WO2001013192A1

WO2001013192A1 - Verfahren und vorrichtung zur erfassung der position von einem fahrzeug in einem vorgegebenen bereich

Info

Publication number: WO2001013192A1
Application number: PCT/EP2000/006951
Authority: WO
Inventors: Jochen Irmer
Original assignee: Locanis Technologies Gmbh
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2001-02-22
Also published as: EP1218809B1; RU2246098C2; KR20020038725A; ATE238578T1; JP3820565B2; CA2382032A1; PT1218809E; JP2006196009A; JP2003527571A; CN1237422C; MXPA02001544A; CA2382032C; CN1377479A; DE20022617U1; DK1218809T3; EP1218809A1; US6732045B1; BR0013149A; KR100447308B1; ES2198337T3

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der Position von einem Fahrzeug (F1-F4) in einem vorgegebenen Bereich (100), insbesondere einer Lagereinrichtung. Es erfolgen ein Erfassen des Betrages und des Winkels inkrementaler Bewegungsvektoren der Bewegung des Fahrzeuges (F1-F4); ein automatisches Festlegen einer jeweiligen Bezugsposition des Fahrzeuges (F1-F4) an vorbestimmten Orten (O1-O4) innerhalb des vorgegebenen Bereichs (100) jedesmal dann, wenn das Fahrzeug (F1-F4) einen entsprechenden Ort (O1-O4) passiert; und ein Erfassen der aktuellen Position des Fahrzeuges (F1-F4) in dem vorgegebenen Bereich (100) durch vektorielle Summation der erfassten inkrementalen Bewegungsvektoren zum Ortsvektor der momentanen Bezugsposition. Dabei wird das automatische Festlegen mittels einer am Fahrzeug (F1-F4) angebrachten zweiten Sensoreinrichtung (L1, L2; MS) durchgeführt, welche kontaktlos mit einer jeweiligen Bezugsmarkierung (MS) am entsprechenden Ort (O1-O4) innerhalb des vorgegebenen Bereichs (100) zusammenwirkt, die reflektierende und nicht reflektierende Bereiche (R1, R2; D) aufweist, die das Fahrzeug (F1-F4) gleichzeitig mittels mindestens zweier Signale (ST1, ST2) abtastet, wobei die Koordinaten (x, y) der Bezugsposition und optionellerweise der Durchfahrtswinkel (α) durch Auswertung des Zeitverlaufs der reflektierten Intensität der Signale (ST1, ST2) ermittelt werden.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ERFASSUNG DER POSITION VON EINEM FAHRZEUG IN EINEM VORGEGEBENEN BEREICH

STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Position von einem Fahrzeug in einem vorgegebenen Bereich, insbesondere einer Lagereinrichtung, sowie ein Lagerverwaltungsverfahren und -System.

Die DE 4429016 AI offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Navigation für fahrerlose Fahrzeuge. Dabei erfolgt ein Erfassen des Betrages und Winkels inkre entaler Bewegungen der Bewegung des Fahrzeuges mittels einer Kop- pelnavigationsvorrichtung. Weiterhin geschieht ein automatisches Festlegen einer jeweiligen Bezugsposition des Fahrzeugs an vorbestimmten Orten innerhalb eines vorgegebenen Bereichs mittels einer CCD-Kamera, jedes Mal dann, wenn das Fahrzeug einen entsprechenden Ort passiert. Weiterhin er- folgt ein Erfassen der aktuellen Position des Fahrzeuges in dem vorgegebenen Bereich durch eine vektorielle Summation der erfassten inkrementalen Bewegungsvektoren mittels einer Auswerteeinheit zum Ortsvektor der momentanen Bezugsposition. Die dort geschilderte Positions- und Lageerkennung wird nachteilhafterweise von einer sehr teuren CCD-Kamera und einem kontrastreichen Leuchtmittel m Form einer Deckenlampe abgeleitet. Ein Ausfall der Lampe fuhrt zum Positionsverlust .

Die DE 3490712 C2 offenbart ein Fahrzeugsteuerungs- und -Leitsystem mit einer Bewegungsantriebseinrichtung zum Antreiben des Fahrzeuges, einer Lenkeinrichtung zum Steuern der Bahn des Fahrzeuges, einer Koppelnavigationseinrichtung zum Berechnen der Position des Kurses des Fahrzeuges auf inkrementeller Basis, einer Einrichtung zum Speichern einer gewünschten Bahn des Fahrzeuges, einer Einrichtung zum Steuern der Fahrzeugsantriebs- und- Lenkeinrichtung, um das Fahrzeug längs der gewünschten Bahn anzutreiben, und einer Einrichtung zum Speichern der Position einer oder mehrerer ortsfester Bezugsziele.

