CN103926929A - 材料搬运车辆及其执行转向策略的方法和相应控制系统 - Google Patents

材料搬运车辆及其执行转向策略的方法和相应控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种材料搬运车辆，所述材料搬运车辆在物体进入接近车辆的一个或多个区域时自动执行转向策略，其特征在于，所述区域由与所述车辆相关联的控制器监控。所述控制器经由从位于所述车辆上的至少一个障碍物传感器获取的传感器数据以及经由航位推算法跟踪所述区域中的物体。所述物体被所述控制器跟踪直至其不再位于接近车辆的环境中。不同的区域将会使所述控制器执行不同的转向策略。本发明还提供了材料搬运车辆执行转向策略的方法和相应控制系统。

Description

材料搬运车辆及其执行转向策略的方法和相应控制系统
本申请是名称为“用于材料搬运车辆的物体跟踪及转向策略”、国际申请日为2012年2月21日、国际申请号为PCT/US2012/025849、国家申请号为201280010186.8的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明总体上涉及材料搬运车辆，更具体地，本发明涉及用于例如遥控操作的低电平电动拣料车的材料搬运车辆的物体跟踪及转向校正方案。
背景技术
低电平电动拣料车(Low level order picking trucks)通常用于在仓库及分配中心中挑拣库存。此类电动拣料车通常包括承载叉及具有平台的动力单元，操作员在控制所述车时可在所述平台上行走或驾驶。所述动力单元还具有转向轮及对应的牵引和转向控制机构，例如，联接至转向轮的活动转向臂。附接至转向臂的控制柄通常包括用于驱动车及操作其负载搬运特征所需的操作控制。
在典型的库存挑拣操作中，操作员根据位于沿仓库及分配中心的多个通道设置的存储区中的可用库存物品填写订单。就这一点而言，操作员将低电平电动拣料车驾驶至其中物品将被挑拣的第一位置。在挑拣过程中，操作员通常走下电动拣料车，步行至适当的位置处并从与所订库存物品相关联的存储区取回所订库存物品。操作员接着返回至电动拣料车并将挑拣的库存放置于托盘、收集笼或车叉上所携带的其它支撑结构上。完成挑拣过程后，操作员使电动拣料车前进至其中物品将被挑拣的下一个位置。重复以上过程直至已经挑拣出订单上的所有库存物品。
操作员对每个订单重复挑拣过程几百次的情况并不罕见。另外，可能要求操作员每班挑拣大量订单。这样，可能要求操作员花费大量时间重新定位并重新放置电动拣料车，这将减少操作员可花费在挑拣库存上的时间。
发明内容
根据本发明的多个方面，提供用于使材料搬运车辆自动执行转向校正策略的方法及系统。材料搬运车辆上的控制器从至少一个传感设备接收传感器数据。根据接收的传感器数据，探测位于至少部分地限定于车辆的第一侧上的第一区域内的第一物体，并探测位于至少部分地限定于车辆的第二侧上的第二区域内的第二物体，其特征在于，所述第二物体比所述第一物体更靠近车辆的中心轴线。通过使所述车辆驶向所述第一物体而自动执行转向校正策略，以便使车辆驶离所述第二物体直至满足以下条件中的至少一项：第一物体进入第一区域的预定部分；以及第二物体离开第二区域的预定部分。
根据本发明的其它方面，提供用于跟踪由材料搬运车辆上的至少一个传感设备探测到的物体的方法及系统。材料搬运车辆上的控制器从至少一个传感设备接收传感器数据。所述传感器数据包括：代表至少一个传感设备所扫描的扫描区域中是否探测到物体的数据，扫描区域为其中物体被跟踪的环境的一部分；以及代表任何所探测物体距离与车辆相关联的参考坐标的横向距离的数据。通过以下方式跟踪每个所探测物体直至物体不再位于所述环境中：通过至少一个传感设备将物体分配至限定于扫描区域内的至少一个地址单元；以及使用随后的传感器数据及航位推算法中的至少一者将物体重新分配至邻近的地址单元并且确定在车辆移动时物体距离参考坐标的更新的横向距离。若所跟踪物体进入限定于所述环境内的驶离区域，则控制器自动执行转向校正策略。
根据本发明的其它方面，提供用于使材料搬运车辆自动执行转向策略的方法及系统。材料搬运车辆上的控制器从至少一个传感设备接收传感器数据。在接近车辆的环境中探测选定物体。通过使车辆转向而执行转向策略以使车辆大体上保持于距选定物体期望距离处。
附图说明
图1为根据本发明的多个方面能够遥控无线操作的材料搬运车辆的图示；
图2为根据本发明的多个方面能够遥控无线操作的材料搬运车辆的一些部件的示意图；
图3为根据本发明的多个方面的材料搬运车辆的探测区域的示意图；
图4为根据本发明的多个方面用于探测物体的一种示例性方法的示意图；
图5为示出根据本发明的另外方面的材料搬运车辆的多个探测区域的示意图；
图6为根据本发明的多个方面具有相间隔的障碍物探测器的材料搬运车辆的图示；
图7为根据本发明的另外方面具有障碍物探测器的材料搬运车辆的图示；
图8为根据本发明的另外方面具有障碍物探测器的材料搬运车辆的图示；
图9为根据本发明的多个方面的联接至用于在车辆的行进路线中探测物体的传感器的材料搬运车辆的控制系统的示意性方块图；
图10为根据本发明的多个方面一种执行转向校正的方法的流程图；
图11为根据本发明的多个方面自动地执行转向校正策略的材料搬运车辆在遥控无线操作条件下沿狭窄的仓库通道行进的示意性图示；
图12为根据本发明的多个方面在遥控无线操作条件下执行转向校正策略的材料搬运车辆的示例性速度的图解；
图13为根据本发明的多个方面被输入至控制器的表明是否在左或右转向缓冲区域中检测到物体的示例性转向缓冲输入数据的图解；
图14为示例说明根据本发明的多个方面以度数为单位的示例性转向校正的图解，用于示例说明应用于遥控无线操作条件下的材料搬运车辆的示例性和说明性转向校正策略；
图15A-15C为根据本发明的多个方面结合应用于在遥控无线操作条件下行进的材料搬运车辆中的物体跟踪所使用的示例性环境的示意性图示；
图16A-16C为根据本发明的多个方面用于在遥控无线操作条件下行进的材料搬运车辆中执行转向策略的示例性区域的示意性图示；以及
图17A-17C为根据本发明的多个方面自动执行转向策略的材料搬运车辆在遥控无线操作条件下沿仓库通道行进的示意性图示。
具体实施方式
在以下对所示实施例的详细描述中，将参考构成本文的一部分的附图，并且，仅为举例且并非为限制本发明而在图中示出可实施本发明的特定实施例。应理解的是，可利用其它实施例并且可做出改变，而不脱离本发明各个实施例的精神及范围。
低电平电动拣料车：
现在参考附图，特别是图1，以低电平电动拣料车10为例示出的材料搬运车辆通常包括从动力单元14延伸的负载搬运组件12。负载搬运组件12包括一对叉16，每个叉16都具有负载支撑轮组件18。除所述叉16的所示布置之外或代替所述叉16的所示布置，负载搬运组件12可包括其它负载搬运特征，例如负载靠背、剪刀式升降叉、舷外支架或分开的高度可调节叉。另外地，负载搬运组件12可包括例如桅杆、负载平台、收集笼或叉16所携带的或者以其它方式设置的用于搬运车10所支撑及运载的负载的其它支撑结构等负载搬运特征。
所述动力单元14包括将动力单元14的第一末端部分(与叉16相对)从第二末端部分(接近叉16)分离的穿过式(step through)操作站。穿过式操作站设置有平台，操作员可站于其上以驾驶车10，和/或用于提供操作员可从操作车10的所述各种所包括特征的位置。
可设置存在传感器58以探测车10上是否存在操作员。例如，存在传感器58可位于平台地板上、平台地板以上或以下，或以其它方式设置于操作站周围。在图1的示例性车中，存在传感器58以虚线显示，表明其位于平台地板以下。在这种布置方式下，存在传感器58可包括负载传感器及开关等。作为替代，可将存在传感器58实施于平台地板以上，例如通过使用超声波传感技术、电容传感技术或其它合适的传感技术。本文将对存在传感器58的应用进行更详细地描述。
天线66从动力单元14竖直地延伸并且被设置为用于从对应的无线遥控设备70接收控制信号。遥控设备70可包括由操作员佩戴或以其它方式保持的发射器。遥控设备70由操作员通过例如按下按钮或其它控制器而手动操作，以使遥控设备70向车10至少无线发射指示行进要求的第一类信号。行进要求为要求对应的车10行进预定量的指令，本文将对其进行更详细地描述。
车10还包括设置于车10周围的一个或多个障碍物传感器76，例如朝向动力单元14的第一末端部分设置和/或设置到动力单元14的侧边。障碍物传感器76包括位于车10上的至少一个非接触式障碍物传感器，并且可操作以限定至少一个探测区域。例如，当车10响应与从遥控设备70无线接收的行进要求而行进时，至少一个探测区域可至少部分地在车10的前行方向的前面限定一区域，本文也将对其进行更详细地描述。
障碍物传感器76可包括例如超声波传感器、光学识别设备、红外传感器及激光扫描传感器等任何合适的接近检测技术，这些传感器能够探测动力单元14的预定探测区域内是否存在物体/障碍物或能够产生可进行分析以探测动力单元14的预定探测区域内是否存在物体/障碍物的信号。
在实践中，可将车10实施为其它形式、样式及特征，例如包括转向舵柄臂的末端控制托盘车，所述转向舵柄臂被联接至用于驾驶车的舵杆柄。同样地，尽管遥控设备70被示例描述为手套状结构70，然而可实施遥控设备70的多种实施方式，包括例如手指佩戴的、短索或拉绳安装的、等等。另外地，所述车以及遥控系统和/或其部件，包括遥控设备70在内，可包括任何另外的和/或替代的特征或实施方式，其示例公开于以下文献中：于2006年9月14日提交的题目为“遥控材料搬运车辆的系统及方法(SYSTEMS AND METHODS OFREMOTELY CONTROLLING A MATERIALS HANDLINGVEHICLE)”的美国临时专利申请案编号60/825,688；于2007年9月14日提交的题目为“遥控材料搬运车辆的系统及方法(SYSTEMSAND METHODS OF REMOTELY CONTROLLING A MATERIALSHANDLING VEHICLE)”的美国专利申请案编号11/855,310；于2007年9月14日提交的题目为“遥控材料搬运车辆的系统及方法(SYSTEMS AND METHODS OF REMOTELY CONTROLLING AMATERIALS HANDLING VEHICLE)”的美国专利申请案编号11/855,324；于2009年7月2日提交的题目为“用于遥控材料搬运车辆的装置(APPARATUS FOR REMOTELY CONTROLLING AMATERIALS HANDLING VEHICLE)”的美国临时专利申请案编号61/222,632；于2009年12月4日提交的题目为“用于材料搬运车辆的多区域检测(MULTIPLE ZONE SENSING FOR MATERIALSHANDLING VEHICLE)”的美国专利申请案编号12/631,007；于2008年12月4日提交的题目为“用于遥控的材料搬运车辆的多区域检测(MULTIPLE ZONE SENSING FOR REMOTELY CONTROLLEDMATERIALS HANDLING VEHICLE)”的美国临时专利申请案编号61/119,952；和/或于2006年3月28日发布的题目为“用于材料搬运车辆的电动转向辅助装置(ELECTRICAL STEERING ASSIST FORMATERIALS HANDLING VEHICLE)”的美国专利第7,017,689号，这些文献将均作为参考全文并入本文中。
用于低电平电动拣料车的遥控操作的控制系统
