DE102019100766A1 - Remote-controlled industrial truck - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein fernbedienbares Flurförderzeug (1) mit einer Fahrzeugsteuerungseinrichtung (5), die mit einer am Flurförderzeug (1) angeordneten Empfangseinrichtung (2) für fernübermittelte Steuerungsbefehle in Wirkverbindung steht. Es wird vorgeschlagen, dass die Empfangseinrichtung (2) eine Mikrofoneinrichtung (2) umfasst, die dazu ausgebildet ist, Steuerungsbefehle einer entfernten Bedienperson (4) in natürlicher Sprache über Schall zu empfangen, und die Mikrofoneinrichtung (2) mit einer Spracherkennungseinrichtung (3, 3a) in Wirkverbindung steht, die die natürliche Sprache in Maschinenbefehle übersetzt, und die Spracherkennungseinrichtung (3, 3a) zur Weitergabe der Maschinenbefehle an die Fahrzeugsteuerungseinrichtung (5) mit der Fahrzeugsteuerungseinrichtung (5) in Wirkverbindung steht. The invention relates to a remotely controllable industrial truck (1) with a vehicle control device (5) which is operatively connected to a receiving device (2) arranged on the industrial truck (1) for remotely transmitted control commands. It is proposed that the receiving device (2) comprises a microphone device (2) which is designed to receive control commands from a remote operator (4) in natural language via sound, and the microphone device (2) with a speech recognition device (3, 3a ) is in operative connection, which translates the natural language into machine commands, and the speech recognition device (3, 3a) is operatively connected to the vehicle control device (5) for forwarding the machine commands to the vehicle control device (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein fernbedienbares Flurförderzeug mit einer Fahrzeugsteuerungseinrichtung, die mit einer am Flurförderzeug angeordneten Empfangseinrichtung für fernübermittelte Steuerungsbefehle in Wirkverbindung steht.The invention relates to a remotely controllable industrial truck with a vehicle control device which is operatively connected to a receiving device arranged on the industrial truck for remotely transmitted control commands.
Flurförderzeuge werden insbesondere zur Abwicklung von Material- und Warenflüssen innerhalb eines Betriebsgeländes eingesetzt. Ein Beispiel hierfür ist das so genannte Kommissionieren, also das Zusammenstellen von Warenlieferungen in einem Warenlager. Hierfür werden sehr häufig Kommissionierflurförderzeuge als eine Form von Flurförderzeugen eingesetzt. Dabei wird das Kommissionierflurförderzeug mit einem auf Lastgabeln befindlichen Ladungsträger, etwa einer Palette oder einem Drahtgitterkorb, durch die Regalgassen eines Warenlagers bewegt, in denen die zu kommissionierenden bzw. aufzunehmenden Waren gelagert sind. Der Kommissionierer bzw. die ausführende Person entnimmt dabei je nach Auftrag die im Regal befindlichen Waren, legt diese auf bzw. in den Ladungsträger des Kommissionierflurförderzeugs und muss sodann zum nächsten Aufnahmeort innerhalb des Warenlagers bzw. der Regalgasse des Warenlagers für die nächste Ware fahren. Wenn der jeweilige Auftrag zur Kommissionierung vollständig abgearbeitet ist, fährt der Kommissionierer mit dem Kommissionierflurförderzeug zu einer Warenabgabe. Die Fahrstrecken von einem Aufnahmeort zum nächsten sind dabei in der großen Mehrzahl kurze bis sehr kurze gerade Strecken innerhalb einer Regalgasse bzw. an einem Regal entlang in dem Warenlager. In der Summe entsteht jedoch durch die Vielzahl der erforderlichen Fahrbewegungen des Flurförderzeugs, die von dem Kommissionierer vorgenommen werden müssen, ein erheblicher Zeitbedarf, da der Kommissionierer zu einem Bedienstand des Kommissionierflurförderzeugs gehen muss, um die entsprechenden Fahrschalter zu betätigen und das Fahrzeug bei der Fahrbewegung zu steuern, und im Anschluss wieder zurück an die Position zum Aufnehmen der Waren.Industrial trucks are used in particular to handle material and goods flows within a company site. An example of this is so-called picking, i.e. the compilation of goods deliveries in a warehouse. Picking industrial trucks are very often used for this as a form of industrial trucks. The picking truck is moved with a load carrier located on load forks, such as a pallet or a wire mesh basket, through the shelf aisles of a warehouse in which the goods to be picked or picked are stored. Depending on the order, the order picker or the executing person removes the goods on the shelf, places them on or in the load carrier of the order-picking truck and then has to drive to the next pick-up location within the warehouse or the shelf aisle of the warehouse for the next goods. When the respective order picking process has been completed, the order picker drives the order picking truck to a goods delivery point. The routes from one location to the next are in the large majority short to very short straight distances within a shelf aisle or along a shelf in the warehouse. In total, however, the large number of required movements of the industrial truck, which the order picker has to carry out, results in a considerable amount of time, since the order picker has to go to a control station of the order-picking truck in order to actuate the corresponding travel switches and to lock the vehicle when the vehicle is moving control, and then back to the position to pick up the goods.