Die DE 3538908 AI offenbart ein bordautonomes Ortungssystem für Positionsermittlung und Kollisionsschutz von Roboter- und Flurforderfahrzeugen nach dem Koppelnavigationsverfahren auf vorgegebenen Fahrwagen. Mit mindestens einem systemeigenen Abstandssensor werden die momentane Fahrbahnbreite und- Lange laufend mit Hilfe einer Additionsschaltung ermittelt. Diese Sensorwerte werden derart verarbei- tet, dass ein Steuersignal zur sicheren Fuhrung des Fahrzeugs in der Fahrbahnmitte erhaltlich ist.

Die DE 4039887 AI offenbart ein weiteres bekanntes Fahr- zeugsleit- und Zielfuhrungssystem. Obwohl auf beliebige Fahrzeuge und Bereiche anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in bezug auf Gabelstapler in einer Lagerein- richtung als Bestandteile eines Lagerverwaltungssystems erläutert .

Ein Lagerverwaltungssystem überwacht, steuert, dokumentiert und analysiert die Warenbewegungen der Waren in einem Wa- renlager. Üblicherweise werden zum Durchfuhren der Warenbewegungen Transportfahrzeuge, wie z.B. Gabelstapler, eingesetzt .

Wichtige Faktoren, welche die Gute eines solchen Systems wiedergeben, sind Zugriffszeiten, Erfassungszeiten und Genauigkeit der Lagerplatzbestimmung.

Ein bekanntes System bedient sich beispielsweise fest vorgegebener Fahrwege für Transportwagen, z.B. auf Schienen, und darauf installierter Positionssensoren.

Als nachteilhaft bei dem obigen bekannten Ansatz hat sich die Tatsache herausgestellt, daß nur vorgegebene Wege befahrbar sind und die Installation bzw. Nachrüstung einen aufwendigen Eingriff in das System notwendig macht.

Zweckmäßiger wäre als ein System mit einer kontaktlosen Positionserfassung, wie z.B. das bekannte GPS-System (Global Positioning System) . Die m Lagerbereichen auftretenden zu klassifizierenden Positionen liegen jedoch im Bereich von Zentimetern bzw. darunter (z.B. im Bereich von 40 cm bei Europaletten) . Eine solch hohe Positionsauflosung erlaubt das bekannte differentielle GPS-System jedoch nicht, son- dern hat typischerweise lediglich nur ca. I m Auflösungsvermögen. Weiterhin ist die Verwendung des GPS-Systems innerhalb geschlossener Räume aufgrund von Abschirmeffekten nicht möglich.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Position von einem Fahrzeug in einem vorgegebenen Bereich, insbesondere einer Lagereinrichtung, zu schaffen, welche eine genauere und zuverlässigere Positionsbestimmung ermöglichen und welche nur einen geringen Eingriff in den Bereich bzw. die Lagerräume erfordern. Eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Lagerverwaltungsverfahrens und -Systems.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Das erfindungsgemaße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die entsprechende Vorrichtung gemäß Anspruch 6 weisen gegenüber dem bekannten Losungsansatz den Vorteil auf, daß sie eine hochgenaue und zuverlässige Positionsbe- Stimmung ermöglichen und nur einen geringen Eingriff in den vorhandenen Bereich bzw. die Lagerräume erfordern. Somit ist neben einer Erstausstattung problemlos eine Nachrüstung möglich. Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, daß ein automatisches Festlegen einer jeweiligen Bezugsposition des jeweiligen Fahrzeuges an vorbestimm^¬ ten Orten innerhalb des vorgegebenen Bereichs jedesmal dann erfolgt, wenn das Fahrzeug einen entsprechenden Ort passiert. Das automatische Festlegen einer jeweiligen Bezugsposition des Fahrzeuges wird an den vorbestimmten Orten mittels einer am Fahrzeug angebrachten zweiten Sensoreinrichtung durchgeführt, welche kontaktlos mit einer jeweili- gen Bezugsmarkierung am entsprechenden Ort innerhalb des vorgegebenen Bereichs zusammenwirkt. Die jeweilige Bezugsmarkierung weist reflektierende und nicht reflektierende Bereiche auf, die das Fahrzeug gleichzeitig mittels zweier Signale abtastet, wobei die Koordinaten der Bezugsposition und optionellerweise der Durchfahrtswinkel durch Auswertung des Zeitverlaufs der reflektierten Intensität der Signale ermittelt werden.

