EP3216745B1

EP3216745B1 - Control method for industrial truck

Info

Publication number: EP3216745B1
Application number: EP17159060.7A
Authority: EP
Inventors: Volker Viereck; Tino Krüger-Basjmeleh; Thomas Wittmann; Christian Fischer
Original assignee: STILL GmbH
Current assignee: STILL GmbH
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2037-03-03
Also published as: EP3216745A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren für ein Flurförderzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Flurförderzeugs beim Kommissionieren, wobei das Flurförderzeug mindestens einen Umgebungssensor zur Erfassung der relativen Position eines Bedieners in der Umgebung des Flurförderzeugs aufweist.The invention relates to a control method for a truck. In particular, the invention relates to a method for controlling an industrial truck during commissioning, wherein the industrial truck has at least one environmental sensor for detecting the relative position of an operator in the vicinity of the industrial truck.

Bei Flurförderzeugen, insbesondere Lagertechnikgeräten, die für das Kommissionieren eingesetzt werden sollen, sind reine Mitgängerfahrzeuge bekannt, bei denen der Bediener neben dem Fahrzeug herläuft, beispielsweise einem Gabelhubwagen. Daneben sind auch Fahrzeuge bekannt, die einen Fahrerplatz zum Mitfahren aufweisen, insbesondere einen Fahrerplatz zur stehenden Bedienung. Beim eigentlichen Kommissionieren kann dieser Fahrerplatz leicht verlassen werden, um Waren aufzunehmen und beispielsweise auf einer Palette auf einer Lastgabel abzulegen.In industrial trucks, in particular warehousing equipment to be used for picking, pure pedestrian vehicles are known in which the operator runs along next to the vehicle, such as a pallet truck. In addition, vehicles are also known which have a driver's seat to ride, in particular a driver's seat for standing operation. When actually picking this driver's seat can be easily left to pick up goods and store for example on a pallet on a fork.

Es sind Fernbedienungen bekannt, mit denen eine erleichterte Bedienung des Flurförderzeugs erreicht werden kann. Durch solche Fernbedienungen hat der Bediener die Möglichkeit, dessen Fahrbewegungen zu steuern, während er sich neben dem Flurförderzeug befindet und mit diesem mitläuft. Eine bekannte Variante hierfür ist, dass der Kommissionierer durch einen Knopfdruck ein Vorwärtsfahren des Flurförderzeugs anfordert, wobei das Flurförderzeug so lange fährt, wie der Knopf gedrückt bleibt.Remote controls are known with which a simplified operation of the truck can be achieved. With such remote controls, the operator has the ability to control its driving movements while it is located next to the truck and runs along with it. A known variant of this is that the order-picker requests a forward movement of the truck by pressing a button, the truck driving as long as the button remains depressed.

Dadurch kann eine Verminderung der zu laufenden Strecken erreicht werden, da der Bediener sich nicht jedes Mal bis zu dem Flurförderzeug begeben muss, um mit diesem weiterzufahren zur nächsten Position, an der Waren aufgenommen werden sollen. Beim Kommissionieren müssen große Strecken zu Fuß bewältigt werden, um jeweils vom Flurförderzeug abzusteigen, eine Ware aus einem Regal zu greifen und diese auf der Palette des Flurförderzeugs abzusetzen. In großen Umschlagzentren und Warenlagern kommen hier pro Mitarbeiter und Arbeitsschicht bis zu ca. 25 km Laufweg zusammen und müssen in der Summe bis zu 20 t Gewicht getragen werden. Ein Bewegen des Fahrzeuges per Fernbedienung stellt hier bereits eine erhebliche Erleichterung dar und spart viele Wege zu einem Fahrerstand bzw. Fahrerplatz des Flurförderzeugs ein.This can be achieved a reduction in the running routes, since the operator does not have to go to the truck every time to continue with this to the next position where goods are to be recorded. During order picking, large distances have to be negotiated on foot in order to descend from the truck, grab a product from a shelf and place it on the pallet of the truck. In large transshipment centers and warehouses up to approx. 25 km of travel per employee and working shift come together here and up to a total weight of 20 tonnes must be borne. One Moving the vehicle by remote control here represents a considerable relief and saves many ways to a driver's station or driver's seat of the truck.

Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass die Fahrgeschwindigkeit des Flurförderzeugs im Regelfall auf einen festen Wert eingestellt ist und durch den Bediener selbst nicht beeinflusst werden kann. Falls jedoch eine Beeinflussungsmöglichkeit vorgesehen ist, muss hier eine weitere Regelung durch den Bediener vorgenommen werden, die dazu führt, dass während der Fahrbewegung des Flurförderzeugs die ganze Aufmerksamkeit des Bedieners auf diesen Vorgang gerichtet sein muss. Schließlich kann der Bediener auch keinen Abstand des Fahrzeuges ihm gegenüber während einer Bewegung einstellen.A disadvantage of this prior art is that the driving speed of the truck is usually set to a fixed value and can not be influenced by the operator. However, if an interference possibility is provided, a further control by the operator must be made here, which means that during the driving movement of the truck all the attention of the operator must be directed to this process. Finally, the operator can not adjust the distance of the vehicle from him during a movement.

Für solche Flurförderzeuge sind optische Umgebungssensoren bekannt, mit denen die Umgebung des Flurförderzeugs erfasst wird. Dies können beispielsweise zweidimensionale Laserscanner (2-D Laserscanner) oder auch dreidimensionale Laserscanner (3-D Laserscanner), Kameras, Monokularkameras ebenso wie Distanzen erfassende optische Sensoren sein, wie beispielsweise eine Time Of Flight Kamera, oder eine Stereokamera. Ebenso sind auch Ultraschallsensoren möglich. Mithilfe solcher Umgebungssensoren werden Hindernisse in der Umgebung, Fahrwege, Positionen von Paletten und insbesondere bei Kommissionierflurförderzeugen auch die Lage des Flurförderzeugs relativ zu einem Lastregal erfasst. Beispielsweise kann hierfür ein Laserscanner verwendet werden, der die Umgebung orthogonal zu einer Spiegelrotationsachse vermisst.For such trucks optical environment sensors are known with which the environment of the truck is detected. These can be, for example, two-dimensional laser scanners (2-D laser scanners) or even three-dimensional laser scanners (3-D laser scanners), cameras, monocular cameras as well as distance-detecting optical sensors, such as a time-of-flight camera, or a stereo camera. Likewise, ultrasonic sensors are also possible. With the aid of such environmental sensors, obstacles in the surroundings, driveways, positions of pallets and, in particular, in picking industrial trucks, the position of the industrial truck relative to a load shelf are also detected. For example, for this purpose, a laser scanner can be used, which measures the environment orthogonal to a mirror axis of rotation.

Dabei reagiert das Flurförderzeug mithilfe der zuvor beschriebenen optischen Umgebungssensoren automatisch auf sich verändernde Abstände zu dem Lastregal und weicht während der Fahrbewegung automatisch Hindernissen aus. Das Flurförderzeug hält die Spur im Gang eines Lastregals automatisch.The truck reacts automatically to changing distances to the load racks with the aid of the previously described optical ambient sensors and automatically deviates from obstacles during the driving movement. The truck automatically holds the lane in the aisle of a load rack.

Aus der EP 2 851 331 A1 ist ein gattungsgemäßes Flurförderzeug mit einem Umgebungssensor bekannt, der als optischer Sensor ausgebildet ist, wobei die Position einer Bedienperson innerhalb eines Überwachungsbereichs des Umgebungssensors erfasst wird. Überschreitet die Bedienperson eine definierte Überwachungsgrenze innerhalb des Überwachungsbereichs, wird das Flurförderzeug automatisch nachgeführt, so dass das Flurförderzeug der Bedienperson automatisch folgt.From the EP 2 851 331 A1 is a generic truck with an environmental sensor known, which is designed as an optical sensor, wherein the position of an operator is detected within a monitoring range of the environmental sensor. If the operator exceeds a defined monitoring limit within the monitoring area, the truck becomes tracked automatically so that the truck automatically follows the operator.

