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Die Neuerung betrifft ein fahrerloses Transportsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die fahrerlosen Transportsysteme werden in der Praxis auch kurz als „FTS“ bezeichnet und betreffen Fahrzeuge, die autonom und nicht spurgebunden auf einem Betriebsgelände oder in einer Halle fahren können und zum Materialtransport dienen. Im Unterschied zu beispielsweise autonom fahrenden Straßenfahrzeugen, die für den öffentlichen Straßenverkehr vorgesehen sind und zur Beförderung von Personen dienen, ist für die Ausgestaltung eines FTS ein ganz anderes normatives Umfeld zu beachten, welches beispielsweise die Maschinenrichtlinien einschließt.
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Dementsprechend werden sehr hohe Anforderungen an das FTS gestellt, was beispielsweise die Personensicherheit betrifft, also den Schutz von Personen, die sich im Umfeld des FTS aufhalten. Zudem besteht bei straßengebundenen Fahrzeugen die Möglichkeit, die Sensoren vergleichsweise hoch anzuordnen, beispielsweise hinter den Fenstern der Passagierkabine. Bei einem FTS hingegen sind typischerweise keine Aufbauten oberhalb der Plattform vorgesehen, um die Anordnung unterschiedlich geformter und unterschiedlich großer Transportgüter auf der Plattform nicht zu behindern. Beispielsweise ist es typisch, dass das Transportgut größere Umfangsabmessungen aufweisen kann als das FTS selbst daher nicht nur die Plattform vollflächig nach oben abdeckt, sondern umfangsmäßig auch noch über die Plattform hinaus ragt.
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Aus diesem Grund ist es bekannt, FTS mit Sensoren auszustatten, die tiefer als die Plattform angeordnet sind und das Umfeld des FTS insbesondere in Fahrtrichtung erfassen. Falls eine Kollisionsgefahr droht, kann das FTS automatisch verlangsamt oder zum Stillstand gebracht werden, sofern keine Umfahrung des Hindernisses möglich ist.
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Wenn das Transportgut, welches sich auf der Plattform des FTS befindet, ausschließlich von der Plattform aus nach oben ragt, können die Sensoren des FTS das Umfeld des FTS ohne Einschränkungen erfassen, so das der gewünschte sichere Fahrbetrieb des FTS problemlos gewährleistet werden kann. Häufig jedoch weist das Transportgut einen oder mehrere Vorsprünge auf, die sich tiefer als die Plattform erstrecken und somit in den Erfassungsbereich eines Sensors ragen können. Wenn beispielsweise ein Regal, ein Tisch oder dergleichen mittels des FTS transportiert werden soll, und dieses Transportgut eine größere Grundfläche einnimmt als das FTS, so kann dieses Transportgut mit einer Bodenplatte auf der Plattform des FTS abgestellt werden. Standfüße, Laufrollen oder dergleichen des Tisches bzw. Regals bilden in diesem Fall dann die Vorsprünge, die sich im Vergleich zum Niveau der Plattform weiter nach unten erstrecken und in den Erfassungsbereich eines Sensors ragen, da die Sensoren typischerweise tiefer als die Plattform angeordnet sind.
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Dieser erwähnte Vorsprung weist zum FTS hin eine Projektionsfläche auf, die praktisch die vom FTS aus sichtbare Breite des Vorsprungs darstellt. Ausgehend von dieser Projektionsfläche ergibt sich ein Bereich, der sich von dem Vorsprung aus vom FTS weg erstreckt, also vom FTS aus nach außen, und der durch den Vorsprung für die Sensoren nicht einsehbar, sondern vielmehr abgeschattet ist. Daher wird dieser Bereich als äußerer Abschattungsbereich bezeichnet. Hindernisse und Personen, die sich in diesem äußeren Abschattungsbereich befinden, sind dementsprechend gefährdet, da sie vom FTS nicht automatisch erfasst werden.
