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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Steuerung von Fahrzeugen, insbesondere Flurförderzeugen und Schmalgangflurförderzeugen. Die Steuerung erfolgt mithilfe von Sichtgeräten eines Bedieners des Fahrzeugs, beispielsweise unter Verwendung von erweiterter Realität, wie Augmented Reality (AR) und/oder Virtual Reality (VR). Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Aufnahmesystem, insbesondere einem optischen Aufnahmesystem, beispielweise einer Kamera, als visuellem Sensorsystem zum Übertragen von Messdaten, insbesondere visuellen Messdaten, beispielsweise einer Bildsequenz, eines Arbeitsbereichs des Fahrzeugs an ein Sichtgerät, insbesondere ein AR-Sichtgerät oder ein VR-Sichtgerät wie beispielsweise eine AR-Brille oder VR-Brille. Insbesondere betrifft die Erfindung eine virtuelle Bedienerschnittstelle am Beispiel eines Schmalgangflurförderzeugs.
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Schmalgangflurförderzeuge (VNA) werden in zwei wesentliche Gruppen unterteilt: "Man-up"- und "Man-down"-Flurförderzeuge. Bei einem "Man-up" Flurförderzeug hat der Fahrer bzw. Bediener einen Fahrerarbeitsplatz, der am Hubmast zusammen mit der Lastaufnahme angehoben wird. An dem Fahrerarbeitsplatz ist das Lastaufnahmemittel, auch Gabelzinken genannt, angeordnet. Bei einem "Man-down" Flurförderzeug ist der Fahrerarbeitsplatz im Fahrzeugkörper angeordnet und wird nicht am Hubmast angehoben. Am Hubmast wird nur das Lastaufnahmemittel bzw. der Gabelzinken angehoben. Beide Typen von Geräten erlauben Hubhöhen von mehr als 10m.
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"Man-up"-Flurförderzeuge können deutlich größere Regalhöhen nutzen, da der Bediener mit dem Mast nach oben fährt, um die Position der Lastaufnahme, beispielsweise einer Lastgabel mit Gabelzinken, korrekt ausrichten zu können. Der Fahrer muss für diese Art der Bedienung schwindelfrei sein und setzt sich zudem einem zusätzlichen Risiko aus, da er das Fahrzeug in einer kritischen Situation nicht ohne Weiteres schnell verlassen kann. "Man-down"-Flurförderzeuge werden dagegen eingesetzt, wenn ein derartiges Verlassen des Fahrzeugs in Gefahrensituationen sichergestellt werden muss. Die maximal bedienbare Regalhöhe ist jedoch bei einem "Man-down"-Flurförderzeug gegenüber einem "Man-up"-Flurförderzeug geringer, da die Sichtverhältnisse die Ausrichtung der Lastaufnahme vom Fahrzeug aus in großer Hubhöhe erschweren.
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"Man-up"-Flurförderzeuge sind effizienter bei der Nutzung von verfügbarerer Regalhöhe, wohingegen "Man-down"-Flurförderzeuge das Risiko des Bedieners reduzieren und geringere Anforderungen an dessen Schwindelfreiheit stellen.
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Bei der Planung eines Schmalganglagers, in dem ein entsprechendes Schmalgangflurförderzeug zum Einsatz kommt, wird zwischen einem der beiden Fahrzeuggruppen gewählt.
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Sofern die Sicht auf die aufzunehmende Last bei einem "Man-down"-Flurförderzeug verbessert werden könnte, könnten die möglichen Einsatzszenarien und die mögliche Regalhöhe von diesen Fahrzeugen erweitert werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sichtverhältnisse eines Fahrzeugs, insbesondere Schmalgang-Flurförderzeugs, beim Heben einer Last zu verbessern und damit die Einsatzszenarien und insbesondere die mögliche Regalhöhe eines solchen Fahrzeugs zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Die erfinderische Lösung basiert auf der Idee, eine visuelle Aufzeichnung im Bereich der Ladungsaufnahme durchzuführen und diese Aufzeichnung dem Bediener bzw. Fahrer des Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen, um ihm die Bedienung zu erleichtern.
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Durch die virtuelle Bedienung des Fahrzeugs, zum Beispiel eines Schmalgangflurförderzeugs, werden die Vorteile von "Man-up"-Flurförderzeugen und "Man-Down"-Flurförderzeugen miteinander verbunden. Durch die Verwendung einer AR-Umgebung, die der Bedienposition des "Man-up"-Fahrzeugs entspricht, kann der Bediener von einer sicheren Position am Boden ("Man-down") das Fahrzeug in gleicher Weise bedienen, als würde er mit dem Hubmast nach oben fahren.
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Hierzu erfolgt eine visuelle Aufzeichnung im Bereich der Ladungsaufnahme, beispielsweise durch Verwendung mindestens einer, idealerweise mehrerer 360° Kamerasysteme und/oder 3D-Messsystemen. Die Aufnahmesysteme bzw. Messysteme können dabei sowohl ortsfest als auch beweglich realisiert werden, um ein möglichst authentisches und vollständiges Abbild des Arbeitsfeldes zu erzeugen.
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Die aufgezeichneten Messdaten können dann derart verarbeitet werden, dass eine virtuelle Umgebung auf ein Sichtgerät, beispielsweise ein VR-Sichtgerät oder ein AR-Sichtgerät wie zum Beispiel eine VR- Brille oder AR-Brille des Bedieners projiziert werden kann. Hierbei ist neben der Übertragungssicherheit auf die Latenz der Datenverarbeitung und Bereitstellung zu achten, da die Latenz kritisch für die Nutzung einer derartigen Lösung ist.
