Forklift safety training with a virtual reality simulator

Abstract

Forklifts are an important part of the industry, handling heavy loads across various terrains and environments. Often, with additional hazards such as pedestrians, other forklifts, and a restricted field of view. These conditions increase the accident risks.Thousands of accidents with partly heavy injuries and even deaths happen every year in Germany alone. Most accidents could be prevented by drivers if safety guidelines were consistently followed. These safety guidelines tend to fade over time. Therefore, safety training is highly beneficial. Safety training typically uses a real forklift, limiting simulated scenarios due to safety risks to the driver and pedestrians. These limitations can be avoided by moving the training into Virtual Reality(VR). The forklift simulator introduced in this diploma thesis uses an HMD, steering wheel, pedals, and joysticks to simulate a real forklift environment while eliminating the risk of injury. Additionally, the material and organisational costs of a real forklift, the simulated training environment,and the pedestrian actors in traditional forklift training are removed. The introduced Virtual Reality forklift simulator is easily portable and includes a flexible scenario editor to cover and train on various hazardous situations. The simulator is integrated into the existing Unity application VROnSite, a VR training simulator for emergency services. The integration into this application enables the use of the described scenario editing and the After Action Review, which allows post-training review of training errors in a 3D environment, further improving training effectiveness.The simulator focuses on safety training refreshment to reduce future accidents. For this,the simulation introduces a training mode in which the driver is warned about every safety error they make during training. The error is described to the driver immediately after it occurs, and in the After Action Review, maximizing the learning rate.

Gabelstapler sind ein wichtiger Bestandteil der Industrie und bewegen schwere Lasten auf unterschiedlichem Gelände und in unterschiedlichen Umgebungen. Oftmals kommen zusätzliche Gefahren wie Fußgänger, andere Gabelstapler und ein eingeschränktes Sichtfeld hinzu. Diese Bedingungen erhöhen das Unfallrisiko. Jedes Jahr ereignen sich alleine in Deutschland Tausende von Unfällen mit teils schweren Verletzungen und sogar Todesfällen. Die meisten Unfälle könnten durch die konsequente Einhaltung der Sicherheitsrichtlinien der Fahrer verhindert werden. Diese Sicherheitsrichtlinien geraten jedoch mit der Zeit in Vergessenheit. Daher ist Sicherheitstraining äußerst wichtig. Üblicherweise wird dafür ein echter Gabelstapler verwendet, wodurch simulierte Szenarien aufgrund der Sicherheitsrisiken für Fahrer und Fußgänger eingeschränkt werden. Diese Einschränkungen lassen sich durch die Verlagerung des Trainings in die Virtual Reality (VR) vermeiden. Der in dieser Diplomarbeit vorgestellte Gabelstaplersimulator nutzt ein Head-MountedDisplay (HMD), ein Lenkrad, Pedale und Joysticks, um eine realistische Gabelstaplerumgebung zu simulieren und gleichzeitig das Verletzungsrisiko zu eliminieren. Darüberhinaus entfallen die Material- und Organisationskosten für einen echten Gabelstapler, die simulierte Trainingsumgebung sowie die Fußgängerschauspielder, die im traditionellen Gabelstaplertraining benötigt werden.Der vorgestellte Virtual-Reality-Gabelstaplersimulator ist eine mobile Simulation miteinem flexiblen Szenario-Editor, um verschiedenste Gefahrensituationen zu simulieren undzu trainieren. Der Simulator ist in die bestehende Unity-Anwendung VROnSite integriert,einem VR-Trainingssimulator für Rettungsdienste. Durch diese Integration stehen diebeschriebene Szenario-Bearbeitung und die Nachbesprechung zur Verfügung. Letztere ermöglicht die Analyse von Trainingsfehlern in einer 3D-Umgebung und verbessert so die Trainingseffektivität.Der Simulator konzentriert sich auf die Auffrischung von Sicherheitstrainings, um zukünf-tige Unfälle zu reduzieren. Dazu bietet die Simulation einen Trainingsmodus, in dem derFahrer für jeden Sicherheitsfehler, den er während des Trainings begeht, gewarnt wird. Der Fehler wird dem Fahrer unmittelbar nach seinem Auftreten sowie in der Nachbesprechung erläutert, wodurch der Lerneffekt maximiert wird.