CN102692899B - 操作设施中工业车辆的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种操作工业车辆的控制系统，其包括推进驱动系统以及制导和导航系统，该制导和导航系统可操作地连接到推进驱动系统，从而控制工业车辆沿着路径在无人自动模式的运动。无线通信器传送车辆运作数据至相对于工业车辆远程设置的资产管理计算机，并且接收来自资产管理计算机的指令，用于远程控制工业车辆的运作。例如，当车辆在其路径中遇到障碍，指示该事件的信息发送到资产管理计算机，操作者可在资产管理计算机处发送指令，指导车辆如何绕过障碍。

Description

操作设施中工业车辆的控制系统及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年3月18日提出的美国临时专利申请61/454,024的权益。

关于联邦资助的研究或开发的声明

无。

技术领域

本发明涉及工业车辆，例如升降工业车辆；并更具体地涉及一种感测工业车辆的性能特性并使用所述特性管理车辆的运作的系统。

背景技术

包括物料输送车辆在内的各种类型的工业用车辆，用于在工厂、仓库、货运中转站、商店或其它类型的设施内搬运物品。传统的工业用车辆由车辆上的操作员控制。例如，为了有效、高效地运转一个仓库，确保设备和操作员尽可能地更有效率将非常重要。为了使仓库在全球范围内进行竞争，持续改进工业用车辆利用的生产效率对削减成本至关重要。为了达到这些目标，经常采用仓库管理系统来控制库存，确保设备的正常维护，并监控操作员和设备的效率。在这些仓库管理系统中，集中式计算机系统监控库存流、工业车辆的使用、车辆维护状态和操作员的表现。

为了提供这些功能，从每个工业车辆收集数据。为了收集数据，工业车辆上的传感器提供数据至专用的机载计算机。数据存储在该计算机里并间或地从存储区传送到到设施内的中央计算机系统，工业车辆在该设施内运作。中央计算机系统分析来自设施中所有车辆的数据以确定每个车辆和不同操作者的性能。数据分析结果也指示何时车辆需要保养和修理。

工业用车辆变得更加完善，一种新型的自动制导车辆已经发展起来。自动制导车辆(AVG)是一种移动自动机械的形式，它能在受限的环境中，例如工厂或仓库，将货物和材料从一个地方运到另一个地方。一些AVG跟随埋在地板下的线，因此被限制沿着该线限定的固定路径行驶。制导技术取得了进一步的发展，因此，车辆不再被限定固定路径。作为参考基准的参考标记沿着AVG可能行驶的各种路径被周期性地设置。在一个实施方式中，每个基准都有独特的外观或光学可读的代码，例如独特的条形码。AVG被分派一条路径，该路径由沿着该路径设置的具有一定顺序的基准点限定。AVG上的光学传感器传感车辆运行中相邻的基准点和每个基准点独特的外观或代码，使车辆能确定其目前在设施内的位置，并确定沿着设定路径的行驶方向。

发明内容

一种操作设施中工业车辆的控制系统，其包括相对于工业车辆远程设置的资产管理计算机。工业车辆载有推进车辆的推进驱动系统以及可操作地连接到推进驱动系统的制导和导航系统，从而控制工业车辆沿着一条路径以无人自动模式运动。耦接于制导和导航系统的无线通信器传送车辆运作数据至资产管理计算机并从资产管理计算机接收指令，远程控制工业车辆的运作。

当运作在无人自动模式的工业车辆丧失工作能力时，将指示了该丧失工作能力的消息发送到资产管理计算机。这将产生警报至监督人员，其相应地采取纠正措施。纠正措施可包括发送指令到工业车辆，以解决丧失工作能力的问题。例如，如果自动运作的工业车辆在其路径中遇到障碍，来自资产管理计算机的指令可指导车辆绕过障碍。出于这个目的，制导和导航系统可具有照相机，其产生障碍的图像，并且该图像传送到远程的资产管理计算机，显示给操作者。

在另一个实施例中，运作数据涉及到工业车辆载有的可再充电的能量源。根据该运作数据确定能量源需要充电。上述决定可在车辆上做出，并发送充电需求信息至资产管理计算机，以警示监督人员。监管人员可相应地远程控制工业车辆前往充电设备。替换地，车载的上述需要充电的决定可导致制导和导航系统以无人自动模式自动指引工业车辆前往充电设备。

