EP4168348B1 - Gabelzinkensensoren zur erkennung von querverkehr - Google Patents

Gabelzinkensensoren zur erkennung von querverkehr Download PDF

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EP4168348B1
EP4168348B1 EP21726638.6A EP21726638A EP4168348B1 EP 4168348 B1 EP4168348 B1 EP 4168348B1 EP 21726638 A EP21726638 A EP 21726638A EP 4168348 B1 EP4168348 B1 EP 4168348B1
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EP
European Patent Office
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forklift
fork
sensors
sensor
environmental
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EP21726638.6A
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EP4168348A1 (de
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Gabriela Jager
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, 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
    • B66F9/00Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06Devices 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
    • B66F9/075Constructional features or details
    • B66F9/0755Position control; Position detectors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66FHOISTING, 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
    • B66F17/00Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force
    • B66F17/003Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force for fork-lift trucks

Definitions

  • the invention relates to a forklift truck according to the preamble of claim 1.
  • the publication EP 24 68 678 A1 discloses a forklift truck with fork sensors. These are used to control the loading of loads. Accordingly, the fork sensors are directed forward in the direction of travel of the forklift truck.
  • the invention is based on the object of increasing the operational safety of a forklift truck. This object is achieved by a forklift truck according to claim 1. Preferred developments are contained in the subclaims and result from the following description and the Fig.1 illustrated embodiment.
  • a forklift is a vehicle with a lifting fork.
  • the lifting fork has several - usually exactly two - tines that are used to pick up loads.
  • the lifting fork is height-adjustable to pick up the load and place it at its destination.
  • the forklift truck according to the invention has at least two environmental sensors. These are sensors for detecting at least part of the environment of the forklift truck.
  • the environmental sensors are designed to detect that part of the environment of the forklift truck that lies in their respective detection range.
  • the environmental sensors are preferably optical cameras, radar, lidar or distance sensors. These can form an environmental sensor individually or in pairs. In the latter case, these are stereo sensors or cameras, each of which consists of two recording units spaced apart from one another.
  • the environmental sensors are designed as fork tine sensors. This means that they are attached to the fork tines.
  • the invention also provides that the environmental sensors are attached to different fork tines. In particular, no two environmental sensors are attached to the same fork tine.
  • the forklift can have exactly two fork tines - a right and a left fork tine - and exactly two environmental sensors - a left environmental sensor and a right environmental sensor.
  • the right environmental sensor is attached to the right fork tine and the left environmental sensor to the left fork tine.
  • bottom right and “bottom left” refer here to the driver's perspective, i.e. to the perspective of a forklift driver facing forwards when driving straight ahead in the direction of travel.
  • the environmental sensors are each directed outwards with at least part of their detection range transversely to the forklift.
  • the right environmental sensor is therefore directed to the right and the left environmental sensor to the left.
  • An orientation transversely to the forklift is equivalent to an orientation orthogonal to a longitudinal axis of the forklift.
  • the longitudinal axis of the forklift runs in the direction of travel when driving straight ahead.
  • the invention means that the detection areas of the fork sensors are at least partially oriented in the transverse direction, i.e. orthogonal to the longitudinal direction of the forklift truck. At least a part of each detection area of the fork sensors therefore runs in the transverse direction.
  • an initial part of the beam lies in the detection area.
  • the beam lies completely in the detection area.
  • the environmental sensors with their detection areas are aligned exactly perpendicular to the forklift. This means that a central axis or optical axis of the respective detection area is aligned perpendicular to the forklift.
  • At least one part of the detection range of the environmental sensors is directed outwards. This means that at least one part extends outwards from the respective sensor in relation to the forklift. At least one part of the detection range therefore runs away from the forklift. There is therefore no fork in that part of the detection range.
  • the environmental sensors are preferably aligned in such a way that they do not detect any fork at all.
  • the alignment is preferably mirror-symmetrical.