In den Unteranspruchen finden sich vorteilhafte Weiterbil- düngen und Verbesserungen der jeweiligen Gegenstandes der Erfindung .

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind die Signalträger Lichtstrahlen, vorzugsweise Laserstrahlen, oder magnetische Induktionsfeldlinien.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die jeweilige Bezugsmarkierung einen rechteckigen Streifen auf, welcher zwei reflektierende Bereiche und einen nicht re- flektierenden Bereich entlang der Rechteckdiagonalen aufweist, worunter das Fahrzeug durchfahrt. Vorteilhafterweise ist bei dieser Bezugsmarkierung eine analytische Losung bei der Ermittlung der Koordinaten der Bezugsposition und des Durchfahrtswinkels durch Auswertung des Zeitverlaufs der reflektierten Intensität der Signale möglich.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Erfassen des Betrages und des Winkels mkrementaler Bewe- gungsvektoren der Bewegung des Fahrzeuges mittels einer am Fahrzeug angebrachten ersten Sensoreinrichtung. Diese umfaßt vorzugsweise einen Gyrator zur Winkelbestimmung und einen Encoder zur Langenbestimmung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird das automatische Festlegen einer jeweiligen Bezugsposition des Fahrzeuges derart durchgeführt, daß die statistische Abweichung der erfaßten aktuellen Position von der tatsächlichen Position einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet.

ZEICHNUNGEN

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind m den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung naher er- läutert.

Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Lagereinrichtung, in der eine Ausfuhrungsform der erfindungs- gemaßen Vorrichtung einsetzbar ist;

Fig. 2 eine Darstellung eines Meßstreifens und eines

Fahrzeuges gemäß der Ausfuhrungsform der erfin- dungsgemaßen Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Darstellung eines Meßstreifens zur Erlaute- rung des automatischen Festlegens einer jeweiligen Bezugsposition des Fahrzeuges;

Fig. 4 eine Darstellung von vom Meßstreifen reflektierten Lasersignalen als Funktion der Zeit für zwei unterschiedliche Durchfahrtswinkel; und

Fig. 5 eine Darstellung eines Meßstreifens zur Erläuterung der Ermittlung von x, y und α.

BESCHREIBUNG DER AUSFUHRUNGSBEISPIELE

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Bestandteile.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Lagereinrichtung, in der eine Ausfuhrungsform der erfindungsgemaßen Vorrichtung einsetzbar ist. In F g. 1 bezeichnen 100 einen vorgegebenen Bereich in Form einer Lagereinrichtung, B1-B8 Lagerteilbereiche, T eine Trennwand, El bzw. E2 Zulieferemgange, AI bzw. A2 Ablieferausgange, S1-S4 Lagerstraßen, F1-F4 Fahrzeuge in Form von Staplern und 01-04 Bezugsorte mit Meßstreifen.

Die Stapler F1-F4 sind mit nicht dargestellten funknetzfa- higen Grafikterminals ausgestattet. Diese kommunizieren z.B. über eine serielle Schnittstelle mit einem ebenfalls nicht dargestellten Positionsgeber. Dieser stellt anhand von übermittelten Sensordaten die genaue Position des jeweiligen Staplers F1-F4 im Lager fest und übermittelt sie dem Staplerterminal. Neben diesen Positionsdaten zeigt das Terminal dem Staplerfahrer die für ihn bestimmten Bela- deauftrage. Alle Staplerfahrer können aufgrund geeigneter

Masken und Menüs nach der Anwesenheitsmeldung auch Handeingaben wie z.B. Leerguterfassung, Ladekorrekturen und Fehlerbehebungen durchfuhren.

Jeder Stapler F1-F4 weist eine Druck- und Dehnmeßstreifen- Sensoπk (DMS-Sensorik) an den Staplergabeln auf, mittels derer festgestellt werden kann, ob der betreffende Stapler F1-F4 gerade Waren transportiert oder nicht sowie die jeweilige Stapelbelegung.

