物料搬运车辆的路径确认和动态路径修改的制作方法

本申请要求享有均于2016年8月26日提交的美国临时申请序列no.62/380,060和no.62/380,089的优先权。

背景技术：

本公开涉及用于核实物料搬运车辆的路径的工具，并且更特别地涉及用于核实仓库中的物料搬运车辆的路径的路径确认工具。为了限定和描述本公开的概念和范围，应当注意，“仓库”包括其中物料搬运车辆运输货物的任何室内或其它带顶设施，包括但不限于主要用于存储货物的仓库(例如其中在通道中布置多层仓库架的仓库)、以及其中物料搬运车辆在设施周围运输货物以用于一个或多个生产处理的生产设施。

技术实现要素：

根据本公开的主题，物料搬运车辆包括车体、物料搬运硬件、一个或多个车轮、驱动单元、转向单元、定位模块、导航模块和路径确认工具。驱动单元、转向单元、定位模块和导航模块相协作以沿着仓库中的行进路径引导物料搬运车辆。路径确认工具包括仓库的环境布局数据、仓库内的推荐行进路径、物料搬运车辆的运动学、以及物料搬运车辆的动态车辆边界。物料搬运车辆的动态车辆边界接近物料搬运车辆的物理外周。路径确认工具执行路径确认逻辑，以(i)确定沿着推荐行进路径的车辆姿态；(ii)更新动态车辆边界以说明(考虑)车辆速度和转向角的改变；(iii)基于沿着推荐行进路径位于候选位置处的已确定车辆姿态，确定车辆的动态车辆边界是否可能与环境布局数据中表示的障碍物交叉；(iv)通过参考物料搬运车辆的动态车辆边界和环境布局数据中表示的障碍物数据，确定候选位置处的碰撞可能度；以及(v)修改推荐行进路径以减小碰撞可能度。驱动单元、转向单元、定位模块和导航模块相协作以沿着修改的推荐行进路径引导物料搬运车辆。

在实施例中，路径确认工具的动态车辆边界包括物料搬运车辆的动态外部边界和物料搬运车辆的动态间隙边界，并且动态间隙边界相对于物料搬运车辆的动态外部边界的至少一部分被放大，以限定物料搬运车辆的至少一部分周围的放大边界。路径确认工具可以执行路径确认逻辑，以(i)基于沿着推荐行进路径在候选位置处的已确定车辆姿态，确定物料搬运车辆的动态间隙边界是否可能与环境布局数据中表示的障碍物交叉，(ii)使沿着推荐行进路径的可能交叉点与沿着推荐行进路径在候选位置处的车辆姿态相关联，以创建沿着推荐行进路径的可能交叉候选部的列表；以及(iii)通过参考可能交叉候选部的列表、物料搬运车辆的动态外部边界、以及环境布局数据中表示的障碍物数据，确定候选位置处的碰撞可能度。路径确认工具可以执行路径逻辑，以便每隔预定间隔确定沿着推荐行进路径和已修改的推荐行进路径中的一者的车辆姿态。物料搬运车辆的运动学可以至少包括物料搬运车辆的运动中心c、关于物料搬运车辆的数据(包括外部尺寸、转弯半径和姿态数据)。

物料搬运车辆可以包括拖拉设备以及联接至拖拉设备的一个或多个拖车，姿态数据是分别指示拖拉设备和所述一个或多个拖车的姿态数据。物料搬运车辆可以包括拖拉设备和联接至拖拉设备的一个或多个拖车，动态车辆边界接近物料搬运车辆的拖拉设备的物理外周，并且可能的交叉障碍物是联接至拖拉设备的所述一个或多个拖车中的拖车。物料搬运车辆可以包括拖拉设备和联接至拖拉设备的一个或多个拖车，动态车辆边界接近物料搬运车辆的所述一个或多个拖车中的一个拖车的物理外周，并且可能的交叉障碍物是联接至拖拉设备的所述一个或多个拖车中的另一拖车。物料搬运车辆可以包括拖拉设备和联接至拖拉设备的一个或多个拖车，动态车辆边界接近物料搬运车辆的拖拉设备和所述一个或多个拖车中的一者的物理外周，而可能的交叉障碍物是与物料搬运车辆分离的在环境布局数据中表示的障碍物。

在其它实施例中，路径确认工具执行路径确认逻辑，以(i)随着驱动单元、转向单元、定位模块和导航模块相协作以沿着修改的推荐行进路径引导物料搬运车辆，确定沿着修改的推荐行进路径的车辆姿态；(ii)基于沿着修改的推荐行进路径在候选位置处的已确定车辆姿态，确定物料搬运车辆的动态车辆边界是否可能与环境布局数据中表示的障碍物交叉；(iii)通过参考物料搬运车辆的动态车辆边界和环境布局数据中表示的障碍物数据，确定候选位置处的碰撞可能度；(iv)动态地修改被修改的推荐行进路径以减小碰撞可能度，并且建立构造成从修改的推荐行进路径分出并融入其中的动态地修改的行进路径；以及(v)沿着动态地修改的行进路径导航物料搬运车辆。构造成从修改的推荐行进路径分出并融入其中的动态地修改的行进路径的建立可以包括将连接路径匹配至修改的推荐行进路径，该连接路径包括一系列三个回旋曲线和融入路径长度，融入路径长度构造成改变直至包括最低连接误差的紧密匹配得以确定。朝向最低连接误差的优化可以包括初始推荐融入路径，其中关于回旋曲线长度、初始推荐融入路径的总长度和第一回旋曲线的末端处的弯部(curvature)的比包括1：1：1的长度比。推荐融入路径的总长度可以包括位于一对连接点之间的欧几里得距离。关于弯部的弯部选择可以包括在最大允许正弯部和最大负路径弯部之间的平均分布，该平均分布基于一个或多个转向角限值。

在实施例中，路径确认工具执行路径确认逻辑，以识别作为至少一条推荐行进路径的一个或多个问题区域的候选位置处的碰撞可能度以及物料搬运车辆相对于推荐行进路径的构造。碰撞可能度可以包括碰撞距离，所述碰撞距离是在候选位置的重叠距离，指示物料搬运车辆的动态车辆边界和障碍物数据之间的重叠。

根据本公开的一个实施例，物料搬运车辆包括车体、物料搬运硬件、一个或多个车轮、驱动单元、转向单元、定位模块、导航模块和路径确认工具，其中驱动单元、转向单元、定位模块和导航模块相协作以沿着仓库内的行进路径引导物料搬运车辆。路径确认工具包括仓库的环境布局数据、仓库内的推荐行进路径、物料搬运车辆的运动学、物料搬运车辆的动态外部边界、以及物料搬运车辆的动态间隙边界。物料搬运车辆的动态外部边界接近物料搬运车辆的物理外周。动态间隙边界相对于物料搬运车辆的动态外部边界的至少一部分被放大，以限定物料搬运车辆的至少一部分周围的放大边界。路径确认工具执行路径确认逻辑，以(i)确定沿着推荐行进路径的车辆姿态；(ii)基于沿着推荐行进路径在候选位置处的已确定车辆姿态，确定物料搬运车辆的动态间隙边界是否可能与环境布局数据中表示的障碍物交叉；(iii)使沿着推荐行进路径的可能交叉点与沿着推荐行进路径在候选位置处的车辆姿态相关联，以创建沿着推荐行进路径的可能交叉候选部的列表；(iv)通过参考可能交叉候选部的列表、物料搬运车辆的动态外部边界、以及环境布局数据中表示的障碍物数据，确定候选位置处的碰撞可能度；以及(v)修改推荐行进路径以减少碰撞可能度。驱动单元、转向单元、定位模块和导航模块相协作以沿着修改的推荐行进路径引导物料搬运车辆。

在实施例中，路径确认工具执行路径确认逻辑以更新动态外部边界和动态间隙边界，以说明车辆速度和转向角的改变。碰撞可能度可以包括作为可能交叉候选部与动态外部边界之间的重叠距离的碰撞距离。物料搬运车辆可以包括拖拉设备和联接至拖拉设备的一个或多个拖车，可能交叉候选部是拖拉设备、拖车以及由环境布局数据中的障碍物数据表示的障碍物中的一者。可能交叉候选部可以是拖车，而重叠距离限定在物料搬运车辆的拖拉设备的动态外部边界和该拖车之间。可能交叉候选部可以是拖车，而重叠距离限定在该拖车与物料搬运车辆的所述一个或多个拖车中的另一拖车的动态外部边界之间。可能交叉候选部可以是障碍物，而重叠距离限定在障碍物和物料搬运车辆的动态外部边界之间。