参考图2，其为用于使遥控指令与车10集成的控制布置方案的方块图。天线66联接至用于接收由遥控设备70发出的指令的接收器102。接收器102将接收的控制信号传递至控制器103，控制器对接收的指令执行适当的响应并且因此在本文中还可称作主控制器。就这一点而言，控制器103被实施于硬件中并且还可执行软件(包括固件、常驻软件及微码等)。此外，本发明的方面可采取实现于一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述计算机可读介质具有实现于其上的计算机可读程序代码。例如，车10可包括储存计算机程序产品的存储器，计算机程序产品在被控制器103的处理器执行时执行转向校正，本文将对其进行更充分地描述。
因此，控制器103可至少部分地限定适用于储存和/或执行程序代码的数据处理系统，并且可包括例如通过系统总线或其它合适的连接直接或间接联接至存储器元件的至少一个处理器。存储器元件可包括在程序代码的实际执行期间使用的本地存储器、与微控制器或专用集成电路(application specific integrated circuit：ASIC)集成的存储器、可编程序门阵列或其它可重构处理设备等。
控制器103响应于无线接收的指令(例如经由无线发射器70、对应的天线66及接收器102接收)实施的响应可根据正在实施的逻辑包括一个或多个行动或不行动。积极行动可包括控制、调整或以其它方式影响车10的一个或多个部件。控制器103还可从其它输入端104接收信息，例如，从譬如存在传感器58、障碍物传感器76、开关、局部传感器、编码器和可用于车10的其它设备/特征的来源接收信息，以响应于从遥控设备70接收的指令确定适当的行动。可将传感器58、76等经由输入端104或经由例如控制区域网络(control area network：CAN)总线110等的合适车网络联接至控制器103。
在一种示例性布置方式中，遥控设备70可以将代表例如行进指令的第一类信号的控制信号无线发射至车10上的接收器102。行进指令在本文中还被称作“行进信号”、“行进要求”或“前进信号”。使用行进要求向车10发起要求以行进预定量，例如，使车10沿第一方向前进或缓慢行进有限的行进距离。第一方向首先可通过例如在动力单元14中车10的运动来限定，亦即叉16向后的方向。然而，替代地，可限定其它行进方向。另外，可控制车10沿大体笔直的方向行进或沿预先确定的方向行进。相应地，有限的行进距离可由适当的行进方向、行进时间或其它测量量规定。
因此，接收器102接收的第一类信号被传递至控制器103。若控制器103确定行进信号为有效行进信号且当前的车辆条件为适当的(下文将更详细地解释)，则控制器103将信号发送至特定的车10的适当的控制配置，以使车10前进并在随后停止。可通过例如容许车10滑行至停止位置或通过启动制动操作以使车10减速至停止位置而实施使车10停止的操作。
作为示例，可将控制器103可通信地联接至被示例说明为车10的牵引马达控制器106的牵引控制系统。牵引马达控制器106被联接至驱动车10的至少一个被操纵的轮108的牵引马达107。控制器103可与牵引马达控制器106相连通以便响应于从遥控设备70接收行进要求而加快、减慢、调节和/或以其它方式限制车10的速度。还可将控制器103可通信地联接至转向控制器112，转向控制器被联接至控制车10的至少一个被操纵的轮108的转向马达114。就这一点而言，可由控制器103控制车10以响应于从遥控设备70接收行进要求而行进预定路线或保持预定方向。
作为另一示例说明性实例，可将控制器103可通信地联接至控制车制动器117的制动控制器116，以响应于从遥控设备70接收行进要求而减慢、停止或以其它方式控制车10的速度。另外地，可将控制器103可通信地联接至其它车辆特征，例如在适用的情况下，联接至，例如主接触器118和/或与车10相关联的其它输出端119，以响应于实施的遥控行进功能而实施期望的行动。
根据本发明的多个方面，控制器103可与接收器102相连通并与牵引控制器106相连通以响应于从相关的遥控设备70接收行进指令而在遥控条件下操作车10。另外，若车10响应于行进要求正在遥控条件下行进且在先前的探测区域的第一区域中探测到障碍物，则可将控制器103配置为执行第一行动。若车10响应于行进要求正在遥控条件下行进且在探测区域的第二区域中探测到障碍物，则还可将控制器103配置为执行不同于第一行动的第二行动。就这一点而言，当控制器103从遥控设备70接收到行进信号时，控制器103可考虑任何数量的因素以确定是否应根据所接收的行进信号采取行动以启动和/或维持车10的运动。
相应地，若车10响应于由无线遥控装置接收的指令正在运动，则控制器103例如可通过使车10停止、改变车10的转向角度或采取其它行动而动态地改变、控制、调整或以其它方式影响遥控操作。因此，特定的车辆特征、一个或多个车辆特征的状态/条件及车辆环境等可影响控制器103对来自遥控设备70的行进要求做出响应的方式。
控制器103可根据例如涉及环境或操作因素的预定条件而拒绝确认所接收的行进要求。例如，控制器103可根据从传感器58、76中的一者或多者所获取的信息而忽视否则有效的行进要求。作为示例说明，根据本发明的多个方面，控制器103可在确定是否响应于来自遥控设备70的行进指令时可任选地考虑例如操作员是否在车10上等因素。如上所述，车10可包括用于探测操作员是否位于车10上的至少一个存在传感器58。就这一点而言，还可将控制器103配置为对行进要求做出响应，以在存在传感器58指示车10上没有操作员时在遥控条件下操作车10。因此，在该实施方式中，除非操作员实际地离开车10，否则不能响应于来自发射器的无线指令而操作车10。同样地，若物体传感器76探测到包括操作员在内的物体邻近和/或接近车10，则控制器103可拒绝确认来自发射器70的行进要求。因此，在一种示例性实施方式中，操作员必须位于车10的受限范围内，例如，足够靠近车10以处于无线通信范围中(其可被限定为设置操作员距离车10的最大距离)。可替代地实施其它布置方式。
控制器103可以还另外地/替代地实施其它任何数量的合理的条件、因素、参数或其它考虑因素，以解释从发射器所接收的信号并响应于所述信号采取行动。其它示例性因素被更详细地描述于以下文献：题目为“遥控材料搬运车辆的系统及方法(SYSTEMS ANDMETHODS OF REMOTELY CONTROLLING A MATERIALSHANDLING VEHICLE)”的美国临时专利申请案编号60/825,688中；题目为“遥控材料搬运车辆的系统及方法(SYSTEMS ANDMETHODS OF REMOTELY CONTROLLING A MATERIALSHANDLING VEHICLE)”的美国专利申请案编号11/855,310中；题目为“遥控材料搬运车辆的系统及方法(SYSTEMS AND METHODSOF REMOTELY CONTROLLING A MATERIALS HANDLINGVEHICLE)”的美国专利申请案编号11/855,324中；题目为“用于遥控材料搬运车辆的装置(APPARATUS FOR REMOTELYCONTROLLING A MATERIALS HANDLING VEHICLE)”的美国临时专利申请案编号61/222,632中；题目为“用于材料搬运车辆的多区域检测(MULTIPLE ZONE SENSING FOR MATERIALSHANDLING VEHICLE)”的美国专利申请案编号12/631,007中；以及题目为“用于遥控的材料搬运车辆的多区域检测(MULTIPLEZONE SENSING FOR REMOTELY CONTROLLED MATERIALSHANDLING VEHICLE)”美国临时专利申请案编号61/119,952中；该些文献均已经作为参考全文并入本文中。
确认行进要求后，控制器103例如经由譬如CAN总线110(若使用)的总线例如直接或间接地与牵引马达控制器106相互作用，以使车10前进有限量。根据特定的实施方式而定，控制器103可与牵引马达控制器106及可选择地与转向控制器112相互作用，以使车10前进预定距离。替代地，控制器103可与牵引马达控制器106及可选择地与转向控制器112相互作用，以使车10响应于遥控器70上的行进控制装置的探测及维持的驱动前进一段时间。作为另一示例说明性实例，只要接收到行进控制信号，就可将车10配置为一直缓慢行进。另外地，可将控制器103配置为根据预定事件“暂停”及停止车10的行进，所述预定事件例如为超过预定时间段或行进距离，而不管遥控设备70上的对应的控制装置探测到维持的驱动。
遥控设备70还可发射第二类信号，例如“停止信号”，指示车10应刹车和/或以其它方式停止移动。响应于行进指令在遥控条件下，例如在执行“行进”指令后，例如在车10已经行进预定距离、行进预定时间段等后，也可暗含着第二类信号。若控制器103确定无线接收的信号为停止信号，则控制器103向牵引控制器106、制动控制器116和/或其它车部件发送信号，以使车10停止移动。作为停止信号的替代，第二类信号可包括表示车10需要滑行并最终减速至停止的“滑行信号”或“受控减速信号”。
使车10完全地停止移动所耗费的时间可根据例如预期用途、环境条件、特定的车10的性能、车10上的负载及其它类似因素而变化。例如，在完成适当的缓慢移动后，可能期望容许车10在停止移动前滑行一定距离以使车10缓慢地停止。这一点可通过利用再生制动以使车10缓慢地停止而实现。替代地，在启动停止操作后，可在预定的延迟时间后将制动操作应用于车10以容许另外的预定行进范围。还可能期望使车10相对快地停止，例如，若在车10的行进路线中探测到物体或在成功的缓慢行进操作后期望立即停止。例如，控制器可将预定扭矩应用于制动操作。在这种条件下，控制器103可命令制动控制器116应用制动器117以使车10停止。
材料搬运车辆的探测区域
参考图3，根据本发明的多个方面，配置一个或多个障碍物传感器76以便共同地使得能够在多个“探测区域”内对物体/障碍物进行探测。就这一点而言，可将控制器103配置为响应于本文所更详细地陈述的在探测区域的一者或多者中探测到障碍物而改变车10的一个或多个操作参数。可在操作员驾驶/驱动车10时实施利用探测区域的车10的控制。在操作员驾驶/驱动车10时，控制器103还可禁用或以其它方式忽视一个或多个探测区域，例如以容许操作员在紧密的空间中驾驶车10。还可使利用探测区域的车10的控制与本文所更全面地陈述及描述的附加的遥控装置集成。
为便于清楚地说明本文，尽管在本文中示出六个障碍物传感器76，然而可利用任何数量的障碍物传感器76。障碍物传感器76的数量将很可能根据实施传感器所利用的技术、探测区域的尺寸和/或范围、探测区域的数量和/或其它因素而变化。
在示例说明性实例中，第一探测区域78A被定位为接近车10的动力单元14。第二探测区域78B被限定为邻近第一探测区域78A并且显现为大体上围绕第一探测区域78A。还将第三区域概念地限定为第一及第二探测区域78A、78B外面的所有区域。尽管第二探测区域78B被描述为大体上围绕第一探测区域78A，然而可实现限定第一及第二探测区域78A、78B的其它任何实用的布置方式。例如，探测区域78A、78B的所有或某些部分可相交、重叠或互不包括。另外，探测区域78A、78B的特定形状能够变化。另外地，可限定任何数量的探测区域，本文将对其其它的示例进行更详细地描述。
另外地，探测区域不必围绕整个车10。相反，探测区域的形状可根据特定的实施方式而定，本文将更详细地陈述。例如，在动力单元第一(从叉至后方)定向中处于行进遥控的情况下，当车10在其上没有操作员的情况下运动的同时，若探测区域78A、78B将被用于速度控制，则可将探测区域78A、78B定向为至少在车10的行进方向的前方。然而，探测区域还可能覆盖其它区域，例如，邻近车10的侧边。
