BR112021007535A2

BR112021007535A2 - sistema de infraestrutura

Info

Publication number: BR112021007535A2
Application number: BR112021007535-6A
Authority: BR
Inventors: Stefan Rische
Original assignee: Ima Schelling Deutschland Gmbh
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2021-07-27
Also published as: EP3710905B1; DE102018130720A1; US20220004190A1; CA3120032A1; CN113168182A; EP3710905A1; WO2020114916A1

Abstract

SISTEMA DE INFRAESTRUTURA. O sistema de infraestrutura compreende um sistema de transporte sem condutor (PTS) com um veículo de transporte sem condutor (X) bem como um controle. O sistema de infraestrutura compreende ainda pelo menos uma área de segurança com uma área de entrada (4, 6) transitável para o veículo de transporte sem condutor (1), sendo que o pelo menos um veículo de transporte sem condutor (1) apresenta um escâner de segurança que emite um sinal de varredura. O escâner de segurança está desenhado para detectar objetos e obstáculos que se encontram na região de trânsito do veículo de transporte sem condutor (1), independentemente de um sistema de navegação para controle e determinação de posição do veículo de transporte sem condutor (1). Na área de entrada (4, 6) está disposto um sensor (5), o qual pode detectar o sinal de varredura (2) emitido pelo dito pelo menos um veículo de transporte sem condutor (1). O controle está desenhado para constatar a presença e/ou uma autorização necessária para o veículo de transporte sem condutor (1) transitar pela área de segurança na área de entrada (4, 6), em resposta a um sinal de varredura predeterminado, recebido pelo sensor (5).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTE- MA DE INFRAESTRUTURA". Campo técnico

[0001] A invenção refere-se a um sistema de infraestrutura de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. Estado da técnica

[0002] Sistemas de infraestrutura e processos para operar tais sis- temas de estrutura são conhecidos, por exemplo, dos documentos DE20 2015 001 193 A1, DE 20 2013 008 609 U1 e DE 697 12 906 12. Em sistemas de infraestrutura deste tipo, também chamados de infra- estrutura a seguir, são empregados para automatização de sistemas de transporte frequentemente sem condutor, abreviado para FTS. Via de regra, eles mantêm uma infraestrutura, dentro da qual se movimen- tam independentemente veículos de transporte sem condutor ou AGV ou, em alemão FTF. Via de regra, esses sistemas compreendem um controle de direção que coordena ao AGVs correspondentes. Usual- mente emprega-se um dispositivo de navegação para os veículos, de modo que eles podem mover-se em cooperação com o controle de direção dentro da infraestrutura. Quando veículos de transporte sem condutor correspondentes passam pela infraestrutura, então sempre pode acontecer que esta última se choque com objetos na trajetória ou que, por exemplo, surjam obstáculos. Adicionalmente a seu dispositivo de navegação tais veículos de transporte sem condutor sempre apre- sentam um escâner (scanner) de segurança que, via de regra, explo- ram a região à frente do veículo de transporte sem condutor, isto é, a região que fixa à frente na direção de deslocamento, à busca de obs- táculos. Esses escâneres de segurança podem empregar distintas técnicas. São conhecidos, entre outros, os chamados escâneres a la- ser, nos quais um raio laser é emitido pelo escâner com uma determi- nada frequência de varredura à frente do veículo de transporte sem condutor em um ângulo em relação ao chão. O raio laser é movimen- tado de um lado para o outro, para detectar não apenas um ponto no espaço, mas sim uma região. Se um obstáculo fica no caminho, então luz de laser refletida por um obstáculo pode ser detectada através do escâner, o qual compreende sensores ou dispositivos de detecção, e um sinal correspondente pode ser gerado, o qual pode orientar o veí- culo eventualmente para mudança de direção ou para parar. Natural- mente podem ser empregados não apenas escâneres a laser; qual- quer tipo de sinais emitidos, como por exemplo, sinais ultrassonoros, sinais acústicos em geral ou sinais eletromagnéticos são possíveis aqui.

