Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Anzei- geeinrichtung an einer Arbeitsmaschine, sowie eine Anzeige- einrichtung an einer Arbeitsmaschine nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 13. In der Industrie werden heutzutage zu Fertigungszwecken und für Logistikaufgaben häufig fest programmierte Maschinen und spurgeführte unbemannte Transportsysteme die sich wiederho- lende, in Grenzen vorhersagbare Bewegungen ausführen einge- setzt. Aufgrund gesetzlicher Bestimmungen ist für derartige Systeme eine Notabschaltung vorgesehen, welche üblicherweise durch eine Überwachung des Gefahrenbereichs beispielsweise mit Lichtschranken oder Schutzgittern realisiert wird. Für Personen die sich in unmittelbarer Umgebung solcher autonomer Maschinen befinden, ist es jedoch oft sehr schwierig zu er- kennen, wohin sich ein autonomes System bewegen wird und wel- chen Bereich die Maschine dabei für sich beanspruchen wird.

Aus der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentli- chungsnummer WO 99/59042 sind autonome Systeme die in Haus- halten eingesetzt werden bereits bekannt, beispielsweise zum Staubsaugen oder zum Vertikulieren. Die Aufgabe solcher Ma- schinen ist es, innerhalb eines fest vorgegebenen Arbeitsbe- reichs flächendeckend zu arbeiten. Dazu wird der Arbeitsbe-

reich vorab derart markiert, daß einerseits der äußere Rand begrenzt wird und andererseits sich im Arbeitsbereich befind- liche Gebiete abgegrenzt werden, wie z. B. Blumenbeete die sich innerhalb einer Rasenfläche befinden. Die Markierung des Arbeitsbereichs ist dabei für Personen die sich in der Umge- bung befinden ersichtlich und erfolgt unter Berücksichtigung der jeweiligen Anwendung mit geeigneten Mitteln. Für die Mar- kierung wird beispielsweise ein aufgespannter elektrischer Leiter oder Pflöcke die mit einem Barcode versehen sind, vor- geschlagen. Die Markierungen werden von Sensoren erkannt, welche wiederum an der autonomen Maschine befestigt sind. Die von den Sensoren detektierten Markierungspositionen werden gemeinsam mit Informationen eines Tachometers sowie eines Kompasses genutzt, um die autonome Maschine zu navigieren.

Eine Fahrtrichtungsanzeige für ein unbemanntes Fahrzeug wird in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs- nummer JP 57022932 gezeigt. Um die Fahrtrichtung anzuzeigen, sind an den Seiten des Fahrzeugs jeweils 6 Blinklichter ange- bracht. Die Ansteuerung der Blinklichter erfolgt während der Fahrt in Abhängigkeit der Fahrtrichtung (Vorwärts-oder Rück- wärtsbewegung). Bei einer Vorwärtsbewegung werden die Blink- lichter auf jeder Seite vom Fahrzeugheck ausgehend nacheinan- der angesteuert. Entsprechend werden bei einer Rückwärtsbewe- gung die Blinklichter in der umgekehrten Reihenfolge ange- steuert.

In der Japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs- nummer JP 05324058 wird ein System zur Richtungsanzeige für ein unbemanntes Fahrzeug vorgestellt. Die Trajektorie des Fahrzeugs wird aufgrund der zurückzulegenden Wegstrecke sowie der Bewegungsrichtung fest vorgegeben. Entlang der Wegstrecke zeigt das unbemannte Fahrzeug rechtzeitig vor jeder Rich- tungsänderung den Richtungswechsel mittels Blinklichtern an.

Eine Entscheidung über den Zeitpunkt für die Richtungsanzeige erfolgt unter Berücksichtigung der Trajektorie und der Be- rechnung des Abstands zwischen der aktuellen Position des

