用於物料搬運車輛的轉向控制策略的製作方法
2023-05-19 03:41:26 1
用於物料搬運車輛的轉向控制策略的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種物料搬運車輛,其在物體進入車輛周圍環境時自動地實施轉向策略。通過使車輛轉向離開檢測到的物體而自動地執行轉向修正策略,其中轉向修正角度和/或實施為實現期望轉向修正角度的轉向角度變化率取決於檢測到的物體被確定為距離與車輛相關聯的基準坐標有多遠。
【專利說明】用於物料搬運車輛的轉向控制策略
【技術領域】
[0001]本發明整體涉及物料搬運車輛,更具體地,本發明涉及用於物料搬運車輛的物體追蹤和修正方案,該物料搬運車輛為例如遠程操作的低位指令揀選載貨車。
【背景技術】
[0002]低位指令揀選載貨車通常用於揀選倉庫和配送中心中的存貨。這樣的指令揀選載貨車通常包括承載叉和動力單元,該動力單元具有平臺,當控制載貨車時,操作者可以踩踏和騎乘在該平臺上。動力單元還具有可轉向輪以及對應的牽引和轉向控制機構,例如與可轉向輪聯接的可動轉向臂。附接到轉向臂的控制手柄通常包括駕駛載貨車和操作其載荷搬運特徵結構所需的操作控制裝置。
[0003]在典型的存貨揀選操作中,操作者從位於沿著倉庫或配送中心的多個通道設置的存儲區域中的可獲得的存貨項目完成訂單。就這一點而言,操作者駕駛低位指令揀選載貨車到將要揀選項目的第一位置。在揀選過程中,操作者通常從指令揀選載貨車上走下來,步行到合適的位置,並且從相關的存儲區域檢索訂單上的存貨項目。然後,操作者返回到指令揀選載貨車,並且將揀選的存貨放置在由車叉承載的貨盤、收集籠或其它支撐結構上。在完成揀選過程時,操作者使指令揀選載貨車前進到將要揀選項目的下一個位置。重複上述過程,直到訂單上的所有存貨項目都已經被揀選。
[0004]對於操作者而言並不希奇的是,每個訂單重複揀選過程數百次。此外,操作者可能每班需要揀選許多訂單。這樣,操作者可能需要相當多的時間來重置或重新定位指令揀選載貨車,這減少了可用於操作者揀選存貨的時間。
【發明內容】
[0005]根據本發明的多個方面,提供用於物料搬運車輛自動執行轉向修正策略的方法。通過物料搬運車輛上的控制器接收來自至少一個感測裝置的傳感器數據。接收到的傳感器數據用來確定物體是否位於由控制器監測的環境中,該環境包括車輛周圍的區域。如果在該環境中檢測到物體,那麼確定檢測到的物體距離與車輛相關的基準坐標有多遠。通過使車輛轉向離開檢測到的物體而自動地執行轉向修正策略,其中轉向修正角度取決於檢測到的物體被確定為距離基準坐標有多遠。
[0006]根據本發明的其它方面,提供用於物料搬運車輛自動執行轉向修正策略的方法。通過物料搬運車輛上的控制器接收來自至少一個感測裝置的傳感器數據。接收到的傳感器數據用來確定物體是否位於由控制器監測的環境中,該環境包括車輛周圍的區域。如果在該環境中檢測到物體,那麼確定檢測到的物體距離車輛有多遠。通過使車輛轉向離開檢測到的物體而自動地執行轉向修正策略,其中轉向修正角度取決於檢測到的物體被確定為距離車輛有多遠。
[0007]根據本發明的其它方面,提供用於物料搬運車輛自動執行轉向修正策略的方法。通過物料搬運車輛上的控制器接收來自至少一個感測裝置的傳感器數據。接收到的傳感器數據用來確定物體是否位於由控制器監測的環境中,該環境包括車輛周圍的區域。如果在該環境中檢測到物體,那麼確定檢測到的物體距離與車輛相關的基準坐標有多遠。通過使車輛轉向離開檢測到的物體而自動地執行轉向修正策略,其中實施為實現期望轉向修正角度的轉向角度變化率取決於檢測到的物體被確定為距離基準坐標有多遠。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為根據本發明多個方面的能夠遠程無線操作的物料搬運車輛的示意圖;
[0009]圖2為根據本發明多個方面的能夠遠程無線操作的物料搬運車輛的若干部件的示意圖;
[0010]圖3為根據本發明多個方面的物料搬運車輛的檢測區域的示意圖;
[0011]圖4為根據本發明多個方面的用於檢測物體的示例性方法的示意圖;
[0012]圖5為根據本發明其它方面的物料搬運車輛的多個檢測區域的示意圖;
[0013]圖6為根據本發明多個方面的具有間隔開的障礙檢測器的物料搬運車輛的示意圖;
[0014]圖7為根據本發明其它方面的具有障礙檢測器的物料搬運車輛的示意圖;
[0015]圖8為根據本發明其它方面的具有障礙檢測器的物料搬運車輛的示意圖;
[0016]圖9為根據本發明多個方面的物料搬運車輛的控制系統的示意性方框圖,該控制系統聯接到傳感器,以用於檢測車輛行駛路徑中的物體;
[0017]圖10為根據本發明多個方面的實施轉向修正的方法的流程圖;
[0018]圖11為根據本發明多個方面的在遠程無線操作下沿著窄的倉庫通道行駛的自動地實施轉向修正策略的物料搬運車輛的示意圖;
[0019]圖12為根據本發明多個方面的在遠程無線操作下實施轉向修正策略的物料搬運車輛的示例性速度的曲線圖;
[0020]圖13為根據本發明多個方面的控制器的示例性轉向緩衝輸入數據的曲線圖,其示出了在左或右轉向緩衝區域中是否感測到物體;
[0021]圖14為根據本發明多個方面的以度表示的示例性轉向修正的曲線圖,以示出在遠程無線操作下應用於物料搬運車輛的示例性和示意性轉向修正策略;
[0022]圖15A-15C為根據本發明多個方面的結合物體跟蹤而用於在遠程無線操作下行駛的物料搬運車輛的示例性環境的示意圖;
[0023]圖16A-16C為根據本發明多個方面的用於在遠程無線操作下行駛的物料搬運車輛中實施轉向策略的示例性區域的示意圖;以及
[0024]圖17A-17C為根據本發明多個方面的在遠程無線操作下沿著倉庫通道行駛的自動地實施轉向策略的物料搬運車輛的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]在以下圖示實施例的詳細說明中,參考了形成該詳細說明一部分的附圖,附圖以圖示的方式而非限制性地示出了本發明能夠實施的特定實施例。應當理解,在不脫離本發明多個實施例的精神和範圍的情況下,可以採用其它實施例,並且可以進行改變。
[0026]低位指令揀選載貨車:[0027]現在參考附圖,具體參考圖1,示出為低位指令揀選載貨車10的物料搬運車輛通常包括從動力單元14延伸的載荷搬運組件12。載荷搬運組件12包括一對叉16,每個叉16具有載荷支撐輪組件18。除了圖示的叉16的布置之外,或者代替圖示的叉16的布置的是,載荷搬運組件12可以包括其它載荷搬運特徵結構,例如載荷靠背架、剪刀式升降叉、夕卜伸支架或分開的高度可調叉。另外,載荷搬運組件12可以包括載荷搬運特徵結構,例如桅杆、載荷平臺、收集籠、或者由叉16承載或者以其它方式設置成用於搬運由載貨車10支撐和承載的載荷的其它支撐結構。
[0028]所示的動力單元14包括跨步操作者工位,以將動力單元14的第一端部區段(與叉16相對)與第二端部區段(靠近叉16)分開。跨步操作者工位提供平臺,操作者可以站立在該平臺上,以駕駛載貨車10和/或提供一位置,操作者可以從該位置操作載貨車10所具有的各種特徵。
[0029]存在傳感器58可以用來檢測載貨車10上操作者的存在。例如,存在傳感器58可以位於平臺地板上、上方或下方,或者以其它方式繞操作者工位設置。在圖1的示例性載貨車中,存在傳感器58用虛線示出,以表示它們定位在平臺地板下方。在這種布置的情況下,存在傳感器58可以包括載荷傳感器、開關等。作為另外一種選擇,存在傳感器58可以在平臺地板上方實施,例如利用超聲、電容或其它合適的感測技術。本文中將更加詳細地描述存在傳感器58的使用。
[0030]天線66從動力單元14沿豎向延伸,並且用於接收來自對應無線遠程控制裝置70的控制信號。遠程控制裝置70可以包括發射器,該發射器由操作者穿戴或者以其它方式保持。遠程控制裝置70能夠由操作者手動地操作,例如通過按壓按鈕或其它控制件,以使得遠程控制裝置70以無線的方式發射表示載貨車10行駛請求的至少第一類型的信號。該行駛請求是一種命令,該命令請求對應的載貨車10行駛預定的量,如本文中將要更加詳細地描述的。
[0031]載貨車10還包括一個或多個障礙物傳感器76,它們設置在載貨車10周圍,例如朝向動力單元14的第一端部區段和/或設置到動力單元14的側面。障礙物傳感器76包括處於載貨車10上的至少一個非接觸障礙物傳感器,並且能夠操作以限定至少一個檢測區域。例如,當載貨車10響應於以無線方式從遠程控制裝置70接收到的行駛請求而行駛時,至少一個檢測區域可以限定至少部分地處於載貨車10的向前行駛方向前方的區域,如本文中將要更加詳細地描述的。
[0032]障礙物傳感器76可以包括任何合適的近程檢測技術,例如超聲傳感器、光學識別裝置、紅外線傳感器、雷射掃描傳感器等,它們能夠檢測物體/障礙物的存在,或者能夠產生信號,這些信號可以被分析而檢測動力單元14的預定檢測區域內物體/障礙物的存在。
[0033]在實施過程中,載貨車10可以實施為其它的形式、類型和特徵,例如端部控制貨盤載貨車,其包括轉向舵臂,該轉向舵臂聯接到舵柄,以用於時載貨車轉向。類似地,儘管遠程控制裝置70示出為手套式結構70,但是遠程控制裝置70可以實施為多種實施方式,包括例如戴在手指上的結構、裝在掛帶上的結構或裝在腰帶上的結構等。另外,載貨車、遠程控制系統和/或其部件,包括遠程控制裝置70,可以包括任何額外的和/或可選的特徵或實施方式,它們的例子可見於:2006年9月14日提交的名稱為「SYSTEMS AND METHODSOF REMOTELY CONTROLLING A MATERIALS HANDLING VEHICLE (遠程控制物料搬運車輛的系統和方法)」的系列號為N0.60/825, 688的美國臨時專利申請;2007年9月14日提交的名稱為 「SYSTEMS AND METHODS OF REMOTELY CONTROLLING A MATERIALS HANDLINGVEHICLE (遠程控制物料搬運車輛的系統和方法)」的系列號為N0.11/855,310的美國專利申請;2007 年 9 月 14 日提交的名稱為 「SYSTEMS AND METHODS OF REMOTELY CONTROLLINGA MATERIALS HANDLING VEHICLE(遠程控制物料搬運車輛的系統和方法)」的系列號為N0.11/855,324的美國專利申請;2009年7月2日提交的名稱為「APPARATUS FOR REMOTELYCONTROLLING A MATERIALS HANDLING VEHICLE(遠程控制物料搬運車輛的設備)」的系列號為N0.61/222,632的美國臨時專利申請;2009年12月4日提交的名稱為「MULTIPLEZONE SENSING FOR MATERIALS HANDLING VEHICLES (用於物料搬運車輛的多區域感測)」的系列號為N0.12/631,007的美國專利申請;2008年12月4日提交的名稱為「MULTIPLEZONE SENSING FOR REMOTELY CONTROLLED MATERIALS HANDLING VEHICLES (用於遠程控制的物料搬運車輛的多區域感測)」的系列號為N0.61/119,952的美國臨時專利申請;和/或2006 年 3 月 28 日公布的名稱為 「ELECTRICAL STEERING ASSIST FOR MATERIAL HANDLINGVEHICLE (用於物料搬運車輛的電動轉向助力)」的美國專利N0.7,017,689 ;這些專利文獻的全部公開內容均以引用方式併入本文中。
[0034]用於低位指令揀選載貨車遠程操作的控制系統:
[0035]參考圖2,方框圖示出了與載貨車10集成的遠程控制命令的控制布置。天線66聯接到接收器102,以用於接收遠程控制裝置70發出的命令。接收器102將接收到的控制信號傳遞到控制器103,該控制器對接收到的命令進行合適的響應,由此在本文中也可以稱為主控制器。就這一點而言,控制器103實施為硬體,並且還可以執行軟體(包括固件、常駐軟體、微碼等)。此外,本發明的各方面可以採取在一個或多個計算機可讀介質中實施的電腦程式產品的形式,該計算機可讀介質上實施有計算機可讀程序代碼。例如,載貨車10可以包括存儲電腦程式產品的存儲器,該電腦程式產品在由控制器103的處理器實施時實施如本文更加充分地描述的轉向修正。
[0036]因此,控制器103可以至少部分地限定適合於存儲和/或執行程序代碼的數據處理系統,並且可以包括至少一個處理器,處理器直接地或間接地聯接到存儲器元件,例如通過系統總線或其它合適的連接方式聯接到存儲器元件。存儲器元件可以包括在程序代碼實際執行期間採用的本地存儲器、集成到微控制器或專用集成電路(ASIC)中的存儲器、可編程門陣列或其它可重構的處理裝置等。
[0037]根據正在實施的邏輯,響應於例如經由無線發射器70以及對應的天線66和接收器102以無線方式接收到的命令而由控制器103實施的響應可以包括一個或多個動作或不活動。主動動作可以包括控制、調節或以其它方式影響載貨車10的一個或多個部件。控制器103還可以接收來自其它輸入104的信息,例如來自諸如存在傳感器58、障礙物傳感器76、開關、載荷傳感器、編碼器和載貨車10能夠獲取的其它裝置/特徵結構的來源的信息,以確定響應於從遠程控制裝置70接收到的命令而要做出的合適的動作。傳感器58、76等可以經由輸入104或經由合適的載貨車網絡(例如控制區域網(CAN)總線110)聯接到控制器103。
[0038]在示例性布置中,遠程控制裝置70被操作而以無線方式將表示第一類型信號(例如行駛命令)的控制信號發射到載貨車10上的接收器102。在本文中,行駛命令也被稱為「行駛信號」、「行駛請求」或「前進信號」。行駛請求用來引發載貨車10行駛預定量的請求,例如使得載貨車10沿著第一方向前進或緩慢行進有限的行駛距離。第一方向可以例如通過載貨車10沿動力單元14第一方向(即叉16向後的方向)的運動而限定。然而,作為另外一種選擇,也可以限定其它的行駛方向。此外,載貨車10可以被控制成沿大致筆直的方向行駛,或者沿著之前確定的前進方向行駛。因此,有限行駛距離可以由近似行駛距離、行駛時間或其它量度來指定。
[0039]因此,由接收器102接收的第一類型信號被傳遞到控制器103。如果控制器103確定行駛信號是有效行駛信號且當前車輛狀況是合適的(以下更詳細地解釋),那麼控制器103將信號發送到具體載貨車10的合適控制構造,以使載貨車10前進,然後使載貨車10停止。使載貨車10停止可以例如通過以下方式來實施:允許載貨車10滑行直至停止,或者啟動制動操作以使得載貨車10制動直至停止。
[0040]作為一個例子,控制器103能夠可通信地聯接到牽引控制系統,該牽引控制系統示出為載貨車10的牽引馬達控制器106。牽引馬達控制器106聯接到牽引馬達107,該牽引馬達驅動載貨車10的至少一個轉向輪108。控制器103可以與牽引馬達控制器106通信,以響應於接收到來自遠程控制裝置70的行駛請求而加速、減速、調節和/或以其它方式限制載貨車10的速度。控制器103還能夠可通信地聯接到轉向控制器112,該轉向控制器聯接到轉向馬達114,該轉向馬達使載貨車IO的至少一個轉向輪108轉向。就這一點而言,載貨車10可以由控制器103控制,以響應於接收到來自遠程控制裝置70的行駛請求而沿預期路逕行駛或者保持預期的前進方向。
[0041]作為另一個示例性例子,控制器103能夠可通信地聯接到制動控制器116,該制動控制器控制載貨車制動器117,以響應於接收到來自遠程控制裝置70的行駛請求而減速、停止或以其它方式控制載貨車10的速度。另外,控制器103能夠可通信地聯接到其它車輛特徵結構(例如主接觸器118)和/或與載貨車10相關聯的其它輸出119,以便在適用的情況下響應於實施遠程行駛功能而實施期望的動作。
[0042]根據本發明多個方面,控制器103可以與接收器102和牽引控制器106通信,以便響應於接收到來自相關聯的遠程控制裝置70的行駛命令而在遠程控制下操作載貨車10。此外,控制器103可以被構造成用以在載貨車10響應於行駛請求而在遠程控制下行駛並且在之前的檢測區域的第一個檢測區域中檢測到障礙物的情況下執行第一動作。控制器103還可以被構造成用以在載貨車10響應於行駛請求而在遠程控制下行駛並且在之前的檢測區域的第二個檢測區域中檢測到障礙物的情況下執行與第一動作不同的第二動作。就這一點而言,當控制器103接收到來自遠程控制裝置70的行駛信號時,控制器103可以考慮任意數量的因素,以確定接收到的行駛信號是否應當起作用而啟動和/或維持載貨車10的運動。
[0043]因此,如果載貨車10響應於通過遠程無線控制接收到的命令而進行運動,那麼控制器103可以動態地改變、控制、調節或以其它方式影響遠程控制操作,例如通過使載貨車10停止、改變載貨車10的轉向角度、或者採取其它動作。因此,具體車輛特徵結構、一個或多個車輛特徵結構的狀態/狀況、車輛環境等,可以影響控制器103對來自遠程控制裝置70的行駛請求進行響應的方式。
[0044]根據預定狀況(例如涉及環境和/或操作因素),控制器103可以拒絕確認接收到的行駛請求。例如,根據從一個或多個傳感器58、76獲得的信息,控制器103可以忽視否則有效的行駛請求。作為一個例證,根據本發明多個方面,當確定是否對來自遠程控制裝置70的行駛命令進行響應時,控制器103可以任選地考慮各種因素,例如操作者是否處於載貨車10上。如上所述,載貨車10可以包括至少一個存在傳感器58,以用於檢測操作者是否位於載貨車10上。就這一點而言,控制器103可以進一步被構造成用以當存在傳感器58指明沒有操作者處於載貨車10上時對行駛請求進行響應,以在遠程控制下操作載貨車10。因此,在這種實施方式中,載貨車10不能夠響應於來自發射器的無線命令而進行操作,除非操作者物理地離開載貨車10。類似地,如果物體傳感器76檢測到物體(包括操作者)鄰近和/或靠近載貨車10,那麼控制器103可以拒絕確認來自發射器70的行駛請求。因此,在示例性實施方式中,操作者必須位於載貨車10的受限範圍內,例如足夠靠近載貨車10而處於無線通信範圍(其可以被限制為設定操作者與載貨車10的最大距離)內。作為另外一種選擇,也可以實施其它布置形式。
[0045]另外地/作為另外一種選擇,控制器103可以實施任何其它數量的合理條件、因素、參數或其它考慮,以響應於從發射器接收到的信號而解釋和採取動作。在以下的專利文獻中更詳細地列出了其它示例性因素:名稱為「SYSTEMS AND METHODS OF REMOTELYCONTROLLING A MATERIALS HANDLING VEHICLE (遠程控制物料搬運車輛的系統和方法)」的系列號為N0.60/825,688的美國臨時專利申請;名稱為「 SYSTEMS AND METHODS OFREMOTELY CONTROLLING A MATERIALS HANDLING VEHICLE (遠程控制物料搬運車輛的系統和方法)」的系列號為N0.11/855,310的美國專利申請;名稱為「SYSTEMS AND METHODS OFREMOTELY CONTROLLING A MATERIALS HANDLING VEHICLE (遠程控制物料搬運車輛的系統和方法)」的系列號為N0.11/855,324的美國專利申請;名稱為「APPARATUS FOR REMOTELYCONTROLLING A MATERIALS HANDLING VEHICLE (遠程控制物料搬運車輛的設備)」的系列號為 N0.61/222,632 的美國臨時專利申請;名稱為「MULTIPLE ZONE SENSING FOR MATERIALSHANDLING VEHICLES (用於物料搬運車輛的多區域感測)」的系列號為N0.12/631,007的美國專利申請;以及名稱為 「MULTIPLE ZONE SENSING FOR REMOTELY CONTROLLEDMATERIALS HANDLING VEHICLES (用於遠程控制的物料搬運車輛的多區域感測)」的系列號為N0.61/119,952的美國臨時專利申請;這些專利文獻的全部公開內容均以引用方式併入本文中。
[0046]在了解了行駛請求的情況下,控制器103與牽引馬達控制器106例如直接地或間接地相互作用,例如經由總線(例如CAN總線110,如果採用的話),以使載貨車10前進有限量。根據具體的實施方式,控制器103可以與牽引馬達控制器106相互作用,並且可以任選地與轉向控制器112相互作用,以使載貨車10前進預定距離。作為另外一種選擇,控制器103可以與牽引馬達控制器106相互作用,並且可以任選地與轉向控制器112相互作用,以使載貨車10響應於遠程控制裝置70上的行駛控制的檢測和保持的致動而前進一段時間。作為另一個示例性例子,載貨車10可以被構造成用以只要接收到行駛控制信號就緩慢行進。另外,控制器103可以被構造成用以根據預定時間,例如超過預定時間段或行駛距離,而不管遠程控制裝置70上對應控制的保持致動的檢測,來「暫停」和停止載貨車10的行駛。
[0047]遠程控制裝置70還可以進行操作,以發射第二類型信號,例如「停止信號」,表明載貨車10應當制動和/或以其它方式靜止。第二類型信號還可以意味著例如在實施「行駛」命令之後,例如在載貨車10響應於行駛命令在遠程控制下已經行駛了預定距離、已經行駛了預定時間之後,等。如果控制器103確定以無線方式接收到的信號是停止信號,那麼控制器103將信號發送到牽引控制器106、制動控制器116和/或其它載貨車部件,以使得載貨車10靜止。作為停止信號的另外一種選擇,第二類型信號可以包括「滑行信號」或「受控減速信號」,這些信號表明載貨車10應當滑行,從而最終減速到停車。
[0048]使載貨車10完全靜止所花費的時間可以根據例如預期應用、環境狀況、具體載貨車10的能力、載貨車10上的載荷和其它類似因素而變化。例如,在完成適當的緩慢運動之後,可能期望的是允許載貨車10在靜止之前「滑行」一定距離,從而載貨車10緩慢地停止。這可以利用再生制動以使載貨車10減速直至停止來實現。作為另外一種選擇,可以在預定延遲時間之後施加制動操作,以允許載貨車10在開始停止操作之後額外行駛預定範圍。還可能期望的是,使載貨車10相對較為快速地停止,例如在載貨車10的行駛路徑中檢測到物體的情況下或者在成功緩慢行進操作之後期望立即停止的情況下。例如,控制器可以向制動操作施加預定轉矩。在這樣的狀況下,控制器103可以指示制動控制器116應用制動器117,以使載貨車10停止。
[0049]物料搬運車輛的檢測區域:
[0050]參考圖3,根據本發明多個方面,一個或多個障礙物傳感器76被構造成用以能夠共同檢測多個「檢測區域」中的物體/障礙物。就這一點而言,控制器103可以被構造成用以響應於在一個或多個檢測區域中檢測到障礙物而改變載貨車10的一個或多個操作參數,如本文更詳細地列出的。當操作者騎乘/駕駛載貨車10時,可以實施利用檢測區域的載貨車10的控制。當操作者騎乘/駕駛載貨車10時,一個或多個檢測區域也可以不起作用或者以其它方式被控制器103忽略,例如以允許操作者在緊密的空間中操縱載貨車10。利用檢測區域的載貨車10的控制還可以與本文中更加充分列出和描述的補償遠程控制結
八
口 ο
[0051]儘管在本文中為了討論清楚的目的示出了六個障礙物傳感器76,但是可以採用任何數量的障礙物傳感器76。障礙物傳感器76的數量將可能根據實施傳感器的技術、檢測區域的尺寸和/或範圍、檢測區域的數量、和/或其它因素而變化。
