1. Technischer Bereich

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines

Manipulatorsystems, welches insbesondere ein fahrerloses Transportsystem umfassen kann, und wobei ein Schutzfeld des Manipulatorsystems mittels einer Überwachungseinrichtung überwacht wird. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Manipulatorsystem.

2. Technischer Hintergrund Fahrerlose Transportsysteme (FTS) werden häufig in Produktionsbetrieben eingesetzt, um beispielsweise Bauteile oder Werkstücke von einer Arbeitsstation zu einer nächsten Arbeitsstation zu transportieren. Ein fahrerloses

Transportsystem kann dabei seinen eigenen Fahrantrieb aufweisen, und automatisch gesteuert werden. Fahrerlose Transportsysteme können auch eingesetzt werden, um Manipulatoren oder Industrieroboter zu bewegen, sodass diese an verschiedenen Arbeitsstationen bestimmte Arbeitsschritte durchführen können.

Generell kann ein fahrerloses Transportsystem als Fördersystem betrachtet werden, welches zumindest ein fahrerloses Transportfahrzeug umfassen kann. Das Fahrzeug kann dabei multi-direktional und insbesondere omni-direktional beweglich sein. Zu diesem Zweck kann es entsprechende omni-direktionale Räder aufweisen, um eine hohe Beweglichkeit und Flexibilität des fahrerlosen

Transportsystems zu ermöglichen.

Fahrerlose Transportfahrzeuge werden automatisch gesteuert. Hierzu kann beispielsweise eine fahrzeuginterne Steuereinrichtung verwendet werden, welche entsprechende Antriebe des fahrerlosen Transportsystems ansteuert, um eine gewünschte Bewegung des Fahrzeugs zu bewirken. Der Steuereinrichtung kann ein Programm zugrunde liegen, welches die Bewegung des Fahrzeugs,

gekennzeichnet durch die Richtung und Geschwindigkeit, vorgibt. Um einen sicheren Betrieb eines fahrerlosen Transportsystems in einer

Werkhalle zu ermöglichen, sind diese häufig mit Laserscannern ausgerüstet, welche ein sogenanntes Schutzfeld (häufig auch Warnfeld, Sicherheitsfläche oder Sicherheitsbereich genannt) überwachen können. Insbesondere kann das Schutzfeld einen horizontalen Bereich um das fahrerlose Transportsystem herum abdecken. Wenn beispielsweise ein Hindernis, wie beispielsweise ein Mensch, in das Schutzfeld eintritt, kann mittels der Laserscanner eine Verletzung des Schutzfeldes erkannt bzw. detektiert werden. In Reaktion hierauf kann das fahrerlose Transportsystem stoppen, um eine mögliche Kollision zu vermeiden. Somit wird eine sichere Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) ermöglicht. Anstelle oder zusätzlich zu einem solchen Not-Stopp können auch weitere Reaktionen erfolgen. So kann beispielsweise ein entsprechendes Signal ausgegeben werden oder eine Geschwindigkeit des Systems verringert werden.

Fahrerlose Transportsysteme weisen üblicherweise Navigationssoftware und entsprechende Sensorik auf, um das fahrerlose Transportsystem in dieser Umgebung zu navigieren. Um die Position des fahrerlosen Transportsystems zu bestimmen, können insbesondere Laserscanner eingesetzt werden, die auf dem fahrerlosen Transportsystem angebracht sind. Diese können

Entfernungsmessungen zu Objekten in der Umgebung des fahrerlosen

Transportsystems durchführen. Solche Entfernungsmessdaten können jedoch ungenau sein, und somit hinsichtlich vorgegebener Sicherheitsaspekte bzw. Sicherheitsvorgaben keine präzise oder ausreichend zuverlässige Lokalisierung des fahrerlosen Transportsystems in der Umgebung ermöglichen. Wenn eine Position nicht ausreichend genug bekannt ist, kann dies zu Folgefehlern führen: Beispielsweise können als Folge Schutzfelder ungünstig dimensioniert werden, sodass ein bekanntes Objekt in der Umgebung zu einer ungewollten Verletzung des Schutzfeldes führen kann oder ortsabhängige Sicherheitsmechanismen ^" werden fälsch aktiviert/deaktiviert.

In der Steuereinrichtung kann laufend eine Position des fahrerlosen

Transportsystems mitverfolgt und aktualisiert werden. Hierzu können GPS- Daten, Entfernungsmessdaten von Laserscanner, oder Odometrie verwendet werden. Durch mehrere Fehlerquellen, wie beispielsweise Bodenunebenheiten oder Schlupf, kann die in der Steuereinrichtung gespeicherte Position fehlerhaft sein.

