SE519435C2

SE519435C2 - Floors and vehicles and method for controlling a vehicle using a position coding pattern

Info

Publication number: SE519435C2
Application number: SE0000948A
Authority: SE
Inventors: Christer Faahraeus; Erik Persson
Original assignee: Anoto Ab
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2003-02-25
Also published as: AU2001244909A1; WO2001071441A1; SE0000948D0; SE0000948L

Abstract

A floor or a roof for guiding an automated self-propelled vehicle has a position-coding pattern (30) which is designed in such manner that an arbitrary subset of the position-coding pattern, which subset has a predetermined size, codes the absolute coordinates for a position within at least a partial area of the floor (3) or roof, so that the absolute position of an automated self-propelled vehicle can be determined within this partial area by recording an image of the floor which comprises at least said subset. An automated self-propelled vehicle intended to navigate on the floor comprises a control means for controlling the movement of the vehicle and an image sensor connected to the control means for recording an image of a floor or a roof. The control means is adapted, in response to the image comprising a position-coding pattern, to convert the position-coding pattern (30) to a position, and to control the movement of the vehicle in response to the position.

Description

25 30 519 435 2 Det finns därmed ett behov av ett alternativt för- farande för styrning av ett automatiskt självgående for- don och ett alternativt automatiskt självgående fordon som medger att vägen som fordonet följer enkelt kan för- ändras. 25 30 519 435 2 There is thus a need for an alternative procedure for controlling an automatic self-propelled vehicle and an alternative automatic self-propelled vehicle which allows the path that the vehicle follows to be easily changed.

Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett nytt förfarande för styrning av ett auto- matiskt självgående fordon.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a new method for controlling an automatic self-propelled vehicle.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning som möjliggör ändring av ett automatiskt självgående fordons rörelsemönster utan stora ingrepp.Another object of the present invention is to provide a device which enables a change in the movement pattern of an automatic self-propelled vehicle without major interventions.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett automatiskt självgående fordon som är anpassat till anordningen.A further object of the present invention is to provide an automatic self-propelled vehicle adapted to the device.

Dessa och andra ändamål uppfylles med ett golv, en golvplatta och ett fordon enligt de vidhängande patent- kraven.These and other objects are fulfilled with a floor, a floor tile and a vehicle according to the appended patent claims.

En grundtanke med föreliggande uppfinning är att anordna ett positionskodningsmönster på ett golv och att anordna fordonet så att det fastställer sin position med hjälp av golvet.A basic idea of the present invention is to arrange a position coding pattern on a floor and to arrange the vehicle so that it determines its position by means of the floor.

Ett golv enligt uppfinningen möjliggör styrning av ett automatiskt, självgående fordon. Golvet utmärkes av att det har ett positionskodningsmönster, vilket har formen av ett flertal symboler, vilket är avbildat på en yta på golvet och vilket är så utformat att en godtycklig delmängd av positionskodningsmönstret, vilken delmängd har en förutbestämd storlek, kodar de absoluta koordi- naterna för en position inom åtminstone ett delområde av golvet, så att ett automatiskt självgående fordon kan bestämma sin absoluta position inom detta delområde genom registrering av en bild av golvet som omfattar åtminstone nämnda delmängd. lO 15 20 25 30 35 519 435 3 Med golv menas den del av ett golv inom vilket styr- ning av automatiska självgående fordon skall vara möj- ligt.A floor according to the invention enables control of an automatic, self-propelled vehicle. The floor is characterized in that it has a position coding pattern, which has the shape of a plurality of symbols, which is depicted on a surface of the floor and which is designed so that any subset of the position coding pattern, which subset has a predetermined size, encodes the absolute coordinates for a position within at least one sub-area of the floor, so that an automatic self-propelled vehicle can determine its absolute position within this sub-area by registering an image of the floor comprising at least said sub-set. lO 15 20 25 30 35 519 435 3 By floor is meant the part of a floor within which control of automatic self-propelled vehicles must be possible.

Med ett golv enligt uppfinningen blir det möjligt att enkelt ändra ett automatiskt självgående fordons rörelsemönster. Då man flyttar lagerhyllor i en lager- lokal behöver man endast programmera om roboten efter lagerhyllornas nya lägen.With a floor according to the invention, it becomes possible to easily change the movement pattern of an automatic self-propelled vehicle. When moving storage shelves in a storage room, you only need to reprogram the robot according to the new locations of the storage shelves.

Företrädesvis är väsentligen hela golvet täckt med ett positionskodningsmönster_ Ett automatiskt självgående fordon enligt uppfin- ningen innefattar ett styrorgan för styrning av fordonets rörelse, ett minne samt en bildsensor kopplad till styr- organet för registrering av en bild av ett golv. Fordonet utmärkes av att styrorganet är anordnat att, som svar på att bilden innefattar ett positionskodningsmönster, vilket har formen av ett flertal symboler, vilket år avbildat på en yta på golvet och vilket är så utformat att en godtycklig delmängd av positionskodningsmönstret, vilken delmängd har en förutbestämd storlek, kodar de absoluta koordinaterna för en position inom åtminstone ett delområde av golvet, omvandla positionskodnings- mönstret till en position, och att styra fordonets rörelse som svar på positionen med ledning av information lagrad i minnet.Preferably, substantially the entire floor is covered with a position coding pattern. An automatic self-propelled vehicle according to the invention comprises a control means for controlling the movement of the vehicle, a memory and an image sensor connected to the control means for registering an image of a floor. The vehicle is characterized in that the control means is arranged that, in response to the image comprising a position coding pattern, which has the shape of a plurality of symbols, which is depicted on a surface on the floor and which is designed such that an arbitrary subset of the position coding pattern, which subset has a predetermined size, encodes the absolute coordinates of a position within at least a sub-area of the floor, converting the position coding pattern to a position, and controlling the movement of the vehicle in response to the position based on information stored in the memory.