Alle Staplerterminals arbeiten entweder unmittelbar (online-Betrieb) oder zeitlich versetzt (offline-Betrieb) mit dem stationären Zentralrechner zusammen. Der online-Betrieb ist der Regelfall. Sind alle Staplerterminals offline betrieben worden, so muß zum Zurückkehren n den online- Betrieb eine Synchronisation der im offline-Betrieb vollzogenen Warenbewegungen zur Aktualisierung der Lagerbestande in der Datenbank des stationären Zentralrechners durchgeführt werden.

Typische Funktionen m solch einem Lagerverwaltungssystem sind beispielsweise:

Einlagern von aus der Produktion oder einem Lieferanten angelieferten Waren;

Auslagern von eingelagerten Waren;

Auffinden bestimmter eingelagerter Waren;

Umlagerung von eingelagerten Waren;

Erstellen einer Bestandsaufnahme aller eingelagerter Waren.

Fig. 2 ist eine Darstellung eines Meßstreifens und eines Fahrzeuges gemäß der Ausfuhrungsform der erfmdungsgen Vorrichtung nach Fig. 1.

In Fig. 2 bezeichnen MS Meßstreifen, welche an den Orten 01-04 nach Fig. 1 an der Decke der Lagereinrichtung angebracht sind, D einen nicht-reflektierenden Diagonalbereich, Rl bzw. R2 reflektierende Teilbereiche, Ll bzw. L2 eine erste, zweite Lasereinrichtung, ST1 bzw. ST2 einen ersten, zweiten Laserstrahl, 10 eine erste Sensoreinrichtung, 20 einen Mikrocomputer und 30 eine Sende/Empfangseinheit .

Im folgenden wird am Beispiel des Staplers Fl naher erläutert, wie bei dieser Ausfuhrungsform der Erfindung die Position des jeweiligen Staplers F1-F4 m der Lagereinrichtung 100 laufend ermittelt wird.

Die erste Sensoreinrichtung 10 in dem Stapler Fl enthalt ein rotatorisches Sensorsystem auf Gyratorbasis und ein translatorisches Sensorsystem auf Encoderbasis.

Der Gyrator hat bei diesem Beispiel eine Auflosung von

1/10° und ist ein Piezokreisel, dessen Meßprinzip dem Fo- caultschen Pendel entspricht, also die Coπoliskraft ausnutzt. Konkret wirkt diese Coπoliskraft senkrecht auf einen linear vibrierenden Korper. Die Kraft ist proportional zur Winkelgeschwindigkeit, und der gewünschte Winkel laßt sich durch eine entsprechende Integration erhalten.

Der Encoder hat bei diesem Beispiel eine Auflosung im Zentimeterbereich, typischerweise 30-40 cm auf ca. 500 m. Er ist z.B. ein Induktivgeber, der die Radnabe abtastet. Er kann bei geeigneter Auswahl sowohl Vorwärts- als auch Ruck- wartsbewegungen erfassen. Zweckmäßig ist eine Korrektur des sich anderenden Radumfangs . Die so erreichbare Positioniergenauigkeit be fehlendem Schlupf, konstantem Raddurchmesser und einer Auflosung von 48 Impulsen pro Umdrehung betragt bei 100 m Geradeausfahrt +/- 4,8 cm, der Winkelversatz 17,4 cm.

Mit dieser Sensoreinrichtung 10 ist also ein stetiges Erfassen des Betrages und des Winkels mkrementaler Bewegungsvektoren der Bewequng des Fahrzeuges Fl möglich. So laßt s ch prinzipiell nach einmaliger Festlegung eines Be- zugsortes der momentane Aufenthaltsort des Staplers Fl als Vektor darstellen, der eine Vektorsumme der durch die Sensoreinrichtung 10 erfaßten mkrementalen Bewegungsvektoren ist. Doch tritt hierbei das Problem auf, daß die Genauigkeit des momentanen Aufenthaltsortes relativ zum Bezugsort mit steigender Anzahl von erfaßten mkrementalen Bewegungsvektoren abnimmt, da jeder erfaßte mkrementale Bewegungsvektor mit einem endlichen Erfassungsfehler behaftet ist.