根据本公开的另一实施例，提供了一种关于物料搬运车辆执行路径确认逻辑的方法，所述物料搬运车辆包括车体、物料搬运硬件、一个或多个车轮、驱动单元、转向单元、定位模块、导航模块和路径确认工具，驱动单元、转向单元、定位模块和导航模块相协作以沿着仓库中的行进路径引导物料搬运车辆，该方法包括接收输入至路径确认工具中的多个输入，所述多个输入包括仓库的环境布局数据、仓库内的推荐行进路径、物料搬运车辆的运动学、以及接近物料搬运车辆的物理外周的物料搬运车辆的动态车辆边界。该方法还包括通过路径确认工具确定沿着推荐行进路径的车辆姿态，通过路径确认工具更新动态车辆边界以说明车辆速度和转向角的变化，通过路径确认工具基于沿着推荐行进路径在候选位置处的所确定车辆姿态而确定车辆的动态边界是否可能与环境布局数据中表示的障碍物交叉，通过路径确认工具参考物料搬运车辆的动态车辆边界和环境布局数据中表示的障碍物数据而确定候选位置处的碰撞可能度，通过路径确认工具修改推荐行进路径以减小碰撞可能度，以及通过驱动单元、转向单元、定位模块和导航模块的协作而沿着修改的推荐行进路径导航物料搬运车辆。

根据本发明的另一实施例公开了一种关于物料搬运车辆执行路径确认逻辑的方法，所述物料搬运车辆包括车体、物料搬运硬件、一个或多个车轮、驱动单元、转向单元、定位模块、导航模块和路径确认工具，驱动单元、转向单元、定位模块和导航模块相协作以沿着仓库内的行进路径引导物料搬运车辆，该方法包括接收输入至路径确认工具中的多个输入，所述多个输入包括仓库的环境布局数据、仓库内的推荐行进路径、物料搬运车辆的运动学、物料搬运车辆的动态外部边界、以及物料搬运车辆的动态间隙边界。物料搬运车辆的动态外部边界接近物料搬运车辆的物理外周。动态间隙边界相对于物料搬运车辆的动态外部边界的至少一部分被放大，以限定物料搬运车辆的至少一部分周围的放大边界。该方法还包括通过路径确认工具确定沿着推荐行进路径的车辆姿态，通过路径确认工具基于沿着推荐行进路径在候选位置处的所确定车辆姿态而确定物料搬运车辆的动态间隙边界是否可能与环境布局数据中表示的障碍物交叉，通过路径确认工具使沿着推荐行进路径的可能交叉点与沿着推荐行进路径在候选位置处的车辆姿态相关联、以创建沿着推荐行进路径的可能交叉候选部的列表，通过路径确认工具参考可能交叉候选部的列表、物料搬运车辆的动态外部边界、以及环境布局数据中表示的障碍物数据而确定候选位置处的碰撞可能度，通过路径确认工具修改推荐行进路径以减少碰撞可能度，以及通过驱动单元、转向单元、定位模块和导航模块的协作而沿着修改的推荐行进路径导航物料搬运车辆。

附图说明

附图中所阐述的实施例是示意性的，并且不旨在限制由权利要求所限定的主题。当结合附图阅读时，可以理解对示意性实施例的以下详细描述，其中相同的结构以相同的附图标记指示，其中：

图1、1a和1b示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的物料搬运车辆的顶视图；

图1c示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的另一物料搬运车辆的顶视图；

图1d示出了图1c的物料搬运车辆的侧视图；

图2示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的物料搬运车辆的另一实施例的顶视图；

图3示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的计算环境；

图4示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的拖拉设备；

图5示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的拖车；

图6示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的拖车的另一实施例；

图7示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的拖车的另一实施例；

图8示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的拖拉设备和拖车；

图9示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的拖拉设备和拖车的另一实施例；

图10示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的拖拉设备和一个或多个拖车的另一实施例；

图11示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的沿着仓库内的路径的交叉计算；

图12示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的用于核实路径的一个或多个步骤；

图13示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的用于更新动态车辆边界的处理；

图14示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的、基于动态间隙边界和动态外部边界减小碰撞可能度的路径修改处理；

图15示出了根据本文所述和所述的一个或多个实施例的、包括围绕拖拉设备和多个拖车的动态车辆边界且布置在路径中的物料搬运车辆；

图16示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的、位于从标称路径动态地平移的路径上的物料搬运车辆；

图17示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的、用于物料搬运车辆的路径优化的处理；以及

图18图形地示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施例的、为规避障碍物而对路径进行修改的结果。

具体实施方式

下文阐述了对本公开的大量不同实施例的广义描述。描述应当理解为仅是示例性的，并且如果并非不可能的，由于描述每个可能的实施例是不实际的，因而未描述每个可能的实施例，并且将理解的是，本文所述的任何特征、特性、部件、组成、成分、产品、步骤或方法可以删除、完全或部分地与本文所述的任何其他特征、特性、部件、步骤或方法组合或替换。应当理解，可以设想所述和所示的实施例的多个组合，并且对一个实施例的特别重点描述并不排除其包括在其他所述实施例的组合中。使用现有技术或在本专利的提交日之后研发的技术也可以实施大量替代实施例，这将仍然落入权利要求的范围内。

参考图1-1d，物料搬运车辆10、10’示出为包括车体11、物料搬运硬件15、15’、一个或多个车轮16、驱动单元d、转向单元s、定位模块l、导航模块n、以及路径确认工具p。至少一个车轮16可以是转向单元s的一部分。图1c-1d示出了呈起重车形式的物料搬运车辆10’，其包括常规物料搬运车辆硬件，诸如转向单元s、定位模块l、导航模块n、物料搬运硬件15’和驱动单元d，这些部件的细节超出了本公开的范围，并且可以根据物料搬运车辆文献(其示例包括每篇均属于crownequipmentcorporation的美国专利no.6,135,694、no.re37215、no.7,017,689、no.7,681,963、no.8,131,422和no.8,718,860)中的常规教导和仍需研发的教导而获得。

参考图1d，物料搬运车辆10’可以包括一个或多个用户界面，其允许操作者进行物料搬运车辆的控制功能。例如但不作为限制，合适的用户界面包括但不限于常规或仍需研发的操作者隔室控制装置，诸如用于控制物料搬运硬件15’的手动控制装置43、操作地联接至车辆驱动机构的脚踏式车辆速度控制装置45、可以与操作者隔室显示装置47集成或分离的触摸屏硬件控制界面、操作地联接至物料搬运车辆10的转向轮的转向控制装置44、或它们的组合。物料搬运硬件15’可以是构造成搬运物料的任何类型的常规或仍待研发的硬件，通常构造成帮助存储和取回货物，并且可以包括但不限于叉齿组、容器搬运器、具有叉的转塔、缩放仪、伸缩搬运器等。

在一个实施例中，用户界面可以包括具有外部或远程控制装置的天线42或其他类型的自动接口，其可以用于向物料搬运车辆10’发布命令或者另外远程地控制物料搬运车辆10’。天线42可以构造成将物料搬运车辆10’无线地通信联接至远程计算机。作为选择或作为附加，可以提供其他类型的自动接口，诸如举例而言输入/输出端口，诸如rs-232连接器、usb端口等。可以提供这些类型的接口，以帮助物料搬运车辆10’和远程计算机(诸如便携电脑)之间的硬接线连接。

在图1中所示的实施例中，物料搬运硬件15包括呈可竖向地移动的关节接合叉形式的存储和取回硬件、以及一个或多个车轮16，车轮中的至少一个是可转向的，并且正因为如此是转向单元的一部分。可以设想，虽然驱动单元d、转向单元s、定位模块l、导航模块n、以及路径确认工具p示意性地示出为物料搬运车辆的独立部件，但是这些部件可以以各种方式构造，或者作为完全独立的单元、或者作为部分或完全共享硬件和/或软件的单元。

共同地参考图1、1a和1b，物料搬运车辆10的物理外周可以近似为两种不同类型的动态车辆边界：动态外部边界13和动态间隙边界19。如本文更详细地描述的，动态外部边界13是车辆的物理外周的相对接近近似，并且例如可以由简单或不规则的多边形、由包括弯曲部分和线性部分的组合的形状、或者由复杂的非几何形状表示，每种形状均设计成接近车辆的覆盖区域。虽然动态外部边界13可以限定在离物料搬运车辆10的物理外周具有任意偏移距离d的位置处，但是可以设想该偏移相对靠近车辆10的车体11，并且与物理外周一样，可以根据各种因素在车辆之间改变。图1a和1b示出了动态间隙边界19，其从车辆的动态外部边界13偏移距离d’，距离d’可以是基本均匀的，例如为0.5m。虽然图1、1a和1b中示出了动态外部边界13和动态间隙边界19以基本均匀的方式偏离车辆10的物理外周，但是可设想这些边界可以沿着物理外周的不同部分以不同程度偏离车辆的物理外周。例如，可能有利的是，与车辆的朝后侧相比，在车辆的朝前侧处包括显著更大的边界偏移。无论如何，下文更详细地描述了动态外部边界13和动态间隙边界19的各自作用和动态特性。

应当注意，许多物料搬运车辆10将包括硬件，所述硬件关节连接或以其他方式移动而改变车辆的覆盖区域。参考图1，这种硬件的示例例如包括可以延伸和/或旋转的车辆叉或其他存储和取回硬件15、打开和关闭的操作者隔室门、机器臂等。考虑到这一点，如图1中所示，动态外部边界13还可以包括接近车辆的关节连接边界17的部分。