  • the environmental sensors with their detection areas are located on different sides of a plane of symmetry. This preferably runs parallel to a longitudinal axis and a vertical axis of the forklift.
  • the detection areas are located entirely on different sides of the plane of symmetry. The detection area of one environmental sensor is therefore entirely on one side of the plane of symmetry, while the detection area of another environmental sensor is entirely on another side of the plane of symmetry.
  • the environmental sensors are also spaced apart from one another by the fork tines. An area between the environmental sensors or between the fork tines is therefore not detected by the environmental sensors.
  • this area can be delimited by a first plane running parallel to a longitudinal axis and a vertical axis of the forklift truck and a second plane also running parallel to a longitudinal axis and a vertical axis of the forklift truck.
  • the area runs between the first plane and the second plane.
  • the first plane and the second plane also each intersect an environmental sensor.
  • the detection areas of the environmental sensors run completely on different sides of the first plane and on different sides of the second plane.
  • a first detection area of a first environmental sensor is therefore on a first side of the first plane and on a first side of the second plane, while a detection area of a second environmental sensor is on a second side of the first plane that is different from the first side and on a second side of the second plane that is different from the first side.
  • the environmental sensors are each aligned horizontally with at least part of their detection range. This means that the above-mentioned beams run horizontally.
  • the central axes or optical axes of the environmental sensors can each be aligned horizontally.
  • the invention makes it possible to use the environmental sensors to detect objects that are approaching the forklift. This prevents impending collisions.
  • the invention is advantageous because fork sensors are mounted in an exposed location. This means that cross traffic can be detected from the forks that may not yet be visible from other parts of the forklift because the view is obscured by obstacles. Such situations typically occur at intersections.
  • the forklift is preferably developed as part of an arrangement which, in addition to the forklift, comprises a data processing device.
  • the data processing device is designed to detect approaching objects using signals from the environmental sensors. This implies that the environmental sensors are connected to the data processing device in a signal-conducting manner.
  • the data processing device can be structurally integrated into the forklift as a control unit or designed separately. If it is a separate device, the environmental sensors are preferably connected to the data processing connection via a wireless signal connection.
  • Signals from the environmental sensors are evaluated by the data processing device and checked for approaching objects.
  • a method implemented by the data processing device for detecting approaching objects comprises a sub-step for detecting objects and a sub-step for detecting a movement of the objects.
  • Corresponding detection methods are known from the prior art. For example, neural networks or stochastic methods are suitable for detecting the objects and their movements.
  • the data processing device is preferably further developed to detect an impending collision of the approaching objects with the forklift. To do this, the data processing device preferably evaluates the movement of the approaching objects and a movement of the forklift.
  • the travel paths of the objects and the forklift can be extrapolated based on the movements.
  • a course of the path of the forklift and/or a course of the path of an approaching object are also taken into account.
  • FIG.1 A preferred embodiment of the invention is shown in Fig.1 shown.
  • Fig.1 a forklift.
  • the forklift 101 is in Fig.1 shown from a bird's eye view. Its lifting fork has a left tine 103a and a right tine 103b. A left fork sensor 105a is attached to the left fork tine 103a and a right fork sensor 105b is attached to the right fork tine 103b.
  • An obstacle 107 is located next to the forklift 101. This obscures the view of a driver of the forklift 101 of cross traffic approaching the forklift 101 from the left. An approaching object 109 is thus obscured by the obstacle 107.
  • a detection area 111a of the left fork sensor 105a extends from the left fork sensor 105a to the left in the transverse direction of the forklift 101. Accordingly, a detection area 111b of the right fork sensor 105b extends from the right fork sensor 105b to the right in the transverse direction of the forklift 101. Both detection areas 111a, 111b are directed outwards away from each other. As a result, the object lies in the detection area 111a of the left fork sensor 105a.
  • An impending collision between the object 109 and the forklift 101 can be detected automatically by corresponding algorithms implemented in a control unit of the forklift 101.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
