CN111830963A - 用于运行无驾驶员的运输系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行至少一个智能的地面元件（1）的方法，所述方法至少优选具有以下步骤：a）接收在至少一个地面元件（1）上的至少一个对象（3）的至少一个所计划的运动，b）针对每个对象（3）在其处于至少一个地面元件（1）上的环境中求取至少一个安全区域（4），c）检查安全区域（4）的重叠（5），d）借助于至少一个地面元件（1）处的能激活的标记（7）输出关于所述安全区域（4）的信号。

Description

用于运行无驾驶员的运输系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于尤其在包括多个双层地面元件的双层地面上运行无驾驶员的运输系统的方法。本发明尤其涉及一种用于可视化显示危险区域的方法。尤其在工业建筑物中使用通常被称作“双层地面”的地面结构。

背景技术

用于双层地面的双层地面元件优选包括上地板、向下与其邻接的被限定的自由空间、至少两个功能元件（其中至少一个功能元件能够通过控制器来操纵）以及至少一个用于（模块化地）连接到至少一个另外的双层地面元件的连接元件。

对于双层地面来说，在现有的底面的上方或者在例如能够由混凝土制成的实心的毛坯盖板的上方布置板，所述板被铺设在支架上。例如可参照DE 20 2007 017236 U1来进一步解释这种双层地面的一般的构造。所述支架主要具有底板，所述底板被放置在下底面或毛坯盖板上。所述双层地面板是可拆除的。借助于所述双层地面，能够简单地根据需要为建筑物装备并且加装用于通讯技术和电流的线路，因为能够将线路敷设在位于地板和建筑物地面之间的间隙中。通过布置在地板处的线缆贯穿部将线路从所述间隙中引出。

双层地面元件是能够被标准化并且能够由其来构造这种双层地面的元件。

这样的双层地面元件尤其为了用于工业环境中而能够配备有集成的附加功能。这具有以下优点：除了原本的功能（在双层地面的下方提供在任何位置都可进入的空间）之外，还集成了另外的附加功能。特别有利的是：在转产时无需以结构上美观的方式敷设所述双层地面元件，而是能够将其保留在其位置上并且仅需要改变所述双层地面元件中的或所述双层地面元件处的功能元件的功能。由此能够实现生产装置的灵活的转换。另一特殊的优点在于：用于重新组织生产的时间上的和工作量上的耗费被显著地降低到最低限度。

在此，上地板能够形成所述双层地面元件的平坦的终端，该终端特别适合并且被设立用作用于人的步道、用于车辆的车行道和/或用于机器的置立面。所述地板能够是至少部分透明的。

在此，尤其能够提供一种用于（无驾驶员的）车辆（FTS＝无驾驶员的运输系统）的跟踪制导系统。

跟踪制导系统能够设有光学传感器并且被设立用于工业领域中的应用。

根据在这样的地面上的行驶运动的数量或者说密度和/或空间状况的情况可能会出现碰撞，所述碰撞可能对车辆、其输送货物和/或人员造成危险。

发明内容

以此为出发点，本发明的任务是：减轻或者甚至避免所提到的缺点。尤其公开了一种用于运行地面元件的方法，所述方法能够实现改进的跟踪制导。这样的地面元件尤其能够是双层地面的双层地面元件。除此以外，应提供一种改进的跟踪制导系统，所述跟踪制导系统尤其被设立用于运行这样的地面元件。