Es sind daher Verfahren und Flurförderzeuge für eine teilautomatisierte Kommissionierung bekannt. Diese teilautomatisierte Kommissionierung erfolgt im Grundsatz ähnlich, nur muss der Kommissionierer das Flurförderzeug zumindest auf den geraden Fahrstrecken entlang eines Regals nicht mehr selbst führen, sondern das Flurförderzeug verfährt automatisch. Die Steuerung des Flurförderzeugs bei der Fahrt zur nächsten Aufnahmestation kann dabei durch eine Fernbedienung, beispielsweise eine Funkfernsteuerung, erfolgen.Methods and industrial trucks for partially automated picking are therefore known. This semi-automated order picking is basically similar, only the order picker no longer has to guide the industrial truck himself, at least on the straight routes along a shelf, but the industrial truck moves automatically. The industrial truck can be controlled by a remote control, for example a radio remote control, when driving to the next receiving station.
Typischerweise werden dazu Fernbedienungen eingesetzt, die die Bedienperson mit sich führt und die über eine Funkstrecke die Steuerungsbefehle an das Flurförderzeug übermitteln.Remote controls are typically used for this purpose, which the operator carries with him and which transmit the control commands to the industrial truck via a radio link.
Die üblichen Fernbedienungen werden vom Kommissioniere bzw. einer Bedienperson des Flurflörderzeug aber häufig als störend empfunden. Darüber hinaus haben sie folgende Nachteile:
- Die Fernbedienungen können die Arbeitsabläufe behindern. Die Bedienperson muss die Fernbedienung nämlich immer mit sich führen. Da die Bedienung stets gewährleistet sein muss, ist die Fernbedienung üblicher Weise an gut zugänglicher Stellen platziert, beispielsweise am Oberarm oder am Gürtel oder in einem Handschuh. Damit wird die Bedienperson aber häufig in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt.
- The remote controls can hinder the workflow. The operator must always carry the remote control with him. Since operation must always be guaranteed, the remote control is usually placed in easily accessible places, for example on the upper arm or belt or in a glove. However, the operator is often restricted in his freedom of movement.
Außerdem können die Fernbedienungen beschädigt werden und ausfallen. Da die Fernbedienungen zugänglich mitgeführt werden müssen, sind sie stets der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt.The remote controls can also be damaged and fail. Since the remote controls must be accessible, they are always at risk of damage.
Darüber hinaus sind die Fernbedienungen häufig umständlich zu bedienen. Die Nutzung der Fernbedienung ist meist nicht intuitiv, weil zunächst die Bedienelemente der Fernbedienung von der Bedienperson gefunden werden müssen. Dies bedeutet, dass die Bedienelemente zunächst optisch erkannt oder ertastet werden müssen. Das führt zu hohen Reaktionszeiten und die Gefahr von Fehlbedienungen.In addition, the remote controls are often cumbersome to use. The use of the remote control is usually not intuitive, because the operating elements of the remote control must first be found by the operator. This means that the operating elements must first be visually recognized or felt. This leads to high response times and the risk of incorrect operation.
Die Fernbedienungen weisen auch einen eingeschränkten Befehlsumfang auf. Da die Fernbedienungen so kompakt sein müssen, dass die Bedienperson nicht von ihnen gestört wird, umfassen diese Fernbedienungen häufig nur eine kleine Anzahl von Tasten für wenige Basisbefehle. Der mögliche Befehlsumfang ist in der Regel nicht erweiterbar.The remote controls also have a limited range of commands. Since the remote controls have to be so compact that the operator is not disturbed by them, these remote controls often only comprise a small number of buttons for a few basic commands. The possible scope of commands is usually not expandable.
Schließlich haben die Fernbedienungen auch einen erhöhten Wartungsaufwand. Die Fernbedienung muss mit verwaltet, geladen und gewartet werden. Nach Ende der Lebensdauer müssen zumindest die Batterien getauscht werden.Finally, the remote controls also require more maintenance. The remote control must also be managed, loaded and maintained. At the end of the service life, at least the batteries must be replaced.
