LU500260B1 - Self-propelled device for use in an industrial environment - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine selbstfahrende Vorrichtung (10, 60) zum Einsatz in einer industriellen Umgebung, aufweisend: eine erste Detektoreinrichtung (20, 90), die dazu ausgebildet ist, ein erstes Objekt zu erfassen, eine mit der ersten Detektoreinrichtung (20, 90) verbundene Steuer- und Auswerteeinrichtung (30, 110), die dazu ausgebildet ist, - in Abhängigkeit von von der ersten Detektoreinrichtung (20, 90) hinsichtlich des ersten Objekts bereitgestellten Daten die Annäherungsgeschwindigkeit und Bewegungsvektoren des ersten Objekts relativ zur selbstfahrenden Vorrichtung (10, 60) zu ermitteln, und - zur Vermeidung einer Kollision mit dem ersten Objekt in Abhängigkeit von der ermittelten Annäherungsgeschwindigkeit und den ermittelten Bewegungsvektoren des ersten Objekts die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung (10, 60) zu steuern.The invention relates to a self-propelled device (10, 60) for use in an industrial environment, having: a first detector device (20, 90) which is designed to detect a first object, a first detector device (20, 90) connected control and evaluation device (30, 110), which is designed to - as a function of data provided by the first detector device (20, 90) with regard to the first object, the approach speed and movement vectors of the first object relative to the self-propelled device (10, 60 ) to determine, and - to control the direction of movement and/or the speed of the self-propelled device (10, 60) in order to avoid a collision with the first object depending on the determined approach speed and the determined movement vectors of the first object.
Description
Selbstfahrende Vorrichtung zum Einsatz in einer industriellen Umgebung Beschreibung Die Erfindung betrifft eine selbstfahrende Vorrichtung, insbesondere einen Industrie- Roboter oder ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTF) zum Einsatz in einer industriel- len Umgebung.The invention relates to a self-propelled device, in particular an industrial robot or a driverless transport vehicle (AGV) for use in an industrial environment.
Bei einer industriellen Mensch-Roboter-Kollaborations-Anwendung, wie zum Beispiel beim Einsatz in der Fertigungstechnik, werden in zunehmendem Maße bewegliche In- dustrie-Roboter eingesetzt, die Arbeitsdienste verrichten und dem Menschen schwere und monotone Arbeiten abnehmen. Um eine gefahrlose Zusammenarbeit zu ermögli- chen und das Verletzungsrisiko für die Arbeitnehmer vor Ort zu minimieren, müssen die Industrie-Roboter durch Schutzeinrichtungen abgesichert werden. Aufgrund ihrer Größe und Geschwindigkeit geht von den sich autonom bewegenden Industrie-Robo- tern und fahrerlosen Transportfahrzeugen ein großes Verletzungsrisiko für die Mitarbei- ter aus. Sofern es sich um stationäre Industrie-Roboter handelt, lassen sich Schutzein- richtungen relativ einfach implementieren, indem im einfachsten Fall einfach die Span- nungsversorgung des Roboters abgeschaltet oder ein Schutzgitter geschlossen wird, um die Sicherheit der Arbeiter zu gewährleisten. Wenn jedoch kollaborative Roboter zum Einsatz kommen, die sich autonom bewegen und gemeinsam mit Menschen in ei- nem Prozess zusammenarbeiten, müssen besondere Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden.In an industrial human-robot collaboration application, such as when used in manufacturing technology, mobile industrial robots are being used to an increasing extent, which perform work services and relieve people of heavy and monotonous work. In order to enable safe cooperation and to minimize the risk of injury for the employees on site, the industrial robots must be protected by protective devices. Due to their size and speed, the autonomously moving industrial robots and driverless transport vehicles pose a major risk of injury for employees. As far as stationary industrial robots are concerned, protective devices can be implemented relatively easily, in the simplest case simply by switching off the power supply to the robot or by closing a protective grille to ensure the safety of the workers. However, when collaborative robots are used that move autonomously and work together with humans in a process, special safety measures must be taken.
In bekannter Weise werden sich autonom bewegende Roboter über spezielle Senso- ren abgesichert, um zum Beispiel bei Berührung eines Hindernisses deren Bewegung zu stoppen. Ein solcher Ansatz ist beispielsweise aus der DE 10 2007 063 099 A1 be- kannt.In a known way, autonomously moving robots are protected by special sensors, for example to stop their movement if they come into contact with an obstacle. Such an approach is known, for example, from DE 10 2007 063 099 A1.
Aus der DE 20 2013 104 860 U1 ist ein Industrieroboter bekannt, der eine Steuerung und eine mit der Steuerung verbundene Erfassungseinrichtung mit einer Sensoreinrich- tung aufweist, um eine auftretende Kollision des Industrieroboters mit einem Hindernis erfassen zu können. Um eine potentielle Kollision vermeiden zu können, erfasst die Er- fassungseinrichtung einen Abstand zwischen dem Industrieroboter und dem Hindernis.An industrial robot is known from DE 20 2013 104 860 U1, which has a controller and a detection device connected to the controller with a sensor device in order to be able to detect an occurring collision of the industrial robot with an obstacle. In order to be able to avoid a potential collision, the detection device detects a distance between the industrial robot and the obstacle.
Die Steuerung ist dazu ausgebildet, bei einer aus dem Abstand ermittelten Kollisions- gefahr den Industrieroboter eine Ausweichbewegung gegenüber dem Hindernis aus- führen zu lassen.The controller is designed to allow the industrial robot to perform an avoidance movement in relation to the obstacle if a risk of collision is determined from the distance.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbstfahrende Vorrichtung zu schaf- fen, die in zuverlässiger und flexibler Weise Kollisionen mit Hindernissen, insbesondere mit Menschen, vermeiden kann.The object of the invention is to create a self-propelled device that can reliably and flexibly avoid collisions with obstacles, in particular with people.