När man vill programmera fordonet programmerar man därmed in hur fordonet skall röra sig i förhållande till koordinaterna på golvet. Detta kan göras på ett flertal olika sätt. Exempelvis är det möjligt att använda en för- minskad bild av golvet med positionskodningsmönstret för att programmera fordonet. Man använder då exempelvis en penna som kan registrera mönstret och omvandla det till koordinater. När man för pennan över pappret med en av- bildning i form av en förminskning av lagerlokalen regi- strerar man därmed koordinater. Koordinaterna lagras i en koordinatsekvens som motsvarar den väg fordonet skall följa över golvet. 10 15 20 25 30 519 435 4 Det är givetvis även möjligt att inom ramen för upp- finningen utrusta alla hyllor och andra fasta föremål i lokalen med varsin anordning innefattande åtminstone en bildsensor. Med hjälp av bildsensorerna kan anordningarna bestämma ytorna som inte är fria för fordon. Positionerna meddelas till en central styranordning vilken är i kon- takt med vart och ett av de automatiska fordonen såväl som var och en av anordningarna på lagerhyllorna.When you want to program the vehicle, you thus program in how the vehicle should move in relation to the coordinates on the floor. This can be done in a number of different ways. For example, it is possible to use a reduced image of the floor with the position coding pattern to program the vehicle. You then use, for example, a pen that can register the pattern and convert it to coordinates. When you move the pen over the paper with an image in the form of a reduction of the storage space, you thus register coordinates. The coordinates are stored in a coordinate sequence that corresponds to the path the vehicle must follow across the floor. It is of course also possible within the scope of the invention to equip all shelves and other solid objects in the room with each device comprising at least one image sensor. With the help of the image sensors, the devices can determine the surfaces that are not free of vehicles. The positions are communicated to a central control device which is in contact with each of the automatic vehicles as well as each of the devices on the storage shelves.

Företrädesvis innefattar ett golv enligt uppfin- ningen åtminstone två identiska delområden. Med fördel innefattar golvet ett stort antal identiska delområden.Preferably, a floor according to the invention comprises at least two identical sub-areas. Advantageously, the floor comprises a large number of identical sub-areas.

Det är föredraget att positions-kodningsmönstret på golvet är repetitivt, så att mönstret upprepas med en förutbestämd period, varvid delmängden positionssymboler definierar ett flertal positioner på golvet. Därigenom blir det möjligt att använda ett flertal identiska golv- plattor för att täcka golvet. Genom att produkterna är identiska förenklas tillverkningen av golvplattorna.It is preferred that the position coding pattern on the floor be repetitive, so that the pattern is repeated with a predetermined period, the subset of position symbols defining a plurality of positions on the floor. This makes it possible to use a number of identical floor tiles to cover the floor. Because the products are identical, the manufacture of the floor tiles is simplified.

Enligt en alternativ utföringsform innefattar golvet endast ett delområde så att varje delmängd kodar en unik position på golvet.According to an alternative embodiment, the floor comprises only one sub-area so that each subset encodes a unique position on the floor.

Speciellt i fallet att positionskodningsmönstret är repetitivt är det fördelaktigt att delomràdena är åtskil- da av separeringsfält vilka innehåller en separeringskod med information om hur delomràdena som separeras av sepa- reringsfälten är placerade inom golvområdet. Därigenom kan ett fordon som rör sig i lokalen fastställa vilken del av golvet som fordonet är inom vid varje passage över ett separeringsfält.Especially in the case that the position coding pattern is repetitive, it is advantageous that the sub-areas are separated by separation fields which contain a separation code with information on how the sub-areas separated by the separation fields are located within the floor area. Thereby, a vehicle moving in the room can determine which part of the floor the vehicle is within at each passage over a separation field.

Positionskodningsmönstret är företrädesvis anordnat att vara optiskt registrerbart, men det ligger inom ramen för uppfinningen att det är anordnat att registreras med exempelvis elektromagnetisk strålning vid någon godtyck- lig våglängd. Ett optiskt registrerbart positionskod- ningsmönster kan registreras med exempelvis en video- kamera. 10 15 20 25 30 519 435 5 Det är givetvis möjligt att separeringsfälten endast markerar övergången från ett delomràde till ett annat.The position coding pattern is preferably arranged to be optically recordable, but it is within the scope of the invention that it is arranged to be recorded with, for example, electromagnetic radiation at any wavelength. An optically recordable position coding pattern can be registered with, for example, a video camera. 10 15 20 25 30 519 435 5 It is of course possible that the separation fields only mark the transition from one sub-area to another.

I fallet att man har ett repetitivt positionskod- ningsmönster utan separeringsfält som anger det inbördes förhållandet mellan olika delområden är det nödvändigt att fordonet håller ordning på i vilken del av positions- kodningsmönstret det befinner sig.In the case of having a repetitive position coding pattern without separation fields indicating the mutual relationship between different sub-areas, it is necessary for the vehicle to keep track of which part of the position coding pattern it is in.

Fordonet kan hålla reda på i vilket delomràde fordo- net befinner sig genom att lagra information om detta i ett minne. För detta ändamål är med fördel kodnings- mönstret i alla delområdena orienterat på samma håll. När fordonet rör sig från ett delomràde till ett annat kan det detektera att den absoluta positionen som kodas av ett delomràde hoppar från en sida av en golvplatta till en annan sida av en likadan golvplatta. Därigenom kan man detektera i vilken riktning man har flyttat från en golv- platta till en annan.The vehicle can keep track of which sub-area the vehicle is in by storing information about it in a memory. For this purpose, the coding pattern in all sub-areas is advantageously oriented in the same direction. As the vehicle moves from one subarea to another, it can detect that the absolute position encoded by a subarea jumps from one side of a floor slab to another side of a similar floor slab. Thereby you can detect in which direction you have moved from one floor tile to another.

Separeringskoden är företrädesvis kodad med en sek- vens med separeringssymboler, vilken sekvens är så anord- nad att en delsekvens av förutbestämd längd entydigt de- finierar delsekvensens plats i sekvensen. Genom att an- vända en dylik sekvens för kodningen möjliggörs ett kom- pakt och robust kodningsmönster. Dessutom blir bildbe- handlingen av varje enskild symbol enkel eftersom varje symbol i kodningsmönstret endast behöver koda ett fåtal olika värden.The separation code is preferably coded with a sequence of separation symbols, which sequence is arranged so that a sub-sequence of predetermined length unambiguously defines the location of the sub-sequence in the sequence. By using such a coding sequence, a compact and robust coding pattern is made possible. In addition, the image processing of each individual symbol becomes simple because each symbol in the coding pattern only needs to code a few different values.

