DE102022121541A1

DE102022121541A1 - Fahrerloses Transportsystem

Info

Publication number: DE102022121541A1
Application number: DE102022121541.5A
Authority: DE
Inventors: Joshua Schweigert; Thomas Irrenhauser; Jonas Niesner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-08-25
Filing date: 2022-08-25
Publication date: 2024-03-07

Abstract

Fahrerloses Transportsystem (1), umfassend wenigstens ein fahrerloses Transportfahrzeug (3), insbesondere einen fahrbaren Transportroboter, das dazu ausgebildet ist, in einem Transportzustand eine mit dem Transportfahrzeug (3) gekoppelte Ladungseinrichtung (4) zu transportieren, wobei das fahrerlose Transportsystem (1) einer Arbeitsumgebung (2), insbesondere einer Produktionsanlage oder einer Werkhalle, zugeordnet und das Transportfahrzeug (3) zum Transport von Ladungseinrichtungen (4) innerhalb der Arbeitsumgebung (2) ausgebildet ist, umfassend eine Erfassungsvorrichtung (5), die wenigstens eine bezogen auf die Arbeitsumgebung (2) strukturfeste Erfassungseinrichtung (6) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Relativposition und/oder eine Relativausrichtung zwischen einer Ladungseinrichtung (4) und einem die Ladungseinrichtung (4) transportierenden Transportfahrzeug (3) zu erfassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein fahrerloses Transportsystem, umfassend wenigstens ein fahrerloses Transportfahrzeug, insbesondere einen fahrbaren Transportroboter, das dazu ausgebildet ist, in einem Transportzustand eine mit dem Transportfahrzeug gekoppelte Ladungseinrichtung zu transportieren, wobei das fahrerlose Transportsystem einer Arbeitsumgebung, insbesondere einer Produktionsanlage oder einer Werkhalle, zugeordnet und das Transportfahrzeug zum Transport von Ladungseinrichtungen innerhalb der Arbeitsumgebung ausgebildet 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 in Arbeitsumgebungen, 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 bzw. eine Ladungseinrichtung, deren Abmessungen, insbesondere deren Breite, d.h. deren Ausdehnung quer zur Fahrtrichtung, und/oder deren Höhe, d.h. deren Ausdehnung entlang der Hochachse bzw. der Hochachse des fahrerlosen Transportfahrzeugs, die durch die Sicherheitserfassungseinrichtung maximal erfassbare maximale Abmessung überragt, ist es möglich, dass eine Kollision der Ladungseinrichtung mit einem Hindernis erfolgt, die Kollision 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, die Ladungseinrichtung 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 die Ladungseinrichtung durch die Kollision relativ zu dem Transportfahrzeug verschiebt oder das fahrerlose Transportfahrzeug die Ladungseinrichtung 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. Die Ladungseinrichtung allerdings, die 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 die Ladungseinrichtung betreffen, nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein demgegenüber verbessertes fahrerloses Transportsystem anzugeben.
Die Aufgabe wird durch fahrerloses Transportsystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen.
Wie beschrieben, betrifft die Erfindung ein fahrerloses Transportsystem, umfassend wenigstens ein fahrerloses Transportfahrzeug, insbesondere einen fahrbaren Transportroboter, das dazu ausgebildet ist, in einem Transportzustand eine mit dem Transportfahrzeug gekoppelte Ladungseinrichtung zu transportieren, wobei das fahrerlose Transportsystem einer Arbeitsumgebung, insbesondere einer Produktionsanlage oder einer Werkhalle, zugeordnet und das Transportfahrzeug zum Transport von Ladungseinrichtungen innerhalb der Arbeitsumgebung ausgebildet ist. Das fahrerlose Transportsystem kann somit ein Transportfahrzeug oder mehrere Transportfahrzeuge, zum Beispiel fahrerlose fahrbare Transportroboter, aufweisen, die dazu ausgebildet sind, in einem Transportzustand eine Ladungseinrichtung zu transportieren. Die Ladungseinrichtung kann dazu mit dem Transportfahrzeug gekoppelt werden, beispielsweise von dem Transportfahrzeug getragen werden. Die Art, mittels der die Kopplung zwischen Ladungseinrichtung und Transportfahrzeug ausgeführt ist, ist jedoch beliebig wählbar, sodass andere Kopplungen, als ein Aufliegen der Ladungseinrichtung auf einer Ladefläche des Transportfahrzeugs ebenso möglich sind.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Erfassungsvorrichtung bereitgestellt wird, die wenigstens eine bezogen auf die Arbeitsumgebung strukturfeste Erfassungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Relativposition und/oder eine Relativausrichtung zwischen einer Ladungseinrichtung und einem die Ladungseinrichtung transportierenden Transportfahrzeug zu erfassen. Die Arbeitsumgebung kann als Bestandteil des fahrerlosen Transportsystems aufgefasst werden, indem das fahrerlose Transportsystem die Arbeitsumgebung und wenigstens ein fahrerloses Transportfahrzeug oder eine Vielzahl von fahrerlosen Transportfahrzeugen umfasst. Ebenso ist es möglich, dass das fahrerlose Transportsystem der Arbeitsumgebung zugeordnet ist, d.h., dass das fahrerlose Transportsystem in der Arbeitsumgebung, zum Beispiel einer Werkhalle oder einer Produktionsanlage, betrieben wird.