Die Position eines fahrerlosen Transportsystems an einer Arbeitsstation kann durch zusätzliche Sensorik, die beispielsweise ein Abtasten der Umgebung ermöglicht, verifiziert werden. Dies ist jedoch üblicherweise mit einem erheblichen zeitlichen als auch finanziellen Aufwand verbunden, da hierzu diese zusätzliche Sensorik als auch die entsprechende Applikation benötigt werden.

Es besteht somit das Bedürfnis, eine aktuell angenommene Position,

beispielsweise in einer Steuereinrichtung gespeicherte Position eines

Manipulatorsystems präzise zu verifizieren, sodass diese Position insbesondere für weitere Sicherheitsaspekte verwendbar ist. Insbesondere soll mit der vorliegenden Erfindung eine hoch zuverlässige Positionsverifikation

durchführbar sein.

Diese und weitere Aufgaben, die aus der folgenden Beschreibung ersichtlich werden, werden durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein System gemäß Anspruch 13 gelöst.

3. Inhalt der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines

Manipulatorsystems. Das Manipulatorsystem kann dabei einen Manipulator umfassen, welcher insbesondere eine mobile Basis aufweisen kann. Vorzugsweise ist das Manipulatorsystem ein fahrerloses Transportsystem. Vorzugsweise umfasst das Manipulatorsystem ein fahrerloses Transportfahrzeug, welches insbesondere einen Manipulator tragen und bewegen kann. Das

Manipulatorsystem ist insbesondere vorzugsweise als Manipulator mit einer mobilen Basis ausgestaltet. Der Fachmann versteht hierbei, dass ein Manipulator aus einer Anzahl an beweglichen, aneinander geketteten Gliedern oder Achsen bestehen kann, und eine Mechanik eines Roboters bilden kann. Ein Roboter wiederum kann ein freiprogrammierbares, programmgesteuertes

Handhabungsgerät sein. Ein Schutzfeld des Manipulatorsystems wird mittels einer

Überwachungseinrichtung überwacht. Durch Überwachen des Schutzfeldes kann beispielsweise erkannt werden, dass sich ein Objekt oder Hindernis in dem Schutzfeld befindet, und es kann gegebenenfalls eine entsprechende Reaktion des Manipulatorsystems eingeleitet werden. Mittels der Überwachungseinrichtung kann somit eine Schutzfeldverletzung erkannt bzw. detektiert werden, und eine entsprechende Reaktion erfolgen. Beispielsweise kann mittels der

Überwachungseinrichtung eine Schutzfeldverletzung ausgelöst werden, wenn ein Mensch in das Schutzfeld eintritt, und in Folge ein Not-Stopp des

Manipulatorsystems eingeleitet werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch ein Warnsignal ausgegeben werden. Es kann auch lediglich die Schutzfeldverletzung erkannt werden, ohne dass eine Reaktion erfolgt. Die Überwachungseinrichtung umfasst vorzugsweise einen oder mehrere Laserscanner zur Erfassung von Objekten in dem Schutzfeld. Solche Laserscanner arbeiten zuverlässig und erlauben es, hohe Sicherheitsanforderungen einzuhalten. Generell kann das erfassbare Objekt jeder Körper sein, welcher in einer Umgebung des

Manipulatorsystems einen gewissen Raum einnimmt und mittels der

Überwachungseinrichtung erfassbar ist oder mittels dieser detektiert werden kann. Die Überwachungseinrichtung muss das Objekt dabei nicht erkennen und identifizieren, es ist vielmehr für einen sicheren Einsatz des Manipulatorsystems ausreichend, dass das bloße Vorhandensein des Objekts in dem Schutzbereich erkannt wird.

Das Verfahren umfasst ein Bestimmen einer Systemposition und/oder

Systemorientierung des Manipulatorsystems. Die bestimmte Systemposition und/oder -Orientierung kann auch als angenommene Position und/oder

Orientierung des Manipulatorsystems betrachtet werden, die nicht der tatsächlichen Position bzw. Orientierung des Manipulatorsystems entsprechen müss. Die bestimmte Systemposition und/oder -Orientierung kann ferner in einer Steuereinrichtung des Manipulatorsystems gespeichert oder hinterlegt sein. Sie kann laufend während des Betriebs aktualisiert werden, basierend auf Odometrie oder Entfernungsmessdaten, die beispielsweise mittels Laserscanner erfasst sein können. Insbesondere kann die bestimmte Systemposition zur Navigation und Steuerung des Manipulatorsystems verwendet werden, und kann insbesondere für Sicherheitsaspekte, wie beispielsweise für eine Schutzfeldanpassung, berücksichtigt werden. Mittels des vorliegenden Verfahrens kann diese bestimmte Systemposition verifiziert werden. Gleiches gilt für die