虽然图1中动态外部边界13示出为包括弯曲部分和线性部分的组合的相对复杂形状，但是可以设想在许多情况下，有利的是通过消除弯曲部分而使动态外部边界呈现为不规则的多边形。通过这样做，实施本公开的构思的技术人员在与简单的矩形边界相比时将仍然具有对车辆外轮廓的更精确表示，但是在与图1的复杂形状相比时将享有显著减少的计算负荷。图1a示出了呈不规则的多边形形式的动态外部边界13的示例，而不使用图1的弯曲边界部分。图1b示出了呈不规则多边形形式的扩张的动态外部边界13的示例，而不使用图1的弯曲边界部分。

图2示出了物料搬运车辆10的另一实施例，其包括车体11、前述驱动单元d、转向单元s、定位模块l、导航模块n和路径确认工具p、一个或多个车轮16、以及联接装置18，其中至少一个车轮16是可转向的并且是转向单元的一部分。在图2所示的实施例中，物料搬运硬件可以设置在车体11上，或者可以设置为物料承载表面或经由联接装置18连接的一个或多个拖车上的接合硬件，所述联接装置可以是栓钩、钩子、扣钩、牵引环眼、球钩以及相同类型的拖引连接器。应当理解，虽然图1-2中示出了物料搬运车辆10、10’的实施例，但是可以使用任意类型的物料搬运车辆，包括例如铲车、起重车、拖拉机、牵引拖车列车等；包括但不限于由美国职业安全和健康部(osha)所确认的那些机动物料搬运车辆，即i类-电动机驾驶卡车、ii类-电动机窄通道卡车、iii类-电动机手推卡车或手推/驾驶卡车、iv级-内燃机卡车(实心/缓冲轮胎)、v级-内燃机卡车(气动轮胎)、vi级-电动和内燃机拖拉机、以及vii级-崎岖地形叉车。

应当注意，图3和相关的讨论提供了对其中能够实施本公开的适当计算环境的简单基本描述。虽然不需要，但是在计算机可执行指令的广义语境下描述了软件的各方面，诸如由通用计算机(例如固定和可移动计算机)执行的程序。相关领域技术人员将意识到，软件可以实施其他通信、数据处理或计算机系统结构，包括：互联网设备、手持装置(包括个人数字助手(pda))、可穿戴计算机、各种便携式或移动电话、多处理器系统、基于微处理器或可编程消费电子产品、机顶盒、网络个人计算机、微计算机、大型计算机、服务器计算机等。事实上，术语“计算机”等在此基本上可互换地使用，并且涉及任意上述装置和系统以及任何数据处理器。软件的各方面可以体现为专用目的计算机或数据处理器，其被特别地编程、配置或构建以执行本文中详细说明的一个或多个计算机可执行指令。软件的各方面还可以在其中任务或模块由远程处理装置执行的分布式计算环境中实施，所述远程处理装置通过通信网络(例如，局域网(lan)、广域网(wan)或因特网)而链接。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地存储器存储装置和远程存储器存储装置这两者内。事实上，计算机实施指令、数据结构、屏幕显示器以及在软件各方面下的其他数据可以分布在因特网或其他网络(包括无线网)上，在一定时间阶段上位于传播介质(例如电磁波、声波等)上的传播信号上，或者它们可以设置在任意模拟或数字网络(分组切换、线路切换或其他方案)上。

路径确认工具p可以具体化为硬件和/或软件(包括固件、常驻软件、微代码等)。在一个实施例中，路径确认工具p具体化为软件和硬件。例如，参考图3，路径确认工具p可以包括具体化为计算装置200的程序，所述计算装置200可以包括车辆控制器，车辆控制器具有至少一个处理器205以及通过局部接口215通信地联接的计算机可读介质210。作为替代，适当的路径确认工具软件可以存储在由车辆控制器访问(例如在网络上)的计算机可使用或计算机可读介质210中。计算机可使用或计算机可读介质210可以是任意非瞬时性介质，其可以包含、存储、通信、传播或运载由计算装置200使用或与其相连的软件。

计算机可使用或计算机可读介质210可以例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备、装置或传播介质。计算机可使用或计算机可读介质210的更具体示例(非穷举列表)将包括下列易失性或非易失性示例：具有一根或多根电线的电连接部、计算机磁盘、随机存取存储器(ram)(包括sram，dram和/或其他类型的ram)、只读存储器(rom)、可擦除的可编程只读存储器(eprom或闪存)、安全数字(sd)存储器、寄存器、一条或多条光纤、光盘只读存储器(cd-rom)和/或数字视频光盘只读存储器(dvd-rom)。应当注意，计算机可使用或计算机可读介质210甚至可以是其上印刷有程序的纸或其它适当介质，因为可以例如经由对纸或其他介质进行光学扫描而电子地获取程序，随后如果需要则以适当方式编译、翻译或进行其他处理，并且然后存储在计算机存储器中。换句话说，非瞬时性计算机可使用或计算机可读介质210可以包括本身不是信号的那些计算机可使用或计算机可读介质。根据特定实施例，这些非瞬时性计算机可使用或计算机可读介质可以位于计算装置200中和/或位于计算装置200外部。

用于实施本公开的路径确认工具的计算机程序代码可以以高级编程语言(诸如c或c++)书写，以便于开发。此外，用于实施本公开的路径确认工具的计算机程序代码也可以以其他编程语言(例如但不限于编译语言)书写。一些模块和程序可以以汇编语言或者甚至微代码书写，以增强性能和/或存储用途。然而，本公开的软件实施例不取决于使用特定编程语言的实施方式。还将意识到，任何或所有程序模块的功能还可以使用离散硬件部件、一个或多个特定用途集成电路(asic)、或编程数字信号处理器、或微控制器而实施。

此外，计算机可使用或计算机可读介质210可以构造成存储操作逻辑230和可执行逻辑235。操作逻辑230可以包括用于操作计算装置200的操作系统、基本输入输出系统(bios)和/或其他硬件、软件和/或固件。可执行逻辑235包括路径确认逻辑240，其各个均可以包括多个不同逻辑件，作为非限制性的示例，其各个均可以具体化为计算机程序、固件和/或硬件。局部接口215可以包括总线或其他通信接口，以帮助计算装置200的部件之间进行通信。

处理器205可以包括可操作以接收并执行指令(诸如来自数据存储器245和/或计算机可读介质210)的任何处理部件。输入/输出硬件220可以包括和/或构造成与用于接收、发送和/或呈现数据的监视器、定位系统、键盘、鼠标、打印机、图像捕获装置、扩音器、扬声器、传感器、陀螺仪、指南针和/或其他装置连接。网络接口硬件225可以包括和/或构造成用于与任何有线或无线网络硬件通信，所述有线或无线网络硬件包括用于与其他网络和/或装置通信的天线、调制解调器、lan端口、无线保真(wi-fi)卡、wimax卡、移动通信硬件、和/或其他硬件。基于该连接，可以促进计算装置200和其他计算装置之间的通信。在一个实施例中，处理器205可以包括和/或联接至图形处理单元(gpu)。

计算装置200可以包括数据存储器245。数据存储器可以是计算机可使用或计算机可读介质210的子集，或者其可以是在计算装置200内的独立不同部件。数据存储器245可以包括由操作逻辑230和/或可执行逻辑235使用的一个或多个数据集。数据集可以包括配置数据250、环境数据255和车辆数据260。

应当理解，图3中所示的部件仅是示例性的，而不意于限制本公开的范围。作为非限制性的示例，虽然图3中的部件示出为位于计算装置200内，但是这仅是一个示例，并且在一些实施例中，一个或多个部件可以位于计算装置200外部。还应当理解，虽然计算装置200示出为单一装置，但是这也仅是一个示例，并且在一些实施例中，路径确认逻辑240可以位于不同的装置上。作为附加，虽然计算装置200示出为路径确认逻辑240是单一逻辑件，但是在一些实施例中，路径确认逻辑240可以包括两个或更多个独立逻辑部件以执行所述功能。

图4示出了拖拉设备20，作为物料搬运车辆的一个实施例。拖拉设备20可以包括拖拉设备主体25、一个或多个转向轮22、一个或多个固定轮24、以及联接装置18。图4还示出了拖拉设备20的动态外部边界13。该动态外部边界13可以是简单的多边形，如图4中所示，或者可以是更紧密地沿随拖拉设备主体25的物理外围的更复杂形状，即其可以包括安装至拖拉设备主体25的硬件突起(例如架、设备、附接点等)，或者包括如图1中所示的一个或多个关节连接边界。例如但不作为限制，动态外部边界13可以由多边形(例如框、正方形、圆形、梯形、三角形等)表示。图4示出了这样的实施例，其中动态外部边界13是矩形，该矩形包围拖拉设备主体25以及安装至拖拉设备主体25的任何硬件突起，诸如架、设备、附接点、关节连接边界等。联接装置18可移除地与拖车50的拖拉设备联接装置26(图5)联接，在图5中示出了拖车50。拖拉设备20和拖车50共同地形成物料搬运车辆。