Die FR 2 980 436 A1 offenbart einen selbstfahrenden Golftrolley, der mit zwei Ultraschallsensoren einen vorauslaufenden Golfspieler erfasst und diesem mit einem bestimmten Abstand folgt.The FR 2 980 436 A1 discloses a self-propelled golf trolley, which detects with two ultrasonic sensors a leading golfer and follows this with a certain distance.

Eine weitere bekannte Anwendung von Umgebungssensoren ist ein autonomes Fahren und hierzu der Schutz vor einem Auffahren auf ein Hindernis. Dabei ist es denkbar, ein Verfahren einzusetzen, bei dem ab der Annäherung an eine erste Schwellendistanz eine Geschwindigkeit des Flurförderzeugs reduziert wird und beim Erreichen einer zweiten Schwellendistanz das Flurförderzeug gestoppt wird. Wenn das Flurförderzeug selbsttätig wieder anfährt ergibt sich eine Art Folgefunktion zu einem vorausfahrenden Flurförderzeug, aber auch zu einem direkt vorausgehenden und somit ebenfalls ein Hindernis darstellenden Bediener.Another known application of environmental sensors is autonomous driving and, to this end, protection against being hit by an obstacle. It is conceivable to use a method in which from the approach to a first threshold distance, a speed of the truck is reduced and when reaching a second threshold distance, the truck is stopped. If that Truck automatically starts again results in a kind of follow-up function to a preceding truck, but also to a directly preceding and thus also an obstacle performing operator.

Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass dadurch eine Folgefunktion bzw. automatisches Folgen des Flurförderzeugs nur erreicht werden kann, wenn direkt im Fahrweg bzw. einem Sicherheitsbereich vor dem Flurförderzeug der Bediener läuft. Dies wird als unangenehm empfunden und ist zusätzlich aufwendig. Weiterhin ergeben sich durch die Steuerung mit den zwei Schwellendistanzen auch ein teilweise ruckartiges Verhalten und wechselnde Abstände gegenüber dem Bediener, die das Verhalten des Flurförderzeugs für diesen schwer einschätzbar machen und zu Unsicherheiten führen können.A disadvantage of this prior art that thereby a follow-up function or automatic consequences of the truck can only be achieved if running directly in the track or a security area in front of the truck, the operator. This is perceived as unpleasant and is also expensive. Furthermore, the result of the control with the two threshold distances also a partially jerky behavior and changing distances relative to the operator, which make the behavior of the truck for this difficult to assess and can lead to uncertainties.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Flurförderzeugs zur Verfügung zu stellen, das die zuvor genannten Nachteile vermeidet und mit dem beim Kommissionieren auf einfache Art und Weise das Flurförderzeug mit einer bedienenden Person zusammen bewegt werden kann.The present invention is therefore an object of the invention to provide a method for controlling a truck available, which avoids the aforementioned disadvantages and with the order picking in a simple way the truck with a serving person can be moved together.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of independent patent claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren zur Steuerung eines Flurförderzeugs beim Kommissionieren, wobei das Flurförderzeug mindestens einen Umgebungssensor zur Erfassung der relativen Position eines Bedieners in der Umgebung des Flurförderzeugs aufweist, von einer Steuerung das Flurförderzeug mit einer Veränderung der Position des Bedieners mitbewegt wird, wobei die Position des Bedieners frei wählbar ist und eine Bewegungsgeschwindigkeit des Bedieners durch die Steuerung bestimmt wird sowie eine Regelung der Fahrgeschwindigkeit des Flurförderzeugs entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit des Bedieners durch die Steuerung erfolgt.The object is achieved in that in a method for controlling an industrial truck during order picking, wherein the truck has at least one environmental sensor for detecting the relative position of an operator in the environment of the truck, from a controller, the truck with a change in the position of the operator is moved, wherein the position of the operator is freely selectable and a movement speed of the operator is determined by the controller as well as a regulation of the driving speed of the truck according to the speed of movement of the operator by the controller.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ausdrücklich eine Geschwindigkeit der mitlaufenden Person bzw. des Bedieners durch die Steuerung errechnet und bestimmt. Hierfür können übliche Verfahren des Trackings und der Bildverarbeitung eingesetzt werden. Es erfolgt dann eine Regelung der Fahrgeschwindigkeit des Flurförderzeugs auf die Bewegungsgeschwindigkeit des Bedieners. Vorteilhaft ergibt sich eine völlige Freiheit des Bedieners, da sich das Fahrzeugverhalten des Flurförderzeugs auf sein Verhalten anpasst. In der Folge ergibt sich eine optimale Ergonomie beim Kommissionieren. Das Flurförderzeug wird als mensch-zentriertes System wahrgenommen, bei dem der Bediener die Arbeitsgeschwindigkeit bestimmt. Die Position des Bedieners relativ zu dem Flurförderzeug kann zuvor wunschgemäß eingestellt werden. Dies kann beispielsweise durch eine Eingabe an einer Bedienvorrichtung des Flurförderzeugs erfolgen, aber auch durch ein Teach-in-Verfahren, bei dem eine gewünschte Position eingenommen wird und durch einen Tastschalter, eine Fernbedienung oder Ähnliches bestätigt wird. Vorteilhaft wird eine ruckartige oder schwingende Nachfolge-Bewegung des Flurförderzeugs vermieden. Durch die Regelung auf die Bewegungsgeschwindigkeit des Bedieners erfolgt eine sehr gleichmäßige Folgebewegung.In the method according to the invention, a speed of the person walking along or of the operator is expressly calculated and determined by the controller. For this purpose, conventional methods of tracking and image processing can be used become. It then takes place a regulation of the speed of the truck on the speed of movement of the operator. Advantageously, there is complete freedom of the operator, since the vehicle behavior of the truck adapts to its behavior. As a result, optimum ergonomics are obtained when order picking. The truck is perceived as a human-centered system where the operator determines the working speed. The position of the operator relative to the truck can be previously set as desired. This can be done for example by an input to an operating device of the truck, but also by a teach-in method in which a desired position is taken and confirmed by a push-button switch, a remote control or the like. Advantageously, a jerky or oscillating follow-up movement of the truck is avoided. By controlling the speed of movement of the operator is a very uniform following movement.

Die Steuerung kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Bedieners in einer Komponente in Längsrichtung des Flurförderzeugs bestimmen und eine Komponente der Fahrgeschwindigkeit des Flurförderzeugs in Längsrichtung bzw. die Geradeausfahrt des Flurförderzeugs entsprechend regeln.The controller can determine the speed of movement of the operator in a component in the longitudinal direction of the truck and regulate a component of the speed of the truck in the longitudinal direction or the straight-ahead driving of the truck accordingly.

Der häufigste Anwendungsfall des selbstständigen Mitfahrens eines Flurförderzeugs beim Kommissionieren ist das Entlangfahren an einer geraden Regalkante. Wenn sich hier der Bediener seitlich bewegt, wird durch die Regelung allein einer Komponente in Geradeausfahrt bzw. Fahrzeuglängsrichtung erreicht, dass es nicht zu unerwünschten und schwankenden seitlichen Bewegungen des Flurförderzeugs kommt.The most common application of autonomous ride a truck when picking is the driving along a straight shelf edge. If here the operator moves laterally, is achieved by the control of a component alone in straight ahead or vehicle longitudinal direction that it does not lead to unwanted and fluctuating lateral movements of the truck.

