CN102707718A - 自动制导系统控制工业车辆的通信方法 - Google Patents
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Abstract
推进驱动系统由控制器操纵，以在无人控制模式下沿着一路径驱动工业车辆。自动处理模块响应于通过通信网络接收的来自制导和导航系统的信息发送命令到车辆控制器。制导和导航系统在通信网络上传输信息，其中，该信息包括第一数值和第二数值，第一数值指定了推进驱动系统的速度，第二数值指定了推进驱动系统转动工业车辆车轮的量。该信息还指定了最大速度限值与和命令货物被提升和被放下的指示符。该自动处理模块传输反馈信息，该反馈信息显示了在制导和导航系统下车辆的实际运行参数。
Description
有关申请的交叉引用
本申请要求2011年3月18日提交的美国临时专利申请61/454,013的优先权。
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，例如码垛车；尤其涉及转换手动操作车辆进行自动制导操作。
背景技术
包括物料输送车辆在内的各种类型的工业车辆，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。
为了实现这些功能，需要收集每台工业车辆的数据。为了收集这些数据，工业车辆上的传感器将数据反馈到存储数据的专用车载计算机。有时选中的数据被从车载计算机传输到设施内的中心计算机系统，工业车辆在该设施内运转。中心计算机系统分析数据，以确定设施内每辆车辆的运转、不同操作员的操作。数据分析也指出了车辆需要保养和维修的时间。
工业车辆变得更加完善，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
工业车辆能够在无人、自动控制模式或者有人、手动控制模式运行。本系统提供了到工业车辆的传统控制系统的接口，通过该接口不同类型的制导和导航系统可连接到自动操纵车辆。该接口采用预定协议在制导和导航系统与车辆控制系统之间双向交换运行命令和数据。
工业车辆包括一个制导和导航系统，该制导和导航系统在无人、自动控制操纵状态产生沿着一路径引导工业车辆的命令。车辆控制器操纵推进驱动系统，推进驱动系统驱动工业车辆。
自动处理模块连接到车辆控制器，并通过通信网络连接到制导和导航系统。自动处理模块接收来自制导和导航系统的第一信息，该第一信息指定了推进驱动系统的速度。自动处理模块通过指示车辆控制器如何操纵推进驱动系统来响应接收到的第一信息。
在一个实施例中，第一信息包括第一数值和第二数值，第一数值指定了推进驱动系统的速度，第二数值指定了推进驱动系统转动工业车辆车轮的量。第一信息还可以指定在无人、自动控制模式下工业车辆被允许行驶的最大速度。如果工业车辆有一个用于提升或放下被运输货物的设备，那么第一信息还包括一个指示货物被提升的指示符和另一个指示货物被放下的指示符。
本发明的另一方面涉及自动处理模块给制导和导航系统传输反馈信息，该反馈信息指示车辆的实际运行参数。
附图说明
图1为本发明的工业车辆的立体图；
图2为工业车辆的控制系统的框图，其中，控制系统包括制导和导航系统，该制导和导航系统通过通信链路与车辆控制器连接；
图3-5描述了用于从制导和导航系统向车辆控制器传输信息的三种过程数据对象的数据格式；以及
图6和7描述了用于从车辆控制器向制导和导航系统传输信息的两种过程数据对象的数据格式。
具体实施方式
本发明涉及一种工业车辆的操作。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。几种类型的制导和导航系统中的任一种都可以用于确定工业车辆的路径，传感车辆的位置和操作牵引设备、转向设备和其它设备以引导车辆沿规定的路径行走。例如，GANS13可通过传感埋地电线、建筑物地板上的磁带或临近路径设置的有磁性的标记来确定其位置和行驶路径。或者，GANS13可采用激光扫描仪传感遍布仓库设置的基准以确定想要的路径。然而，又一种可购得的GANS13具有一个或多个摄像机或照相机，它们的输出信号通过图象识别软件处理。也可以利用航位推算法导航技术。对于使用摄像机或者航位推算法导航技术的系统，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是工业车辆10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发出命令信息给提升马达控制器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。
