CN109791412A - 物料搬运车辆障碍物扫描工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及物料搬运车辆，包括障碍物扫描工具和转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构和用户界面，其便于物料搬运车辆和沿着行进路径搬运的物料的运动。该工具建立扫描场、过滤场和性能场，并配置为指示过滤场和性能场中是否存在障碍物。该工具执行逻辑以响应输入性能水平建立性能场，扫描过滤场和性能场中的障碍物，对过滤场中检测到的障碍物执行障碍物避让，并对性能场中检测到的障碍物执行性能水平降低查询，其中查询的结果包括当性能水平降低可用时性能水平的降低和当性能水平降低不可用时执行障碍物避让。

Description

物料搬运车辆障碍物扫描工具
相关申请的交叉参考
本申请要求2016年8月26日提交的美国临时申请No.62/380,038(CRNZ1615MA)的权益。
技术领域
本公开涉及障碍物检测和避让，并且更具体地，本公开涉及配备用于检测和避让仓库中的障碍物的物料搬运车辆。
背景技术
出于定义和描述本公开的概念和范围的目的，应当注意，“仓库”包括任何室内设施或以其它方式覆盖的设施，物料搬运车辆在其中运输货物，包括但不限于主要用于货物存储的仓库，例如在过道中布置多层仓库货架的仓库，以及通过在一个或多个制造过程中使用的物料搬运车辆在设施周围运输货物的制造设施。
发明内容
根据本公开的主题，物料搬运车辆包括转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构、用户界面和障碍物扫描工具。转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构和用户界面便于物料搬运车辆和由物料搬运车辆搬运的物料在仓库中沿着行进路径以车辆速度SC朝向目的地运动。障碍物扫描工具包括建立扫描场的障碍物扫描硬件、建立过滤场的路径过滤器、以及建立性能场Pi的性能过滤器，并且被配置为指示过滤场和性能场Pi中的障碍物的存在。障碍物扫描工具执行障碍物扫描逻辑，以便使用路径过滤器建立过滤场，使用性能过滤器响应于输入性能水平Li建立性能场Pi，扫描过滤场和性能场Pi中的障碍物，对过滤场中检测到的障碍物执行障碍物避让，以及对性能场Pi中检测到的障碍物执行性能水平降低查询，其中性能水平降低查询的结果包括当性能水平降低可用时性能水平Li的降低和当性能水平降低不可用时障碍物避让的执行。
在实施例中，性能水平降低查询包括当前车辆速度询问以确认物料搬运车辆沿行进路径的当前速度Sc不大于与性能水平Li相关联的最大速度SiMax；并且障碍物扫描工具在确定当前速度Sc不大于最大速度SiMax时调节性能水平Li的降低。性能水平降低查询可以包括当前性能水平询问，以确认性能水平Li大于与物料搬运车辆相关联的最低性能水平，并且在确定性能水平Li大于最低性能水平时，障碍物扫描工具调节性能水平Li的降低。性能水平降低查询包括当前车辆速度询问以确认物料搬运车辆沿行进路径的当前速度Sc不大于与性能水平Li相关联的最大速度SiMax；性能水平降低查询包括当前性能水平询问，以确认性能水平Li大于与物料搬运车辆相关联的最低性能水平；并且障碍物扫描工具在确定当前速度Sc不大于最大速度SiMax并且性能水平Li大于最低性能水平时调节性能水平Li的降低。
在实施例中，使用转向机构、车辆驱动机构或这两者来执行障碍物避让。可以在用户界面处或响应于外部刺激来输入性能水平。过滤场可以布置在性能场Pi内。障碍物扫描工具可以包括多个性能过滤器，其建立相应的多个性能场。性能场P(i-1)可以包括与性能水平L(i-1)相关联的最大速度S(i-1)Max，并且可以设置在性能场Pi内。性能水平降低查询还可以包括当前车辆速度查询，以确认物料搬运车辆沿行进路径的当前速度Sc不大于与性能水平L(i-1)相关联的最大速度S(i-1)Max；性能水平降低查询包括当前性能水平询问，以确认性能水平Li大于与物料搬运车辆相关联的最低性能水平；障碍物扫描工具在确定当前速度Sc不大于最大速度S(i-1)Max且性能水平Li大于最低性能水平时将性能水平Li调节降低到性能水平L(i-1)；和将性能水平Li降低到性能水平L(i-1)包括将性能场Pi相应地减小到性能场P(i-1)。
在进一步的实施例中，过滤场是沿着行进路径并且在扫描场内的区域，其中障碍物扫描工具处理来自障碍物扫描硬件的扫描数据以识别沿着行进路径且在过滤器场中的障碍物。障碍物扫描工具可以包括预期路径过滤器，其被配置为在距离行进路径一定距离处界定到扫描场外部的行进路径。距离可以是距行进路径的固定距离。作为另外一种选择，该距离可以被配置为基于沿着行进路径的预期行进方向、预期行进速度和沿着行进路径的目的地处的预期转向角度中的至少一个而变化。过滤场可以被配置为基于确定物料搬运车辆正在接近交叉部位并基于物料搬运车辆的当前速度Sc来调整场形状。障碍物扫描工具可以包括一个或多个叠加过滤器，所述一个或多个叠加过滤器建立被配置为叠加交叉部位的一个或多个区域的一个或多个叠加场，并且过滤场被配置为基于确定物料搬运车辆正在接近交叉部位来调整场形状以包括所述一个或多个叠加过滤器。障碍物扫描工具可以执行障碍物扫描逻辑以执行性能水平提高查询，所述性能水平提高查询包括当在性能场Pi中未检测到障碍物时性能水平Li的增加的结果。
根据本公开的一个实施例，物料搬运车辆包括转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构、用户界面和障碍物扫描工具，其中转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构和用户界面便于物料搬运车辆和由物料搬运车辆搬运的物料在仓库中沿着行进路径以车辆速度SC朝向目的地运动。障碍物扫描工具包括建立扫描场的障碍物扫描硬件和建立过滤场Fi的路径过滤器，并且被配置用于指示过滤场Fi中的障碍物的存在。障碍物扫描工具执行障碍物扫描逻辑，以便使用路径过滤器响应输入性能水平Li建立过滤场Fi，扫描过滤场Fi中的障碍物，对过滤场Fi中检测到的障碍物执行性能水平降低查询，其中性能水平降低查询的结果包括当性能水平降低可用时性能水平Li的降低和当性能水平降低不可用时障碍物避让的执行。
根据本公开的另一实施例，物料搬运车辆包括牵引车辆和由牵引车辆牵引的至少一个拖车。牵引车辆包括转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构、用户界面和障碍物扫描工具。转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构和用户界面便于物料搬运车辆和由物料搬运车辆搬运的物料在仓库中沿着弯曲行进路径朝向目的地运动。物料搬运车辆的牵引构造建立拖车转弯半径r1，该拖车转弯半径沿着弯曲行进路径的弯曲部分小于牵引车辆转弯半径r2。障碍物扫描工具包括建立扫描场的障碍物扫描硬件和建立过滤场的路径过滤器，并且被配置用于指示过滤场中的障碍物的存在。障碍物扫描工具执行障碍物扫描逻辑以使用路径过滤器来建立过滤场，使得过滤场的区域沿着弯曲行进路径朝向转弯的内侧边缘倾斜到一定程度，该程度足以考虑拖车的较小的转弯半径r1并且避免沿着弯曲的行进路径的转弯的内边缘与障碍物碰撞。
在实施例中，沿着弯曲行进路径的转弯的内边缘的针对拖车的障碍物包括牵引车辆，并且过滤场沿着弯曲行进路径朝向转弯的内边缘倾斜以避免牵引车辆和所述至少一个拖车之间的碰撞。所述至少一个拖车可以包括多个拖车，并且沿着弯曲行进路径的转弯的内边缘的针对每个拖车的障碍物包括多个拖车中另一个拖车和牵引车辆中的一个，并且过滤场沿着弯曲行进路径朝向转弯的内边缘倾斜，以避免牵引车辆与多个拖车中的一个之间以及多个拖车中的一个与多个拖车中的另一个之间的碰撞。
