DE69803417T2

DE69803417T2 - Methode und System zur Beschreibung, Bereitstellung und Ueberprüfung von Führungspfaden ohne Leitdraht für automatisch geführte Fahrzeuge

Info

Publication number: DE69803417T2
Application number: DE69803417T
Authority: DE
Inventors: Cornell W. Alofs; Justin R. Drenth; Ronald R. Drenth
Original assignee: Jervis B Webb International Co
Current assignee: Jervis B Webb International Co
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1998-07-30
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2018-07-31
Also published as: AU737693B2; HUP9801971A3; HUP9801971A2; PL328322A1; CZ280698A3; JPH11154013A; EP0901056A1; NO984019D0; EP0901056B1; ID21425A; AR016907A1; NZ331571A; HU9801971D0; CN1156739C; SG97763A1; BR9803332A; AU7857698A; TW394882B; KR19990029506A; ZA987013B

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist auf ein System und ein Verfahren zum Steuern der Bewegung von automatisch geführten Fahrzeugen gerichtet und insbesondere auf ein System und ein Verfahren, die einen vordefinierten, drahtlosen Führungsweg benutzt, basierend auf einer Datenbank aus differentiellen X, Y-Koordinaten, um das automatisch geführte Fahrzeug entlang dem Führungsweg zu führen.