Aus der
Die kommissionierende Person zieht den Funkhandschuh an und kann damit das Flurförderzeug steuern. Es können dabei Einzelfunktionen wie „vor“, „zurück“ usw. als Befehlstaster in den Handschuh integriert sein, die von der kommissionierenden Person, bzw. dem Kommissionierer, gedrückt werden können. Nach dem Aufnehmen einer bestimmten Ware an einem Aufnahmeort, somit nach erfolgter Kommissionierung, kann beispielsweise die „vor“-Befehlstaste an dem Handschuh von dem Kommissionierer gedrückt werden und das Flurförderzeug bewegt sich in dem Regalgang weiter, solange der Kommissionierer die Befehlstaste an dem Handschuh gedrückt hält. Durch die Integration des Funkbefehlsgebers in den Handschuh muss dieser nicht als eigener Gegenstand von dem Kommissionierer getragen werden und stört diesen nicht in seiner Bewegungsfreiheit.The commissioning person puts on the radio glove and can use it to control the truck. Individual functions such as "forward", "back" etc. can be integrated into the glove as command buttons, which can be pressed by the commissioning person or the order picker. After picking up a certain item at a pick-up location, thus after Once the order has been picked, the “before” command key on the glove can be pressed by the order picker and the truck continues to move in the rack aisle as long as the order picker holds the command key on the glove. By integrating the radio command transmitter into the glove, it does not have to be worn by the order picker as a separate item and does not interfere with his freedom of movement.
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass die Nutzung eines solchen Handschuhs durch eine Mehrzahl von Personen zu Akzeptanzproblemen führen kann. Auch muss jedes Mal eine Bedienung mit der anderen Hand erfolgen. Die Funkhandschuhe haben den weiteren Nachteil, dass diese durch die tägliche Handhabung verschleißen und somit regelmäßig ersetzt werden müssen. Dadurch werden zusätzliche, laufende Kosten verursacht.However, a disadvantage of this prior art is that the use of such a glove by a plurality of people can lead to acceptance problems. It must also be operated with the other hand each time. The radio gloves have the further disadvantage that they wear out due to daily handling and therefore have to be replaced regularly. This causes additional, ongoing costs.
In der
Ein weiteres bekanntes Verfahren ist die Steuerung durch Sprachbefehle. Solche so genannten Pick by Voice Systeme werden genutzt, um Informationen zwischen dem Warenmanagementsystem und dem Kommissionierer, d.h. der Bedienperson, auszutauschen. Die Informationen beschränken sich bislang im Wesentlichen auf die Ansage der nächsten Pick-Position und die Anzahl der zu pickenden Artikel (z.B. Regal 8, Fach 12, Platz 88, 4 Stück) durch das System und eine Quittierung der erfolgten Aktion durch den Kommissionierer. Darüber hinaus können einige Steuerbefehle vom Bediener an das System gesendet werden (z.B. Schneller, Langsamer, Wiederhole, Fehlmenge).Another known method is control by voice commands. Such so-called pick by voice systems are used to transfer information between the goods management system and the order picker, i.e. the operator to replace. Up to now, the information has essentially been limited to the announcement of the next pick position and the number of articles to be picked (
Pick by Voice Systeme bestehen in der Regel aus Sender/Empfänger-Einheiten und Kopfhörern mit Mikrophon (Headset), die durch die Kommissionierer getragen werden. Die Sender/Empfänger-Einheiten und Kopfhörer mit Mikrophon sind per Kabel oder drahtlos miteinander verbunden. Die Sender/Empfänger-Einheiten kommunizieren per WLAN mit einem Server, der wiederum eine Schnittstelle zum Warenmanagementsystem besitzt.Pick by voice systems usually consist of transmitter / receiver units and headphones with a microphone (headset), which are carried by the order pickers. The transmitter / receiver units and headphones with microphone are connected to each other by cable or wirelessly. The transmitter / receiver units communicate via WLAN with a server, which in turn has an interface to the goods management system.