根据本公开的又一实施例，提供一种执行物料搬运车辆的扫描逻辑的方法，该方法包括：将物料搬运车辆和由物料搬运车辆搬运的物料在仓库中沿着行进路径以车辆速度SC朝向目的地运动，物料搬运车辆包括转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构、用户界面和障碍物扫描工具。转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构和用户界面便于物料搬运车辆和沿行进路径搬运的物料的运动。障碍物扫描工具包括障碍物扫描硬件、路径过滤器和性能过滤器。该方法还包括：通过使用障碍物扫描工具的障碍物扫描硬件建立扫描场；通过使用障碍物扫描工具的路径过滤器建立过滤场；通过使用障碍物扫描工具的性能过滤器建立性能场Pi；用障碍物扫描工具扫描过滤场和性能场Pi中的障碍物；通过障碍物扫描工具对过滤场中检测到的障碍物执行障碍物避让；对性能场Pi中检测到的障碍物执行性能水平降低查询；当性能水平降低可用时，执行性能水平降低查询的结果以降低性能水平Li；和当性能水平降低不可用时，执行性能水平降低查询的结果以执行障碍物避让。
根据本公开的另一个实施例，提供一种执行物料搬运车辆的扫描逻辑的方法，该方法包括：将物料搬运车辆和由物料搬运车辆搬运的物料在仓库中沿着行进路径以车辆速度SC朝向目的地运动，物料搬运车辆包括转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构、用户界面和障碍物扫描工具，其中转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构和用户界面便于物料搬运车辆和沿行进路径搬运的物料的运动，并且障碍物扫描工具包括障碍物扫描硬件和路径过滤器。该方法还包括：通过使用障碍物扫描工具的障碍物扫描硬件建立扫描场；通过使用障碍物扫描工具的路径过滤器建立过滤场Fi；用障碍物扫描工具扫描过滤场Fi中的障碍物；对过滤场Fi中检测到的障碍物执行性能水平降低查询；当性能水平降低可用时，执行性能水平降低查询的结果以降低性能水平Li；和当性能水平降低不可用时，执行性能水平降低查询的结果以执行障碍物避让。
根据本公开的另一个实施例，提供一种执行物料搬运车辆的扫描逻辑的方法，该物料搬运车辆包括牵引车辆和由牵引车辆牵引的至少一个拖车，该方法包括：将物料搬运车辆和由物料搬运车辆搬运的物料在仓库中沿着弯曲行进路径朝向目的地运动，物料搬运车辆包括转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构、用户界面和障碍物扫描工具。转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构和用户界面便于物料搬运车辆和沿弯曲行进路径搬运的物料的运动。障碍物扫描工具包括障碍物扫描硬件和路径过滤器。该方法还包括：通过物料搬运车辆的牵引构造建立拖车转弯半径r1，该拖车转弯半径沿着弯曲行进路径的弯曲部分小于牵引车辆转弯半径r2；通过使用障碍物扫描工具的障碍物扫描硬件建立扫描场；通过使用障碍物扫描工具的路径过滤器建立过滤场，其中过滤场的区域沿着弯曲行进路径朝向转弯的内侧边缘倾斜到一定程度，该程度足以考虑拖车的较小的转弯半径r1并且避免沿着弯曲行进路径的转弯的内边缘与障碍物碰撞；和使用障碍物扫描工具扫描过滤场中的障碍物。
附图说明
附图中阐述的实施例是说明性的，并非旨在限制由权利要求限定的主题。当结合以下附图阅读时，可以理解以下对说明性实施例的详细描述，其中相同的结构用相同的附图标记表示，并且其中：
图1和2描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的物料搬运车辆；
图3描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的计算环境；
图4描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的扫描场；
图5描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的沿着物料搬运车辆行进路径的扫描场和过滤场；
图6描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的沿着物料搬运车辆行进路径的转弯的扫描场和过滤场；
图7描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的沿着物料搬运车辆行进路径的扫描场、过滤场和性能场；
图8描绘了示出根据本文所示和所述的一个或多个实施例的在扫描障碍物时可以减少性能场的过程的流程图；
图9描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的在扫描障碍物时可以减少过滤场的流程图；
图10描绘了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的沿着物料搬运车辆行进路径的交叉部位处的扫描场和叠加场；
图11描绘了根据本文所示和所述的另一个实施例的沿着物料搬运车辆行进路径的交叉部位处的扫描场和叠加场；和
图12是示出根据本文所示和所述的一个或多个实施例的障碍物扫描工具用于识别障碍物的过程的流程图。
具体实施方式
以下文本阐述了本公开的许多不同实施例的广泛描述。该描述应被解释为仅呈现示例并且没有描述每个可能的实施例，因为描述每个可能的实施例即使不是不可能也是不切实际的，并且将理解本文所述的任何特征、特性、组件、组成、成分、产品、步骤或方法可以全部或部分地删除、组合或替代本文所述的任何其它特征、特性、组件、组成、成分、产品、步骤或方法。应当理解，可以预期所描述和示出的实施例的多种组合，并且特别关注一个实施例并不排除其包含在其它描述的实施例的组合中。使用当前技术或在本专利申请日之后开发的技术也可以实现许多替代实施例，这仍然落入权利要求的范围内。
图1示出了一种叉车形式的物料搬运车辆10，其包括常规的物料搬运车辆硬件，例如转向机构S、物料搬运硬件20和车辆驱动机构，其细节超出了本公开的范围，并且可以从物料搬运车辆文献中的常规和尚待开发的教导中获得——文献的实例包括美国专利No.6,135,694、RE37215、7,017,689、7,681,963、8,131,422和8,718,860，其中的每一个均转让给Crown Equipment Corporation。参照图1-2，示出了物料搬运车辆10，包括车身、物料搬运硬件20、一个或多个车轮30、车辆驱动机构D、转向机构S、定位模块L、导航模块N和障碍物扫描工具T。至少一个车轮30可以是转向机构S的一部分。应当理解，尽管示出并描述了物料搬运车辆10的若干实施例，但是本公开考虑了任何类型的物料搬运车辆，包括例如叉车、卡车、拖拉机、拖车列车等；包括但不限于由美国劳工部、职业安全与健康管理局(OSHA)确定的动力工业卡车，I类-电动马达骑乘卡车、II类-电动马达窄通道卡车、III类-电动马达手推车或手/骑车卡车、IV级-内燃机卡车(实心/缓冲轮胎)、V级-内燃机卡车(充气轮胎)、VI级-电动和内燃机拖拉机、以及VII级-粗糙地形叉车。