附图说明

附图1是根据本发明的工业车辆的立体图；

附图2是用于工业车辆的控制系统的框图；

附图3显示了示意性的车队管理系统，其中位于仓库的工业车辆通过网络与中央资产管理计算机通信，该计算机链接到其他计算机也可访问的远程数据库；并且

附图4是工业车辆在其中运作的仓库的地板平面图。

具体实施方式

本发明涉及一种工业用车辆的操作。尽管本发明在上下文已经被描述为一个用于仓库的码垛车，但本发明的概念适用于其它类型的工业用车辆，并且它们可用于各种不同的设施内，例如工厂、货运中转站、仓库、商店。

首先参见图1，工业用车辆10，具体是码垛车，包括操作室11，操作室11具有供操作员进出的开口。与操作室11相连的是操纵杆14，操纵杆14是几个操纵控制机构17之一。工业用车辆10包括一个货物运载工具18，例如一对叉，它相对车架提升或放下。下面将进一步详细描述，工业用车辆上的通信系统能通过天线15和无线信号与外部仓储系统交换数据和命令。

工业车辆10还包括制导和导航系统(GANS)13。任何市售的制导和导航系统可用于为工业车辆确定路径、感测车辆外部的环境条件并操作推进驱动系统25以沿着限定的路径引导车辆。例如，GANS13可通过感测埋好的电线，建筑物地板上的带子，或者路径附近的磁性标记，即环境条件，从而确定它的位置和前行路径。替换地，GANS13可采用激光扫描仪来感测放在整个仓库中的基准点以定义所需路径。然而，另一种市售的GANS13有一个或多个摄像机，它的输出信号通过图像识别软件处理，用来感测环境条件。也可利用航位推算制导技术。对于使用摄像机或航位推算制导技术的系统，当GANS13“学习”路径时，通过手动驱动车辆来教导工业车辆每条路径。

这样，工业用车辆10是一种混合控制车辆，其可以由车上操作室内11的操作员控制，也可以用由GANS13提供自动控制模式无人控制。

图2是工业用车辆10车载的控制系统20的框图。控制系统20包括车辆控制器21，它是微机设备，包括存储器24、模数转换器和输入/输出电路。车辆控制器21执行一个软件程序，该程序响应来自操作控制器17或GANS13的命令并且操纵驱动工业用车辆和搬运所运输货物的车辆部件。控制器的输入/输出电路接收操作员从操作控制器17输入的信号以启动和管理车辆活动的运行，例如，前进和后退行驶、转向、制动以及提升和放下货物运载工具18。为了响应操作员输入的控制信号，车辆控制器21通过第一通信网络26发出命令信号给提升马达控制器23和推进驱动系统25，推进驱动系统25包括牵引马达控制器27和转向马达控制器29。推进驱动系统25提供了工业用车辆10在选定方向上推进的原动力，而提升马达控制器23驱动货物运载工具18提升和放下负载35，例如仓储的货物。第一通信网络26可以是几种公知的用于在机器部件之间交换命令和数据的网络中的任意一种，例如控制器区域网络(CAN)串行总线，它使用由瑞士日内瓦的国际标准化组织颁布的ISO-11898的通讯协议。

工业用车辆10由再充电的能量源驱动，诸如电池组37，电池组37经过功率分配器39中的保险丝或熔断器组电连接到车辆控制器21、推动驱动系统25、转向马达控制器29和提升马达控制器23。

牵引马达控制器27驱动至少一个牵引马达43，该牵引马达连接到推进轮45以提供动力至工业车辆。牵引马达43以及相关的推进轮45的速度和旋转方向由操作者通过操作者控制手柄14和节流控制器而指定，并且通过旋转传感器44和转角传感器50的反馈而进行监测和控制。旋转传感器44可以是耦合于牵引马达43的编码器，并且从中产生的信号用于测量车辆行驶的速度和距离。转角传感器50可联接到可转向轮49，以感测车轮转向的角度。推进轮45也通过牵引马达43连接到摩擦制动器22，用来向工业车辆10提供运行和停车制动功能。

转向马达控制器29可操作地连接以如上文所述沿着操作者通过旋转控制手柄14选定的方向驱动转向马达47和相关的可转向轮49。可转向轮49的旋转方向和旋转量确定了工业车辆10行驶的方向。可转向轮49可以与推进轮45相同或者可以是不同的车轮。

提升马达控制器23发送指令信号以控制提升马达51，提升马达连接到液压回路53，该液压回路操作提升系统升高和降低负载托架18。如此处所示，高度传感器59提供信号至车辆控制器21，指示负载托架相对于工业车辆10机架的高度。同样，重力传感器57设置在负载托架18上。负载传感器58获取正在运送的货物的标识。负载传感器58，可以是，例如，射频识别(RFID)标签读取器，符合IEEE标准1902.1的Rubee^TM设备，条形码读取器，或其他能够读取货物或存放货物的货盘上相应的标识的设备。重力传感器57提供信号，车辆控制器21可利用该信号提供已由工业车辆输送的负载数量的计数并保留已移动吨数的总计。基于这个功能，车辆控制器21在每次来自重力传感器57的信号指示已经在负载托架18上放置负载然后移除时递增负荷计数。