工业车辆10由电池组37提供动力，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，牵引马达43被连接到驱动轮45，以为工业车辆提供原动力。牵引马达43和相关联的驱动轮45的转速和旋转方向由操作员通过操纵杆14指定，并且通过旋转传感器44的反馈进行监控和控制。旋转传感器44可以是一个联接到牵引马达43的编码器，并且它的信号被用来测量车辆行驶的速度和前进、倒退距离。驱动轮45还通过牵引马达43被连接到摩擦制动装置22，为工业车辆10提供运行和停车制动功能。
转向马达控制器29可操作地连接到驱动转向马达47，驱动转向马达47可以按照通过如上所述的操作员转动操纵杆14选定的方向改变转向轮48的方向。转向轮48旋转的方向和量决定了工业车辆10行驶的角度。另一个编码器作为转向角传感器49联接到转向轮48或转向联动装置以传感转向轮旋转的角度。此外，驱动轮45可引导车辆转向，在这情况下，转向角传感器49传感驱动轮的转向运动。
提升马达控制器23发送命令信号控制提升马达51，提升马达51连接到液压回路53，液压回路53形成了提升和放下货物运载工具18的提升组件。如下所述，高度传感器59为车辆控制器21提供信号，指示货物运载工具相对于工业车辆10的车架的高度。同样地，重量传感器57被安装在货物运载工具18上。货物传感器58临近货物运载工具18安装，以确定货物是否正在被运输。例如，货物传感器58可能是射频识别(RFID)标签读取器、符合IEEE1920.1标准的RubeeTM设备、条形码读取器或能够读出货物上或者存放货物的货盘上相应标识的其它设备。重量传感器57可以单独使用来提供信号，车辆控制器21利用该信号提供工业车辆已运输过的货物的数量和已运载过的货物的总吨位。因为这个功能，每次重量传感器57的信号显示货物被放上然后被从货物运载工具18移离，车辆控制器21都增加货物计数。
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、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。有关被运输的负载35的精确信息可由货物传感器58获得。各种移动参数，例如车辆运行和货物运载工具18的速度和加速度，也在示例性的工业车辆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产生控制信号，这些信号用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，以在自动运行模式引导车辆运行。具体地，GANS13通过一个引导连接器71连接到第二通信网络70，例如另一CAN串行总线，它连接到自动处理模块(APM)74。APM74连接到第一通信网络26，因此，允许与车辆控制器21交换程序命令和数据信息。APM74可以有另一个串行口75，以连接编程设备。APM74是微型计算机设备，该设备执行软件以控制信息在GANS13和车辆控制器21之间的交换。APM74使得第一通信网络26和第二通信网络70隔离，这防止了引导连接器71上的非正常信号不利地影响在第一通讯网络上传递的信息。为了实现该功能，APM74检查通过第二通讯连接网络70接收的每条信息，以确保信息内容与工业车辆的操作一致。只有一致的内容才会通过APM被传输到第一通信网络26。
通信端口65连接到无线通信设备67，无线通讯设备67包括连接有天线15的收发器69，它可以通过无线通信网络与工业车辆10所运行的仓库或工厂中的车辆管理计算机交换数据和命令。几种大家熟知的串行通信协议中的任意一种，如Wi-Fi，都可以用于通过双向通讯线路来交换信息和数据。每个工业车辆10都具有唯一标识符，例如生产序列号或者通信网络地址，这确保信息被特定的传达到指定的车辆。
