Brevet FR3132879A1 — publié le 20230825

Un ensemble de recharge (1) pour véhicules autonomes comprenant : - une station d’accueil de recharge (20) configurée pour être disposée de façon fixe dans une zone de travail, ladite station d’accueil de recharge comprenant un chargeur de batterie (21), un premier contrôleur de sûreté de fonctionnement (22) configuré pour émettre des informations de de sûreté de fonctionnement, et un premier transmetteur de communication sans fil (23) ; - un véhicule à navigation autonome (10) configuré pour se déplacer dans la zone de travail, ledit véhicule (10) comprenant une batterie rechargeable électrique (11) adaptée à être connectée électriquement aux bornes du chargeur de batterie (21), un deuxième contrôleur de sûreté de fonctionnement (12) connecté à la batterie rechargeable électrique (11) et configuré pour recevoir les informations de sûreté de fonctionnement provenant de la station d’accueil (20) et un deuxième transmetteur de communication sans fil (13). Figure de l’abrégé : Figure 1 Ensemble de recharge pour véhicule à navigation autonome avec contrôle de sécurité La présente divulgation concerne de manière générale les ensembles de recharge pour véhicule à guidage automatique autonome (« Automatic Guided vehicle » (AGV) en anglais), et plus particulièrement, les ensembles d’auto-amarrage et de recharge pour véhicules à navigation autonome. L’utilisation des véhicules à guidage automatique (AGV) est de plus en plus répandue dans divers domaines industriels. Dans les entrepôts de stockage d’articles des sociétés de ventes, des chariots de préparation (ou « picking » en anglais) sont par exemple utilisés pour le réapprovisionnement du stock ou pour prélever dans le magasin de stockage les articles d’une commande passée par un client. Les véhicules se déplacent de façon autonome et librement dans un environnement sans intervention humaine et sans éléments externes grâce à des technologies de géoguidage. Actuellement, les véhicules autonomes sont équipés d’une batterie embarquée qui est rechargée sur une base ou une station d’accueil. Afin de limiter l’intervention humaine pour des tâches telles que la recharge de la batterie, les véhicules autonomes sont configurés pour déterminer la position de la station d’accueil pour pouvoir s’y amarrer de manière autonome grâce à des moyens de guidage. Les véhicules sont par exemple guidés par des fils qui imposent une trajectoire fixe et une infrastructure spécifique. Afin de ne pas gêner le déplacement des véhicules autonomes, les fils sont généralement enterrés sous le sol de la zone de travail, rendant l’installation coûteuse. Si les fils sont installés en surface, ils peuvent être endommagés par le véhicule lui-même ou d’autres engins circulant dans l’espace de travail. De plus, l’installation des fils doit être modifiée lorsque l’emplacement des stations d’accueil est modifié. Une autre solution consiste à équiper les stations d’accueil d’une balise ou d’un émetteur de faisceau laser pour guider les véhicules autonomes. Une telle technologie présente cependant encore de nombreuses limitations. En outre, dans les usines et les entrepôts, il peut y avoir des opérateurs et d’autres véhicules qui sont en mouvement. Dans de tels environnement dynamique, il est donc essentiel de pouvoir contrôler la trajectoire du véhicule autonome afin de garantir son bon fonctionnement tout en garantissant la sécurité des opérateurs en mouvement, pendant la phase d’accomplissement de ses tâches mais également pendant la phase où le véhicule autonome se déplace en direction de la station d’accueil pour recharger sa batterie. Les stations d’accueils conventionnelles n’ont pas la capacité de guider le déplacement des véhicules autonomes et de les arrêter en cas d’obstacles détectés sur sa trajectoire. Les informations de sécurité sont traitées par des systèmes de transmission radio sécuritaire distincts de la station d’accueil qui nécessitent leur propre alimentation électrique et un mode de communication dédié, formant une architecture éclatée, relativement complexe et couteuse, et peu adaptée en cas d’une installation qui comprend une pluralité de véhicules autonomes et une pluralité de stations d’accueil. La présente divulgation vise à remédier à ces inconvénients en proposant une nouvelle architecture d’ensemble de recharge pour véhicules autonomes qui permet d’intégrer et combiner dans une unique entité physique des fonctions de localisation et de transmission de différents types d’informations, notamment des informations de sûreté de fonctionnement. Une telle architecture permet de ne pas multiplier les besoins en infrastructure, contrairement aux solutions conventionnelles qui doivent être équipées d’une part des chargeurs reliés au secteur, des balises stationnaires de localisation alimentées par exemple par un réseau Ethernet, et des systèmes de transmission radio sécuritaire. Un autre objectif de la présente divulgation est de proposer un ensemble de recharge ayant un encombrement et un coût final réduit. Résumé La présente divulgation vient améliorer la situation. Il est proposé un ensemble de recharge pour véhicules autonomes comprenant : - une station d’accueil de recharge configurée pour être disposée de