CN104813139B - 用于设施的系统和用于操作系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于设施的系统和一种用于操作系统的方法，该系统包括位置不动地布置的发送‑接收模块和带有发送‑接收模块的车辆，其特征在于，各发送接收模块包括可控光源和光传感器，从而能够在车辆和位置不动地布置的模块之间进行数据传递。

Description

用于设施的系统和用于操作系统的方法
技术领域
本发明涉及一种用于设施的系统和用于操作系统的方法。
背景技术
具有用于室内照明的照明装置的设施是广泛公开的。
发明内容
因此本发明的目的是进一步改进具有无接触式数据传递特征的设施。
根据本发明，该目的由具有根据权利要求1所述特征的设施和根据权利要求12所述特征的方法实现。
本发明在用于设施的系统方面的重要特征是，该系统包括位置不动地布置(位置固定)的发送-接收模块和带有发送-接收模块的车辆，
其中各自的发送-接收模块都具有可控光源和光传感器，从而能够在车辆和位置不动地布置的模块之间进行数据传递。
在此有利的是，为进行照明而布置的光源也可以被用于数据传递。此外，优选沿竖直方向进行数据传递，其中在该方向上不存在光的障碍物。通过对光的调制可以实现对干扰辐射的不敏感性。
在一种有利的实施方案中，所使用的光是可见光或红外光。在此有利的是可以使用简单低成本的传感器—尤其是光电二极管或光电晶体管，和光源—尤其是LED灯。在此可以使用阵列，即大量电联接的光源和/或传感器。
在一种有利的实施方案中，可以双向进行数据传递。在此有利的是，可以无接触地实现数据总线。
在一种有利的实施方案中，由相应模块所发出的光锥与另一模块的光锥重叠(交叠)。在此有利的是，可以在定位时实现更高的分辨率。
在一种有利的实施方案中，车辆具有存储器，其中存储了位置不动地布置的模块的位置和/或分配给这些位置的区域，也就是位置区域，
其中所述位置不动地布置的模块分别向车辆传递识别(身份)信息，使得车辆从位置不动地布置的模块的识别信息中确定所存储的位置或所分配的区域。在此有利地是，还能够基于所接收到的发送器的识别信息并借助于地图确定发送器的位置以及光锥。以这种方式可以确定车辆所处的位置区域。在多个发送器的发送光锥重叠的情况下可以实现更高的分辨率，也就可以更准确地确定位置区域。
在一种有利的实施方案中，每个模块都具有两个偏光箔，它们具有偏光方向，
其中第一偏光箔覆盖第一可控光源和第一光传感器，第二偏光箔覆盖第二可控光源和第二光传感器。在此有利的是，能够以更简单地方式探测到车辆的朝向。
在一种有利的实施方案中，以位置不动的方式并且/或者在车辆上设有用于确定所述朝向的装置，该装置尤其包括评估装置，该评估装置被输入来自第一和第二光传感器的信号。在此有利的是，能够借助于被偏光的光线确定朝向。
在一种有利的实施方案中，为了进行数据传递，对相应的可控光源的光线强度进行调制，
尤其是以在100kHz和10MHz之间的频率进行调制。在此有利的是，利用人眼仅能够识别到照明，同时还实现了高的数据传递率。
在一种有利的实施方案中，位置固定地布置的该可控光源还起到所述设施的照明的作用。在此有利的是，用于数据传递的发送装置同时也可以作为照明装置使用。
在一种有利的实施方案中，设置在车辆上的模块设置在该车辆的上侧。在此有利的是，在发送器和接收器之间在竖直方向上不存在障碍物。
在一种有利的实施方式中，所述位置不动地布置的可控光源由电缆线供电，该缆线具有用于给光源供电的第一电流分量和被以比第一电流分量的频率高的频率调制的用于数据传递的第二电流分量，
所述缆线与中央控制器连接。在此有利的是，可以省掉信号传递线。
在用于操作系统的方法中的重要优点是，在车辆和位置不动地布置的模块之间借助于光线调制来传递数据，
和/或由所有的位置不动地布置的模块同时发出同步信号，尤其是用于车辆或位置不动地布置的机器的同步信号，其中所述车辆和机器每个都具有用于探测由相应模块的一个或多个可控光源所发出的光的光传感器。
在此有利的是，可以以简单方式传递数据和同步线圈，尤其是向车辆和位置不动地布置的机器传递。
在一种有利的实施方案中，从位置不动地布置的模块发出被偏光的光，
其中在车辆上设有用于确定偏光方向的装置，其中该装置具有第一光传感器和第二光传感器，该第一光传感器被第一偏光箔遮盖，该第二光传感器被第二偏光箔遮盖，