Hintergrundtechnik

Im Stand der Technik sind verschiedene Systeme und Verfahren ins Auge gefaßt worden, um automatische oder fahrerlose Fahrzeuge zu steuern. Ein System benutzt im Boden angeordnete Drahtführungen, um ein automatisch geführtes Fahrzeug (AGV) zu zwingen, einem oder mehreren Drähten in dem Boden zu folgen. Dies wird erreicht, indem jeder Draht einen kleinen elektrischen Strom einer unterschiedlichen, jedoch bekannten Frequenz trägt. Der Draht bzw. die Drähte wiederum sind in engen flachen Schlitzen, die in den Boden geschnitten sind, eingebaut und abgedichtet. Die geschnittenen Schlitze, die aus Bögen und geraden Liniensegmenten bestehen, sind durch Anforderungen des Führungsweges definiert, die vom System gewünscht sind. Typischerweise sind verschiedene Bögen und gerade Linienelemente tangential zueinander angeordnet, um den Lenkaufwand zu minimieren, der erforderlich ist, um einen gegebenen Weg zu durchqueren.
Abstimmbare induktive Sensoren werden dann benutzt, um das Lenken jedes Fahrzeuges zu steuern, so daß es dem abgestrahlten elektromagnetischen Feld des gewünschten Drahtes (Frequenz) folgen wird. Indem man verschiedene Frequenzen benutzt, um unterschiedliche Abschnitte der Führungswege zu beschreiben, kann die Route des Fahrzeuges gesteuert werden, indem man ihm sagt, welcher Frequenz es folgen soll.
Um zu wissen, wann Frequenzen umzuschalten sind, muß das Fahrzeug auch wissen, wo es sich entlang dem gewünschten verdrahteten Führungsweg befindet. Da die Verdrahtung im Boden das Fahrzeug nur mit der seitlichen (Lenk)-Positioninformation versorgt, werden Positionsmarkierer benutzt, um die Position des Fahrzeuges entlang dem verdrahteten Führungsweg zu aktualisieren. Diese Positionsmarkierer können elektromagnetische Transponder, Magnete, optische Reflektoren usw. sein. Jedenfalls, wenn ein Fahrzeug an einer solchen Markierung vorbeifährt, weiß es seine genaue Position entlang dem verdrahteten Führungsweg. Diese Orte können wiederum benutzt werden, um zu ermöglichen oder zu befehlen, daß das Fahrzeug Frequenzen schaltet, Geschwindigkeit/Richtung ändert, hält, etwas aufnimmt, ablegt, und/oder eine oder mehrere von vielen weiteren möglichen Befehlen durchführt. Typischerweise würden bestimmten Arbeitsgänge, die an jedem spezifischen Ort durchgeführt werden sollen, entweder sofort oder verzögert, durch einen Eintrag in eine interne Datenbank für das Fahrzeugprogramm (VP) beschrieben werden, die wiederum direkt oder indirekt durch den Positionsmarkierer selbst angesprochen würde.
Ein weiteres System, das AGVs benutzt, ist ein drahtloses Steuersystem. Bei diesen Systemen wird, anstatt daß ein Draht in den Boden gebracht wird, das AGV entlang einem Führungsweg geführt, wobei Positionsmarkierer und ein Systemkontroller benutzt werden, der die Bewegung des AGV basierend auf einer oder mehreren Eingaben in den Kontroller regiert. Diese drahtlosen Systeme bieten beträchtliche Vorteile gegenüber verdrahteten Systemen, da keine Kosten erzeugt werden, um Draht in einen Boden zu legen.
US-Patente 5,281,901 und 5,341,130 an Yardley u. a. lehren ein Steuersystem für automatisch geführte Fahrzeuge, das mit vorliegenden Führungsdrahtsystemen abwärts kompatibel ist, wobei sowohl Führungsdraht-Navigation und -Führung als auch automatische Navigation und Führung und drahtlose Kommunikation zwischen einem zentralen Kontroller und jedem Fahrzeug vorgesehen ist. Der drahtlose Führungsmodus bei Yardley u. a. weist eine Anzahl von Referenzmarkierungen auf, die in einem Boden angeordnet sind, eine Anzahl drahtloser AGVs und einen AGV-Zentralkontroller. Der Kontroller verfolgt den Status und die Position jedes AGV in dem System, wobei eine Karte des Führungsweg-Layouts verwendet wird, die in seinem Speicher gespeichert ist. Der zentrale Kontroller stellt drahtlose Zweiwegekommunikation zu jedem AGV in dem System zur Verfügung. Jedes AGV ist mit einem drahtlosen Navigations- und Führungssystem zum Steuern der Bewegung des AGV entlang einem ausgewählten Führungsweg ausgestattet. Positionsmarkierer sind im Boden an verschiedenen Punkten entlang dem Führungsweg angeordnet. Diese Positionsmarkierer liefern die absolute Position zum Korrigieren der vorhergesagten gegenwärtigen Position des AGV.
Jedes AGV hat an Bord einen Kontroller, der einen Führungsweg basierend auf X, Y- Koordinaten des bezeichneten Stützpunktes vom Ende des nächsten Wegsegmentes berechnet. Diese Positionsinformation über den Austrittspunkt des Wegsegmentes wird an das AGV vom zentraler Kontroller her übertragen. Der Computer an Bord wählt zunächst den Typ der Führungsweg-Berechnung aus, die durchgeführt werden soll, basierend auf dem gegenwärtigen Vortriebwinkel in bezug auf den bezeichneten Stützpunkt am Austrittspunkt des Wegsegmentes. Wenn einmal der Typ der Führungsweg-Berechnung ausgewählt ist, berechnet der Computer an Bord einen Führungsweg basierend auf der übertragenen Positionsinformation über den Austrittspunkt und der gegenwärtigen Position des AGV, wie sie durch die Wellencodierer, den Gyro und die Positionsmarkierer bestimmt ist.
Da die Position und Richtung des AGV üblicherweise nicht sind, wie es ursprünglich geplant ist und für den Weg zwischen Wegpunkten oder Zielen gespeichert ist, wird ein neuer eindeutiger Führungsweg jedesmal berechnet, wenn sich ein AGV an ein Wegsegment annähert. Die Rechenparameter zum Berechnen eines Führungsweges für ein Wegsegment sind, daß der Anfangswinkel des Führungsweges tangential zur gegenwärtigen Richtung des AGV sein muß und der Austrittswinkel des Führungsweges tangential zum Austritts-Stützpunkt sein muß, der von dem zentralen Kontroller geliefert wird. Diese Patente nutzen eine Polynomgleichung fünften Grades, um die Führungspunkte des Führungsweges zu berechnen, entlang dem das AGV gelenkt wird.
Nach dem Empfang einer Aufgabe zum Bewegen einer Last von einem Management- Computer wählt der zentrale Kontroller ein AGV aus iund entwirft einen optimalen Weg für das ausgewählte AGV. Basierend auf dem erstellten Weg und der gegenwärtigen Position des AGV liefert der zentrale Kontroller Wegsegment um Wegsegment die Steuerung, wobei die berechneten Führungspunkte benutzt werden, durch Zweiwegekommunikation zwischen dem zentralen Kontroller und dem AGV. Die Länge jedes Wegsegmentes reicht von einem Bruchteil der Länge eines AGV zu einer Länge, die größer ist als die Länge des AGV. Control Engineering Company, eine Tochterfirma der Jervis B. Webb Company in Farmington, Michigan, hat auch ein drahtloses Steuersystem für AGVs mit einem Systemcomputer, einer Anzahl von Referenzanhängern oder Positionsmarkierern, die in einem Boden angeordnet sind, und einer Anzahl drahtloser AGVs. Der Systemcomputer dient als ein Streckenfahrdienst- und Verkehrskontroller für das System und liefert drahtlose Zweiwegekommunikation an jedes AGV in dem System. Die AGVs sind mit einem drahtlosen Navigations- und Führungssystem zum Steuern der AGVs entlang der definierten Führungswege in dem System ausgestattet. Die Positionsmarkierer sind in dem Boden an verschiedenen Punkten entlang den Führungswegen positioniert und liefern absolute Positionsreferenzen für die AGVs.
