DE102022205970A1

DE102022205970A1 - Fahrerloses Transportfahrzeug mit einem adaptiven akustischen Warnsystem und Verfahren hierzu

Info

Publication number: DE102022205970A1
Application number: DE102022205970.0A
Authority: DE
Inventors: Alexander Gröninger
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2022-06-13
Filing date: 2022-06-13
Publication date: 2023-12-14
Also published as: WO2023241761A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein fahrerloses, insbesondere automatisch oder autonom geführtes Transportfahrzeug (1) zum Befördern von Nutzlasten, umfassend ein akustisches Warnsystem (2) zum Erzeugen von akustischen Warntönen (3), welches zur Sicherstellung einer stets optimalen Wahrnehmung akustische Parameter des Warntons (3) auf Basis von definierten Informationen über die Umgebung des Transportfahrzeugs (1) adaptiv sowie automatisch anpasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein fahrerloses, insbesondere automatisch geführtes und vorzugsweise ein autonomes automatisch geführtes Transportfahrzeug zum Befördern von Nutzlasten. Derartige Fahrzeuge können beispielsweise als Materialtransportfahrzeuge in Produktionswerken und Lagerhallen, Lieferfahrzeuge auf der Straße, autonome Traktoren und Transporter in der Landwirtschaft und auf dem Bau und vieles mehr vorgesehen sein. Derartige Fahrzeuge sind meistens mit einem vergleichsweise leisen elektrischen Antrieb ausgestattet und erzeugen daher im Betrieb lediglich geringe antriebsbedingte Eigengeräusche. Für ein gattungsgemäßes Materialtransportfahrzeug beziehungsweise Flurförderfahrzeug wird beispielhaft auf WO2021233505A1 verwiesen.
Um Personen in Umgebung des Transportfahrzeugs auf dieses zwecks Unfallvermeidung aufmerksam zu machen, ist es bekannt und häufig sogar gesetzlich vorgeschrieben, einen gesonderten akustischen Warnton am Transportfahrzeug im Betrieb zu erzeugen.
Beispielsweise aus DE 10012527 A1 ist ein akustisches Warnsystem für ein Flurförderzeug bekannt, welches Mittel zum Speichern mindestens eines analogen und/oder digitalen Tonsignals umfasst, welcher zur Erzeugung eines Warntons mit einem akustischen Signalgeber dient.
Gattungsgemäße Transportfahrzeuge müssen sich auf ihrer Fahrroute häufig durch verschiedene Umgebungen mit sehr unterschiedlichen vorherrschenden Geräuschpegeln bewegen, beispielsweise zwischen lauten Produktionsstätten und vergleichsweise leisen Lagerräumen pendeln. Der akustische Warnton kann dabei je nach Situation von umstehenden Personen als zu leise oder zu laut empfunden werden.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine verbesserte Lösung vorzuschlagen, um Personen bei unterschiedlich ausgeprägten Umgebungsgeräuschen sicher auf ein gattungsgemäßes Transportfahrzeug akustisch aufmerksam zu machen, wobei übermäßige akustische Störungen möglichst vermieden werden sollen.
Diese Aufgabe wird mit der Merkmalskombination nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung und Figuren.
Die Erfindung sieht vor, dass das Transportfahrzeug ein akustisches Warnsystem aufweist, welches auf Basis von definierten Informationen über die Umgebung des Transportfahrzeugs akustische Parameter des Warntons adaptiv sowie automatisch anpassen kann.
Dadurch kann auch und insbesondere für wechselnde Umgebunden stets ein optimales Maß zwischen Sicherheitsaspekten wie eine zuverlässige Wahrnehmbarkeit des Warntons und Komfortaspekten wie Vermeidung von unnötig lauten Geräuschen erreicht werden.
Durch das Zusammenführen von allen erforderlichen Elementen auf dem Transportfahrzeug können aufwändige sowie kostenintensive Anpassungen der umliegenden Infrastruktur wie beispielsweise externe Annäherungserkennungssysteme eingespart werden.
Der Einsatzbereich des Transportfahrzeugs kann flexibel erweitert und schnell verändert werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 prinzipielle Darstellung des Transportfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Warnsystem 2.
