EP1641704B1 - Bewegliche sensoreinrichtung am lastmittel eines gabelstaplers - Google Patents

Bewegliche sensoreinrichtung am lastmittel eines gabelstaplers Download PDF

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EP1641704B1
EP1641704B1 EP04731005A EP04731005A EP1641704B1 EP 1641704 B1 EP1641704 B1 EP 1641704B1 EP 04731005 A EP04731005 A EP 04731005A EP 04731005 A EP04731005 A EP 04731005A EP 1641704 B1 EP1641704 B1 EP 1641704B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
load
sensor
load sensor
forklift
lifting fork
Prior art date
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Active
Application number
EP04731005A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1641704A1 (de
Inventor
Ralf BRÖSEL
Sven Horstmann
Lars KÜTTNER
Andreas Stopp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STOPP, ANDREAS
Original Assignee
Daimler AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of EP1641704A1 publication Critical patent/EP1641704A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1641704B1 publication Critical patent/EP1641704B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/0755—Position control; Position detectors

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a movable load sensor for the load detection and monitoring on a forklift, and a movable load sensor device on a forklift according to the preambles of claims 1 and 7.
  • the EP 0800129 B1 shows an industrial truck, in particular a counterbalance forklift, which is optionally operated manually or automatically.
  • the forklift is equipped with a control system which is in communication with the drive, the steering, the brake system and the movement control of the fork.
  • a means is provided for entering and storing possible travel routes and a transport task.
  • an odometry system and an image processing system with at least one navigation camera is used for the autonomous determination of the vehicle position in space, wherein the navigation camera is mounted on the opposite side of the fork in the upper region of the driver's roof.
  • At least one other camera is for detecting the presence, position and orientation of a pallet. Whereby this camera is fork-side, motion-same to the fork, attached to the truck. The control of the fork and / or the vehicle takes place depending on the position, the orientation of the pallet and the transport task. In addition, a means is provided, whereby the vehicle is braked in the presence of obstacles.
  • the patent application WO 94/05586 shows an apparatus and a method for controlling a container crane .
  • the positions of points on an edge of the loading gear or a container received therein and a point of an edge located in a destination measured and converted into signals for controlling the crane drive.
  • the sensors used here are customary 2D rangefinders which use a laser beam or a microwave beam as the measurement beam. By additionally swiveling the scanning plane of the 2D rangefinder, a surface scan is generated. For this reason, the sensor is movably received in the direction of the selected edge to be scanned.
  • Such a 3D range image sensor supplies to the measured points in each case all three space coordinates.
  • the forklift may be an automatic or semi-automatic forklift truck.
  • the orientation of the load means by means of the device in a certain position relative to the load.
  • the device comprises a camera, by means of which images of the load are scanned.
  • a light source homogeneously illuminating the light source, which is mechanically connected to the camera, a clear image of the load consisting of shadows and reflections is detected opto-electronically by means of the camera.
  • the camera and the light source are connected to the load means such that they are arranged to be movable together with the load means.
  • a one-dimensional camera arrangement is sufficient; the second dimension is generated by the movement of the load means during scanning. So that the field of view of the camera is not covered by the load, the camera is located below the load medium. Only when lowering the load means on the ground, the camera is held by a mechanical stop and raised telescopically above the level of the load means, so as to prevent damage to the camera. However, when raising the camera above the level of the load means the field of view of the camera is at least partially obscured by structural parts of the load means, in particular a view of the load or the lifting fork is then no longer possible. In addition, the movement of the camera arranged light sources are at least partially hidden by structural parts of the load means, whereby a homogeneous illumination is then no longer possible.
  • a transport vehicle is shown with a mast and a lifting fork.
  • the lifting fork is connected via a load means with the mast and can be moved in the vertical direction along the mast up and down.
  • a camera unit is arranged, which is used as a load sensor.
  • the load sensor is movable within a fixed predetermined range in the vertical direction relative to the load means, wherein the fixed predetermined range a raised and a lowered position includes.
  • the raised position is a parking position in which the load sensor is above the level of the lifting fork.
  • the load sensor is below the level of the lifting fork.
  • a forklift is shown with a sensor suitable for ambient detection, which detects the actual height adjustment of the lifting fork.
  • the sensor is arranged here away from the mast of the forklift on the lifting fork. When moving the lifting fork, the sensor moves in the vertical direction together with the lifting fork relative to the mast of the forklift.
