At least one marking is preferably applied to the mechanical component, the at least one sensor detecting a transition between a marking and an unmarked section of the mechanical component as a sudden change in an optical measured variable and converting it into a jump in the stepped position signal.
Durch die Markierungen lassen sich Änderungen in der optischen Größe, also insbesondere der Intensität bzw. Helligkeit, besonders deutlich erfassen. Dazu sind die Markierungen insbesondere dunkler oder heller als die dazwischen liegenden Abschnitte. Vorteilhafterweise erkennt der wenigstens eine Sensor den Übergang als Wechsel von hell nach dunkel und umgekehrt. Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Markierungen auf der mechanischen Komponente aufgebracht, die in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind. Die Markierungen sind insbesondere in Längsrichtung der mechanischen Komponente hintereinander angeordnet, oder für eine rotatorische Bewegung in Umfangsrichtung hintereinander.The markings allow changes in the optical size, that is to say in particular the intensity or brightness, to be recorded particularly clearly. For this purpose, the markings are in particular darker or lighter than the sections in between. The at least one sensor advantageously recognizes the transition as a change from light to dark and vice versa. A multiplicity of markings are preferably applied to the mechanical component, which markings are arranged at regular intervals from one another. The markings are in particular arranged one behind the other in the longitudinal direction of the mechanical component, or one behind the other for a rotary movement in the circumferential direction.
Gemäß einer Ausführungsform sind zwei optische Sensoren vorgesehen, deren Abstand zueinander sich von dem Abstand der Markierungen auf der mechanischen Komponente unterscheidet. Auf diese Weise lässt sich eine Bewegungsrichtung der mechanischen Komponente bestimmen. Dabei wird ausgenutzt, dass bei einer Bewegung der mechanischen Komponente die beiden Sensoren die Übergänge mit zeitlichem Abstand zueinander erfassen. Die Bewegungsrichtung lässt sich bestimmen, indem ermittelt wird, welcher Sensor einen Übergang als erstes erfasst hat. Zusätzlich ergibt sich eine feinere zeitliche Abstufung des kombinierten Ausgangssignals oder einer Kombination der Ausgangssignale, was zu einer erhöhten Annäherungsgenauigkeit führt.According to one embodiment, two optical sensors are provided, the distance between which differs from the distance between the markings on the mechanical component. In this way, a direction of movement of the mechanical component can be determined. This makes use of the fact that when the mechanical component moves, the two sensors detect the transitions with a time interval between them. The direction of movement can be determined by determining which sensor detected a transition first. In addition, there is a finer temporal gradation of the combined output signal or a combination of the output signals, which leads to an increased approximation accuracy.
Vorzugsweise wird das wenigstens eine unstetige Sensorsignal in das stufenförmige Positionssignal umgewandelt, indem die durch den Sensor erfassten Übergänge abgezählt werden und mittels bekannter Abstände zwischen den Übergängen eine stufenförmige Approximation der Auslenkung der mechanischen Komponente berechnet wird.The at least one discontinuous sensor signal is preferably converted into the stepped position signal by counting the transitions detected by the sensor and calculating a stepped approximation of the deflection of the mechanical component using known distances between the transitions.
Direkt hinter den Kanten des stufenförmigen Positionssignals, die einem Übergang zwischen einer Markierung und einem nicht markierten Abschnitt entsprechen, gibt das stufenförmige Positionssignal im Wesentlichen exakt die Auslenkung der mechanischen Komponente wieder. Durch das neuronale Netzwerk lässt sich zudem in dem Bereich zwischen den Kanten die Auslenkung der mechanischen Komponente präzise bestimmen.Directly behind the edges of the step-shaped position signal, which correspond to a transition between a marking and an unmarked section, the step-shaped position signal essentially reproduces the deflection of the mechanical component exactly. The neural network also enables the deflection of the mechanical component to be precisely determined in the area between the edges.
Gemäß einer Ausführungsform wird aus dem stetigen Positionssignal ein Geschwindigkeitssignal berechnet, das einen zeitlichen Verlauf einer Geschwindigkeit der mechanischen Komponente wiedergibt, wobei insbesondere aus dem Geschwindigkeitssignal ein Beschleunigungssignal berechnet wird, das einen zeitlichen Verlauf einer Beschleunigung der mechanischen Komponente wiedergibt.According to one embodiment, a speed signal is calculated from the constant position signal, which reproduces a time profile of a speed of the mechanical component, with an acceleration signal being calculated in particular from the speed signal, which shows a time profile of an acceleration of the mechanical component.