I fallet att man har både positionssymboler och separeringssymboler är det fördelaktigt att separerings- symbolerna skiljer sig från positionssymbolerna i fråga om storlek. Det blir därigenom möjligt för fordonet en- ligt uppfinningen att enkelt fastställa när det passerar in i ett separeringsfält.In the case of having both position symbols and separation symbols, it is advantageous that the separation symbols differ from the position symbols in terms of size. This makes it possible for the vehicle according to the invention to easily determine when it passes into a separation field.

Positionskodningsmönstret är med fördel kodat med åtminstone en positionssekvens med positionssymboler, vilken är så anordnad att en delsekvens av förutbestämd längd entydigt definierar delsekvensens plats i posi- tionssekvensen. Detta medger på samma sätt som nämnts 10 15 20 25 30 bd LH 519 455 6 ovan i samband med separeringsfältet att varje symbol endast behöver koda ett fåtal olika värden. Genom att varje symbol kodar få värden så blir symbolen enkel till sin uppbyggnad och då blir bildbehandlingen enkel.The position coding pattern is advantageously coded with at least one position sequence with position symbols, which is arranged such that a sub-sequence of predetermined length unambiguously defines the location of the sub-sequence in the position sequence. This allows in the same way as mentioned 10 bd LH 519 455 6 above in connection with the separation field that each symbol only needs to encode a few different values. Because each symbol encodes few values, the symbol becomes simple in its structure and then the image processing becomes simple.

Med fördel bidrar var och en av positionssymbolerna till kodningen i två ortogonala riktningar. Tolkningen av kodningsmönstret blir därmed relativt enkel eftersom var och en av de båda riktningarna kan tolkas separat.Advantageously, each of the position symbols contributes to the coding in two orthogonal directions. The interpretation of the coding pattern thus becomes relatively simple because each of the two directions can be interpreted separately.

Företrädesvis utgörs var och en av positionssym- bolerna av åtminstone en markering, varvid nämnda åtmin- stone en markerings läge i förhållande till ett raster definierar symbolens värde.Preferably, each of the position symbols consists of at least one mark, the position of the at least one mark in relation to a grid defining the value of the symbol.

Alternativt kan var och en av positionssymbolerna utgöras av en markering, varvid markeringens storlek definierar symbolens värde.Alternatively, each of the position symbols may be a mark, the size of the mark defining the value of the symbol.

Ett fordon enligt uppfinningen innehåller företrä- desvis information om på vilka positioner hinder är pla- cerade, varvid fordonet styrs med ledning av informatio- nen om hindrens placering.A vehicle according to the invention preferably contains information on in which positions obstacles are placed, the vehicle being controlled on the basis of the information on the location of the obstacles.

Det är givetvis möjligt att information om hinders placering finns i en central styranordning som är anord- nad att kommunicera med fordonen.It is of course possible that information about the location of obstacles is contained in a central control device which is arranged to communicate with the vehicles.

Ett fordon enligt uppfinningen innefattar med fördel även ett tidsorgan, varvid styrorganet är anordnat att med hjälp av tidsorganet beräkna något av fordonets has- tighet och riktning utgående från två registrerade bil- der.A vehicle according to the invention advantageously also comprises a time means, wherein the control means is arranged to calculate with the aid of the time means some of the speed and direction of the vehicle based on two registered images.

Man kan därigenom på ett enkelt sätt fastställa åt- minstone fordonets hastighet med information som regist- rerats för andra ändamål.This makes it possible to determine at least the speed of the vehicle in a simple way with information registered for other purposes.

Enligt en aspekt av uppfinningen åstadkommes en golvplatta avsedd för styrning av ett automatiskt själv- gående fordon. Golvplattan utmärkes av att den innefattar ett positionskodningsmönster, vilket har formen av ett flertal symboler och vilket är avbildat på en yta på golvplattan, varvid en godtycklig delmångd, vilken har en 10 l5 20 25 30 35 519 455 7 förutbestämd storlek, av positionskodningsmönstret kodar koordinaterna för en position på golvplattan.According to one aspect of the invention, there is provided a floor slab intended for steering an automatic self-propelled vehicle. The floor plate is characterized in that it comprises a position coding pattern, which has the form of a plurality of symbols and which is depicted on a surface of the floor plate, an arbitrary subset, which has a predetermined size, of the position coding pattern encoding the coordinates. for a position on the floor slab.

Enligt en aspekt av uppfinningen åstadkommes ett fordonsstyrningssystem vilket innefattar en styrenhet, ett golv, ett automatiskt självgående fordon, och en hylla. Fordonsstyrningssystemet utmärkes av att golvet har ett positionskodningsmönster, vilket har formen av ett flertal symboler, vilket är avbildat på en yta på golvet och vilket är så utformat att en godtycklig delmängd av positionskodningsmönstret, vilken delmängd har en förutbestämd storlek, kodar de absoluta koordina- terna för en position inom åtminstone ett delområde av golvet, varvid det automatiska självgående fordonet och hyllan är anordnade att bestämma sina absoluta positioner inom detta delområde genom registrering av en bild av golvet som omfattar åtminstone nämnda delmängd, varvid hyllan är anordnad att skicka information om sin position till styrenheten och varvid fordonet är anordnat att mot- taga information om hyllans position från styrenheten.According to one aspect of the invention, there is provided a vehicle control system which includes a control unit, a floor, an automatic self-propelled vehicle, and a shelf. The vehicle control system is characterized in that the floor has a position coding pattern, which has the shape of a plurality of symbols, which is depicted on a surface of the floor and which is designed so that any subset of the position coding pattern, which subset has a predetermined size, encodes the absolute coordinates for a position within at least one sub-area of the floor, the automatic self-propelled vehicle and the shelf being arranged to determine their absolute positions within this sub-area by registering an image of the floor comprising at least said subset, the shelf being arranged to send information about its position to the control unit and wherein the vehicle is arranged to receive information about the position of the shelf from the control unit.