根据本发明的多个方面，第一探测区域78A还可指示“停止区域”。相应地，第二探测区域78B还可指示“第一速度区域”。在这种布置方式中，若在第一探测区域78A内探测到例如某种形式的障碍物的物体，且例如车10的材料搬运车辆响应于行进要求在遥控条件下行进，则可将控制器103配置为执行例如“停止行动”的行动以使车10停止。就这一点而言，一旦障碍物被清除，车10的行进就可继续，或一旦障碍物被清除，可要求来自遥控设备70的随后的第二行进要求以重新开始车10的行进。
若在车静止且在第一探测区域78A内探测到物体时从遥控设备70接收到行进要求，则控制器103可拒绝所述行进要求且使车保持静止直至障碍物被清除出停止区域。
若在第二探测区域78B内探测到物体/障碍物，且材料搬运车10响应于行进要求正在遥控条件下行进，则可将控制器103配置为实施不同的行动。例如，控制器103可实施第一速度降低行动以将车10的速度降低至第一预定速度，例如在其中车10以大于第一预定速度的速度行进时。
因此，假设车10响应于执行来自遥控设备的行进要求正以速度V2行进，其中所述速度V2由障碍物传感器76未在任何探测区域中探测到障碍物的一组操作条件下形成。若车最初处于静止，则可将车加速至速度V2。在第二探测区域78B(而不是第一探测区域78A)内对物体的探测可使车10例如经由控制器103改变至少一个操作参数，例如以将车10减速至第一预定速度V1，其比速度V2慢。亦即，V1＜V2。一旦障碍物被清除出第二探测区域78B，车10就可恢复其速度V2，或车10可保持其速度V1直至车停止且遥控设备70发起另一行进要求。另外地，若随后在第一探测区域78A内探测到所探测到的物体，则如本文所更全面地描述的，车10将停止。
假设作为一个示例说明性实例，若车10在其上没有操作员的情况下行进且响应于来自对应的遥控装置70的行进要求处于无线遥控条件下，车10被配置为只要在限定的探测区域中探测不到物体就以大致为每小时2.5英里(mph)(每小时4千米(Km/h))的速度行进有限的预定量。若在第二探测区域78B中探测到障碍物，则控制器103可将车10的速度调整至大致为1.5mph(2.4Km/h)的速度或小于每小时2.5英里(mph)(每小时4千米(Km/h))的其它一些速度。若在第一探测区域78A中探测到障碍物，则控制器103使车10停止。
上述示例假设车10响应于从发射器70接收的有效信号在无线遥控条件下行进。就这一点而言，障碍物传感器76可用于调节空闲的车10的运行条件。然而，障碍物传感器76及对应的控制器逻辑也可在例如在车10的平台上或其它合适的位置上的操作员驾驶车10时起作用。因此，根据本发明的多个方面，当在停止区域78A内探测到物体时，控制器103可使车10停止，或拒绝容许车10移动，无论车是由操作员驾驶还是响应于接收对应的无线发射的行进要求而自动运行。相应地，根据特定的实施方式而定，例如，响应于在第二探测区域78B而非第一探测区域78A中探测物体，都可执行控制器103的速度控制/限定能力，而不管车10是否响应于接收对应的无线发射的行进要求而在行进以及操作员在驾驶车10时是否位于车10上。
然而，根据本发明的多个方面，如上文所简要提到的，可能存在当车10由操作员驾驶时期望禁用探测区域中的一者或多者的情况。例如，可能期望在操作员驾驶车10时撤销/禁用障碍物传感器76/控制器逻辑，而不考虑外界条件。作为另一示例，可能期望在操作员驾驶车10时撤销/禁用障碍物传感器76/控制器逻辑，以容许操作员在紧密地段驾驶车10，例如，通过紧密的空间或在拐角周围行进等，否则这些地方可能会启动探测区域中的一者或多者。正因为如此，根据本发明的多个方面，可手动控制、可编程控制或以其它方式选择地控制控制器逻辑的启动，例如控制器103内的控制器逻辑的启动，以便当车10被操作员所占时使用探测区域中的物体的探测来帮助控制车10。
参考图4，根据本发明另外的方面，可由超声波技术或能够进行距离测量和/或位置确定的其它合适的非接触式技术实施障碍物传感器76中的一者或多者。因此，能够测量出至物体的距离和/或可进行确定以便凭借例如物体距离车10的距离查明探测到的物体是否位于探测区域78A、78B内。作为示例，可由超声波传感器或提供“查验(ping)”信号的换能器实施障碍物传感器76，所述“查验”信号例如为由压电元件产生的高频信号。超声波传感器76随后停止且收听响应。就这一点而言，飞行时间信息可被确定并被用于限定每个区域。因此，控制器(例如控制器103或特别地与障碍物传感器76相关联的控制器)可利用检查飞行时间信息的软件确定物体是否位于探测区域内。
根据本发明的另外方面，多个障碍物传感器76能够一起工作以实现物体检测。例如，第一超声波传感器可发送查验信号。第一超声波传感器及另外的一个或多个超声波传感器随后可倾听响应。按此种方式，控制器103在识别探测区域的一者或多者中是否存在物体方面可使用多样性。
参考图5，阐述了根据本发明的另外方面的多速度区域控制的实施方式。如图所示，设置三个探测区域。若在第一探测区域78A中探测到例如障碍物的物体且车10响应于接收由发射器70无线发射的对应的行进要求而正在行进，则可执行第一行动，例如，如本文所更全面地描述的，可使车10停止。若在第二探测区域78B中探测到例如障碍物的物体且车10响应于接收由发射器70无线发射的对应的行进要求而正在行进，则可执行第二行动，例如，可限制、减小车辆速度等。因此，第二探测区域78B还可指示第一速度区域。例如，可将车10的速度减小和/或限制至例如大致为1.5mph(2.4Km/h)的第一相对低速。
若在第三探测区域78C中探测到例如障碍物的物体且车10响应于接收由发射器70无线发射的对应的行进要求而正在行进，则可执行第三行动，例如，可对车辆10的速度减小或以其它方式将车辆10限制至例如大致为2.5mph(4Km/h)的第二速度。因此，第三探测区域还可指示第二速度区域。若在第一、第二及第三探测区域78A、78B及78C中未探测到物体，则可遥控车10以例如大于当在第三探测区域中探测到物体时的速率的速率行进有限量，所述速度例如大致为4mph(6.2Km/h)。
如图5进一步所示，可由不同的模式相对于车10限定探测区域。同样地，在图5中使用了第七障碍物传感器76，然而可根据使用的技术和/或将实施的特征设置任何数量的传感器。仅为举例说明且并非为限制本发明，第七障碍物传感器76可大致在例如缓冲区或车10上的其它适合位置上对中。在示例性车10上，第三区域78C可在车10的动力单元14前面延伸大致6.5英尺(2米)。
根据本发明的多个方面，可实施任何数量的任何形状的探测区域。例如，根据期望的车性能，可在相对于车10的不同的坐标处限定很多小的区域。同样地，可根据期望的车性能限定少许大的探测区域。作为一个示例说明性实例，可在控制器的存储器中创建表格。若在行进遥控条件下运行时的行进速度为感兴趣的操作参数，则所述表格可使行进速度与由距离、范围、位置坐标或其它一些测度所限定的探测区域相关联。若车10响应于接收由发射器70无线发射的对应的行进要求而正在行进且障碍物传感器探测到物体，则可将至该探测到的物体的距离用作“钥匙”以查阅表格中的对应的行进速度。从表格检索到的行进速度能够被控制器103使用于调整车10，例如使其减速，等等。
例如，可根据以下因素选择每个探测区域的面积：例如，当车10响应从遥控设备70接收的有效行进要求而正在行进时车的期望速度、所需的停止距离、将由车10运输的预期负载、为负载稳定是否需要一定量的滑行以及车辆反应时间等。另外，可考虑例如每个期望的探测区域的范围等因素以确定所需的障碍物传感器76的数量。就这一点而言，此类信息可为静态的或动态的，例如根据操作员经验、车辆负载、负载的特性及环境条件等而定。还应考虑的是，若在探测区域探测到物体或人，则控制器103可产生警告信号或警报。
作为一个示例说明性实例，在具有多个探测区域(例如，三个探测区域)的配置方式中，可使用多达七个或更多个例如超声波传感器或激光传感器的物体探测器以提供对应的应用所期望的覆盖范围。就这一点而言，探测器可能能够查看车10的行进方向之前的充足的距离，以容许适当的响应，例如减速。就这一点而言，至少一个传感器可能能够查看车10的行进方向的前面的数米。
根据本发明的多个方面，在响应于无线接收的行进指令而运行时，多个探测速度区域容许相对较大的最高前进速度。此种布置方式可通过设置一个或多个中间区域而防止车辆不必要地过早停止，车10在决定完全停止之前在所述中间区域中减速。
根据本发明的另外方面，通过多个探测区域的使用，允许系统使得对应的操作员在挑拣操作期间更好地对准卡车。例如，操作员可使车10定位以便不与仓库通道对齐。在该示例中，当车10缓慢前进时，第二探测区域78B可最初探测到例如挑拣箱或仓库货架等障碍物。响应于探测到货架，车10将减速。若货架是在第一探测区域78A中检测到的，则即使车10还未缓慢行进其整个编程的缓慢行进距离，车10也将停止移动。类似不必要的减速或停止还可能发生于拥挤的和/或凌乱的通道中。
根据本发明的多个方面，车10可根据从障碍物传感器76所获取的信息调整速度及制动操作参数。另外，可根据期望的应用变更或改变车10响应于探测区域而执行的逻辑。作为几个示例说明性实例，多区域配置方式中的每个区域的边界可被可编程地(和/或可重复编程地)输入控制器中，例如，被快速编程(flash pragrammed)。考虑到所限定区域，一个或多个操作参数可与每个区域相关联。所创建的操作参数可限定一定条件，例如最大容许行进速度及例如制动、滑行或以其它方式受控停止等行动。所述行动还可为回避行动。例如，行动可包括调整车10的转向角度或方向，本文将对其进行更详细地描述。
根据本发明的又一实施例，可使用一个或多个障碍物传感器，例如图6及8中所示的障碍物传感器76A、76B，以当车10响应于从发射器70无线接收的行进要求而正在行进时在位于车10前面的第一、第二及第三探测区域内检测或探测物体。控制器103或其它传感器处理设备还可产生物体探测信号以及可选择地，响应于在车10前面检测/探测物体的距离信号。作为一个示例说明性实例，输入至控制器103的另一输入104可为由如图7及8中所示的负载传感器(load sensor)LS产生的重量信号，所述负载传感器检测叉16及叉16上的任何负载的组合重量。在图7及8中示意性示出的负载传感器LS靠近叉16，但是可包含于用于实现叉16的升降的液压系统中。通过将叉16的重量(已知的定值)从由重量信号所限定的组合重量中减除，控制器103确定叉上的负载的重量。将检测到的负载重量及是否已经在第一、第二及第三探测区域之一中探测到物体作为输入至查阅表或适当的等式的输入数据使用，控制器103产生适当的车辆停止信号或最大容许速度信号。
限定车辆停止信号及最大容许速度信号的数值可通过实验确定且可储存于查阅表中或根据预定公式实时计算，等等。在所示实施例中，控制器103确定叉16上的负载的重量以及是否已经在第一、第二及第三探测区域之一中探测到物体，并且，其通过使用查阅表为车10产生停止指令或限定最大容许速度且为车10产生对应的最大容许速度信号。
作为示例，若叉16上没有负载且障碍物传感器76A、76B并未在第一、第二及第三探测区域的任何一者中探测到物体，则控制器103容许车10以任何速度运行，直至高达并包括4.5MPH的最大速度。若未在第一、第二及第三探测区域的任何一者中探测到物体，则例如可将车10的最大允许速度配置为随车10上的负载增加而降低。作为一个示例，对于8000磅的负载重量，车10的最大容许速度可为2.5MPH。应当指出的是，若未被驾驶员占用，则车10在某些位置中的最大容许速度可设置于例如3.5MPH的预定上限。因此，若未被驾驶员占用，则车辆的最大速度例如可由控制器103设置于该最大容许速度。