在此尤其提出一种用于运行至少一个智能的地面元件的方法，所述方法（优选）至少具有以下步骤：

a）接收在至少一个地面元件上的至少一个对象的至少一个所计划的运动，

b）针对每个对象在其处于至少一个地面元件上的环境中求取至少一个安全区域，

c）检查安全区域的重叠，

d）借助于至少一个地面元件处的能激活的标记输出关于所述安全区域的信号。

所述方法在下述情况下特别有利：如果在步骤c）中确定了重叠，则在步骤d）之后的步骤e）中对至少一个所计划的运动进行调整。

特别有利的是：所述方法按照循环的方式被迭代地执行并且在步骤e）中对所计划的运动进行调整之后进行所述方法的重新开始。

所述方法尤其能够在无驾驶员的运输系统（FTS）的运行的范围内使用。

FTS能够在地面上所提供的线条上行进并且就这样获得其穿过空间的路径。为了控制FTS所需要的行驶指令在这种情况下能够借助于无线电从上级控制单元被传输给各个FTS。所述FTS能够有在很大程度上独立的行驶控制部，所述行驶控制部仅需要来自上级系统的始点坐标和终点坐标。

所述地面元件尤其是双层地面元件，由所述双层地面元件能够构造双层地面。

所述双层地面尤其是智能的双层地面，无驾驶员的运输系统（FTS）能够在所述双层地面上运动，其中这种运动通过所述双层地面并且/或者借助于所述双层地面得以控制。下文中也将无驾驶员的运输系统（FTS）称为在所述双层地面上运动的对象。另一类对象是本身动的必要时固定的对象，诸如固定的机器人。

所述双层地面和所述方法尤其用于可视化显示危险区域及对象（移动的和固定的单元）的轨迹。

所述方法尤其能够用于在路线规划时分析优先级并且可视化显示双层地面上的对象的轨迹。轨迹是对象在双层地面上的运动走向并且也能够被称为运动轨迹或所计划的径迹。

所述双层地面和所述方法用于在非中央控制的移动的单元（对象）在所述双层地面上即将碰撞的情况下输出可视的警告提示并因此避免这样的碰撞。

“智能的”地面能够是由各个瓷砖或元件（双层地面元件）构成的双层地面，所述瓷砖或元件具有集成的附加功能、诸如作为可视化显示功能或者说作为能激活的标记的嵌入式LED。概念“LED”在下文中与任意类型的能激活的光学标记同义地使用。根据所选择的扩展等级，在此能够将LED安排为LED条和/或LED矩阵（也参见下面还要详细解释的图1）。LED的主要功能一方面是为人类工人标记行走路径（也参见下面还要详细解释的图2，在图2中示出了这样的双层地面）。作为补充方案或替代方案，LED能够用作用于受到跟踪制导的无驾驶员的运输系统（FTS）的动态的跟踪制导系统。这样的FTS能够被称为并且被视为在双层地面上运动的对象。

优选在FTS下方的LED灯（能激活的标记）以所定义的颜色序列如此被激活或者优选其在那里如此发光，使得所述FTS不仅获得方向调节而且获得加速度调节。也就是说，所述能激活的标记用于将控制信息传输给FTS。

所述能光学激活的标记（LED）优选用于给所述双层地面上的对象（例如FTS）提供信息，所述对象（FTS）利用所述信息来避免碰撞。

除了对FTS （对象）的控制之外，智能的地面的LED能够用于为未来工厂里的其他代理（工人、自主机器人、其它车辆）提供关于想要的路线的信息，使得所述其他代理能够关于这方面对其行为进行调整。

除了纯粹的路线信息之外，还能够可视化显示要遵守的安全间距，从而能够空出这个安全间距并且所述FTS能够在不紧急停止的情况下行进。该用于可视化显示想要的路线的方法是本发明披露的内容。