[0003] Em muitas infraestruturas nas quais tais veículos de trans- porte sem condutor estão em atividade, existem ainda as chamadas regiões de segurança, por exemplo, regiões em torno de máquinas, as quais podem ser percorridas apenas sob determinados pressupostos, a saber: quando pode ser garantida segurança correspondente. Usu- almente o cenário de segurança prevê, quando da entrada de uma pessoa na área de segurança, que a máquina que se encontra na área de segurança seja parado, para que a pessoa não sofra nenhum dano. É imaginável também que veículos de transporte sem condutor, os quais são empregados na infraestrutura correspondente, cheguem à proximidade de uma área de segurança. Mas talvez não exista real- mente um perigo ou não a tal ponto que em tal, para a pessoa humana quando da entrada na área de segurança, para um veículo de trans- porte sem condutor, o qual possivelmente entrega peças requeridas para a fabricação, de modo que para tal caso pode-se criar outro cená- rio de segurança quando um veículo de transporte sem condutor che- ga à zona área de segurança. A invenção

[0004] A invenção tem o objetivo de prover um sistema de infraes-

trutura e um processo para operação do mesmo, com o qual seja pos- sível criar diferentes cenários de segurança na área de segurança de uma infraestrutura.

[0005] Este objetivo é alcançado através de um sistema de infra- estrutura com as características da reivindicação 1 bem como um pro- cesso para sua operação com as características da reivindicação 9.

[0006] Formas de realização vantajosas encontram-se nas respec- tivas reivindicações dependentes.

[0007] O sistema de infraestrutura de acordo com a invenção compreende um sistema de transporte sem condutor (FTS) com pelo menos um veículo de transporte sem condutor; um controle bem como pelo menos uma área de segurança com uma área de entrada transi- tável para o veículo de transporte sem condutor. O pelo menos um ve- ículo de transporte sem condutor apresenta um escâner de segurança que emite sinal de varredura. Este último está desenhado — indepen- dentemente de um sistema de navegação para controle e determina- ção de posição do veículo de transporte sem condutor — para detectar objetos e obstáculos que se encontrem na região de trânsito do veícu- lo de transporte sem condutor. Na área de entrada, especialmente uma parte estacionária da área de entrada, está disposto, de acordo com a invenção, um sensor que pode detectar o sinal de varredura emitido pelo menos um veículo de transporte sem condutor. O controle do FTS está projetado para constatar a presença e/ou uma autoriza- ção necessária para o veículo de transporte sem condutor na área de entrada passar pela área de segurança, em resposta a um sinal de varredura predeterminado, detectado pelo sensor.

[0008] Através do escâner de segurança são detectados — inde- pendentemente de um sistema de navegação para controle e determi- nação de posição do veículo de transporte sem condutor — objetos e obstáculos que se encontram na região de trânsito do veículo de transporte sem condutor. A o sensor que se encontra na área de en- trada da área de segurança está em condições de detectar veículos de transporte sem condutor que se movimentem na infraestrutura, quando eles se aproximam da área de segurança. Desta maneira pode-se in- formar ao controle do FTS se um veículo de transporte sem condutor está prestes a percorrer a área de segurança. Para o controle, neste caso, em que o respectivo veículo de transporte está autorizado a transitar realmente pela área de segurança, pode ser ativado um cená- rio de segurança correspondente na área de segurança. O controle do FTS, em resposta a um sinal de varredura predeterminado, detectado pelo sensor, constata a presença e/ou uma autorização necessária para o veículo de transporte sem condutor na área de entrada passar pela área de segurança. Na medida em que o veículo de transporte sem condutor detectado pelo sensor tem uma autorização, pode-se abrir, por exemplo, um portão de acesso à área de segurança para o veículo de transporte sem condutor.

[0009] Preferivelmente está previsto que o sinal de varredura emi- tido pelo escâner de segurança compreende uma radiação de laser, um sinal de rádio e/ou um sinal acústico. Dependendo da configuração do FTS podem sem empregados distintos escâneres de segurança. Os sensores que estão posicionados na área de entrada na área de segurança estão configurados de maneira correspondente de tal modo, que eles podem detectar esses sinais de varredura.

[0010] Como já mencionado, pode estar, previsto, por exemplo, que a área de entrada compreende um portão de passagem transitável pelo veículo de transporte sem condutor. O portão de passagem pode apresentar, por exemplo, uma porta que possa ser aberta, através do controle em resposta à constatação de presença e autorização pelo controle. Na área de segurança a máquina operada aí pode continuar sendo operada, neste caso, possivelmente sem alteração, uma vez que está garantido que nenhum pessoal humano, mas sim apenas um veículo autônomo entra na área de segurança. Isso ajuda a evitar pa- rada de máquina.

