多模式車輛導(dǎo)航控制的制作方法
【專利摘要】一種多模式車輛導(dǎo)航控制系統(tǒng)，包括車輛，其具有存儲器組件和車輛控制模塊（VCM），其中VCM包括控制器。存儲器組件儲存操作功能模式和操作控制模式，每種操作控制模式與用于控制車輛的機(jī)制相關(guān)聯(lián)，每種操作功能模式與所需車輛功能相關(guān)聯(lián)。所述VCM接收來自系統(tǒng)操作者的控制命令并且利用控制器執(zhí)行該控制命令。操作控制模式中的至少一種被配置為用于車輛的自動控制，并且操作控制模式中的至少一種是不使用所述控制器而直接向車輛馬達(dá)提供功率信號的轉(zhuǎn)矩控制模式。
【專利說明】多模式車輛導(dǎo)航控制【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]這里提供的實(shí)施例總體上涉及多模式車輛導(dǎo)航控制，更特別地，涉及用于向車輛提供多種功能模式和控制模式以增強(qiáng)車輛性能的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]許多倉儲環(huán)境利用一輛或多輛叉車和/或其他車輛以用于將產(chǎn)品移動進(jìn)出倉庫或者在倉庫內(nèi)移動。因此，許多現(xiàn)有解決方案利用車輛操作者來確定哪些產(chǎn)品需要移動和產(chǎn)品應(yīng)移動到哪里。雖然車輛操作者可能能夠充分引導(dǎo)車輛來執(zhí)行所需任務(wù)，但是車輛操作者意味著需要足夠成本來移動貨物通過倉庫。因此，許多現(xiàn)有解決方案提供半自動和/或全自動車輛操作。雖然這樣的操作變化可以為車輛提供不同的控制，但是通常車輛的自動操作仍是困難的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]這里包括用于多模式車輛導(dǎo)航控制的實(shí)施例。一些實(shí)施例包括車輛，車輛具有存儲器組件和車輛控制模塊(VCM)，其中VCM包括控制器。此外，存儲器組件可以儲存操作功能模式和操作控制模式，每種操作控制模式與用于控制車輛的機(jī)制相關(guān)聯(lián)，每種操作功能模式與所需車輛功能相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，所述VCM接收來自系統(tǒng)操作者的控制命令并且利用控制器執(zhí)行該控制命令。在一些實(shí)施例中，操作控制模式中的至少一種被配置為用于車輛的自動控制，并且操作控制模式中的至少一種是不使用所述控制器而直接向車輛馬達(dá)提供功率信號的轉(zhuǎn)矩控制模式。
[0004]還包括用于多模式車輛導(dǎo)航控制的方法的實(shí)施例。該方法可包括在導(dǎo)航控制模塊(NCM)處接收自動命令，確定功能模式命令和控制模式命令，以及確定與功能模式命令相關(guān)聯(lián)的功能模式的類型。一些實(shí)施例包括確定與控制模式命令相關(guān)聯(lián)的控制模式的類型，從NCM發(fā)送標(biāo)識控制操作的信號至車輛上的車輛控制模塊(VCM)，以及根據(jù)功能模式的類型和控制模式的類型激活車輛的馬達(dá)。
[0005]還包括車輛的實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，車輛包括存儲器組件和車輛控制模塊(VCM)，VCM包括控制器。在一些實(shí)施例中，存儲器組件儲存操作功能模式和操作控制模式，其中每種操作控制模式配置為用于控制車輛，每種操作功能模式定義車輛的操作功能。在一些實(shí)施例中，操作控制模式中的至少一種配置為用于車輛的自動控制，操作控制模式中的至少一種是不使用所述控制器而直接向車輛馬達(dá)提供功率信號的轉(zhuǎn)矩控制模式。在一些實(shí)施例中，操作控制 模式中的至少一種使用VCM和控制器以用于控制所述車輛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]附圖中示出的實(shí)施例本質(zhì)上是示范性的，無意限制權(quán)利要求所定義的主題。下面對示范性實(shí)施例的詳細(xì)描述可以結(jié)合附圖來理解，附圖中相似的結(jié)構(gòu)由相似的附圖標(biāo)記表不，附圖中:[0007]圖1示出根據(jù)這里顯示和描述的一個或多個實(shí)施例的用于提供車輛導(dǎo)航控制的計算環(huán)境；
[0008]圖2示出根據(jù)這里顯示和描述的實(shí)施例的用于提供車輛導(dǎo)航控制的環(huán)境地圖；