Bei der Nutzung von Sprachbefehlen via Headset oder anderen mitgeführten Spracheingabesystemen, insbesondere mitgeführten Mikrofonen, besteht das Problem, dass die verbalen Befehle in Maschinenbefehle übersetzt und an das Fahrzeug übertragen werden müssen. Die Übersetzung kann lokal bei der Bedienperson, dezentral oder auf dem Fahrzeug geschehen. Allen Lösungen gemeinsam ist, dass die Befehle über einen technischen Übertragungsweg, insbesondere eine Funkverbindung, übertragen werden müssen. Das ist üblicherweise mit Systemkosten und/oder einem Eingriff in die Infrastruktur des Logistikbetreibers verbunden. Dazu kommen gegebenenfalls Probleme mit Laufzeiten und stabilen Verbindungen, die ein praktisches Arbeiten erschweren können.When using voice commands via a headset or other voice input systems carried along, in particular microphones carried along, there is the problem that the verbal commands have to be translated into machine commands and transmitted to the vehicle. The translation can be done locally by the operator, locally or on the vehicle. All solutions have in common that the commands have to be transmitted via a technical transmission path, in particular a radio link. This is usually associated with system costs and / or an intervention in the logistics operator's infrastructure. In addition, there may be problems with runtimes and stable connections that can make practical work difficult.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein fernbedienbares Flurförderzeug der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass eine Fernbedienung durch die Bedienperson ermöglicht wird, ohne dass die Bedienperson eine Fernbedienungseinrichtung oder ein Spracheingabesystem mit sich führen muss.The present invention is based on the object of designing a remote-controlled industrial truck of the type mentioned at the outset in such a way that remote control by the operator is made possible without the operator having to carry a remote control device or a voice input system with him.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die am Flurförderzeug angeordnete Empfangseinrichtung eine Mikrofoneinrichtung umfasst, die dazu ausgebildet ist, Steuerungsbefehle einer entfernten Bedienperson in natürlicher Sprache über Schall zu empfangen, und die Mikrofoneinrichtung mit einer Spracherkennungseinrichtung in Wirkverbindung steht, die die natürliche Sprache in Maschinenbefehle übersetzt, und die Spracherkennungseinrichtung zur Weitergabe der Maschinenbefehle an die Fahrzeugsteuerungseinrichtung mit der Fahrzeugsteuerungseinrichtung in Wirkverbindung steht.This object is achieved according to the invention in that the receiving device arranged on the industrial truck comprises a microphone device which is designed to receive control commands from a remote operator in natural language via sound, and the microphone device is operatively connected to a speech recognition device which uses natural language in machine commands translated, and the voice recognition device is operatively connected to the vehicle control device for forwarding the machine commands to the vehicle control device.
Im Gegensatz zu bekannten Lösungen werden die Steuerungsbefehle also nicht über einen technischen Übertragungsweg, insbesondere eine Funkverbindung, an das Flurförderzeug übertragen, sondern einfach über den Schall der natürlichen Sprache der Bedienperson an das Flurförderzeug übermittelt. Dabei kann sich die Bedienperson auch in weiterer Entfernung vom Flurförderzeug befinden, solange sie sich in Rufweite aufhält. Eine Steuerung des Flurförderzeugs, beispielsweise im Rahmen von Kommissionieraufgaben, bei denen sich die Bedienperson bis zu einigen Metern vom Flurförderzeug entfernt bewegt, ist also problemlos möglich.In contrast to known solutions, the control commands are therefore not transmitted to the industrial truck via a technical transmission path, in particular a radio link, but simply transmitted to the industrial truck via the sound of the natural language of the operator. The operator can also be further away from the truck as long as he is within walking distance. Control of the industrial truck, for example in the context of picking tasks in which the operator moves up to a few meters from the industrial truck, is therefore possible without any problems.
Der wesentliche Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, dass die Bedienperson zu einem System aus Mikrofon, Spracherkennung und Flurförderzeug spricht, um der Fahrzeugsteuerung des Flurförderzeugs Befehle mitzuteilen. Dabei wird die natürliche Sprache der Bedienperson durch ein oder mehrere am Flurförderzeug angebrachte Mikrofone aufgenommen und durch eine nachgeschaltete Spracherkennung in Maschinenbefehle übersetzt. Die Spracherkennung kann lokal auf dem Flurförderzeug und/oder außerhalb des Flurförderzeugs umgesetzt werden.The essential basic idea of the invention is therefore that the operator speaks to a system consisting of microphone, speech recognition and industrial truck in order to communicate commands to the vehicle control of the industrial truck. The natural language of the operator is recorded by one or more microphones attached to the industrial truck and translated into machine commands by a downstream speech recognition. The voice recognition can be implemented locally on the industrial truck and / or outside the industrial truck.
Die Bedienperson braucht also keinerlei Geräte, wie Funkfernbedienungen oder Headsets mit sich tragen, sondern kann das Flurflörderzeug allein durch natürliches Sprechen ohne weitere mitzuführende Hilfsmittel steuern. Außerdem entfällt der Aufwand für eine stabile, technische Übertragung, insbesondere Funkübertragung, der Steuerungsbefehle. The operator therefore does not need to carry any devices, such as radio remote controls or headsets, but can control the industrial truck simply by speaking naturally without any additional aids to be carried. In addition, there is no need for a stable, technical transmission, in particular radio transmission, of the control commands.
Die Qualität der Spracherkennung hängt maßgeblich von der Qualität der aufgenommenen Eingangssignale ab. Da die Bedienperson sich frei um das Flurförderzeug herum bewegen kann, muss die Mikrofoneinrichtung in der Lage sein, die sprechende Bedienperson aus allen Richtungen wahrnehmen zu können. Damit geht jedoch einher, dass die Mikrofoneinrichtung neben der sprechenden Bedienperson auch alle Umgebungsgeräusche aufzeichnet, was es für die Spracherkennung schwieriger macht, die relevante Sprachinformation zu extrahieren. The quality of speech recognition depends largely on the quality of the input signals recorded. Since the operator can move freely around the industrial truck, the microphone device must be able to perceive the speaking operator from all directions. However, this goes hand in hand with the fact that the microphone device, in addition to the speaking operator, also records all ambient noises, which makes it more difficult for speech recognition to extract the relevant speech information.