为了所述智能的双层地面能够尽可能准确地且无误差地可视化显示对象/ FTS的运动/轨迹，应遵循以下前提：

1.所述双层地面或与所述双层地面的双层地面元件连接的中央控制部知悉所述对象/FTS的当前位置；

2.所述地面或所述中央控制部知悉所述对象/ FTS的能预先给定的或有待遵守的安全间距和尺寸；

3.所述地面或所述中央控制部根据当前位置在其空间和时间特征方面（移动的单元何时将在何处）知悉有待行进的路线/运动/轨迹。

例如能够直接通过智能的地面（安装在其中的传感器）并且/或者通过外部的定位系统（例如附加的位置监控系统）求取所述对象/ FTS的当前位置。

有待遵守的安全间距能够被存储在中央数据库中和/或可供地面控制部（网格控制器又或者中央控制器）使用，并且/或者有待遵守的安全间距直接通过FTS被传输给网格控制器。

当前有待行进的路线（轨迹又或者“所计划的运动”）能够要么通过中央车队管理部要么同样直接由所述对象/ FTS向智能的地面传达（步骤a）。在获得这些信息的供给的情况下，所述智能的地面能够如下面还要详细解释的图3中所示出的那样可视化显示路线和/或安全间距。所述安全间距（步骤b））能够针对特定的对象/ FTS例如进行确定并且/或者从数据库中提取或计算。所述安全区域能够由所计划的运动和/或安全间距求取。

相同的方法也能用于固定的单元，例如工业机器人或机器。在此，所述固定的单元传达所需要的安全间距，但不传达轨迹。由此，仅针对所述单元的当前位置可视化显示所述安全间距。机器人的工作空间中的改变也能够动态地通过调整有待遵守的安全间距实现并得以可视化显示。

如果多个移动的单元在智能的地面上移动或者固定的单元太紧密地靠在一起，则可能出现安全间距的重叠。智能的地面通过下述方式探测到这一点：已经被分配给一个单元的LED被另一个单元请求。

就固定的单元（不运动的对象）而言，这种冲突无法解除，潜在的碰撞会加剧并且会反馈给使用者。

就轨迹重叠的情况而言，现在要检查：在考虑时间流程时是否仍然存在分配冲突。也就是说例如，处于冲突之中的移动的单元是否在相同的时刻占用有关区域。这尤其在步骤c）中表达出来。这一点下面会在图4中示例性地示出并且还会就此再进行解释。

如果要从时间上解除冲突，则较早到达的移动的单元获得优先权并且其轨迹相应地优先被可视化显示。一旦所述单元已经通过，则将有关的区域转换到下一条轨迹上。

如果两个移动的单元在相同的时刻到达冲突区域中，则所述地面能够根据固定的优先级规则或者根据所存储的启发法来决定哪个单元具有优先权。相应地对所述地面的可视化显示进行调整并且将所述决定反馈给所述单元（也参见下面还要详细解释的图4）。

如上面已经描述的那样，如果在步骤c）中确定了重叠，也能够在步骤e）中对对象的所计划的运动进行调整。

在跟踪制导的移动的单元中产生附加的安全特征：所述单元通常所跟随的可视的踪迹被另一轨迹的可视化显示覆盖，所述单元必须在安全区域之外一直保持停止，直到路径空出并且其轨迹被显示出来。

如果无法解除冲突，则所述智能的地面会升级并且警告使用者。为了避免潜在的碰撞，在碰撞区域中额外地显示可视的警告提示。

除此以外，所述智能的地面通过装入的传感装置也能够自主地跟踪受控制的移动的单元（正常的车辆、工人）并且由此外推用于下一个短时间段的可能的轨迹。类似于在此所描述的方法，所述智能的地面监控该外推的轨迹，并且因此也能够尤其在难以通览的区域中例如在拐角处、在狭窄的通道中等对潜在的碰撞进行警告。

在步骤d）中，利用至少一个地面元件上的能激活的标记输出关于安全区域的信号。能激活的标记例如能够是上面已经描述的LED。在一种实施方式中，利用这样的标记（LED）例如能够显示在对象的当前所在的位置处围绕着该对象的安全间距。在另外的实施方式中也可能的是：不仅显示在当前位置处围绕着对象的安全间距，而且沿着所计划的运动/轨迹显示以下区域：所述区域被对象在其所计划的运动期间（沿着所述轨迹）的安全区域扫过。该区域也能够被称为“被扫过的或被经过的（überstrichener oder überfahrener）”安全区域。