Det är föredraget att golvet i det här fallet endast innefattar ett delområde eftersom hyllan annars inte entydigt kan meddela sin position på golvet. Med fordons- styrningssystemet enligt uppfinningen är det möjligt att automatiskt uppdatera ett fordons rörelseschema då någon hylla flyttas eftersom fordonet får information om för- flyttningen av en hylla via styrenheten.It is preferred that the floor in this case only comprises a sub-area because otherwise the shelf cannot unambiguously announce its position on the floor. With the vehicle control system according to the invention, it is possible to automatically update a vehicle's movement schedule when a shelf is moved, since the vehicle receives information about the movement of a shelf via the control unit.

Ovanstående särdrag kan givetvis kombineras i samma utföringsform.The above features can of course be combined in the same embodiment.

För att ytterligare belysa uppfinningen kommer i det följande detaljerade utföringsformer av uppfinningen att beskrivas, utan att emellertid uppfinningen skall anses begränsad härtill.In order to further illustrate the invention, detailed embodiments of the invention will be described in the following, without, however, the invention being considered limited thereto.

De vidhängande ritningarna är endast schematiska och således är vissa dimensioner starkt överdrivna i syfte att tydligare åskådliggöra uppfinningen. lO l5 20 25 30 35 519 435 8 Kort beskrivning av ritningarna Fig 1 visar schematiskt en lokal i vilken ett golv enligt föreliggande uppfinning kan tillämpas.The accompanying drawings are only schematic and thus certain dimensions are greatly exaggerated in order to more clearly illustrate the invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 schematically shows a room in which a floor according to the present invention can be applied.

Fig 2 visar symboler som används för kodning i posi- tionskodningsmönstret.Fig. 2 shows symbols used for coding in the position coding pattern.

Fig 3 visar en sekvens som används för att koda positionskodningsmönstret enligt en föredragen utförings- form av föreliggande uppfinning.Fig. 3 shows a sequence used to encode the position coding pattern according to a preferred embodiment of the present invention.

Fig 4 visar i genomskärning ett fordon enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning.Fig. 4 is a sectional view of a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.

Fig 5 visar i större detalj en del av golvet i loka- len i fig l enligt en föredragen utföringsform av före- liggande uppfinning.Fig. 5 shows in greater detail a part of the floor in the room in Fig. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.

Fig 6 àskàdliggör omvandlingen av en del av posi- tionskodningsmönstret till en position.Fig. 6 illustrates the conversion of a part of the position coding pattern into a position.

Fig 7 àskàdliggör omvandlingen av en del av separe- ringskodningsmönstret till ett värde.Fig. 7 illustrates the conversion of a part of the separation coding pattern into a value.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen I fig l visas schematiskt en lagerlokal 1 i vilken det finns tre stycken lagerhyllor 2. Pà golvet finns också en lastpall 5. Golvet 3 i lokalen är försett med ett positionskodningsmönster_ Ett automatiskt självgående fordon 4 navigerar i lokalen med hjälp av positionskod- ningsmönstret. Fordonet 4 har information om vilka posi- tioner lagerhyllorna har och kan därigenom navigera i lagerlokalen. Lagerhyllorna 2 och lastpallen 5 är för- sedda med positionsanordningar 6 vilka är anordnade för registrering av positionskodningsmönstret pà golvet. An- ordningarna 6 pà lagerhyllorna 2 innehåller information om lagerhyllornas utbredning. Lagerhyllorna 2 är vardera försedda med tvà positionsanordningar, varvid det av lagerhyllorna upptagna området kan fastställas relativt noggrant. Positionsanordningarna kommunicerar med en central styranordning 7, vilken innefattar ett minne 8 för lagring av information avseende vilka ytor som är upptagna inom lagerlokalen. Fordonen kan därmed uppdatera sin information om var hinder är belägna genom att kom- lO l5 20 25 30 35 519 455 9 municera med den centrala styranordningen. Lastpallarna är lämpligen speciella lastpallar som endast är avsedda för bruk inom lagerlokalen. Gods som förvaras pá lastpal- len 5 lagras därför lämpligen på en vanlig lastpall som ställs ovanpà lastpallen med positionsanordningen. När lastpallen flyttas till en ny position detekterar posi- tionsanordningen att den flyttats till en ny position och skickar information om detta till den centrala styranord- ningen, vilken i sin tur sänder information om detta till vart och ett av fordonen 4 i lagerlokalen l.Detailed description of the invention Fig. 1 schematically shows a storage room 1 in which there are three storage shelves 2. On the floor there is also a pallet 5. The floor 3 in the room is provided with a position coding pattern_ An automatic self-propelled vehicle 4 navigates in the room using position code the pattern. The vehicle 4 has information about the positions of the storage shelves and can thereby navigate the warehouse. The storage shelves 2 and the pallet 5 are provided with positioning devices 6 which are arranged for recording the position coding pattern on the floor. The devices 6 on the storage shelves 2 contain information about the extent of the storage shelves. The bearing shelves 2 are each provided with two positioning devices, whereby the area occupied by the bearing shelves can be determined relatively accurately. The positioning devices communicate with a central control device 7, which comprises a memory 8 for storing information regarding which surfaces are occupied within the storage room. The vehicles can thus update their information on where obstacles are located by communicating with the central control device. The pallets are suitably special pallets that are only intended for use within the warehouse. Goods stored on the pallet 5 are therefore suitably stored on an ordinary pallet which is placed on top of the pallet with the positioning device. When the pallet is moved to a new position, the positioning device detects that it has been moved to a new position and sends information about this to the central control device, which in turn sends information about this to each of the vehicles 4 in the warehouse 1.

Enligt en alternativ utföringsform av föreliggande uppfinning är det endast fordonen 4 som är anordnade för registrering av bilder av golvet för fastställande av sin position. Uppdateringen av hur lagerhyllorna är anordnade i lagerlokalen màste då göras manuellt.According to an alternative embodiment of the present invention, only the vehicles 4 are arranged for recording images of the floor for determining its position. The update of how the warehouse shelves are arranged in the warehouse must then be done manually.