Die Erfindung schlägt vor, dass in der Arbeitsumgebung wenigstens eine Erfassungseinrichtung, zum Beispiel eine Kamera, strukturfest angeordnet ist. Das bedeutet, dass die Erfassungseinrichtung nicht mit dem Transportfahrzeug verbunden ist, sondern an einer Struktur der Arbeitsumgebung angeordnet ist. Die Erfassungseinrichtung ist dazu ausgebildet, eine Relativposition und/oder eine Relativausrichtung zwischen der Ladungseinrichtung und dem Transportfahrzeug, das die Ladungseinrichtung trägt bzw. transportiert, zu erfassen. Mit anderen Worten wird ein Transportfahrzeug in einem Transportzustand, in dem das Transportfahrzeug die Ladungseinrichtung transportiert, von der Erfassungseinrichtung erfasst, während das die Ladungseinrichtung tragende Transportfahrzeug in den Erfassungsbereich der Erfassungseinrichtung bewegt wird bzw. diesen durchfährt. Dabei erfasst die Erfassungseinrichtung die Ladungseinrichtung und das Transportfahrzeug, sodass die Relativposition bzw. die Relativausrichtung zwischen Ladungseinrichtung und Transportfahrzeug erfasst bzw. bestimmt werden kann.
Ist bei dem Transport der Ladungseinrichtung eine Kollision aufgetreten, die zu einer Relativbewegung zwischen der Ladungseinrichtung und dem Transportfahrzeug geführt hat, also einer Veränderung der Relativposition und/oder der Relativausrichtung gegenüber einem Ausgangszustand, kann dies durch die wenigstens eine strukturfeste Erfassungseinrichtung erfasst bzw. bestimmt werden. Dies ermöglicht vorteilhafterweise, dass das Transportfahrzeug selbst keine weitergehende Sensorik benötigt, um die Relativposition bzw. die Relativausrichtung der aktuell transportierten Ladungseinrichtung zu bestimmen. Stattdessen kann dies durch die Erfassungseinrichtung, die an der Infrastruktur der Arbeitsumgebung angeordnet ist, übernommen werden. Insbesondere wenn das fahrerlose Transportsystem eine Vielzahl von fahrerlosen Transportfahrzeugen aufweist oder in der Arbeitsumgebung eine Vielzahl von fahrerlosen Transportsystemen betrieben wird, kann dadurch der Aufwand für die Sensorik bzw. die Anzahl an Erfassungseinrichtungen erheblich reduziert werden. Insbesondere können von der einen strukturfesten Erfassungseinrichtung eine Vielzahl durch ihren Erfassungsbereich fahrende Transportfahrzeuge überwacht und deren Ladezustand in Bezug auf die Relativposition und/oder die Relativausrichtung ihrer Ladungseinrichtung bestimmt werden.
Tritt beispielsweise eine Kollision zwischen einer Ladungseinrichtung und einem Hindernis auf, welche Ladungseinrichtung von einem Transportfahrzeug transportiert wird, wird dies zu einer Veränderung der Relativposition und/oder der Relativausrichtung führen. Durchfährt das Transportfahrzeug zusammen mit der Ladungseinrichtung anschließend oder währenddessen den Erfassungsbereich der Erfassungseinrichtung, kann die Veränderung der Relativposition und/oder der Relativausrichtung, beispielsweise bezogen auf einen Ausgangszustand, der beim Herstellen des Transportzustands eingenommen wurde, erfasst und entsprechende Maßnahmen getroffen werden.
Als Veränderung der Relativposition werden insbesondere lineare Verschiebungen entlang der Längsachse, der Querachse oder beliebiger weiterer Achsen bzw. Kombinationen aus derartigen Bewegung verstanden. Eine Veränderung der Relativausrichtung kann insbesondere einen Unterfall der Veränderung der Relativposition darstellen. Unter einer Veränderung der Relativausrichtung wird insbesondere eine Rotation der Ladungseinrichtung um wenigstens eine Achse, insbesondere die Hochachse verstanden. Gerät die Ladungseinrichtung beispielsweise mit einem Eckbereich in Kontakt mit dem Hindernis, kann dies zu einer Rotation der Ladungseinrichtung um ihre Hochachse relativ zu dem Transportfahrzeug führen. Die Erfassungseinrichtung kann ferner Kombinationen aus Relativverschiebung und Rotation, also Veränderungen der Relativposition und gleichzeitiger Veränderung der Relativausrichtung, ebenso erfassen.
