JP2018502778A - 車両用の追跡及び照明システム及び方法 - Google Patents

Abstract

作業領域の照明及び追跡のためのシステム及び方法が提供される。システムは、物体に結合する作業領域を照明する少なくとも１つのランプと、少なくとも１つのランプと連通して作業領域の高さの表示を提供する高さモジュールとを含む。方法は、照明される車両の可動部分の高さデータを決定するステップと、可動部分の決定された高さデータを定置ランプに通信するステップであって、ランプはマイクロプロセッサと複数の光源を含み、各光源は所定の高さで領域を照明するように制御可能である、ステップと、決定された高さデータに対応する複数の光源のうちの少なくとも１つを点灯して可動部分を照明するステップと、を含む。【選択図】図１

Description

［関連出願との相互参照］
本出願は、２０１５年１月９日に出願され「車両用追跡及び照明の装置と方法」との発明の名称の米国仮特許出願番号６２／１０１７３０が参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、領域照明に関する。より詳細には、本発明は、照明システムを使用して作業領域を照明するためのシステム及び方法に関する。

エレベータ、コンベア、及びフォークリフト、フロントエンドローダ、掘削機、バックホーのような材料ハンドリング車両は、ポイントＡからポイントＢへ材料を輸送するために使用される。この機器の操作を通じて、例えばパレット又は発掘された土などの材料が、フォーク又はショベルなどの材料ハンドリング車両の一部として位置を変える。

状況によっては、機器又は材料ハンドリング車両の操作者は、材料又は作業領域に所望の視野の無いことがある。例えば、暗い環境では、フロントエンドローダのヘッドライトは車両の直前の経路のみを点灯することがあってもシャベルと材料自体は照明システムを持たず、材料が位置を変えると材料が照明されない。別の状況では、材料ハンドリング車両は人間の制御が無い自動車両であってもよい。監督者が自動車両の動作を観察することが望ましい場合がある。

従って、所望の作業領域を照らす改善されたシステム及び方法が必要とされている。

本発明は、作業領域の照明及び追跡システム及び方法を提供する。本発明は、作業領域が変化するか又は位置が変化すると、機器又は車両などの作業領域を照明することができるシステム及び方法を提供する。システム及び方法は、センサを介して２つの物体間の距離を決定することによって、固定光源の光ビームパターンを手動又は自動で制御することができる。説明の全体を通して使用される１つの非限定的な例として、使用の一例は、フォークリフトキャリッジの照明パターンを自動的に調整して、フォークリフトキャリッジの照明を維持しながらフォークリフトキャリッジの高さを追跡して決定することである。例えば物体又は機器と共に動くように光パターンを調節する他の用途に有益であることは理解されるべきである。

１つの形態では、本発明は、車両作業領域を照明するためのシステムを提供する。システムは、車両に結合され車両作業領域を照明するように配置されたた少なくとも１つのランプと、車両の可動要素に結合された高さモジュールと、を含み、可動要素が車両作業領域に関連付けられ車両操作者によって車両に対する高さを増減するように制御可能とされ、高さモジュールが、少なくとも１つのランプと通信して可動要素が上下に移動するときに車両作業領域を照らすように可動要素の高さデータをランプに提供する。

別の形態では、本発明は、車両の可動部分を照明する方法を提供する。この方法は、照明される車両の可動部分の高さデータを決定するステップと、可動部分の決定された高さデータを定置ランプに通信するステップであって、ランプはマイクロプロセッサと複数の光源を含み、各光源は所定の高さで領域を照明するように制御可能である、ステップと、決定された高さデータに対応する複数の光源のうちの少なくとも１つを点灯して可動部分を照明するステップと、を含む。

さらに別の形態では、本発明は、作業領域を照明するためのシステムを提供する。システムは、物体に結合し、作業領域を照らす少なくとも１つのランプと、少なくとも１つのランプと通信して作業領域の高さの表示を提供する高さモジュールと、を備える。

さらに別の形態では、本発明は作業領域を照明する方法を提供する。この方法は、ランプコントローラ、ランプ電源、ランプ無線モジュール、及びランプコントローラによって独立して制御可能な複数の光源、を含む、作業領域を照明するランプを提供するステップと、作業領域の高さデータを決定する高さモジュールであって高さモジュールコントローラ、高さモジュール電源、高さモジュール無線モジュール、高さデータを決定するための高さモジュールセンサ、及び高さモジュールの移動を判断するための高さモジュールセンサ、を有する、高さモジュールを提供するステップと、とを含む。

さらに別の形態では、本発明は照明システムを提供する。照明システムは、ランプコントローラ、ランプ電源、ランプ無線モジュール、及びランプコントローラによって独立して制御可能な複数の光源を含む、作業領域を照明するランプと、作業領域の高さデータを決定する高さモジュールであって、高さモジュールコントローラ、高さモジュール電源、高さモジュール無線モジュール、高さデータを決定する高さモジュールセンサ、及び高さモジュールの移動を判断する高さモジュールセンサを有し、高さモジュールが高さデータをランプに無線で通信する。

本発明のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の詳細な説明、図面及び添付の特許請求の範囲を考慮することにより、よりよく理解されるであろう。