此外能够规定，为至少两个对象分配了优先级，所述优先级在步骤e）中调整运动时被考虑。

上面已经描述过，所述方法能够动用所保存的优先级规则。所保存的优先级规则尤其能够被保存在（必要时上级的）控制器中。所述优先级规则用于避免对象的相互碰撞。当多个对象（至少两个对象）在双层地面上运动时，碰撞可能会出现。通过优先级例如能够确定：特定的对象的运动具有优先权并且其他对象是次要的或者说以次要的级别运动。为了避免碰撞，改变具有较低优先级的对象的所计划的运动或者说所计划的运动/轨迹，而保持具有较高优先级的对象的所计划的运动/轨迹。

在步骤d）的范围内能够通过能光学激活的标记输出控制信号，所述控制信号对于运动的对象来说是能接收的。

由此例如意味着，通过能激活的标记（例如LED）能够向运动着的对象提供信息。尤其能够将关于想要的路线（所计划的运动/轨迹）的信息传输给对象。在所述地面上运动的对象优选拥有用于通过这种接口来接收信息的接口。这例如能够是光学传感器，利用所述光学传感器能够识别所述地面处/上或者说所述地面元件处/上的能激活的标记。要传输给对象的数据能够利用与电子条形码或QR码相类似的能激活的标记来编码。数据为了传输给对象也能够作为（频率编码的）闪光信号进行传递。在所述对象中优选存储有用于对以这种方式传递的数据进行测评的相应的逻辑电路。

在优选的实施变型方案中，作为对控制信号的响应，运动的对象执行对（当前进行的）运动的调整。

所述方法在下述情况下特别有利：在步骤b）中求取的安全区域是时间上是可变的并且在运行时间段的范围内被求取，并且在步骤c）中在所述运行时间段之内时间上可变地检查重叠。

安全区域的时间上的可变性尤其描述：所述安全区域在执行所描述的方法期间/在运行时间段的期间在空间上不必总是在相同的位置上，而是（尤其与运动的对象一起）运动或者说游移。也就是说，第一对象在第一时刻的安全区域在空间上与第二对象的安全区域重叠，而当该空间上的重叠没有伴随时间上的重叠时没有识别出碰撞。对应于（可能的）碰撞的识别的重叠只有在下述情况下才存在：不仅存在时间上的重叠而且存在（多个对象的路线的）空间上的重叠。

此外优选的是：如果在步骤c）中确定了至少一处重叠，则在步骤d）中输出至少一个警告信号。

警告信号能够是光学的。这样的警告信号则例如能够利用能激活的标记直接在所述地面上或者说在地面元件上输出，例如其方式是：利用特殊的颜色突出能激活的标记。作为替代方案或补充方案，警告信号也能够通过以保持不变的或可变的时间间隔进行对称的或非对称的闪烁这种方式来示出。这例如通过在相对于碰撞位置的间距变小时提高闪烁频率这种方式成功地实现。

（作为替代方案或累加方案）警告信号能够是声学的。在此一种实施例是警告音，利用所述警告音使得对双层地面的运行进行监控的（人类）监控者注意到由于重叠而引起的碰撞或者说可能的碰撞。

在另外的实施变型方案中，所述警告信号也能够在于纯电子信号（数据信号），所述纯电子信号（数据信号）必要时能够被输出给上级控制单元，所述上级控制单元适当地执行用于运行双层地面的动作。

这里还要描述一种特别优选的双层地面元件，利用所述双层地面元件能够构造一种特别适合于根据这里所描述的方法来运行的地面。特别优选的是：所述双层地面元件具有上地板、至少一个能够通过控制器来操纵的功能元件以及至少一个用于连接到至少一个另外的双层地面元件的连接元件，其中所述功能元件是成行列或成矩阵的能激活的标记，利用所述成行列或成矩阵的能激活的标记能够在所述双层地面元件上显示一个区域。