2 Anpassung des Schalldruckpegels des Warnsignals in Abhängigkeit vom Schalldruckpegel der Umgebung.
3 Zusammenhang zwischen Fahrgeschwindigkeit und Schalldruckpegel
4 vereinfachtes Beispiel eines erfassten Frequenzspektrums der Umgebungsgeräusche.
5 beispielhafte Anpassung des Warntons in Abhängigkeit von dem Frequenzspektrum gemäß 4.

Fig.1
Das erfindungsgemäße fahrerlose Transportfahrzeug 1 weist ein akustisches Warnsystem 2 auf, dessen Zweck ist es, akustische Warntöne 3 jederzeit gezielt an die konkret vorherrschende Umgebungssituation anzupassen, damit Personen in die Umgebung diese jederzeit sicher und deutlich wahrnehmen können.
Das Warnsystem 2 verfügt über wenigstens eine Schallerfassungsvorrichtung 4, beispielsweise ein Mikrofon, welches Umgebungsgeräusche 9 erfasst und in ein Eingangssignal 17 umwandelt, welches an eine elektronische Steuereinheit 6 weitergeleitet wird.
Die elektronische Steuereinheit 6 dient zum Auswerten von verschiedenen eingehenden Signalen 12, 14,17 welche in Zusammenhang mit vorhandenen Geräuschen oder Geräuschvorgaben in der Umgebung des Transportfahrzeugs stehen, zum Abgleich der eingegangenen Informationen mit einem für die Ausgabe vorgesehenen Warnton 3 und bedarfsgerechter Anpassung beziehungsweise Änderung des Warntons 3 mit der Vorgabe, seine optimale Wahrnehmung in der vorliegenden Umgebungssituation sicherzustellen.
Die Parameter eines derart angepassten auszugebenden Warntons 3, beispielsweise der Schalldruckpegel und das Frequenzprofil, werden innerhalb der Steuereinheit 6 in einer geeigneten elektronischen Komponente, beispielsweise einem Modulator festgelegt und als ein analoges oder digitales Signal 11 an eine oder mehrere Schallemissionsvorrichtungen 5 weitergeleitet, wo diese in Schallwellen umgewandelt und in die Umgebung des Transportfahrzeugs 1 emittiert werden.
Das Warnsystem 2 umfasst ferner einen Datenspeicher 8, welcher dazu geeignet ist, digitale Daten zu speichern und mit der Steuereinheit 6 auszutauschen.
In dem Datenspeicher 8 werden vor der Inbetriebnahme des Transportfahrzeugs 1 mindestens ein vordefiniertes Warnton-Basisprofil gespeichert, welches als Grundlage zur Erzeugung eines nicht angepassten Standardwarntons dient. Dieser kann beispielsweise auf Versuchs- oder Erfahrungswerten als für die geplante Einsatzumgebung des Transportfahrzeugs 1 meistgeeignet basieren.
Zur Ermittlung des Eigengeräuschverhaltens des Transportfahrzeugs werden zudem in der Entwicklungsphase des Transportfahrzeugs 1 Geräuschprofile bei Ausführung verschiedener Betriebsfunktionen erfasst, charakterisiert und als Kennlinien im Datenspeicher 8 für die Steuereinheit 6 hinterlegt. Solche Betriebsfunktionen können je nach konkreter Ausführung variieren. Beispielsweise kann es sich dabei um Fahren bei verschiedenen Geschwindigkeiten und Lasten, Betätigen von etwaigen Hubvorrichtungen, Manipulatoren, weitere Aggregaten, Anbaukomponenten und Dergleichen handeln.
Das Transportfahrzeug 1 kann ferner eine oder mehrere elektronische Vorrichtungen 7 aufweisen, welche dazu geeignet sind definierte Betriebsparameter des Transportfahrzeugs 1 an die Steuereinheit 6 zu übermitteln. Als elektronische Vorrichtung 7 kann beispielsweise ein Steuermodul, eine zentrale Steuerungseinheit des Transportfahrzeugs 1 oder ein weiteres Steuergerät fungieren, welches in der Lage ist, Informationen über definierte Fahrzeugparameter in Form von digitalen oder analogen Signalen 12 über eine Leitung oder per Funk an die Steuereinheit 6 zu übermitteln.