无线通信被工业车辆用来将其运行状态的数据传递到仓库里的中央计算机。中央计算机分析接收到的数据，确定每个车辆相对仓库里的其它车辆和相对工业车辆特定类型的基准如何运行。关于工业车辆和操作员的操作以及运行状况的数据的收集、传输、分析已经记载在已经公开的美国专利申请No2009/0265059、名称为“System for Managing Operaion of Industrial Vehicles(工业车辆运营管理系统)”中，该专利申请公开的内容都可以通过引用结合到本申请中。无线通信系统也可以传达指令到工业车辆。例如，当在自动控制模式运行时，仓库调度员能给工业车辆发送货物运输任务。该信息可以指定一特定的路径让工业车辆行驶。
工业车辆10是混合控制，在某些时候可以由车上的操作员控制，在另一些时候能自动控制。例如，操作员手动驾驶手动-自动混合控制工业车辆穿过仓库到达所需货物的存放位置，并且货物被装载到车辆的货物运载工具18上。然后，工业车辆被手动驾驶到第一集结待运地。在第一集结地，操作员利用GANS13的用户控制面板72将工业车辆10设置在自动运行模式，并指定一个运行到第二集结地的路径，例如附近的码头。这些路径一般都通过将数据存储到GANS13中被预先设定为标准操作。
例如，一些常用的导航技术设备需要GANS13学习每条可能随后会被工业车辆10采用的路径。这种学习发生在训练模式中，在训练模式中，车辆被沿着特定的路径手动驾驶，同时GANS13存储与该路径相关的数据。数据的类别取决于所采用导航技术设备的类型，可能包括对遇到的特定基准点、停止和转向之间的距离、转向的方向和角度、在不同路径段中的速度等的识别。路径的详细信息由传感器和车辆控制器收集，并被传输到GANS中存储。一个详细的路径可以教给一辆工业车辆10，并且获得的数据可以传输给同样型号的另一车辆，因此，消除了每个车辆都需要在训练模式中手动操作走过该路径的需求。
回到图2所述的实施例中，车辆位于第一集结地，自动模式命令和路径分配被输入到GANS13的用户控制面板72中。输入设备被连接到车辆控制器21，车辆控制器21将信启通过第一通信网络26、APM74、第二通信网络70传输到制导和导航系统13。然后，操作员走下工业车辆，该动作可由操作室11中的压力传感地板垫12检测到(参见图1)。这引起控制系统20进入自动控制模式运行。之后，如果有人站到压力传感地板垫12上，控制系统20将自动切换到手动运行模式。
在自动控制模式中，GANS13控制工业车辆10的运行。该控制包括GANS13传输操作命令到车辆控制器21直接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，这与当车上操作员操纵操作控制器17时的手动控制模式具有相同的方式。例如，GANS13产生一个指定方向和速度的速度命令，使牵引马达43驱动驱动轮45。这个操作命令由一信息运载，该信息通过第二通信网络70传递到APM74。收到信息后，APM将该信息格式化为发送到车辆控制器21的一个地址，然后，通过第一通信网络26发送格式转换后的信息。
在接收到格式化信息后，车辆控制器21提取操作命令，并利用这些信息控制工业车辆10的运行，如同在手动模式下，车辆控制器收到类似地响应于操作控制器17而产生的命令。无论如何，车辆控制器21都将首先检查操作命令，以确保指定的操作是否适合当时控制工业车辆10。该检查将过滤掉由GANS13发出的操作命令和控制数据，以禁止矛盾的、不合适的车辆操作发生。例如，车辆控制器21能禁止来自GANS13的这样的命令：当货物运载工具18载着重货物被提升时，牵引马达驱动器27被操作全速前进。如果APM74的信息包括正确的操作命令，则车辆控制器21将格式化用于与相应车辆功能相关的马去控制器23、27或29的控制命令。例如，车辆控制器21通过给牵引马达控制器27发送一个控制命令和将控制命令以信息的方式在第一通信网络26上传播的方式对来自APM的速度命令作出响应。牵引马达控制器27以直接驱动牵引马达43的方式响应接收到的控制命令。
以类似的方式，GANS13发送操作命令到车辆控制器21，要求转向控制器29按照以指定的方向、指定的角度转动转向轮48，以使得车辆10沿着指定的路径行驶。同样地，在自动控制模式下，操作命令由GANS13发出，以控制提升马达控制器23和工业车辆10上的其它部件。