其中第一和第二偏光箔具有不同的偏光方向。在此有利的是，能够快速且简单地确定车辆关于零点方向，例如北方的朝向。
在一种有利的实施方案中，在车辆进入到相应的位置不动地布置的发送-接收模块的传感器的敏感区域中后，尤其是在车辆进入到该发送-接收模块的光锥可照射(照亮)到的位置区域中后，以及在借助于设置在位置不动地布置的发送-接收模块上的传感器探测到从车辆的发送-接收模块的可控光源发出的光后，控制所述位置不动地布置的发送-接收模块的可控光源，以使得至少是该位置区域得到照明，尤其是利用从位置不动地布置的发送-接收模块所发出的经过或未经过调制的光。在此有利的是，照亮每个车辆的周围，而不照亮那些可由光锥覆盖的、其中不存在车辆的特点区域，即位置区域，从而能够节省能量。
从属权利要求给出其他优点。本发明不局限于权利要求的特征组合。对本领域技术人员而言，存在其他对权利要求和/或单个权利要求特征和/或说明书特征和/或附图的合理组合方案，尤其是从任务提出和/或从通过与现有技术比较所提出的任务中。
附图说明
在此借助附图详述本发明：
图1示出了带有车辆1的、根据本发明的设施的概略侧视图。
图2示出了带有另一车辆1的、根据本发明的另一设施的概略侧视图的剖视图。
图3示出了光线强度I与车辆1的转动角之间的相关性。
图4中示出了车辆在两个转动角状态下的概略俯视图，这两种状态相对于彼此转了转动角度a。
具体实施方式
如图1所示，该设施具有底部(地板)8，该底部包括行驶表面，在该底部上可以行驶车辆1。
车辆1在其上侧具有发送-接收模块，该发送-接收模块一方面具有可控光源2，另一方面具有光传感器。在此所述光源和传感器或者利用红外光工作，或者利用可见光工作。发送光锥用附图标记5表示。
在该设施的内部空间的上侧设有发送-接收模块，这些发送-接收模块各自具有可控光源2，并且还具有光传感器。
在此，可由相应光源照射的区域—即发送光锥—用附图标记4表示。
因此，通过相应地控制光源2并由此影响对相应发出的光线强度的调制，可以通过强度调制后的光，尤其是可见光或红外光来实施双向的数据交换。
此外，从相应的光源还可以发射出强度信息，即关于所发出的光源的强度的信息。
通过借助于设置在车辆上的信号电子设备来评估所获取的信息，尤其是还识别出进行发射的光源的强度，可以识别出车辆的位置，也就是由发送光锥所照亮的区域。因此，这种位置确定的分辨率的大小范围仅是光源所能照到的区域的范围。如果存在发送光锥4的重合，那么甚至可以实现更好的分辨率，因为能够区分出两个相邻区域的重叠区域和只被光源(3、6)中的一个光源所照射的区域。
通过缆线7向光源供电，该缆线不仅供给电能，还具有待传递的数据，其方式是使用比向照明光源供给能量所用的那种频率更高频率的电流分量。照明光源连同其产生相应的控制信号的控制电子件在此是并联的并且借助于缆线7供电。
作为一种替代方案，每个照明光源(3、6)都直接借助于缆线由中央控制器供电，并且因此不需要任何产生控制信号的电子系统。因此由相应光源所发出的光线强度与由中央控制器所提供的电压成比例。
以类似的方式，可以使数据从车辆1传递至设置在光源(3、6)上的位置固定的光传感器上。因此光传感器接收从可控光源2发出的光线，并将所接收到的信号通过数据传递通道和/或通过缆线7传递给中央控制器。
所述可控光源(3、6)这样被控制，使得光源(3、6)中的第一光源在第一时间段内发射光线，第二光源在后续时间段内发射光线。利用这种方式甚至可以识别光线的相同的调制频率。
为传递信息，所述调制频率位于0.5MHz和5MHz之间。
在使用可见光时，所述设施的内部空间尤其被位置不动地布置的光源(3、6)照亮。因此所述设施的照明装置也用于数据传递。
借助于所述位置不动地布置的、可控的光源(3、6)可以发射出同步脉冲，该同步脉冲由所有的这些位置不动地布置的、可控的光源(3、6)同时发出。因此可以同步地操作多台机器，例如可以同步起动这些机器，并根据转速-加速斜坡(Drehzahl-Hochlauframpe)使它们同时达到额定转速。这一点例如在带有多个驱动装置的传动带上或者在由多个类似设计的车辆1共同执行运输任务时是重要的。在每种情况下，驱动装置或车辆1又都具有上面所述的光传感器。
因此不仅可以实施数据传递，还可以实施同步脉冲传递。
