自动引导车辆的制作方法

本发明涉及自动引导车辆和用于操作自动引导车辆的方法。

背景技术：

自动引导车辆越来越多地在仓库、工厂和商店中应用于自动化物体处理任务。自动引导车辆允许提高生产率和改善物流管理。

这种自动引导车辆的示例是包括具有承重叉的叉车的自动引导车辆，也称为“叉车自动引导车辆”或“自动叉车”。

wo2012169903描述了这种自动引导车辆的示例，包括：

-具有至少一个承重叉的叉架，

-推进所述车辆的推进驱动系统，

-传感器，用于获取位于所述传感器的检测区域中的物体的位置数据，

-计算机，从所述传感器接收位置数据并控制所述推进驱动系统以自动引导所述车辆。

在诸如仓库、工厂或商店的环境中，除了自动操作之外，通常还需要人为干预，例如调查任务或执行不能由机器单独完成的附加任务。因此，环境必须在人和自动化机器之间共享。

人力劳动力的安全性是这种共享环境的基础，并对自动引导车辆施加了严格的要求。

自动引导车辆必须例如根据安全规范（例如nfeniso13849-1）被认证以允许在这样的共享环境中执行某些任务。

这种认证过程涉及分析车辆的整个控制链，从传感器到推进驱动系统，以便保证在车辆的操作期间发生事故的可能性低。

传感器特别是控制链的基本部分，并且最重要的是能够在已知的限度内保证传感器正常工作或者在短时间内识别传感器操作中的缺陷。

具有高安全性的传感器是已知的，例如根据标准nfeniso13849-1被认证为具有“pld”安全等级的传感器。

然而，部分地与这些传感器中的安全模块的实现相关的固有设计约束限制了这种传感器的最小尺寸。

因此，这些传感器只能安装在车辆上的有限位置。

特别地，这种经认证的传感器无法轻易地集成在自动叉车的后部，特别是承重叉上，因为典型的垂直尺寸大于托板中的侧开口。

这种情况的结果是，自动引导车辆的授权移动通常在向后方向（承重叉的方向）上受到限制，以保证车辆周围的人的安全。

本发明特别地旨在减轻这些缺点。

技术实现要素：

为了这个目的，根据本发明，这种自动引导车辆的特征在于，其还包括位于传感器的检测区域中的至少一个参考构件，所述至少一个参考构件和传感器刚性地固定到共用刚性框架，

其中所述传感器可操作用于至少周期性地获取指示所述至少一个参考构件在所述传感器的检测区域中的位置的控制位置数据，

且其中所述计算机可操作以至少周期性地将所述控制位置数据与存储在所述计算机的存储器中的参考值进行比较。

在一些实施例中，人们还可以使用以下特征中的一个或多个：

-所述传感器安装在所述叉架上，特别是安装在所述至少一个叉架上；

-所述至少一个参考构件安装在所述叉架上，特别是安装在所述至少一个叉架上；

-所述至少一个参考构件与所述至少一个叉形成一体并形成为所述至少一个叉的一部分；

-所述共用框架包括所述叉架或所述至少一个叉架；

-至少所述叉架、所述推进系统、所述传感器和所述计算机安装在基本上沿着水平面延伸的所述车辆的车架上，

所述车架基本上沿着所述水平面的纵向轴线在前端和后端之间延伸，所述前端和后端限定所述车辆沿着所述纵向轴线的前方和后方，

所述叉架安装在所述车架的后端；

-所述传感器安装在所述车辆上，所述传感器的检测区域基本上沿所述车辆的纵向轴线在所述车辆的后方延伸；

-所述至少一个承重叉沿着所述纵向轴线在所述叉的前端和所述叉的后端之间延伸，在所述叉的前端，所述叉安装在所述叉架上，

且所述传感器安装在所述叉的后端附近；

-所述传感器容纳在壳体中，且所述壳体的垂直尺寸沿着垂直于所述水平面的垂直轴线小于100毫米；

-包括所述传感器、所述共用框架和所述至少一个参考构件的感测模块的总垂直延伸沿着垂直轴线小于100毫米，特别是沿着垂直于所述车辆的水平延伸平面的垂直轴线；

-所述传感器与所述至少一个参考构件分开的最小距离大于200mm；

-所述传感器是距离相机，特别地包括从由激光传感器、激光雷达、立体相机、3d扫描仪和飞行时间相机所构成的列表中选择的传感器；

本发明的另一个目的是一种用于操作如上所述的自动引导车辆的方法，

其中所述传感器至少周期性地获取指示所述至少一个参考构件的位置的控制位置数据，

且其中所述计算机至少周期性地将所述控制位置数据与存储在所述计算机的存储器中的参考值进行比较。

在一些实施例中，人们还可以使用以下特征中的一个或多个：

-存储在所述计算机的存储器中的参考值在所述自动引导车辆的操作期间不被更新；

-如果所述计算机确定所述控制位置数据不同于所述参考值，则所述计算机停止所述自动引导车辆的操作。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从以下作为非限制性示例提供的若干实施例的描述和附图中体现。

在附图上：

-图1是根据本发明的实施例的自动引导车辆的透视示意图，

-图2是详细示出了根据本发明的实施例的用于操作自动引导车辆的方法的流程图。

在不同的附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的自动引导车辆1的实施例。该车辆包括叉架2和推进驱动系统4，叉架2具有至少一个承重叉3，推进驱动系统4用于推进车辆。