[0035]当工业车辆10在自动控制模式下运行时，GANS13上的传感器检测车辆相对指定路径的位置。在一种类型的GANS中，摄像机或激光扫描仪检测基准点，基准点在仓库中定期地沿着不同的路径设置。基准点可设置在仓库地板、墙壁、柱子或货架上。每个基准点具有唯一的外部特征或光学可读的代码，例如，唯一的条形码，由此使GANS13能够确定车辆目前的位置和沿着指定的路径到达下一个基准点的方向。该信息允许GANS13确定何时以及如何转动转向轮48，以使工业车辆沿着指定的路径行走。其它导航技术设备也可以用于GANS13，例如，埋地电线、地板上的磁带、沿路径设置的磁性标记或利用图象处理软件识别仓库中指定路径沿线的外貌特征。
如果GANS13能操控货物运载工具18，则发送提升和放下操作命令，指示车辆控制器21产生适当的控制命令，从而指示提升马达控制器23驱动提升马达51。那些响应于GANS产生的控制命令等同于在手动控制模式下，提升马达控制器响应车载操作员操纵操作控制器17而接收的控制命令。当货物运载工具18正在提升或放下，货物运载工具高度传感器59发送反馈信号，辅助车辆控制器21操作提升马达控制器23。
自动处理模块74和第二通信网络70使得不同类型的制导和导航系统13能够用于工业车辆10和它的控制系统20。这些制导和导航系统13能采用任何一种常规导航技术设备，只要它们能提供命令，以正确的格式请求APM74命令车辆控制器21如何操作马达和控制系统20的其它部件。
第一通信网络26和第二通信网络70利用串行总线协议传输载有操作命令的信息。每个信息，通常被称为一个过程数据对象(PDO)，包括八个字节的数据，例如，它们被用作操作命令。一组过程数据对象，指的是发送过程数据对象(TPDO′s)，被用于从GANS13向APM74发送的信息。另一组过程数据对象，指的是接收过程数据对象(RPDO′s)，被用于定义从APM74向GANS13发送的信息。“发送”和“接收”表示信息相对GANS的方向。类似的过程数据对象形成信息，通过第一通信网络26在APM74和车辆控制器21之间以及在车辆控制器21和马达控制器23、27和29之间传输。
图3-7描述了在GANS13和APM74之间输送的过程数据对象的信息数据格式。参见图3，例如，第一发送过程数据对象(TPDO1)每20毫秒从GANS13向APM74发送一次。TPDO1的字节0和1提供了一个带正负号的数字，该数字作为操作命令指定车辆的要求速度，即牵引油门的设置。数值的正负号确定了方向，正向或反向，数值确定了在该方向上需要的速度。该数值与在手动运行模式下车辆控制器21产生的的油门设置类似。接下来的一双字节定义了车辆在自动控制模式和训练模式下被允许运行的最大速度。因此，如果第一双字节指示的油门设置超过了这个限值，APM74则将速度限制在字节2和3字节确定的水平内。当TPDO1字节被传输到车辆控制器21，前四个字节被后面的设备用于形成一个速度和方向命令，然后，该命令在第一通信网络26上被发送到牵引马达控制器27。牵引马达控制器27通过相应地操作牵引马达43和制动器22以响应该速度命令。
TPDO1的字节4和5提供了一个带正负号的数字，该数字限定了转向马达控制器29转动转向轮48的量。数值的正负号确定了转动的方向，左转或者右转，数值确定了车轮转动的量。该数值与在手动运行模式下车辆控制器21产生的转向命令相同。当接收到APM74传输的TPDO1字节，车辆控制器21利用字节4和5形成一个转向命令，该命令在第一通信网络26上被发送到转向马达控制器29。转向马达控制器29通过相应地操作转向马达47来响应该转向命令。
TPDO1中字节6的各个位被用作一个标记，该标记表示了工业车辆10的特定功能和部件的操作。第0位是一个提升命令，当其为真时表示提升马达51应该启动以提升货物运载工具18。第1位为真表示提升马达51应该启动以放下货物运载工具18。提升和放下位表示货物运载工具按照一个单独预定的速度运行。第0、1位的逻辑电平引起车辆控制器21产生一个命令，然后，该命令在第一通信网络26上被发送到提升马达控制器23，提升马达控制器23通过相应地操作提升马达51来响应该命令。字节6的第2位用于启动工业车辆10上的喇叭28，以对车辆附近的人员发出警示或召唤监督人员。字节6的第6、7位表示工业车辆10下列控制模式之一：手动控制模式、自动控制模式、训练模式。第2-5位留作备用。
在自动控制模式下，TPDO1的字节7的第4-7位传输一个数值，该数值随每个TPDO1信息而改变，从而告知APM74 GANS13是可操作的且没有卡在相同的数据会重复地传输的状态。如果在自动控制状态下，APM74在收到前一个TPDO1后，没有在一个预定的时间内(例如100ms)接收到TPDO1，或者收到字节7的第4-7位数值相同的两个连续的TPDO1，那么，APM将发送信号给车辆控制器21，使工业车辆停止，并终止GANS13控制的所有其它操作。
