DE102008030546A1 - Steuerung für ein autonomes Förderfahrzeug und Verfahren zum Betrieb eines autonomen Förderfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Eine Sensor-basierte Steuerung erlaubt einem autonomen Förderfahrzeug ein intelligentes Fahrverhalten, welches individuelle Eigenschaften der zu befördernden Fracht berücksichtigt. Beispielsweise kann das Beschleunigungs- und Bremsverhalten des autonomen Förderfahrzeugs in Abhängigkeit von der Stabilität des Frachtguts gewählt werden. Unter Zuhilfenahme von Sensormesswerten eines Sensornetzwerks lässt sich ein Fahrwerk oder Abstellplatz planen, auf dem besondere Umweltbedingungen (etwa Temperatur oder Leuchtfeuchte) gegeben sind. Die höhere Intelligenz des automomen Förderfahrzeugs optimiert die Behandlung des Frachtguts und erübrigt eine Kamera-basierte Überwachung. Beispielsweise kann der Verlust des Frachtguts von der Ladefläche sensorisch erkannt und automatisch signalisiert werden.

Description

  • Autonome Förderfahrzeuge (im Englischen bezeichnet als ”Autonomous Guided Vehicle”, AGV) transportieren selbständig Waren. Dies bedeutet, dass kein Fahrzeugführer benötigt wird.
  • Bisher benötigen autonome Förderfahrzeuge eine Kamerabasierte Überwachung, um einen fehlerfreien Betrieb zu gewährleisten. Weiterhin ist es erforderlich, ein autonomes Förderfahrzeug manuell im Einzelfall zu konfigurieren, sofern ein bestimmtes Verhalten gewünscht ist.
  • Es stellt sich somit die Aufgabe, eine Steuerung für ein autonomes Förderfahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb eines autonomen Förderfahrzeugs anzugeben, bei dem ein Aufwand für Kamera-basierte Überwachung oder manuelle Konfiguration reduziert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Bei der Steuerung für ein autonomes Förderfahrzeug weist das autonome Förderfahrzeug einen Ladebereich auf, der mit Frachtgut beladbar ist. Die Steuerung ist ferner dazu eingerichtet, ein Fahrverhalten des autonomen Förderfahrzeugs in Abhängigkeit von einer Eigenschaft des Frachtgut zu steuern.
  • Das autonome Förderfahrzeug besitzt eine solche Steuerung.
  • Bei dem Verfahren zum Betrieb eines autonomen Förderfahrzeugs wird ein Ladebereich des autonomen Förderfahrzeugs mit Frachtgut beladen. Anschließend steuert eine Steuerung ein Fahrverhalten des autonomen Förderfahrzeugs in Abhängigkeit einer Eigenschaft des Frachtguts.
  • Die Steuerung und das Verfahren erhöhen die Selbständigkeit des autonomen Förderfahrzeugs. Dieses kann nun sein Fahrverhalten an eine Eigenschaft des Frachtguts anpassen. Aufgrund zunehmender Produktvielfalt werden als Frachtgut zukünftig sehr verschiedenartige Frachtstücke transportiert, an die unterschiedliche Anforderungen gestellt werden. Die Steuerung und das Verfahren ermöglichen es, das Fahrverhalten an eine Eigenschaft des Frachtguts anzupassen. Hierdurch wird eine optimale Behandlung des Frachtguts sichergestellt. Der Aufwand für eine manuelle Konfiguration des autonomen Förderfahrzeugs oder für eine Kamera-basierte Überwachung wird reduziert oder entfällt.
  • Es folgt eine Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der 1 bis 3. Es zeigen:
  • 1 ein autonomes Förderfahrzeug mit einem Frachtgut und ein zweites Förderfahrzeug mit einem instabilen Frachtgut,
  • 2 eine Detailansicht eines autonomen Förderfahrzeugs,
  • 3 den gemeinsamen Transport eines sperrigen Frachtguts durch zwei autonome Förderfahrzeuge.