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Der Bediener erhält auf seinem Sichtgerät, zum Beispiel seiner AR- Brille oder VR-Brille eine projizierte virtuelle Umgebung dargestellt, die ihn an einen Arbeitspunkt in der Nähe der Lastaufnahme, beispielsweise Gabelzinken, versetzt. Kopf- und Körperbewegungen und somit Änderungen der Blickrichtung werden realistisch übersetzt, so dass der individuelle Eindruck für den Bediener entsteht, tatsächlich mit dem Hubmast zum Arbeitsbereich des Fahrzeugs gefahren zu sein.
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In einer vereinfachten Ausführung kann mit nur einer 360°-Kamera in einer geeigneten Beobachterposition eine virtuelle Sicht auf den Lastaufnahmeprozess ermöglicht werden. Rotationsbewegungen des Kopfes des Bedieners können dann dargestellt werden, seitliche Bewegungen jedoch nicht.
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Bei der Verwendung von AR- oder VR-Technologie kann durch Latenzen und Bewegungsunterschiede zwischen virtueller und realer Umgebung "Motion-Sickness" auftreten. Um dem entgegenzuwirken, kann die Bewegungsgeschwindigkeit mit aktivierter virtueller Bedienung reduziert werden und die Anwendung auf die wesentlichen Ladungshandhabungsprozesse ausgerichtet werden.
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Das Risiko für den Bediener sowie dessen Anforderungen hinsichtlich Schwindelfreiheit werden mit dieser Lösung deutlich reduziert.
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Da weder der Bediener noch der Fahrerstand mit der Ladung angehoben werden müssen, kann bei gleicher Fahrzeugleistung eine größere Last eingelagert werden - oder das Fahrzeug kann kostengünstiger ausgelegt werden.
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Alternativ zur Position wie auf einem "man-up"-Fahrzeug können auch freiere Fahrerpositionen verwendet werden, die ergonomisch anders nicht möglich sind, zum Beispiel Blick mittig zwischen den Gabelzinken, Draufsicht auf die Übergabeposition, seitlich auf gleicher Höhe neben den Gabelzinken, etc.
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Personenschutzeinrichtungen können besser bzw. kostengünstiger realisiert werden, da eine freie Sicht auf die Ladung nebensächlich ist.
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Zusatzinformationen wie Fahrzeugparameter, Lagerverwaltungssystem, Kommunikation und Auftragsverwaltung können auf der AR-Brille oder VR-Brille integriert werden und benötigen keine zusätzlichen Displays oder Mensch-Maschine-Schnittstellen.
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Das vorliegende Beispiel für ein Schmalgangflurförderzeug wurde in dieser Offenbarung gewählt, da die Einsatzvorteile besonders groß und die Anwendungsszenarien überschaubar sind. Allerdings können die Vorteile grundsätzlich auf alle anderen Flurförderzeugtypen übertragen werden, so dass die virtuelle Bedienung zu einer Entkopplung von ergonomischen und funktionalen Anforderungen an die Fahrzeuggestaltung führen kann.
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Bei einer entsprechenden Datenübertragungs- und Datenverarbeitungsrate muss die Bedienung nicht länger direkt am Fahrzeug erfolgen, auch eine ferngesteuerte Bedienung des Fahrzeugs ist dann umsetzbar. Als ferngesteuerte Bedienung des Fahrzeugs ist insbesondere eine Bedienung fern des Fahrzeugs und somit räumlich getrennt von dem Flurförderzeug zu verstehen, bei der insbesondere kein Sichtkontakt eines Bedieners zum Fahrzeug besteht.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die oben beschriebene Aufgabe gelöst durch ein Fahrzeug, insbesondere Flurförderzeug, insbesondere Schmalgang-Flurförderzeug, zum Heben einer Last auf eine Regalhöhe eines Regals, mit: einer Lastaufnahme, die ausgebildet ist, eine Last aufzunehmen; einer Hebeeinrichtung, die ausgebildet ist, die Lastaufnahme mit der aufgenommenen Last auf eine Regalhöhe des Regals zu heben; einer Steuerung zur Steuerung der Lastaufnahme und der Hebeeinrichtung durch einen Bediener des Fahrzeugs; und einem Aufnahmesystem, insbesondere einem optischen Aufnahmesystem, beispielsweise einer Kamera, das ausgebildet ist, Messdaten, insbesondere räumliche Messdaten, bevorzugt visuelle Messdaten, beispielsweise eine visuelle Bildsequenz, eines Arbeitsbereichs der Lastaufnahme aufzuzeichnen und an ein Sichtgerät des Bedieners zu übertragen, so dass der Bediener die Lastaufnahme und die Hebeeinrichtung anhand der auf das Sichtgerät projizierten Messdaten, insbesondere räumlichen Messdaten, bevorzugt visuellen Messdaten, beispielsweise visuellen Bildsequenz, des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme steuern kann.
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Durch das Aufzeichnen der Messdaten, beispielsweise einer visuellen Bildsequenz, des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme werden die Sichtverhältnisse des Fahrzeugs beim Heben einer Last verbessert. Der Fahrer hat eine bessere Sicht auf die Last und kann die Hebeeinrichtung mit der Lastaufnahme leichter steuern, um die Last passgenau in dem Regal abzulegen. Damit erweitern sich die Einsatzszenarien. Insbesondere erhöht sich die realisierbare bzw. bedienbare Regalhöhe eines solchen Fahrzeugs.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Fahrzeugs ist das Aufnahmesystem, beispielsweise die Kamera, mit der Lastaufnahme beweglich angeordnet und ausgebildet, die Messdaten, insbesondere die visuellen Messdaten, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme beim Heben der Lastaufnahme aufzuzeichnen.