参见图4，例如大约每秒一次，GANS13也传输另一个信息，该信息被称为第二过程数据对象TPDO2。TPDO2包括当车辆在训练或自动控制模式下用于形成牵引马达控制器27操作的信息。TPDO2的前两个字节提供了一个转向限制，该限制防止操作员在训练模式下操纵车轮转过过多的角度。车辆控制器21利用该数值限制在操作模式下转向轮48向右或向左转动的角度。
TPDO2的字节2指定了自动控制模式下的全速加速度。当牵引马达43被GANS13要求从低油门限定的相对低速向全速改变时，该加速度被使用。字节3提供了一个类似的低速加速度，用从一个低油门设置转变为高油门设置，高油门设置低于100％全速。TPDO2的字节4是自动控制模式下中等减速度，它定义出当来自GANS对油门的要求(TPDO1的字节0和1)设置为0时，该车辆被允许减速的减速度。字节5定义了制动速度，在自动控制模式中，当GANS油门请求指定一个反向或当GANS要求启动制动器22时，发生该制动速度。字节6定义了自动控制模式下的部分减速度，当从高油门设置向低油门设置转换时采用该部分减速度以降低速度。APM74将从GANS13收到的PDO传递到车辆控制器21，车辆控制器21将来自GNS的速度改变要求转换成用于牵引马达控制器的速度命令时利用这些加速度或减速度。也就是说，车辆控制器21逐渐地增加马达速度命令，因此加速度或减速度都不会超过限度。这些定义的速度防止了工业车辆10加速或减速过度。
在TPDO2的字节7中，只有第7位被用做填塞位，该填塞位触发TPDO2的每次连续传输。这使APM74能够检查GANS13传输是否是重复传送相同信息。
除了在传输过程数据对象中提供的速度、加速度和转向限值外，也应该注意到类似的限值也存储在车辆控制器21中，包括一些先后次序上的更严格的限值。
另一个信息，被定为第三传输过程数据对象TPDO3，由GANS13大约每秒发送一次，并为APM74和车辆控制器21提供了由GANS.检查出的错误信息。如图5所示，TPDO3的字节0和1显示了在操作GANS13的过程中各种错误的发生。在该实施方式中字节2中只有第0位被使用，当工业车辆10的路径中一个障碍物被检测到时，该位被用作显示标志。该位引起APM74发送一个检测到障碍物的信息到车辆控制器21，车辆控制器21通过无线通信网络将该信息传递给仓库中的车辆管理计算机。这提醒仓库监管人员清理该工业车辆运行中的障碍物，这样就采取纠正措施。
在当前的实施方式中，不使用TPDO3的字节3-6。只有字节7的第7位被用做填塞位，并触发TPDO3的每次连续传输。这使APM74能够检查GANS13是否重复传输相同信息。
自动处理模块74能在第二通信网络70上发送信息到GANS13。这些信息将关于工业车辆10的运行参数和状况的数据反馈给GANS13。这些数据中的一些通知GANS关于车辆对GANS发送的操作请求的响应。这些信息包括接收过程数据对象((RPDO′s)，其被指定为由GANS13接收。
第一接收过程数据对象(RPDO1)由APM74大约每20毫秒传输一次。如图6所描述，字节0和1包括一个带符号的数值，该数值显示由转向马达47设定的转向轮48的实际转向位置。该数值的符号显示了向左转还是向右转，数值的大小表示转向的量或角度。RPDO1的字节2和3形成了一个带符号的数值，该数值显示了牵引马达的实际速度，并且该符号显示了向前还是向后行进。字节4、5提供了相应的牵引马达电流的安培数值。
RPDO1的字节6以0-100％的方式显示充电电池的状态。车辆控制器21从功率分配器39接收功率数据，并利用该数据采用任何一种公知的技术测定电池的充电状态。然后，该信息被传输到APM74。字节7的各个位显示了各种操作参数。0、1位提供了车辆在控制器21实际运行控制模式下的数字标记。这些模式包括手动控制模式、自动控制模式、训练模式。GANS13响应接收到的这一对位，自动设定其运行模式。字节7的第2位指定了制动开关的状态。第3位指定了工业车辆是否可以被置于自动控制模式。如果该位设置为0，当GANS13发出命令时，工业车辆10被阻止进入自动控制模式。字节7的其余位未使用。