Der aktuelle Zustand der mechanischen Komponente umfasst über seine Auslenkung hinaus auch seine derzeitige Geschwindigkeit und Beschleunigung. Durch Bestimmung dieser Größen lässt sich die mechanische Komponente noch präziser steuern. Die Berechnung des Geschwindigkeitssignals und/oder des Beschleunigungssignals geschieht vorzugsweise nummerisch durch Ermittlung der Änderung des Positionssignals mit der Zeit. Da durch das erfindungsgemäße Verfahren die Auslenkung der mechanischen Komponente sehr exakt bestimmbar ist, werden auch die Geschwindigkeit und die Beschleunigung der mechanischen Komponente sehr präzise berechnet. Vorteilhaft wird durch eine genauere Berechnung der Geschwindigkeit und der Beschleunigung der mechanischen Komponente z.B. eine Verbesserung der Funktionalität von Regelungssystemen erreicht, denen diese Größen als Eingangsgrößen zugeführt werden.The current state of the mechanical component includes its deflection in addition, its current speed and acceleration. By determining these variables, the mechanical component can be controlled even more precisely. The calculation of the speed signal and / or the acceleration signal is preferably done numerically by determining the change in the position signal over time. Since the deflection of the mechanical component can be determined very precisely by the method according to the invention, the speed and the acceleration of the mechanical component are also calculated very precisely. A more precise calculation of the speed and acceleration of the mechanical component, for example, advantageously improves the functionality of control systems to which these variables are supplied as input variables.
Bei der Berechnung des stetigen Positionssignals mittels des neuronalen Netzwerks wird bevorzugt ein zeitlicher Verlauf von wenigstens einem Parameterwert berücksichtigt, wobei der zeitliche Verlauf des Parameterwerts einen Einfluss auf das stetige Positionssignal hat, wobei insbesondere der wenigstens eine Parameterwert einer Eingabeschicht des neuronalen Netzwerks übermittelt wird. When calculating the constant position signal by means of the neural network, a temporal course of at least one parameter value is preferably taken into account, the temporal course of the parameter value having an influence on the constant position signal, the at least one parameter value in particular being transmitted to an input layer of the neural network.
Durch die Berücksichtigung des wenigstens einen Parameterwerts wird die Genauigkeit der Berechnung der Auslenkung der Kolbenstange verbessert. Insbesondere wird der wenigstens eine Parameterwert über einen CAN-Bus (Controller Area Network-Bus) übermittelt. Über den CAN-Bus lassen sich beispielsweise Steuergrößen des Flurförderzeugs an das neuronale Netzwerk übermitteln. Der Parameterwert ist in einer Ausführungsform die Stellung eines Steuerknüppels, über den die Auslenkung der Kolbenstange des Fluidzylinders gesteuert wird. In einer weiteren Ausführungsform ist der Parameterwert ein Steuerstrom an einem Hydraulikventil. Ein Anwendungsbeispiel für letztgenannten Fall ist das Heben oder Senken einer Last. Weitere Parameterwerte können andere, in der Wirkreihenfolge der Messgröße vorgeschaltete Größen sein, die eine Veränderung der Messgröße durch die eigene Veränderung ankündigen. Es kann sich auch um eine Größe handeln, die eine Veränderung der Messgröße wahrscheinlich macht, beispielsweise ein Hub, der durch Annäherung an einen Anschlag die Veränderung z.B. einer Geschwindigkeit wahrscheinlich macht.By taking into account the at least one parameter value, the accuracy of the calculation of the deflection of the piston rod is improved. In particular, the at least one parameter value is transmitted via a CAN bus (Controller Area Network bus). For example, control variables of the industrial truck can be transmitted to the neural network via the CAN bus. In one embodiment, the parameter value is the position of a control stick via which the deflection of the piston rod of the fluid cylinder is controlled. In a further embodiment, the parameter value is a control current to a hydraulic valve. An application example for the latter case is lifting or lowering a load. Further parameter values can be other variables preceding the sequence of action of the measured variable, which announce a change in the measured variable through their own change. It can also be a variable that makes a change in the measured variable probable, for example a stroke which, by approaching a stop, makes the change, e.g. of a speed, probable.
Zur Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufs des Parameterwerts werden in Ausführungsformen Delay-Neuronen im neuronalen Netzwerk verwendet oder Parameterwerte aus vergangenen Zeitschritten in ein oder mehrere zusätzliche Neuronen einer Eingabeschicht des neuronalen Netzwerks eingeführt.In order to take into account the time profile of the parameter value, delay neurons are used in the neural network in embodiments or parameter values from past time steps are introduced into one or more additional neurons of an input layer of the neural network.