拖拉设备20的专有特征可以被识别并记录在车辆数据260(图3)中，以由路径确认工具使用。参考图4，车辆数据可以包括拖拉设备类型、车轮类型(例如转向轮22和固定轮24的数量和位置)、拖拉设备20的一个或多个车轮之间的轴距(wheelbase)尺寸(例如转向轮22和固定轮24之间的尺寸)、后栓钩尺寸、拖拉设备20的运动中心c等。应当注意，后栓钩(rearhitch)尺寸包括从联接装置18的远端23到运动中心c测得的距离drear_hitch。配置数据250(图3)可以包括表示间隙边界数据的数据，其可以是偏离拖拉设备20的动态外部边界13的偏离距离。

参考图5，示出了拖车50的一个实施例，具体地是包括一个或多个固定轮24、一个或多个脚轮27以及一个或多个拖拉设备联接装置26的脚轮转向拖车。拖车50的特征可以包括拖车类型(例如脚轮转向拖车)、车轮类型(例如脚轮27和固定轮24的数量和位置)、拖车50的一个或多个车轮之间的轴距尺寸(例如脚轮27和固定轮24之间的尺寸)、后栓钩尺寸、前栓钩尺寸、拖车50的运动中心c等。应当注意，后栓钩尺寸包括从后拖拉设备联接装置26a的远端23到运动中心c测得的距离drear_hitch，而前栓钩尺寸包括从前拖车联接装置26b的远端23至运动中心c测得的距离dfront_hitch。配置数据250(图3)可以包括表示动态间隙边界数据的数据，其可以是偏离拖车20的动态外部边界13的偏离距离。

图6是拖车50的一个实施例，具体为包括一个或多个固定轮24、一个或多个转向轮22、拖拉设备联接装置26、以及转向联接装置28的两轮转向拖车。拖车50的特征可以包括拖车类型(例如两轮转向拖车)、车轮类型(例如转向轮22和固定轮24的数量和位置)、拖车50的一个或多个车轮之间的轴距尺寸(例如转向轮22和固定轮24之间的尺寸)、后栓钩尺寸、前栓钩尺寸、拖车50的运动中心c、转向联接装置28的最大转向角(θsteer_max)等。应当注意，后栓钩尺寸包括从后拖拉设备联接装置26a的远端23到运动中心c测得的距离drear_hitch，而前栓钩尺寸包括从转向联接装置28的远端23到转向枢转点29测得的距离dfront_hitch。关于转向联接装置28的远端23围绕转向枢转点29的旋转，测量最大转向角。配置数据250(图3)可以包括间隙多边形数据，其可以是偏离拖车50的动态外部边界13的偏离距离。

图7是拖车50的一个实施例，具体为包括一个或多个转向轮22、拖拉设备联接装置26、以及转向联接装置28的四轮转向拖车。拖车50的特征可以包括拖车类型(例如四轮转向拖车)、车轮类型(例如转向轮22的数量和位置)、拖车50的一个或多个车轮之间的轴距尺寸(例如转向轮22之间的距离的一半)、后栓钩尺寸、前栓钩尺寸、拖车50的运动中心c、转向联接装置28的最大转向角等。应当注意，从后拖拉设备联接装置26a的远端23到运动中心c测量后栓钩尺寸，并且从转向联接装置28的远端23到转向枢转点29测量前栓钩尺寸。关于转向联接装置28的远端23围绕转向枢转点29的旋转，测量最大转向角。配置数据250(图3)可以包括表示动态外部边界和动态间隙边界的数据，这两者偏离拖车50的物理外周。

返回参考图3，路径确认工具对物料搬运车辆和一个或多个拖车建模，以限定物料搬运车辆和一个或多个拖车围绕仓库内的路径的运动。路径确认工具预测物料搬运车辆以及一个或多个拖车(如果其联接至物料搬运车辆)在沿着仓库中的路径的任意点处的位置。物料搬运车辆(包括每个拖车)由动态外部边界13(图4-7)连同其运动中心c(图4-7)、由路径确认逻辑240并由存储在数据存储器245中的数据而限定。路径确认工具定期以预定间隔(即沿着路径以固定距离间隔)确定物料搬运车辆(包括一个或多个拖车)相对于路径的姿态(即定向、位置和进向)，并且识别在每个拖车之间、在拖车和物料搬运车辆之间、和/或在物料搬运车辆和仓库中的任意障碍物之间是否存在任何突出的交叉。例如但不作为限制，路径确认工具可以计算物料搬运车辆(包括拖车)沿着路径每隔沿路径的5cm行进距离的姿态。此外，在实施例中，物料搬运车辆10可以包括拖拉设备20和联接至拖拉设备20的一个或多个拖车50。动态车辆边界可以接近物料搬运车辆10的拖拉设备20的物理外周，并且可能的交叉障碍物是联接至拖拉设备20的所述一个或多个拖车50中的一个拖车50。作为替代，动态车辆边界可以接近物料搬运车辆10的一个或多个拖车50的一个拖车50的物理外周，而可能的交叉障碍物是联接至拖拉设备20的一个或多个拖车50的另一拖车50。另一实施例中，动态车辆边界可以接近物料搬运车辆10的拖拉设备20和所述一个或多个拖车50中的一者的物理外周，而可能的交叉障碍物是与物料搬运车辆分开的在环境布局数据中表示的障碍物。

对于沿着路径的每个固定距离间隔，根据在沿着路径的在先固定距离间隔处的在先状态或在先姿态计算物料搬运车辆(包括每个拖车，如果其联接至物料搬运车辆)的姿态。对于物料搬运车辆10和一个或多个拖车50的每个姿态，针对该姿态计算它们的相应外部多边形和间隙多边形，并且核查与四叉树中的任意障碍物的交叉。障碍物观察将维持在四叉树中进行，以允许高效的空间询问，并且范围足够大以覆盖整个路径加上包括其位置偏移的激光扫描仪的范围。四叉树能够包括呈点和线形式或者任意其他必需形式的障碍物。四叉树提供对附近障碍物的高效查找，以用于交叉核查。四叉树返回可能交叉候选部的最终候选清单，从而大大地减少了交叉核查的数量。应当注意，基于四叉树的空间询问在现有技术中具有较好的文件记载，并且可设想在本公开的范围内可以实施大量不同的四叉树构造。

对物料搬运车辆和所有已连接拖车的每个多边形(诸如图1中所示的动态车辆边界)核查与仓库中的其它多边形或障碍物的交叉(即冲撞或入侵)。这允许在发现交叉时及早退出并返回或输出故障状况。如果发现交叉，路径确认工具将提供沿着路径的位置、物料搬运车辆、拖车和/或受交叉影响的障碍物、以及碰撞距离。碰撞距离是两个或多个多边形和/或一个或多个多边形与一个或多个障碍物的重叠距离，并且可以用于修改或修正路径以规避障碍物或者用于修改每个拖车的转弯半径或栓钩长度，以避免拖车之间或者拖车和物料搬运车辆之间夹住(pinching)。因而，碰撞可能度可以包括碰撞距离，碰撞距离是候选位置处的指示物料搬运车辆的动态车辆边界与障碍物数据之间的重叠的重叠距离。与任意间隙多边形或物料搬运车辆和拖车的扫及路径交叉的障碍物将需要核查其沿着路径的距离及其碰撞距离。这将允许反馈路径修改和提醒危险区域。扫及路径是拖拉设备和拖车的任意部分沿着路径时所覆盖的区域，并且是沿着路径在所有步履处所有拖拉设备和拖车多边形的组合。

参考图1a-1b，对于沿着路径每隔固定距离d的每次计算将使用两个多边形：(i)与车辆的物理外周偏离距离d的动态外部边界13多边形，以及(ii)动态间隙边界19多边形，其相对于动态外部边界13扩张一偏移距离d’，例如为0.5米或者是实践中适当的任意距离。在总动态间隙边界19大于总动态外部边界13的实施例中，由路径确认工具每隔固定距离间隔进行的每次计算可以首先使用间隙多边形。如果使用动态间隙边界未识别交叉，则不进行使用动态外部边界的第二计算。

动态外部边界13可以是包含所有有效扫描区域的物理范围的多边形，所述有效扫描区域构造成匹配包含在与物料搬运车辆10联接的一个或多个传感器上的区域。例如，该一个或多个传感器可以包括构造成产生有效扫描区域的照相机、3d照相机(例如飞行时间tof技术)、2d和/或3d激光扫描仪、雷达阵列、超声阵列、或者其他扫描系统装置，使得撞击在有效扫描区域上的障碍物将使得车辆停止。本文所述的扫描系统可以指的是物料搬运车辆10的随车装置，该随车装置构造成在任何有效扫描区域包含障碍物时快速且可靠地停止物料搬运车辆10。该装置可以根据物料搬运车辆10的速度和转向角而从可能扫描区域列表中选择有效扫描区域。如本文所涉及的有效扫描区域可以是相对于工业车辆的物理区域，该工业车辆就物料搬运车辆10的给定速度和转向角由扫描系统监视。本文所述的动态外部边界13可以指的是动态形状，该动态形状包含物料搬运车辆10的物理轮廓以及任何有效扫描区域，并且可以包括略大的尺寸以提供误差容限。例如，在一个实施例中，参考图11，存在从物料搬运车辆10的前沿突出的有效扫描区域38，该有效扫描区域38构造成沿着围绕行进路径37设置的物理扫及区域39识别位于物料搬运车辆10的前方或侧面的一个或多个障碍物。物理扫及区域39可以足够宽，以涵盖物料搬运车辆10的宽度以及响应于障碍物检测而发生的行进路径37改变。在实施例中，动态外部边界13和/或行进路径37可以基于由至少有效扫描区域38识别的障碍物而产生或修改。