Ein solcher Betriebsparameter kann insbesondere die aktuelle Fahrgeschwindigkeit sein, jedoch auch weitere geräuschrelevante Parameter wie beispielsweise der Betriebszustand eines Motors, einer Anbaukomponente und Dergleichen.
Des Weiteren kann das Transportfahrzeug 1 über wenigstens eine Standortbestimmungsvorrichtung 10 verfügen, welche zur Bestimmung des aktuellen Standortes des Transportfahrzeugs 1 dient und entsprechend aufbereitete Standortdefinitionssignale 14 an die Steuereinheit 6 weiterleiten kann. Innerhalb der Erfindung kann die Standortbestimmung auf Basis von Satellitensignalen wie beispielsweise GPS, optisch, über elektromagnetische Transponder wie RFID, per WLAN, über mechanische Kontakte oder auf eine beliebige andere Weise erfolgen.
Die Information über den aktuellen Standort des Transportfahrzeugs 1 kann beispielsweise dazu dienen, Umgebungen mit besonders niedrigen Schalldruckpegel-Vorgaben zu erkennen, beispielsweise Büroräume, Krankenhäuser etc. Wird eine solche Umgebung erkannt, kann die Steuereinheit 6 bei Bedarf ein Steuersignal 13 zur Anpassung definierter Betriebsparameter des Transportfahrzeugs 1 aussenden mit dem Ziel, Eigengeräuschemissionen zu verringern.
Fig.2
2 zeigt beispielhaft und vereinfacht die Anpassung der Lautstärke bzw. des Schalldruckpegels des Warnsignals 3.
Wenn das Transportfahrzeug 1 sich in einer ersten Umgebung A mit einem eher niedrigen Schalldruckpegel der Umgebungsgeräusche 9 befindet, ist der Warnton 3 so angepasst, dass sein Schalldruckpegel im Vergleich zu Umgebungsgeräuschen 9 um einen definierten Mindestabstand S größer ist, um eine ausreichend deutliche Wahrnehmung des Warntons 3 zu ermöglichen und gleichzeitig übermäßige Störung durch eine unnötig zu hohe Lautstärke zu vermeiden.
Wechselt das Transportfahrzeug 1 eine andere Umgebung B mit einem erheblich höheren Schalldruckpegel der Umgebungsgeräusche 9', wäre der bisher eingestellte Schalldruckpegel des Warntons 3 nicht mehr ausreichend, um sicher wahrgenommen zu werden. Daher wird sein Schalldruckpegel erhöht, sodass bei dem angepassten Warnton 3' der Mindestabstand S zum Schalldruckpegel der Umgebungsgeräusche 9' wieder hergestellt ist.
Umgekehrt, beim Wechseln aus einer lauten in eine leise Umgebung funktioniert die Anpassung sinngemäß nach dem gleichen Prinzip.
Fig.3
3 zeigt beispielhaft Kennlinien von fahrgeschwindigkeitsabhängigen Eigengeräuschemissionen des Transportfahrzeugs 1 bei Leerfahrten 16 und fahren mit einer Nutzlast 16', welche wie vorstehend beschrieben, bei der Entwicklung des Transportfahrzeugs 1 ermittelt, charakterisiert und im Datenspeicher 8 hinterlegt worden sind.
Auf der Hochachse sind symbolisch Grenzwerte für zulässige Schalldruckpegel in unterschiedlichen Umgebungen A, B, C markiert. Beispielsweise kann A ein Labor, B ein Lagerhaus, C eine Produktionshalle symbolisieren. Aus dem Diagramm folgt klar, dass der emittierte Schalldruckpegel mit der Geschwindigkeit steigt und bei derselben Geschwindigkeit bei Fahrten mit Nutzlast höher liegt als bei Leerfahrten.