Das fahrerlose Transportsystem kann eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen, die eine Kommunikation zwischen der Erfassungsvorrichtung und dem fahrerlosen Transportfahrzeug ermöglicht. Wird beispielsweise seitens der wenigstens einen strukturfesten Erfassungseinrichtung eine Veränderung der Relativposition und/oder der Relativausrichtung erfasst, kann dies an das fahrerlose Transportsystem übermittelt werden, sodass entsprechende Maßnahmen für den weiteren Betrieb des fahrerlosen Transportfahrzeugs getroffen werden können. Letztlich basiert der Betrieb der Erfassungsvorrichtung darauf, Fehlpositionierungen der Ladungseinrichtung auf dem die Ladungseinrichtung transportierenden Transportfahrzeug zu erfassen. Hierbei können auch Fehlpositionierungen erfasst werden, die nicht durch eine Kollision verursacht wurden, sondern beispielsweise durch einen Betrieb des fahrerlosen Transportfahrzeugs mit überhöhter Geschwindigkeit, zum Beispiel in einer Kurvenfahrt.
Wie beschrieben, ist die wenigstens eine Erfassungseinrichtung der Erfassungsvorrichtung nicht dem Transportfahrzeug zugeordnet, sondern strukturfest an der Arbeitsumgebung angeordnet. Die wenigstens eine Erfassungseinrichtung kann somit an einer Struktureinrichtung der Arbeitsumgebung angeordnet sein. Als Struktureinrichtung können beispielsweise verschiedene Strukturen der Arbeitsumgebung verstanden werden, zum Beispiel Hochregale, Hallendecken, Stützstrukturen, Tore, Maschinen, Anlagen und dergleichen. Grundsätzlich kann jede beliebige Struktur der Arbeitsumgebung dazu verwendet werden, die wenigstens eine Erfassungseinrichtung daran anzuordnen. Die Auswahl der Struktureinrichtung, an der die Erfassungseinrichtung angeordnet wird, kann beispielsweise in Abhängigkeit von dem zu erwartenden Erfassungsbereich getroffen werden. Hierbei kann eine Vielzahl von Erfassungseinrichtungen verteilt über die Arbeitsumgebung angeordnet werden, sodass eine möglichst lückenlose Erfassung der Transportwege der Transportfahrzeuge sichergestellt werden kann, sodass bei Veränderung einer Relativposition und/oder einer Relativausrichtung möglichst schnell reagiert werden kann.
Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Erfassungseinrichtung an einem neuralgischen Punkt der Arbeitsumgebung, insbesondere an einem Tor und/oder einem Regal, angeordnet ist. Als neuralgische Punkte werden insbesondere Punkte innerhalb der Arbeitsumgebung verstanden, die einen vergleichsweise hohen Durchsatz an Transportfahrzeugen aufweisen. Ein neuralgischer Punkt ist beispielsweise ein Punkt, an dem überdurchschnittlich viele Transportrouten von verschiedenen Transportfahrzeugen verlaufen bzw. ein Punkt, den ein bestimmtes Transportfahrzeug oder eine Vielzahl von Transportfahrzeugen überdurchschnittlich häufig passiert. Als neuralgischer Punkt kann zum Beispiel ein Übergang von einer ersten Halle in eine zweite Halle verstanden werden. Ein Eingang zwischen zwei Hochregalen kann ebenfalls als neuralgischer Punkt verstanden werden. Ebenso sind Mittelpunkte von Werkhallen oder Produktionsanlagen als neuralgische Punkte geeignet. Die Anordnung der wenigstens einen Erfassungseinrichtung, insbesondere einer Vielzahl von Erfassungseinrichtungen, kann beispielsweise über eine Auswertung einer Auslastung der zur Verfügung stehenden Transportwege, auf denen Transportfahrzeuge bewegt werden können, vorgenommen werden. Tritt beispielsweise eine Häufung in einem bestimmten Punkt auf, kann dieser als neuralgischer Punkt klassifiziert und für die Anordnung eine Erfassungseinrichtung vorgeschlagen bzw. verwendet werden.
Wie beschrieben, kann die Erfassungsvorrichtung mittels der wenigstens einen Erfassungseinrichtung das Transportfahrzeug in dem Transportzustand erfassen, d.h., sowohl die Ladungseinrichtung als auch das die Ladungseinrichtung tragende Transportfahrzeug, um die Relativposition und/oder die Relativausrichtung zwischen Ladungseinrichtung und Transportfahrzeug zu bestimmen bzw. zu erfassen. Nach einer Variante des fahrerlosen Transportsystems kann die Erfassungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, die Relativposition und/oder die Relativausrichtung basierend auf Referenzpunkten des Transportfahrzeugs und der Ladungseinrichtung zu erfassen.
