DE102022119355A1

DE102022119355A1 - Fahrerloses Transportsystem

Info

Publication number: DE102022119355A1
Application number: DE102022119355.1A
Authority: DE
Inventors: Joshua Schweigert; Jonas Niesner; Thomas Irrenhauser
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-08-02
Filing date: 2022-08-02
Publication date: 2024-02-08

Abstract

Fahrerloses Transportsystem (1), umfassend ein fahrerloses Transportfahrzeug (2), insbesondere einen fahrbaren Transportroboter, und einen in einem Transportzustand des Transportsystems (1) mit dem Transportfahrzeug (2) gekoppelten Aufbau (3), der in dem Transportzustand von dem Transportfahrzeug (2) transportierbar ist, wobei das fahrerlose Transportsystem (1) eine Kollisionserfassungseinrichtung (8) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Kollision des Aufbaus (3) mit einem Hindernis (6) basierend auf einer Relativbewegung zwischen dem Aufbau (3) und dem Transportfahrzeug (2) zu erfassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Transportsystem, umfassend ein fahrerloses Transportfahrzeug, insbesondere einen fahrbaren Transportroboter, und einen in einem Transportzustand des Transportsystems mit dem Transportfahrzeug gekoppelten Aufbau, der in dem Transportzustand von dem Transportfahrzeug transportierbar ist.
Fahrerlose Transportsysteme, umfassend fahrerlose Transportfahrzeuge, wie beispielsweise fahrbare Transportroboter, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Solche fahrerlosen Transportfahrzeuge werden für unterschiedliche Transportaufgaben, zum Beispiel in Produktionsanlagen, wie Produktionshallen, Montagehallen und dergleichen, verwendet, um Gegenstände oder Einrichtungen automatisiert zu transportieren.
Bei solchen fahrerlosen Transportfahrzeugen ist üblicherweise eine Sicherheitserfassungseinrichtung vorgesehen, die eine Kollision des Transportfahrzeugs mit einem Hindernis, zum Beispiel einem Drittgegenstand oder einem Menschen, verhindert. Die Sicherheitserfassungseinrichtung ist zum Beispiel als sogenannter „Sicherheitslaserscanner“ ausgeführt und kann einen Bewegungsbereich des fahrerlosen Transportfahrzeugs erfassen. Zum Beispiel ist der Erfassungsbereich der Sicherheitserfassungseinrichtung auf einen in Fahrtrichtung gerichteten Winkelbereich von 270° um die Fahrzeuglängsachse, d.h. -135° bis +135°, ausgerichtet. Die Sicherheitserfassungseinrichtung ist üblicherweise dazu eingerichtet, Drittgegenstände bzw. Menschen bis zu einer maximalen Höhe, zum Beispiel 200 mm, zu erfassen, da dies für die Bewegung bzw. den Bewegungsraum des fahrerlosen Transportfahrzeugs ausreichend ist.
Transportiert das fahrerlose Transportfahrzeug jedoch einen Aufbau, dessen Abmessungen, insbesondere dessen Breite, d.h. seine Ausdehnung quer zur Fahrtrichtung, und/oder dessen Höhe, d.h. seine Ausdehnung entlang seiner Hochachse bzw. der Hochachse des fahrerlosen Transportfahrzeugs, die durch die Sicherheitserfassungseinrichtung maximal erfassbare maximale Abmessung überragt, ist es möglich, dass eine Kollision des Aufbaus mit einem Hindernis erfolgt, der jedoch von der Sicherheitserfassungseinrichtung nicht erfasst werden kann. Mit anderen Worten kann ein Hindernis in der Umgebung des fahrerlosen Transportsystems derart angeordnet sein, dass zwar das fahrerlose Transportfahrzeug ohne Kollision mit dem Hindernis in der Umgebung bewegt werden kann, der Aufbau jedoch möglicherweise beim Transport durch das fahrerlose Transportfahrzeug in Kontakt mit dem Hindernis gelangt, wobei das Hindernis durch die Sicherheitserfassungseinrichtung des fahrerlosen Transportsystems nicht erfasst werden kann.
Dies kann dazu führen, dass sich der Aufbau durch die Kollision relativ zu dem Transportfahrzeug verschiebt oder das fahrerlose Transportfahrzeug den Aufbau gegebenenfalls vollständig verliert. Beispielsweise können Hindernisse wie Ecken, Pfosten, Wände, Querstreben, Kanäle oder Kabel genannt werden, die außerhalb des erfassbaren Bereichs der Sicherheitserfassungseinrichtung verlaufen und die das fahrerlose Transportfahrzeug problemlos passieren kann. Der Aufbau allerdings, der über die maximal erfassbaren Abmessungen der Sicherheitserfassungseinrichtung hinausragt, kann in Kontakt mit solchen Hindernissen kommen und somit gegebenenfalls ein kontaktloses Durchfahren bzw. Vorbeifahren verhindern. Da das fahrerlose Transportfahrzeug nur zur Erfassung von potenziellen Kollisionen mit Gegenständen in seinem Bewegungsbereich ausgebildet ist, ist eine Erfassung derartiger Hindernisse, die nur den Aufbau betreffen, nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein demgegenüber verbessertes fahrerloses Transportsystem anzugeben, bei dem die Kollisionserfassung verbessert ist.