[0011] Para captar não apenas objetos que são empecilhos even- tuais pontualmente, de acordo com uma forma de realização vantajosa, está previsto que o escâner de segurança do veículo de transporte sem condutor apresente uma cabeça de escâner rotativa, pelo menos em um plano. Através da oscilação da cabeça de escâner de um lado para o outro é detectada uma região à frente do veículo de transporte sem condutor em relação aos obstáculos.

[0012] De acordo com uma forma de realização especial da pre- sente invenção, a infraestrutura compreende um espaço de trabalho de máquina, no qual, por exemplo, uma máquina de processamento de madeira ou semelhante pode estar prevista, sendo que o espaço de trabalho de máquina é acessível através da área de entrada, especi- almente do portão de passagem.

[0013] Preferivelmente o escâner de segurança do pelo menos um veículo de transporte sem veículo emite sinais de varredura, no caso dos quais pode tratar-se especialmente de radiação laser. Os sinais de varredura são emitidos preferivelmente em pulsos e/ou com uma fre- quência de varredura fixa ou variável predeterminada. A frequência de pulso e/ou a frequência de varredura e ou o comprimento de onda/a energia do sinal de varredura emitido pode estar ajustada individual- mente para cada veículo de transporte sem condutor, de modo que, para o controle do FTS e mesmo quando da detecção do veículo de transporte sem veículo através do sensor, é possível uma associação inequívoca do veículo de transporte sem condutor. Portanto, desta maneira, por exemplo, no controle, podem estar depositadas autoriza- ções para a área de segurança para veículos de transporte sem con- trole individuais, os quais podem ou não levar a uma liberação do veí-

culo de transporte sem condutor em questão, quando da detecção de um sinal de varredura.

[0014] Segundo o processo de acordo para operação de um sis- tema de infraestrutura que foi descrito especialmente acima, são reali- zadas, de acordo com a invenção, as seguintes etapas: - provisão de um sistema de infraestrutura descrito acima; - detecção de um sinal de varredura, especialmente radia- ção laser, do pelo menos um veículo de transporte sem veículo por meio do sensor; - verificação de se o sinal de varredura detectado pertence ou não a um veículo de transporte sem condutor, especialmente auto- rizado para a passagem através de um portão de passagem.

[0015] De acordo com uma forma de realização vantajosa do pro- cesso de acordo com a invenção o controle aciona a abertura de um portão e passagem que se encontra na área de entrada na área de segurança, caso o sinal de varredura detectado pertença a um veículo de transporte sem condutor autorizado a passar, ou caso o sinal de varredura detectado não pertença a um veículo de transporte sem condutor autorizado, o controle não aciona a abertura do portão de passagem.

[0016] A verificação descrita de se o sinal de varredura detectado pertence ou não a um veículo de transporte sem condutor autorizado a passar pelo portão de passagem pode ser realizada de distintas ma- neiras. Preferivelmente isso acontece com a verificação de se a fre- quência de varredura do sinalo de varredura corresponde e um valor teórico depositado ou predeterminado no controle do sistema de transporte sem condutor e/ou fica em um intervalo de valor teórico predeterminado.

[0017] Há várias possibilidades de constatar se um veículo de transporte sem condutor se aproxima de uma área de segurança em cuja área de entrada está instalado o sensor. De acordo com uma for- ma de realização preferida da presenta invenção, pode estar previsto que a distância do veículo de transporte sem condutor em relação à área de entrada da região de transporte seja determinada como fun- ção do tempo através de uma medição do distanciamento de pulso dos pulsos de sinais de varredura emitidos pelo veículo de transporte sem condutor. Desta maneira pode ser constatado, com resolução no tempo, se um veículo se aproxima ou se afasta da área de segurança. Se o veículo estiver autorizado, desta maneira pode ser aberto um por- tão antes de se alcançar a área de entrada, de modo que o veículo de transporte sem condutor nem sequer precisa ser parado.

