DE102020102928A1 - Autonomous rail vehicle - Google Patents
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Abstract
Ein autonom fahrendes Schienenfahrzeug (1) umfasst mehrere Schienenräder (101) und zumindest einen Motor (102), wobei der zumindest eine Motor (102) dazu ausgebildet ist, das Schienenfahrzeug (1) anzutreiben. Es gibt weiterhin eine Bremseinrichtung (103), die dazu ausgebildet ist, das Schienenfahrzeug (1) abzubremsen. Eine Steuereinrichtung (104) dient dazu den Motor (102) und die Bremseinrichtung (103) anzusteuern. Ein Hinderniserkennungssystem (105) wird verwendet, um Hindernisse im Fahrweg (106) in Fahrtrichtung zwischen einem Schienenpaar (107a, 107b) detektieren zu können. Die Steuereinrichtung (104) ist dazu ausgebildet, den Motor (102) und/oder die Bremseinrichtung (103) derart anzusteuern, dass das autonom fahrende Schienenfahrzeug (1) anhält, wenn das Hinderniserkennungssystem (105) ein Hindernis zwischen dem Schienenpaar (107a, 107b) detektiert. Es ist eine Mähvorrichtung (130) mit zumindest einem Mähwerk (131) vorgesehen und dazu ausgebildet, um Vegetation (110) zwischen dem Schienenpaar (107a, 107b) zu mähen.An autonomously driving rail vehicle (1) comprises several rail wheels (101) and at least one motor (102), the at least one motor (102) being designed to drive the rail vehicle (1). There is also a braking device (103) which is designed to brake the rail vehicle (1). A control device (104) is used to control the motor (102) and the braking device (103). An obstacle detection system (105) is used to be able to detect obstacles in the driveway (106) in the direction of travel between a pair of rails (107a, 107b). The control device (104) is designed to control the motor (102) and / or the braking device (103) in such a way that the autonomously driving rail vehicle (1) stops when the obstacle detection system (105) encounters an obstacle between the pair of rails (107a, 107b ) detected. A mowing device (130) with at least one mower (131) is provided and designed to mow vegetation (110) between the pair of rails (107a, 107b).
Description
Die Erfindung betrifft ein autonom fahrendes Schienenfahrzeug.The invention relates to an autonomously driving rail vehicle.
Ferngesteuerte Schienenfahrzeuge werden insbesondere zu Rangierarbeiten bzw. zum Transport von Waggons auf abgeschlossenen Streckenabschnitten (z.B. Betriebsgeländen) eingesetzt. Die Schienenfahrzeuge werden dabei unmittelbar von einer geschulten Person gesteuert, die in Sichtkontakt steht. Ein solches Verfahren ist einerseits personalintensiv und auch fehlerbehaftet.Remote-controlled rail vehicles are used in particular for shunting work or for transporting wagons on closed route sections (e.g. company premises). The rail vehicles are controlled directly by a trained person who is in visual contact. Such a method is on the one hand labor-intensive and also prone to errors.
Es ist daher die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ein autonom fahrendes Schienenfahrzeug zu schaffen, welches ohne eine entsprechende Bedienperson betrieben werden kann.It is therefore the object of the present invention to create an autonomously driving rail vehicle which can be operated without an appropriate operator.
Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des autonom fahrenden Schienenfahrzeugs angegeben. The object is achieved by independent claim 1. Advantageous developments of the autonomously driving rail vehicle are specified in the dependent claims.