对于叉16上的任何负载重量，若在第一探测区域中探测到物体，则控制器103产生指示车10大体上立即停止的“停止信号”。对于任何给定的负载重量，物体距离车10越远，车10的最大容许速度逐步地越大。同样地，对于任何给定的负载重量，与在第三探测区域探测到物体时相比，若在第二探测区域探测到物体，则车10的最大容许速度较小。针对各个负载重量限定用于第二及第三探测区域的车辆的最大容许速度以使车10的速度能够以受控制方式随车10继续朝向物体移动而降低，从而使车10最终能够在到达物体所在地点之前安全地停止。这些速度可通过实验、根据公式或这两种方式的组合确定，并且可根据车辆种类、尺寸及车制动性能而变化。
作为一个示例说明性实例，假设叉16上的负载重量为1500磅且设置了三个探测区域，包括最靠近车的第一探测区域、紧随其后的第二探测区域及距离车最远的第三探测区域。若检测到的物体位于第三探测区域内的一定距离处，则可将车辆的最大容许速度设置至例如3MPH的速度。因此，若车10在物体被探测到时以大于3MPH的速度行进，则控制器103实现速度降低以使车辆速度降低至3.0MPH。
若车10上的负载重量保持为等于1500磅，且若检测到的物体在第二探测区域内位于离车10一定距离处，则车辆的最大容许速度例如可为2MPH。因此，若车10在第二探测区域中探测到物体时以大于2MPH的速度行进，则控制器103实现速度降低以使车辆速度降低至2MPH。
继续以上述示例为例，若车10上的负载重量等于1500磅且在第一探测区域中检测到物体，则控制器103可产生停止信号以使车10停止。
障碍物传感器可包括超声波换能器。众所周知，超声波换能器会经历被称作换能器“鸣铃(ring down)”的现象。“鸣铃”本质上为在用于启动所发射的信号的控制信号已经停止后换能器继续振动及发射超声波信号的趋势。该“鸣铃”信号的大小迅速减小，但在其减小至阀值探测水平以下的水平的时间内，若所述信号处于与收听传感器相关联的参考水平以上，则所述每个障碍物传感器可通过忽视此类“鸣铃”信号而做出响应。因而，传感器可能将物体误认为“鸣铃”信号且因此不能在对应的探测区域中识别物体。避免该问题的常见技术是在启动发射后的预定时间段内使由障碍物传感器所产生的所有反馈信号作废。所述预定时间根据包括使用的换能器的种类在内的各种因素而定，但是在该预定时间内有效反馈不能被检测到。若障碍物传感器被放置于车10的前部10A附近，参见图7中的障碍物传感器76A，并且若使用消隐技术，这将导致存在于紧靠车10的前面的“死区”或“非探测”区域DZ。因此，若物体O非常靠近车10的前面，例如相距10mm或更少，且障碍物传感器76A被放置于车10的前面，参见图7，则物体O可能不能被探测到。
在图6及8中所示的实施例中，第一及第二障碍物传感器76A及76B分别沿车10的纵向轴线LA彼此相隔，参见图8。第一障碍物传感器76A被放置于车10的前部10A处且能够检测例如位于第一、第二和/或第三探测区域中的物体。为确保位于可为第一障碍物传感器76A固有的非探测区域DZ中的物体O被检测到，第二障碍物传感器76B被放置于车10上位于第一传感器76A后方间隔一定距离处，亦即，沿远离车10的前部10A的方向，如图8中所最好地说明的。就这一点而言，第二传感器76B至少起在图7中的非灵敏区域DZ中探测物体的作用。
转向校正
当车10响应于接收由发射器70无线发射的对应的行进要求而正在行进时，例如，如本文所更全面地描述的当没有人乘在车10上时，车10可能遇到不需要使车10停止移动的障碍物。相反，可执行转向校正策略以使车10能够在不需要操作员介入的情况下继续缓慢前进适当的有限量。
根据本发明的一些方面，转向校正容许车10自动地驶离被检测为位于车10的前面的大致范围中的物体。该转向校正性能例如容许可能响应于从发射器70无线接收的行进要求而正在行进的车10在其沿通道前进时大体上停留在仓库环境中的通道的中心。例如，由于转向校准、路拱或许多外部因素，车10可能会在其转向角度中具有一些偏移。然而，根据本发明的多个方面，响应于接收由发射器70无线发射的对应的行进要求而行进的车10可执行转向校正，例如以便驶离或以其它方式躲避墙壁、货架、其它车、人、箱子及其它障碍物等，因此，使操作员无需定期地重登车10且手动地使车10驶向通道的中心或其它期望的位置及方向。
根据本发明的多个方面，控制器103从例如76、76A及76B的提供车10前方的地形/环境的情况的各种传感器收集数据，本文将对其进行更全面地描述。如本文所更全面地描述的，控制器103随后使用从传感器所收集的数据确定是否执行转向校正策略。就这一点而言，除本文所更全面地描述的其它躲避技术之外、或替代和/或结合所述躲避技术，可执行转向校正。因此，仅为举例且并非为限制本发明，可将转向校正与多速度区域、停止探测区域及依靠重量的速度区域等结合使用。
作为另一示例，车10的物体探测部件仍可实施警报和/或使车10停止、减小或以其它方式限定车10的最大行进速度等。另外地，车10可在车尝试自动转向校正策略时发出第一警报且在车10响应于对应的探测区域中的物体而减速和/或停止(若此类特征与转向校正结合实施)时发出第二警报或信号。
就这一点而言，在本文中使用时，将使用术语“转向缓冲区域”以使用于转向校正的区域区别于如上文所更全面地说明的用于限制最大速度或使车10停止等的“探测区域”。
在一个示例说明性实例中，控制器103设置有两个转向缓冲区域输入端，以区分相对于车10的左方向及右方向。然而，根据传感器技术及获得传感器数据的方式，可能需要一个或多个至控制器103的输入端。仅为举例且并非为限制本发明，车10可装备有共同地提供第一转向缓冲区域及第二转向缓冲区域的一个或多个传感设备76、76A及76B，所述转向缓冲区域接近车10。例如，第一转向缓冲区域可被定位于左且大体上朝向车10的前进方向的前方，被定位于车10的左侧，等。同样地，第二转向缓冲区域可被定位于右且大体上朝向车10的前进方向，被定位于车10的右侧，等。就这一点而言，可使用车10的第一及第二转向缓冲区域实施转向校正，其可包括转向角度及转向方向分量。在此示例说明性配置方式中，第一及第二转向缓冲区域可为相互不包括的，或者第一及第二转向缓冲区域的部分可重叠，因此本质上提供由第一及第二转向缓冲区域的重叠范围所指示的第三转向缓冲区域。
另外，第一及第二转向缓冲区域可充分地或部分地与用于其它技术的一个或多个探测区域重叠或不与其重叠，所述其它技术例如为速度控制以及由障碍物触发的车10的制动及停止等。例如，若本文所更详细地描述的速度限制控制或其它特征也与转向校正一同实施，则转向缓冲区域的范围可以与一个或多个探测区域的范围相同或不同。
另外，可从各种相似类型的传感器或经由例如超声波传感器和/或激光扫描传感器等不同的传感器技术的组合获得被提供至控制器103的传感输入。就这一点而言，例如激光扫描及超声波等各种传感器和/或传感器技术类型可联合使用或相互配合使用，例如以便为一个或多个区域(探测和/或转向缓冲)使用一个或多个传感器或传感器技术以及为一个或多个不同的区域(探测和/或缓冲)使用另外的一个或多个传感器或传感器技术。作为另一示例，两个或更多个传感器或传感器技术可例如提供冗余性，例如作为故障保险数据组、备份数据组及确认数据组。
根据本发明的另外方面，可将控制器103配置为处理除所述两个转向缓冲区域输入信息之外的附加数据，其示例可包括物体探测角度及距离数据等。因此，本文所述的技术并不仅限于两个转向缓冲区域。
因此，根据本发明的多个方面的转向校正通过在车10由无线遥控设备70操作时使车10保持远离墙壁、货架、其它车辆或其它障碍物而为操作员提供帮助。
根据本发明的多个方面，车10中的控制系统提供根据本发明的多个方面的转向校正控制。参考图9，阐述了所述控制系统的局部示意图。在所示系统中，使用第一超声波传感器76’产生第一探测区域78’，其在本文中还被标示为左探测区域。相应地，使用第二超声波传感器76’’产生第二探测区域78’’，其在本文中还被标示为右探测区域。另外，尽管仅示例说明了两个超声波探测区域，然而应当理解的是，可实施任何数量的探测区域。另外地，如本文所更全面地描述的，所实施的探测区域可重叠或限定分离的、互不包括的区域。
每个超声波传感器76’、76’’的输出端均联接至超声波控制器130，其中控制器130在特定的超声波技术要求时用于处理超声波传感器76’、76’’的输出信息。超声波控制器130的输出端例如作为输入端联接至控制器103。控制器103可处理超声波控制器130的输出信息以实施速度控制、障碍物躲避或其它特征，本文已对其示例进行较详细的描述。
另外，还对被示例说明为扫描激光传感器的传感器76’’’进行示例说明以进一步地示例说明示例性配置方式。在该示例中，使用传感器76’’’产生还标示为左转向缓冲区域的第一转向缓冲区域132A，以及还标示为右转向缓冲区域的第二转向缓冲区域132B。例如，扫描激光传感器76’’’可在车10的前面的区域中扫描激光束。就这一点而言，可使用多个激光系统或者可扫描一个或多个激光束，例如以光栅扫描车10的前面的一个或多个区域。就这一点而言，激光传感器可独立地限定并扫描所述左及右转向缓冲区域，或者控制器103可根据激光器的光栅扫描获得所述左及右转向缓冲区域。另外地，可使用替代的扫描模式，只要控制器103能够确定所探测到的障碍物是在车10的左侧还是右侧。
作为一些附加示例，尽管为便于描述在本文中仅示例说明了激光扫描，然而可使用其它传感技术，其示例可包括超声波传感器及红外传感器等。例如，位于车10的侧边的超声波传感器可限定所述左及右转向缓冲区域132A、132B，且可使用其它超声波传感器限定例如用于限制速度的探测区域等。
如所示，激光扫描器76’’’的输出端将两种输入110提供至控制器103。第一信号指明是否在左转向缓冲区域中探测到物体。相应地，第二信号指明是否在右转向缓冲区域中探测到物体。根据使用的传感器及传感器处理技术，输入至控制器103的指示在转向缓冲区域132A、132B中的物体的输入信号可为其它格式。作为另一示例，可由超声波传感器及扫描激光器共同限定所述第一及第二激光转向缓冲区域132A、132B。在该示例中，扫描激光器作为冗余校验使用于核实超声波传感器是否在所述左或右转向缓冲区域132A、132B中正确地探测物体。作为另一示例，可使用超声波传感器在所述左或右转向缓冲区域132A、132B中探测物体，并且可使用扫描激光器辨识或以其它方式定位物体以确定是在左转向缓冲区域还是在右转向缓冲区域中探测到物体。可替代地实施其它布置方式及配置方式。
算法
根据本发明的多个方面，例如由控制器103执行转向校正算法。参考图10，转向校正算法包括确定是否在152处探测到转向缓冲区域警告。152处的转向缓冲警告信号例如可包括探测第一和/或第二转向缓冲区域132A、132B内存在物体的情况。若接收到转向缓冲区域警告，则在154处确定转向缓冲区域警告是表明物体被探测为在车10的右侧还是在左侧，例如所探测到的物体是位于第一转向缓冲区域132中还是第二转向缓冲区域132B中。例如，简略地回到图9，激光扫描传感器76’’可产生两种输出信号，第一输出信号指示是否在第一(左)转向缓冲区域132A中探测到物体，以及第二信号指示是否在第二(右)转向缓冲区域132B中探测到物体。替代地，控制器103可接收原始激光扫描数据并通过使用预定映射而处理/辨识所述第一及第二转向缓冲区域132A、132B。
若转向缓冲区域警告指示在左转向缓冲区域132A中探测到物体，则在156处执行包括计算转向角度校正的转向校正程序以根据第一参数组使车10转向右侧。仅为举例且并非为限制本发明，156处所实施的右转向校正可包括使车10向右转向右方向转向角度。就这一点而言，右方向转向角度可为固定的或变化的。例如，控制器103可命令转向控制器112上升至某一期望转向角度，例如向右8-10度。通过上升至固定的转向角度，转向轮角度突变的现象将不会发生，从而获得更加平稳的性能。算法积累在转向校正角度处所行进的距离，其可为适当的转向缓冲输入的使用时间的函数。