Das oben genannte technische Problem wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge- löst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen umschrieben. Ein Kerngedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, eine selbstfahrende Vor- richtung, wie zum Beispiel ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTF) oder einen selbst- fahrenden Industrie-Roboter, mit einer Detektoreinrichtung auszustatten. Die Detek- toreinrichtung weist insbesondere wenigstens eine digitale Kamera auf, die an einer geeigneten Stelle der selbstfahrenden Vorrichtung angebracht ist. Die selbstfahrende Vorrichtung ist insbesondere dazu ausgebildet, ihre Bewegungsrichtung und/oder Ge- schwindigkeit gezielt zu ändern, sobald ein Hindernis, z.B. ein Mensch, von der Detek- toreinrichtung erfasst wird, um eine Kollision mit dem erfassten Hindernis zu verhin- dern. Insbesondere ist die selbstfahrende Vorrichtung dazu ausgebildet, in Abhängig- keit von den von der Detektoreinrichtung gelieferten Daten die Annäherungsgeschwin- digkeit und Bewegungsvektoren eines Hindernisses relativ zur selbstfahrenden Vor- richtung zu ermitteln und in Abhängigkeit hiervon ihre Bewegungsrichtung und/oder Geschwindigkeit zu steuern. Mit anderen Worten: Die selbstfahrende Vorrichtung ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von der ermittelten Annäherungsgeschwindigkeit und den ermittelten Bewegungsvektoren beispielsweise eine Ausweichbewegung oder eine Rückwärtsbewegung auszuführen, abzubremsen, gegebenenfalls bis zum Still- stand abzubremsen, oder zu beschleunigen. Je nach Implementierung kann die selbst- fahrende Vorrichtung auch vollständig abgeschaltet werden, um eine Kollision mit ei- nem Hindernis oder eine Verletzung eines Menschen zu verhindern. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:The technical problem mentioned above is solved by the features of claim 1 . Advantageous developments are described in the dependent claims. A core idea of the invention can be seen in equipping a self-propelled device, such as a driverless transport vehicle (AGV) or a self-propelled industrial robot, with a detector device. In particular, the detector device has at least one digital camera that is attached to a suitable location on the self-propelled device. The self-propelled device is designed in particular to change its direction of movement and/or speed in a targeted manner as soon as an obstacle, e.g. a person, is detected by the detector device in order to prevent a collision with the detected obstacle. In particular, the self-propelled device is designed to determine the approach speed and movement vectors of an obstacle relative to the self-propelled device as a function of the data supplied by the detector device and to control its direction of movement and/or speed as a function of this. In other words: The self-propelled device is designed to execute an evasive movement or a backward movement, to brake, if necessary to brake to a standstill, or to accelerate, depending on the determined approach speed and the determined movement vectors. Depending on the implementation, the self-propelled device can also be switched off completely to prevent a collision with an obstacle or injury to a person. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment in conjunction with the drawings. Show in it:
Figur 1 ein fahrerloses Transportfahrzeug als eine beispielhafte selbstfahrende Vorrichtung, und Figur 2 als eine weitere beispielhafte selbstfahrende Vorrichtung einen Industrie- Roboter, der beispielsweise auf einer bewegbaren Basis montiert ist.FIG. 1 shows a driverless transport vehicle as an exemplary self-propelled device, and FIG. 2 shows an industrial robot as a further exemplary self-propelled device, which is mounted, for example, on a movable base.
In Figur 1 ist eine beispielhafte selbstfahrende Vorrichtung 10 gezeigt, die beispiels- weise als fahrerloses Transportfahr realisiert sein kann. Die selbstfahrende Vorrichtung ist insbesondere zum Einsatz in einer industriellen Umgebung, beispielsweise einer Fertigungshalle, vorgesehen. Die selbstfahrende Vorrichtung 10 kann eine erste Detek- 10 toreinrichtung 20 aufweisen, welche beispielsweise eine digitale 2D- oder 3D-Kamera 21 aufweist, welche zum Erzeugen von Bilddaten ausgebildet ist. Angemerkt sei, dass die Detektoreinrichtung 20 auch mehrere an der selbstfahrenden Vorrichtung 10 mon- tierte Kameras aufweisen kann, die beispielsweise redundant arbeiten und im Wesent- lichen denselben Ausschnitt der Arbeitsumgebung der selbstfahrenden Vorrichtung 10 erfassen. Alternativ können die Kameras auch unterschiedliche Ausschnitte der Ar- beitsumgebung erfassen. Hierauf wird später noch eingegangen. Lediglich der einfachen Darstellung wegen ist in Figur 1 nur eine einzige digitale Ka- mera 21 dargestellt. Vorzugsweise ist die digitale Kamera 21 derart an der selbstfah- renden Vorrichtung 10 montiert, dass sie die Arbeitsumgebung der selbstfahrenden Vorrichtung 10 mit einem Horizontalwinkel von n x 360° abtasten kann, wobei n größer oder gleich 1 ist. Auf diese Weise kann die digitale Kamera 21 ähnlich einem Schiffsra- dar verwendet werden, um zum Beispiel kontinuierlich die gesamte Umgebung der selbstfahrenden Vorrichtung 10 abtasten zu können. Hierzu kann die Kamera 21 auf dem Dach oder einer anderen horizontalen Fläche der selbstfahrenden Vorrichtung 10 angeordnet und um ihre Vertikalachse drehbar gelagert sein, wie in Figur 1 erkennbar. Gegebenenfalls kann die digitale Kamera 21 hinsichtlich ihrer optischen Achse bzw. ih- rer Längsachse geneigt, d. h. nach oben oder unten geschwenkt werden, um zum Bei- spiel Hindernisse unterschiedlicher Größe erfassen zu können.FIG. 1 shows an example of a self-propelled device 10, which can be implemented as a driverless transport vehicle, for example. The self-propelled device is intended in particular for use in an industrial environment, for example a production hall. The self-propelled device 10 can have a first detector device 20, which has a digital 2D or 3D camera 21, for example, which is designed to generate image data. It should be noted that the detector device 20 can also have several cameras mounted on the self-propelled device 10 which, for example, work redundantly and essentially capture the same section of the working environment of the self-propelled device 10 . Alternatively, the cameras can also capture different sections of the work environment. This will be discussed later. Only a single digital camera 21 is shown in FIG. 1 for the sake of simplicity. The digital camera 21 is preferably mounted on the self-propelled device 10 in such a way that it can scan the working environment of the self-propelled device 10 with a horizontal angle of n×360°, where n is greater than or equal to 1. In this way, the digital camera 21 can be used in a manner similar to a ship's radar, for example to be able to continuously scan the entire area surrounding the self-propelled device 10 . For this purpose, the camera 21 can be arranged on the roof or another horizontal surface of the self-propelled device 10 and can be mounted so that it can rotate about its vertical axis, as can be seen in FIG. If necessary, the digital camera 21 can be inclined with respect to its optical axis or its longitudinal axis, i. H. swiveled up or down, for example to be able to detect obstacles of different sizes.
Ferner kann in der selbstfahrenden Vorrichtung 10 eine weitere Detektoreinrichtung 50 implementiert sein, die wenigstens einen Bewegungssensor, und/oder wenigstens ei- nen Beschleunigungssensor, und/oder wenigstens einen Ultraschallsensor und/oder wenigstens einen Triangulationssensor und/oder einen GNSS (Globales Navigations- Satellitensystem)-Empfänger aufweisen kann, die jedoch vorzugsweise innerhalb der selbstfahrenden Vorrichtung 10 angeordnet sind. Die Detektoreinrichtung 50 dient ins- besondere dazu, die Geschwindigkeit und/oder Bewegung der selbstfahrenden Vor- richtung 10 zu erfassen. Mit dem Begriff „Bewegung“ wird beispielsweise auch erfasst, ob sich die selbstfahrende Vorrichtung 10 translatorisch oder kurvenförmig bewegt.Furthermore, a further detector device 50 can be implemented in the self-propelled device 10, which has at least one movement sensor and/or at least one acceleration sensor and/or at least one ultrasonic sensor and/or at least one triangulation sensor and/or a GNSS (Global Navigation Satellite System )-receivers, which, however, are preferably arranged within the self-propelled device 10. The detector device 50 serves in particular to detect the speed and/or movement of the self-propelled device 10 . The term “movement” also covers, for example, whether the self-propelled device 10 moves in a translatory or curved manner.
Ferner kann die Detektoreinrichtung 20 und/oder die Detektoreinrichtung 50 dazu aus- gebildet sein, den Abstand zwischen der selbstfahrenden Vorrichtung 10 und einem er- fassten Objekt zu messen.Furthermore, the detector device 20 and/or the detector device 50 can be designed to measure the distance between the self-propelled device 10 and a detected object.