Das autonom fahrende Schienenfahrzeug umfasst mehrere Schienenräder (vorzugsweise vier Stück) und zumindest einen Motor (es können auch mehrere Motoren, beispielsweise für jedes Schienenrad bzw. jedes Straßenrad bei Zweiwegefahrzeugen ein Motor sein) wobei der zumindest eine Motor dazu ausgebildet ist, um das Schienenfahrzeug über ein oder zumindest zwei der mehreren Schienenräder oder über entsprechende Straßenräder anzutreiben. Weiterhin ist eine Bremseinrichtung vorgesehen und dazu ausgebildet, das Schienenfahrzeug abzubremsen. Es ist weiterhin eine Steuereinrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, den Motor und die Bremseinrichtung anzusteuern. Die Steuereinrichtung kann ein oder mehrere Computer bzw. Microcontroller bzw. FPGAs umfassen, die über beliebige Schnittstellen miteinander verbunden sind. Das Schienenfahrzeug umfasst außerdem ein Hinderniserkennungssystem, welches dazu ausgebildet ist, um Hindernisse im Fahrweg, insbesondere in Fahrtrichtung auf und zwischen einem Schienenpaar detektieren zu können. Das Hinderniserkennungssystem erkennt Hindernisse, die insbesondere im Gleisbett angeordnet sind. Bei diesen Hindernissen kann es sich um Personen oder sonstige Gegenstände handeln. Die Steuereinrichtung ist weiter dazu ausgebildet, den Motor und/oder die Bremseinrichtung derart anzusteuern, dass das autonom fahrende Schienenfahrzeug anhält, wenn das Hinderniserkennungssystem ein Hindernis zwischen dem Schienenpaar detektiert. Das Anhalten kann über die Bremseinrichtung oder auch über den Motor (dieser würde in diesem Fall als Generator arbeiten) erfolgen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Motor um einen Elektromotor, wobei die Energie zum Betrieb dieses Elektromotors einem Batteriespeicher über einem externen Stromnetz entnommen werden kann. Es könnte sich allerdings auch um einen Verbrennungsmotor bzw. um eine Hybridlösung handeln. Damit das Hinderniserkennungssystem möglichst keine Fehlauslösungen tätigt, umfasst das autonom fahrende Schienenfahrzeug noch eine Mähvorrichtung, die zumindest ein Mähwerk aufweist und dazu ausgebildet ist, um Vegetation (z.B. Gräser, Büsche usw.) zwischen dem Schienenpaar zu mähen. Dadurch ist gewährleistet, dass das Hinderniserkennungssystem nicht bei einer zu hohen Vegetation fehlausölst und das autonom fahrende Schienenfahrzeug entsprechend anhält. Vorzugsweise ist die Mähvorrichtung derart ausgestaltet, dass diese die Vegetation ausschließlich zwischen dem Schienenpaar mäht.The autonomously driving rail vehicle comprises several rail wheels (preferably four) and at least one motor (there can also be several motors, for example one motor for each rail wheel or each road wheel in two-way vehicles), the at least one motor being designed to drive the rail vehicle over to drive one or at least two of the plurality of rail wheels or via corresponding road wheels. Furthermore, a braking device is provided and designed to brake the rail vehicle. A control device is also provided which is designed to control the motor and the braking device. The control device can comprise one or more computers or microcontrollers or FPGAs, which are connected to one another via any interfaces. The rail vehicle also includes an obstacle detection system which is designed to be able to detect obstacles in the route, in particular in the direction of travel on and between a pair of rails. The obstacle detection system detects obstacles that are particularly located in the track bed. These obstacles can be people or other objects. The control device is further designed to control the motor and / or the braking device in such a way that the autonomously driving rail vehicle stops when the obstacle detection system detects an obstacle between the pair of rails. Stopping can take place via the braking device or via the motor (which in this case would work as a generator). The motor is preferably an electric motor, the energy for operating this electric motor being able to be taken from a battery storage unit via an external power network. However, it could also be an internal combustion engine or a hybrid solution. So that the obstacle detection system does not trigger any false alarms, the autonomously driving rail vehicle also includes a mowing device that has at least one mower and is designed to mow vegetation (e.g. grass, bushes, etc.) between the pair of rails. This ensures that the obstacle detection system does not trigger incorrectly when the vegetation is too high and that the autonomously driving rail vehicle stops accordingly. The mowing device is preferably designed in such a way that it mows the vegetation exclusively between the pair of rails.
