DE102021108357A1

DE102021108357A1 - Verfahren zum Betreiben eines Flurförderzeugs in einem intralogistischen System sowie intralogistisches System

Info

Publication number: DE102021108357A1
Application number: DE102021108357.5A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Smolorz; Marina Ignatov
Original assignee: STILL GmbH
Current assignee: STILL GmbH
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2022-10-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben mindestens eines Flurförderzeugs (2) in einem intralogistischen System (1) sowie ein intralogistisches System (1) zur Durchführung des Verfahrens. Es wird vorgeschlagen, dass das Flurförderzeug (2) über eine drahtlose Datenverbindung (8) mit mindestens einer Flugdrohne (3) Informationen austauscht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben mindestens eines Flurförderzeugs in einem intralogistischen System sowie ein intralogistisches System zur Durchführung des Verfahrens.
Unter einem intralogistischen System versteht man ein System, bei dem logistische Material- und Warenflüsse innerhalb eines Betriebsgeländes abgewickelt werden. Mit diesem Begriff wird eine Abgrenzung zum Warentransport außerhalb eines Werkes, z.B. durch eine Spedition, erreicht. Intralogistische Systeme umfassen insbesondere Geräte zur Lager- und Fördertechnik, Hebezeuge, Flurförderzeuge, Kommissioniergeräte, Palettiergeräte, Verpackungsgeräte sowie lagerhallenspezifische Einrichtungen, wie z.B. automatische Tore. Solche Geräte und Einrichtungen bilden die technischen Prozessteilnehmer des intralogistischen Systems. Außerdem gehören zu diesem intralogistischen System auch prozessteilnehmende Betriebspersonen, z.B. Bedienpersonen von Flurförderzeugen, Lagermitarbeiter und Lagerleiter.
Beim Betrieb von Flurförderzeugen in einem intralogistischen System kommen häufig Assistenzsysteme zum Einsatz, die eine Bedienung des Flurförderzeugs erleichtern sollen oder sogar einen automatisierten oder teilautomatisierten Betrieb ermöglichen sollen.
Überwachungseinrichtungen mit optischen Signalsendern und Signalempfängern kommen bei Flurförderzeugen in Systemen zur Kollisionsvermeidung oder zur Navigation zum Einsatz. Insbesondere bei automatisierten bzw. autonomen oder teilautomatisierten Flurförderzeugen spielen optische Sensoren eine große Rolle, damit sich das Flurförderzeug gefahrlos autonom bewegen kann oder zumindest der Fahrer mittels Assistenzsystemen unterstützt werden kann. So sind bereits autonome Flurförderzeuge im Einsatz, die sich fahrerlos durch Lagerhallen bewegen und selbsttätig Positionen zum Aufnehmen und Abgeben von Waren ansteuern. Ein Beispiel hierfür sind mobile Kommissionierroboter, die sich automatisiert durch ein Lager bewegen können und mit Hilfe eines Greifsystems, insbesondere eines Roboterarms, Objekte zum Beispiel aus einem Regal aufnehmen können.
In all diesen Fällen sind Kollisionsschutzsysteme zur Kollisionsvermeidung erforderlich, damit ein sicherer Betrieb der Flurförderzeuge gewährleistet ist und ein unbeabsichtigtes Auffahren auf ein Hindernis oder gar eine Verletzung einer auf der Fahrbahn des Flurförderfahrzeugs befindlichen Person verhindert wird.
Die gängigen Kollisionsschutzsysteme verwenden zur Umgebungsüberwachung Umgebungs-Sensoren, die auf Distanzmessung mittels Laser, Ultraschall oder Radar basieren. Dabei wird der direkte Freiraum in Fahrtrichtung des Flurförderzeugs ermittelt. Die Umgebungsüberwachung mittels Laserscanner erfordert einen erheblichen Investitionsaufwand. Ein Laserscanner besteht aus einer Laserdiode und einem Empfänger, die sich in einem motorangetriebenen, rotierenden Kopf befinden, sowie einem hochauflösenden Inkrementalgeber zur Winkelmessung. Das auf ein Hindernis auffallende Laserlicht wird in sich selbst, also zum Sender, bzw. zu einem unmittelbar daneben montierten Empfänger reflektiert. Da es sich bei Laserscanner bzw. Lasersensoren um Präzisionsgeräte handelt sowie für die Auswertung der dreidimensionalen Messdaten ein aufwendiger Auswerterechner erforderlich ist und die exakte Kalibrierung des Laserscanners einen erheblichen apparativen Aufwand notwendig macht, ist diese Methode sehr teuer. Andererseits ist die Messgenauigkeit bei Radar- und Ultraschallmethoden nicht hoch genug, um fein darauf reagieren zu können.
Kamerabasierte Systeme werden bisher hauptsächlich zur Navigation eingesetzt. Hierzu werden üblicherweise paarweise Kameras zu Stereokamerasystemen zusammengeschaltet, die ein dreidimensionales Bild des gesamten umgebenden Raums aufnehmen. Dabei werden sehr hohe Datenmengen erzeugt, deren Verarbeitung einen erheblichen Rechenaufwand erfordert.