Ferner weist die selbstfahrende Vorrichtung 10 eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 auf, die als Mikrocontroller 30 ausgebildet sein kann. Vorzugsweise enthält die selbstfahrende Vorrichtung 10 eine Speichereinrichtung 40, auf die der Mikrocontroller 40 zugreifen kann. In der Speichereinrichtung 40 kann beispielsweise eine Firmware zur Überwachung und Steuerung des Betriebs der selbstfahrenden Vorrichtung 10 und/oder ein Bildverarbeitungsprogramm und/oder ein Programm zur Kollisionsverhin- derung gespeichert sein. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 ist dazu ausgebildet, die, sofern in der Speichereinrichtung 40 abgelegt, Firmware zur Überwachung und Steuerung des Betriebs der selbstfahrenden Vorrichtung 10, das Bildverarbeitungspro- gramm und das Programm zur Kollisionsverhinderung auszuführen.Furthermore, the self-propelled device 10 has a control and evaluation device 30 which can be embodied as a microcontroller 30 . The self-propelled device 10 preferably contains a memory device 40 which the microcontroller 40 can access. For example, firmware for monitoring and controlling the operation of the self-propelled device 10 and/or an image processing program and/or a program for preventing collisions can be stored in the memory device 40 . The control and evaluation device 30 is designed to execute the firmware for monitoring and controlling the operation of the self-propelled device 10, the image processing program and the program for collision prevention, if stored in the memory device 40.
In Figur 2 ist eine alternative beispielhafte selbstfahrende Vorrichtung 10 gezeigt, die beispielsweise als Industrie-Roboter 60 realisiert sein kann. Der beispielhafte Industrie- roboter 60 kann eine selbstfahrende Basis 70 aufweisen, auf der der Roboter, insbe- sondere ein beweglicher Roboterarm 80 montiert sein kann.FIG. 2 shows an alternative example of a self-propelled device 10, which can be implemented as an industrial robot 60, for example. The exemplary industrial robot 60 can have a self-propelled base 70 on which the robot, in particular a movable robot arm 80, can be mounted.
Die selbstfahrende Vorrichtung 60 kann eine erste Detektoreinrichtung 90 aufweisen, welche beispielsweise eine digitale 2D- oder 3D-Kamera 91 aufweist, welche zum Er- zeugen von Bilddaten ausgebildet ist. Angemerkt sei, dass die Detektoreinrichtung 90 auch mehrere an der selbstfahrenden Vorrichtung 60 montierte Kameras aufweisen kann, die beispielsweise redundant arbeiten und im Wesentlichen denselben Aus- schnitt der Arbeitsumgebung der selbstfahrenden Vorrichtung 60 erfassen. Alternativ können die Kameras auch unterschiedliche Ausschnitte der Arbeitsumgebung erfas- sen. Hierauf wird später noch eingegangen.The self-propelled device 60 can have a first detector device 90, which has a digital 2D or 3D camera 91, for example, which is designed to generate image data. It should be noted that the detector device 90 can also have a plurality of cameras mounted on the self-propelled device 60 which, for example, work redundantly and essentially capture the same section of the working environment of the self-propelled device 60 . Alternatively, the cameras can also capture different sections of the work environment. This will be discussed later.
Lediglich der einfachen Darstellung wegen ist in Figur 2 nur eine einzige digitale Ka- mera 91 dargestellt.Only a single digital camera 91 is shown in FIG. 2 for the sake of simplicity.
Vorzugsweise ist die digitale Kamera 91 derart an der selbstfah- renden Vorrichtung 60 montiert, dass sie die Arbeitsumgebung der selbstfahrenden Vorrichtung 60 mit einem Horizontalwinkel von n x 360° abtasten kann, wobei n größer 5 oder gleich 1 ist.The digital camera 91 is preferably mounted on the self-propelled device 60 in such a way that it can scan the working environment of the self-propelled device 60 with a horizontal angle of n×360°, where n is greater than 5 or equal to 1.
Auf diese Weise kann die digitale Kamera 91 ähnlich einem Schiffsra- dar verwendet werden, um kontinuierlich die gesamte Umgebung der selbstfahrenden Vorrichtung 60 abtasten zu können.In this way, the digital camera 91 can be used in a manner similar to a ship's radar, in order to be able to continuously scan the entire area surrounding the self-propelled device 60 .
Hierzu kann die Kamera 91 auf dem Dach oder ei- ner anderen horizontalen Fläche der selbstfahrenden Vorrichtung 60 angeordnet und um ihre Vertikalachse drehbar gelagert sein, wie in Figur 2 erkennbar.For this purpose, the camera 91 can be arranged on the roof or another horizontal surface of the self-propelled device 60 and can be mounted such that it can rotate about its vertical axis, as can be seen in FIG.
Gegebenenfalls kann die digitale Kamera 91 hinsichtlich ihrer optischen Achse bzw. ihrer Längsachse geneigt, d. h. nach oben oder unten geschwenkt werden, um zum Beispiel Hindernisse unterschiedlicher Größe erfassen zu können.If necessary, the digital camera 91 can be inclined with respect to its optical axis or its longitudinal axis, i. H. can be swiveled up or down, for example to be able to detect obstacles of different sizes.
Ferner kann in der selbstfahrenden Vorrichtung 60 eine weitere Detektoreinrichtung 120 implementiert sein, die wenigstens einen Bewegungssensor, und/oder wenigstens einen Beschleunigungssensor, und/oder wenigstens einen Ultraschallsensor und/oder wenigstens einen Triangulationssensor und/oder einen GNSS (Globales Navigations- Satellitensystem)-Empfänger aufweisen kann, die jedoch vorzugsweise innerhalb der selbstfahrenden Vorrichtung 60 angeordnet sind.Furthermore, a further detector device 120 can be implemented in the self-propelled device 60, which has at least one motion sensor and/or at least one acceleration sensor and/or at least one ultrasonic sensor and/or at least one triangulation sensor and/or a GNSS (Global Navigation Satellite System) May have receivers, which are preferably arranged within the self-propelled device 60, however.
Die Detektoreinrichtung 120 dient ins- besondere dazu, die Geschwindigkeit und/oder Bewegung der selbstfahrenden Vor- richtung 60 zu erfassen.The detector device 120 serves in particular to detect the speed and/or movement of the self-propelled device 60 .
Ferner weist die selbstfahrende Vorrichtung 60 eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 110 auf, die als Mikrocontroller ausgebildet sein kann.Furthermore, the self-propelled device 60 has a control and evaluation device 110, which can be embodied as a microcontroller.
Vorzugsweise enthält die selbst- fahrende Vorrichtung 60 eine Speichereinrichtung 100, auf die der Mikrocontroller 110 zugreifen kann.The self-propelled device 60 preferably contains a memory device 100 which the microcontroller 110 can access.
In der Speichereinrichtung 100 kann beispielsweise eine Firmware zur Überwachung und Steuerung des Betriebs der selbstfahrenden Vorrichtung 60 und ein Programm zur Kollisionsverhinderung gespeichert sein.For example, firmware for monitoring and controlling the operation of the self-propelled device 60 and a program for preventing collisions can be stored in the storage device 100 .
Die Steuer- und Auswerteein- richtung 110 ist insbesondere dazu ausgebildet, auf das in der Speichereinrichtung 100 abgelegte Programm zur Kollisionsverhinderung auszuführen.The control and evaluation device 110 is designed in particular to execute the collision prevention program stored in the memory device 100 .
Nunmehr wird die Funktionsweise der beispielhaften selbstfahrenden Vorrichtungen 10 und 60 in Verbindung mit mehreren Szenarien, und zwar nur anhand der selbstfahren- den Vorrichtung 10 näher erläutert.The operation of the exemplary self-propelled devices 10 and 60 will now be explained in more detail in connection with several scenarios, specifically with reference to the self-propelled device 10 only.
