专利名称：用于增强自动导引车导引性能的可变偏移定位天线阵列的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动导引车(Automated Guided Vehicle，随后称为AGV)的导引和控制，更具体地，在一种实施方式中，涉及一种能使AGV通过假设一个相对一个导引系统如掩埋式导引线的偏离位置将规则的和不规则形状的负载在存储位置和取用位置之间移动的系统。
背景技术：
传统的停车场都在改变其地面形状以满足高容量存储的需求。在城市中心，地上空间和地下空间都非常珍贵，停车设施的拥有者受到固定的车道和一定量的从该车道延伸出的车辆空间的限制。多层的车库仅能在不会有碍观瞻和不会难以驾驶的情况下向高处延伸。此外，自助停车和/或服务员引导停车的位置必须考虑在车辆的两侧以及车辆周围都存在额外的空间以使人们能够进出。此外，对于设施拥有者来说每个存储位置还必须具有相当的常用空间。例如，大部分设施通常要求至少在每个存储位置的前方具有足够的空间以满足常规的进出。还应有常规的人行设施，如走廊、楼梯、电梯、走火通道、适当的照明，以及还可能有自动售货机、浴室、现场人员的办公空间、安全门、摄像机、火警系统等。自助停车设施还常常出现由于司机错误导致的车辆间碰撞事故，以及给小偷、破坏者和其他不受欢迎的人提供了机会。因此， 在确定场所的每个存储位置上还必须具有相当的额外空间以满足用户的进出和通行，以及相当的额外空间资源以满足人类舒适性、安全性等的要求。常用空间的需求量将限制能停在同一个场所的车辆数目并增加了经营一个停车设施的成本。因此，需要一种自动停车系统，它既能克服人体相关的常用空间需求，并能被高效地建造和经营，且不需要额外空间或必须具有的允许单个人员进出的空间。现有以及建立了的沿着掩埋式导引线操纵AGV的方法使用的是精确位于AGV前方中央的一个天线、或者相对于行进方向的精确位于AGV前方和后方中央的一对天线。传统的AGV导引系统仅使用当前引导AGV的天线、或基于AGV前进方向的“前方”天线，以跟随掩埋式导引线。装有两个天线的AGV上的尾随的或“后方的”天线只有在AGV反向时才有效， 这个时候后方天线成功地变为“前方”天线并起到AGV系统导引的作用。掩埋式导引线布置在连接频率发生器并由其供电的回路中，该频率发生器通过导引线传递交流电频率。AGV 的每个导引天线包括两个感应线圈，所述感应线圈基于线圈附近的由负载导引线的频率产生的磁场单独地产生输出电压。通过平衡前方天线上两个感应线圈中的每个的输出信号的相对强度，并将一个线圈的输出强度减去另一线圈的输出强度，然后调整AGV的转向以定位在自两个线圈“相减后的输出”等于零的位置上，AGV的控制系统动态地调整AGV的转向以保持天线的中心，并因此AGV相对于行进方向的中心线基本以掩埋式导引线为准。这种系统通常配置有栅格形式的导引线，一组线有效地形成“X轴”，另一组形成“Y轴”，使AGV通过转向遵循不同的轴线和沿着不同栅格轴的不同方向行进，能在沿着线栅格的两个方向中运动。有时候这些传统的系统使用了具有较大转向半径的逐渐弯曲的线，让AGV跟随单一的线在变化的方向中行进。现有的AGV导引系统具有3种常见的问题/局限性
1)当AGV行进至一个天线感应线圈的外缘突然超出掩埋式导引线的垂直平面的位置时，天线会产生一个相同的信号而无论天线位于导引线的哪一侧。因为系统无法肯定地识别需要往哪个方向前进以再次获取导引线，因此通常会发出“离线”警告，停止AGV，并需要人为干涉才能使AGV回到导引线上并再次激活。另一种情况是，AGV根据一种受限的搜索模式找到导引线，但存在往错误方向搜索太远的风险，变得进一步迷失和/或出现与AGV的常规行进路线之外的物体相撞的可能性。2) “仅位于中心”的行进路径极大地限制了 AGV系统高效处理和移动不对称物体的能力，结果是AGV系统主要用于处理尺寸和形状范围都非常狭窄，或至少是容易预测的物体。3)线圈信号的“相减后的输出”具有某些弱点和可靠性方面的问题，如果在天线和导引线或其他影响所述导引线信号的磁场相对强度的物体之间的距离在行进过程中出现变化，这些问题将将导致导引系统出现故障。
发明内容
本发明的一个实施方式使用了基本类似的掩埋式导引线系统，但具有极为不同的天线和感应线圈结构，其通过车载可编程的微处理器分析一个或多个感应线圈的输出信号的相对信号强度，即全部线圈或选定的其他相邻线圈当前检测到的信号输出的总强度的比值，而实现处理感应线圈的输出的目的，以确定天线以及AGV相对导引线的精确位置，而不是仅以“相减后的输出”值接近零为目标。本系统在导引控制方法学上具有重大进展，能够更有效使用基于掩埋式导线的导引系统。不同于通常试图引导AGV至两个线圈的输出接近平衡的位置的、使AGV相对于其行进方向基本以导引线为中心的动态转向系统，本发明的导引系统可有目的地移动AGV，通过在两个或多个感应线圈的阵列的外部累积分界线内的任意点上跟随所述导引线，以相对于导引线的一个特定的和动态变化的偏移距离的路径为轨迹移动。这是通过引导AGV跟随一个精确的输出读数来实现的，该输出读数基于对两个或多个感应线圈的输出的相对强度的分析，等同于AGC相对于掩埋式导引线的一个精确位置的数字表达。这使得AGV能够有谨慎地地沿着“偏移轨迹”(offset track)前进，该轨迹中AGV行进方向上的中心线将根据需要发生变化，并根据掩埋式导引线的位置而具体规定而变化。这种“偏移轨迹”系统的一个优点是，它能够使AGV移动不对称形状的物体，如车辆，这些车辆在行动通道的侧下方具有一个不同于后方伸出量(后轮中心至车辆后方最远范围的量)的前方伸出量(前轮中心至车辆前方最远范围的量)，相对于将被装载的车辆的总长度来说无需较大地扩展行动通道的总宽度。通过移动AGV至导引线的一侧或另一侧，可弥补被装载的货物的对称方面的问题，AGV可沿着与路径的最大宽度几乎相同的尺寸的通道行进，同时仍然沿着永久地位于行动通道中部的单个的固定的导引线行进。此外，本发明的导引技术在单个天线中使用了多于两个的感应线圈的组合，在实施例中形成一个扩展的天线阵列。在这种结构中，可编程的微处理器对沿着扩展的天线阵列的每个点都赋予一个独特的相对值。因而，AGV导引系统可在指示下跟随沿着阵列的整个长度上的任一特定点上的导引线行进，将能到达的相对于掩埋式导引线和/或AGV行进方向的中心线的偏移量和特异性从数英寸增大到数英尺，甚至如果需要的话可以到天线阵列的整个长度。这可极大地减少了设计上用于存放、移动和取回可能具有不对称外形的物体的建筑物中行进路线和/或存储位置所需的总的建筑面积，并且极大地减少了与建筑、 维护和房产相关的支出成本。使用微处理器分析感应线圈阵列发出的输出信号的方式能够在AGV天线因该移动至一侧致使其最外侧的线圈延伸到掩埋式导引线之外的情况下，使AGV导引控制系统肯定地得知它通过到了掩埋式导引线哪一侧。如此装备的AGV可以校正其路线回到掩埋式导引线之上，直到天线能够再次检测到掩埋式导引线的存在，而无需立即离线关闭以及人为干涉。使用车载可编程的微处理器进行比例分析还可使AGV导引系统更好地补偿导线宽度或信号强度发生的变化，而无需精确安装导引线或出现传统导线导引系统可能出现的导引缺陷。所述车载可编程的微处理器连同本发明的各个方面所包含的其他AGV操控和导引控制系统创新能使在每个行进方向上装备两个天线的AGV的前方和后方天线，能被同时操纵和控制。这种双天线的导引系统能获取和处理来自单个AGV上的前方和后方天线上的信息，提供更为精确的转向和追踪系统，使AGV在需要非常精确的转向的应用中能执行更为复杂和精确的动作。这种性能还可用来提供一种转向和控制系统，能获得来自额外的有源天线传感器发出的更多的反馈信息量，以校验正确的操作、转向和追踪，如此装备的AGV 能够实现更好的行进性能。根据本发明的特征，所述天线阵列可以测定相对于导引线的位置上的扩展的感应范围和精度，获得另一个之前未能实现的跟随导引线栅格的方法。通过在每个AGV上安装4 个或更多的天线，例如在大致为矩形的AGV (这里指的是前、后、左侧和右侧，但AGV实际上并不受到这种4个特定方向的结构的限制)的每侧上各安装1个，可容易地实现上述目的。 