Bisher werden solche Überwachungseinrichtungen zur Überwachung der Umgebung des Flurförderzeugs nur räumlich sehr konzentriert eingesetzt. Um einen omnidirektionalen Blick zu ermöglichen, müssen die Überwachungseinrichtungen mehrfach am Flurförderzeug verbaut werden. Dies ist insbesondere im Falle von Laserscannern sehr kostenintensiv. Außerdem benötigen solche Überwachungseinrichtungen einen großen Bauraum, so dass sie nur an bestimmten Stellen des Flurförderzeugs angebracht werden können.
Obwohl der begrenzte Sichtbereich von in das Flurförderzeug integrierten Sensoren durch die Verwendung zusätzlicher Sensoren am Flurförderzeug erweitert werden kann, können unter Umständen bestimmte Bereiche um das Flurförderzeug trotzdem nicht überwacht werden. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn solche Bereiche durch eine aufgenommene Last verdeckt werden.
Fährt das Fahrzeug in eine Richtung, deren Fahrweg nicht durch die fahrzeugeigene Überwachungseinrichtung einsehbar ist, muss dieses sehr langsam fahren. Dies reduziert die tatsächliche Umschlagleistung eines solchen Fahrzeugs, besonders bei häufigen Fahrtrichtungswechseln und engen Fahrmanövern.
Ebenso gibt es Probleme, wenn ein automatisiertes Fahrzeug ein anderes Fahrzeug belädt, und es auf der entgegengesetzten Seite des zu beladenden Fahrzeugs zu einer Gefährdung kommen kann. Dieser Bereich kann durch das Sicherheitsfeld des beladenden Fahrzeugs nicht eingesehen werden, da dieser von dem zu beladenden Fahrzeug abgeschattet wird.
In intralogistischen Systemen werden als Flurförderzeuge zunehmend fahrerlose Transportfahrzeuge und autonome Flurförderzeuge für verschiedene Aufgaben eingesetzt. Dabei muss sich ein solches fahrerloses bzw. autonomes Flurförderzeug innerhalb eines Warenlagers bzw. außerhalb von Lagerhallen auf einem Werksgelände selbstständig fortbewegen. Dazu wird auf dem Flurförderzeug entsprechende Sensorik zur Umgebungswahrnehmung eingesetzt, beispielsweise Laserscanner, Kameras, Radar, GPS, deren Daten von einem Computersystem verarbeitet und zur Realisierung verschiedener Aspekte des automatisierten Fahrens verwendet werden, beispielsweise Lokalisierung, Kartierung der Umgebung, Pfadplanung, Hinderniserkennung und Hindernisvermeidung.
Mit Umgebungswahrnehmungssensoren ausgestattete automatisierte und autonome Flurförderzeuge können naturgemäß nur von ihrem jeweiligen Standpunkt die aktuelle Umgebung und Situation erfassen. Daten aus bereits befahrenen Bereichen können zwar gespeichert und genutzt werden, veralten aber mit der Zeit mehr oder weniger schnell je nach Dynamik der Umgebung.
Hinzu kommt, dass abhängig von Größe und Gewicht des Flurförderzeugs sowie dem Ort, an dem ein Sensor am Flurförderzeug angebracht ist, die Umgebungswahrnehmung eingeschränkt sein kann. Beispielsweise können als kleine und flache autonome Flurförderzeuge mit einer Transportplattform, auch ATP (Autonomous Transport Platform) oder auch Turtle, Autonomus Mobile Robots (AMRs) oder Warehouse Robots genannt, ihre Umgebung nur wenige Zentimeter über dem Boden erfassen und sind dadurch in viel stärkerem Maße dynamischen Einflüssen ausgesetzt als große und schwere autonome Flurförderzeuge (beispielsweise AGVs (Automated Guided Vehicles), Routenzug oder Anhänger), die mit Sensoren in einer Höhe von mehr als zwei Meter über dem Boden ausgestattet werden können. Zusätzlich zu den dynamischen Einflüssen kommen noch eine geringe Sichtweite und nicht zu erkennende Gegenstände aufgrund der geringen Höhe hinzu. Als flache autonome Flurförderzeuge mit einer Transportplattform, auch ATP (Autonomous Transport Platform) oder auch Turtle, Autonomus Mobile Robots (AMRs) oder Warehouse Robots geannnt, ausgebildete Flurförderzeuge können somit nur Gegenstände in direkter Umgebung detektieren.
Insgesamt ist festzuhalten, dass eine Erweiterung der Umgebungswahrnehmung über das eigene Flurförderzeug hinaus angestrebt werden soll, um die erwähnten und folgenden weiteren Nachteile auszugleichen:

• Die Lokalisierungsgenauigkeit sowie eine mögliche Kartierung der Umgebung ist durch die ausschließliche Nutzung der Fahrzeugsensorik begrenzt. Fehler in der Genauigkeit können je nach Fahrzeug und Montageort der Sensorik eine Größenordnung erreichen, die einen autonomen Betrieb schwierig bis unmöglich machen.
