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DE102024106668A1 - Recording system for recording a large number of structural points - Google Patents

Recording system for recording a large number of structural points

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Publication number
DE102024106668A1
DE102024106668A1 DE102024106668.7A DE102024106668A DE102024106668A1 DE 102024106668 A1 DE102024106668 A1 DE 102024106668A1 DE 102024106668 A DE102024106668 A DE 102024106668A DE 102024106668 A1 DE102024106668 A1 DE 102024106668A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
detection unit
detection
transport
transport system
environment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024106668.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Irrenhauser
Thomas Lang
Jonas Niesner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102024106668.7A priority Critical patent/DE102024106668A1/en
Publication of DE102024106668A1 publication Critical patent/DE102024106668A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • B25J15/0408Connections means
    • B25J15/0433Connections means having gripping members
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • B25J19/021Optical sensing devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

Erfassungssystem (1) zur Erfassung einer Vielzahl von Strukturpunkten in einer Umgebung (2) für die Erzeugung eines dreidimensionalen Modells der Umgebung (2), umfassend ein fahrerloses Transportsystem (3), insbesondere einen Transportroboter, und wenigstens eine Erfassungseinheit (4), insbesondere einem Scanner, die durch das Transportsystem (3) innerhalb der Umgebung (2) bewegbar ist, wobei das Transportsystem (3) eine Kopplungseinrichtung (6), insbesondere eine Greifeinrichtung, aufweist, die dazu ausgebildet ist, wahlweise eine Kopplung zwischen der Erfassungseinheit (4) in einem Kopplungszustand herzustellen oder die Erfassungseinheit (4) in einem Ablagezustand von der Kopplungseinrichtung (6), insbesondere der Greifeinrichtung, zu trennen. Detection system (1) for detecting a plurality of structural points in an environment (2) for generating a three-dimensional model of the environment (2), comprising a driverless transport system (3), in particular a transport robot, and at least one detection unit (4), in particular a scanner, which can be moved by the transport system (3) within the environment (2), wherein the transport system (3) has a coupling device (6), in particular a gripping device, which is designed to selectively establish a coupling between the detection unit (4) in a coupled state or to separate the detection unit (4) in a deposited state from the coupling device (6), in particular the gripping device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Erfassungssystem zur Erfassung einer Vielzahl von Strukturpunkten in einer Umgebung für die Erzeugung eines dreidimensionalen Modells der Umgebung, umfassend ein fahrerloses Transportsystem, insbesondere einen Transportroboter, und wenigstens eine Erfassungseinheit, insbesondere einen Scanner, die durch das Transportsystem innerhalb der Umgebung bewegbar ist.The invention relates to a detection system for detecting a plurality of structural points in an environment for generating a three-dimensional model of the environment, comprising a driverless transport system, in particular a transport robot, and at least one detection unit, in particular a scanner, which is movable by the transport system within the environment.

Erfassungssysteme für die Erfassung von Strukturpunkten in einer Umgebung, insbesondere Raumpunkte, für die Erzeugung eines dreidimensionalen Modells, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Neben der Möglichkeit, eine Erfassungseinheit durch einen Menschen durch die Umgebung zu tragen, welche Erfassungseinheit, zum Beispiel ein dreidimensionaler Scanner, während der Bewegung durch die Umgebung die Strukturpunkte erfasst, besteht die Möglichkeit, ein fahrerloses Transportsystem zu verwenden, das die wenigstens eine Erfassungseinheit trägt. Für derartige Transportsysteme können zum Beispiel sogenannte AGVs („autonomous ground vehicle“) verwendet werden. Diese können zwar die Erfassungseinheit durch die Umgebung bewegen, können jedoch bestimmte Hindernisse, insbesondere Türen, Treppen und dergleichen, nicht überwinden.Detection systems for detecting structural points in an environment, particularly spatial points, for generating a three-dimensional model are generally known from the prior art. In addition to the possibility of having a detection unit carried through the environment by a person, which detection unit, for example a three-dimensional scanner, detects the structural points while moving through the environment, it is also possible to use a driverless transport system that carries the at least one detection unit. For such transport systems, so-called AGVs ("autonomous ground vehicles") can be used, for example. Although these can move the detection unit through the environment, they cannot overcome certain obstacles, particularly doors, stairs, and the like.

Ferner ist zu beachten, dass das Nutzgewicht bzw. die „pay load“ bei der Verwendung des Transportsystems begrenzt ist. Da üblicherweise wenigstens zwei Erfassungseinheiten gleichzeitig verwendet werden, die unterschiedlich ausgerichtet sind, um die Strukturpunkte bei der Bewegung durch die Umgebung erfassen zu können, wird durch die Erfassungseinheit das verfügbare Nutzgewicht bereits so weit ausgenutzt, dass eine zusätzliche Funktionseinheit, zum Beispiel eine Greifeinrichtung, nicht mehr an dem Transportsystem angeordnet werden kann.It should also be noted that the payload is limited when using the transport system. Since at least two detection units are typically used simultaneously, each of which is aligned differently to detect the structural points as they move through the environment, the available payload is already utilized to such an extent by the detection unit that an additional functional unit, such as a gripping device, can no longer be installed on the transport system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Erfassungssystem zur Erfassung einer Vielzahl von Strukturpunkten anzugeben, bei dem insbesondere ein Überwinden von Hindernissen und/oder die Ausnutzung des Nutzgewichts verbessert ist.The invention is based on the object of providing a detection system for detecting a plurality of structural points which is improved compared to the above-mentioned system and in which, in particular, the overcoming of obstacles and/or the utilization of the payload is improved.

Die Aufgabe wird durch ein Erfassungssystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen.The object is achieved by a detection system according to claim 1. The dependent claims relate to possible embodiments.

Wie beschrieben, betrifft die Erfindung ein Erfassungssystem zur Erfassung einer Vielzahl von Strukturpunkten in einer Umgebung für die Erzeugung eines dreidimensionalen Modells der Umgebung. Das Erfassungssystem weist ein fahrerloses Transportsystem auf, das beispielsweise als Transportroboter bzw. „Roboterhund“, ausgebildet sein kann. Weiter weist das Erfassungssystem eine, im Speziellen genau eine, Erfassungseinheit auf, die auch als Scanner bzw. „3D-Scanner“ bezeichnet werden kann.As described, the invention relates to a detection system for detecting a plurality of structural points in an environment for generating a three-dimensional model of the environment. The detection system comprises a driverless transport system, which can be designed, for example, as a transport robot or "robot dog." Furthermore, the detection system comprises a detection unit, specifically a single one, which can also be referred to as a scanner or "3D scanner."