[0009]圖3示出根據(jù)這里顯示和描述的一個或多個實(shí)施例的車輛控制模塊中用于提供控制邏輯器的計算環(huán)境；以及
[0010]圖4示出根據(jù)這里顯示和描述的實(shí)施例的用于實(shí)施車輛的一種或多種功能模式的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]圖1示出根據(jù)這里顯示和描述的一個或多個實(shí)施例的用于提供車輛導(dǎo)航控制的計算環(huán)境。如圖所示，網(wǎng)絡(luò)100可便于導(dǎo)航系統(tǒng)102、遠(yuǎn)程計算設(shè)備104和車輛106之間的通信。網(wǎng)絡(luò)100可包括有線和/或無線局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、和/或用于傳輸信息的其他類型的網(wǎng)絡(luò)。導(dǎo)航系統(tǒng)102包括計算設(shè)備，其可以位于倉庫或其他環(huán)境。導(dǎo)航系統(tǒng)102可以配置為服務(wù)器或其他計算設(shè)備，并且可以配置為用于發(fā)送導(dǎo)航數(shù)據(jù)至車輛106和/或接收來自車輛106的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。此外，遠(yuǎn)程計算設(shè)備104可以配置為管理計算設(shè)備、服務(wù)器或其他計算設(shè)備，可以配置為用于處理工作訂單。工作訂單可標(biāo)識需要移動的產(chǎn)品位置和/或提供其他類似信息。利用工作訂單信息，導(dǎo)航系統(tǒng)102和/或遠(yuǎn)程計算設(shè)備104可以配置為確定用于執(zhí)行所需任務(wù)的車輛。此外，導(dǎo)航系統(tǒng)102可以確定特定車輛106執(zhí)行任務(wù)的優(yōu)先順序。導(dǎo)航系統(tǒng)102可與車輛106通信以確定車輛106的位置。利用車輛106的位置，導(dǎo)航系統(tǒng)102可以更有效地相車輛106分配任務(wù)。此外，導(dǎo)航系統(tǒng)102和車輛106之間的通信可包括發(fā)送目的地和/或路線安排數(shù)據(jù)至車輛106。路線安排數(shù)據(jù)可包括多個路徑片段(path segment),其可包括從車輛106的當(dāng)前位置到預(yù)定目的地的一條或多線線和/或弧。然而，在一些實(shí)施例中，車輛106接收預(yù)定目的地的坐標(biāo)并且確定到達(dá)該目的地的其自己的路線安排。
[0012]還包括遠(yuǎn)程計算設(shè)備104。遠(yuǎn)程計算設(shè)備104也可配置為服務(wù)器或其他計算設(shè)備，并且可配置為向?qū)Ш较到y(tǒng)102提供工作訂單和/或其他信息。在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程計算設(shè)備104可與導(dǎo)航系統(tǒng)102位于相同建筑內(nèi)，但是在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程計算設(shè)備104可位于遠(yuǎn)離導(dǎo)航系統(tǒng)102。類似地，取決于特定實(shí)施例，遠(yuǎn)程計算設(shè)備104可配置為服務(wù)于一種或多種不同環(huán)境并且與一個或多個不同導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行通信。
[0013]圖1還示出車輛106。車輛106可配置為倉庫車輛，諸如叉車、搬運(yùn)車燈。此外，車輛106可包括一個或多個車輛控制系統(tǒng)，諸如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、加速系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)等。還包括用戶接口、位置跟蹤傳感器(諸如激光傳感器、光傳感器等)和車輛計算體系結(jié)構(gòu)110，車輛計算體系結(jié)構(gòu)110可包括車輛控制模塊(VCM) 112和導(dǎo)航控制模塊(NCM) 114。如下面更詳細(xì)地論述的那樣，VCM112可配置為通過使用手動模式來促成車輛106的操作者發(fā)起的控制。NCMl 14可配置為通過使用自動操作模式而促成車輛106的系統(tǒng)發(fā)起的操作。