• Der erreichbare Grad an Autonomie eines Fahrzeugs ist begrenzt durch die Wahrnehmungsmöglichkeiten seiner eigenen Sensoren. Beispielsweise kann ein autonomes Kommissionierflurförderzeug seinem Bediener nicht ohne explizite Freigabe in Quergänge hinein folgen, weil die dynamische Verkehrssituation in einem Quergang a priori nicht erkannt werden kann.
• Soll ein fahrerloses Transportfahrzeug oder ein autonomer Transportroboter zu einem Ziel fahren, das von seinem aktuellen Standort aus nicht direkt mithilfe seiner Sensoren einzusehen ist, wird üblicherweise auf bekannte Karten und Pfade zurückgegriffen, die eine globale Pfadplanung ermöglichen. Hierbei kann jedoch das Ziel in einer bestimmten Situation versperrt sein und sich das Fahrzeug in eine Sackgasse manövrieren, aus der es ohne menschlichen Eingriff nicht wieder herauskommt.

Aus der DE 10 2018 109 299 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben von teilautomatisierten oder automatisierten Flurförderzeugen bekannt, bei dem mindestens zwei Flurförderzeuge über eine drahtlose Datenverbindung, insbesondere eine Funkverbindung, Informationen austauschen. Auf diese Weise kann das jeweilige Flurförderzeug seine verfügbaren Daten, insbesondere Sensordaten und/oder Fahrzeugzustandsdaten, über die eigene Systemgrenze hinaus mit anderen Flurförderzeugen teilen, damit diese die Daten von anderen Flurförderzeugen für ihre eigenen Aufträge nutzen können. Somit kann auch die Reichweite fahrzeugeigener Kollisionsschutzsensoren durch Hinzuziehen der Sensordaten anderer Flurförderzeuge vergrößert werden.
Schwer einsehbare Bereiche, beispielsweise beim Beladen eines Laderaums eines Lastkraftwagens oder Güterwagons, können allerdings auch durch die zusätzlichen, mobilen Sensoren an anderen Flurförderzeugen häufig nicht überwacht werden, weil diese Bereiche in der Regel nicht mit mehr als einem Flurförderzeug angefahren werden können. Insbesondere bei Flurförderzeugen mit Gabelzinken ist der Bereich vor den Gabelzinken meist durch die aufgenommene Last verdeckt. Auch wenn die bordeigenen Umgebungs-Sensoren unter die Last hindurchschauen können, kann doch die Umgebung vor dem Flurförderzeug nur unzureichend überwacht werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie ein intralogistisches System so auszugestalten, dass auch in schlecht einsehbaren Umgebungsbereichen des Flurförderzeugs ein sicherer Betrieb gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird verfahrensseitig erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Flurförderzeug über eine drahtlose Datenverbindung mit mindestens einer Flugdrohne Informationen austauscht.
Dabei liegt der Erfindung die Überlegung zu Grunde, dass durch Verbreiterung der Informationsbasis eine Verbesserung der Betriebssicherheit beim Betrieb von Flurförderzeugen in einem intralogistischen System ermöglicht wird. Insbesondere kann bei einem Flurförderzeug mit einer Sensorik zur Umgebungswahrnehmung, insbesondere eines teilautomatisierten oder automatisierten Flurförderzeugs, die Umgebungswahrnehmung des Flurförderzeugs durch Kombination der fahrzeugeigenen Umgebungssensorik des Flurförderzeugs mit Sensordaten einer Sensorik zur Umgebungswahrnehmung einer oder mehrerer, im intralogistischen System fliegender, Flugdrohnen wesentlich erweitert werden.
Flugdrohnen sind an sich für andere Einsatzwecke bereits bekannt. Seit einigen Jahren finden in verschiedenen Bereichen Drohnen zunehmend Anwendung. Sie sind sowohl bei Privatleuten als Hobby beliebt als auch im professionellen Bereich. Dabei kommen ihnen ihre Flugfähigkeit, ihre leistungsfähigen Kameras sowie ihre Konnektivität mit anderen Computern und Smartphones zugute. Auch im logistischen Umfeld wird damit begonnen, Drohnen einzusetzen, z.B. zur Lagerinventur, oder deren zukünftiger Einsatz in Aussicht gestellt, beispielsweise zur Paketauslieferung. Auch Industriedrohnen mit sehr fortschrittlicher Technik werden bereits angeboten, die künstliche Intelligenz einsetzen und unter anderem durch die Sensorfusion, beispielsweise Lidar, Kamera und Radar, die Kartierung der Umgebung und die Selbstlokalisation ermöglichen.