façon fixe dans une zone de travail, ladite station d’accueil de recharge comprenant un chargeur de batterie, un premier contrôleur de sûreté de fonctionnement configuré pour émettre des informations de de sûreté de fonctionnement, et un premier transmetteur de communication sans fil; - un véhicule à navigation autonome configuré pour se déplacer dans la zone de travail, ledit véhicule comprenant une batterie rechargeable électrique adaptée à être connectée électriquement aux bornes du chargeur de batterie, un deuxième contrôleur de sûreté de fonctionnement connecté à la batterie rechargeable électrique et configuré pour recevoir les informations de sûreté de fonctionnement provenant de la station d’accueil et un deuxième transmetteur de communication sans fil. Selon un mode de réalisation, l’ensemble comprend en outre un contrôleur de navigation configuré pour calculer la localisation du véhicule par rapport à la station d’accueil de recharge dans la zone de travail. Selon un mode de réalisation, l’ensemble comprend une pluralité de stations d’accueil et une pluralité de véhicules autonomes, chaque véhicule autonome étant configuré pour communiquer avec au moins trois des stations d’accueil de la zone de travail afin de calculer la localisation dudit véhicule autonome par triangulation. Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : Le premier transmetteur de communication sans fil et le deuxième transmetteur de communication sont des transmetteurs radio sans fil, la communication radio entre le premier transmetteur et le deuxième transmetteur étant établie de manière périodique. Le premier transmetteur de communication et le deuxième transmetteur de communication sont configurés pour encapsuler les informations de sécurités provenant du premier contrôleur de sûreté de fonctionnement et du deuxième contrôleur de sûreté de fonctionnement sous forme de trames. Selon un autre mode de réalisation, l’ensemble comprend en outre un bouton d’arrêt d’urgence connecté au premier contrôleur de sûreté de fonctionnement. Selon un mode de réalisation, le deuxième contrôleur de sûreté de fonctionnement est configuré pour couper la liaison d’alimentation électrique entre un moteur électrique et la batterie pour arrêter le moteur du véhicule à partir d’une information de sûreté de fonctionnement provenant de la station d’accueil de recharge, ou pour engager une fonction de sécurité d’arrêt du moteur du véhicule à partir d’une information de sûreté de fonctionnement provenant de la station d’accueil de recharge. De préférence, l’ensemble comprend en outre un réseau électrique adapté pour alimenter ladite station d’accueil de recharge. Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de gestion de recharge d’un véhicule autonome dans un ensemble de recharge tel que défini ci-dessus, comprenant les étapes suivantes : - navigation du véhicule autonome mobile vers une station d’accueil dans une zone de travail à partir d’une information de positionnement émise par au moins une station d’accueil; - arrimage à la station d’accueil à laquelle le véhicule est associé et recharge de la batterie de recharge; - arrêt du véhicule autonome à distance lorsqu’il reçoit une information de sûreté de fonctionnement provenant de la station d’accueil. Selon un mode de réalisation, l’arrêt du véhicule autonome est produit selon les étapes suivantes : - génération d’une information de sûreté de fonctionnement par le premier contrôleur de sûreté de fonctionnement; - transmission d’une information de sûreté de fonctionnement du premier contrôleur de sûreté de fonctionnement vers le premier transmetteur de communication; - encapsulation de l’information de sûreté de fonctionnement par le premier transmetteur de communication dans une trame de sécurité; - émission de la trame de sécurité du premier transmetteur de communication vers le deuxième transmetteur de communication; - décapsulation de la trame de sécurité par le deuxième transmetteur de communication en information de sûreté; - transmission de l’information de sûreté du deuxième transmetteur de communication vers le deuxième contrôleur de sûreté de fonctionnement; - coupe de la liaison d’alimentation électrique entre un moteur et la batterie pour arrêter le moteur du véhicule. De préférence, l’information de sûreté est générée par un bouton d’arrêt d’urgence connecté au premier contrôleur de sûreté de fonctionnement d’une station d’accueil D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 La représente schématiquement un ensemble de recharge pour véhicule autonome selon un mode de réalisation, comprenant une station d’accueil de recharge et un véhicule autonome. Fig. 2 La représente schématiquement une variante de l’ensemble de recharge pour véhicule autonome de la . Fig. 3 La représente schématiquement un autre mode de réalisation d’un ensemble de recharge comprenant trois stations d’accueil de recharge et un véhicule autonome. Fig. 4 La représente un procédé de gestion de recharge selon un mode de réalisation. Fig. 5 La représente un procédé de gestion de l’arrêt du véhicule autonome selon un mode de réalisation. Les présentes solutions techniques peuvent être utilisées dans différents domaines d’applications industrielles, tels que l’industrie