Zum Training des neuronalen Netzwerks werden vorzugsweise Eingangs- und Ausgangssignale benutzt. Die zum Training vorgegeben Trainingsausgangssignale sind bevorzugt Positionssignale, die den tatsächlichen Verlauf der Auslenkung einer mechanischen Komponente möglichst exakt wiedergeben. Als Eingangssignale werden bevorzugt stufenförmige Trainingseingangssignale verwendet, die bei Messung der diskreten Messwerte der optischen Messgröße mittels des wenigstens einen Sensors durch Umwandlung aus den vorgegeben Trainingsausgangssignalen resultieren.Input and output signals are preferably used to train the neural network. The training output signals specified for training are preferably position signals which reproduce the actual course of the deflection of a mechanical component as precisely as possible. Step-like training input signals are preferably used as input signals, which result when the discrete measured values of the optical measured variable are measured by means of the at least one sensor by converting the predetermined training output signals.
Die Trainingsausgangssignale werden alternativ aus vorgegebenen stufenförmigen Trainingseingangssignalen ermittelt, beispielsweise, indem per Hand ein Verlauf durch ein vorgebendes stufenförmiges Trainingseingangssignal gezogen wird, oder durch Bilden eines Mittelwertsignals.The training output signals are alternatively determined from predetermined step-shaped training input signals, for example by drawing a curve manually through a predetermined step-shaped training input signal, or by forming an average value signal.
Zum Trainieren des neuronalen Netzwerks werden vorteilhafterweise sowohl solche Trainingssignale benutzt, die aus einer konstanten Geschwindigkeit der mechanischen Komponente resultieren, als auch Trainingssignale, die aus einer sich zeitlich verändernden Geschwindigkeit der mechanischen Komponente resultieren. Bei dem Training werden zudem vorzugsweise Trainingssignale mit sich zeitlich verändernder Beschleunigung berücksichtigt, wie sie beispielsweise beim Anfahren und Abbremsen der mechanischen Komponente auftreten können.To train the neural network, both training signals that result from a constant speed of the mechanical component and training signals that result from a speed of the mechanical component that changes over time are advantageously used. During the training, training signals with acceleration that change over time are also preferably taken into account, such as can occur, for example, when starting and braking the mechanical component.
Ein Vorteil der Berechnung des stetigen Positionssignals mittels des neuronalen Netzwerks besteht darin, dass das neuronale Netzwerk in Zeitabschnitten mit einer konstanten Geschwindigkeit der mechanischen Komponente eine deutlich exaktere Bestimmung der Auslenkung der mechanischen Komponente erzielt, als dies bei einem gleitenden Mittelwert der Fall ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der gleitende Mittelwert aus dem resultierenden stufenförmigen Positionssignal eine Approximation der Auslenkung der Kolbenstange bestimmt, die der Stufenform zumindest näherungsweise als wellenförmiges Signal folgt. Demgegenüber berechnet das neuronale Netzwerk, das mit einem Positionssignal mit einem, insbesondere linearen, Verlauf in diesem Zeitabschnitt trainiert wurde, ein im Wesentlichen lineares Positionssignal. Folglich gibt das durch das neuronale Netzwerk berechnete Positionssignal die tatsächliche Auslenkung der mechanischen Komponente deutlich präziser wieder.One advantage of calculating the constant position signal by means of the neural network is that the neural network achieves a much more precise determination of the deflection of the mechanical component in time segments with a constant speed of the mechanical component than is the case with a moving average. This is due to the fact that the sliding mean value from the resulting step-shaped position signal determines an approximation of the deflection of the piston rod, which at least approximately follows the step shape as a wave-shaped signal. In contrast, the neural network, which was trained with a position signal with an, in particular linear, course in this time segment, calculates an essentially linear position signal. As a result, the position signal calculated by the neural network reproduces the actual deflection of the mechanical component much more precisely.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein System zur Bestimmung eines Positionssignals, insbesondere mittels eines Verfahrens nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen, wobei das Positionssignal den zeitlichen Verlauf einer Auslenkung einer mechanischen Komponente eines Flurförderzeugs wiedergibt, wobei das System wenigstens einen optischen Sensor umfasst, der zur Erzeugung wenigstens eines unstetigen Sensorsignals durch Erfassung diskreter Messwerte einer optischen Messgröße eingerichtet ist, wobei das System eine Auswerteinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, das unstetige Sensorsignal in ein stufenförmiges Positionssignal umzuwandeln, wobei das System dadurch weitergebildet ist, dass die Auswerteeinheit ferner dazu eingerichtet ist, mittels eines neuronalen Netzwerks aus dem stufenförmigen Positionssignal ein den Verlauf der Auslenkung der mechanischen Komponente annäherndes stetiges Positionssignal zu berechnen.The object is further achieved by a system for determining a position signal, in particular by means of a method according to one of the aforementioned embodiments, the position signal reproducing the time profile of a deflection of a mechanical component of an industrial truck, the system at least comprises an optical sensor which is set up to generate at least one discontinuous sensor signal by detecting discrete measured values of an optical measured variable, the system having an evaluation unit which is set up to convert the discontinuous sensor signal into a stepped position signal, the system being further developed as a result, that the evaluation unit is further set up to calculate a constant position signal approximating the course of the deflection of the mechanical component from the stepped position signal by means of a neural network.