  • the sensor is arranged to be movable in the vertical direction relative to the lifting fork. The image information captured by the sensor is presented to the driver on an image display.
  • the invention is therefore based on the object to provide a movable load sensor device on the load means of a forklift and a method for operating the load sensor according to the preambles of claims 1 and 7, which makes it possible the load means of the forklift taking into account dynamic environmental changes with high accuracy to be positioned.
  • a movable load sensor is used for load detection and monitoring on a forklift.
  • the load sensor is mounted and aligned on the forklift in such a way that the load and / or the lifting fork and / or the surroundings ahead of the forklift can be detected.
  • the sensor data detected by means of the load sensor are then evaluated by means of a computer unit.
  • the load sensor is in this case mounted to move with the load means with respect to the mast movable on the forklift.
  • the load sensor can additionally be moved relative to the load means.
  • the load sensor for example, if the field of view of the camera is obscured by structural parts of the forklift, be moved within a fixed predetermined range with respect to the load means.
  • the position and orientation of the load can also be checked during transport by the movability of the load sensor relative to the load means.
  • a linear drive may be provided on the load means for moving the load sensor.
  • the invention first makes it possible to take into account dynamic changes in the environment of the forklift during the docking process. For example, a load parked by a worker, unlike automatically positioned loads, is not always exactly at the same position. It can also happen, for example, that a load is accidentally moved during a docking operation by the load means of the forklift itself.
  • the targeted application of the load sensor allows the load to be precisely recorded at all times, even under difficult lighting conditions in industrial environments, and the load can then be positioned with high accuracy to suit dynamic changes in the environment.
  • the load means is usually raised while driving.
  • the load sensor is thereby moved in the vertical direction into a position below the level of the lifting fork.
  • the detected environment information can then be used, for example, for path planning or further processing in the context of an obstacle detection, in order, e.g. Avoid collisions.
  • the load means is also in the raised state, but the load sensor is advantageously moved in a vertical direction into a position above the level of the lifting fork.
  • the load can be accurately detected with respect to its position and orientation by means of the load sensor even while driving in order to be able to detect a slippage of the load in good time.
  • Slippage of the load can also be detected with the load sensor, if this is below the level of the lifting fork.
  • e.g. advantageously detects a slippage of the load relative to the lifting fork.
  • the load sensor in the horizontal direction in a position left or right next to the lifting fork is movable.
  • the load sensor When transporting a load with the forklift, it is possible to look past the load with the load sensor laterally. For example, thus the lateral distance between load and track boundary can be better detected.
  • a look on the side next to the lifting fork is a great advantage.
  • a lateral method of the load sensor may be advantageous, for example, a load may be sampled from a suitable view prior to docking.
  • the load sensor can additionally be tilted in the vertical direction and / or pivoted in the horizontal direction in order to fully exploit the possibility of different views can.
  • the load sensor it is also conceivable to combine a plurality of different sensors as a movable load sensor and if necessary to carry out a sensor data fusion.
  • the environmental information acquired by means of different sensors can be compared with the information from the odometry system of the forklift.
  • the movable load sensor (1) is shown on a forklift (7).
  • the load sensor (1) is connected together with the relative to the mast (5) movable load means (6).
  • the load sensor (1) in this case within a predetermined range in addition to the lifting fork (2) is movable.
  • the environmental information acquired by the load sensor may then be used be evaluated by the computer unit (4).
  • the computer unit (4) can also be provided for controlling the forklift and the sensor system.
  • the Fig. 2a shows an example of a detailed view of the load sensor (1), which is connected to the load means (6) and moved together.
  • the load sensor (1) is here moved by means of the linear drive (3) relative to the lifting fork (2) within a predetermined range.
  • the load sensor (1) is below the level of the lifting fork (2).
  • This variant is particularly suitable for operation of the forklift with lifted load means (6).
  • Fig. 2b a detail view of the load sensor (1) is shown, in which the load sensor (1) is above the level of the lifting fork (2).
  • the mechanism for the linear drive (3) is also above the level of the lifting fork (2). This makes it possible for the lifting fork (2) to be placed completely on the ground without damaging the linear drive (3) or the load sensor (1).
  • a forklift (7) is shown with the device according to the invention.
  • the forklift (7) is just on the approach to receiving a load (8).