动态间隙边界19可以是相对于物料搬运车辆13的外围产生的多边形。本文所述的动态间隙边界19可以指的是动态形状，该动态形状包含物料搬运车辆10的物理轮廓以及由恒定的间隙距离限定的扩张区域，并且还可以包括略大的尺寸以提供误差容限。在实施例中，动态间隙边界19可以撞击在危险区域中，使得只要动态外部边界13未撞击则允许继续导航车辆。此外，在实施例中，动态外部边界13的一部分可以大于动态间隙边界19的一部分。例如，动态外部边界13的一个或多个部分可以大于动态间隙边界19的一部分，而动态外部边界13的其他部分可以小于动态间隙边界19的一部分。在动态外部边界13的一部分可以大于动态间隙边界19的实施例中，由路径确认工具每隔固定距离间隔进行的每次计算可以使用间隙多边形和外部多边形这两者。例如，车辆的左侧部分可以具有大于动态间隙边界19的动态外部边界13，而车辆的右侧部分可以具有小于动态间隙边界19的动态外部边界13。每当相对于动态外部边界13在任何部分处发现交叉或碰撞，车辆就将停止。此外，虽然在一些情况下当对于动态间隙边界19的一部分而非动态外部边界13发现交叉时，车辆可以停止或执行障碍物规避；但是在其他情况下当确认动态间隙边界19的一部分交叉时如果车辆处于危险区域中，可以继续导航车辆。因而，作为非限制性示例，对于动态外部边界13大于动态间隙边界19的车辆的左侧部分可以不识别交叉，然而对于动态外部边界13小于动态间隙边界19的车辆的右侧部分的动态间隙边界19可以识别交叉(而并非对动态外部边界13进行识别)。在这种检测情况下，可以规避障碍物。然而，如果在这种检测情形期间车辆处于危险区域中，障碍物扫描工具可能不采用障碍物规避，而可能继续沿着行进路径导航车辆。如本文所述的危险区域可以指的是仓库中的其中允许发生夹点(pinchpoint)的区域。这种区域可以包括警告信号，并且可能不允许行人进入和接近。

任何多边形的交叉将导致计算碰撞距离，并且对于每次交叉将添加交叉至数据列表。每次交叉的数据包括但不限于交叉类型、交叉距离、交叉角度、和沿着路径的其中发生交叉的距离。在实施例中，如本文中所引用的夹点指的是仓库中的其中物料搬运车辆10的任意物理部分(例如一个或多个拖拉设备和/或拖车部分)接近仓库内的任意固定物理物体处于指定间隙距离内的位置。指定间隙距离例如可以是0.5米。这种间隙距离表示例如允许行人接近的位置间隙。

现在参考图8，路径确认工具计算物料搬运车辆10的转向轮速度vs以及转向角θs，以指示物料搬运车辆10的线性速度va(等式1)和旋转速度ωα(等式2)。

va＝vs·cosθs等式1

物料搬运车辆10的这些速度用于确定后一拖车50(即联接至物料搬运车辆10的第一拖车50)的线性速度vb(等式3)和旋转速度ωb(等式4)。通过相同的方法，每个拖车的线性速度vb和旋转速度ωb用于确定后续拖车50(即第二拖车、第三拖车等)的相应线性速度和旋转速度。

vb＝va·cosθhitchb-ωa·drearhitcha·sinθhitchb等式3

现在参考图9，转向拖车50建模为两辆基本拖车(例如图8中所示的拖车)组，其中第一“拖车”使用后栓钩距离设置为零的前栓钩杆51的特征来建模，而“第二”拖车建模为如上参考图8所示和所述的基本拖车。转向拖车建模为成行的两辆基本拖车，其中第一拖车具有为零的轴距。

图10示出了路径确认工具的另一实施例，其中代替使用线性速度和旋转速度来对沿着路径的物料搬运车辆和/或拖车建模，使用沿着路径的方向和距离的改变。进一步的计算将不再包括时间步长的积分。这可以看作是将姿态改变除以一秒以获得速度，随后在一秒上进行积分以获得相同的姿态改变。

对物料搬运车辆10的速度进行积分提供了物料搬运车辆10在每个时间步长的姿态。对每辆拖车50相对于前一拖车的旋转速度进行积分给出了每辆拖车50的相对角度。应当注意，对于转向拖车，它们被建模为如上所述的两辆拖车。

θhitchb＝θhitchb+ts(ωb-ωa)等式5

θhitchc＝θhitchc+ts(ωc-ωb)等式6

这些角度足以通过在每个时间步长从物料搬运车辆姿态进行回溯(backward)处理而完全限定拖车姿态。仍然参考图10，状态由a的姿态(x、y、θ)以及相对角度的列表来限定。给定拖车细节(栓钩长度和轴距)，b计算为：

然后，如上所讨论地依次计算所有后续姿态。

图11基本示出了路径确认工具的一个实施例，以确认物料搬运车辆沿着仓库内的路径的操作。路径确认工具基本包括仓库的环境布局数据、仓库内的对应于环境布局数据的推荐路径、关于物料搬运车辆的数据(包括外部尺寸、转弯半径)、每个拖车的数据(如果一个或多个拖车是车辆的一部分)、仓库内的障碍物数据等。路径确认工具将覆盖物料搬运车辆(包括拖车)的外部尺寸周围的间隙空间，并且评估间隙空间是否与仓库中的障碍物交叉，指出夹点和冲撞。路径确认工具还将覆盖物料搬运车辆的各个移动部件(例如一个或多个拖车和拖拉设备)之间的冲撞。路径确认工具可以高亮显示关于物料搬运车辆构造或关于仓库内的推荐路径的问题区域。因而，路径确认工具可以执行路径确认逻辑，以识别作为至少一条推荐行进路径的一个或多个问题区域的候选位置处的碰撞可能度和物料搬运车辆相对于推荐行进路径的构造。现有路径(教导的和创建的)可以在例如由自动引导车辆(agv)在仓库内实施之前通过路径确认工具核实。本文详细描述了路径确认工具的各种实施例和路径确认工具的操作。

例如，参考图11，关于物料搬运车辆以及与仓库40中的一个或多个拖车50(如果使用的话)的移动，示出了由路径确认工具计算的交叉。图11示出了物料搬运车辆10和一个或多个拖车50沿着仓库40中的路径37在转弯点周围的第一位置33和第二位置34。第一位置33和第二位置34分别是沿着路径37在转弯点35之前和之后的位置。路径确认工具用于确认仓库(例诸如举例而言仓库40)中的路径，并且确保物料搬运车辆10和拖车50的间隙多边形将不会交叉并且在物料搬运车辆10和拖车50之间和/或拖车50之间将不会发生夹点，并且报告发生这种情况之处。可以设想，路径可以修改以克服由路径确认工具识别的与路径相关的任何问题。夹点是仓库中的其中物料搬运车辆(例如一个或多个拖车和/或两个车辆)接近结构、设备或障碍物处于限定距离之内的位置。例如但不作为限制，限定距离可以是0.5米。危险区域是仓库内的其中夹点所在的区域。路径确认工具可以使用在仓库地图中限定的危险区域，而不理会对在这些区域中发生的间隙碰撞的报告。此外，路径确认工具可以限定针对一个或多个区域的物料搬运车辆速度、转弯半径等，以在这些一个或多个区域中维持间隙并防止碰撞。

环境数据255(图3)和配置数据250(图3)被填入并由路径确认工具使用，以表示物料搬运车辆10以及一个或多个拖车50(如果使用的话)在仓库40内的操作状况。

物料搬运车辆10(包括拖车50)的前述动态外部边界13和动态间隙边界19可以相对于车辆的运动中心示出在笛卡尔坐标系中。这些边界具有其中车辆有效的转向范围。转向范围由物料搬运车辆10(包括任意拖车50)的最小转向角和最大转向角限定。可以设想，前述动态外部边界13和动态间隙边界19将根据车辆速度和转向角而改变。此外，随着物料搬运车辆10(包括任意拖车50)沿着路径前进，特别是在其中更可能发生碰撞之处，外部边界13和间隙边界19的相应形状可以改变。

可以设想，在一些实施例中，对于物料搬运车辆10(包括任意拖车50)的所有转向角，动态外部边界13将与车辆的物理外周偏离最小距离d。在其他实施例中，将存在由外部边界13和间隙边界19所表示的最小速度扫描范围，并且不论转向角如何将需要该最小扫描范围。物料搬运车辆10(包括任意拖车50)将随着其接近障碍物而减速。在这种情况下，不需要考虑更高的车辆速度，且最小速度扫描范围将是车辆行进规划的限制因素。在大部分情况下，将有利的是确保动态外部边界13构造成匹配所使用的特定物料搬运车辆的操作参数，以用于本公开的路径确认工具的最优操作。