Das System zur Bestimmung eines Positionssignals verwirklicht die gleichen Merkmale wie das erfindungsgemäße Verfahren und teilt aufgrund dessen die Merkmale und Vorteile sowie Eigenschaften des Verfahrens.The system for determining a position signal realizes the same features as the method according to the invention and on the basis of this shares the features and advantages as well as properties of the method.
Die Auswerteeinheit ist insbesondere ein Computer.The evaluation unit is in particular a computer.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das System eine Ausgabeeinheit, wobei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, das stetige Positionssignal an die Ausgabeeinheit zu übermitteln, wobei die Ausgabeeinheit dazu eingerichtet ist, das stetige Positionssignal und/oder eine aus dem stetigen Positionssignal ermittelte aktuelle Auslenkung der mechanischen Komponente anzuzeigen.According to one embodiment, the system comprises an output unit, the evaluation unit being set up to transmit the constant position signal to the output unit, the output unit being set up to display the constant position signal and / or a current deflection of the mechanical component determined from the constant position signal .
Die Ausgabeeinheit ist beispielsweise ein Bildschirm oder ein anderes Anzeigegerät. Mittels der Ausgabeeinheit lässt sich vorteilhaft die derzeitige, zurückliegende und/oder zukünftige Auslenkung der mechanischen Komponente an einen Benutzer des Systems ausgeben. Alternativ oder zusätzlich ist die Ausgabeeinheit dazu eingerichtet, das stetige Positionssignal an eine Datenverarbeitungseinheit weiterzugeben und/oder selbst weiterzuverarbeiten. Beispielsweise ist vorgesehen, aus dem stetigen Positionssignal Eingangswerte für ein Regelungssystem zu bestimmen.The output unit is, for example, a screen or another display device. The current, past and / or future deflection of the mechanical component can advantageously be output to a user of the system by means of the output unit. Alternatively or additionally, the output unit is set up to forward the constant position signal to a data processing unit and / or to process it further itself. For example, it is provided that input values for a control system are determined from the continuous position signal.
Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch ein Flurförderzeug, umfassend ein System nach einem der zuvor genannten Ausführungsformen und wenigstens einen Fluidzylinder mit einer mechanischen Komponente, deren Auslenkung vom Sensor des Systems erfasst wird oder erfassbar ist.Finally, the object is achieved by an industrial truck comprising a system according to one of the aforementioned embodiments and at least one fluid cylinder with a mechanical component, the deflection of which is detected or can be detected by the sensor of the system.
Auch das Flurförderzeug verwirklicht die gleichen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile wie das zuvor beschriebene erfindungsgemäße System und das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren.The industrial truck also realizes the same properties, features and advantages as the system according to the invention described above and the method according to the invention described above.
Vorzugsweise ist auf der mechanischen Komponente wenigstens eine Markierung aufgebracht, wobei der wenigstens eine Sensor dazu eingerichtet ist, einen Übergang zwischen einer Markierung und einem nicht markierten Abschnitt der mechanischen Komponente als sprunghafte Änderung der optischen Messgröße zu detektieren, wobei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, die sprunghafte Änderung der optischen Messgröße in einen Sprung im stufenförmigen Positionssignal umzuwandeln.At least one marking is preferably applied to the mechanical component, the at least one sensor being designed to detect a transition between a marking and an unmarked section of the mechanical component as a sudden change in the optical measured variable, the evaluation unit being designed to detect the to convert sudden changes in the optical measured variable into a jump in the stepped position signal.