障碍物扫描工具T可通信地联接到控制物料搬运车辆10的操作功能的车辆控制器40(图3)，该操作功能为例如物料搬运硬件20、车辆驱动机构D和/或转向机构S的功能。在一个实施例中，物料搬运车辆硬件可以包括行进距离传感器，其被配置为测量物料搬运车辆的行进距离。例如但不限于，行进距离传感器可以是惯性传感器或测距硬件，例如负载轮传感器、旋转编码器、霍尔效应传感器等。车辆控制器40、行进距离传感器和常规的物料搬运车辆硬件通信地联接在一起。在一个实施例中，物料搬运车辆10可包括定位装置L，其将物料搬运车辆10的当前全球位置传输到车辆控制器40。
参考图2，物料搬运车辆10可包括一个或多个用户界面，其允许操作者与物料搬运车辆的控制功能接口连接。例如但不作为限制，合适的用户界面包括但不限于常规的或尚未开发的操作室控制装置，例如用于控制物料搬运硬件20的手动控制装置23、操作地联接到车辆驱动机构的脚踏车辆速度控制装置24、触摸屏硬件控制界面26、操作地联接到物料搬运车辆10的转向轮的转向控制装置14、或其组合。本领域技术人员应该理解，触摸屏硬件控制界面26可以与车辆显示器27成为一体或者是其一部分，但是不限于作为显示器27的一部分。触摸屏硬件控制界面26可以是与显示器27分离的不同设备。物料搬运硬件20可以是配备用于搬运物料的任何类型的常规的或尚未开发的硬件，通常被配置为便于存储和取回货物，并且可以包括但不限于一组叉尖齿、容器搬运器、带叉的转塔、缩放仪、伸缩臂搬运器和类似物。
在一个实施例中，用户界面可以包括天线22或具有外部或远程控制装置的其它类型的自动接口，其可以用于向物料搬运车辆10发出命令，对车辆控制器40进行改变，或以其它方式远程控制物料搬运车辆10。天线被配置为将物料搬运车辆10无线通信地联接到远程计算机。可替代地或另外地，可以提供其它类型的自动化接口，例如输入/输出端口，诸如RS-232连接器、USB端口或类似物。可以提供这些类型的接口以便于在物料搬运车辆10和诸如膝上型计算机的远程计算机之间进行硬件连接。在这些类型的实施例中，可以不需要通过操作室中的用户界面的用户输入来控制物料搬运车辆硬件，并且联接到物料搬运车辆硬件(例如，转向机构S、物料搬运硬件20、车辆驱动机构D和/或类似物)的车辆控制器40向物料搬运车辆硬件发出控制命令。例如但不作为限制，如果物料搬运车辆10是自动引导车辆，则合适的自动化接口可以便于物料搬运车辆10的控制和功能，而不需要通过操作室用户界面的输入命令。
障碍物扫描工具T可以用硬件和/或软件(包括固件、常驻软件、微代码等)实现。在一个实施例中，障碍物扫描工具T以软件和硬件实现。例如，参考图3，障碍物扫描工具T可以包括嵌入在车辆控制器40中的程序，该车辆控制器包括至少一个处理器205和通过本地接口215通信地联接的非暂时性计算机可读介质210。作为另外一种选择，合适的扫描工具软件可以存储在可由车辆控制器40访问的计算机可用或计算机可读介质中(例如，通过网络)。
如图1和4-5所示，障碍物扫描工具T包括建立扫描场55的障碍物扫描硬件、以及以下述方式在扫描场55上操作的一个或多个过滤器。例如，参考图7，一个或多个过滤器可以包括建立过滤场65的路径过滤器64以及建立性能场(Pi)70、70'的性能过滤器71。障碍物扫描工具40被配置为在过滤场65和性能场(Pi)70、70'中指示障碍物的存在。要注意的是，尽管路径过滤器64和性能过滤器71是障碍物扫描工具的一部分，但是它们在图5、7、10和11中通过参考对应于路径过滤器64和性能过滤器71的功能的扫描场55的相应部分来表示。例如，在图7中，通过参考障碍物扫描工具40的扫描场55内的性能场70、70'的外边界来说明性能过滤器71。此外，通过参考障碍物扫描工具40的扫描场55内的过滤场65的外边界来说明路径过滤器64。
返回参考图3，计算机可用或非暂时性计算机可读介质210可以是任何非暂时性介质，其可以包含、存储、通信、传播或传输软件以供车辆控制器40使用或与车辆控制器40结合使用。非暂时性计算机可读介质210可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。非暂时性计算机可读介质210的更具体示例(非详尽列表)将包括以下易失性和非易失性示例：具有一条或多条线材的电连接、计算机磁盘、随机存取存储器(RAM))(包括SRAM、DRAM和/或其它类型的RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、安全数字(SD)存储器、寄存器、一个或多个光纤、光盘只读存储器(CD-ROM)或数字视频光盘只读存储器(DVD-ROM)。要注意的是，非暂时性计算机可读介质210甚至可以是纸张或打印程序的其它合适的介质，因为程序可以通过例如光学扫描纸张或其它介质以电子方式捕获，然后必要时以合适的方式编译、解释或以其它方式处理，然后存储在计算机存储器中。换言之，非暂时性计算机可读介质210可以包括那些本身不是信号的计算机可读介质。如上所述，在一个实施例中，非暂时性计算机可读介质210驻留在车辆控制器40内，并且在另一实施例中，非暂时性计算机可读介质驻留在车辆控制器40的外部。
另外，非暂时性计算机可读介质210可以被配置为存储操作逻辑230和可执行逻辑235。操作逻辑230可以包括操作系统、基本输入输出系统(BIOS)和/或用于操作车辆控制器40的其它硬件、软件和/或固件。可执行逻辑235包括障碍物扫描工具逻辑240，其可以各自包括多个不同的逻辑片段，作为非限制性示例，每个逻辑片段可以体现为计算机程序、固件和/或硬件。用于执行本公开的障碍物扫描工具的计算机程序代码可以用本领域技术人员可用的任何形式的编程语言来编写，其包括例如高级编程语言(诸如C或C++)、被解释语言、汇编语言或微代码，取决于计算机程序代码的特定目标和执行计算机程序代码的计算环境。然而，应该理解，本公开的软件实施例不依赖于使用特定编程语言的实施。
本地接口215可以包括为总线或其它通信接口，以便于车辆控制器40的部件之间的通信。处理器205可以包括可操作以接收和执行指令(例如来自数据存储器245和/或非暂时性计算机可读介质210)的任何处理部件。输入/输出硬件220可以包括和/或被配置为与监视器、定位系统、键盘、鼠标、打印机、图像捕获设备、麦克风、扬声器、传感器、陀螺仪、指南针和/或用于接收、发送和/或呈现数据的其它装置接口连接。网络接口硬件225可以包括和/或被配置用于与任何有线或无线网络硬件通信，包括天线、调制解调器、LAN端口、无线保真(Wi-Fi)卡、WiMax卡、移动通信硬件和/或用于与其它网络和/或装置通信的其它硬件。从该连接，可以通过诸如图1中所示的天线22之类的自动接口在车辆控制器40和其它计算装置之间促进通信。在一个实施例中，处理器205可以包括和/或联接到图形处理单元(GPU)。还应当理解，任何或所有程序模块的功能也可以使用分立硬件部件、一个或多个专用集成电路(ASIC)或编程数字信号处理器或微控制器来实现。
车辆控制器40可包括数据存储器245。数据存储器可以是非暂时性计算机可读介质210的子集，或者它可以是车辆控制器40内的单独且不同的部件。数据存储器245可以包括供操作逻辑230和/或可执行逻辑235使用的一个或多个数据集。数据集可包括配置数据250、环境数据255和车辆数据260。