Die Mähvorrichtung ist besonders bevorzugt an einer Unterseite des Schienenfahrzeugs angeordnet, also angebracht. Sie könnte hierzu direkt an der Unterseite befestigt sein. Sie könnte allerdings auch an einem Seitenbereich befestigt sein, wobei sie sich (überwiegend) an der Unterseite, also unterhalb des Schienenfahrzeugs befindet.The mowing device is particularly preferably arranged on an underside of the rail vehicle, that is to say attached. For this purpose, it could be attached directly to the underside. It could, however, also be attached to a side area, with it being (predominantly) on the underside, that is to say underneath the rail vehicle.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Mähvorrichtung höhenverstellbar ausgeführt, so dass ein Abstand zum Boden und damit zu den Schienen für das zumindest eine Mähwerk veränderbar ist.In a further embodiment, the mowing device is designed to be height-adjustable, so that a distance to the ground and thus to the rails for the at least one mower can be changed.
Diese Höhenverstellung erfolgt insbesondere durch eine Verstelleinrichtung. Die Verstelleinrichtung umfasst hierzu vorzugsweise einen oder mehrere Motoren bzw. einen entsprechenden Druckluft- bzw. Hydraulikkreislauf mit entsprechenden Zylindern. Die Steuereinrichtung ist dann dazu ausgebildet, die Verstelleinrichtung derart anzusteuern, dass diese die Mähvorrichtung soweit vom Boden anhebt oder in Richtung des Bodens absenkt, dass das zumindest eine Mähwerk in einer derart vorbestimmten Höhe über dem Boden die Vegetation mäht, dass das Hinderniserkennungssystem die verbleibende Vegetation nicht mehr als Hindernis detektiert. So ist das Hinderniserkennungssystem insbesondere dazu ausgebildet und entsprechend angeordnet, dass es Hindernisse auf und zwischen dem Schienenpaar nur dann detektiert, wenn diese Hindernisse höher sind als 10 cm, 15 cm, 20 cm oder insbesondere höher als 25 cm. Das hierzu ausgesendete Sensorfeld verläuft sehr flach in Richtung des Bodens (ein Winkel ist z.B. kleiner als 5°, 10°, 15°, 20° oder 25°) beziehungsweise parallel zum BodenThis height adjustment is carried out in particular by an adjusting device. For this purpose, the adjusting device preferably comprises one or more motors or a corresponding compressed air or hydraulic circuit with corresponding cylinders. The control device is then designed to control the adjustment device in such a way that it raises the mowing device from the ground or lowers it in the direction of the ground so that the at least one mower mows the vegetation at such a predetermined height above the ground that the obstacle detection system removes the remaining vegetation no longer detected as an obstacle. The obstacle detection system is designed and arranged accordingly so that it only detects obstacles on and between the pair of rails when these obstacles are higher than 10 cm, 15 cm, 20 cm or, in particular, higher than 25 cm. The sensor field emitted for this purpose runs very flat in the direction of the floor (an angle is e.g. less than 5 °, 10 °, 15 °, 20 ° or 25 °) or parallel to the floor
Besonders bevorzugt ist das Hinderniserkennungssystem derart installiert und/oder ausgerichtet, dass der Abstand des durch das Hinderniserkennungssystem überwachten Bereichs vom Untergrund so gering ist, dass sich unterhalb des überwachten Bereichs keine liegende Person befinden kann, die vom Hinderniserkennungssystem nicht erkannt wird. Somit kann keine Gefahr für Personen entstehen, auch wenn das zumindest eine Mähwerk in einer Höhe über dem Untergrund die Vegetation mäht, die unterhalb des Schutzfeldes des Hinderniserkennungssystems liegt.The obstacle detection system is particularly preferably installed and / or aligned in such a way that the distance of the area monitored by the obstacle detection system from the ground is so small that there cannot be a person lying below the monitored area who is not detected by the obstacle detection system. This means that there can be no danger to people even if the at least one mower mows the vegetation at a height above the ground that is below the protective field of the obstacle detection system.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Bewuchshöhe immer unterhalb des vom Hinderniserkennungssystems überwachten Bereichs liegt, wodurch Fehlauslösungen vermieden werden. Gleichzeitig ist keine zusätzliche Überwachung des zu mähenden Bereichs zum Zweck des Personenschutzes notwendig.This ensures that the height of the vegetation is always below the area monitored by the obstacle detection system, thereby avoiding false triggering. At the same time, no additional monitoring of the area to be mowed is necessary for the purpose of personal protection.