[0052]在圖示的例子中,第一檢測區域78A被定位成靠近載貨車10的動力單元14。第二檢測區域78B被限定為與第一檢測區域78A相鄰,並且呈現為大致圍繞第一檢測區域78A。第三區域也概念性地限定為全部區域處於第一和第二檢測區域78A、78B外側。儘管第二檢測區域78B示出為基本上圍繞第一檢測區域78A,但是可以實現任何其它限定了第一和第二檢測區域78A、78B的實際布置。例如,檢測區域78A、78B的所有或某些部分可以相交、重疊或互相排他。此外,檢測區域78A、78B的具體形狀可以是變化的。另外,可以限定任何數量的檢測區域,本文中更加詳細地描述檢測區域的其它例子。
[0053]另外,檢測區域不需要圍繞整個載貨車10。相反,檢測區域的形狀可以取決於【具體實施方式】,如本文中更加詳細地描述的。例如,如果檢測區域78A、78B用於速度控制,同時載貨車10在沒有操作者騎乘的情況下在遠程行駛控制下沿動力單元第一(叉向後)取向運動,那麼檢測區域78A、78B可以取向為至少處於載貨車10行駛方向前方。然而,檢測區域還可以覆蓋其它區域,例如與載貨車10的側面相鄰。[0054]根據本發明多個方面,第一檢測區域78A還可以表明「停止區域」。因此,第二檢測區域78B還可以表明「第一速度區域」。根據這種布置,如果在第一檢測區域78A中檢測到物體(例如某種形式的障礙物),並且物料搬運車輛(例如載貨車10)響應於行駛請求而在遠程控制下行駛,那麼控制器103可以被構造成用以實施例如「停止動作」的動作,以使得載貨車10停止。就這一點而言,一旦障礙物清除,載貨車10就可以繼續行駛,或者一旦障礙物清除,就可以要求來自遠程控制裝置70的後續第二行駛請求,以重新開始載貨車10的行駛。
[0055]如果在載貨車處於靜止且在第一檢測區域78A中檢測到物體時從遠程控制裝置70接收到行駛請求,那麼控制器103可以拒絕該行駛請求,並且保持載貨車處於靜止,直到障礙物從停止區域清除。
[0056]如果在第二檢測區域78B中檢測到物體/障礙物,並且物料搬運載貨車10響應於行駛請求而在遠程控制下行駛,那麼控制器103可以被構造成用以實施不同的動作。例如,在載貨車10以比第一預定速度大的速度行駛的情況下,控制器103可以實施第一減速動作,以將載貨車10的速度降低到第一預定速度。
[0057]因此,呈現的是載貨車10響應於實施來自遠程控制裝置的行駛請求而以速度V2行駛,該速度V2是在障礙物傳感器76不檢測任何檢測區域中的障礙物的情況下通過一組操作條件形成的。如果載貨車初始處於靜止狀態,那麼載貨車可以被加速直到速度V2。第二檢測區域78B(但不是第一檢測區域78A)中的障礙物的檢測可能使得載貨車10例如經由控制器103改變至少一個操作參數,例如以將載貨車10減速到第一預定速度VI,該第一預定速度比速度V2慢。也就是,V1〈V2。一旦障礙物被從第二檢測區域78B清除,那麼載貨車10可以重新獲得其速度V2,或者載貨車10可以保持其速度VI,直到載貨車停止,且遠程控制裝置70啟動另一個行駛請求。另外,如果檢測到的物體隨後在第一檢測區域78A被檢測到,那麼載貨車10將停止,如本文中更加充分地描述的。
[0058]作為示例性例子,載貨車10被構造成,如果載貨車10在其上沒有操作者的情況下響應於來自對應遠程控制裝置70的行駛請求而在遠程無線控制下行駛,那麼載貨車以大約2.5英裡/小時(mph) (4千米/小時(Km/h))的速度行駛有限的預定量,只要在限定的檢測區域中沒有檢測到物體。如果在第二檢測區域78B中檢測到障礙物,那麼控制器103可以將載貨車10的速度調節到大約1.5mph (2.4Km/h)的速度或者小於2.5英裡/小時(mph)(4千米/小時(Km/h))的某個其它速度。如果在第一檢測區域78A中檢測到障礙物,那麼控制器103使載貨車10停止。
[0059]以上的例子呈現的是,載貨車10響應於從發射器70接收到的有效信號而在遠程無線控制下行駛。就這一點而言,障礙物傳感器76可以用來調節無人駕駛的載貨車10的操作條件。然而,當載貨車10由操作者駕駛(例如騎乘在載貨車10的平臺或其它合適位置上)時,障礙物傳感器76和對應的控制器邏輯也可以進行操作。因此,根據本發明多個方面,如果在停止區域78A中檢測到物體,那麼控制器103可以使載貨車10停止,或者可以拒絕載貨車10運動,而不管載貨車由操作者駕駛還是響應於接收到對應的無線傳遞的行駛請求而自動地操作。因此,根據具體的實施方式,例如響應於在第二檢測區域78B中而不是第一檢測區域78A在中檢測到物體,可以實施控制器103的速度控制/限制能力,而不管載貨車10是響應於接收到對應的無線傳遞的行駛請求而行駛,還是操作者在駕駛載貨車10時騎乘在載貨車上。
[0060]然而,根據本發明多個方面且如上簡要所述,可能存在這樣的情形,即當載貨車10由操作者駕駛時期望使得一個或多個檢測區域不起作用。例如,可能期望的是,當操作者駕駛載貨車10時,使得障礙物傳感器76/控制器邏輯無效/不起作用,而不管外部條件。作為另一個例子,可能期望的是,當操作者駕駛載貨車10時,使得障礙物傳感器76/控制器邏輯無效/不起作用,以允許操作者在緊密區域中操縱載貨車10,例如在緊密空間中進行操縱,繞角落行駛等,否則這將有可能啟用一個或多個檢測區域。這樣,根據本發明多個方面,可以手動地控制、可編程地控制或者以其它方式選擇性地控制例如在控制器103中利用檢測區域中物體檢測的控制器邏輯的啟用,從而有助於在載貨車10由操作者佔據時幫助控制載貨車10。
[0061]參考圖4,根據本發明的其它方面,一個或多個障礙物傳感器76可以實施為能夠進行距離測量和/或位置確定的超聲技術或其它合適的非接觸技術。因此,可以測量與物體的距離,和/或可以進行確定,以例如藉助於物體與載貨車10的距離來確定檢測到的物體是否處於檢測區域78A、78B中。作為一個例子,障礙物傳感器76可以實施為超聲傳感器或換能器,其提供「聲脈衝」信號,例如壓電元件產生的高頻信號。然後,超聲傳感器76靜止並且傾聽響應。就這一點而言,飛行時間信息可以被確定並且被用來限定每個區域。因此,控制器(例如控制器103或尤其與障礙物傳感器76相關聯的控制器)可以利用軟體,該軟體可以查看飛行時間信息,以確定物體是否處於檢測區域中。
[0062]根據本發明的其它方面,多個障礙物傳感器76可以一起工作,以獲得物體感測。例如,第一超聲傳感器可以發出聲脈衝信號。然後,第一超聲傳感器和一個或多個額外的超聲傳感器可以傾聽響應。這樣,控制器103可以利用在識別一個或多個檢測區域中物體的存在方面的多樣性。
[0063]參考圖5,示出了根據本發明其它方面的多個速度區域控制的實施。如圖所示,設置三個檢測區域。如果在第一檢測區域78A中檢測到諸如障礙物的物體並且載貨車10響應於接收到由發射器70發出的對應無線發射的行駛請求而行駛,那麼可以執行第一動作,例如可以使得載貨車10停止,如本文中更加充分地描述的。如果在第二檢測區域78B中檢測到諸如障礙物的物體並且載貨車10響應於接收到由發射器70發出的對應無線發射的行駛請求而行駛,那麼可以執行第二動作,例如車輛速度可以受到限制、減小等。因此,第二檢測區域78B還可以表明第一速度區域。例如,車10的速度可以被減小和/或限制到較慢的第一速度,例如大約1.5mph (2.4Km/h)。
[0064]如果在第三檢測區域78C中檢測到諸如障礙物的物體並且載貨車10響應於接收到由發射器70發出的對應無線發射的行駛請求而行駛,那麼可以執行第三動作,例如載貨車10的速度可以降低或以其它方式限制到第二速度,例如大約2.5mph(4Km/h)。因此,第三檢測區域還可以表明第二速度區域。如果在第一、第二和第三檢測區域78A、78B、78C沒有檢測到障礙物,那麼可以遠程控制載貨車10行駛有限量,行駛的速率例如大於當障礙物處於第三檢測區域中時的速率,例如為大約4mph(6.2Km/h)的速度。
[0065]如圖5進一步所示,檢測區域可以相對於載貨車10由不同的樣式限定。另外,在圖5中,使用第七個障礙物傳感器76,然而,根據所採用的技術和/或待實施的特徵,可以設有任何數量的傳感器。示例性而非限制性地,第七個障礙物傳感器76可以大致居中地設置,例如處於保險槓上或載貨車10的其它合適位置上。在示例性載貨車10中,第三區域78C可以在載貨車10的動力單元14前方延伸大約6.5英尺(2米)。
[0066]根據本發明多個方面,可以採用任何數量的任何形狀的檢測區域。例如,根據期望的載貨車性能,可以相對於載貨車10在多個坐標處限定許多小區域。類似地,根據期望的載貨車性能可以限定幾個大的檢測區域。作為示例性例子,可以在控制器的存儲器中建立表格。如果在遠程行駛控制下操作時的行駛速度是所關注的操作參數,那麼該表格可以將行駛速度與由距離、範圍、位置坐標或某些其它測量值限定的檢測區域相關聯。如果載貨車10響應於接收到由發射器70發出的對應無線發射的行駛請求而行駛並且障礙物傳感器檢測到物體,那麼與該檢測到的物體的距離可以用作「關鍵字」來在表格中查找對應的行駛速度。從表格中檢索到的行駛速度可以由控制器103用來調節載貨車10,例如使載貨車減速
坐寸ο
[0067]每個檢測區域的面積可以根據各種因素進行選擇,例如當載貨車10響應於從遠程控制裝置70接收到的有效行駛請求而行駛時期望的載貨車速度、要求的停止距離、由載貨車10運輸的預期載荷、為了載荷穩定性是否需要一定量的滑行、車輛反應時間等。此外,可以考慮諸如每個期望檢測區域的範圍等的因素來確定所述的障礙物傳感器76的數量。就這一點而言,例如根據操作者經驗、車輛載荷、載荷特性、環境條件等,這樣的信息可以是靜態的或動態的。還可以想到,如果在檢測區域中檢測到物體或人,控制器103可以生成警告信號或警報。
[0068]作為示例性例子,在具有多個檢測區域(例如三個檢測區域)的構造中,多至七個或更多個物體檢測器(例如超聲傳感器或雷射傳感器)可以用來提供對應應用期望覆蓋的範圍。就這一點而言,檢測器能夠看到載貨車10的行駛方向前方足夠的距離,以允許進行合適的響應,例如減速。就這一點而言,至少一個傳感器能夠看到載貨車10的行駛方向前方若干米。
[0069]根據本發明多個方面,在響應於以無線方式接收到的行駛命令而行駛時,多個檢測速度區域允許相對較大的最大向前行駛速度。通過提供一個或多個中間區域,這樣的布置可以防止不必要的早期車輛停止,在這些中間區域處,載貨車10在決定完全停止之前減速。
[0070]根據本發明的其它方面,使用多個檢測區域允許系統使得對應的操作者在揀選操作期間能夠更好地對準載貨車10。例如,操作者可以將載貨車10定位成不與倉庫通道對準。在這個例子中,當載貨車10緩慢向前行進時,第二檢測區域78B可以初始檢測障礙物,例如揀選箱或倉庫支架。響應於檢測到支架,載貨車10將減速。如果感測到支架處於第一檢測區域78A中,那麼載貨車10將靜止,即使載貨車10還沒有緩慢行進其整個程序緩行距離。在擁擠和/或散亂的通道中也可能發生類似的不必要減速或停止。
[0071]根據本發明多個方面,根據從障礙物傳感器76獲得的信息,載貨車10可以形成速度和制動操作參數。此外,載貨車10響應於檢測區域而實施的邏輯可以根據期望的應用而改變或變化。作為幾個示例性例子,多個區域構造中的每個區域的邊界可以以可編程的方式(和/或可重新編程的方式)進入到控制器中,例如進入到程序化快閃記憶體中。根據限定的區域,一個或多個操作參數可以與每個區域相關聯。建立的操作參數可以限定條件(例如最大容許行駛速度)、動作(例如制動、滑行或以其它方式受控地停止)等。動作也可以是躲避動作。例如,動作可以包括調節載貨車10的轉向角度或前進方向,如本文中將要更詳細地描述的。