Daher sieht eine Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens ein Ausrichtsystem vor, das auf die sprechende Bedienperson fokussiert und andere Geräuschquellen ausblendet oder abschwächt.Therefore, a further development of the concept of the invention provides an alignment system that focuses on the speaking operator and hides or attenuates other noise sources.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist deshalb die Mikrofoneinrichtung ein mit einer elektronischen Steuerungseinrichtung in Wirkverbindung stehendes Ausrichtsystem auf. Dabei ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, Informationen zur Richtung und/oder Position der Bedienperson relativ zur Mikrofoneinrichtung auszuwerten. Außerdem ist das Ausrichtsystem dazu eingerichtet, aufgrund der ausgewerteten Informationen eine Hauptempfangsrichtung der Mikrofoneinrichtung auf die Bedienperson auszurichten.In a particularly preferred embodiment of the invention, the microphone device therefore has an alignment system that is operatively connected to an electronic control device. The control device is set up to evaluate information on the direction and / or position of the operator relative to the microphone device. In addition, the alignment system is set up to align a main reception direction of the microphone device with the operator based on the evaluated information.
Eine vorteilhafte Variante der Erfindung sieht ein autonomes Ausrichtsystem vor. Hierzu umfasst die Mikrofoneinrichtung mehrere örtlich verteilt am Flurförderzeug angeordnete Einzelmikrofone. Außerdem ist die elektronische Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, aus Laufzeitunterschieden der über Schall von den Einzelmikrofonen empfangenen Steuerungsbefehle die Richtung und/oder Position der Bedienperson relativ zur Mikrofoneinrichtung zu bestimmen.An advantageous variant of the invention provides an autonomous alignment system. For this purpose, the microphone device comprises a plurality of individual microphones arranged locally distributed on the industrial truck. In addition, the electronic control device is set up to determine the direction and / or position of the operator relative to the microphone device from the transit time differences of the control commands received via sound from the individual microphones.
Dieses autonome Ausrichtsystem verfügt also über eine elektronische Steuerungseinrichtung, die in der Lage ist, die Richtung bzw. Position des Sprechers aus den Mikrofonsignalen selbständig zu erkennen. Dafür muss die Bedienperson typischerweise einen definierten Begriff (hotword) verwenden, um das System zu initialisieren. Denkbar ist auch, dass das System typische Wörter, die Steuerungsbefehle betreffen, selbständig erkennt und die Steuerung startet. Die elektronische Steuerungseinrichtung kann dann aus den Laufzeitunterschieden des Schalls zu den verteilt angeordneten Einzelmikrofonen die Richtung der Bedienperson bestimmen. Durch Nutzung der Laufzeitinformation kann das Mikrofonsystem dann seine Hauptempfangsrichtung („Fokus“) auf die Bedienperson ausrichten und Schallquellen aus anderen Richtungen unterdrücken oder abschwächen.This autonomous alignment system thus has an electronic control device which is able to independently recognize the direction or position of the speaker from the microphone signals. To do this, the operator typically has to use a defined term (hotword) to initialize the system. It is also conceivable that the system automatically recognizes typical words relating to control commands and starts the control. The electronic control device can then determine the direction of the operator from the time differences between the sound and the individual microphones arranged in a distributed manner. By using the runtime information, the microphone system can then align its main reception direction (“focus”) with the operator and suppress or weaken sound sources from other directions.
Eine andere vorteilhafte Variante der Erfindung sieht ein gesteuertes Ausrichtsystem vor. Hierzu steht die elektronische Steuerungseinrichtung mit mindestens einem Sensor in Wirkverbindung, der dazu ausgebildet ist, die Richtung und/oder Position der Bedienperson relativ zur Mikrofoneinrichtung zu erkennen.Another advantageous variant of the invention provides a controlled alignment system. For this purpose, the electronic control device is in operative connection with at least one sensor which is designed to detect the direction and / or position of the operator relative to the microphone device.
Bei dieser Variante wird also die Information zur Position oder Richtung der Bedienperson nicht allein aus den eintreffenden Schallsignalen gewonnen, sondern andere Sensoren geben diese Information. Dazu sind im oder am Flurförderzeug Sensoren angebracht, die die Erkennung der Richtung oder der Position der Bedienperson relativ zum Fahrzeug ermöglichen.In this variant, the information about the position or direction of the operator is not obtained solely from the incoming sound signals, but other sensors provide this information. For this purpose, sensors are mounted in or on the industrial truck, which enable the direction or the position of the operator to be detected relative to the vehicle.