  • 1 zeigt zwei Szenarien für den Betrieb eines autonomen Förderfahrzeugs. Ein autonomes Förderfahrzeug 1 ist mit einem Frachtgut 3 beladen. Das Frachtgut 3 weist für den Transport günstige Abmessungen auf. 1 zeigt weiterhin ein zweites autonomes Förderfahrzeug 2, welches mit einem instabilen Frachtgut 4 beladen ist. Die günstigen Abmessungen des Frachtguts 3 erlauben dem autonomen Förderfahrzeug 1 eine stärkere Bremsbeschleunigung als dem zweiten autonomen Förderfahrzeug 2. Letzteres muss vorsichtiger abbremsen, sofern ein Verlust oder eine Beschädigung des instabilen Frachtguts 4 vermieden werden soll.
  • Das zweite autonome Förderfahrzeug 2 steuert sein Fahrverhalten in Abhängigkeit von einer Eigenschaft des instabilen Frachtguts 4. Die Eigenschaft des instabilen Frachtguts 4 ist hier dessen Instabilität. Dementsprechend steuert das zweite autonome Förderfahrzeug 2 sein Fahrverhalten, indem es seine Bremsbeschleunigung um ein erforderliches Maß reduziert.
  • 2 zeigt eine Detailansicht eines autonomen Förderfahrzeugs 1. Ein Ladebereich 6 des autonomen Förderfahrzeugs 1 ist mit einem Frachtgut 3 beladen. 2 zeigt ferner einen Sensor 7, welcher Lage oder Gewicht des Frachtguts 3 misst. Der Sensor 7 kann beispielsweise als Drucksensor ausgestaltet sein, welcher unterhalb einer Ladefläche des autonomen Förderfahrzeuges 1 angeordnet ist und das Gewicht der gesamten Ladung misst. Der Sensor 7 kann aber auch (und gegebenenfalls zusätzlich zu der zuvor genannten Ausführung) aus einem oder mehreren Sensoren beziehungsweise einem Sensor-Array bestehen, welcher nicht nur das Vorhandensein des Frachtguts 3, sondern auch dessen Position auf dem Ladebereich 6 misst. Sobald eine Auswertung der Signale des Sensors 7 ergibt, dass das Frachtgut 3 verrutscht oder vom Ladebereich 8 herabgefallen ist, wird das autonome Förderfahrzeug 1 angehalten oder eine Warnmeldung ausgegeben. Einem Betreiber des autonomen Förderfahrzeugs 1 wird dadurch signalisiert, dass das Frachtgut 3 verrutscht oder vom Ladebereich 6 gefallen ist, so dass er dieses manuell wieder richtig auf dem Ladebereich 6 platzieren kann.
  • In einer Variante dieses Ausführungsbeispiels umfasst eine Steuerung des autonomen Förderfahrzeugs 1 eine drahtlose Schnittstelle 8, die ebenfalls in 2 abgebildet ist. Die drahtlose Schnittstelle 8 empfängt die Eigenschaft des Frachtguts 3. Eine Recheneinheit 9 ermittelt aus der Eigenschaft des Frachtguts 3 Grenzwerte für eine Beschleunigung, Kurvenfahrt oder Abbremsung des autonomen Förderfahrzeugs 1, bis zu denen ein Verrutschen oder Beschädigen des Frachtguts 3 ausgeschlossen ist. Das Fahrverhalten des autonomen Förderfahrzeugs 1 wird so gesteuert, dass diese Grenzwerte nicht überschritten werden. Dies erlaubt in besonderem Maße eine Anpassung des Fahrverhaltens an das Frachtgut 3. Je nach Stabilität des Frachtguts 3 können Brems-, Beschleunigungsvorgänge und Kurvenfahrten so geregelt werden, dass kein Frachtgut 3 vom Ladebereich 6 fällt oder beschädigt wird. Beispielsweise kann eine Transportfahrt mit lebenden Tieren als Frachtgut 3 mit sehr engen Grenzwerten für Beschleunigung, Kurvenfahrt und Abbremsung durchgeführt werden, so dass die Tiere möglichst schonend befördert werden.