  • the load means (6) is still in the raised state before docking.
  • the load sensor (1) is therefore preferably below the level of the lifting fork (2).
  • a pan-tilt head (9) is provided, with which the load sensor (1) can be pivoted and tilted and thus different views can be realized.
  • the load sensor (1) is in this case aligned such that both the travel path (10) and the load (8) are detected.
  • the load means (6) for receiving the load (8) is lowered.
  • the load sensor (1) by means of the linear drive (3) above the level of the lifting fork (2) is raised.
  • the retraction of the lifting fork (2) into the pockets of the Euro pallet (11) can be detected accurately during the docking process even in difficult lighting conditions and deviations in the position can be corrected if necessary.
  • Fig. 5 shows the transport of a load (8) with the forklift (7).
  • the load sensor (1) is located below the lifting fork (2) in order to detect the travel path of the forklift, for example in the context of an obstacle detection. If the load sensor (1) is moved only slightly below the level of the lifting fork (2), at the same time, if necessary, a slipping of the load (8) relative to the lifting fork (2) can be determined.
  • the load sensor (1) during the transport of a load (8) above the level of the lifting fork (2) is raised.
  • the load (8) during transport with the forklift (7) can be accurately detected, while at the same time a part of the route and the lifting fork (2) can be observed.
  • the load sensor (1) is additionally movable in the horizontal direction.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines beweglichen Lastsensors für die Lasterkennung und -überwachung an einem Gabelstapler, sowie eine bewegliche Lastsensor einrichtung an einem Gabelstapler nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 7.
  • Im industriellen Bereich werden vermehrt fahrerlose Transportsysteme eingesetzt, jedoch sind die derzeit am Markt angebotenen fahrerlosen Transportsysteme noch relativ unflexibel. Sie können sich nur auf exakt vorgegebenen Fahrspuren fortbewegen und es ist ihnen nicht möglich selbständig einen Weg zu finden. Ebenso wie bei stationären Industrierobotern muss die Arbeitsumgebung den Robotern angepasst werden. Daher können diese Roboter nicht für Aufgaben genutzt werden, bei denen sich die Arbeitsumgebung dynamisch verändert oder die Platzierung von zu transportierenden Lasten nicht exakt gesteuert werden kann. Autonome, frei navigierende und universell einsetzbare Roboter werden aber künftig nicht mehr an fest vorgegebenen Positionen und auf fest vorgegebenen Wegen arbeiten, diese werden zusammen mit dem Menschen in einer sich dynamisch ändernden Umgebung eingesetzt werden. Um die dafür notwendigen und anspruchsvollen Anforderungen erfüllen zu können, benötigen moderne mobile Roboter zusätzliche Sensoren. Beispielsweise ermöglichen handelsübliche Entfernungs-, Bild- oder Ultraschallsensoren die exakte Bestimmung der Fahrzeug- und Lastposition sowie das Erkennen von Hindernissen zur Vermeidung von Kollisionen.
  • Die EP 0800129 B1 zeigt ein Flurförderfahrzeug, insbesondere einen Gegengewichtsgabelstapler, welcher wahlweise manuell oder automatisch betreibbar ist. Für den automatischen Betrieb ist der Gabelstapler mit einem Kontrollsystem ausgestattet, welches in Wirkverbindung mit dem Fahrantrieb, der Lenkung, der Bremsanlage und der Bewegungssteuerung der Gabel steht. Weiterhin ist ein Mittel zum Eingeben und Speichern von möglichen Fahrrouten und einer Transportaufgabe vorgesehen. Zur Steuerung der Bewegung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dessen Position im Raum und von der vorgegebenen Transportaufgabe sind weitere Mittel vorhanden. Hierbei wird zum autonomen Bestimmen der Fahrzeugposition im Raum eine Odometrieanlage sowie eine Bildverarbeitungsanlage mit mindestens einer Navigationskamera verwendet, wobei die Navigationskamera auf der der Gabel gegenüberliegenden Seite im oberen Bereich des Fahrerschutzdaches angebracht ist. Wenigstens eine weitere Kamera dient zum Erkennen des Vorhandenseins, der Position und der Ausrichtung einer Palette. Wobei diese Kamera gabelseitig, bewegungsgleich zur Gabel, am Flurförderzeug befestigt ist. Die Steuerung der Gabel und/oder des Fahrzeugs erfolgt in Abhängigkeit von der Position, der Ausrichtung der Palette und der Transportaufgabe. Zusätzlich ist ein Mittel vorhanden, womit das Fahrzeug beim Vorhandensein von Hindernissen abgebremst wird.