Die Erfassungseinheit kann beispielsweise Strukturpunkte in der Umgebung optisch, insbesondere mittels Lidar, erfassen. Die erfassten Strukturpunkte können anschließend für die Erzeugung eines dreidimensionalen Modells verwendet werden, insbesondere einer Steuerungseinrichtung zugeführt werden, die das dreidimensionale Modell der Umgebung basierend auf den erfassten Strukturpunkten erzeugt. Die Erfassungseinheit kann dazu insbesondere durch das Transportsystem innerhalb der Umgebung bewegt werden bzw. durch die Umgebung bewegt werden. Die Erfassung der Strukturpunkte kann hierbei während der Bewegung oder in ausgewählten Erfassungspositionen, in denen das Transportsystem stoppt bzw. stillsteht, erfolgen.The detection unit can, for example, optically detect structural points in the environment, in particular using lidar. The detected structural points can then be used to generate a three-dimensional model, in particular, fed to a control device that generates the three-dimensional model of the environment based on the detected structural points. For this purpose, the detection unit can, in particular, be moved within the environment by the transport system or moved through the environment. The detection of the structural points can take place during movement or in selected detection positions in which the transport system is stopped or stationary.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Transportsystem eine Kopplungseinrichtung, insbesondere eine Greifeinrichtung, aufweist, die dazu ausgebildet ist, wahlweise eine Kopplung zwischen der Kopplungseinrichtung und der Erfassungseinheit in einem Kopplungszustand herzustellen oder die Erfassungseinheit in einem Ablagezustand von der Kopplungseinrichtung, insbesondere von der Greifeinrichtung, zu trennen. Die Erfindung schlägt somit vor, dass das Transportsystem eine Kopplungseinrichtung, zum Beispiel eine Greifeinrichtung, insbesondere eine an einem Roboterarm angeordnete Greifeinrichtung, aufweist.The invention is based on the finding that the transport system comprises a coupling device, in particular a gripping device, which is designed to selectively establish a coupling between the coupling device and the detection unit in a coupled state or to separate the detection unit from the coupling device, in particular from the gripping device, in a deposited state. The invention thus proposes that the transport system comprise a coupling device, for example, a gripping device, in particular a gripping device arranged on a robot arm.

Die Kopplungseinrichtung kann dazu verwendet werden, wahlweise die Erfassungseinheit in einem Kopplungszustand mit der Kopplungseinrichtung zu koppeln oder die Erfassungseinheit in dem Ablagezustand von der Kopplungseinrichtung trennen, insbesondere die Erfassungseinheit abzulegen. Vorteilhafterweise kann dadurch in dem Kopplungszustand die Erfassungseinheit mit der Kopplungseinrichtung bzw. mit dem Transportsystem bewegt werden, insbesondere um verschiedene Strukturpunkte in der Umgebung zu erfassen, beispielsweise zu überstreichen bzw. „abzuscannen“.The coupling device can be used to selectively couple the detection unit to the coupling device in a coupled state or to separate the detection unit from the coupling device in the deposited state, in particular to deposit the detection unit. Advantageously, in the coupled state, the detection unit can be moved with the coupling device or with the transport system, in particular to detect various structural points in the environment, for example, to sweep over or "scan" them.

Ferner besteht die Möglichkeit die Erfassungseinheit abzulegen, nämlich die Erfassungseinheit von der Kopplungseinrichtung in dem Ablagezustand zu trennen. In diesem Fall kann die Kopplungseinrichtung für andere Funktionen verwendet werden, beispielsweise für die Überwindung von Hindernissen, im Speziellen das Öffnen von Türen, das Betätigen von Knöpfen und dergleichen. Letztlich ermöglicht die vorliegende Erfindung somit das Verwenden eines dynamischen Scanners, bei dem wahlweise die Erfassungseinheit aufgenommen und abgelegt werden kann. Solange die Erfassungseinheit aufgenommen ist, kann diese, insbesondere mittels der Kopplungseinrichtung, zur Erfassung von Strukturpunkten in der Umgebung verwendet werden. Wird die Kopplungseinrichtung für eine andere Tätigkeit verwendet, zum Beispiel das Betätigen eines Schaltelements, zum Beispiel um einen Aufzug zu rufen oder eine Tür zu öffnen, kann die Erfassungseinheit für die Dauer der Ausführung dieser Tätigkeit in dem Ablagezustand von der Kopplungseinrichtung getrennt werden und anschließend wieder aufgenommen werden.Furthermore, it is possible to store the detection unit, namely to separate the detection unit from the coupling device in the stored state. In this case, the coupling device can be used for other functions, for example, for overcoming obstacles, in particular opening doors, pressing buttons, and the like. Ultimately, the present invention thus enables the use of a dynamic scanner in which the detection unit can be selectively picked up and deposited. As long as the detection unit is picked up, it can be used, particularly by means of the coupling device, to detect structural points in the environment. If the coupling device is used for another activity, such as activating a switching element, e.g., to call an elevator or open a door, the detection unit can be separated from the coupling device in the deposited state for the duration of this activity and then picked up again.

Bei dem Erfassungssystem kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Transportsystem dazu ausgebildet ist, die Erfassungseinheit in dem Ablagezustand auf einer Ablagefläche abzulegen und in dem abgelegten Zustand der Erfassungseinheit mit der Kopplungseinrichtung, insbesondere der Greifeinrichtung, eine Funktionsaufgabe, insbesondere die Betätigung wenigstens einer Vorrichtung in der Umgebung, auszuführen. Wie beschrieben, kann der Ablagezustand eingenommen werden, wenn die Kopplungseinrichtung für die Ausführung einer Funktionsaufgabe verwendet werden soll. In diesem Fall kann die Erfassungseinheit auf der Ablagefläche abgelegt werden, in der die Erfassungseinheit verbleiben kann, während die Kopplungseinrichtung für die Ausführung der Funktionsaufgabe verwendet wird.In the detection system, it can be provided, in particular, that the transport system is designed to deposit the detection unit in the deposited state on a deposit surface and, in the deposited state of the detection unit, to perform a functional task, in particular the actuation of at least one device in the environment, with the coupling device, in particular the gripping device. As described, the deposited state can be assumed when the coupling device is to be used to perform a functional task. In this case, the detection unit can be deposited on the deposit surface, in which the detection unit can remain while the coupling device is used to perform the functional task.

Zum Beispiel kann mittels der Kopplungseinrichtung ein Schaltelement betätigt werden, um einen Aufzug zu rufen werden bzw. eine Tür bedient werden, insbesondere durch betätigen einer Klinke. Grundsätzlich können beliebige Hindernisse überwunden werden. Ist ein derartiges Hindernis überwunden, zum Beispiel eine zu öffnende Tür passiert oder der Aufzug benutzt, kann wieder von dem Ablagezustand in den Kopplungszustand übergegangen werden.For example, the coupling device can be used to actuate a switching element to call an elevator or operate a door, particularly by operating a handle. In principle, any obstacle can be overcome. Once such an obstacle has been overcome, for example, passing a door that needs to be opened or using the elevator, the system can transition back from the storage state to the coupling state.