进一步优选的是：能激活的标记包括发光器件。

此外优选的是：至少一个传感器构造为功能元件，所述功能元件尤其被设立用于检测对象并且尤其优选用于检测对象的运动。

进一步优选的是一种包括所描述的双层地面元件的双层地面，所述双层地面尤其被设立用于根据所描述的方法来运行。

在所述方法的一种示例性的应用中，车辆根据径迹计划在厅堂地面（Hallenboden）上行驶，所述厅堂地面是这里所描述的由双层地面元件所构成的双层地面。车辆的由车辆控制器所计划的或者说想要的轨迹被传递给地面控制部（在中央或者在单个的瓷砖/双层地面元件中）并且在那里被示出。在此尤其要特别突出车辆前方的沿着行驶方向要空出的安全区域。这防止例如工人行走到该路径中并且促使车辆紧急制动。此外，所述地面能够为一部车辆保留所显示的踪迹并且只有在通行之后才向另一部车辆开放。

也就是说，在此尤其提出：车辆根据径迹计划在“智能的”厅堂地面上行驶。

在此所提出的（必要时概括的）方法步骤能够作为用计算机实施的方法来实现。因此，也能够实现一种用于数据处理的系统，所述系统具有用于执行在此提出的（必要时概括的）方法步骤的器件。

附图说明

下面借助于附图详细地解释所描述的方法和所描述的双层地面元件以及由所述双层地面元件构成的双层地面。附图描绘了特别优选的实施例，但是方法、双层地面元件和双层地面并不局限于所述实施例。附图示出如下：

图1a、图1b示出了双层地面元件处的能激活的标记的示意图；

图2示出了所描述的双层地面元件的三维图示；

图3示出了在所述方法中一个对象的一个示例性的所计划的运动；

图4示出了在所述方法中对象的两个示例性的所计划的运动，所述两个示例性的所计划的运动带有重叠；并且

图5示出了所描述的方法的流程图。

附图标记列表

1 地面元件

2所计划的运动

3对象

4安全区域

5重叠

6信号

7能激活的标记

8双层地面

9地板

10功能元件

11控制器

12连接元件

13 支架

14下地面

15传感器

16行走路径

17优先的所计划的运动

18次要的所计划的运动。

具体实施方式

图1a和图1b示出了双层地面8的从上面看的示意图。在此可以看出各个地面瓷砖，所述地面瓷砖例如能够由地面元件1构成。同样可以看出能激活的标记7，所述能激活的标记7例如能够构造为LED。在图1a中，能激活的标记7以矩阵排布来布置。在图1b中，能激活的标记以线性排布来布置。图1a中的能激活的标记7的矩阵排布能够实现安全区域在双层地面上非常自由的示出。具有按照图lb的能激活的标记的示出可行方案稍许更受限制。在此尤其能够将双层地面8的表面的以下面区域标记为安全区域，所述面区域由利用能激活的标记形成的线条包围或围住。在图1中也示例性地示出：借助于能激活的标记7能够输出信号6，所述地面元件8上的对象能够借助于为此设置的读入器件来读入所述信号6。这样的信号6例如类似于条形码一样起作用。

图2示出了由地面元件1构成的双层地面8的三维图示。所述地面元件1分别具有一个地板9，所述地板9布置在支架13上，其中所述支架13预先给定相对于下地面14的间距，所述地面元件1立于所述下地面14上并且在所述下地面14上所述地面元件1构成双层地面8。所述能激活的标记7根据图2也如根据图lb那样线性地构成。示例性地示出这些能激活的标记在此如何被用于突出行走路径16。在一些地面元件1上或者说在一些地板9上在此分别示例性地示出了传感器15。优选所有的地面元件1都具有传感器15。在所述地板9的下侧面上能够存在其它组件，像例如其它功能元件10和/或配属于相应的地板9的控制器11。示例性地在一个地面元件1处也示出了连接元件12，所述连接元件12用于将该地面元件1与其他的地面元件1连接起来并且所述连接元件12尤其也能够实现将该地面元件1的控制器11数据连接到中央控制器11或与其他（尤其相邻的）地面元件1的控制器上。