Obwohl das System der Control Engineering Company ähnlich traditionellen oder durch Draht geführten System ist, unterscheidet sich die Fehlerkorrekturroutine in seinem Führungssystem darin, daß die Fehlerkorrektur mit der Führungsweginformation verglichen wird, die von einem computerisierten Modell des Führungsweges an Bord des AGV geliefert wird, anstatt daß Daten aus dem Abtasten eines Führungsdrahtes zurückgeführt werden.
Jeder Kontroller an Bord eines AGV enthält eine Datenbank, die verwendet wird, um Funktionen zu simulieren, die zuvor durch Abtasten des Führungsdrahtes in einem Boden erhalten worden waren. Die Datenbank enthält Einzelheiten der Position der Positionsmarkierer in dem Boden und absolute X, Y-Koordinaten der Endpunkte für jedes Wegsegment in dem System. Die Datenbank umfaßt auch Funktion und Ort, in Einheiten des Abstandes, der in bezug auf den Wegpunkt durchlaufen ist, für jeden Punkt in dem System, an dem eine AGV- Operation durchgeführt werden soll. Typische Funktionen umfassen Anhalten, Betreiben eines Förderers an Bord, Rücksetzen eines Freigabebefehls oder dergleichen.
Die Datenbank wird auf einem computerunterstützten Gestaltungssystem entwickelt, wobei die Führungswege so gestaltet werden, daß jedes Wegsegment in dem System tangential in bezug auf ein benachbartes Wegsystem endet. Diese Einschränkung für das Layout des Führungsweges erlaubt es, daß jedes Wegsystem in dem Führungswegsystem durch absolute X, Y-Koordinaten seiner Endpunkte und grundlegende Geometrie charakterisiert werden kann. Die X, Y-Koordinaten für all die Wegsegmente in dem System werden in der Datenbank jedes der AGVs in dem System gespeichert.
Im Betrieb überträgt der Systemcomputer einen Befehl über das endgültige Ziel und einen Befehl zum Freigeben der Route an das AGV. Der Befehl über das endgültige Ziel umfaßt einen Fahrzeugidentifizierer, eine Zielnummer und eine Operation. Der Fahrzeugidentifizierer enthält die Adresse des bestimmten Fahrzeuges, an das der Befehl ausgegeben wird. Die Zielnummer ist eine Zahl, die in einem Ort in dem System zusammenhängt, die einen Transport-, einen Warteschlangen- oder einen Halteort identifizieren kann. Eine Operation bezeichnet eine Tätigkeit, die von dem Fahrzeug durchgeführt wird, so wie Hupen oder den Betrieb eines Förderers an Bord oder dergleichen. Der Befehl zum Freigeben der Route wird benutzt, um das Fahrzeug durch Wegsegmente in dem System zu steuern. Die Route identifiziert einen Strang von Wegpunkt-Markierern, die dem Fahrzeug einen Teil seines gewünschten Weges definieren werden. Wenn eine Freigabe der Route erteilt wird, werden sich die zugeordneten Wegpunkte vom gegenwärtigen Weg des Fahrzeuges zu seinem endgültigen Ziel oder dem nächsten Halteort erstrecken. Wenn sich das AGV dem Ende einer Route nähert, wird der Systemkontroller einen weiteren Befehl zum Freigeben der Route für das AGV übertragen. Das AGV wird den Empfang des Befehls bestätigen und weiter diese Route durchlaufen. Dieser Prozeß wird fortgeführt, bis das AGV seinen endgültigen Zielort erreicht, der als Teil des Zielbefehls übertragen worden war.
Wie oben beschrieben kann die Route mehrere Wegsegmente aufweisen. Der Computer an Bord des AGV benutzt die absoluten X, Y-Koordinaten, die aus der Datenbank gewonnen worden sind, um den zuvor gestalteten Führungsweg für jedes Wegsegment zu charakterisieren. Das Führungssystem des AGV wird routinemäßig die Bewegung des AGV prüfen und korrigieren, so daß es entlang des Führungsweges weiter fährt. Die Führungswege für alle Wegsegmente in dem System sind definiert, bevor das System in den Betriebszustand gebracht wird. Folglich gibt es keine Auswahl von Führungssystemen, die von dem Navigations- und Führungssystem des AGV getroffen werden, oder keine Berechnung eines Führungsweges basierend auf einem Ausgangsstützpunkt von einem Wegsegment.
Die oben beschriebenen drahtlosen Systeme haben ihre Nachteile. Das System, das in dem Patent von Yardley u. a. beschrieben ist, benutzt ein komplexes Polynom 5. Grades zum Beschreiben eines drahtlosen Führungsweges. Zusätzlich, da das System von Yardley u. a., wenn es Stützpunkt-Positionsinformation empfängt, so geführt wird, daß es einen Führungsweg auswählt und berechnet, basierend auf den X, Y-Koordinaten des Austrittspunktes und des Austrittsstützpunktes und der tatsächlichen Position des Fahrzeuges, könnte das Fahrzeug einen "neuen Weg" in ein Hindernis berechnen, wenn seine gegenwärtige Position und/oder Orientierungsfehler groß genug sind. Weiter, da dieses System nicht nur X, Y-Koordinaten benutzt, sondern auch Austrittsstützpunkte, muß viel Information vom zentraler Kontroller an die AGVs übertragen werden, um ihre Bewegung entlang eines drahtlosen Weges zu führen. Diese Informationslast kann die Anzahl der Fahrzeuge begrenzen, die von einem Kontroller gesteuert werden, und kann Zuverlässigkeitsprobleme und/oder Sendeschwierigkeiten in dem System hervorrufen.
Drahtlose Systeme, die Kontroller an Bord haben, welche absolute X, Y-Koordinaten benutzen, leiden an der Notwendigkeit, daß sie große Mengen an Speicher erfordern, um die Information unterzubringen, die für die Datenbank erforderlich ist. Wieder, da große Informationsmengen erforderlich sind, bewirkt das Übertragen dieser Information von einem entfernt angeordneten Kontroller dieselben Probleme, wie sie oben im Zusammenhang mit dem System von Yardley u. a. beschrieben sind.
Angesichts der Nachteile der drahtlosen Systeme des Standes der Technik hat sich eine Notwendigkeit entwickelt, ein verbessertes System und Verfahren zum Steuern automatisch geführter Fahrzeuge bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile im Stand der Technik, die oben beschrieben sind, indem ein System und ein Verfahren zum Beschreiben, Erzeugen und Überprüfen drahtloser Führungswege für automatisch geführte Fahrzeuge zur Verfügung gestellt wird, die einfache bogenförmige und geradlinige Merkmale in einem im Boden verdrahteten Führungsweg simuliert, wobei sie auch kompakt genug sind, daß sie in einer relativ kleinen Datenbank gehalten werden können, entweder auf dem Fahrzeug oder auf einem gemeinsamen Systemkontroller, der von dem Fahrzeug entfernt angeordnet ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Demgemäß ist es eine erste Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes System und Verfahren zum Steuern automatisch geführter Systeme zur Verfügung zu stellen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System und ein Verfahren zum Steuern automatisch geführter Fahrzeuge, die gerade und bogenförmige Merkmale bei im Boden befindlichen Führungswegen simulieren, wobei eine kompakte Datenbank für die Verwendung auf oder entfernt vom Fahrzeug verwendet wird.
Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein System und ein Verfahren, die eine Führungsweg-Beschreibung, -Erzeugung und -Überprüfung mit irgendeinem Typ eines automatischen Fahrzeuges vermitteln können.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Verwendung von X, Y-Koordinaten basierend auf Differenzmessungen oder -berechnungen anstatt auf Absolutwerten, um die Information zu minimieren, die für die Übertragung an ein AGV benötigt wird oder die in einer Datenbank gespeichert wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, die die Fähigkeit haben, leicht und zuverlässig Abweichungen vom Führungsweg zu überprüfen, um Sicherheits-Kunden- und -Industriestandards zu erfüllen.
Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein System und ein Verfahren mit mehreren Datenbanken mit der Möglichkeit, eine oder mehrere der Datenbanken entweder in einer Anwendung an Bord oder entfernt davon zu verwenden, so daß die Flexibilität des Systems, was die Anforderungen der Kommunikation und/oder das Neuprogrammieren von Fahrzeug- oder Datenbanken betrifft, verbessert wird.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der weiteren Beschreibung verdeutlicht.
In Erfüllung der vorangehend genannten Aufgaben und Vorteile stellt die vorliegende Erfindung Verbesserungen bei Systemen und Verfahren der drahtlosen Führung von automatischen Fahrzeugen zur Verfügung, wobei die Bewegung wenigstens eines automatisch geführten Fahrzeuges entlang eines Führungsweges gesteuert wird, der eine Vielzahl von Wegsegmenten aufweist, wobei jedes Wegsegment entweder eine geradlinige Form oder eine gekrümmte Form aufweist, mit einem Start- und einem Endpunkt, wobei jeder Punkt mit Hilfe einer X, Y-Koordinate in einer Wegpunkt-Datenbank identifiziert wird, wobei die Bewegung durch einen Systemkontroller gesteuert wird, der die Wegpunkt-Datenbank und eine Navigationsroutine auf dem automatisch geführten Fahrzeug nutzt. Das erfinderische System und Verfahren benutzen eine Wegpunkt-Datenbank mit differentiellen X, Y-Koordinaten, wobei jede differentielle X, Y-Koordinate auf einer Differenz zwischen X- und Y-Koordinate eines ersten Wegpunktes und eines zweiten Wegpunktes stromabwärts des ersten Wegpunktes auf dem Führungsweg basiert. Daten, die die differentiellen X, Y-Koordinaten in der Wegpunkt- Datenbank betreffen, werden an das wenigstens eine automatisch geführte Fahrzeug übertragen, um eine Navigationsroutine bei dem wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeug in den Zustand zu versetzen, daß das automatisch geführte Fahrzeug jedes Wegsegment entlang fährt.
Das System und das Verfahren umfassen auch eine Datenbank für die Fahrzeugposition und eine Datenbank für die tatsächliche Position. Die Datenbank für die Fahrzeugposition enthält eine Entfernung entlang einem Wegsegment und eine Position auf dem Wegsegment, die der Entfernung entspricht, und Befehle für das wenigstens eine automatisch geführte Fahrzeug, eine Operation basierend auf der Eingabe aus der Datenbank für die Fahrzeugposition durchzuführen. Die Datenbank für die tatsächliche Position speichert eine tatsächliche X, Y- Koordinate des wenigstens einen Positionsmarkierers entlang einem Wegsegment. Abweichung bei der Bewegung des wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeuges basierend auf der tatsächlichen X, Y-Koordinate und der Fahrzeugposition kann dann korrigiert werden, wobei das Navigationssystem des Fahrzeuges benutzt wird. Mit dem Fehlererfassungssystem und dem vordefinierten Führungsweg in der Wegpunkt-Datenbank kann irgendein Typ eines automatischen Fahrzeuges in einer Umgebung in der tatsächlichen Welt gesteuert werden. Als Alternative könnten Transponder oder dergleichen an das Fahrzeug seinen tatsächlichen Ort für die Fehlerkorrektur übertragen.
Die Datenbanken können sich an Bord des Fahrzeuges befinden oder können sich an einem entfernten Ort befinden, mit Zweiwegeübertragung und Empfangsmöglichkeiten für den Fernbetrieb. Als Alternative können nur einige der Datenbanken entfernt angeordnet sein oder können an Bord angeordnet sein, abhängig von der gewünschten Anwendung des automatisch geführten Fahrzeuges. Der Führungsweg kann manuell oder von einem computerunterstützten Zeichensystem (CAD) erzeugt werden.
Eine bevorzugte Anlaufprozedur umfaßt das Bereitstellen wenigstens zweiter Positionsmarkierer und das Führen des wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeuges hinter die wenigstens zwei Positionsmarkierer, so daß das wenigstens eine automatisch geführte Fahrzeug tatsächliche X, Y-Koordinaten abfühlt, die ein Wegsegment und einen gegeben Ort darstellen. Mit dieser Information kann das wenigstens eine automatisch geführte Fahrzeug Daten empfangen, die anderen differentiellen X, Y-Koordinaten entsprechen, um entlang anschließender Wegsegmente zu fahren. Das Initialisierungsverfahren kann auch das Definieren eines Austrittswinkels für das Wegsegment umfassen, basierend auf den zwei Positionsmarkierern, wobei der Austrittswinkel in der Navigationsroutine für die Bewegung auf einem anschließenden Wegsegment benutzt wird.
Jeder Typ bekannter Positionsmarkierer und automatischer Fahrzeuge kann bei dem erfinderischen System und dem Verfahren benutzt werden. Weiter, da der Führungsweg vorberechnet wird, entweder von Hand oder durch CAD, braucht das automatisch geführte Fahrzeug Führungswege nicht zu berechnen, wenn es sich bewegt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es wird nun Bezug auf die Zeichnungen der Erfindung genommen, wobei:
Fig. 1 eine grafische Darstellung ist, die die Geometrie veranschaulicht, welche den Weg und anschließende Wegsegmente definiert,
Fig. 2 ist eine grafische Darstellung, die die Geometrie für die seitliche Versetzung und den Vorschubfehler für ein gerades Liniensegment veranschaulicht;
Fig. 3 ist eine grafische Darstellung, die die Geometrie für Fehler in der seitlichen Versetzung und beim Vortrieb bei einem bogenförmigen Segment veranschaulicht; und
Fig. 4 ist ein schematisches Schaubild eines beispielhaften Systems der Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die vorliegende Erfindung ist eine Verbesserung gegenüber dem Verfahren und System der Control Engineering Company, die oben beschrieben sind, was das Übertragen von Information an automatisch geführte Fahrzeuge (AGV) angeht. Das erfinderische Verfahren und System simulieren die einfachen bogenförmigen und geradlinigen Merkmale eines festen, tangentialen, im Boden verdrahteten Führungsweges, wobei sie auch kompakt genug sind, daß sie in einer relativ kleinen Datenbank gehalten werden können, entweder auf einem Fahrzeug bzw. Fahrzeugen oder als ein Teil eines gemeinsamen Systemkontrollers für die Übertragung auf das Fahrzeug bzw. die Fahrzeuge.
Es sollte verstanden werden, daß die Erfindung an jeden Typ eines automatischen Fahrzeuges angepaßt ist, z. B. diejenigen, die eine einfache Koppelnavigation, Intertialführung, Laserführung oder irgendwelche anderen Typen benutzen, die bekannt oder ins Auge gefaßt werden. Da diese Navigationssysteme und die Routinen, die sie benutzen, in der Technik wohlbekannt sind, wird angenommen, daß eine genaue Beschreibung nicht notwendig ist, um die Erfindung zu verstehen.
Das folgende bildet eine Beschreibung eines Verfahrens und eines Systems, die die Führungs- und Positionsinformation, die normalerweise durch im Boden verdrahtete Führungswege und Positions-Transponder/Magnete zur Verfügung gestellt wird, in Datenbank-Formate umwandelt, die zum Führen drahtloser AGVs verwendet werden kann. Die Beschreibung erklärt in Einzelheiten ein Verfahren des Verwendens einer Wegpunkt (PP)-Datenbank, einer Datenbank für die Fahrzeugposition (VL) und einer Datenbank für die tatsächliche Position (RP). Die "Hin"-Punkte entsprechen dem Endpunkt eines Segments, die "Von"-Punkte entsprechen dem Startpunkt eines Segments. Die PP-Datenbank umfaßt differentielle X, Y-Koordinaten, die den "Hin"- und "Von"-Punkt eines Wegsegmentes darstellen, ob es eine Linie ist oder ein Bogensegment. die PP- und VL-Datenbanken können mit der VP-Datenbank wie oben beschrieben benutzt werden, um ein ideales drahtloses System voll zu beschreiben und zu steuern. Um ein drahtloses System der echten Welt oder ein nicht ideales System vollständig zu steuern, sollte die RP-Datenbank benutzt werden, die Daten zum Korrigieren von Navigationsfehlern, die Messungen und/oder physikalischen Fehlern zuzuordnen sind, sowie über Reifenverschleiß, Fahrzeuglast oder dergleichen enthält. Die Verfahren und Systeme, die unten beschrieben werden, sind ein bevorzugter Weg, die Aufgaben der Erfindung zu lösen. Weitere Wege, die die hierin beschriebenen erfinderischen Konzepte benutzen, wie sie in den Fähigkeiten des Fachmanns liegen, können ebenso benutzt werden.