  • In der Patentanmeldung W0 94/05586 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Containerkranes gezeigt. Dabei werden mittels mindestens einem Sensor die Positionen von Punkten auf einer Kante des Ladegeschirrs oder einem darin aufgenommenen Container sowie eines Punktes einer in einem Zielort befindlichen Kante vermessen und in Signale zur Ansteuerung des Kranantriebes umgesetzt. Als Sensoren kommen hierbei übliche 2D-Entfernungsmesser zum Einsatz, welche als Mess-Strahl einen Laserstrahl oder einen Mikrowellenstrahl verwenden. Indem die Abtastebene des 2D-Entfernungsmessers zusätzlich verschwenkt wird, wird ein Flächenscan generiert. Aus diesem Grund wird der Sensor in Richtung der ausgewählten abzutastenden Kante beweglich aufgenommen. Ein derartiger 3D-Entfernungsbildsensor liefert zu den vermessenen Punkten jeweils alle drei Raumkoordinaten.
  • In der US 4279328 wird eine Vorrichtung zur Ausrichtung von Hebemitteln, insbesondere dem Lastmittel eines Gabelstaplers gezeigt. Bei dem Gabelstapler kann es sich hierbei um einen automatisch oder halbautomatisch betriebenen Gabelstapler handeln. Die Ausrichtung des Lastmittels erfolgt mittels der Vorrichtung in eine bestimmte Position relativ zur Last. Die Vorrichtung umfasst hierzu eine Kamera, mittels derer Bilder der Last abgetastet werden. Unter Zuhilfenahme einer die Last homogen beleuchtenden Lichtquelle, welche mit der Kamera mechanisch in Verbindung steht, wird mittels der Kamera ein eindeutiges Abbild der Last bestehend aus Schatten und Reflexionen optoelektronisch detektiert. Die Kamera sowie die Lichtquelle sind dabei derart mit dem Lastmittel verbunden, dass diese zusammen mit dem Lastmittel beweglich angeordnet sind. Hierbei genügt eine eindimensionale Kameraanordnung, die zweite Dimension wird durch die Bewegung des Lastmittels beim Abtasten generiert. Damit das Sichtfeld der Kamera nicht durch das Lastmittel verdeckt wird, befindet sich die Kamera unterhalb des Lastmittels. Lediglich beim Absenken des Lastmittels auf den Boden wird die Kamera durch einen mechanischen Anschlag gehalten und teleskopartig über das Niveau des Lastmittels angehoben, um somit eine Beschädigung der Kamera zu verhindern. Jedoch wird beim Anheben der Kamera über das Niveau des Lastmittels das Sichtfeld der Kamera durch Konstruktionsteile des Lastmittels zumindest teilweise verdeckt, insbesondere ist dann ein Blick auf die Last bzw. die Hubgabel nicht mehr möglich. Zudem werden die bewegungsgleich zur Kamera angeordneten Lichtquellen zumindest teilweise durch Konstruktionsteile des Lastmittels verdeckt, wodurch eine homogene Ausleuchtung dann nicht mehr möglich ist. Aus diesem Grund ist es notwendig beim Absetzen des Lastmittels bzw. beim Einfahren in die Gabeltaschen (Docking) einer Euro-Palette blind ohne visuelle Informationen rein unter Verwendung von Vorwissen zu steuern. Der Nachteil bei einer lediglich auf Vorwissen basierender Ansteuerung ist, dass hierbei dynamische Veränderungen in der Umgebung nicht berücksichtigt werden und die Positionierung des Lastmittels relativ ungenau erfolgt.
  • In der WO 02/064490A1 wird ein Transportfahrzeug mit einem Mast und einer Hubgabel gezeigt. Die Hubgabel ist dabei über ein Lastmittel mit dem Mast verbunden und kann in vertikaler Richtung entlang des Mastes auf und ab bewegt werden. Am Lastmittel ist hierbei eine Kameraeinheit angeordnet, welche als Lastsensor eingesetzt wird. Der Lastsensor ist dabei innerhalb eines fest vorgegebenen Bereichs in vertikaler Richtung relativ gegenüber dem Lastmittel verfahrbar, wobei der fest vorgegebene Bereich eine angehobene und eine abgesenkte Position umfasst. Bei der angehobenen Position handelt es sich um eine Abstellposition, in welcher sich der Lastsensor über dem Niveau der Hubgabel befindet. In der abgesenkten Position befindet sich der Lastsensor dagegen unterhalb dem Niveau der Hubgabel.