仍然参见图2，多个数据输入和输出设备连接到车辆控制器21，包括，例如，用于监控温度和电池电量之类参数的车辆传感器60、用户数据输入设备61、GPS接收机63、通讯端口65和服务端口64。用户数据输入设备61允许车辆操作员、监管员或其他人员输入数据和配置命令到车辆控制器21中，并可以由键盘、一系列分散的按钮、鼠标、操纵杆或本领域技术人员明显的其它输入设备实现。服务端口64使技术员能将便携式计算机(未示出)连接到工业用车辆10，以实现诊断和配置程序命令的目的。

车辆控制器21将关于车辆操作的传感数据存储在存储器24中。此外，存储的数据可包括车辆控制器21产生的信息，例如运行小时数、电池的充电状态和操作故障代码。货物提升操作监控包括提升马达51运行的总时间、重量传感器57的数据和高度传感器59的数据。这些传感器数据也能用于测量车辆不载货物的总时间，也称为空载时间。各种速度参数，例如车辆运行和货物运载工具的速度和加速度，也在示例性的工业用车辆10中被监控。

车辆控制器21提供一些数据到操作员显示器66，操作员显示器66显示信息给车辆操作员。操作员显示器66显示车辆运行参数，例如行驶速度、电池电量、运行时间、当前时间和需要的维护。温度传感器监控马达和其它部件的温度，并且这些数据被显示出来。报警器设置在操作员显示器66上，通知车辆操作员需要注意的车辆状况。

制导和导航系统(GANS)13也耦合到车辆控制器21从而提供控制信号来操作提升马达控制器23、牵引马达控制器27和转向马达控制器29，在自动运行模式引导车辆。特别是GANS13通过连接器72耦合到第二通信网络70、例如连接至接口电路74的另一个CAN串行总线。接口电路74连接到第一通信网络26，从而能够使与车辆控制器21交换信息连同指令和数据，如同下文所述。接口电路74提供了第一和第二通信网络26和70之间的隔离，以防止应用在连接器72上的不当信号不利地影响信息在第一通讯网络的传递。

通信端口65连接到无线通信器67，无线通信器67包括收发器69，收发器69耦合到天线15从而与在工业车辆10运作的仓库或工厂中的无线通信系统交换数据和命令。几种公知的串行通信协议的任何之一，例如Wi-Fi，可用于通过该双向通信链路交换携带指令和数据的信息。每个工业车辆10具有独特的标识，如制造商的序列号或无线通信系统地址，使信息明确地通信到特定车辆。

参照图3，其中有一个或多个工业车辆10运行的仓库100包括双向通信系统102，双向通信系统102将每个工业车辆10上的无线通信器67链接至位于设施内固定位置的资产管理计算机104。资产管理计算机104具有显示监视器107和例如键盘108和操纵杆109的用户输入设备，。通信系统102包括多个无线接入点106，分布在整个仓库100，例如在航运码头和货物存放区。无线接入点106可以是射频信号收发器，通过常规的局域网105或TCP/IP通信链路连接到资产管理计算机104。替换地，无线接入点106可无线耦合，如通过Wi-Fi链接至资产管理计算机104。仓库100具有一个或多个电池充电站101，在那里，将电池37从工业车辆上取下，并由设备103充电。充电设备103也连接到局域网105，与资产管理计算机104交换有关电池和它们的充电的数据。

通信系统102还提供了确定每个工业车辆10在仓库100中的位置的装置。定期地每隔一定时间，在每个无线接入点106处的收发器广播位置信息，由所有工业车辆10接收。位置信息携带了传送的无线接入点106和时间码的标识，例如，一天的时间，指定的发送信息的时刻。每个工业车辆10具有时钟以产生相似的时间码。在无线接入点106内以及工业车辆10上的所有的时间码发生器是同步的。收到位置信息后，工业车辆从它的时钟记录时间码。车辆控制器21利用发送和接收时间码来计算位置信息从各自的无线接入点106到该工业车辆10的传送时间。传送时间直接对应于工业车辆与各自的无线接入点的距离。车辆控制器21使用由位置信息携带的传送的无线接入点106的标识，以访问存储在存储器24中的表格，并确定该无线接入点的固定位置。已知信息传送时间和至少三个接入点106的位置，车辆控制器21使用三角测量以确定车辆在仓库100内的位置。无线接入点106的这个功能称为本地定位系统(LPS)。替换地，每个工业车辆可定期发送位置信息，由多个无线接入点106接收。在这个方案中，资产管理计算机104根据至少三个接入点106的位置和信息传送时间三角测量车辆的位置。应当理解的是，GPS卫星信号往往无法穿透许多建筑物的钢结构，从而使用LPS系统。