Systemorientierung des Manipulatorsystems, welche eine angenommene

Ausrichtung oder Orientierung des Manipulatorsystems im Raum beschreibt. Vorzugsweise erfolgt das Bestimmen der Systemposition und/oder

Systemorientierung des Manipulatorsystems basierend auf Odometrie und/oder funkbasiert. Das Bestimmen der Systemposition und/oder -Orientierung kann somit mittels einer drahtlosen Positionsbestimmung erfolgen. Hierbei kann insbesondere WLAN-Technik eingesetzt werden, oder eine lokale, für

beispielsweise eine Werkhalle aufgebaute Lokalisierungstechnik verwendet werden, wie beispielsweise das sogenannte Hallen-GPS. Auch Lasertriangulation, Lasertracker oder 3D-Bildverarbeitungstechnik kann eingesetzt werden, um die Systemposition und/oder -Orientierung zu bestimmen. Die bestimmte

Systemposition und/oder -Orientierung wird zunächst als richtig angenommen und soll im weiteren Verlauf des Verfahrens überprüft, also verifiziert werden.

Weiter umfasst das Verfahren ein Bereitstellen von Umgebungsinformation betreffend eine Umgebung des Manipulatorsystems. Die Umgebungsinformation kann dabei Information über bekannte Hindernisse in der Umgebung des Manipulatorsystems umfassen. Diese bekannten Hindernisse können bereits bei einer Programmierung des Manipulatorsystems berücksichtig sein, während ein unbekanntes Hindernis ein Objekt sein kann, welches zum Zeitpunkt der

Programmierung des Manipulatorsystems nicht berücksichtigt wurde, bzw. nicht berücksichtigt werden konnte. Bekannte Hindernisse oder Objekte können auch nach einer Programmierung erfasst und in der Umgebungsinformation berücksichtigt werden. Mittels der Umgebungsinformation kann somit beschrieben werden, wo und in welcher Ausrichtung sich das Manipulatorsystem ^" hinsichtlich der Umgebung des Manipulatorsystems befindet, bezogen auf die bestimmte bzw. angenommene Position und/oder Orientierung. Basierend auf der Umgebungsinformation lassen sich beispielsweise Abstände zwischen dem Manipulatorsystem und Hindernissen in der Umgebung berechnen.

Beispielsweise kann mittels der Umgebungsinformation eine Kontur der

Umgebung beschrieben werden, welche mittels der Überwachungseinrichtung einsehbar ist. Diese einsehbare Kontur kann dabei relativ zu der bestimmten Systemposition und/oder -Orientierung in der Umgebungsinformation beschrieben sein. Die Umgebungsinformation ist bevorzugt in der

Steuereinrichtung des Manipulatorsystems gespeichert. Ferner umfasst das Verfahren ein Bilden eines ersten Schutzfeldes basierend auf der Umgebungsinformation und der bestimmten Systemposition und/oder Systemorientierung. Das erste Schutzfeld wird dabei so bemessen, dass es bei einer korrekt bestimmten Systemposition und/oder Systemorientierung nicht verletzt wird. Der Fachmann versteht dabei, dass die korrekt bestimmte

Systemposition und/oder -Orientierung nicht präzise die genaue, tatsächlich vorliegende Systemposition und/oder -Orientierung beschreiben muss, sondern innerhalb tolerierbarer Fehlergrenzen liegen kann. Beispielsweise kann das erste Schutzfeld derart ausgestaltet sein, dass es einen Bereich abdeckt, in welchem sich keine bekannten Hindernisse der Umgebung befinden. Dabei kann ein gewisser, wenn vorzugsweise auch minimaler, Abstand zwischen der Grenze des ersten Schutzfeldes zu Objekten oder Hindernissen der Umgebung eingehalten werden. Beispielsweise kann das erste Schutzfeld bis zu einer Wand der

Umgebung reichen, basierend auf der angenommen Position und/oder

Orientierung des Manipulatorsystems. Dieses erste Schutzfeld ist basierend auf der Umgebungsinformation, wie beispielsweise einer Umgebungskarte zu bilden, und der bestimmten Systemposition und/oder -Orientierung des

Manipulatorsystems, sodass eine Position und/oder Orientierung des

Manipulatorsystems hinsichtlich der Umgebungsinformation beschrieben bzw. angenommen werden kann. Somit kann das erste Schutzfeld in der Realität bei einer ungenau bestimmten Systemposition und/ oder -Orientierung durch bekannte Hindernisse der Umgebung verletzt werden. Das erste Schutzfeld ist jedenfalls vorzugsweise derart definiert, dass es bei einer korrekt bestimmten Systemposition und/oder -Orientierung durch bekannte Hindernisse der