Die Ansteuerung der Verstelleinrichtung kann beispielsweise über einen Abstandssensor erfolgen, dessen Sensorsignale die entsprechende Vegetation vorzugsweise durchdringen. Dies kann beispielsweise für ein Radarsignal gelten. Der Abstandssensor ist dann dazu ausgebildet, einen Abstand zum Boden und/oder zu entsprechenden Schienen- bzw. Weichenelementen zu erfassen (diese befinden sich vorzugsweise zwischen dem Schienenpaar) und an die Steuereinrichtung zu übertragen. Der Abstandssensor erfasst dabei insbesondere stationäre Hindernisse zwischen dem Schienenpaar. Die Steuereinrichtung ist dann dazu ausgebildet, die Verstelleinrichtung in Abhängigkeit des gemessenen Abstands derart anzusteuern, dass diese die Mähvorrichtung soweit vom Boden anhebt, dass das zumindest eine Mähwerk berührungsfrei zum Boden bzw. den stationären Hindernissen wie den entsprechenden Schienen- bzw. Weichenelementen angeordnet und über diese verfahrbar ist. Dadurch wird vermieden, dass die Mähvorrichtung im Betrieb beschädigt wird.The adjustment device can be controlled, for example, via a distance sensor, the sensor signals of which preferably penetrate the corresponding vegetation. This can apply to a radar signal, for example. The distance sensor is then designed to detect a distance to the floor and / or to corresponding rail or switch elements (these are preferably located between the pair of rails) and to transmit it to the control device. The distance sensor detects in particular stationary obstacles between the pair of rails. The control device is then designed to control the adjustment device as a function of the measured distance in such a way that it lifts the mowing device from the ground so that the at least one mower is in contact with the ground or the stationary obstacles such as the corresponding rail or switch elements and over this is movable. This prevents the mowing device from being damaged during operation.
Es könnte auch noch eine Positionsbestimmungseinrichtung wie beispielsweise ein GNSS-System vorgesehen sein. Hierzu gehört beispielsweise GPS, GLONASS, Galileo oder Beidou. Auch eine visuelle Positionsbestimmung über Kameras anhand von markanten Punkten (z.B. Schildern, Bäumen) ist ebenfalls denkbar. Anhand der bestimmten Position des Schienenfahrzeugs kann die Steuereinrichtung dann die Verstelleinrichtung entsprechend ansteuern, dass diese die Mähvorrichtung soweit vom Boden anhebt, dass das zumindest eine Mähwerk berührungsfrei zum Boden bzw. zu entsprechenden stationären Hindernissen wie Schienen- bzw. Weichenelementen angeordnet ist. Diese stationären Hindernisse können in einer entsprechenden Speichereinrichtung für die jeweilige Position gespeichert werden.A position determination device such as a GNSS system could also be provided. These include, for example, GPS, GLONASS, Galileo or Beidou. A visual determination of position using cameras based on distinctive points (e.g. signs, trees) is also conceivable. Based on the specific position of the rail vehicle, the control device can then control the adjustment device so that it lifts the mowing device from the ground so that the at least one mower is arranged without contact with the ground or with corresponding stationary obstacles such as rail or switch elements. These stationary obstacles can be stored in a corresponding memory device for the respective position.
Eine andere Methode zur Ansteuerung der Verstelleinrichtung könnte darin liegen, dass die Mähvorrichtung einen Grundkörper (insbesondere einen aus Metall) umfasst, der vorzugsweise wannenförmig ist. Das zumindest eine Mähwerk wäre dann an einer Unterseite des Grundkörpers angeordnet und in Richtung Boden gerichtet. Der Grundkörper würde vorzugsweise zumindest einen (geneigten) Auflaufabschnitt umfassen, der in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs vor dem zumindest einen Mähwerk angeordnet ist. Dieser zumindest eine Auflaufabschnitt wäre dann dazu ausgebildet, in Kontakt zu einem stationären Hindernis wie Schienen- bzw. Weichenelementen zu gelangen, wodurch die Mähvorrichtung vom Boden weg drückbar ist. In diesem Fall wäre die Verstelleinrichtung durch den entsprechenden Auflaufabschnitt am Grundkörper gebildet.Another method for controlling the adjusting device could be that the mowing device comprises a base body (in particular one made of metal), which is preferably trough-shaped. The at least one mower would then be arranged on an underside of the base body and directed towards the ground. The base body would preferably comprise at least one (inclined) run-up section which is arranged in front of the at least one mower in the direction of travel of the rail vehicle. This at least one run-up section would then be designed to come into contact with a stationary obstacle such as rail or switch elements, as a result of which the mowing device can be pushed away from the ground. In this case, the adjusting device would be formed by the corresponding run-up section on the base body.