照明システムを用いて作業領域を照明する車両の図である。 車両作業領域を照らすために使用可能な照明システムの一実施形態である。 照明システムを使用して作業エリアを照らし、調整された光パターンを示す車両の追加の図である。 車両作業領域を照らし、調整された光パターンを示すために使用可能な照明システムの追加の図である。 照明システムを使用して作業エリアを照らし、調整された光パターンを示す車両のさらなる図である。 車両作業領域を照らし、調整された光パターンを示すために使用可能な照明システムのさらに別の図である。 照明システムで使用可能な高さモジュール、オーバーライドリモートコントロール、マスタランプ、及びスレーブランプの概略図である。 高さモジュールに使用可能なプリント回路基板（ＰＣＢ）の動作のプロセスフローチャートである。 オブジェクト又は作業領域の高さを決定するために使用可能な高度アルゴリズムのプロセスフローチャートである。 オーバーライドリモートコントロールが使用されたときの照明パターンの決定のためのプロセスフローチャートである。 現在の高さビンの値を安定化するために使用可能な周期的割込みのプロセスフローチャートである。 照明パターンの一例を示す図である。 回転可能な照明システムの、第１の向きで示されている図である。 図１の照明システムの、図１３に示す照明システムを反対側から見た図である。 マスタランプとスレーブランプを含む照明システムの図である。 作業領域を照明する照明システムを示す図であって、第１の部分が点灯し、第２の部分が消灯している様子を示す図である。 照明パターンの一例を示す図である。

本発明の任意の実施形態を詳細に説明する前に、本発明はその適用において以下の説明に記載され又は以下の図面に示される構成の詳細及び構成要素の配置に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり様々な方法で実施されるか実施されることが可能である。また、本明細書で使用する表現及び用語は、説明のためのものであり限定するものと見なすべきでは無いことを理解されたい。本明細書における「including」「comprising」又は「having」及びそれらの変形は、その後に列挙されるアイテム及びその等価物ならびに追加のアイテムを含むことを意味する。同様に、「Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つ」などは、Ａ又はＢ又はＣ、又はＡ、Ｂ及び／又はＣの任意の組み合わせを示すことを意味する。「実装される（mounted）」、「固定される（secured）」、「接続される（connected）」、「支持される（supported）」、及び「連結される（coupled）」という用語及びそれらの変形は、広く用いられ、直接的及び間接的な取り付け、接続、支持及び連結の両方を包含する。さらに、「接続される（connected）」及び「連結される（coupled）」は、物理的又は機械的な接続又は結合に限定されない。

図１〜６を参照すると、車両１２の作業領域などの作業領域２１を照明するための照明システム１０が示されている。照明システム１０は、少なくとも１つのランプ１４を含むことができる。ランプ１４は、非限定的な例として車両１２などの機器に結合することができる。図２に見られるように、ランプ１４は独立して動作可能な複数の光学システム１６を有し得る。６つの光学システムが示されているが、任意の特定の用途に応じて、６つより多い又は少ない光学システムを使用することができることを理解されたい。いくつかの実施形態では、作業領域２１の位置及び任意の所望の照明に応じて、任意の所与の時間に２つ又は３つの光源２０（又はそれ以上）が照明することができる。光学システム１６の各々は、光源２０、例えばＬＥＤからの光を導くための反射光学素子１８を有することができる。反射光学素子１８が湾曲して、水平方向及び垂直方向の両方向の所望の反射範囲を提供することが可能である。

ブラケット３０は、ランプ１４を、例えば車両１２、又は支柱又はラックなどの他の支持構造に結合するために使用され得る。ランプ１４は、ピボット３８でブラケット３０の周りを回転することができる。ランプ１４は、レンズ３４及びハウジング３６を含むことができる。レンズ３４は、弓形の面を含むことができ、透明又は半透明のポリカーボネート又は他の既知の良好な耐衝撃性を提供する材料で作られる。いくつかの実施形態では、レンズは、非限定的な例として、５０パーセントの透明度又は７５パーセントの透明度、又は９０パーセントの透明度、又は１００パーセントの透明度を有することができる。

１つの例示的な実施形態では、６つの湾曲した反射光学素子１８は、垂直にほぼ±８０度及び水平に±３０度の光学分布範囲を提供することができるが、垂直方向及び／又は水平方向、又はそれよりも大きくても小さくてもよく、例えば、垂直、水平に±１８０度、又はそれよりも大きいか小さい他の光学的範囲も検討される。これらの光学システム１６は、異なる光源からの強度の組み合わせを使用することができる光パターン２６を生成するのに使用されて、非限定的な例として、例えばフォークリフト、フロントエンドローダ、掘削機、バックホーなどの車両１２の周囲の領域の光を混合し得る。マイクロプロセッサ１３がランプ１４に含まれることが可能である。例えば、マイクロプロセッサ１３は、動作の中でも、所望の光パターンを達成することを可能にする。各光学系１６の光強度はマイクロプロセッサ１３によって独立して制御されて、ランプ１４の機械的な動きが無くとも、様々な光パターン２６（例えば、図１、３、５を参照）の動きを得る。

図１に示すように、光パターン２６は、フォークリフトキャリッジ２２を含む可動部分などの作業領域２１を照明するために使用することができる。しかしながら、光パターンを使用して、任意の作業領域又は任意の車両１２、特に動く部分を照明し得る。いくつかの実施形態では、以下でより詳細に説明する高さモジュール５０を含めて、作業領域２１、例えばフォークリフトキャリッジ２２内の移動可能な物体の高さを決定し得る。

ランプ１４は、例えば、フォークリフトキャリッジ２２の高さを詳述するデータを受け取るマスタランプ１４であってもよい。マスタランプ１４は、新しい光パターン２６を計算し、新しい光パターン情報を送信して、スレーブランプ２４の光パターン２６を変更することができる。より多くの照明が必要又は望まれる場合には、１つ以上のスレーブランプ２４を含むこともできる。スレーブランプ２４は、新しい光パターン２６の情報を無線又は有線で受信することができ、スレーブランプ２４の光パターン２６を変えられる。スレーブランプ２４は、マスタランプ１４の光パターン２６における色相を変えることもできる。例えば、以下にさらに説明するように、ユーザがオーバーライドリモートコントロール２８又は照明コントロール２９を使用してスレーブランプ２４の光パターン２６を手動で変更する場合、この変更に関連するデータがマスタランプ１４に送信され得る。マスタランプはこのデータを受信することができ、マスタランプ１４の光パターン２６はスレーブランプによって行われた変更を反映するように変更することができる。