参见图7，APM74还传输一个第二接收过程数据对象(RPDO2)到GANS13，大约每秒一次。该过程数据对象提供车辆识别和详细的数据。前三个字节包含了特定工业车辆10的序列号。字节3显示了车辆控制器21最新安装的主要软件的版本，字节4显示了车辆控制器21最新安装的次要软件的版本。字节5显示了工业车辆轴距的英寸数。字节6显示了车辆最大提升高度的英寸数，RPDO2的字节7显示了车辆最大提升负载。
前面的描述主要描述了本发明的一个或多个实施例。尽管在本发明的范围内已经注意到并给出了各种变化，但是本领域技术人员从发明实施例公开的内容中得出一些其它的变化也是可以预料到的。因此，本发明的范围应该由权利要求确定，而不局限于上面公开的内容。
Claims (32)
1.一种在无人/自动控制模式下运行工业车辆的制导和导航系统，其中，所述工业车辆包括车辆控制器和推进驱动系统，所述车辆控制器与第一通信网络连接，所述推进驱动系统用于驱动所述工业车辆，所述工业车辆还包括自动处理模块，所述自动处理模块将第一通信网络连接到第二通信网络；以及
所述制导和导航系统工作以通过所述第二通信网络将第一信息发送到所述自动处理模块，其中，所述第一信息包括第一数值和第二数值，所述第一数值指定了所述推进驱动系统的速度，所述第二数值指定了所述推进驱动系统转动工业车辆车轮的量。
2.根据权利要求1所述的制导和导航系统，其特征在于，所述第一信息还指定了在所述无人/自动控制模式下所述工业车辆被允许行驶的最大速度。
3.根据权利要求1所述的制导和导航系统，其特征在于，所述工业车辆具有提升和放下被运载货物的设备，并且所述第一信息还包括一个指示货物被提升的指示符和另一个指示货物被放下的指示符。
4.根据权利要求1所述的制导和导航系统，其特征在于，由所述制导和导航系统发出的所述第一信息包括指示所述工业车辆是在所述无人/自动控制模式运行还是在有人/手动控制模式运行的指示符。
5.根据权利要求1所述的制导和导航系统，其特征在于，所述第一信息包括一数值，每次所述自动处理模块在所述第二通信网络上发送此类型信息时，所述数值都会改变。
6.根据权利要求1所述的制导和导航系统，其特征在于，所述制导和导航系统通过所述第二通信网络发送第二信息，所述第二信息指示车轮转向角度、车辆推进加速度、车辆推进减速度和制动速度的限值。
7.根据权利要求1所述的制导和导航系统，其特征在于，所述制导和导航系统通过所述第二通信网络发送第三信息，所述第三信息指示所述工业车辆在其路径上是否遇到障碍物。
8.根据权利要求1所述的制导和导航系统，其特征在于，所述制导和导航系统通过所述第二通信网络接收一反馈信息，其中所述反馈信息指示所述工业车辆的实际速度。
9.根据权利要求1所述的制导和导航系统，其特征在于，所述制导和导航系统通过所述第二通信网络接收反馈信息，其中所述反馈信息指示所述工业车辆的实际速度、所述工业车辆的车轮转向量、电池充电状态和制动状态。
10.据权利要求1所述的制导和导航系统，其特征在于，所述制导和导航系统通过所述第二通信网络接收反馈信息，其中所述反馈信息指示在无人/自动控制模式、有人/手动控制模式还是在训练模式运行。
11.一种在无人/自动控制模式下控制工业车辆的方法，其中所述工业车辆包括推进驱动系统和自动处理模块，所述推进驱动系统由车辆控制器操纵沿着一路径推进所述工业车辆，所述自动处理模块可操作地连接成响应经由通信网络接受的信息发送命令到所述车辆控制器，所述方法包括：
制导和导航系统，所述制导和导航系统通过通信网络传输第一信息，其中，所述第一信息包括第一数值和第二数值，所述第一数值指定所述推进驱动系统的速度，所述第二数值指定所述推进驱动系统转动所述工业车辆车轮的量。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一信息还指定了在所述无人/自动控制模式下所述工业车辆被允许行驶的最大速度。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述工业车辆具有提升和放下被运载货物的设备，并且所述第一信息还包括指示货物被提升的指示符和另一个指示货物被放下的指示符。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一信息包括一个指示符，所述指示符指示所述工业车辆是在所述无人/自动控制模式还是运行在有人/手动控制模式运行。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一信息包括一数值，每次该类型的信息在通信网络上发送时，所述数值都被所述制导和导航系统改变。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括所述制导和导航系统在所述通信网络上传输第二信息，其中，所述第二信息指示车轮转向角度、车辆推进加速度、车辆推进减速度和制动速度的限值。