Positionskodningsmönstret kan vara av den typ som visas i ovannämnda US 5,852,434, där varje position kodas av en specifik symbol.The position coding pattern may be of the type shown in the aforementioned US 5,852,434, where each position is coded by a specific symbol.

Positionskodningsmönstret är dock med fördel av den typ som visas i sökandens ansökningar SE 9901954-9 och SE 9903541-2, där varje position kodas av ett flertal symboler och varje symbol bidrar till kodningen av flera positioner.However, the position coding pattern is advantageously of the type shown in the applicant's applications SE 9901954-9 and SE 9903541-2, where each position is coded by a plurality of symbols and each symbol contributes to the coding of several positions.

Positionskodningsmönstret byggs upp av ett fàtal Ett exempel visas i SE 9901954-9 där en större prick representerar en ”etta” och en mindre typer av symboler. prick representerar en "nolla". Ett annat exempel visas i SE 9901954-9, där fyra olika förskjutningar av en prick i förhållande till en rasterpunkt kodar fyra olika värden.The position coding pattern is made up of a few An example is shown in SE 9901954-9 where a larger dot represents a "one" and a smaller type of symbols. dot represents a "zero". Another example is shown in SE 9901954-9, where four different offsets of a dot in relation to a raster point encode four different values.

I fig 2a-d visas en utföringsform av en symbol som kan användas för kodning av positioner i positionskod- ningsmönstret pà golvet i fig 1 enligt en föredragen ut- föringsform av uppfinningen. Symbolen innefattar en vir- tuell rasterpunkt 9, som representeras av skärningspunk- ten m llan rasterlinjerna, samt en markering 10 som har formen av en punkt. Symbolens värde beror på var marke- ringen är placerad. I exemplet i fig 2 finns fyra möjliga 10 15 20 25 30 35 519 435 10 placeringar, en pà var och en av rasterlinjerna som utgår från rasterpunkterna. Förskjutningen från rasterpunkten är lika stor för alla värden. Symbolen har i fig 2a värdet ”O”, i fig 2b värdet ”1”, i fig 2c värdet ”2” och i fig 2d värdet ”3”. Annorlunda uttryckt finns det fyra olika typer av symboler. Varje symbol kan alltså repre- sentera något av fyra olika värden ”O-3”.Figs. 2a-d show an embodiment of a symbol which can be used for coding positions in the position coding pattern on the floor in Fig. 1 according to a preferred embodiment of the invention. The symbol comprises a virtual raster point 9, which is represented by the intersection point between the raster lines, and a marking 10 which has the shape of a point. The value of the symbol depends on where the marking is located. In the example in Fig. 2, there are four possible locations, one on each of the raster lines starting from the raster points. The offset from the raster point is equal for all values. In Fig. 2a the symbol has the value "0", in Fig. 2b the value "1", in Fig. 2c the value "2" and in Fig. 2d the value "3". In other words, there are four different types of symbols. Each symbol can thus represent one of four different values “O-3”.

Fig 3 visar en sekvens 11 som används för att koda positionskodningsmönstret på golvet 6 i fig 1 enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning. Sek- vensen 11 består av ett flertal värden 12 som vart och ett antingen har värdet ”O” eller ”1”. Sekvensen är så anordnad att en godtycklig delsekvens 13, 14, som inne- håller fem värden, av sekvensen 12 entydigt bestämmer delsekvensens sekvensvärde i form av dess plats i sekven- sen. Således har en första delsekvens 13, vilken utgörs av de fem första värdena i sekvensen, sekvensvärdet ”O” och en andra delsekvens 14, som utgörs av det andra till och med det sjätte värdet i sekvensen, sekvensvärdet "l".Fig. 3 shows a sequence 11 used to encode the position coding pattern on the floor 6 of Fig. 1 according to a preferred embodiment of the present invention. The sequence 11 consists of a plurality of values 12, each of which has either the value "0" or "1". The sequence is arranged so that an arbitrary sub-sequence 13, 14, which contains five values, of the sequence 12 unambiguously determines the sequence value of the sub-sequence in the form of its place in the sequence. Thus, a first sub-sequence 13, which consists of the first five values in the sequence, has the sequence value "0" and a second sub-sequence 14, which consists of the second to the sixth value in the sequence, has the sequence value "1".

Fig 4 visar i genomskärning ett fordon 20 enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning. For- donet 20 innefattar drivhjul 21 vilket drivs av en motor 22. Fordonet innefattar även ett styrhjul 23 vilket styrs med en styrmotor 24, en bildsensor 25 vilken är anordnad att registrera en bild av golvet samt ett styrorgan 26 vilket är försett med ett minne 27. Styrorganet utgörs med fördel av en programmerbar dator. Datorn innehåller ett tidsorgan 45 i form av en oscillator, med vilken datorn kan mäta tid. Fordonet innefattar även en sänd- tagare 28 för kommunikation med den centrala styranord- ningen. Styrorganet 26 är anordnat att beräkna en posi- tion utgående från en bild som registrerats med bildsen- sorn 25. Styrorganet styr drivmotorn och styrmotorn med hjälp av den beräknade positionen och information om lagerlokalen som finns lagrad i minnet. Informationen i minnet innehåller information om hur lagerhyllor och lastpallar är placerade i lagerlokalen samt innehåller 10 15 20 25 30 519 435 ll även information om lagerlokalens väggar. I minnet finns även information om hur fordonet skall röra sig i loka- len. Programmeringen av fordonets rörelseschema görs genom att dess bana ritas in på en dator som innehåller information om hyllornas placering i lagerlokalen. For- donet följer den programmerade banan genom att jämföra sin position med den programmerade banan.Fig. 4 shows in cross section a vehicle 20 according to a preferred embodiment of the present invention. The vehicle 20 comprises drive wheels 21 which are driven by a motor 22. The vehicle also comprises a steering wheel 23 which is controlled by a control motor 24, an image sensor 25 which is arranged to register an image of the floor and a control means 26 which is provided with a memory 27. The control means advantageously consists of a programmable computer. The computer contains a timer 45 in the form of an oscillator, with which the computer can measure time. The vehicle also includes a transceiver 28 for communication with the central control device. The control means 26 is arranged to calculate a position based on an image registered with the image sensor 25. The control means controls the drive motor and the control motor by means of the calculated position and information about the storage space which is stored in the memory. The information in the memory contains information about how warehouse shelves and pallets are placed in the warehouse and also contains information about the walls of the warehouse. The memory also contains information on how the vehicle should move in the room. The programming of the vehicle's movement diagram is done by drawing its path on a computer that contains information about the location of the shelves in the warehouse. The vehicle follows the programmed path by comparing its position with the programmed path.