[0014]圖2示出根據(jù)這里顯示和公開的實(shí)施例的用于提供車輛導(dǎo)航的環(huán)境地圖200。如圖所示，環(huán)境地圖200可模擬環(huán)境，諸如倉庫，并且可包括多個產(chǎn)品202。產(chǎn)品可以按預(yù)定布置來組織，并且不僅可以沿地面布置(在X和I方向上)，并且還可以垂直堆疊(在ζ方向上)。如以上概述的那樣，車輛106可以通過操作者發(fā)送手動命令至車輛106而以手動模式操作。然后操作者可以實(shí)施手動控制功能來手動導(dǎo)航車輛106至預(yù)定目的地，執(zhí)行所需任務(wù)，并且然后進(jìn)行到下一任務(wù)。
[0015]如果自動命令已經(jīng)發(fā)送到車輛106，那么車輛106可以按自動模式進(jìn)行操作，并且可以接收自動控制命令以實(shí)施自動控制功能。因此，車輛106可以從導(dǎo)航系統(tǒng)102接收一個或多個位置(或預(yù)定路線)。利用該信息，車輛106可以行進(jìn)到所需位置，執(zhí)行所需任務(wù)，并且然后進(jìn)行到下一位置。
[0016]作為示例，如果車輛106當(dāng)前以自動模式操作，車輛106可接收任務(wù)、預(yù)定目的地(諸如地址D212)、和/或到達(dá)地址D212的路線。根據(jù)所接收的信息，車輛106可計算到預(yù)定目的地的路線，并且然后可執(zhí)行該任務(wù)。在該特定示例中，該任務(wù)要求車輛106拾取位于地址D212的產(chǎn)品。從車輛106的當(dāng)前位置起，車輛106然后可以根據(jù)預(yù)定路徑使用傳感器和地圖數(shù)據(jù)來進(jìn)行導(dǎo)航。在一些實(shí)施例中，車輛106包括光傳感器。光傳感器可以確定車輛106相對于頭頂上的發(fā)光固定設(shè)備的相對位置。根據(jù)該信息和/或其他信息(諸如激光傳感器信息、里程表讀數(shù)等)，車輛106 (和/或?qū)Ш较到y(tǒng)102)可以確保車輛106在正確的路徑上。
[0017]圖3示出根據(jù)這里顯示和描述的一個或多個實(shí)施例的車輛控制模塊中用于提供控制邏輯器的計算環(huán)境。在所示實(shí)施例中，VCM112包括處理器330、輸入/輸出硬件332、數(shù)據(jù)儲存組件336 (其儲存路徑數(shù)據(jù)338a、地圖數(shù)據(jù)338b、和/或其他數(shù)據(jù))、以及存儲器組件140。存儲器組件140可以配置為易失性和/或非易失性存儲器等，可包括隨機(jī)存取存儲器(包括SRAM、DRAM、和/或其他類型的RAM)、閃存、安全數(shù)字(SD)存儲器、寄存器、緊湊盤(CD)、數(shù)字萬用盤(DVD)、和/或其他類型的非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)。根據(jù)特定實(shí)施例，非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)可居于VCM112內(nèi)和/或在VCM112外部。
[0018]此外，存儲器組件140可儲存操作邏輯器342、牽引邏輯器344a、轉(zhuǎn)向邏輯器344b、升降邏輯器344c和附件邏輯器344d。操作邏輯器342可包括操作系統(tǒng)和/或用于管理VCMl 12的組件的其他軟件。牽引邏輯器344a可以配置有一個或多個算法和參數(shù)以用于通過車輛106的牽引控制模塊(TCM)來促成最優(yōu)牽引和維持牽引。轉(zhuǎn)向邏輯器344b可配置有一個或多個算法和參數(shù)以用于通過轉(zhuǎn)向控制模塊(SCM)來促成車輛106的最優(yōu)轉(zhuǎn)向控制。升降邏輯器344c可包括一個或多個算法和參數(shù)以用于促成車輛106的最優(yōu)升降控制。附件邏輯器344d可包括一個或多個算法和參數(shù)以用于諸如通過液壓模塊來促成車輛106的附件的操作。圖3還包括局域通信接口 346，其可以實(shí)施為總線或其他通信接口來促成VCM112的組件之間的通信。
[0019]處理器330可包括能操作來接收和執(zhí)行指令(諸如來自數(shù)據(jù)儲存組件336和/或存儲器組件140)的任何處理組件。輸入/輸出硬件332可包括監(jiān)視器、定位系統(tǒng)、鍵盤、觸摸屏、鼠標(biāo)、打印機(jī)、圖像捕捉設(shè)備、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、陀螺儀、羅盤、和/或用于接收、發(fā)送和/或呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的其他設(shè)備，和/或配置為與這些設(shè)備接口連接。網(wǎng)絡(luò)接口硬件334可包括任何有線或無線聯(lián)網(wǎng)硬件，包括天線、調(diào)制解調(diào)器、LAN端口、無線保真(W1-Fi)卡、WiMax卡、移動通信硬件、和/或用于與其他網(wǎng)絡(luò)和/或設(shè)備進(jìn)行通信的其他硬件，和/或配置為用于與這些硬件進(jìn)行通信。利用該連接，可以促成VCM112與其他計算設(shè)備之間的通信。