资产管理计算机104还通过互联网110或其他通信链路与位于仓库公司总部的管理计算机系统114通信。该连接能使管理计算机系统114接收到有关公司里所有仓库的工业车辆车队的运作数据。资产管理计算机104和仓库管理计算机系统114均执行有关工业车辆的存储，分析和报告运作信息的软件。

资产管理计算机104与互联网110，或者其他外部通信链路的连接，使资产管理计算机能够访问数据库111，数据库111包含由车辆制造商从制造商计算机112处提供的数据。从仓库中的工业车辆收集的数据也被上传并存储在数据库111。选定的数据可以由，例如，仓库管理人员或车辆经销商，通过互联网110连接到数据库111访问。各个计算机可分析和比较从在仓库公司的所有设施给定的仓库中的所有工业车辆，或由制造商制造的所有车辆收集的数据。

工业适用性

本发明的工业车辆10可运作在由车载操作员控制车辆功能的手动的人工的模式，或者在GANS13自动控制车辆运作无需操作员存在的无人自动(机器人)模式，或者在由资产管理计算机104发送指令操作车辆的远程控制模式。

参照附图4，仓库100包括存放了多个货盘204的货物的存储区202，以及传送货物卸下和装载到货运车208的装载码头区206。仓库还具有一区域，用于电池充电站101。给定的仓库可具有多个电池充电站，位于地理分隔的位置。

多个工业车辆210在仓库100周围行驶，卸载货运车208，放置货物在货盘204上，并随后将货物从存储区移走货物，以及将货物装载到其他货运车。例如，第一操作者手动地驱动混合的手动-自动工业车辆214穿过存储区202来到合适的位置，此处存储有期望的货物，将这些货物装载到车辆的负载托架18上。然后驱动工业车辆到集结区A。在集结区A，第一操作者利用用户数据输入设备61设置工业车辆214为自动模式，指示其沿着路径216行进到集结区C。第一操作者随之走下工业车辆214，该行为通过操作室11中的压力敏感地垫12探测(见附图1)。此后，工业车辆开始自动运作，沿着路径216行驶到集结区C。

作为操作者在工业车辆10上的用户输入设备61人工输入路径指定的替代，中央调度程序可在资产管理计算机104上输入路径指定，通过仓库通信系统102将路径指定从资产管理计算机104传送至车辆。车辆接收后，新的路径指定传送到制导和导航系统13，用于在自动模式操作车辆。

在任一种数据输入情况，自动模式的指令和指定的路径从车辆控制器21通过第一通信网络26、接口电路74以及第二通信网络70传送至制导和导航系统13。GANS13随后采取对工业车辆214运作的控制。该控制由以下组成：GANS13发送指令至车辆控制器21，车辆控制器21模拟由手动操作者控制器17，例如控制手柄14，生成的数字数据。从而，车辆控制器21接收来自GANS13的指令，该指令指示牵引马达43应该被驱动的速度和方向以及转向马达47应该转动可转向轮49的方向和角度，从而沿着指定的路径推动车辆。GANS13的上述控制还包括当要应用或释放制动器22时发送指令至车辆控制器21。

当工业车辆214在自动模式行驶时，GANS13上的传感器探测车辆相对于指定路径216的位置。在一种类型的GANS中，摄像机或激光扫描仪探测沿仓库的不同路径间隔放置的基准点218。基准点218可放置在仓库的地板，墙壁，柱子，和货架上。每个基准点218拥有独特的外观或光学可读的代码，例如，独特的条形码，从而使GANS13能够确定车辆的当前位置和沿着指定路径216到达下一基准点218而采取的方向。该关于车辆环境的信息使GANS13能确定何时以及如何将转向轮49转向从而工业车辆214沿指定的路径216行驶。其他制导技术可用于GANS13，例如追踪埋藏的电线，地板上的带子，或沿路径的磁标记，或使用图像识别软件识别指定路径路径的仓库的物理特性。

更先进的制导和导航系统13能引导车辆在货盘204之中到达特定的存储位置并且放置或移走货盘。在这种类型的系统中，除了控制牵引马达42和转向马达47，GANS13还发送指令至提升马达控制23以升高和降低负载托架18。这些指令模拟来自手动操作者控制器17的指令以操作提升马达51。对于负载托架功能，高度传感器59和负载托架上的其他传感器57-59发送信号至车辆控制器21，车辆控制器21发送数据至制导和导航系统13，从而制导和导航系统可确定提升马达对高和降低指令的响应。附加的传感器，例如相机和激光扫描仪，放置在负载托架18上或车辆上，探测存储所需货物的特定存储位置。