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Das Aufnahmesystem, beispielsweise die Kamera, kann hierzu beispielsweise an der Lastaufnahme befestigt sein oder einem anderen Element des Fahrzeugs, das mit der Lastaufnahme bewegt werden kann, so dass die Messdaten, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, direkt im Arbeitsbereich der Lastaufnahme erzeugt werden kann und dem Bediener beispielsweise in Echtzeit zur Verfügung gestellt werden kann.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Fahrzeugs umfasst das Sichtgerät ein Augmented Reality, AR, und/oder Virtual Reality, VR, Sichtgerät mit einem Display, insbesondere eine AR-Brille oder VR-Brille und ist ausgebildet, die Messdaten, insbesondere die visuellen Messdaten, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme in Form einer AR und/oder VR auf das Display zu projizieren.
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Augmented Reality ist die Überlagerung digitaler oder computergenerierter Informationen wie Bilder, Audio, Video sowie Berührungen oder haptische Empfindungen in einer Echtzeitumgebung. So ermöglicht ein AR-Sichtgerät, beispielsweise eine AR-Brille dem Benutzer, die reale Welt mit virtuellen Objekten zu sehen, die der realen Welt überlagert oder mit ihr zusammengesetzt sind. AR ergänzt die Realität, anstatt sie vollständig zu ersetzen. AR kombiniert reale und virtuelle Informationen interaktiv in Echtzeit, hier das Sichtfeld auf die reale Welt mit der visuellen Bildsequenz des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme. Das AR-Sichtgerät verbessert damit die Wahrnehmung der Umgebung durch den Benutzer und stellt ihm nützliche Informationen bereit, die ein besseres Verständnis seiner Umgebung ermöglichen und seine Entscheidungen und Handlungen verbessert.
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Virtual Reality (VR) bzw. Virtuelle Realität ist eine computergenerierte Wirklichkeit, die ein Benutzer mithilfe eines speziellen VR-Sichtgeräts beispielsweise einer VR-Brille erleben kann. Im Gegensatz zur Augmented Reality (AR) wird die reale Umgebung hier komplett ausgeblendet. VR ist definiert durch zwei grundlegende Eigenschaften: Immersion, das Eintauchen bzw. Versinken in eine virtuelle Welt, und Interaktion. Aus deren Kombination entsteht das Gefühl, Teil dieser virtuellen Welt zu sein. Das VR-Sichtgerät gibt dem Bediener den Eindruck, Teil der Lastaufnahme zu sein, so dass es ihm leichter fällt, das Fahrzeug zu steuern und die Last an der richtigen Stelle des Regals abzusetzen.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Fahrzeugs ist das Fahrzeug ein Man-down Flurförderzeug, das einen Fahrerarbeitsplatz für den Bediener, beispielsweise in Bodenhöhe, umfasst, der nicht mit der Hebeeinrichtung angehoben wird, wobei die Steuerung an dem Fahrerarbeitsplatz angeordnet ist, so dass das Fahrzeug von dem Fahrerarbeitsplatz aus steuerbar ist.
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Durch das Übertragen der Messdaten, beispielsweise der visuellen Bildsequenz, des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme an das Sichtgerät des Bedieners hat der Bediener im Fahrerarbeitsplatz die gleiche Sicht auf die Last, als würde er beim Heben der Last oben direkt an der Lastaufnahme die Last beobachten, ohne dass er dazu nach oben gefahren werden muss.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Fahrzeugs entspricht eine Position des Aufnahmesystems, beispielsweise der Kamera, einer Position eines Bedieners eines Man-up Flurförderzeugs, bei dem der Fahrerarbeitsplatz mit der Hebeeinrichtung angehoben wird und der Bediener im Fahrerarbeitsplatz Sicht auf den Arbeitsbereich der Lastaufnahme hat.
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Durch das Übertragen der Messdaten, beispielsweise der visuellen Bildsequenz, des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme an das Sichtgerät des Bedieners hat der Bediener eines "Man-down"-Flurförderzeugs im Fahrerarbeitsplatz die gleiche Sicht auf die Last, als würde er in einem "Man-up" Flurförderzeug mit der Hebeeinrichtung nach oben fahren und dort die Last beobachten.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Fahrzeugs ist das Fahrzeug ein ferngesteuertes Flurförderzeug, das einen Fahrerarbeitsplatz außerhalb des Flurförderzeugs umfasst, wobei das Fahrzeug von dem Fahrerarbeitsplatz aus fernsteuerbar ist, insbesondere dauerhaft oder zeitweise oder bedarfsweise fernsteuerbar ist.
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Der Fahrer braucht durch das Übertragen der Messdaten, beispielsweise der visuellen Bildsequenz, des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme an sein Sichtgerät auch gar nicht mehr in dem Fahrzeug, d.h. in einem Fahrerarbeitsplatz im Fahrzeug oder Flurförderzeug, selbst sitzen. Die Messdaten, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, kann an einen entfernten Ort fernübertragen werden, von wo aus der Fahrer sicher das Fahrzeug bedienen kann, insbesondere ohne direkten Sichtkontakt des Fahrers/Bedieners zum Fahrzeug.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Fahrzeugs umfasst das Aufnahmesystem ein 360°- Kamerasystem und/oder ein 3D-Messsystem, das ausgebildet ist, ein dreidimensionales Abbild des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme aufzuzeichnen; wobei das Aufnahmesystem ortsfest und/oder beweglich an der Lastaufnahme angebracht ist.
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Ein solches Kamera- oder Messsystem als Aufnahmesystem bietet den Vorteil, dass es ein sehr authentisches und vollständiges Abbild des Arbeitsfeldes erzeugt.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Fahrzeugs umfasst das Fahrzeug: einen Prozessor, der ausgebildet ist, die von dem Aufnahmesystem, beispielsweise der Kamera, aufgezeichneten Messdaten, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme in Daten umzuwandeln, die sich zur Projektion auf das Sichtgerät des Bedieners eignen; und ein Kommunikationsinterface, das ausgebildet ist, die umgewandelten Daten an das Sichtgerät des Bedieners zu übertragen.