[0018] De acordo com uma forma de realização preferida da pre- sente invenção, pode estar previsto também que seja determinado o distanciamento do veículo de transporte sem condutor em relação à área de segurança a partir da altura do sensor acima do piso e do ân- gulo de radiação de sinal de varredura detectado. De maneira inversa é possível ajustar um determinado distanciamento mínimo em relação à área de entrada, dentro do qual o veículo de transporte sem condu- tor pode movimentar-se. Este distanciamento mínimo é ajustado pelo fato de que o sensor, visto a partir do fundo, é fixado em uma determi- nada altura, com ângulo de radiação constante do escâner de segu- rança. Quanto mais baixo o sensor estivar fixado, isto é, quando mais próximo do piso, tanto maior é o distanciamento mínimo, isto é, o dis- tanciamento dentro do qual o veículo de transporte sem condutor pode ser detectado pelo sensor. Forma de realização da invenção

[0019] A invenção é esclarecida mais detalhadamente a seguir com o auxílio das figuras 1 a 5.

[0020] Figura 1 mostra uma vista lateral desse veículo de transpor- te sem condutor no piso de um sistema de infraestrutura.

[0021] Figura 2 mostra uma vista superior do veículo de transporte sem condutor mostrado na figura 1.

[0022] Figura 3 mostra outra vista lateral do veículo de transporte sem condutor na região da área de entrada de um sistema de infraes- trutura.

[0023] Figura 4 mostra uma vista superior da situação da figura 3.

[0024] Figura 5 mostra ainda outra vista lateral na região da área de entrada de um sistema de infraestrutura.

[0025] Na figura 1 pode-se ver um FTF1 representado esquemati- camente, o qual se move sobre um piso 3 independentemente. O FTF 1 é parte de um sistema de transporte sem condutor, o qual, por sua vez, é parte de um sistema de infraestrutura e dispõe de um dispositi- vo de navegação apropriado (não representado). Adicionalmente o FTF 1 dispões de um escâner de segurança que emite um sinal de varredura 2, e na região à frente do FTF. Na figura 2 está representa- do que preferivelmente o sinal de varredura 2, no caso do qual se trata de um raio laser, mas também pode tratar-se de qualquer outro tipo de sinal reflexível, é emitido através do escâner de segurança em um ân- gulo de abertura B para o espaço à frente do FTF 1. No caso do sinal de varredura, trata-se, por exemplo, de um raio laser; assim este é movimentado periodicamente de um lado para o outro, o que está indi- cado através da linha L. Desta maneira um certo ângulo B é coberto no espaço com o sinal de varredura 2 com uma determinada frequência de varredura (nesse caso, pode tratar-se, por exemplo, do número dos movimentos de um lado para o outro do sinal de varredura por unidade de tempo). Objetos que ficam dentro do cone formado pelo raio de var- redura refletem o sinal de varredura de volta para o escâner de segu- rança, onde então um reflexo correspondente é detectado e assim se constata que um objeto se encontra no caminho de trânsito do FTS.

[0026] No sistema de infraestrutura de acordo com a invenção, o sinal de varredura 2 é empregado não apenas para detectar obstácu- los, mas sim é utilizado ainda para identificar u FTF 1 em uma área de segurança da infraestrutura ou próximo à mesma.

[0027] Para isso a área de segurança apresenta, como represen- tado nas figuras 3 e 4, um sensor 5 ou uma pluralidade de tais senso- res 5. Esses sensores 5 estão ajustados para detectarem um sinal de varredura 2 emitido pelo FTF. Os sensores 5 comunicam com o con- trole da área de segurança, de modo que o controle é informado quando um FTF 1 se aproxima da área de segurança. Por exemplo, nas figuras 3 e 4 a área de entrada da área de segurança está repre- sentada como portão e passagem 4 com uma porta 6 aberta. Porém, a área de entrada não tem que ser uma porta. O controle pode verificar se o FTF 1 está autorizado a entrar na área de segurança, no caso em que um FTF 1 e aproxime. Quando isso acontece, a porta 6 pode abrir-se automaticamente.