Da die Flurförderzeuge, insbesondere teilautomatisierte und automatisierte Flurförderzeuge, und die Flugdrohnen in der Regel über Datenverarbeitungseinheiten verfügen, kann der Informationsaustausch auf einfache Art zwischen den jeweiligen Datenverarbeitungseinheiten erfolgen. Hierzu müssen die Datenverarbeitungseinheiten lediglich mit Datensende- und Datenempfangseinheiten versehen sein. Auf diese Weise kann die Flugdrohne ihre verfügbaren Daten, insbesondere Sensordaten, über die eigene Systemgrenze hinaus mit dem Flurförderzeug teilen, damit dieses die Daten für seine eigenen Aufträge nutzen kann.
Zweckmäßigerweise wird als Datenverbindung eine Funkverbindung, insbesondere eine WLAN-Verbindung oder Bluetooth-Verbindung oder Mobilfunkverbindung, verwendet.
Dabei wird die Datenverbindung in einer vorteilhaften Ausgestaltung dezentral zwischen Flurförderzeug und Flugdrohne aufgebaut.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird die Datenverbindung zentral über mindestens eine zentrale Kommunikations-Bake, insbesondere einen Router oder Repeater oder Server, aufgebaut.
Das Flurförderzeug und die Flugdrohne können unterschiedliche Informationen austauschen. Vorzugsweise werden als Informationen Sensorrohdaten einer Sensorik, insbesondere einer Sensorik zur Umgebungswahrnehmung, des Flurförderzeugs und/oder der Flugdrohne verwendet. Hierbei kann es sich z.B. um Messpunkte in einem Koordinatensystem handeln. Werden beim Flurförderzeug und der Flugdrohne baugleiche oder kompatible Sensoren und Datenverarbeitungseinheiten zur Sensordatenauswertung eingesetzt, so können die Sensorrohdaten der Flugdrohne ohne weiteres direkt vom Flurförderzeug übernommen und verarbeitet werden und umgekehrt.
Für die Sensorik werden vorzugsweise optische Sensoren, insbesondere Kameras und/oder Laserscanner, verwendet.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass als Informationen in Datenverarbeitungseinrichtungen des Flurförderzeugs und/oder der Flugdrohne aufbereitete Sensordaten der Sensorik, insbesondere einer Sensorik zur Umgebungswahrnehmung, des Flurförderzeugs und/oder der Flugdrohne verwendet werden. Hierbei kann es sich z.B. um Begrenzungsräume, Funktionsmerkmale, Fahrzeug- oder Objektpositionen handeln. Eine Rohdatenaufarbeitung in der Datenverarbeitungseinheit des empfangenden Flurförderzeugs und/oder der empfangenden Flugdrohne ist somit nicht mehr erforderlich.
In einem besonders vorteilhaften Anwendungsfall der Erfindung greift das Flurförderzeug auf die Sensordaten mindestens einer dem Flurförderzeug vorausfliegenden Flugdrohne zu. Dabei können die empfangenen Sensordaten so verarbeitet werden wie fahrzeugeigene Sensordaten. Das hinterherfahrende Flurförderzeug kann also die empfangenen Sensordaten der Flugdrohne auf seine eigene Fahrzeugposition beziehen. Die empfangenen Sensordaten der Flugdrohne werden somit genauso behandelt, wie wenn sie mit der eigenen Sensorik akquiriert worden wären.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die von der vorausfliegenden Flugdrohne empfangenen Sensordaten mit den fahrzeugeigenen Sensordaten fusioniert werden, wodurch der Sensorerfassungsbereich erweitert wird. Das hinterherfahrende Flurförderzeug kann also mittels der Sensorik der Flugdrohne über den eigenen Erfassungsbereich hinaus, z.B. auch über Hindernisse oder andere Flurförderzeuge hinweg, eine größere Umgebung wahrnehmen, als dies nur mit der eigenen Sensorik möglich wäre.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Flugdrohne zu einem gewünschten Bereich, insbesondere zu einem Fahrziel oder Fahrzwischenziel des Flurförderzeugs, fliegt und diesen Bereich auf aktuelle Befahrbarkeit durch das Flurförderzeug prüft. Zusammen mit der Möglichkeit der Flugdrohne, ihren Standort fliegend zu verändern, entsteht ein viel größeres Abbild der Umgebung, als wenn das Flurförderzeug nur auf seine eigene Sensorik beschränkt wäre. Soll beispielsweise das Flurförderzeug einen nicht bis zum Ende einsehbaren Pfad abfahren, kann die Flugdrohne bereits im Vorfeld die aktuelle Befahrbarkeit des Pfades prüfen. Zudem kann die Flugdrohne direkt zu gewünschten Bereichen fliegen, so dass nicht flächendeckend im intralogistischen System Sensoren verteilt werden müssen.