Dies ermöglicht insbesondere, dass das Erfassungssystem Strukturpunkte in aneinander angrenzenden Bereichen, die durch ein Hindernis, insbesondere eine Tür, einen Aufzug, ein Rolltor oder dergleichen miteinander verbunden sind, erfassen kann, ohne auf die Hilfe eines Menschen angewiesen zu sein. Dadurch kann eine zusammenhängende Ausführung einer Erfassungsaufgabe auch in Zeiten ausgeführt werden, in denen kein Mensch in der Umgebung präsent ist. Zudem entstehen keine Wartezeiten im Betrieb des Erfassungssystems, in denen das Erfassungssystem vor dem Hindernis warten muss, bis das Hindernis durch externe Unterstützung ausgeräumt wird. Weiterhin wird das Nutzgewicht des Transportsystems verbessert ausgenutzt, da die Kopplungseinrichtung sowohl für Funktionsaufgaben als auch für die Positionierung der Erfassungseinheit ausgenutzt werden kann, sodass eine einzige Erfassungseinheit ausreichen kann und eine Betätigung von Vorrichtungen in der Umgebung möglich ist.This enables the detection system to detect structural points in adjacent areas that are connected by an obstacle, in particular a door, an elevator, a rolling gate or the like, without relying on human assistance. This means that a continuous detection task can be carried out even at times when no one is present in the area. In addition, there are no waiting times during operation of the detection system during which the detection system has to wait in front of the obstacle until the obstacle is cleared by external assistance. Furthermore, the payload of the transport system is utilized more effectively, as the coupling device can be used both for functional tasks and for positioning the detection unit, so that a single detection unit can be sufficient and devices in the area can be operated.

Die beschriebene Ausgestaltung kann dahingehend weitergebildet werden, dass die Ablagefläche auf einem Grundkörper des Transportsystems angeordnet ist. Vorteilhafterweise kann die Ablagefläche auf dem Transportsystem selbst bereitgestellt werden, nämlich einem Grundkörper, zum Beispiel dem Rücken eines Roboterhundes. Dies ermöglicht, dass die Erfassungseinheit auch in dem Ablagezustand zusammen mit dem Transportsystem bewegt werden kann, zum Beispiel wenn das Transportsystem eine Tür oder einen Aufzug passieren muss. Es ist daher nicht erforderlich, die Erfassungseinheit in der Umgebung abzulegen, die Vorrichtung zu bedienen, die Erfassungseinheit wieder aufzunehmen und anschließend die Tür zu passieren. Stattdessen kann die Erfassungseinheit in dem Ablagezustand auf die Ablagefläche an dem Grundkörper des Transportsystems abgelegt werden. Da im Ablagezustand die Kopplungseinrichtung, zum Beispiel Greifeinrichtung, frei ist, kann die Vorrichtung, zum Beispiel die Tür, bedient werden bzw. allgemeine Funktionsaufgaben ausgeführt werden, und mit der auf der Ablagefläche aufliegenden Erfassungseinheit das Hindernis überwunden werden, zum Beispiel die Tür passiert werden. Anschließend kann die Erfassungseinheit von der Ablagefläche wieder aufgenommen werden und so der Kopplungszustand hergestellt werden, um die Erfassung der Strukturpunkte fortzusetzen.The described embodiment can be further developed such that the storage surface is arranged on a base body of the transport system. Advantageously, the storage surface can be provided on the transport system itself, namely a base body, for example, the back of a robot dog. This enables the detection unit to be moved together with the transport system even in the storage state, for example, when the transport system must pass through a door or an elevator. It is therefore not necessary to place the detection unit in the environment, operate the device, pick up the detection unit again, and then pass through the door. Instead, the detection unit can be placed on the storage surface on the base body of the transport system in the storage state. Since the coupling device, for example, the gripping device, is free in the storage state, the device, for example, the door, can be operated or general functional tasks can be performed, and the obstacle can be overcome with the detection unit resting on the storage surface, for example, the door can be passed through. The acquisition unit can then be picked up again from the storage area and the coupling state can be established in order to continue the acquisition of the structure points.

Vorteilhafterweise kann zwischen der Kopplungseinrichtung, beispielsweise der Greifeinrichtung, und der Erfassungseinheit eine Schnittstelle ausgebildet sein bzw. können bei Einheiten eine Schnittstelle aufweisen. Über die Schnittstelle kann beispielsweise die Erfassungseinheit mit elektrischer Energie versorgt werden. Ferner kann ein Datenaustausch zwischen Erfassungseinheit und Transportsystem erfolgen. Dabei kann beispielsweise ein Datenspeicher des Transportsystems genutzt werden, um die mittels der Erfassungseinheit erfassten Strukturpunkte aufzuzeichnen.Advantageously, an interface can be formed between the coupling device, for example, the gripping device, and the detection unit, or the units can have an interface. For example, the detection unit can be supplied with electrical power via the interface. Furthermore, data can be exchanged between the detection unit and the transport system. For example, a data storage device of the transport system can be used to record the structural points detected by the detection unit.

Das beschriebene Erfassungssystem kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass die Ablagefläche und/oder die Kopplungseinrichtung, insbesondere die Greifeinrichtung, wenigstens eine Positionierungseinrichtung, insbesondere eine Führungseinrichtung und/oder einen Positionierstift und/oder ein Magnetelement, aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Positionierung der abgelegten Erfassungseinheit und/oder der aufgenommenen Erfassungseinheit zu sichern. Die beschriebene Positionierungseinrichtung erlaubt insbesondere, dass eine definierte Positionierung bzw. Ausrichtung zwischen der Erfassungseinheit und der Kopplungseinrichtung erhalten bleibt. Im Speziellen wird dadurch erreicht, dass auch bei mehrmaligem Ablegen und Aufnehmen die definierte Positionierung bzw. Ausrichtung zwischen der Kopplungseinrichtung und der Erfassungseinheit aufrechterhalten bleibt.The described detection system can be further developed in such a way that the deposit surface and/or the coupling device, in particular the gripping device, has at least one positioning device, in particular a guide device and/or a positioning pin and/or a magnetic element, which is designed to ensure the positioning of the deposited detection unit and/or the picked up detection unit. The described In particular, the positioning device allows a defined positioning or alignment between the detection unit and the coupling device to be maintained. This ensures that the defined positioning or alignment between the coupling device and the detection unit is maintained even after repeated placement and pickup.

Zum Beispiel kann dazu eine Führungseinrichtung vorgesehen sein, die bei der Herstellung der Kopplung zwischen der Kopplungseinrichtung und der Erfassungseinheit die Erfassungseinheit in die korrekte Positionierung führt. Die Führungseinrichtung kann zum Beispiel eine Einführschräge oder mehrere Einführschrägen aufweisen. Wird die Erfassungseinheit von der Kopplungseinrichtung aufgenommen, zum Beispiel gegriffen, führt die Führungseinrichtung die Erfassungseinheit in die korrekte Positionierung an der Kopplungseinrichtung. Die beschriebene Positionierung kann auch durch einen Positionierstift und/oder ein Magnetelement sichergestellt werden, die beispielsweise an der Kopplungseinrichtung und/oder der Ablagefläche vorgesehen sind. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass die Erfassungseinheit in einer definierten Positionierung auf der Ablagefläche abgelegt wird und diese auch bei einer Bewegung des Transportsystems in dem Ablagezustand nicht verändert wird oder bei einem Aufnahmen wieder definiert hergestellt wird. Dementsprechend kann die Kopplungseinrichtung die Erfassungseinheit in derselben Position wieder ankoppeln, sodass keine Abweichung von der definierten Positionierung auftritt.For example, a guide device can be provided for this purpose, which guides the detection unit into the correct position when the coupling between the coupling device and the detection unit is established. The guide device can, for example, have one or more insertion bevels. If the detection unit is picked up by the coupling device, for example gripped, the guide device guides the detection unit into the correct position on the coupling device. The described positioning can also be ensured by a positioning pin and/or a magnetic element, which are provided, for example, on the coupling device and/or the storage surface. This can ensure, for example, that the detection unit is placed in a defined position on the storage surface and that this position is not changed even when the transport system moves in the storage state or is re-established in a defined state when picked up. Accordingly, the coupling device can re-couple the detection unit in the same position so that no deviation from the defined positioning occurs.