根据本发明的多个方面，可控制被操纵的轮的角度改变例如以取得作为所累积的行进距离的函数的基本上固定的车角度校正。可根据任何数量的参数确定在执行转向校正策略时所累积的行进距离。例如，在转向校正期间所行进的距离可包括车10在直至探测物体不再位于相关联的左缓冲探测区域132A内之前所行进的距离。所累积的行进距离还可另外地/替代地包括：例如，在直至遭遇暂停、在缓冲区域或探测区域的任何一者中探测到另一物体以及超过预定的最大转向角度等之前所行进的距离。
在156处退出右转向校正后，例如通过操纵车10使得在左转向缓冲探测区域132A内探测不到物体来实现，在158处实施左转向补偿策略。158处的左转向补偿策略例如可包括执行逆向转向以将车10的行进方向调整至适当方向。例如，左转向补偿策略可包括使车10以选定或以其它方式确定的角度转向行驶一距离，所述距离为先前所累积的行进距离的百分比。用于左转向补偿策略的左转向角度可为固定的或变化的，且可与用于在156处执行右转向校正的转向角度相同或不同。
仅为举例且并非为限制本发明，用于158处的左转向补偿策略的距离可大致为在156处执行右转向校正时所累积的行进距离的四分之一至一半。同样地，用于执行左转向补偿策略的左转向角度可大致为用于在156处执行右转向校正的角度的一半。因此，假设右转向角度为8度且所累积的转向校正行进距离为1米。在该示例中，左转向补偿可大致为右转向校正的一半，或者说为-4度，且左转向补偿将在大致为1/4米至1/2米的行进距离上发生。
可选择与158处的左转向补偿策略相关联的特定距离和/或角度，例如，以便抑制车10在其沿其路线移动时的弹跳以远离所探测到的障碍物转向校正。作为一个示例，若车10以每行进距离固定度数转向校正，则控制器103可能能够确定对应的车角度已经改变了多少，并且因此将158处的左转向补偿策略调整以校正回最初的或其它合适的方向。因此，车10将避免沿通道“如打乒乓球一样运动(ping ponging)”，并且相反地，在不需要车操作员进行枯燥的手动复位的情况下集中于沿通道中心的大体笔直的方向。另外，158处的左转向补偿策略可根据用于在156处执行右转向校正的特定参数而变化。
相应地，若转向缓冲区域警告指示在右转向缓冲区域132B中探测到物体，则在160处执行包括计算转向角度校正的转向校正程序以根据第二参数组使车10转向左侧。仅为举例且并非为限制本发明，160处所执行的左转向校正可包括使车10向左转向左转向角度。就这一点而言，除了校正在156处是向右而在160处是向左以外，160处的左转向校正策略可按照与上文所述的156处的方式相似的方式执行。
相似地，在160处退出左转向校正后，例如通过操纵车10使得在右缓冲探测区域132B内探测不到物体，在162处执行右转向补偿策略。162处的右转向补偿策略可包括例如，以与158处所述的方式相似的方式(除158处的转向补偿策略是向左而162处的转向补偿策略是向右之外)执行逆向转向以将车10的行进方向调整至适当方向。
在158或162处执行转向补偿策略后，车可返回大体笔直的方向，例如在164处为0度且流程返回起点以等待在转向缓冲区域132A、132B中的任一者中探测到另一物体。
还可对算法进行修改以遵循各种控制逻辑实施方式和/或状态机，从而便于用于各种预期环境。例如，在执行转向补偿策略的过程的同时，可能存在第二物体将会进入转向缓冲区域132A或132B中的情况。就这一点而言，车10可重复尝试在第二物体周围转向校正。作为又一示例说明性实例，若在所述左及右转向缓冲区域132A、132B两者中同时探测到物体，则可将控制器103编程为将车10保持于其当前方向(例如，零度转向角度)，直至一个或多个转向缓冲区域132A、132B被扫清障碍物或相关联的探测区域使车10停止移动。
根据本发明的另外方面，使用者和/或服务代表可能能够定制转向角度校正算法参数的响应。例如，服务代表可使用编程工具将所定制的变量载入例如控制器103中，用于执行转向校正。作为替代，车操作员可具有容许操作员经由例如电位计、编码器、软件用户界面等将所定制的参数输入控制器的控制权。
图10中所示的算法的输出信息例如可包括限定转向校正值的输出信息，所述转向校正值可从控制器103联接至车10的适当的控制机构。例如，转向校正值可包括例如对应于左转向或右转向的+/－转向校正值，其例如如图2中所示被联接至车辆控制模块转向控制器112，或其它合适的控制器。另外地，可为可编辑的例如以便调整操作感觉的其它参数可包括转向校正角度、转向校正角度斜坡率、用于每个转向缓冲区域的缓冲探测区域尺寸/范围以及转向校正时的车速度、等等。
参考图11，假设在示例说明性示例中车10响应于接收遥控无线行进要求而行进，并且假设在车10能够行进预定的缓慢行进距离之前，车10进入其中货架腿172及对应的托盘174位于左转向缓冲区域132A的路线中的位置。继续使用图10的示例性算法，车10例如经由控制器103可通过进入转向校正算法而执行障碍物躲避策略，以使车右转。例如，控制器103可计算或以其它方式查阅或检索被传达至转向控制器112的转向校正角度以转动车10的驱动轮。
车10维持转向校正直至发生事件，如物体脱离事件，例如在扫描激光器或所实施的其它传感器技术不再在左转向缓冲区域132中探测到物体时。假设车10在固定为8度的转向校正策略期间积累大小为半米的行进距离。当探测到左转向缓冲区域信号已经脱离时，执行逆转向补偿以补偿由转向校正所导致的方向的改变。举例而言，转向补偿可以以4度使车10向左行驶大致为所累积的行进距离的四分之一。对于非常狭窄的通道，所述左/右转向缓冲区域传感器可提供与相对较宽的通道相比感觉上非常频繁的输入信号/很短的时间。
各种转向角度校正及对应的逆转向补偿可凭经验确定，或者，可计算、建模或以其它方式获取角度、斜坡率及所累积的距离等。
在示例性布置方式中，当车10响应于接收由发射器70所无线发射的对应的行进要求而前进时，系统将尝试使车10保持为在通道中居中。另外，例如，如由距仓库通道的中心线的距离测量的弹跳得以抑制。另外地，可能存在某些情况，其中车10可仍然需要某个操作员介入以便绕过在行进线路中的某些物体。
参考图12，其为示出在障碍物躲避策略期间车10的速度测量的图解。图13中的图解示出了预定转向角度处的转向校正以示例说明由算法所应用的总校正。以及，图14中的图解示出作为转向校正被激活时的时间及在所述左和/或右缓冲探测区域中检测到物体时的时间的函数的车10的运动。
根据本发明的另外一些方面，与远离墙壁和/货架相比，可将转向校正算法配置为紧靠墙壁/货架。例如，为车10增加较小的偏移将容许车10保持距离，其中与在其与固定的墙壁/货架之间的距离上存在少量的与控制相关的波动。
尽管所述左及右转向缓冲区域132A、132B被例示为至少部分地位于车10的前进方向的前方，然而可替代地和/或另外地实施其它布置方式。例如，可替代地将所述左及右转向缓冲区域定位成朝向车10的侧边，例如，如左侧边及右侧边转向缓冲区域132C、132D所示。同样地，车10可使用朝向车10向前行进方向的第一对左及右转向缓冲区域，例如左及右转向缓冲区域132A、132B，以及朝向车10的侧边的第二对左及右转向缓冲区域132C、132D。就这一点而言，对于每一对转向缓冲区域，用于执行转向校正的特定算法可相同或不同。
作为一个示例，可使用侧边转向缓冲区域132C、132D以将车10保持为大体上邻近货架、墙壁或其它方向。就这一点而言，可使用多区域转向缓冲例如以产生滞后作用，例如以使控制器103通过将墙壁、货架或其它结构保持于第一外部转向缓冲界限与第二内部转向缓冲界限之间而维持方向。作为又一示例说明性替代方案，假设车刚好将要停留至货架或其它结构的右侧，货架或其它结构在车10的左侧。车10可自动向左侧转向少量，以便朝向所述结构转向。就这一点而言，当左转向缓冲区域132C被所述结构突破时，本文所更全面地描述的转向校正将远离所述结构。然而，由于转向装置被配置为仅稍微向左侧转向，所以车10最终将朝向所述结构行进直至转向校正再一次重新定位车10。作为再一示例说明性实例，可以使例如图10中的158等的转向补偿有意地过度补偿，因此将车10保持为邻近所述结构。
作为再一示例说明性实例，转向缓冲区域可由多个转向缓冲子区域组成，其中每个子区域可与用于转向校正的不同的参数相关联，例如，以与在离车10较近处所检测到的物体相比为在离车10较远处所检测到的物体提供精细的转向校正。举例而言，当在距离车辆最远的区域或子区域中探测到物体时，转向校正可为例如为2度的较小的量；当在中间区域中探测到物体时，可为例如为4度的中间的量；并且当在转向缓冲区域的内侧区域中探测到物体时可为例如为8度的较大的量。作为另外的替代方案，至所探测到的物体的距离测量可用于动态地调整转向算法以制定适当的转向校正策略。
作为再一示例说明性实例，可能期望在满足某些预定条件时应用例如为10度的第一较大量的转向校正，以及在其它所有情况下应用例如为7度的第二较小量的转向校正。例如，假设操作员正在驾驶车10且到达通道或过道的尽头。操作员随后驾驶车10进行180度的转弯并进入相邻的通道。在进入相邻的通道时可能存在操作员转向过度或转向不足的情况，使得在使用第二较小量的转向校正时不能沿通道矫直车10的方向。在这种情况下，可能期望应用比正常情况下所使用的量大的较大量的转向校正以允许车10实现沿通道的笔直方向。
必须在应用较大量的转向校正之前发生的条件可变化，但是在上述示例中可包括以下内容：第一条件例如可为必须达到或超过例如为3MPH的预定行驶速度。第二条件例如可为满足或超过例如为45度的最小转向角度。第三条件可为操作员在所述第一及第二条件发生期间必须在于车10上。在上述示例中，若该三种条件均被满足，且在所述三种条件发生后在转向缓冲区域之一中探测到物体，则控制器103执行单次的例如为10度的较大量的转向校正。随后所应用的转向校正将为例如为7度的较小量，直至再次满足所有这三种条件，在该种情况下，控制器103将应用另一单次的较大量的转向校正。
参考图15A-15C，其示出扫描环境200，也称作地形。所述环境200可由控制器103根据控制器103从例如激光扫描设备的障碍物传感器76所获取的传感器数据获得。在该实施例中，使用单一障碍物传感器76提供传感器数据，然而可按要求使用另外的传感器76。在示例性实施例中，障碍物传感器76可位于离开车10所行驶的地板一定距离处，其中，障碍物传感器76在扫描平面中扫描，所述扫描平面从传感器76以一定角度向下指向地板。
图15A-15C中所示的示例性环境200从环境200的前边缘200A至环境200的后边缘200B沿轴向方向(亦即，平行于车10的中心轴线CA)延伸。前边缘200A离车10的前面移置预定距离DF。距离DF可为任何合适的距离且在优选实施例中介于约1米至约5米之间。后边缘200B位于与车10相关联的预定位置L1处。作为一些非限定性示例，可将位置L1限定于车10的承重轮处、车10所运载的典型负载的预计位置的后端处或叉16的顶端处，如图15A-15C中所示。
图15A-15C中所示实施例中的示例性环境200从环境200的左边缘200C至环境200的右边缘200D沿横向方向(亦即，垂直于车10的中心轴线CA)延伸。左边缘200C从车10的中心轴线CA向左横向移置预定距离DL。右边缘200D从车10的中心轴线CA向右横向移置预定距离DR。距离DL及DR可包括任何合适的距离且在优选实施例中均介于约2米至约5米之间。应指出的是，除了从中心轴线CA测量外，距离DL及DR可从车10的侧边或其它任何合适的位置测量。还应指出的是，环境200的边缘200A-200D可包括一形状且不必限定笔直的边缘。例如，边缘200A-200D可为弧形的或可包括不平坦的或边缘呈锯齿状的部分。