Umgebung gerade nicht verletzt wird. Ferner umfasst das Verfahren ein Bilden eines zweiten Schutzfeldes basierend auf der Umgebungsinformation und der bestimmten Systemposition und/oder Systemorientierung. Das zweite Schutzfeld ist dabei größer als das erste Schutzfeld und wird vorzugsweise so gewählt, dass es durch bekannte

Hindernisse der Umgebung verletzt wird. Das zweite Schutzfeld wird dabei so bemessen, dass es bei einer korrekt bestimmten Systemposition und/ oder Systemorientierung verletzt wird. Die Größe eines Schutzfeldes kann allgemein durch den durch das Schutzfeld abgedeckten Bereich beschrieben werden. Das zweite Schutzfeld kann somit einen größeren Bereich abdecken als das erste Schutzfeld. Da das zweite Schutzfeld derart bemessen sein kann, dass es aufgrund der Umgebung verletzt wird, kann ein bekanntes Hindernis der Umgebung innerhalb des zweiten Schutzfeldes liegen, unabhängig davon, ob die bestimmte Systemposition und/oder -Orientierung korrekt ist oder nicht. Die Schutzfelder werden bevorzugt von der Steuereinrichtung des Manipulatorsystems gebildet.

Weiterhin umfasst das Verfahren ein Bestimmen zumindest einer

Verletzungsinformation für das erste und für das zweite Schutzfeld. Hierbei kann insbesondere bestimmt werden, ob das erste, bzw. zweite Schutzfeld überhaupt verletzt wird, und insbesondere kann ein Grad der Verletzung des zweiten und ggf. des ersten Schutzfeldes bestimmt werden. Der Grad der Verletzung kann dabei beschreiben, welche Bereiche der Schutzfelder verletzt werden, bzw. ob ein Schutzfeld vollständig oder nur teilweise verletzt wird. Der Grad der Verletzung kann somit ein Ausmaß der Verletzung des Schutzfeldes beschreiben. Das Bestimmen von Verletzungsinformation erfolgt bevorzugt in der

Steuereinrichtung des Manipulatorsystems.

Weiterhin umfasst das Verfahren ein Verifizieren der bestimmten Systemposition und/oder Systemorientierung des Manipulatorsystems basierend auf der Verletzungsinformation. Die entsprechend der Umgebungsinformation und bestimmten Systemposition und/oder-Orientierung gebildeten ersten und zweiten Schutzfelder, bzw. die Verwendung dieser Schutzfelder, erlaubt es, einen Rückschluss zu ziehen, ob die erwartete Position bzw. Orientierung des

Manipulatorsystems bezüglich der Umgebungsinformation korrekt ist.

Letztendlich kann dadurch überprüft bzw. verifiziert werden, ob die bestimmte Systemposition und/oder -Orientierung des Manipulatorsystems korrekt sind. Das Verifizieren erfolgt bevorzugt in der Steuereinrichtung des

Manipulatorsystems . Es ist somit vorteilhaft möglich, während des Betriebes des Manipulatorsystems oder vorzugsweise des fahrerlosen Transportsystems, eine aktuell angenommene Systemposition und/oder -Orientierung unter Berücksichtigung der

Umgebungsinformation zu verifizieren. Beispielsweise kann das erste Schutzfeld derart bemessen sein, dass es gerade nicht verletzt wird, wenn die bestimmte bzw. angenommene Systemposition und/oder -Orientierung korrekt sind. Das zweite Schutzfeld ist größer als das erste Schutzfeld und wird somit durch die Umgebung verletzt. Wenn nun bestimmt wird, dass das erste Schutzfeld tatsächlich nicht verletzt wird, das zweite hingegen vollständig bzw.

erwartungsgemäß, kann die bestimmte Systemposition als korrekt verifiziert werden, und ebenso die Systemorientierung. Es kann somit die bereitgestellte Überwachungseinrichtung effizient für eine Positions- und

Orientierungsverifikation verwendet werden, wodurch keinerlei Mehrkosten entstehen, da die Überwachungseinrichtung bereits für den MRK-sicheren Betrieb des Manipulatorsystems bereitgestellt sein kann. Da die Analyse von Schutzfeldern mittels der Überwachungseinrichtung aus sicherheitstechnischen Aspekten sehr präzise ist, ist eine präzise Verifikation der Position und/oder Orientierung möglich.

Jeder der Verfahrensschritte kann während eines Stillstandes oder einer Bewegung des Manipulatorsystems durchgeführt werden. Vorzugsweise erfolgen das Bestimmen der Verletzungsinformation und/oder das Verifizieren der bestimmten Systemposition und/oder Systemorientierung während einer Bewegung des Manipulatorsystems. Ein Programmablauf muss somit vorteilhaft nicht unterbrochen werden.