  • Zur besseren Steuerung des Fahrverhaltens wird in einer Weiterbildung das autonome Förderfahrzeug 1 mit einem Beschleunigungssensor ausgestattet. Anhand von Messwerten des Beschleunigungssensors wird das Fahrverhalten des autonomen Förderfahrzeugs 1 so gesteuert, dass die genannten Grenzwerte nicht überschritten werden.
  • Die drahtlose Schnittstelle 8 wird in einem weiteren Szenario dazu genutzt, um auf dem Frachtgut 3 aufgebracht RFID-Tags auszulesen, welche die Eigenschaft des Frachtguts 3 angeben. Beispielsweise kann auf den RFID-Tags eine Warenart (Lebende Tiere, Elektrogeräte usw.) oder eine andere Eigenschaft des Frachtguts 3 wie Instabilität, Abmessungen, Sperrigkeit usw. gespeichert sein. Auf diese Weise erhält die Steuerung des autonomen Förderfahrzeugs 1 über die drahtlose Schnittstelle 8 eine Information über die Eigenschaft des Frachtguts 3.
  • Alternativ empfängt die drahtlose Schnittstelle 8 diese Information im Rahmen eines Transportauftrages, welcher beispielsweise von einem Kontrollzentrum oder einem mobilen Endgerät eines Benutzers übermittelt wird.
  • Da das Frachtgut 3 aus unterschiedlichen Frachtstücken bestehen kann, welche unterschiedliche Eigenschaften und Anforderungen in Bezug auf maximale Beschleunigung, Kurvenfahrt oder Abbremsung aufweisen, ist an dieser Stelle eine Analyse der gesammelten Daten durch eine Recheneinheit 9 erforderlich. Im Rahmen der Analyse wird für alle geladenen Frachtstücke je weils das Minimum ihrer maximalen Beschleunigungswerte als Grenzwert für das Fahrverhalten des autonomen Förderfahrzeugs 1 gewählt.
  • 3 zeigt ein weiteres Szenario für den Einsatz des autonomen Förderfahrzeugs 1. In diesem Szenario soll ein sperriges Frachtgut 5 befördert werden, für welches das autonome Förderfahrzeug 1 nicht ausreichend groß dimensioniert ist. Aus diesem Grund wird ein zweites autonomes Förderfahrzeug 2 hinzugezogen, um das sperrige Frachtgut 5 gemeinsam zu transportieren. Hierbei verfügen das autonome Förderfahrzeug 1 und das zweite autonome Förderfahrzeug 2 jeweils über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle, um miteinander zu kommunizieren und ihr Fahrverhalten so zu synchronisieren, dass das sperrige Frachtgut 5 befördert werden kann. Im Zuge dieser Synchronisation werden während der Fahrt kontinuierlich Messwerte beispielsweise des in 2 gezeigten Sensors 7 oder des zuvor genannten Beschleunigungssensors ausgetauscht.
  • In einem weiteren Einsatzszenario erfordert die Eigenschaft des Frachtguts 3 spezielle Umgebungsbedingungen. Beispielsweise kann es sich um gekühlte Ware handeln, etwa Tiefkühlkost, oder um ein Frachtgut 3, welches keiner Sonnenbestrahlung, keiner zu hohen Luftfeuchte oder keinem Frost ausgesetzt werden darf. In diesem Szenario plant das autonome Förderfahrzeug 1 in einer ersten Variante einen Fahrweg, auf dem die erforderlichen Umgebungsbedingungen immer gegeben sind. In einer zweiten Variante wird für das Frachtgut 3 ein Abstellplatz gewählt, an dem die geforderten Umgebungsbedingungen erfüllt sind, sowie ein Fahrweg zu diesem Abstellplatz geplant.
