ITTO20090772A1 - Magazzino automatizzato dotato di politiche di anti-collisione veicolare - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“MAGAZZINO AUTOMATIZZATO DOTATO DI POLITICHE DI ANTI-COLLISIONE VEICOLARE”

La presente invenzione è relativa, in generale, ad un magazzino automatizzato destinato allo stoccaggio di merci ed, in particolare, ad un magazzino automatizzato dotato di politiche di anti-collisione veicolare.

Generalmente, un magazzino automatizzato può comprendere uno o più livelli di stoccaggio sovrapposti. Ogni livello di stoccaggio comprende una pluralità di corridoi suddivisi in porzioni aventi stesse dimensioni, chiamate celle. Una cella può essere in comune tra due corridoi comunicanti, ovvero può essere una cella di incrocio tra due corridoi comunicanti.

I corridoi di un livello di stoccaggio consentono lo spostamento all’interno del livello di stoccaggio di veicoli autonomi (“autonomous”), indipendenti (“selfgoverning”), senza equipaggio (“unmanned”) ed atti a trasportare merci, di seguito, per semplicità di descrizione, chiamati navette.

I corridoi di un livello di stoccaggio possono convenientemente comprendere corridoi di stoccaggio destinati all’immagazzinamento delle merci ed al passaggio delle navette e corridoi di accesso destinati al solo passaggio delle navette.

Preferibilmente, le merci trasportate dalle navette ed immagazzinate nei corridoi di stoccaggio sono disposte su pallet, le celle dei corridoi hanno dimensioni sostanzialmente uguali a quelle di un pallet e le navette si muovono lungo i corridoi di un livello di stoccaggio scorrendo su coppie di binari disposti lungo detti corridoi.

In particolare, le coppie di binari di corridoi comunicanti si incrociano in corrispondenza delle rispettive celle in comune tra detti corridoi comunicanti e le navette, in corrispondenza delle celle in comune tra corridoi comunicanti, sono in grado di scorrere, mediante, ad esempio, quattro ruote sterzanti, su ciascuna delle coppie di binari che si incrociano.

Peraltro, nel caso di un magazzino automatizzato comprendente una pluralità di livelli di stoccaggio, il magazzino automatizzato comprende anche un sistema di elevazione che mette in collegamento i diversi livelli di stoccaggio, comunica con almeno un corridoio di ogni livello di stoccaggio e consente lo spostamento delle navette tra i diversi livelli di stoccaggio.

Inoltre, un magazzino automatizzato di tipo noto comprende un sistema centrale di comando che invia comandi alle navette.

In particolare, il sistema centrale di comando invia a ciascuna navetta rispettive missioni da eseguire.

In dettaglio, una missione da eseguire può comprendere: • una cella di inizio missione;

• una operazione da eseguire nella cella di inizio missione;

• una cella di fine missione;

• una operazione da eseguire nella cella di fine missione; ed

• una successione di tratte di missione da percorrere all’interno del magazzino automatizzato per spostarsi dalla cella di inizio missione alla cella di fine missione.

Infine, ogni navetta comprende un rispettivo sistema di pilotaggio composto da hardware e software e configurato per pilotare la navetta in modo da farle eseguire le rispettive missioni ricevute dal sistema centrale di comando.

La Richiedente ha, però, notato che nei magazzini automatizzati del tipo noto precedentemente descritto può esistere il rischio di una collisione tra navette che si stanno muovendo all’interno di uno stesso livello di stoccaggio, ad esempio a causa di un malfunzionamento del sistema centrale di comando.

A tal riguardo, nelle figure 1, 2 e 3 sono mostrate schematicamente tre situazioni di potenziale collisione tra due navette in movimento in uno stesso livello di stoccaggio di un magazzino automatizzato.

In particolare, la figura 1 mostra schematicamente una prima navetta 11 che si deve spostare lungo un primo corridoio 12 in una prima direzione indicata con una prima freccia ininterrotta 13, ed una seconda navetta 14 che si deve spostare lungo un secondo corridoio 15 comunicante col primo corridoio 12 in una seconda direzione indicata con una prima freccia tratteggiata 16.

Come si evince facilmente dalla figura 1, qualora gli spostamenti delle navette 11 e 14 non siano correttamente coordinati dal sistema centrale di comando (non mostrato in figura 1), le navette 11 e 14 potrebbero giungere insieme nella cella 17 in comune tra i corridoi 12 e 15 e, quindi, scontrarsi.

La figura 2, invece, mostra schematicamente una terza navetta 21 che si deve spostare lungo un terzo corridoio 22 in una terza direzione indicata con una seconda freccia ininterrotta 23, ed una quarta navetta 24 che si deve spostare anch’essa lungo il terzo corridoio 22 in una quarta direzione opposta alla terza direzione ed indicata con una seconda freccia tratteggiata 25.

Come si evince facilmente dalla figura 2, qualora gli spostamenti delle navette 21 e 24 non siano correttamente coordinati dal sistema centrale di comando (non mostrato in figura 2), le navette 21 e 24, spostandosi contemporaneamente lungo il terzo corridoio 22, potrebbero scontrarsi frontalmente.

Infine, la figura 3 mostra schematicamente una quinta navetta 31 che si deve spostare lungo un quarto corridoio 32 in una quinta direzione indicata con una terza freccia ininterrotta 33, ed una sesta navetta 34 che si deve spostare anch’essa lungo il quarto corridoio 32 in una sesta direzione concorde alla quinta direzione ed indicata con una terza freccia tratteggiata 35.

