| | Über 30.000 Unfälle pro Jahr passieren in Deutschland bei der Verwendung von Flurfördermitteln. Ansatzpunkte, um diese erschreckend hohe Zahl zu senken, gibt es viele. Eine Umgebungsüberwachung von Flurförderfahrzeugen mit 3D-Kameras, wie sie ifm mit dem Kollisionswarnsystem anbietet, ist einer davon.
Die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV) veröffentlicht regelmäßig die „Statistik Arbeitsunfallgeschehen“, in der meldepflichtige Unfälle sehr detailliert aufgeschlüsselt werden. Eine der Kategorien umfasst dabei die Intralogistik, und darin stellen die Flurfördermittel mit weit über 30.000 Unfällen pro Jahr die mit Abstand größte Unterkategorie dar. Obwohl in den Zahlen auch Unfälle mit Sackkarren, Handwagen usw. enthalten sind, machen klassische Stapler den Hauptteil aus – hier ereignet sich in Deutschland im Schnitt alle 30 Minuten ein Unfall.
Eine der Ursachen: Die Situation ist vom Fahrersitz des Staplers aus oft unübersichtlich, da diese nicht auf eine optimale Rundum-Sicht ausgelegt sind und sich während der Arbeit die Last oft im Sichtfeld befindet. Hinzu kommt, dass der Fahrer beim Rückwärtsfahren gleichzeitig die teilweise sperrige Last im Blick behalten muss. Um ihn dabei zu unterstützen, gehören Rückfahrkameras in vielen Bereichen schon fast zum Standard.
3D-Kameras erkennen den Abstand
Klassische Rückfahrkameras helfen aber nur dann, Unfälle zu verhindern, wenn der Fahrer auch den Monitor im Blick hat. Eine deutlich bessere Lösung entsteht dann, wenn der Fahrer aktiv gewarnt wird, sobald sich beim Rückwärtsfahren ein Hindernis im Weg befindet. Ein solches System sollte ähnlich funktionieren wie die Park-Distance-Control (PDC) im PKW, die den Fahrer mit dem bekannten Piepsen vor dem Parkrempler schützt. Allerdings haben diese Einparkhilfen im PKW nur eine begrenzte Reichweite.
Eine 3D-Kamera wie die O3M von ifm ist für ein Kollisionswarnsystem für den Betrieb am Stapler viel besser geeignet. Die Kamera basiert auf der PMD Time-of-Flight-Methode (TOF) und erfasst Hindernisse je nach genauen Bedingungen auch in größeren Entfernungen bis zu 30 m.
Kameras, die auf der TOF-Technologie basieren, messen die Laufzeit von Licht von der Lichtquelle bis zum Objekt und wieder zurück zur Kamera. Auf dem gleichen Prinzip – der Messung der Laufzeit – beruhen auch das Echoortungssystem der Fledermäuse oder die Radarmessung, die bei der Überwachung des Flugverkehrs eine wichtige Rolle spielt.
Die Kameratechnologie der O3M verwendet dieses Verfahren, um für jeden Bildpunkt einen Abstandswert zum Objekt zu bestimmen. Die Beleuchtung des Objekts geschieht mit einer Infrarot-Lichtquelle und ist daher für das menschliche Auge unsichtbar. Die Abstandsmessung und die damit verbundene Erzeugung des 3D-Bilds sind unabhängig von Farbe und Beleuchtung, und die robuste Technologie arbeitet sehr zuverlässig.
Die Sensoren der Kamera sind in CMOS-Technologie aufgebaut und lassen so einen kompakten Aufbau zu. Besonders interessante Anwendungen werden möglich, wenn parallel zum 3D-Bild ein klassisches 2D-Bild aufgenommen wird. In diesem Bild kann dann die jeweilige Entfernung etwa durch eine farbliche Codierung dargestellt werden.
Da die O3M-Kamera für jeden Bildpunkt einen Abstandswert ermittelt, kann sie die Umgebung sehr genau überwachen. Um die Auswertung der Bildinformationen möglichst einfach zu machen, bietet ifm ein komplettes Fahrerassistenzsystem an, das auf dieser Technologie basiert. Damit kann ein Anwender das Kollisionsschutzsystem an einem Stapler einfach als „Ready-to-start“-Applikationspaket nachrüsten.