Die Mähvorrichtung ist gegenüber dem Schienenfahrzeug insbesondere federnd gelagert. Hierzu können sich alle Arten von Federn eignen. Auch eine entsprechende Luftfederung wäre denkbar. Durch die Federung wird die Mähvorrichtung insbesondere in Richtung des Bodens gedrückt, sodass die Vegetation in einer Höhe abgemäht wird, in welcher das Hinderniserkennungssystem keine Hindernisse detektiert.The mowing device is in particular resiliently mounted with respect to the rail vehicle. All types of springs can be suitable for this. A corresponding air suspension would also be conceivable. Due to the suspension, the mowing device is pressed in particular in the direction of the ground, so that the vegetation is mowed at a height at which the obstacle detection system does not detect any obstacles.
Um die Wartung der Mähvorrichtung zu erleichtern ist diese vorzugsweise seitlich aus dem Schienenfahrzeug herausfahrbar. Dies kann über einen entsprechenden Schlitten erfolgen, der in einem Grundgerüst angeordnet ist. Anschließend kann die Mähvorrichtung, die immer noch in Richtung des Bodens zeigt um zumindest 45°, 55°, 65°, 75°, 85°, 95°, 105°, 115°, 125°, 135°, 145°, 155°, 165°, 175° oder um zumindest 180° (und vorzugsweise um weniger als 190°) gegenüber dem Boden (insbesondere gegenüber der x-Achse oder der y-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems) gedreht werden. In diesem Fall ist die Mähvorrichtung für einen Wartungstechniker leichter zugänglich, ohne dass dieser sich unter das Schienenfahrzeug legen muss. Die Mähvorrichtung ist dabei vorzugsweise über die gesamte Breite der Mähvorrichtung seitlich herausfahrbar.In order to facilitate maintenance of the mowing device, it can preferably be moved laterally out of the rail vehicle. This can be done using a corresponding slide that is arranged in a basic frame. Then the mowing device, which is still pointing in the direction of the ground, can be adjusted by at least 45 °, 55 °, 65 °, 75 °, 85 °, 95 °, 105 °, 115 °, 125 °, 135 °, 145 °, 155 ° , 165 °, 175 ° or at least 180 ° (and preferably less than 190 °) relative to the ground (in particular relative to the x-axis or the y-axis of the vehicle coordinate system). In this case, the mowing device is more easily accessible for a maintenance technician without the latter having to lie down under the rail vehicle. The mowing device can preferably be moved out laterally over the entire width of the mowing device.
Vorzugsweise umfasst das zumindest eine Mähwerk zumindest ein oder mehrere Schneidmesser, bzw. Schneidefäden, die um eine Drehachse rotieren. Die Schneidefäden ziehen sich vorzugsweise selbstständig auf eine entsprechende Länge hin aus. Die Schneidemesser können entsprechend selbst schärfend sein, wobei das zumindest eine Mähwerk eine entsprechende Schleifstation umfasst. Das Schleifen würde dadurch erfolgen, dass die Schneidemesser entsprechend in z-Richtung des Fahrzeugkoordinatensystems bewegt werden würden und in Kontakt mit der Schleifstation gelangen.The at least one mower preferably comprises at least one or more cutting knives or cutting threads which rotate about an axis of rotation. The cutting threads preferably pull themselves out to a corresponding length. The cutting knives can accordingly be self-sharpening, the at least one mower comprising a corresponding grinding station. The grinding would take place in that the cutting knives would be moved accordingly in the z-direction of the vehicle coordinate system and come into contact with the grinding station.