在自动操作模式，车辆控制器21自动触发工业车辆上的各种部件，其也可由操作者在手动模式下触发。例如，当进入仓库的冷冻区域时，这由来自GPS接收机63，LPS，或温度传感器的位置指示，车辆控制器21打开车辆上的加热器，供在该寒冷环境中运作的需要。如果温度传感器探测到非常高的环境温度，其它温度敏感的传感器可重新调整以在较高的环境温度下正常工作。又例如，如果车辆控制器响应于牵引马达控制27的反馈信号，探测到湿滑的地面，牵引马达43驱动的速度可减小，以弥补湿滑的条件。

各种负载传感器57-59和关于悬架系统的其他传感器可显示负载35的失衡或不均匀车轮负载，这会不利地影响车辆的稳定性。根据这一失衡或不均匀车轮负载的严重性，减少工业车辆的运作可由车辆控制器21在自动模式下启动，直到情况得到补救。

回到附图4中工业车辆214在仓库100中的移动，当GANS13探测到抵达集结区C时，工业车辆自动停止，并等待进一步的操作指令。最后第二操作者走上车辆并设置工业车辆214为手动模式。该操作者然后手动驱动工业车辆来到停放在负载码头的一辆货运车208，并将货物存放在货运车内。第二操作者随之将工业车辆214返回到点C并指定工业车前往集结区A。

此时，第二操作者输入指令至用户数据输入设备61以指示车辆前往集结区A的路径222并启动自动模式。在第二操作者离开操作室11之后，工业车辆214开始沿路径222前往点A。当抵达集结区A时，工业车辆停止，并等待另一个操作者手动控制车辆。请注意，也可指定工业车辆在集结区B和C之间在自动模式下行驶，从而获取更接近集结区B的存储区的货物。

有些设施具有自动装载和卸载的设备。在这样的情况中，无需车辆的人工操作。这里的工业车辆10，在自动模式下运行，在GANS13的控制下，前往指定的位置并与自动装载设备对接。当负载已装载到负载托架18上之后，工业车辆10自动沿指定路径行进到自动卸载设备所在的目的地。车辆与该设备对接并存放货物。此后，工业车辆10自动行进到另一指定位置拾取另一负载。这种情况下，可从资产管理计算机104接收工作任务并由GANS13管理车辆在自动模式下的运作。

虽然先前已有自动车辆，但是车辆条件，其可用能源供应的状态，和周围环境条件的认知往往使无人驾驶的车辆丧失活动能力无人驾驶的车辆在没有人为干预的情况下无法处理很多上述条件和情况。因此，车辆往往在无法生产的状态被留下不动。例如，如果自动制导车辆(AGV)在其路径中遇到障碍，制导系统传感器将探测该物体并在碰撞发生之前停下车辆。然而，车辆将持续在静止状态，直到障碍被移除。在许多情况下，AGV们被用在仓库的远程位置，静止的无活动能力的车辆可保持相当长的时间内不活动，直到一个人碰巧来到车辆上并纠正这种情况。

本发明的用于工业车辆10的系统通过耦合GANS13至车辆控制器21从而交换运作数据，来克服了一些关于AGV的以前的缺点。这使车辆控制器能通过无线通信器67发送关于车辆条件的运作数据至仓库通信系统102，以及尤其是资产管理计算机104，从中警示操作者车辆状态。

工业车辆10在手动和自动模式的运作过程中，车辆控制器21从车辆传感器60收集关于不同部件的各种运作条件和状态的数据。例如，马达温度，液压回路53的流体供给均被获取并存储在存储器24。从旋转传感器44中读取的车辆的速度，来自转向马达控制29的转向方向和角度也被确定并存储在存储器24。来自提升马达控制23的数据还提供了关于负载托架18的状态的信息，其被定期读取以提供已运送的负载数量的计数，同时每个负载的重量由重力传感器57检测。此外，来自功率分配器39的数据，其涉及电池37的状态，或其它类型的能量源，被提供给车辆控制器。

此外，车辆控制器21通过第二通信网络70接收来自制导和导航系统13的信息。该信息可包括车辆的位置，作为从GPS接收机63或LPS接收的任何信息的补充。GANS13遇到的任何交通管理问题均产生保存在存储器24的其它数据。例如，如果车辆遇到障碍，GANS发送该结果的提示到车辆控制器，首先命令牵引马达控制27通过中断牵引马达43的功率并激活制动器22停下车辆。此后，障碍提示存储在存储器24，转达到资产管理计算机104。此外，检测并送入车辆控制器21的其它参数指示其它交通管理条件，例如使牵引和转向不规则的湿滑的地板。