Die Aufgabe wird durch ein fahrerloses Transportsystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen.
Wie beschrieben, betrifft die Erfindung ein fahrerloses Transportsystem das ein fahrerloses Transportfahrzeug, zum Beispiel einen fahrbaren Transportroboter, und einen Aufbau umfasst. Der Aufbau ist in dem Transportzustand des Transportsystems mit dem Transportfahrzeug gekoppelt, und zwar derart, dass der Aufbau in dem Transportzustand von dem Transportfahrzeug transportierbar ist. Das bedeutet insbesondere, dass der Aufbau zusammen mit dem Transportfahrzeug bewegt werden kann, wenn sich das Transportsystem in dem Transportzustand befindet. Grundsätzlich ist die Kopplung des Aufbaus an das Transportfahrzeug beliebig möglich und kann beispielsweise durch Anheben einer Tragfläche des Transportfahrzeugs, auf der ein Abschnitt des Aufbaus aufliegt, erfolgen. Es ist jedoch ebenso möglich, den Aufbau, der gegebenenfalls selbst bewegbar ist, anderweitig an das Transportfahrzeug zu koppeln, sodass das Transportfahrzeug den Aufbau beispielsweise schleppt oder die Kopplung anderweitig herstellt.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das fahrerlose Transportsystem eine Kollisionserfassungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Kollision des Aufbaus mit einem Hindernis basierend auf einer Relativbewegung zwischen dem Aufbau und dem Transportfahrzeug zu erfassen. Die beschriebene Kollisionserfassungseinrichtung ist somit beispielsweise von üblicherweise an fahrerlosen Transportfahrzeugen vorgesehenen Sicherheitseinrichtungen abgegrenzt, die den vorausliegenden Fahrweg des Transportfahrzeugs erfassen, um sicherzustellen, dass das Transportfahrzeug selbst nicht mit Hindernissen entlang seiner Route kollidiert. Da die beschriebene Sicherheitseinrichtungen üblicherweise auf die Dimensionen des Transportfahrzeugs, insbesondere dessen Breite und Höhe, ausgelegt ist, ist bei einem Transport von Transportgütern, die im Rahmen vorliegender Anmeldung allgemein als „Aufbau“ bezeichnet werden, möglich, dass der Aufbau dennoch mit einem Hindernis in Kontakt kommt. Ein solcher Kontakt kann mittels der Kollisionserfassungseinrichtung erfasst werden, nämlich dadurch, dass sich durch den Kontakt zwischen Aufbau und Hindernis eine Relativbewegung zwischen dem Aufbau und dem Transportfahrzeug ergibt.
Dabei ist es möglich, zu erfassen, ob eine Kollision zwischen Aufbau und Hindernis auftritt, sodass entsprechende Maßnahmen getroffen werden können. Beispielsweise kann das Transportfahrzeug angehalten und die Routenführung des Transportfahrzeugs entsprechend angepasst werden. Dadurch kann zum Beispiel verhindert werden, dass unbemerkt von der zuvor beschriebenen Sicherheitseinrichtung des Transportfahrzeugs, das Hindernis den Aufbau von dem Transportfahrzeug abstreift bzw. die Position des Aufbaus auf dem Transportfahrzeug verlagert.
Nach einer Ausgestaltung des fahrerlosen Transportsystems kann vorgesehen sein, dass die Kollisionserfassungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die Kollision basierend auf einer aufgrund einer Kollision des Aufbaus mit dem Hindernis während einer Transportbewegung des Transportfahrzeugs erzeugten Relativbewegung, insbesondere relativ zu einer Referenzfläche und/oder einer Referenzachse und/oder einem Referenzpunkt des Transportsystems, zu erfassen. Mit anderen Worten wird der Aufbau durch das Transportfahrzeug in einer Transportbewegung bewegt bzw. transportiert. Gerät der Aufbau dabei in Kontakt mit dem Hindernis, während das Transportfahrzeug weiter bewegt wird, führt dies zu der Relativbewegung zwischen Aufbau und Transportfahrzeug, die durch die Kollisionserfassungseinrichtung erfasst werden kann. Mit anderen Worten wird der Aufbau an dem Hindernis „gehalten“, während sich das Transportfahrzeug weiter bewegt. Die dadurch erzeugte Relativbewegung kann durch die Kollisionserfassungseinrichtung erfasst und das fahrerlose Transportsystem entsprechend gesteuert werden.
Zur Erfassung der Relativbewegung sind verschiedene Bezugspunkte bzw. Bezugssysteme möglich. Beispielsweise kann die Kollisionserfassungseinrichtung eine Referenzfläche erfassen, sodass bei einer Veränderung der Position der Referenzfläche die Relativbewegung erfasst werden kann. Ebenso ist es möglich, alternativ oder zusätzlich einer Referenzachse oder einen Referenzpunkt des Transportsystems zu erfassen. Hierbei kann ferner die Form der Relativbewegung erfasst werden, beispielsweise ob es sich um eine lineare Bewegung, eine Drehbewegung oder kombinierte bzw. überlagerte Bewegung handelt. Je nach Ausmaß der Relativbewegung kann ferner eine Maßnahme eingeleitet werden, beispielsweise ermittelt werden, ob ein einfacher Stopp ausreicht, ob das Transportfahrzeug zurückgesetzt werden soll, oder ob eine Neupositionierung des Aufbaus auf dem Transportfahrzeug erforderlich wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die erfasste Kollision zu kartographieren, sodass zukünftige Routenführungen desselben Transportfahrzeugs oder eines weiteren Transportfahrzeugs des fahrerlosen Transportsystems den Ort des Hindernisses meiden bzw. gezielt umfahren.