Dieser Zusammenhang kann durch die Steuereinheit 6 berücksichtigt werden, um Störungen durch zu hohe Geräuschemissionen zu minimieren. So kann die Steuereinheit 6 beispielsweise ein Steuersignal 13 aussenden, welches die Fahrgeschwindigkeit V verändert, wenn das Transportfahrzeug 1 eine Umgebung befährt, für welche in dem Datenspeicher 8 der Steuereinheit 6 definierte Vorgaben für zulässige Schalldruckpegel gespeichert sind. In Abhängigkeit davon, ob eine Fahrt mit Nutzlast oder eine Leerfahrt stattfindet, kann die Geschwindigkeitsveränderung entsprechend größer oder geringer ausfallen. So kann insbesondere die Fahrgeschwindigkeit des Transportfahrzeugs in besonders leisen Bereichen gezielt gedrosselt werden, um nicht störend zu wirken.
Die Erkennung des entsprechenden Umgebungsbereiches kann beispielsweise mithilfe des Standortdefinitionssignals 14 der Standortbestimmungsvorrichtung 10 erfolgen oder beispielsweise indem ein diese Umgebung kennzeichnendes charakteristisches Umgebungsgeräusch durch die Schallerfassungsvorrichtung 4 erfasst und durch die Steuereinheit 6 als solches erkannt wird.
Fig.4
für unterschiedliche Umgebungen können unterschiedliche Frequenzspektren 18 charakteristisch sein, bei denen wie hier stark vereinfacht dargestellt, unterschiedlichen Frequenzbereichen jeweils unterschiedliche Schalldruckpegel gehören.
So können beispielsweise in Maschinenhallen oder Presswerken eher tiefe Frequenzen dominieren, wogegen in einem Sägewerk eher höhere Frequenzen vorherrschen.
Innerhalb der Erfindung kann die Steuereinheit 6 dazu befähigt sein, durch die Schallerfassungsvorrichtung 4 erfassten Umgebungsgeräusche 9 anhand ihrer Frequenzspektren 18 zu analysieren.
Fig.5
Basierend auf dem erfassten Frequenzspektrum 18 des Umgebungsgeräusches wird das Frequenzspektrum des Warntons 3 derart moduliert, dass es sich in einem gut hörbaren Bereich befindet.
So kann es beispielsweise so eine Situation kommen, wenn der Abstand S des Schalldruckpegels zwischen dem nicht angepassten Warnton 3 und dem erfassten Frequenzspektrum 18 im Frequenzbereich des Warntons 3 geringer als ein definierter Mindestabstand ist. In einem solchen Fall kann der angepasste Warnton 3' in einen anderen, hier beispielhaft in einen höheren Frequenzbereich verschoben werden, wo der Abstand S' zum erfassten Frequenzspektrum 18 ausreichend groß ist. Dadurch wird eine deutliche Erkennung des angepassten Warntons 3' vor dem Hintergrund der präsenten Umgebungsgeräusche ermöglicht, ohne dass Schalldruckpegel erhöht werden muss.
Bezugszeichenliste

1: Transportfahrzeug
2: Warnsystem
3: Warnton
4: Schallerfassungsvorrichtung
5: Schallemissionsvorrichtung
6: Steuereinheit
7: Elektronische Vorrichtung
8: Datenspeicher
9: Umgebungsgeräusch
10: Standortbestimmungsvorrichtung
11: Signal
12: Signal
13: Steuersignal
14: Standortdefinitionssignal
15: Warntonprofil
16: Kennlinie
17: Eingangssignal
18: Frequenzspektrum der Umgebung
S: Mindestabstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2021233505 A1 [0001]
DE 10012527 A1 [0003]

Claims

Fahrerloses, insbesondere automatisch oder autonom geführtes Transportfahrzeug (1) zum Befördern von Nutzlasten, umfassend ein akustisches Warnsystem (2) zum Erzeugen von akustischen Warntönen (3) dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsystem (2) wenigstens eine Schallerfassungsvorrichtung (4) zum Erfassen von Umgebungsgeräuschen (9) und wenigstens eine Schallemissionsvorrichtung (5) zum Emittieren eines Warntons (3) aufweist, sowie wenigstens eine elektronische Steuereinheit (6) umfasst, welche zum adaptiven Einstellen von ersten Signalen (11) zur Erzeugung des Warntons (3) eingerichtet ist.