Hierzu können grundsätzlich beliebige Referenzpunkte verwendet werden, die die Positionierung und die Ausrichtung der Ladungseinrichtung zu dem Transportfahrzeug beschreiben. Als Referenzpunkte werden beispielsweise Eckpunkte der Ladungseinrichtung und des Transportfahrzeugs oder Kanten von Ladungseinrichtung und Transportfahrzeug verstanden. Beispielsweise kann erfasst werden, ob Kanten des Transportfahrzeugs in der Ladungseinrichtung parallel zueinander ausgerichtet sind, sofern diese im Ausgangszustand parallel ausgerichtet waren oder ausgerichtet sein sollen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Ladungseinrichtung und das Transportfahrzeug als solche zu erfassen und deren Ausrichtung im Raum, beispielsweise durch einen Erfassungsalgorithmus zu bestimmen. Die wenigstens eine Erfassungseinrichtung kann dazu Sensordaten bzw. Bilddaten bereitstellen und dem Erfassungsalgorithmus zuführen.
Die Erfassungsvorrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, die Relativposition und/oder die Relativausrichtung basierend auf einer Mustererkennung zu erfassen, insbesondere farbbasiert und/oder mittels wenigstens eines auf dem Transportfahrzeug und/oder der Ladungseinrichtung angeordneten Markers. Wie beschrieben, kann die Erfassungseinrichtung grundsätzlich beliebig ausgeführt sein, zum Beispiel als Kamera oder als Scanner. Der Erfassungsvorrichtung kann zum Beispiel eine Information bezüglich des Transportfahrzeugs und/oder der Ladungseinrichtung zugeführt werden, um die Mustererkennung zu vereinfachen. Zum Beispiel kann das Transportfahrzeug bzw. die Vielzahl der Transportfahrzeuge eine bestimmte Farbe aufweisen, die sich von einer, beispielsweise festgelegten, Farbe der Ladungseinrichtung oder der mehreren Ladungseinrichtungen unterscheidet.
Dadurch ist es möglich, die Farbe zur Unterstützung der Mustererkennung zu verwenden, in dem die Ausrichtung der unterschiedlich gefärbten Bildbereiche in den Rohdaten, die von der wenigstens einen Erfassungseinrichtung aufgezeichnet wurden, ermittelt werden können. Eine weitere Variante besteht darin, auf dem Transportfahrzeug und/oder auf der Ladungseinrichtung einen Marker anzuordnen. Der Marker kann zum Beispiel ein Muster bzw. ein Symbol darstellen, zum Beispiel ein definiert auf der Ladungseinrichtung und/oder dem Transportfahrzeug ausgerichtetes Kreuz oder eine Linie. Der Marker kann ferner ein bestimmter Code oder ein Label darstellen, der insbesondere auch eine Rotation zwischen Ladungseinrichtung und Transportfahrzeug erfassbar macht, zum Beispiel im Wege eines QR-Code oder eines Aruco-Markers. Ferner sind weitere Alternativen zur Positionsbestimmung, beispielsweise eine 3D-Positionsbestimmung bzw. eine 6D-Positionsbestimmung möglich.
Wie eingangs beschrieben, kann die Erfassungsvorrichtung mehrere Erfassungseinrichtungen oder wenigstens eine Erfassungseinrichtung aufweisen. Die Erfassungseinrichtung kann beliebig ausgestaltet sein, solange diese für ein Erfassen der Relativposition und/oder der Relativausrichtung zwischen Transportfahrzeug und Ladungseinrichtung ausgerichtet ist. Nach einer Ausgestaltung des fahrerlosen Transportsystems kann die wenigstens eine Erfassungseinrichtung als Lichtschranke ausgebildet sein. Hierbei kann es sich anbieten mehrere als Lichtschranke ausgebildete Erfassungseinrichtungen für die Erfassung zu kombinieren. Lichtschranken können beispielsweise quer zur Fahrtrichtung des Transportfahrzeugs ausgerichtet und wenigstens eine Lichtschranke auf Höhe des Transportfahrzeugs und wenigstens eine weitere Lichtschranke auf Höhe der Ladungseinrichtung angeordnet sein, um insbesondere eine Relativverschiebung bzw. die Relativposition zwischen Transportfahrzeug und Ladungseinrichtung zu bestimmen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Erfassungseinrichtung als Lichtschranke auszubilden und diese parallel zu der Hochachse der Ladungseinrichtung bzw. des fahrerlosen Transportfahrzeugs auszurichten. Hierbei können ebenfalls mehrere Erfassungseinrichtungen kombiniert werden, um beispielsweise ein Durchlaufen der Ladungseinrichtung durch die Lichtschranken „von oben“ bzw. in Draufsicht zu ermöglichen, um zu erfassen, ob die Ladungseinrichtung mit ihrer in Transportrichtung weisenden Kante rechtwinklig zur Längsachse des Transportfahrzeugs ausgerichtet ist, oder ob eine Verschiebung bzw. Verdrehung vorliegt.