定期地或特定事件的发生，例如来自资产管理计算机104的请求，车辆控制器21将存储器24中积累的数据传送到无线通信器67。数据随之通过无线通信器67以信息的形式通过传达到资产管理计算机104到信息传送到仓库通信系统102。该信息识别特定的工业车辆10。

资产管理计算机104接收来自仓库100中所有其它工业车辆10的类似的运作数据。附图2中的资产管理计算机104分析车辆数据以确定每个工业车辆的性能和效率。工业车辆的性能和效率的分析可利用来自制造商的基准数据和从设施中其它车辆运作收集的数据。

工业车辆的制造商通常进行生产力测试，其表征特定车型的性能。例如，标准化的测试可定义为在指定高度处拾取标准重量的负载，运送负载超过已知距离的预先定义的路径，将负载存放在给定高度，并行驶返回到起点。在这个动作序列中，车辆运行参数被检测并存储。重复几次该动作序列以测量车辆每小时能运行该循环的数量，以及车辆运行参数产生的平均产值。这提供了该工业车型的生产力基准数据。

将仓库中的每辆工业车辆的运作数据与生产力基准数据比较，确定每个车辆是否根据制造商的规范说明运作。每辆车的运作数据还与其它仓库车辆在同一时期产生的类似数据相比较，以探测其中的一个或多个是否运行显著地效率较低，或与其它的有差异。与基准数据或同类其它车辆的性能有显著偏差指示机械故障或低效操作者。将这种偏差报告给仓库的监管人员，以协助他们执行他们的监管操作者和管理仓库运作的职责。

近期收集的运作数据还可与过去的工作时期仓库中同一工业车辆和相同类型或型号的其它车辆收集的类似数据相比较。现有数据相对于过去收集的数据的明显改变也可报告给仓库监管人员，其可能指示特定工业车辆的维修需要。关于工业车辆和操作者的运作和性能的数据的收集、传送和分析的具体描述在美国已公开的题为“SystemforManagingOperationofIndustrialVehicles(管理工业车辆的运作的系统)”的专利申请2009/0265059，该描述作为参考文献在本文引入。

如果从特定的工业车辆10收集的运作数据指示当前的异常情况，例如异常的高温或低电池电量，则资产管理计算机104警报仓库监管人员上述情况。这使得监督人员评估特定车辆的状况，且如果必要采取纠正措施，如电池充电或更换电池。此数据的复查减少了意外的车辆停机时间以及由此导致的生产力的损失，例如当车辆在仓库的偏远位置时如果电池完全耗尽将会发生的事情。

工业车辆10和资产管理计算机104之间的通信链路是双向的。因此，通信链路能够使在资产管理计算机104处的人发送控制指令至工业车辆10，从而指导车辆控制系统20采取纠正行动。在电池37需要充电的情况下，在资产管理计算机104处的人可指导制导和导航系统(GANS)13指引工业车辆10在自动模式下前往电池充电站101。替换地，车辆控制器21可确定需要电池充电并命令GANS13指引工业车辆10前往电池充电站，无需资产管理计算机104或操作员的介入。

如果制导和导航系统13利用一个或多个视频或静止相机76，由此产生的图像可以以类似的方式通过仓库通信系统102传送至资产管理计算机104。资产管理计算机104上的监视器107显示这些供操作者观看的图像。这样的图像传输可发生在响应资产管理计算机向工业车辆10发出的指令或基于预定义的事件的发生。例如，如果工业车辆因为在其路径上发现一个物体而停止自动模式的运作，该停止的迹象从工业车辆10传送到资产管理计算机104，其响应为发出警报至仓库的监管人员。该监管人员可响应为从计算机104发送指令信息至特定的工业车辆10，要求将来自车辆相机76的当前图像传送到资产管理计算机。收到后，资产管理计算机104在视频监视器上显示图像。这使监管人员能够查看图像并确定造成车辆停止运作的环境条件以及适当的纠正措施。

人员可通过操纵键盘108和操纵杆109输入设备从资产管理计算机104指引工业车辆10的操作。起初，人员输入指令导致工业车辆终止自动模式并开始远程控制模式。在远程控制模式中，例如，人员能够从资产管理计算机104发送指令至工业车辆10来控制转向、行驶方向、速度和其他功能从而绕开车辆路径上的障碍行驶。因此，在资产管理计算机处的人可以必要时手动操作工业车辆10。当不再需要远程控制时，通过来自资产管理计算机104的另一个指令将车辆的控制系统20的运作恢复到自动模式。