路径是包括笔直、弧形和回旋曲线类型的路径段的有序集合。路径可以形成或接收在路径确认工具中，和/或路径可以获自于从沿着仓库中的路径驱动的物料搬运车辆上的传感器上获取的数据。例如但不作为限制，物料搬运车辆的定位系统可以用于追踪被手动地驱动而通过仓库的物料搬运车辆的进程，并且后续数据被装载至路径确认工具中。

障碍物限定在仓库的笛卡尔绝对坐标系中。障碍物是可以被标记为固定基础结构(即不能从四叉树删除)的点障碍物。路径确认工具还可以接受同时定位并绘制(slam)记录数据、来自环境激光扫描的数据，并且将使用得到的路径通过重复应用所述单一激光扫描方法而插入障碍物。例如但不作为限制，激光扫描数据将随着激光扫描仪参数数据一同传递至路径确认工具，这将产生插入四叉树中的障碍物。当激光扫描应当检测到但却未检测到障碍物时，将删除任何未观察到的障碍物。这解决了进入激光扫描范围而后离开的行人和车辆的问题。

在限定路径的情况下，速度不可获得，而运动是姿态的一系列直接改变。计算是相同的，除了使用距离代替速度并且积分时间步长设置为一。较小的距离步长将导致拖车路径的更佳精确度。

可以设想，通过使用分段可以修改路径。如果调用功能(callingfunction)将标称路径分成更短的长度，则调用功能可以更快地获得修改路径的结果。由于确定了路径的终点，因此这将防止重新计算更早的未改变分段。这些分段中的每一个应当存储所有替代方案及其结果，因为如果显然的最佳分段导致进一步沿着路径的问题，则显然的最佳分段可能并非最佳。整个路径的夹点数量应当最小化。此外，核查更短的路径分段将提供更快的迭代。分段不应当在转弯处分割，或者可能分割应当集中在拐弯处。无论如何，在一些情况下，路径确认工具可能需要回溯相当的距离，以处理长的拖车列。如果在任意点处存在碰撞，则路径确认工具应当能够设定成及早退出。在这种情况下，完成夹住路径的分析仍然是重要的，因为其可能是最优路径并且危险区域是必须的。

可以设想，用于路径确认工具的一个或多个输入是但不限于：拖拉设备类型、扫描区域设置、拖车类型、拖车数量、拖车的初始(起始)角度、agv路径和/或障碍物列表。可以设想，路径确认工具的一个或多个输出是但不限于确定：任何侵入区域或拖拉设备和拖车的任何部分是否将与障碍物交叉、拖拉设备和拖车的任何部分是否将接近任意障碍物的夹点距离以内、拖拉设备或任何拖车的最大转向角超出沿着路径的任意距离；任意拖拉设备和拖车是否互相交叉；以及对于撞击在夹点间隙的每个障碍物，报告沿着路径的距离和碰撞距离；并且示出所得的危险区域。

图12通过处理1000详细地示出了一个或多个步骤1001-1005，以使用路径确认工具确认路径。应当注意，虽然功能列举和描述为按照所述实施例中的特定顺序执行，但是功能可以以替代顺序执行，而不脱离本公开的范围。还应当注意，一个或多个功能可以省略，而不脱离本文所述的实施例的范围。

如图12中所示，为了使用路径确认工具确认一个或多个车辆的路径，用户可以首先输入关于一个或多个物料搬运车辆的细节，诸如如模块1001中所示的栓钩长度或轴距或其他适当细节。接下来，用户可以输入如模块1002中所示的与适当外部尺寸相关的细节。任选地，用户可以输入如模块1003中所示的关于仓库位置或工厂位置的细节。如模块1004中所示，可以驱动所需路径，并且在驱动期间可以记录激光数据。在模块1005中，在录入的数据上运行路径确认，并且将结果输出至一个或多个屏幕。

在实施例中，并且如上参考图1-2所述，物料搬运车辆10可以包括车辆主体11、物料搬运硬件15、一个或多个车轮16、驱动单元d、转向单元s、定位模块l、导航模块n以及路径确认工具p，使得驱动单元d、转向单元s、定位模块l和导航模块n相协作以沿着仓库40中的行进路径37(图11)引导物料搬运车辆10。

在实施例中，并且参考图13的处理1300，路径确认工具p包括仓库的环境布局数据、仓库中的推荐行进路径、物料搬运车辆10的运动学、以及物料搬运车辆10的动态车辆边界。在模块1302，处理1300开始路径确认。

执行路径确认逻辑的方法可以包括接收输入至路径确认工具p中的多个输入。一个或多个输入1304-1310由路径确认工具p接收。例如，一个或多个输入包括作为输入1304的环境布局数据、作为输入1306的推荐行进路径、作为输入1308的动态车辆边界、以及作为输入1310的车辆运动学。在实施例中，物料搬运车辆10的运动学包括至少物料搬运车辆10的运动中心c、关于物料搬运车辆10的数据(包括外部尺寸、转弯半径和姿态数据)。物料搬运车辆10可以包括拖拉设备20以及联接至拖拉设备20的一个或多个拖车50，而姿态数据可以分别指示拖拉设备20和一个或多个拖车50的姿态数据。此外，物料搬运车辆10的动态车辆边界接近物料搬运车辆10的物理外周。

该方法还可以包括确定车辆姿态，例如随着路径确认工具p执行路径确认逻辑而在模块1312中确定沿着推荐行进路径的车辆姿态。该方法可以包括更新动态车辆边界。例如，还可以执行逻辑，以在模块1324中更新动态车辆边界，以考虑作为输入1320接收的车辆速度的改变以及作为输入1322接收的转向角的改变。可以执行逻辑以在模块1314中基于沿着推荐行进路径在候选位置处的已确定车辆姿态，确定车辆的动态车辆边界是否可能与环境布局数据中表示的障碍物交叉。随后，可以进一步执行逻辑以通过参考物料搬运车辆的动态车辆边界和环境布局数据中表示的障碍物数据，确定候选位置处的碰撞可能度。在实施例中，碰撞可能度包括作为可能交叉候选部和动态外部边界13之间的重叠距离的碰撞距离。此外，物料搬运车辆10可以包括拖拉设备20和联接至拖拉设备20的一个或多个拖车50，而可能的交叉候选部是拖拉设备20、拖车50、以及由环境布局数据中的障碍物数据表示的障碍物52中的一者。例如，可能的交叉候选部可以是拖车50。重叠距离可以限定在该拖车50和物料搬运车辆10的拖拉设备20的动态外部边界13之间。作为替代，重叠距离可以限定在一个拖车50和物料搬运车辆10的一个或多个拖车50中的另一拖车50的动态外部边界13之间。在另一实施例中，可能交叉候选部可以是障碍物52，而重叠距离限定在障碍物52和物料搬运车辆10的动态外部边界13之间。

在模块1316中，可以执行逻辑以修改推荐行进路径来减小碰撞可能度。在模块1318中，驱动单元d、转向单元s、定位模块l和导航模块n相协作以沿着修改的推荐行进路径引导物料搬运车辆10。该方法还可以包括通过驱动单元、转向单元、定位模块和导航模块的协作来沿着修改的推荐行进路径引导物料搬运车辆10。

在实施例中，路径确认工具的动态车辆边界可以包括物料搬运车辆10的动态外部边界13和物料搬运车辆10的动态间隙边界19。参考图1b-1c，动态间隙边界19相对于物料搬运车辆10的动态外部边界13的至少一部分被放大，以限定物料搬运车辆10的至少一部分周围的放大边界。路径确认工具p可以执行路径确认逻辑，以在模块1314中基于沿着推荐行进路径在候选位置处的已确定车辆姿态，确定物料搬运车辆10的动态间隙边界19是否可能与环境布局数据中表示的障碍物交叉。还可以执行逻辑以使得沿着推荐行进路径的可能交叉点与沿着推荐行进路径在候选位置处的车辆姿态相关联，以创建沿着推荐行进路径的可能交叉候选部的列表；并且通过参考可能交叉候选部的列表、物料搬运车辆10的动态外部边界13、和输入1304的环境布局数据中表示的障碍物数据，确定候选位置处的碰撞可能度。

在一个实施例中，并且参考图14的处理1400，路径确认工具p包括仓库的环境布局数据、仓库中的推荐行进路径、物料搬运车辆10的运动学、物料搬运车辆10的动态外部边界13、以及物料搬运车辆10的动态间隙边界19。物料搬运车辆10的动态外部边界13接近物料搬运车辆10的物理外周。动态间隙边界19相对于物料搬运车辆10的动态外部边界13的至少一部分被放大，以限定物料搬运车辆10的至少一部分周围的放大边界。

处理1400在模块1402中开始路径确认。一个或多个输入1404-1410由路径确认工具p接收。例如，一个或多个输入包括模块1404中的环境布局数据、模块1406中的推荐行进路径、作为输入1409的动态间隙边界19、作为输入1408的动态外部边界13、以及作为输入1410的车辆运动学。路径确认工具p可以执行路径确认逻辑，以在模块1412中确认沿着推荐行进路径的车辆姿态。在模块1414中，可以执行逻辑以基于沿着推荐行进路径在候选位置处的已确定车辆姿态，确定物料搬运车辆10的动态间隙边界19是否可能与环境布局数据中表示的障碍物交叉。因而，执行路径确认逻辑的方法可以包括使沿着推荐行进路径的可能交叉点与沿着推荐行进路径在候选位置处的车辆姿态相关联，以通过路径确认工具创建沿着推荐行进路径的可能交叉候选部的列表。