当AGV沿着一导引线的一个方向(本实施例中称为“X轴”)上有效行进时，前方天线阵列或所有两个天线阵列(比如前方和后方阵列)将以任意特定的偏移量追踪导引线。另一个或两个天线阵列(在此实例中也称作左和右阵列)同时检测它们所穿过的“Y轴”线，确认AGV相对于其行进方向的当前的大致位置。在某些情况中，相对位置和这些交叉线相较于移动的 AGV的相对位置的改变可用来计算或确认其他系统感应器所获得的AGV的位置、前进方向和行进速度。当AGV接近将其跟随的“Y轴”时，一旦进入侧面天线阵列的感应范围内，所述两个“侧方天线”将检测到导线的存在。使用微处理器车载的天线阵列的输出，可以相对于新获知的“Y轴”导引线引导减慢AGV或将其停止在精确的位置上，如果需要的话还可包括一定的偏移量，随后基于其负载的可能的不对称性安全地跟随“Y轴”线行进。这时，所有4 个天线阵列都明确地感应到期相对于“X”和“Y”轴的精确位置，确保AGV及其负载的精确定位。具有多方向行进性能的AGV随后立即继续沿着“Y”轴行进，无需执行一个转向动作， 之前的前方和后方天线有效地变为侧方天线以感应交叉的栅格线，之前的侧方天线变为前方和后方导引天线。因为AGV的方向能在无需在拐角处具有较宽阔的转向半径的情况下即可发生改变或无需提供行进路线的额外空间以容纳不对称的货物，这能潜在地减少总的移动和装载处理时间以及改善系统效率。该种性能还能降低与存储系统轨迹、建造和维护相关的成本。本发明装备有微处理器的天线阵列结合本发明的增强了的控制系统后具有的更大的精度和灵活度，借助多个天线的同时使用调整或确认定位的能力，以及能使AGV移动具有不对称的物理特性的负载的方法能以非常有效的方式实现之前无法实现的移动和取用操作。例如，不对称的货物，在此例子中是驶入系统装载区的车辆，可由AGV捕获并送入系统中，随后侧向地或与行进路线方向相垂直但保持一定偏移量地移动，然后转向180度， 这样在取回车辆时可向前驶出所述系统。在驶出时，因先前旋转了 180°，所述AGV可以以相对于取回路线的相反的偏移量行进。这种调整可以自动进行，并且可由AGV来执行“新的”偏移定向，移动货物朝其它行进路线前进，到达或离开垂直的传送器上，根据需要进入存储空间或装载区，完成预期的存放和取回操作。因此，这里提供了一种车辆自动存放系统或者类似的具有导引系统的车辆存放系统，该导引系统可响应远程控制移动系统，在取用位置如开车进入的位置和存放位置之间移动车辆。更具体地，在一个实施例中，提供了一种全向的、电池供电、无线遥控的AGV，它具有定位和导引系统和一套系统控制方法，所述定位和导引系统通过加入由两个或更多个感应线圈和可编程的微处理器组成的天线阵列，使它们的行进路径相对于掩埋式导引线而出现变化，微处理器可赋予阵列长度内的每个位置一个明确的值，所述系统控制方法是AGV 用来相对于掩埋式导引线偏移其导引路径的方法。还提供了一种AGV导引控制系统，可确定地在出现“离线”情况时得知天线穿过超出了掩埋式导引线的哪一侧，并能使AGV可靠地被校正回到掩埋式导引线的位置上，无需关闭导引系统和人为干涉。与传统的导线导引系统相比，本发明的导引系统还能较好地补偿因导线宽度或信号强度的不同而出现的变化， 并提供一种具有多方向行进能力的AGV，且能获得更高效的路径模式，这可提高系统效率并降低与存储系统空间、建造和维护相关的成本。
图1示出了传统的由掩埋式导引线导向的双天线AGV ； 图2A是图1的AGV天线的正视图，图2B是它的平面图3是包括多个本发明的可变偏移量定位天线阵列的增强的AGV的一个实施例； 图4(图4A-4F)示出了图3的一个天线的正视图和平面图，示出具有一个可编程的车载微处理器的两个线圈的状态，该微处理器能使AGV追踪以偏离掩埋式导引线的路径行进；
图5(图5A-5C)示出了具有可编程的车载微处理器的多个线圈天线的一个实施例，该微处理器位于相对于掩埋式导引线的不同的中心位置和偏移位置上；
图6(图6A-6C)示出了含有图5的多个线圈天线的控制方法的一个实施例； 图7示出了具有两个可变偏移量定位的天线阵列的增强的AGV的一个实施例，该AGV位于具有相对于导引线的不同偏移量的位置上；
图8(图8A-8B)示出了具有四个可变偏移量定位的天线阵列的增强的AGV的一个实施例，该AGV位于具有相对于掩埋式导引线的X轴和Y轴的不同偏移量的位置上；
图9示出了能取得偏心负载的AGV的一个实施例，该AGV能以与中央导引线成一定偏移量的路径行进；
图10示出了以与中央导引线成一定偏移量的路径行进的AGV的一个实施例，能使其穿过阻碍行进通道的障碍物；
图11示出了传统AGV与本发明的AGV的一个实施例的对照，显示本发明的AGV用到更窄的行进路径；
图12示出了传统AGV与本发明的AGV的一个实施例的另一个对照图，显示了本发明的 AGV的优势和利用它的控制方法能移动长的和窄的不对称物体，通过跟随一个线轴沿着足够宽以容纳物体长度的行进路径前进，然后向侧面偏移，跟随另一个线轴进入较窄的存放路径和/或存放车架上，而无需转动AGV或车辆以将车辆装载入存放通道的空间；
图13示出了使用本发明的AGV在装载区和存放区之间移动和重定位货物的一个实施
例；
图14A是采用了本发明的增强的AGV的设施的控制系统的一个实施例的示意图； 图14B是依据本发明构建的控制系统的一个实施例的图； 图14C是依据本发明的一个实施例的控制系统的示意性和非限制性框图； 图15示出了具有存储结构和行进路径的采用了本发明的一个实施例的AGV的设施的一个实施例；
图16示出了本发明的AGV承载的货物的各种存放办法；
图17A-17D示出了使用AGV从存放位置上获取货物的AGV的控制方法和AGV的用途的一个实施例；
图18A-18C示出了使用AGV以另一条围绕障碍物的行进路径行进的AGV的控制方法和 AGV的用途的一个实施例；
图19A-19D示出了使用多个AGV以从堵塞的存放位置上取回货物的多个AGV的控制方法和多个AGV的用途的一个实施例；
图20是描述了计算位置值的方法的流程图，该方法由依据本发明的一个实施例的微处理器执行；
图21是依据本发明的另一个实施例的AGV的顶视图； 图22示出了具有车辆托盘的本发明的AGV的一个实施例； 图23是图22的边视图的一个实施例； 图M示出了具有带锁存储箱的本发明的AGV的一个实施例； 图25是图M的边视图的一个实施例；
图沈示出了沿着倾斜的路径行进的本发明的AGV的另一个实施例。
具体实施例方式
本说明书描述了目前预计的实施本发明的最好模式。这些描述并不意欲理解为限制性的，而是参照附图提供了仅仅是出于示意性目的的本发明的实施例，以告知本领域技术人员本发明的优势和结构。在附图的多个视图中，相同的参考数字表明是相同或类似的部分。图1是以具有“X”轴导引线70和“Y”轴导引线75的掩埋式导引线系统为中心的传统AGV50的一个实施例的示意图。传统AGV系统通常采用X轴和Y轴线的栅格，通过朝向不同的轴线转向并沿着此不同的栅格轴的不同的方向行进来使AGV执行沿着栅格的具有两个方向的行进动作。很多时候这些系统采用具有较大弯曲半径的一个逐渐弯曲的线来使AGV跟随单根线在不同方向上行进(例如参见图12)。如这里所讨论的，X和Y方向通常是垂直的，并可参照平面或顶视图，即往下看AGV的视图而得以理解，其中X轴指示沿着地面平面的水平运动，Y轴指示沿着地面平面的垂直运动，但是也可以理解为X和Y方向是相对的，在这里如此设计是出于便捷和容易理解AGV及其环境的相对定位的目的。在图1的实施方式中，传统AGV50具有前方天线60和后方天线65，并以导引线70 和75为中心。现有已使用的使AGV沿着掩埋式导引线行进的方法采用相对于图1示出的行进方向D精确位于AGV (图1中的天线60)中心的单根天线或精确位于AGV前方和后方 (图1中的50)中心的一对天线(图1中的天线60和65)。传统AGV导引系统仅使用位于 AGV前方的天线或基于AGV当前行进方向的前方天线，以追踪掩埋式导引线。后面的或后方天线通常是闲置的，直至AGV翻转方向，这时它变为前方天线并发挥AGV系统导引作用。