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Durch eine solche Umwandlung der visuellen Bildsequenz in Daten kann die visuelle Bildsequenz bzw. die Daten ressourcenschonend an das Sichtgerät übertragen werden. Die Umwandlung der Messdaten, beispielsweise der Bildsequenz, kann damit bereits im Prozessor des Fahrzeugs erfolgen, so dass die entsprechend übertragenen Daten ohne großen Aufwand von dem Sichtgerät wiedergegeben werden können.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Fahrzeugs liegt eine Latenz der Datenumwandlung durch den Prozessor und der Datenübertragung durch das Kommunikationsinterface unterhalb einer vorgebbaren Latenz, welche einer Latenz entspricht, bei welcher der Bediener das Fahrzeug schwindelfrei bedienen kann.
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Damit ist der Vorteil verbunden, dass durch geringe Latenzzeiten eine quasiechtzeitfähige Steuerung des Fahrzeugs möglich ist, so dass es beim Bediener auch nicht zu Schwindelgefühlen durch die verzögerte Darstellung der Bewegungsabläufe kommt.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann bei der Auswertung und Darstellung bzw. Umwandlung der Messdaten künstliche Intelligenz verwendet werden, beispielsweise in dem Prozessor. Dadurch ist es in einfacher Weise möglich, fehlende Bildinformationen mittels künstlicher Intelligenz zu vervollständigen und insbesondere hinsichtlich Latenz Verbesserungen zu erzielen.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Fahrzeugs ist die Steuerung ausgebildet, bei Übertragung der Messdaten, beispielsweise der visuellen Bildsequenz, des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme an das Sichtgerät des Bedieners eine Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu reduzieren und/oder Anwendungen zu blockieren, welche nicht auf Ladungshandhabungsprozesse des Fahrzeugs gerichtet sind.
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Damit können Vorsichtsmaßnahmen umgesetzt werden, so dass es aufgrund der Beschäftigung des Bedieners mit den Messdaten beispielsweise der visuellen Bildsequenz, und die dadurch erfolgte Ablenkung des Bedieners bzw. Fahrers des Fahrzeugs zu keinen Unfällen kommt.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Fahrzeugs umfasst die Lastaufnahme eine Gabel mit zwei Gabelzinken und umfasst das Aufnahmesystem, beispielsweise die Kamera, ein Sichtfeld, das mittig zwischen die zwei Gabelzinken ausgerichtet ist, einer Draufsicht auf eine Übergabeposition der Last entspricht und/oder seitlich auf gleicher Höhe neben den zwei Gabelzinken ausgerichtet ist.
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Damit können Personenschutzeinrichtungen besser bzw. kostengünstiger realisiert werden, da eine freie Sicht auf die Ladung nebensächlich ist.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Fahrzeugs ist die Steuerung ausgebildet, eine oder mehrere der folgenden Zusatzinformationen des Fahrzeugs zur Integration auf dem Sichtgerät des Bedieners an das Sichtgerät zu übertragen:
- Fahrzeugparameter,
- Lagerverwaltungsdaten,
- Kommunikationsdaten,
- Auftragsverwaltungsdaten.
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Dies bringt den Vorteil, dass der Bediener gleichzeitig über relevante Zusatzinformationen verfügt, welche ihm die Steuerung des Fahrzeugs erleichtern. Durch die Integration dieser Zusatzinformationen auf das Sichtgerät des Bedieners können weitere Schnittstellen zur Darstellung dieser Informationen entfallen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die oben beschriebene Aufgabe gelöst durch ein Steuersystem zur Steuerung eines Fahrzeugs, insbesondere Flurförderzeugs, insbesondere Schmalgang-Flurförderzeugs, umfassend: ein Fahrzeug, insbesondere Flurförderzeug, insbesondere Schmalgang-Flurförderzeug gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt; und ein Sichtgerät zur Steuerung des Fahrzeugs über einen Bediener; wobei das Sichtgerät ausgebildet ist, die von dem Aufnahmesystem, insbesondere dem optischen Aufnahmesystem, beispielsweise der Kamera, aufgenommenen Messdaten, insbesondere räumlichen Messdaten, bevorzugt die visuellen Messdaten, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme des Fahrzeugs auf ein Display des Sichtgeräts zu projizieren und Eingaben des Benutzers zur Steuerung der Lastaufnahme und der Hebeeinrichtung des Fahrzeugs an die Steuerung des Fahrzeugs zu übertragen.
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Mit einem solchen Steuersystem, bei dem durch das Aufnahmesystem, beispielsweise die Kamera, des Fahrzeugs die Messdaten, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme aufgezeichnet wird, werden die Sichtverhältnisse des Bedieners beim Steuern des Fahrzeugs zum Heben einer Last verbessert. Der Fahrer hat eine bessere Sicht auf die Last und kann die Hebeeinrichtung mit der Lastaufnahme leichter steuern, um die Last passgenau in dem Regal abzulegen. Damit erweitern sich die Einsatzszenarien. Insbesondere erhöht sich die mögliche Regalhöhe eines solchen Fahrzeugs bzw. Steuersystems.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Steuersystems umfasst das Sichtgerät ein Augmented Reality, AR, und/oder Virtual Reality, VR, Sichtgerät mit einem Display, insbesondere eine AR-Brille oder VR-Brille und ist ausgebildet, die Messdaten, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme in Form einer AR und/oder VR auf das Display zu projizieren.