图15A-15C中所示的示例性环境200包括扫描区域202及历史区域204。障碍物传感器76在车10的操作期间主动地扫描所述扫描区域202。障碍物传感器76不主动地扫描历史区域204，但是在扫描区域202中所探测到的物体在其在车10的移动期间穿过历史区域204时能够被跟踪，本文将对其进行描述。如图15A-15C中所示，历史区域204包括第一部分2040A，其包含扫描区域202横向之外的非扫描区域，且还包括第二部分2040B，其包含位于扫描区域202后面的区域。
扫描区域202从环境200的前边缘200A延伸至预定轴向位置L2，所示实施例中的该位置L2被限定为靠近车10的前端，但时可被限定于其它区域处。扫描区域202在预定横向位置L3及L4之间沿横向方向延伸，该位置L3及L4从车10的相应侧边被横向移置且位于车10的侧边与环境200的所述左及右边缘200C及200D之间，如图15A-15C中所示。
历史区域204的第一部分2040A从扫描区域202的两侧边(亦即，从相应位置L3及L4)横向向外延伸至环境200的所述左及右边缘200C及200D。历史区域204的第二部分2040B从扫描区域202(亦即，从位置L2)向后延伸至环境200的后边缘200B。历史区域204的第二部分2040B在环境200的所述左及右边缘200C及200D之间横向地延伸。
扫描区域202及历史区域204均包括对应的左及右部分202A、202B及204A、204B。所示实施例中的扫描区域202的左部分202A包括四个扫描区域202A1、202A2、202A3及202A4(此后共同称作扫描区域202A1-4)且所示实施例中的扫描区域202的右部分202B包括四个扫描区域202B1、202B2、202B3及202B4(此后共同称作扫描区域202B1-4)。图15A-15C中所示的示例性扫描区域202A1-4-202B1-4的尺寸大体上都一样，且除最靠近车10的具有成角度的底角部分的扫描区域202A4及202B4之外，基本上为矩形形状。然而，应指出的是，扫描区域202A1-4-202B1-4可具有任何合适的尺寸及形状。另外，虽然所示实施例中的最靠近车10的扫描区域202A4及202B4从车10的前面稍微向后延伸，亦即，至位置L2，然而，最靠近车10的扫描区域202A4及202B4可延伸至其它位置而不脱离本发明的精神及范围。同样地，虽然所示实施例中的扫描区域202的每个部分202A、202B均包括四个扫描区域202A1-4-202B1-4，然而可在每个部分202A、202B中设置另外的或更少的扫描区域。
障碍物传感器76扫描所述扫描区域202A1-4-202B1-4且将与扫描区域202A1-4-202B1-4中所探测到的物体有关的传感器数据发送至控制器103。障碍物传感器76所发送的传感器数据中所包括的是针对每个扫描区域202A1-4-202B1-4的代表是否在对应的扫描区域202A1-4-202B1-4中探测到物体的数据。另外地，若在扫描区域202A1-4-202B1-4中探测到物体，则传感器数据包括代表所探测到的物体离与车辆相关联的参考坐标RC的距离的数据。参考坐标RC可为车10上的预定位置，例如缓冲器、车轮、叉及障碍物传感器76等，或者参考坐标RC可为与车10相关联的轴线或平面。在所示实施例中，参考坐标RC为车10的中心轴线CA。
如图15A-15C中所示，每个扫描区域202A1-4-202B1-4均包括多个地址单元220。地址单元220被用于跟踪大体上平行于地面的平面中的物体以及在扫描区域202A1-4-202B1-4中所探测到的物体，本文将对其进行描述。在一个优选实施例中，每个扫描区域202A1-4-202B1-4均包括4至11个地址单元220(所示实施例中的每个扫描区域202A1-4-202B1-4中包括六个地址单元220)，然而每个扫描区域202A1-4-202B1-4中可包括更多的或更少的地址单元220。
历史区域204也包括多个地址单元222。历史区域204的第一部分2040A中的地址单元222可为扫描区域202A1-4-202B1-4的地址单元220的延续。地址单元222被用于跟踪从扫描区域202A1-4-202B1-4进入历史区域204的物体，本文将对其进行描述。
图15A-15C中的环境200中示出了第一及第二物体272、274。该些物体272、274在操作期间由障碍物传感器76探测到，并且障碍物传感器76将关于所述物体272、274的传感器数据发送至控制器103。控制器103使用所述传感器数据以根据来自障碍物传感器76的传感器数据将物体272、274分配至限定于扫描区域202内的地址单元220。一旦物体272、274离开扫描区域202且进入历史区域204，物体272、274就被分配至历史区域204中的地址单元222。
地址单元220、222被用于在车10移动时在环境200中跟踪物体272、274。也就是说，当车10移动时，控制器103通过使用来自障碍物传感器76的随后的传感器数据而跟踪物体272、274，以将物体272、274重新分配至相邻的地址单元220，和/或通过使用航位推算法将物体272、274重新分配至相邻的地址单元220、222。通过将物体272、274重新分配至相邻的地址单元220、222，控制器103能够确定物体272、274距离车10的更新的轴向距离。控制器103还能够通过使用随后的传感器数据和/或航位推算法确定物体272、274距离车10的更新的横向距离。在一个优选实施例中，物体272、274由控制器103跟踪直至其不再被确定为位于环境200中。
应指出的是，若障碍物传感器76在从传感器76以一定角度向下指向地板的扫描平面中扫描，则在扫描区域202A1-4-202B1-4的一者或多者中所探测到的某些物体在相邻的扫描区域中可能不能被探测到，即使所述物体位于所述相邻的扫描区域的轴向范围内。例如，较短的物体在扫描区域202A1内可被障碍物传感器76探测到，但是当进入相邻区域202A2的轴向范围后可能不能被障碍物传感器76探测到。尽管障碍物传感器76所提供的传感器数据可能未表明物体处于区域202A2中，亦即，由于物体位于传感器76的扫描平面之下，但是仍然经由航位推算法跟踪环境200中的物体。
参考图16A-16C，示出了限定于环境200内的示例性行动区域280。行动区域280可用于执行各种转向策略，本文将对其进行描述。所示实施例中的行动区域280分为左及右行动区域282、284，其中左行动区域282位于车10的中心轴线CA的左侧，且右行动区域284位于车10的中心轴线CA的右侧。
图16A-16C中所示的示例性行动区域280包括左及右停止区域300、302，左及右非转向区域304、306，左及右转向区域308、310，以及左及右紧靠区域312、314。
所述左及右停止区域300、302位于车10的前面且紧靠车10的侧边。若在所述左及右停止区域300、302的一者中探测到物体，则控制器103将启动制动操作以使车10停止。
从停止区域300、302横向向外为所述左及右非转向区域304、306。所述左及右非转向区域304、306包括前部及后部部分304A、306A及304B、306B。非转向区域304、306的前部部分304A、306A可包括非转向区域304、306的扫描部分，亦即，非转向区域304、306的对应于扫描区域202的部分，而非转向区域304、306的后部部分304B、306B可包括非转向区域304、306的非扫描部分，亦即，非转向区域304、306的对应于历史区域204的第二部分2040B的部分。若在非转向区域304、306的一者中探测到物体，则控制器103将不允许车辆转向其中探测到物体的非转向区域304、306，直至物体移动出相应的非转向区域304、306。
从非转向区域304、306横向向外为所述左及右转向区域308、310。左及右转向区域308、310包括前部及后部部分308A、310A及308B、310B。转向区域308、310的前部部分308A、310A可包括转向区域308、310的扫描部分，亦即，转向区域308、310的对应于扫描区域202的部分，而转向区域308、310的后部部分308B、310B可包括转向区域308、310的非扫描部分，亦即，转向区域308、310的对应于历史区域204的第二部分2040B的部分。若在转向区域308、310的后部部分308B、310B的一者中探测到物体，则控制器103允许车辆转向其中探测到物体的转向区域308、310，亦即，直至所探测到的物体进入相邻的非转向区域304、306，此时控制器103将不允许车10另外地转向相应的非转向区域304、306，且此时控制器103可执行另一转向策略，本文将对其进行描述。应指出的是，在一个优选实施例中，若在转向区域308、310的前部部分308A、310A中探测到物体，则控制器103将不执行使车10转向所述转向区域308、310的转向策略，即使控制器103可被编程为执行此类转向策略。
从转向区域308、310横向向外为所述左及右紧靠区域312、314。紧靠区域312、314可被控制器103使用于相对于选定物体驾驶车10，以使车能够被大体上保持于距离选定物体的期望距离处，本文将参考图17A-17C对其进行描述。如图16A-16C及17A-17C中所示，左及右紧靠线312A、314A限定紧靠区域312、314的侧向内边界。
选定的行动区域280或其部分可被控制器103使用，以执行另外的转向策略。例如，非转向区域304、306及转向区域308、310的全部或部分可限定相应的左及右驶离区域316、318。例如，驶离区域316、318可由非转向区域304、306以及转向区域308、310的前部部分308A、310A而非后部部分308B、310B限定。若物体例如经由航位推算法被探测为或以其它方式被确定为位于驶离区域316、318的一者中，则车10可驶离所述物体，只要另一物体不位于车10的对立侧边上的停止区域300、302，非转向区域304、306，或转向区域308、310的前部部分308A、310A中。应指出的是，本文所描述及说明的示例性驶离区域316、318可由其它行动区域280或其部分限定。
控制器103可基于某些预定条件的发生而执行各种转向策略。当物体被障碍物传感器76探测为位于扫描区域202内且被确定为位于左或右紧靠线312A、314A以内时，第一示例性事件发生。若物体被探测为位于扫描区域202内且位于所述左或右紧靠线312A、314A以内，在控制器103将尝试使车10驶离所探测到的物体，只要此转向策略被允许，亦即，只要车10的对立侧边上的停止区域300、302，非转向区域304、306，或转向区域308、310的前部部分308A、310A内未探测到第二物体。
当物体例如经由航位推算法被探测为或以其它方式被确定为位于非转向区域304、306内且所述物体位于环境200的前边缘200A及与车10相关联的预定轴向位置L5之间时，参见图16A-16C，第二示例性事件发生。与车10相关联的预定位置L5可限定于例如叉16从车10延伸处的轴向位置。可替代地将预定轴向位置L5相对于离环境200的前边缘200A的预定距离来限定。当发生根据本示例的事件时，控制器103将尝试驶离所探测到的物体，只要此转向策略被允许，亦即，只要车10的对立侧边上的停止区域300、302，非转向区域304、306，或转向区域308、310的前部部分308A、310A内未探测到第二物体。
当障碍物传感器76在左紧靠线312A以内探测到第一物体且障碍物传感器76在右紧靠线314A以内探测到第二物体时，第三示例性事件发生。在这种情况下，控制器103将执行转向策略以将车10维持于笔直的方向上直至发生以下条件中的一种：所述物体中的一者移动至相应的紧靠线312A、314A外部；所述物体中的一者进入转向区域308、310的后部部分308B、310B；所述物体中的一者离开环境200；或所述物体中的一者进入停止区域300、302。该些实例中的一者发生时，控制器103可根据物体的位置执行另一转向策略或启动制动操作。