Die PP-Datenbank wird angesprochen, indem eine beliebige Zahl, d. h. Markierung, jedem Wegpunkt, der in dem System benutzt wird, zugewiesen wird. Obwohl jede Markierungszahl vollständig zufällig sein kann, sollten sie eindeutig sein, bevorzugt sequenziell, und innerhalb praktikabler numerischer Grenzen, um die Größe einer bestimmten PP-Datenbank zu minimieren.
Die PP-Datenbank enthält die X, Y-Koordinaten der Endpunkte jeder Linie und/oder jedes Bogensegmentes des Systems, die den gewünschten Führungsweg bilden. Da durch eine zusätzliche Systemdefinition die Führungswege immer mit einem geraden Segment und seinen "Von"- und "Hin"-Endpunkten beginnen, ist jedes folgende Segment, entweder eine Gerade oder einen Bogen, voll definiert nur durch die X, Y-Koordinaten seines endgültigen, d. h. "Hin"-Endpunktes, d. h. es sind keine Vorschub- und/oder Stützwinkel erforderlich. Mit bezug auf Fig. 1 kann dieses wie folgt bewiesen werden:
Gegeben ist eine neue Wegpunktmarkierung und ihre X, Y-Koordinaten (X_Pos_Neu und Y_Pos_Neu), d. h. X&sub1;, Y&sub1; oder X&sub2;, Y&sub2;, bestimme, ob das neue Wegsegment eine GERADE oder ein BOGEN ist, relativ zu der letzten Wegpunktmarkierung und ihren X, Y-Koordinaten (X_Pos_Alt und Y_Pos_Alt), d. h. X&sub0;, Y&sub0; oder X&sub1;, Y&sub1;. Auch bekannt zu diesem Zeitpunkt ist der "Austrittswinkel" (Theta_Alt) des letzten Wegsegments.
Es sollte angemerkt werden, daß der anfängliche Winkel (Theta_Alt) aus den "Von"- und "Hin"-Punkten des ursprünglichen "Einfügungs"-Linienwegsegment herrührt und wie folgt berechnet wird:
Theta_Alt = ARCTAN ((Hin_X - Von_X)/(Hin_Y - Von_Y))
Basierend auf dem "Eintrittswinkel" (Theta_Neu) und dem "Austrittwinkel" des letzten Wegsegments kann festgestellt werden, ob sie gleich sind, oder innerhalb bestimmter vernünftiger Toleranzen gleich sind. Zum Beispiel kann eine Toleranz von ±1.4 Grad (360º/256) benutzt werden, da die Prüfung dann eine einfache Prüfung auf die höchstwertigen Bytes der beiden Winkel wird, d. h. eine Umdrehung (360º) geteilt durch 2&sup8; (256). Wenn die zwei Winkel innerhalb der gegebenen Toleranz übereinstimmen, kann angenommen werden, daß das neue Wegsegment eine Gerade ist und daß das Fahrzeug unmittelbar in Richtung auf den neuen Wegpunkt vorlaufen wird.
Wenn die zwei Winkel nicht innerhalb eines gegebenen Toleranzbereiches übereinstimmen, kann angenommen werden, daß der neue Winkel an der "Schnur" des gewünschten Bogensegmentes herunterzeigt. Die Differenz (Theta_Dif) zwischen dem Austrittswinkel des letzten Wegsegmentes und dem Winkel der Schnur des Bogens kann dann gefunden werden.
Die Differenz wird verdoppelt und zum Austrittswinkel des letzten Wegsegmentes addiert. Dieser neuer Vortrieb wird dann als Austrittswinkel des neuen Bogensegments (Theta_Neu) definiert.
Die Berechnungen, um den Typ des neuen Segments zu bestimmen, sind die folgenden:
DXN_Dist = X_Pos_Neu - X_Pos_Alt ( = Delta X Neu Entfernung)
DYN_Dist = Y_Pos_Neu - Y_Pos_Alt ( = Delta Y Neu Entfernung)
In manchen Fällen können die Werte von DXN_Dist und DYN_Dist anstelle der vollen neuen X, Y-Positionen weitergegeben oder übertragen werden, um Übertragungszeit und/oder Speicherplatz zu sparen. Da typische "Delta-Entfernungen" zwischen benachbarten Wegpunkten nicht den gesamten Bereich des Systems überdecken zu brauchen, kann ein kleineres (schnelleres) Zahlensystem verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Wegsegment aus plus/minus 170 Fuß durch ein binäres Wort mit 16 Bit (zwei Byte) in einer Auflösung von 1/16 eines Zoll abgedeckt werden, während ein 24-Bit-Wert (drei Byte) erforderlich sein würde, um sowohl die absoluten X- als auch Y-Werte eines typischen Systems mit derselben Auflösung abzudecken.
Weiter bei der Feststellung, ob das nächste Wegsegment eine Gerade oder ein Bogen ist, sind die Berechnungen, bei denen "Tol" die Toleranz darstellt, die folgenden:
Theta_Alt = der "Austrittswinkel" des letzten Wegsegments
Theta_Neu = ARCTAN (DXN_Dist/DYN_Dist)
Falls (Theta_Alt-Tol) < = Theta_Neu < = (Theta_Alt + Tol),
dann stellt das neue Segment eine Gerade dar.
Wenn die oben beschriebene Bedingung nicht erfüllt wird, dann ist das neue Wegsegment ein Bogen.
Eine typische Wegpunkt-Datenbank kann wie folgt gespeichert werden:
Markierung n-1: X-Koordinate des Wegpunkts n-1
Y-Koordinate des Wegpunkts n-1
Markierung n: X-Koordinate des Wegpunkt n
Y-Koordinate des Wegpunkts n
Markierung n+1: X-Koordinate des Wegpunkts n+1
Y-Koordinate des Wegpunkts n+1
Die VL-Datenbank enthält die Entfernung ein Wegsegment hinunter, wo eine gewünschte Operation stattfinden soll, d. h. diese Datenbank liefert die Information, die die "Positionsmarkierer" wie oben beschrieben an das im Boden verdrahtete System geliefert haben. Jeder Eintrag in die VL-Datenbank enthält die "Von"- und "Hin"-Markierungen des Wegsegmentes, die Entfernung das Wegsegment hinunter von dem "Von"-Punkt zu dem gewünschten "Positions"-Punkt ebenso wie die "Positions"-zahl. Die Positionszahl wiederum wird als die Adresse des VP-Datenbankeintrags benutzt, welcher die Operation, die durchgeführt werden soll, enthält. Wieder, obwohl jede Positionszahl total zufällig sein kann, sollten sie bevorzugt sequenziell und innerhalb praktischer Grenzen sein, um die Größe irgendeiner bestimmten VP- Datenbank zu minimieren. Ähnlich sollten sich Duplikationen allgemeiner Merkmale, so wie bestimmter Geschwindigkeitsanforderungen, Hupe ein/aus, Blinker ein/aus usw., eine gemeinsame "Positions"-Zahl teilen.
Eine typische VL-Datenbank könnte wie folgt gespeichert werden:
"Von"-Markierung: "Hin"-Wegpunkt-Markierung Entfernung das Wegsegment hinunter Positionszahl
"Hin"-Wegpunkt-Markierung Entfernung das Wegsegment hinunter Positionszahl
"Von"-Markierung: "Hin"-Wegpunkt-Markierung Entfernung das Wegsegment hinunter Positionszahl
"Hin"-Wegpunkt-Markierung Entfernung das Wegsegment hinunter Positionszahl
Ein Eintrag der VL-Datenbank würde ausgewählt, indem die Datenrückkopplung von der Navigationsroutine überwacht wird, die kontinuierlich die gegenwärtige Entfernung das aktive Wegsegment hinunter liefert, zusammen mit den "Von"- und "Zu"-Markierungen des aktiven Segments. Sobald die "Von"- und "Hin"-Markierungen passen und die gegenwärtigen und gewünschten Entfernungen innerhalb etwa vordefinierter Toleranzen passen, würde die gegebene Positionszahl als ein Index in die VP-Datenbank benutzt werden. Der geeignete VP- Datenbankeintrag würde dann benutzt werden, um die geforderte Aktion zu definieren, als ob ein "Positionsmakierer" in einem im Boden verdrahteten System gelesen würde.