automobile, l’industrie agroalimentaire, l’industrie logistique, pour charger des engins de type chariot de manutention industriel pour transporter des pièces détachées ou articles entre postes ou unités de travail afin d’optimiser le flux logistique tout en préservant la sécurité des opérateurs. Ensemble de recharge (1) pour véhicules autonomes comprenant : - une station d’accueil de recharge (20) configurée pour être disposée de façon fixe dans une zone de travail, ladite station d’accueil de recharge comprenant un chargeur de batterie (21), un premier contrôleur de sûreté de fonctionnement (22) configuré pour émettre des informations de de sûreté de fonctionnement, et un premier transmetteur de communication sans fil (23) ; - un véhicule à navigation autonome (10) configuré pour se déplacer dans la zone de travail, ledit véhicule (10) comprenant une batterie rechargeable électrique (11) adaptée à être connectée électriquement aux bornes du chargeur de batterie (21), un deuxième contrôleur de sûreté de fonctionnement (12) connecté à la batterie rechargeable électrique (11) et configuré pour recevoir les informations de sûreté de fonctionnement provenant de la station d’accueil (20) et un deuxième transmetteur de communication sans fil (13). Ensemble selon la revendication 1, comprenant en outre un contrôleur de navigation (14) configuré pour calculer la localisation du véhicule par rapport à la station d’accueil de recharge (20) dans la zone de travail. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, comprenant une pluralité de stations d’accueil (20) et une pluralité de véhicules autonomes (10), chaque véhicule autonome (10) étant configuré pour communiquer avec au moins trois des stations d’accueil (20) de la zone de travail afin de calculer la localisation dudit véhicule autonome par triangulation. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le premier transmetteur de communication sans fil (23) et le deuxième transmetteur de communication (13) sont des transmetteurs radio sans fil, la communication radio entre le premier transmetteur et le deuxième transmetteur étant établie de manière périodique. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le premier transmetteur de communication (23) et le deuxième transmetteur de communication (13) sont configurés pour encapsuler les informations de sécurités provenant du premier contrôleur de sûreté de fonctionnement (22) et du deuxième contrôleur de sûreté de fonctionnement (12) sous forme de trames. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 5, comprenant en outre un bouton d’arrêt d’urgence (24) connecté au premier contrôleur de sûreté de fonctionnement (22). Ensemble selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le deuxième contrôleur de sûreté de fonctionnement (12) est configuré pour couper la liaison d’alimentation électrique entre un moteur électrique et la batterie (11) pour arrêter le moteur du véhicule à partir d’une information de sûreté de fonctionnement provenant de la station d’accueil de recharge, ou pour engager une fonction de sécurité d’arrêt du moteur du véhicule à partir d’une information de sûreté de fonctionnement provenant de la station d’accueil de recharge. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 7, comprenant en outre un réseau électrique (3) adapté pour alimenter ladite station d’accueil de recharge (20). Procédé (100) de gestion de recharge d’un véhicule autonome dans un ensemble de recharge (1) selon l’une des revendications 1 à 8, comprenant les étapes suivantes : - navigation du véhicule autonome mobile (10) vers une station d’accueil dans une zone de travail à partir d’une information de positionnement émise par au moins une station d’accueil (110); - arrimage à la station d’accueil à laquelle le véhicule est associé et recharge de la batterie de recharge (120) ; - arrêt du véhicule autonome à distance lorsqu’il reçoit une information de sûreté de fonctionnement provenant de la station d’accueil (130). Procédé selon la revendication 9, dans lequel l’arrêt du véhicule autonome (130) est produit selon les étapes suivantes : - génération d’une information de sûreté de fonctionnement par le premier contrôleur de sûreté de fonctionnement (131) ; - transmission d’une information de sûreté de fonctionnement du premier contrôleur de sûreté de fonctionnement vers le premier transmetteur de communication (132); - encapsulation de l’information de sûreté de fonctionnement par le premier transmetteur de communication dans une trame de sécurité (133); - émission de la trame de sécurité du premier transmetteur de communication vers le deuxième transmetteur de communication (134) ; - décapsulation de la trame de sécurité par le deuxième transmetteur de communication en information de sûreté (135); - transmission de l’information de sûreté du deuxième transmetteur de communication vers le deuxième contrôleur de sûreté de fonctionnement (136); - coupe de la liaison d’alimentation électrique entre un moteur et la batterie pour arrêter le moteur du véhicule (137). Procédé selon la revendication 9 ou 10, dans lequel l’information de sûreté est générée par un bouton d’arrêt d’urgence connecté au premier contrôleur de sûreté de fonctionnement d’une station d’accueil.