Vorteilhafterweise tauschen mindestens zwei Flugdrohnen über eine drahtlose Datenverbindung miteinander Informationen aus. Sofern mehrere Flugdrohnen vorhanden sind, besteht die Möglichkeit, dass die Flugdrohnen miteinander kommunizieren. Dadurch muss eine Flugdrohne nicht zum Beispiel an das andere Ende einer Halle fliegen, falls sich eine weitere Flugdrohne an diesem Ort befindet und die entsprechenden Informationen gerade erhalten hat oder erhalten kann.
Es ist auch möglich, als Informationen Daten zum Fahrzeugstatus und/oder zum Flugdrohnenstatus zu verwenden. Dies ist insbesondere beim Einsatz mehrerer Flurförderzeuge, die Informationen mit der mindestens einen Flugdrohne austauschen, von Vorteil. Auf diese Weise können z.B. kritische Fahrzustände vorausfahrender Flurförderzeuge durch Weitergabe der Informationen über die Flugdrohne an nachfolgende Flurförderzeuge frühzeitig erkannt und für das eigene Fahrverhalten berücksichtigt werden. Auch Daten zum Auftragsstatus der Flurförderzeuge können als Informationen verwendet werden. Dadurch können Aufträge sinnvoll aufeinander abgestimmt werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Informationen Navigationsdaten zur aktuellen Position des Flurförderzeugs und/oder der Flugdrohne verwendet werden. Dies ist insbesondere bei der Inbetriebnahme von Flurförderzeugen von Vorteil. Flurförderzeuge, die eingeschaltet werden, kennen ihre aktuelle Position z.B. in der Lagerhalle nicht. Wenn ein solches Flurförderzeug von der Flugdrohne erkannt und lokalisiert wird, kann die Flugdrohne dem neu eingeschalteten Flurförderzeug seine Position mitteilen. Dadurch können Aufträge von dem neu eingeschalteten Flurförderzeug sofort entgegengenommen werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Flugdrohne GPS-Daten empfängt und ihre eigenen GPS-Positionsdaten an das Flurförderzeug weitergibt, und die relative Position der Flugdrohne zum Flurförderzeug durch Auswertung von Sensordaten der Flugdrohne und/oder des Flurförderzeugs bestimmt wird, um eine Lokalisierung des Flurförderzeugs zu ermöglichen. Im Außeneinsatz außerhalb einer Halle besteht somit die Möglichkeit, dass die Flugdrohne ihren GPS-Standort an das Flurförderzeug weitergibt und so eine genauere Lokalisierung des Flurförderzeugs selbst dann ermöglicht, wenn sich das Flurförderzeug in einem Bereich befindet, der die fahrzeugeigene GPS-Lokalisierung erschwert. Zu diesem Zweck muss lediglich die relative Position der Flugdrohne zum Flurförderzeug bestimmt werden, was wiederum durch die Sensorik zur Umgebungswahrnehmung der Flugdrohne oder der Sensorik zur Umgebungswahrnehmung des Flurförderzeug realisiert werden kann.
Eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass mittels mindestens eines Kollisionsschutzsystems des Flurförderzeugs eine Überwachung mindestens eines Sicherheitsfeldes in einem Umgebungsbereich des Flurförderzeugs durchgeführt wird, wobei das vom Kollisionsschutzsystem des Flurförderzeugs überwachte Sicherheitsfeld mit mindestens einem weiteren, von der Flugdrohne überwachten, Sicherheitsfeld gekoppelt wird.
Dieser Weiterbildung liegt die Überlegung zu Grunde, dass eine Optimierung des Kollisionsschutzes erreicht werden kann, wenn nicht nur Sensordaten zwischen Teilnehmern des intralogistischen Systems ausgetauscht werden, um die Reichweite von fahrzeugeigenen Sensoren zu vergrößern, sondern ganze Sicherheitsfelder gekoppelt werden. Sicherheitsfelder zeichnen sich dadurch aus, dass bestimmte Bereiche mittels eines Kollisionsschutzsystems abgesichert werden. Dies bedeutet, dass vom Kollisionsschutzsystem erkannt wird, ob ein Sicherheitsfeld sicher, also beispielsweise frei von Hindernissen oder Personen ist. In diesem Fall wird das Sicherheitsfeld freigegeben. Eine Kopplung von Sicherheitsfeldern geht also weit über einen bloßen Austausch von Sensordaten hinaus.
Die Flugdrohne kann dem Flurförderzeug als Sicherheits-Begleitung zugeordnet sein. Beispielsweise kann es dem Flurförderzeug vorauseilend vorausfliegen und Gefahrenbereiche mit Sicherheitsfeldern absichern, insbesondere bei einer Einfahrt in einen Laderaum eines Lastkraftwagens oder eines Güterwaggons oder eines Blocklagers.