Nach einer Weiterbildung des fahrerlosen Transportsystems kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Erfassungseinrichtung zur Bilderfassung ausgebildet ist. Die Erfassungseinrichtung kann beispielsweise als Kamera ausgebildet sein. Grundsätzlich kann die Erfassungsrichtung der Erfassungseinrichtung quer zur Transportrichtung oder entlang der Hochachse der Ladungseinrichtung bzw. des Transportfahrzeugs ausgerichtet sein. Ebenso sind Kombinationen aus mehreren derartigen Erfassungseinrichtungen möglich. Wie zuvor beschrieben, kann der Erfassungsalgorithmus auf als Rohdaten aufgezeichnete Bilder angewendet werden, um die Relativposition und/oder die Relativausrichtung zwischen Ladungseinrichtung und Transportfahrzeug zu bestimmen.
Wie eingangs beschrieben, kann je nach erfasster Relativposition und/oder Relativausrichtung eine Maßnahme getroffen werden, um einen potenziell unsicheren Transportzustand zu vermeiden. Nach einer Ausgestaltung des fahrerlosen Transportsystems kann die Erfassungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von der erfassten Relativposition und/oder Relativausrichtung eine Maßnahme einzuleiten, insbesondere eine Weiterführung des Transportzustands oder ein Stoppen des Transportfahrzeugs und/oder eine Neupositionierung der Ladungseinrichtung. Je nachdem, wie die Ladungseinrichtung zu dem Transportfahrzeug ausgerichtet oder positioniert ist, kann anhand der Erfassungsvorrichtung ermittelt werden, ob die Positionierung der Ladungseinrichtung in dem Ausgangszustand bzw. dem gewünschten Transportzustand entspricht oder ob, beispielsweise bedingt durch eine aufgetretene Kollision, eine Abweichung von dem Sollzustand vorliegt.
Hierbei kann die Erfassungsvorrichtung auch eine Klassifizierung der Abweichung vornehmen, beispielsweise ob diese für eine Weiterführung des Transportzustands relevant ist oder ob gegebenenfalls eine geringfügige Fehlpositionierung vorliegt, die für die Weiterführung des Transportzustands aber toleriert werden kann. Hierbei können seitens der Erfassungsvorrichtung Toleranzbänder oder Grenzwerte vordefiniert sein, wobei bei Überschreiten eines Grenzwerts eine entsprechende Maßnahmen getroffen werden kann. Weicht die Fehlpositionierung beispielsweise um mehr als den Grenzwert ab, kann ein Anhalten bzw. Stoppen des Transportfahrzeugs eingeleitet werden. Daran kann sich beispielsweise eine Neupositionierung der Ladungseinrichtung anschließen, wodurch der Transportzustand von neuem hergestellt und die Ladungseinrichtung erneut aufgenommen und somit korrekt auf dem Transportfahrzeug positioniert wird.
Neben dem fahrerlosen Transportsystem betrifft die Erfindung eine Arbeitsumgebung, umfassend wenigstens ein zuvor beschriebenes fahrerloses Transportsystem und eine Erfassungsvorrichtung mit wenigstens einer strukturfesten Erfassungseinrichtung. Die Erfassungsvorrichtung kann eine Steuerungseinrichtung, insbesondere eine zentrale Steuerungseinrichtung bereitstellen, die, beispielsweise über eine Kommunikationsschnittstelle, zur Kommunikation mit wenigstens einem Transportfahrzeug, insbesondere einer Vielzahl von Transportfahrzeugen, ausgebildet ist.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines fahrerlosen Transportsystems, umfassend wenigstens ein fahrerloses Transportfahrzeug, insbesondere einen fahrbaren Transportroboter, das dazu ausgebildet ist, in einem Transportzustand eine mit dem Transportfahrzeug gekoppelte Ladungseinrichtung zu transportieren, wobei das fahrerlose Transportsystem einer Arbeitsumgebung, insbesondere einer Produktionsanlage oder einer Werkhalle, zugeordnet und das Transportfahrzeug zum Transport von Ladungseinrichtungen innerhalb der Arbeitsumgebung ausgebildet ist, wobei mittels wenigstens einer bezogen auf die Arbeitsumgebung strukturfesten Erfassungseinrichtung eine Relativposition und/oder eine Relativausrichtung zwischen einer Ladungseinrichtung und einem die Ladungseinrichtung transportierenden Transportfahrzeug erfasst wird.
Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale, die in Bezug auf das fahrerlose Transportsystem beschrieben wurden, sind vollständig auf die Arbeitsumgebung und das Verfahren übertragbar.