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  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gabelstapler nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Die Druckschrift EP 24 68 678 A1 offenbart einen Gabelstapler mit Gabelzinkensensoren. Diese dienen dazu, die Aufnahme von Ladung zu kontrollieren. Entsprechend sind die Gabelzinkensensoren in Fahrtrichtung des Gabelstaplers nach vorne gerichtet.
  • Aus der Druckschrift JP 2005 104 652 A1 ist ein weiterer Gabelstapler bekannt, der Gabelzinkensensoren zur Kontrolle der Aufnahme von Ladung aufweist. Die Gabelzinkensensoren sind mit ihren Erfassungsbereichen quer zum Gabelstapler nach innen gerichtet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit eines Gabelstaplers zu erhöhen. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Gabelstapler nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung sowie dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel.
  • Ein Gabelstapler ist ein Fahrzeug mit einer Hubgabel. Die Hubgabel weist mehrere - gewöhnlich genau zwei - Zinken auf, die der Aufnahme von Ladung dienen. Die Hubgabel ist in der Höhe verstellbar, um die Ladung aufzunehmen und am Bestimmungsort abzusetzen.
  • Der erfindungsgemäße Gabelstapler weist mindestens zwei Umfeldsensoren auf. Dies sind Sensoren zur Erfassung mindestens eines Teils des Umfelds des Gabelstaplers. Die Umfeldsensoren sind ausgebildet, denjenigen Teil des Umfelds des Gabelstaplers zu erfassen, der in ihrem jeweiligen Erfassungsbereich liegt. Bei den Umfeldsensoren handelt es sich vorzugsweise um optische Kameras, Radar-, Lidar- oder Abstandssensoren. Diese können einzeln oder paarweise einen Umfeldsensor bilden. Im letztgenannten Fall handelt es sich um Stereosensoren bzw. -kameras, die jeweils aus zwei voneinander beabstandeten Aufnahmeeinheiten bestehen.
  • Die Umfeldsensoren sind als Gabelzinkensensoren ausgebildet. Dies bedeutet, dass sie an den Gabelzinken angebracht sind. Die Erfindung sieht zudem vor, dass die Umfeldsensoren an unterschiedlichen Gabelzinken angebracht sind. Im Einzelnen sind jeweils zwei Umfeldsensoren nicht am gleichen Gabelzinken angebracht. Insbesondere kann der Gabelstapler genau zwei Gabelzinken - einen rechten und einen linken Gabelzinken - und genau zwei Umfeldsensoren - einen linken Umfeldsensor und einen rechten Umfeldsensor - aufweisen. Der rechte Umfeldsensor ist dabei am rechten Gabelzinken und der linke Umfeldsensor am linken Gabelzinken angebracht. Die Bezeichnungen "unten rechts" und "unten links" beziehen sich hier auf die Fahrerperspektive, d.h. auf die Perspektive eines bei Geradeausfahrt in Fahrtrichtung nach vorne gerichteten Staplerfahrers.
  • Erfindungsgemäß sind die Umfeldsensoren jeweils mit mindestens einem Teil ihres Erfassungsbereichs quer zum Gabelstapler nach außen gerichtet. Der rechte Umfeldsensor ist also nach rechts und der linke Umfeldsensor nach links gerichtet. Eine Ausrichtung quer zum Gabelstapler ist gleichbedeutend mit einer Ausrichtung orthogonal zu einer Längsachse des Gabelstaplers. Die Längsachse des Gabelstaplers verläuft bei Geradeausfahrt in Fahrtrichtung.
  • Im Einzelnen sind durch die Erfindung die Erfassungsbereiche der Gabelzinkensensoren mindestens teilweise in Querrichtung, das heißt orthogonal zur Längsrichtung des Gabelstaplers orientiert. Mindestens ein Teil jedes Erfassungsbereichs der Gabelzinkensensoren verläuft also in Querrichtung. Dies bedeutet, dass mindestens ein von dem jeweiligen Sensor ausgehender, in Querrichtung verlaufender Strahl mindestens teilweise im Erfassungsbereich des Sensors liegt. Insbesondere liegt ein Anfangsstück des Strahls im Erfassungsbereich. Vorzugsweise liegt der Strahl vollständig im Erfassungsbereich.
  • Vorzugsweise sind die Umfeldsensoren mit ihren Erfassungsbereichen exakt quer zum Gabelstapler ausgerichtet. Dies bedeutet, dass eine Mittelachse bzw. optische Achse des jeweiligen Erfassungsbereichs quer zum Gabelstapler ausgerichtet ist.
  • Die Erfassungsbereiche der Umfeldsensoren sind jeweils mit mindestens einem Teil nach außen gerichtet. Dies bedeutet, dass der mindestens eine Teil ausgehend von dem jeweiligen Sensor bezüglich des Gabelstaplers sich nach außen hin erstreckt. Der mindestens eine Teil des Erfassungsbereichs verläuft also von dem Gabelstapler weg. In dem Teil des Erfassungsbereichs befindet sich also kein Gabelzinken. Vorzugsweise sind die Umfeldsensoren so ausgerichtet, dass sie gar keinen Gabelzinken erfassen.
  • Sind genau zwei Umfeldsensoren vorhanden, sind deren Erfassungsbereiche voneinander weg gerichtet. Vorzugsweise ist die Ausrichtung spiegelsymmetrisch. Die Umfeldsensoren mit ihren Erfassungsbereichen befinden sich dabei auf unterschiedlichen Seiten einer Symmetrieebene. Diese verläuft bevorzugt parallel zu einer Längsachse und einer Hochachse des Gabelstaplers. Die Erfassungsbereiche befinden sich vollständig auf unterschiedlichen Seiten der Symmetrieebene. Der Erfassungsbereich eines Umfeldsensors befindet sich also vollständig auf einer Seite der Symmetrieebene, während sich der Erfassungsbereich eines weiteren Umfeldsensors vollständig auf einer weiteren Seite der Symmetrieebene befindet.