Fig 5 visar i större detalj en del av golvet i loka- len i fig 1 enligt en föredragen utföringsform av före- liggande uppfinning. Golvet 15 innefattar ett flertal golvplattor 16 vilka var och en är försedd med ett posi- tionskodningsmönster. Omvandlingen av positionskodnings- mönstret till en position kommer att beskrivas nedan.Fig. 5 shows in greater detail a part of the floor in the room in Fig. 1 according to a preferred embodiment of the present invention. The floor 15 comprises a plurality of floor tiles 16, each of which is provided with a position coding pattern. The conversion of the position coding pattern to a position will be described below.

Varje golvplatta 16 kodar positioner inom ett virtuellt område som är samma för alla golvplattorna. Fordonet kan således fastställa sin position inom en platta genom att registrera en bild av golvet och beräkna positionen som motsvaras av det registrerade mönstret. I fordonets minne finns information om vilken platta fordonet befinner sig på i form av en plattkoordinat som är unik för varje platta. Mellan plattorna finns separeringsfält 17 som utgörs av plastremsor som fästs vid golvet. När fordonet passerar ett separeringsfält 17, 18 uppdateras den här plattkoordinaten genom att styrorganet omvandlar en bild, som registrerats av separeringsfältet 17, 18, till infor- mation avseende vilka plattor den separerar. Alla plat- torna är anordnade i samma riktning. Därigenom kan for- donet avgöra vilka plattor den rör sig mellan. Om fordo- net ändrar riktning till motsatt riktning detekterar for- donet att det återkommer till samma golvplatta igen eftersom det återkommer till samma del av en golvplatta istället för att komma till motsatt del av golvplatta.Each floor tile 16 encodes positions within a virtual area that is the same for all floor tiles. The vehicle can thus determine its position within a plate by registering an image of the floor and calculating the position corresponding to the registered pattern. The vehicle's memory contains information about which plate the vehicle is on in the form of a plate coordinate that is unique to each plate. Between the tiles there are separation panels 17 which consist of plastic strips which are attached to the floor. When the vehicle passes a separation field 17, 18, this plate coordinate is updated by the control means converting an image recorded by the separation field 17, 18 into information concerning which plates it separates. All the tiles are arranged in the same direction. In this way, the vehicle can determine which plates it moves between. If the vehicle changes direction to the opposite direction, the vehicle detects that it returns to the same floor slab again because it returns to the same part of a floor slab instead of coming to the opposite part of the floor slab.

Enligt en alternativ utföringsform av föreliggande uppfinning kodar varje golvplatta unika absoluta positio- ner. Således kan ett automatiskt självgående fordon fast- ställa sin absoluta position i lagerlokalen genom att registrera en bild av golvet och omvandla positionskod- lO l5 20 25 30 35 519 435 12 ningsmönstret till en position. I fig 6 visas en del av positionskodningsmönstret som finns avbildat pà golvet 3 i fig 1 och pà var och en av plattorna 16 i fig 5. En första matris 30 i fig 6a är den minsta matris som en- tydigt definierar en position. Positionskodningsmönstret 30 är uppbyggt av symboler 31 som de som visas i fig 2. I positionskodningsmönstret används de fyra olika värdena för att koda en binär bit i var och en av två ortogonala riktningar. Således kodar de fyra olika värdena ”O, l, 2, 3” de fyra olika bitkombinationerna (O, O), (O, 1), (1, 0), (l, 1), hänför sig till en första riktning och den andra siffran där den första siffran i varje bitkombination hänför sig till en andra riktning som är ortogonal mot den första riktningen. När en användarenhet registrerar den första matrisen 30 i fig 6 omvandlas den till en andra matris 32 med värden 33, vilken definierar x-ko- ordinaten, och till en tredje matris 34 med värden 35, vilken definierar y-koordinaten, med hjälp av det ovan- nämnda förhållandet mellan värden och bitkombinationer.According to an alternative embodiment of the present invention, each floorboard encodes unique absolute positions. Thus, an automatic self-propelled vehicle can determine its absolute position in the warehouse by registering an image of the floor and converting the position coding pattern to a position. Fig. 6 shows a part of the position coding pattern depicted on the floor 3 in Fig. 1 and on each of the plates 16 in Fig. 5. A first matrix 30 in Fig. 6a is the smallest matrix that unambiguously defines a position. The position coding pattern 30 is made up of symbols 31 such as those shown in Fig. 2. In the position coding pattern, the four different values are used to encode a binary bit in each of two orthogonal directions. Thus, the four different values "0, 1, 2, 3" encode the four different bit combinations (0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1), refer to a first direction and the second digit where the first digit in each bit combination refers to a second direction that is orthogonal to the first direction. When a user unit registers the first matrix 30 in Fig. 6, it is converted to a second matrix 32 with values 33, which defines the x-coordinates, and to a third matrix 34 with values 35, which defines the y-coordinates, by means of the the above-mentioned relationship between values and bit combinations.

Den andra matrisen 32 innehåller delsekvenser 36, som utgör kolumner i den andra matrisen. Värdena i matrisen är antingen ”O” eller ”l”. Delsekvenserna är en del av sekvensen som beskrivits ovan i samband med figur 3.The second matrix 32 contains sub-sequences 36, which constitute columns in the second matrix. The values in the matrix are either "0" or "l". The subsequences are part of the sequence described above in connection with Figure 3.