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 in einer Arbeitsumgebung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung;
2 eine Prinzipdarstellung eines fahrerlosen Transportsystems in einer Arbeitsumgebung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in Draufsicht in einem ersten Zustand;
3 eine Prinzipdarstellung des fahrerlosen Transportsystems von 2 in einem zweiten Zustand; und
4 eine Prinzipdarstellung eines fahrerlosen Transportsystems in einer Arbeitsumgebung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht.

1 zeigt ein fahrerloses Transportsystem 1, das in einer Arbeitsumgebung 2 betrieben wird bzw. eine Arbeitsumgebung 2, umfassend das fahrerlose Transportsystem 1. Das fahrerlose Transportsystem 1 umfasst ein fahrerloses Transportfahrzeug 3 oder mehrere fahrerlose Transportfahrzeuge 3, die dazu ausgebildet sind, Ladungseinrichtungen 4 innerhalb der Arbeitsumgebung 2 zu transportieren. Die Arbeitsumgebung 2 kann beispielsweise als Produktionsanlage bzw. Werkhalle oder Ähnliches verstanden werden. Mit anderen Worten kann das fahrerlose Transportfahrzeug 3 in einen Transportzustand versetzt werden, in dem das fahrerlose Transportfahrzeug 3 die Ladungseinrichtung 4 transportieren, d.h. innerhalb der Arbeitsumgebung 2 bewegen kann.
Weiter ist in 1 eine Erfassungsvorrichtung 5 dargestellt, der eine Erfassungseinrichtung 6 bzw. mehrere Erfassungseinrichtungen 6, 6' zugeordnet sein können. Die Erfassungseinrichtung 6 ist grundsätzlich dazu ausgebildet, eine Relativposition und/oder eine Relativausrichtung zwischen der Ladungseinrichtung 4 und dem die Ladungseinrichtung 4 transportierenden Transportfahrzeug 3 zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung 6 ist strukturfest innerhalb der Arbeitsumgebung 2, insbesondere an einer Struktureinrichtung 7 der Arbeitsumgebung 2, angeordnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist, lediglich beispielhaft, die Struktureinrichtung 7 als Tor ausgebildet. Es ist grundsätzlich ebenso möglich, die Struktureinrichtung 7 als jedweden weiteren Strukturbereich der Arbeitsumgebung 2 zu wählen, beispielsweise ein Hochregal, einen Durchgang zwischen zwei Hochregalen, einen Werksmittelpunkt, eine Hallendecke und dergleichen.
Die Erfassungseinrichtung 6 weist einen Erfassungsbereich 12 auf, der von dem fahrerlosen Transportfahrzeug 3 durchfahren werden kann, sodass bei Durchfahren des Erfassungsbereichs 12 seitens der Erfassungseinrichtung 6 erfasst werden kann, wie die Ladungseinrichtung 4 relativ zu dem Transportfahrzeug 3 ausgerichtet bzw. positioniert ist. Ausführungsbeispiele einer derartigen Erfassung sind in den 2-4 dargestellt, wobei 2 eine Draufsicht auf das fahrerlose Transportfahrzeug 3 und die Ladungseinrichtung 4 in einem ersten Zustand, insbesondere einem Transportzustand bzw. einem Sollzustand, darstellt und 3 eine Fehlpositionierung in einem zweiten Zustand darstellt, in der die Ladungseinrichtung 4 gegenüber dem Sollzustand bzw. dem ersten Zustand, beispielsweise durch eine Kollision mit einem Hindernis, ausgelenkt, insbesondere verschoben, ist.
2 zeigt grundsätzlich zwei verschiedene Möglichkeiten der Erfassung der Relativposition und/oder der Relativausrichtung, wobei zum einen Marker 8, 8' dargestellt sind, die auf dem Transportfahrzeug 3 und der Ladungseinrichtung 4 angeordnet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Marker 8, 8` beispielhaft als Kreuze dargestellt, deren Linien mit der Längsachse bzw. der Querachse des Transportfahrzeugs 3 und der Ladungseinrichtung 4 übereinstimmen. Die Ausrichtung ist beliebig änderbar bzw. festlegbar. Die Erfassungseinrichtung 6, die beispielsweise in 1 dargestellt ist, ist dazu ausgebildet, die Relativposition und/oder die Relativausrichtung mittels Bilderfassung auszuwerten, sodass die Orientierungen der Marker 8, 8' zueinander bewertet werden können. Ebenso ist es möglich, dass die Erfassung basierend auf einer Mustererkennung von Ecken oder Kanten des Transportfahrzeugs 3 oder der Ladungseinrichtung 4 und basierend auf der Ausrichtung bzw. Positionierung der Ecken und Kanten zueinander vorgenommen wird.