Zweckmäßigerweise ist der Sensor oder sind die Sensoren als Laserscanner ausgebildet.The sensor or the sensors are expediently designed as laser scanners.
Es kommen hierfür aber auch Ultraschallsensoren in Betracht.However, ultrasonic sensors can also be used for this.
Die Richtungs- und/oder Positionsinformationen der Bedienperson können auch von einem überlagerten System bereitgestellt werden, so dass keine Sensorik an oder auf dem Flurförderzeug erforderlich ist.The direction and / or position information of the operator can also be provided by a superimposed system, so that no sensors are required on or on the industrial truck.
Die ermittelten Richtungs- und/oder Positionsinformationen werden der elektronischen Steuerungseinrichtung übermittelt und das von der Steuerungseinrichtung gesteuerte Ausrichtsystem richtet die Hauptempfangsrichtung („Fokus“) der Mikrofoneinrichtung gezielt auf die Bedienperson aus.The determined direction and / or position information is transmitted to the electronic control device and the alignment system controlled by the control device orients the main receiving direction (“focus”) of the microphone device specifically to the operator.
Die Ausrichtung der Mikrofoneinrichtung kann mittels elektronischer Steuerung der Mikrofoneinrichtung anhand eines Algorithmus erfolgen und/oder mittels einer mechanischen Vorrichtung.The microphone device can be aligned by means of electronic control of the microphone device using an algorithm and / or by means of a mechanical device.
Im ersten Fall ist die elektronische Steuerungseinrichtung bevorzugt dazu eingerichtet, anhand eines in der Steuerungseinrichtung hinterlegten Algorithmus die von der Mikrofoneinrichtung empfangenen Schallsignale, deren Empfangsrichtungen von der Hauptempfangsrichtung abweichen, abzuschwächen.In the first case, the electronic control device is preferably set up to use an algorithm stored in the control device to attenuate the sound signals received by the microphone device, the reception directions of which deviate from the main reception direction.
Hierzu ist zweckmäßigerweise ein so genanntes Mikrofonarray vorgesehen, das aus mehreren örtlich verteilten Einzelmikrofonen besteht. Bei dem Mikrofonarray werden beispielsweise die Laufzeitunterschiede zwischen den Einzelmikrofonen genutzt, um mittels eines Algorithmus die Geräusche, die nicht aus der vorgegebenen Richtung kommen, zu dämpfen oder zu unterdrücken.For this purpose, a so-called microphone array is expediently provided, which consists of several locally distributed individual microphones. at In the microphone array, for example, the runtime differences between the individual microphones are used in order to use an algorithm to dampen or suppress the noises that do not come from the specified direction.
Im zweiten Fall ist ein mechanisches Ausrichtsystem vorgesehen. Dabei weist die Mikrofoneinrichtung bevorzugt mindestens ein Richtmikrofon mit konstruktionsbedingter Richtwirkung auf. Außerdem umfasst das Ausrichtsystem eine mechanische Ausrichteinrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Richtmikrofon mechanisch auf die Bedienperson auszurichten.In the second case, a mechanical alignment system is provided. The microphone device preferably has at least one directional microphone with directional effect due to the design. In addition, the alignment system comprises a mechanical alignment device which is designed to mechanically align the directional microphone to the operator.
Hierzu können ein oder mehrere Mikrofone mit konstruktionsbedingter Richtwirkung (beispielsweise sogenannte Shotgun-Mikrofone oder Mikrofone mit ähnlicher Richtcharakteristik) auf einer Vorrichtung montiert sein, die diese Mikrofone mechanisch zur Bedienperson ausrichtet.For this purpose, one or more microphones with a directional effect due to the design (for example so-called shotgun microphones or microphones with a similar directional characteristic) can be mounted on a device which mechanically aligns these microphones with the operator.
Wie bereits oben ausgeführt wurde, hängt die Qualität der Spracherkennung maßgeblich von der Qualität der aufgenommenen Eingangssignale ab. Da die Bedienperson sich frei um das Flurförderzeug herum bewegen kann, muss die Mikrofoneinrichtung in der Lage sein, die sprechende Bedienperson aus allen Richtungen wahrnehmen zu können. Damit geht jedoch einher, dass die Mikrofoneinrichtung neben der sprechenden Bedienperson auch alle Umgebungsgeräusche aufzeichnet, was es für die Spracherkennung schwieriger macht, die relevante Sprachinformation zu extrahieren.As already stated above, the quality of the speech recognition depends largely on the quality of the input signals recorded. Since the operator can move freely around the industrial truck, the microphone device must be able to perceive the speaking operator from all directions. However, this goes hand in hand with the fact that the microphone device, in addition to the speaking operator, also records all ambient noises, which makes it more difficult for speech recognition to extract the relevant speech information.