Vorzugsweise umfasst die Umgebungsinformation eine Umgebungskarte, wobei die Umgebungskarte Strukturinformationen von zumindest einem Objekt in der Umgebung umfasst. Die Umgebungskarte kann dabei Hindernisse, Objekte oder Körper umfassen, wie zum Beispiel Wände, Säulen, Tische, Arbeitsstationen, Korridore, etc. Die Umgebungskarte muss nicht die vollständige Umgebung des Manipulatorsystems beschreiben, kann aber zumindest Information über Hindernisse bzw. Objekte in der Nähe des Manipulatorsystems beinhalten. Die bestimmte Systemposition und/oder -Orientierung des Manipulatorsystems kann insbesondere hinsichtlich der Umgebungskarte definiert sein. Basierend auf der Umgebungskarte können das erste und zweite Schutzfeld derart effizient gebildet werden, dass basierend auf entsprechenden Verletzungsinformationen die bestimmte Systemposition und/oder -Orientierung ohne großen Aufwand effizient verifiziert werden können.

Insbesondere vorzugsweise erfolgt das Bilden des ersten und zweiten

Schutzfeldes basierend auf der Umgebungsinformation derart, dass das Objekt oder bekannte Objekt nicht in dem ersten Schutzfeld aber zumindest teilweise in dem zweiten Schutzfeld liegt. Das Objekt oder Hindernis verletzt somit nicht das erste Schutzfeld, wenn die bestimmte Systemposition bzw. -Orientierung korrekt ist, jedoch das zweite Schutzfeld. Wenn die bestimmte Systemposition bzw. - Orientierung nicht korrekt ist, kann gegebenenfalls auch das erste Schutzfeld verletzt werden. Zumindest kann eine unterschiedliche Verletzung des ersten bzw. zweiten Schutzfeldes erfolgen, insbesondere ein unterschiedlicher Grad der Verletzung, wenn die bestimmte Systemposition und/oder -Orientierung nicht korrekt sind.

Vorzugsweise deckt das erste und/oder zweite Schutzfeld einen Winkelbereich um das Manipulatorsystems von weniger als 360 ⁰ ab, und deckt weiter vorzugsweise einen Winkelbereich von maximal io°, weiter vorzugsweise von maximal 20 ⁰ , weiter vorzugsweise von maximal 30 ⁰ , weiter vorzugsweise von maximal 45 ⁰ , weiter vorzugsweise von maximal 60 ⁰ und am meisten bevorzugt von maximal 90 ⁰ ab. Das bzw. die Schutzfelder müssen somit nicht vollständig um das Manipulatorsystem herum aufgespannt sein, und können sich

beispielsweise nur in eine Fahrrichtung des Manipulatorsystems erstrecken. Vorzugsweise wird durch das erste und/oder zweite Schutzfeld ein Winkelbereich um das Manipulatorsystem von etwa io°, weiter vorzugsweise etwa 20 ⁰ . Weiter vorzugsweise etwa 30 ⁰ , weiter vorzugsweise etwa 45°, weiter vorzugsweise etwa 6o° und am meisten bevorzugt von etwa 90 ⁰ abgedeckt.

Vorzugsweise beschreibt die Verletzungsinformation, ob das erste Schutzfeld verletzt wird, ob das zweite Schutzfeld verletzt wird, und/oder ob das erste und zweite Schutzfeld verletzt werden. Somit wird zunächst überprüft, ob bzw.

welches Schutzfeld überhaupt verletzt wird.

Vorzugsweise umfasst das Bestimmen der Verletzungsinformation ferner ein Feststellen, welcher Bereich des ersten bzw. zweiten Schutzfeldes verletzt wird. Durch eine genaue Analyse der entsprechenden Verletzungsinformation kann ein präziser Rückschluss auf die Details der Fehllokalisierung gezogen werden.

Vorzugsweise sind das erste und/oder das zweite Schutzfeld in mehrere Teil- Schutzfelder unterteilt. Vorzugsweise umfasst das Bestimmen der

Verletzungsinformation ein Feststellen, ob eine vordefinierte Anzahl der Teil- Schutzfelder verletzt wird. Diese vordefinierte Anzahl der Teil-Schutzfelder kann dabei vorzugsweise 50%, weiter vorzugsweise 70%, weiter vorzugsweise 90%, weiter vorzugsweise 95%, weiter vorzugsweise 99% und am meisten bevorzugt 100% der Gesamtzahl der Teil-Schutzfelder betragen. Es kann beispielsweise für die Verifikation ausreichend sein, wenn lediglich vier von insgesamt 5 Teil- Schutzfeldern wie erwartet verletzt bzw. nicht verletzt werden. Somit kann präzise ermittelt werden, ob gegebenenfalls ein unbekanntes Objekt in dem ersten und/oder zweiten Schutzfeld ist, und der entsprechende Bereich für die Verifizierung der Systemposition und/oder -Orientierung ausgeschlossen werden. Insbesondere können somit Fehlertoleranzen vorgegeben werden, wodurch eine möglichst effiziente Positions- und/oder Orientierungsverifikation ermöglicht wird.