Daher erfolgt bei dieser Ausfuhrungsform der Erfindung e- desmal ein automatischen (Neu-) Festlegen einer jeweiligen

Bezugsposition des Fahrzeuges Fl an den vorbestimmten Orten 01-04 innerhalb der Lagereinrichtung 100 dann, wenn das Fahrzeug Fl einen entsprechenden Ort 01-04 passiert. Die Orte 01 - 04 sind derart ausgewählt, daß die ahrschein- lichkeit des Passierens durch ein jeweiliges Fahrzeug hoch

Das Erfassen der aktuellen Position des Fahrzeuges Fl m dem vorgegebenen Bereich 100 erfolgt somit durch vektoriel- le Summation der erfaßten inkrementalen Bewegungsvektoren zum Ortsvektor der momentanen Bezugsposition, die standig automatisch aufgefrischt wird. Somit kann man das Problem der abnehmenden Genauigkeit der Positionsbestimmung umgehen und stets hochgenaue Positionsdaten - typischerweise im Bereich von Zentimetern - erhalten.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die jeweilige Bezugsmarkierung bzw. der Meßstreifen MS ein rechteckiger Streifen von typischerweise 10 cm Breite und 500 cm Lange, welcher zwei reflektierende Bereiche Rl, R2 und einen nicht reflektierenden Bereich D entlang der Rechteckdiagonalen aufweist.

Der Meßstreifen MS ist an den Orten 01-04 derart ange- bracht, daß das Fahrzeug Fl darunter durchfährt und gleichzeitig den Streifen mittels der zwei Laserstrahlen ST1, ST2, welche einen bekannten Abstand d voneinander aufweisen, abtastet. Dabei werden die Koordinaten der Bezugsposition durch Auswertung des Zeitverlaufs der vom jeweiligen Meßstreifen MS reflektierten Intensität der Laserstrahlen ST1, ST2 ermittelt.

Fig. 3 ist eine Darstellung eines Meßstreifens zur Erläuterung des automatischen Festlegens einer jeweiligen Bezugs- position des Fahrzeuges, und Fig. 4 ist eine Darstellung von vom Meßstreifen reflektierten Lasersignalen als Funktion der Zeit für zwei unterschiedliche Durchfahrtswinkel. In Fig. 3 und 4 bezeichnen ALI, AL2 und ALl , AL2 Abtastwege von den Laserstrahlen STl und ST2 auf dem Meßstreifen ST, γ einen Winkel, t die Zeit, Δt eine Zeitdifferenz, SLl, SL2 und SL1 SL2 ^λ Signalverlaufe der reflektierten Inten- sitat für die Laserstrahlen STl und ST2, Ml, M2 und Ml \ M2 ^Λ Minima der Signalverlaufe der reflektierten Intensität f r STl und ST2 und t₀ einen Bezugszeitpunkt.

Unter der Annahme, daß der Stapler Fl senkrecht zur Langs- richtung des Meßstreifens MS (also α = 0°) unter dem Meßstreifen MS durchfahrt, seien die Abtastwege von den Laserstrahlen STl und ST2 die mit ALI, AL2 bezeichneten Wege. Die entsprechenden Signalverlaufe der reflektierten Intensität für die Laserstrahlen STl und ST2 sind SLl und SL2 in Fig. 4. Wie ersichtlich, gibt es in diesem Fall keine Phasenverschiebung bzw. keine Zeitdifferenz Δt zwischen SLl und SL2.

Unter der Annahme, daß der Stapler Fl nicht senkrecht zur Längsrichtung des Meßstreifens MS (also verschieden von 0°) unter dem Meßstreifen MS durchfahrt, seien die Abtastwege von den Laserstrahlen STl und ST2 die mit AL1 AL2 bezeichneten Wege. Die entsprechenden Signalverlaufe der reflektierten Intensität für die Laserstrahlen STl und ST2 sind SLl und SL2 ^λ m Fig. 4. Wie ersichtlich, gibt es in diesem Fall eine Phasenverschiebung bzw. eine Zeitdifferenz Δt zwischen SLl ^λ und SL2 . Fig. 5 ist eine Darstellung eines Meßstreifens zur Erläuterung der Ermittlung von x, y und α. Es ergibt sich die x- Koordmate des Bezugsortes aus den gemessenen Zeiten ti, t₂, t₃, t , t_dι, t_d2 m den Signalverlaufen SLl und SL2 sowie der Streifengeometrie a, b, d gemäß folgender Gleichung:

Die y-Koordinate ergibt sich aus:

Der Winkel α kann gewonnen werden aus

Im folgenden soll anhand eines einfachen Beispiels ein typischer Lagerverwaltungsvorgang beschrieben werden.