Die Kopplungseinrichtung, insbesondere die Greifeinrichtung, kann nach einer weiteren Ausgestaltung des Erfassungssystems an einem freien Ende eines mit einem Grundkörper des Transportsystems verbundenen Roboterarms angeordnet sein, wobei das Transportsystem dazu ausgebildet ist, die Erfassungseinheit in dem Kopplungszustand in einer Erfassungsposition zu positionieren, insbesondere die Erfassungseinheit in der Erfassungsposition zu schwenken oder zu rotieren. Der beschriebene Roboterarm kann somit dazu verwendet werden, die Erfassungseinheit in dem Kopplungszustand zu bewegen bzw. definiert in der Umgebung zu positionieren, um die Strukturpunkte zu erfassen. Zudem kann der Roboterarm die mittels der Kopplungseinrichtung gekoppelte Erfassungseinheit in eine Erfassungsposition in der Umgebung positionieren, beispielsweise in die Erfassungsposition heben. In der Erfassungsposition kann der Roboterarm die Erfassungseinheit anschließend schwenken bzw. rotieren. Dadurch können Winkelbereiche der Umgebung abgestriffen bzw. überstrichen werden. Somit ist eine Erfassung der Strukturpunkte auch mit der Verwendung ausschließlich einer Erfassungseinheit möglich.According to a further embodiment of the detection system, the coupling device, in particular the gripping device, can be arranged at a free end of a robot arm connected to a base body of the transport system, wherein the transport system is designed to position the detection unit in the coupled state in a detection position, in particular to pivot or rotate the detection unit in the detection position. The described robot arm can thus be used to move the detection unit in the coupled state or to position it in a defined manner in the environment in order to detect the structural points. In addition, the robot arm can position the detection unit coupled by means of the coupling device into a detection position in the environment, for example, lift it into the detection position. In the detection position, the robot arm can then pivot or rotate the detection unit. This allows angular ranges of the environment to be scanned or swept over. Thus, detection of the structural points is also possible using only one detection unit.

Das Erfassungssystem kann dahingehend weitergebildet werden, dass der Roboterarm dazu ausgebildet ist, insbesondere während einer Bewegung des Transportsystems in der Umgebung, die Erfassungseinheit in eine Transportposition zu positionieren, in der die Erfassungseinheit näher an dem Grundkörper des Transportsystems angeordnet ist als in der Erfassungsposition. Wie beschrieben, kann der Roboterarm die Erfassungseinheit in die Erfassungsposition positionieren, zum Beispiel heben, um die Strukturpunkte in der Umgebung erfassen zu können. Beispielsweise kann der Roboterarm in der Erfassungsposition gestreckt und in der Transportposition eingezogen sein.The detection system can be further developed such that the robot arm is configured, particularly during a movement of the transport system in the environment, to position the detection unit in a transport position in which the detection unit is arranged closer to the main body of the transport system than in the detection position. As described, the robot arm can position the detection unit in the detection position, for example, by lifting it, in order to be able to detect the structural points in the environment. For example, the robot arm can be extended in the detection position and retracted in the transport position.

Dies ermöglicht, dass in der Transportposition das Erfassungssystem eine geringere Ausdehnung bzw. geringere Dimensionen einnimmt. Soll das Erfassungssystem beispielsweise durch ein Treppenhaus, in einen Aufzug oder durch eine Tür bewegt werden, kann gezielt die Transportposition eingenommen werden. Ferner kann gezielt die Erfassungsposition eingenommen werden, beispielsweise um Bereiche der Umgebung zu erreichen, die für das gesamte Erfassungssystem nicht erreichbar sind. Die Erfassungseinheit kann in der Erfassungsposition so gestellt werden, dass beispielsweise über und/oder hinter Hindernisse, in Hohlräume, über Regale und dergleichen Strukturpunkte erfasst werden können. In der Erfassungsposition kann die Erfassungseinheit insbesondere höher positioniert sein als der Grundkörper des Transportsystems, beispielsweise in Hochrichtung oberhalb einer Rückenlinie des Roboterhundes.This allows the detection system to have a smaller size or dimensions in the transport position. If, for example, the detection system is to be moved through a stairwell, into an elevator or through a door, the transport position can be adopted specifically. Furthermore, the detection position can be adopted specifically, for example to reach areas of the environment that are inaccessible to the entire detection system. The detection unit can be positioned in the detection position in such a way that, for example, structural points can be detected above and/or behind obstacles, in cavities, above shelves and the like. In the detection position, the detection unit can in particular be positioned higher than the main body of the transport system, for example in the vertical direction above a back line of the robot dog.

Das Erfassungssystem kann nach einer weiteren Ausführungsform dazu ausgebildet sein, bei einer Bewegung des Transportsystems kontinuierlich Strukturpunkte in der Umgebung zu erfassen und/oder in einem Stillstandzustand des Transportsystems Strukturpunkte in der Umgebung in verschiedenen Erfassungspositionen der Erfassungseinheit zu erfassen. In der ersten Variante kann die Erfassungseinheit kontinuierlich Strukturpunkte erfassen, während diese durch das Transportsystem durch die Umgebung bewegt wird. Dies kann bei statischem Roboterarm oder bei sich bewegendem Roboterarm erfolgen. In der zweiten Variante wird gezielt von dem Transportsystem ein Stillstandzustand eingenommen, in dem der Roboterarm die Erfassungseinheit in unterschiedliche Erfassungspositionen stellt, in denen Strukturpunkte der Umgebung erfasst werden. In der Erfassungsposition kann eine weitere Bewegung durch den Roboterarm erzeugt werden, sodass die Erfassungseinheit beispielsweise in jeder Erfassungsposition um einen definierten Winkelbereich geschwenkt bzw. rotiert werden kann.According to a further embodiment, the detection system can be designed to continuously detect structural points in the environment during a movement of the transport system and/or to detect structural points in the environment in different detection positions of the detection unit when the transport system is at a standstill. In the first variant, the detection unit can continuously detect structural points while it is moved through the environment by the transport system. This can occur with a static robot arm or a moving robot arm. In the second variant, the transport system deliberately assumes a standstill state in which the robot arm places the detection unit in different detection positions in which structural points of the environment are detected. In the detection position, a further movement can be generated by the robot arm, so that the detection unit, for example, in each detection position, moves by one can be swiveled or rotated within a defined angular range.