图2A是图1的前方天线60的正视图，图2B是平面图。天线60包含两个感应线圈 62和64，根据它们与导引线70所带有的频率的磁场的接近而分别产生一个输出电压。掩埋式导引线(70、75)通常布置在连接频率发生器并由其供电的环路(如参见图14A中的环路920和930)中，该频率发生器(如参见图14A中的频率发生器925和935)通过导引线传递交流电频率。通过平衡天线70上的两个感应线圈62、64中每一个产生的信号输出的相对强度，并从一个线圈的输出强度减去另一个线圈的输出去强度，随后调整AGV50的转向， 以两个线圈输出信号的差值等于零的点为目标，AGV50的控制系统(未示)动态调整AGV50 的转向，保持天线60的中心，因而使AGV50相对于行进方向的中心线基本以掩埋式导引线 70为中心。然而，如之前所述的，传统AGV具有许多缺点，限制了 AGV对意料之外的行进环境如行进路线中的阻碍的反应能力，以及执行需要AGV到达偏离导引线系统的状态的运作的能力。两个天线、图1-2B中描述的两个线圈系统将传统AGV的行进限制在以导引系统为中心的位置之内，导致传统AGV系统与本发明的AGV阵列和控制方法相比效率较差。图3示出了以安装在地下的导引线系统为中心的本发明的AGV100的一个实施方式，该导引线系统具有“X”轴导引线70和“Y”轴导引线75，应可理解，导引系统作为一个整体优选由连接中央控制系统(参见图14A和14B)的导引线的网络或矩阵组成。AGV100还包括多个天线110、120、130和140，上述天线是指定用于简单表述前方天线110、后方天线 120、上部天线130和下部天线140。如下文将详细描述的，沿着X和Y轴定位的天线结构能使AGV100相对于导引线网络的移动和导引更加灵活。图4A-4F示出了图3的一个增强的天线阵列的一个实施方式，出于陈述的目的将其称作图3的天线110或前方天线110。图4A、4C和4E是天线110的正视图，图4B、4D和 4F是平面图。然而，应理解AGV100上的每个天线也可采取相同的结构。图4A-4F的实施方式的天线110还包括多个感应线圈112和114以及能使AGV100以偏离掩埋式导引线70的方式行进的可编程车载微处理器116。虽然仅示出了两个感应线圈112和114，但如下所述可以使用多于两个的感应线圈。天线110中的感应线圈112和114如传统AGV天线产生输出电压，当需要时用来保持AGV100以导引线70为中心。在一个实施方式中，车载可编程的微处理器116接收和进行感应线圈输出电流的数学分析，然后产生它本身的新的输出信号。这能使AGV100 (图3)如图4A和4B所示，按照其天线110、120、130和140以导引线70 为中心的方式行进，或如图4C-4F所示，虽然仍然确实跟随导引线行进，但有意地移动至导引线60的一侧与其保持一个可控和可变的距离。如需，这种与中心线的偏移量可大至，以及稍微超出天线阵列110的宽度118 (图4A)。图5A-5C示出了用于相对于导线70定位的AGV100的天线阵列210的另一个实施例的正视图。天线210还包括多个位于天线210的中心线212上的感应线圈220、230、对0、 250、260和270和车载可编程的微处理器观0。一方面，如果需要的话，如图5A所示，车载可编程的微处理器280分析感应线圈220 - 270阵列的输出，保持AGV以掩埋式导引线70为中心。另一种情况是，车载可编程的微处理器280允许装有天线210的AGV有目的地和精确地跟随中心线212离开导引线70的路线行进，如图5B和5C所示。与车载可编程的微处理器280相组合的多个感应线圈220 - 270能使AGV从其导引线70上方的位置无缝地移动到沿着感应线圈阵列的长度方向的任意位置上，以相对于导引线70移动AGV的中心线212 一个精确的可控的量，远远超出了传统AGV导引天线能检测到的由导引线70具有的频率所产生的磁场的距离。在本发明的一个实施例中，天线阵列200能同时感应单个导弓丨线70或多个导引线的多种频率。当采用多种频率时，系统控制计算机指示AGV选择理想的频率。依据本发明的另一个实施例，还可采用多个导引线。多个导线可实行单种频率或者每条线可具有不同的频率。依据本发明的原理，车载可编程的微处理器280分析天线阵列210中感应线圈 220 - 270的输出，并根据每个单独的感应线圈产生的输出给沿着阵列的每个点指定一个值。每个线圈220-270具有唯一的指数值，它根据线圈与导引线70接近距离和导线70中的电流强度的函数输出交流电(AC)。每个线圈的输出由一个电路(未示)接收，该电路适配来产生可被微处理器280分析的数字信号。在示例性实施例中，这还可通过对AC信号进行整流产生DC信号，然后用A/D转换器将DC信号转换为数字信号来完成。微处理器280产生表示天线210相对于导引线70的位置值。根据具有最强信号的一对线圈220-270确定该位置值。这种方法减少了对导引线70的电磁场的依赖性。图20示出了描述根据本发明的一个实施例由微处理器观执行的计算位置值的方法的具有示例性和非限制性的流程图1500。在S1510上，微处理器280接收和记录对应于每个线圈220-270的输出信号的数字信号。每个线圈的电流优选通过A/D以 1000次/ 秒抽样(虽然也可以尝试其它抽样率)，其中线圈输出与线圈和导引线的接近程度和导线内的电流强度相关，以及其中每个线圈可被单独地鉴别出，因而微处理器知道哪个信号来自哪个线圈。在S1510上，测定具有最大值的两个记录的信号。下文中这些信号被称为Va和 Vb，产生信号Va和Vb的线圈的指数分别为Ia和rt。如上所述，每个线圈220-270对应于一个唯一的指数值。在S1510上，将确定信号Va和Vb是否来自相邻线圈。如果是，将继续执行S1550。如果测得信号Va和Vb不来自相邻线圈，将通过S1540核查该信号的正确性，
10以确定Va和Vb之外的最大信号是否在预定义的阈值之下。如果S1540得到否定答案，行为终止；否则，继续执行S1550。在S1550中，线圈对(CoilPair)参数设置为线圈指数Ia和Λ的最小值。例如，如果线圈240和线圈250被定为Ia和Ib，那么线圈对参数应为M0。在S1560中，通过将线圈分离距离(d)值乘以线圈对参数可算得偏移值，即偏移值=d*线圈对。在S1570中，通过将线圈分离距离(d)乘以信号百分比值(SignalPercentagevalue)可算得选定的线圈对之间的相对位置(RelPos)，即RelPos=d*SignalPercentage。信号百分比是Va和Vb之外的最大信号与信号Va+Vb的总和的比例。线圈分离距离(d)是线圈220-270之间的距离。在 S1580中，将要确定指数Ia是否大于指数Λ。如果是，在S1590中，根据下式计算位置
位置(Position)=偏移值(Offset) - d/2+RelPos。如果在S1580中确定指数Ia不大于指数Ib，在S1595中将采用下式计算位置 位置(Position)=偏移值(Offset) +d/2+RelPos。图6A-6C示出了用来确定如图5A-5C所示的天线210与中心线212和导引线70 的相对定位的分析的一个实施例。车载可编程的微处理器280分析天线阵列中多个感应线圈220 - 270的输出，并根据每个单独的感应线圈的输出对沿着阵列的每个点赋值。在图 6A-6C示出的实施例中，天线阵列以导引线70为中心的关系将产生 245的值(即位于线圈 240和250中间)，虽然实际输出数字可能根据应用或所采用的控制系统的不同而不同。如果例如AGV行进至导引线70右侧很远的位置，车载可编程的微处理器观0的分析可以如此指出并输出一个对应值或其它适当形式的发至AGV控制系统的联系信号。在图6B的实施例中，一个小于220的值被发至AGV控制系统，AGV需要向左行进以回到如图6A所示的以导引线70为中心的位置。如果如图6C所示AGV行进至导引线70左侧很远的位置，车载可编程的微处理器280将产生一个指示其位置的输出。在图6C的实施例中，大于270的任意值将发至AGV控制系统，AGV需要向右行进以回到如图6A所示的以导引线70为中心的位置。