Wie oben erwähnt würde die Datenbank der "tatsächlichen Position" (RP) Daten zum Korrigieren der unvermeidbaren Navigationsfehler enthalten, die bei jeder tatsächlichen Situation auftreten. Typischerweise würde eine solche Datenbank die tatsächlichen physikalischen X, Y-Systemkoordinaten der Aktualisierungsmarkierer enthalten, die zum Korrigieren der Position des Fahrzeugs verwendet werden, d. h. Magnete, Transponder, Reflektoren usw. Wenn identische Positionsmarkierer verwendet werden, so wie Magnete oder Reflektoren, würde die Datenbank indirekt indexiert, d. h. entsprechend der gegenwärtigen geschätzten Position des Fahrzeugs und des Auftretens einer Positionsmarkierung. Im Fall der eindeutig markierten Transponder jedoch kann die RP-Datenbank direkt durch den vom Markierer empfangenen Code indexiert werden. Als Alternative könnte die RP-Datenbank vollständig entfallen, wenn die Transponder so programmiert wären, daß sie direkt an das Fahrzeug seinen tatsächlichen X, Y-Ort übertragen.
Bei vorgegebenem Verfahren, Algorithmen und Datenbank-Beschreibungen wie oben erläutert würde ein typisches drahtloses System wie folgt gestaltet sein. Ein Führungsweg würde gestaltet, der die gewünschte Route und Durchsatzanforderungen der zugewiesenen Arbeitsaufgabe erfüllen würde. Da dieses eine Aufgabe ist, die am einfachsten von einem Computer- Entwurfspaket gehandhabt wird, macht es nur Sinn, daß diese Phase der Gestaltung durchgeführt wird, indem eines der vielen kommerziellen Entwurfssoftware-Pakete benutzt werden.
Dies ist insbesondere wahr, wenn man die Leichtigkeit betrachtet, mit der solche Pakete es erlauben, vorliegende Gestaltungen zu erweitern und/oder abzuwandeln.
Es gibt jedoch einen weiteren großen Vorteil, das richtige kommerzielle Entwurfssoftware- Paket zum Gestalten des drahtlosen Führungsweges zu verwenden. Einige Software-Pakete, so wie AutoCAD von AutoDesk, ermöglichen die Integration einer Software einer dritten Partei mit vollem Zugriff auf die aktive interne Datenbank für das Zeichnen. Solche Software einer dritten Partei kann das automatische Dateiüberprüfen hinzufügen (sowie das Sicherstellen, daß alle geraden und/oder bogenförmigen Segmente tangential sind, Überprüfen auf maximale Entfernungen und/oder Winkel usw.) und die automatische Dateierzeugung der PP-, VL-, VP, und, falls erforderlich, RP-Datenbank aus der Zeichnungsinformation und/oder zusätzliche Pop-up-Bildschirmmenüs.
Bei vorgegebenen vervollständigten Datenbank-Dateien, wie oben erzeugt, würde ein typisches drahtloses System wie folgt arbeiten. Zuerst müssen die Fahrzeuge in das System eingeführt werden. Dies kann in einer Anzahl von Wegen vorgenommen werden, wobei einer es sein würde, das Fahrzeug an eine bekannte Position zu bewegen und vorzutreiben und dann die Tatsache in das System über entweder reelle Koordinaten und Winkel oder einen Positionscode, der die bekannten tatsächlichen Daten darstellt, einzugeben. Das bevorzugte Verfahren ist es, jedes Fahrzeug manuell über zwei Positionstransponder zu führen. Die Daten, die durch Lesen der X, Y-Positionen der beiden Transponder erhalten werden, "fügt" das Fahrzeug in das System ein, indem genug Information geliefert wird, so daß das Fahrzeug seine eigene Position, Vortrieb und indirekt seine gegenwärtige "Fahrzeugpositionszahl" bestimmen kann.
Wenn einmal die erforderlichen Fahrzeuge in das System eingeführt worden sind, werden sie zusätzliche Führungsweg-Punkte empfangen, wenn sie sich bewegen sollen. Wenn jeder zusätzliche Wegpunkt erhalten wird, wird das Fahrzeug sie austesten, um zu sehen, ob es eine Gerade oder ein Bogen ist, wie es oben erläutert ist.
Wenn jeder neue Wegpunkt empfangen und ausgeprüft ist, wird das "ARC SEG"-Bit gesetzt, um ein "Bogensegment" darzustellen, und rückgesetzt, um ein "gerades Segment" darzustellen. Zusätzliche Information muß dann wie folgt berechnet und für jeden Typ des Segments wie folgt gespeichert werden (diese Daten werden in der Navigationsroutine des Fahrzeugs benutzt werden):
Schließlich ist die maximale Geschwindigkeit, die für dieses "BOGEN"-Wegsegment erlaubt ist (die abhängig von dem Radius des Bogens und dem programmierbaren maximalen Wert für die Drehbeschleunigung/Verzögerung des Fahrzeuges ist, Wende_AccDec):
FINAL_VEL = QUADRATWURZEL (Wende_AccDec*Radius)
Es sollte angemerkt werden, daß die Final_Vel, die oben berechnet worden ist, (sowohl für die geraden als auch für die bogenförmigen Segmente) als die endgültige Geschwindigkeit des vorangegangenen Segments gespeichert wird, während die Final_Vel des neuen Segmentes auf Null gesetzt wird. Diese wird als die maximale Eintrittsgeschwindigkeit des neuen Segments dienen, da sie als die letzte oder die Austrittsgeschwindigkeit des vorangegangenen Elementes behandelt wird. Ähnlich wird ein ideales Fahrzeug immer nach dem Ende des gegenwärtig definierten Weges Ausschau halten, um vor dem "Ende des Weges" zu bremsen und anzuhalten. Unter diesen Bedingungen wird ein Fahrzeug immer am Ende des gegenwärtig definierten Weges vollständig zum Anhalten kommen. Dieses Merkmal garantiert, daß das Fahrzeug die Führung nicht verliert oder den erlaubten Führungsweg überfährt, wenn alle Wegpunkte der "freigegebenen Route" verbraucht worden sind.
Wenn einmal das nächste Wegsegment, wie es durch den nächsten Wegpunkt dargestellt ist, überprüft worden ist, sind die folgenden Daten dann für die Navigationsroutine verfügbar: Seg_Total, Theta_Neu, Final_Vel, Sin_T_Neu, Cos_T_Neu ebenso wie Radius_X_Position, Radius_Y_Position, Theta_Anf, Arc-Sign, und Radius, wenn das nächste Segment ein Bogen ist.
Wenn ein First-In-First-Out (FIFO)-Puffer für mehrere Wegpunkte vorgesehen ist (die bevorzugte Situation, um Bewegungsoperationen sanft und kontinuierlich von Segment zu Segment durchzuführen), sollten angemeldete Daten jedes Segments bei den X, Y-Orten und Markierungsdaten des Wegpunkts bleiben, bis sie von der Navigationsroutine angefordert werden. Wenn jedes Wegsegment verbraucht ist, d. h. der durchlaufende Wert der Gesamtentfernung des Segments "Seg_Total" überschritten ist, holt der Puffer einen Satz von Daten, so daß das nächste Segment automatisch aktiv gemacht wird.
Vorausgesetzt, daß eine standardmäßige Routine für "gegenwärtige Position und Vortrieb" den tatsächlichen Vorlauf des Fahrzeugs verfolgt, über Wellencodierer oder ein Gyro, können Fehler bei der seitlichen Versetzung und beim Vortrieb des Fahrzeugs aus dem idealen Weg wie folgt berechnet werden:
Bei gegebenem "Theta_Neu" (dem letzten Vortrieb des gegenwärtigen Wegsegmentes) und seiner Sinus- und Cosinuswerte können die Gesamtentfernung der gegenwärtigen Wegsegmente (Seg_Total) und der gegenwärtige Ort des Fahrzeugs (Cur_X_Pos, Cur_Y_Pos) und der Vortrieb (Cur_Vortrieb) des Fahrzeuges, der gegenwärtige seitliche Versatz (Offset_Err) und Vortrieb (Theta_Err) des Fahrzeugs als Fehler berechnet werden. Auch die durchlaufende Entfernung (Cur_Distanz) und die verbleibende Entfernung (Rem_Distanz) für das gegenwärtige geradlinige oder bogenförmige Wegsegment können bestimmt werden. NAVIGATION FÜR DAS GERADLINIGE SEGMENT Lösung (mit Bezug auf Fig. 2):
das Segment wird als verbraucht angenommen, wenn die verbleibende Entfernung Null oder negativ ist. Dann setze den Seg_Done-Merker, wenn Rem_Distanz < = Null.