如图2示意所示，在根据本发明的另一示例性实施例中，可控光源(2、3、6)，也就是所述位置不动地布置的光源(3、6)和所述设置在车辆上的光源(2)都是加倍的，其中所述光源中的第一光源至少部分被第一偏光箔P1遮盖，所述第二光源至少部分被第二偏光箔P2遮盖。在此，偏光箔P1的偏光方向垂直于偏光箔P2的偏光方向。因此在对各第一光源进行控制时，能够以与在控制各第二光源时不同的偏光方向发射光线。
与各第一和第二光源(2、3、6)一起被偏光箔遮盖的还有分别属于相应的发送-接收模块的各第一光传感器和第二光传感器。在此，所述第一偏光箔P1不仅遮盖各第一光源，还遮盖各第一光传感器，所述第二偏光箔P2不仅遮盖各第二光源，还遮盖所述发送-接收模块的各第二光传感器。
如图4所示，由转动角α可以看出车辆1在驾驶平面中的朝向。该角度在此是相对于向北的方向进行测量的。
如图3所示，使用光传感器测量取决于转动角α的强度值，其中第一和第二光传感器的信号相互具有90°的角位移，其中第一光传感器布置在偏光箔P1之下，第二光传感器布置在偏光箔P2之下。
因此，如果所述可控光源3的相应第一光源发出光，那么该所发出的光的偏光方向由偏光箔P1决定。借助于由设置在车辆上的第一和第二光传感器所检测到的光线强度值，可以确定出车辆的朝向，其中优选使用根据图3的特征曲线。
偏光箔P1和P2基本相互平行布置。
为了提高朝向测量的准确性，在一时间段后关闭可控光源3的各第一光源，并打开可控光源的第二光源。然后还根据图3的特征曲线确定朝向。
通过额外对光源的调制，同时还可以在确定朝向时传递信息。
为了进行从车辆到位置不动地布置的中央控制器的数据传递，控制车辆的布置在偏光箔P1后面的第一可控光源，并通过布置在发送-接收模块3的偏光箔P1后面的第一光传感器和布置在同一发送-接收模块3的偏光箔P2后面的第二光传感器探测所产生的光线。因此又能够传递数据，并且甚至能够从位置不动的侧出发同时确定车辆的朝向。因此能够传递确定车辆朝向的结果，并且能够减小通过形成平均值进行确定的数据误差。在此，还将从车辆测量出的朝向数值与从位置不动的侧测量出的朝向数值相结合。
车辆1也实施为无人驾驶的运输系统(FTS)和/或自动导向的车辆(AGV)。
在根据本发明的另一示例性实施例中，还存在另一位置获取系统，从而能够在上述位置确定时借助于照明区域实现更高的分辨率。
附图标记列表
1 车辆
2 可控光源
3 可控光源
4 发送光锥
5 发送光锥
6 可控光源
7 缆线
8 带有驾驶面的底部
P1 第一偏光过滤器
P2 第二偏光过滤器
I 光线强度
α 转动角。

Claims (19)

1.一种用于车辆的系统，该系统包括位置不动地布置的发送-接收模块和带有发送-接收模块的车辆，其中，各个发送-接收模块具有可控光源和光传感器，从而能在车辆和位置不动地布置的发送-接收模块之间进行数据传递，其特征在于，每个发送-接收模块都具有两个偏光箔，这两个偏光箔的偏光方向不同，其中第一偏光箔遮盖第一可控光源和第一光传感器，第二偏光箔遮盖第二可控光源和第二光传感器。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所使用的光是可见光或红外光。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，能够双向地进行数据传递。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，由一个位置不动地布置的发送-接收模块发射的光锥与另一个发送-接收模块的光锥重叠。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述位置不动地布置的发送-接收模块具有用于控制可控光源的装置，其中，在车辆进入到位置不动地布置的发送-接收模块的传感器的敏感区域中后，以及在已借助于设置在位置不动地布置的发送-接收模块上的传感器探测到由车辆的发送-接收模块发射的光后，所述用于控制可控光源的装置控制该可控光源，使得至少该敏感区域得到照明。
6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述位置不动地布置的发送-接收模块具有用于控制可控光源的装置，其中，在车辆进入到能由光锥覆盖的位置区域中后，以及在已借助于设置在位置不动地布置的发送-接收模块上的传感器探测到由车辆的发送-接收模块发射的光后，所述用于控制可控光源的装置控制该可控光源，使得至少该位置区域得到照明。