图3解释了在由地面元件1构成的双层地面8上的所计划的运动（又或者轨迹或FTS路线）的可视化显示。可以看出所述双层地面1上的对象3及其所计划的运动2/轨迹。围绕着所计划的运动2的走向，借助于能激活的标记7示出了安全区域4。能激活的标记7以矩阵排布来布置。这能够实现安全区域4在所述双层地面8上的非常自由的示出。通过能激活的标记7来可视化显示所计划的运动2或安全区域4。利用能激活的标记7进行的可视化显示同时也能够用于向对象3传输所计划的运动2的走向。

在图4中，图3的实施例还通过如下方式得到扩展：示出并且解释了所述双层地面8上的两个对象3及其所计划的运动2及其安全区域4。可以看出，在此对每个对象3来说分别存在一个所计划的运动2/轨迹，其中存在一个优先的所计划的运动17/轨迹和一个次要的所计划的运动18/轨迹。对于这两个所计划的运动2、17和18来说分别存在安全区域4，所述安全区域4具有重叠5。在这种情况下，现在需要执行步骤e），以便对相应的对象3的次要的所计划的运动18进行调整，从而不再出现重叠5。在图4中也示例性地示出了信号6，所述信号6能够用于将数据从双层地面8传输给处于所述双层地面8上的对象3。

图5示出了所描述的方法的流程图。可以看出方法步骤a）至e），所述方法步骤a）至e）能够按照循环的方式迭代地重复。

Claims (12)

1.用于运行至少一个地面元件（1）的方法，至少具有以下步骤：

a）接收在至少一个地面元件（1）上的至少一个对象（3）的至少一个所计划的运动，

b）针对每个对象（3）在其处于至少一个地面元件（1）上的环境中求取至少一个安全区域（4），

c）检查安全区域（4）的重叠（5），

d）借助于至少一个地面元件（1）处的能激活的标记（7）输出关于所述安全区域（4）的信号。

2.根据前一项权利要求所述的方法，其中如果在步骤c）中确定了重叠（5），则在步骤d）之后的步骤e）中对至少一个所计划的运动（2、17、18）进行调整。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法按照循环的方式被迭代地执行，并且在步骤e）中对所计划的运动（2、17、18）进行调整之后进行所述方法的重新开始。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中为至少两个对象（3）分配了优先级，所述优先级在步骤e）中对运动进行调整时被考虑。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤d）中通过能光学激活的标记（7）输出控制信号，所述控制信号对于运动的对象（3）而言是能接收的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中作为对控制信号的响应，运动的对象（3）对运动进行调整。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤b）中所求取的安全区域（4）在时间上是可变的并且在运行时间段的范围内被求取，并且在步骤c）中在所述运行时间段之内在时间上可变地检查重叠（5）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中如果在步骤c）中确定了重叠（5），则在步骤d）中输出至少一个警告信号。

9.用于双层地面（8）的双层地面元件（1），至少包括上地板（9）、至少一个能够由控制器（11）来操纵的功能元件（10）以及至少一个用于连接到至少一个另外的双层地面元件上的连接元件（12），其中所述功能元件（10）是成行列或成矩阵的能激活的标记（7），利用所述成行列或成矩阵的能激活的标记（7）能够在所述双层地面元件上显示区域。

10.根据权利要求9所述的双层地面元件（1），其中能激活的标记（7）包括发光器件。

11.根据权利要求9或10所述的双层地面元件（1），具有至少一个作为功能元件（10）的传感器（15），所述传感器（15）尤其被设立用于检测对象（3）并且特别优选地用于检测对象（3）的运动。

12.双层地面（8），包括至少两个根据权利要求9至11中任一项所述的双层地面元件（1），所述双层地面（8）尤其被设立用于根据权利要求1至9中任一项所述的方法来运行。

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