Die Stapler F1-F4 melden sich zunächst beim Zentralrechner über ihre Sende-/Empfangsemheit 30 an. Dann wird der Fahrer aufgefordert, einen ersten Meßstreifen anzufahren oder seine derzeitige Position als erste Bezugsposition direkt am Terminal einzugeben. Sodann erfolgt ein standiges Be- rechnen der momentanen Position durch den Zentralrechner aufgrund der übertragenen Meßdaten der ersten Sensorein^¬ richtung 10 und eine Übertragung der berechneten momentanen Position an den jeweiligen Stapler F1-F4.

Jetzt sei angenommen, daß der Auftrag erfolgt, eine Ware am Zulieferemgang El abzuholen und an einer freien Lagerposition im Lagerteilbereich B7 am Ablieferausgang A2 zu lagern .

Der Stapler Fl wird dazu vom Zentralrechner bestimmt, da er sich am nächsten vom Zuliefereingang El befindet. Der Stapler Fl begibt sich also zum Zuliefereingang El und nimmt die Ware auf seine Gabeln, was durch den entsprechenden Dehnungssensor erfaßt wird. Gleichzeitig wird die Waren- übernähme dem Zentralrechner über die Sende-/ Empfangseinheit gemeldet und dort registriert. Dann fahrt der Stapler Fl die Lagerstraße Sl entlang in Richtung Ablieferausgang AI, wobei standig seine Position m Bezug auf den ersten Bezugspunkt erfaßt wird. Beim Passieren des Ortes 01 treten die Laserstrahlen Sl, S2 in Wechselwirkung mit dem dort befindlichen Meßstreifen MS, und ein neuer Bezugspunkt wird gemäß dem oben beschriebenen Verfahren vom Zentralrechner bestimmt. Ab diesem Zeitpunkt erfolgt die Positionserfassung m Bezug auf den neuen Bezugspunkt.

An der Kreuzung mit der Lagerstraße S2 biegt der Stapler Fl links ab und fahrt bis zur Lagerstraße S4, biegt dort rechts ab und erreicht den Ort 04. Beim Passieren des Ortes 04 treten die Laserstrahlen Sl, S2 m Wechselwirkung mit dem dort befindlichen Meßstreifen MS, und wieder wird ein neuer Bezugspunkt gemäß dem oben beschriebenen Verfahren vom Zentralrechner bestimmt. Ab diesem Zeitpunkt erfolgt die Positionserfassung in Bezug auf den neuen Bezugspunkt.

Schließlich erreicht der Stapler Fl den Einlagerort, der unmittelbar vor dem Ablieferausgang A2 liegt. Dort wird die Ware am vorgesehenen Ort eingelagert und dies dem Zentralrechner gemeldet. Letzterer speichert den Lagervorgang ein- schließlich der genauen Lagerortkoordinaten.

So läßt sich prinizpiell jeder Lagervorgang genau speichern und nachvollziehen.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar .

Obwohl gemäß dem obigen Beispiel die Positionsberechnung im Zentralrechner anhand der übermittelten Sensordaten erfolgte, kann diese Berechnung auch im Mikrocomputer des Fahrzeuges erfolgen.

Auch ist die Erfindung nicht auf Lagerfahrzeuge beschränkt, sondern auf beliebige begrenzte Areale verallgemeinerbar.

Desweiteren kann die Festlegung der Bezugsorte nicht nur mittels dem beschriebenen Lasersystem geschehen, sondern mit beliebigen kontaktlosen Positionssensoren, welche die Bezugsmarkierung mit mindestens zwei Signalen abtasten, z.B. Induktivgebern, Lichtschranken usw. Im übrigen konnten dabei auch mehr als zwei Signale zum Abtasten verwendet werden.