Die Kollisionserfassungseinrichtung kann wenigstens einen Sensor aufweisen, der in dem Aufbau und/oder in dem Transportfahrzeug angeordnet ist. Grundsätzlich ist es beliebig wählbar, ob der Sensor in dem Aufbau angeordnet sein soll oder ob der Sensor in dem Transportfahrzeug angeordnet sein soll. Entsprechend ergibt sich, dass der Sensor, je nachdem, in welchem Bestandteil des fahrerlosen Transportsystems der Sensor angeordnet ist, den jeweils anderen Bestandteil erfassen kann. Ist der Sensor beispielsweise in dem Aufbau angeordnet, bietet es sich an, ein Bezugssystem des Transportfahrzeugs zu erfassen, um festzustellen, ob eine Relativbewegung zwischen dem Sensor und der erfassten Fläche bzw. der erfassten Achse oder dem erfassten Referenzpunkt auftritt. Ebenso kann der Sensor an dem Transportfahrzeug angeordnet sein und wenigstens ein Bezugssystem des Aufbaus erfassen, sodass bei einer Bewegung des Bezugssystems relativ zu dem Sensor eine Kollision ermittelt werden kann. Hierbei sind auch kombinierte Lösung möglich, wonach wenigstens ein Sensor in dem Aufbau und wenigstens ein Sensor in dem Transportfahrzeug angeordnet ist.
Grundsätzlich können jedwede geeignete Sensoren verwendet werden, die die Kollisionserfassungseinrichtung dazu ausbilden die Relativbewegung zu erfassen. Wenigstens ein Sensor der Kollisionserfassungseinrichtung kann als Abstandssensor oder als optischer Sensor, insbesondere als Kamera oder Lichtschranke, ausgebildet sein. Hierbei sind grundsätzlich mehrere Mechanismen möglich, um die Relativbewegung zu erfassen, beispielsweise basierend auf einer Lichtlaufzeit, kamerabasiert, d.h. basierend auf einer Bildauswertung, magnetische Sensoren, Ultraschall-Sensoren, Radar-Sensoren oder Lidar-Sensoren.
Wie zuvor beschrieben, ist es grundsätzlich möglich, der Kollisionserfassungseinrichtung mehrere Sensoren zuzuordnen bzw. eine Kollisionserfassungseinrichtung mit mehreren Sensoren bereitzustellen. Alternativ ist es auch möglich, dass die Kollisionserfassungseinrichtung genau einen Sensor aufweist. Hierbei kann eine Kollisionserfassungseinrichtung an dem Transportfahrzeug und dem Aufbau vorgesehen sein oder es kann ebenso vorgesehen sein, dass das fahrerlose Transportsystem genau eine Kollisionserfassungseinrichtung mit genau einem Sensor aufweist. Je nach Anordnung des wenigstens einen Sensors kann es sich anbieten mehrere Sensoren zu verwenden, beispielsweise um mehr Flexibilität in Bezug auf die Anordnung des Sensors zu erhalten bzw. die Form der Relativbewegung verbessert erfassen zu können, zum Beispiel unterscheiden zu können, ob es sich um eine lineare Bewegung oder um eine Drehbewegung oder eine Kombination aus beidem handelt. Soll die Kollisionserfassungseinrichtung demgegenüber ein möglichst einfaches System bereitstellen, das lediglich dafür vorgesehen ist, eine Kollision zu erfassen, kann es ausreichen, einen einzigen Sensor zu verwenden, der ein entsprechendes Signal bei einer Relativbewegung zwischen Aufbau und Transportsystem ausgibt, sodass Kollisionen sicher erfasst werden können und entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden können.
Das fahrerlose Transportsystem kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass der wenigstens eine Sensor dazu ausgebildet ist, eine Oberflächenstruktur in einem Erfassungsbereich des Sensors zu erfassen und basierend auf einer Veränderung der Oberflächenstruktur innerhalb des Erfassungsbereichs die Relativbewegung zu erfassen. Als Oberflächenstruktur wird grundsätzlich eine Beschaffenheit einer Oberfläche verstanden, die im Erfassungsbereich des Sensors liegt. Die Oberflächenstruktur kann sich dabei hinsichtlich ihrer Topologie, zum Beispiel ihrer Rauheit bzw. ihrer makroskopischen Formgebung unterscheiden.
Ebenso ist es möglich, dass die Oberflächenstruktur plan ist, jedoch verschiedene erfassbare Unterbereiche aufweist, zum Beispiel Muster, die über den Sensor erfasst werden können. Hierbei sind Kombinationen aus Topologien und Mustern ebenfalls möglich, zum Beispiel verschiedenfarbige Bereiche bzw. durch die Oberfläche des Transportfahrzeugs oder des Aufbaus bereitgestellte Topologien, deren Verschiebung durch den Sensor erfasst werden können. Der Sensor kann insbesondere die Relativbewegung als solche, sowie optional zusätzlich deren Richtung und deren Wegstrecke bzw. Betrag erfassen.