Insbesondere vorzugsweise deckt jedes Teil-Schutzfeld einen Winkelbereich um das Manipulatorsystem von 1° bis 30 ⁰ ab, weiter vorzugsweise von 2 ⁰ bis 20 ⁰ , weiter vorzugsweise von 3 ⁰ bis 15 ⁰ , und am meisten bevorzugt von 5 ⁰ bis io°. Somit kann abhängig von der jeweiligen Anwendung ein effizientes Verifizieren der Systemposition und/oder -Orientierung durchgeführt werden.

Vorzugsweise weist das Verfahren ferner ein Berechnen einer aktuellen Position und/oder Orientierung des Manipulatorsystems basierend auf der

Verletzungsinformation auf. Es werden somit nicht nur die bestimmte bzw.

angenommene Systemposition und/oder -Orientierung verifiziert, sondern gegebenenfalls auch eine korrekte Position und/oder Orientierung berechnet. Dies umfasst insbesondere auch ein Aktualisieren der bestimmten

Systemposition und/oder -Orientierung.

Insbesondere vorzugsweise kann das Berechnen der aktuellen Position und/oder Orientierung des Manipulatorsystems basierend auf einem Verletzungsausmaß einer Verletzung des ersten bzw. zweiten Schutzfeldes erfolgen. Die

Informationen, die aus der Verletzungsinformation gewonnen werden, erlauben einen präzisen Rückschluss auf die Details einer Fehllokalisierung.

Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Manipulatorsystem, umfassend insbesondere ein fahrerloses Transportsystem. Das Manipulatorsystem umfasst dabei eine Überwachungseinrichtung, die eingerichtet ist, um ein Schutzfeld des Manipulatorsystems zu überwachen. Ferner umfasst das Manipulatorsystem eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, ein oben beschriebenes Verfahren zum Betreiben eines Manipulatorsystems durchzuführen. Hierzu kann das

Manipulatorsystem bestimmte Mittel umfassen, die das beschriebene Betreiben des Manipulatorsystems und insbesondere die beschriebene Positions- und/oder Orientierungsverifikation ermöglichen.

Der Begriff Steuereinrichtung ist dabei breit zu verstehen, da sie viele, auch dezentral angeordnete Steuervorrichtungen, wie etwa Computer, umfassen kann. Insbesondere kann sie mehrere, unterschiedliche Steuervorrichtungen umfassen, etwa eine Steuervorrichtung zur Steuerung eines fahrerlosen Transportsystems, eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Überwachungseinrichtung, und eine Steuervorrichtung zur Steuerung eines Manipulators, welcher von dem

fahrerlosen Transportsystem getragen wird. Alternativ kann die

Steuervorrichtung auch nur aus einer einzigen geeigneten Steuervorrichtung bestehen. Die einzelnen Schritte des Verfahrens können dabei auf einem - computerlesbaren Medium gespeichert sein.

Die Überwachungseinrichtung umfasst vorzugsweise Laserscanner zur Erfassung von Objekten in dem Schutzfeld. Solche Laserscanner arbeiten zuverlässig und erlauben es, hohe Sicherheitsanforderungen einzuhalten. Der Fachmann versteht, dass im Sinne der Erfindung auch mehr als zwei Schutzfelder gebildet werden können, um eine verfeinerte Verifizierung der bestimmten Systemposition und/oder -Orientierung zu ermöglichen.

4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichem Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch ein Manipulatorsystem gemäß einer Ausfuhrungsform;

Fig. 2 schematisch ein Manipulatorsystem gemäß einer weiteren

Ausführungsform ;

Fig. 3 schematisch verschiedene Konfiguration von Schutzfeldern;

Fig. 4 ein Manipulatorsystem gemäß einer weiteren Ausführungsform; und

Fig. 5 ein Manipulatorsystem gemäß einer weiteren Ausführungsform.

5. Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist ein Manipulatorsystem 1 dargestellt, an welchem zwei Laserscanner 2 bereitgestellt sind. Diese Laserscanner 2 können als Teil einer

Überwachungseinrichtung ein Schutzfeld überwachen. Objekte, die in dem überwachten Schutzfeld vorliegen, oder in dieses eintreten, führen zu einer Schutzfeldverletzung. Diese Schutzfeldverletzung kann als binäres Signal ausgegeben werden und einen Not-Stopp oder eine anderweitige Reaktion des Manipulatorsystems 1 veranlassen.

Ferner wird in dem Manipulatorsystem 1 eine Umgebungsinformation bereitgestellt, mittels welcher eine erwartete Kontur 3 der Umgebung bezüglich einer bestimmten bzw. angenommen Position und Orientierung des

Manipulatorsystems 1 in der Umgebung beschrieben werden kann. Die Position und Orientierung kann dabei mittels Odometrie oder Hallen-GPS bestimmt werden, und als angenommene Position und Orientierung betrachtet werden.

Zur Verifikation dieser angenommen Position und Orientierung wird

insbesondere von der Steuereinrichtung des Manipulatorsystems 1 ein erstes Schutzfeld 4 gebildet, welches gerade nicht verletzt wird, wenn die bestimmte

Systemposition und/oder -Orientierung korrekt sind. Das erste Schutzfeld 4 ist so konfiguriert, dass die erwartete Kontur 3 der Umgebung bezüglich der angenommenen Position und Orientierung des Manipulatorsystems 1, an keiner Stelle das erste Schutzfeld 4 verletzt, wie in Figur 1 ersichtlich. Ferner wird insbesondere von der Steuereinrichtung des Manipulatorsystems 1 ein zweites Schutzfeld 5 gebildet, welches größer als das erste Schutzfeld 4 ist und von dem angenommen wird, etwa durch die Steuereinrichtung, dass es von der Umgebung verletzt wird. Wie in der Figur 1 dargestellt, wird das zweite

Schutzfeld 5 derart gebildet, dass die erwartete Kontur 3 der Umgebung bezüglich der angenommenen Position und Orientierung des Manipulatorsystems 1 das zweite Schutzfeld 5 vollständig bzw. teilweise verletzt.

Anhand von Verletzungsinformation kann die angenommene Position und/oder Orientierung verifiziert werden. Wenn das erste Schutzfeld 4 und das zweite Schutzfeld 5 wie erwartet nicht verletzt bzw. insbesondere vollständig verletzt werden, kann die bestimmte Systemposition und/oder -Orientierung des

Manipulatorsystems als korrekt verifiziert werden.

In der in Figur 2 dargestellten Situation stimmt die tatsächliche Position bzw. Orientierung 7 des Manipulatorsystems 1 nicht mit der erwarteten Position bzw. Orientierung 6 überein. In der hier dargestellten Situation werden entsprechend der angenommen Position und Orientierung 6 bezüglich des erwarteten

Hindernisses 3 Schutzfelder gebildet, wie unter Bezugnahme auf Figur 1 beschrieben. Dabei soll bezogen auf diese angenommene Position und

Orientierung 6 ein erstes Schutzfeld 4' nicht durch das erwartete Hindernis 3 verletzt werden, ein zweites Schutzfeld 5' soll hingegen wie dargestellt durch das erwartete Hindernis 3 verletzt werden. Die tatsächliche Position und Orientierung 7 des Manipulatorsystems 1 weicht jedoch von der angenommenen Position und Orientierung 6 ab. Die tatsächliche relative Position 10 des Hindernisses verursacht eine Verletzung des ersten 4 und zweiten 5 Schutzfeldes, die nicht der angenommenen Verletzung entspricht. Das erste Schutzfeld 4 wird im Bereich 8 unerwartet verletzt. Ferner wird das zweite Schutzfeld 5 nur im Bereich 9, und nicht wie erwartet verletzt. Es wird somit das erste Schutzfeld 4 verletzt und das zweite Schutzfeld 5 nicht wie erwartet verletzt. Dies erlaubt zunächst den Rückschluss, dass die angenommene Position und Orientierung 6, bzw. die bestimmte Systemposition und -Orientierung 6 nicht mit der tatsächlichen, aktuellen Position und Orientierung 7 übereinstimmt. Ferner kann aus der Art bzw. dem Grad der Verletzung des ersten 4 und zweiten 5 Schutzfeldes eine korrekte Position und Orientierung 7 des Manipulatorsystems 1 bestimmt werden.

In der Figur 3 sind drei verschiedene Situationen dargestellt, die einen unterschiedlichen Rückschluss auf eine tatsächliche Position und/oder

Orientierung des Manipulatorsystems 1 ermöglichen. In der Situation (a) liegt das tatsächliche Konturbild 10 zwischen dem ersten 4 und zweiten 5 Schutzfeld: Das erste Schutzfeld 4 wird dabei nicht durch die tatsächliche Umgebung verletzt, das zweite Schutzfeld 5 jedoch vollständig. Dies entspricht der Situation, in welcher die angenommene Position und Orientierung genau oder im Wesentlichen mit der tatsächlichen Position und Orientierung übereinstimmen.