[0072]根據本發明的另一個實施例,當載貨車10響應於從發射器70以無線方式接收到的行駛請求而行駛時,一個或多個障礙物傳感器,例如圖6和8所示的障礙物傳感器76A、76B,可以用來感測或檢測載貨車10前方的第一、第二和第三檢測區域中的物體。響應於在載貨車10前方感測/檢測到物體,控制器103或其它傳感器處理裝置還可以生成檢測到物體的信號以及可選的距離信號。作為示例性例子,進入控制器103的其它輸入104可以是載荷傳感器LS生成的重量信號,如圖7和8所示,該載荷傳感器感測叉16和叉16上的任何載荷的組合重量。載荷傳感器LS在圖7和8中示意性地示出為靠近叉16,但是也可以結合到用於實現叉16的提升的液壓系統中。通過從重量信號限定的組合重量中減去叉16的重量(已知的常數值),控制器103確定叉上的載荷的重量。利用感測到的載荷重量以及是否在第一、第二和第三檢測區域之一中檢測到物體來作為進入查找表格或合適的等式中的輸入,控制器103產生合適的車輛停止或最大容許速度信號。
[0073]限定了車輛停止或最大容許速度信號的值可以以實驗方法確定並且存儲在查找表格中,根據預定的公式實時進行計算等。在所示的實施例中,控制器103確定叉16上的載荷重量以及是否在第一、第二和第三檢測區域之一中檢測到障礙物,利用查找表格其實現停止命令或限定載貨車10的最大容許速度,並且生成用於載貨車10的對應最大容許速度信號。
[0074]作為一個例子,如果沒有載荷處於叉16上並且障礙物傳感器76A、76B在第一、第二和第三檢測區域之一中沒有檢測到物體,那麼控制器103允許載貨車10以任何速度操作,該速度高達且包括4.5MPH的最大速度。如果在第一、第二和第三檢測區域之一中沒有檢測到物體,那麼載貨車10的最大容許速度可以被構造成用以例如隨著載貨車10上的載荷增加而降低。示例性地,對於8000磅的載荷重量,載貨車10的最大容許速度可以為
2.5MPH。要注意的是,在某些位置中,載貨車10在沒有被騎乘者佔據的情況下的最大容許速度可以設定在預定的上限處,例如3.5MPH。從而,在沒有被騎乘者佔據的情況下的車輛最大速度可以例如通過控制器103設定為該最大容許速度。
[0075]對於叉16上的任何載荷重量,如果在第一檢測區域中檢測到物體,那麼控制器103產生「停止信號」,表明載貨車10將基本上立即停止。對於任何給定的載荷重量,隨著物體距離載貨車10越遠,載貨車10的最大容許速度也逐漸變大。另外,對於任何給定的載荷重量,與在第三檢測區域中檢測到物體的情況下相比,在第二檢測區域中檢測到物體的情況下,載貨車10的最大容許速度較小。第二和第三檢測區域的車輛最大容許速度針對每個載荷重量進行限定,使得隨著載貨車10繼續朝向物體運動,載貨車10的速度能夠以受控的方式減小,從而在載貨車10到達物體所在的地方之前載貨車最終能夠安全地停止。這些速度可以根據各公式或其組合以試驗方法確定,並且可以根據車輛類型、尺寸和載貨車制動能力而變化。
[0076]作為示例性例子,所呈現的是,叉16上的載荷重量為1500磅,並且設有三個檢測區域,包括最接近載貨車的第一檢測區域,之後是第二檢測區域,以及最遠離載貨車的第三檢測區域。如果感測到的物體位於第三檢測區域中某個距離處,那麼車輛最大容許速度可以設定為例如3MPH的速度。從而,如果當檢測到物體時載貨車10以大於3MPH的速度行駛,那麼控制器103實現減速,使得車輛速度被降低到3.0MPH0
[0077]如果載貨車10上的載荷重量保持等於1500磅,並且如果感測到的物體位於第二檢測區域內與載貨車10相距一定距離,那麼車輛最大容許速度可以為例如2MPH。從而,如果當在第二檢測區域中檢測到物體時載貨車10以大於2MPH的速度行駛,那麼控制器103實現減速,使得車輛速度被降低到2MPH。
[0078]遵循上述例子,如果載貨車10上的載荷重量等於1,500磅並且在第一檢測區域中感測到物體,那麼控制器103可以產生停止信號,以實現載貨車10的停止。
[0079]障礙物傳感器可以包括超聲換能器。已知的是,超聲換能器經歷被稱為換能器「振鈴」的現象。基本上,「振鈴」是這樣一種趨勢,即換能器持續振動並且在用於啟動傳遞的信號的控制信號已經停止之後發射超聲信號。該「振鈴」信號的幅值相當快速地下降,但是在其下降到比閾值檢測水平低的水平的時間段期間,如果信號處於與傾聽傳感器相關聯的基準水平以上,那麼每個障礙物傳感器可以通過忽略這樣的「振鈴」信號而進行響應。因此,傳感器可能由於「振鈴」信號而將物體弄錯,從而不能識別對應檢測區域中的物體。避免這個問題的通用技術是在啟動傳遞信號之後的預定時間段內取消由障礙物傳感器產生的所有返回的信號。該預定時間段根據多種因素確定,包括所用的換能器的類型,但是在該預定時間段期間沒有有效返回能夠被感測到。如果障礙物傳感器定位成靠近載貨車10的前方10A,參見圖7中的障礙物傳感器76A,並且如果採用取消技術,那麼這導致在載貨車10的緊前方出現「死區」或「未檢測」區域DZ。從而,如果物體O非常靠近載貨車10的前方,例如IOmm或更小,並且障礙物傳感器76A定位在載貨車10的前方處,參見圖7,那麼物體O可能不會被檢測到。
[0080]在圖6和8所不的實施例中,第一和第二障礙物傳感器76A和76B相應地沿著載貨車10的縱向軸線La彼此間隔開,參見圖8。第一障礙物傳感器76A定位在載貨車10的前方10A,並且能夠感測到例如位於第一、第二和/或第三檢測區域中的物體。為了確保位於未檢測區域DZ (這可能是第一障礙物傳感器76A中固有的)中的物體0,第二障礙物傳感器76B定位在載貨車10上第一傳感器76A後方隔開的距離處,即沿著離開載貨車10的前方IOA的方向,如圖8中最佳地示出。就這一點而言,第二傳感器76B至少用來感測圖7中的死區DZ中的物體。
[0081]轉向修正
[0082]當載貨車10響應於接收到由發射器70發出的對應無線發射的行駛請求而行駛時,例如當沒有人騎乘在載貨車10上時,如本文中更加充分地描述的,載貨車10可能遭遇不需要載貨車10靜止的障礙物。相反,可以執行轉向修正策略,使得載貨車10可以繼續向前緩慢行進合適的有限量,而不需要操作者的幹預。
[0083]根據本發明的各方面,轉向修正允許載貨車10自動地轉向離開被感測到處於載貨車10前方的大致區域中的物體。當載貨車10沿著通道行駛時,該轉向修正能力例如允許可能響應於接收到由發射器70發出的無線接收的行駛請求而行駛的載貨車10大致停留在倉庫環境中通道的中間。例如,由於轉向校正、地板隆起或任何數量的外部因素,載貨車10的轉向角度可能發生一定的漂移。然而,根據本發明多個方面,響應於接收到由發射器70發出的對應無線發射的行駛請求而行駛的載貨車10可以實施轉向修正,例如以遠離或以其它方式避開牆壁和支架、其它載貨車、人、箱子和其它障礙物等,從而使得操作者不需要周期性地重新安裝載貨車10和將載貨車10手動地轉向到通道中間或其它期望位置和前進方向。
[0084]根據本發明多個方面,控制器103收集來自各個傳感器的數據,例如傳感器76、76A、76B,它們提供載貨車10前方景象/環境的圖片,如本文中更加充分地描述的。然後,控制器103利用從傳感器收集的數據來確定是否實施如本文中更加充分地描述的轉向修正策略。就這一點而言,除了本文中更加充分地描述的其它避讓技術之外、代替這些避讓技術的是、和/或與這些避讓技術結合的是,可以實施轉向修正。因此,示例性而非限制性地,轉向修正可以與多個速度區域、停止檢測區域、依賴於重量的速度區域等結合使用。
[0085]作為另一個例子,載貨車10的物體檢測部件可以仍然實施警告和/或使得載貨車10停止、減速或以其它方式限制載貨車10的最大行駛速度等。另外,如果這樣的特徵與轉向修正結合實施,那麼在載貨車嘗試自動轉向修正策略的情況下,載貨車10可以發布第一警報,在載貨車10響應於對應檢測區域中的物體而減速和/或停止的情況下,載貨車10可以發布第二警報或信號。
[0086]就這一點而言,如在此所用的,術語「轉向緩衝區域」用來將用於轉向修正的區域與「檢測區域」區分開,該檢測區域用於最大速度限制、使載貨車10停止等,如以上更加充分地描述的。
[0087]在示例性例子中,兩個轉向緩衝區域輸入被提供給控制器103,以區分相對於載貨車10的左、右取向。然而,根據傳感器技術和獲取傳感器數據的方式,可能需要對控制器103的一個或多個輸入。示意性地而非限制性地,載貨車10可以裝備有一個或多個感測裝置76、76A、76B,感測裝置共同提供靠近載貨車10的第一轉向緩衝區域和第二轉向緩衝區域。例如,第一轉向緩衝區域可以定位成向左大致朝向載貨車10的向前行駛方向的前方、定位到載貨車10的左側等。類似地,第二轉向緩衝區域可以定位成向右大致朝向載貨車10的向前行駛方向的前方、定位到載貨車10的右側等。就這一點而言,載貨車10的第一和第二轉向緩衝區域可以用來實施轉向修正,該轉向修正可以包括轉向角度和轉向方向分量。在這個示例性的構造中,第一和第二轉向緩衝區域可以相互排斥,或者第一和第二轉向緩衝區域的多個部分可以重疊,從而實質上提供由第一和第二轉向緩衝區域的重疊覆蓋表明的第三轉向緩衝區域。
[0088]此外,第一和第二轉向緩衝區域可以與用於其它技術的一個或多個檢測區域基本上重疊、部分地重疊或不重疊,該其它技術為例如速度控制、障礙物觸發的制動和載貨車10的停止等。例如,如果速度限制控制或其它特徵也與轉向修正一起實施,那麼轉向緩衝區域的範圍可以與一個或多個檢測區域的範圍類似或不同,如本文中更詳細地描述的。
[0089]此外,提供到控制器103的感測輸入可以來自於多種類似類型的傳感器,或者經由不同傳感器技術的組合,例如超聲傳感器和/或雷射掃描傳感器。就這一點而言,多種傳感器和/或傳感器技術類型,例如雷射掃描和超聲,可以彼此聯合或配合使用,例如一個或多個傳感器或傳感器技術用於一個或多個區域(檢測和/或轉向緩衝),另外的一個或多個傳感器或傳感器技術用於一個或多個不同的區域(檢測和/或緩衝)。作為另一個例子,兩個或更多個傳感器或傳感器技術可以提供冗餘度,例如作為數據的失效保護、備份或確認設定。
[0090]根據本發明的其它方面,控制器103可以被構造成用以處理超過兩個轉向緩衝區域輸入的額外數據,其例子可以包括物體檢測角度和距離數據等。因此,本文所述的技術並不僅僅限於兩個轉向緩衝區域。
[0091]因此,通過在載貨車10由遠程無線控制裝置70操作時保持載貨車10遠離牆壁、支架、其它車輛或其它障礙物,根據本發明各方面的轉向修正為操作者提供幫助。
[0092]根據本發明多個方面,載貨車10中的控制系統提供根據本發明多個方面的轉向修正控制。參考圖9,示出了控制系統的局部示意圖。在所示的系統中,第一超聲傳感器76』用來產生第一檢測區域78』,該第一檢測區域也被指定為左檢測區域。相應地,第二超聲傳感器76"用來產生第二檢測區域78",該第二檢測區域也被指定為右檢測區域。此外,儘管示出了僅僅兩個超聲檢測區域,但是應當理解,可以實施任何數量的檢測區域。另外,如本文中更加充分地描述的,實施的檢測區域可以重疊,或者限定離散的相互排斥的區域。
[0093]每個超聲傳感器76』、76"的輸出聯接到超聲控制器130,該超聲控制器在特定超聲技術需要的情況下用來處理超聲傳感器76』、76"的輸出。超聲控制器130的輸出例如作為輸入聯接到控制器103。控制器103可以處理超聲傳感器控制器130的輸出,以實施速度控制、障礙物避讓或其它特徵,這些特徵的例子在本文中更詳細地列出。
[0094]另外如圖所示,傳感器76〃』示出為掃描雷射傳感器,以進一步示出示例性構造。在這個例子中,傳感器76〃』用來產生第一轉向緩衝區域132A(也被指定為左轉向緩衝區域)和第二轉向緩衝區域132B (也被指定為右轉向緩衝區域)。例如,掃描雷射傳感器76"』可以掃掠載貨車10前方區域中的雷射光束。就這一點而言,可以採用多個雷射系統,或者可以掃掠一個或多個雷射光束,從而例如光柵掃描載貨車10前方的一個或多個區域。就這一點而言,雷射傳感器可以獨立地限定,並且掃描左、右轉向緩衝區域,或者控制器103可以根據雷射的光柵掃描而得到左、右轉向緩衝區域。另外,可以採用替代形式的掃描樣式,只要控制器103可以確定檢測到的障礙物是在載貨車10的左側還是在右側。