Die Flugdrohne kann aber auch auftragsbezogen Sicherheitsfelder im intralogistischen System überwachen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Flugdrohne zusätzlich mit stationären Infrastrukturelementen des intralogistischen Systems Informationen austauscht. Beispielsweise kann eine Überwachung von Gangkreuzungspunkten auch stationär erfolgen. Dazu ist ein Sensor nötig, der an einem entsprechenden Infrastrukturelement, z.B. an einer Decke, an einer Säule oder an ortsfesten Lagereinrichtungen wie z.B. unveränderlichen Regalen, angebracht ist. Der Sensor kann Daten mit sich nähernden Flurförderzeugen austauschen. Von Vorteil ist es aber auch, wenn der Sensor die Daten mit der Flugdrohne austauscht, die den Bereich des Infrastrukturelements überwacht. Auf diese Weise kann eine verbesserte Ausleuchtung des stationären Sensors erzielt werden.
Eine weitere Anwendung liegt in der Möglichkeit, Konflikte beim Einsatz von mehreren autonomen Flurförderzeugen dezentral zu lösen, d.h. ohne ein zentrales Leitsystem. Autonom und dezentral agierende Flurförderzeuge sind zwar noch nicht die Regel, haben aber großes Zukunftspotenzial. Eine Herausforderung beim Betreiben solcher Flurförderzeuge ist das Lösen von Konflikten, beispielsweise wenn sich zwei oder mehr Flurförderzeuge gegenseitig in Gängen, an Kreuzungen oder beim Aufnehmen und Abladen von Paletten blockieren. Eine „höhere Instanz“, in diesem Fall die Flugdrohne, kann mit ihren Sensoren und ihrer Recheneinheit die Situation analysieren und auflösen helfen.
Bei der Erfindung sind folgende Varianten in der Zuordnung von Flurförderzeug und Flugdrohne denkbar:

• Ein Flurförderzeug ↔ Eine Flugdrohne
• Ein Flurförderzeug ↔ Mehrere Flugdrohnen
• Mehrere Flurförderzeuge ↔ Eine Flugdrohne
• Mehrere Flurförderzeuge ↔ Mehrere Flugdrohnen
• Keine feste Zuordnung, sondern zeitlich und örtlich flexible Bildung und Auflösung von Flurförderzeug-Flugdrohnen-Verbänden

Bevorzugt wird als Flurförderzeug ein teilautomatisiertes oder automatisiertes Flurförderzeug, insbesondere ein autonomes Transportfahrzeug, verwendet. Die Erfindung kann aber auch bei fahrergesteuerten Flurförderzeugen mit Vorteil zum Einsatz kommen. Dabei ergibt sich ein zusätzlicher Sicherheitsaspekt beim Fahren des Flurförderzeugs.
Die Erfindung betrifft ferner ein intralogistisches System zur Durchführung des Verfahrens mit mindestens einem Flurförderzeug.
Beim intralogistischen System wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass in dem intralogistischen System mindestens eine Flugdrohne vorgesehen ist, wobei das Flurförderzeug und die Flugdrohne mit Datensende- und Datenempfangseinrichtungen ausgestattet sind, die dazu ausgebildet sind, Informationen zwischen dem Flurförderzeug und der Flugdrohne auszutauschen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Flurförderzeug und/oder die Flugdrohne über mindestens eine, zur Umgebungsüberwachung ausgebildete, Sensorik verfügen, und die Datensende- und Datenempfangseinrichtungen dazu ausgebildet sind, als Informationen die Sensordaten der Sensorik zur Umgebungswahrnehmung zwischen dem Flurförderzeug und der Flugdrohne auszutauschen, insbesondere die Sensordaten der Sensorik zur Umgebungswahrnehmung der Flugdrohne mit dem Flurförderzeug zur Erweiterung dessen Umgebungswahrnehmung auszutauschen.
Dabei umfasst die Sensorik vorzugsweise mindestens einen optischen Sensor, insbesondere eine Kamera und/oder einen Laserscanner.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Flurförderzeug und/oder die Flugdrohne über eine, insbesondere mit künstlicher Intelligenz arbeitende, Datenverarbeitungseinrichtung verfügen, die dazu eingerichtet ist, die zu sendenden und/oder empfangenen Daten zu verarbeiten.
Die Erfindung bietet eine ganze Reihe von Vorteilen:
Die Kombination eines fahrerlosen Transportfahrzeugs oder autonomen Transportroboters mit begleitenden Flugdrohnen erhöht die Umgebungswahrnehmung des Fahrzeugs beträchtlich. Es können detailliertere Karten und eine genauere Lokalisierung erreicht werden. Weiter entfernt liegende Hindernisse, beispielsweise in anderen Gängen, können frühzeitig detektiert werden, so dass unter Umständen Pfade umgeplant werden können und das Fahrzeug sich nicht in eine Sackgasse manövriert. Eine Begleit-Flugdrohne kann an Kreuzungspunkten etwas vorfliegen, um querende andere Fahrzeuge rechtzeitig zu sehen. Dadurch muss ein autonomes Flurförderzeug nicht grundsätzlich vor Quergängen Halt machen, da seine eigene Sensorik ihm den Blick in den Quergang vor der Fahrt in denselben nicht erlaubt. Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit, durch aufgenommene Last verdeckte Bereiche, die die Fahrzeugsensoren also nicht mehr wahrnehmen können, mithilfe der Drohnensensoren dennoch zu erfassen. Ein autonomes Kommissionierflurförderzeug könnte in solch einem Fall z.B. trotzdem rückwärtsfahren, auch wenn sich eine hohe Last auf seinen Gabeln befindet. Im Außenbereich außerhalb von Hallen können Flugdrohnen aufgrund ihrer Fähigkeit, ihre Flughöhe zu verändern, in Bereichen, die durch hohe Gebäude oder ähnlichem unzureichenden GPS-Empfang aufweisen, Flurförderzeuge mit dem GPS-Standort der Flugdrohne versorgen und die Flurförderzeuge somit bei der Selbstlokalisation unterstützen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt die

Figur ein intralogistisches System mit einem Flurförderzeug und einer Flugdrohne.