いくつかの実施形態では、オーバーライドリモートコントロール２８は少なくとも１つのボタン３３を含んで、オーバーライドリモートコントロール２８によって示される方向に少なくとも１つのスレーブランプ２４及びマスタランプ１４の光パターン２６を移動させ得る。

作業領域が移動するにつれて、光源２０の少なくとも１つが、作業領域２１、例えば、フォークリフトキャリッジ２２のような可動部分の高さに応じて任意の所与の時間に照明することができ、マスタランプ１４が静止したままである間に照明パターン２６が作業領域２１を概ね追従して照明する。図２、４、６に示すように、複数の光源２０が照明することができる。光源２０が可変強度で照明することが可能である（例えば、図４及び図６参照）。動作中、光源２０の強度は、例えば光パターン２６が移動して、移動する作業領域２１を照明するように、光パターンの実行中に変化することができる。図１、図３及び図５に示すように、フォークリフトキャリッジ２２の位置が移動するにつれて、変化した１つ又は複数の例えば複数の光源２０が点灯して、キャリッジが移動するにつれてフォークリフトキャリッジ２２を照らすことができる。光パターン２６は、任意の特定の物体又は領域を照らすように制御することができるが、フォークリフトキャリッジを照明することに限定されないことを理解されたい。変化する強度は、照明パターンの変化を、従来のデジタル用途に現れるように階段状では無く滑らかに見えるようにすることができる。階段状の照明も行うことができることを理解されたい。

図７に示すように、高さモジュール５０、マスタランプ１４、スレーブランプ２４、及びオーバーライドリモートコントロール２８の何れかが、送信モード及び送信モードのうちの少なくとも１つのモードでワイヤレストランシーバ６０、８２、５８２を装備することが可能である。いくつかの実施形態では、スレーブランプ２４の光パターン２６は手動で変更することができない。従って、スレーブランプ２４はマスタランプ１４にデータを送信することができず、無線トランシーバ５８２は受信モードのみで装備することができ、又は無線トランシーバを無線受信機で置き換えることができる。高さモジュール５０及びオーバーライドリモートコントロール２８は、任意の受信モジュールに情報を放送する主に送信機であってもよい。マスタランプ１４及びスレーブランプ２４は、放送される無線送信を受信し、所望の送信のみを含むように送信をフィルタリングする受信モジュールであってもよい。各無線トランシーバ６０、８２、５８２は、データの各送信と共に放送する永続的な固有の識別電子署名を有することができる。いくつかの実施形態では、受信モジュールは、対応する送信デバイスの電子署名を学習していなければ、送信データをマイクロプロセッサ１３に渡さない。このように、複数のシステムが通信範囲内の周囲の場所で使用されている場合、複数のシステムは互いに干渉しない。

任意の所望の物体又は作業領域２１、例えばフォークリフトキャリッジ２２の高さを決定するために、システムはまた、任意の所望の物体、例えばフォークリフトキャリッジ２２に結合され得る高さモジュール５０を含むことができる。一実施形態では、高さモジュール５０をフォークリフトキャリッジ２２に取り付けることができる。別の実施形態では、高さモジュール５０は磁石を含むことができ、又は磁気ハウジング４８内にあって所望の物体に磁気的に結合することができる。いくつかの実施形態では、高さモジュール５０は、高さが変化する作業領域２１の中又は上に配置することができる。図７に示すように、高さモジュール５０は、マイクロプロセッサ５４、高さ関連データを決定する高度センサのようなセンサ５６、及び運動関連データを決定する例えば加速度計５８センサ５８、無線トランシーバ６０、例えば少なくとも１つのバッテリの電源６２、及びオプションの回路６４を含むキャリッジプリント回路基板（ＰＣＢ）５２を有する。キャリッジＰＣＢ５２は、高度センサ５６からのデータを使用してキャリッジＰＣＢ５２の現在の高さを決定するアルゴリズムを実行して、無線トランシーバ６０を介して現在の高さを放送することができる。

追加のセンサ、センサの組み合わせ、又は他のシステムを使用して、例えばフォークリフトキャリッジ２２のような所望の物体又は作業領域２１の高さを決定するためのデータを提供することも可能である。例えば、フォークリフトキャリッジ２２の高さは、レーザーダイオード、超音波ソナー、圧力センサ、ストリングポテンショメータ、又は例えば飛行時間などを含む任意の他の許容可能な技術又は計算方法の使用によって決定され得る。サウンドやその他の媒体が飛行時間を計算するときに使用され得る。さらに、センサ又は他のシステムによって集められたデータは、マイクロプロセッサ間の有線又は無線通信プロトコルを介して送信されてもよい。

