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Dokumentenidentifikation DE102004047212A1 13.04.2006
Titel Gabelstapler mit Sensoren zur Hinderniserkennung
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Stopp, Andreas, Dr.-Ing., 15366 Neuenhagen, DE;
Viereck, Volker, Dipl.-Ing., 16767 Germendorf, DE
DE-Anmeldedatum 27.09.2004
DE-Aktenzeichen 102004047212
Offenlegungstag 13.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.04.2006
IPC-Hauptklasse B66F 17/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B66F 9/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   G08G 1/16(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gabelstapler mit Sensoren zur Hinderniserkennung, wobei wenigstens ein erster Sensor vorhanden ist, der im vorderen Bereich des Gabelstaplers in Bodennähe angebracht ist, zur Detektion einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Ebene in Bodennähe in Vorausrichtung des Gabelstaplers, wobei wenigstens ein zweiter Sensor vorhanden ist, der im hinteren Bereich des Gabelstaplers in Bodennähe angebracht ist, zur Detektion einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Ebene in Bodennähe in Rückwärtsrichtung des Gabelstaplers, wobei wenigstens ein dritter Sensor vorhanden ist, der im hinteren Bereich des Gabelstaplers im Dachbereich der Kabine des Fahrzeugführers angebracht ist, zur Detektion einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Ebene im Dachbereich des Gabelstaplers, wobei wenigstens ein vierter Sensor vorhanden ist, der linear entlang des Mastes des Gabelstaplers verfahrbar ist, zur Detektion einer Ebene, die zumindest im Wesentlichen senkrecht steht auf der Längsrichtung des Mastes des Gabelstaplers und wobei wenigstens der zweite und/oder der dritte Sensor schwenkbar ist, derart, dass mit diesem Sensor eine Ebene detektierbar ist, die vertikal ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Gabelstapler mit Sensoren zur Hinderniserkennung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind bereits Fahrzeuge bekannt, bei denen verschiedene Sensoren vorhanden sind, um die Umgebung des Fahrzeugs darauf hin auszuwerten, ob Hindernisse vorhanden sind, die das Fahrzeug im Verlaufe seiner weiteren Bewegung behindern könnten. Eine derartige Sensoranordnung an einem PKW ist beispielsweise aus der DE 101 14 932 A1 bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Sensoranordnung für einen Gabelstapler so vorzuschlagen, dass mit den Sensoren die Umgebung des Gabelstaplers im Hinblick auf eventuell vorhandene Hindernisse optimal ausgewertet werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gelöst, indem bei dem Gabelstapler zur Hinderniserkennung wenigstens ein erster Sensor vorhanden ist, der im vorderen Bereich des Gabelstaplers in Bodennähe angebracht ist, zur Detektion einer zumindest im wesentlichen horizontalen Ebene in Bodennähe in Vorausrichtung des Gabelstaplers, wobei weiterhin wenigstens ein zweiter Sensor vorhanden ist, der im hinteren Bereich des Gabelstaplers in Bodennähe angebracht ist, zur Detektion einer zumindest im wesentlichen horizontalen Ebene in Bodennähe in Rückwärtsrichtung des Gabelstaplers, wobei weiterhin wenigstens ein dritter Sensor vorhanden ist, der im hinteren Bereich des Gabelstaplers im Dachbereich der Kabine des Fahrzeugführers angebracht ist, zur Detektion einer zumindest im wesentlichen horizontalen Ebene im Dachbereich des Gabelstaplers, wobei weiterhin wenigstens ein vierter Sensor vorhanden ist, der linear entlang des Mastes des Gabelstaplers verfahrbar ist, zur Detektion einer Ebene, die zumindest im wesentlichen senkrecht steht auf der Längsrichtung des Mastes des Gabelstaplers, wobei wenigstens der zweite und/oder der dritte Sensor klappbar sind derart, dass mit diesem Sensor eine Ebene detektierbar ist, die vertikal ist.

Die Detektion von Hindernissen in einer Ebene verläuft bei bekannten Sensoren (z.B. Laserscanner) derart, dass diese einen Strahl aussenden (zumeist einen Infrarotstrahl). Die Detektion in der Ebene erfolgt dann, indem die Abstrahlrichtung dieses Infrarotstrahls in der Ebene geändert wird, indem der Sender in der Ebene gedreht wird. Die Ebene wird durch diese Drehung des Senders gescannt.

Mit der vorgeschlagenen Erfindung wird es möglich, mit einer vergleichsweise einfachen und reduzierten Sensoranordnung den Anforderungen an eine Umgebungserkennung bei einem Gabelstapler gerecht zu werden.