In einer weiteren Ausführungsform des Erfassungssystems kann ein Erfassungskoordinatensystem der Erfassungseinheit mit einem Transportkoordinatensystem des Transportsystems referenziert sein oder die Koordinatensysteme können ineinander transformierbar sein. In der ersten Alternative kann das Erfassungskoordinatensystem der Erfassungseinheit beispielsweise dasselbe Koordinatensystem sein, wie das Transportkoordinatensystem des Transportsystems. Zum Beispiel können beide Koordinatensysteme ein absolutes Koordinatensystem der Umgebung darstellen bzw. ein solches nutzen.In a further embodiment of the detection system, a detection coordinate system of the detection unit can be referenced to a transport coordinate system of the transport system, or the coordinate systems can be transformed into one another. In the first alternative, the detection coordinate system of the detection unit can, for example, be the same coordinate system as the transport coordinate system of the transport system. For example, both coordinate systems can represent or use an absolute coordinate system of the environment.

Alternativ ist es ebenso möglich, dass beide Koordinatensysteme ineinander transformiert werden können, zum Beispiel wenn die Strukturpunkte, die mittels der Erfassungseinheit in dem Erfassungskoordinatensystem erfasst wurden, anschließend in das Transportkoordinatensystem des Transportsystems transformiert werden. Hierzu kann eine Transformationsvorschrift vorgegeben werden, die Koordinaten aus dem Erfassungskoordinatensystem in das Transportkoordinatensystem transformiert. Wie beschrieben, können das Erfassungskoordinatensystem und das Transportkoordinatensystem in einem übergeordneten Koordinatensystem, zum Beispiel einem Anlagenkoordinatensystem bzw. einem Werkskoordinatensystem referenziert sein.Alternatively, it is also possible for both coordinate systems to be transformed into one another, for example, if the structural points acquired in the acquisition coordinate system by the acquisition unit are subsequently transformed into the transport coordinate system of the transport system. For this purpose, a transformation rule can be specified that transforms coordinates from the acquisition coordinate system into the transport coordinate system. As described, the acquisition coordinate system and the transport coordinate system can be referenced in a higher-level coordinate system, for example, a plant coordinate system or a factory coordinate system.

Das Transportsystem kann ferner mit einer Transporteinheit, insbesondere einem AGV, koppelbar sein. Wie beschrieben, kann das Transportsystem als Transportroboter, im Besonderen als Roboterhund, ausgeführt sein. In der beschriebenen Ausgestaltung kann das Transportsystem zusätzlich mit einer Transporteinheit gekoppelt werden. Zum Beispiel kann der Transportroboter auf die Transporteinheit aufsteigen und so von der Transporteinheit im Raum bewegt werden. Dabei kann vorteilhafterweise, beispielsweise zum Zurücklegen längerer Strecken, der elektrische Energiespeicher des Transportsystems geschont werden. Zum Beispiel kann als Transporteinheit auch ein Aufzug oder ein Routenzug oder dergleichen verwendet werden, um das Transportsystem zu transportieren. Auch in dem mit der Transporteinheit gekoppelten Zustand des Transportsystems können Strukturpunkte mittels der Erfassungseinheit erfasst werden.The transport system can further be coupled to a transport unit, in particular an AGV. As described, the transport system can be designed as a transport robot, in particular as a robot dog. In the described embodiment, the transport system can additionally be coupled to a transport unit. For example, the transport robot can climb onto the transport unit and thus be moved spatially by the transport unit. In this way, the electrical energy storage of the transport system can advantageously be preserved, for example when covering longer distances. For example, an elevator or a tugger train or the like can also be used as the transport unit to transport the transport system. Even when the transport system is coupled to the transport unit, structural points can be detected by means of the detection unit.

Neben dem Erfassungssystem betrifft die Erfindung eine Erfassungseinheit für ein zuvor beschriebenes Erfassungssystem, wobei die Erfassungseinheit einen Kopplungsabschnitt aufweist, der dazu ausgebildet ist, mittels einer Kopplungseinrichtung, insbesondere einer Greifeinrichtung, des Transportsystems des Erfassungssystems wahlweise in einem Kopplungszustand mit dem Transportsystem gekoppelt zu werden oder in einem Ablagezustand von dem Transportsystem, insbesondere der Greifeinrichtung, getrennt zu werden. Die beschriebene Erfassungseinheit ist somit insbesondere dazu ausgebildet, von der Kopplungseinrichtung, zum Beispiel der Greifeinrichtung, aufgenommen und abgelegt zu werden. Im Speziellen kann die Erfassungseinheit eine Schnittstelle aufweisen, die mit einer Schnittstelle an der Kopplungseinrichtung gekoppelt werden kann. Ferner kann die Erfassungseinheit einen Kopplungsabschnitt aufweisen, der mittels der beschriebenen Greifeinrichtung gegriffen werden kann.In addition to the detection system, the invention relates to a detection unit for a previously described detection system, wherein the detection unit has a coupling section that is designed to be coupled to the transport system by means of a coupling device, in particular a gripping device, of the transport system of the detection system, either in a coupled state or to be separated from the transport system, in particular the gripping device, in a deposited state. The described detection unit is thus designed in particular to be picked up and deposited by the coupling device, for example the gripping device. In particular, the detection unit can have an interface that can be coupled to an interface on the coupling device. Furthermore, the detection unit can have a coupling section that can be gripped by means of the described gripping device.

Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Erfassungssystems zur Erfassung einer Vielzahl von Strukturpunkten in einer Umgebung für die Erzeugung eines dreidimensionalen Modells der Umgebung, umfassend ein fahrerloses Transportsystem, insbesondere einen Transportroboter, und wenigstens eine Erfassungseinheit, insbesondere einem Scanner, die durch das Transportsystem innerhalb der Umgebung bewegbar ist, wobei mittels einer Kopplungseinrichtung, insbesondere eine Greifeinrichtung, des Transportsystems wahlweise eine Kopplung zwischen der Erfassungseinheit in einem Kopplungszustand hergestellt wird oder die Erfassungseinheit in einem Ablagezustand von dem Transportsystem, insbesondere der Greifeinrichtung, getrennt wird. Das Verfahren kann insbesondere mittels des zuvor beschriebenen Erfassungssystems in allen Einzelheiten ausgeführt werden.The invention further relates to a method for operating a detection system for detecting a plurality of structural points in an environment for generating a three-dimensional model of the environment, comprising a driverless transport system, in particular a transport robot, and at least one detection unit, in particular a scanner, which is movable by the transport system within the environment. By means of a coupling device, in particular a gripping device, of the transport system, a coupling is optionally established between the detection unit in a coupled state or the detection unit is separated from the transport system, in particular the gripping device, in a deposited state. The method can be carried out in all details, in particular, by means of the detection system described above.

Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale, die in Bezug auf das Erfassungssystem beschrieben wurden, sind vollständig auf die Erfassungseinheit und das Verfahren übertragbar.All advantages, details, designs and/or features described with regard to the detection system are fully transferable to the detection unit and the method.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:

  • 1 eine Prinzipdarstellung eines Erfassungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem Kopplungszustand; und
  • 2 eine Prinzipdarstellung des Erfassungssystems von 1 in einem Ablagezustand.
The invention is explained using exemplary embodiments with reference to the figures. The figures are schematic representations and show:
  • 1 a schematic diagram of a detection system according to an embodiment in a coupling state; and
  • 2 a schematic diagram of the recording system of 1 in a storage state.