Daher sieht eine alternative Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens einen Umgebungsgeräuschfilter vor, so dass aus den empfangenen Mikrofonsignalen, die die Steuerungsbefehle und die Umgebungsgeräusche enthalten, die störenden Umgebungsgeräusche herausgefiltert werden können.Therefore, an alternative further development of the inventive concept provides an ambient noise filter, so that the disturbing ambient noise can be filtered out from the received microphone signals, which contain the control commands and the ambient noise.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst hierzu die Mikrofoneinrichtung mindestens ein erstes Mikrofon, das die Steuerungsbefehle der Bedienperson und Umgebungsgeräusche erfasst, und mindestens ein zweites Mikrofon, das im Wesentlichen nur Umgebungsgeräusche erfasst, und das mindestens eine erste Mikrofon und das mindestens eine zweite Mikrofon mit einer Steuerungseinrichtung in Wirkverbindung stehen, die ausgebildet ist, durch Differenzbildung der Mikrofonsignale die Umgebungsgeräusche aus den Mikrofonsignalen des mindestens einen ersten Mikrofons herauszufiltern. Das mindestens eine erste Mikrofon erfasst somit als Mikrofonsignale die Steuerungsbefehle der Bedienperson und die störenden Umgebungsgeräusche. Das mindestens eine zweite Mikrofon erfasst als Mikrofonsignale nur die störenden Umgebungsgeräusche. Durch Differenzbildung der Mikrofonsignale des ersten Mikrofons und der Mikrofonsignale des zweiten Mikrofons können somit aus den Mikrofonsignalen des ersten Mikrofons die störenden Umgebungsgeräusche herausgefiltert werden, so dass die relevanten als Sprachinformation der Bedienperson vorliegenden Steuerungsbefehle sicher extrahiert werden können und die Qualität der Spracherkennung verbessert werden kann.To this end, in an advantageous embodiment of the invention, the microphone device comprises at least one first microphone, which detects the control commands of the operator and ambient noise, and at least one second microphone, which essentially only detects ambient noise, and the at least one first microphone and the at least one second microphone are in operative connection with a control device which is designed to filter out the ambient noise from the microphone signals of the at least one first microphone by forming the difference between the microphone signals. The at least one first microphone thus records the control commands of the operator and the disturbing ambient noises as microphone signals. The at least one second microphone detects only the disturbing ambient noise as microphone signals. By forming the difference between the microphone signals of the first microphone and the microphone signals of the second microphone, the disturbing ambient noise can thus be filtered out of the microphone signals of the first microphone, so that the relevant control commands present as voice information of the operator can be extracted with certainty and the quality of the voice recognition can be improved.
Das mindestens eine zweite Mikrofon bildet somit zusammen mit der Differenzbildung der Mikrofonsignale einen entsprechenden Umgebungsgeräuschfilter für die Mikrofonsignale des mindestens einen ersten Mikrofons.The at least one second microphone thus forms, together with the difference between the microphone signals, a corresponding ambient noise filter for the microphone signals of the at least one first microphone.
Um mit dem mindesten einen zweiten Mikrofon nur die Umgebungsgeräusche erfassen zu können, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung das mindestens eine zweite Mikrofon als Richtmikrofon ausgebildet und/oder innerhalb einer Abschirmung angeordnet. Mit einem Richtmikrofon, dessen Erfassungsrichtung und somit Richtwirkung beispielsweise nach vertikal oben ausgerichtet ist, wird es auf einfache Weise ermöglicht, mit dem Richtmikrofon nur die Umgebungsgeräusche zu erfassen. Zudem können auf einfache Weise mit einer Abschirmung, innerhalb der das mindestens eine zweite Mikrofon angeordnet ist, die Steuerungsbefehle der Bedienperson von dem mindestens einen zweiten Mikrofon abzuschirmen werden, so dass das mindestens eine zweite Mikrofon nur die Umgebungsgeräusche erfasst.In order to be able to detect only the ambient noise with the at least one second microphone, according to a preferred embodiment of the invention, the at least one second microphone is designed as a directional microphone and / or is arranged within a shield. With a directional microphone, the detection direction and thus directivity of which is oriented vertically upwards, for example, it is possible in a simple manner to record only the ambient noise with the directional microphone. In addition, the control commands of the operator can be shielded from the at least one second microphone with a shield, within which the at least one second microphone is arranged, so that the at least one second microphone only detects the ambient noise.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung schirmt die Abschirmung das mindestens eine zweite Mikrofon zu den Seiten ab und ist an der Oberseite offen ausgestaltet. Mit einer derartigen Abschirmung wird auf einfache Weise erzielt, dass der Erfassungsrichtung des mindestens einen zweiten Mikrofons nur nach vertikal oben ausgerichtet ist, so dass es auf einfache Weise ermöglicht wird, dass das mindestens eine zweite Mikrofon nur die Umgebungsgeräusche erfasst.According to a preferred embodiment of the invention, the shield shields the at least one second microphone to the sides and is designed to be open at the top. With such a shielding it is achieved in a simple manner that the detection direction of the at least one second microphone is oriented only vertically upwards, so that it is made possible in a simple manner that the at least one second microphone only detects the ambient noise.