17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括所述制导和导航系统在所述通信网络上传输第三信息，其中，所述第三信息指示当所述在无人/自动控制模式运行时，所述工业车辆在其路径上是否遇到障碍物。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述制导和导航系统接收到来自所述自动处理模块的反馈信息，其中，所述反馈信息指示所述工业车辆的实际速度。
19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述制导和导航系统接收到来自所述自动处理模块的反馈信息，其中，所述反馈信息指示所述工业车辆的实际速度、所述工业车辆的车轮转向量、电池充电状态和制动状态。
20.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述制导和导航系统接收到来自所述自动处理模块的反馈信息，所述反馈信息指示在所述无人/自动控制模式、有人/手动控制模式还是训练模式运行。
21.一种工业车辆，包括：
推进驱动系统，用于推进所述工业车辆；
车辆控制器，用于操纵所述推进驱动系统；
第一通信网络，所述车辆控制器和所述推进驱动系统通过所述第一通信网络交换信息；
第二通信网络；
自动处理模块，用于连接所述第一通信网络和所述第二通信网络；以及
制导和导航系统，所述制导和导航系统在无人/自动工作模式下，产生沿着一路径引导所述工业车辆的命令，并且操作以通过所述第二通信网络发送第一信息到所述自动处理模块，其中所述第一信息包括第一数值和第二数值，所述第一数值指定所述推进驱动系统的速度，第二数值指定所述推进驱动系统转动所述工业车辆车轮的量。
22.根据权利要求21所述的工业车辆，其特征在于，所述自动处理模块通过所述第一通信网络传输所述第一数值和所述第二数值到所述车辆控制器。
23.根据权利要求22所述的工业车辆，其特征在于，所述自动处理模块检查所述第一数值和所述第二数值，并且只有所述第一数值和所述第二数值与所述工业车辆的运行兼容时才传输所述第一数值和所述第二数值。
24.根据权利要求21所述的工业车辆，其特征在于，所述第一信息还指定在所述无人/自动控制模式下所述工业车辆被允许行驶的最大速度。
25.根据权利要求21所述的工业车辆，其特征在于，所述工业车辆具有提升和放下被运载货物的设备，并且所述第一信息还包括一个指示货物被提升的指示符和另一个指示货物被放下的指示符。
26.根据权利要求21所述的工业车辆，其特征在于，所述第一信息包括一指示符，所述指示符指示所述工业车辆是在所述无人/自动控制模式还是运行在有人/手动控制模式运行。
27.根据权利要求21所述的工业车辆，其特征在于，所述第一信息包括一数值，每次此类型的信息在所述第二通信网络上发送时，所述数值都会改变。
28.根据权利要求21所述的工业车辆，其特征在于，所述制导和导航系统发送第二信息到所述自动处理模块，所述第二信息指定车轮转向角度、车辆推进加速度、车辆推进减速度和制动速度的限值。
29.根据权利要求21所述的工业车辆，其特征在于，所述制导和导航系统发送第三信息到所述自动处理模块，所述第三信息指定当运行在无人、自动控制模式时，所述工业车辆在其路径上是否遇到障碍物。
30.根据权利要求21所述的工业车辆，其特征在于，所述自动处理模块发送反馈信息到所述制导和导航系统，其中所述反馈信息指示所述工业车辆的实际速度。
31.根据权利要求21所述的工业车辆，其特征在于，所述自动处理模块发送反馈信息到所述制导和导航系统，其中所述反馈信息指示所述工业车辆的实际速度、工业车辆的车轮转向量、电池充电状态和制动状态。
32.根据权利要求21所述的工业车辆，其特征在于，所述自动处理模块发送反馈信息到所述制导和导航系统，所述反馈信息指示在无人、自动控制模式，有人、手动控制模式，还是训练模式运行。
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