Varje delsekvens har därmed ett unikt sekvensvärde. De fem delsekvenserna i kolumnerna i den andra matrisen 32 omvandlas till fem sekvensvärden Sxl, Sxl och SX; SX2/ SX3, som definierar x-koordinaten. Pä liknande sätt är delsek- venser 37 med värden 35 anordnade i rader i den tredje matrisen. Dessa delsekvenser är även de delar av sekven- sen i fig 3 och omvandlas pá liknande sätt till en andra uppsättning Syï-Sy5 som definierar de olika delsekvenser- nas plats i sekvensen. Därefter beräknas differensen mel- lan intilliggande sekvensvärden vilket ger upphov till tvä uppsättningar med fyra differensvärden DX;-DX4 respek- tive Dy¿-Dy4, varvid Dxn=Sxnﬂ-Sxn modulo R och Dy¿=Syn@-Syn modulo R, där R är antalet unika delsekvenser i sekvensen 10 15 20 25 30 35 519 435 13 i fig 3. Differensvärdena används därefter för att alstra en X-koordinat och en y-koordinat.Each sub-sequence thus has a unique sequence value. The five subsequences in the columns of the second matrix 32 are converted to five sequence values Sx1, Sx1 and SX; SX2 / SX3, which defines the x-coordinate. Similarly, sub-sequences 37 with values 35 are arranged in rows in the third matrix. These sub-sequences are also those parts of the sequence in Fig. 3 and are similarly converted into a second set of Syï-Sy5 which defines the location of the different sub-sequences in the sequence. Then the difference between adjacent sequence values is calculated, which gives rise to two sets of four difference values DX; -DX4 and Dy¿-Dy4, respectively, where Dxn = Sxn ﬂ- Sxn modulo R and Dy¿ = Syn @ -Syn modulo R, where R is the number of unique sub-sequences in the sequence 10 in 20 3. 519 435 13 in Fig. 3. The difference values are then used to generate an X-coordinate and a y-coordinate.

Omvandlingen fràn differensvärden till koordinater kan göras pà mànga olika sätt. Enligt en utföringsform anordnas delsekvenserna sä att ett av differensvärdena i varje delmatris har ett heltalsvärde i intervallet ”O-3”.The conversion from difference values to coordinates can be done in many different ways. According to one embodiment, the sub-sequences are arranged so that one of the difference values in each sub-matrix has an integer value in the interval "O-3".

Detta kodar då den mest signifikanta siffran. Delsekven- serna är även anordnade så att x-koordinaten blir en en- het större då man flyttar sig en kolumn i matrisen och så att y-koordinaten blir en enhet större då man flyttar sig en rad i matrisen. Eftersom kolumnerna i den andra matri- sen i fig 6b utgörs av delar av sekvensen i fig 3 blir vart och ett av sekvensvärdena i de tvá kolumnerna SX1 och SX2 längst till vänster i matrisen i fig 6b en enhet större då man flyttar ned en rad i matrisen 32. Emeller- tid förblir Dxl konstant. Följaktligen förblir även x-ko- ordinaten konstant då man flyttar sig nedåt i den andra matrisen 32.This then encodes the most significant number. The sub-sequences are also arranged so that the x-coordinate becomes one unit larger when one moves a column in the matrix and so that the y-coordinate becomes one unit larger when one moves a row in the matrix. Since the columns in the second matrix in Fig. 6b consist of parts of the sequence in Fig. 3, each of the sequence values in the two columns SX1 and SX2 on the far left of the matrix in Fig. 6b becomes one unit larger when moving down a row in matrix 32. However, Dx1 remains constant. Consequently, the x-coordinate also remains constant as one moves downward in the second matrix 32.

Fig 7 visar en del av separeringsfältet 17 i fig 5.Fig. 7 shows a part of the separation field 17 in Fig. 5.

Separeringsfältet 17 har ett flertal symboler såsom de som visas i fig 2. Separeringsfältet är uppbyggt pà lik- nande sätt som positionskodningsmönstret. I fig 7 visas delar av fyra olika golvplattor. Plattorna har olika ord- ningsnummer som definierar deras respektive position i förhàllande till de andra plattorna pà golvet. Plattan med hänvisningsbeteckningen 38 har ordningsnumret "l2" i X-led och ordningsnumret "l4" i y-led. Plattan med hän- visningsbeteckningen 39 har ordningsnumret "l3" i x-led och ordningsnumret "l4" i y-led. Plattan med hänvisnings- beteckningen 40 har ordningsnumret "l2" i x-led och ord- ningsnumret "l3" i y-led. Plattan med hänvisningsbeteck- ningen 4l har ordningsnumret "l3" i X-led och ordnings- numret "13" i y-led. Symbolerna som finns inom ramen som är markerad med hänvisningsbeteckningen 42 omvandlas pà samma sätt som beskrivits ovan till ett skillnadsvärde för x-koordinaten med värdet ”ll” vilket indikerar ord- ningsnumret för den närmaste golvplatta som helt och lO 519 435 14 hållet ligger till vänster om ramen. Symbolerna inom ramen med hänvisningsbeteckningen 43 motsvarar ett skill- nadsvärde i X-led med värdet ”l2”. Pà ekvivalent sätt motsvarar symbolerna inom ramen med hänvisningsbeteck- ningen 44 ett skillnadsvärde i y-led av ”l3”. Med ledning av separeringsfälten kan ett fordon fastställa vilken golvplatta den har kört in pà.The separation field 17 has a plurality of symbols such as those shown in Fig. 2. The separation field is constructed in a manner similar to the position coding pattern. Fig. 7 shows parts of four different floor tiles. The tiles have different order numbers that define their respective position in relation to the other tiles on the floor. The plate with the reference numeral 38 has the order number "12" in the X direction and the order number "14" in the y direction. The plate with the reference numeral 39 has the order number "l3" in the x-direction and the order number "l4" in the y-direction. The plate with the reference numeral 40 has the order number "12" in the x-direction and the order number "13" in the y-direction. The plate with the reference numeral 41 has the order number "13" in the X-direction and the order number "13" in the y-direction. The symbols found within the frame marked with the reference numeral 42 are converted in the same way as described above to a difference value for the x-coordinate with the value "ll" which indicates the order number of the nearest floor tile which is entirely to the left. about the frame. The symbols within the frame with the reference numeral 43 correspond to a difference value in the X-direction with the value “l2”. In an equivalent way, the symbols within the framework of the reference numeral 44 correspond to a difference value in the y-direction of “l3”. Based on the separation fields, a vehicle can determine which floor tile it has run on.