[0095]作為幾個額外的例子,儘管為了討論的目的在本文中示出了雷射掃描器,但是也可以採用其它感測技術,感測技術的例子可以包括超聲傳感器、紅外線傳感器等。例如,位於載貨車10側面的超聲傳感器可以限定左、右轉向緩衝區域132AU32B,其它超聲傳感器可以用來限定例如用於速度限制等的檢測區域。
[0096]如圖所不,雷射掃描器76"』的輸出提供進入控制器103的兩個輸入110。第一信號表明在左轉向緩衝區域中是否檢測到物體。相應地,第二信號表明在右轉向緩衝區域中是否檢測到物體。根據所採用的傳感器和傳感器處理技術,表明物體處於轉向緩衝區域132A、132B中的控制器103的輸入可以為其它格式。作為進一步的示例,第一和第二雷射轉向緩衝區域132AU32B可以由超聲傳感器和掃描雷射器兩者限定。在這個例子中,掃描雷射器用作冗餘度檢驗,以核實超聲傳感器正確地檢測到處於左或右轉向緩衝區域132A、132B中的物體。作為另一個例子,超聲傳感器可以用來檢測左或右轉向緩衝區域132AU32B中的物體,掃描雷射器可以用來區分或以其它方式定位該物體,以確定是在左轉向緩衝區域還是在右轉向緩衝區域中檢測到該物體。作為另外一種選擇,也可以實施其它布置形式和構造。
[0097]算法
[0098]根據本發明多個方面,例如通過控制器103實施轉向修正算法。參考圖10,轉向修正算法包括在152處確定是否檢測到轉向緩衝區域警告。152處的轉向緩衝信號警告可以包括例如檢測第一和/或第二轉向緩衝區域132A、132B中物體的存在。如果接收到轉向緩衝區域警告,那麼在154處做出確定,以確定該轉向緩衝區域警告是否表明在載貨車10右側或左側檢測到物體,例如檢測到的物體是處於第一轉向緩衝區域132中還是處於第二轉向緩衝區域132B中。例如,返回來主要參考圖9,雷射掃描器傳感器76〃』可以生成兩個輸出,第一輸出信號表明是否在第一(左)轉向緩衝區域132A中檢測到物體,第二信號表明是否在第二(右)轉向緩衝區域132B中檢測到物體。作為另外一種選擇,控制器103可以接收原生雷射掃描器數據,並且利用預定的繪圖處理/區分第一和第二轉向緩衝區域132A、132B。
[0099]如果轉向緩衝區域警告表明在左轉向緩衝區域132A中檢測到物體,那麼在156處實施轉向修正程序,包括根據第一組參數計算將載貨車10轉向到右側的轉向角度修正。示例性而非限制性地,在156處實施的轉向右側修正可以包括以右側方向轉向角度使載貨車10轉向到右側。就這一點而言,右側方向轉向角度可以是固定的或可變的。例如,控制器103可以命令轉向控制器112斜升到某個期望的轉向角度,例如向右側8-10度。通過斜升到固定轉向角度,轉向輪將不會出現突然的角度變化,由此具有較平滑的性能。算法累積以轉向修正角度行駛的距離,該距離可以是合適的轉向緩衝輸入持續多長的函數。
[0100]根據本發明多個方面,轉向輪角度變化可以受到控制,以實現例如為累積的行駛距離的函數的基本上固定的載貨車角度修正。在執行轉向修正策略時累積的行駛距離可以根據任何數量的參數進行確定。例如,在轉向修正期間行駛的距離可以包括直到檢測到的物體不再處於相關的左緩衝檢測區域132A中為止載貨車10所行駛的距離。另外/作為另外一種選擇,累積的行駛距離可以包括例如直到遇到暫停、在緩衝或檢測區域的任一個區域中檢測到另一個物體、超過了預定的最大轉向角度等為止的行駛。
[0101]在例如通過操縱載貨車10使得在左轉向緩衝檢測區域132A中檢測不到物體而離開156處的右轉向修正的情況下,在158處實施左轉向補償策略。158處的左轉向補償策略可以包括例如實施相反轉向,以將載貨車10的行駛方向調節到合適的前進方向。例如,左轉向補償策略可以包括對於為之前累積的行駛距離的一定百分比的距離而言,使載貨車10以選擇的或以其它方式確定的角度轉向。用於左轉向補償策略的左轉向角度可以是固定的或可變的,並且可以與用來實施156處的右轉向修正的轉向角度相同或不同。
[0102]示例性而非限制性地,用於158處的左轉向補償策略的距離可以為實施156處的右轉向修正時累積的行駛距離的大約四分之一到二分之一。類似地,實施左轉向補償策略的左轉向角度可以為用來實施156處的右轉向修正的角度的大約二分之一。因此,所呈現的是,右轉向角度為8度,累積的轉向修正行駛距離為I米。在這個例子中,左轉向補償可以為右轉向修正的大約二分之一,或-4度,並且對於大約1/4米到1/2米的行駛距離而言將發生左轉向補償。
[0103]與158處的左轉向補償策略相關聯的具體距離和/或角度可以被選擇成用以例如在載貨車10沿著其路線運動以轉向修正離開檢測到的障礙物時衰減載貨車10的「彈跳」。作為一個示例,如果載貨車10以每行駛距離固定的角度進行轉向修正,那麼控制器103能夠確定對應的載貨車角度已經改變了多少,因此能夠調節158處的左轉向補償策略,以修正回到初始的或其它合適的前進方向。因此,載貨車10將避免沿著通道的「桌球」式運動,相反,將沿著通道中心會聚到基本上筆直的前進方向,而不需要載貨車操作者進行乏味的手動重新定位。此外,158處的左轉向補償策略可以根據用來在156處實施右轉向修正的具體參數而變化。
[0104]相應地,如果轉向緩衝區域警告表明在右轉向緩衝區域132B中檢測到物體,那麼在160處實施轉向修正程序,包括根據第二組參數計算將載貨車10轉向到左側的轉向角度修正。示例性而非限制性地,在160處實施的轉向左側修正可以包括以左轉向角度使載貨車10轉向到左側。就這一點而言,160處的左轉向修正策略可以以與上述156處類似的方式實施,不同的是,在156處修正到右側,而在160處修正到左側。
[0105]類似地,在例如通過操縱載貨車10使得在右緩衝檢測區域132B中檢測不到物體而離開160處的左轉向修正的情況下,在162處實施右轉向補償策略。162處的右轉向補償策略可以包括例如實施相反的轉向,以與上述158處類似的方式將載貨車10的行駛方向調節到合適的前進方向,不同的是,158處的轉向補償策略是到左側,而162處的轉向補償策略是到右側。
[0106]在實施了 158或162處的轉向補償策略之後,載貨車可以返回到基本上筆直的前進方向,例如在164的O度,並且過程循環回到開始處,以等待轉向緩衝區域132A、132B的任一個區域中另一個物體的檢測。
[0107]算法可以進一步進行修改,以符合各種控制邏輯實施方式和/或狀態機,從而方便各種預期的環境。例如,在處於實施轉向補償策略的過程中時,第二物體將可能移動到任一個轉向緩衝區域132A或132B中。就這一點而言,載貨車10可以反覆地嘗試繞第二物體進行轉向修正。作為另一個示例性例子,如果在左、右轉向緩衝區域132A、132B兩者中同時檢測到物體,那麼控制器103可以被編程以保持載貨車10處於其當前前進方向(例如零度轉向角度),直到一個或多個轉向緩衝區域132A、132B中任一個被清理,或者相關的檢測區域使得載貨車10停止。
[0108]根據本發明的其它方面,用戶和/或服務代表能夠定製轉向角度修正算法參數的響應。例如,服務代表可以訪問編程工具,以將定製變量加載到例如控制器103中,以用於實施轉向修正。作為替代形式,載貨車操作者可以具有控制件,該控制件允許操作者例如經由定位器、編碼器、軟體用戶界面等將定製參數輸入到控制器中。
[0109]圖10中所示的算法的輸出可以包括例如這樣一種輸出,該輸出限定了轉向修正值,該轉向修正值可以從控制器103聯接到載貨車10的合適的控制機構。例如,轉向修正值可以包括例如與左轉向或右轉向對應的+/_轉向修正值,其聯接到車輛控制模塊、轉向控制器112(例如如圖2所示)或其它合適的控制器。另外,可以編輯以例如調節操作感覺的額外的參數可以包括轉向修正角度、轉向修正角度緩變率、每個轉向緩衝區域的緩衝檢測區域尺寸/範圍、進行轉向修正時載貨車的速度等。
[0110]參考圖11,在圖示的例子中呈現的是,載貨車10響應於接收到遠程無線行駛請求而行駛,在載貨車10能夠行駛預定緩行距離之前,載貨車10行駛到支架腿部172和對應貨盤174處於左轉向緩衝區域132A的路徑中的位置中。遵循圖10的示例性算法,通過輸入轉向修正算法以將載貨車轉向到右側,載貨車10例如經由控制器103可以實施障礙物避讓策略。例如,控制器103可以計算或其它方式查找或檢索轉向修正角度,該轉向修正角度與轉向控制器112通信,以使載貨車10的驅動輪轉向。
[0111]載貨車10保持轉向修正,直到某個事件發生,例如物體脫離,例如當掃描雷射器或其它實施的傳感器技術不再檢測到左轉向緩衝區域132中的物體時。呈現的是,載貨車10在固定8度的轉向修正策略期間累積二分之一米的行駛距離。在檢測到左轉向緩衝區域信號已經脫離的情況下,實施相反的轉向補償,以補償轉向修正引起的前進方向變化。以舉例的方式,在4度下,轉向補償可以使載貨車10向左轉向大約四分之一米累積的行駛距離。對於非常窄的通道,與相對較寬的通道相比,左/右轉向緩衝區域傳感器可以提供非常頻繁的輸入/傳感器之間較少的時間。
[0112]各種轉向角度旋轉和對應的相反轉向補償可以通過經驗進行確定,或者角度、緩變率、累積距離等,可以進行計算、模型化或其它方式得到。
[0113]在示例性布置中,當載貨車10響應於接收到由發射器70發出的對應無線發射的行駛請求而前進時,系統將試圖保持載貨車10處於通道中心。此外,例如測量為與倉庫通道中心線的距離的彈跳得到阻尼。另外,可能存在某些狀況,在這些狀況中,載貨車10可能仍然需要某些操作者的幹預,以便在行駛線中繞某些物體進行操縱。
[0114]參考圖12,曲線圖示出了障礙物避讓策略期間載貨車10的速度測量。圖13中的曲線圖示出了預定轉向角度下的轉向修正,以示出由算法施加的整個修正。圖14中的曲線圖示出了載貨車10的運動,該運動為何時啟動轉向修正和何時在左和/或右緩衝檢測區域中感測到物體的函數。
[0115]根據本發明的其它方面,轉向修正算法可以被構造成用以緊鄰牆壁/支架,相對於遠離牆壁和/或支架。例如,為載貨車10增加小的漂移將允許載貨車10在其與固定牆壁/支架的距離上保持具有少量控制相關的波動的距離。
[0116]儘管左、右轉向緩衝區域132AU32B示出為至少部分地處於載貨車10向前行駛方向的前方,但是也可以作為另外一種選擇和/或另外地實施其它的布置形式。例如,作為另外一種選擇,左、右轉向緩衝區域可以朝向載貨車10的側面定位,例如如左側和右側轉向緩衝區域132CU32D所示。另外,載貨車10可以利用朝向載貨車10的向前行駛方向的第一對左、右轉向緩衝區域,例如左、右轉向緩衝區域132AU32B,並且可以利用朝向載貨車10側面的第二對左、右轉向緩衝區域132CU32D。就這一點而言,用來實施轉向修正的具體算法對於每一對轉向緩衝區域而言可以是相同的或不同的。
[0117]作為一個例子,側轉向緩衝區域132CU32D可以用來保持載貨車10大致與支架、牆壁或其它前進方向相鄰。就這一點而言,可以採用多區域轉向緩衝,例如以形成滯後,例如從而通過保持牆壁、支架或其它結構處於第一外部轉向緩衝極限和第二內部轉向緩衝極限之間,控制器103保持前進方向。作為另一個示例性替代形式,呈現的是,載貨車正好停留在支架或其它結構右側,該支架或其它結構在載貨車10的左側。載貨車10可以自動地少量向左轉向,以朝向該結構轉向。就這一點而言,當左轉向緩衝區域132C被該結構突破時,本文中更加充分地描述的轉向修正將轉向離開該結構。然而,因為轉向僅僅被構造成稍稍向左轉向,所以載貨車10將最終朝向該結構行駛,直到轉向修正再次重新定位載貨車
10。作為另一個示例性例子,可以進行轉向補償(例如圖10中的158)以有意地過度補償,從而保持載貨車10與該結構相鄰。