要注意的是，图3和相关讨论提供了可以实现本公开的合适计算环境的简要描述。尽管不是必需的，但是在计算机可执行指令的一般上下文中描述了软件的各方面，例如由通用计算机(例如，固定和移动计算机)执行的程序。相关领域的技术人员将理解，该软件可以与其它通信、数据处理或计算机系统配置一起实施，包括：互联网设备、手持设备(包括个人数字助理(PDA))、可穿戴计算机、各种蜂窝或移动电话、多处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子产品、机顶盒、网络PC、小型计算机、大型计算机、服务器计算机和类似物。实际上，术语“计算机”和类似物在本文中通常可互换使用，并且指代任何上述装置和系统，以及任何数据处理器。软件的各方面可以嵌入在专用计算机或数据处理器中，该专用计算机或数据处理器被专门编程、配置或构造成执行本文详细解释的一个或多个计算机可执行指令。软件的各方面也可以在分布式计算环境中实施，其中任务或模块由远程处理装置执行，远程处理装置通过通信网络链接，例如局域网(LAN)、广域网(WAN)或互联网。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储设备中。实际上，在软件方面下的计算机实现的指令、数据结构、屏幕显示和其它数据可以通过因特网或通过其它网络(包括无线网络)在一段时间内分布在传播介质上的传播信号上(例如，电磁波、声波等)，或者它们可以在任何模拟或数字网络上提供(分组交换、电路交换或其它方案)。
图4描绘了物料搬运车辆10，其包括通信地联接到障碍物扫描工具40和车辆控制器40的激光扫描仪50。预期激光扫描仪50可以是二维激光扫描仪、平面激光扫描仪、三维激光扫描仪和类似物。激光扫描仪50的非限制性示例包括SICK S3000激光扫描仪。激光扫描仪50包括由扫描弧和扫描范围57限定的扫描场55。扫描场55表示激光扫描仪50的全范围和发送到车辆控制器40的扫描数据的完整范围。在一个实施例中，扫描弧和扫描范围57是固定的。在一个实施例中，扫描弧和扫描范围57是可变的并且由障碍物扫描工具或通过对激光扫描仪50的物理调整来设定。在所有实施例中，激光扫描仪50能够收集扫描场55内的物体的径向距离测量值并生成扫描数据，该扫描数据被发送到车辆控制器40。
现在参考图5，物料搬运车辆10可以被配置和操作以遵循路径60。在一个实施例中，路径60基于物料搬运车辆10的用户界面处的用户输入来确定。在一个实施例中，路径60是基于预定计划(例如，沿着路径60的全局定位)预先确定的，并且可以作为环境数据255(图3)存储在障碍物扫描工具T中。在两个实施例中，障碍物扫描工具T将路径过滤器64应用于扫描数据，以识别在路径过滤器64建立的过滤场65内是否存在任何障碍物。换言之，过滤场65是沿着路径60的区域，在该区域中，障碍物扫描工具T处理来自激光扫描仪50的扫描数据以识别沿着物料搬运车辆10的路径60的任何障碍物。因此，障碍物扫描工具T处理来自障碍物扫描硬件的扫描数据，以识别沿着行进路径60的障碍物和过滤场65中的障碍物。例如，过滤场65是沿扫描场55内的路径60的区域，在该区域中，障碍物扫描工具T处理来自激光扫描仪50的扫描数据以识别过滤场65中的沿着物料搬运车辆10的路径60的任何障碍物。
随着物料搬运车辆沿路径60前进，过滤场65改变以适应行进方向、行进速度、转向角度、预期行进方向、预期行进速度、预期转向角度和物料搬运车辆重量的变化。图5中的路径60示出了轻微的弯曲和预期的路径过滤器66，其限定了扫描场55外部的路径60。在一个实施例中，预期路径过滤器66被配置为在距离路径60固定距离d处界定到扫描场55外部的行进路径60。在一个实施例中，距离d可以基于例如沿着路径60的目的地D处的预期行进方向、预期行进速度和预期转向角度而变化。为清楚起见，目的地D是沿着路径60的位置，当物料搬运车辆沿着路径60行进时，预期物料搬运车辆10处于该位置。
图6示出了障碍物扫描工具T如何使用来自扫描场55的扫描数据的不同部分来改变过滤场65以适应物料搬运车辆10的路径60中的过渡。预期距路径60的距离d可在路径60的两侧变化。例如但不作为限制，物料搬运车辆10可以具有在一侧而不是在另一侧上延伸的设备或负载。障碍物扫描工具T将修改过滤场65以考虑可能接近或接触从物料搬运车辆10的侧面延伸的设备或负载的任何障碍物。在一个实施例中，如果物料搬运车辆10是牵引拖车，则障碍物扫描工具T将改变过滤场65以考虑拖车的变化宽度(即，最大宽度)。
除了那些实施例之外，图6示出了物料搬运车辆10转弯和相关的过滤场65。预期图6的物料搬运车辆10牵引若干拖车，使得物料搬运车辆10包括牵引车辆和由牵引车辆牵引的至少一个拖车10'。如图6所示，转向机构S、物料搬运硬件、车辆驱动机构D和用户界面便于物料搬运车辆10和由物料搬运车辆搬运的物料在仓库中沿着行进路径60朝向目的地运动。当与沿着路径60的转弯外侧的过滤场65的区域相比时，过滤场65增加了转弯内侧的过滤场65区域。转弯内侧的区域的增加是为了考虑被牵引的拖车10'的收紧的转弯半径。因此，物料搬运车辆10的牵引构造建立拖车转弯半径r1，该拖车转弯半径沿着弯曲行进路径60的弯曲部分小于牵引车辆转弯半径r2。
障碍物扫描工具T执行障碍物扫描逻辑以使用路径过滤器64来建立过滤场65，使得过滤场65的区域沿着弯曲行进路径60朝向转弯的内侧边缘倾斜到一定程度，该程度足以考虑拖车10'的较小的转弯半径r1并且避免沿着弯曲的行进路径60的转弯的内边缘与障碍物碰撞。在实施例中，至少一个拖车10'包括多个拖车10'，并且沿着弯曲行进路径60的转弯的内边缘的针对每个拖车10'的障碍物包括多个拖车10'中另一个拖车和牵引车辆中的一个，并且过滤场65沿着弯曲行进路径60朝向转弯的内边缘倾斜，以避免牵引车辆与多个拖车10'中的一个之间以及多个拖车10'中的一个与多个拖车10'中的另一个之间的碰撞。
图7示出了过滤场65以及沿着路径60定位的性能场(Pi)70、70'。图7还示出了过滤场65设置在性能场(Pi)70、70'内。在该实施例中，来自性能场(Pi)70、70'的扫描数据由障碍物扫描工具T以及与过滤场65相关联的数据处理。在行进路径60的相对侧上的性能场(Pi)70、70'的相应部分可以在尺寸和形状上彼此变化，并且不限于遵循行进路径60或过滤场65的轮廓。
作为非限制性示例，物料搬运车辆10可包括转向机构S、物料搬运硬件20、车辆驱动机构D、用户界面和通信地联接到激光扫描仪50的障碍物扫描工具T。转向机构S、物料搬运硬件20、车辆驱动机构D和用户界面便于物料搬运车辆10和由物料搬运车辆10搬运的物料在仓库中沿着行进路径60以车辆速度SC朝向目的地D运动。因此，执行物料搬运车辆10的扫描逻辑的方法可以包括使物料搬运车辆10和由物料搬运车辆10搬运的物料在仓库中沿着行进路径60以车辆速度SC朝向目的地D运动，以及通过障碍物扫描工具T针对在过滤场65中检测到的障碍物至少执行障碍物避让，如本文所述。
参考图8，示出了过程800，其中设置和利用可以减少的过滤场65和性能场70、70'。障碍物扫描工具T可以包括障碍物扫描硬件，例如建立扫描场55的激光扫描仪50、建立过滤场65的路径过滤器64、以及建立性能场Pi的性能过滤器71，并且被配置为指示过滤场和性能场Pi中的障碍物的存在。在过程800的框802中，开始物料搬运车辆10的导航。障碍物扫描工具T接收多个输入804-812，例如作为包括扫描场55的输入804的扫描场参数、作为输入806的输入性能水平Li、作为输入808的与性能水平Li相关的最大速度SiMax、作为输入810的目的地数据、以及作为输入812的行程路径数据。在实施例中，性能水平Li在用户界面处作为输入806输入或者响应于外部刺激而输入，该外部刺激可以是例如远程命令或环境触发器，例如射频识别(RFID)标签。
在过程800的框814中，设置过滤场65和性能场Pi。例如，障碍物扫描工具T执行障碍物扫描逻辑以建立过滤场65。障碍物扫描工具T进一步执行障碍物扫描逻辑以响应于输入性能水平Li建立性能场Pi。
在过程800的框816中，过程800扫描障碍物。例如，障碍物扫描工具T执行障碍物扫描逻辑以扫描过滤场65和性能场Pi中的障碍物。在框818中，过程800确定在过滤场65中是否检测到障碍物。在框818之前，过程800包括沿着行进路径60接收物料搬运车辆10的当前速度Sc的输入817。如果在框818中在过滤场65中检测到障碍物，则执行框820中的障碍物避让。在实施例中，使用转向机构S和/或车辆驱动机构D来执行障碍物避让。此外，障碍物避让可以包括车辆减速或停止以及物料搬运车辆10围绕障碍物的导航。