Come si evince facilmente dalla figura 3, qualora gli spostamenti delle navette 31 e 34 non siano correttamente coordinati dal sistema centrale di comando (non mostrato in figura 3) e qualora la quinta navetta 31 si muova con una velocità maggiore della sesta navetta 34, la quinta navetta 31 potrebbe tamponare la sesta navetta 34.

Scopo della presente invenzione è, quindi, quello di fornire un magazzino automatizzato che sia in grado di alleviare gli svantaggi appena citati.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione in quanto essa è relativa ad un magazzino automatizzato, secondo quanto definito nelle rivendicazioni annesse.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, alcune forme preferite di realizzazione, fornite a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, verranno ora illustrate con riferimento ai disegni annessi (non in scala), in cui:

- la Figura 1 mostra schematicamente una prima situazione di potenziale collisione tra due navette in movimento in uno stesso livello di stoccaggio di un magazzino automatizzato;

- la Figura 2 mostra schematicamente una seconda situazione di potenziale collisione tra due navette in movimento in uno stesso livello di stoccaggio di un magazzino automatizzato;

- la Figura 3 mostra schematicamente una terza situazione di potenziale collisione tra due navette in movimento in uno stesso livello di stoccaggio di un magazzino automatizzato; e

- la Figura 4 mostra schematicamente un magazzino automatizzato secondo una forma preferita di realizzazione della presente invenzione.

La seguente descrizione viene fornita per permettere ad un tecnico del settore di realizzare ed usare l’invenzione. Varie modifiche alle forme di realizzazione presentate saranno immediatamente evidenti a persone esperte ed i generici principi qui divulgati potrebbero essere applicati ad altre forme realizzative ed applicazioni senza, però, per questo uscire dall’ambito di tutela della presente invenzione.

Quindi, la presente invenzione non deve essere intesa come limitata alle sole forme realizzative descritte e mostrate, ma le deve essere accordato il più ampio ambito di tutela coerentemente con i principi e le caratteristiche qui presentate e definite nelle annesse rivendicazioni.

Come detto precedentemente, la presente invenzione è relativa ad un magazzino automatizzato del tipo precedentemente descritto in cui, però, a differenza dei magazzini automatizzati noti, ogni navetta comprende un rispettivo modulo software di anti-collisione veicolare integrato nel rispettivo sistema di pilotaggio e configurato per implementare funzionalità di anticollisione veicolare.

Inoltre, secondo la presente invenzione, il magazzino automatizzato comprende un sistema di comunicazione configurato per implementare contemporaneamente

• politiche di comunicazione centralizzate di tipo master-slave tra il sistema centrale di comando (master) e le navette (slave) per l’invio delle missioni alle navette da parte del sistema centrale di comando, e

• politiche di comunicazione decentralizzate tra le diverse navette su cui sono basate le funzionalità di anticollisione veicolare implementate dai moduli software di anti-collisione veicolare.

In dettaglio, il sistema di comunicazione comprende: • almeno un sistema master di radiocomunicazione accoppiato al sistema centrale di comando per inviare/ricevere messaggi alle/dalle navette; ed

• una pluralità di dispositivi slave di radiocomunicazione ciascuno accoppiato ad una rispettiva navetta per ricevere/inviare messaggi dal/al sistema centrale di comando e per ricevere messaggi inviati dalle altre navette.

Preferibilmente, il sistema di comunicazione comprende anche:

• una pluralità di ripetitori radio configurati per operare come ripetitori di messaggi e disposti all’interno del magazzino in modo tale da migliorare la copertura radio delle navette che operano all’interno del magazzino, in particolare in modo tale da garantire comunicazioni radio “seamless” (senza interruzioni) tra le diverse navette e tra il sistema centrale di comando e le navette.

Andando ancora più nel dettaglio dell’invenzione, quando il sistema centrale di comando deve inviare una missione da eseguire ad una specifica navetta, il sistema master di radiocomunicazione trasmette via radio un messaggio contenente detta missione ed un identificativo della specifica navetta a cui è destinato il messaggio.

I dispositivi slave di radiocomunicazione delle navette ricevono i messaggi trasmessi via radio dal sistema master di radiocomunicazione, controllano se l’identificativo contenuto nei messaggi ricevuti è uguale all’identificativo della rispettiva navetta a cui sono associati e, se l’identificativo contenuto nel messaggio è uguale a quello della rispettiva navetta a cui sono associati, forniscono il contenuto dei messaggi ricevuti, in particolare le missioni da eseguire, al sistema di pilotaggio della navetta a cui sono associati.

Inoltre, quando una navetta sta eseguendo una missione, il dispositivo slave di radiocomunicazione della navetta in missione trasmette via radio, ad ogni cambio di cella o ad intervalli di tempo regolari, un rispettivo messaggio di posizione contenente la posizione attuale della navetta in missione, ovvero la cella in cui si trova attualmente la navetta in missione, e la posizione di fine tratta della tratta di missione che sta attualmente percorrendo la navetta in missione.

I messaggi di posizione trasmessi via radio dal dispositivo slave di radiocomunicazione della navetta in missione sono ricevuti dal sistema master di radiocomunicazione che li fornisce al sistema centrale di comando che, in questo modo, riesce a monitorare gli spostamenti della navetta in missione.