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Das AR-Sichtgerät verbessert damit die Wahrnehmung der Umgebung durch den Benutzer und stellt ihm nützliche Informationen bereit, die ein besseres Verständnis seiner Umgebung ermöglichen und seine Entscheidungen und Handlungen verbessert. Das VR-Sichtgerät gibt dem Bediener den Eindruck, Teil der Lastaufnahme zu sein, so dass es ihm leichter fällt, das Fahrzeug zu steuern und die Last an der richtigen Stelle des Regals abzusetzen.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die oben beschriebene Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, insbesondere Flurförderzeugs, insbesondere Schmalgang-Flurförderzeugs mit einem Sichtgerät, insbesondere einem AR- und/oder VR-Sichtgerät, wobei das Fahrzeug eine Lastaufnahme zur Aufnahme einer Last und eine Hebeeinrichtung zum Heben der Lastaufnahme mit der aufgenommenen Last auf eine Regalhöhe des Regals umfasst; wobei das Verfahren folgendes umfasst: Aufzeichnen von Messdaten, insbesondere räumlichen Messdaten, bevorzugt visuellen Messdaten, beispielsweise einer visuellen Bildsequenz, eines Arbeitsbereichs der Lastaufnahme des Fahrzeugs; Übertragen der Messdaten an das Sichtgerät eines Bedieners des Fahrzeugs zur Projektion der Bildsequenz auf das Sichtgerät; und Steuern der Lastaufnahme und der Hebeeinrichtung des Fahrzeugs durch das Sichtgerät basierend auf Eingaben des Bedieners in Reaktion auf die auf das Sichtgerät projizierten Messdaten, beispielsweise Bildsequenz.
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Mit einem solchen Verfahren verbessern sich die Sichtverhältnisse des Bedieners beim Steuern des Fahrzeugs zum Heben einer Last, wie oben bereits beschrieben. Der Fahrer hat eine bessere Sicht auf die Last und kann die Hebeeinrichtung mit der Lastaufnahme leichter steuern, um die Last passgenau in dem Regal abzulegen. Damit erweitern sich die Einsatzszenarien. Insbesondere erhöht sich die mögliche Regalhöhe, wenn ein solches Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs und ein entsprechendes Fahrzeug genutzt wird.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Fahrzeug eine Steuerung zur Steuerung der Lastaufnahme und der Hebeeinrichtung; und das Verfahren umfasst ferner: Übertragen von Steuerbefehlen basierend auf den Eingaben des Bedieners durch das Sichtgerät an die Steuerung des Fahrzeugs; und Steuern der Lastaufnahme und der Hebeeinrichtung des Fahrzeugs durch die Steuerung des Fahrzeugs basierend auf den durch das Sichtgerät übertragenen Steuerbefehlen.
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Durch eine solche Übertragung von Steuerbefehlen an die Steuerung des Fahrzeugs kann die Datenmenge, die über die Schnittstelle zwischen Sichtgerät und Steuerung im Fahrzeug übertragen werden muss, reduziert werden. Die Daten können ressourcenschonend von dem Sichtgerät an die Steuerung übertragen werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen:
- Figur 1:
- eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steuersystems 100 mit einem Fahrzeug am Beispiel eines Man-Down Flurförderzeugs;
- Figur 2:
- eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steuersystems 200 mit einem Fahrzeug am Beispiel eines ferngesteuerten Flurförderzeugs;
- Figur 3:
- eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens 300 zur Steuerung eines Fahrzeugs am Beispiel eines Flurförderzeugs.
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Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.
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Die Aspekte und Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der Erfindung zu vermitteln. Für einen Fachmann kann es jedoch offensichtlich sein, dass ein oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen mit einem geringeren Grad der spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Elemente in schematischer Form dargestellt, um das Beschreiben von einem oder mehreren Aspekten oder Ausführungsformen zu erleichtern. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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In dieser Offenbarung werden Flurförderzeuge und Schmalgang-Flurförderzeuge beschrieben. Zudem werden Man-up und Man-down Flurförderzeuge beschrieben.
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Als Flurförderzeug bezeichnet man alle gleislosen, gleisgebundenen oder spurgeführten Fahrzeuge, die innerbetrieblich für den Transport von Waren verwendet werden und mit einer Einrichtung zum Heben und Senken von Lasten versehen sind.
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Schmalgangflurförderzeuge ermöglichen ein außergewöhnliches Tempo beim Lasthandling. Beispielsweise bei einer angenommenen Regalhöhe von sieben Metern verarbeiten sie bis zu 30 Paletten pro Betriebsstunde und somit deutlich mehr als Gegengewichts- oder Schubmaststapler. Entscheidend ist dabei unter anderem, dass die Schmalgangflurförderzeuge gleichzeitig beschleunigen und heben. So lässt sich zum Beispiel eine Palette in großer Höhe in der Diagonalbewegung und durchweg hoher Geschwindigkeit besonders schnell bewegen.
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Schmalgangflurförderzeuge eignen sich besonders für schmale und hohe Industrieregale. Hochregalanlagen mit sehr schmalen Gängen sind eine der effektivsten Möglichkeiten, ein Lager in Bezug auf die Volumennutzung zu organisieren. Im Vergleich zu einem Standardlager, das mit einem Elektrostapler frei manövriert werden kann, reduziert sich die Gangbreite beispielsweise um bis zu 65 %.
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Mit den Schmalgangflurförderzeugen der Typen "Man-Up" und "Man-Down" können Lasten auf engstem Raum manövriert werden. Bei einem Man-up Flurförderzeug hat der Fahrer bzw. Bediener einen Fahrerarbeitsplatz, der am Hubmast angehoben wird. An dem Fahrerarbeitsplatz ist das Lastaufnahmemittel, auch Gabelzinken genannt, angeordnet.