[0020]應(yīng)理解，圖3所示的組件僅是示范性的，無意限制本公開的范圍。雖然圖3的組件示為居于VCMl 12內(nèi)，但是這僅是示例。在一些實(shí)施例中，一個或多個組件可以居于VCMl 12外部。還應(yīng)理解，雖然圖3的VCMl 12示為單個器件，但是這也僅是示例。在一些實(shí)施例中，牽引邏輯器344a、轉(zhuǎn)向邏輯器344b、升降邏輯器344c和/或附件邏輯器344d可居于不同設(shè)備上。此外，雖然VCM112示為具有作為單獨(dú)邏輯組件的牽引邏輯器344a、轉(zhuǎn)向邏輯器344b、升降邏輯器344c和附件邏輯器344d，但是這也是示例。在一些實(shí)施例中，單個邏輯器可以使VCMl 12提供所需功能。
[0021]應(yīng)理解，VCMl 12可以與NCMl 14通信以協(xié)調(diào)車輛106的手動操作和自動操作的各種條件。這樣，下面的表1表示根據(jù)所使用的VCM的類型，可以從VCM112發(fā)送至NCM114的數(shù)據(jù)的示例。
[0022]表1:VCM至NCM的消息
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種包括車輛的系統(tǒng)，所述車輛包括存儲器組件和車輛控制模塊(VCM)，所述VCM包括控制器，其中: 所述存儲器組件儲存操作功能模式和操作控制模式，每種操作控制模式與用于控制所述車輛的機(jī)制相關(guān)聯(lián)，每種操作功能模式與車輛的所需功能相關(guān)聯(lián)； 所述VCM從系統(tǒng)操作者接收控制命令并且利用所述控制器來執(zhí)行所述控制命令； 所述操作控制模式中的至少一種配置為用于所述車輛的自動控制；且所述操作控制模式中的至少一種是轉(zhuǎn)矩控制模式，轉(zhuǎn)矩控制模式用于不使用所述控制器而直接向車輛馬達(dá)提供功率信號。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述操作功能模式包括以下各項中的至少一種:牽引模式、轉(zhuǎn)向模式、升降模式和附件模式。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述車輛的所需功能包括以下各項中的至少一種:維持牽引、轉(zhuǎn)向、升降和維持車輛的附件。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述操作控制模式包括具有缺省PI增益的速度控制模式、具有可調(diào)PI增益的速度控制模式、以及位置控制模式。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，響應(yīng)于實(shí)施所述操作控制模式中的至少一種，所述VCM經(jīng)由所述控制器發(fā)送用于所述車輛的操作的控制命令。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中: 所述VCM經(jīng)由所述控制器發(fā)送所述控制命令至功率模塊， 所述功率模塊包括以下各項中的至少一種:牽引控制模塊、轉(zhuǎn)向控制模塊和液壓模塊，且 所述功率模塊發(fā)送所述功率信號至所述車輛的馬達(dá)。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，用于控制所述車輛的機(jī)制包括以下各項中的至少一種:通過速度參數(shù)來控制所述車輛、通過位置參數(shù)來控制所述車輛、以及通過功率信號來控制所述車輛。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述車輛包括導(dǎo)航控制模塊(NCM)，其中所述VCM向所述NCM傳輸所述車輛當(dāng)前正在實(shí)施的選定的操作功能模式和選定的操作控制模式。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述車輛包括NCM，其中所述NCM向所述VCM傳輸選定的控制模式和選定的操作模式以供所述車輛實(shí)施。