[0118]作為另一個示例性例子,轉向緩衝區域可以在圍繞載貨車10的監測環境(將在以下進行描述)中包括多個轉向緩衝子區域,其中每個子區域可以與不同的轉向修正參數相關聯,例如以允許進行精細轉向修正,以用於感測到的物體進一步遠離載貨車10或進一步遠離與載貨車10相關聯的基準坐標R。(參見圖15A-15C),而不是感測到的物體更加靠近載貨車10或基準坐標R。。基準坐標R。可以是載貨車10上的預定位置,例如保險槓、車輪、叉、障礙物傳感器76等,或者基準坐標R。可以是與載貨車10相關聯的軸線或平面,例如載貨車10的中心軸線CA(參見圖15A-15C),該中心軸線可以從載貨車10向外伸出。以舉例的方式,當在距離車輛或基準坐標R。最遠的區域或子區域中檢測到物體時,轉向修正可以是較小的量,例如2度;當在中間區域或子區域中檢測到物體時,轉向修正可以是中間量,例如4度;當在內部區域或子區域中檢測到物體時,轉向修正可以是較大的量,例如8度。作為進一步的替代形式,從載貨車10或基準坐標R。到檢測到的物體的距離測量值可以用來動態地調節轉向算法,以採取合適的轉向修正策略。
[0119]作為另一個示例性例子,除了或代替根據確定載貨車10或基準坐標R。距離檢測到的物體多遠而改變轉向修正角度的是,每個子區域可以與不同的轉向修正參數相關聯,以允許進行精細轉向修正緩變率,即實施為實現期望轉向修正角度的轉向角度變化率,以用於感測到的物體進一步遠離載貨車10或進一步遠離與載貨車10相關聯的基準坐標Re,而不是感測到的物體更加靠近載貨車10或基準坐標R。。以舉例的方式,當在距離車輛或基準坐標R。最遠的區域或子區域中檢測到物體時,轉向角度可以以較小的量「斜升」,即轉向角度可以更加緩慢地或逐漸地變化,直到達到期望的轉向修正角度;當在中間區域或子區域中檢測到物體時,轉向角度可以以中間量斜升;當在內部區域或子區域中檢測到物體時,轉向角度可以以較大的量斜升。作為進一步的替代形式,從載貨車10或基準坐標R。到檢測到的物體的距離測量值可以用來動態地調節斜升量,以採取合適的轉向修正策略。
[0120]作為另一個示例性例子,可能期望的是,在滿足某些預定條件的情況下應用第一較大量的轉向修正,例如10度,在所有其它環境下應用第二較小量的轉向修正,例如7度。例如,呈現的是,操作者駕駛載貨車10,並且到達通道或行的末端。然後,操作者操縱載貨車10進行180度轉向,並且進入相鄰的通道。也許,操作者在進入相鄰通道時結束轉向或處於轉向下,使得載貨車10的前進方向可能不是利用第二較小量的轉向修正而筆直沿著通道。在這種狀態下,可能期望的是,應用比正常使用大的較大量的轉向修正,以允許載貨車10實現沿著通道的筆直前進方向。
[0121]在應用較大量的轉向修正之前必須出現的條件可以是變化的,但是在上述例子中可以包括以下條件:第一條件可以是,必須達到或超過例如3MPH的預選駕駛速度。第二條件可以是,必須滿足或超過例如45度的最小轉向角度。第三條件可以是,在出現第一和第二條件期間,操作者必須出現在載貨車10上。在上述例子中,如果這三個條件中的每個條件都滿足,那麼在出現這三個條件之後在轉向緩衝區域之一中檢測到物體的情況下,控制器103執行較大量轉向修正(例如10度)的單個例子。後續應用的轉向修正將是較小的量,例如7度,直到再次滿足所有三個條件,在這種情況下,將通過控制器103應用較大量轉向修正的單個例子。
[0122]參考圖15A-15C,示出了掃描的環境200,也被稱為景象。環境200可以通過控制器103根據控制器103從障礙物傳感器76獲得的傳感器數據而得到,例如雷射掃描裝置。在這個實施例中,單個障礙物傳感器76用來提供傳感器數據,但是也可以根據需要使用額外的傳感器76。在示例性實施例中,障礙物傳感器76可以定位在離開載貨車10行駛所處的地板一定距離處,其中障礙物傳感器76在掃描平面中進行掃描,該掃描平面取向成向下朝向地板與傳感器76成一定角度。
[0123] 圖15A-15C中所示的示例性環境200沿軸向方向,即與載貨車10的中心軸線(;平行地,從環境200的前邊緣200A延伸到環境200的後邊緣200B。前邊緣200A從載貨車10的前方移位預定距離Df。該距離隊可以是任何合適的距離,在優選的實施例中,該距離是從大約I米到大約5米。後邊緣200B定位在與載貨車10相關聯的預定位置L1處。作為幾個非限制性例子,位置L1可以限定在載貨車10的載荷輪處,在載貨車10承載的典型載荷的估計位置處,或者在叉16的末端處,如圖15A-15C所示。
[0124]在圖15A-15C所示的實施例中的示例性環境200沿側向方向,即與載貨車10的中心軸線Ca垂直地,從環境200的左邊緣200C延伸到環境200的右邊緣200D。左邊緣200C向載貨車10的中心軸線Ca左側沿側向移位預定距離隊。右邊緣200D向載貨車10的中心軸線Ca右側沿側向移位預定距離DK。距離^和Dk可以包括任何合適的距離,在優選的實施例中,該距離是從大約2米到大約5米。要注意的是,距離隊和Dk可以從載貨車10的側面或任何其它合適的位置進行測量,而不是從中心軸線Ca測量。還要注意的是,環境200的邊緣200A-200D可以具有一形狀,並且不必限定筆直的邊緣。例如,邊緣200A-200D可以是彎曲的,或者可以包括不均勻的或鋸齒狀的部分。
[0125]圖15A-15C中所示的示例性環境200包括掃描區域202和歷史區域204。在載貨車10操作期間,由障礙物傳感器76主動掃描該掃描區域202。障礙物傳感器76不會主動掃描歷史區域204,但是在載貨車10運動期間,在掃描區域202中檢測到的物體在它們穿過歷史區域204時能夠被跟蹤,如本文中將要描述的。歷史區域204包括第一部分2040A,該第一部分包括處於掃描區域202側向外側的未掃描區域,並且歷史區域還包括第二部分2040B,該第二部分包括定位在掃描區域202後側的區域,如圖15A-15C所示。
[0126]掃描區域202從環境200的前邊緣200A延伸到預定軸向位置L2,該位置L2在所示的實施例中被限定為靠近載貨車10的前端,但是也可以被限定在其它區域處。掃描區域202沿側向方向在預定側向位置L3和L4之間延伸,這些位置L3和L4從載貨車10的相應側面沿側向移位,並且定位在載貨車10的側面與環境200的左、右邊緣200C和200D之間,如圖15A-15C所示。
[0127]歷史區域204的第一部分2040A在掃描區域202的兩側的側向外側延伸,即從相應的位置L3和L4延伸到環境200的左、右邊緣200C和200D。歷史區域204的第二部分2040B在掃描區域202的後側延伸,即從位置L2延伸到環境200的後邊緣200B。歷史區域204的第二部分2040B在環境200的左、右邊緣200C和200D之間沿側向延伸。
[0128]掃描區域202和歷史區域204均包括對應的左、右區段202A、202B和204A、204B。掃描區域202的左區段202A在所示的實施例中包括四個掃描區域2024、202A2、202A3>202A4(在下文中共同稱為掃描區域202AH),掃描區域202的右區段202B在所示的實施例中包括四個掃描區域2028^2028^2028^20284(在下文中共同稱為掃描區域202BH)。圖15A-15C中所示的示例性掃描區域202AH-202BH基本上全部具有相同的尺寸並且形狀為大致矩形,例外的是,定位成最靠近載貨車10的掃描區域202~和202B4具有傾斜的底部角部部分。然而,要注意的是,掃描區域202AH-202BH可以具有任何合適的尺寸和形狀。另外,雖然被定位成最靠近載貨車10的掃描區域202A4和202B4在所示的實施例中從載貨車10前方稍稍向後延伸,即延伸到位置L2,但是在不脫離本發明的精神和範圍的情況下,被定位成最靠近載貨車10的掃描區域202A4和202B4可以延伸到其它位置。另外,雖然掃描區域202的每個區段202A、202B在所示的實施例中包括四個掃描區域202AH-202BH,但是可以在每個區段202A、202B中設置有額外的或較少的掃描區域。
[0129]障礙物傳感器76對掃描區域202AH-202BH進行掃描,並且將與掃描區域202A1_4-202B1_4中的檢測到的物體有關的傳感器數據發送到控制器103。障礙物傳感器76發送的傳感器數據中包含有用於每個掃描區域202AH-202BH的數據,該數據代表是否在對應掃描區域202AH-202BH中檢測到物體。另外,如果在掃描區域202AH-202BH中檢測到物體,那麼傳感器數據包括代表檢測到的物體與車輛相關的基準坐標&的距離的數據。基準坐標R。可以是載貨車10上的預定位置,例如保險槓、車輪、叉、障礙物傳感器76等,或者基準坐標R。可以是與載貨車10相關聯的軸線或平面。在所示的實施例中,基準坐標R。是載貨車10的中心軸線CA。
[0130]如圖15A-15C所示,每個掃描區域202AH-202BH包括多個散列段(bucket) 220。散列段220用來跟蹤處於與地板大致平行的平面中的、在掃描區域202AH-202BH中被檢測到的物體,如本文將要討論的。在優選實施例中,每個掃描區域202AH-202BH包括四個到十一個散列段220(在所示的實施例中,每個掃描區域202AH-202BH中包括六個散列段220),但是在每個掃描區域202AH中可以包括額外的或較少的散列段220。
[0131]歷史區域204也包括多個散列段222。歷史區域204的第一部分2040A中的散列段222可以是掃描區域202AH-202BH的散列段220的延續。散列段222用來跟蹤從掃描區域202AH-202BH進入歷史區域204的物體,如本文將要討論的。
[0132]第一和第二物體272、274在圖15A-15C中示出為處於環境200中。這些物體272、274在操作期間由障礙物傳感器76檢測,並且障礙物傳感器76將關於物體272、274的傳感器數據發送到控制器103。根據來自障礙物傳感器76的傳感器數據,控制器103利用傳感器數據將物體272、274指派給在掃描區域202中限定的散列段220。一旦物體272、274離開掃描區域202並進入歷史區域204,物體272、274就被指派給歷史區域204中的散列段222。
[0133]當載貨車10運動時,散列段220、222用來跟蹤環境200中的物體272、274。也就是,當載貨車10運動時,通過利用後續的來自障礙物傳感器76的傳感器數據將物體272、274重新指派給相鄰的散列段220,和/或通過利用航位推測法將物體272、274重新指派給相鄰的散列段220、222,控制器103跟蹤物體272、274。通過將物體272、274重新指派給相鄰的散列段220、222,控制器103能夠確定物體272、274與載貨車10相距的更新的軸向距離。利用後續的傳感器數據和/或航位推測法,控制器103還能夠確定物體272、274與載貨車10相距的更新的側向距離。在優選實施例中,物體272、274由控制器103跟蹤,直到它們不再被確定為處於環境200中。
[0134]要注意的是,如果障礙物傳感器76在被取向成朝向地板向下與傳感器76成一定角度的掃描平面內進行掃描,那麼在一個或多個掃描區域202AH-202BH中檢測到的某些物體可能不會在相鄰的掃描區域中被檢測到,即使該物體位於相鄰的掃描區域的軸向尺寸範圍內。例如,較短的物體可能被掃描區域中的障礙物傳感器76檢測到,但是在進入相鄰區域202A2的軸向尺寸範圍內時可能不會被障礙物傳感器76檢測到。當障礙物傳感器76提供的傳感器數據可能不會指示物體處於區域202A2中時,即由於物體位於傳感器76的掃描平面下方,該物體仍然經由航位推測法而在環境200中被跟蹤。
[0135]參考圖16A-16C,示出了限定在環境200中的示例性動作區域280。動作區域280可以用於實施本文所述的各種轉向策略。在所示的實施例中,動作區域280被分為左、右動作區域282、284,其中左動作區域282位於載貨車10的中心軸線Ca的左側,右動作區域284位於載貨車10的中心軸線Ca的右側。