  • Mit den Gabelzinken sind auch die Umfeldsensoren voneinander beabstandet. Ein Bereich zwischen den Umfeldsensoren bzw. zwischen den Gabelzinken wird also nicht von den Umfeldsensoren erfasst. Insbesondere kann dieser Bereich durch eine erste, parallel zu einer Längsachse und einer Hochachse des Gabelstaplers verlaufenden Ebene und eine zweite, ebenso parallel zu einer Längsachse und einer Hochachse des Gabelstaplers verlaufenden Ebene begrenzt werden. Der Bereich verläuft zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene. Vorzugsweise schneiden die erste Ebene und die zweite Ebene darüber hinaus jeweils einen Umfeldsensor. Die Erfassungsbereiche der Umfeldsensoren verlaufen vollständig auf unterschiedlichen Seiten der ersten Ebene und auf unterschiedlichen Seiten der zweiten Ebene. Ein erster Erfassungsbereich eines ersten Umfeldsensors liegt also auf einer ersten Seite der ersten Ebene und auf einer ersten Seite der zweiten Ebene, während ein Erfassungsbereich eines zweiten Umfeldsensors auf einer zweiten, von der ersten Seite verschiedenen Seite der ersten Ebene und auf einer zweiten, von der ersten Seite verschiedenen Seite der zweiten Ebene liegt.
  • Bevorzugt sind die Umfeldsensoren darüber hinaus jeweils mit mindestens einem Teil ihres Erfassungsbereichs horizontal ausgerichtet. Dies bedeutet, dass die oben genannten Strahlen horizontal verlaufen. Insbesondere können die Mittelachsen bzw. optischen Achsen der Umfeldsensoren jeweils horizontal ausgerichtet sein.
  • Die Erfindung ermöglicht es, durch die Umfeldsensoren Objekte zu erkennen, die sich dem Gabelstapler nähern. Dadurch lassen sich drohende Kollisionen verhindern. Von Vorteil ist die Erfindung, da Gabelzinkensensoren an exponierter Stelle angebracht sind. So lässt sich von den Gabelzinken aus Querverkehr erkennen, der von anderen Stellen des Gabelstaplers aus möglicherweise noch nicht erkennbar ist, da die Sicht durch Hindernisse verstellt ist. Derartige Situationen treten typischerweise in Kreuzungsbereichen auf.
  • Bevorzugt ist der Gabelstapler als Teil einer Anordnung weitergebildet, die neben dem Gabelstapler eine Datenverarbeitungsvorrichtung umfasst. Die Datenverarbeitungsvorrichtung ist ausgebildet, mittels Signale der Umfeldsensoren sich nähernde Objekte zu erkennen. Dies impliziert, dass die Umfeldsensoren signalleitend mit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden sind.
  • Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann als Steuergerät baulich in den Gabelstapler integriert oder als separate ausgeführt sein. Handelt es sich um eine separate Vorrichtung, sind die Umfeldsensoren bevorzugt über eine drahtlose Signalverbindung mit der Datenverarbeitungsverbindung verbunden.
  • Signale der Umfeldsensoren werden von der Datenverarbeitungsvorrichtung ausgewertet und im Hinblick auf sich nähernde Objekte überprüft. Vorzugsweise umfasst ein von der Datenverarbeitungsvorrichtung implementiertes Verfahren zum Erkennen sich nähernde Objekte einen Teilschritt zum Erkennen von Objekten und einen Teilschritt zum Erkennen einer Bewegung der Objekte. Entsprechende Erkennungsverfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt. So eignen sich etwa neuronale Netze oder stochastische Verfahren zur Erkennung der Objekte und deren Bewegungen.
  • Die Datenverarbeitungsvorrichtung ist bevorzugt weitergebildet, eine drohende Kollision der sich nähernden Objekte mit dem Gabelstapler zu erkennen. Dazu wertet die Datenverarbeitungsvorrichtung bevorzugt die Bewegung der sich nähernden Objekte und eine Bewegung des Gabelstaplers aus. Anhand der Bewegungen lassen sich Fahrwege der Objekte und des Gabelstaplers extrapolieren. Bevorzugt werden dazu auch ein Verlauf der Fahrbahn des Gabelstaplers und/oder ein Verlauf der Fahrbahn eines sich nähernden Objekts berücksichtigt.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt:
    Fig. 1 einen Gabelstapler.
  • Der Gabelstapler 101 ist in Fig. 1 aus der Vogelperspektive dargestellt. Seine Hubgabel weist einen linken Zinken 103a und einen rechten Zinken 103b auf. Ein linker Gabelzinkensensor 105a ist an dem linken Gabelzinken 103a und ein rechter Gabelzinkensensor 105b an dem rechten Gabelzinken 103b angebracht.
  • Neben dem Gabelstapler 101 befindet sich ein Hindernis 107. Dieses verdeckt die Sicht eines Fahrers des Gabelstaplers 101 auf Querverkehr, der sich von links dem Gabelstapler 101 nähert. So wird ein sich näherndes Objekt 109 von dem Hindernis 107 verdeckt.
  • Ein Erfassungsbereich 111a des linken Gabelzinkensensors 105a verläuft ausgehend von dem linken Gabelzinkensensor 105a in Querrichtung des Gabelstaplers 101 nach links. Entsprechend verläuft ein Erfassungsbereich 111b des rechten Gabelzinkensensors 105b ausgehend von dem rechten Gabelzinkensensor 105b in Querrichtung des Gabelstaplers 101 nach rechts. Beide Erfassungsbereiche 111a, 111b sind voneinander weg nach außen gerichtet. Dadurch liegt das Objekt im Erfassungsbereich 111a des linken Gabelzinkensensors 105a.
  • Eine drohende Kollision des Objekts 109 mit dem Gabelstapler 101 kann automatisiert durch entsprechende, in einem Steuergerät des Gabelstaplers 101 implementierte Algorithmen erkannt werden. Alternativ ist es möglich, die Signale der Gabelzinkensensoren 105a, 105b einem Fahrer des Gabelstaplers 101 in visualisierter Form darzustellen, etwa mittels eines Displays. Auch besteht die Möglichkeit, den Fahrer über ein akustisches Signal vor einer drohenden Kollision zu warnen.
  • Bezugszeichen
  • 101
    Gabelstapler
    103a
    linker Zinken
    103b
    rechter Zinken
    105a
    linker Gabelzinkensensor
    105b
    rechter Gabelzinkensensor
    107
    Hindernis
    109
    Objekt
    111a
    Erfassungsbereich
    111b
    Erfassungsbereich

