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Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach Anspruch 1.
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Aus dem Stand der Technik sind selbstfahrende Flurförderzeuge bekannt. Diese weisen Umgebungssensoren auf, mit denen sie ihre Umgebung erfassen. Anhand der Sensordaten können die Flurförderzeuge ihre Position im Raum bestimmen und sich orientieren.
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Die Bestimmung der eigenen Position mobiler Geräte ist zuweilen ungenau oder fehlerhaft. Häufige Fehlerquellen sind Veränderungen des Umfelds oder verschiedene, gleich anmutende Bereiche. Dies ist insbesondere im industriellen Umfeld ein Problem.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ortung, das heißt, die Bestimmung der eigenen Position, von mobilen Geräten zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung.
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Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst mindestens ein mobiles Gerät, mindestens einen ortsfesten Sensor und mindestens eine Auswerteinheit. Bei dem mobilen Gerät handelt es sich beispielsweise um einen autonomen mobilen Roboter, ein Flurförderzeug, und/oder einen mobilen Manipulator.
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Ein autonomer mobiler Roboter ist ein mobiles Gerät, das sich in seiner Umgebung selbstständig bewegen und agieren kann.
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Ein Flurförderzeug, auch Flurfördergerät genannt, ist ein Fördermittel für den Transport von Gütern in horizontaler Richtung. Ein Flurförderzeug ist also ausgebildet, Güter jeweils von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort zu transportieren, wobei sich der erste Ort und der zweite Ort hinsichtlich ihrer horizontalen Position voneinander unterscheiden. Beim Transport lädt das Flurförderzeug das Gut an dem ersten Ort auf, bewegt es zu dem zweiten Ort und lädt es dort ab. Die Bewegung des Flurförderzeugs von dem ersten Ort zu dem zweiten Ort erfolgt mindestens teilweise in horizontaler Richtung. Eine vertikale Bewegung des Guts, etwa um es aus einem Regal zu entnehmen oder in ein Regal einzulagern, ist dabei nicht ausgeschlossen. Ein Flurförderzeug kann als autonomer mobiler Roboter ausgestaltet sein, sodass es selbstständig fahren und agieren kann.
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Als mobiler Manipulator wird ein Roboter mit einer fahrbaren Unterkonstruktion bezeichnet, auf der ein Roboterarm angebracht ist. Auch ein mobiler Manipulator kann als mobiler Roboter ausgestaltet sein.
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Das mobile Gerät weist mindestens einen Umfeldsensor auf. Ein Umfeldsensor ist ein Sensor, der ausgebildet ist, das Umfeld des mobilen Geräts mindestens teilweise zu erfassen. Gebräuchliche Umfeldsensoren sind optische Kameras, Lidar- und Radarsensoren.
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Das mobile Gerät ist ausgebildet, mittels des Umfeldsensors seine räumliche Position zu bestimmen. Zum Ausführen der von dem mobilen Gerät ausgeführten Verfahrensschritte weist das mobile Gerät vorzugsweise ein Steuergerät auf, auf dem entsprechende Algorithmen implementiert sind.
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Die räumliche Position des mobilen Geräts kennzeichnet seine räumliche Anordnung relativ zu seinem Umfeld, das heißt, relativ zu ortsfesten Gegenständen des Umfelds. Bei dem Umfeld kann es sich beispielsweise um eine Fertigungshalle und/oder um Gegenstände handeln, die sich in der Fertigungshalle befinden.
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Die räumliche Position des mobilen Geräts ist durch den Ort eines dem mobilen Gerät zugeordneten Referenzpunkts gekennzeichnet. Der Referenzpunkt ist relativ zu dem mobilen Gerät unbeweglich. Der Ort ist durch einen dreidimensionalen Ortsvektor definiert. Darüber hinaus kann die Position des mobilen Geräts durch eine Winkellage des mobilen Geräts relativ zu den ortsfesten Gegenständen des Umfelds gekennzeichnet sein. Die Winkellage ist durch einen dreidimensionalen Winkelvektor definiert. Zur Bestimmung der Position sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik geeignete Algorithmen, beispielsweise Algorithmen zur Merkmalsextraktion, neuronale Netze und stochastische Algorithmen, bekannt.
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Seine mittels des Umfeldsensors bestimmte räumliche Position übermittelt das mobile Gerät an die Auswerteinheit. Zu diesem Zweck besteht eine datenleitende Verbindung zu der Auswerteinheit. Mindestens ein Teil der datenleitenden Verbindung ist vorzugsweise drahtlos ausgestaltet. Entsprechend können das mobile Gerät und die Auswerteinheit über eine Funkverbindung datenleitend verknüpft werden.
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Der Sensor ist ortsfest angeordnet. Er ist also bezüglich der in der Umgebung des mobilen Geräts vorhandenen ortsfesten Gegenstände unbeweglich angeordnet. So kann der Sensor etwa an Fertigungseinrichtungen, Regalen oder Wänden angebracht sein.
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Der Sensor ist ausgebildet, die Anwesenheit des mobilen Geräts zu erfassen. Dies bedeutet, dass in Abhängigkeit der Anwesenheit des mobilen Geräts in einem Erfassungsbereich des Sensors ein anderes Signal - Sensorsignal - von dem Sensor ausgegeben wird. In Abhängigkeit von der Anwesenheit des mobilen Geräts in dem Erfassungsbereich ändert sich also das Sensorsignal. Befindet sich ein mobiles Gerät in dem Erfassungsbereich, unterscheidet sich das ausgegebene Signal von einem Signal, das der Sensor ausgibt, wenn sich kein mobiles Gerät in dem Erfassungsbereich befindet. Die Abhängigkeit des Sensorsignals von der Anwesenheit des mobilen Geräts ist eindeutig, sodass anhand des Sensorsignals bestimmbar ist, ob das mobile Gerät im Erfassungsbereich des Sensors anwesend oder nicht anwesend ist.