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Aus der
DE 20 2013 004 209 U1 ist ein gattungsgemäßes
FTS bekannt. An zwei diagonal einander gegenüberliegenden Ecken weist das
FTS Sensoren auf, die jeweils einen Erfassungsbereich von 270° aufweisen, so dass jeder Sensor den Bereich neben einer Seite des
FTS erfasst sowie den Bereich entweder vor oder hinter dem
FTS. Für den Fall, dass ein Vorsprung des Transportguts nach unten ragt und einen unerwünschten gro-ßen, gefährlichen äußeren Abschattungsbereich schafft, kann das Transportgut mittels einer Hubeinrichtung so weit angehoben werden, dass die Sensoren nicht beeinträchtigt werden. Mittels der beiden diametral angeordneten Sensoren kann dementsprechend das gesamte Umfeld des
FTS erfasst werden, da sensorisch nicht einsehbare Bereiche vermieden werden. Zum Anheben des Transportguts wird Energie benötigt, welche die Reichweite des
FTS beeinträchtigen kann. Zudem ist eine vergleichsweise aufwändige Konstruktion erforderlich, um auch bei angehobener Plattform eine stabile und während der Fahrt sichere Unterstützung Transportguts zu gewährleisten.
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Auch aus der
DE 20 2016 003 096 U1 ist ein
FTS bekannt, bei dem zwei Sensoren an diagonal gegenüberliegenden Ecken angeordnet sind. Um ungewünscht große äußere Abschattungsbereiche zu vermeiden, ist ein Sensor an einem Träger gehalten, wobei der Träger beweglich ist, so dass beispielsweise der Sensor entlang einer geradlinigen oder gebogenen Bewegungsbahn vom
FTS aus weiter nach außen bewegt werden kann. Die wahlweise ein- oder ausfahrbaren Träger verkomplizieren grundsätzlich die Konstruktion des
FTS. Zudem muss im
FTS der Raum berücksichtigt werden, um die Träger in das
FTS einfahren zu können, wodurch die konstruktive Freiheit bei der Ausgestaltung des
FTS beeinträchtigt ist.
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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes FTS dahingehend zu verbessern, dass dieses mechanisch robust ausgestaltet werden und gleichzeitig geringe Abschattungsbereiche ermöglichen kann. Weiterhin liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, eine Transportanordnung anzugeben, die auch mit einem auf einem FTS befindlichen Transportgut, welches einen Vorsprung aufweist, der in den Sensor-Erfassungsbereich des FTS ragt, eine sichere Fahrt des FTS ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein FTS nach Anspruch 1 sowie durch eine Transportanordnung nach Anspruch 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, an sämtlichen vier Ecken des FTS jeweils einen Sensor anzuordnen. Um großflächige Überschneidungen der jeweiligen Erfassungsbereiche zu gewährleisten, weist jeder Sensor einen Erfassungsbereich von wenigstens 250° in der Horizontalen auf. Vorteilhaft beträgt der Erfassungsbereich im Wesentlichen 270°. Durch diese Ausgestaltung ergeben sich Überschneidungen der Erfassungsbereiche auch hinter den Störkonturen, also auf der vom FTS abgewandten Außenseite eines nach unten ragenden Vorsprungs des Transportguts. Hierdurch wird eine sichere Fahrt des FTS gewährleistet: bevor ein Hindernis in den äußeren Abschattungsbereich gelangen kann, gerät es außerhalb der Störkontur in den Bereich, in welchem es von einem oder sogar von mehreren Sensoren erfasst wird, so dass das FTS in einen sicheren Zustand gebracht werden kann, bevor das Hindernis in den von den Sensoren nicht einsehbaren äußeren Abschattungsbereich geraten kann.
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Durch die Überschneidungsbereiche der Sensoren wird auch die praktische Benutzung des FTS vereinfacht, beispielsweise die Beladung des FTS mit dem Transportgut. Beispielsweise ist es nicht erforderlich, die nach unten ragenden Vorsprünge ausschließlich seitlich neben dem FTS anzuordnen, um auf diese Weise nach vorn, in Fahrtrichtung, einen freien Erfassungsbereich für den oder die verwendeten Sensoren zu gewährleisten.
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Hinsichtlich des wirksamen Erfassungsbereichs der Sensoren kann vorteilhaft vorgesehen sein, diesen wirksamen, in der Praxis genutzten Erfassungsbereich kleiner auszugestalten als aufgrund der technischen Ausgestaltung der Sensoren möglich wäre. Beispielsweise kann vorgesehen sein, nicht nur die äußeren Abschattungsbereiche in Kauf zu nehmen, sondern bewusst innere Abschattungsbereiche in der Art zu schaffen, dass die nach unten ragenden Vorsprünge des Transportguts nicht von den Sensoren erfasst werden können.
