Universität Stuttgart

Ein zentraler Bestandteil zur Realisierung flexibler und wandlungsfähiger Produktionen stellen fahrerlose Transportfahrzeuge dar. Um ein noch höheres Maß an Wandlungsfähigkeit zu erzielen, bedarf es der Vernetzung dieser fahrerlosen Fahrzeuge auf Hardwareebene. So sollen nicht nur alleinstehende Fahrzeuge besser interagieren, sondern auch in einem Verbund gemeinsam Transportaufgaben möglich sein. Hierfür wird eine Interoperabilität auf Fahrzeugebene benötigt, so dass die verschiedenen Fahrzeuge untereinander kompatibel und unabhängig vonder Fahrwerkskonfiguration sind. Eine einheitliche Basis soll folglich für verschiedene Fahrzeugtypen eingesetzt werden können, um das Ziel der Vernetzung von einzelnen Fahrzeugen sowie in einem Verbund, zu ermöglichen. Für die Realisierung dieser Vision thematisiert diese Arbeit drei Forschungsfragen. Die Erste behandelt die Frage, ob eine Interoperabilität für die vernetzte Intralogistik auf kinematischer Ebene durch das Interagieren von Flurförderzeugen möglich ist. Gelöst wird diese, indem statt der momentan proprietär bestehenden Ansteuerung der verschiedenen Fahrzeugtypen eine einheitliche Basis zur kinematischen Beschreibung jedes beliebigen Fahrzeugtypus auf Grundlage der dabei definierten Omni-Kurven-Parameter hergeleitet wird. Diese ist unter anderem unabhängig von der Fahrzeuggeometrie gewählt und bildet die Bewegungsmöglichkeiten der verschiedenen Fahrzeugtypen ohne Singularitäten ab. Dadurch kann eine Interaktion auf kinematischer Ebene über die Systemgrenzen der einzelnen Fahrzeuge hinweg entstehen. Basierend auf dieser Ansteuerung leitet sich die zweite Forschungsfrage ab. Sie behandelt wie eine Bewegungskoordination anhand solch einheitlicher Schnittstellen gestaltet sein muss. Dementsprechend wird eine dahingehende Ansteuerung zur einheitlichen Bewegungskoordination der verschiedenen Fahrzeugtypen hergeleitet. Dabei müssen bestehende Bewegungskoordinationsvorgabemöglichkeiten wie im Falle einer manuellen Handsteuerung odervollautomatisierter Ansteuerungsverfahren weiterhin verwendet werden. Diese Bewegungskoordination wird in verschiedenen Fahrzeugtypen entsprechend eingesetzt und evaluiert. Wird eine einheitliche Basis zur Ansteuerung verschiedener Fahrzeugtypen verwendet, müssen die verschiedenen fahrdynamischen Grenzen, welche durch Lenkeinschläge und Fahrwerkseigenschaften bestehen, ebenfalls formuliert werden. Dadurch erfolgt eine konsistente Beschreibung der verschiedenen Fahrwerke und die Gewährleistung einer einheitlichen Interoperabilität. Die dritte Forschungsfrage adressiert die Gestaltung dieser Interoperabilität im Kontext einer einheitlichen Schnittstelle auf Navigations- und Pfadplanungsebene, so dass die fahrdynamischen Grenzen der individuellen Fahrzeuge berücksichtigt werden. Diese behandelt die fahrdynamischen Grenzen, indem die Beschreibung der Fahrzeuge in Omni-Kurven-Parameter aufgezeigt ist. Die auf der einheitlichen Basis der Omni-Kurven-Parameter dargestellten Grenzflächen beschreiben den Konfigurationsraum individuell und bringen eine einfache Vergleichbarkeit für die Pfadplanung und Navigation mit sich. Auch für den Verbundtransport ist die Betrachtung des Konfigurationsraumes aufgezeigt und kann somit individuell für jeden Verbund- und Fahrzeugtyp eingesetzt werden. Durch die Verwendung der Omni-Kurven-Parameter erfolgt die Beschreibung verschiedener Fahrwerke insgesamt konsistent und damit ist eine Interoperabilität auf einer einheitlichen Basis gewährleistet. Das Anwendungspotenzial reicht dabei von automatisierten bis zu nicht-automatisierten mehrachsigen Fahrzeugen, welche intuitiv im Verbund und einzeln manövriert werden können.

This paper answers the research question: Can the contactless induced energy supply from a novel inductive floor be used to navigate omnidirectional automated guided vehicles (AGVs)? In contrast to existing systems a novel inductive floor enables AGVs traveling through production without charging breaks. This floor consists of tiles with inductive modules, which supply the AGV with energy. In addition to supplying power to the AGV, the inductive modules are also intended to guide the vehicle through production. To enable such a guidance sensors placed in the AGV measure the induced voltages of the floor. To answer the research question these voltages are calculated with the help of an electromagnetic simulation of the AGV’s travel on the inductive tiles. To estimate the position as well as rotation of the AGV depending on the simulated voltages as inputs a novel algorithm is presented. During the travel the AGV is able to move in arbitrary directions independently of its orientation. To control the omnidrectional AGV consistently without singularities, a transformation in Omni-Curve-Parameters (OCP) is proposed. As simulation case study a four wheeled steering- and velocity controlled AGV is introduced. For the evaluation a novel motion model depending on the input OCP is presented. This model is compared to the estimation of the position to verify the accuracy and the reproducibility of the algorithm.

Universität Stuttgart

Browse

Filters

Settings

Sort By

Results per page

Search Results