Allo stesso tempo, anche i dispositivi slave di radiocomunicazione delle altre navette ricevono i messaggi di posizione trasmessi via radio dal dispositivo slave di radiocomunicazione della navetta in missione e li forniscono ai rispettivi moduli software di anti-collisione veicolare affinché implementino le funzionalità di anticollisione veicolare.

In altre parole, i dispositivi slave di radiocomunicazione delle navette trasmettono in broadcast messaggi che consentono al sistema centrale di comando di monitorare le navette ed ai moduli software di anticollisione veicolare delle navette di implementare le funzionalità di anti-collisione veicolare.

Per una migliore comprensione delle presente invenzione, in figura 4 viene mostrato uno schema a blocchi funzionale di un magazzino automatizzato 40 secondo una forma preferita di realizzazione della presente invenzione.

In particolare, come mostrato in figura 4, il magazzino automatizzato 40 comprende:

• un sistema centrale di comando 41;

• un sistema master di radiocomunicazione 42 accoppiato al sistema centrale di comando 41;

• una prima navetta 43 comprendente un primo sistema di pilotaggio 44 nel quale è integrato un primo modulo software di anti-collisione veicolare 45;

• un primo dispositivo slave di radiocomunicazione 46 accoppiato alla prima navetta 43, in particolare al primo sistema di pilotaggio 44;

• una seconda navetta 47 comprendente un secondo sistema di pilotaggio 48 nel quale è integrato un secondo modulo software di anti-collisione veicolare 49; ed

• un secondo dispositivo slave di radiocomunicazione 50 accoppiato alla seconda navetta 47, in particolare al secondo sistema di pilotaggio 48.

Inoltre, la figura 4 mostra anche che:

• il sistema master di radiocomunicazione 42 comunica bidirezionalmente con il primo dispositivo slave di radiocomunicazione 46, come indicato da una prima freccia tratteggiata 51 bidirezionale che unisce il sistema master di radiocomunicazione 42 ed il primo dispositivo slave di radiocomunicazione 46;

• il sistema master di radiocomunicazione 42 comunica bidirezionalmente con il secondo dispositivo slave di radiocomunicazione 50, come indicato da una seconda freccia tratteggiata 52 bidirezionale che unisce il sistema master di radiocomunicazione 42 ed il secondo dispositivo slave di radiocomunicazione 50;

• il primo dispositivo slave di radiocomunicazione 46 trasmette messaggi che sono ricevuti dal sistema master di radiocomunicazione 42 e dal secondo dispositivo slave di radiocomunicazione 50, come indicato da una terza freccia tratteggiata 53 che va dal primo dispositivo slave di radiocomunicazione 46 al sistema master di radiocomunicazione 42 e da una quarta freccia tratteggiata 54 che va dalla terza freccia tratteggiata 53 al secondo dispositivo slave di radiocomunicazione 50; ed

• il secondo dispositivo slave di radiocomunicazione 50 trasmette messaggi che sono ricevuti dal sistema master di radiocomunicazione 42 e dal primo dispositivo slave di radiocomunicazione 46, come indicato da una quinta freccia tratteggiata 55 che va dal secondo dispositivo slave di radiocomunicazione 50 al sistema master di radiocomunicazione 42 e da una sesta freccia tratteggiata 56 che va dalla quinta freccia tratteggiata 55 al primo dispositivo slave di radiocomunicazione 46.

Di seguito vengono descritte in dettaglio le funzionalità di anti-collisione veicolare implementate dai moduli software di anti-collisione veicolare.

In particolare, ogni modulo software di anti-collisione veicolare è configurato per rivelare una situazione di potenziale collisione tra la rispettiva navetta ed un’altra navetta sulla base di un’analisi dei messaggi ricevuti dalle altre navette.

Di seguito vengono elencate diverse situazioni di potenziale collisione tra due navette:

a) un dispositivo slave di radiocomunicazione di una navetta in missione riceve un messaggio di posizione trasmesso da un dispositivo slave di radiocomunicazione di un’altra navetta in missione; i moduli software di anticollisione veicolare delle due navette in missione verificano se sussiste una situazione di potenziale collisione tra le due navette e, nel caso sussista detta situazione, determinano condizioni di precedenza in base alle quali un modulo software di anti-collisione veicolare arresta la rispettiva navetta mentre l’altro modulo software di anti-collisione veicolare lascia procedere la rispettiva navetta lungo la rispettiva tratta di missione;

b) un dispositivo slave di radiocomunicazione di una navetta in missione riceve un messaggio di allarme trasmesso da un dispositivo slave di radiocomunicazione di una navetta in allarme, ovvero una navetta affetta da un grave problema che pregiudica il corretto funzionamento della navetta o la corretta esecuzione della missione in corso (ad esempio una navetta che ha le batterie scariche, oppure una navetta in cui il sistema di pilotaggio ha sbagliato il calcolo della posizione, oppure una navetta sul cui sistema di pilotaggio è occorso un errore di esecuzione del software, ecc.); il modulo software di anticollisione veicolare della navetta in missione verifica se sussiste una situazione di potenziale collisione con la navetta in allarme (assumendo che quest’ultima sia ferma) e, nel caso sussista detta situazione di potenziale collisione, o arresta la navetta in missione in un opportuno intorno della navetta in allarme in attesa di ulteriori comandi da parte del sistema centrale di comando, oppure pilota la navetta in missione a ritroso lungo la tratta di missione attualmente percorsa;