如果在过滤场65中未检测到障碍物，则过程800在框822中确定在性能场Pi中是否检测到障碍物。在实施例中，障碍物扫描工具T执行障碍物扫描逻辑以对在性能场Pi中检测到的障碍物执行性能水平降低查询，其中性能水平降低查询的结果包括当性能水平降低可用时在下面描述的框828中的性能水平Li的降低以及当性能水平降低不可用时在框820中的障碍物避让的执行。例如，如果在框822中在性能场Pi中检测到障碍物，则过程800的性能水平降低查询在框824中确定作为输入817接收的物料搬运车辆10的当前速度Sc是否小于或等于与性能水平L(i-1)相关联的最大速度S(i-1)Max。
换言之，性能水平降低查询包括当前车辆速度询问以确认物料搬运车辆10沿行进路径60的当前速度Sc不大于与性能水平Li相关联的最大速度SiMax。障碍物扫描工具T在确定当前速度Sc不大于最大速度SiMax时调节性能水平Li的降低。
此外，性能水平降低查询在框826中包括当前性能水平询问以确认性能水平Li大于与物料搬运车辆10相关联的最小性能水平LMin。基于在框824中确定作为输入817接收的物料搬运车辆10的当前速度Sc小于或等于与性能水平L(i-1)相关联的最大速度S(i-1)Max，并且基于在框826中确定性能水平Li大于最小性能水平LMin，过程800的性能水平降低查询将性能水平Li降低到下一个降低的水平，从而在框828中将性能水平Li设置到性能水平L(i-1)。因此，在框830中，与性能水平Li相关联的性能场Pi被减小并且被设置为与性能水平L(i-1)相关联的性能场P(i-1)。
障碍物扫描工具T可以包括建立相应的多个性能场的多个性能过滤器。此外，性能场P(i-1)包括与性能水平L(i-1)相关联的最大速度S(i-1)Max，并且被设置在性能场Pi内。将性能水平Li降低到性能水平L(i-1)包括将性能场Pi相应地减少到性能场P(i-1)。因此，与当前性能水平Li相关联的性能场Pi可以减小到小于当前性能水平Li的下一个较低性能水平L(i-1)，使得行为规则允许增加驾驶限制(即减小或降低速度等)以匹配下一个性能水平L(i-1)。过程800返回到框816以扫描障碍物并重复如本文所述的后续过程框步骤。
然而，基于确定作为输入817接收的物料搬运车辆10的当前速度Sc大于与性能水平Li相关联的最大速度SiMax以及在框824中进一步确定物料搬运车辆10的当前速度Sc大于与性能水平L(i-1)相关联的最大速度S(i-1)Max，过程800前进到框820以执行障碍物避让。在框820处，过程800可以从框802开始重复处理步骤。
此外，基于在框826中确定性能水平Li不大于而是等于最小性能水平LMin，过程800前进到框820以执行障碍物避让。
另外，如果在框822中在性能场Pi中未检测到障碍物，则过程800的性能水平降低查询在框832中确定是否已到达目的地D。基于已到达目的地D的肯定确定，过程800可以重复从框802开始的过程步骤。基于尚未到达目的地D的否定确定，过程800返回到框816以扫描障碍物。
参考图9，示出了过程900，其中设置和利用可以减少的过滤场65。障碍物扫描工具T可以包括障碍物扫描硬件，诸如建立扫描场55的激光扫描仪50)、建立过滤场Fi的路径过滤器64，并且被配置为指示过滤场Fi中的障碍物的存在。在过程900的框902中，开始物料搬运车辆10的导航。障碍物扫描工具T接收多个输入904-912，例如作为包括扫描场55的输入904的扫描场参数、作为输入906的输入性能水平Li、作为输入908的与性能水平Li相关的最大速度SiMax、作为输入910的目的地数据、以及作为输入912的行程路径数据。
在过程900的框914中，设置过滤场Fi。例如，障碍物扫描工具T执行障碍物扫描逻辑以建立过滤场Fi。
在过程900的框916中，过程900扫描障碍物。例如，障碍物扫描工具T执行障碍物扫描逻辑以扫描过滤场Fi中的障碍物。在框918中，过程900确定在过滤场Fi中是否检测到障碍物。
如果在框918中在过滤场Fi中检测到障碍物，则过程900沿着行进路径60接收物料搬运车辆10的当前速度Sc的输入919。在实施例中，障碍物扫描工具T执行障碍物扫描逻辑以对在过滤场Fi中检测到的障碍物执行性能水平降低查询，其中性能水平降低查询的结果包括当性能水平降低可用时在下面描述的框928中的性能水平Li的降低以及当性能水平降低不可用时在框920中的障碍物避让的执行。例如，如果在框918中在过滤场Fi中检测到障碍物，则过程900的性能水平降低查询在框924中确定作为输入919接收的物料搬运车辆10的当前速度Sc是否小于或等于与性能水平L(i-1)相关联的最大速度S(i-1)Max。
换言之，障碍物扫描工具T在框924中确定当前速度Sc不大于最大速度SiMax并且不大于与性能水平L(i-1)相关联的最大速度S(i-1)Max时调整性能水平Li的降低。此外，性能水平降低查询在框826中包括当前性能水平询问以确认性能水平Li大于与物料搬运车辆10相关联的最小性能水平LMin。基于在框924中确定作为输入919接收的物料搬运车辆10的当前速度Sc小于或等于与性能水平L(i-1)相关联的最大速度S(i-1)Max，并且基于在框926中确定性能水平Li大于最小性能水平LMin，过程900的性能水平降低查询将性能水平Li降低到下一个降低的水平，从而在框928中将性能水平Li设置到性能水平L(i-1)。因此，在框930中，将与性能水平Li相关联的过滤场Fi设置为与性能水平L(i-1)相关联的下一个减小的过滤场F(i-1)。过程900返回到框916以扫描障碍物并重复如本文所述的后续过程框步骤。
然而，基于确定作为输入919接收的物料搬运车辆10的当前速度Sc大于与性能水平Li相关联的最大速度SiMax以及在框924中进一步确定物料搬运车辆10的当前速度Sc大于与性能水平L(i-1)相关联的最大速度S(i-1)Max，过程900前进到框920以执行障碍物避让。在框920处，过程900可以从框902开始重复处理步骤。此外，基于在框926中确定性能水平Li不大于而是等于最小性能水平LMin，过程900前进到框820以执行障碍物避让。
另外，如果在框918中未在过滤场Fi中检测到障碍物，则过程900的性能水平降低查询在框932中确定是否已到达目的地D.基于已到达目的地D的肯定确定，过程900可以重复从框902开始的过程步骤。基于尚未到达目的地D的否定确定，过程900返回到框916以扫描障碍物。
图10和11示出了在工业环境81内的交叉部位80处将过滤场65和一个或多个叠加场67应用于扫描数据的使用。在图10中，过滤场65包含如前所述的路径60。如下文所讨论的，可能期望识别沿路径60的障碍物以及交叉部位80内的任何障碍物，其包括沿第一过道路径82和第二过道路径83接近的障碍物。例如但不作为限制，障碍物扫描工具T(图1)可以使用交叉部位规则，例如需要检查从第一过道路径82(右或左接近)或第二过道路径83(在前面或后面(通过)接近)的接近交叉部位的车辆、物体、行人等的屈服或停止规则。除了路径过滤器64之外，障碍物扫描工具T还可以使用一个或多个叠加过滤器68，以识别扫描数据的叠加场67中的障碍物，从而根据交叉部位规则操作物料搬运车辆10。因此，一个或多个叠加过滤器68被配置为建立一个或多个叠加场67以叠加交叉部位的一个或多个区域。过滤场65可以被配置为基于确定物料搬运车辆10正在接近交叉部位来调整场形状以包括一个或多个叠加过滤器。