1 zeigt ein Erfassungssystem 1 zur Erfassung einer Vielzahl von Strukturpunkten in einer Umgebung 2 für die Erzeugung eines dreidimensionalen Modells der Umgebung 2. Das Erfassungssystem 1 umfasst ein fahrerloses Transportsystem 3, das beispielsweise als Transportroboter, im Speziellen als Roboterhund, ausgebildet ist. Ferner weist das Erfassungssystem 1 eine Erfassungseinheit 4 auf, mittels der die Strukturpunkte in der Umgebung 2 erfasst werden. Die Erfassungseinheit 4 kann beispielsweise als 3D-Scanner gebildet sein, zum Beispiel basierend auf Lidar. Somit ist es möglich mit dem Transportsystem 3 die Erfassungseinheit 4 in der Umgebung 2 zu bewegen, insbesondere in verschiedene Erfassungspositionen zu positionieren, in denen mittels der Erfassungseinheit 4 Strukturpunkte erfasst werden können. 1 shows a detection system 1 for detecting a plurality of structural points in an environment 2 for generating a three-dimensional model of the environment 2. The detection system 1 comprises a driverless transport system 3, which is designed, for example, as a transport robot, in particular as a robot dog. Furthermore, the detection system 1 has a detection unit 4, by means of which the structural points in the environment 2 are detected. The detection unit 4 can be designed, for example, as a 3D scanner, for example based on LiDAR. Thus, it is possible to move the detection unit 4 in the environment 2 using the transport system 3, in particular to position it into various detection positions in which structural points can be detected by the detection unit 4.

Zum Beispiel ist es möglich, die Strukturpunkte in der Umgebung 2 mittels der Erfassungseinheit 4 während der Bewegung des Transportsystems 3 zu erfassen. Alternativ kann das Transportsystem 3 stillstehen und die Erfassungseinheit 4 in entsprechende Erfassungspositionen gestellt werden. Dazu weist das Erfassungssystem 1 einen Roboterarm 5 auf, an dessen freiem Ende eine Kopplungseinrichtung 6 angeordnet ist. Die Erfassungseinheit 4 weist einen Kopplungsabschnitt 7 auf, zum Beispiel einen Griffabschnitt, durch den die Kopplungseinrichtung 6 die Kopplung mit der Erfassungseinheit 4 herstellen kann. Die Kopplungseinrichtung 6 kann zum Beispiel als Greifeinrichtung ausgebildet sein, um den Kopplungsabschnitt 7 zu greifen.For example, it is possible to detect the structural points in the environment 2 using the detection unit 4 while the transport system 3 is moving. Alternatively, the transport system 3 can be stationary and the detection unit 4 can be placed in corresponding detection positions. For this purpose, the detection system 1 has a robot arm 5, at the free end of which a coupling device 6 is arranged. The detection unit 4 has a coupling section 7, for example, a gripping section, through which the coupling device 6 can establish the coupling with the detection unit 4. The coupling device 6 can be designed, for example, as a gripping device to grip the coupling section 7.

Entsprechend kann mittels des Roboterarms 5 die Erfassungseinheit in der Umgebung 2 bewegt werden, insbesondere relativ zu einem Grundkörper 8 des Transportsystems 3, zum Beispiel einem Körper des Roboterhunds. Das freie Ende des Roboterarms 5 liegt dem Ende des Roboterarms 5 gegenüber, das mit dem Grundkörper 8 verbunden ist. Steht das Transportsystem 3 still, kann die Relativbewegung durch den Roboterarm 5 erzeugt werden. Im Speziellen kann die Erfassungseinheit 4 von dem Roboterarm 5 verschwenkt und/oder rotiert werden.Accordingly, the detection unit can be moved in the environment 2 by means of the robot arm 5, in particular relative to a base body 8 of the transport system 3, for example, a body of the robot dog. The free end of the robot arm 5 is opposite the end of the robot arm 5 that is connected to the base body 8. If the transport system 3 is stationary, the relative movement can be generated by the robot arm 5. In particular, the detection unit 4 can be pivoted and/or rotated by the robot arm 5.

Zum Beispiel kann eine bestimmte Erfassungsposition eingenommen werden, wobei der Roboterarm 5 die Erfassungseinheit 4 in die Erfassungsposition heben kann, insbesondere oberhalb des Grundkörpers 8 in Hochrichtung. In der Erfassungsposition kann die Erfassungseinheit 4 verschwenkt bzw. rotiert werden, sodass bestimmte Winkelbereiche der Umgebung 2 abgestrichen bzw. überstrichen werden können. Dadurch ist eine besonders effiziente Erfassung der Strukturpunkte in der Umgebung 2 möglich.For example, a specific detection position can be assumed, whereby the robot arm 5 can lift the detection unit 4 into the detection position, in particular vertically above the base body 8. In the detection position, the detection unit 4 can be pivoted or rotated so that specific angular ranges of the environment 2 can be scanned or covered. This enables particularly efficient detection of the structural points in the environment 2.

Ebenso kann der Roboterarm 5 die Erfassungseinheit 4 in eine Transportposition bewegen, die sich näher an dem Grundkörper 8 befindet als die beschriebene Erfassungsposition. Soll das Erfassungssystem 1 beispielsweise durch eine Engstelle bzw. in einen Aufzug, durch eine Tür und dergleichen bewegt werden, kann der Roboterarm 5 eingezogen werden, um die Dimensionen des Erfassungssystems 1 zu verringern. Weiterhin können spezielle Erfassungspositionen eingenommen werden, in denen das Erfassen von Strukturpunkten durch die Erfassungseinheit 4 möglich ist, die beispielsweise hinter Hindernissen liegen, die von dem Erfassungssystem 1 als Ganzes nicht passiert werden können, zum Beispiel Hohlräume, Regale, Kisten und dergleichen.Likewise, the robot arm 5 can move the detection unit 4 into a transport position that is closer to the base body 8 than the described detection position. If the detection system 1 is to be moved, for example, through a narrow passage or into an elevator, through a door, or the like, the robot arm 5 can be retracted to reduce the dimensions of the detection system 1. Furthermore, special detection positions can be assumed in which the detection unit 4 can detect structural points that are located, for example, behind obstacles that the detection system 1 as a whole cannot pass, such as cavities, shelves, boxes, and the like.

Die Kopplungseinrichtung 6 ermöglicht ferner, dass die Erfassungseinheit 4 von dem in 1 gezeigten Kopplungszustand, in dem die Erfassungseinheit 4 mit dem Transportsystem 3, im Speziellen mit der Kopplungseinrichtung 6, gekoppelt ist, in einen Ablagezustand überführt werden kann. Der Ablagezustand ist in 2 dargestellt. Mit anderen Worten kann die Kopplungseinrichtung 6 die Erfassungseinheit 4 ablegen, insbesondere in einer bzw. auf einer Ablagefläche 9. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Auflagefläche 9 auf dem Grundkörper 8 angeordnet, insbesondere dessen in Hochrichtung weisende Oberfläche bzw. dem Rücken des Roboterhundes.The coupling device 6 further enables the detection unit 4 to be 1 shown coupling state, in which the detection unit 4 is coupled to the transport system 3, in particular to the coupling device 6, can be transferred into a storage state. The storage state is in 2 In other words, the coupling device 6 can deposit the detection unit 4, in particular in or on a deposit surface 9. In the exemplary embodiment shown, the support surface 9 is arranged on the base body 8, in particular on its vertically facing surface or on the back of the robot dog.