Eine weitere Möglichkeit der Erfassung ist durch Lichtschranken 9, 9' dargestellt. Wird das Transportfahrzeug 3 in Transportrichtung (vgl. Pfeil 10) bewegt, werden die Lichtschranken 9, 9' bei Passieren der Ladungseinrichtung 4 ausgelöst. Hierbei kann ermittelt werden, welche Lichtschranke 9, 9` zuerst passiert wird. Ist die Ladungseinrichtung 4, wie in 2 dargestellt, korrekt positioniert, sollten die Lichtschranken 9, 9' näherungsweise gleichzeitig ausgelöst werden. Wie beschrieben, stellt 3 einen abweichenden Zustand dar, in dem eine Fehlpositionierung aufgetreten ist, beispielsweise durch Kollision der Ladungseinrichtung 4 mit einem Hindernis. Ersichtlich ist dadurch der Marker 8`gegenüber dem Ausgangszustand, der strichliert dargestellt ist, rotiert und verschoben, sodass zum einen die Ausrichtung des Markers 8` relativ zu dem Marker 8 für die Erfassung der Veränderung der Relativposition und die Veränderung der Relativausrichtung verwendet werden kann. Zusätzlich ist dargestellt, dass die Lichtschranke 9' auslöst, bevor die Lichtschranken 9 ausgelöst wird, sodass die Verschiebung bzw. Verdrehung der Ladungseinrichtung 4 auch über die Lichtschranken 9, 9' aufgelöst bzw. erfasst werden kann.
Basierend auf der erfassten Relativposition und/oder Relativausrichtung kann die Erfassungsvorrichtung 5, beispielsweise mittels einer integrierten Steuerungseinrichtung, insbesondere mittels eines Prozessors, ein entsprechendes Steuersignal an das fahrerlose Transportsystem 1 ausgeben. Das fahrerlose Transportfahrzeug 3 kann beispielsweise gestoppt werden und die Ladungseinrichtung 4 kann erneut mit dem fahrerlosen Transportfahrzeug 3 gekoppelt werden, beispielsweise in dem in 2 dargestellten Sollzustand neu aufgenommen werden.
Die Erfassungsvorrichtung 5 kann dazu insbesondere Klassifizierungen der Fehlpositionierung vornehmen, die zumindest als Grundlage für die Entscheidung herangezogen werden kann, ob eine Weiterfahrt des fahrerlosen Transportsystems 3 möglich ist oder ob ein Halt und gegebenenfalls eine neue Positionierung der Ladungseinrichtung 4 erforderlich ist.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines fahrerlosen Transportsystems 1 in einer Arbeitsumgebung 2, bei dem eine Erfassungseinrichtung 6 entlang der Hochachse des Transportfahrzeugs 3 bzw. der Ladungseinrichtung 4 ausgerichtet und dazu ausgebildet ist, die Relativposition und/oder die Relativausrichtung zu erfassen, beispielsweise wie zuvor in Bezug auf 1-3 beschrieben.
Ferner ist eine Erfassungseinrichtung 6' dargestellt, die dazu ausgebildet ist, die Relativposition und/oder die Relativausrichtung zwischen Transportfahrzeug 3 und Ladungseinrichtung 4, insbesondere mittels Lichtschranken 9, 9', wie zuvor dargelegt, zu erfassen. Zusätzlich sind Lichtschranken 11, 11' dargestellt, die entlang der Querrichtung der Ladungseinrichtung 4 bzw. des Transportfahrzeugs 3 ausgerichtet sind, wobei eine Lichtschranke 11 in Höhe der Ladungseinrichtung 4 und eine Lichtschranke 11' in Höhe des Transportfahrzeugs 3 angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die Relativposition zwischen Ladungseinrichtung 4 und Transportfahrzeug 3 zu erfassen, nämlich basierend auf den Zeitpunkten bzw. dem zeitlichen Abstand der Auslösung der Lichtschranken 11, 11' während das Transportfahrzeug 3 entlang des Pfeils 10 bewegt wird. 4 zeigt einen weiteren Erfassungsbereich 12, der beispielsweise von einer quer zur Längsrichtung des Transportfahrzeugs 3 angeordneten Erfassungseinrichtung 6 erfasst werden kann, die beispielweise zur Mustererkennung ausgebildet ist, insbesondere wie zuvor in Bezug auf 1-3 beschrieben.
Sämtliche beschriebenen Erfassungseinrichtungen 6, 6', sowie Lichtschranken 9, 9', 11, 11` sind beliebig miteinander kombinierbar. In der Arbeitsumgebung 2 können insbesondere mehrere solcher Erfassungseinrichtungen 6, 6' angeordnet und über verschiedene Stellen der Arbeitsumgebung 2 verteilt sein. Für die Anordnung bieten sich, wie beschrieben, Struktureinrichtungen 7 an, die insbesondere neuralgische Punkte der Arbeitsumgebung 2 darstellen können. Als neuralgische Punkte können Stellen der Arbeitsumgebung 2 verwendet werden, deren Verkehrsaufkommen bzw. deren Frequentierung durch fahrerlose Transportfahrzeuge 3 gegenüber dem Durchschnitt erhöht sein kann, insbesondere Kreuzungen zwischen Transportwegen, Tore, Hochregale, Durchfahrten zwischen Hochregalen und dergleichen.