  • Um den Fahrweg oder den Abstellplatz zu finden, empfängt das autonome Förderfahrzeug 1 über seine drahtlose Schnittstelle 8 Informationen aus einem Sensornetzwerk, welches Sensoren umfasst, die in einer Umgebung des autonomen Förderfahrzeugs 1 installiert sind und Umgebungsbedingungen (wie etwa Luftfeuchte, Temperatur, Sonneneinstrahlung usw.) messen.
  • Anhand der Informationen aus dem Sensornetzwerk wird nun der Fahrweg beziehungsweise der Abstellplatz für das autonome Förderfahrzeug 1 geplant. Auf diese Weise können Anforderungen des Frachtguts 3 noch besser erfüllt werden.
  • Alle beschriebenen Ausführungsbeispiele, Varianten und Szenarien lassen sich beliebig kombinieren.

Claims (19)

  1. Steuerung für ein autonomes Förderfahrzeug (1), – bei der das autonome Förderfahrzeug einen Ladebereich (6) aufweist, der mit Frachtgut (3) beladbar ist, und – dazu eingerichtet, ein Fahrverhalten des autonomen Förderfahrzeugs (1) in Abhängigkeit von einer Eigenschaft des Frachtguts (3) zu steuern.
  2. Steuerung nach Anspruch 1, – mit einem Sensor (7), mit welchem Lage oder Gewicht des Frachtguts (3) messbar sind, und – mit Mitteln zum Anhalten des autonomen Förderfahrzeugs (1) oder zum Ausgeben einer Warnmeldung, wenn die Sensormessung ein Verrutschen oder Herabfallen des Frachtguts (3) anzeigt.
  3. Steuerung nach Anspruch 1, – mit einer drahtlosen Schnittstelle (8) zum Empfang der Eigenschaft des Frachtguts (3), – bei der die Steuerung eine Recheneinheit (9) aufweist, mit welcher aus der Eigenschaft des Frachtguts (3) Grenzwerte für eine Beschleunigung, Kurvenfahrt oder Abbremsung des autonomen Förderfahrzeugs (1) ermittelbar sind, wobei bis zu den Grenzwerten ein Verrutschen oder Beschädigen des Frachtguts (3) ausgeschlossen ist, und – dazu ausgelegt, das Fahrverhalten des autonomen Förderfahrzeugs (1) so zu steuern, dass die Grenzwerte nicht überschritten werden.
  4. Steuerung nach Anspruch 3, – mit einem Beschleunigungssensor, und – dazu ausgelegt, anhand von Messwerten des Beschleunigungssensors das Fahrverhalten des autonomen Förderfahrzeugs (1) so zu steuern, dass die Grenzwerte nicht überschritten werden.
  5. Steuerung nach Anspruch 3, – bei der die drahtlose Schnittstelle (8) zur Auslesung auf dem Frachtgut (3) aufgebrachter RFID-Tags ausgelegt ist, welche eine Angabe zur Eigenschaft des Frachtguts (3) enthalten.
  6. Steuerung nach Anspruch 3, – bei der die drahtlose Schnittstelle (8) zum Empfang eines Transportauftrags ausgelegt ist, welcher die Eigenschaft des Frachtguts (3) angibt.
  7. Steuerung nach Anspruch 3, – bei der die drahtlose Schnittstelle (8) zur Kommunikation mit anderen autonomen Förderfahrzeugen ausgelegt ist, und – bei der die Steuerung dazu ausgelegt ist, das Fahrverhalten des autonomen Förderfahrzeugs (1) unter Nutzung der drahtlosen Schnittstelle (8) mit mindestens einem zweiten autonomen Förderfahrzeug (2) so zu synchronisieren, dass ein sperriges Frachtgut (5) gemeinsam mit dem zweiten autonomen Förderfahrzeug (2) beförderbar ist.