Claims (3)

  1. Gabelstapler (101) mit mindestens zwei an unterschiedlichen Gabelzinken (103a, 103b) angebrachten Umfeldsensoren (105a, 105b); dadurch gekennzeichnet, dass die Umfeldsensoren (105a, 105b)jeweils mit mindestens einem Teil ihres Erfassungsbereichs (111a, 111b) quer zum Gabelstapler (101) nach außen gerichtet sind.
  2. Anordnung mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung; gekennzeichnet durch einen Gabelstapler (101) nach Anspruch 1; wobei
    die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, mittels Signale der Umfeldsensoren (105a, 105b) sich nähernde Objekte (109) zu erkennen.
  3. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, mittels der Signale der Umfeldsensoren (105a, 105b) drohende Kollisionen sich nähernder Objekte (109) mit dem Gabelstapler (101) zu erkennen.
EP21726638.6A 2020-06-17 2021-05-17 Gabelzinkensensoren zur erkennung von querverkehr Active EP4168348B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020207479.8A DE102020207479A1 (de) 2020-06-17 2020-06-17 Gabelzinkensensoren zur Erkennung von Querverkehr
PCT/EP2021/062947 WO2021254704A1 (de) 2020-06-17 2021-05-17 Gabelzinkensensoren zur erkennung von querverkehr

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP4168348A1 EP4168348A1 (de) 2023-04-26
EP4168348B1 true EP4168348B1 (de) 2024-06-12

Family

ID=76011952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21726638.6A Active EP4168348B1 (de) 2020-06-17 2021-05-17 Gabelzinkensensoren zur erkennung von querverkehr

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230115109A1 (de)
EP (1) EP4168348B1 (de)
JP (1) JP2023531581A (de)
CN (1) CN114981201A (de)
DE (1) DE102020207479A1 (de)
WO (1) WO2021254704A1 (de)

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