替换地，资产管理计算机104的监督人员可发送指令给工业车辆10，用另一条去往期望的目的地而避开物体的路径改编GANS13的程序。

在另一个例子中，车辆传感器60可包括一个检测车辆和物体撞击的传感器。当检测到撞击超过预定幅度时，车辆控制器21响应于传感器信号，终止工业车辆10的所有行动，并通过无线通信器67和仓库通信系统102传送警报信息至资产管理计算机104。该信息引起资产管理计算机104警报监管人员这个撞击。监管人员然后从制导和导航系统相机获得视频图像并且在资产管理计算机104上观看这些图像。这使监管人员能够观察工业车辆10的环境并认识所发生撞击的性质。因此监管人员可确定工业车辆是否仍可以运作，在这种情况下，从资产管理计算机104发送合适的指令至工业车辆，指导应当恢复运作并选取远离被撞击的物体的路径。替换地，在严重撞击的情况下，监管人员可派遣维修人员修理车辆。

如果工业车辆10在预定的时间段内维持闲置状态，指示该非活动状态的信息从车辆控制器21通过仓库通信系统102发送到资产管理计算机104。如果特定工业车辆应当处于活动状态，即，该车辆已被赋予了工作任务，这导致资产管理计算机发出警报至监管人员。例如，因为车辆电池37或其它能量源耗尽或因为另一个部件失效，会发生意外的非活动状态。

本发明的控制系统20也可实现节能措施，其对于电池能量已下降到低水平时延长车辆的生产工作时间特别有用。例如，正常运行时，功率分配器30提供能源消耗数据、例如输出电压和电流至车辆控制器21。车辆控制器21使用该能源消耗数据而得出例如以千瓦时为单位的车辆功率消耗。控制器还可测量车辆在仓库中行驶每条不同路径所消耗的功率值。来自功率分配器30的数据和源于车辆控制器21的数据均通过仓库通信系统102传送到资产管理计算机104。

功率消耗数据也用于控制工业车辆的运作。例如，在每条路径指定的开始，将测得的用于先前沿指定路径行驶所用的功率值与电池37现有的剩余能量值相比较。该比较使车辆控制器21能确定工业车辆10是否能够行驶指定路径。如果电池37的剩余能量不足，车辆将不执行任务并传送警报信息至资产管理计算机104，指示无法执行以及电池电量状态。该传送信息使仓库监管人员能重新指定电量不足的工业车辆前往仓库100中的电池充电站101。

替换地，当车辆控制器21确定电池37的剩余能量不足，车辆将不执行任务，控制系统可自动指定工业车辆10前往电池充电站101。具体地，车辆控制器21发送信息至GANS13，指示电池需要充电或命令GANS前往电池充电站101。GANS13要么直接知道车辆的当前位置，要么从LPS或GPS接收机63接收该位置。GANS还具有存储在其存储器中的电池充电站101的固定位置信息。根据这些位置信息，GANS能确定前往充电区所用的路径，要么直接前往，要么连续通过一系列仓库中的已知中间点。例如，如果附图4中的工业车辆214电池耗尽，它可首先沿路径216前往集结区C。从集结区C处，GANS可能在其存储器中具有前往电池充电站101的路径。

车辆传感器60还能够使车辆控制器21确定何时车辆状况使得会发生下降的或小于正常的运行状态。例如，如果探测到部件过热，车辆控制器21可降低车辆的速度从而允许部件冷却。

上文的描述基本上针对的是本发明的一个或多个实施例。尽管对于在本发明的范围内的各种替代方式已给予了一些关注，应该预期到本领域的技术人员很可能实现其它的替代方式，其相对于本发明公开的实施例是显而易见的。因此，本发明的范围应该由下文的权利要求确定，而不限于上文的公开。

Claims (20)

1.一种操作设施中工业车辆的控制系统，所述控制系统包括：

推进驱动系统，所述推进驱动系统用于推进所述工业车辆；

传感器，所述传感器用于收集关于所述工业车辆运作的运作数据；

工业车辆车载的制导和导航系统，所述制导和导航系统连接到所述推进驱动系统，从而控制所述工业车辆沿着路径在无人自动模式运动；

无线通信器，所述无线通信器耦接于所述制导和导航系统，并以远程控制模式可操作地无线传送所述运作数据并无线接收控制所述工业车辆的运作的指令，并响应于所述传感器之一探测到所述工业车辆变得丧失工作能力而无线传送警报信息；以及