Auch ist die Bezugsmarkierung nicht auf den gezeigten rechteckigen Streifen, welcher zwei reflektierende Bereiche und einen nicht reflektierenden Bereich entlang der Recht- eckdiagonalen aufweist, worunter das Fahrzeug durchfahrt, beschrankt. Vielmehr können mehrere solcher Streifen nebeneinander gesetzt werden, um einen Gesamtstreifen zu bilden, der aus einer Mehrzahl von Segmenten zusammengesetzt ist, welche jeweils zwei reflektierende Bereiche und einen nicht reflektierenden Bereich entlang der Rechteckdiagonalen aufweisen. Dies ist insbesondere dann gunstig, wenn die Bezugsmarkierung eine bestimmte Breite überschreitet, denn in diesem Falle sinkt die Geradensteigung des nicht reflektierenden Bereich entlang der Rechteckdiagonalen und somit die Auflosungsgenauigkeit .

Beim obigen Beispiel der Bezugsmarkierung in Form des rechteckigen Streifen, welcher zwei reflektierende Bereiche und einen nicht reflektierenden Bereich entlang der Recht- eckdiagonalen aufweist, ist vorteilhafterweise eine analytische Losung bei der Ermittlung der Koordinaten der Bezugsposition und des Durchfahrtswinkels durch Auswertung des Zeitverlaufs der reflektierten Intensität der Signale möglich. Jedoch sind selbstverständlich auch andere Streifengeometrien vorstellbar, wobei z.B. nur eine numerische Losung bei der Ermittlung der Koordinaten der Bezugsposition und des Durchfahrtswinkels durch Auswertung des Zeitverlaufs der reflektierten Intensität der Signale möglich ist bzw. eine wesentlich komplexere analytische Losung.

ISOCOM Automationssysteme, 81379 MÜNCHEN

Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Position von einem Fahrzeug in einem vorgegebenen Bereich, insbesondere einer Lagsreinrichtung, sowie Lager erwaltungsverfahren und

-System

BEZUGSZEICHENLISTE:

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Erfassung der Position von einem Fahrzeug (F1-F4) in einem vorgegebenen Bereich (100), insbesondere einer Lagereinrichtung, mit den Schritten:

Erfassen des Betrages und des Winkels inkrementaler Bewegungsvektoren der Bewegung des Fahrzeuges (F1-F4);

automatisches Festlegen einer jeweiligen Bezugsposition des Fahrzeuges (F1-F4) an vorbestimmten Orten (01-04) innerhalb des vorgegebenen Bereichs (100) jedesmal dann, wenn das

Fahrzeug (F1-F4) einen entsprechenden Ort (01-04) passiert; und

Erfassen der aktuellen Position des Fahrzeuges (F1-F4) in dem vorgegebenen Bereich (100) durch vektorielle Summation der erfaßten inkrementalen Bewegungsvektoren zum Ortsvektor der momentanen Bezugsposition;

wobei das automatische Festlegen einer jeweiligen Bezugsposition des Fahrzeuges (F1-F4) an vorbestimmten Orten (01-04) mittels einer am Fahrzeug (F1-F4) angebrachten zweiten Sensor- einrichtung (Ll, L2; MS) durchgeführt wird, welche kontaktlos mit einer jeweiligen Bezugsmarkierung (MS) am entsprechenden Ort (01-04) innerhalb des vorgegebenen Bereichs (100) zusammenwirkt; und

die jeweilige Bezugsmarkierung (MS) reflektierende und nicht reflektierende Bereiche (Rl, R2 ; D) aufweist, die das Fahrzeug (F1-F4) gleichzeitig mittels mindestens zweier Signale (STl, ST2) abtastet, wobei die Koordinaten (x, y) der Bezugsposition und optionellerweise der Durchfahrtswinkel (α) durch Auswertung des Zeitverlaufs der reflektierten Intensität der Signale (STl, ST2) ermittelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalträger (STl, ST2) Lichtstrahlen, vorzugsweise La- serstrahlen, oder magnetische Induktionsfeldlinien sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Bezugsmarkierung (MS) einen rechtek- kigen Streifen aufweist, welcher zwei reflektierende Berei- ehe (Rl, R2 ) und einen nicht reflektierenden Bereich (D) entlang der Rechteckdiagonalen aufweist, worunter das Fahrzeug (F1-F4) durchfährt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassen des Betrages und des Winkels in- krementaler Bewegungsvektoren der Bewegung des Fahrzeuges (F1-F4) mittels einer am Fahrzeug (F1-F4) angebrachten er- sten Sensoreinrichtung (10) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das automatische Festlegen einer jeweiligen Bezugsposition des Fahrzeuges (F1-F4) derart durchge- fuhrt wird, daß die statistische Abweichung der erfaßten aktuellen Position von der tatsachlichen Position einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet.