Angemerkt sei in diesem Zusammenhang, dass dieIt should be noted in this context that the
Funktionsweise der selbstfahrenden Vorrichtung 60 mit Ausnahme der Roboterfunktio- nalität, auf die es hier aber nicht ankommt, im Wesentlichen der nachfolgend erläuter- ten Funktionsweise der selbstfahrenden Vorrichtung 10 entspricht.The functioning of the self-propelled device 60, with the exception of the robot functionality, which is not important here, essentially corresponds to the functioning of the self-propelled device 10 explained below.
Angenommen sei nunmehr, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 die digitale Kamera 21 derart ansteuert, dass sie sich beispielsweise kontinuierlich um ihre Verti- kalachse dreht, um den vollständigen Arbeitsbereich der selbstfahrenden Vorrichtung abzutasten. Ferner sei angenommen, dass die digitale Kamera 21 ein erstes Ob- jekt, d.h. ein erstes Hindernis erfasst hat. Die aufgenommenen Bilddaten sendet die di- 10 gitale Kamera 21 vorzugsweise kontinuierlich oder in einstellbaren Zeitintervallen zur Steuer-und Auswerteeinrichtung 30, was in Figur 1 durch die zwischen der Kamera 21 und der Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 verlaufende gestrichelte Linie symbolisiert ist. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 führt z.B. das in der Speichereinrichtung 40 abgelegte Kollisionsverhinderungs-Programm aus. Das bewirkt, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 in Abhängigkeit von von der digitalen Kamera 21 hinsicht- lich des ersten erfassten Objekts erzeugten bzw. bereitgestellten Daten die Annähe- rungsgeschwindigkeit und Bewegungsvektoren des ersten Objekts relativ zur selbst- fahrenden Vorrichtung 10 ermittelt, und zur Vermeidung einer Kollision in Abhängigkeit von der ermittelten Annäherungsgeschwindigkeit und den ermittelten Bewegungsvekto- ren des erfassten Objekts die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 steuert. Insbesondere kann die Steuer- und Auswer- teeinrichtung 30 die selbstfahrende Vorrichtung 10 veranlassen, abzubremsen oder ge- mächlich bis zum Stillstand abzubremsen oder sofort anzuhalten oder auszuweichen, je nachdem, wie schnell und unter welchem Winkel sich das erfasste Objekt und die selbstfahrende Vorrichtung 10 aufeinander zubewegen. Erkennt hingegen die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30, dass sich das erfasste Hindernis und die selbstfahrende Vorrichtung 10 voneinander entfernen, muss die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 nicht die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vor- richtung 10 eingreifen. Alternativ könnte die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 sogar die selbstfahrende Vorrichtung 10 veranlassen, die Geschwindigkeit zu erhöhen.It is now assumed that the control and evaluation device 30 controls the digital camera 21 in such a way that it rotates continuously around its vertical axis, for example, in order to scan the entire working area of the self-propelled device. It is further assumed that the digital camera 21 has captured a first object, i.e. a first obstacle. The digital camera 21 preferably sends the recorded image data continuously or at adjustable time intervals to the control and evaluation device 30, which is symbolized in FIG. The control and evaluation device 30 executes the collision prevention program stored in the memory device 40, for example. The effect of this is that the control and evaluation device 30 determines the approach speed and movement vectors of the first object relative to the self-propelled device 10 as a function of data generated or provided by the digital camera 21 with regard to the first detected object, and Avoiding a collision as a function of the determined approach speed and the determined movement vectors ren of the detected object controls the direction of movement and/or the speed of the self-propelled device 10 . In particular, the control and evaluation device 30 can cause the self-propelled device 10 to decelerate or slowly decelerate to a standstill or to stop immediately or take evasive action, depending on how quickly and at what angle the detected object and the self-propelled device 10 approach each other to move. If, on the other hand, the control and evaluation device 30 recognizes that the detected obstacle and the self-propelled device 10 are moving away from one another, the control and evaluation device 30 does not have to intervene in the direction of movement and/or the speed of the self-propelled device 10 . Alternatively, the control and evaluation device 30 could even cause the self-propelled device 10 to increase the speed.
Um die Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung der selbstfahrenden Vorrichtung 10 präziser steuern zu können, kann die erste Detektoreinrichtung 20, im vorliegenden Beispiel die digitale Kamera 21, dazu ausgebildet sein, die Oberflächenform des erstenIn order to be able to control the speed and/or direction of movement of the self-propelled device 10 more precisely, the first detector device 20, in the present example the digital camera 21, can be designed to detect the surface shape of the first
Objekts zumindest teilweise zu erfassen.Object to capture at least partially.
In diesen Fall kann die Steuer- und Auswer- teeinrichtung 30 dazu ausgebildet sein, nicht nur in Abhängigkeit von der ermittelten Annäherungsgeschwindigkeit und den ermittelten Bewegungsvektoren des ersten er- fassten Objekts, sondern auch in Abhängigkeit von den von der digitalen Kamera 21 gelieferten Daten, welche die Oberflächenform des erfassten Objekts repräsentieren,In this case, the control and evaluation device 30 can be designed not only as a function of the determined approach speed and the determined movement vectors of the first detected object, but also as a function of the data supplied by the digital camera 21 represent the surface shape of the detected object,
die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung zu steuern.to control the direction of movement and/or the speed of the self-propelled device.
Insbesondere kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 zum Bei- spiel das Bildverarbeitungsprogramm ausführen, um in Abhängigkeit von den von der digitalen Kamera 21 gelieferten Daten, welche die Oberflächenform des erfassten Ob-In particular, the control and evaluation device 30 can, for example, run the image processing program in order to, depending on the data supplied by the digital camera 21, which shows the surface shape of the object detected.
10 jekts repräsentieren, das erfasste Objekt zu erkennen und zu klassifizieren.10 jects to recognize and classify the detected object.
Vorzugs- weise kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 auf diese Weise erkennen, ob es sich bei dem erfassten ersten Objekt um einen Menschen oder ein physikalisches Hin- dernis, wie zum Beispiel eine Wand oder ein Regal handelt.In this way, the control and evaluation device 30 can preferably identify whether the detected first object is a person or a physical obstacle, such as a wall or a shelf.
Erkennt die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 zum Beispiel, dass das erfasste erste Objekt ein Mensch ist,If the control and evaluation device 30 recognizes, for example, that the detected first object is a person,
kann sie die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 erheblich sensibler, d.h. derart steuern, dass ein Verletzungsrisiko für den Menschen sicher ausgeschlossen werden kann.it can control the direction of movement and/or the speed of the self-propelled device 10 considerably more sensitively, i.e. in such a way that a risk of injury to humans can be reliably ruled out.
Gemäß einem zweiten Szenario sei wiederum angenommen, dass die Steuer- undAccording to a second scenario it is again assumed that the control and
Auswerteeinrichtung 30 die digitale Kamera 21 veranlasst, sich beispielsweise kontinu- ierlich um ihre Vertikalachse zu drehen, um den vollständigen Arbeitsbereich der selbstfahrenden Vorrichtung 10 abzutasten.Evaluation device 30 causes the digital camera 21 to rotate, for example, continuously about its vertical axis in order to scan the entire working area of the self-propelled device 10 .
Ferner sei angenommen, dass die Detek- toreinrichtung 20 bzw. die digitale Kamera 21 mehrere Objekte gleichzeitig erfasst hat.Furthermore, it is assumed that the detector device 20 or the digital camera 21 has detected several objects at the same time.