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Diese Ausgestaltung des FTS geht von der Überlegung aus, dass aufgrund der Anforderungen an die Maschinen- und Personensicherheit das FTS nicht bei jeder Fahrt erneut auf das jeweilige Transportgut kalibriert wird, Es kann vorgesehen sein, dass lediglich speziell geschultes Sicherheitspersonal eine Kalibrierung des FTS und seiner Sensoren vornehmen darf, so dass eine dementsprechende Anpassung des FTS nicht vor jeder einzelnen Fahrt und für die unterschiedlichsten Transportgüter vorgenommen wird. In diesem Fall kann vielmehr die Verwendung standardisierter Transportgüter vorgesehen sein, mit erstens der stets gleichen Geometrie und zweitens mit einer vorbestimmten Positionierung, wie das Transportgut auf dem FTS anzuordnen ist, so dass die Vorsprünge des Transportguts stets an denselben Stellen in den technisch möglichen Erfassungsbereich der Sensoren ragen.
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Dementsprechend kann die Steuerung des FTS so beeinflusst werden, dass so genannte innere Abschattungsbereiche geschaffen werden, also Abschattungsbereiche, die nicht außerhalb, sondern innerhalb der Störkonturen liegen, nämlich auf der zum FTS weisenden Seite eines nach unten ragenden Vorsprungs. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der Vorsprung sensorisch erfasst, automatisch als vermeintliches Hindernis bewertet und in Folge das FTS automatisch in den sicheren Zustand gebracht wird, beispielsweise automatisch bis zum Stillstand abgebremst wird.
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In einer Ausgestaltung kann zu diesem Zweck vorgesehen sein, vom Sensor ausgehende Signale, beispielsweise eine Strahlung, nicht bis auf den jeweiligen Vorsprung gelangen zu lassen, sondern vielmehr zu unterbrechen oder schräg nach unten auf den Boden zu richten, und lediglich beiderseits des Vorsprung diese Signale in eine größere Entfernung auszusenden. Dies kann beispielsweise durch eine vor dem Sensor montierte Blende erreicht werden oder dadurch dass ein beweglich am FTS montierter Sensor entlang einer entsprechenden - und entsprechend eingeschränkten - Bewegungsbahn geführt wird. In einer anderen Ausgestaltung kann zur Erreichung desselben Ziels vorgesehen sein, vom Vorsprung ausgesandte Signale, beispielsweise eine reflektierte Strahlung, mittels einer automatischen Signalauswertung nicht auszuwerten, sondern nur Signale die von unterhalb des Vorsprung oder aus Bereichen seitlich des Vorsprung reflektiert werden. Im Ergebnis werden jedenfalls innere Abschattungsbereiche geschaffen, so dass die in den Abschattungsbereichen angeordneten Vorsprünge von der Steuerung des FTS nicht als Hindernisse bewertet werden.
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Die Bemessung der inneren Abschattungsbereiche berücksichtigt einerseits die Geometrie der jeweiligen Störkontur und andererseits eine gewisse Toleranz, um Fertigungsungenauigkeiten des jeweiligen Transportguts und Ungenauigkeiten bei der Positionierung des Transportguts auf dem FTS zuzulassen. Ausgehend von der Bemessung der Abschattungsbereiche, die für das jeweils vorgesehene, standardisierte Transportgut und dessen Störkonturen definiert werden, ergeben sich Abschattungsbereiche, die nach außen durch die Überlagerung der Erfassungsbereiche benachbarter Sensoren begrenzt sind und nach innen durch die Ansteuerung der Sensoren bzw. die Auswertung der Sensorsignale begrenzt sind. Wenn sich das Transportgut auf dem FTS befindet und dementsprechend Vorsprünge des Transportguts in die Abschattungsbereiche ragen, ergibt sich eine Aufteilung der Abschattungsbereiche in die genannten inneren und äußeren Abschattungsbereiche. Dadurch, dass die äußeren Abschattungsbereiche möglichst kurz ausgestaltet sind, ergibt sich einerseits eine ringsum geschlossene Erfassungszone um das FTS und das Transportgut herum, die zudem vorteilhaft nahe an das Transportgut heran reicht.