c) un dispositivo slave di radiocomunicazione di una navetta in allarme ferma in una cella riceve un messaggio di posizione trasmesso da un dispositivo slave di radiocomunicazione di una navetta in missione; il modulo software di anti-collisione veicolare della navetta in allarme verifica se sussiste una situazione di potenziale collisione con la navetta in missione; sia che sussista sia che non sussista detta situazione, la navetta in allarme resta comunque ferma nella sua attuale posizione;

d) un dispositivo slave di radiocomunicazione di una navetta in allarme che sta percorrendo a ritroso una tratta di missione riceve un messaggio di posizione trasmesso da un dispositivo slave di radiocomunicazione di una navetta in missione; il modulo software di anti-collisione veicolare della navetta in allarme verifica se sussiste una situazione di potenziale collisione con la navetta in missione; poiché la navetta in allarme non può comunicare nel messaggio di allarme la propria destinazione alla navetta in missione, il modulo software di anti-collisione veicolare della navetta in allarme, se sussiste detta situazione di potenziale collisione con la navetta in missione, arresta la navetta in allarme nella prima cella utile lungo la tratta di missione che la navetta in allarme sta percorrendo a ritroso, mentre il dispositivo slave di radiocomunicazione continua a trasmettere il messaggio di allarme;

e) un dispositivo slave di radiocomunicazione di una navetta in sosta in una cella riceve un messaggio di posizione trasmesso da un dispositivo slave di radiocomunicazione di una navetta in missione; il modulo software di anti-collisione veicolare della navetta in sosta verifica se sussiste una situazione di potenziale collisione con la navetta in missione; nel caso sussista detta situazione di potenziale collisione, il dispositivo slave di radiocomunicazione della navetta in sosta trasmette via radio uno specifico messaggio di allerta che indica la situazione di potenziale collisione e contiene la posizione della navetta in sosta; il dispositivo slave di radiocomunicazione della navetta in missione riceve il messaggio di allerta ed il modulo software di anticollisione veicolare della navetta in missione o arresta la navetta in missione in un opportuno intorno della navetta in sosta in attesa di ulteriori comandi da parte del sistema centrale di comando, oppure pilota la navetta in missione a ritroso lungo la tratta di missione attualmente percorsa.

Le funzionalità di anti-collisione veicolare implementate dai moduli software di anti-collisione veicolare sono basate su tre concetti principali:

1) determinazione di una situazione di potenziale collisione,

2) determinazione di condizioni di priorità, e

3) determinazione di un intervento di azione.

Come già precedentemente descritto, i dispositivi slave di radiocomunicazione di tutte le navette trasmettono via radio messaggi contenenti l’identificativo, la posizione attuale e la posizione futura della rispettiva navetta a cui sono associati, posizione futura che è diversa da quella attuale se la navetta è in movimento.

Inoltre, i sistemi di pilotaggio delle navette in missione inseriscono nei messaggi trasmessi dai rispettivi dispositivi slave di radiocomunicazione anche un tempo di esecuzione della missione, ovvero un valore che indica da quanto tempo la rispettiva navetta sta eseguendo la missione, ed una priorità di esecuzione della missione, ovvero un valore che viene fornito dal sistema centrale di comando e che indica il livello di priorità che ha la missione eseguita.

Il modulo software di anti-collisione veicolare di ogni navetta in movimento verifica se per la rispettiva navetta sussiste la possibilità di potersi incrociare con le altre navette che operano sullo stesso livello di stoccaggio. Inoltre, i moduli software di anti-collisione veicolare determinano un parametro di tolleranza, misurato in unità di celle, che specifica quando un’altra navetta deve ritenersi in rotta di collisione con la rispettiva navetta su cui è integrato il modulo software di anti-collisione veicolare. Nel caso di potenziale collisione tra due navette, può proseguire la propria corsa solo la navetta che, rivelata una situazione di potenziale collisione, ha indice più alto per proseguire. Questo indice può essere determinato in base al tempo di esecuzione della missione, alla priorità di esecuzione della missione in corso ed agli identificativi delle navette.

In dettaglio, si arrestano tutte le navette che:

1) rilevano un tempo di esecuzione della missione più alto del proprio (passano prima le navette che sono in esecuzione da un tempo maggiore);

2) a parità di tempo di esecuzione, rilevano una priorità di esecuzione della missione più alta della propria (passano prima le navette con priorità di esecuzione maggiore); e,

3) a parità di tempo di esecuzione e di priorità di esecuzione, hanno identificativo più alto (o più basso, a seconda della strategia scelta per la precedenza di passaggio sulla base dell’identificativo).

E’ compito del sistema centrale di comando garantire una corretta gestione delle priorità di esecuzione delle missioni e degli identificativi delle navette.

A parità di indice, tutte le navette che si trovano in una situazione di potenziale collisione si arrestano. Le navette che si arrestano restano ferme per un tempo di attesa generato casualmente dai moduli software di anticollisione veicolare, tempo di attesa che è sempre minore di, od al più uguale ad un tempo massimo di attesa impostabile sui moduli software di anti-collisione veicolare. Mentre le navette sono ferme, i rispetti dispositivi slave di radiocomunicazione rimangono in ascolto di nuovi messaggi sulla base dei quali i rispettivi moduli software di anti-collisione veicolare verificano il persistere delle condizioni di potenziale collisione e rilevano eventuali nuove situazioni di potenziale collisione. Se durante il tempo di attesa i moduli software di anti-collisione veicolare rilevano nuove situazioni di potenziale collisione e/o il persistere di quelle già rilevate, al termine del tempo di attesa questo viene fatto ripartire, mentre se durante il tempo di attesa i moduli software di anti-collisione veicolare non rilevano nuove situazioni di potenziale collisione o il persistere di quelle già rilevate, la navetta ferma riprende la propria movimentazione indicando la nuova condizione di movimentazione. Convenientemente, in base ad un parametro di impostazione, la navetta può inviare i messaggi di anticollisione anche senza missione in corso.