例如，在模块1416中，创建交叉候选部的列表。例如，可以执行逻辑以使沿着推荐行进路径的可能交叉点与沿着推荐行进路径在候选位置处的车辆姿态相关联，以创建沿着推荐行进路径的可能交叉候选部的列表。在模块1418中，通过参考可能交叉候选部的列表、物料搬运车辆10的动态外部边界13、以及环境布局数据中表示的障碍物数据而确定候选位置处的碰撞可能度。在模块1420中，推荐行进路径被修改以减小碰撞可能度。在模块1422中，驱动单元d、转向单元s、定位模块l和导航模块n相协作以沿着修改的推荐行进路径引导和导航物料搬运车辆10。该方法还可以包括通过驱动单元、转向单元、定位模块和导航模块的协作而沿着修改的推荐行进路径引导物料搬运车辆10。

在实施例中，并且如下参考图15-18更详细地描述的，在通过路径确认步骤接收错误并修改推荐行进路径以解决错误之后，路径确认工具还可以包括路径优化工具，路径优化工具相对于物料搬运车辆的被导航行进路径动态地改变、优化和减少错误。例如，推荐行进路径可以设置为物料搬运车辆所导航的标称行进路径。路径优化工具构造成基于路径分段错误减少而在物料搬运车辆的导航期间动态地修改标称行进路径。随着沿着标称行进路径导航物料搬运车辆，路径优化工具可以基于检测到障碍物而修改标称行进路径。随后，可以将物料搬运车辆引导到从标称路径分出并融入其中的已平移且已修改的行进路径，以规避障碍物。

现在参考图15和16，可以设想，以自主模式行进的物料搬运车辆(即牵引车和任意数量的拖车)应当维持与所有障碍物具有间隙距离，不触发关于已知障碍物的激光范围，并且不引起牵引拖车与另一牵引拖车或与已知障碍物碰撞。将向物料搬运车辆给出如图16中所示的标称路径，用于以自主模式行进。在物料搬运车辆沿随标称路径的同时，障碍物(诸如图16中的一个障碍物52)可以被识别并添加至障碍物地图。障碍物地图还可以包含固定基础结构。在一个实施例中，障碍物地图通过来自物料搬运车辆的激光扫描仪的激光扫描而定期地更新。在一个实施例中，障碍物地图在网络上，并且不仅通过该物料搬运车辆、而且还通过在仓库中运作的其他物料搬运车辆的激光扫描而更新。标称路径可能需要动态地改变，使得拖拉设备和拖车在遵循该部分中前文描述的要求的同时自主地继续绕过任何识别的障碍物。在该区域的下一扫描中未检测到的任何障碍物将从地图上移除，正如在障碍物已经被移除时将发生的，可能允许标称路径继续通过该空间而不改变。

在障碍物地图中的障碍物将碰撞在物料搬运车辆的移动区域和/或间隙区域或间隙范围几何形状上的情况下，将基于标称路径的被阻碍部分的平移来创建修改路径以规避障碍物，如图16中所示。如果由于路上具有其他障碍物或基础结构而使这不可行时，则路径优化工具将试图再次尝试，然而关于第二次尝试，路径优化工具将不考虑间隙区域并且将如同在危险区域中行使一样尝试操作物料搬运车辆。危险区域是仓库的其中自主车速受限制的已标记区域。如果仍然未创建平移路径，则物料搬运车辆将停止并等待手动干预。

例如，在实施例中，在图13的模块1316中修改推荐行进路径之后，路径确认工具p可以动态地修改推荐行进路径，以建立动态地修改的行进路径。路径确认工具p执行路径确认逻辑，以便在驱动单元、转向单元、定位模块和导航模块相协作以沿着修改的推荐行进路径引导物料搬运车辆10的同时确定沿着修改的推荐行进路径的车辆姿态，并且基于沿着修改的推荐行进路径在候选位置处的已确定车辆姿态而确定物料搬运车辆10的动态车辆边界是否可能与环境布局数据中表示的障碍物交叉。路径确认工具还执行路径确认逻辑，以通过参考物料搬运车辆10的动态车辆边界以及环境布局数据中表示的障碍物数据而确定在候选位置处的碰撞可能度，动态地修改被修改的推荐行进路径以减少碰撞可能度、并且创建构造成从修改的推荐行进路径分出并融入其中的动态地修改的行进路径，并且沿着动态地修改的行进路径导航物料搬运车辆10。

如果需要可能的平移以规避障碍物，则通过组合从标称路径(或当前物料搬运车辆位置)融入至平移路径分段的融入路径、然后组合从平移路径分段融回至标称路径的另一融入路径，而创建修改的路径(如图16中所示)。“分出”和“融入”均是通过匹配连接路径而获得的，例如连接路径可以包括三个回旋曲线的系列。合并路径长度可以改变，直至找到紧密匹配。对于三个回旋曲线连接情况，通过以回旋曲线长度、总长度和第一回旋曲线端部处的弯部的比为1:1:1的长度比开始朝向最低连接错误进行优化，使得匹配进行。初始总长度是连接点之间的欧几里得距离，而弯部选择在最大允许正路径弯部和最大负路径弯部(实质上转向角限值)之间平均地分布。因而，在实施例中，构造成从修改的推荐行进路径分出并融入其中的动态地修改的行进路径的建立可以包括将连接路径匹配至修改的推荐行进路径，该连接路径包括一系列三个回旋曲线和融入路径长度，融入路径长度构造成改变直至包括最低连接错误的紧密匹配得以确定。朝向最低连接误差的优化可以包括关于回旋曲线长度、初始推荐融入路径的总长度和第一回旋曲线末端的弯部的比以1:1:1的长度比开始的初始推荐融入路径。推荐的融入路径的总长度可以包括一对连接点之间的欧几里得距离，而关于弯部的弯部选择可以包括在最大允许正弯部和最大负路径弯部之间的平均分布。平均分布可以基于一个或多个转向角限值。

可以根据需要经常地发生这种重新规划。例如，随着物料搬运车辆在障碍物周围行驶并发现增加至障碍物地图的附加障碍物，现有的修改路径可能变得受阻并且因而被重新规划。车辆可以构造成仅产生始终没有观察到障碍物而返回原始路径的修改路径。车辆还可以构造成产生其中观察到未完全返回原始路径的修改路径，在这种情况下，车辆可以产生随着车辆沿着修改路径行进避免随后发现的障碍物的其他修改路径。如果基于当前障碍物地图数据没有任何回到标称路径的有效修改路径，则物料搬运车辆将停止并等待手动干预。

在一个实施例中，由路径确认工具应用的路径确认步骤将返回标称路径中的错误以及沿着标称路径的每个错误发生之处。路径优化工具将尝试通过逐渐地调节标称路径到达错误发生之处的距离，而尽可能多地减少每个错误。调节包括改变每个路径分段的长度以及增加路径分段。路径分段可以平滑地连接，具有最大允许曲率并处于可允许的锐度限值内。路径优化工具将识别其中最低错误引起夹点的任何定位。附近的夹点可以组合成单一区域。除了位于仓库地图上的现有危险区域中的夹点之外，这些夹带被高亮显示以便于用户看到并知晓。

如果标称路径获自于在仓库内手动地驾驶物料搬运车辆的用户，则产生的手动路径可以呈现为一系列浅弧和回旋曲线。路径优化工具将使得这些系列的浅弧和回旋曲线平滑，从而最终的标称路径包括其中需要直线路径的笔直段以及其中需要转弯的平滑连续曲线。

在该实施例中，路径优化工具将提供输出，包括错误矢量、类型以及错误发生之处的距离。如果错误是碰撞类型(即动态边界和障碍物之间的交叉)，则将找到规避障碍物的平移路径；或者如果不能找到这种平移路径，则工具返回优化失败。如果错误是夹点类型(即动态间隙区域和障碍物之间的交叉)，则将找到平移路径，或者如果不能找到这种平移路径，则工具将记录在沿着标称路径的错误点处的夹点。

路径优化工具将递归地应用校正或替代平移路径，直到找到有效的平移路径。路径优化工具将试图通过允许路径分叉(沿着行进方向的标称路径和平移路径之间的距离)中的改变高达最大路径分叉阈值而增强汇聚。路径优化工具还将使用关于夹点规避规划的最大迭代阈值，因为其可能不能够避免紧密位置中的夹点。