キャリッジＰＣＢ５２の動作のための例示的なフローチャート１００を図８に示す。いくつかの実施形態では、ＰＣＢ５２は、加速度計５８を介してｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の任意の対象物又は作業領域２１、例えばフォークリフトキャリッジ２２の動きを監視するので、エネルギーを節約することができ、マイクロプロセッサ５４、無線トランシーバ６０、及び高度センサ５６の何れかがステップ１０２に示すようにスリープモードに入り、電源６２から電源が最小限になるか又は電源が全く供給されない。スリープモードは、所定の閾値以上である動きが検出されなければ電力を節約することができる。例えば、非限定的な例として、１秒後、１分後、又は１０分後、又は１時間後に動きが検出されない場合、スリープモードに入ることができる。加速度計５８がステップ１０４に示すように閾値を超える動きイベントを検出すると、ステップ１０６に示すようにマイクロプロセッサへの電力の供給を回復させることができ、ステップステップ１０８での示すように高さモジュール５０が動いているかどうかをマイクロプロセッサが判断できる。ステップ１０８で、高さモジュール５０が動いている場合、ステップ１１０に示すように高度センサなどのセンサ５６への電力が復元して、高度センサ５６が高度データをマイクロプロセッサに提供し始め、次にステップ１１２及び１１４にそれぞれ示すように高度データを放送することができる。高度センサ５６が高度データをマイクロプロセッサに提供し、マイクロプロセッサが高度データを送信した後、マイクロプロセッサ、無線トランシーバ６０、及び加速度計５８は、ステップ１０２に示すようにスリープモードに入り、追加の動きが検出されるまでバッテリ消費を節約する。

図７に示すように、マスタランプ１４は、高さモジュール５０、オーバーライドリモートコントロール２８及びスレーブランプ２４の何れかからメッセージを受信することができ、ドライバＰＣＢ６８及びインタフェースＰＣＢ７０の少なくとも１つを含むことができる。ドライバＰＣＢ６８及びインタフェースＰＣＢ７０を１つ又は複数のＰＣＢに組み合わせることができることを理解されたい。ドライバＰＣＢ６８及びインタフェースＰＣＢ７０は、マスタランプ１４内にあってもよい。ドライバＰＣＢ６８は、インタフェースＰＣＢ７０及びドライバＰＣＢ６８上のコンポーネントの電圧レベルを増減するための回路７４を含むことができ、また、光源２０及び対応する光源ドライバ７２を含むことができる。インタフェースＰＣＢ７０は、マイクロプロセッサ８０、無線トランシーバ８２、加速度計８４、及び少なくとも１つの照明制御手段２９を、回路８８と共に含んで、これらコンポーネントの機能を可能とする。少なくとも１つの照明制御手段２９は、光パターン２６を手動で調整するためにマスタランプ１４上でアクセス可能である。いくつかの実施形態では、照明制御手段は、容量性タッチ集積回路チップであってもよく、ユーザが容量性タッチ集積チップに関連するレンズ３４の一部分を単純にタッチするだけで光パターン２６の位置を調節できる。他の実施形態では、全て非限定的な例であるが、照明制御手段２９はボタン又はスライド又は調整ホイールであってもよい。

いくつかの実施形態では、照明制御手段２９は、光パターンの増加用、及び光パターン２６の減少用の２つのボタンを含む。いくつかの実施形態では、両方のボタンが所定の時間、同時に選択される場合、マスタランプの無線トランシーバ８２が他の無線モジュールの固有の署名を知ることを可能にする学習機能を起動することができる。

無線トランシーバ８２は、放送された信号を受信することができ、無線トランシーバ８２が学習した電子署名を含む信号をフィルタリングすることができる。無線トランシーバ８２によって知られている電子署名を有する信号は、マイクロプロセッサ８０に送信することができる。マイクロプロセッサ８０は、信号を受信、復号して、信号が高さモジュール５０、オーバーライドリモートコントロール２８又はスレーブランプ２４から受信されたかを判断する。

１つの例では、マイクロプロセッサ８０によって受信される信号は高さモジュール５０から受信され得る。任意の所望の物体又は作業領域２１、例えばフォークリフトキャリッジ２２の高さは、信号データから数学的に決定でき、計算されたキャリッジ高さは、図９に示す例示的な高度アルゴリズム２００に中継することができる。高度アルゴリズム２００は、高さモジュール５０から受信した計算されたキャリッジ高さが与えられた場合、どの光源２０が照明すべきかを決定することができる。これを行うために、高度アルゴリズム２００は、計算されたキャリッジ高さが、所望の対象物又は作業領域２１、例えばフォークリフトキャリッジ２２の物理範囲内かどうか、及びステップ２０２に示すようにターゲット高さがゼロよりも大きいかどうかを判断する。これらの条件が合わない場合、ステップ２０４に示すように計算されたキャリッジ高さがターゲット高さに割り当てられる。しかし、ターゲット高さがステップ２０６に示すようにゼロであると判定された場合、所望の基準データが得られないので高度アルゴリズム２００は終了する。

ステップ２０８に示すように、計算されたキャリッジ高さが１つだけであったと判定された場合、ステップ２１０に示すように、２つの基準点を平均することによって平均高さを決定することができる。ターゲット高さは、１つの基準点として用いられて、他の基準点は、ターゲット高さビンの下側閾値をターゲット高さビンから減算することによって決定することができ、その結果、平均高さはターゲット高さビンよりも所望の量だけ低くなり得る。ステップ２１２で分かるように、移動平均フィルタを新たに計算された平均高さを反映するようにリセットすることができる。ターゲット高さは、ステップ２１４に示すように、移動平均フィルタに加えることができる。

平均を決定するために使用される高さビンは値の範囲からなり、該値は平均高さと計算されたキャリッジ高さとの間の高さの差を詳述する。例えば、平均高さと計算されたキャリッジ高さとの間の差が３フィート未満である場合、高さモジュール５０と地面との間の高さの差は３フィート未満である。この例では、地上約３フィートの作業領域を照らす光源に対応するターゲット高さビンをアルゴリズムに報告させる。ターゲット高さビンは、高度センサ５６から受信した新たな高さがあるたびに、例えばマスタランプ１４によって計算することができる。