Inoltre, il dispositivo slave di radiocomunicazione di una navetta in allarme trasmette messaggi di allarme che indicano la condizione di allarme e la posizione attuale della rispettiva navetta. I moduli software di anticollisione veicolare delle altre navette analizzano queste informazioni e fanno in modo che le rispettive navette non collidano con detta navetta in allarme.

Sulla base dei suddetti scenari, le funzionalità di anti-collisione veicolare comprendono l’esecuzione delle seguenti operazioni:

1) verifica della presenza di una eventuale rotta di collisione;

2) valutazione delle condizioni di collisione;

3) pianificazione della movimentazione della navetta; e 4) uscita dall’eventuale condizione di arresto della navetta.

L’algoritmo utilizzato per la verifica di una eventuale rotta di collisione si basa su una previsione delle tratte di missione percorse da due navette in missione. La distanza relativa viene calcolata, cella per cella, e verificata come distanza tra due punti aventi coordinate pari a quelle della rispettiva cella attraversata.

In dettaglio, facendo nuovamente riferimento alla figura 4,

• il primo dispositivo slave di radiocomunicazione 46 della prima navetta 43, durante l’esecuzione di una qualsiasi tratta di missione, riceve un messaggio di posizione proveniente dal secondo dispositivo slave di radiocomunicazione 50 della seconda navetta 47 anch’essa in missione;

• mediante l’algoritmo implementato, il primo modulo software di anti-collisione veicolare 45 della prima navetta 43 estrae le informazioni relative alla cella attuale e alla cella di destinazione della seconda navetta 47;

• tali informazioni estratte sono utilizzate dal primo modulo software di anti-collisione veicolare 45 per calcolare le coordinate di ogni cella attraversata dalla seconda navetta 47;

• il primo modulo software di anti-collisione veicolare 45 considera in sequenza le celle attraversate dalla seconda navetta 47 e le confronta con le rispettive celle attraversate dalla prima navetta 43 mediante un calcolo di distanza tra due punti;

• se una o più distanze tra coppie di celle risultano inferiori ad una soglia impostabile, il primo modulo software di anti-collisione veicolare 45 rivela una o più situazioni di potenziale collisione tra le navette 43 e 47 in corrispondenza delle rispettive coppie di celle; ed

• il primo modulo software di anti-collisione veicolare 45 memorizza le coordinate della/e cella/e lungo la rotta di missione percorsa dalla prima navetta 43 in corrispondenza della/e quale/i è/sono stata/e rivelata/e la/e situazione/i di potenziale collisione tra le navette 43 e 47.

Nel caso in cui sia stata rilevata una situazione di potenziale collisione,

• se la posizione attuale della prima navetta 43 è ad una distanza inferiore a 3 celle (limite impostabile) rispetto alla cella di potenziale collisione (operazione di valutazione delle condizioni di collisione), il primo modulo software di anti-collisione veicolare 45, per motivi di sicurezza, arresta la prima navetta 43 nella prima cella utile (operazione di pianificazione della movimentazione della navetta);

• se la posizione attuale della prima navetta 43 è ad una distanza compresa tra 3 e 7 celle (limiti impostabili) rispetto alla cella di potenziale collisione (operazione di valutazione delle condizioni di collisione), il primo modulo software di anti-collisione veicolare 45 valuta le condizioni di precedenza tra la prima navetta 43 e la seconda navetta 47 sulla base delle quali pianifica la movimentazione della prima navetta 43 (operazione di pianificazione della movimentazione della navetta).

In dettaglio,

• se la prima navetta 43 è in missione da un tempo di esecuzione maggiore rispetto a quello della seconda navetta 47, allora la prima navetta 43 ha la precedenza a transitare sulla rotta di collisione, altrimenti il primo modulo software di anti-collisione veicolare 45 pianifica l’arresto della prima navetta 43 ad una distanza di una cella dalla cella di potenziale collisione con la seconda navetta 47;

• a parità di tempo di esecuzione, se la missione della prima navetta 43 ha una priorità di esecuzione più alta rispetto a quella della seconda navetta 47, allora la prima navetta 43 ha la precedenza a transitare sulla rotta di collisione, altrimenti il primo modulo software di anticollisione veicolare 45 pianifica l’arresto della prima navetta 43 ad una distanza di una cella dalla cella di potenziale collisione con la seconda navetta 47;

• a parità di tempo di esecuzione e di priorità di esecuzione, se la prima navetta 43 ha un identificativo inferiore all’identificativo della seconda navetta 47, allora la prima navetta 43 ha la precedenza a transitare sulla rotta di collisione, altrimenti il primo modulo software di anti-collisione veicolare 45 pianifica l’arresto della prima navetta 43 ad una distanza di una cella dalla cella di potenziale collisione con la seconda navetta 47.