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Bei einem Man-down Flurförderzeug ist der Fahrerarbeitsplatz im Fahrzeugkörper und wird nicht angehoben. Am Hubmast wird nur das Lastaufnahmemittel bzw. der Gabelzinken angehoben. Beide Typen von Geräten erlauben Hubhöhen von mehr als 10m.
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Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steuersystems 100 mit einem Fahrzeug am Beispiel eines Man-Down Flurförderzeugs.
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Das Fahrzeug 110 ist in diesem Beispiel ein Flurförderzeug, insbesondere ein Schmalgang-Flurförderzeug, das sich zum Heben von Lasten 121 auf eine Regalhöhe 131 eines Regals 132 eignet.
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Das Fahrzeug 110 umfasst eine Lastaufnahme 120, die ausgebildet ist, eine Last 121 aufzunehmen, beispielsweise eine Palette mit Waren.
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Das Fahrzeug 110 umfasst eine Hebeeinrichtung 130, beispielsweise einen Hubmast, die ausgebildet ist, die Lastaufnahme 120 mit der aufgenommenen Last 121 auf eine Regalhöhe 131 des Regals 132 zu heben. Eine solche Regalhöhe 131 kann höher als 10m über dem Boden sein. Das Regal 132 ist beispielsweise ein Lagerregal eines Warenlagers, in dem die verschiedenartigsten Waren gelagert werden und befüllt und entnommen werden können.
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Das Fahrzeug 110 umfasst eine Steuerung 140 zur Steuerung der Lastaufnahme 120 und der Hebeeinrichtung 130 durch einen Bediener 111 (oder Fahrer) des Fahrzeugs 110.
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Das Fahrzeug 110 umfasst ein Aufnahmesystem 150, insbesondere ein optisches Aufnahmesystem, bevorzugt eine Kamera, die ausgebildet ist, Messdaten 151, insbesondere räumliche Messdaten, bevorzugt visuelle Messdaten, beispielsweise eine visuelle Bildsequenz, eines Arbeitsbereichs 122 der Lastaufnahme 120 aufzuzeichnen und an ein Sichtgerät 112 des Bedieners 111 zu übertragen, so dass der Bediener 111 die Lastaufnahme 120 und die Hebeeinrichtung 130 anhand der auf das Sichtgerät 112 projizierten Messdaten 151, beispielsweise der visuellen Bildsequenz, des Arbeitsbereichs 122 der Lastaufnahme 120 steuern kann.
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Das beispielsweise als Kamera ausgebildete Aufnahmesystem 150 kann beispielsweise mit der Lastaufnahme 120 beweglich angeordnet sein, beispielsweise an der Lastaufnahme 120 angebracht sein, und ausgebildet sein, die Messdaten 151, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des Arbeitsbereichs 122 der Lastaufnahme 120 beim Heben der Lastaufnahme 120 aufzuzeichnen.
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Das Sichtgerät 112 kann beispielsweise ein Augmented Reality (AR) und/oder Virtual Reality (VR) Sichtgerät mit einem Display umfassen, beispielsweise eine vom Bediener 111 aufgesetzte AR-Brille oder VR-Brille. Das Sichtgerät 112 kann ausgebildet sein, die Messdaten 151, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des Arbeitsbereichs 122 der Lastaufnahme 120 in Form einer Erweiterten Realität (AR) und/oder einer virtuellen Realität (VR) auf das Display zu projizieren.
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Das Fahrzeug 110 kann beispielsweise ein Man-down Flurförderzeug sein, das einen Fahrerarbeitsplatz 160 für den Bediener 111 in Bodenhöhe umfasst, wie in Figur 1 dargestellt, der nicht mit der Hebeeinrichtung 130 angehoben wird. Die Steuerung 140 kann hier an dem Fahrerarbeitsplatz 160 angeordnet sein, so dass das Fahrzeug 110 von dem Fahrerarbeitsplatz 160 aus steuerbar ist.
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Eine Position des beispielsweise als Kamera ausgebildeten Aufnahmesystems 150 kann in diesem Man-down Flurförderzeug der Figur 1 einer Position eines Bedieners eines Man-up Flurförderzeugs entsprechen, bei dem der Fahrerarbeitsplatz 160 mit der Hebeeinrichtung 130 angehoben wird und der Bediener 111 im Fahrerarbeitsplatz 160 Sicht auf den Arbeitsbereich 122 der Lastaufnahme 120 hat. Der Fahrer des Man-down Flurförderzeugs kann hier in seiner Fahrerkabine 160 bzw. seinem Fahrerarbeitsplatz 160 sitzen bleiben und hat trotzdem bei hohen Hubhöhen von beispielsweise höher als 6m stets gute Sicht auf die Lastaufnahme 120 mit der Last 121. Er braucht sich nicht in eine große Höhe begeben.
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Das Fahrzeug 110 kann beispielsweise ein ferngesteuertes Flurförderzeug, d.h. ein aus der Ferne gesteuertes Flurförderzeug, sein, wie in Figur 2 dargestellt, das einen Fahrerarbeitsplatz 160 außerhalb des Flurförderzeugs und somit räumlich getrennt von dem Flurförderzeug umfasst und bei dem das Fahrzeug 110 von dem Fahrerarbeitsplatz 160 aus fernsteuerbar ist.
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Das beispielsweise als Kamera ausgebildete Aufnahmesystem 150 in Figuren 1, 2 kann beispielsweise ein 360°- Kamerasystem und/oder ein 3D-Messsystem umfassen, das ausgebildet ist, ein dreidimensionales Abbild des Arbeitsbereichs 122 der Lastaufnahme 120 aufzuzeichnen.