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述車輛包括NCM，其中當(dāng)所述車輛正由所述NCM控制時，具有缺省PI增益的速度控制模式被使用，使得系統(tǒng)管理員選擇PI值以用于控制所述車輛的響應(yīng)性。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，根據(jù)所述車輛正在執(zhí)行的特定動作，具有可調(diào)PI增益的速度控制模式被使用以調(diào)節(jié)PI增益。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述車輛包括NCM，其中所述PI增益由所述NCM調(diào)節(jié)。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述車輛包括NCM，所述操作控制模式包括位置控制模式，所述位置控制模式的選擇將所述車輛的位置的控制從所述NCM轉(zhuǎn)移到所述VCM。
14.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括:導(dǎo)航系統(tǒng)和遠(yuǎn)程計算設(shè)備，其中: 所述車輛包括NCM ；所述導(dǎo)航系統(tǒng)與所述NCM通信以提供自動控制命令給所述車輛；且所述遠(yuǎn)程計算設(shè)備處理工作訂單，確定所述車輛是否將履行所述工作訂單，并且與所述導(dǎo)航系統(tǒng)通信以提供自動控制命令。
15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器包括以下各項中的至少一種:比例積分微分(PID)控制器、比例積分(PI)控制器、模糊控制器和H無窮控制器。
16.—種方法,包括: 在導(dǎo)航控制模塊(NCM)處接收自動命令，NCM配置為用于實(shí)施車輛的自動操作； 確定功能模式命令和控制模式命令； 確定與所述功能模式命令相關(guān)聯(lián)的功能模式的類型； 確定與所述控制模式命令相關(guān)聯(lián)的控制模式的類型； 從所述NCM向所述車輛上的車輛控制模塊(VCM)發(fā)送標(biāo)識控制操作的信號，其中所述控制操作涉及所述功能模式的類型和所述控制模式的類型；以及 根據(jù)所述功能模式的類型和所述控制模式的類型激活所述車輛的馬達(dá)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，確定所述功能模式的類型包括確定所述功能模式命令是否標(biāo)識下列功能模式中的至少一種:牽引模式、轉(zhuǎn)向模式、升降模式和附件模式。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，確定所述控制模式的類型包括確定所述控制模式命令是否標(biāo)識下列控制命令中的至少一種:具有缺省PI增益的速度控制模式、具有可調(diào)PI增益的速度控制模式、轉(zhuǎn)矩控制模式、以及位置控制模式。
19.如權(quán)利要求16所述 的方法，還包括使用牽引控制模塊來激活所述馬達(dá)。
20.一種車輛，包括存儲器組件和車輛控制模塊(VCM)，所述VCM包括控制器，其中: 所述存儲器組件儲存操作功能模式和操作控制模式，每種操作控制模式配置為用于控制所述車輛，每種操作功能模式定義所述車輛的操作功能； 所述操作控制模式中的至少一種配置為用于所述車輛的自動控制； 所述操作控制模式中的至少一種是轉(zhuǎn)矩控制模式，轉(zhuǎn)矩控制模式用于不使用所述控制器而直接向車輛馬達(dá)提供功率信號；且 所述操作控制模式中的至少一種利用所述VCM和所述控制器用于控制所述車輛。
21.如權(quán)利要求20所述的車輛，其中: 所述操作功能模式中的至少一種在所述車輛上實(shí)施； 所述操作控制模式中的至少一種在所述車輛上實(shí)施；且 所述VCM向?qū)Ш娇刂颇K(NCM)傳輸標(biāo)識所述操作功能模式中的所述至少一種和所述操作控制模式中的所述至少一種的數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G05D1/02GK103765338SQ201280042137
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月29日
【發(fā)明者】L·B·沃爾茨, 鄭冰, T·L·馬拉克, S·芒熱特 申請人:克朗設(shè)備公司