Dies betrifft sowohl die Erkennung von Hindernissen bei der Fahrt des Gabelstaplers, indem nicht nur in einer horizontalen Ebene Hindernisse erkannt werden. Durch die Sensierung von Ebenen in unterschiedlicher Höhe lassen sich Hindernisse auch abhängig von den Abmessungen des Gabelstaplers erkennen. Indem weiterhin zumindest ein Sensor auch geeignet ist, eine vertikale Ebene zu detektieren, können bei einer Fahrt des Gabelstaplers ebenfalls abhängig von der aktuellen Position des Gabelstaplers Hindernisse erkannt werden, die beispielsweise mit Datensätzen abgeglichen werden können, die gespeichert sind als Hindernisse in der Umgebung des Gabelstaplers. Dies ist insbesondere bei Fahrzeugen wie Gabelstaplern vorteilhaft, die sich überwiegend in einem vergleichsweise engen Umfeld bewegen und durch Hin- und Herfahren immer wieder an denselben Hindernisse vorbei kommen müssen. So wird es beispielsweise möglich, bei einer Fabrikhalle Datenbestände zu aktualisieren, die Hindernisse in der Fabrikhalle betreffen.

Bei einer Vorwärtsfahrt ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn mittels des ersten Sensors der Bodenbereich voraus und seitlich von dem Gabelstapler detektiert wird.

Mit dem dritten Sensor kann detektiert werden, ob sich im oberen Bereich Hindernisse befinden.

Der zweite Sensor kann bei einer entsprechenden Ausstattung dieses Sensors bei diesem Fahrbetrieb so gestellt werden, dass mit diesem Sensor eine vertikale Ebene detektiert wird. Dadurch lassen sich dann wie erläutert gespeicherte Daten aktualisieren. Es ist auch möglich, mit diesem zweiten Sensor auch bei einer Fahrt in Vorwärtsrichtung eine horizontale Ebene im Bodenbereich des Fahrzeugs zu detektieren. Dies erweist sich als vorteilhaft für die Erkennung von Hindernissen, wenn der Gabelstapler im Sinne einer Kurvenfahrt gelenkt wird, weil sich dessen gelenkte Räder hinten befinden und somit bei einer Kurvenfahrt das Fahrzeugheck ausschwenkt. Vorteilhaft können dann bei einer solchen Sensoranordnung auch bei einer Fahrt mit einer eingeschlagenen Lenkung Hindernisse sicher erkannt werden.

Wenn der vierte Sensor bei der Fahrt des Gabelstaplers so nach oben gefahren werden kann, dass mit diesem Sensor höher liegende Hindernisse erkannt werden können, kann der dritte Sensor im Dachbereich der Kabine am hinteren Ende des Gabelstaplers vorteilhaft in eine Ebene geschwenkt werden, mit der dann eventuell Hindernisse in einer vertikale Ebene detektiert werden können. Mit einer solchen Ausgestaltung können dann Hindernisse bei der Fahrt des Gabelstaplers sicher erkannt werden. Dies gilt dann sowohl bei einer Vorwärtsfahrt wie auch bei einer Rückwärtsfahrt des Gabelstaplers. Durch die Detektion der vertikalen Ebene können vorteilhaft Profile von Hindernissen erkannt werden, mit denen dann vorhandene Datenbestände aktualisiert werden können.

Bei der Ausgestaltung des Gabelstaplers nach Anspruch 2 detektiert der zweite Sensor nur eine horizontale Ebene, wobei der dritte Sensor so einstellbar ist, dass dieser dritte Sensor entweder eine horizontale Ebene oder eine vertikale Ebene detektiert.

Dies entspricht der Ausgestaltung, die im Zusammenhang mit Anspruch 1 bereits erläutert worden ist. Vorteilhaft können mit der Einstellung der Detektion der vertikalen Ebene Datenbestände aktualisiert werden. Vorteilhaft erfolgt dies nur, wenn mit dem vierten Sensor eine horizontale Ebene detektierbar ist. Sofern dies beispielsweise in Folge einer Beladung nicht möglich ist, wird vorteilhaft der dritte Sensor so eingestellt, dass mit diesem eine horizontale Ebene detektiert wird, so dass die momentane Fahrt sicher abläuft.

Bei der Verstellung des vierten Sensors erweist sich auch im Hinblick auf die Aktualisierung der Datenbestände als vorteilhaft, dass dieser durch seine Bewegung entlang des Mastes des Gabelstaplers auch mit dem Mast gekippt wird, wenn auf Grund der Höhe der Gabel eine Kippung des Mastes erforderlich wird, um eine günstigere Schwerpunktlage zu erhalten. Es wird dann eine Ebene detektiert, die gegenüber der horizontalen Ebene geneigt ist. Damit lassen sich vorteilhaft wieder Hindernisprofile abgleichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt die einzige Figur einen Gabelstapler 1, der eine Kabine 2 aufweist mit einem Dach 3. Es ist weiterhin ein Mast 4 zu sehen sowie eine Gabel 5 zur Aufnahme von Lasten, insbesondere Paletten.