Fahrzeugs und einem fest definierten Punkt an dem zuletzt ein Richtungswechsel vorgenommen wurde. Die Richtung wird in Ab- hängigkeit der nachfolgenden Richtungsänderung und damit der künftigen Bewegungsrichtung entweder mit Links-oder Rechts- abbiegen angezeigt. Bei der alltäglichen Anwendung sind sol- che aus dem Stand der Technik bekannten Systeme jedoch nur bedingt geeignet, da für eine vorausschauende Richtungsanzei- ge die Trajektorie fest vorgegeben sein muß. Weiterhin zeigt ein derartiges System lediglich den Richtungswechsel statisch mittels Blinklichtern an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betrieb einer Anzeigevorrichtung an einer Ar- beitsmaschine sowie eine Arbeitsmaschine mit einer Anzeige- vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ober- begriffen der Patentansprüche 1 und 13 zu schaffen, welches es trotzdem die Arbeitsmaschine dynamisch auf ihre Umgebung reagiert ermöglicht, vorausschauend den beanspruchten Ar- beitsbereich der Arbeitsmaschine anzuzeigen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren und eine Anzeigeeinrichtung mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil- dungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen aufge- zeigt.

Gemäß der Erfindung wird eine Anzeigevorrichtung an einer Ar- beitsmaschine im Zusammenhang mit einer Rechnereinheit be- trieben. Mit der Rechnereinheit wird während des Betriebs der Arbeitsmaschine Umgebungsinformation dynamisch ausgewertet, um daraus den Arbeitsbereich der Arbeitsmaschine zu berech- nen. Auf der Grundlage der Berechnung des Arbeitsbereichs wird die Bewegungsrichtung der Maschine optisch angezeigt. In einer besonders vorteilhaften Weise ist als Mittel zur opti- schen Anzeige an der Arbeitsmaschine eine optische Beleuch- tungseinheit angebracht. Mittels der Beleuchtungseinheit wird auf Grundlage der Berechnung des momentan und zukünftig bean-

spruchten Arbeitsbereichs dieser zumindest teilweise auf sich in der Umgebung der Arbeitsmaschine befindliche Flächen pro- jiziert. Die Projektion des Arbeitsbereichs der Maschine er- folgt derart, daß ein mittels einer Datenverarbeitungseinheit erzeugtes Muster projiziert wird. Zur Projektion kann bei- spielsweise ein Datenprojektor eingesetzt werden.

Durch die Erfindung wird es erst möglich nicht nur die künf- tige Bewegungsrichtung, sondern den kompletten Arbeitsbereich einer autonomen Arbeitsmaschine dynamisch während des Be- triebs vorausschauend anzuzeigen. Aufgrund der Projektion des Arbeitsbereichs auf Flächen die sich in der Umgebung der Ma- schine befinden, können Personen auf einen Blick erkennen, welchen Arbeitsbereich die Arbeitsmaschine momentan und in Zukunft beansprucht. Einerseits würde der Mensch durch das ansonsten schwer vorhersagbare Verhalten einer Arbeitsmaschi- ne verunsichert und in Folge dessen seine Aufmerksamkeit für andere Gefahrenquellen beeinträchtigt. Andererseits behindert der Mensch die Maschine durch das unbeabsichtigte Eindringen in den Arbeitsbereich, was ein Anhalten bzw. eine Abschal- tung der Maschine zur Folge hat. Mit der Erfindung können so- mit auch Stillstandszeiten und zusätzliche Arbeitsvorgänge die bei einer erneuten Inbetriebnahme entstehen würden, ver- mieden werden.

In einer gewinnbringenden Ausführungsform der Erfindung ist es denkbar, einen Laserstrahl für die Projektion des Arbeits- bereichs der Arbeitsmaschine zu verwenden. In diesem Zusam- menhang eignen sich insbesondere Galvanometer-Scanner, welche es ermöglichen, den Laserstrahl sehr schnell und mit sehr ho- her Positionsgenauigkeit zu projizieren. Galvanometer-Scanner lassen sich mittels einer rechnergesteuerten Ablenkeinheit steuern, so dass die zu projizierenden Muster eine beliebige Form aufweisen können.

Durch die alternative Verwendung einer Beleuchtungseinheit die im Zusammenhang mit einem Array optischer Linsen arbei- tet, ist es auch möglich beliebig ausgedehnte Arbeitsbereiche

der Arbeitsmaschine zu projizieren. Als optische Beleuch- tungseinheit kann beispielsweise ein ein fasergekoppeltes Linsenarray umfassendes Beleuchtungsmittel verwendet werden.