  • In der US 5,586,620 wird ein Gabelstapler mit einem zur Umgebungserfassung geeigneten Sensor gezeigt, womit die tatsächliche Höheneinstellung der Hubgabel erfasst wird. Der Sensor ist hierbei entfernt vom Mast des Gabelstaplers an dessen Hubgabel angeordnet. Beim Bewegen der Hubgabel verfährt der Sensor in vertikaler Richtung gemeinsam mit der Hubgabel relativ gegenüber dem Mast des Gabelstaplers. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass der Sensor in vertikaler Richtung gegenüber der Hubgabel verfahrbar angeordnet ist. Die vom Sensor erfasste Bildinformation wird dem Fahrer dabei auf einer Bildanzeige dargeboten.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grund, eine bewegliche Lastsensor einrichtung am Lastmittel eines Gabelstaplers sowie ein Verfahren zum Betrieb des Lastsensors gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 7 zu schaffen, womit es möglich wird das Lastmittel des Gabelstaplers unter Berücksichtigung dynamischer Umgebungsänderungen mit hoher Genauigkeit zu positionierten.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen aufgezeigt.
  • Gemäß der Erfindung wird ein beweglicher Lastsensor zur Lasterkennung und -überwachung an einem Gabelstapler eingesetzt. Der Lastsensor ist dabei derart am Gabelstapler angebracht und ausgerichtet, dass damit die Last und/oder die Hubgabel und/oder die dem Gabelstapler vorausliegende Umgebung erfasst werden kann. Die mittels dem Lastsensor erfassten Sensordaten werden sodann mittels einer Rechnereinheit ausgewertet. Der Lastsensor ist hierbei bewegungsgleich mit dem Lastmittel gegenüber dem Mast verfahrbar am Gabelstapler angebracht. In einer erfinderischen Weise ist der Lastsensor hierbei zusätzlich relativ gegenüber dem Lastmittel verfahrbar. In vorteilhafter Weise kann der Lastsensor beispielsweise, falls das Sichtfeld der Kamera durch Konstruktionsteile des Gabelstaplers verdeckt wird, innerhalb einem fest vorgegebenen Bereich gegenüber dem Lastmittel verfahren werden. Ein weiterer Vorteil ist es, dass durch die Verfahrbarkeit des Lastsensors gegenüber dem Lastmittel die Position und Orientierung der Last auch während dem Transport überprüft werden kann. Zum Verfahren des Lastsensors kann beispielsweise ein Linearantrieb am Lastmittel vorgesehen sein. Durch die Erfindung wird es erst möglich, dynamische Änderungen in der Umgebung des Gabelstaplers während des Docking-Vorgangs zu berücksichtigen. Beispielsweise befindet sich eine durch einen Werker abgestellte Last im Gegensatz zu automatisch positionierten Lasten nicht immer exakt an derselben Position. Auch kann es beispielsweise dazu kommen, dass eine Last bei einem Docking-Vorgang durch das Lastmittel des Gabelstaplers selbst versehentlich verschoben wird. Durch das gezielte Verfahren des Lastsensors kann die Last zu jeder Zeit auch bei schwierigen Beleuchtungsverhältnissen im industriellen Umfeld exakt erfasst werden und das Lastmittel sodann mit hoher Genauigkeit an dynamische Änderungen in der Umgebung angepasst positioniert werden.