在图11中，交叉部位规则可以仅指示从图的右侧沿第一过道路径82识别任何障碍物或接近障碍物。这样，预期在扫描数据的适当侧(例如，图中右侧)仅使用一个叠加过滤器68。应该理解，如图11所示，叠加过滤器68可以是任何形状或尺寸的。因此，如果沿着扫描场55的左侧但是在过滤场65的外侧检测到障碍物并且存在于扫描数据中，则障碍物扫描工具T将不处理相关联的扫描数据并且不会识别该障碍物。还应该理解，可以改变过滤场65以共同包含过滤场65和叠加场67。换言之，本公开不限于使用叠加过滤器68，并且可以通过改变路径过滤器64的配置来实现相同的目标。
一般地参考图4-11，障碍物扫描工具T实现两类规则；即，场形规则和行为规则。这两类规则通过它们发生的工业环境内的条件(例如，障碍物等)相关联，使得对于本文公开的各种场形状，将应用一组行为规则。场形状规则决定了过滤场65以及性能场70和70'的形状。由场形状规则实现的非限制性示例因素包括路径意图、车辆速度、工业环境内的位置等。例如，如果物料搬运车辆10预期转弯(即，意图)，如果车辆速度在高性能水平内(例如，性能水平3-与实际卡车性能不相关联的任意水平)，则将选择特定的过滤场形状，然后应用于扫描数据的障碍物扫描工具T将扩展过滤场65以覆盖比中等性能水平(例如，性能水平2)或低性能水平(例如，性能水平1)内的较低车辆速度的过滤场65更大的区域。作为另外一种选择，如果物料搬运车辆10正在接近交叉部位，则过滤场65将呈现不同的场形状，或者可以将一个或多个叠加过滤器68(图10和11)添加到路径过滤器64。例如，过滤场65可以被配置为基于确定物料搬运车辆10正在接近交叉部位并基于物料搬运车辆的当前速度Sc来调整场形状。这两个替代示例根据车辆速度或环境条件提供不同的场形状。应当理解，激光扫描仪50的实际扫描场形状是扫描场55，并且障碍物扫描工具T的“场形状”是由障碍物扫描工具T从扫描场55施加到扫描数据的过滤场65。
行为规则描述了在当前操作条件下检测到障碍物或未检测到障碍物时车辆应如何表现。根据障碍物检测的结果，将根据预定义的行为规则更新驾驶限制。当发现障碍物时会施加驾驶限制，并且在未发现障碍物时解除驾驶限制。例如但不作为限制，如果车辆速度在高性能水平(例如，性能水平3)内，则通过障碍物工具T在扫描数据上实现性能场Pi，70、70'，以在扫描场55内提供用于障碍物检测的附加区域。如果在这些条件下检测到障碍物，则行为规则以障碍物扫描工具T施加的速度限制的形式降低车辆速度的性能水平。作为另外一种选择，如果物料搬运车辆10等待穿过交叉部位80并且检测到障碍物(例如，沿着路径60的行人或托盘)，则物料搬运车辆10将保持静止直到障碍物被移除。应当理解，性能水平限定了障碍物扫描工具T和/或操作者可以在其内操作物料搬运车辆的车辆操作范围。例如但不限于，如果用户在性能水平3中以0.5米/秒操作物料搬运车辆并且在性能场70中检测到障碍物，则障碍物扫描工具T可降低至性能水平2，该性能水平2例如具有0.5米/秒至0.25米/秒的车辆速度范围。在这种情况下，由于用户以满足两个性能水平的速度操作物料搬运车辆10并且因此不会注意到速度的变化，所以用户不会被警告以降低速度或者让障碍物扫描工具T强制改变速度。如果性能场70没有障碍物并且性能水平提高，则情况正好相反。
参考图12，示出了障碍物扫描工具T用于识别障碍物的过程的流程图。激光扫描仪50(图4)扫描100工业环境并记录扫描数据(例如，记录在环境数据255(图3)中)。扫描数据可以是激光扫描仪50的二维平面上的每个角度步长的测量距离的阵列。扫描数据被发送105到障碍物扫描工具T(图1)，其中由障碍物扫描工具T对扫描数据施加总过滤器110以将扫描数据削减到最可能位于总过滤器内的扫描数据。换言之，从用于进一步处理以识别障碍物的扫描数据中去除位于由总过滤器定义的区域之外的扫描数据。总过滤器源自车辆意图120(例如，物料搬运车辆10的预期操作)和车辆反馈125(例如，物料处理车辆的当前速度、转向角度、重量等)。车辆意图120指的是物料搬运车辆的在执行之前的预期任务和运动。这可以是跟随具有一组预定航路点的预定路径的一般情况或者诸如进入狭窄过道和/或穿过交叉部位的特定情况。车辆反馈125是关于物料搬运车辆10当前状态的车辆数据260(图3)，其包括但不限于工业环境中的全球位置、取向或姿势、速度和转向角度。具体地，自适应局部场选择130可以从车辆意图120和车辆反馈125中得出。扩展全局场形状135可以从车辆意图120、在目的地D处的物料搬运车辆的预期路径以及自适应局部场选择130得出。扩展全局场形状135限定了扫描场55内的关注区域140(即，总过滤器)。
障碍物扫描工具T通过将类似的扫描数据聚类成障碍物特征而从扫描数据执行障碍物特征的特征提取145。执行交叉部位检查150以识别任何障碍物特征是否在由总过滤器(即，关注区域140)限定的区域内相交。如果需要，对物料搬运车辆10施加驾驶限制155。
配置数据250(图3)包括场形状规则160和行为规则165。场形状规则160是一组过滤场形状，其根据物料搬运车辆10的性能水平被选择(自适应局部场选择130)。例如但不作为限制，使用车辆速度作为度量，如果物料搬运车辆10的速度在0m/s至0.1m/s之间，则性能水平为水平1，过滤场65为2.8米宽，2米长。继续该示例，如果物料搬运车辆10的速度大于0.1m/s且小于0.5m/s，则性能水平为水平2，并且过滤场65为2.8米宽，2.5米长，如果物料搬运车辆10的速度在0.5m/s至1.0m/s之间，则性能水平为水平3，过滤场65为3.0米宽，5米长。应当理解，给定的尺寸形成正方形，然而，一旦与扫描场55叠加(即，扫描范围57(图4)与扫描弧(图4)结合)，该正方形形状可以被修剪。还应该理解，给出的尺寸可以形成其它形状，并且示例不限于正方形。
行为规则165限定了如果在工业环境81(图10)内的某些地理位置处识别或未识别出障碍物，则应如何操作物料搬运车辆10。行为规则165包括如果在过滤场65中针对当前选择的性能水平识别出障碍物，则降低性能水平。如果在过滤场65中没有识别出障碍物，则实施性能场Pi，70、70'并检查识别的障碍物。作为另外一种选择，在检查性能场Pi，70、70'之前，可以结合路径过滤器64使用叠加过滤器68(图10和11)的添加。例如但不作为限制，参考图10和11，当到达交叉部位80(由车辆位置和取向给出)并且意图穿过交叉部位时，可以根据期望的行为以不同的方式形成过滤场65(基于场形状规则160)。在图10中，障碍物扫描工具T将给予扫描场55中识别的所有障碍物的通行权，而在图11中，障碍物扫描工具T将仅给出在物料搬运车辆10的前面和右边识别的那些障碍物的通行权。
参考图8，如果障碍物扫描工具T未检测到扫描场中的任何障碍物，则可以在框818和822之间包括可选步骤以增加与性能场Pi(或图9中的过滤场Fi以及在框918和932之间)相关联的性能水平Li。例如，关于图8的示例，预期与当前性能水平Li相关联的性能场Pi可以增加到大于当前性能水平Li的下一个性能水平L(i+1)，使得如果障碍物扫描工具T在当前性能水平Li没有识别出性能场Pi中的任何障碍物，则行为规则165允许减少驾驶限制(即，增加速度等)以匹配下一个性能水平L(i+1)。另外，如果可用的话，可以将该场放大到与下一个性能水平L(i+1)相关联的下一个性能场P(i+1)。可以设想，性能水平Li不是物料搬运车辆10上的实际性能水平设置，而是障碍物扫描工具T限定整个车辆行为范围的度量。如果在过滤场65中检测到障碍物，则障碍物扫描工具T将车辆的性能水平Li降低到较低的性能水平(即，L(i-1))，直到物料搬运车辆的速度为零为止(其中物料搬运车辆停止)。然而，如果过滤场65没有识别出障碍物，并且性能水平Li不处于最大性能水平LMAX，则障碍物扫描工具T将在性能水平Li处搜索性能场Pi中的障碍物。如果性能场Pi也没有识别出障碍物并且尚未达到最大性能水平LMAX，则物料搬运车辆10将被授予进入下一个性能水平L(i+1)的能力(即，不需要到达该性能水平)的能力。性能场Pi可以相应地增加到性能场P(i+1)。如果性能场Pi没有清理干净，则物料搬运车辆10将保持在当前性能水平Li并且可以进入降低的下一个性能水平L(i-1)，如图8的过程800的框824-830中所述。