在发生与障碍物交叉的第一路径距离处，路径优化工具将确认物料搬运车辆的当前姿态是否能够移动远离障碍物以避免交叉，而不引起与同一障碍物或其他障碍物的额外交叉。如果可能的话，形成平移路径并使平移路径平滑。路径优化工具将通过识别平移路径中的为获得所需最终姿态的最小改变量而使得平移路径平滑。基本上，这将加长或缩短平移路径的路径分段或者改变锐度(改变平移路径的曲率)。在一些实施例中，可能需要向平移路径增加分段以使其平滑。路径平滑将试图更早地离开标称路径，然后更远地重返标称路径，从而不由于平移路径而改变标称路径。路径优化工具将试图再次确认平移路径，并且核查交叉距离是在平移路径之前还是之后。如果交叉距离在平移路径之前，则路径优化工具将递归地校正平移路径。路径优化工具将使用递归校正阈值以停止创建平移路径，因为其可能不能够避免一些位置中的夹点。

与标称路径一起，使用扫及轮廓来识别跟随沿着标称路径的牵引车辆的一个或多个拖车的路径。由于增加平移路径，因此物料搬运车辆的扫及轮廓的形状可能改变。使用平移路径简单地延长标称路径的笔直段不应当改变扫及轮廓的形状，这使得更易于预测平移路径。使用平移路径改变标称路径的弧形长度可能在扫及轮廓中引起不一致，并且使用平移路径改变标称路径的曲率可能引起更大的不一致。如果在路径调节之间不一致改变太大，则将需要更小的调节以允许汇聚。

在另一实施例中，并且参考图17，如通过图17的模块101-104所示的路径确认步骤将返回标称路径中的错误(即其中标称路径与已知障碍物交叉的位置)以及沿着标称路径发生错误之处的位置。路径优化工具将在模块105中定位具有相同类型错误的连续(contiguous)段(即从开始到终点距离的路径段)。然而，如果沿着标称路径存在多个错误，则路径优化工具将选择第一个发生的错误，而不考虑其类型，路径优化工具将以下列顺序区分优先次序：模块106中的超出最大转向、模块107中的自碰撞(即拖车之间和/或拖车和牵引车辆之间)、模块108中的指示碰撞的与障碍物的交叉、以及最后模块109中的任意夹点错误。模块106-107中的超出最大转向和自碰撞的情况可能由于标称路径中的更早点处的转弯过于剧烈而引起。在模块110中，受影响的拖车连接与牵引车辆的偏移用于回溯地移动受影响的标称路径区域。在模块113中，剧烈的部分被逐渐地平滑，以具有更小的曲率。这是迭代的，直至不再发生超转向或自碰撞警告并且在模块114中路径得以核实并且在模块112中问题得以解决。对于碰撞和夹点情况，在模块111-121中组合系列的扫及轮廓将最小程度地改变，使得不存在碰撞或夹点。如果在模块115中不能避免夹点，则路径优化工具将尝试保持受影响的拖车一侧不被夹住并继续前进。如果不能避免受影响的拖车的两侧上的夹点，则保持每一侧上的碰撞距离等距。例如，在模块124中，可以标记这种情况下的危险区域。然而，如在模块123中所确定的，必须避免碰撞，但是不能这样做将在模块122中导致路径优化工具的“无可行路径”结果。

在对标称路径进行任何改变之后，平移路径需要融入标称路径并得以核实以用于物料搬运车辆的操作。自融入的路径可能导致附加的核实故障。可以对每个错误尝试多条平移路径，并且将尝试各种融入距离，直至找到平移路径和标称路径之间的良好融入。离开融入将经历相同的处理，但是可接受的是离开融入具有错误。不好的离开融入将导致随后的路径改变。如果尝试的改变行不通，则将尝试平移路径的不同改变。平移路径的轻微旋转可能足以通过核查。

连续(contiguous)距离指的是沿着路径从开始距离到终点距离(其中类似的障碍物出现在彼此附近)的距离范围。

为了尝试改变，从路径中分离路径段，形成起始路径、中部路径和终点路径。随后，中部路径改变，使得完全规避障碍物。根据改变，存在两种必须的连接：从开始到中部，和从中部到终点。在第一路径终点之前的点处开始连接，并且在第二路径开始之后的点处结束连接。路径上替换的距离将根据改变已经引入多少不连续性而改变。将尝试各种改变，直至获得不受阻的路径。

可以存在以尽可能直接的方式连接两个任意姿态的函数，而不超出最大曲率限值或最大锐度限值。连接部是三个回旋曲线的系列，但是其他类型的连接部也是可行的。路径优化工具可以规划许多有效连接部并且选择最佳的连接部，该最佳的连接部限定为规划成错误在可配置连接公差内的第一连接部。同样，在一个实施方式中，第一结果是最短连接部，因为对于每个后续优化步骤连接部长度增加。

为了识别合适的回旋曲线，使用下列数据：曲率开始值、曲率结束值、角度改变值、最大曲率值、最大锐度值、最小锐度值和初始长度估值。根据该数据，每个段的长度和中间曲率可以被优化，以识别最佳匹配的三回旋曲线。计算被限制成使得一旦使结束姿态(x、y和θ)位于目标的预配置公差内(例如1厘米和1度)，则找到了解决方案。

一旦找到了连接部，则可以由路径优化工具进行路径确认步骤，以确保解决与对象交叉的原始问题并且不增加新问题。如果仍然存在问题，则可能改变连接距离也许就是解决问题所需的。可以设想，更大的连接距离可以导致更平滑的过渡。即，路径优化工具可以远溯至标称路径上开始并且向前运作，但是尝试始终在平移路径开始处结束，以确保一致的扫及区域。因而，每次由候选连接部修改路径时，可以在路径上进行路径确认步骤。此外，连接部开始或结束的路径距离可以改变，直至找到合适或最优的连接部。

图18图形地示出了至标称路径的改变以及从标称路径的改变。第一幅图示出了其中标称路径已经被修改的顶视图。平移路径段已经从标称路径略向上且向左移动。两个连接部已经被匹配以使得标称路径光滑地变换至平移路径段以及从其变换。随后的两幅图示出了组成每个连接部的三个回旋曲线的细节。应当注意，曲率是连续的，这允许物料搬运车辆平滑地沿着路径，而无需停止以改变转向角。

路径优化工具可以在计算机上使用，以在沿着路径的自动车辆启用和操作之前核实仓库内的标称路径并确认与障碍物相关的任何问题；或者可以在自动车辆上使用，以动态地修改标称路径以避免激光扫描仪识别的新障碍物。可以设想，在需要关于标称路径的重新连接部之前，自动车辆可以靠近障碍物至最大长度。对于所有识别的夹点，路径优化工具仍然可以允许自动车辆操作，因为车辆控制者可以操作自动车辆以更慢的速度通过具有夹点的夹紧区域。

路径优化工具直接核实实际牵引车辆、拖车和间隙范围几何形状不会与障碍物碰撞，而非使用可能次优的近似方法。路径优化工具考虑到添加至牵引车辆的拖车列，而其他方法迄今为止仅考虑agv自身。使用回旋曲线连接部而不是花键，并且可论证地，回旋曲线部比花键更平滑而适于物料搬运车辆跟随。路径优化工具增强了连续路径曲率、最大路径曲率和最大路径锐度，以确保在物理上能够跟随平移路径。随着接收新激光扫描数据并识别对象，路径优化工具更新障碍物地图，而一些其他方法提前需要完整的信息。路径优化工具还可以在障碍物规避期间考虑到位于牵引车辆后方的拖车路径。

为简便起见，在本公开中仅使用一些术语，且这不是限制性的。诸如“左”、“右”、“前”、“后”、“上”、“下”等的措辞指所参考的图中的方向。术语包括上述措辞及其衍生词和类似意思的词。

还应当注意，本文的记载“至少一个”部件、元件等不应当用来得出推断：冠词“一”、“一个”的替代使用应当限制为单个部件、元件等。

应当注意，本文的记载为了体现特定属性或以特定方式行使功能而以特定方式“构造”或“编程”的本公开部件是结构性的记载，而非意定用途的记载。更具体地，本文的记载其中“构造”或“编程”的方式指的是部件的现有物理状况，并且如此应当认为是对部件的结构特征的明确记载。

应当注意，在本文中使用时，例如“优选”、“一般”和“通常”的术语并不用于限制所要求保护发明的范围或者意味着特定特征对于所要求保护发明的结构或功能是决定性的、实质的或甚至重要的。而是，这些术语仅意于识别本公开的实施例的特定方面，或者强调可以或可以不在本公开的特定实施例中利用的替代或附加特征。

出于描述和限定本发明的目的，应当注意，术语“基本”和“大致”在本文中用于表示可归因于任何定量比较、值、测量或其他表示的固有不确定程度。术语“基本”和“大致”在本文中也用于表示量化表值在不导致所讨论主题的基本功能改变的情况下可以从所陈述的参考值改变的程度。

虽然本文已经示出和描述了特定实施例，但是应当理解，可以进行各种其他改变和修改，而不脱离所要求保护主题的精神和范围。而且，虽然本文已经描述了所要求保护主题的各个方面，但是这种方面无需组合使用。因此，旨在随附权利要求涵盖在所要求保护主题的范围内的所有这种改变和修改。

应当注意，一个或多个下列权利要求使用术语“其中”作为过渡语句。为了限定本发明，应当注意，在权利要求中引入该术语作为开放性的过渡语句，其用于引入对一系列结构特征的描述，并且应当以与更常见地使用的开放性前序术语“包括”类似的方式理解。