[0136]圖16A-16C中所示的示例性動作區域280包括左、右停止區域300、302,左、右非轉向區域304、306,左、右轉向區域308、310,以及左、右緊鄰(hug)區域312、314。
[0137]左、右停止區域300、302緊挨著載貨車10的側面被定位到載貨車10的前方。如果在任一個停止區域300、302中檢測到物體,那麼控制器103將啟動制動操作,以使得載貨
車10停止。
[0138]停止區域300、302的側向外側是左、右非轉向區域304、306。左、右非轉向區域304,306包括前部和後部部分304A、306A和304B、306B。非轉向區域304、306的前部部分304A、306A可以包括非轉向區域304、306的掃描部分,即非轉向區域304、306的與掃描區域202對應的部分,而非轉向區域304、306的後部部分304B、306B可以包括非轉向區域304、306的未掃描部分,即非轉向區域304、306的與歷史區域204的第二部分2040B對應的部分。如果在非轉向區域304、306之一中檢測到物體,那麼控制器103不允許車輛朝向檢測到物體的非轉向區域304、306轉向,直到物體從相應的非轉向區域304、306移出。
[0139]非轉向區域304、306的側向外側是左、右轉向區域308、310。左、右轉向區域308、310包括前部和後部部分308A、310A和308B、310B。轉向區域308、310的前部部分308A、310A可以包括轉向區域308、310的掃描部分,即轉向區域308、310的與掃描區域202對應的部分,而轉向區域308、310的後部部分308B、310B可以包括轉向區域308、310的未掃描部分,即轉向區域308、310的與歷史區域204的第二部分2040B對應的部分。如果在轉向區域308、310的後部部分308B、310B之一中檢測到物體,那麼控制器103允許車輛朝向檢測到物體的轉向區域308、310轉向,即直到物體進入相鄰的非轉向區域304、306,在該點處,控制器103不允許載貨車10額外地朝向相應的非轉向區域304、306轉向,並且在該點處,控制器103可以實施另一個本文所述的轉向策略。要注意的是,在優選實施例中,在轉向區域308、310的前部部分308A、310A中檢測到物體的情況下,控制器103並不實施轉向策略來使載貨車10朝向轉向區域308、310轉向,但是控制器103也可以被編程以實施這樣的轉向策略。
[0140]轉向區域308、310的側向外側是左、右緊鄰區域312、314。緊鄰區域312、314能夠由控制器103用來使載貨車10相對於選擇的物體轉向,使得載貨車能夠基本上保持與選擇的物體相距期望的距離,如本文中參考圖17A-17C所述的。緊鄰區域312、314的側向內邊界由左、右緊鄰線312A、314A限定,如圖16A-16C和17A-17C所示。
[0141]動作區域280或其各部分中選擇的區域或部分可以通過控制器103而用於實施額外的轉向策略。例如,非轉向區域304、306以及全部或部分的轉向區域308、310可以限定相應的左、右轉向離開區域316、318。例如,轉向離開區域316、318可以由非轉向區域304、306以及前部部分308A、310A限定,而不是由轉向區域308、310的後部部分308B、310B限定。如果物體被檢測到處於或者以其它方式(例如經由航位推測法)被確定為位於轉向離開區域316、318之一中,那麼載貨車10可以轉向離開物體,只要另外的物體並不位於載貨車10的相對側上的停止區域302、304,非轉向區域304、306,或轉向區域308、310的前部部分308A、310A中。要注意的是,本文所述和所示的示例性轉向離開區域316、318可以由其它動作區域280或動作區域的一部分限定。
[0142]在發生某些預定條件的情況下,控制器103可以實施多種轉向策略。當障礙物傳感器76在掃描區域202中檢測到物體並且該物體被確定為處於左或右緊鄰線312A、314A中時,出現第一示例性事件。如果物體被檢測到處於掃描區域202中且處於左或右緊鄰線312A、314A中,那麼控制器103將試圖使載貨車10轉向離開檢測到的物體,只要這樣的轉向策略是允許的,即只要在載貨車10的相對側上的停止區域302、304,非轉向區域304、306,或轉向區域308、310的前部部分308A、310A中沒有檢測到第二物體。
[0143]當物體被檢測到處於或者以其它方式(例如經由航位推測法)被確定為位於非轉向區域304、306內並且該物體位於環境200的前邊緣200A和與載貨車10相關聯的預定軸向位置L5之間時,出現第二示例性事件,參見圖16A-16C。與載貨車10相關聯的預定位置L5可以被限定在例如軸向位置處,在該軸向位置處叉16從載貨車10延伸。作為另外一種選擇,預定軸向位置L5可以相對於與環境200的前邊緣200A的預定距離而進行限定。在發生根據這個例子的事件的情況下,控制器103將試圖轉向離開檢測到的物體,只要這樣的轉向策略是允許的,即只要在載貨車10的相對側上的停止區域302、304,非轉向區域304、306,或轉向區域308、310的前部部分308A、310A中沒有檢測到第二物體。
[0144]當障礙物傳感器76檢測到第一物體處於左緊鄰線312A中並且障礙物傳感器76檢測到第二物體處於右緊鄰線314A中時,出現第三示例性事件。在這種情況下,控制器103將實施轉向策略以保持載貨車10處於筆直前進方向,直到發生以下情況之一:物體之一移動到相應的緊鄰線312A、314A外側;物體之一進入轉向區域308、310的後部部分308B、310B ;物體之一離開環境200 ;或者物體之一進入停止區域300、302。在發生這些情形之一時,控制器103可以根據物體的位置而實施另一個轉向策略或啟動制動操作。
[0145]當通過控制器103實施「緊鄰」策略時出現第四示例性事件。以下將參考圖17A-17C描述與緊鄰策略相連的額外細節。
[0146]連續參考圖16A-16C,將描述在載貨車10運動期間由控制器103實施的示例性轉向策略。載貨車10可以響應於接收到遠程無線行駛請求(即來自於無線發射器的行駛請求)而行駛,如本文中詳細討論的。作為另外一種選擇,載貨車10可以滑行直至停止,或者可以由騎乘者或沿著載貨車10步行的步行者手動地驅動。
[0147]在圖16A中,障礙物傳感器76檢測掃描區域202中的第一和第二物體272、274。障礙物傳感器76將傳感器數據發送到控制器103,該傳感器數據包括有關第一和第二物體272、274的信息。傳感器數據包括代表物體272、274位於哪一個掃描區域202A1_A4、202B1_B4 (參見圖15A-15C)中的數據。傳感器數據還包括代表物體272、274與基準坐標Rc (即在所示的實施例中為載貨車10的中心軸線Ca)的側向距離的數據。
[0148]在圖16A中,第一物體272的側向最內側部分被確定為處於掃描區域202中並且位於左緊鄰區域312中的左緊鄰線312A的外側,第二物體274的側向最內側部分被確定為處於掃描區域202中並且位於右轉向區域310的前部部分310A中的右緊鄰線314A的內側。要注意的是,當第一物體272的一部分位於左緊鄰區域312的外側且第二物體274的一部分位於右緊鄰區域314中時,控制器103可以主要關注任何檢測到的物體的沿側向最靠近載貨車10的部分。根據來自於傳感器數據的物體位置信息,確定第二物體274的側向最內側部分比第一物體272的側向最內側部分更靠近載貨車10的中心軸線CA。根據圖16A中的第一和第二物體272、274的位置,控制器103將自動地實施轉向策略,以使載貨車10朝向第一物體272轉向,從而使載貨車10轉向離開第二物體274。
[0149]載貨車10連續地朝向第一物體272轉向,並且遠離第二物體274,直到兩個條件之一出現。第一條件是,第一物體272 (或被確定為處於環境200中的另一個物體)進入左動作區域282的預定部分。左動作區域282的該預定部分包括左動作區域282的一部分,在該部分中,載貨車10朝向第一物體272的進一步轉向被確定為是不允許的。在所示的示例性實施例中,左動作區域282的該預定部分為左轉向區域308的前部部分308A或左非轉向區域304的後部部分304B,但是也可以是其它左動作區域282或其一部分。第二條件是,第二物體274 (和被確定為處於右動作區域284中的任何其它物體)完全離開右動作區域284的預定部分。右動作區域284的該預定部分包括右動作區域284的一部分,在該部分中,載貨車10遠離第二物體274的進一步轉向被確定為是不需要的。在所示的實施例中,如果第二物體274處於掃描區域202中,則右動作區域284的該預定部分是右轉向區域310的前部部分310A,即使得第二物體274完全處於右緊鄰線314A的外側,或者如果第二物體274處於歷史區域204的第二部分2040B中,則右動作區域284的該預定部分是右非轉向區域306的在位置L5前方的後部部分306B,但是也可以是其它右動作區域284或其一部分。
[0150]在圖16B中,示出為滿足第一條件,即第一物體272進入左轉向區域308的前部部分308A。當第一和第二物體272和274均處於掃描區域202中從而它們被障礙物傳感器76主動檢測到時,並且當第一物體272的側向最內側部分處於左轉向區域308的前部部分308A中且第二物體的側向最內側部分處於右轉向區域310的前部部分310A中時,控制器103將實施轉向策略,使得載貨車10將保持筆直的前進方向。如上所述,載貨車10將保持筆直前進方向,直到發生以下情況之一:物體272、274之一的側向最內側部分移動到緊鄰線312A、314A的外側;物體272、274之一的側向最內側部分進入轉向區域308、310的後部部分308B、310B ;或者物體之一離開環境200。
[0151]在圖16C中,第二物體274的側向最內側部分示出為已經運動到右轉向區域310的後部部分310B中。在這種情形下,第二物體274已經從被掃描區域202中的障礙物傳感器76掃描前進到在歷史區域204的第二部分2040B中不會被掃描到,並且由此通過航位推測法進行跟蹤。因為第一物體272的側向最內側部分處於左轉向區域308的前部部分308A中而第二物體274處於右轉向區域310的後部部分310B中,所以控制器103自動地實施轉向策略,以使得載貨車10轉向離開第一物體272,從而使載貨車10朝向第二物體274轉向。載貨車10將繼續轉向離開第一物體272並朝向第二物體274轉向,直到以下的示例性條件之一出現:第一物體272的側向最內側部分進入左轉向區域308的後部部分308B ;第一物體272完全位於左緊鄰線312A的外側;或者直到物體被確定為處於右非轉向區域306中或處於右轉向區域310的前部部分310A中。如果這些事件之一出現,那麼控制器103可以實施如本文所述的後續轉向策略。
[0152]如果在操作期間任何時間下第一和/或第二物體272、274進入停止區域300、302之一,那麼控制器103將啟動制動操作,以使得載貨車10停止,如上所述。
[0153]圖17A-17C是執行根據本發明另一個方面的轉向策略的載貨車10的連續視圖。圖17A-17C將以以上參考圖16A-16C所述的動作區域280進行討論。載貨車10可以響應於接收到遠程無線行駛請求(即來自於無線發射器的行駛請求)而行駛,如本文中詳細討論的。作為另外一種選擇,載貨車10可以滑行直至停止,或者可以由騎乘者或沿著載貨車10步行的步行者手動地驅動。