In diesem Fall kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 dazu ausgebildet sein, inIn this case, the control and evaluation device 30 can be designed to
Abhängigkeit von von der digitalen Kamera 21 gelieferten Daten die Annäherungsge- schwindigkeit und Bewegungsvektoren jedes der erfassten Objekte relativ zur selbst- fahrenden Vorrichtung 10 zu ermitteln.To determine the approach speed and movement vectors of each of the detected objects relative to the self-propelled device 10 as a function of data supplied by the digital camera 21 .
Unter Ausführung des in der Speichereinrich- tung 40 hinterlegten Kollisionsverhinderungs-Programms ist die Steuer- und Auswer- teeinrichtung 30 ferner in der Lage, in Abhängigkeit von der ermittelten Annäherungs-By executing the collision prevention program stored in the storage device 40, the control and evaluation device 30 is also able, depending on the determined approach
geschwindigkeit und den ermittelten Bewegungsvektoren jedes der erfassten Objekte wenigstens eines dieser Objekte auszuwählen und in Abhängigkeit von der Annähe- rungsgeschwindigkeit und den Bewegungsvektoren des wenigstens einen ausgewähl- ten Objekts die Bewegungsrichtung und/oder Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 zu steuern.speed and the determined movement vectors of each of the detected objects to select at least one of these objects and to control the movement direction and/or speed of the self-propelled device 10 depending on the approach speed and the movement vectors of the at least one selected object.
Vorteilhafterweise kann hierzu das Kollisionsverhinderungs-Programm dazu ausgebil- det sein, die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 zu veranlassen, in Abhängigkeit von der ermittelten Annäherungsgeschwindigkeit und den ermittelten Bewegungsvektoren jedes der erfassten Objekte zum Beispiel für jedes der erfassten Objekte den Zeitpunkt einer potentiellen Kollision mit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 zu berechnen. Vor- zugsweise wird demzufolge die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 die Annäherungs- geschwindigkeit und Bewegungsvektoren desjenigen Objekts zur Steuerung der Bewe- gungsrichtung und/oder Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 verwen- den bzw. auswählen, für das die kürzeste Zeit bis zur Kollision berechnet worden ist.Advantageously, the collision prevention program can be designed to cause the control and evaluation device 30 to determine the time of a potential collision with the self-propelled device 10 to calculate. Accordingly, the control and evaluation device 30 will preferably use or select the approach speed and movement vectors of that object for controlling the direction of movement and/or speed of the self-propelled device 10 for which the shortest time to collision has been calculated is.
Alternativ könnte die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 die Annäherungsgeschwin- digkeit und Bewegungsvektoren derjenigen Objekte zur Steuerung der Bewegungsrich- tung und/oder Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 verwenden bzw. auswählen, für die jeweils eine Kollisionszeitdauer berechnet worden ist, die kleiner o- der gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist. Mit anderen Worten: Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 ist unter Ausführung des Kollisionsverhinderungs-Pro- gramms dazu ausgebildet, für den Fall, dass mehrere Objekte gleichzeitig von der digi- talen Kamera 21 erfasst worden sind, gezielt nur diejenigen zur Steuerung der Bewe- gungsrichtung und/oder Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 weiter zu berücksichtigen, die ein bestimmtes Kriterium, hier zum Beispiel eine geschätzte Zeit- dauer bis zur Kollision mit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 erfüllen. Dank dieser ge- zielten Auswahl zu berücksichtigender Objekte aus einer Vielzahl von erfassten Objek- ten kann die Rechenleistung und Ressourcenverwaltung insbesondere hinsichtlich der Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 optimiert werden.Alternatively, the control and evaluation device 30 could use or select the approach speed and movement vectors of those objects for controlling the direction of movement and/or speed of the self-propelled device 10 for which a collision duration that was less than or equal to that was calculated is a predetermined threshold. In other words: the control and evaluation device 30 is designed to execute the collision prevention program, in the event that a plurality of objects have been captured simultaneously by the digital camera 21, specifically only those for controlling the direction of movement and/or speed of the self-propelled device 10 that meet a certain criterion, for example an estimated time period until the collision with the self-propelled device 10. Thanks to this targeted selection of objects to be taken into account from a large number of detected objects, the computing power and resource management can be optimized, in particular with regard to the control and evaluation device 30 .
Die gezielte Auswahl von Objekten aus einer Mehrzahl von erfassten Objekten, deren Annäherungsgeschwindigkeit und Bewegungsvektoren zur Steuerung der Bewegungs- richtung- und/oder Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 herangezogen werden, kann verbessert werden, wenn die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 zu- sätzlich digitale Daten von der Digitalkamera 21 verarbeiten kann, die jeweils die Ober- flächenform der gleichzeitig erfassten Objekte repräsentieren. Unter Ausführung des in der Speichereinrichtung 40 hinterlegten Kollisionsverhinderungs-Programms und gege- benenfalls des Bildverarbeitungsprogramms ist die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 dazu in der Lage, in Abhängigkeit von der ermittelten Annäherungsgeschwindigkeit und den ermittelten Bewegungsvektoren jedes der erfassten Objekte und in Abhängigkeit von den von der digitalen Kamera 21 gelieferten Bilddaten, die die zumindest teilweise erfasste Oberflächenform jedes der erfassten Objekte repräsentieren, wenigstens ei- nes dieser Objekte auszuwählen und in Abhängigkeit von der Annäherungsgeschwin- digkeit, den Bewegungsvektoren und zumindest der teilweise erfassten Oberflächen- form des wenigstens einen ausgewählten Objekts die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 zu steuern.The targeted selection of objects from a plurality of detected objects whose approach speed and movement vectors are used to control the direction of movement and/or speed of the self-propelled device 10 can be improved if the control and evaluation device 30 also uses digital data from the digital camera 21, each of which represents the surface shape of the simultaneously recorded objects. By executing the collision prevention program stored in memory device 40 and, if applicable, the image processing program, control and evaluation device 30 is able to, depending on the determined approach speed and the determined motion vectors of each of the detected objects and depending on the image data supplied by digital camera 21, which represent the at least partially captured surface shape of each of the captured objects, to select at least one of these objects and, depending on the approach speed, the movement vectors and at least the partially captured surface shape of the at least one selected object, the To control the direction of movement and / or the speed of the self-propelled device 10.
Insbesondere kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 unter Ausführung des Kol- lisionsverhinderungsprogramms und gegebenenfalls des Bildverarbeitungsprogramms dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von der ermittelten Annäherungsgeschwindig- keit und den ermittelten Bewegungsvektoren jedes der erfassten Objekte und in Ab- hängigkeit von den von der digitalen Kamera 21 gelieferten Bilddaten, die die zumin- dest teilweise erfasste Oberflächenform jedes der erfassten Objekte repräsentieren, für jedes erfasste Objekt ein Gefährdungsausmaß zu ermitteln, und in Abhängigkeit von den ermittelten Gefährdungsausmaßen wenigstens eines der erfassten Objekte auszu- wählen. In Abhängigkeit von der Annäherungsgeschwindigkeit, den Bewegungsvekto- ren und der zumindest teilweise erfassten Oberflächenform des wenigstens einen aus- gewählten Objekts kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 dann die Bewegungs- richtung und/oder die Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 steuern.In particular, the control and evaluation device 30 can be designed to run the collision prevention program and, if necessary, the image processing program, depending on the determined approach speed and the determined motion vectors of each of the detected objects and depending on the digital camera 21 supplied image data, which represent the at least partially detected surface shape of each of the detected objects, to determine an extent of risk for each detected object, and to select at least one of the detected objects as a function of the determined extent of risk. Depending on the approach speed, the movement vectors and the at least partially detected surface shape of the at least one selected object, the control and evaluation device 30 can then control the direction of movement and/or the speed of the self-propelled device 10 .