AGV可以偏离导引线70等的范围取决于多种因素，包括但不限于导引线70的频率强度、感应线圈的敏感性和通过车载可编程的微处理器相关联的各个部件的连接方式。例如，如图6A-6C所示，天线阵列的可达到的范围得以扩展将减少AGV经历离线关闭情况的风险，离线关闭指的是AGV失去了与导引线网络的控制接触。这里描述的装备了增强的天线的AGV具有更大的行进窗口，同时仍然能保持与掩埋式导引线网络产生的磁场相接触。此外，一旦失去了与导引线产生的磁场的接触，控制系统能通过使用如图6A-6C示出的指示线圈定位值系统，发出需要向哪个方向行进以再次接触掩埋式导引线产生的磁场的正确指令。还可尝试其他控制系统。因而，装备有增强天线并处于适当的控制系统和方法下的AGV能执行回到导引线的路线，无需经历需要迫使人为干涉的离线关闭。此外，由于传统AGV系统设计成避免出现离线状况的行进路径和路线，因而限制了一些出于运作效率方面的选择可能，但本发明的控制系统和AGV允许按惯例执行更复杂的AGV路线而不会服务中断，并因此能获得更高效的运作性能和更高效的空间使用。图7至图8示出了显示本发明各方面特征的AGV200和300的两个非限制性实施例，其中图7的AGV200含有前方和后方天线202和204，图8A和8B的AGV300沿着AGV300 的一侧含有多个天线312、314、316和318。图7示出了相对于导引线70定位的AGV200的一个实施例，它具有与图5A-6C的天线210相同结构的包括多个感应线圈的前方天线202和后方天线204以及车载可编程的微处理器(未明确示出)。因而，当AGV200在箭头206指示的行进方向上沿着导引线70移动时，AGV200将从以导引线70为中心的位置208a移动(参见例如图5A的天线)到稍微偏离线70的位置208b (参见例如图5C的天线)。在图7的实施例中，AGV200可仅运作提供导引信息的前方天线202，或用两个天线202和204确认AGV 定位和导引的前缘和后缘。图8A和8B示出了相对于X轴导引线70和多个Y轴导引线75a、75b、75c和75d定位的AGV300的一个实施例，AGV300具有多个天线312、314、316和318，分别设置在AGV300 每个侧面302、304、306和308上。每个天线312、314、316和318的结构优选与图5A至图 6C的天线210相同。图8A示出了处于以导引线70和7 为中心并与AGV的目标位置340 相隔开的第一位置320的AGV300，该目标位置偏离X轴导引线70和Y轴导引线75d。如下所述，AGV相对于导引线网络的偏离定位可出于多种原因，诸如，例如如果AGV需要取得不以导引线网络为中心定位的货物(参见图9)时。图8B示出了 AGV300从第一位置320至中间位置330并随后至目标位置340的移动。具有车载可编程的微处理器(未示)和AGV控制系统(未示)的天线312和316的相互作用可控制其沿着X轴导引线的移动，其中天线312 和316相对于X轴导引线移动AGV300的位置。AGV300相对于Y轴线75a_75d的定位的确定还将引导AGV300从第一位置320到达目标位置340，其中，例如，天线314和318监控或计算穿过的Y轴线7 和75c以指示AGV300相对于Y轴网络的定位，并确保图8B的实施例中AGV300沿着Y轴线75d停止。因而，图8B示出了用来使AGV300用一对天线312和316 跟随行进方向中的导引线70的控制方法的一个实施例，同时用另一对天线314和314感应导引位置以穿过导引线75a-75d，并利用这两对天线的输出确定AGV在导引线栅格内的正确位置以及在导引线栅格内向正确位置行进，这些位置由特定的X和Y轴导引线的特定位置关系所表征。图7至8B示出了装备有两对或更多对天线阵列的本发明的AGV的各个方面的特征，它能够行进穿过装有多轴的掩埋式导引线栅格的存储或行进区，以栅格内的多轴线为中心或与之偏移进行跟随和追踪，到达控制系统指定的正确的目标位置。行进路径通常由控制系统(参见图14A-14C)指定，它将指示AGV跟随栅格图形(即在X方向上行进一段距离，然后在Y方向上行进一段距离)或如下面图26的相关描述的以一定角度穿过栅格线， 以最高效或最优选的能实现的路径到达指定位置。如下所述的，这对于基于AGV的存储或仓储应用均非常有利，其中可以根据当前需要和将要被存储的特定的一个或多个物体的尺寸、形状和移动计划动态调整、设置和分配行进路线和存储空间，而不是在存储系统设计期间提前确定好一定数量空间。这还允许基于AGV的存储系统比当前使用的非AGV系统更为灵活和更具有容纳能力，并极大地改善了它们的成本效率和运行寿命。图9示出了具有天线410和420的AGV400的一个实施例，该AGV沿着导引线70 行进以取得货物区440内偏心货物430 (本实施例中是汽车)。由其他设备、传感器、测量工具或人为干涉控制和导引的AGV400能从以导引线70为中心的位置450a移动至偏离位置450b，到达和取得沿着位置450c的不精确地以掩埋式导引线70为中心放置的目标物体 430。这方面可用来处理由于不精确的人为或机械操作没能精确放置的不规则形状物体。例如，可通过装载区内的或通过用户机器界面系统由工人连接的传感器检测由工人装入自动仓库并且没有精确地位于转载区中心的物体的精确位置，而装备有本发明的天线和控制系统的AGV如需要可偏离中心移动，以准确地接近和取得目标物体，然后回到中心或以需要的并适当的偏移量移动取得的物体至系统内的适当位置。在自动停车例子中，当AGV用来取得装载区中的偏心放置的目标车辆时，例如，AGV能够以其偏离导引线的方式行进的能力能有效地将AGV对准其意欲取得的车辆的中心。因而，AGV可行进至目标车辆下方的位置， 升高并移动，然后按要求回到以导引线为中心的位置，或偏离适当的量，根据车辆的特性和装载区的优选的行进路径装载车辆行进。除了可以简单地取得偏心货物外，相对于导引线的位置动态调整AGV的位置对减少由于暂时性机械故障或AGV系统内的障碍物导致的运行中断也非常有利。如果设备的失灵部件或暂时性的障碍物，如溢油、建筑物损坏、维修工具等会干扰或部分阻碍一部分行进路线，常规操作方法是需要整个关闭行进路线部分。然而，如果在行进路线中存在剩余空间，装备有本发明的天线阵列和/或控制方法的AGV可以如图10所示，简单地根据需要在穿过系统中的该特定点时在此导引线上移动，穿过该区域继续至少是受限制的行进运行， 直至障碍物源已经被除去或修理好。例如，图10示出了具有天线510和520的AGV500，它以由边界532和534确定的行进路线530内的导引线70为中心。当AGV500沿着其行进方向505遇到障碍物540时，联合了天线510和/或520的控制系统(未示)将使AGV500相对引线70动态移动至其位置一个足够的量，以避开障碍物530，并仍然保持在行进路线530的边界532和534内。图11示出了例如当装载了不对称货物630并沿着行进路径640行进，或放上或离开传送器650，或进入存储位置时，与使用传统AGV50 (也参见图1)相比较，通过使用含有天线阵列610、620的AGV600和本发明的控制方法的一个实施例在空间节省上的优点。动态移动AGV600的位置以进入一个在行进路线内偏离导引系统的位置的能力可以在相同情况下采用更窄的行进路线或更小的传送系统或更小的存储位置。在一个实施例中，传统AGV50 通过如2009年1月17日提交的美国专利申请61/145543所述的内容升高车辆轮胎来拾取车辆630，利用传统AGV导引天线60和65 (也参见图1)装载车辆630侧向移动至行进路线640 (与车辆正常的向前/向后行进方向相垂直)上，AGV50继续沿着以导引线70为中心的行进路线640行进，AGV50将以车辆的轴距为中心，该文献在此引入作为参考。在一个特定的实施例中，假定在基于AGV的自动停车系统中能容纳的最大车辆是1999年通用汽车 “Suburban”运动型多用途车。该车长219. 9英寸，前方伸出量(前轮中心至车辆最前方的距离)为36. 2英寸，后方伸出量(后轮中心至车辆最后方的距离)为52. 8英寸。