ステップ２０８で決定されたように少なくとも２つのキャリッジ高さが計算されると、ステップ２１６で示すように閾値内にある新たな計算されたキャリッジ高さが前のサンプルから例えば６インチ内にある場合、及びステップ２１８に示すように全体の平均高さの第２の閾値例えば１フィート内にある場合、ターゲット高さビンを調整することができる。これにより、平均高さに加算されたサンプルは、作業領域２１がほぼ最低レベルにあるときに収集されるサンプルであることが保証される。計算されたキャリッジ高さが第１及び第２の閾値の両方の間にある場合、ステップ２２０及び２２２にそれぞれ示すように、移動平均フィルタを更新し、新しいターゲット高さビンを計算することができる。平均高さは、アルゴリズムが動作するにつれて大気圧の変化を反映するように調整することもできる。システムの電源が切られ、リモートコントロールからのリセットメッセージが受信された場合、又は例えばボタン２９の１つが押された場合、平均高さは消去及びリセットすることができる。平均高さが消去されリセットされると、高度アルゴリズムは前述のように有効なサンプルを平均に追加し始める。

例示的な遠隔アルゴリズム３００は、図１０に示すように、メッセージがオーバーライドリモートコントロール２８から受信されたことをマイクロプロセッサ８０が判断したときに活性化される。ステップ３０２で上向きの動きに対応するボタン３３が押された場合、マイクロプロセッサ８０は、光パターンが最大高さにあるかどうかを判断する。最大高さに無い場合、マイクロプロセッサ８０は、ターゲット高さビンを増加させ、移動平均フィルタをリセットして、それぞれステップ３０６及び３０８に示すように異なる光パターンを達成する。同様に、ステップ３１０で決定されたように、下向きの動きに対応するボタン３３が押された場合、マイクロプロセッサ８０は、光パターンがその最大高さにあるかどうかを判定する。最大高さに無い場合、マイクロプロセッサ８０は、ターゲット高さビンを減少させ、移動平均フィルタをリセットして、それぞれステップ３１４及び３１６に示すように異なる光パターンを達成する。光パターンが最大値又は最小値になっているために増減できない場合、アルゴリズムは終了する。このプロセスにより、例えば、作業領域が静止しているとき、又は光パターン２６の変化又は再配置が望ましいときに、光パターンがユーザによって変更されることが可能になる。

いくつかの実施形態では、周期的に、設定された時間間隔で割込みを実行することができる。いくつかの実施形態では、割込みはユーザがプログラム可能であってもよい。例示的な割込み処理フロー４００を図１１に示す。この割込みルーチンでは、浮動小数点の現在の高さのビンの割合を、目標の高さのビンに等しくなるように定義された量だけ増分又は減分できる。高さビンは割合と呼ぶことができるが、というのは全数の光源高さビン、及び各光源の輝度を調整するために光源パルス幅変調ルーチンによって使用される分数デューティサイクル割合を表す浮動小数点数であり得るからである。ステップ４０２に示すように、現在の高さのビンの割合が目標の高さのビンの割合より大きいかどうかを判断できる。現在の高さビン割合がターゲットビン割合よりも大きい場合、ステップ４０４に示すように、割合間の差が決定される。割合間の差が閾値よりも小さい場合、ステップ４０６に示すように、現在の高さのビンの割合が目標の高さビンの割合に等しくなるように設定される。割合間の差が閾値より大きい場合、ステップ４０８に示すように、閾値は現在の高さビンの割合から差し引いてよい。あるいは、ステップ４１０に示すように、現在の高さのビンの割合が目標の高さのビンの割合よりも小さいかどうかを判断することができる。現在の高さビンの割合が目標の高さのビンの割合よりも小さい場合、ステップ４１２に示すように、割合間の差を決定することができる。割合の差が閾値未満である場合、現在の高さビンの割合をステップ４１４に示すように、ターゲット高さビンの割合に等しくなるように設定される。割合間の差が閾値より大きい場合、ステップ４１６に示すように、閾値を現在の高さビンの割合に加算してよい。

現在の高さビンの割合が調整された後、ステップ４１８に示すようにＢｉｎＰｅｒｃｅｎｔａｇｅＴｏＰＷＭ（ＢＰＴＰ）関数を呼び出すことができる。ＢＰＴＰ関数は、現在の高さビンの割合をデコードすることができ、所望の光パターン２６を生成するために、光源を暗く／明るくするか、又はオン／オフに切り替えるデータを提供できる。

現在の高さビンの割合がＢＰＴＰ関数に渡された後、現在のビンの高さの割合を数学的に整数値と小数値に分離し、小数値の補数を計算することができる。この整数値は、どの光源２０を光源への電圧供給のパルス幅変調（ＰＷＭ）を介して減光又は明るくするか、及びどの光源２０が完全にオン又はオフにされるか、を決定するのに使用される。

この例では、閾値は、任意の所与の時間に完全に照明された２つの光源２０の電気的又は光学的等価物と等しくなるように予め設定され得る。従って、１００パーセント光出力で２つの光源２０を照明してもよいし、１００パーセント光出力で照明される第１の光源２０と、第１の光源２０に隣接する２つの光源２０をその光出力の合計が１００パーセントで照明してもよい。従って、隣接する１つの光源２０が明るくなると、第２の隣接する光源２０が同じ速度で調光される。

図１２に示すように、６つのＬＥＤ光源２０の例示的なパターンが示されている。現在の高さビン閾値（左端の列）の整数部分は、どのＬＥＤが１００パーセント出力又は１００パーセント近く出力で照明されるかを決定する。残りのＬＥＤは点灯しないか、又は明るく／調光している状態にある。高さビンの小数部分をより高い頻度で更新しより正確な小数を作成することにより、より柔軟なパターンを作成することが可能である。例えば、高さビン整数が１で小数部分が０.０１２３４５６７の場合、ＬＥＤ３は１００パーセントで点灯し、ＬＥＤ２は１.２３４５６７パーセントのＰＷＭデューティサイクル（ほぼ完全に点灯）で点灯し、ＬＥＤ４は９８.７６５４３３割合のＰＷＭデューティサイクル（１００パーセントマイナス１.２３４５６７パーセント）で点灯、即ちはほぼ完全に消灯する。非常に迅速に更新される可能性のある高さのビンの値をほぼ無限に（例えば、１ミリ秒の割込みごとに１０００回／秒）することで、正確で柔軟性のあるスムーズな有機質な感覚の光パターンを作成できる。