In der Figur sind als Elemente eines intralogistischen Systems 1 ein Flurförderzeug 2 und eine Flugdrohne 3 dargestellt.
Das Flurförderzeug 2 ist bevorzugt als fahrerloses Flurförderzeug oder autonomes Flurförderzeug ausgebildet.
Das Flurförderzeug 2 ist mit einer Sensorik 4 zur Umgebungswahrnehmung bzw. Umgebungsüberwachung versehen. Die fahrzeugeigene Sensorik 4 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise einen Laserscanner 6.
Die Flugdrohne 3 ist ebenfalls mit einer Sensorik 5 zur Umgebungswahrnehmung bzw. Umgebungsüberwachung versehen. Die Sensorik 5 der Flugdrohne umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen optischen Sensor, beispielsweise eine Kamera 7.
Die Umgebungswahrnehmung des fahrerlosen oder autonomen Flurförderzeugs 2 wird durch die Kombination der fahrzeugeigenen Sensorik 4 mit den Sensordaten der Sensorik 5 mindestens einer fliegenden Flugdrohne 3 wesentlich erweitert.
Über eine, im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Funkverbindung 9 ausgebildete, drahtlose Datenverbindung 8 zwischen dem Flurförderzeug 2 und der Flugdrohne 3 können die Sensordaten der Sensorik 5 der Flugdrohne 3 mit dem Flurförderzeug 2 geteilt und fusioniert werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Sensordaten der Sensorik 5 der Flugdrohne 3 in einer, von der Flugdrohne 3 mitgeführten, Datenverarbeitungseinrichtung aufbereitet werden und die aufbereiteten Daten an das Flurförderzeug 2 übermittelt werden. Eine solche Datenverarbeitungseinrichtung arbeitet vorzugsweise mit künstlicher Intelligenz und kann aufgrund der geringen Ausmaße von der Flugdrohne 3 problemlos mitgeführt werden. Dadurch können die Sensordaten der Sensorik 5 bereits lokal beispielsweise anhand von hinterlegten Daten oder neuen Informationen vom Flurförderzeug 2 seitens der Flugdrohne 3 verarbeitet werden. Auf diese Weise spart man Datenmengen beim Austausch mit dem Flurförderzeug 2.
Zusammen mit der Möglichkeit der Flugdrohne 3, ihren Standort fliegend zu verändern, entsteht ein viel größeres Abbild der Umgebung, als wenn das Flurförderzeug 2 nur auf seine eigene Sensorik 4 beschränkt wäre.
Soll beispielsweise das Flurförderzeug 2 einen nicht bis zum Ende einsehbaren Pfad abfahren, kann die Flugdrohne 3 bereits im Vorfeld die aktuelle Befahrbarkeit des Pfades prüfen. Zudem kann die Flugdrohne 3 direkt zu gewünschten Bereichen fliegen, so dass nicht flächendeckend im intralogistischen System 1 Sensoren verteilt werden müssen.
Sind mindestens zwei Flugdrohnen 3 vorhanden, so haben diese auch die Möglichkeit, miteinander zu kommunizieren. Dadurch muss eine Flugdrohne 3 nicht z.B. ans andere Ende einer Halle fliegen, falls die andere Flugdrohne 3 die entsprechenden Informationen gerade erhalten hat.