Alle in Bezug auf die einzelnen Fig. beschriebenen Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar, untereinander austauschbar und aufeinander übertragbar. Das hierin beschriebene Verfahren kann insbesondere in der Arbeitsumgebung 2 bzw. mit dem fahrerlosen Transportsystem 1 ausgeführt werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrerloses Transportsystem
2: Arbeitsumgebung
3: Fahrerloses Transportfahrzeug
4: Ladungseinrichtung
5: Erfassungsvorrichtung
6, 6': Erfassungseinrichtung
7: Struktureinrichtung
8, 8': Marker
9, 9': Lichtschranke
10: Pfeil
11, 11': Lichtschranke
12: Erfassungsbereich

Claims

Fahrerloses Transportsystem (1), umfassend wenigstens ein fahrerloses Transportfahrzeug (3), insbesondere einen fahrbaren Transportroboter, das dazu ausgebildet ist, in einem Transportzustand eine mit dem Transportfahrzeug (3) gekoppelte Ladungseinrichtung (4) zu transportieren, wobei das fahrerlose Transportsystem (1) einer Arbeitsumgebung (2), insbesondere einer Produktionsanlage oder einer Werkhalle, zugeordnet und das Transportfahrzeug (3) zum Transport von Ladungseinrichtungen (4) innerhalb der Arbeitsumgebung (2) ausgebildet ist, gekennzeichnet durch eine Erfassungsvorrichtung (5), die wenigstens eine bezogen auf die Arbeitsumgebung (2) strukturfeste Erfassungseinrichtung (6) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Relativposition und/oder eine Relativausrichtung zwischen einer Ladungseinrichtung (4) und einem die Ladungseinrichtung (4) transportierenden Transportfahrzeug (3) zu erfassen.
Fahrerloses Transportsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Erfassungseinrichtung (6) an einer Struktureinrichtung (7) der Arbeitsumgebung (2) angeordnet ist.
Fahrerloses Transportsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Erfassungseinrichtung (6) an einem neuralgischen Punkt der Arbeitsumgebung (2), insbesondere an einem Tor und/oder einem Regal, angeordnet ist.
Fahrerloses Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsvorrichtung (5) dazu ausgebildet ist, die Relativposition und/oder die Relativausrichtung basierend auf Referenzpunkten des Transportfahrzeugs (3) und der Ladungseinrichtung (4) zu erfassen.
Fahrerloses Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsvorrichtung (5) dazu ausgebildet ist, die Relativposition und/oder die Relativausrichtung basierend auf einer Mustererkennung zu erfassen, insbesondere farbbasiert und/oder mittels wenigstens eines auf dem Transportfahrzeug (3) und/oder der Ladungseinrichtung (4) angeordneten Markers (8, 8').
Fahrerloses Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Erfassungseinrichtung (6) als Lichtschranke (9, 9', 11, 11') ausgebildet ist.
Fahrerloses Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Erfassungseinrichtung (6) zur Bilderfassung ausgebildet ist.
Fahrerloses Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsvorrichtung (5) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der erfassten Relativposition und/oder Relativausrichtung eine Maßnahme einzuleiten, insbesondere eine Weiterführung des Transportzustands oder ein Stoppen des Transportfahrzeugs (3) und/oder eine Neupositionierung der Ladungseinrichtung (4).
Arbeitsumgebung (2), umfassend wenigstens ein fahrerloses Transportsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche und eine Erfassungsvorrichtung (5) mit wenigstens einer strukturfesten Erfassungseinrichtung (6).
Verfahren zum Betreiben eines fahrerlosen Transportsystems (1), umfassend wenigstens ein fahrerloses Transportfahrzeug (3), insbesondere einen fahrbaren Transportroboter, das dazu ausgebildet ist, in einem Transportzustand eine mit dem Transportfahrzeug (3) gekoppelte Ladungseinrichtung (4) zu transportieren, wobei das fahrerlose Transportsystem (1) einer Arbeitsumgebung (2), insbesondere einer Produktionsanlage oder einer Werkhalle, zugeordnet und das Transportfahrzeug (3) zum Transport von Ladungseinrichtungen (4) innerhalb der Arbeitsumgebung (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer bezogen auf die Arbeitsumgebung (2) strukturfesten Erfassungseinrichtung (6) eine Relativposition und/oder eine Relativausrichtung zwischen einer Ladungseinrichtung (4) und einem die Ladungseinrichtung (4) transportierenden Transportfahrzeug (3) erfasst wird.