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Das beispielsweise als Kamera ausgebildete Aufnahmesystem 150 kann ortsfest und/oder beweglich an der Lastaufnahme 120 angebracht sein.
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Das Fahrzeug 110 kann einen Prozessor umfassen, der ausgebildet ist, die von dem Aufnahmesystem 150, beispielsweise der Kamera, aufgezeichneten Messdaten 151, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des Arbeitsbereichs der Lastaufnahme 120 in Daten umzuwandeln, die sich zur Projektion auf das Sichtgerät 112 des Bedieners 111 eignen. Das Fahrzeug 110 kann ferner ein Kommunikationsinterface umfassen, das ausgebildet ist, die umgewandelten Daten an das Sichtgerät 112 des Bedieners 111 zu übertragen. Der Prozessor und die Kommunikationsschnittstelle können sich beispielsweise in dem Aufnahmesystem 150 befinden oder auch in der Steuerung 140 des Fahrzeugs.
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Eine Latenz der Datenumwandlung durch den Prozessor und der Datenübertragung durch das Kommunikationsinterface kann beispielsweise unterhalb einer vorgebbaren Latenz liegen, welche einer Latenz entspricht, bei welcher der Bediener 111 das Fahrzeug 110 schwindelfrei bedienen kann. Dies kann beispielsweise im Bereich von Millisekunden sein.
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Die Steuerung 140 kann ausgebildet sein, bei Übertragung der Messdaten 151, beispielsweise der visuellen Bildsequenz, des Arbeitsbereichs 122 der Lastaufnahme 120 an das Sichtgerät 112 des Bedieners 111 eine Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 110 zu reduzieren und/oder Anwendungen zu blockieren, welche nicht auf Ladungshandhabungsprozesse des Fahrzeugs 110 gerichtet sind.
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Die Lastaufnahme 120 umfasst beispielsweise eine Gabel mit zwei Gabelzinken. Das beispielsweise als Kamera ausgebildete Aufnahmesystem 150 kann hierbei ein Sichtfeld umfassen, das mittig zwischen die zwei Gabelzinken ausgerichtet ist, einer Draufsicht auf eine Übergabeposition der Last 121 entspricht und/oder seitlich auf gleicher Höhe neben den zwei Gabelzinken ausgerichtet ist.
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Die Steuerung 140 kann zudem ausgebildet sein, eine oder mehrere der folgenden Zusatzinformationen des Fahrzeugs 110 zur Integration auf dem Sichtgerät 112 des Bedieners 111 an das Sichtgerät 112 zu übertragen:
- Fahrzeugparameter,
- Lagerverwaltungsdaten,
- Kommunikationsdaten,
- Auftragsverwaltungsdaten, etc.
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Figur 1 zeigt auch ein Steuersystem 100 zur Steuerung eines Fahrzeugs 110, insbesondere Flurförderzeugs, insbesondere Schmalgang-Flurförderzeugs. Das Steuersystem 100 umfasst: ein Fahrzeug 110, insbesondere Flurförderzeug, insbesondere Schmalgang-Flurförderzeug, wie oben beschrieben; und ein Sichtgerät 112 zur Steuerung des Fahrzeugs 110 über einen Bediener 111.
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Das Sichtgerät 112 ist dabei ausgebildet, die von dem beispielsweise als Kamera ausgebildete Aufnahmesystem 150 aufgenommenen Messdaten 151, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des Arbeitsbereichs 122 der Lastaufnahme 120 des Fahrzeugs 110 auf ein Display des Sichtgeräts 112 zu projizieren und Eingaben des Benutzers 111 zur Steuerung der Lastaufnahme 120 und der Hebeeinrichtung 130 des Fahrzeugs 110 an die Steuerung 140 des Fahrzeugs 110 zu übertragen.
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Wie oben beschrieben kann das Sichtgerät 112 ein Augmented Reality (AR) und/oder Virtual Reality (VR) Sichtgerät mit einem Display umfassen, insbesondere eine vom Bediener 111 getragene bzw. aufgesetzte AR-Brille oder VR-Brille. Es kann ausgebildet sein, die Messdaten 151, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des Arbeitsbereichs 122 der Lastaufnahme 120 in Form einer AR und/oder VR auf das Display zu projizieren.
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Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Steuersystems 200 mit einem Fahrzeug am Beispiel eines ferngesteuerten, d.h. aus der Ferne gesteuerten, Flurförderzeugs.
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Im Gegensatz zu dem Steuersystem 100 der Figur 1 handelt es sich bei dem Fahrzeug 110 der Figur 2 um ein ferngesteuertes Flurförderzeug, das einen Fahrerarbeitsplatz 160 außerhalb des Flurförderzeugs 110 und somit räumlich getrennt von dem Flurförderzeug umfasst und bei dem das Fahrzeug 110 von dem Fahrerarbeitsplatz 160 aus fernsteuerbar ist.
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Das Sichtgerät 112, beispielsweise eine AR-Brille oder VR-Brille des Bedieners 111 erhält die Messdaten 151, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des beispielsweise als Kamera ausgebildeten Aufnahmesystems 150, projiziert diese auf ein Display des Sichtgeräts 112, so dass der Bediener die Lastaufnahme 120 und die Hebeeinrichtung 130 anhand der auf das Sichtgerät 112 projizierten Messdaten 151, beispielsweise der visuellen Bildsequenz, des Arbeitsbereichs 122 der Lastaufnahme 120 steuern kann. Das Sichtgerät 112 kann die von dem Bediener 111 erstellten Steuersignale in Steuerbefehle 152 umwandeln und diese an die Steuerung 140 übertragen, mit der die Lastaufnahme 120 und die Hebeeinrichtung 130 angesteuert werden können.