  8. Steuerung nach Anspruch 1, – mit einer drahtlosen Schnittstelle (8) zum Empfang von Informationen aus einem Sensornetzwerk, welches Sensoren umfasst, die in einer Umgebung des autonomen Förderfahrzeugs (1) installiert sind und Umgebungsbedingungen messen, – bei der die Eigenschaft des Frachtguts (3) Umgebungsbedingungen angibt, die das Frachtgut (3) benötigt, und – dazu ausgelegt, anhand der Informationen aus dem Sensornetzwerk einen Fahrweg oder Abstellplatz für das autonome Förderfahrzeug (1) zu planen, auf dem die von dem Frachtgut (3) benötigten Umgebungsbedingungen eingehalten werden.
  9. Autonomes Förderfahrzeug (1), mit einer Steuerung nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
  10. Verfahren zum Betrieb eines autonomen Förderfahrzeugs (1), – bei dem ein Ladebereich (6) des autonomen Förderfahrzeugs (1) mit Frachtgut (3) beladen wird, – bei dem eine Steuerung ein Fahrverhalten des autonomen Förderfahrzeugs (1) in Abhängigkeit von einer Eigenschaft des Frachtguts (3) steuert.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, – bei dem ein Sensor (7) Lage oder Gewicht des Frachtguts (3) misst, – bei dem die Steuerung das autonome Förderfahrzeug (1) anhält oder eine Warnmeldung ausgibt, wenn die Sensormessung ein Verrutschen oder Herabfallen des Frachtguts (3) anzeigt.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, – bei dem über eine drahtlose Schnittstelle (8) die Eigenschaft des Frachtguts (3) empfangen wird, – bei dem eine Recheneinheit (4) aus der Eigenschaft des Frachtguts (3) Grenzwerte für eine Beschleunigung, Kurvenfahrt oder Abbremsung des autonomen Förderfahrzeugs ermittelt, wobei bis zu den Grenzwerten ein Verrutschen oder Beschädigen des Frachtguts (3) ausgeschlossen ist, – bei dem das Fahrverhalten des autonomen Förderfahrzeugs (1) so gesteuert wird, dass die Grenzwerte nicht überschritten werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, – bei dem Messwerte eines Beschleunigungssensors genutzt werden um das Fahrverhalten des autonomen Förderfahrzeugs (1) so zu steuern, dass die Grenzwerte nicht überschritten werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, – bei dem über die drahtlose Schnittstelle (8) auf dem Frachtgut (3) aufgebrachte RFID-Tags ausgelesen werden, welche die Eigenschaft des Frachtguts (3) enthalten.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, – bei dem über die drahtlose Schnittstelle (8) ein Transportauftrag empfangen wird, welcher die Eigenschaft des Frachtguts (3) angibt.
  16. Verfahren nach Anspruch 12, – bei dem das Fahrverhalten des autonomen Förderfahrzeugs (1) durch Kommunikation über die drahtlose Schnittstelle (8) mit mindestens einem zweiten autonomen Förderfahrzeug (2) so synchronisiert wird, dass ein sperriges Frachtgut (5) gemeinsam mit dem zweiten autonomen Förderfahrzeug (2) beförderbar ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 10, – bei dem Informationen aus einem Sensornetzwerk empfangen werden, welches Sensoren umfasst, die in einer Umgebung des autonomen Förderfahrzeugs (1) installiert sind und Umgebungsbedingungen messen, – bei dem aus der Eigenschaft des Frachtguts (3) Umgebungsbedingungen abgeleitet werden, die das Frachtgut (3) benötigt, – bei dem anhand der Informationen aus dem Sensornetzwerk ein Fahrweg oder Abstellplatz für das autonome Förderfahrzeug (1) geplant wird, auf dem die von dem Frachtgut (3) benötigten Umgebungsbedingungen eingehalten werden.
  18. Computerlesbarer Datenträger, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches das Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17 ausführt, wenn es in einem Computer abgearbeitet wird.
  19. Computerprogramm, welches in einem Computer abgearbeitet wird und dabei das Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17 ausführt.
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