NAVIGATION FÜR DAS BOGENFÖRMIGE SEGMENT Lösung (mit Bezug auf Fig. 3):

Für die Berechnung des bogenförmigen Segmentes sollte angemerkt werden, daß Theta_Anf, Arc_Sign, Seg_Total, Radius und der Mittelpunkt des Bogens, d. h. (Rad_X_Pos, Rad_Y_Pos) auch gegeben sind (in der "Eintritts-Routine" vorberechnet, wie oben erläutert).
REM_DISTANZ = Seg_Total-Delta_Seg;
das Segment wird als verbraucht angenommen, wenn die verbleibende Entfernung Null oder negativ ist: Dann wird der Seg_Done-Merker gesetzt, wenn Rem_Distanz < = Null.
Damit die Vorzeichen von CUR_DISTANZ und REM_DISTANZ korrekt arbeiten, um eine Entfernung über den Lauf eines "bogenförmigen Segmentes" abzufühlen, erfordert der Algorithmus für das bogenförmige Segment, der oben dargestellt ist, daß alle bogenförmigen Segmente kleiner als plus oder minus 360º sein sollen (d. h. der gegenwärtig definierte kontinuierliche 360º-Vortrieb hat keine mit Vorzeichen behafteten Grenzen):
Wenn die gegenwärtigen Versatz- und Vortriebsfehler des Fahrzeuges gegeben sind, können geeignete standardmäßige Lenkalgorithmen benutzt werden, um Lenk-Korrekturbefehle zu erzeugen, um wiederum sowohl den seitlichen Versatz- und/oder Vortriebfehler zu minimieren. Solche Lenkalgorithmen sind für jeden Typ des Fahrzeugs Radbasis/Stellfläche verfügbar, der gefordert sein mag. Ein generischer Algorithmus ist auch bekannt, der alle Typen von Fahrzeug-Stellflächen abdeckt und es auch ermöglicht, daß das Fahrzeug Schiebebewegungen und/oder feste Vortriebsbewegungen durchführt.
Fig. 4 zeigt ein beispielhaftes System, das die PP-, VL- und RP-Datenbanken an einem von dem AGV entfernten Ort benutzt. Genauer ist das System, das durch die Bezugsziffer 10 identifiziert ist, mit einem einzelnen AGV 1 gezeigt, es kann jedoch eine Vielzahl von Fahrzeugen benutzt werden. In der Ausführungsform der Fig. 4 ist das AGV 1 mit dem Navigationssystem 3 und der Fahrzeugprogramm-Datenbank 5 an Bord gezeigt. Wie oben erläutert kann die Fahrzeugprogramm-Datenbank auch entfernt angeordnet sein, wobei drahtlose Kommunikation verwendet wird. Das System zeigt auch die Wegpunkt-Datenbank 7, die Fahrzeugpositions-Datenbank 9 und die Datenbank 11 für die tatsächliche Position, die sich entfernt von dem AGV befinden. Die drei Datenbanken 7, 9 und 11 sind in Kommunikation mit dem Systemkontroller 13, der sich entfernt von dem AGV befindet. Der Systemkontroller 13 führt Zweiwege-Kommunikation mit dem AGV. Fig. 4 zeigt auch, daß ein CAD-System 15 verwendet werden kann, um Daten an die Wegpunkt-Datenbank 7 dem Systemkontroller 13 zu liefern. Wiederum kann die Ausführungsform, die in Fig. 4 veranschaulicht ist, geändert werden, indem die Orte der verschiedenen Datenbanken geändert werden, so daß eine, einige oder alle an Bord des AGV sind oder sich entfernt davon befinden. Schließlich sind die Positions-Markierer, die für die Fehlerkorrektur benutzt werden, durch die Bezugsziffer 17 identifiziert und kommunizieren mit dem Systemkontroller 13 und dem AGV 1.
Das erfinderische Verfahren und System zum Steuern von AGVs bieten beträchtliche Vorteile gegenüber Systemen des Standes der Technik. Zunächst ist mit der Verwendung der differentiellen X, Y-Koordinaten viel weniger Speicher erforderlich, entweder auf einer Datenbank an Bord oder einer entfernt angeordneten Datenbank, um beim Führen des AGV auf seinem beabsichtigten Weg zu unterstützen. Dieser Vorteil ist besonders wichtig, wenn Daten übertragen werden, da, wenn weniger Daten übertragen werden sollen, dies die Steuerung von mehr AGVs und eine bessere Systemzuverlässigkeit ermöglicht. Die Erfindung erfordert auch keine Vortrieb- oder Stützpunkt-Infonnation, die eingegeben oder an das AGV übertragen werden muß, so daß gesamte Steuerprozeß vereinfacht wird.
Das Kombinieren des vordefinierten Führungsweg-Systems und eines Fehlerkorrektursystems erlaubt den Einsatz irgendeines Typs eines automatischen Fahrzeugs zur Benutzung. Weiter wird erhöhte Flexibilität erreicht, da die verschiedenen Datenbasen sich entfernt oder an Stellen an Bord befinden, abhängig von einem gedachten Einsatz der AGVs. Wenn manueller Betrieb beabsichtigt ist, können sich die Datenbanken und der Kontroller auf dem AGV befinden, so daß ein Bediener an einer bestimmten Station dem Fahrzeug befehlen könnte, zu der nächsten gewünschten Struktur zu fahren, indem ein Befehl eingegeben wird, die erforderlichen Führungsweg-Punkte freizugeben.
Alle Datenbanken könnten sich in einem entfernen Systemkontroller befinden, wobei der Kontroller neue Führungsweg-Punkte wie erforderlich freigibt. Bei dieser Anordnung wird maximale Flexibilität geboten, da das Neuprogrammieren für einen Kontroller durchgeführt werden kann anstatt bei einer Datenbank in jedem Fahrzeug.
Bei einer weiteren Alternative könnte die Datenbank, die die Wegpunkte für den Führungsweg enthält, entfernt gelagert werden, wobei die verbleibenden Datenbanken sich an Bord des Fahrzeugs befinden. Hohe Flexibiltät beim Führungsweg bei minimaler Anforderung an die Kommunikation werden dabei erreicht, ohne daß man das Fahrzeug neu programmieren muß, wenn man die Führungswege bei dieser Ausführungsform ändert.
Indem ein CAD-System für die Erzeugung der Führungswege benutzt wird, können die Zeichnungen der Führungswege überprüft werden, indem einfache, definierbare Regeln benutzt werden, ohne daß ein tatsächliches System und/oder ein Fahrzeug bzw. Fahrzeuge erforderlich wären. Wenn einmal ein gültiger Weg gestaltet worden ist, können die erforderlichen Datenbanken direkt aus den überprüften Zeichnungen erzeugt werden. Die Beschreibungsverfahren und Steuerschemata für den Führungsweg führen sich selbst zu einer zuverlässigen "Führungssicherheit"-Überprüfung. Zum Beispiel erfordern ANSI-Spezifikationen bei drahtlosen Fahrzeugen den "E-Stop", wenn sie sich außerhalb eines ± Sechs-Zoll-Fensters um einen "gewünschten" Weg bewegen. Diese Bedingung kann leicht überprüft werden, indem der Absolutwert des OFFSET_ERR-Wertes darauf überwacht wird, ob er größer als sechs Zoll ist, und indem sichergestellt ist, daß sowohl die Werte von CUR_DISTANZ und REM_DISTANCE größer bleiben als negative sechs Zoll.