类似地，在图9的方框918和932之间，如果过滤场Fi没有识别出的障碍物，并且性能水平Li没有达到最大性能水平LMAX，则物料搬运车辆10将被授予进入下一个性能水平L(i+1)(即，不要求达到该性能水平)的能力。过滤场Fi可以相应地增加到过滤场F(i+1)。如果过滤场Fi没有清理干净，那么物料搬运车辆10将保持在当前性能水平Li并且可以进入降低的下一个性能水平L(i-1)，如图9的过程900的框924-930中所述。
障碍物扫描工具T具有的优点在于了解车辆意图以在车辆行进/操作时实现可适应的检测场形状。这允许在比预先配置的不适应的场更合适的每种情况的基础上生成检测场形状。除了在行进方向上的障碍物检测之外，还可以限定更高水平的情境场(即性能场)以实施操作规则。例如，知道车辆的意图是穿过交叉部位，则系统可以调整检测场以搜索迎面而来的交通并应用通行权规则。
要注意的是，这里使用的术语“传感器”或“扫描仪”表示测量物理量并将其转换成与物理量的测量值相关的信号的装置。此外，术语“信号”表示能够从一个位置传输到另一个位置的电、磁或光波形，例如电流、电压、通量、DC、AC、正弦波、三角波、方波等。
还应注意，本文中对“至少一个”部件、元件等的叙述不应用于产生冠词“一”的替代使用应限于单个部件、元件等的推断。
本公开中使用某些术语仅是为了方便而非限制。词语“右”、“左”、“前”、“后”、“下”、“上”等表示参考的附图中的方向。术语包括上述词语及其衍生词和类似含义的词语。
要注意的是，虽然本公开的各方面可以呈现为在所描绘的实施例中以特定顺序执行，但是可以在不脱离本公开的范围的情况下以替代顺序执行功能。还应注意，在不脱离本文描述的实施例的范围的情况下，可以省略这些方面中的一个或多个。
要注意的是，本文中以特定方式“配置”或“编程”以体现特定属性或以特定方式起作用的本公开的部件的叙述是结构性叙述，与预期用途的叙述相对。更具体地，本文中对部件“配置”或“编程”的方式的引用表示部件的现有物理条件，并且因此，将被视为部件的结构特征的明确叙述。
要注意的是，当在本文中使用时，诸如“优选地”、“通常地”和“典型地”的术语不用于限制所要求保护的发明的范围或暗示某些特征对要求保护的发明的结构或功能是关键的、必要的或甚至是重要的。相反，这些术语仅旨在标识本公开的实施例的特定方面或者强调在本公开的特定实施例中可以使用或可以不使用的替代或附加特征。
为了描述和定义本发明，应注意，术语“基本上”和“近似”在本文中用于表示可归因于任何定量比较、值、测量或其它代表的不确定性的固有程度。术语“基本上”和“近似”在本文中也用于表示定量表示可以与所述参考变化的程度，而不会导致所讨论主题的基本功能的变化。
虽然在此已经说明和描述了特定实施例，但是应该理解，在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，可以进行各种其它改变和修改。此外，尽管本文已经描述了所要求保护的主题的各个方面，但是这些方面不需要组合使用。因此，所附权利要求旨在覆盖在所要求保护的主题的范围内的所有这些变化和修改。
要注意的是，以下权利要求中的一个或多个使用术语“其中”作为过渡短语。出于定义本发明的目的，应注意，该术语在权利要求中作为开放式过渡短语引入，该短语用于引入结构的一系列特征的叙述，并且应当以类似的方式解释为更常用的开放式前导词术语“包含”。

Claims (24)

1.一种物料搬运车辆，其包括
转向机构，
物料搬运硬件，
车辆驱动机构，
用户界面，以及
障碍物扫描工具，其中：
转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构和用户界面便于物料搬运车辆和由物料搬运车辆搬运的物料在仓库中沿着行进路径以车辆速度SC朝向目的地运动；
障碍物扫描工具包括建立扫描场的障碍物扫描硬件、建立过滤场的路径过滤器、以及建立性能场Pi的性能过滤器，并且被配置为指示过滤场和性能场Pi中的障碍物的存在；并且
障碍物扫描工具执行障碍物扫描逻辑，以便
使用路径过滤器建立过滤场，
使用性能过滤器响应于输入性能水平Li建立性能场Pi，
扫描过滤场和性能场Pi中的障碍物，
对过滤场中检测到的障碍物执行障碍物避让，以及
对性能场Pi中检测到的障碍物执行性能水平降低查询，其中性能水平降低查询的结果包括当性能水平降低可用时性能水平Li的降低和当性能水平降低不可用时障碍物避让的执行。
2.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中：
性能水平降低查询包括当前车辆速度询问以确认物料搬运车辆沿行进路径的当前速度SC不大于与性能水平Li相关联的最大速度SiMax；并且
障碍物扫描工具在确定当前速度SC不大于最大速度SiMax时调节性能水平Li的降低。
3.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中：
性能水平降低查询包括当前性能水平询问，以确认性能水平Li大于与物料搬运车辆相关联的最低性能水平；并且
在确定性能水平Li大于最低性能水平时，障碍物扫描工具调节性能水平Li的降低。
4.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中：
性能水平降低查询包括当前车辆速度询问以确认物料搬运车辆沿行进路径的当前速度SC不大于与性能水平Li相关联的最大速度SiMax；
性能水平降低查询包括当前性能水平询问，以确认性能水平Li大于与物料搬运车辆相关联的最低性能水平；并且
障碍物扫描工具在确定当前速度SC不大于最大速度SiMax并且性能水平Li大于最低性能水平时调节性能水平Li的降低。
5.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中使用转向机构、车辆驱动机构或这两者来执行障碍物避让。
6.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中性能水平在用户界面处输入或者响应于外部刺激而输入。
7.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中过滤场设置在性能场Pi内。
8.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中障碍物扫描工具包括多个性能过滤器，所述多个性能过滤器建立相应的多个性能场。
9.根据权利要求8所述的物料搬运车辆，其中性能场P(i-1)包括与性能水平L(i-1)相关联的最大速度S(i-1)Max，并且设置在性能场Pi内。
10.根据权利要求9所述的物料搬运车辆，其中：
性能水平降低查询还包括当前车辆速度查询，以确认物料搬运车辆沿行进路径的当前速度SC不大于与性能水平L(i-1)相关联的最大速度S(i-1)Max；
性能水平降低查询包括当前性能水平询问，以确认性能水平Li大于与物料搬运车辆相关联的最低性能水平；
障碍物扫描工具在确定当前速度SC不大于最大速度S(i-1)Max且性能水平Li大于最低性能水平时将性能水平Li调节降低到性能水平L(i-1)；和
将性能水平Li降低到性能水平L(i-1)包括将性能场Pi相应地减小到性能场P(i-1)。
