Optische Spurführungssysteme nutzen die Leuchtkraft von ­Luminophoren

Optische Spurführungssysteme nutzen die Leuchtkraft von ­Luminophoren. Im Vergleich mit Kameralösungen resultieren ­daraus sowohl eine höhere ­Detektionssicherheit als auch eine höhere Fremdlichtsicherheit. Sick

Es eignet sich zur optischen Spurführung und zum Lokalisieren autonomer Fahrzeuge, mobiler Plattformen und anderer fahrerloser Transporteinheiten in der Intralogistik: Das Spurführungssystem OLS20 von Sick nutzt mit dem Lumineszenzprinzip eine für dieses Applikationsfeld besonders geeignete, technologische Gegebenheit. Eine Lösung, die im Vergleich zu Installationen mit Kameras deutliche Kosten- und Performancevorteile bietet. Weil sich Fahrwege, Verzweigungen, Quellen und Senken einfach durch Aufbringen eines Luminophor-haltigen Klebebandes oder Farblacks verlegen lassen, sind nachträgliche Änderungen im Parcours rasch und einfach möglich.

Luminophoren lassen Leitspur leuchten

Ooptische Spurführung und Navigation autonomer Fahrzeuge und ­mobiler Plattformen in der Intralogistik

Das OLS20 übernimmt die optische Spurführung und Navigation autonomer Fahrzeuge und ­mobiler Plattformen in der Intralogistik. Sick

Die Leuchtkraft der Luminophore entsteht erst, wenn elektromagnetische Energie die Elektronen dieser Stoffe anregen, beispielsweise per Ultraviolett- oder Blaulichtquelle. Beo, optische Spurführungssensor regt die Lichtquelle im Sensor den Teil der Leitspur zum Leuchten an, der sich im Sichtfeld befindet. Hierbei wird mit einem Verhältnis bis zu 1 : 1000 ein hohes Signal-Hintergrund-Verhältnis erreicht, das um ein Vielfaches besser ist als beispielsweise bei kamerabasierten Systemen – denn es reflektiert deutlich mehr Licht als kontrastbasierte Kamerasysteme. Eine optische Überlegenheit, die eine entsprechend höhere Detektionssicherheit ermöglicht.

In gleichem Maß bietet dieses Spurführungssystem auch eine höhere Fremdlichtsicherheit: weder Lichteinfall noch Spiegelungen oder andere optische Störungen beeinflussen den zuverlässigen Betrieb des OLS20 und damit die Performance der FTS.

„Spurhalteassistent“ ist integriert

Der Sensor arbeitet mit einem 180 mm breiten Sichtfeld, innerhalb dessen er bis zu drei Spuren gleichzeitig detektiert. Dadurch lassen sich Verzweigungen oder Zusammenführungen von Strecken flexibel einrichten. Darüber hinaus erlaubt das große Sichtfeld auch das Verlegen enger Kurvenradien bis 0,5 m – das sowohl kleinen und wendigen Fahrzeugen ebenso entgegenkommt wie auch dem Errichten von Andockstrecken an Quellen und Senken.

Während der Fahrt des FTS arbeitet das optische Spurführungssystem mit einer Toleranz von ±1 mm und überprüft dabei – ähnlich einem Spurhalteassistenten – auch mögliche Abweichungen vom Spurmittelpunkt. Dies ermöglicht es, mit dem FTS insbesondere Engstellen kollisionsfrei zu passieren. Sollte es zu partiellen Abdeckungen, Verschmutzungen oder Beschädigungen des Spurbandes kommen, kompensiert das System diese Fehlstellen, sodass das FTS seine Fahrt unterbrechungsfrei fortsetzt.

Bildergalerie
Innerhalb des 180 mm breiten Sichtfeldes lassen sich bis drei Spuren gleichzeitig detektieren, beispielsweise an Verzweigungen oder beim Zusammenführen von Strecken.
Beschädigungen am Spurband lassen sich elektronisch kompensieren, sodass das FTS unterbrechungsfrei weiterfahren kann.
Wechselnde Kontrastunterschiede zwischen Leitspur und Untergrund haben keinen Einfluss auf die zuverlässige Funktion des Spurführungssystems.
Zum Bestimmen der aktuellen Fahrzeugposition ist eine Barcodelesefunktion in den Sensor integriert.
Das OLS20 übernimmt die optische Spurführung und Navigation autonomer Fahrzeuge und ­mobiler Plattformen in der Intralogistik.
Optische Spurführungssysteme nutzen die Leuchtkraft von ­Luminophoren. Im Vergleich mit Kameralösungen resultieren ­daraus sowohl eine höhere ­Detektionssicherheit als auch eine höhere Fremdlichtsicherheit.