为了使AGV50 能承载该车630至行进路线640上，面向每个方向(即在路线中向前或向后)需要的最小允许空间是219. 9英寸加上前方和后方伸出量的差距(16. 6英寸)，或236. 5英寸加上出于安全因素的任意需要的空隙的和，因而，如图11所示，行进路线640的最小宽度由边界642和 644确定。这个相同的额外的16. 6英寸长度还需要加到可能容纳该车的每个存储空间和可能在停车结构的楼层间移动它的每个传送器650上。这导致与原建筑物需要的实际的精确物理尺寸相比，增加了接近7. 5%的建筑面积、机械空间、建筑材料和相关的建造成本以在系统内容纳车630。然而，通过使用本发明的AGV600的一个实施例，移动天线阵列610、620 上的点，AGV600将跟随朝该车630的后方精确偏离导引线708. 3英寸的路线行进，行进路线640、存储空间和传送器均可设成车辆实际最大尺寸219. 9英寸加上出于安全因素的任意需要的空隙的和，最小宽度由边界646和648确定。在大型停车结构或自动车库中，每个项目可节约7. 5%的房地产成本和建造成本，大约数十万美元。图12示出了例如当装载了不对称或如图所示的长和窄的货物730时，使用传统 AGV50(也参见图1)和通过使用含有天线阵列710、715、720和725的AGV700和控制方法(未示)的实施例所获得的节省空间优点的对比图。如图12左侧所示，如果需要用传统AGV50移动货物730从第一位置740至第二位置750，或从导引线70至75a，AGV50必须首先利用天线60和65沿着导引线70行进，直至AGV遇到导引线75a，然后AGV50在该点上必须旋转， 在本实施例中是顺时针旋转，沿着行进路径745，借此天线60和65可获知导引线75a，以引导AGV50沿着导引线7 行进。因而，当在X轴导引线诸如70和Y轴导引线诸如7 之间转换方向时，行进路线或足迹必须确定得在示出的两个方向上能够容纳货物730的最大尺寸。然而，如图12右侧所示，如果需要用本发明的AGV700的实施例移动货物730从第一位置760至第二位置770，或从导引线70至75b，可利用天线710和720来控制和引导AGV700 沿着导引线70朝向导引线75b的移动。当AGV700接触导引线7 时，AGV700在天线715 和725作用下改变方向沿着导引线7 行进。AGV700可利用如于2009年10月3日提交的美国申请61/M8448中所述的全向驱动和操纵机械，来改变AGV700在轴70、7恥之间的移动方向，而无需如图12左侧所示的传统AGV50用于需要改变货物730方向的位置，该文献在此引入作为参考。因而，使用增强型的AGV700将同样的货物730从X轴方向转向Y轴方向的移动只需要更小的行进路线765和更为压缩的行进面积，仅需要涉及得足以容纳货物 730或AGV700的最小尺寸即可，无需考虑AGV700或货物730的转向空间，同时不需要也不排除例如其它能在导引线70和75b的交叉点上确认AGV物理位置的其他形式的传感器的使用。图13-19D示出了存储车辆等的自动存储设施中AGV的非限制性实施方式。在一个实施例中，自动停车设施包括顾客放置和取回车辆的装载区和优选常规仅由AGV等存取的这种车辆的存储区。由于是出于便捷的目的显示和描述停车设施，应可理解本发明的AGV 导引和控制系统的实施方式可用来移动任何类型的货物，根据控制系统的控制和导引以及控制手段的网络，如结构上为地下的导引系统和/或无线系统或两者的组合，沿着各种行进路线从第一位置至第二位置。还可尝试其他控制手段。本发明的系统能更有效利用全部空间，以及更具体地，以相对于边界和位于定位、移动和进出存储位置上的障碍物在系统范围内行进的方式更有效地利用。含有增强了的天线阵列的AGV的全向的移动和动态移动至偏离导引系统线等路线上的能力使得在行进和存储区的移动和定位具有更大的灵活性。图13示出了具有天线802、804、806和808的AGV800的一个实施例，这些天线用来从装载区810获取不对称物体890，一种情况是具有不同前方伸出量892和后端伸出量 894的车辆，移动车890至存储区812和特定的存储位置820。最初位于导引线70a和7 交叉点的AGV800在天线804和808的控制和导引下沿着导引线7 行进，直至它取得装载区810中的车辆890，车辆890被驶入装载区810中因此前方伸出892面对存储区812。可利用如2009年1月17日提交的美国申请61/145543所述的车轮896上的夹臂完成AGV800 获取车辆890的动作，或将车停放在车辆托盘上，随后AGV能如图21-23所讨论的获取和移动。箭头830示出了车辆890的获取，箭头832指示AGV800与车辆890回到行进路线850 内的导引线70。在AGV800回到导引线70a和75a的交叉点期间，全部天线802、804、806和 808优选与控制方法和车载可编程的微处理器联合工作。
因为本实施方式中的AGV800通过车辆890的轮胎896相对车辆890定位，AGV800 的位置可能需要偏离导弓I线70a特定量，以保持车辆890的前方和后方伸出892和894位于行进路线850的边界邪4和858内。设计行进路线使其能容纳大部分车辆的宽度和长度， 能在各个方向上移动车辆。箭头834示出车辆890根据AGV800沿着行进路线850的移动， AGV800向下偏离导引线70a，在相对于导引线70a的移动期间，天线802和806提供AGV800 的导引和偏离控制。在图12的实施方式中，AGV800沿着箭头836旋转在行进路线850内的车辆890，以翻转车辆890相对于行进路线850的方向，并翻转相对于导引线70的偏离方向，因此，车辆890稍后可回到装载区810并以向前的方向驶出装载区810。车辆890的旋转还能使车辆890以正面向外的状态存储起来。虽然图13示出了车辆890在存储区810 内的旋转，应可理解通过使用转台(未示)等也可在装载区810中实现旋转，或者如果在存储操作期间觉得不重要的话甚至可以不需旋转，例如如果在存储区810的对面存在允许车辆以向前的方向离开的另一个装载区(未示)。在存储区810内发生旋转的实施方式中，可采用控制系统(未示)考虑车辆相对于行进路线的尺寸和某些区域中存在的可能阻碍旋转的任意潜在的障碍物，确定旋转的最佳位置。在旋转后，AGV800和车辆890继续沿着箭头838指示的行进路线850，以与导引线70a形成新的偏移量的方式行进，直至AGV800用天线802、804、806和808接触到导引线 75b以校验AGV800相对于导引线70a和75b的位置和方向。在本实施方式中，随后AGV800 跟随箭头840指示的导引线75b，而天线804和808以导引线7 为中心，直至AGV800到达导引线70b。为了相对于沿着导引线75c的存储位置820适当地定位车辆890，天线802 和806必须采取偏离导引线70b的状态，因此AGV800根据箭头842的移动能到达车辆890 相对于导引线70b和75c的理想定位。车辆890在存储位置(例如820)的最终位置由多种因素确定，包括但不限于车辆的尺寸、存储区812内和周围可利用的空间和可利用的行进路线。因而，通过使用本发明包括的天线阵列802、804、806和控制方法(如图12中许多可能的动作组合的一个可能的实施例所示出的)，AGV800和车辆890能沿着导引线栅格(参见 14A-14B)通过检测X-和Y轴线并跟随以导引线为中心的或如需的话偏离导引线的行进路线在存储系统中行进，直至到达正确偏离存储位置的或存储位置内部的指定的存储位置以停放存储车辆。只有在存储途中或当从存储区行进至出现在装载区时才会出现车辆的转向操作，这是每个系统中最为有效的，但是车辆的最终结果是将要以向前的方式驶入系统也要以向前的方式驶出系统，无论面向哪个方向，AGV均可以在系统内操作转向，无需设计所有行进路线、垂直传送器(未示)和足够大以容纳具有不同前方和后端伸出量的车辆的存储位置。图14A示出了包括存储设施905的系统平面配置900的一个实施例，该设施包括多个存储位置910、由X轴频率发生器925供电的X轴导引线920和由Y轴频率发生器935 供电的Y轴导引线930形成的导引线栅格、多个装载区940、在垂直排列的系统级别(未示) 之间移动的垂直升降机950、多个AGV960、诸如具有与AGV960和控制装载区940、垂直升降机950和AGV960进行有线或无线通信972的PLC控制系统的控制系统970、以及服务器或一些其他类型的控制系统980，提供通过控制系统970或直接到达设施905的到达AGV的指令的协调、发送和调整。设施905优选具有专门的行进路线，包括但不限于行进路线990和 992，以将AGV960和车辆(未示)在装载区940和存储位置910之间借助于AGV960移动。
