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Automatisierte Flurförderzeuge

Umgebungsintelligenz durch IT-Netzwerke

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Erst die Fusion von Fahrzeug- und Umgebungssensoren schafft die nötige Sicherheit für den FTS-Einsatz auf Freiflächen.

Umgebungswahrnehmung mittels Sensornetzwerk

Für automatische Nutzfahrzeuge sind Sensoren zum Personenschutz obligatorisch, sobald das System in gemeinsamen Bereichen mit Personen unterwegs ist. Als einzige sichere Lösung für Außenanwendungen gelten bislang berührende Sensoren oder ‚Bumper‘. Aufgrund der geringen Detektionsreichweite kann mit dieser Technologie aber nur eine maximale Fahrgeschwindigkeit von sechs Kilomentern pro Stunde realisiert werden. Daher setzt das Projekt zusätzlich auf den redundanten Einsatz berührungsloser Sensoren am Fahrzeug.

Der Einsatz unterschiedlicher Messprinzipien und die mehrfache Überwachung der Umgebung erhöhen zusätzlich die Sicherheit – darunter outdoortaugliche Laserscanner sowie eine eigens entwickelte ‚time of flight‘-Kamera (TOF). Durch die hohe Detektionsreichweite kann ein sanfter Halt des FTF realisiert werden, bevor Kontakt mit einem Hindernis stattfindet. Ein neu entwickelter Sensor in Form eines aktiv angetriebenen Reibrads ermittelt darüber hinaus die Haftung der Fahrbahnoberfläche. Auf glatter Fahrabschnitten kann das Fahrzeug so stoppen oder langsamer fahren und zusätzlich eine Ortsmeldung auf einen mobilen Funkrufempfänger an einen Verantwortlichen absetzen.

Hinter statischen Hindernissen wie Gebäuden entstehen allerdings Sichtschatten und damit ein generelles Sicherheitsrisiko. Soll die Fahrgeschwindigkeit auch in der Nähe solcher Bereiche erhöht werden, muss das fahrerlose Transportsystem (FTS) daher zusätzlich auf stationäre Sensoren zurückgreifen. Dazu wird ein Netzwerk aus Einzelsensoren flächendeckend oder an kritischen Punkten aufgebaut. Zur Erweiterung der ‚Wahrnehmung‘ des Fahrzeugs führt eine Datenfusion der Fahrzeugsensoren mit der externen, stationären Sensorik. Die Datenbank der Umgebungssensorik schickt die relevanten Informationen an das Fahrzeug, das daraufhin seine Geschwindigkeit anpasst.

Wenn keine Hindernisse im relevanten Bereich des Fahrwegs vorliegen, erfolgt die Freigabe für eine schnellere Fahrt. Die Bahnplanung geht noch einen Schritt weiter: Stellt das System fest, dass eine Strecke unsicher oder blockiert ist, verlässt das FTS die geplante Bahn, um einem weniger risikobehafteten Fahrweg zu folgen. Zusätzlich zur Sicherheit für Personen und Sachwerte bedeutet das für den Anwender, dass ungeplante, statische Hindernisse umfahren werden können. Als Technologie zur Spurführung für den Außeneinsatz bietet sich das globale Positionssystem GPS an.

Für industrielle Zwecke verbessern technische Modifikationen die Genauigkeit des Systems: Stationäre Referenzstationen vergleichen die tatsächliche Position mit dem gemessenen GPS-Signal. Dafür werden lokale Korrekturdaten berechnet und per Funk an die Fahrzeuge übertragen. Zum anderen wird mit Differentialsignal zusätzlich die Trägerphase des GPS-Signals ausgewertet. Somit ist letztlich Genauigkeit von einem Zentimeter errichbar.

Erster Prototyp bereits im Einsatz

Für das Verfahren gibt es zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, die von Umschlagsplätzen für Wechselbrücken bis zum Transport zwischen verteilten Hallen reichen. Das Salsa-Verfahren lässt sich auch in Gebäuden einsetzen, um etwa die Sicherheit in Kreuzungsbereichen zu erhöhen. Eine Erprobung erfolgt zurzeit mit einem Fahrzeugprototyp und verschiedenen Sensoren. Aktuell konnte die maximale Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit zehn Kilometern pro Stunde im Vergleich zu herkömmlichen Systemen deutlich gesteigert werden. Zurzeit werden allerdings Objekte als statisch behandelt; die intelligente Reaktion auf dynamische Hindernisse muss noch integriert werden. Zukünftig soll der Prototyp Geschwindigkeiten von 15 Kilometer pro Stunde sicher realisieren, um noch größeres wirtschaftliches Potenzial bieten zu können.


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