Vorzugsweise sind allerdings mehrere Mähwerke vorgesehen, die insbesondere in verschiedenen zueinander beabstandeten Reihen angeordnet sind. Die einzelnen Mähwerke in den verschiedenen Reihen sind vorzugsweise Schachbrettartig angeordnet, sodass die Mähwerke in den einzelnen Reihen bezüglich der y-Richtung versetzt zueinander angeordnet sind.Preferably, however, a plurality of mowers are provided, which are arranged in particular in different rows spaced apart from one another. The individual mowing units in the various rows are preferably arranged in a chessboard-like manner, so that the mowing units in the individual rows are offset from one another with respect to the y-direction.
Vorzugsweise gibt es auch eine entsprechende Gebläseeinrichtung, die über eine Druckluftspeichereinrichtung betrieben wird. Die Gebläseeinrichtung ist vorzugsweise auf das Gleisbett, weiter vorzugsweise auf den Bereich zwischen dem Schienenpaar gerichtet und dazu ausgebildet, die abgeschnittene Vegetation aus dem Gleisbett zu blasen. There is preferably also a corresponding fan device which is operated via a compressed air storage device. The blower device is preferably directed at the track bed, more preferably at the area between the pair of rails, and is designed to blow the cut vegetation out of the track bed.
Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs derart einzustellen, dass das Fahrzeug zusammen mit den entsprechenden Waggons einen kürzeren Bremsweg hat als die Detektionsreichweite des Hinderniserfassungssystems.The control device is designed to set the speed of the vehicle in such a way that the vehicle, together with the corresponding wagons, has a shorter braking distance than the detection range of the obstacle detection system.
Bevorzugt umfasst das Schienenfahrzeug auch noch eine drahtlose Kommunikationseinrichtung. Die Steuereinrichtung kann dann Daten (z.B. von Sensoren bzw. Kameras) über diese Kommunikationseinrichtung an eine übergeordnete Leitstelle senden und entsprechende Steuerbefehle entgegennehmen. Eine solche übergeordnete Leitstelle kann auch eine einfache Funkfernbedienung sein. So ist es möglich, dass über die übergeordnete Leitstelle ein Fahrbefehl ausgegeben wird, obwohl das Hinderniserkennungssystem ein Hindernis detektiert. So kann beispielsweise bei gleichzeitiger visueller Übertragung von Bildern analysiert werden, dass es sich lediglich um eine Fehlauslösung des Hinderniserkennungssystems handelt (muting-Funktion für das Hinderniserkennungssystem). Die Bildübertragung durch das Kamerasystem, und die Funkfernsteuerungsanlage müssen dabei mindestens dieselbe Sicherheitsanforderungsstufe erfüllen wie das Hinderniserkennungssystem.The rail vehicle preferably also includes a wireless communication device. The control device can then send data (e.g. from sensors or cameras) via this communication device to a higher-level control center and receive corresponding control commands. Such a higher-level control center can also be a simple radio remote control. It is thus possible for a travel command to be issued via the higher-level control center even though the obstacle detection system detects an obstacle. For example, when images are transmitted visually at the same time, it can be analyzed that the obstacle recognition system has been triggered incorrectly (muting function for the obstacle recognition system). The image transmission by the camera system and the radio remote control system must meet at least the same safety requirement level as the obstacle detection system.
Bevorzugt umfasst die Steuereinrichtung auch eine entsprechende Zeiteinrichtung. In Abhängigkeit einer aktuellen Uhrzeit kann dann die Mähvorrichtung aktiviert werden. Beispielsweise kann die Mähvorrichtung einmal am Tag zu einer bestimmten Uhrzeit oder mehrfach am Tag zu bestimmten Uhrzeiten aktiviert werden. Auch können Zeitintervalle festgelegt werden, zwischen denen die Mähvorrichtung aktiviert wird. Diese Zeitintervalle können sich je nach Jahreszeit ändern. Beispielsweise würde die Mähvorrichtung im Sommer häufiger aktiviert werden als im Frühjahr oder im Herbst und im Winter gegebenenfalls überhaupt nicht.The control device preferably also comprises a corresponding time device. Depending on the current time, the mowing device can then be activated. For example, the mowing device can be activated once a day at a certain time or several times a day at certain times of the day. Time intervals can also be set between which the mowing device is activated. These time intervals can change depending on the season. For example, the mowing device would be activated more frequently in summer than in spring or autumn and possibly not at all in winter.