Die Steuerung kann das Flurförderzeug seitlich in einem frei wählbaren, zuvor in Fahrzeugquerrichtung festgelegten seitlichen Abstand zwischen Bediener und Flurförderzeug steuern.The controller can control the truck sideways in a freely selectable lateral distance between the operator and the truck, which was previously set in the vehicle transverse direction.

Dadurch kann ein Folgen bei Kurvenfahrten und das Einhalten eines seitlichen Abstands sichergestellt werden. Indem diese Regelung nur auf den Abstand erfolgt und gegebenenfalls noch mit einer Verzögerung bzw. Dämpfung geregelt wird, kann ein "hektisches" seitliches Bewegen des Flurförderzeugs vermieden werden.This can be followed in cornering and maintaining a lateral distance to be followed. By this regulation takes place only on the distance and optionally still regulated with a delay or damping, a "hectic" lateral movement of the truck can be avoided.

Vorteilhaft kann die Position des Bedieners, insbesondere ein Abstand in Fahrzeuglängsrichtung zu einem Bezugspunkt des Flurförderzeugs und/oder ein Abstand in Fahrzeugquerrichtung von dem Bediener durch eine Eingabevorrichtung eingestellt werden kann.Advantageously, the position of the operator, in particular a distance in the vehicle longitudinal direction to a reference point of the truck and / or a distance in the vehicle transverse direction can be set by the operator by an input device.

Dadurch kann insbesondere eine Position in der Längserstreckung des Flurförderzeugs festgelegt werden, die der Bediener bevorzugt. Es wird festgelegt, auf welcher "Höhe" das Flurförderzeug sich mitbewegt.As a result, in particular a position in the longitudinal extension of the truck can be set, which the operator prefers. It is determined at which "height" the truck moves with.

In einer Weiterbildung des Verfahrens kann durch die Eingabevorrichtung zwischen mehreren festgelegten Positionen gewählt werden.In a further development of the method, it is possible to select between several defined positions by means of the input device.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens weist die Möglichkeit auf, dass die Steuerung die Fahrgeschwindigkeit des Flurförderzeugs an sonstige Parameter anpasst, insbesondere erfasste Umgebungssituationen wie Engstellen oder Gefahrenstellen.An embodiment of the method has the possibility that the controller adjusts the driving speed of the truck to other parameters, in particular detected environmental situations such as bottlenecks or danger spots.

Dadurch reagiert das Flurförderzeug auf Gefahren- und Engstellensituationen. In diesen wird beispielsweise die Fahrbewegung verlangsamt, wenn ein zu geringer seitlicher Abstand zu Hindernissen auftritt. Auch langsamere Flurförderzeuge, Fahrzeuge oder Personen vor dem Flurförderzeug können erkannt werden und als Parameter berücksichtigt werden. In diesen Fällen kann die Fahrgeschwindigkeit selbstständig angepasst und verringert werden bis hin zum Stillstand. Sobald diese Parameter nicht mehr vorliegen, erfolgt wieder eine Fahrbewegung und kann durch eine höhere Fahrgeschwindigkeit ein inzwischen eventuell aufgetretener zu großer Abstand bzw. eine Abweichung zu der Position des Bedieners ausgeglichen werden.As a result, the truck reacts to danger and bottleneck situations. In these, for example, the driving movement is slowed down when there is too little lateral distance to obstacles. Even slower trucks, vehicles or people in front of the truck can be detected and taken into account as parameters. In these cases, the driving speed can be independently adjusted and reduced to a standstill. As soon as these parameters are no longer present, a driving movement takes place again and can be compensated for by a higher driving speed in the meantime possibly occurred too great a distance or a deviation to the position of the operator.