当控制器103执行“紧靠”策略时发生第四示例性事件。以下将参考图17A-17C对与紧靠策略相关的更多细节进行描述。
继续参考图16A-16C，将对控制器103在车10的移动期间执行的示例性转向策略进行描述。如本文所详细讨论的，车10可响应于接收遥控无线行进要求(亦即，从无线发射器)而行进。替代地，车10可滑行至停止或由驾驶员或正在车10旁边行走的行人手动驾驶。
在图16A中，障碍物传感器76在扫描区域202中探测到第一及第二物体272、274。障碍物传感器76将包括第一及第二物体272、274的有关信息的传感器数据发送至控制器103。所述传感器数据包括代表物体272、274位于扫描区域202A1-4、202B1-4(参见图15A-15C)中的哪一者的数据。所述传感器数据还包括代表物体272、274离参考坐标RC(亦即，所示实施例中的车10的中心轴线CA)的横向距离的数据。
在图16A中，第一物体272的横向最内侧部分被确定为位于扫描区域202中且在左紧靠区域312中位于左紧靠线312A以外，且第二物体274的横向最内侧部分被确定为位于扫描区域202中且在右转向区域310的前部部分310A中位于右紧靠线314A以内。应指出的是，尽管第一物体272的一部分位于左紧靠区域312外面且第二物体274的一部分位于右紧靠区域314中，但是控制器103可主要关注任一所探测到的物体的横向最靠近车10的部分。根据从传感器数据所获取的物体位置信息，确定第二物体274的横向最内侧部分相比第一物体272的横向最内侧部分更靠近车10的中心轴线CA。根据图16A中第一及第二物体272、274的位置，控制器103将自动执行转向策略以使车10驶向第一物体272，以便使车10驶离第二物体274。
车10持续地驶向第一物体272且驶离第二物体274直至发生以下两种条件中的一种。第一条件为第一物体272(或被确定为处于环境200中的另一物体)进入左行动区域282的预定部分。所述左行动区域282的预定部分包括左行动区域282的其中确定为不允许使车10进一步驶向第一物体272的部分。所述示例性实施例中的左行动区域282的所述预定部分为左转向区域308的前部部分308A或左非转向区域304的后部部分304B，但是可为其它左行动区域282或其部分。第二条件为第二物体274(以及被确定为处于右行动区域284中的其它任何物体)完全地离开右行动区域284的预定部分。所述右行动区域284的预定部分包括右行动区域284的其中确定为不需要使车10进一步驶离第二物体274的部分。若第二物体274处于扫描区域202中，则所示实施例中的右行动区域284的所述预定部分为右转向区域310的前部部分310A，亦即，以使第二物体274完全地位于右紧靠线314A以外，或者若第二物体274处于历史区域204的第二部分2040B中，则所述预定部分为位置L5前面的右非转向区域306的后部部分306B，但是可为其它右行动区域284或其部分。
在图16B中，示出了第一条件被满足时的情况，亦即，第一物体272进入左转向区域308的前部部分308A。当第一及第二物体272及274均位于扫描区域202中以使其被障碍物传感器76主动探测到时，且当第一物体272的横向最内侧部分处于左转向区域308的前部部分308A中而第二物体的横向最内侧部分处于右转向区域310的前部部分310A中时，控制器103将执行转向策略以使车10将保持笔直的方向。如上所述，车10将保持笔直的方向直至发生以下条件中的一种：物体272、274中的一者的横向最内侧部分移动至紧靠线312A、314A以外；物体272、274中的一者的横向最内侧部分进入转向区域308、310的后部部分308B、310B；或者所述物体中的一者离开环境200。
在图16C中，第二物体274的横向最内侧部分显示为已经进入右转向区域310的后部部分310B。在这种情况下，第二物体274已经从在区域202中被障碍物传感器76扫描变为在历史区域204的第二部分2040B中不被扫描，因此由航位推算法跟踪。由于第一物体272的横向最内侧部分位于左转向区域308的前部部分308A中且第二物体274位于右转向区域310的后部部分310B中，所以控制器103自动地执行转向策略以使车10驶离第一物体272以便使车10驶向第二物体274。车10将继续驶离第一物体272且驶向第二物体274直至发生以下示例性条件中的一者：第一物体272的横向最内侧部分进入左转向区域308的后部部分308B；第一物体272完全位于左紧靠线312A以外；或者直至一物体被确定为处于右非转向区域306或右转向区域310的前部部分310A中。若该些事件中的一者发生，则控制器103如本文所述可执行随后的转向策略。
如上文所述，若第一和/或第二物体272、274在操作期间的任一时刻进入停止区域300、302中的一者，则控制器103将启动制动操作以使车10停止。
图17A-17C为执行根据本发明另一方面转向策略的车10的连续视图。将结合以上参考图16A-16C所述的行动区域280对图17A-17C进行讨论。如本文所详细讨论的，车10可响应于接收遥控无线行进要求(亦即，从无线发射器接受)而行进。替代地，车10可滑行至停止或由驾驶员或正在车10旁边行走的行人手动驾驶。
在图17A中，障碍物传感器76在扫描区域202中探测到选定物体276。障碍物传感器76将包括选定物体276的有关信息的传感器数据发送至控制器103。所述传感器数据包括代表选定物体276位于扫描区域202A1-4、202B1-4(参见图15A-15C)中的哪一者的数据。所述传感器数据还包括代表选定物体276离参考坐标RC(亦即，所示实施例中的车10的中心轴线CA)的横向距离的数据。选定物体276可为具有大体上沿轴向延伸的横向内边缘部分276A的货架或堆积产品面，然而应理解的是，选定物体276可为其它物体。
在图17A中所示的环境200中，以来自障碍物传感器76的传感器数据为基础，确定选定物体276的边缘部分276A处于右转向区域310中。以图17A中所示的选定物体276的所探测到的位置为基础，控制器103为了使车10转向而自动实行转向策略以使车10驶离选定物体276，从而将车10大体上保持于离选定物体276的边缘部分276A的期望距离处，亦即，以使车10“紧靠”选定物体276的边缘部分276A。在一实施例中，转向策略的目的可为使选定物体276至少部分地保持于右紧靠区域314中。另外地或替代地，转向策略的目的可为使选定物体276的部分(例如，其边缘部分276A)大体上保持于与右紧靠区域314相关联的右紧靠线314A上。
在所示示例性实施例中，转向策略的目的为持续地使车10驶离选定物体276直至选定物体276至少部分地保持于右紧靠区域314中且直至选定物体276的边缘部分276A大体上保持于右紧靠线314A上。
参考图17B，示出了其中车10“射过”右紧靠线314A以使得选定物体276的边缘部分276A越过右紧靠线314A的示例性情况。在这种情况下，控制器103自动执行转向策略以使车10驶向选定物体276直至选定物体276的边缘部分276A被保持于右紧靠线314A上。应指出的是，由于在图17B中选定物体276没有任何部分位于右非转向区域306中或右转向区域310的前部部分310A中，所以允许车10转向选定物体276。
在图17C中，在执行完使车10驶向选定物体276以使选定物体276的边缘部分276A位于右紧靠线314A上的转向策略后，控制器103执行转向策略以获得车10沿轴向方向(亦即，平行于中心轴线CA)的笔直的方向，从而将选定物体276的边缘部分276A保持于右紧靠线314A上。车10继续笔直地行进直至选定物体276不再被确定为处于环境200中，或直至选定物体276的边缘部分276A不再被确定为位于右紧靠线314A上，此时控制器103可执行转向策略以使右紧靠线314A与选定物体276的边缘部分276A一致。
根据一个实施例，若有多个物体位于环境200内，则选定物体276可为被确定为最靠近左紧靠线312A或右紧靠线314A的物体。替代地，选定物体276可为障碍物传感器76在扫描区域202中所探测到的第一物体，或被确定为位于转向区域308、310及非转向区域304、306中的至少一者中的第一物体。作为另一示例，选定物体276可为被确定为在沿横向方向测量时是环境200内距离车10最近的物体的物体。
另外地，控制器103可为可编程的以仅在所述左及右紧靠区域312、314的选定的一者中探测到物体时才执行转向策略以“紧靠”选定物体。例如，可能期望车10仅紧靠位于车10的右侧的物体。在这种布置方式下，车10可按受控制方式沿通道右侧行进，而另一车在通道另一侧上沿相反方向行进。作为另一示例，若操作员将仅挑拣位于通道右侧的物品，则车10可仅紧靠车10的右侧的货架或堆积产品面，以便使操作员从货架至车10所须行走的的距离最小化。
另外地，在一个实施例中，控制器103可仅在授权后才执行本文所述的紧靠策略。例如，操作员可按下可位于车10上或本文所述的遥控设备上的按钮。在接收到执行紧靠策略的授权后，控制器103进入“获取紧靠”模式，其中控制器103寻找扫描区域202中要紧靠的物体。另外地，操作员可指定紧靠优先项，例如是紧靠车10的左侧或右侧的物体、扫描区域202中所探测到的第一物体还是被确定为最靠近车10的中心轴线CA的物体等。另外地，一旦被紧靠的物体不再位于环境200内，则车可继续在笔直方向上前进直至障碍物传感器76探测到要紧靠的新物体。若障碍物传感器76在环境200内探测到新物体，则控制器103可被编程为自动紧靠所述新物体，或控制器103可需要由操作员授权。
此外，本文参考图17A-17C所描述的与紧靠区域312、314相关使用的紧靠策略可与上文参考图16A-16C所描述的其它行动区域280结合使用。
因此，以上参考本方面的实施例对本申请案的发明进行了详细地描述，很显然的是，可存在其它修正及变型而不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围。

Claims (49)

1.一种用于使材料搬运车辆自动执行转向策略的方法，包括：
通过材料搬运车辆上的控制器从至少一个传感设备接收传感器数据；
探测选定物体位于接近车辆的环境中的情况；以及
通过驾驶车辆以使车辆大体上保持于离选定物体的期望距离处而执行转向策略，
其中，执行转向策略在由操作员授权这样做后由控制器执行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，操作员指定是使车辆大体上保持于离在车辆左侧的物体的期望距离处还是使车辆大体上保持于离在车辆右侧的物体的期望距离处。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，操作员通过启动位于车辆上或位于与车辆相关联的遥控设备上的结构来授权转向策略。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，操作员启动结构包括按下位于车辆上或位于遥控设备上的按钮。
5.一种用于使材料搬运车辆执行转向策略的方法，包括：
通过材料搬运车辆上的控制器从至少一个传感设备接收传感器数据；
探测选定物体位于接近车辆的环境中的情况；