Il secondo modulo software di anti-collisione veicolare 49 della seconda navetta 47, eseguendo lo stesso algoritmo sulla base del messaggio di posizione trasmesso dal primo dispositivo slave di radiocomunicazione 46 della prima navetta 43, giunge a conclusioni complementari a quelle del primo modulo software di anti-collisione veicolare 45, ovvero, se la prima navetta 43 ha la precedenza, automaticamente il secondo modulo software di anticollisione veicolare 49 pianifica l’arresto della seconda navetta 47 ad una distanza di una cella dalla cella di potenziale collisione con la prima navetta 43, o, se la seconda navetta 47 ha la precedenza, lascia proseguire la seconda navetta 47 lungo la rispettiva tratta di missione che sta percorrendo senza intervenire.

Inoltre, in caso di precedenza della prima navetta 43 e arresto della seconda navetta 47, il successivo messaggio di posizione trasmesso dal secondo dispositivo slave di radiocomunicazione 50 indicherà come cella di destinazione della seconda navetta 47 non più la cella di fine tratta bensì la cella in cui la seconda navetta 47 è stata arrestata per evitare la collisione con la prima navetta 43, determinando, quindi, di fatto, la scomparsa della rotta di collisione.

Ad ogni modo, la seconda navetta 47 potrebbe trovarsi in un buco di campo, nel qual caso, quindi, il secondo dispositivo slave di radiocomunicazione 50 potrebbe non avere ricevuto il messaggio di posizione della prima navetta 43 ed il secondo modulo software di anti-collisione veicolare 49 potrebbe, quindi, non aver verificato la presenza di una rotta di collisione.

A questo riguardo, nel caso in cui la prima navetta 43 si trovi ad una distanza corrente di 3/7 celle dalla cella di potenziale collisione, esiste un margine ragionevole per ipotizzare che negli istanti di tempo seguenti il primo dispositivo slave di radiocomunicazione 46 riceverà il messaggio di posizione modificato della seconda navetta 47, come conferma di corretta pianificazione dell’anticollisione. In assenza di tale conferma, il primo modulo software di anti-collisione veicolare 45 pianificherà, comunque, l’arresto della prima navetta 43 nella cella precedente alla cella di potenziale collisione per motivi di sicurezza.

Nel caso in cui, invece, la posizione corrente della prima navetta 43 sia ad una distanza maggiore di 7 celle rispetto alla cella di potenziale collisione, il primo modulo software di anti-collisione veicolare 45 non effettuerà la valutazione delle condizioni di precedenza, rimanendo in attesa di ricevere un successivo messaggio di posizione proveniente dalla seconda navetta 47 prima di effettuare la valutazione delle condizioni di precedenza, in quanto è ipotizzabile che la situazione di potenziale collisione potrebbe anche non verificarsi per via di una velocità di spostamento della seconda navetta 47 più/meno elevata rispetto alla velocità della prima navetta 43, oppure per via di un arresto in allarme della prima navetta 43 o della seconda navetta 47.

Pertanto, come detto precedentemente, in seguito alla verifica della presenza di una rotta di collisione e alla valutazione delle condizioni di precedenza, il modulo software di anti-collisione veicolare di una navetta può terminare l’operazione di pianificazione della movimentazione della navetta

i) facendo proseguire la missione alla navetta, in caso di condizione di precedenza della navetta e di conferma ricevuta relativa all’arresto dell’altra navetta; o

ii) arrestando la navetta in una cella specifica, in caso di non precedenza della navetta ed arresto della navetta nella cella precedente alla cella di potenziale collisione; o

iii) arrestando la navetta nella prima cella utile, in caso di potenziale collisione a distanza ravvicinata, anche in condizioni di precedenza; o

iv) arrestando la navetta e facendola poi muovere a ritroso lungo l’attuale tratta di missione, in caso di necessità di evitare l’impatto con una navetta ferma in allarme; o

v) facendo inviare uno specifico messaggio di allerta al dispositivo slave di radiocomunicazione della navetta, in caso di pericolo di collisione tra la navetta normalmente ferma e una navetta in missione.

I casi ii) e iii) sono gestiti a livello logico dal modulo software di anti-collisione veicolare non come condizioni di allarme, bensì come condizioni di attesa che la situazione di potenziale collisione si risolva dopo che la navetta con precedenza abbia attraversato la rotta di collisione.

Preferibilmente, le comunicazioni radio tra il sistema master di radiocomunicazione ed i dispositivi slave di radiocomunicazione e tra i diversi dispositivi slave di radiocomunicazione avvengono su un’unica banda dedicata, convenientemente a 2.4 GHz.

Alternativamente, le comunicazioni radio tra il sistema master di radiocomunicazione ed i dispositivi slave di radiocomunicazione possono avvenire su una prima banda dedicata, mentre le comunicazioni radio tra i diversi dispositivi slave di radiocomunicazione possono avvenire su una seconda banda dedicata distinta dalla prima banda dedicata. In particolare, i dispositivi slave di radiocomunicazione delle navette possono usare la seconda banda dedicata per inviare alle altre navette i messaggi in broadcast su cui sono basate le funzionalità di anticollisione veicolare precedentemente descritte.

In entrambi i casi, le comunicazioni possono convenientemente avvenire tramite protocolli di comunicazione strutturati in diversi livelli, ad esempio secondo il modello ISO/OSI.

In particolare, tutte le attività necessarie al corretto funzionamento delle comunicazioni possono essere eseguite da un apposito protocollo di livello radio dei dispositivi slave di radiocomunicazione, del sistema master di radiocomunicazione e dei ripetitori radio.

Preferibilmente, le comunicazioni sulla/e banda/e dedicata/e sono di tipo half duplex con possibilità di fino a 50 comunicazioni contemporanee di dispositivi slave di radiocomunicazione.