Die Sensorik ist in einem robusten Metallgehäuse eingebaut, das in Größe und Befestigungsmöglichkeiten auf Industriestandards setzt. Durch die kompakte Bauform lässt sich das System auch in besonders kleine FTS und mobile Plattformen integrieren. Für spezielle Montagemöglichkeiten gibt es entsprechendes Zubehör zum dauerhaften stoß- und vibrationssicheren Fixieren und Ausrichten des Sensors. Per Plug-and-play in Betrieb genommen ist kein Einlernen des Leitspurbandes oder von Kontrastunterschieden zwischen Band und Boden erforderlich.

Ebenso einfach ist das Verlegen der Luminophor-Leitspur: neben handelsüblichen Bandqualitäten aus beschichtetem Textil oder aus PVC für unterschiedliche Beanspruchungsgrade stehen auch Kurvenbänder in verschiedenen Radien zur Verfügung. Die Spur wird schlicht auf den Boden geklebt – der Parcours ist danach jederzeit ergänzbar oder modifizierbar.

Zur Kommunikation gibt es eine im FTS-Umfeld übliche RS485-Schnittstelle sowie eine CANopen-Feldbusanbindung. IO-Link ist ebenfalls an Bord, sodass der Sensor weitere Einsatz- und Umfelddaten erfassen und ausgeben kann – beispielsweise für Condition Monitoring oder zur Performanceoptimierung. In der Gesamtkostenbetrachtung von System, Installation und Betrieb gilt – wirtschaftlich betrachtet – der OLS20 im Gegensatz zu kamerabasierten Spurführungssystemen als Effizient.

Barcodes zum Navigieren und Lokalisieren

Neben seiner hochperformanten optischen Spurverfolgung unterstützt das System auch aktiv die Navigation und Lokalisierung von FTS im intralogistischen Umfeld. Über die in den Sensor integrierte Barcodelesefunktion lässt sich die aktuelle Fahrzeugposition bestimmen. Die Kennzeichnungen im Format 2/5 interleaved – an beliebigen Stellen entlang der Leitspur aufgebracht – kann der Sensor beim Überfahren auslesen. Dadurch kennt sowohl die FTS-Steuerung als auch ein übergeordnetes Lokalisierungssystem die aktuelle Fahrzeugposition.

Fahrrelevante Abweichungen, die beispielsweise durch Schlupf der Antriebsräder oder beim Bremsen entstehen können, werden durch den Reset der Position im Navigationssystem kompensiert. Darüber signalisieren die Barcodes auch das Erreichen von Landmarken wie Kurven, Auf- und Abfahrten, Hallentoren oder bestimmter Abschnitte im Parcour. Aus diesen Streckeninformationen lassen sich direkte Fahrbefehle aktivieren – was wiederum die Fahrzeugsteuerung vereinfacht.

Sick auf der SPS 2019: Halle 7A, Stand 340

Spurführung und Lokalisierung aus einer Hand

Als Sensor-Systemlieferant für FTS setzt Sick das Thema Spurführung von Fahrzeugen mit insgesamt drei Lösungskonzepten um: Die optische Spurführung mit den Systemen vom Typ OLS10 – zusätzlich mit Display, TCP/IP-Ethernet-Schnittstelle und integriertem Webserver – und dem OLS20 ermöglichen das flexible und schnelle Gestalten und Modifizieren von Fahrwegen.

Das magnetische Spurführungssystem MLS detektiert ein magnetisches Führungsband, das ebenfalls als Band aufgebracht oder – zum besonderen Schutz vor Beschädigungen – im Bodenbelag verlegt sein kann.

Als Alternative, aber auch als Ergänzung zu beiden Spurführungstechnologien, lässt sich mit dem Rasterlokalisierungssystem GLS über 2D-Codes eine Lokalisierungslösung zum Bestimmen der absoluten Fahrzeugposition umsetzen.