Die Auswerteeinheit ist bevorzugt dazu eingerichtet, das unstetige Sensorsignal in das stufenförmige Positionssignal umzuwandeln, indem die durch den wenigstens einen Sensor erfassten Übergänge abgezählt werden und mittels bekannter Abstände zwischen den Übergängen eine stufenförmige Approximation der Auslenkung der mechanischen Komponente berechnet wird.The evaluation unit is preferably set up to convert the discontinuous sensor signal into the stepped position signal by counting the transitions detected by the at least one sensor and calculating a stepped approximation of the deflection of the mechanical component using known distances between the transitions.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.Further features of the invention will become apparent from the description of embodiments according to the invention together with the claims and the accompanying drawings. Embodiments according to the invention can fulfill individual features or a combination of several features.
Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“, „vorteilhafterweise“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.In the context of the invention, features that are identified with “in particular”, “advantageously” or “preferably” are to be understood as optional features.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
-
1 eine schematisch vereinfachte Seitenansicht eines Flurförderzeugs mit mehreren Fluidzylindern und einem System zur Bestimmung eines Positionssignals, -
2 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines Fluidzylinders mit einem Sensor, -
3a eine schematisch vereinfachte Darstellung eines stufenförmigen Positionssignals sowie eines aus dem stufenförmigen Positionssignal mittels eines gleitenden Mittelwerts berechneten Positionssignals, -
3b eine schematisch vereinfachte Darstellung eines stufenförmigen Positionssignals sowie eines aus dem stufenförmigen Positionssignal mittels eines neuronalen Netzwerks berechneten stetigen Positionssignals sowie einem Mittelwertsignal, -
4 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines neuronalen Netzwerks zum Berechnen eines stetigen Positionssignals aus einem stufenförmigen Positionssignal.
-
1 a schematically simplified side view of an industrial truck with several fluid cylinders and a system for determining a position signal, -
2 a schematically simplified representation of a fluid cylinder with a sensor, -
3a a schematically simplified representation of a stepped position signal as well as a position signal calculated from the stepped position signal by means of a moving average, -
3b a schematically simplified representation of a stepped position signal and a continuous position signal calculated from the stepped position signal by means of a neural network and a mean value signal, -
4th a schematically simplified representation of a neural network for calculating a continuous position signal from a stepped position signal.
In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.In the drawings, the same or similar elements and / or parts are provided with the same reference numerals, so that they are not presented again.
Zudem umfasst das Flurförderzeug
In
Auf der Kolbenstange
Das System
Der Kolbenstangensensor
Durch Erfassung der Intensitätssprünge an den Übergängen
In den
Zur Verbesserung der Präzision der Berechnung der Auslenkung
Zum Training des neuronalen Netzwerks
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.All of the features mentioned, including those that can be taken from the drawings alone and also individual features that are disclosed in combination with other features, are considered to be essential to the invention alone and in combination. Embodiments according to the invention can be fulfilled by individual features or a combination of several features.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 22
- Systemsystem
- 1010
- FlurförderzeugIndustrial truck
- 1212
- AntriebsteilDrive part
- 1414th
- LastteilLoad part
- 1515th
- FluidzylinderFluid cylinder
- 1616
- Radwheel
- 1818th
- FluidzylinderFluid cylinder
- 2020th
- AnlenkpunktPivot point
- 2222nd
- HubmastLifting mast
- 2424
- FluidzylinderFluid cylinder
- 2626th
- FluidzylinderFluid cylinder
- 2828
- LastgabelLoad fork
- 3030th
- KolbenstangePiston rod
- 3232
- ZylindermantelCylinder jacket
- 3434
- ZylinderkopfCylinder head
- 3636
- Markierungmark
- 3838
- Übergangcrossing
- 4040
- KolbenstangensensorPiston rod sensor
- 5050
- stufenförmiges Positionssignalstepped position signal
- 5454
- AuslenkungDeflection
- 5656
- stetiges Positionssignalconstant position signal
- 5757
- gleitender Mittelwertmoving average
- 5858
- MittelwertverlaufMean value curve
- 6060
- neuronales Netzwerkneural network
- 6161
- Knotennode
- 6262
- EingabeschichtInput layer
- 6464
- verborgene Schichthidden layer
- 6666
- AusgabeschichtOutput layer
- 6868
- ParameterwertParameter value
- 7272
- Zeittime
- 8080
- AuswerteeinheitEvaluation unit
- 8282
- AusgabeeinheitOutput unit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102016117800 A1 [0004]DE 102016117800 A1 [0004]
- DE 10040372 A1 [0007]DE 10040372 A1 [0007]
- DE 19731687 A1 [0008]DE 19731687 A1 [0008]
- EP 1203743 A1 [0009]EP 1203743 A1 [0009]
Claims (14)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019118669.2A DE102019118669A1 (en) | 2019-07-10 | 2019-07-10 | Method and system for determining a position signal in an industrial truck |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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ID=74092493
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Country Status (1)
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---|---|
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