[0028] Como representado na figura 5, acima da altura vertical h desse sensor 5 pode ser definido um distanciamento mínimo a. Esse distanciamento a resulta do ângulo de irradiação a em relação à hori- zontal H, com o qual o sinal de varredura, por exemplo, radiação laser, é irradiado na direção do piso 3. Quanto mais alto estiver montado o sensor 5 acima do piso 3, tanto menor será o distanciamento mínimo a. Acima da altura h pode-se ajustar até que ponto o FTF 1 pode aproxi- mar-se da área de segurança (aqui representada através do número de referência 4), sem que na área de segurança um determinado se- nário de segurança tenha que ser resolvido.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de infraestrutura caracterizado pelo fato de que compreende um sistema de transporte sem condutor (FTS) com um veículo de transporte sem condutor (1) bem como um controle, sendo que o sistema de infraestrutura compreende ainda pelo menos uma área de segurança com uma área de entrada (4, 6) transitável para o veículo de transporte (1) sem condutor, sendo que o pelo menos um veículo de transporte sem condutor (1) apresenta um escâner de segu- rança que emite um sinal de varredura, o qual detecta objetos e obstá- culos que se encontram na região de trânsito do veículo de transporte sem condutor (1) independentemente de um sistema de navegação para controle e determinação de posição do veículo de transporte sem condutor (1), sendo que na área de entrada (4, 6) está disposta um sensor (5) que pode detectar o sinal de varredura (2) emitido pelo dito pelo menos um veículo de transporte sem condutor (1), sendo que o controle constata a presença e/ou uma autorização necessária para passagem do veículo de transporte sem condutor (1) na área de en- trada (4, 6), em resposta ao sinal de varredura predeterminado detec- tado pelo sensor (5).

2. Sistema de infraestrutura de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de varredura emitido pelo es- câner de segurança compreende uma radiação laser, um sinal de rá- dio e/ou um sinal acústico.

3. Sistema de infraestrutura de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a área de entrada compreende um portão de passagem transitável pelo veículo de transporte sem condutor, o qual apresenta uma porta (6), a qual pode ser aberta atra- vés do controle em resposta a uma constatação de presença e autori- zação pelo controle.

4. Sistema de infraestrutura de acordo com a reivindicação

1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o escâner de segurança do veículo de transporte sem condutor (1) apresenta uma cabeça de es- câner rotativa, pelo menos em um plano.

5. Sistema de infraestrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que ele compreende um espaço de trabalho de máquina, o qual é acessível através da área de entrada, especialmente do portão de passagem (4, 6).

6. Sistema de infraestrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o es- câner de segurança do pelo menos um veículo de transporte sem con- dutor (1) emite sinais de varredura com uma frequência de varredura fixa ou variável predeterminada.

7. Sistema de infraestrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o es- câner de segurança do pelo menos um veículo de transporte sem con- dutor (1) envia sinais de varredura em pulsos.

8. Sistema de infraestrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o sen- sor (5) está disposto em uma parte estacionária (4) da área de entrada.

9. Processo para operação de um sistema de infraestrutura, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: - prover um sistema de infraestrutura como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, - detectar um sinal de varredura (2) do pelo menos um veí- culo de transporte sem condutor (1) por meio do senhor (5), - verificar se o sinal de varredura (2) detectado pertence ou não a um veículo de transporte sem condutor (1), autorizado especi- almente para a passagem através de um portão de passagem (4, 6).

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracteriza-

do pelo fato de que o controle ativa a abertura de um portão de passa- gem (6, 4) que se encontra na área de entrada da área de segurança, caso o sinal de varredura (2) detectado pertença ao veículo de trans- porte sem condutor (1) autorizado a passar, ou que o controle não ati- va a abertura do portão de passagem (6, 4), caso o sinal de varredura (2) detectado não pertença a um veículo de transporte sem condutor (1) autorizado.

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracteri- zado pelo fato de que a verificação de se o sinal de varredura (2) de- tectado pertence ou não a um veículo de transporte (1) sem condutor autorizado a passar através do portão de passagem (4, 6) é realizada verificando se a frequência de varredura do sinal de varredura (2) cor- responde a um valor teórico depositado ou predeterminado no controle do sistema de transporte sem condutor (FTS) e/ou fica em um interva- lo de valores teóricos.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 9 a 11, caracterizado pelo fato de que a distância do veículo de transporte sem condutor (1) em relação à área de entrada da área de segurança é determinada através de uma medição do distanciamento de pulso dos pulsos de sinais de varredura emitidos pelo veículo de transporte sem condutor (1) em função do tempo.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 9 a 12, caracterizado pelo fato de que, a partir da altura (h) do sensor (5) acima do chão (3) e do ângulo de irradiação (a) de sinais de varredura detectado (2), determina-se o distanciamento (a) do veículo de transporte sem condutor (1) em relação à área de segurança.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 9 a 13, caracterizado pelo fato de que o sinal de varredura (2) é radiação laser.

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