Gleichsam ist es auch denkbar, im Rahmen der Erfindung aus der Automobiltechnik bekannte Beleuchtungsmittel zu verwen- den, bei denen die Form und Intensität des Lichtstrahls des Scheinwerfers variiert werden kann. Eine derartige Beleuch- tung soll dazu dienen, Fahrzeuglenker entgegenkommender Fahr- zeuge nicht zu blenden und bei Kurvenfahrten die Kurven bes- ser auszuleuchten. In der internationalen Patentanmeldung WO 98/54030 werden verschiedene Formen für die Ausgestaltung derartiger Beleuchtungsmittel am Beispiel eines Fahrzeug- scheinwerfers vorgeschlagen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Projektion des Musters zur Darstellung des Arbeits- bereichs vollflächig über den Arbeitsbereich der Maschine, dieser wird dabei gleichmäßig hell ausgeleuchtet. Eine Aus- leuchtung lediglich am Randbereich des Arbeitsbereichs ist jedoch häufig hell genug, um Personen über die Grenzen des Arbeitsbereichs zu informieren. Daher ist es auch denkbar, daß die Projektion des Musters nur entlang des Randes des Ar- beitsbereichs erfolgt. Die Darstellung des Arbeitsbereichs in der Form einer Kontur erfordert zudem weniger elektrische Leistung bei der Beleuchtungseinheit, was insbesondere bei zumeist mittels Akkumulatoren betriebenen autonomen Systemen von großem Vorteil ist.

In besonderem Maße hat es sich bewährt, die den Arbeitsbe- reich der Arbeitsmaschine beschreibende Projektion dahinge- hend zu erweitern, dass sie einen weiteren an den Arbeitsbe- reich angrenzenden Sicherheitsbereich aufzeigt. Dieser kann beispielsweise dazu genutzt werden, um beim Eindringen in diesen Sicherheitsbereich die Maschine nicht sofort abzu- schalten, sondern die Arbeitsmaschine zunächst in einen ver- langsamten Sicherheitsmodus zu bringen. Der zusätzliche an- grenzende Sicherheitsbereich weist dabei vorzugsweise eine

Breite im Bereich von 0,5m bis 5m auf, idealerweise beträgt der Sicherheitsbereich lm.

Daneben hat es sich bewährt, dass die Projektion des Arbeits- bereichs der Arbeitsmaschine blinkend erfolgt. Insbesondere bei sehr hellen Projektionsflächen oder bei gemusterten Pro- jektionsflächen hebt sich eine blinkende Arbeitsbereichsan- zeige besser als eine kontinuierliche Projektion vom Hinter- grund ab. Eine blinkende Arbeitsbereichsanzeige kann aber auch in vorteilhafter Weise mit einem besonderen Ereignis das im Umfeld der Arbeitsmaschine auftritt verknüpft werden. Bei- spielsweise beginnt die Arbeitsbereichsanzeige erst beim Ein- dringen in den Sicherheitsbereich zu blinken. Auch wäre eine dynamische Änderung der Blinkfrequenz denkbar, wobei die Fre- quenz vorzugsweise proportional zur Eindringtiefe in den Ar- beitsbereich ansteigt. Die Blinkfrequenz sollte damit sie vom menschlichen Auge sicher erkannt werden kann, jedoch vorzugs- weise kleiner 20Hz betragen. In Abhängigkeit von der gewähl- ten Lichtquelle ist dazu ein Mittel vorzusehen, welches es ermöglicht die jeweilige Lichtquelle gepulst zu betreiben. Um Ereignisse erfassen zu können, welche im Umfeld der Arbeits- maschine auftreten, ist es hilfreich ein zusätzliches Mittel vorzusehen. Beispielsweise kann eine Kamera in Verbindung mit einer Rechnereinheit dazu verwendet werden, um eine Objekt- /Personenerkennung im Umfeld der Arbeitsmaschine durchzufüh- ren.