Die Kollisionserfassungseinrichtung kann zusätzlich zu dem Sensor eine Lichtquelle, zum Beispiel eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode, umfassen, die den Erfassungsbereich des Sensors beleuchtet. Insbesondere kann der Sensor ein lichtempfindliches optisches Element und eine solche Lichtquelle umfassen. Hierbei können seitens des Sensors die Reflexionen des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts in dem Erfassungsbereich auf einem optischen Element erfasst werden. Die Kollisionserfassungseinrichtung kann anschließend berechnen bzw. bestimmen, welche Unterschiede sich aus nacheinander aufgenommenen Aufnahmen des Erfassungsbereichs ergeben. Die beschriebene Kollisionserfassungseinrichtung kann über weitere Mechanismen weitergebildet werden, beispielsweise Techniken der Dunkelfeldmikroskopie, die die Relativbewegung basierend auf der Veränderung der Oberflächenstruktur in dem Erfassungsbereich auch auf weitere Oberflächenarten, zum Beispiel Glasflächen, erweitern.
Nach einer Weiterbildung des fahrerlosen Transportsystems kann die Kollisionserfassungseinrichtung dazu ausgebildet sein, das Koordinatensystem der Kollisionserfassungseinrichtung und des Transportsystems, insbesondere des Aufbaus oder des Transportfahrzeugs, zu referenzieren oder zu registrieren. Dies erlaubt grundsätzlich eine beliebige Anordnung der Kollisionserfassungseinrichtung bzw. des wenigstens einen Sensors der Kollisionserfassungseinrichtung. Zum Beispiel kann diese in einem beliebigen Ort oder an einer beliebigen Position des Aufbaus oder des Transportfahrzeugs angeordnet sein, wobei der Erfassungsbereich des Sensors der Kollisionserfassungseinrichtung in Kenntnis der Position des Sensors mit dem Koordinatensystem des Erfassungsbereichs in Einklang gebracht werden kann. Mit anderen Worten können die Koordinatensysteme des Sensors und des Erfassungsbereichs bzw. des in dem Erfassungsbereichs erfassten Abschnitts des Transportsystems referenziert oder registriert werden. Dadurch kann die Bestimmung der Bewegung verbessert werden, da ausgehend von einer Verschiebung des Abschnitts des Transportsystems in dem Erfassungsbereich ermittelt werden kann, wie sich der jeweilige Bestandteil des Transportsystems relativ zu dem Sensor verschiebt, sodass die Bewegung klassifiziert werden kann, beispielsweise als Drehbewegung, lineare Bewegung oder Kombination aus beidem.
Eine weitere Ausgestaltung des fahrerlosen Transportsystems kann vorsehen, dass die Kollisionserfassungseinrichtung dazu ausgebildet ist, wenigstens eine Identifizierungsmarkierung des Transportfahrzeugs oder des Aufbaus zu erfassen und die Relativbewegung basierend auf einer Veränderung der Relativposition der Identifizierungsmarkierung relativ zu der Kollisionserfassungseinrichtung zu erfassen. Als Identifizierungsmarkierung können an dem Transportfahrzeug und/oder an dem Aufbau unterschiedliche Markierungen vorgesehen sein, beispielsweise alphanumerische Zeichen, Barcodes, QR-Codes und dergleichen. Ähnlich wie zuvor in Bezug auf die Oberflächenstruktur beschrieben, kann die Relativbewegung dadurch erfasst werden, dass sich die Position der Identifizierungsmarkierung relativ zu wenigstens einem Sensor der Kollisionserfassungseinrichtung verändert. Mit anderen Worten, wenn die Identifizierungsmarkierung in dem Erfassungsbereich liegt, können Relativbewegungen daran erkannt werden, dass sich die Identifizierungsmarkierung innerhalb des Erfassungsbereichs bewegt bzw. aus dem Erfassungsbereich heraus bewegt. Hierbei ist es wiederum möglich, die Richtung und den Betrag des Wegs, beispielsweise die Wegstrecke, zu erfassen, um den die Relativbewegung den Aufbau relativ zu dem Transportfahrzeug bewegt hat.
Neben dem fahrerlosen Transportsystem betrifft die Erfindung einen Aufbau für ein solches beschriebenes fahrerloses Transportsystem, wobei der Aufbau in einem Transportzustand des Transportfahrzeugs mit dem Transportfahrzeug koppelbar und in dem Transportzustand von dem Transportfahrzeug transportierbar ist, wobei der Aufbau eine Kollisionserfassungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Kollision des Aufbaus mit einem Hindernis basierend auf einer Relativbewegung zwischen dem Aufbau und dem Transportfahrzeug zu erfassen.