资产管理计算机，所述资产管理计算机相对于所述工业车辆远程设置，并接收由所述无线通信器传送的所述运作数据和所述警报信息，并包括人员的输入设备，以响应于所述运作数据和所述警报信息产生传送的指令，所述传送的指令用于远程控制所述工业车辆的运作以克服所述丧失工作能力。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括探测所述工业车辆路径中的障碍的传感器。

3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括摄像机，所述摄像机生成所述工业车辆附近区域的图像，其中所述无线通信器传送所述图像至所述资产管理计算机。

4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括连接到所述资产管理计算机的局域网，并包括多个无线信号收发器，每一个无线信号收发器均与所述无线通信器双向通信。

5.如权利要求4所述的控制系统，其特征在于，还包括充电设备，所述充电设备用于将所述工业车辆车载的设备充满能量，其中所述充电设备连接到所述局域网。

6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述制导和导航系统可操作地接收所述工业车辆车载的能量存储设备需要充电的指示，并响应于该指示，自动指引所述工业车辆沿路径前往所述设施中的充电区。

7.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，在所述远程控制模式中，无线通信器接收控制所述推进驱动系统的指令。

8.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括所述工业车辆车载的操作者控制器，用于人员的手动操作，其中所述控制系统具有手动模式，所述推进驱动系统响应于操作者控制器的手动操作而运作。

9.一种控制设施中工业车辆的方法，其特征在于，所述工业车辆包括制导和导航系统，在无人自动模式中，所述制导和导航系统控制所述工业车辆沿第一路径的运动，所述方法包括：

收集关于所述工业车辆在无人自动模式中运作的运作数据；

从所述运作数据确定所述工业车辆变得丧失工作能力；

当所述工业车辆变得丧失工作能力时，通过所述工业车辆车载的无线通信器传送警报信息至相对于所述工业车辆远程设置的资产管理计算机；并且

响应于所述警报信息，传送来自所述资产管理计算机的指令至所述无线通信器，其中所述指令指引所述工业车辆执行克服所述丧失工作能力的给定运作。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述工业车辆由于所述第一路径中的障碍而变得丧失工作能力，且所述指令指引所述工业车辆在绕过所述障碍行驶。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述运作数据指示了所述第一路径上障碍的存在，以及所述指令指引所述工业车辆沿避开所述障碍的第二路径。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括传送来自所述资产管理计算机的多个指令至所述无线通信器，所述多个指令指引所述工业车辆上的车轮转向以及车轮转动以推进工业车辆绕过所述第一路径中障碍的速度。

13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述运作数据涉及所述工业车辆车载的可充电能量源；并且所述方法还包括响应于所述运作数据指引所述工业车辆前往所述设施中的充电区。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，制导和导航系统在无人自动模式指引所述工业车辆前往所述充电区。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，通过来自所述资产管理计算机的指令指引所述工业车辆行驶到所述充电区。

16.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述运作数据涉及所述工业车辆车载的可充电能量源；并且所述方法还包括利用所述运作数据以确定何时所述可充电能量源需要充电；并通过所述无线通信器传送需要充电信息至所述资产管理计算机。

17.一种控制设施中工业车辆的方法，其中所述工业车辆包括推进驱动系统、制导和导航系统、以及用于与相对于所述工业车辆远程设置的资产管理计算机双向通信的无线通信器，所述方法包括：

(a)在无人自动模式中操作所述工业车辆，包括：

所述制导和导航系统感测车辆外部的环境条件并响应于所述感测控制所述推进驱动系统以引导所述工业车辆沿第一路径行驶，

收集关于所述工业车辆的运作数据，并且

响应于传感器探测到所述工业车辆变得丧失工作能力而从所述工业车辆车载的所述无线通信器向相对于所述工业车辆远程设置的所述资产管理计算机传送所述运作数据和警报信息；

(b)在手动模式中操作所述工业车辆，包括：

所述工业车辆从位于所述工业车辆上的操作者操纵的操作者控制器接收控制信号，并且

响应于所述控制信号，控制所述推进驱动系统以引导所述工业车辆沿第二路径行驶；以及

(c)在远程控制模式中操作工业车辆，包括：

响应于来自所述无线通信器的所述运作数据和所述警报信息，所述工业车辆接收来所述资产管理计算机的指令以克服所述丧失工作能力，并且

响应于所述指令，控制所述工业车辆的运作而无需车载操作员。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，响应于人员的实时输入产生从所述资产管理计算机接收的指令。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括响应于来自无线通信器传送的所述运作数据和所述警报信息，所述资产管理计算机产生警报指示给所述设施中的人员。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，控制所述工业车辆的运作包括响应于指引所述工业车辆沿第三路径行驶的指令操作所述推进驱动系统。