Der Umgebungssensor kann eine Kamera und/oder eine Stereokamera und/oder eine Monokularkamera und/oder einen Ultraschallsensor und/oder Laserscanner und/oder eine 3D-Kamera umfassen.The environmental sensor may include a camera and / or a stereo camera and / or a monocular camera and / or an ultrasound sensor and / or a laser scanner and / or a 3D camera.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt die Figur ein Flurförderzeug 1 neben einem Lastregal 2 mit einer Mehrzahl von Paletten 3 und jeweils auf diesen befindlichen Waren 4. Das Flurförderzeug ist ein Gabelhubwagen 5 mit Lastarmen 6, auf denen eine Palette 7 beim Kommissionieren transportiert werden kann. Dargestellt ist die Situation beim Laufen des Bedieners 9 neben dem Flurförderzeug 1. Eine nicht näher dargestellte Steuerung des Flurförderzeugs 1 errechnet aus Sensordaten eines Umgebungssensors 8 die Position, die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Bedieners 9. Das Flurförderzeug 1 fährt parallel zu dem Lastregal 2 und von der Steuerung wird die Fahrgeschwindigkeit des Flurförderzeugs 1 auf denselben Wert geregelt, wie eine Bewegungsgeschwindigkeit des Bedieners 9 parallel zu der Längsrichtung des Flurförderzeugs 1, wie verdeutlicht durch die beiden Pfeile.Further advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the schematic figure. In this case, the figure shows a truck 1 next to a load rack 2 with a plurality of pallets 3 and 4 each located on these goods. The truck is a pallet truck 5 with load arms 6 on which a pallet 7 when picking can be transported. The situation shown when running the operator 9 next to the truck 1. A not shown control of the truck 1 calculated from sensor data of an environmental sensor 8, the position, the direction of movement and the speed of movement of the operator 9. The truck 1 runs parallel to the load rack 2 and from the controller, the travel speed of the truck 1 is controlled to the same value as a moving speed of the operator 9 parallel to the longitudinal direction of the truck 1, as illustrated by the two arrows.

Claims

Method for controlling an industrial truck (1) when picking, wherein the industrial truck (1) has at least one surroundings sensor (8) for sensing the relative position of an operator (9) in the surroundings of the industrial truck (1),
characterized
in that the industrial truck (1) is moved along by a controller when the position of the operator (9) changes, wherein the position of the operator (9) is freely selectable, and a movement speed of the operator (9) is determined by the controller, and a closed-loop control process of the velocity of the industrial truck (1) is carried out in accordance with the movement speed of the operator (9) by the controller.
Method according to Claim 1,
characterized
in that the controller determines the movement speed of the operator (9) in a component in the longitudinal direction of the industrial truck (1), and correspondingly closed-loop controls a component of the velocity of the industrial truck (1) in the longitudinal direction, or correspondingly closed-loop controls the straight-ahead travel of the industrial truck (1).
Method according to Claim 1 or 2,
characterized
in that the controller controls the industrial truck (1) laterally at a freely selectable lateral distance between the operator (9) and the industrial truck (1), said distance having been defined in advance in the traverse direction of the vehicle.
Method according to one of Claims 1 to 3,
characterized
in that the position of the operator (1), in particular a distance in the longitudinal direction of the vehicle with respect to a reference point of the industrial truck (1) and/or a distance in the transverse direction of the vehicle can be set by the operator (9) by means of an input device.
Method according to Claim 4,
characterized
in that it is possible to select between a plurality of defined positions by means of the input device.
Method according to one of Claims 1 to 5,
characterized
in that the controller adapts the velocity of the industrial truck (1) to various parameters, in particular detected ambient situations such as bottlenecks or hazardous locations.
Method according to one of Claims 1 to 6,
characterized
in that the surroundings sensor (8) comprises a camera and/or a stereo camera and/or a monocular camera and/or an ultrasonic sensor and/or laser scanner and/or a 3D camera.