7.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，车辆具有存储器，该存储器中存储了位置不动地布置的发送-接收模块的位置和/或分配给这些位置的区域，也就是位置区域，
其中，所述位置不动地布置的发送-接收模块各自向车辆传递识别信息，使得该车辆从位置不动地布置的发送-接收模块的识别信息中确定所存储的位置或所分配的区域。
8.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，以位置不动的方式并且/或者在车辆上设有用于确定车辆的朝向的装置。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述用于确定车辆的朝向的装置具有评估装置，该评估装置被输入来自第一和第二光传感器的信号。
10.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，为了进行数据传递，对相应的可控光源的光线强度进行调制。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述调制利用在100kHz和10MHz之间的频率进行。
12.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述可控光源还起到所述车辆的照明的作用。
13.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，设置在车辆上的所述发送-接收模块设置在该车辆的上侧。
14.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述可控光源由电缆线供电，该电缆线具有用于给这些光源供电的第一电流分量和用于数据传递的第二电流分量，该第二电流分量被以比第一电流分量的频率高的频率调制，其中该电缆线与中央控制器连接。
15.用于操作根据前述权利要求中任一项所述的系统的方法，其中，在车辆和位置不动地布置的发送-接收模块之间借助于光调制来传递数据，和/或从所有的位置不动地布置的发送-接收模块同时发出同步信号，其中所述车辆具有用于探测由相应模块的一个或更多个可控光源所发出的光的光传感器，
其特征在于，从位置不动地布置的发送-接收模块发出被偏光的光，
其中在车辆上设有用于确定光线的偏光方向的装置，该装置包括第一光传感器和第二光传感器，该第一光传感器被第一偏光箔遮盖，该第二光传感器被第二偏光箔遮盖，
其中该第一偏光箔和该第二偏光箔具有不同的偏光方向。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在车辆进入到相应位置不动地布置的发送-接收模块的传感器的敏感区域中后，以及在借助于设置在位置不动地布置的发送-接收模块上的传感器探测到从车辆的发送-接收模块的可控光源所发出的光后，控制所述位置不动地布置的发送-接收模块的可控光源，以便至少使该敏感区域得到照明。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在车辆进入到能被该发送-接收模块的光锥照射到的位置区域中后，以及在借助于设置在位置不动地布置的发送-接收模块上的传感器探测到从车辆的发送-接收模块的可控光源所发出的光后，控制所述位置不动地布置的发送-接收模块的可控光源，以便至少使该位置区域得到照明。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，该照明利用从该位置不动地布置的发送-接收模块所发出的经过或未经过调制的光进行。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述同步信号是用于车辆或位置不动地布置的机器的同步信号，其中所述车辆和机器各自具有用于探测由相应模块的一个或更多个可控光源所发出的光的光传感器。
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