图14B为根据本发明的一个实施方式构建的自动停车系统900a的示例性和非限制性示意图。系统900a查找并跟踪AGV960a，利用此实施方式示意图中示出的无线电频率辨识器(RFID)和近距感应技术引导它们从进出位置到达停车或存储位置。更具体地，车辆 (未示)位于包括多个天线阵列的AGV960a上，在一个实施方式中，天线阵列传递无线电频率 (RF)信号至无线电调制解调器908a。天线阵列通过感应掩埋式导引线920a、930a相对于 AGV960a的天线阵列的位置来保持AGV960a沿着其路径的定位。导引线920a、930a例如是 RF线或磁条。还可尝试其他导引手段。在图14B的实施方式中两个导引线的交叉点称作存储间9(Ma，每个存储间90 均包括至少一个RFID电路906a以测定AGV系统960a的整体位置。为了确定AGV的整体位置，RFID芯片可用于每个存储间位置内，沿着通路以预定的间隔设置。采用两个这种感应系统，设施拥有者可精确地引导和跟踪每个AGV960a的位置。 在本实施方式中，还可提供充电站在无使用期间给AGV中的电池充电。可以尝试其他充电手段。RFID电路和/或近距感应器产生的RF信号被传递至一个或多个无线电调制解调器908a，它输出RF信号调制后的数据至计算装置970a。无线电调制解调器908a和计算装置利用网络开关95 连接在已建立的网络中。计算装置970a协调放置在AGV960a上从存储位置移动到进出或取回位置的车辆的适当的取回和停车(存储)动作，反之亦然。为了移动AGV960a从一个位置到达另一个，计算装置970a连续处理天线阵列和/或RFID电路传递的位置信息，并产生指示AGV960a跟随与线栅格成特定方向行进的信号。产生的信号经无线电调制解调器908a传递至安装在AGV960a的无线接收器上。在本发明的一个实施方式中，用户可通过例如图形用户界面(⑶I)、交互式声音响应(IVR)界面、网络浏览器、SMS文本信息等连接系统900a，使用户了解他/她的车辆的信息、为停车和/或其他服务付款、检查平衡性、发出取回指令等。用户的输入由计算装置 970a处理。例如，用户可请求将他/她的汽车要在特定时间上准备好并待取回。随后，计算装置970a执行将车辆从其停车位置取出至待用户在请求时间取回的进出位置的程序。在这个目标下，计算装置970a访问用来存储车辆停车位置的数据库(未示)，计算从当前位置到达进出位置的路径，联系AGV960a使用该路径以取出车辆。计算装置970a还计算需要交纳的金额，交费通过付款服务器(未示)完成。在本发明的一个实施方式中，计算装置970a 产生控制数据和静态报告、维护和通知警告。为了允许系统900a的同时运作以及防止单点故障，系统900a包括冗余的计算装置97 ，以备用计算装置970a。在某些实施方式中，系统900a还是用了不间断电源(UPS )装置978a和备用发电机980a。图14C示出了位于AGV (未示)上的车辆控制单元(Vehicle Control Unit, VCU) 处理器900c的示例性和非限制性框图。V⑶900c连接电源块910c、导引和位置感应器920c、 用来传递/接收自计算装置(如图14B的装置970a)的信号的通信模块930c和伺服模块 940c,伺服模块具有伺服电动机941c、编码器942c、近距传感器943c和用来传递和接收发至/发到V⑶900c的信号的扩增器9Mc以及硬件紧急停止块945c。导引和位置感应器 920c还包括多个这里描述的天线阵列921c，每个阵列具有带通滤波器922c、多个感应线圈 923c、微控制器92 和放大器925c以及用来读取导引线系统的RFID位置读取器926c。还提供了维修面板950c，如果需要进行维修或其他物理连接VCU900c时可以通过此维修面板 950c使用输入端口。V⑶900c用来处理通过面板950c和输入端口进入的输入信号，这种输入信号的一个示例是RESET信号。V⑶900c还能产生安全警告960c，如常规可听到的或可看见的警告信号或基于自故障排除模块(未示)发出的输入的特定事件警告。在一个实施方式中，VCU900C根据天线阵列和车载微处理器提供的反馈精确计算前方信息。导引线和线交叉位置以及存储位置的中心点都是预先传输并存储在数据库中的。主计算机使用来自来自取回或装载间的激光扫描数据，基于根据轴距的车辆的偏移量计算行进偏移量，其中偏移量(Offset) =(Xwb -Xv)/2，其中Xwb是车辆前端至轴距中心的距离，Xv是车辆前端至车辆中心的距离)。根据测量确定偏离导引线路径、线交叉位置和存储位置。随后，用朝向信息计算车辆偏航以校正前进误差。每个方向盘被导向一个阿克曼 (Ackermarm)角以实现理想的偏航。在一个实施方式中，交通主站(主计算机)创建到达理想目的的路标的路径，其中每个路标由车辆行进方向、车辆朝向和路径偏移量组成。这些指令优选通过无线通信方式发至AGV。图15示出了包括多个存储位置1010的设施1000的一个实施方式，上述存储位置由具有多个代表不同尺寸具有不同轴距和前方/后方伸出量的车辆的多种形状1020所占据。在示出的实施方式中，虚线矩形也代表和确定存储在存储位置1010中的车辆最大的能允许的尺寸。每个存储位置1010由作为设施1000内较大的导引线网络一部分的一部分X 轴导引线1030和一部分Y轴线1040确定，用于AGV1050在存储位置1010和专门的行进通路1060内部的导引、定位和移动控制。每个AGV1050优选装备有如上所述用以进行全向移动的以导引线网络为中心或偏离导引线网络的多个天线阵列1052、1054、1056和1058。在图15示出的实施方式中，车辆1020分别以沿着它们轴距以X轴和Y轴导引线1030和1040 为中心，形成分别以X轴和Y轴导引线1030和1040为中心的AGV行进路线1032和1042 (仅示出这两个)。在优选的实施方式中，当以紧凑模式(当AGV没有负载车辆时的优选行进模式)行进时AGV1050的最长尺寸比沿着特定导引线1030存储的全部车辆1020的轴距更小，因此AGV1050能在车辆1020下急速移动，使其纵轴沿着X轴导引线或Y轴导引线定向。 换句话说，AGV1050的移动可以出现在天线1052和1056或天线IOM和1058对准X轴导引线时。对于超紧凑车辆，如具有较短轴距等的Smart(TM)，或当车辆具有非常低的地盘距离时，必须在AGV在车辆下急速移动之前旋转AGV或在设施一部分内限制AGV在车辆的轴距之间的行进。本发明的整个控制系统的一个优点是每辆车的结构参数，包括尺寸、轴距、伸出量等都能被系统感应器获知，并由本发明的控制系统利用去有效地设置车辆相对于存储位置和/或其他车辆的位置，此类信号还可用于车辆在行进路线1060内和相对于行进路线边界、障碍物等的导引。此外，AGV在车辆下急速移动的能力能使设施1000最大化存储位置密度和最小化需要的行进路线1060数目。整个系统的另一个优点是可以根据车辆的结构尺寸和特定存储位置区域的可利用空间动态调整和重调整存储位置。例如，当前指定来容纳3 个最大尺寸车辆的3个相邻的存储位置可以由主控制系统动态重新分配和重新制定，容纳多于3个的较小车辆。另一种情况是例如，如果需要的话，分配来容纳单个最大尺寸车辆的单个存储位置可由主计算机动态再分配为容纳两个前后相连或尾尾相连的超紧凑车辆。此外，结构柱等周围的空间也可增加栅格线以提供AGV的进出口。