  • Falls der Gabelstapler leer fährt und keine Last zu transportiert hat, wird das Lastmittel während der Fahrt üblicherweise angehoben. In einer vorteilhaften Weise wird der Lastsensor dabei in vertikaler Richtung in eine Position unter das Niveau der Hubgabel verfahren. Dadurch kann mit dem Lastsensor die dem Gabelstapler vorausliegende Umgebung gut erfasst werden. Die erfasste Umgebungsinformation kann sodann beispielsweise zur Wegplanung oder zur Weiterverarbeitung im Rahmen einer Hinderniserkennung genutzt werden, um z.B. Kollisionen zu vermeiden. Falls mit dem Gabelstapler jedoch eine Last transportiert wird, befindet sich das Lastmittel zwar ebenfalls in angehobenem Zustand, der Lastsensor wird dabei aber in vorteilhafter Weise in vertikaler Richtung in eine Position über das Niveau der Hubgabel verfahren. Wodurch die Last mittels dem Lastsensor auch während der Fahrt hinsichtlich ihrer Position und Orientierung genau erfasst werden kann, um somit ein Verrutschen der Last rechtzeitig erkennen zu können. Ein Verrutschen der Last kann mit dem Lastsensor jedoch auch festgestellt werden, falls sich dieser unter dem Niveau der Hubgabel befindet. Hierbei wird z.B. in vorteilhafter Weise ein Verrutschen der Last gegenüber der Hubgabel erfasst.
  • Gemäß der Erfindung ist der Lastsensor in horizontaler Richtung in eine Position links oder rechts neben die Hubgabel verfahrbar. Beim Transport einer Last mit dem Gabelstapler ist es dadurch möglich, mit dem Lastsensor seitlich an der Last vorbei zu schauen. Beispielsweise kann somit der seitliche Abstand zwischen Last und Fahrwegbegrenzung besser erfasst werden. Auch beim Einsatz im Zusammenhang mit Hochregallagern ist ein Blick seitlich neben die Hubgabel von großem Vorteil. Selbst wenn keine Last mit dem Gabelstapler transportiert wird, kann ein seitliches Verfahren des Lastsensors von Vorteil sein, beispielsweise kann eine Last vor dem Docking-Vorgang aus einer geeigneten Ansicht abgetastet werden. In besonderem Maße hat es sich auch bewährt, dass der Lastsensor zusätzlich in vertikaler Richtung geneigt und/oder in horizontaler Richtung geschwenkt werden kann, um die Möglichkeit unterschiedlicher Ansichten vollständig ausnutzen zu können.
  • Zur Lasterkennung und -überwachung eigenen sich besonders Entfernungsinformationen erfassende Sensoren, dem Fachmann sind hierzu unterschiedlichste Sensoren bekannt. Vor allem haben sich handelsübliche Laserscanner beim Einsatz als Lastsensor bewährt. Derartige Laserscanner erfassen 2D-Entfernungsdaten im Nahbereich mit einer Tiefenauflösung von ca. lcm bei einem Entfernungsradius von ca. 8m und unter einem Sichtwinkel von wenigstens 180 Grad. Hierbei ist es selbstverständlich auch denkbar mehrere dieser Entfernungsmessenden Sensoren am Lastmittel anzubringen, um damit beispielsweise einen noch größeren Bereich um den Gabelstapler erfassen zu können. Jedoch ist es auch denkbar, dass zur Lasterkennung und -überwachung visuelle Informationen herangezogen werden. Hierbei kommen Bildgebende Sensoren wie beispielsweise Kameras zum Einsatz, welche CCD-Arrays umfassen. Dem Fachmann sind hierbei unterschiedliche Kameratypen bekannt, welche sowohl im sichtbaren als auch im nichtsichtbaren Wellenlängenspektrum empfindlich sein können. Für den Einsatz am bewegten Lastmittel eines Gabelstaplers als Lastsensor ist jedoch die Verwendung einer Kamerazeile ausreichend. 2D-Entfernungsdaten werden hierbei aufgrund der Bewegung des Lastmittels generiert. Selbstverständlich ist es hierbei auch denkbar mehrere Sensoren am Lastmittel anzuordnen. Wobei insbesondere durch die Verwendung einer Stereoanordnung auch Tiefeninformationen generiert werden können. Auch ist es denkbar für die Lasterkennung und Lastüberwachung akustische Informationen heranzuziehen. Hierbei kommen im industriellen Umfeld vor allem Ultraschallsensoren zum Einsatz. Diese besitzen im Vergleich zu optoelektronischen Sensoren zwar ein etwas geringeres Auflösungsvermögen, sind dafür aber relativ kostengünstig. Selbstverständlich ist es im Zusammenhang mit dem Lastsensor auch denkbar mehrere unterschiedliche Sensoren als beweglichen Lastsensor zu kombinieren und ggf. eine Sensordatenfusion durchzuführen. Zusätzlich können die mittels unterschiedlicher Sensoren erfassten Umgebungsinformationen mit den Informationen der Odometrieanlage des Gabelstaplers abgeglichen werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    Gabelstapler mit einem beweglichen Lastsensor
