Konfliktfreie, selbstoptimierte Trajektorienplanung für ein fahrerloses Transportfahrzeug zur Durchführung des autonomen Gütertransportes im Produktionsumfeld

Abstract

Im vorliegenden Beitrag wird ein Ansatz zur Trajektorienplanung, die aus Bahnplanung und Bewegungsplanung besteht, für ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTF), welches den autonomen Gütertransport im Produktionsumfeld konfliktfrei durchführen kann, dargestellt. Anhand von Wegpunkten aus einer Navigationsfunktion wird zuerst ein kontinuierlicher Fahrweg generiert, welche der optimalen Route in Form von geradlinigen Strecken zwischen den Wegpunkten möglichst nahekommt. Anschließend wird die Bewegungsplanung des FTF unter Berücksichtigung von Geschwindigkeitsbeschränkungen bestimmt. Auf Basis von omnidirektionaler Manövrierbarkeit des FTF wird ein Mechanismus zur Konflikterkennung und -lösung entwickelt. Die aus diesem Ansatz generierte konfliktfreie Trajektorie wird als Führungsgröße zur Fahrdynamikregelung übertragen, sodass der Gütertransport ausgeführt werden kann. Einleitung Im vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderten Verbundprojekt Methoden und Werkzeuge für die synergetische Konzipierung und Bewertung von Industrie 4.0-Lösungen (Synus), an dem insgesamt fünf Professoren der Technischen Universitäten Braunschweig und Clausthal sowie der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften beteiligt sind, wird ein modellgestütztes Werkezeug entwickelt, mit welchem finanzieller Aufwand und Nutzen von Industrie 4.0-Lösungen in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) bewertet werden sollen, um KMU bei deren Einführung beratend zu Unterstützen. Schwerpunkt im Teilprojekt Modellbasierte Konzeption und Bewertung von Industrie 4.0-Lösungen zur Vernetzung mechatronischer Komponenten in Produktionsanlagen durch Digitalisierung (MiMec) der Ostfalia Hochschule ist die Modellierung und Simulation der aus vernetzten mechatronischen Komponenten bestehenden Industrieanlagen und verfügbaren I4.0-Löusngen sowie die systematische Integration autonomer Transportfahrzeuge durch vollständige digitale Vernetzung in intelligenten, cyber-physischen Produktionsanlagen. Im vorliegenden Beitrag wird zuerst der Ansatz zur konfliktfreien Trajektorienplanung auf Basis des neuen Konzeptes eines fahrerlosen Transportfahrzeuges (FTF) der Ostfalia ausführlich dargestellt.