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Zwischen dem ortsfesten Sensor und der Auswerteinheit besteht eine datenleitende Verbindung. Über dies Verbindung wird das Sensorsignal an die Auswerteinheit übermittelt.
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Die Auswerteinheit ist bevorzugt ortsfest, das heißt, relativ zu dem im Umfeld des mobilen Geräts befindlichen ortsfesten Gegenständen unbeweglich angeordnet. Dies bedeutet, dass die Auswerteinheit relativ zu dem ortsfesten Sensor unbeweglich angeordnet ist. Die datenleitende Verbindung zwischen dem ortsfesten Sensor und der Auswerteinheit kann entsprechend kabelgebunden ausgeführt sein.
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Die Auswerteinheit ist ausgebildet, anhand des übermittelten Sensorsignals die übermittelte Position des mobilen Geräts zu plausibilisieren. Dies bedeutet, dass die Auswerteinheit ausgebildet ist, anhand des Sensorsignals zu bewerten, ob die Position plausibel oder unplausibel ist.
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Zur Plausibilisierung der Position des mobilen Geräts prüft die Auswerteinheit anhand der Sensordaten, ob sich ein mobiles Gerät im Erfassungsbereich des Sensors befindet. Die Plausibilisierung führt also entweder zu dem Ergebnis, dass die Position plausibel ist, oder dass die Position unplausibel ist. Zur Plausibilisierung lässt sich überprüfen, ob die von dem mobilen Gerät mittels seines Umfeldsensors bestimmte räumliche Position in den Erfassungsbereich des Sensors fällt.
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Durch die Plausibilisierung ist es möglich, fehlerhaft ermittelte Positionen des mobilen Geräts zu erkennen und geeignete Maßnahmen einzuleiten. Da an den ortsfesten Sensor lediglich die Anforderung gestellt wird, die bloße Anwesenheit des mobilen Geräts zu erkennen, können sehr einfache und entsprechend kostengünstige Sensoren verwendet werden, die lediglich die An- bzw. Abwesenheit von mobilen Geräten feststellen. So eignen sich als ortsfeste Sensoren etwa herkömmliche Ultraschall- oder Infrarotsensoren.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Auswerteinheit ausgebildet, ein Fehlersignal auszugeben, oder dessen Ausgabe zu veranlassen, wenn die Position des mobilen Geräts unplausibel ist. Durch das Fehlersignal wird dessen Empfänger in die Lage versetzt, geeignet auf die Fehlpositionierung des mobilen Geräts zu reagieren.
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In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung übermittelt die Auswerteinheit das Ergebnis der Plausibilisierung dem mobilen Gerät. Dadurch verbessert sich die Zuverlässigkeit der Bestimmung der eigenen räumlichen Position durch das mobile Gerät. Zur Bewertung der Zuverlässigkeit der Bestimmung der eigenen räumlichen Position kann das mobile Gerät etwa einen Konfidenzwert berechnen, der mit der selbst bestimmten räumlichen Position assoziiert ist, und der in Abhängigkeit von dem übermittelten Ergebnis der Plausibilisierung angepasst werden kann.
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In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung prüft die Auswerteinheit zur Plausibilisierung der Position des mobilen Geräts anhand der Sensordaten, ob der Erfassungsbereich die übermittelte Position enthält. Fällt die übermittelte Position in den Erfassungsbereich, prüft die Auswerteinheit also, ob von dem ortsfesten Sensor ein entsprechendes Sensorsignal übermittelt wurde. Analog überprüft die Auswerteinheit, ob ein entsprechendes Sensorsignal übermittelt wurde, wenn die Position des mobilen Geräts außerhalb des Erfassungsbereichs liegt.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt:
- 1 zwei Positionen eines Flurförderzeugs.
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In einer ersten in 1 dargestellten erste Position befindet sich das Flurförderzeug 101 im Erfassungsbereich 103 eines Sensors. Der Sensor gibt daraufhin ein entsprechendes Signal aus, das darauf schließen lässt, dass sich ein Flurförderzeug 101 in einem Erfassungsbereich befindet.
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Das Signal des Sensors wird mit der von dem Flurförderzeug 101 bestimmten eigenen Position abgeglichen. Es wird geprüft, ob die von dem Flurförderzeug 101 bestimmte eigene Position plausibel ist. Im Einzelnen wird geprüft, ob die Position im Erfassungsbereich 103 des Sensors liegt und entsprechend mit dem Sensorsignal übereinstimmt, oder ob die Position außerhalb des Erfassungsbereichs 103 liegt und mit dem Sensorsignal inkonsistent ist.
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Eine zweite in 1 dargestellte Position des Flurförderzeugs 105 liegt außerhalb des Erfassungsbereichs 103 des Sensors. In diesem Fall gibt der Sensor ein Signal aus, das darauf schließen lässt, dass sich kein Flurförderzeug 105 in seinem Erfassungsbereich befindet. Dieses Signal wird wiederum mit der von dem Flurförderzeug 105 bestimmten eigenen Position abgeglichen. Das Signal stimmt mit der ermittelten eigenen Position überein, wenn als eigene Position eine Position außerhalb des Erfassungsbereichs 103 ermittelt wurde. Andernfalls sind die ermittelte Position und das Signal inkonsistent.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Flurförderzeug in einer ersten Position
- 103
- Erfassungsbereich
- 105
- Flurförderzeug in einer zweiten Position