Es ist auch möglich, dass die Steuereinrichtung die Mähvorrichtung nur an bestimmten Streckenabschnitten aktiviert. Diese Streckenabschnitte können entsprechend gespeichert werden (z.B. in einer Speichereinrichtung) und über die ermittelte Position durch das Positionserkennungssystem wird die Mähvorrichtung dann entsprechend aktiviert oder deaktiviert.It is also possible for the control device to activate the mowing device only on certain route sections. These route sections can be stored accordingly (e.g. in a memory device) and the mowing device is then activated or deactivated accordingly via the position determined by the position detection system.
Grundsätzlich kann an der Mähvorrichtung noch eine Art Räumschild angeordnet sein, um z.B. im Winter Schnee aus dem Gleisbereich zu räumen. Dieses Räumschild hat vorzugsweise am unteren Ende eine Gummilippe, um Beschädigungen am Untergrund zu vermeiden.In principle, a kind of clearing blade can also be arranged on the mowing device, e.g. to clear snow from the track area in winter. This dozer blade preferably has a rubber lip at the bottom to prevent damage to the ground.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Schienenfahrzeug noch Straßenräder. Auf diesen Straßenrädern kann das Schienenfahrzeug in einem Straßenbetriebsmodus bewegt werden. In diesem Betriebsmodus werden die Schienenräder entsprechend eingefahren bzw. die Straßenräder weiter ausgefahren. Dadurch haben die Schienenräder keinen Kontakt mehr zum Boden. In einem sogenannten Schienenbetriebsmodus können die Straßenräder Kontakt zum Schienenpaar haben oder entsprechend eingefahren sein, so dass kein Kontakt besteht. Es ist auch möglich, dass die Schienenräder lediglich zur Stabilisierung des Schienenfahrzeugs auf dem Schienenpaar dienen und der Antrieb des Schienenfahrzeugs einzig über die Straßenräder erfolgt. In a preferred embodiment, the rail vehicle also comprises road wheels. The rail vehicle can be moved on these road wheels in a road operating mode. In this operating mode, the rail wheels are retracted accordingly or the road wheels are extended further. As a result, the rail wheels no longer have any contact with the ground. In a so-called rail operating mode, the road wheels can be in contact with the pair of rails or can be retracted accordingly so that there is no contact. It is also possible that the rail wheels only serve to stabilize the rail vehicle on the pair of rails and that the rail vehicle is driven solely via the road wheels.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnungen zeigen im Einzelnen:
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1 : ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen autonom fahrenden Schienenfahrzeugs; -
2 : ein Ausführungsbeispiel einer Mähvorrichtung für das autonom fahrende Schienenfahrzeug; -
3 : ein Ausführungsbeispiel, das die Anordnung der Mähvorrichtung im Gleisbett beschreibt; -
4 : einen Streckenabschnitt mit einer Weiche, auf welcher das autonom fahrende Schienenfahrzeug bewegbar ist; -
5A ,5B : ein Ausführungsbeispiel einer höhenverstellbaren Mähvorrichtung mit einem Auflaufabschnitt; -
6 : ein weiteres Ausführungsbeispiel einer höhenverstellbaren Mähvorrichtung mit einem Abstandssensor; -
7A ,7B : verschiedene Ansichten, aus denen hervorgeht wie die Mähvorrichtung für Wartungszwecke aus der Schneideposition herausgefahren werden kann; -
8 : ein Übersichtsschaltbild über eine Steuereinrichtung des autonom fahrenden Schienenfahrzeugs mit der daran angeschlossenen Peripherie; und -
9 : ein Übersichtsschaltbild über ein weiteres Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung des autonom fahrenden Schienenfahrzeugs mit der daran angeschlossenen Peripherie.