Das Gefährdungsausmaß kann beispielsweise davon abhängen, ob das jeweilige er- fasste Objekt spitze oder runde Formen aufweist. Gegebenenfalls kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 anhand der zumindest teilweise erfassten Oberflächenform ei- nes Objekts auf sein Gewicht schließen. All das sind beispielhafte Faktoren, die die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 berücksichtigen und vorzugsweise gewichtet aus- werten kann, um ein Gefährdungsausmaß hinsichtlich des jeweiligen Objekts und/oder der selbstfahrenden Vorrichtung 10 zu ermitteln.The extent of the hazard can depend, for example, on whether the respective detected object has a pointed or round shape. If necessary, the control and evaluation device 30 can use the at least partially detected surface shape of an object to deduce its weight. All of these are exemplary factors that the control and evaluation device 30 can take into account and preferably evaluate in a weighted manner in order to determine the extent of the risk with regard to the respective object and/or the self-propelled device 10 .
Um die Steuerung der selbstfahrenden Vorrichtung 10 noch präziser ausführen zu kön- nen, kann Detektoreinrichtung 20 und/oder 50 dazu ausgebildet sein, die Geschwindig- keit und/oder Bewegung der selbstfahrenden Vorrichtung 10 zu messen bzw. zu ermit- teln. In diesem Fall kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 unter Ausführung des Kollisionsverhinderungs-Programms dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von den von der digitalen Kamera 21 der ersten Detektoreinrichtung 20 hinsichtlich jedes der erfassten Objekte gelieferten Daten und in Abhängigkeit von den Daten, welche die Geschwindigkeit und/oder Bewegung der selbstfahrenden Vorrichtung repräsentieren,In order to be able to control the self-propelled device 10 even more precisely, the detector device 20 and/or 50 can be designed to measure or determine the speed and/or movement of the self-propelled device 10 . In this case, the control and evaluation device 30 can be designed to execute the collision prevention program, depending on the data supplied by the digital camera 21 to the first detector device 20 with regard to each of the detected objects and depending on the data which the speed and/or represent movement of the self-propelled device,
die Annäherungsgeschwindigkeit und Bewegungsvektoren jedes der erfassten Objekte relativ zur selbstfahrenden Vorrichtung zu ermitteln. Um auf eine kritische Kollisionssituation schnell reagieren zu können, kann die selbst- fahrende Vorrichtung 10 und insbesondere die Detektoreinrichtung 20 oder die Detek- toreinrichtung 50 dazu ausgebildet sein, insbesondere den Abstand der selbstfahrenden Vorrichtung 10 zu wenigstens einigen der von der Detektoreinrichtung 20 erfassten Objekte zu ermitteln bzw. zu messen. In diesem Fall kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 unter Ausführung des Kollisi- onsverhinderungs-Programms dazu ausgebildet sein, die selbstfahrende Vorrichtung sofort anzuhalten und/oder abzuschalten, wenn der ermittelte Abstand zu wenigstens einem der erfassten Objekte kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist.determine the approach speed and motion vectors of each of the detected objects relative to the self-propelled device. In order to be able to react quickly to a critical collision situation, the self-propelled device 10 and in particular the detector device 20 or the detector device 50 can be designed to in particular increase the distance between the self-propelled device 10 and at least some of the objects detected by the detector device 20 determine or measure. In this case, the control and evaluation device 30 can be designed to stop and/or switch off the self-propelled device immediately, while executing the collision prevention program, if the determined distance from at least one of the detected objects is less than or equal to a predetermined threshold value.
Angemerkt sei an dieser Stelle, dass die zuvor erläuterte Funktionsweise der selbstfah- renden Vorrichtung 10 auch dann zutrifft, wenn die Detektoreinrichtung 20 mehrere Ka- meras 21 umfasst. Je nach Implementierung können zum Beispiel zwei Kameras der- art an der selbstfahrenden Vorrichtung 10 montiert sein, dass sie im Wesentlichen die gleichen, d.h. redundante Bilder und somit redundante Bilddaten liefern, die von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 zum Beispiel zusätzlich zu Diagnosezwecken aus- gewertet werden können. Beispielsweise kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 dazu ausgebildet sein, die selbstfahrende Vorrichtung 10 sofort anzuhalten oder abzu- schalten, wenn die von den Kameras aufgenommen Bilder nicht mehr kongruent sind.It should be noted at this point that the previously explained mode of operation of the self-propelled device 10 also applies when the detector device 20 comprises a plurality of cameras 21 . Depending on the implementation, for example, two cameras can be mounted on the self-propelled device 10 in such a way that they essentially provide the same, i.e. redundant, images and thus redundant image data, which the control and evaluation device 30 evaluates, for example, additionally for diagnostic purposes. can be rated. For example, the control and evaluation device 30 can be designed to stop or switch off the self-propelled device 10 immediately if the images recorded by the cameras are no longer congruent.
Denkbar wäre ferner, mehrere Kameras der Detektoreinrichtung 20 derart an der selbstfahrenden Vorrichtung 10 anzubringen, dass die Kameras jeweils einen unter- schiedlichen Ausschnitt der Arbeitsumgebung erfassen. In diesem Fall kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 beispielsweise unter Ausführung des Kollisions- verhinderungs-Programms dazu ausgebildet sein, - die von den Kameras gelieferten Bilddaten gemeinsam zu verarbeiten, - in Abhängigkeit von von den Kameras gelieferten Daten die Annäherungsgeschwin- digkeit und Bewegungsvektoren jedes von den Kameras erfassten Objekts relativ zur selbstfahrenden Vorrichtung zu ermitteln undIt would also be conceivable to attach a plurality of cameras of the detector device 20 to the self-propelled device 10 in such a way that the cameras each capture a different section of the working environment. In this case, the control and evaluation device 30 can be designed, for example by executing the collision prevention program, to jointly process the image data supplied by the cameras, the approach speed and movement vectors of each to determine the object detected by the cameras relative to the self-propelled device and
- dann, wie oben anhand mehrerer Szenarien beschrieben, zur Vermeidung einer Kolli- sion die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vor- richtung entsprechend zu steuern. Zumindest einige der oben beispielhaft erläuterten Aspekte werden nachfolgend zu- sammengefasst. Gemäß einem beispielhaften Aspekt wird eine selbstfahrende Vorrichtung 10 bzw. 60 zum Einsatz in einer industriellen Umgebung geschaffen, welche folgende Merkmale aufweisen kann: eine erste Detektoreinrichtung 20 bzw. 90, die dazu ausgebildet ist, ein erstes Objekt zu erfassen, eine mit der ersten Detektoreinrichtung 20 bzw. 90 verbundene Steuer- und Auswer- teeinrichtung 30 bzw. 110, die dazu ausgebildet ist, - in Abhängigkeit von von der ersten Detektoreinrichtung 20 bzw. 90 hinsichtlich des ersten Objekts bereitgestellten Daten die Annäherungsgeschwindigkeit und Bewe- gungsvektoren des ersten Objekts relativ zur selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 zu ermitteln, und - zur Vermeidung einer Kollision mit dem ersten Objekt in Abhängigkeit von der ermit- telten Annäherungsgeschwindigkeit und den ermittelten Bewegungsvektoren des ers- ten Objekts die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 zu steuern.- then, as described above with reference to several scenarios, to control the direction of movement and/or the speed of the self-propelled device accordingly in order to avoid a collision. At least some of the aspects explained above by way of example are summarized below. According to an exemplary aspect, a self-propelled device 10 or 60 for use in an industrial environment is created, which can have the following features: a first detector device 20 or 90, which is designed to detect a first object, one with the first detector device 20 or 90 associated control and evaluation device 30 or 110, which is designed to, to determine the self-propelled device 10 or 60, and - to avoid a collision with the first object depending on the determined approach speed and the determined movement vectors of the first object, the direction of movement and/or the speed of the self-propelled device 10 or 60 to control.