Neben dem fahrerlosen Transportsystem und dem Aufbau betrifft die Erfindung ein fahrerloses Transportfahrzeug für ein zuvor beschriebenes fahrerloses Transportsystem, wobei das fahrerlose Transportfahrzeug in einem Transportzustand des Transportfahrzeugs dazu ausgebildet ist, einen mit dem Transportfahrzeug gekoppelten Aufbau zu transportieren, wobei das fahrerlose Transportfahrzeug eine Kollisionserfassungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Kollision des Aufbaus mit einem Hindernis basierend auf einer Relativbewegung zwischen dem Aufbau und dem Transportfahrzeug zu erfassen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines fahrerlosen Transportsystems, umfassend ein fahrerloses Transportfahrzeug, insbesondere einen fahrbaren Transportroboter, und einen in einem Transportzustand des Transportfahrzeugs mit dem Transportfahrzeug gekoppelten Aufbau, der in dem Transportzustand von dem Transportfahrzeug transportiert wird, wobei mittels einer Kollisionserfassungseinrichtung eine Kollision des Aufbaus mit einem Hindernis basierend auf einer Relativbewegung zwischen dem Aufbau und dem Transportfahrzeug erfasst wird.
Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale, die in Bezug auf das fahrerlose Transportsystem beschrieben wurden, sind vollständig auf den Aufbau, das fahrerlose Transportfahrzeug und das Verfahren übertragbar. Insbesondere kann das Verfahren mit bzw. auf einem zuvor beschriebenen fahrerlosen Transportsystem ausgeführt werden.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. erläutert. Die Fig. sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 eine Prinzipdarstellung eines fahrerlosen Transportsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
2 eine Prinzipdarstellung eines fahrerlosen Transportsystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

1 zeigt schematisch ein fahrerloses Transportsystem 1, umfassend ein fahrerloses Transportfahrzeug 2, zum Beispiel ein autonomer Transportroboter, und einen Aufbau 3, der in dem gezeigten Transportzustand derart mit dem Transportfahrzeug 2 gekoppelt ist, dass dieser zusammen mit dem Transportfahrzeug 2 bewegt, d.h. von diesem transportiert, werden kann. Zur Verbesserung der Darstellbarkeit besteht in der Fig. ein Zwischenraum zwischen dem Aufbau 3 und dem Transportfahrzeug 2, insbesondere zwischen einer Auflagefläche 4 und einer Tragfläche 5 des Transportsystems 1, welcher Zwischenraum bei vollständiger Auflage des Aufbaus 3 nicht vorhanden ist und nur der Darstellung dient. Die nachfolgende Beschreibung ist auf jedwede beliebige Kopplung zwischen Aufbau 3 und Transportfahrzeug 2 übertragbar, insbesondere auch Varianten, in denen keine direkte flächige Auflage zwischen Aufbau 3 und Transportfahrzeug 2 vorliegt. In allen Ausführungsbeispielen soll der Aufbau 3 nicht fest mechanisch an das Transportfahrzeug 2 gekoppelt sein, sondern der Aufbau 3 soll stets nach oben von dem Transportfahrzeug 2 abgehoben werden können, und auch Relativbewegungen bei Krafteinwirkung, insbesondere bei Kollision mit einem Hindernis 6, ausführen können. Das Hindernis 6 ist beliebig wählbar bzw. als beliebiger Drittgegenstand oder Objekt auffassbar.
Dem fahrerlosen Transportsystem 1 ist eine Sicherheitserfassungseinrichtung 7 zugeordnet, die den Bewegungsbereich des fahrerlosen Transportfahrzeugs 2 überwacht. Die Sicherheitserfassungseinrichtung 7 kann beispielsweise als „Sicherheitslaserscanner“ verstanden werden. Die Sicherheitserfassungseinrichtung 7 überwacht den Bewegungsbereich des fahrerlosen Transportfahrzeugs 2, insbesondere bezogen auf die Abmessungen des fahrerlosen Transportfahrzeugs 2. Die Sicherheitserfassungseinrichtung 7 stellt somit sicher, dass bei einer Bewegung des fahrerlosen Transportfahrzeugs 2 das fahrerlose Transportfahrzeug 2 nicht in Kontakt mit Hindernissen 6 gelangt. Es ist hierbei jedoch eine Kollision des Aufbaus 3 mit dem Hindernis 6 möglich, welches Hindernis 6 so angeordnet ist, dass dieses außerhalb des Erfassungsbereichs der Sicherheitserfassungseinrichtung 7 angeordnet ist. Um auch Kollisionen des Aufbaus 3 mit einem Hindernis 6 erfassen zu können, weist das fahrerlose Transportsystem 1 eine Kollisionserfassungseinrichtung 8 auf. Die Sicherheitserfassungseinrichtung 7 ist für die hierin beschriebene Kollisionserfassungseinrichtung 8 stets als optional zu verstehen.