In particolare, quando è rilevata la possibilità di trasmissione, i dispositivi slave di radiocomunicazione delle navette comunicano le informazioni attualmente disponibili circa lo stato di funzionamento delle navette al sistema centrale di comando inviando messaggi di stato a cadenze regolari. Tali messaggi di stato sono utilizzati dal sistema centrale di comando per monitorare lo stato di funzionamento delle navette.

Inoltre, quando le navette sono in missione, come detto precedentemente, i rispettivi dispositivi slave di radiocomunicazione trasmettono i messaggi di posizione ad ogni cambio di cella o a cadenze regolari.

Il sistema di comunicazione permette comunicazioni (gestite in modo trasparente rispetto ai sistemi comunicanti) tra il sistema centrale di comando ed i sistemi di pilotaggio delle navette, tra i sistemi di pilotaggio delle diverse navette, tra i ripetitori radio ed il sistema centrale di comando, tra i ripetitori radio e i sistemi di pilotaggio delle navette e tra i diversi ripetitori radio.

Peraltro, il fatto che i percorsi delle navette sono vincolati su griglie di binari ortogonali semplifica la gestione dell’informazione sulle posizioni delle navette e premette ai moduli software di anti-collisione veicolare di determinare tramite regole semplici se il percorso delle rispettive navette interseca quello di altre navette.

In particolare, il modulo software di anti-collisione veicolare di ogni navetta conosce in che direzione si sta muovendo la rispettiva navetta ed in che direzione si stanno muovendo le altre navette. Se le direzioni di movimento della rispettiva navetta e di un’altra navetta si intersecano nel piano di un livello di stoccaggio, il modulo software di anti-collisione veicolare rivela una situazione di potenziale collisione.

Convenientemente, per il calcolo delle posizioni delle navette e degli spostamenti delle navette, i sistemi di pilotaggio ed i moduli software di anti-collisione veicolare usano algoritmi di tipo odometrico in cui gli errori odometrici sono azzerati mediante il rilevamento di predeterminati punti notevoli, come, ad esempio, gli incroci delle coppie di binari.

Infatti, poiché il magazzino automatizzato è trattato come una scacchiera di celle, un incrocio corrisponde con il centro di una cella. Il sistema di pilotaggio ed il modulo software di anti-collisione veicolare di una navetta sanno che la navetta ha percorso un certo numero di celle a partire da una cella che viene comunicata dal sistema centrale di comando ed in base a queste due informazioni sono in grado di ricostruire l’informazione sulla posizione in cui si trova attualmente la navetta.

Dalla precedente descrizione si possono immediatamente comprendere i vantaggi della presente invenzione.

In particolare, il sistema di comunicazione permette di ottenere i vantaggi di una comunicazione diretta tra le navette, in particolare per implementare politiche di controllo delle rotte di collisione, insieme ai vantaggi di una gestione centralizzata dell’informazione e del controllo delle tratte di missione. Inoltre il sistema di comunicazione distribuito sopperisce ad eventuali buchi di campo radio, caratteristica fondamentale in magazzini riempiti con elementi di ostacolo alle comunicazioni radio.