Transportfahrzeug (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) dazu eingerichtet ist, zweite Signale (12) zu erfassen, welche wenigstens einem definierten Betriebsparameter des Transportfahrzeugs (1) zugeordnet sind.
Transportfahrzeug (1) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) dazu ausgebildet ist, eine Änderung von wenigstens einem definierten Betriebsparameter des Transportfahrzeugs (1) einzuleiten.
Transportfahrzeug (1) nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparameter eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Transportfahrzeugs (1) ist.
Transportfahrzeug (1) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Transportfahrzeug (1) wenigstens eine Standortbestimmungsvorrichtung (10) zur Bestimmung eines aktuellen Standortes des Transportfahrzeugs (1) umfasst und die Steuereinheit (6) dazu ausgebildet ist, Standortdefinitionssignale (14) der Standortbestimmungsvorrichtung (10) zu erfassen und auszuwerten.
Transportfahrzeug (1) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsystem (2) wenigstens einen Datenspeicher (8) umfasst, welcher dazu geeignet ist Datensätze in digitaler Form zu speichern und mit der Steuereinheit (6) auszutauschen.
Transportfahrzeug (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher (8) Datensätze enthält, welche wenigstens zwei unterschiedlichen vordefinierte Warntonprofilen (15, 15') zugeordnet sind.
Transportfahrzeug (1) nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher (8) Datensätze enthält, welche wenigstens einer akustischen Kennlinie (16) zugeordnet sind, wobei die Kennlinie (16) emittierten Eigengeräusche des Transportfahrzeugs (1) bei Ausführung von wenigstens einer definierten Betriebsfunktion repräsentiert.
Verfahren zum Betrieb eines akustischen Warnsystems (2) eines Transportfahrzeugs (1) zum Befördern von Nutzlasten, insbesondere eines automatisch oder autonom geführten Transportfahrzeugs (1), umfassend wenigstens folgende Schritte: - Erfassen von Umgebungsgeräuschen (9) in direkter Umgebung des Transportfahrzeugs (1) mit einer Schallerfassungsvorrichtung (4) - Anpassen von charakteristischen Merkmalen eines Warntons (3), sodass dieser sich ausreichend deutlich von den erfassten Umgebungsgeräuschen unterscheidet, um durch ein menschliches Gehör mit einer definierten Sicherheit als solches erkannt zu werden. - Emittieren des angepassten Warntons (3) durch eine Schallemissionsvorrichtung (8) in die Umgebung des Transportfahrzeugs (1).
Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass das charakteristische Merkmal ein Schalldruckpegel des Warntons (3) ist, wobei dieser derart angepasst wird, dass bei dem angepassten Warnton (3) ein definierter Mindestabstand zum Schalldruckpegel der erfassten Umgebungsgeräusche (9) eingehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass das charakteristische Merkmal ein Frequenzspektrum des Warntons (3) ist, wobei dieser derart angepasst wird, dass bei dem angepassten Warnton (3) ein definierter Mindestabstand zum Frequenzspektrum (18) der erfassten Umgebungsgeräusche (9) eingehalten wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine charakteristische akustische Kennlinie (16) in einem Datenspeicher (6) hinterlegt ist, welche emittierte Eigengeräusche des Transportfahrzeugs (1) bei Ausführung von wenigstens einer definierten Betriebsfunktion repräsentiert, wobei die Kennlinie (16) bei Ausführung der Betriebsfunktion derart bei Anpassung des Warntons (3) berücksichtigt wird, dass bei dem angepassten Warnton (3) der Schalldruckpegel und/oder der Frequenzspektrum in einem definierter Mindestabstand zur Kennlinie (16) eingehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Kennlinie (16) emittierte Eigengeräusche des Transportfahrzeugs (1) beim Fahren mit unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten unter wenigstens einer definierten Last repräsentiert.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrgeschwindigkeit des Transportfahrzeugs (1) gedrosselt wird, wenn ein Schalldruckpegel der erfassten Umgebungsgeräusche (9) einen definierten Wert unterschreitet.