Ein erster Sensor 6 zur Detektion einer horizontalen Ebene ist im Bodenbereich des Gabelstaplers 1 an dessen Vorderseite angebracht. Ein zweiter Sensor 7 ist im hinteren Bereich des Gabelstaplers 1 ebenfalls im Bodenbereich angebracht. Entsprechend vorstehenden Ausführungen kann dieser Sensor fest montiert sein zur Detektion einer horizontalen Ebene oder aber klappbar, so dass mit diesem Sensor sowohl eine horizontale Ebene detektierbar ist als auch eine vertikale Ebene, abhängig von der Position, in die der zweite Sensor 7 geklappt ist. Weiterhin ist ein dritter Sensor 8 zu sehen, der im Dachbereich des Gabelstaplers 1 an dessen Rückseite angebracht ist. Dieser Sensor kann ebenfalls klappbar ausgebildet sein, so dass mit diesem Sensor sowohl eine horizontale Ebene also auch eine vertikale Ebene detektierbar ist, abhängig von der Stellung, in die dieser Sensor 8 geklappt ist. Weiterhin ist ein vierter Sensor 9 vorhanden, der entlang des Mastes 4 des Gabelstaplers 1 bewegbar ist. Dadurch kann mittels dieses Sensors 9 eine Ebene in horizontaler Richtung detektiert werden. Wenn in Folge einer Beladung der Mast 4 geneigt wird, wird mittels des Sensors 9 eine gegen die horizontale Ebene geneigte Ebene detektiert.

Es ist dabei auch möglich, die Sensoren so auszugestalten, dass diese nicht nur drehbar sind sondern auch schwenkbar. Damit kann vorteilhaft erreicht werden, dass – vorzugsweise bei langsamerer Fahrt – der Nahbereich besser erkannt werden kann. Dies betrifft beispielsweise den vierten Sensor 9 beim Aufnehmen und Absetzen von Ladung sowie zusätzlich die anderen Sensoren beim Rangieren im Nahbereich.

Mittels einer schwenkbaren Ausgestaltung wenigstens eines Sensors (6, 7, 8, 9) wird es bei einer Detektion in mehreren Ebenen sogar möglich Volumen zu erfassen. Im Gegensatz zum Umklappen eines Sensors benötigt ein schwenkbar ausgestalteter Sensor zwar mehr Verarbeitungszeit, jedoch lässt sich damit die Umgebung sehr viel genauer erfassen. Mit derzeit verfügbaren Sensoren, insbesondere Laserscannern, kann dabei ein guter Kompromiss zwischen Verarbeitungszeit und der Genauigkeit von erfassten Volumen (Auflösung von Punktwolken) erreicht werden. Aus dem Bereich der Robotik sind dabei bereits geeignete Schwenkeinheiten bekannt, welche dazu in der Lage sind Rechnergesteuert hochgenau zu positionieren.

Damit eignet sich ein solcher Gabelstapler insbesondere als selbstfahrendes Fahrzeug im Produktionsbereich.


Anspruch[de]
  1. Gabelstapler (1) mit Sensoren (6, 7, 8, 9) zur Hinderniserkennung, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erster Sensor (6) vorhanden ist, der im vorderen Bereich des Gabelstaplers (1) in Bodennähe angebracht ist, zur Detektion einer zumindest im Wesentlichen horizontalen Ebene in Bodennähe in Vorausrichtung des Gabelstaplers (1), dass wenigstens ein zweiter Sensor (7) vorhanden ist, der im hinteren Bereich des Gabelstaplers (1) in Bodennähe angebracht ist, zur Detektion einer zumindest im wesentlichen horizontalen Ebene in Bodennähe in Rückwärtsrichtung des Gabelstaplers (1), dass wenigstens ein dritter Sensor (8) vorhanden ist, der im hinteren Bereich des Gabelstaplers im Dachbereich (3) der Kabine (2) des Fahrzeugführers angebracht ist, zur Detektion einer zumindest im wesentlichen horizontalen Ebene im Dachbereich (3) des Gabelstaplers (1), dass wenigstens ein vierter Sensor (9) vorhanden ist, der linear entlang des Mastes (4) des Gabelstaplers (1) verfahrbar ist, zur Detektion einer Ebene, die zumindest im wesentlichen senkrecht steht auf der Längsrichtung des Mastes (4) des Gabelstaplers (1) und dass wenigstens der zweite und/oder der dritte Sensor (7, 8) klappbar sind derart, dass mit diesem Sensor (7, 8) eine Ebene detektierbar ist, die vertikal ist.
  2. Gabelstapler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (7) nur eine horizontale Ebene detektiert und dass der dritte Sensor (8) so einstellbar ist, dass dieser dritte Sensor entweder eine horizontale Ebene oder eine vertikale Ebene detektiert.
  3. Gabelstapler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Sensoren (6, 7, 8, 9) schwenkbar ausgestaltet ist, derart dass mit diesem Sensor Volumen detektierbar sind.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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