追加の照明を可能にするために、少なくとも１つのスレーブランプ２４をシステムに追加することが可能である。図７に示すように、スレーブランプ２４は、マスタランプ１４と同一又は同様のハードウェアを含むことができるが、ファームウェア及び実行においては異なるものであってもよい。従って、スレーブランプ２４は、ドライバＰＣＢ５６８及びインタフェースＰＣＢ５７０のうちの少なくとも１つを含むことができる。ドライバＰＣＢ５６８及びインタフェースＰＣＢ５７０は、１つ又は複数のＰＣＢに結合することができることを理解されたい。ドライバＰＣＢ５６８及びインタフェースＰＣＢ５７０は、スレーブランプ２４内にあってもよい。ドライバＰＣＢ５６８は、インタフェースＰＣＢ５７０及びドライバＰＣＢ５６８上のコンポーネントの電圧レベルを増減するための回路５７４を含むことができ、また、光源５２０及び対応する光源ドライバ５７２を含むことができる。インタフェースＰＣＢ５７０は、マイクロプロセッサ５８０、無線トランシーバ５８２、加速度計５８４、及び少なくとも１つの照明制御手段２９を、これらの構成要素を機能させる回路５８８と共に含むことができる。少なくとも１つの照明制御手段２９は、スレーブランプ２４上でアクセス可能であり、光パターン２６を手動で調整することができる。いくつかの実施形態では、照明制御手段は、静電容量タッチ集積回路チップであって、ユーザが容量性タッチ集積回路チップに関連するレンズ３４の一部分を単純にタッチして光パターン２６の位置を調節できる。他の実施形態では、全て非限定的な例として、照明制御手段２９は、ボタン又はスライド又は調整ホイールであってもよい。

マスタランプ１４がアルゴリズムを処理することができる一方、スレーブランプ２４は、ターゲット高さビンがマスタランプ１４から受け取られたときにスレーブランプ２４の光パターンを調整する役割を果たすことができる。これにより、マスタランプ１４とスレーブランプ２４とを同期させる。

図７に示すように、スレーブランプ２４は、放送された信号を受信することができる無線トランシーバ５８２を含むことができ、無線トランシーバ５８２が学習した電子署名を含む信号をフィルタリングすることができる。無線トランシーバ５８２によって知られている電子署名を有する信号は、マイクロプロセッサ５８０に送信することができる。マイクロプロセッサ５８０は、信号を受信し復号して、信号が高さモジュール５０、オーバーライドリモートコントロール２８、又はマスタランプ１４から受信したかを判断できる。マスタランプ１４からの信号は復号化されてターゲット高さビンを取得できる。ターゲット高さビンが取得されると、光源の強度は、マスタランプ１４と同一又は類似の方法で変更することができる。

マスタランプ１４及びスレーブランプ２４のハードウェアは、組み立てられたときに類似又は同一であり得る。マスタランプ１４及びスレーブランプ２４内の加速度計８４、５８４を使用して、各ランプの重力の方向を決定することができる。図１３は第１の向きのマスタランプ１４を示し、図１４は、スレーブランプ２４を例えば１８０度又はそれ以下で回した位置で示す。マスタランプ１４又はスレーブランプ２４の何れかが回転されると、例えば図１４に示すように、加速度計８４、５８４は、負の値を報告することができる。マスタランプ１４及びスレーブランプ２４のマイクロプロセッサ８０、５８０は、マスタランプ１４又はスレーブランプ２４が反転されているか否かを判定し、各光源２０に所望のピン、例えばピン１−６を割り当てることにより、マスタランプ１４とスレーブランプ２４とは依然として同期して、各ランプから同じ光パターンを提供することができる。ランプ１４、２４が反転されているか否かをマイクロプロセッサ８０、５８０が判定すると、マイクロプロセッサは物理的光源２０のピンをファームウェアのそれぞれの指定子に割り当て、その結果、「光源１」が地面に最も近い物理的な光を常に意味する。例えば、図１に示すような光ビーム２６が所望されると、マスタランプ１４がピン１及びピン２に関連する光源２０を付勢し、反転スレーブランプ２４がピン１及びピン２に関連する光源２０にも通電するであろう。図１５は、非限定的な例として、マスタランプ１４とスレーブランプ２４とを含むフォークリフトの応用を示す。図示するように、スレーブランプはマスタランプ１４から反転されているが、光ビーム２６のパターンはマスタランプ１４とスレーブランプ２４の両方、即ちマスタランプとスレーブランプの両方の光源１と光源２が点灯して光ビーム２６が生成される。

さらに、マイクロプロセッサ８０、５８０はボタン２９の機能を調整することができて、マスタランプ１４又はスレーブランプ２４が図１３のような一方向にあるときに、増加（又はアップ）ボタン２９は、光ビーム２６を上方に調節することができ、同じマスタランプ１４又はスレーブランプ２４が反転されると、図１４に示すように、増加（又はアップ）ボタン２９は、光ビーム２６を下方に調節するための減少（又は減少）ボタン２９として機能することができる。