叉3可以刚性地固定到叉架2上。叉3也可以从叉架2移除，用于更换或修理所述叉3。

车辆1进一步包括至少一个传感器5和计算机6。

传感器5能够获取位于传感器的检测区域7中的物体的位置数据。

传感器5可以例如是距离相机。传感器5可以是激光传感器、激光雷达、立体照相机、3d扫描仪或飞行时间相机。

计算机6从传感器5接收位置数据，并控制推进驱动系统4以自动引导车辆1。

在图1的示例中，车辆1包括车架8。叉架2、推进系统4、传感器5和计算机6安装在车架8上。

车架8基本上沿着水平面h延伸。更准确地说，车架8基本上沿着所述水平面h的纵向轴x在前端8a和后端8b之间延伸。

横向轴y也可以被定义为垂直于纵向轴x的水平面h的轴。垂直轴z也可以被定义为垂直于水平面h的轴。

车架8的前端8a和后端8b限定了沿着纵向轴x的车辆1的前方向x1和后方向x2。

例如，前方向x1被定义为从车架8的后端8b到前端8a的纵向轴x的方向。然后，后方向x2可以被定义为纵向轴x的方向从卡车框架8的前端8a到后端8b。

在车辆1的一个实施例中，叉架2安装在车架8的后端8b处。然后，叉可以在车辆2的后方向x2上定向。

例如，叉3可以在前端3a和后端3b之间沿着纵向轴x延伸。叉3可以特别地在叉3的前端3a处安装在叉架2上。

在本发明的一个实施例中，叉架2可以通过沿着竖直轴v延伸的桅杆9固定到车架8上。

桅杆9安装在车架8上并且可以刚性地固定到车架8上，或者可以被控制为例如围绕横向轴y枢转。

叉架2安装在桅杆9上，以便能够以受控的方式沿着桅杆9在垂直方向z上滑动。

在图1所示的本发明的一个特定实施例中，传感器5安装在车辆1上，其中传感器5的检测区域7沿着纵向轴x基本上在车辆1的向后方向x2上延伸。

为此目的，传感器5例如可以安装在叉架2上。

特别地，传感器5可以固定到至少一个叉3上，特别是紧邻叉3的后端3b。

车辆1进一步包括至少一个参考构件10。

参考构件10是车辆1的可由传感器5检测的结构部件。

参考构件10可以例如是刚性和不透明目标，其能够反射由传感器5发射的激光。

参考构件10位于传感器5的检测区域7中。

参考构件10和传感器5刚性地固定到车辆1的共用刚性框架11上。这样，参考构件10和传感器5相对于彼此位于固定位置。

在一个实施例中，参考构件10可安装在叉架2上，例如安装在承重叉3上。特别地，参考构件10可安装在所述叉3的后端3b处。

根据本发明的一个示例，参考构件10可与叉3为一体并形成为叉3的一部分。在变体中，参考构件10能够以固定方式固定到叉架或叉上。

在本发明的一个实施例中，传感器5可以容纳在壳体12中。所述壳体12沿垂直于水平面h的垂直轴z的垂直尺寸可以特别地小于100毫米。

这样，可以将传感器5及其壳体12安装在叉3上，并且确保所述叉3可以通过传感器5及其壳体12穿过托盘的侧开口从而穿入托盘内，以便将所述托盘提升离开地板。

更精确地，感测模块13可以被定义为包括传感器5，共用框架11和至少一个参考构件10。所述感测模块13的总垂直延伸尤其可以沿垂直轴z小于100毫米。

将传感器5与至少一个参考构件10分开的最小距离也可以大于200mm。以这种方式，能够以良好的精度确定参考构件10在传感器5的检测区域7中的位置。

传感器5可操作用于至少周期性地获取控制位置数据，控制位置数据指示至少一个参考构件10在传感器5的检测区域7中的位置。

计算机6可操作以至少周期性地将所述控制位置数据与存储在计算机6的存储器14中的参考值进行比较。

在一个实施例中，传感器5可以以预定义的刷新速率周期性地扫描整个检测场7。然后可以以相同的刷新率周期性地获取控制位置数据。

在一个变体中，传感器5可以连续地获取控制位置数据，并且计算机6是可操作的，以便连续地将所述控制位置数据与存储在存储器14中的所述参考值进行比较。

在另一变体中，可以以低于传感器5的刷新速率的控制速率获取控制位置数据。然后计算机6还可操作以便将所述控制位置数据与所述参考值进行比较，控制速率低于传感器5的刷新速率。例如，可以获取控制位置数据，并且在车辆1启动时或者在车辆1操作的过程中定期地与所述参考值进行比较。

存储在存储器14中的参考值例如可以在车辆初始化期间，特别是在车辆1的组装或检查之后的工厂校准步骤期间记录在存储器14中。

存储在存储器14中的参考值在自动引导车辆的操作期间不被更新。存储器14可以例如是只读存储器。

如果控制位置数据偏离存储在存储器14中的值，则传感器5可能不能正常工作，或者更一般地，车辆1已经偏离其标称状态。

在这种情况下，不能再保证车辆1的操作安全性，并且车辆1应当停止以进行检查。

因此，在计算机6判断为控制位置数据与参考值不同的情况下，计算机6停止自动引导车辆1的操作。

此外，计算机6可以向远程数据库发送指示需要检查车辆1的信号和/或可以在车辆上显示指示需要检查车辆1的信号。

根据本发明，可以采用简单的，未认证的传感器，并且可以通过设计车辆本身来满足安全要求从而保证安全操作。

因此，可以使用小且简单的传感器，其可以集成在车辆的小空间中，特别是靠近承重叉。

因此，在车辆的大多数方向上允许车辆的安全操作，并且允许车辆在与人类共享的环境中执行大量任务。