    Fig. 2a
    Detailansicht des beweglichen Lastsensors mit Positionierung unterhalb der Hubgabel
    Fig. 2b
    Detailansicht des beweglichen Lastsensors mit Positionierung oberhalb der Hubgabel
    Fig. 3
    Anfahrt des Gabelstaplers zur Lastaufnahme
    Fig. 4
    Absenken des Lastmittels Beim Docking-Vorgang
    Fig. 5
    Transport einer Last mit Fahrwegüberwachung
    Fig. 6
    Transport einer Last mit Lastüberwachung
  • In Fig. 1 wird beispielhaft der erfindungsgemäße bewegliche Lastsensor (1) an einem Gabelstapler (7) gezeigt. Dabei ist der Lastsensor (1) gemeinsam mit dem gegenüber dem Mast (5) verfahrbaren Lastmittel (6) verbunden. Wobei der Lastsensor (1) hierbei innerhalb eines vorgegebenen Bereichs zusätzlich gegenüber der Hubgabel (2) verfahrbar ist. Die mittels dem Lastsensor erfassten Umgebungsinformationen können sodann mittels der Rechnereinheit (4) ausgewertet werden. Die Rechnereinheit (4) kann dabei Grundsätzlich auch für die Ansteuerung des Gabelstaplers sowie der Sensorik vorgesehen sein.
  • Die Fig. 2a zeigt beispielhaft eine Detailansicht des Lastsensors (1), welcher mit dem Lastmittel (6) gemeinsam verbunden und verfahrbar ist. Der Lastsensor (1) wird hierbei mittels dem Linearantrieb (3) gegenüber der Hubgabel (2) innerhalb eines vorgegebenen Bereichs verfahren. Bei dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 2a befindet sich der Lastsensor (1) unterhalb dem Niveau der Hubgabel (2). Diese Variante bietet sich insbesondere für einen Betrieb des Gabelstaplers mit angehobenem Lastmittel (6) an. Wohingegen in Fig. 2b eine Detailansicht des Lastsensors (1) dargestellt ist, bei der sich der Last-sensor (1) über dem Niveau der Hubgabel (2) befindet. Wobei sich die Mechanik für den Linearantrieb (3) ebenfalls über dem Niveau der Hubgabel (2) befindet. Dadurch wird es erst möglich, dass die Hubgabel (2) vollständig auf dem Boden abgesetzt wird, ohne dabei den Linearantrieb(3) oder den Lastsensor (1) zu beschädigen.
  • In Fig. 3 wird ein Gabelstapler (7) mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Der Gabelstapler (7) befindet sich dabei gerade auf der Anfahrt zur Aufnahme einer Last (8). Das Lastmittel (6) befindet sich vor dem Docking-Vorgang noch in angehobenem Zustand. Der Lastsensor (1) befindet sich daher vorzugsweise unter dem Niveau der Hubgabel (2). Zusätzlich ist ein Schwenk-Neige-Kopf (9) vorgesehen, womit der Lastsensor (1) geschwenkt und geneigt werden kann und somit unterschiedliche Ansichten realisierbar sind. Der Lastsensor(1) ist hierbei derart ausgerichtet, dass sowohl der Fahrweg (10) als auch die Last (8) erfasst werden.
  • Bei dem in Fig. 4 dargestellten Gabelstapler (7) wird das Lastmittel (6) zur Aufnahme der Last (8) abgesenkt. Hierbei wird der Lastsensor (1) mittels dem Linearantrieb (3) über das Niveau der Hubgabel (2) angehoben. Dadurch kann beim Docking-Vorgang das Einfahren der Hubgabel (2) in die Taschen der Euro-Palette (11) selbst bei schwierigen Beleuchtungsverhältnissen genau erfasst werden und Abweichungen in der Position ggf. korrigiert werden.
  • Fig. 5 zeigt den Transport einer Last (8) mit dem Gabelstapler (7). Hierbei befindet sich der Lastsensor (1) unterhalb der Hubgabel (2), um den Fahrweg des Gabelstaplers, beispielsweise im Rahmen einer Hinderniserkennung zu erfassen. Falls der Lastsensor (1) dabei nur wenig unter das Niveau der Hubgabel (2) verfahren wird, kann gleichzeitig auch ggf. ein Verrutschen der Last (8) gegenüber der Hubgabel (2) festgestellt werden.