[0154]在圖17A中,障礙物傳感器76檢測掃描區域202中選擇的物體276。障礙物傳感器76將傳感器數據發送到控制器103,該傳感器數據包括有關選擇的物體276的信息。傳感器數據包括代表選擇的物體276位於哪一個掃描區域202A1_A4、202B1_B4(參見圖15A-15C)中的數據。傳感器數據還包括代表選擇的物體276與基準坐標Re(即在所示的實施例中為載貨車10的中心軸線Ca)的側向距離的數據。選擇的物體276可以是支架或堆疊產品表面,具有大致軸向延伸的側向內部邊緣部分276A,但是應當理解,選擇的物體276可以是其它物體。
[0155]在圖17A所示的環境200中,根據來自障礙物傳感器76的傳感器數據,確定選擇的物體276的邊緣部分276A處於右轉向區域310中。根據圖17A中所示的檢測到的選擇的物體276的位置,控制器103自動地實施轉向策略,以便在使載貨車10轉向的意圖下使載貨車10轉向離開選擇的物體276,使得載貨車10基本上與選擇的物體276的邊緣部分276A保持期望的距離,即使得載貨車10 「緊鄰」選擇的物體276的邊緣部分276A。在一個實施例中,轉向策略的意圖可以是使得選擇的物體276至少部分地保持在右緊鄰區域314中。另外地或作為另外一種選擇,轉向策略的意圖可以是使得選擇的物體276的一部分,例如其邊緣部分276A,基本上保持在與右緊鄰區域314相關聯的右緊鄰線314A上。
[0156]在所示的示例性實施例中,轉向策略的意圖是使得載貨車10連續地轉向離開選擇的物體276,直到選擇的物體276至少部分地保持在右緊鄰區域314中並且直到選擇的物體276的邊緣部分276A基本上保持在右緊鄰線314A上。
[0157]參考圖17B,示出了示例性條件,其中載貨車10 「越過」右緊鄰線314A,使得選擇的物體276的邊緣部分276A通過右緊鄰線314A。在這種情況下,控制器103自動地實施轉向策略,以使載貨車10朝向選擇的物體276轉向,直到選擇的物體276的邊緣部分276A保持在右緊鄰線314A上。要注意的是,因為在圖17B中選擇的物體276沒有一部分位於右非轉向區域306中或右轉向區域310的前部部分310A中,所以載貨車10被允許朝向選擇的物體276轉向。
[0158]在圖17C中,在實施了使載貨車10朝向選擇的物體276轉向而使得選擇的物體276的邊緣部分276A定位在右緊鄰線314A上的轉向策略之後,控制器103實施轉向策略,以獲得載貨車10沿軸向方向的筆直前進方向,即與中心軸線Ca平行,從而保持選擇的物體276的邊緣部分276A處於右緊鄰線314A上。載貨車10繼續筆直行駛,直到選擇的物體276不再被確定為處於環境200中,或者直到選擇的物體276的邊緣部分276A不再被確定為位於右緊鄰線314A上,在這點處,控制器103可以實施轉向策略,使得右緊鄰線314A與選擇的物體276的邊緣部分276A —致。
[0159]根據一個實施例,如果多個物體位於環境200中,那麼選擇的物體276可以是被確定為最靠近左緊鄰線312A或右緊鄰線314A的物體。作為另外一種選擇,選擇的物體276可以是通過障礙物傳感器76在掃描區域202中檢測到的第一物體,或者可以是被確定為處於轉向區域308、310和非轉向區域304、306的至少一個區域中的第一物體。作為另一個例子,選擇的物體276可以是被確定為沿側向方向測量的在環境200中最靠近載貨車10的物體。
[0160]另外,如果物體被檢測到處於左、右緊鄰區域312、314的選擇的一個區域中,那麼控制器103可以被編程為僅僅執行轉向策略以「緊鄰」選擇的物體。例如,可能期望的是,載貨車10僅僅緊鄰位於載貨車10的右側上的物體。在這種布置形式下,載貨車10可以以受控的方式沿通道的右側形式,同時另一個載貨車在通道的另一側上沿相反的方向行駛。作為另一個例子,如果操作者將僅僅揀選位於通道右側上的物品,那麼載貨車10可以僅僅緊鄰載貨車10右側上的支架或堆疊的產品表面,從而使得操作者必須從支架步行到載貨車10的距離最小化。
[0161]另外,在一個實施例中,僅僅在得到授權的情況下可以通過控制器103實施本文所述的緊鄰策略。例如,操作者可以壓下按鈕,該按鈕可以位於載貨車10上或位於如本文所述的遠程控制裝置上。在受到實施緊鄰策略的授權的情況下,控制器103進入「獲取緊鄰」模式,其中控制器103在掃描區域202中查詢物體以進行緊鄰。另外,操作者可以指定緊鄰優選要求,例如是否緊鄰在載貨車10左側或右側上的物體、被檢測到處於掃描區域202中的第一物體、被確定為最靠近載貨車10的中心軸線Ca的物體等。另外,一旦被緊鄰的物體不再位於環境200中,載貨車就可以沿筆直前進方向繼續向前,直到新的緊鄰物體被障礙物傳感器76檢測到。如果新的物體在環境200中被障礙物傳感器76檢測到,那麼控制器103可以被編程以自動地緊鄰新的物體,或者控制器103可能需要得到操作者的授權來執行這樣的操作。
[0162]此外,本文參考圖17A-17C所述的與緊鄰區域312、314結合使用的緊鄰策略可以與以上參考圖16A-16C所述的其它動作區域280組合使用。
[0163]雖然已經參考本發明的實施例詳細描述了本發明,但是顯而易見的是,在不脫離所附權利要求限定的本發明範圍的情況下,各種修改和變型形式是可能的。
【權利要求】
1.一種物料搬運車輛自動地執行轉向修正策略的方法,其包括: 通過物料搬運車輛上的控制器接收來自至少一個感測裝置的傳感器數據; 基於接收到的傳感器數據,檢測到物體位於由控制器監測的環境中,該環境包括車輛周圍的區域; 確定檢測到的物體距離與車輛相關的基準坐標有多遠;以及 通過使車輛轉向離開檢測到的物體而自動地執行轉向修正策略,其中轉向修正角度取決於檢測到的物體被確定為距離基準坐標有多遠。
2.根據權利要求1所述的方法,其中該轉向修正角度: 在物體被確定為處於外部區域中時是第一角度,該外部區域包括最遠離基準坐標的區域; 在物體被確定為處於中間區域中時是比第一角度大的第二角度,該中間區域比外部區域更靠近基準坐標;並且 在物體被確定為處於內部區域中時是比第二角度大的第三角度,該內部區域比中間區域更靠近基準坐標。
3.根據權利要求1所述的方法,其中該轉向修正角度根據檢測到的物體被確定為距離基準坐標有多遠而動態地變化。
4.根據權利要求1所述的方法,其中自動地執行轉向修正策略包括:在物料搬運車輛響應於接收到由對應無線發射器發出的以無線方式發射的行駛請求而行駛時,自動地執行轉向修正策略。
5.根據權利要求1所述的方法,其中接收來自至少一個感測裝置的傳感器數據包括接收來自掃描雷射器裝置的傳感器數據。
6.根據權利要求1所述的方法,其中基準坐標是車輛的中心軸線。
7.根據權利要求1所述的方法,其中所述環境由以下部分限定: 前邊緣,該前邊緣從車輛向前方移位預定距離; 後邊緣,該後邊緣定位在與車輛相關聯的預定位置處; 左邊緣,該左邊緣從車輛的中心軸線移位預定距離;以及 右邊緣,該右邊緣從車輛的中心軸線移位預定距離。
8.根據權利要求1所述的方法,其中所述環境限定了多個動作區域,這些動作區域使得控制器實施用於每個動作區域的不同轉向策略,從而根據被跟蹤物體所進入的動作區域,控制器自動地實施與該進入的動作區域對應的轉向策略。
9.根據權利要求1所述的方法,其中實施為實現轉向修正角度的轉向角度變化率取決於檢測到的物體被確定為距離基準坐標有多遠。
10.一種物料搬運車輛自動地執行轉向修正策略的方法,其包括: 通過物料搬運車輛上的控制器接收來自至少一個感測裝置的傳感器數據; 基於接收到的傳感器數據,檢測到物體位於由控制器監測的環境中,該環境包括車輛周圍的區域; 確定檢測到的物體距離車輛有多遠;以及 通過使車輛轉向離開檢測到的物體而自動地執行轉向修正策略,其中轉向修正角度取決於檢測到的物體被確定為距離車輛有多遠。
11.根據權利要求10所述的方法,其中該轉向修正角度: 在物體被確定為處於外部區域中時是第一角度,該外部區域包括最遠離車輛的區域;在物體被確定為處於中間區域中時是比第一角度大的第二角度,該中間區域比外部區域更靠近車輛;並且 在物體被確定為處於內部區域中時是比第二角度大的第三角度,該內部區域比中間區域更靠近車輛。
12.根據權利要求10所述的方法,其中該轉向修正角度根據檢測到的物體被確定為距離車輛有多遠而動態地變化。
13.根據權利要求10所述的方法,其中自動地執行轉向修正策略包括:在物料搬運車輛響應於接收到由對應無線發射器發出的以無線方式發射的行駛請求而行駛時,自動地執行轉向修正策略。
14.根據權利要求10所述的方法,其中接收來自至少一個感測裝置的傳感器數據包括接收來自掃描雷射器裝置的傳感器數據。
15.根據權利要求10所述的方法,其中所述環境由以下部分限定: 前邊緣,該前邊緣從車輛向前方移位預定距離; 後邊緣,該後邊緣定位在與車輛相關聯的預定位置處; 左邊緣,該左邊緣從車輛的中心軸線移位預定距離;以及 右邊緣,該右邊緣從車輛的中心軸線移位預定距離。
16.根據權利要求10所述的方法,其中所述環境限定了多個動作區域,這些動作區域使得控制器實施用於每個動作區域的不同轉向策略,從而根據被跟蹤物體所進入的動作區域,控制器自動地實施與該進入的動作區域對應的轉向策略。
17.根據權利要求10所述的方法,其中實施為實現轉向修正角度的轉向角度變化率取決於檢測到的物體被確定為距離車輛有多遠。
18.—種物料搬運車輛自動地執行轉向修正策略的方法,其包括: 通過物料搬運車輛上的控制器接收來自至少一個感測裝置的傳感器數據; 基於接收到的傳感器數據,檢測到物體位於由控制器監測的環境中,該環境包括車輛周圍的區域; 確定檢測到的物體距離與車輛相關的基準坐標有多遠;以及 通過使車輛轉向離開檢測到的物體而自動地執行轉向修正策略,其中實施為實現期望轉向修正角度的轉向角度變化率取決於檢測到的物體被確定為距離基準坐標有多遠。
19.根據權利要求18所述的方法,其中實施為實現期望轉向修正角度的轉向角度變化率: 在物體被確定為處於外部區域中時是第一量,該外部區域包括最遠離基準坐標的區域; 在物體被確定為處於中間區域中時是比第一量大的第二量,該中間區域比外部區域更靠近基準坐標;並且 在物體被確定為處於內部區域中時是比第二量大的第三量,該內部區域比中間區域更靠近基準坐標。
20.根據權利要求18所述的方法,其中實施為實現期望轉向修正角度的轉向角度變化率根據檢測到的物體被確定為距離基準坐標有多遠而動態地變化。
21.根據權利要求18所述的方法,其中自動地執行轉向修正策略包括:在物料搬運車輛響應於接收到由對應無線發射器發出的以無線方式發射的行駛請求而行駛時,自動地執行轉向修正策略。
22.根據權利要求18所述的方法,其中接收來自至少一個感測裝置的傳感器數據包括接收來自掃描雷射器裝置的傳感器數據。
23.根據權利要求18所述的方法,其中基準坐標是車輛的中心軸線。
24.根據權利要求18所述的方法,其中所述環境由以下部分限定: 前邊緣,該前邊緣從車輛向前方移位預定距離; 後邊緣,該後邊緣定位在與車輛相關聯的預定位置處; 左邊緣,該左邊緣從車輛的中心軸線移位預定距離;以及 右邊緣,該右邊緣從車輛的中心軸線移位預定距離。
25.根據權利要求18所述的方法,其中所述環境限定了多個動作區域,這些動作區域使得控制器實施用於每個動作區域的不同轉向策略,從而根據被跟蹤物體所進入的動作區域,控制器自動地實施與該進入的動作區域對應的轉向策略。
26.根據權利要求18所述的方法,其中: 該期望的轉向修正角度取決於檢測到的物體被確定為距離基準坐標有多遠; 實施為實現期望轉向修正角度的轉向角度變化率根據檢測到的物體被確定為距離基準坐標有多遠而動態地變化;並且 該期望的轉向修正角度根據檢測到的物體被確定為距離基準坐標有多遠而動態地變化。
【文檔編號】G05D1/02GK103959188SQ201280058985
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年10月5日 優先權日:2011年10月13日
【發明者】V·W·西伏林, M·科比特 申請人:克朗設備公司