In dem Ablagezustand ist somit die Kopplungseinrichtung 6 frei, insbesondere die Greifeinrichtung an dem freien Ende des Roboterarms 5. Daher ist es möglich, dass das Erfassungssystem 1 in dem Ablagezustand eine Funktionsaufgabe mit der Kopplungseinrichtung 6 ausführt, zum Beispiel ein Schaltelement betätigt, eine Tür öffnet oder dergleichen. Demnach ist es dem Erfassungssystem 1 möglich, Hindernisse, wie beispielsweise Aufzüge, Rolltore, Türen und dergleichen zu überwinden, ohne auf externe Hilfe angewiesen zu sein.In the storage state, the coupling device 6 is thus free, in particular the gripping device at the free end of the robot arm 5. Therefore, it is possible for the detection system 1 to perform a functional task with the coupling device 6 in the storage state, for example, actuate a switching element, open a door, or the like. Accordingly, the detection system 1 is able to overcome obstacles such as elevators, roller shutters, doors, and the like without relying on external assistance.

Dazu wird die Erfassungseinheit 4 zeitweise für die Überwindung des Hindernisses auf der Ablagefläche 9 abgelegt, sodass mit der Kopplungseinrichtung 6 bzw. der Greifeinrichtung, die an dem Roboterarm 5 angeordnet ist, die Funktionsaufgabe ausgeführt werden kann. Anschließend kann wieder in den Kopplungszustand übergegangen werden, der in 1 dargestellt ist. Hierzu nimmt die Kopplungseinrichtung 6 die auf der Ablagefläche 9 abgestellte Erfassungseinheit 4 wieder auf, insbesondere durch Greifen des Kopplungsabschnitts 7 mit der Greifeinrichtung. Die Ausführung der Kopplung ist alternativ zur Verwendung einer Greifeinrichtung ebenso möglich, beispielsweise formschlüssig, magnetisch und dergleichen.For this purpose, the detection unit 4 is temporarily placed on the support surface 9 to overcome the obstacle, so that the functional task can be carried out with the coupling device 6 or the gripping device arranged on the robot arm 5. Subsequently, the coupling state can be returned to, which is shown in 1 is shown. For this purpose, the coupling device 6 picks up the detection unit 4 placed on the support surface 9, in particular by gripping the coupling section 7 with the gripping device. The coupling can also be implemented as an alternative to using a gripping device, for example, positively locking, magnetically, or the like.

An der Ablagefläche 9 und/oder an der Kopplungseinrichtung 6 kann wenigstens eine Positionierungseinrichtung vorgesehen sein. Die Positionierungseinrichtung stellt die Positionierung der Erfassungseinheit 4 sicher, beispielsweise, dass diese in dem Ablagezustand in derjenigen Position verbleibt, in der diese von der Kopplungseinrichtung 6 abgelegt wurde. Dadurch bleibt bei einer erneuten Aufnehmen der Erfassungseinheit 4 durch die Kopplungseinrichtung 6 gewährleistet, dass die Relativpositionierung zwischen Kopplungseinrichtung 6 und Erfassungseinheit 4 definiert erhalten bleibt. Entsprechende Positionierungseinrichtungen können als Positionierstift, als Magnetelement oder als Führungseinrichtung ausgeführt sein.At least one positioning device can be provided on the storage surface 9 and/or on the coupling device 6. The positioning device ensures the positioning of the detection unit 4, for example, that it remains in the storage state in the position in which it was deposited by the coupling device 6. This ensures that when the detection unit 4 is picked up again by the coupling device 6, the relative position Positioning between coupling device 6 and detection unit 4 is maintained in a defined manner. Corresponding positioning devices can be designed as a positioning pin, a magnetic element, or a guide device.

Weiter kann zwischen der Kopplungseinrichtung 6 und der Erfassungseinheit 4 eine Schnittstelle vorgesehen sein, die zur elektrischen Energieversorgung der Erfassungseinheit 4 und/oder zum Datenaustausch vorgesehen ist. Zweckmäßig sind die Koordinatensysteme der Erfassungseinheit 4, also ein Erfassungskoordinatensystem, und des Transportsystems 3, also ein Transportkoordinatensystem, miteinander referenziert oder identisch. Alternativ können die Koordinatensysteme auch ineinander transformiert werden.Furthermore, an interface can be provided between the coupling device 6 and the detection unit 4, which interface is intended for supplying electrical power to the detection unit 4 and/or for data exchange. The coordinate systems of the detection unit 4, i.e., a detection coordinate system, and of the transport system 3, i.e., a transport coordinate system, are expediently referenced or identical to one another. Alternatively, the coordinate systems can also be transformed into one another.

In einer weiteren möglichen Ausführungsform kann das Erfassungssystem 1 als Ganzes von einer Transporteinheit transportiert werden. Zum Beispiel kann das Transportsystem 3 auf ein fahrerloses Transportfahrzeug, insbesondere ein sogenanntes AGV, aufsteigen und sich von diesem transportieren lassen. Die Transporteinheit kann daher Bestandteil des Erfassungssystems 1 bilden.In another possible embodiment, the detection system 1 can be transported as a whole by a transport unit. For example, the transport system 3 can mount on a driverless transport vehicle, in particular a so-called AGV, and be transported by it. The transport unit can therefore form a component of the detection system 1.

Die in Bezug auf die einzelnen Darstellungen beschriebenen Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar, untereinander austauschbar und aufeinander übertragbar.The advantages, details and features described in relation to the individual illustrations can be combined with one another as desired, are interchangeable and transferable to one another.

Die Beschreibung ist auf die Erfassungseinheit 4 sowie das Verfahren zum Betreiben des Erfassungssystems 1 in allen Einzelheiten übertragbar.The description is transferable to the recording unit 4 and the method for operating the recording system 1 in all details.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS

11
ErfassungssystemRecording system
22
UmgebungVicinity
33
Transportsystemtransport system
44
ErfassungseinheitRegistration unit
55
Roboterarmrobot arm
66
KopplungseinrichtungCoupling device
77
KopplungsabschnittCoupling section
88
GrundkörperBasic body
99
AblageflächeStorage area

Claims (11)