6. Vorrichtung zur Erfassung der Position von einem Fahr- zeug in einem vorgegebenen Bereich, insbesondere einer Lagereinrichtung, mit:

einer ersten Sensoreinrichtung (10) zum Erfassen des Betrages und des Winkels inkrementaler Bewegungsvektoren der Be- wegung des Fahrzeuges (F1-F4);

einer Festlegungseinrichtung (Ll, L2; MS) zum automatischen Festlegen einer jeweiligen Bezugsposition des Fahrzeuges (F1-F4) an vorbestimmten Orten (01-04) innerhalb des vorge- gebenen Bereichs (100) jedesmal dann, wenn das Fahrzeug (F1-F4) einen entsprechenden Ort (01-04) passiert; und

einer Erfassungseinrichtung (20) zum Erfassen der aktuellen Position des Fahrzeuges (F1-F4) in dem vorgegebenen Bereich (100) durch vektorielle Summation der erfaßten mkrementalen Bewegungsvektoren zum Ortsvektor der momentanen Bezugs- position;

wobei

die Festlegungseinrichtung (Ll, L2; MS) eine zweite Sensoreinrichtung (Ll, L2; MS) aufweist, welche kontaktlos mit einer Bezugsmarkierung (MS) am jeweiligen entsprechenden Ort (01-04) innerhalb des vorgegebenen Bereichs (100) zusammenwirkt ;

die jeweilige Bezugsmarkierung (MS) reflektierende und nicht reflektierende Bereiche (Rl, R2 ; D) aufweist; und

die zweite Sensoreinrichtung (Ll, L2 ; MS) derart gestaltet ist, daß sie die jeweilige Bezugsmarkierung (MS) gleichzeitig mittels zweier Signale (STl, ST2) abtasten kann, wobei die Koordinaten (x, y) der Bezugsposition und optioneller- weise der Durchfahrtswinkel (α) durch Auswertung des Zeitverlaufs der reflektierten Intensität der Signale (STl, ST2) ermittelbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalträger (STl, ST2) Lichtstrahlen, vorzugsweise

Laserstrahlen, oder magnetische Induktionsfeldlinien sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Bezugsmarkierung (MS) einen rechteckigen Streifen aufweist, welcher zwei reflektierende Bereiche (Rl, R2 ) und einen nicht reflektierenden Bereich (D) entlang der Rechteckdiagonalen aufweist, worunter das Fahrzeug (F1-F4) durchfahrt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sensoreinrichtung (10) am Fahrzeug (F1-F4) angebracht ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegungsemrichtung (Ll, L2; MS) derart gestaltet ist, daß das automatische Festlegen einer jeweiligen Bezugsposition des Fahrzeuges (F1-F4) derart durchgeführt wird, daß die statistische Abweichung der er- faßten aktuellen Position von der tatsachlichen Position einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet.

11. Lagerverwaltungsverfahren unter Verwendung des Verfahrens nach mindestens einen der Ansprüche 1 bis 5 mit den Schritten:

Vorsehen einer Lagereinrichtung und einer Mehrzahl von Lagerfahrzeugen zur Durchfuhrung von Emlagerungs- und/oder Umlagerungs- und/oder Auslagerungsvorgangen von Waren; und

Speichern von zumindest einem der folgenden Parameter bei den Emlagerungs- und/oder Umlagerungs- und/oder Auslagerungsvorgangen: Lagerposition, Zeitpunkt der Einlagerung und/oder Umlagerung und/oder Auslagerung, Warenart, Lagerdauer.

12. Lagerverwaltungssystem unter Verwendung der Vorπch- tung nach mindestens einen der Ansprüche 6 bis 10 mit:

Lagereinrichtung und einer Mehrzahl von Lagerfahrzeugen zur Durchfuhrung von Emlagerungs- und/oder Umlagerungsund/oder Auslagerungsvorgangen von Waren; und

einer Speicheremrichtung zum Speichern von zumindest einem der folgenden Parameter bei den Emlagerungs- und/oder Um^¬ lagerungs- und/oder Auslagerungsvorgangen: Lagerposition, Zeitpunkt der Einlagerung und/oder Umlagerung und/oder Aus- lagerung, Warenart, Lagerdauer.