De ovan beskrivna utföringsformerna skall endast ses som exempel.The embodiments described above are to be considered as examples only.

En fackman inom omrâdet inser att ovanstående ut- föringsformer kan varieras pà ett antal sätt utan att fràngà uppfinningstanken.One skilled in the art will recognize that the above embodiments may be varied in a number of ways without departing from the spirit of the invention.

Claims

10 15 20 25 30 U.) U '| 519 435 15 PATENT REQUIREMENTS

Floor enabling control of an automatic, self-propelled vehicle, characterized in that it has a position coding pattern (30), which is in the form of a plurality of symbols, which is depicted on a surface of the floor and which is so designed that an arbitrary subset of the position coding pattern, which subset has a predetermined size, encodes the absolute coordinates of a position within at least one subarea of the floor (3), so that an automatic self-propelled vehicle (4) can determine its absolute position within this subarea by registering an image of the floor (3) comprising at least said subset.

Floor according to claim 1, characterized in that the subarea comprises the entire floor (3) so that each subset encodes a unique position on the floor (3).

Floor according to claim 1, characterized in that it comprises at least two identical (16).

Floor according to claim 1, characterized in sub-areas 2 or 3, characterized in that the floor (3) is divided into a plurality of sub-areas (16) which are separated by separation fields (17) which contain a separation code with information on how the sub-areas which are separated by the separation fields are placed within the floor.

Floor according to claim 4, characterized in that the separation code is coded with a separation sequence (ll) with separation symbols (9, 10), which (ll) of predetermined length unambiguously defines the sub-sequence (11).

Floor according to any one of the preceding claims, separation sequence is arranged such that a sub-sequence location in the separation sequence is characterized in that the position coding pattern is coded with at least one position sequence (11) with 10), position symbols (9, which is arranged so that a 10 20 25 30 35 519 435 16 sub-sequence of predetermined length unambiguously defines a sequence value that corresponds to the location of the sub-sequence in position (II).

Floor according to claims 5 and 6, the sequencing sequence characterized in that the separation symbols (9, 10) differ from the position symbols (9, 10, 31) in size. k ä n n e t e c k - (30) matrix with position symbols, which matrix is translated

A floor according to claim 6, wherein the position coding pattern consists of one (34) with sub-sequences (32) arranged in columns, wherein coordinatable to a first value matrix (37) sub-sequences arranged in rows and a second value matrix with (36) er in two orthogonal directions is defined by at least one difference between sequence values in the first value matrix (34) and at least one difference between sequence (32). 7 or 8, in that each of the position symbols is the care in the other value matrix

Floor according to claim 6, k ä n n e - t e c k n a t (31) contributes to the coding in two orthogonal directions.

Floor according to one of Claims 6 to 9, characterized in that each of the position symbols (31) consists of a marking (10), the size of the marking defining the value of the symbol.

Floor according to any one of claims 6-9, characterized in that each of the position symbols consists of at least one marking (10), said at least one marking position in relation to a grid (9) defining the symbol value.

12. A floor according to any one of the preceding claims, characterized in that the position coding pattern is optically detectable.

An automatic self-propelled vehicle comprising a control means (26) for controlling the movement of the vehicle, a memory (27) and an image sensor (25) connected to the control means (26) for detecting an image of a floor (3), 10 Characterized in that the control means (26) is arranged that, in response to the image comprising a position coding pattern (30), which has the shape of a plurality of symbols, which is depicted on a surface of the floor. and which is designed so that any subset of the position coding pattern, which subset has a predetermined size, encodes the absolute coordinates of a position within at least one subarea of the floor (3), converts the position coding pattern into a position, and controls the vehicle (4 , 20) movement in response to the position based on information stored in the memory (27).

Vehicle according to claim 13, characterized in that the memory contains information on in which positions obstacles (2, 5), the vehicle (4, 20) placing the obstacles (2, 5). are located, controlled by the information about

Vehicle according to claim 13 or 14, characterized in - (14, 20) that, in response to the recorded image containing n e t e c k n a t of the vehicle being arranged a separation code, updating a position in the memory (27).

Vehicle according to claim 13, 14 or 15, characterized in that the vehicle (4, 20) also contains a timer (45) and that the control means (26) is arranged to calculate by means of the timer (45) some of the speed of the vehicle. and direction based on two recorded images.

Floor plate intended for controlling an automatic 20, in that the floor plate (16) comprises a position-coding self-propelled vehicle (4, characterized pattern, which has the shape of a plurality of symbols and which is depicted on a surface of the floor plate (16), wherein an arbitrary subset, which has a predetermined size, of the position coding pattern encodes the coordinates of a position on the floor plate (16) .10 15 20 25 30 35 519 435 18

Method for controlling an automatic self-propelled vehicle, characterized in that it comprises the steps of storing information on how obstacles (2, 5) are (1), to register an image of the floor (3) of the room, which is arranged in a local comprises a position coding pattern, which has the form of a plurality of symbols and which is depicted on a surface of the floor, an arbitrary subset, which has a predetermined size, of the position coding pattern, defining at least one position on the floor (16), that converting the recorded image to at least one position in the plate, and controlling the movement of a vehicle (4, 20) by means of said at least one position and the stored information.

Vehicle control system comprising a control unit (7), a floor (3), an automatic self-propelled vehicle (4, 20), and an obstacle (2, 5), characterized in that the floor (13) has a position coding pattern (30) , which is in the form of a plurality of symbols, which is depicted on a surface of the floor and which is designed so that any subset of the position coding pattern (30), which subset has a predetermined size, encodes the absolute coordinates of a position within at least (3 ), the self-propelled vehicle (4, 20), the automatic and the obstacle (2, 5) a subarea of the floor being arranged to determine their absolute positions within this subarea by registering an image of the floor (3) comprising at least said subset , wherein the obstacle (2, 5) is arranged to send information about its position (7) and wherein the vehicle (4) is arranged (2,5) to the control unit to receive information about the position of the obstacle from the control unit (7).