  • Wie in Fig. 6 dargestellt ist es auch denkbar, dass der Lastsensor (1) während dem Transport einer Last (8) über das Niveau der Hubgabel (2) angehoben wird. Hierbei kann die Last (8) während dem Transport mit dem Gabelstapler (7) genau erfasst werden, wobei gleichzeitig auch ein Teil des Fahrweges und der Hubgabel(2) beobachtet werden kann. In vorteilhafter Weise ist der Lastsensor (1) dabei zusätzlich in horizontaler Richtung verfahrbar.
  • Selbstverständlich können mehrere/unterschiedliche Sensoren als Lastsensor kombiniert werden, wodurch sich die Umgebungserfassung weiter verbessern lässt und sich weitere Anwendungsszenarien ergeben. Auch ist es dabei denkbar weitere Schwenk-Neige-Köpfe im Zusammenhang mit den Sensoren einzusetzen.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betrieb eines beweglichen Lastsensors (1) für die Lasterkennung und -überwachung an einem Gabelstapler,
    wobei mittels dem Lastsensor (1) die Last (3) und/oder die Hubgabel (2) und/oder die dem Gabelstapler (7) vorausliegende Umgebung erfasst wird,
    und die mit dem Lastsensor (1) erfassten Sensordaten mittels einer Rechnereinheit (4) ausgewertet werden, wobei der Lastsensor (1) bewegungsgleich mit dem Lastmittel (6) gegenüber dem Mast (5) des Gabelstaplers verfahrbar ist

    und wobei der Lastsensor (1) innerhalb eines fest vorgegebenen Bereichs in vertikaler Richtung relativ gegenüber dem Lastmittel (6) verfahrbar ist,

    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Lastsensor (1) in horizontaler Richtung in eine Position links oder rechts neben die Hubgabel (2) verfahrbar ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Lastsensor (1) in vertikaler Richtung geneigt und/oder in horizontaler Richtung geschwenkt werden kann.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Lastsensor (1) in vertikaler Richtung in eine Position über oder unter das Niveau der Hubgabel (2) verfahrbar ist.
  4. Verfahren nach einem der Vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zur Lasterkennung und -überwachung Entfernungsinformationen herangezogen werden.
  5. Verfahren nach einem der Vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zur Lasterkennung und -überwachung visuelle Informationen herangezogen werden.
  6. Verfahren nach einem der Vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zur Lasterkennung und -überwachung akustische Informationen herangezogen werden.
  7. Bewegliche Lastsensor einrichtung (1) für die Lasterkennung und - überwachung an einem Gabelstapler,
    wobei der Lastsensor (1) derart ausgerichtet ist, dass dieser die Last (3) und/oder die Hubgabel (2) und/oder die dem Gabelstapler vorausliegende Umgebung erfasst, und eine Rechnereinheit (4) zur Auswertung der mit dem. Lastsensor (1) erfassten Sensordaten vorgesehen ist, wobei der Lastsensor (1) derart gelagert ist, dass dieser bewegungsgleich mit dem Lastmittel (6) gegenüber dem Mast (5) des Gabelstaplers verfahrbar angeordnet ist und wobei ein Mittel vorgesehen ist, womit der Lastsensor (1) innerhalb eines fest vorgegebenen Bereichs in vertikaler Richtung relativ gegenüber dem Lastmittel (6) verfahrbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Mittel vorgesehen ist, womit der Lastsensor (1) zusätzlich in horizontaler Richtung in eine Position links oder rechts neben die Hubgabel (2) verfahrbar ist.
  8. Sensoreinrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Lastsensor (1) in vertikaler Richtung geneigt und/oder in horizontaler Richtung geschwenkt werden kann.
  9. Sensoreinrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Mittel vorgesehen ist, womit der Lastsensor (1) in vertikaler Richtung in eine Position über oder unter das Niveau der Hubgabel (2) verfahrbar ist.
  10. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet,
    dass es sich bei dem Lastsensor (1) um wenigstens einen Laserscanner handelt,
  11. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet
    dass es sich bei dem Last-sensor (1) um wenigstens einen Bildgebenden Sensor handelt.
  12. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es sich bei dem Lastsensor (1) um wenigstens einen Ultraschallsensor handelt.
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