In der Situation (b) der Figur 3 wird sowohl das erste 4 als auch das zweite 5 Schutzfeld teilweise verletzt. Die angenommene Position oder Orientierung stimmt daher nicht mit der tatsächlichen Position überein. Aus dem Grad der Verletzung kann ermittelt werden, dass die angenommene Orientierung nicht mit der tatsächlichen Orientierung übereinstimmt.

In der Situation (c) der Figur 3 werden sowohl das erste 4 als auch das zweite 5 Schutzfeld vollständig verletzt. Dies erlaubt den Rückschluss, dass die

angenommene Position nicht mit der tatsächlichen Position übereinstimmt. Die Umgebungskarte an einer angenommenen Position und/oder Orientierung entspricht der erwarteten Momentaufnahme der Sensorik wie beispielsweise Laserscanner, wenn die angenommene Position und/oder Orientierung korrekt ist. Durch gezielte Schutzfeldkonfiguration kann nun die erwartete Umgebung verifiziert werden. Zunächst wird ein erstes Schutzfeld 4 generiert, welches dem Umgebungsbild 3 abzüglich einer bestimmten Toleranzschwelle entsprechen kann. Falls die Systemposition und/oder -Orientierung korrekt sind, sollte dieses erste Schutzfeld 4 nicht verletzt sein. Im zweiten Schritt wird ein zweites Schutzfeld 5 gebildet, welches derart konfiguriert ist, dass es dem

Umgebungsabbild 3 plus einer bestimmten Toleranzschwelle entspricht. Ist die Systemposition und/oder Systemorientierung korrekt, sollte dieses zweite Schutzfeld 5 durch die erwartete Umgebungskontur 3 verletzt werden. Wenn die Systemposition und/oder -Orientierung nicht korrekt sind, wird das erste Schutzfeld verletzt, bzw. das zweite Schutzfeld nicht wie erwartet verletzt. Durch Überprüfen der Umgebung in mehreren Abschnitten, also mit mehreren Schutzfeldern, kann ein präziser Rückschluss auf die Position des fahrerlosen Transportsystems geschlossen werden.

In der Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in welcher die Umgebung in mehreren Abschnitten, die radial unterteilt sind, überprüft wird. Die von den Laserscannern 2 ausgehenden radialen Laserstrahlen sind in

Abschnitte, oder Teil-Schutzfelder, von etwa io° um das Manipulatorsystem 1 unterteilt. Für jeden Abschnitt wird einzeln eine positive oder negative

Rückmeldung über die Stimmigkeit der erwarteten Umgebungskontur ermittelt. Somit kann auf eine eventuelle Abweichung von der angenommenen Position bzw. Orientierung präzise zurückgeschlossen werden. Wenn sich in der

Umgebung des Manipulatorsystems 1 unbekannte Objekte oder Hindernisse, wie beispielsweise Menschen, befinden, bewirkt dies eine Verletzung mindestens eines der Schutzfelder, und insbesondere des ersten Schutzfeldes 4, obwohl die angenommene Systemposition und/oder -Orientierung korrekt sein kann. Durch individuelles Verifizieren der Einzelabschnitte bzw. Teil-Schutzfelder kann somit festgestellt werden, ob die angenommene Position korrekt ist und ob sich ein unbekanntes Objekt in dem Schutzfeld befindet. Hierzu kann überprüft werden, ob eine Anzahl unverletzter Abschnitte des ersten Schutzfeldes 4 größer als ein vordefinierter Toleranzwert ist, und anschließend die Verifizierung unter Verwendung dieser unverletzten Abschnitte durchgeführt werden.

In der Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Hier werden die Schutzfelder 4, 5 nur lokal um das Manipulatorsystem 1 herum gebildet. Dabei lassen sich vier Überprüfungsrichtungen bzw. Überprüfungsbereiche a, b, c, d kennzeichnen. Nur diese Bereiche werden für die Positions- und

Orientierungsverifikation untersucht. Das erste Schutzfeld 4 und zweite

Schutzfeld 5 werden nur in diesen Bereichen a, b, c, d gebildet. Durch Auswerten der resultierenden Verletzungsinformation hinsichtlich der Bereiche a, b, c, d und Vergleich mit einer basierend auf der angenommenen Position und Orientierung zu erwartenden Verletzungsinformation kann die Position des

Manipulatorsystems 1 verifiziert werden.