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Ein Sensor kann vorteilhaft als Laserscanner ausgestaltet sein, wie sich anhand praktischer Versuche herausgestellt hat.
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Eine vorschlagsgemäße Transportanordnung, bei welcher sich ein Transportgut auf einem FTS befindet, weist aufgrund der vorschlagsgemäßen Ausgestaltung des FTS den Vorteil auf, dass die äußeren Abschattungsbereiche, also auf der vom FTS abgewandten Außenseite der Störkonturen bzw. der Vorsprünge des Transportguts, vorteilhaft kurz ausgestaltet sind und höchstens das 4-fache, insbesondere sogar vorteilhaft häufig nur das 2-fache der Projektionsfläche des Vorsprungs betragen. Es ergeben sich typischerweise dreieckige äußere Abschattungsbereiche, bei denen die erwähnte Projektionsfläche die Basis des Dreiecks bildet und die gegenüberliegende Spitze des Dreiecks dementsprechend einen Abstand von der Basis aufweist, der höchstens das Vierfache und vorteilhaft höchstens das Zweifache der Breite dieser Basis beträgt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der rein schematischen Darstellung nachfolgend näher erläutert.
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In der Zeichnung ist ein FTS in Draufsicht dargestellt und mit „FTS“ gekennzeichnet. Innerhalb des äußeren Umfangs des FTS, der durch Stoßleisten bestimmt ist, ist eine Plattform P eingezeichnet, die zur Aufnahme des Transportguts T dient. Als Laserscanner ausgestaltete Sensoren sind in den vier Ecken des FTS angeordnet. In der Draufsicht sind die Sensoren nicht erkennbar, da sie innerhalb des äußeren Umfangs angeordnet und nach oben hin durch die Stoßprofile des FTS abgedeckt sind.
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In der Zeichnung ist ein Transportgut T eingezeichnet, welches als Regal ausgestaltet ist, einen größeren Außenumfang aufweist als das FTS, und welches auf Rollen R verfahrbar ist. Rein beispielhaft sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die beiden oben in der Zeichnung dargestellten Rollen R des Transportguts T als Lenkrollen ausgestaltet, die um eine aufrechte Achse, also quer zur Zeichenebene, drehbar sind, während die beiden in der Zeichnung unten dargestellten Rollen R als Bockrollen ausgestaltet und nicht lenkbar sind. Mit unteren horizontalen Regalstreben liegt das Transportgut T auf der Plattform P auf. Vertikale Regalstreben, welche die Rollen R tragen, ragen als Vorsprünge tiefer als die Plattform P nach unten und ragen daher in die Erfassungsbereiche der Sensoren.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass sich das FTS in einer Richtung bewegt, die in der Zeichnung nach oben weist. Dementsprechend sind die beiden Sensoren, die sich an dem in der Zeichnung oberen Ende des FTS befinden, als vordere Sensoren bezeichnet, und die beiden in der Zeichnung unteren Sensoren als hintere Sensoren des FTS.
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Jeder Sensor weist einen Erfassungsbereich von 270° auf. Für den vorne links angeordneten Sensor ergibt sich daher ein Erfassungsbereich, der in der Zeichnung mit VL gekennzeichnet ist und den Bereich vor dem FTS sowie seitlich neben der linken Seite des FTS abdeckt. Da in der weiteren Beschreibung nachfolgend die drei weiteren Sensoren nach und nach erläutert werden und dementsprechend auch deren Erfassungsbereiche in die Zeichnung eingezeichnet sind, sind für den vorne links montierten Sensor in der Zeichnung lediglich die Anteile seines Erfassungsbereichs mit VL gekennzeichnet, die sich nicht mit den Erfassungsbereich der anderen Sensoren überschneiden.
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Dementsprechend ergibt sich für den zweiten, vorne rechts angeordneten Sensor ein Erfassungsbereich, der den Bereich vor dem FTS sowie seitlich neben der rechten Seite des FTS abdeckt, und der in der Zeichnung mit VR gekennzeichnet ist.
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Der Erfassungsbereich des hinteren rechten, dritten Sensors, der den Bereich hinter dem FTS und seitlich neben der rechten Seite des FTS abdeckt, ist in der Zeichnung mit HR gekennzeichnet.