11.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中过滤场是沿着行进路径并且在扫描场内的区域，其中障碍物扫描工具处理来自障碍物扫描硬件的扫描数据以识别沿着行进路径且在过滤场中的障碍物。
12.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中障碍物扫描工具包括预期路径过滤器，所述预期路径过滤器被配置为在距行进路径一定距离处界定到扫描场外部的行进路径。
13.根据权利要求12所述的物料搬运车辆，其中该距离是距行进路径的固定距离。
14.根据权利要求12所述的物料搬运车辆，其中该距离被配置为基于沿着行进路径的预期行进方向、预期行进速度和沿着行进路径的目的地处的预期转向角度中的至少一个而变化。
15.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中过滤场被配置为基于确定物料搬运车辆正在接近交叉部位并基于物料搬运车辆的当前速度SC来调整场形状。
16.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中障碍物扫描工具包括一个或多个叠加过滤器，所述一个或多个叠加过滤器建立被配置为叠加交叉部位的一个或多个区域的一个或多个叠加场，并且过滤场被配置为基于确定物料搬运车辆正在接近交叉部位来调整场形状以包括所述一个或多个叠加过滤器。
17.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中障碍物扫描工具执行障碍物扫描逻辑以执行性能水平提高查询，所述性能水平提高查询包括当在性能场Pi中未检测到障碍物时性能水平Li的增加的结果。
18.一种物料搬运车辆，其包括
转向机构，
物料搬运硬件，
车辆驱动机构，
用户界面，以及
障碍物扫描工具，其中：
转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构和用户界面便于物料搬运车辆和由物料搬运车辆搬运的物料在仓库中沿着行进路径以车辆速度SC朝向目的地运动；
障碍物扫描工具包括建立扫描场的障碍物扫描硬件和建立过滤场Fi的路径过滤器，并且被配置用于指示过滤场Fi中的障碍物的存在；并且
障碍物扫描工具执行障碍物扫描逻辑，以便
使用路径过滤器响应输入性能水平Li建立过滤场Fi，
扫描过滤场Fi中的障碍物，
对过滤场Fi中检测到的障碍物执行性能水平降低查询，其中性能水平降低查询的结果包括当性能水平降低可用时性能水平Li的降低和当性能水平降低不可用时障碍物避让的执行。
19.一种物料搬运车辆，其包括
牵引车辆，和
由牵引车辆牵引的至少一个拖车，其中：
牵引车辆包括转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构、用户界面和障碍物扫描工具；
转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构和用户界面便于物料搬运车辆和由物料搬运车辆搬运的物料在仓库中沿着弯曲行进路径朝向目的地运动；
物料搬运车辆的牵引构造建立拖车转弯半径r1，该拖车转弯半径沿着弯曲行进路径的弯曲部分小于牵引车辆转弯半径r2；
障碍物扫描工具包括建立扫描场的障碍物扫描硬件和建立过滤场的路径过滤器，并且被配置用于指示过滤场中的障碍物的存在；并且
障碍物扫描工具执行障碍物扫描逻辑以使用路径过滤器来建立过滤场，使得过滤场的区域沿着弯曲行进路径朝向转弯的内侧边缘倾斜到一定程度，该程度足以考虑拖车的较小的转弯半径r1并且避免沿着弯曲行进路径的转弯的内边缘与障碍物碰撞。
20.根据权利要求19所述的物料搬运车辆，其中沿着弯曲行进路径的转弯的内边缘的针对拖车的障碍物包括牵引车辆，并且过滤场沿着弯曲行进路径朝向转弯的内边缘倾斜以避免牵引车辆和所述至少一个拖车之间的碰撞。
21.根据权利要求19所述的物料搬运车辆，其中所述至少一个拖车包括多个拖车，并且沿着弯曲行进路径的转弯的内边缘的针对每个拖车的障碍物包括多个拖车中另一个拖车和牵引车辆中的一者，并且过滤场沿着弯曲行进路径朝向转弯的内边缘倾斜，以避免牵引车辆与多个拖车中的一个之间以及多个拖车中的一个与多个拖车中的另一个之间的碰撞。
22.一种执行物料搬运车辆的扫描逻辑的方法，该方法包括：
将物料搬运车辆和由物料搬运车辆搬运的物料在仓库中沿着行进路径以车辆速度SC朝向目的地运动，物料搬运车辆包括转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构、用户界面和障碍物扫描工具，其中
转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构和用户界面便于物料搬运车辆和沿行进路径搬运的物料的运动，并且
障碍物扫描工具包括障碍物扫描硬件、路径过滤器和性能过滤器；
通过使用障碍物扫描工具的障碍物扫描硬件建立扫描场；
通过使用障碍物扫描工具的路径过滤器建立过滤场；
通过使用障碍物扫描工具的性能过滤器建立性能场Pi；
用障碍物扫描工具扫描过滤场和性能场Pi中的障碍物；
通过障碍物扫描工具对过滤场中检测到的障碍物执行障碍物避让；
对性能场Pi中检测到的障碍物执行性能水平降低查询；
当性能水平降低可用时，执行性能水平降低查询的结果以降低性能水平Li；和
当性能水平降低不可用时，执行性能水平降低查询的结果以执行障碍物避让。
23.一种执行物料搬运车辆的扫描逻辑的方法，该方法包括：
将物料搬运车辆和由物料搬运车辆搬运的物料在仓库中沿着行进路径以车辆速度SC朝向目的地运动，物料搬运车辆包括转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构、用户界面和障碍物扫描工具，其中
转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构和用户界面便于物料搬运车辆和沿行进路径搬运的物料的运动，并且
障碍物扫描工具包括障碍物扫描硬件和路径过滤器；
通过使用障碍物扫描工具的障碍物扫描硬件建立扫描场；
通过使用障碍物扫描工具的路径过滤器建立过滤场Fi；
用障碍物扫描工具扫描过滤场Fi中的障碍物；
对过滤场Fi中检测到的障碍物执行性能水平降低查询；
当性能水平降低可用时，执行性能水平降低查询的结果以降低性能水平Li；和
当性能水平降低不可用时，执行性能水平降低查询的结果以执行障碍物避让。
24.一种执行物料搬运车辆的扫描逻辑的方法，该物料搬运车辆包括牵引车辆和由牵引车辆牵引的至少一个拖车，该方法包括：
将物料搬运车辆和由物料搬运车辆搬运的物料在仓库中沿着弯曲行进路径朝向目的地运动，物料搬运车辆包括转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构、用户界面和障碍物扫描工具，其中
转向机构、物料搬运硬件、车辆驱动机构和用户界面便于物料搬运车辆和沿弯曲行进路径搬运的物料的运动，并且
障碍物扫描工具包括障碍物扫描硬件和路径过滤器；
通过物料搬运车辆的牵引构造建立拖车转弯半径r1，该拖车转弯半径沿着弯曲行进路径的弯曲部分小于牵引车辆转弯半径r2；
通过使用障碍物扫描工具的障碍物扫描硬件建立扫描场；
通过使用障碍物扫描工具的路径过滤器建立过滤场，其中过滤场的区域沿着弯曲行进路径朝向转弯的内侧边缘倾斜到一定程度，该程度足以考虑拖车的较小的转弯半径r1并且避免沿着弯曲行进路径的转弯的内边缘与障碍物碰撞；和
使用障碍物扫描工具扫描过滤场中的障碍物。
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