Auch ist es denkbar, daß sich die Intensität der Beleuchtung aufgrund sich ändernder Umgebungsbedingungen automatisch va- riiert wird. Eine Änderung der Umgebungsbedingungen kann be- deuten, daß sich die durch das Tageslicht verursachte Hinter- grundbeleuchtung ändert. Aber auch Fremdlichtquellen die sich aufgrund von Fertigungsabläufen (z. B. beim Schweißen) ändern oder sich ändernde Lichtquellen anderer Arbeitsmaschinen las- sen sich mittels einer automatischen Variation der Intensität der Beleuchtung gut kompensieren. Ein weiterer wesentlicher Punkt ist die Änderung bei der Beschaffenheit der Projekti-

onsfläche, so kann die Farbe oder das Muster des Bodens auf dem sich ein autonomes Transportsystem fortbewegt, an ver- schiedenen Stellen unterschiedlich sein. Solche Unterschiede lassen sich besonders gut durch eine automatische Variation der Beleuchtungsintensität ausgleichen. In diesem Zusammen- hang ist ein weiteres Mittel vorzusehen, mit dem derartige Änderungen der Umgebungsbedingungen erfaßt werden können, insbesondere eigenen sich dazu Kameras oder Photoelemente.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird für die Beleuchtung Licht unterschiedlicher Wellenlängen verwendet. Es ist auch denkbar den Arbeitsbereich der Ar- beitsmaschine derart zu projizieren, daß sich die Wellenlänge der verwendeten Lichtquelle kontinuierlich ändert und somit ein Spektrum projiziert wird. Dabei werden die Randbereiche des Arbeitsbereichs vorzugsweise mit kürzeren Wellenlängen dargestellt, wohingegen das Zentrum idealerweise mit längeren Wellenlängen projiziert wird. Auch ist es denkbar ggf. den zusätzlich um den Arbeitsbereich umliegenden Sicherheitsbe- reich mit einer anderen Wellenlänge zu projizieren als den Arbeitsbereich selbst. Agieren mehrere autonome Arbeitsma- schine in der selben Umgebung, so kann zur besseren Unter- scheidung jeder Arbeitsmaschine eine separate Wellenlänge zu- geordnet werden. Dabei sollten die Wellenlängen so gewählt werden, daß deren Unterschied idealerweise mehr als 50nm beträgt, wodurch sich der für ein menschlichen Betrachter sichtbare Wellenlängenbereich in eine Vielzahl, noch deutlich unterscheidbare Farben aufteilen läßt.

Es hat sich besonders bewährt, für die Beleuchtung Licht im nicht sichtbaren Wellenlängenbereich, insbesondere im Infra- roten zu verwenden. Dadurch wird es möglich, daß sich autono- me Systeme gegenseitig ihren Arbeitsbereich zuverlässig an- zeigen, wodurch Einflüsse der Umgebungsbeleuchtung minimiert werden. Jedem autonomen System wird dazu vorzugsweise eine feste Wellenlänge im infraroten Bereich zugeordnet. Die Wel- lenlängen für die jeweiligen Maschine können dabei sehr dicht

beieinander liegen, so daß für eine große Anzahl an Arbeits- maschinen eindeutig eine Wellenlänge zugeordnet werden kann.

Es hat sich auch bewährt die Beleuchtungsquelle zur Ausleuch- tung des Arbeitsbereichs unter Berücksichtigung von Umge- bungsbedingungen ein-und auszuschalten. Insbesondere wenn sich weder Personen noch irgendwelche andere autonome Systeme in der Umgebung der Arbeitsmaschine befinden ist es sinnvoll, das für die Projektion verwendete Beleuchtungsmittel auszu- schalten und somit Energie einzusparen.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an- hand einer Figur im Detail erläutert.

Beispielhaft zeigt die Figur den Einsatz der erfindungsgemä- ßen Anzeigeeinrichtung an einem autonomen Transportsystem (1), um deren Arbeitsbereich (6) optisch anzuzeigen. Der Ar- beitsbereich (6) wird in Abhängigkeit der zukünftigen Bewe- gungsrichtung (5) auf den Fahrboden projiziert. Dabei erfolgt die Projektion des Arbeitsbereichs (6) mittels einer Anzeige- einrichtung (2). Zusätzlich ist ein Sensor (3) zur Erfassung von Umgebungsinformation am autonomen Transportsystem (1) vorgesehen. Die Anzeigeeinrichtung (2) sowie der Sensor (3) werden mittels einer Rechnereinheit (4) betrieben. Die Pro- jektion des Arbeitsbereichs ist dahingehend erweitert, dass ein weiterer an die Kontur (7) des Arbeitsbereichs (6) an- grenzender Sicherheitsbereich (8) projiziert wird.