响应于操作员启动的要求，由控制器执行转向策略，引起车辆转向以使车辆大体上保持于离选定物体的期望距离处，其中操作员指定是使车辆大体上保持于离在车辆左侧的物体的期望距离处还是使车辆大体上保持于离在车辆右侧的物体的期望距离处。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，执行转向策略包括控制器驾驶车辆以使选定物体至少部分地保持于限定于所述环境内的紧靠区域中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，执行转向策略还包括驾驶车辆以使选定物体的至少部分大体上保持于与紧靠区域相关联的紧靠线上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：
若选定物体的横向最内侧部分横向地位于紧靠线与车辆之间，则车辆自动驶离选定物体直至选定物体的横向最内侧部分位于紧靠线上，此时车辆被自动转向至期望方向；以及
若选定物体的横向最内侧部分横向地位于紧靠线的不同于车辆的另一侧上，则车辆自动驶向选定物体直至选定物体的横向最内侧部分位于紧靠线上，此时车辆被自动操纵至期望方向。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述期望方向大体上位于平行于车辆的中心轴线的轴向方向。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述紧靠区域沿平行于车辆的中心轴线的轴向方向延伸且紧靠区域从车辆的一侧横向地移置。
11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述环境包括第一紧靠区域及第二紧靠区域，所述第一紧靠区域从车辆的左侧横向地移置且所述第二紧靠区域从车辆的右侧移置。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述环境还包括：
从相应的第一紧靠区域及第二紧靠区域横向向内的第一停止区域及第二停止区域，其中，若在停止区域中探测到物体，则使车辆启动制动操作；
从相应的停止区域横向向外的第一非转向区域及第二非转向区域，其中，若在非转向区域的至少部分中探测到物体，则不允许使车辆转向其中探测到物体的非转向区域；以及
横向地位于相应的非转向区域及相应的紧靠区域之间的第一转向区域及第二转向区域，其中，若在转向区域的至少部分中探测到物体，则允许车辆转向其中探测到物体的转向区域。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述选定物体为在转向区域及非转向区域中的至少一者中探测到的第一物体。
14.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，探测选定物体位于接近车辆的环境中的情况包括探测选定物体位于所述环境的扫描区域中的情况，其中，通过所述至少一个传感设备扫描所述扫描区域。
15.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述选定物体为当沿与车辆的中心轴线垂直的横向方向测量时被确定为所述环境内距车辆最近的物体的物体。
16.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述选定物体为在限定于所述环境中的扫描区域中探测到的第一物体，其中，通过所述至少一个传感设备扫描所述扫描区域。
17.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述选定物体包括具有大体上沿轴向延伸的边缘部分的货架及堆积产品面中的一者，以使所述车辆大体上保持于距货架或堆积产品面的边缘部分的期望距离处。
18.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，操作员通过启动位于车辆上或位于与车辆相关联的遥控设备上的结构来授权转向策略。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，操作员启动结构包括按下位于车辆上或位于与车辆相关联的遥控设备上的按钮。
20.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，执行转向策略包括控制器引起车辆转向以使车辆大体上保持于离选定物体的期望距离处，直到预定事件发生。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述预定事件包括以下至少一项：
选定物体离开限定于所述环境内的紧靠区域；
选定物体离开所述环境内；以及
第二物体进入限定于所述环境内的转向区域的预定部分。
22.一种具有探测区域控制的材料搬运车辆，包括：
用于驱动车辆的动力单元；
位于车辆上的至少一个非接触式障碍物传感器，所述至少一个非接触式障碍物传感器能操作以扫描位于接近车辆的环境中的扫描区域，所述环境包括所述扫描区域及历史区域；以及
控制器，所述控制器构造用于接收从所述至少一个非接触式障碍物传感器获得的信息并且根据所接收的信息在所述环境内限定至少两个区域，所述至少两个区域包括至少一个停止区域和至少一个驶离区域，其中所述控制器：
如果在所述至少一个停止区域内探测到物体，则执行停止动作以使车辆停止；
执行转向策略以使车辆驶离在所述至少一个驶离区域内探测到的物体；以及
跟踪被确定为位于历史区域中的物体直到所述物体不再位于所述环境中。
23.根据权利要求22所述的材料搬运车辆，其特征在于，所述至少一个停止区域和所述至少一个驶离区域各限定一个至少部分地位于车辆的向前行进方向之前的区域。
24.根据权利要求23所述的材料搬运车辆，其特征在于，所述至少一个停止区域包括所述区域中的离车辆的中心轴线最近的最近区域。
25.根据权利要求24所述的材料搬运车辆，其特征在于，所述至少一个驶离区域包括在所述至少一个停止区域相对两侧上从所述至少一个停止区域横向地向外设置的左驶离区域和右驶离区域。
26.根据权利要求25所述的材料搬运车辆，其特征在于，所述历史区域包括从相应左驶离区域和右驶离区域横向地向外设置的区域。
27.根据权利要求22所述的材料搬运车辆，其特征在于，所述至少一个非接触式障碍物传感器包括至少一个激光传感器。
28.根据权利要求22所述的材料搬运车辆，其特征在于，被确定为处于历史区域中但是未被所述至少一个非接触式障碍物传感器探测到的物体由控制器利用航位推算法追踪，直到所述物体不再位于所述环境中。
29.根据权利要求22所述的材料搬运车辆，其特征在于，所述扫描区域：
包括所述至少一个停止区域和所述至少一个驶离区域；并且
在所述车辆运行期间，由所述至少一个非接触式障碍物传感器主动扫描。
30.根据权利要求29所述的材料搬运车辆，其特征在于，所述历史区域的至少一部分位于所述扫描区域后方，而非所述扫描区域的部分。
31.根据权利要求30所述的材料搬运车辆，其特征在于：
所述历史区域的位于所述扫描区域后方的部分包括多个地址单元，所述多个地址单元沿着由所述车辆的中心轴线限定的轴向方向彼此相邻设置；并且
在所述车辆运动期间，在所述历史区域的位于所述扫描区域后方的部分中被跟踪的物体被使用航位推算法重新分配至相邻的地址单元，以便更新物体相对于车辆的轴向距离。
32.根据权利要求22所述的材料搬运车辆，其特征在于，所述环境由以下因素限定：
从所述车辆的前面移置一预定距离的前边缘；
位于所述车辆的前面之后的后边缘；
从所述车辆的中心轴线移置一预定距离的左边缘；以及
从所述车辆的中心轴线移置一预定距离的右边缘。
33.根据权利要求22所述的材料搬运车辆，还包括在所述车辆处的接收器，所述接收器用于接收来自对应遥控设备的发射信号，所述发射信号至少包括指示要求车辆行进的行进要求的第一类信号。
34.根据权利要求33所述的材料搬运车辆，其中所述控制器还构造用于当在车辆开始行进之前在所述至少一个停止区域内探测到物体时拒绝执行遥控行进要求。
35.根据权利要求22所述的材料搬运车辆，其特征在于，所述至少一个驶离区域包括至少一个转向区域和至少一个非转向区域，其中：
若在所述至少一个非转向区域中探测到物体，则控制器不允许使车辆转向物体，直到所述物体移出相应的非转向区域；以及
若在所述至少一个转向区域中探测到物体，则控制器允许使车辆转向物体。
36.一种用于材料搬运车辆的多探测区域控制系统，其包括：
位于车辆上的至少一个非接触式障碍物传感器，所述至少一个非接触式障碍物传感器能操作以扫描位于接近车辆的环境中的扫描区域，所述环境包括所述扫描区域及历史区域；以及
控制器，所述控制器构造用于接收从所述至少一个非接触式障碍物传感器获得的信息并且根据所接收的信息在所述环境内限定至少两个区域，所述至少两个区域包括至少一个停止区域和至少一个驶离区域，其中所述控制器：
如果在所述至少一个停止区域内探测到物体，则执行停止动作以使车辆停止；
执行转向策略以使车辆驶离在所述至少一个驶离区域内探测到的物体；以及
跟踪被确定为位于历史区域中的物体直到所述物体不再位于所述环境中。
37.根据权利要求36所述的多探测区域控制系统，其特征在于，所述至少一个停止区域和所述至少一个驶离区域各限定一个至少部分地位于车辆的向前行进方向之前的区域。
38.根据权利要求37所述的多探测区域控制系统，其特征在于，所述至少一个停止区域包括所述区域中的离车辆的中心轴线最近的最近区域。
39.根据权利要求38所述的多探测区域控制系统，其特征在于，所述至少一个驶离区域包括在所述至少一个停止区域相对两侧上从所述至少一个停止区域横向地向外设置的左驶离区域和右驶离区域。
40.根据权利要求39所述的多探测区域控制系统，其特征在于，所述历史区域包括从相应左驶离区域和右驶离区域横向地向外设置的区域。
41.根据权利要求39所述的多探测区域控制系统，其特征在于，所述扫描区域：
包括所述至少一个停止区域和所述至少一个驶离区域；并且
在所述车辆运行期间，由所述至少一个非接触式障碍物传感器主动扫描。
42.根据权利要求41所述的多探测区域控制系统，其特征在于，所述历史区域的一部分位于所述扫描区域后方，而非所述扫描区域的部分。
43.根据权利要求42所述的多探测区域控制系统，其特征在于，被确定为处于历史区域中但是未被所述至少一个非接触式障碍物传感器探测到的物体由控制器利用航位推算法追踪，直到所述物体不再位于所述环境中。
44.根据权利要求43所述的多探测区域控制系统，其特征在于：
所述历史区域包括多个地址单元，所述多个地址单元沿着由所述车辆的中心轴线限定的轴向方向彼此相邻设置；并且
在所述车辆运动期间，在所述历史区域的位于所述扫描区域后方的部分中被跟踪的物体被使用航位推算法重新分配至相邻的地址单元，以便更新物体相对于车辆的轴向距离。
45.根据权利要求36所述的多探测区域控制系统，其特征在于，所述至少一个非接触式障碍物传感器包括至少一个激光传感器。
46.根据权利要求36所述的多探测区域控制系统，其特征在于，所述至少一个驶离区域包括至少一个转向区域和至少一个非转向区域，其中：
若在所述至少一个非转向区域中探测到物体，则控制器不允许使车辆转向物体，直到所述物体移出相应的非转向区域；以及
若在所述至少一个转向区域中探测到物体，则控制器允许使车辆转向物体。
47.根据权利要求36所述的多探测区域控制系统，还包括在所述车辆处的接收器，所述接收器用于接收来自对应遥控设备的发射信号，所述发射信号至少包括指示要求车辆行进的行进要求的第一类信号。
48.根据权利要求47所述的多探测区域控制系统，其中所述控制器还构造用于当在车辆开始行进之前在所述至少一个停止区域内探测到物体时拒绝执行遥控行进要求。
49.根据权利要求36所述的多探测区域控制系统，其特征在于，所述环境由以下因素限定：
从所述车辆的前面移置一预定距离的前边缘；
位于所述车辆的前面之后的后边缘；
从所述车辆的中心轴线移置一预定距离的左边缘；以及
从所述车辆的中心轴线移置一预定距离的右边缘。
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