Vorteilhafterweise weist die selbstfahrende Vorrichtung 10 bzw. 60 eine Speicherein- richtung 40 bzw. 100 auf, in der zum Beispiel ein Bildverarbeitungsprogramm und ein Kollisionsverhinderungsprogramm gespeichert sein kônnen, welche von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 bzw. 110 zur Steuerung der Bewegungsrichtung und/oder der Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 ausgeführt werden kônnen.Advantageously, the self-propelled device 10 or 60 has a memory device 40 or 100 in which, for example, an image processing program and a collision prevention program can be stored, which are used by the control and evaluation device 30 or 110 to control the direction of movement and/or the speed of the self-propelled device 10 or 60, respectively.
Vorteilhafterweise kann die erste Detektoreinrichtung 20 bzw. 90 dazu ausgebildet sein, die Oberflächenform des ersten Objekts zumindest teilweise zu erfassen, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 bzw. 110 dazu ausgebildet sein kann, auch in Abhängigkeit von den von der ersten Detektoreinrichtung 20 bzw. 90 gelieferten Daten,Advantageously, the first detector device 20 or 90 can be designed to at least partially detect the surface shape of the first object, wherein the control and evaluation device 30 or 110 can be designed to do this, also depending on the data generated by the first detector device 20 or 90 delivered data,
welche die zumindest teilweise erfasste Oberflächenform des ersten Objekts repräsen- tieren, die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vor- richtung 10 bzw. 60 zu steuern.which represent the at least partially detected surface shape of the first object, to control the direction of movement and/or the speed of the self-propelled device 10 or 60.
Vorteilhafterweise kann die erste Detektoreinrichtung 20 bzw. 90 dazu ausgebildet sein, das erste Objekt und wenigstens ein zweites Objekts gleichzeitig zu erfassen, wo- bei die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 bzw. 110 dazu ausgebildet sein kann, - in Abhängigkeit von von der ersten Detektoreinrichtung 20 bzw. 90 hinsichtlich des wenigstens einen zweiten Objekts gelieferten Daten die Annäherungsgeschwindigkeit und Bewegungsvektoren des wenigstens einen zweiten Objekts relativ zur selbstfah- renden Vorrichtung 10 bzw. 60 zu ermitteln, - in Abhängigkeit von der ermittelten Annäherungsgeschwindigkeit und den ermittelten Bewegungsvektoren des ersten Objekts und der ermittelten Annäherungsgeschwindig- keit und den ermittelten Bewegungsvektoren des wenigstens einen zweiten Objekts wenigstens eines dieser Objekte auszuwählen, und - in Abhängigkeit von der Annäherungsgeschwindigkeit und den Bewegungsvektoren des wenigstens einen ausgewählten Objekts die Bewegungsrichtung und/oder die Ge- schwindigkeit der selbstfahrende Vorrichtung 10 bzw. 60 zu steuern.Advantageously, the first detector device 20 or 90 can be designed to simultaneously detect the first object and at least one second object, wherein the control and evaluation device 30 or 110 can be designed to do this, depending on the first detector device 20 or 90 with regard to the at least one second object to determine the approach speed and movement vectors of the at least one second object relative to the self-propelled device 10 or 60, - depending on the determined approach speed and the determined movement vectors of the first object and the determined approach speed and the determined movement vectors of the at least one second object to select at least one of these objects, and - depending on the approach speed and the movement vectors of the at least one selected object, the direction of movement and/or the speed sc speed of the self-propelled device 10 or 60 to control.
Ferner kann die erste Detektoreinrichtung 20 bzw. 90 zum Beispiel dazu ausgebildet sein, die Oberflächenform des wenigstens einen zweiten Objekts zumindest teilweise zu er- fassen, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 bzw. 110 dazu ausgebildet sein kann, - auch in Abhängigkeit von den von der ersten Detektoreinrichtung 20 bzw. 90 geliefer- ten Daten, welche die zumindest teilweise erfasste Oberflächenform des ersten Ob- jekts und die zumindest teilweise erfasste Oberflächenform des wenigstens einen zwei- ten Objekts repräsentieren, wenigstens eines dieser Objekte auszuwählen, und - in Abhängigkeit von der Annäherungsgeschwindigkeit, den Bewegungsvektoren und der zumindest teilweise erfassten Oberflächenform des wenigstens einen ausgewähl- ten Objekts die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 zu steuern.Furthermore, the first detector device 20 or 90 can, for example, be designed to at least partially detect the surface shape of the at least one second object, wherein the control and evaluation device 30 or 110 can be designed to do this - also depending on the data supplied by the first detector device 20 or 90, which represent the at least partially detected surface shape of the first object and the at least partially detected surface shape of the at least one second object, to select at least one of these objects, and - depending on the approach speed, the movement vectors and the at least partially detected surface shape of the at least one selected object to control the direction of movement and/or the speed of the self-propelled device 10 or 60.
Vorteilhafterweise kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung anhand der zumindest teilweise erfassten Oberflächenform eines erfassten Objekts erkennen, ob das Objekt eine Person oder ein physikalisches Hindernis ist.Advantageously, the control and evaluation device can use the at least partially detected surface shape of a detected object to recognize whether the object is a person or a physical obstacle.
Vorteilhafterweise kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 bzw. 110 auch dazu ausgebildet sein, - in Abhängigkeit von der Annäherungsgeschwindigkeit, den Bewegungsvektoren und der zumindest teilweise erfassten Oberflächenform des ersten Objekts ein Gefähr- dungsausmaß für das erste Objekt und/oder die selbstfahrende Vorrichtung 10 bzw. 60 zu ermitteln, und - in Abhängigkeit von der Annäherungsgeschwindigkeit, den Bewegungsvektoren und der zumindest teilweise erfassten Oberflächenform des wenigstens einen zweiten Ob- jekts ein Gefährdungsausmaß für das wenigstens eine zweite Objekt und/oder die selbstfahrende Vorrichtung 10 bzw. 60 zu ermitteln, und - in Abhängigkeit von den ermittelten Gefährdungsausmaßen wenigstens eines dieser Objekte auszuwählen und - in Abhängigkeit von der Annäherungsgeschwindigkeit, den Bewegungsvektoren und der zumindest teilweise erfassten Oberflächenform des wenigstens einen ausgewähl- ten Objekts die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 zu steuern.Advantageously, the control and evaluation device 30 or 110 can also be designed to - depending on the approach speed, the movement vectors and the at least partially detected surface shape of the first object, an extent of danger for the first object and/or the self-propelled device 10 or 60, and - to determine the degree of danger for the at least one second object and/or the self-propelled device 10 or 60 as a function of the approach speed, the movement vectors and the at least partially detected surface shape of the at least one second object, and - select at least one of these objects depending on the extent of risk determined and - depending on the approach speed, the movement vectors and the at least partially detected surface shape of the at least one selected object, the direction of movement and/or the speed of the same stfahren device 10 or 60 to control.