Die Kollisionserfassungseinrichtung 8 weist in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Sensoren 9-12 auf. Die Kollisionserfassungseinrichtung 8 ist grundsätzlich dazu ausgebildet, eine Relativbewegung des Aufbaus 3 relativ zu dem Transportfahrzeug 2 bzw. umgekehrt zu erfassen. Hierzu kann die Relativbewegung auf einen Referenzpunkt, eine Referenzfläche oder eine Referenzachse bezogen werden. Grundsätzlich kann somit jedwede beliebige Referenz des Transportfahrzeugs 2 oder des Aufbaus 3 verwendet werden, um eine Veränderung der Relativposition bzw. ein Einhalten der Relativposition oder eine Relativbewegung zwischen Transportfahrzeug 2 und Aufbau 3 zu erfassen. In einem regulären Transportzustand, in dem der Aufbau 3 mit dem Transportfahrzeug 2 gekoppelt ist und von diesem transportiert wird, tritt keine Relativbewegung auf, da der Aufbau 3 von dem Transportfahrzeug 2 transportiert wird, beispielsweise mit seiner Auflagefläche 4 auf der Tragfläche 5 aufliegt. Tritt eine Kollision des Aufbaus 3 auf, der durch die Sicherheitserfassungseinrichtung 7 nicht erfasst wird, und das fahrerlose Transportfahrzeug 2 zunächst weiter bewegt wird, tritt eine Relativbewegung, d.h. eine Veränderung der ursprünglichen Relativposition, auf, die von der Kollisionserfassungseinrichtung 8 erfasst wird.
Lediglich beispielhaft sind die Sensoren 9, 10 in dem Transportfahrzeug 2 und die Sensoren 11, 12 in dem Aufbau 3 angeordnet. Grundsätzlich ist es ebenso möglich, ausschließlich wenigstens einen Sensor 9, 10 in dem Transportfahrzeug 2 oder ausschließlich wenigstens einen Sensor 11, 12 in dem Aufbau 3 oder beliebige Kombinationen zu verwenden. Rein beispielhaft können die Sensoren 9, 10 die eine Relativbewegung zwischen der der Auflagefläche 4 und der Tragfläche 5 sensieren und umgekehrt können die Sensoren 11, 12 eine Relativbewegung zwischen der Tragfläche 5 und der Auflagefläche 4 erfassen. Hierbei können grundsätzlich beliebige Referenzen verwendet werden, beispielsweise aus den jeweiligen Flächen abstehende Vorsprünge, Ecken, Kanten, Hohlräume und dergleichen.
Zusätzlich ist beispielhaft ein Sensor 13 dargestellt, der fest an dem Transportfahrzeug 2 angeordnet sein kann und als Referenzfläche eine Kante oder Fläche des Aufbaus 3 erfassen kann. Die Sensoren 9-12 können auch derart arbeiten, dass diese im Transportzustand abgedeckt sind und bei einer ausreichenden Verschiebung oder Verdrehung des Aufbaus 3 freigelegt werden und somit ein entsprechendes Signal erzeugen können. Mit anderen Worten kann die Relativposition zwischen dem jeweiligen Sensor 9-13 und der zugeordneten Referenz im Transportzustand null oder einen beliebigen anderen Wert betragen. Eine Veränderung des Ausgangswerts kann als Relativbewegung erfasst werden und somit eine Kollision gemeldet werden.
Die Bewegung des Transportfahrzeugs 2 ist mittels eines Pfeils 14 dargestellt. Bewegt sie das Transportfahrzeug 2 somit an dem Hindernis 6 vorbei, wird durch Kontakt zwischen Hindernis 6 und Aufbau 3 der Aufbau 3 relativ zu dem Transportfahrzeug 2 bewegt, was durch einen Pfeil 15 dargestellt ist. Die dadurch erzeugte Relativbewegung kann durch die beschriebenen Sensoren 9-13 erfasst werden. Die Sensoren 9-13 sind beispielsweise optische Sensoren, insbesondere Lichtschranken oder Kameras. Wie beschrieben, ist ein einzelner der Sensoren 9-13 ausreichend, um grundsätzlich eine Relativbewegung zu erfassen und beispielsweise einen Halt bzw. einen Stopp des Transportfahrzeugs 2 zu veranlassen. Durch mehrere Sensoren 9-13, beispielsweise gegenüberliegende Sensoren, ist es zusätzlich möglich, die Relativbewegung näher zu charakterisieren, zum Beispiel diese als Drehbewegung oder Linearbewegung oder Kombination zu beschreiben. Dies wird nachfolgend anhand von 2 erläutert.