因此，不同于系统设计和创建期间永久性和指定存储位置的分配，主计算机能利用增强的天线阵列的控制和导引系统和线栅格网络实时动态分配空间和存储位置，以容纳更小或更少的物体或不同结构的物体并调整存储容量以满足需求。图16示出了设施1100的一个实施例，该设施包括被多个车辆1120占据的多个存储位置1110分别地X和Y导引线1130和1140、具有天线1152、1154、1156和1158 的AGV1150、多个传送器1160和1162和专门的行进路线1170。在退出传送器1160上的 AGVl 150和车辆1122能行进至任意的开放存储位置1110a、1110b、IllOc或IllOd0车辆 1122存储的最终位置取决于多种因素，包括但不限于目标车辆1122的预期存储时间、设施中其他车辆的预期存储时间、层与层底座上车辆的负载平衡等。图17A-17D示出了设施1200的一个实施例，该设施包括被多个车辆1220占据的多个存储位置1210、分别的X和Y导引线1230和1M0、具有天线1252、1254、1256和1258 的AGV1250、多个传送器1260和1262以及具有多个溢出位置1272、1274、1276、1278的专用行进通道1270。图17B示出了分别位于溢出位置1272和1276中的车辆1222和12 的存储。图17C示出了从存储位置1210a取回车辆1220a的过程，AGV1250首先找到车辆12 将其根据箭头1280传递至溢出存储位置1278，随后AGV1250从存储位置1210a取出车辆 1220a，将其根据箭头1282传递至行进通路1270，然后AGV1250根据箭头1284将车辆1220a 传递至传送器1260。图17D示出了从存储位置1210b取回车辆1220b的过程，AGV1250首先找到车辆1222将其根据箭头1290和1292传递至目前空余的存储位置1210a，随后AGV1250 从存储位置1210b取出车辆1220b，将其根据箭头1294传递至行进通路1270，然后AGV1250 根据箭头1296将车辆1220b传递至传送器1260。当然，在图17C中，AGV1250还可首先找到车辆12 并将其传递至溢出存储位置1274，然后AGV1250可从存储位置1210a取出车辆将其传递至行进通路1270，随后AGV1250将车辆1220a传递至传送器1262而不是传送器 1260。主控制系统(未示)通过任意的各种可能的通信系统控制AGV和车辆的移动，虽然最大可能是利用AGV上具有接收器的无线数据网络和任意其他的感应器和接收器系统以执行这种控制和导引(参见例如图14B和14C)。图18A-18C示出了设施1300的一个实施例，该设施包括被多个车辆1320占据的多个存储位置1310、分别的X和Y导引线1330和1340, AGV1350和1352以及分别跟随X 轴和Y轴导引线并具有暂时性溢出位置的多个行进路线1360和1362。在图18A-18C的实施例中，运送车辆1322的AGV1352存在一个问题，使其产生了一个无法穿过的沿着行进通路1362的障碍物。图18A-18C示出了动态地重新制定行进通路1362以创建新的行进通路 1362a的一种方法(图18C)。首先，在一个非限制性方法中，需要AGV1350来将车辆1320a 从存储位置1310a传递至存储位置1310b，其中AGV1350根据路径1380(图18A)在存储的车辆1320c下方急速移动，直至它到达和取得目标车辆1320a，随后沿着路径1382(图18B) 将车辆1320a传递至目标位置1310b。接着，如图18C所示，将车辆1320c沿着路径1384从存储位置1310c传递至存储位置1310d，空出存储位置1310a、1310c和1310e形成新的行进通路1362a。因此，控制系统(未示)通过Y轴在系统内的移动动态地创建了这个新的暂时性行进通路1362a，以绕开暂时性障碍物1352和1322，直至通过远程或现场的补救性介入解决了产生这种情况的问题。如果需要的话，在确定行进通路1362a的箭头点的上方和下方示出的其他车辆还可被移入它们当前位置右侧的暂时性或溢出的存储位置空间，以扩展 “Y”轴行进通路。图19A-19D示出了借助采用可变偏移定位的天线的经改善的AGV导引和控制系统
18动态协调多个AGV取得不处于行进路线上的目标货物的能力。更具体地，图19A-19D示出了设施1400的一个实施例，该设施包括被多个车辆1420占据的多个存储位置1410、分别的 X和Y导引线1430和1440、AGV1450、1452、1454和1456以及分别跟随X轴和Y轴导引线并具有暂时性溢出位置的多个行进路线1460和1462。图19A示出了处于准备位置等待控制系统(未示)指令的AGV。当它确定需要将车辆1420a从存储位置1410a取回时，由控制系统确定和绘制车辆1420a的优化的取回路径1480。如图19B和19C所示，引导AGV1450、 1452、1454和1456分别跟随路径1481、1482、1483和1484，以分别取得分别位于存储位置 1410a、1410b、1410c 和 1410d 的车辆 1420a、1420b、1420c 和 1420d。如图 19D 所示，AGV1456 移动车辆1420d至空的存储位置1420e，AGV1454移动车辆1420c至空的存储位置1420f， 以及AGV1456移动车辆1420d至空的存储位置1420g，借此形成了为了取回车辆1420a的新的行进路线1462a。图21-25示出了可选择性构建的AGV1600的非限制性实施方式，设计来将停在车辆托盘1700或带锁存储箱1800上的车辆从装载区(未示)移动至存储区(未示)，虽然根据指令取回它们。一方面，本发明的系统是于2008年2月16日提出的美国申请12/032671 的自动存储系统的演化，尽管本发明引入了申请12/032671的的系统不具有的可控和导引性的AGV，该文献的内容在此引入作为参考。不同于本申请之前所述的前述实施方式， AGV1600包括钢架结构的矩形主体1610，该主体不会与如2009年1月17日提出的美国申请61/145543所述的内容出现扩张或产生接触，该文献在此引入作为参考。AGV1600在车辆托盘1700或带锁存储箱1800下方行驶以取得所述车辆托盘1700或带锁存储箱1800，在多种可能的实施方式中一种情况是其端坐在四个支架1710或1810上，然后利用液压泵马达或液压挺杆1630在优选的4个接触点1620上升高车辆托盘1700或带锁存储箱1800。不同于如图13示出的目标车辆或货物(未示)停放在装载区的混凝土地板上，这里，车辆被拖放到适当地支撑在和位于装载区中的车辆托盘1700上。车辆托盘1700优选相对于系统行进区的其他部分较高，因此AGV1600无需改变装载区和存储区之间的高度，这在之前的实施例中不作为考虑因素，其中为了取得车辆AGV可在车辆主体的下方急速移动。一旦车辆(或其他货物)位于托盘1700上，可采用如之前描述的实施方式中处理车辆时的各方面处理它们，其中，装载车辆的托盘变成由AGV1600从装载区传递至存储区的货物。装载车辆的托盘优选首先经过控制系统扫描以确定该用于车辆的托盘的精确尺寸， 随后分派一个AGV1600以找到它们，借此可以从装载区拾取出和移动它们经过适当偏移量的取回路径，如需的话，放上垂直升降机或取下，直至它们被传递至存储位置。在图21-23 的实施方式中，当货物或车辆移动穿过系统时通常保留在托盘1700顶部，而不是通过其轮胎被升高以及随后被降落在存储位置上。正如前述的实施方式，AGV1600行进穿过标准楼层，并跟随使用位于如前述的AGV1600上的经增强的AGV天线阵列优化的线导引栅格并结合交通主服务器系统协调的动作行进。本实施方式的AGV1600使用了优选更大以及基于转向装置的全向的驱动和转向系统，而不是其文献的内容在此引入作为参考的2009年10月 3日提出的美国申请61/M8448中示出的那种，通过对存储容器1800等的运输而适应所必需的更大的货物，。在其他方面中，然而，整体系统基本与前述的系统类似，虽然在空间利用方面由于使用了车辆托盘和腿上的托盘的高度效率较低，但仍然具有能在各种长度空间存储各种长度的汽车以及能向侧面移动车辆并实施如前述AGV系统类似的经协调的取回步骤的优点。