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Schließlich ist der Erfassungsbereich des vierten, hinteren linken Sensors, der den Bereich hinter dem FTS und seitlich neben der linken Seite des FTS abdeckt, in der Zeichnung mit HL gekennzeichnet.
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Aus den unterschiedlichen Überschneidungen der einzelnen Erfassungsbereiche dieser vier Sensoren ergeben sich verbleibende, von den Sensoren nicht erfasste, uneinsehbare Abschattungsbereiche, die als so genannte äußere Abschattungsbereiche mit U gekennzeichnet sind. Dies betrifft einerseits die äußeren Abschattungsbereiche auf den vom FTS abgewandten Außenseiten der Rollen R, die physikalisch nicht von den Sensoren einsehbar sind. Aufgrund der taillierten Längsseiten des FTS und der Positionierung der Sensoren am FTS ergeben sich auch unmittelbar neben dem FTS seitliche Abschattungsbereiche, die tatsächlich von den Sensoren physikalisch nicht einsehbar sind, vereinfachend ebenfalls als äußere Abschattungsbereiche bezeichnet werden und dementsprechend mit U gekennzeichnet sind. Diese seitlichen äußeren Abschattungsbereiche U können abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise verringert oder ganz vermieden werden, wenn der Erfassungsbereich der Sensoren abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel mehr als 270° beträgt und die Sensoren so am FTS angeordnet sind, dass sie in die taillierten Seiten des FTS „hineinleuchten“ können.
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Aufgrund der sich überschneidenden Erfassungsbereiche der Sensoren weisen die äußeren Abschattungsbereiche U jedoch eine geringe Länge nach außen auf, also vom FTS weg. Vielmehr bewirken die sich überschneidenden Erfassungsbereiche, dass bereits kurz hinter dem jeweiligen äußeren Abschattungsbereich U die Erfassung von Hindernissen mittels der Sensoren gewährleistet ist. Insbesondere ist durch die Anordnung der Sensoren gewährleistet, dass ein Hindernis erkannt werden kann, bevor es in einen äußeren Abschattungsbereich U gelangt, so dass das FTS automatisch in einen sicheren Zustand gebracht werden kann, bevor es zu einer Kollision des FTS selbst oder des darauf befindlichen Transportguts T mit dem Hindernis kommen kann.
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Abgesehen von den äußeren Abschattungsbereichen U, die für die Sensoren physikalisch nicht einsehbar sind, sind konstruktiv bewusst so genannte innere Abschattungsbereiche I vorgesehen, die aufgrund der physikalischen Eigenschaften der Sensoren grundsätzlich von den Sensoren einsehbar sein könnten. Diese inneren Abschattungsbereiche I befinden sich zwischen dem FTS und den Störkonturen, also beispielsweise den vertikalen Regalstreben, welche als nach unten ragende Vorsprünge tiefer als die Plattform P angeordnet sind und die Rollen R tragen. Für die beiden oberen, lenkbaren Rollen R sind die inneren Abschattungsbereiche I so breit bemessen, dass die lenkbaren Rollen R jede beliebige Lenkstellung einnehmen können, ohne als vermeintliches Hindernis in einen der Erfassungsbereiche der Sensoren zu geraten. Da die hinteren Rollen R als Bockrollen nicht lenkbar sind, können die dort vorgesehenen inneren Abschattungsbereiche I schmaler bemessen sein, so dass sich dementsprechend auch deutlich kleinere, insbesondere kürzere, äußere Abschattungsbereiche U ergeben.
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Bezugszeichenliste
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- FTS
- Fahrerloses Transportsystem
- HL
- Erfassungsbereich eines hinten links angeordneten Sensors
- HR
- Erfassungsbereich eines hinten rechts angeordneten Sensors
- I
- Innerer Abschattungsbereich
- P
- Plattform
- R
- Rolle
- T
- Transportgut
- U
- uneinsehbarer äußerer Abschattungsbereich
- VL
- Erfassungsbereich eines vorn links angeordneten Sensors
- VR
- Erfassungsbereich eines vorn rechts angeordneten Sensors
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202013004209 U1 [0006]
- DE 202016003096 U1 [0007]