2 zeigt eine Draufsicht, die im Wesentlichen der Ausgestaltung nach 1 entsprechen kann. Wie beschrieben, sind die Sensoren 9-13 grundsätzlich beliebig anordenbar und können beliebig kombiniert werden, beispielsweise Sensoren 9-13, die in dem Transportfahrzeug 2 oder dem Aufbau 3 angeordnet sind. In dem hierin gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Sensoren 9-12 an dem Transportfahrzeug 2 angeordnet und sensieren Relativbewegungen zwischen dem Transportfahrzeug 2 und dem Aufbau 3. Ein Sensor 13 ist unterhalb des Aufbaus 3 angeordnet, beispielsweise in der Tragfläche 5 und von der Auflagefläche 4 abgedeckt oder umgekehrt im Aufbau 3 angeordnet. In einer Ausgestaltung kann der Sensor 13 als einziger Sensor 13 vorgesehen sein. Es ist insbesondere möglich, dass der Sensor 13 die Oberflächenstruktur der ihm gegenüberliegenden Fläche erfasst und Veränderungen der Oberflächenstruktur bestimmen kann. Ist der Sensor 13 beispielsweise in der Tragfläche 5 angeordnet, liegt der Erfassungsbereich des Sensors 13 in der Auflagefläche 4, sodass der Sensor 13 die Oberflächenstruktur der Auflagefläche 4 erfasst. Liegt der Sensor 13 in der Auflagefläche 4, liegt entsprechend der Erfassungsbereich des Sensors 13 in der Tragfläche 5, sodass der Sensor 13 die Oberflächenstruktur der Tragfläche 5 erfassen kann. Dabei besitzt jede Fläche aufgrund ihrer Oberflächenbeschaffenheit eine unterschiedliche Oberflächenstruktur. Verschiebt sich die Auflagefläche 4 relativ zu der Tragfläche 5 kann dies mittels des Sensors 13 erfasst werden. Der Sensor 13 kann zusätzlich zu einem optischen Element wenigstens eine Lichtquelle, insbesondere eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode, aufweisen, das den Erfassungsbereich beleuchtet. Über das optische Element des Sensors 13 können somit Reflexionen der Oberflächenstruktur erfasst werden. Hierbei kann ein Vergleich der erfassten Reflexionen über mehrere Zeitpunkte oder Zeiträume vorgenommen werden, sodass bei einer erfassten Änderung der Oberflächenstruktur eine Relativbewegung erfasst werden kann. Hier weiß es insbesondere möglich, dass sowohl die Richtung der Bewegung als auch der zurückgelegte Weg erfasst und die Relativbewegung dadurch klassifiziert werden kann. Wird der Aufbau 3 komplett abgestriffen, d.h. verloren, wird der Sensor 13 freigelegt und kann somit ein entsprechendes Signal erzeugen.
Neben der Möglichkeit, die Oberflächenstruktur zu erfassen und eine Relativbewegung basierend auf einer Veränderung der Oberflächenstruktur in dem Erfassungsbereich zu bestimmen, ist es ebenso möglich, dass der Sensor 13 oder jeder andere Sensor 9-12, eine Identifizierungsmarkierung des Transportfahrzeugs 2 oder des Aufbaus 3 erfasst. Mit anderen Worten können die Sensoren 9-13 so angeordnet sein, dass in einem ihrer Erfassungsbereiche eine Identifizierungsmarkierung angeordnet ist.
Die Identifizierungsmarkierung kann beispielsweise eine Kombination alphanumerischer Zeichen, einen Barcode oder einen QR-Code oder dergleichen aufweisen. In dem Transportzustand liegt somit eine konkrete Positionierung der Identifizierungsmarkierung in einem Erfassungsbereich vor. Tritt eine Relativbewegung auf, wird die Identifizierungsmarkierung innerhalb des Erfassungsbereichs bewegt bzw. aus diesem heraus bewegt. Dadurch ist es möglich, die Relativbewegung zu erfassen und diese zu charakterisieren, beispielsweise deren Richtung und Wegstrecke zu bestimmen. Hieraus lässt sich beispielsweise auch eine Charakterisierung der Relativbewegung hinsichtlich der Art der Bewegung vornehmen, zum Beispiel, ob diese eine Linearbewegung oder eine Drehbewegung oder eine Kombination aus beidem darstellt. Wird die Identifizierungsmarkierung beispielsweise gedreht oder in dem Erfassungsbereich linear bewegt, können die Komponenten der Relativbewegung bestimmt werden.
Wie beschrieben, können optional weitere Sensoren 9-12 oder ausschließlich Sensoren 9-12 vorgesehen sein, die bei Kontakt mit dem Hindernis 6 entsprechende Signale erzeugen und dem Transportsystem 1 zur Verfügung stellen. Eine nicht dargestellte zentrale Steuerungseinrichtung kann somit unabhängig davon, wo die Sensoren 9-13 angeordnet sind, ein Signal erzeugen, das beispielsweise einen Halt des Transportfahrzeugs 2 veranlasst.
In der 2 dargestellten Situation ist Das Hindernis 6 bezogen auf eine Längsachse des Transportsystems 1 außermittig dargestellt. Ein Kontakt mit dem Hindernis 6 führt somit zumindest zu einer Drehbewegung des Aufbaus 3 um seine Hochachse, was durch einen Pfeil 16 dargestellt ist. Eine solche Drehbewegung kann durch Erfassen der Relativbewegung der einzelnen Sensoren 9-12 erfasst werden. Beispielsweise führt die Drehbewegung dazu, dass der Aufbau 3 mit je einem Abschnitt näher an die Sensoren 9, 11 geführt wird und mit den entsprechenden erfassten Abschnitten weiter von den Sensoren 10, 12 entfernt wird. Wie beschrieben, können die einzelnen Erfassungswerte der Sensoren 9-13 miteinander kombiniert werden und anschließend eine Bewegung ermittelt werden, die der Aufbau 3 ausführt. Je nach Ausmaß der ausgeführten Relativbewegung können entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden, beispielsweise ein Stopp des Transportfahrzeugs 2, eine Veränderung der Route des Transportfahrzeugs 2 oder eine neue Aufnahme des Aufbaus 3, sodass dieser wieder korrekt auf dem Transportfahrzeug 2 positioniert werden kann.