Claims

1. Verfahren zum Steuern der Bewegung wenigstens eines automatisch geführten Fahrzeuges entlang eines Führungsweges, der eine Vielzahl von Wegsegmenten aufweist, wobei jedes Wegsegment entweder eine geradlinige Form oder eine gekrümmte Form mit einem Start- und einem Endpunkt aufweist, wobei jeder Punkt durch eine X, Y- Koordinate in einer Datenbank identifiziert ist, wobei die Bewegung durch einem Systemkontroller, der die Datenbank benutzt, und eine Navigationsroutine auf dem automatisch geführten Fahrzeug gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß es aufweist:

a) Bereitstellen einer Wegpunkt-Datenbank mit differentiellen X, Y-Koordinaten, wobei jede differentielle X, Y-Koordinate auf einer Differenz zwischen X- und Y-Koordinate eines ersten Wegpunktes und eines zweiten Wegpunktes stromabwärts des ersten Wegpunktes auf dem Führungsweg basiert;

b) Kommunizieren von Daten an das wenigstens eine automatisch geführte Fahrzeug mit Bezug auf die differentiellen X, Y-Koordinaten in der Wegpunkt- Datenbank, um es einer Navigationsroutine des wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeugs zu ermöglichen, das wenigstens eine automatisch geführte Fahrzeug so zu führen, daß es sich entlang jedem Wegsegment bewegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das weiter den Schritt des Bereitstellens einer Fahrzeugpositions-Datenbank aufweist, die eine Entfernung entlang einem Wegsegment und eine Position auf dem Wegsegment, die der Entfernung entspricht, enthält, und das wenigstens eine automatisch geführte Fahrzeug instruiert, eine Operation basierend auf der Eingabe von der Fahrzeugpositions-Datenbank durchzuführen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, das weiter die Schritte aufweist:

c) Bereitstellen wenigstens eines Positionsmarkierers entlang einem Wegsegment;

d) Bereitstellen einer Datenbank für die tatsächliche Position, welche die tatsächlichen X, Y-Koordinaten der Positionsmarkierer umfaßt; und

e) Bereitstellen von Information in bezug auf eine Position des wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeuges entlang dem Führungsweg; und

f) Korrigieren jeder Abweichung in der Bewegung des wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeuges vom Führungsweg weg, basierend auf der Information und der Datenbank für die tatsächliche Position.

4. Verfahren nach Anspruch 3, das weiter den Schritt des Bereitstellens einer Fahrzeugpositions-Datenbank aufweist, die eine Entfernung entlang einem Wegsegment und eine Position auf dem Wegsegment, die der Entfernung entspricht, enthält, und das wenigstens eine automatisch geführte Fahrzeug instruiert, eine Operation basierend auf der Eingabe von der Fahrzeugpositions-Datenbank durchzuführen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei der Führungsweg erzeugt wird, bei dem entweder ein computerunterstütztes Zeichensystem oder eine manuelle Einrichtung benutzt weren.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das computerunterstützte Zeichensystem die Integration von Software einer dritten Partei erlaubt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, das weiter die Schritte aufweist:

c) Bereitstellen von wenigstens zwei Positionsmarkieren;

d) Führen des wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeuges hinter die wenigstens zwei Positionsmarkierer, so daß das wenigstens eine automatisch geführte Fahrzeug tatsächliche X, Y-Koordinaten abfühlt, die ein Wegsegment und eine gegebene Position darstellen, so daß das wenigstens eine automatisch geführte Fahrzeug Daten empfangen kann, die weiteren differentiellen X, Y- Koordinaten entsprechen, um entlang weiterer Wegsegmente zu fahren.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Führungsschritt auch einen Austrittswinkel für das Wegsegment definiert, basierend auf den beiden Positionsmarkierern, wobei der Austrittswinkel in der Navigationsroutine für die Bewegung auf einem nachfolgenden Wegsegment verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem Schritt c) Transponder als die Positionsmarkierer bereitstellt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Führungsweg vordefiniert ist, so daß das wenigstens eine automatisch geführte Fahrzeug nicht in der Lage ist, einen neuen Führungsweg zu berechnen.

11. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Datenbank für die Fahrzeugposition entfernt von dem wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeug angeordnet ist.

12. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Datenbank für die tatsächliche Position entfernt von dem wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeug angeordnet ist.

13. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Wegpunkt-Datenbank entfernt von dem wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeug angeordnet und die differentiellen X, Y-Koordinaten zu dem wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeug übertragen werden.

14. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem wenigstens eine aus Wegpunkt-Datenbank, Fahrzeugposition und Datenbank für die tatsächliche Position sich entfernt von dem automatisch geführten Fahrzeugbefinden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem sich alle Datenbanken entfernt von dem wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeug befinden oder dort an Bord sind.

16. System zum Steuern der Bewegung wenigstens eines automatisch geführten Fahrzeuges entlang eines Führungsweges, der eine Vielzahl von Wegsegmenten aufweist, wobei jedes Wegsegment entweder eine geradlinige Form oder eine gekrümmte mit einem Start- und einem Endpunkt aufweist, wobei jeder Endpunkt durch eine X, Y- Koordinate in einer Datenbank identifiziert wird, wobei die Bewegung durch einen Systemkontroller, der die Datenbank benutzt, und ein Navigationssystem auf dem wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeug gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß es aufweist:

a) eine Einrichtung zum Speichern der Wegpunkt-Datenbank mit differentiellen X, Y-Koordinaten, wobei jede differentielle X, Y-Koordinate auf eine Differenz zwischen X- und Y-Koordinaten eines ersten Wegpunktes und eines zweiten Wegpunktes stromab des ersten Wegpunktes auf dem Führungsweg basiert;

b) eine Einrichtung zum Kommunizieren einer differentiellen X, Y-Koordinate an das wenigstens eine automatisch geführte Fahrzeug, so daß das wenigstens eine automatisch geführte Fahrzeug dem Führungsweg folgen kann.

17. System nach Anspruch 16, das weiter eine Einrichtung zum Speichern einer Datenbank für die Fahrzeugposition aufweist, welche eine Entfernung entlang einem Wegsegment und eine Position auf dem Wegsegment, die der Entfernung entspricht, enthält, so daß dem wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeug befohlen werden kann, eine Operation basierend auf der Eingabe aus der Datenbank für die Fahrzeugposition durchzuführen.

18. System nach Anspruch 16, das weiterhin eine Vielzahl von Positionsmarkierern, die eine tatsächliche X, Y-Koordinate identifizieren, und eine Einrichtung zum Speichern einer Datenbank für die tatsächliche Position, die die tatsächlichen X, Y-Koordinaten der Positionsmarkierer umfaßt, aufweist, so daß jegliche Abweichung bei der Bewegung des wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeuges korrigiert werden kann.

19. System nach Anspruch 18, das weiter eine Einrichtung zum Speichern einer Datenbank für die Fahrzeugposition aufweist, welche eine Entfernung entlang einem Wegsegment und eine Position auf dem Wegsegment, die der Entfernung entspricht, enthält, so daß dem wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeug befohlen werden kann, eine Operation basierend auf der Eingabe aus der Datenbank für die Fahrzeugposition durchzuführen.

20. System nach Anspruch 16, bei dem die Speichereinrichtung entfernt von dem wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeug angeordnet ist oder sich dort an Bord befindet.

21. System nach Anspruch 19, bei dem wenigstens eine aus den Speichereinrichtungen für die Wegpunkt-Datenbank, die Datenbank für die Fahrzeugposition und für die tatsächliche Position sich entfernt von dem wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeug befindet.

22. System nach Anspruch 20, bei dem sich die Speichereinrichtung entfernt von dem wenigstens einen automatisch geführten Fahrzeug befindet.

23. System nach Anspruch 16, das weiterhin ein computerunterstütztes Zeichensystem zum Erzeugen des Führungsweges für die Speicherung in der Wegpunkt-Datenbank aufweist.