Vorteilhafterweise kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 bzw. 110 dazu ausge- bildet sein, in Abhängigkeit von der ermittelten Annäherungsgeschwindigkeit und den ermittelten Bewegungsvektoren des ersten Objekts und der ermittelten Annäherungsgeschwindig- keit und den ermittelten Bewegungsvektoren des wenigstens einen zweiten Objekts je- weils eine Zeitdauer bis zu einer Kollision der selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 mit dem ersten Objekt und dem wenigstens einen zweiten Objekt zu ermitteln, in Abhängigkeit der ermittelten Zeitpunkte wenigstens eines dieser Objekte auszuwäh- len, und in Abhängigkeit von der Annäherungsgeschwindigkeit, den Bewegungsvektoren und der zumindest teilweise erfassten Oberflächenform des wenigstens einen ausgewähl- ten Objekts die Bewegungsrichtung und/oder die Geschwindigkeit der selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 zu steuern.Advantageously, the control and evaluation device 30 or 110 can be designed to measure a period of time depending on the determined approach speed and the determined movement vectors of the first object and the determined approach speed and the determined movement vectors of the at least one second object to determine up to a collision of the self-propelled device 10 or 60 with the first object and the at least one second object, to select at least one of these objects as a function of the points in time determined, and as a function of the approach speed, the movement vectors and the at least partially to control the direction of movement and/or the speed of the self-propelled device 10 or 60 based on the detected surface shape of the at least one selected object.
Vorteilhafterweise kann die selbstfahrende Vorrichtung 10 bzw. 60 eine zweite Detek- toreinrichtung 50 bzw. 120 aufweisen, die dazu ausgebildet ist, die Geschwindigkeit und/oder Bewegung der selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 zu ermitteln, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30, bzw. 110 dazu ausgebildet sein kann, in Ab- hängigkeit von den von der ersten Detektoreinrichtung 20 bzw. 90 hinsichtlich des ers-Advantageously, the self-propelled device 10 or 60 can have a second detector device 50 or 120, which is designed to determine the speed and/or movement of the self-propelled device 10 or 60, with the control and evaluation device 30 or 110 can be designed to, depending on the detection device 20 or 90 with regard to the first
ten Objekts gelieferten Daten und in Abhängigkeit von von der zweiten Detektoreinrich- tung 50 bzw. 120 gelieferten Daten, welche die Geschwindigkeit und/oder die Bewe- gung der selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 repräsentieren, die Annäherungsge- schwindigkeit und Bewegungsvektoren des ersten erfassten Objekts relativ zur selbst-th object and depending on the data supplied by the second detector device 50 or 120, which data represent the speed and/or the movement of the self-propelled device 10 or 60, the approach speed and movement vectors of the first detected object relative to self
fahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 zu ermitteln.to determine moving device 10 or 60.
Vorteilhafterweise kann die zweite Detektoreinrichtung 50 bzw. 120 dazu ausgebildet sein, die Geschwindigkeit und/oder Bewegung der selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 zu ermitteln, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 bzw. 110 dazu ausgebildet sein kann, in Ab- hängigkeit von den von der ersten Detektoreinrichtung 20 bzw. 90 hinsichtlich des zweiten Objekts gelieferten Daten und in Abhängigkeit von von der zweiten Detek- toreinrichtung 50 bzw. 120 gelieferten Daten, welche die Geschwindigkeit und/oder Be- wegung der selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 repräsentieren, die Annäherungs-Advantageously, the second detector device 50 or 120 can be designed to determine the speed and/or movement of the self-propelled device 10 or 60, wherein the control and evaluation device 30 or 110 can be designed to, depending on the data supplied by the first detector device 20 or 90 with regard to the second object and as a function of data supplied by the second detector device 50 or 120, which data represent the speed and/or movement of the self-propelled device 10 or 60, the approximation
geschwindigkeit und Bewegungsvektoren des wenigstens einen zweiten erfassten Ob- jekts relativ zur selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 zu ermitteln.to determine the speed and motion vectors of the at least one second detected object relative to the self-propelled device 10 or 60.
Vorteilhafterweise kann die zweite Detektoreinrichtung 50 bzw. 120 wenigstens einen Bewegungssensor, und/oder wenigstens einen Beschleunigungssensor, und/oder we-Advantageously, the second detector device 50 or 120 can have at least one movement sensor and/or at least one acceleration sensor and/or we
nigstens einen Ultraschallsensor und/oder wenigstens einen Triangulationssensor und/oder einen GNSS (Global Navigation Satellite System)-Empfänger aufweisen.have at least one ultrasonic sensor and/or at least one triangulation sensor and/or a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver.
Vorteilhafterweise kann die selbstfahrende Vorrichtung 10 bzw. 60 dazu ausgebildet sein, den Abstand der selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 zu dem ersten Objekt und/o-Advantageously, the self-propelled device 10 or 60 can be designed to determine the distance of the self-propelled device 10 or 60 from the first object and/or
der zu dem wenigstens einen zweiten Objekt zu ermitteln, wobei die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 bzw. 110 dazu ausgebildet sein kann, die selbstfahrende Vorrichtung 10 bzw. 60 abzuschalten, wenn der ermittelte Abstand zu dem ersten Objekt und/oder zu dem wenigstens einen zweiten Objekt kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist.to determine the distance to the at least one second object, wherein the control and evaluation device 30 or 110 can be designed to switch off the self-propelled device 10 or 60 if the determined distance to the first object and/or to the at least one second Object is less than or equal to a predetermined threshold.
Vorteilhafterweise kann die erste Detektoreinrichtung 20 bzw. 90 wenigstens eine digi- tale 2D- oder 3D-Kamera aufweisen, welche zum Erzeugen von Bilddaten ausgebildet ist. Die wenigstens eine digitale 2D- oder 3D-Kamera der ersten Detektoreinrichtung 20 bzw. 90 kann vorzugsweise drehbar an der selbstfahrenden Vorrichtung 10 bzw. 60 derart angeordnet sein, dass die wenigstens eine digitale 2D- oder 3D-Kamera der ers- ten Detektoreinrichtung 20 bzw. 90 die Arbeitsumgebung der selbstfahrenden Vorrich- tung 10 bzw. 60 mit einem Horizontalwinkel von n*360° abtasten kann, wobei n größer oder gleich 1 ist.The first detector device 20 or 90 can advantageously have at least one digital 2D or 3D camera which is designed to generate image data. The at least one digital 2D or 3D camera of the first detector device 20 or 90 can preferably be arranged rotatably on the self-propelled device 10 or 60 in such a way that the at least one digital 2D or 3D camera of the first detector device 20 or 90 can scan the working environment of the self-propelled device 10 or 60 with a horizontal angle of n*360°, where n is greater than or equal to 1.
Die selbstfahrende Vorrichtung 10, bzw. 60 kann beispielsweise ein selbstfahrender In- dustrieroboter oder ein selbstfahrendes fahrerloses Transportfahrzeug sein.The self-propelled device 10 or 60 can, for example, be a self-propelled industrial robot or a self-propelled driverless transport vehicle.
Claims (11)
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| LU500260A LU500260B1 (en) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | Self-propelled device for use in an industrial environment |
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ID=77207216
Family Applications (1)
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| LU500260A LU500260B1 (en) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | Self-propelled device for use in an industrial environment |
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Citations (7)
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2021
- 2021-06-09 LU LU500260A patent/LU500260B1/en active
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