Im Außeneinsatz außerhalb von Hallen kann die Flugdrohne 3 ihren GPS-Standort an das Flurförderzeug 2 weitergeben und so eine genauere Lokalisierung des Flurförderzeugs 2 selbst dann ermöglichen, wenn sich das Flurförderzeug 2 in einem Bereich befindet, der die eigene GPS-Lokalisierung erschwert. Zu diesem Zweck muss die relative Position der Flugdrohne 3 zum Flurförderzeug 2 bestimmt werden, was wiederum durch die Sensorik 5 der Flugdrohne 3 oder der Sensorik 4 des Flurförderzeug 2 realisiert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018109299 A1 [0016]

Claims

Verfahren zum Betreiben mindestens eines Flurförderzeugs (2) in einem intralogistischen System (1), dadurch gekennzeichnet, das Flurförderzeug (2) über eine drahtlose Datenverbindung (8) mit mindestens einer Flugdrohne (3) Informationen austauscht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Datenverbindung (8) eine Funkverbindung (9), insbesondere eine WLAN-Verbindung oder Bluetooth-Verbindung oder Mobilfunkverbindung, verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverbindung (8) dezentral zwischen dem Flurförderzeug (2) und der Flugdrohne (3) aufgebaut wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverbindung (8) zentral über mindestens eine zentrale Kommunikations-Bake, insbesondere einen Router oder Repeater oder Server, aufgebaut wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Informationen Sensorrohdaten einer Sensorik (4, 5), insbesondere einer Sensorik (4; 5) zur Umgebungswahrnehmung, des Flurförderzeugs (2) und/oder der Flugdrohne (3) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Sensorik (4, 5) optische Sensoren, insbesondere Kameras (7) und/oder Laserscanner (6), verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Informationen in mindestens einer Datenverarbeitungseinrichtung des Flurförderzeugs (2) und/oder der Flugdrohne (3) aufbereitete Sensordaten einer Sensorik (4, 5), insbesondere einer Sensorik (4; 5) zur Umgebungswahrnehmung, des Flurförderzeugs (2) und/oder der Flugdrohne (3) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Flurförderzeug (2) auf die Sensordaten mindestens einer dem Flurförderzeug (2) vorausfliegenden Flugdrohne (3) zugreift und die empfangenen Sensordaten so verarbeitet wie fahrzeugeigene Sensordaten.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die von der vorausfliegenden Flugdrohne (3) empfangenen Sensordaten mit den fahrzeugeigenen Sensordaten fusioniert werden, wodurch der Sensorerfassungsbereich erweitert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugdrohne (3) zu einem gewünschten Bereich, insbesondere zu einem Fahrziel oder Fahrzwischenziel des Flurförderzeugs (2), fliegt und diesen Bereich auf aktuelle Befahrbarkeit durch das Flurförderzeug (2) prüft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Flugdrohnen (3) über eine drahtlose Datenverbindung (8) miteinander Informationen austauschen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Informationen Daten zum Fahrzeugstatus und/oder Flugdrohnenstatus verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Informationen Daten zum Auftragsstatus des Flurförderzeugs (2) verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Informationen Navigationsdaten zur aktuellen Position des Flurförderzeugs (2) und/oder der Flugdrohne (3) verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugdrohne (3) GPS-Daten empfängt und ihre eigenen GPS-Positionsdaten an das Flurförderzeug (2) weitergibt, und die relative Position der Flugdrohne (3) zum Flurförderzeug (2) durch Auswertung von Sensordaten der Flugdrohne (3) und/oder des Flurförderzeugs (2) bestimmt wird, um eine Lokalisierung des Flurförderzeugs (2) zu ermöglichen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens eines Kollisionsschutzsystems des Flurförderzeugs (2) eine Überwachung mindestens eines Sicherheitsfeldes in einem Umgebungsbereich des Flurförderzeugs (2) durchgeführt wird, wobei das vom Kollisionsschutzsystem des Flurförderzeugs (2) überwachte Sicherheitsfeld mit mindestens einem weiteren, von der Flugdrohne (3) überwachten, Sicherheitsfeld gekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugdrohne (3) auftragsbezogen Sicherheitsfelder im intralogistischen System überwacht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Flurförderzeug (2) ein teilautomatisiertes oder automatisiertes Flurförderzeug (2) verwendet wird.
Intralogistisches System (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 mit mindestens einem Flurförderzeug (2), dadurch gekennzeichnet, dass in dem intralogistischen System (1) mindestens eine Flugdrohne (3) vorgesehen ist, wobei das Flurförderzeug (2) und die Flugdrohne (3) mit Datensende- und Datenempfangseinrichtungen ausgestattet sind, die dazu ausgebildet sind, Informationen zwischen dem Flurförderzeug (2) und der Flugdrohne (3) auszutauschen.
Intralogistisches System (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Flurförderzeug (2) und/oder die Flugdrohne (3) über mindestens eine, zur Umgebungsüberwachung ausgebildete, Sensorik (4, 5) verfügen, und die Datensende- und Datenempfangseinrichtungen dazu ausgebildet sind, als Informationen die Sensordaten zwischen dem Flurförderzeug (2) und der Flugdrohne (3) auszutauschen.
Intralogistisches System (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (4, 5) mindestens einen optischen Sensor, insbesondere eine Kamera (7) und/oder einen Laserscanner (6), umfasst.
Intralogistisches System (1) nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Flurförderzeug (2) und/oder die Flugdrohne (3) über eine, insbesondere mit künstlicher Intelligenz arbeitende, Datenverarbeitungseinrichtung verfügen, die dazu eingerichtet ist, die zu sendenden und/oder empfangenen Daten zu verarbeiten.