利用AGV1600的系统的优点是能处理最大的货物重量，因此，通过它可容易地处理大型车辆或带锁的自动储存箱1800。与前述AGV系统类似，AGV1600的电池优选通过地下充电站充电，采用无线通信，并具有4个驱动轮1640。图沈示出了装载有例如车辆的货物1710的AGV1700的另一个实施方式，AGV具有能示范“斜行(skewed crabbing)”技术的天线阵列1702、1704、1706、1708。例如，在图 7-8B以及这里描述的其他大多数附图中，通常由控制系统制定行进路径，它指示AGV根据沿着根据需要的偏离X-Y栅格动态的偏移量的水平或垂直途径行进，以应付障碍或其他环境条件。图26示出了在X-Y线栅格框架内的倾斜的行进路径，该框架由X轴导引线70a-70e 和Y轴导引线7fe-75d确定，其中定位AGV1700使得天线能同时位于多个X轴和Y轴导引线上方。AGV1700的这种定位对于找到其中心轴不仅偏离导引线并且其轴也不与导引线平行的货物非常有用，也对塞满非矩形的货物来说非常经济。AGV1700的控制和导引执行交通主控制系统发出至AGV1700的倾斜指令，使其在偏离当前前方方向的基础上增加一个倾斜角，以定位前方和后方天线读取与交通主控制系统发出的倾斜角指令相一致。在图沈中，优选构建每个天线阵列来同时区分多个导引线。例如，天线1706跨越导引线70b、75d和70c，而天线1708跨越导引线70c和75c。在图14A的实施方式中，例如， X轴导引线920由特定的X轴频率925供电，而Y轴导引线930由特定的Y轴频率935供电。在图沈的实施方式中，只要每个导引线隔开足够的距离以及只要主控制系统能充分安排和控制天线感应线圈以区别相对于AGV位于导引线平面布置的整体位置的各个导引线， AGV天线阵列可区分相同频率的多个X轴导引线70和相同频率的多个Y轴导引线75。在另一个实施方式中，每个X轴导引线以及每个Y轴导引线都具有独特的能被天线阵列中的感应线圈感应的频率，因此，AGV1700相对于导引线平面的定位聚焦在特定的天线阵列上的特定感应线圈相对于导引线平面内的特定导引线的定位。这种系统主要取决于导引线的间隔，因此它无需通过导引线相对于AGV的间隔单独辨别相同频率的多个导引线。换句话说， 由于具有多个独特的频率，交通主控制系统可通过穿过多个天线阵列的多个频率的同时处理以及选择天线阵列内导引和定位感应器为目标，动态和成角度地斜行以及偏离AGV1700 的定位。虽然已经参照若干已描述的实施方式在一定程度和一些细节上描述了本发明，但不应认为它将被限制在任意这些细节或实施方式或任意特定的实施方式内，而是根据现有技术以及参照附属的权利要求构建本发明，提供这些权利要求最宽泛的解释，因而更有效地囊括本发明意欲的保护范围。此外，上述内容根据本发明人预见的实施方式描述了本发明，还可采用开放式的描述，但是目前没有预见到的本发明的想象中的变型也被视为它的同等物。
权利要求
1.一种用于自动导引车可变偏移量定位的天线阵列，所述自动导引车适合跟随具有一定频率的导引线行进，包括两个或更多个感应线圈，每个线圈根据每个线圈所感应到的频率强度产生一个输出；以及可编程的微处理器，处理每个线圈的输出以确定天线阵列相对于所述导引线的位置； 其中所述天线阵列的位置可动态地偏离所述导引线。
2.根据权利要求1所述的天线阵列，还适合同时追踪具有相同或不同频率的导引线行进，以确定与包含有天线阵列的AGV的行进方向、速度、位置或朝向相关的数据。
3.根据权利要求1所述的天线阵列，还包括将所述天线阵用于动态调整和精确地控制装备有天线阵列的AGV在进入行进通道、垂直升降机、存放位置或者装载区时所跟随的行进路径相对于所述导引线的偏移量。
4.根据权利要求1所述的天线阵列，还包括包含在AGV中并由控制系统控制的前方天线阵列和后方天线阵列，以同时给AGV导引和控制系统提供导引信息，实现操纵和引导AGV 的目的。
5.根据权利要求1所述的天线阵列，还包括将AGV上的一对或多对额外的天线阵列用于确定所述AGV相对于多个轴导引线栅格的位置。
6.根据权利要求1所述的天线阵列，其中所述微处理器确定离线状态中的AGV相对于所述导引线的位置。
7.根据权利要求1所述的天线阵列，还包括控制系统，所述控制系统使AGV可以在相对于导引线和行进方向的多个偏移位置上承载货物。
8.根据权利要求1所述的天线阵列，所述导轨是射频线或磁条。
9.权利要求1的天线阵列，其中所述感应线圈的输出包括 确定所有输出信号中的两个最大输出信号；确定所述两个输出最大输出信号的感应线圈的指数；确定所述两个输出最大输出信号的感应线圈是否相邻；以及使用偏离值、所述两个感应线圈之间的相对位置值、以及线圈分隔距离计算位置值。
10.根据权利要求9所述的天线阵列，其中计算位置值还包括a)确定两个最大输出信号中的最大信号；b)如果输出最大信号的感应线圈的指数大于输出另一个最大输出信号的指标线圈的指数，如下式计算位置值位置值=偏移值-d/2+RelPos ；否则，如下式计算位置值位置值=偏移值-d/2+RelPos，其中d是线圈分隔距离，RelPos两个感应线圈之间的相对位置值。
11.根据权利要求10所述的天线阵列，其中通过将线圈分隔距离乘以线圈对参数算得偏移值，其中所述线圈对参数被设置成两个指标线圈的指数的最小值。
12.根据权利要求11的所述天线阵列，其中通过将线圈分隔距离乘以信号百分比值算得相对位置值，其中所述信号百分比值是最大输出信号和两个最大输出信号总和的比值。
13.一种用于跟随导引线等的自动导引车，该AGV包括至少一个与主控制系统进行通讯的天线，并具有可编程的微处理器，所述可编程的微处理器能使AGV根据控制系统提供的指令动态地采用相对导引线线性的、成角度的或倾斜的偏离位置。
14.根据权利要求13所述的自动导引车，还适合在与分别设置在X轴和Y轴方向上的多个平行和垂直的导引线成对角线的方向上行进。
15.根据权利要求13所述的自动导引车，还包括多个全向驱动和转向系统。
16.一种用于在存储位置上存储多个物体的自动存储系统，该自动存储系统包括主控制计算机、导引线网络和多个自动导引车，每个自动导引车具有车载微处理器和用于接收主控制计算机发出的控制指令的接收器，其中每个自动导引车均可根据主控制计算机发出的指令采取偏离导引线网络的位置。
17.根据权利要求16所述的系统，其中基于物体的尺寸分析确定存储位置。
18.根据权利要求16所述的系统，其中存储位置是不定的，并可根据物体的尺寸分析而确定数目。
19.根据权利要求16所述的系统，其中多个导引车适合一次性同时取得和移动多个物体。
20.根据权利要求16所述的系统，还包括使用托盘于移动和存储物体。
21.一种用于在存储位置存储多个带锁存储箱的自动存储系统，该自动存储系统包括主控制计算机、如导引线网络的导引网络、多个带锁存储箱和多个自动导引车，每个自动导弓I车具有车载微处理器和用于接收主控制计算机发出的控制指令的接收器，其中每个AGV 可将带锁存储箱从装载位置传递至存储位置，并在带锁存储箱移动期间动态地采用偏离导引线网络的位置。
全文摘要
本发明公开了一种用于自动仓储或存储系统中的增强型自动导引车(AGV)导引的可变偏移定位的天线阵列，包括两个或更多个根据与位于或接近楼层表面的由频率发生器供电的导引线的相互作用产生输出的感应线圈，以及用于处理线圈输出以确定天线阵列相对于导引线的精确位置的车载的可编程微处理器。在一个实施例中，所述天线阵列能使AGV以行进方向上的一定偏移量跟随导引线，以使自动存储和取回系统处理不对称物体，如车辆，通过减少行进通道、垂直升降机和存储位置所需的建筑空间以及减少单个物体的处理时间使该系统更为高效以及成本效率更高。
文档编号B60W30/12GK102356367SQ201080012338
公开日2012年2月15日 申请日期2010年1月15日 优先权日2009年1月17日
发明者兰斯·比尼, 斯托特·巴威克, 梅林·斯韦齐, 约翰·A·M·彼得森 申请人:布穆朗系统有限公司