Sämtliche in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind beliebig untereinander austauschbar, miteinander kombinierbar und aufeinander übertragbar. Im Speziellen sind sämtliche Anordnungen von Sensoren 9-13 in den einzelnen Ausführungsbeispielen beliebig kombinierbar, austauschbar und übertragbar.
Bezugszeichenliste

1: fahrerloses Transportsystem
2: fahrerloses Transportfahrzeug
3: Aufbau
4: Auflagefläche
5: Tragfläche
6: Hindernis
7: Sicherheitserfassungseinrichtung
8: Kollisionserfassungseinrichtung
9-13: Sensor
14-16: Pfeil

Claims

Fahrerloses Transportsystem (1), umfassend ein fahrerloses Transportfahrzeug (2), insbesondere einen fahrbaren Transportroboter, und einen in einem Transportzustand des Transportsystems (1) mit dem Transportfahrzeug (2) gekoppelten Aufbau (3), der in dem Transportzustand von dem Transportfahrzeug (2) transportierbar ist, gekennzeichnet durch eine Kollisionserfassungseinrichtung (8), die dazu ausgebildet ist, eine Kollision des Aufbaus (3) mit einem Hindernis (6) basierend auf einer Relativbewegung zwischen dem Aufbau (3) und dem Transportfahrzeug (2) zu erfassen.
Fahrerloses Transportsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollisionserfassungseinrichtung (8) dazu ausgebildet ist, die Kollision basierend auf einer aufgrund einer Kollision des Aufbaus (3) mit dem Hindernis (6) während einer Transportbewegung des Transportfahrzeugs (2) erzeugten Relativbewegung, insbesondere relativ zu einer Referenzfläche und/oder einer Referenzachse und/oder einem Referenzpunkt des Transportsystems (1), zu erfassen.
Fahrerloses Transportsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollisionserfassungseinrichtung (8) wenigstens einen Sensor (9-13) aufweist, der in dem Aufbau (3) und/oder in dem Transportfahrzeug (2) angeordnet ist.
Fahrerloses Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollisionserfassungseinrichtung (8) wenigstens einen Sensor (9-13) aufweist, der als Abstandssensor oder als optischer Sensor (9-13), insbesondere als Kamera oder Lichtschranke, ausgebildet ist.
Fahrerloses Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollisionserfassungseinrichtung (8) genau einen Sensor (9-13) oder mehrere Sensoren (9-13) aufweist.
Fahrerloses Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (9-13) dazu ausgebildet ist, eine Oberflächenstruktur in einem Erfassungsbereich des Sensors (9-13) zu erfassen und basierend auf einer Veränderung der Oberflächenstruktur innerhalb des Erfassungsbereichs die Relativbewegung zu erfassen.
Fahrerloses Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollisionserfassungseinrichtung (8) dazu ausgebildet ist, das Koordinatensystem der Kollisionserfassungseinrichtung (8) und des Transportsystems (1), insbesondere des Aufbaus (3) oder des Transportfahrzeugs (2), zu referenzieren oder zu registrieren.
Fahrerloses Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollisionserfassungseinrichtung (8) dazu ausgebildet ist, wenigstens eine Identifizierungsmarkierung des Transportfahrzeugs (2) oder des Aufbaus (3) zu erfassen und die Relativbewegung basierend auf einer Veränderung der Relativposition der Identifizierungsmarkierung relativ zu der Kollisionserfassungseinrichtung (8) zu erfassen.
Aufbau (3) für ein fahrerloses Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Aufbau (3) in einem Transportzustand des Transportfahrzeugs (2) mit dem Transportfahrzeug (2) koppelbar und in dem Transportzustand von dem Transportfahrzeug (2) transportierbar ist, gekennzeichnet durch eine Kollisionserfassungseinrichtung (8), die dazu ausgebildet ist, eine Kollision des Aufbaus (3) mit einem Hindernis (6) basierend auf einer Relativbewegung zwischen dem Aufbau (3) und dem Transportfahrzeug (2) zu erfassen.
Fahrerloses Transportfahrzeug (2) für ein fahrerloses Transportsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das fahrerlose Transportfahrzeug (2) in einem Transportzustand des Transportfahrzeugs (2) dazu ausgebildet ist, einen mit dem Transportfahrzeug (2) gekoppelten Aufbau (3) zu transportieren, gekennzeichnet durch eine Kollisionserfassungseinrichtung (8), die dazu ausgebildet ist, eine Kollision des Aufbaus (3) mit einem Hindernis (6) basierend auf einer Relativbewegung zwischen dem Aufbau (3) und dem Transportfahrzeug (2) zu erfassen.
Verfahren zum Betreiben eines fahrerlosen Transportsystems (1), umfassend ein fahrerloses Transportfahrzeug (2), insbesondere einen fahrbaren Transportroboter, und einen in einem Transportzustand des Transportfahrzeugs (2) mit dem Transportfahrzeug (2) gekoppelten Aufbau (3), der in dem Transportzustand von dem Transportfahrzeug (2) transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Kollisionserfassungseinrichtung (8) eine Kollision des Aufbaus (3) mit einem Hindernis (6) basierend auf einer Relativbewegung zwischen dem Aufbau (3) und dem Transportfahrzeug (2) erfasst wird.