Das mindestens eine erste Mikrofon umfasst bevorzugt mehrere örtlich verteilt angeordnete Einzelmikrofone umfasst, die außerhalb der Abschirmung angeordnet sind. Mit einem derartigen Mikrofonarray können die Steuerungsbefehle sicher empfangen werden, auch wenn sich die Bedienperson in verschiedenen Richtungen außerhalb des Flurförderzeugs befindet.The at least one first microphone preferably comprises a plurality of locally distributed individual microphones which are arranged outside the shield. With such a microphone array, the control commands can be received safely, even if the operator is in different directions outside the industrial truck.
Die Erfindung bietet eine ganze Reihe von Vorteilen:
- Es ist ein komplett autonomes System möglich, das keine Eingriffe in die Infrastruktur des Logistikbetreibers benötigt. Außerdem ist keine Funkstrecke zwischen der Bedienperson und dem Flurförderzeug erforderlich. Darüber hinaus wird eine intuitive Bedienung und Interaktion ermöglicht. Die Bewegungsfreiheit der Bedienperson wird auch nicht durch mitzuführende Bedienelemente (Fernbedienung) beeinträchtigt. Wartungsarbeiten und Batteriewechsel an mitzuführenden Bedienelementen (Fernbedienung) entfallen. Ferner ist ein großer Befehlssatz möglich. Schließlich wird eine gute Unterdrückung oder Abschwächung von Störquellen oder Hintergrundgeräuschen durch die Ausrichtung der Mikrofoneinrichtung erreicht.
- A completely autonomous system is possible that does not require any intervention in the logistics operator's infrastructure. In addition, no radio link is required between the operator and the industrial truck. Beyond that enables intuitive operation and interaction. The freedom of movement of the operator is also not impaired by the control elements (remote control) to be carried. Maintenance work and battery changes on the controls to be carried (remote control) are no longer necessary. A large instruction set is also possible. Finally, good suppression or attenuation of sources of interference or background noise is achieved by the alignment of the microphone device.
Denkbar sind auch verbale Dialoge zwischen Flurförderzeug und Bedienperson, die einem natürlichen Dialog ähneln.Verbal dialogues between the truck and the operator, which resemble a natural dialog, are also conceivable.
Die natürlichen Sprachbefehle können mit anderen Informationsquellen verknüpft werden. So könnten beispielsweise Informationen einer Lagerkarte oder eines Warenwirtschaftssystems das System ergänzen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen
-
1 eine Prinzipskizze der Fernsteuerung mittels natürlicher Sprache und -
2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Ausrichtsystem, -
3 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform der Erfindung mit einem Umgebungsgeräuschfilter und -
4 eine Ansicht gemäß Pfeil Ader 3 .
Further advantages and details of the invention are explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the schematic figures. Show here
-
1 a schematic diagram of remote control using natural language and -
2 1 shows a schematic representation of an embodiment of the invention with an alignment system, -
3 is a schematic representation of an alternative embodiment of the invention with an ambient noise filter and -
4 a view according to arrow A of the3 ,
Die
Außerhalb des Flurförderzeugs
Zur Fernbedienung und Steuerung des Flurförderzeugs
Dabei wird die natürliche Sprache der Bedienperson durch ein oder mehrere Mikrofone der Mikrofoneinrichtung
In der
Die Bedienperson
Das Ausrichtsystem
Beim autonomen Ausrichtsystem
Beim gesteuerten Ausrichtsystem
Die Ausrichtung der Mikrofoneinrichtung
Im ersten Fall ist die elektronische Steuerungseinrichtung
Hierzu ist zweckmäßigerweise ein sogenanntes Mikrofonarray als Mikrofoneinrichtung
Im zweiten Fall ist ein nicht näher dargestelltes mechanisches Ausrichtsystem vorgesehen. Dabei weist die Mikrofoneinrichtung
In den
Die Mikrofoneinrichtung
Das mindestens eine zweite Mikrofon
Um mit dem mindesten einen zweiten Mikrofon
Die Abschirmung
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das mindesten eine erste Mikrofon
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Mikrofone
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 2533119 A1 [0010]EP 2533119 A1 [0010]
- EP 2851331 B1 [0013]EP 2851331 B1 [0013]
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DE102019005787A1 (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-25 | Franka Emika Gmbh | System and method for controlling at least one machine, in particular a group of machines |
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2019
- 2019-01-14 DE DE102019100766.6A patent/DE102019100766A1/en active Pending
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