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Figur 2 zeigt auch ein Steuersystem 200 zur Steuerung eines Fahrzeugs 110, insbesondere Flurförderzeugs, insbesondere Schmalgang-Flurförderzeugs. Das Steuersystem 200 umfasst: ein Fahrzeug 110, insbesondere Flurförderzeug, insbesondere Schmalgang-Flurförderzeug, wie oben beschrieben; und ein Sichtgerät 112 zur Steuerung des Fahrzeugs 110 über einen Bediener 111. Wie oben erwähnt, handelt es sich bei dem Fahrzeug 110 der Figur 2, im Unterschied zu dem der Figur 1, um ein ferngesteuertes Fahrzeug 110, bei dem die Fahrerkabine 160 sich außerhalb des Fahrzeugs 110 befindet.
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Das Sichtgerät 112 ist dabei ausgebildet, die von dem beispielsweise als Kamera ausgebildete Aufnahmesystem 150 aufgenommenen Messdaten 151, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des Arbeitsbereichs 122 der Lastaufnahme 120 des Fahrzeugs 110 auf ein Display des Sichtgeräts 112 zu projizieren und Eingaben des Benutzers 111 zur Steuerung der Lastaufnahme 120 und der Hebeeinrichtung 130 des Fahrzeugs 110 an die Steuerung 140 des Fahrzeugs 110 zu übertragen.
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Das Sichtgerät 112 kann ein Augmented Reality (AR) und/oder Virtual Reality (VR) Sichtgerät mit einem Display umfassen, insbesondere eine AR-Brille oder VR-Brille. Es kann ausgebildet sein, die Messdaten 151, beispielsweise die visuelle Bildsequenz, des Arbeitsbereichs 122 der Lastaufnahme 120 in Form einer AR und/oder VR auf das Display zu projizieren.
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Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens 300 zur Steuerung eines Fahrzeugs am Beispiel eines Flurförderzeugs, insbesondere eines Schmalgang-Flurförderzeugs.
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Das Fahrzeug 110 umfasst ein Sichtgerät 112, insbesondere ein AR- und/oder VR-Sichtgerät, wie oben zu den Figuren 1 und 2 beschrieben. Das Fahrzeug 110 umfasst eine Lastaufnahme 120 zur Aufnahme einer Last 121 und eine Hebeeinrichtung 130 zum Heben der Lastaufnahme 120 mit der aufgenommenen Last 121 auf eine Regalhöhe eines Regals 132, wie oben zu den Figuren 1 und 2 beschrieben.
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Das Verfahren 300 umfasst: Aufzeichnen 301 von Messdaten, insbesondere räumlichen Messdaten, bevorzugt visuellen Messdaten, beispielsweise einer visuellen Bildsequenz, eines Arbeitsbereichs 122 der Lastaufnahme 120 des Fahrzeugs 110, wie oben zu den Figuren 1 und 2 beschrieben.
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Das Verfahren 300 umfasst: Übertragen 302 der Messdaten 151, beispielsweise der visuellen Bildsequenz, an das Sichtgerät 112 eines Bedieners 111 des Fahrzeugs 110 zur Projektion der Messdaten 151 auf das Sichtgerät 112, wie oben zu den Figuren 1 und 2 beschrieben
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Das Verfahren 300 umfasst: Steuern 303 der Lastaufnahme 120 und der Hebeeinrichtung 130 des Fahrzeugs 110 durch das Sichtgerät 112 basierend auf Eingaben des Bedieners 111 in Reaktion auf die auf das Sichtgerät 112 projizierte Darstellung mit den Messdaten 151, beispielsweise der Bildsequenz 151, wie oben zu den Figuren 1 und 2 beschrieben.
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Das Fahrzeug 110 umfasst beispielsweise eine Steuerung 140 zur Steuerung der Lastaufnahme 120 und der Hebeeinrichtung 130. Das Verfahren 300 kann ferner folgendes umfassen: Übertragen von Steuerbefehlen basierend auf den Eingaben des Bedieners 111 durch das Sichtgerät 112 an die Steuerung 140 des Fahrzeugs 110; und Steuern der Lastaufnahme 120 und der Hebeeinrichtung 130 des Fahrzeugs 110 durch die Steuerung 140 des Fahrzeugs 110 basierend auf den durch das Sichtgerät 112 übertragenen Steuerbefehlen.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm zur Ausführung dieses Verfahrens 300 auf einem Computer, zum Beispiel einer Steuerung bzw. einem Steuerrechner des Fahrzeugs.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Das Flurförderzeug 110 kann manuell von der Bedienperson 111 bedient und gesteuert werden, wobei die Bedienperson 111 auf dem Flurförderzeug 110 anwesend sein kann - wie in der Figur 1 dargestellt ist - oder räumlich getrennt von dem Flurförderzeug 110 sein kann - wie in der Figur 2 dargestellt ist.
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Das Flurförderzeug 110 kann alternativ als teilautomatisiertes oder automatisiertes Flurförderzeug, beispielsweise automatisiert fahrendes Flurförderzeug, ausgebildet sein, das für spezifische Prozesse, beispielsweise bei der Lastaufnahme, über die Steuerung 140 und das Sichtgerät 112 von dem Bediener 111 anhand der auf das Sichtgerät 112 projizierten Messdaten151, insbesondere visuellen Messdaten, und somit das virtuelle Bediensystem gesteuert wird. Das Flurförderzeug 110 kann jedoch laterale Bewegungen und beispielsweise Ladungsabgabe automatisch umsetzen und durchführen. Die Steuerung des Flurförderzeugs 110 durch den Bediener 111 mittels des Sichtgerätes 112 kann wie in der Figur 1 oder wie in der Figur 2 erfolgen.