オーバーライドリモートコントロール２８は、高さモジュール５０、マスタランプ１４、及びスレーブランプ２４に使用される無線トランシーバ６０を利用することができる。少なくとも１つのボタン３０が押されたときに、無線トランシーバ６０は、オーバーライドリモートコントロール２８の少なくとも１つのボタン３３のアクティブ状態を、オーバーライドリモートコントロール２８の一意的な電子署名と共に放送できる。このことは、受け取った命令に応じて、マスタランプ１４が１つのビンだけパターンを増加させるか、又は１つのビンだけパターンを減少させると解される。

オーバーライドリモートコントロール２８は、ランプパターン２６を高さモジュール５０とは独立して制御することを可能にでき、また、高さモジュール５０と連動して使用されるとマスタランプ１４アルゴリズム用のリセットとして働く。高さのビンが変更されるべきであることを示すオーバーライドリモートコントロール２８からのメッセージを受信すると、マスタランプ１４が平均値を再計算して所望のパターン差を反映する。ボタン３３が押されると、全ての送信は無線トランシーバ３２によって制御され得る。

いくつかの実施形態では、手動コントロール４６は、マスタランプ１４上に直接的に設けられているが、車両の制御パネル（図示せず）上などの車両１２（図１参照）に離れて配置される照明コントロール２９と同様である。手動コントロール４６は、ワイヤを介して接続されてもよく、高さモジュール５０と同様に、マスタランプ１４及びスレーブランプ２４と無線通信してもよい。いくつかの実施形態で、手動コントロール４６は、非限定的な例として、ロッカー、トグル、又はプッシュボタンのスイッチの形態、又は車両のタッチスクリーンインターフェースと一体化することができ、あるいはジョイスティック又は他の機械的装置で制御されることができる。いくつかの実施形態では、手動コントロール４６は、非限定的な例として、全ての光源上に単純な下部ビームのみ、又は照明の円滑な動きを提供するためにのみ機能することができる。

図１６及び図１７に示すように、いくつかの実施形態では、ランプ１４は、下部ビームのみ機能するような第１の部分４２をオンに保つように制御され、第２の部分４４は、照明が望ましく無い場所で照明を落とすか照らさないようにオフされる。例えば、他の車両の歩行者や作業者が照明の影響を受ける場合、マスタランプ１４からの照明は望ましくないかもしれない。次に、追加の照明が望まれるか又は必要とされるとき、第２の部分４４は、オールオン機能のように上述したような光源２０の何れからの照明を提供するために再びスイッチオンされ得る。いくつかの実施形態では、切替えは、手動コントロール４６又は照明コントロール２９などの手動、又は、ランプ１４,２４上、又は例えばフォトダイオード又はフォトトランジスタのような光センサなどの周囲光センサなどの高さモジュール５０上のセンサ４０によって制御される。

図１７を参照すると、６つのＬＥＤ光源２０の例示的なパターンが示されている。１つの機能は、ＬＥＤ１及びＬＥＤ２の出力が両方とも１００パーセントであり、残りのＬＥＤからの出力がゼロ割合である下側ビームのみの機能とすることができる。別の機能は、全てのＬＥＤの出力が１００パーセントであるオールオン機能である。

本明細書において、実施形態は明瞭かつ簡潔に明細書を書ける方法で記載されているが実施形態は本発明から逸脱すること無く様々に組み合わせ又は分離されることが意図され理解される。例えば、本明細書に記載された全ての特徴は本明細書に記載される本発明の全ての態様に適用可能であることが理解されよう。

上記の説明は、主として本発明の好ましい実施形態に関するものであった。本発明の範囲内で様々な代替案に注意が払われたが当業者であれば本発明の実施形態の開示から明らかな追加の代替案を実現する可能性が高いことが予期される。従って、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲から決定されるべきであり上記の開示によって限定されるべきでは無い。

Claims (44)