Erfassungssystem (1) zur Erfassung einer Vielzahl von Strukturpunkten in einer Umgebung (2) für die Erzeugung eines dreidimensionalen Modells der Umgebung (2), umfassend ein fahrerloses Transportsystem (3), insbesondere einen Transportroboter, und wenigstens eine Erfassungseinheit (4), insbesondere einem Scanner, die durch das Transportsystem (3) innerhalb der Umgebung (2) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem (3) eine Kopplungseinrichtung (6), insbesondere eine Greifeinrichtung, aufweist, die dazu ausgebildet ist, wahlweise eine Kopplung zwischen der Erfassungseinheit (4) in einem Kopplungszustand herzustellen oder die Erfassungseinheit (4) in einem Ablagezustand von der Kopplungseinrichtung (6), insbesondere der Greifeinrichtung, zu trennen.Detection system (1) for detecting a plurality of structural points in an environment (2) for generating a three-dimensional model of the environment (2), comprising a driverless transport system (3), in particular a transport robot, and at least one detection unit (4), in particular a scanner, which can be moved by the transport system (3) within the environment (2), characterized in that the transport system (3) has a coupling device (6), in particular a gripping device, which is designed to selectively establish a coupling between the detection unit (4) in a coupled state or to separate the detection unit (4) in a deposited state from the coupling device (6), in particular the gripping device. Erfassungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem (3) dazu ausgebildet ist, die Erfassungseinheit (4) in dem Ablagezustand auf einer Ablagefläche (9) abzulegen und in dem abgelegten Zustand der Erfassungseinheit (4) mit der Kopplungseinrichtung (6), insbesondere der Greifeinrichtung, eine Funktionsaufgabe, insbesondere die Betätigung wenigstens einer Vorrichtung in der Umgebung (2), auszuführen.Recording system (1) according to Claim 1 , characterized in that the transport system (3) is designed to deposit the detection unit (4) in the deposited state on a deposit surface (9) and to carry out a functional task, in particular the actuation of at least one device in the environment (2), with the coupling device (6), in particular the gripping device, in the deposited state of the detection unit (4). Erfassungssystem (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablagefläche (9) auf einem Grundkörper des Transportsystems (3) angeordnet ist.Recording system (1) according to Claim 2 , characterized in that the storage surface (9) is arranged on a base body of the transport system (3). Erfassungssystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablagefläche (9) und/oder die Kopplungseinrichtung (6), insbesondere die Greifeinrichtung, wenigstens eine Positionierungseinrichtung, insbesondere eine Führungseinrichtung und/oder einen Positionierstift und/oder ein Magnetelement, aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Positionierung der abgelegten Erfassungseinheit (4) und/oder der aufgenommenen Erfassungseinheit (4) zu sichern.Recording system (1) according to Claim 3 , characterized in that the storage surface (9) and/or the coupling device (6), in particular the gripping device, has at least one positioning device, in particular a guide device and/or a positioning pin and/or a magnetic element, which is designed to ensure a positioning of the stored detection unit (4) and/or the picked up detection unit (4). Erfassungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (6), insbesondere die Greifeinrichtung, an einem freien Ende eines mit einem Grundkörper des Transportsystems (3) verbundenen Roboterarms (5) angeordnet ist, wobei das Transportsystem (3) dazu ausgebildet ist, die Erfassungseinheit (4) in dem Kopplungszustand in einer Erfassungsposition zu positionieren, insbesondere die Erfassungseinheit (4) in der Erfassungsposition zu schwenken oder zu rotieren.Detection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device (6), in particular the gripping device, is arranged at a free end of a robot arm (5) connected to a base body of the transport system (3), wherein the transport system (3) is designed to position the detection unit (4) in the coupling state in a detection position, in particular to pivot or rotate the detection unit (4) in the detection position. Erfassungssystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterarm (5) dazu ausgebildet ist, insbesondere während einer Bewegung des Transportsystems (3) in der Umgebung (2), die Erfassungseinheit (4) in eine Transportposition zu positionieren, in der die Erfassungseinheit (4) näher an dem Grundkörper des Transportsystems (3) angeordnet ist als in der Erfassungsposition.Recording system (1) according to Claim 5 , characterized in that the robot arm (5) is designed, in particular during a movement of the transport system (3) in the environment (2), to position the detection unit (4) in a transport position in which the detection unit (4) is arranged closer to the main body of the transport system (3) than in the detection position. Erfassungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssystem (1) dazu ausgebildet ist, bei einer Bewegung des Transportsystems (3) kontinuierlich Strukturpunkte in der Umgebung (2) zu erfassen und/oder in einem Stillstandzustand des Transportsystems (3) Strukturpunkte in der Umgebung (2) in verschiedenen Erfassungspositionen der Erfassungseinheit (4) zu erfassen.Detection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the detection system (1) is designed to continuously detect structural points in the environment (2) during a movement of the transport system (3) and/or to detect structural points in the environment (2) in different detection positions of the detection unit (4) when the transport system (3) is at a standstill. Erfassungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erfassungskoordinatensystem der Erfassungseinheit (4) mit einem Transportkoordinatensystem des Transportsystems (3) referenziert ist oder die Koordinatensystem ineinander transformierbar sind.Detection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a detection coordinate system of the detection unit (4) is referenced to a transport coordinate system of the transport system (3) or the coordinate systems can be transformed into one another. Erfassungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem (3) mit einer Transporteinheit, insbesondere einem AGV, koppelbar ist.Detection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the transport system (3) can be coupled to a transport unit, in particular an AGV. Erfassungseinheit (4) für ein Erfassungssystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (4) einen Kopplungsabschnitt (7) aufweist, der dazu ausgebildet ist, mittels einer Kopplungseinrichtung (6), insbesondere einer Greifeinrichtung, des Transportsystems (3) des Erfassungssystems (1) wahlweise in einem Kopplungszustand mit dem Transportsystem (3) gekoppelt zu werden oder in einem Ablagezustand von der Kopplungseinrichtung (6), insbesondere der Greifeinrichtung, getrennt zu werden.Detection unit (4) for a detection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the detection unit (4) has a coupling section (7) which is designed to be coupled to the transport system (3) by means of a coupling device (6), in particular a gripping device, of the transport system (3) of the detection system (1) either in a coupled state or to be separated from the coupling device (6), in particular the gripping device, in a deposited state. Verfahren zum Betreiben eines Erfassungssystems (1) zur Erfassung einer Vielzahl von Strukturpunkten in einer Umgebung (2) für die Erzeugung eines dreidimensionalen Modells der Umgebung (2), umfassend ein fahrerloses Transportsystem (3), insbesondere einen Transportroboter, und wenigstens eine Erfassungseinheit (4), insbesondere einem Scanner, die durch das Transportsystem (3) innerhalb der Umgebung (2) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Kopplungseinrichtung (6), insbesondere eine Greifeinrichtung, des Transportsystems (3) wahlweise eine Kopplung zwischen der Erfassungseinheit (4) in einem Kopplungszustand hergestellt wird oder die Erfassungseinheit (4) in einem Ablagezustand von der Kopplungseinrichtung (6), insbesondere der Greifeinrichtung, getrennt wird.Method for operating a detection system (1) for detecting a plurality of structural points in an environment (2) for generating a three-dimensional model of the environment (2), comprising a driverless transport system (3), in particular a transport robot, and at least one detection unit (4), in particular a scanner, which can be moved by the transport system (3) within the environment (2), characterized in that by means of a coupling device (6), in particular a gripping device, of the transport system (3), a coupling is optionally established between the detection unit (4) in a coupled state or the detection unit (4) is separated from the coupling device (6), in particular the gripping device, in a deposited state.
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