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1 : an embodiment of the autonomously driving rail vehicle according to the invention; -
2 : an embodiment of a mowing device for the autonomously driving rail vehicle; -
3 : an embodiment that describes the arrangement of the mowing device in the track bed; -
4th : a route section with a switch on which the autonomously driving rail vehicle can be moved; -
5A ,5B : an embodiment of a height-adjustable mowing device with a run-on section; -
6th : Another embodiment of a height-adjustable mowing device with a distance sensor; -
7A ,7B : various views showing how the mower can be moved out of the cutting position for maintenance purposes; -
8th : an overview circuit diagram of a control device of the autonomously driving rail vehicle with the peripherals connected to it; and -
9 : an overview circuit diagram of a further embodiment of the control device of the autonomously driving rail vehicle with the peripherals connected to it.
In
Optional zu dem Sensorfeld
Es können dabei sowohl Sensoren verwendet werden, die einerseits ebene Sensorfelder (Schutzfelder) erzeugen, als auch solche, die einen Bereich in einem dreidimensionalen Volumen vor dem Sensor überwachen. Ebenfalls ist eine Kombination von Sensoren mit ebenen zweidimensionalen und volumenförmigen dreidimensionalen Sensorfeldern (Schutzfeldern) möglich.Both sensors can be used that on the one hand generate flat sensor fields (protective fields) and those that monitor an area in a three-dimensional volume in front of the sensor. A combination of sensors with flat two-dimensional and volumetric three-dimensional sensor fields (protective fields) is also possible.
In
Um Fehlauslösungen durch eine Detektion der Vegetation
Weiterhin umfasst das autonom fahrende Schienenfahrzeug
Alternativ oder ergänzend könnte auch noch eine Gebläseeinrichtung
Das autonom fahrende Schienenfahrzeug
Gemäß
Im Folgenden wird auf das Fahrzeugkoordinatensystem Bezug genommen. Die X-Achse im Fahrzeugkoordinatensystem erstreckt sich in Fahrtrichtung. Die Y-Achse im Fahrzeugkoordinatensystem erstreckt sich von einer Seite (insbesondere von der „Beifahrerseite“) zur anderen Seite (insbesondere der Fahrerseite) . Die Z-Achse erstreckt sich vom Boden weg. Alle drei Achsen stehen in einem Winkel von 90° zueinander.In the following, reference is made to the vehicle coordinate system. The X axis in the The vehicle coordinate system extends in the direction of travel. The Y-axis in the vehicle coordinate system extends from one side (in particular from the “passenger side”) to the other side (in particular the driver's side). The Z-axis extends away from the floor. All three axes are at an angle of 90 ° to each other.
In
In
In
Die Mähvorrichtung
In
Dies kann durch unterschiedliche Mittel erfolgen. In den
In
In
Grundsätzlich ist der zumindest eine Auflaufabschnitt
Es könnte noch einen weiteren Auflaufabschnitt
Der zumindest eine Auflaufabschnitt
Die Mähvorrichtung
Eine andere Möglichkeit, um eine Berührung zwischen dem zumindest einen Mähwerk
Eine weitere Möglichkeit um dieses Ziel zu erreichen wäre durch den Einsatz einer Positionsbestimmungseinrichtung
In den
In
Grundsätzlich kann noch zusätzlich ein entsprechender Notaus-Schalter an der Außenseite des Schienenfahrzeugs
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Bremsweg unter den ungünstigsten Bedingungen, welche auf der zu befahrenden Strecke auftreten können, im Voraus ermittelt (berechnet, und die Rechnung durch Versuche (Trainingsmodus) validiert), und die Geschwindigkeit wird durch den Geschwindigkeitssensor
In
Der erste Teil
Der zweite Teil
Beide Teile
Die verschiedenen Sensoren wurden zusammen mit dem Kamerasystem
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described. Within the scope of the invention, all of the features described and / or drawn can be combined with one another as desired.
Claims (25)
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DE102020102928.4A DE102020102928A1 (en) | 2020-02-05 | 2020-02-05 | Autonomous rail vehicle |
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DE102020102928.4A DE102020102928A1 (en) | 2020-02-05 | 2020-02-05 | Autonomous rail vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102020102928A1 true DE102020102928A1 (en) | 2021-08-05 |
Family
ID=76853439
Family Applications (1)
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