1. 車両作業領域を照明するためのシステムであって、
   車両に結合され車両作業領域を照明するように配置された少なくとも１つのランプと、
   前記車両の可動要素に連結された高さモジュールと、を備え、
   前記可動要素が、前記車両作業領域に関連付けられ、車両操作者によって車両に対して高さが上下するように制御可能とされ、
   前記高さモジュールが、前記少なくとも１つのランプと通信して、前記可動要素が上下に動くのに従い前記車両作業領域を照らすように前記可動要素の高さデータを前記ランプに提供する、
   車両作業領域を照明するためのシステム。
2. 前記少なくとも１つのランプは複数の光学システムをさらに備え、該複数の光学システムはそれぞれ光源を備えている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記光源の少なくとも１つは、独立して照明するように制御可能である、請求項２に記載のシステム。
4. 前記光源の少なくとも１つは、その強度が変化するように制御可能である、請求項２に記載のシステム。
5. 前記高さモジュールは、前記高さデータを提供するセンサをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
6. 前記高さモジュールは、レーザ、ソナー、及び圧力のうちの少なくとも１つを使用して前記高さデータを決定する、請求項１に記載のシステム。
7. 前記車両がフォークリフトであり、前記高さモジュールが前記フォークリフトのフォークリフトキャリッジに連結されている、請求項１に記載のシステム。
8. 前記高さモジュールが、前記フォークリフトキャリッジの高さデータを決定するセンサをさらに備える、請求項７に記載のシステム。
9. 前記センサが高度センサを含む、請求項８に記載のシステム。
10. 前記高さモジュールが、前記可動要素の動きを判断する加速度計をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
11. 前記少なくとも１つのランプは、マスタランプ及びスレーブランプのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
12. 前記少なくとも１つのランプは、前記車両に固定されている、請求項１に記載のシステム。
13. 前記少なくとも１つのランプ及び前記高さモジュールはそれぞれ、前記少なくとも１つのランプと前記高さモジュールとの間に無線通信を提供するように構成された無線トランシーバをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
14. 車両の可動部分を照明する方法であって、
    照明される前記車両の可動部分の高さデータを決定するステップと、
    前記可動部分の前記決定された高さデータを定置ランプに通信するステップであって、前記ランプはマイクロプロセッサと複数の光源を含み、各光源は所定の高さで領域を照明するように制御可能である、ステップと、
    前記決定された高さデータに対応する前記複数の光源のうちの少なくとも１つを点灯して前記可動部分を照明するステップと、を含む方法。
15. 前記可動部分の高さの増減を感知するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 高度センサを使用して前記可動部分の前記高さの増減を感知するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記マイクロプロセッサを使用して、前記決定された高さに対応する高さビンを決定するステップをさらに含み、前記高さビンは高さの値の範囲であり、前記高さの値は平均高さと計算された高さとの間の高さの差である、請求項１４に記載の方法。
18. 前記高さビンは、前記決定された高さの変化と共に変化する、請求項１７に記載の方法。
19. オーバーライドリモートコントロールからのユーザ入力高さに対応する前記高さビンを決定するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
20. 増加又は減少が検知されないときに前記マイクロプロセッサをスリープモードにするステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
21. 前記増加又は減少が検知されたときに前記マイクロプロセッサをスリープモードから復帰させるステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
22. 飛行時間計算を使用して前記可動部分の高さを決定するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
23. 作業領域を照明するためのシステムであって、
    物体に結合し前記作業領域を照明する少なくとも１つのランプと、
    前記少なくとも１つのランプと通信して前記作業領域の高さの表示を提供する高さモジュールと、
    を備えるシステム。
24. 前記高さモジュールは高さが増減する可動物体に結合可能である、請求項２３に記載のシステム。
25. 前記移動可能な物体は車両の要素であり、前記移動可能な物体は車両操作者によって車両に対して高さが増減するように制御可能である、請求項２４に記載のシステム。
26. 前記車両がフォークリフトであり、前記高さモジュールが前記フォークリフトのフォークリフトキャリッジに連結されている、請求項２５に記載のシステム。
27. 前記少なくとも１つのランプは複数の光源をさらに備える、請求項２３に記載のシステム。
28. 前記複数の光源のうちの少なくとも１つは独立して照明するように制御可能である、請求項２７に記載のシステム。
29. 前記複数の光源のうちの少なくとも１つはその強度が変化するように制御可能である、請求項２７に記載のシステム。
30. 前記高さモジュールは、高さデータを提供するためのセンサをさらに備えて前記作業領域の高さを決定する、請求項２３に記載のシステム。
31. 前記センサは高度センサを含む、請求項３０に記載のシステム。
32. 前記高さモジュールは、レーザ、ソナー、及び圧力のうちの少なくとも１つを使用して高さデータを決定する、請求項２３に記載のシステム。
33. 前記高さモジュールは、前記フォークリフトキャリッジの移動を判断する加速度計をさらに備える、請求項２３に記載のシステム。
34. 前記少なくとも１つのランプ及び前記高さモジュールはそれぞれ、前記少なくとも１つのランプと高さモジュールとの間に無線通信を提供するように構成された無線トランシーバをさらに備える、請求項２３に記載のシステム。
35. 前記少なくとも１つのランプは、マスタランプ及びスレーブランプのうちの少なくとも１つを含む、請求項２３に記載のシステム。
36. 前記少なくとも１つのランプはマスタランプを備え、システムがスレーブランプをさらに備え、
    前記マスタランプは、前記スレーブランプと同期して前記マスタランプ及び前記スレーブランプから同じ光パターンを提供する、請求項３５に記載のシステム。
37. 作業領域を照明する方法であって、
    ランプコントローラ、ランプ電源、ランプ無線モジュール、及び前記ランプコントローラによって独立して制御可能な複数の光源、を含んで前記作業領域を照明するランプを提供するステップと、
    前記作業領域の高さデータを決定する高さモジュールであって、高さモジュールコントローラ、高さモジュール電源、高さモジュール無線モジュール、高さデータを決定するための高さモジュールセンサ、及び前記高さモジュールの移動を判断するための高さモジュールセンサ、を有する、高さモジュールを提供するステップと、を含む
    作業領域を照明する方法。
38. 前記高さモジュールが前記高さデータを前記ランプに無線で通信するステップをさらに含み、前記ランプが照明する前記光源の少なくとも１つを制御し、前記少なくとも1つの光源が、前記高さデータに関する高さの前記作業領域を照明する、請求項３７に記載の方法。
39. 前記高さモジュールは、前記作業領域の上又は中に配置されるように構成される、請求項３７に記載の方法。
40. ランプコントローラ、ランプ電源、ランプ無線モジュール、及び前記ランプコントローラによって独立して制御可能な複数の光源を含む、前記作業領域を照明するランプと、
    作業領域の高さデータを決定する高さモジュールであって、高さモジュールコントローラ、高さモジュール電源、高さモジュール無線モジュール、高さデータを決定する高さモジュールセンサ、及び前記高さモジュールの移動を判断する高さモジュールセンサを有し、高さデータを前記ランプに無線で通信する、高さモジュールと、を備える
    照明システム。
41. 前記ランプは周辺光センサをさらに含む、請求項４０に記載のシステム。
42. 前記ランプ及び前記高さモジュールのうちの１つは周囲光センサを備え、前記ランプコントローラが前記周囲光センサからのデータに基づいて前記複数の光源のそれぞれを制御する、請求項４０に記載のシステム。
43. 所定の周囲光が感知されたとき、前記ランプコントローラは、前記複数の光源のうちの所定数を点灯させ、前記複数の光源の残りの部分を消灯させる、請求項４２に記載のシステム。
44. 前記ランプは、ハウジングと弓形レンズとを含む、請求項４２に記載のシステム。

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