Infine, risulta chiaro che varie modifiche possono essere apportate alla presente invenzione, tutte rientranti nell’ambito di tutela dell’invenzione definito nelle rivendicazioni annesse.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Magazzino automatizzato (40) comprendente: • veicoli autonomi (43, 47) per trasportare merci all’interno del magazzino automatizzato (40); • un sistema centrale di comando (41); ed • un sistema di comunicazione configurato per permettere al sistema centrale di comando (41) di trasmettere ai veicoli autonomi (43, 47) rispettive missioni da eseguire all’interno del magazzino automatizzato (40); il magazzino automatizzato (40) essendo caratterizzato dal fatto che il sistema di comunicazione è inoltre configurato per permettere ai veicoli autonomi (43, 47) di scambiarsi messaggi, e dal fatto che i veicoli autonomi (43, 47) sono configurati per implementare funzionalità di anti-collisione veicolare basate sui messaggi scambiati mediante il sistema di comunicazione.
2. 2. Il magazzino automatizzato della rivendicazione 1, in cui ogni veicolo autonomo (43, 47) è inoltre configurato per: • ricevere, mediante il sistema di comunicazione, una rispettiva missione trasmessa dal sistema centrale di comando (41); • eseguire la rispettiva missione; • quando esegue la rispettiva missione, trasmettere, mediante il sistema di comunicazione, un messaggio di posizione contenente una rispettiva posizione attuale ed una rispettiva posizione futura all’interno del magazzino automatizzato (40); • quando non esegue nessuna missione, trasmettere, mediante il sistema di comunicazione, un messaggio di posizione contenente una rispettiva posizione attuale all’interno del magazzino automatizzato (40); • ricevere, mediante il sistema di comunicazione, i messaggi di posizione trasmessi dagli altri veicoli autonomi (47, 43) del magazzino automatizzato (40); ed • implementare le funzionalità di anti-collisione veicolare sulla base dei messaggi di posizione ricevuti.
3. 3. Il magazzino automatizzato della rivendicazione 2, in cui ogni veicolo autonomo (43, 47) è inoltre configurato per: • rivelare una situazione di potenziale collisione con un altro veicolo autonomo (47, 43) sulla base della rispettiva posizione attuale e di almeno un messaggio di posizione ricevuto trasmesso da detto altro veicolo autonomo (47, 43); e, • se rivela detta situazione di potenziale collisione, prevenire una collisione con detto altro veicolo autonomo (47, 43).
4. 4. Il magazzino automatizzato della rivendicazione 3, in cui ogni veicolo autonomo (43, 47) è inoltre configurato per: • quando non esegue nessuna missione, se rivela detta situazione di potenziale collisione, trasmettere un messaggio di allerta contenente la rispettiva posizione attuale ed indicante detta situazione di potenziale collisione.
5. 5. Il magazzino automatizzato della rivendicazione 4, in cui ogni veicolo autonomo (43, 47) è inoltre configurato per: • ricevere, mediante il sistema di comunicazione, i messaggi di allerta trasmessi dagli altri veicoli autonomi (47, 43) del magazzino automatizzato (40); e, • quando è in movimento, rivelare detta situazione di potenziale collisione anche sulla base dei messaggi di allerta ricevuti.
6. 6. Il magazzino automatizzato secondo una qualsiasi rivendicazione 3-5, in cui ogni veicolo autonomo (43, 47) è inoltre configurato per: • quando esegue la rispettiva missione, rivelare detta situazione di potenziale collisione anche sulla base della rispettiva posizione futura.
7. 7. Il magazzino automatizzato secondo una qualsiasi rivendicazione 3-6, in cui ogni veicolo autonomo (43, 47) è inoltre configurato per, quando esegue la rispettiva missione, e se rivela detta situazione di potenziale collisione: • se detto altro veicolo autonomo (47, 43) non esegue nessuna missione, fermarsi; • se detto altro veicolo autonomo (47, 43) esegue una missione, determinare una posizione di potenziale collisione con detto altro veicolo autonomo (47, 43) e calcolare una distanza tra detta posizione di potenziale collisione e la rispettiva posizione attuale; • se detto altro veicolo autonomo (47, 43) esegue una missione, e se la distanza calcolata è inferiore ad una prima soglia pre-impostata, fermarsi; e, • se detto altro veicolo autonomo (47, 43) esegue una missione, e se la distanza calcolata è compresa tra la prima soglia pre-impostata ed una seconda soglia preimpostata, determinare condizioni di precedenza e prevenire una collisione con detto altro veicolo autonomo (47, 43) sulla base di dette condizioni di precedenza determinate.
8. 8. Il magazzino automatizzato della rivendicazione 7, in cui, per ogni veicolo autonomo (43, 47) che esegue la rispettiva missione, il rispettivo messaggio di posizione trasmesso contiene anche un rispettivo primo valore indicativo di un tempo di esecuzione della rispettiva missione; ed in cui ogni veicolo autonomo (43, 47) è inoltre configurato per: • determinare dette condizioni di precedenza sulla base del rispettivo primo valore e del primo valore contenuto nel messaggio di posizione ricevuto trasmesso da detto altro veicolo autonomo (47, 43).
9. 9. Il magazzino automatizzato della rivendicazione 8, in cui, per ogni veicolo autonomo (43, 47) che esegue la rispettiva missione, il rispettivo messaggio di posizione trasmesso contiene anche un rispettivo secondo valore indicativo di una priorità di esecuzione della rispettiva missione; ed in cui in cui ogni veicolo autonomo (43, 47) è inoltre configurato per: • determinare dette condizioni di precedenza anche sulla base del rispettivo secondo valore e del secondo valore contenuto nel messaggio di posizione ricevuto trasmesso da detto altro veicolo autonomo (47, 43).
10. 10. Il magazzino automatizzato della rivendicazione 8 o 9, in cui, per ogni veicolo autonomo (43, 47) che esegue la rispettiva missione, il rispettivo messaggio di posizione trasmesso contiene anche un rispettivo identificativo del veicolo autonomo (43, 47); ed in cui in cui ogni veicolo autonomo (43, 47) è inoltre configurato per: • determinare dette condizioni di precedenza anche sulla base del rispettivo identificativo e dell’identificativo contenuto nel messaggio di posizione ricevuto trasmesso da detto altro veicolo autonomo (47, 43).
11. 11. Il magazzino automatizzato secondo una qualsiasi rivendicazione 2-10, in cui il sistema centrale di comando è configurato per: • ricevere, mediante il sistema di comunicazione, i messaggi di posizione trasmessi dai veicoli autonomi (43, 47).
12. 12. Veicolo autonomo (43, 47) per un magazzino automatizzato (40), comprendente un dispositivo slave di comunicazione (46, 50) configurato per permettere al veicolo autonomo (43, 47) di ricevere da un sistema centrale di comando (41) del magazzino automatizzato (40) missioni da eseguire all’interno del magazzino automatizzato (40); il veicolo autonomo essendo caratterizzato dal fatto che il dispositivo slave di comunicazione (46, 50) è inoltre configurato per permettere al veicolo autonomo (43, 47) di scambiare messaggi con altri veicoli autonomi (47, 43) del magazzino automatizzato (40); il veicolo autonomo essendo inoltre caratterizzato dal fatto di essere configurato per implementare funzionalità di anti-collisione veicolare basate sui messaggi ricevuti mediante il dispositivo slave di comunicazione (46, 50) e trasmessi dagli altri veicoli autonomi (47, 43) del magazzino automatizzato (40).
13. 13. Programma software comprendente istruzioni software tali che, quando eseguite da un veicolo autonomo di un magazzino automatizzato, causano che detto veicolo autonomo diventi configurato come i veicoli autonomi (43, 47) del magazzino automatizzato (40) secondo una qualsiasi rivendicazione 1-11.