Das System besteht neben der 3D-Kamera und der zugehörigen Infrarotbeleuchtung aus einer Steuerung mit Bedienpanel, einem Monitor, der im Cockpit montiert wird, sowie Montagezubehör und Kabel, die für Installation und Anschluss benötigt werden. Nach der Montage am Stapler lässt sich das System durch einfache Parametrierung in Betrieb nehmen. Dazu ist kein separater Laptop notwendig, alle Parameter können direkt über das enthaltene Bediendisplay eingegeben werden. Wichtige Parameter sind die Breite des Fahrzeugs sowie die Montagehöhe und der Neigungswinkel der Kamera. Diese Werte sind mit Zollstock und Wasserwaage in wenigen Augenblicken ermittelt.
Während der Parametrierung lassen sich bis zu sechs Zonen hinter dem Fahrzeug definieren. Beim Rückwärtsfahren wird der Fahrer dann jeweils informiert bzw. gewarnt, wenn das System in einer der Zonen ein Hindernis erkennt. Warnungen erfolgen sowohl optisch auf dem Bedienmonitor als auch akustisch, und gleichzeitig wird das Bild zusammen mit weiteren Informationen auf dem Monitor dargestellt, der im Cockpit installiert ist. Die unterschiedlichen Zonen sind dabei farblich codiert: Gelb, Orange und Rot. Auf dem Monitor wird das erkannte Objekt hervorgehoben und in der Farbe der Zone markiert. Gleichzeitig wird die Entfernung zum Objekt eingeblendet. Die akustische Warnung erfolgt wie bei der PKW-Einparkhilfe mit steigender Frequenz, wenn der Abstand zum Hindernis geringer wird, bis hin zu einem Dauerwarnton. Die Farbcodierung auf dem Monitor wechselt dabei von Gelb über Orange zu Rot.
Sehr schnell installiert und parametriert
Die Erkennung von Hindernissen funktioniert auch bei schwierigen und wechselnden Lichtverhältnissen sehr gut, da eine passende Infrarotbeleuchtung integriert ist. Besonders gut werden reflektierende Gegenstände erkannt. Warnwesten und reflektierende Arbeitskleidung, wie sie in vielen Arbeitsumgebungen obligatorisch sind, verbessern die Erkennung daher noch weiter.
Da ifm das Kollisionswarnsystem als Ready-to-start-Applikationspaket konzipiert hat, ist der Zeitbedarf für Installation und Inbetriebnahme sehr gering. Sämtliches Installationsmaterial ist enthalten, sodass die Montage am Stapler inklusive Verkabelung in rund zwei Stunden erledigt ist. Alle Komponenten sind für den Einsatz an mobilen Arbeitsmaschinen ausgelegt und arbeiten mit der in diesem Bereich üblichen Bordnetzspannung von DC 24 V aber auch DC 12 V.
Die hohe Schutzart der Systemkomponenten ermöglicht den Einsatz auch unter rauen Umgebungsbedingungen etwa im Außenbereich. Nach der Montage muss der Anwender lediglich noch die wenigen geometrischen Parameter ausmessen und über das Bedienpanel eingeben. Anschließend ist das Kollisionswarnsystem einsatzbereit, der gesamte Zeitbedarf, bis der Stapler wieder in Betrieb gehen kann, beträgt maximal zweieinhalb Stunden.
Hoher Unfallschutz mit geringem Aufwand
Das Kollisionswarnsystem ist eine Lösung, um die Sicherheit beim Betrieb von Flurfördermitteln in der Intralogistik zu erhöhen. Da das Assistenzsystem den Fahrer dabei unterstützt, Unfälle beim Rückwärtsfahren zu vermeiden, kann er sich besser auf den Transport der Last konzentrieren, und die Belastung durch Stress während der Tätigkeit ist geringer.
Das System ist neben der Intralogistik auch für andere mobile Maschinen, z. B. in der Hafenlogistik, im Baubereich oder in der Land- und Forstwirtschaft, geeignet. Je nach Branche wird die Nachrüstung von mobilen Maschinen mit Systemen, die die Sicherheit erhöhen, beispielsweise von der BG Bau bzw. der SVLFG finanziell unterstützt.
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Das Kollisionswarnsystem ZZ1103 ist u. a. beim Stahlunternehmen Risse+Willke im Einsatz.
Die Parameter, die zur Inbetriebnahme benötigt werden, lassen sich mit Zollstock und Wasserwaage ermitteln.
Da das Kollisionswarnsystem fertig programmiert geliefert wird, reicht die Eingabe der Parameter aus, um das System in Betrieb zu nehmen. (Bilder: ifm)
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