本文所提供的实施例总体涉及导航控制接口，并且尤其涉及车辆控制系统和导航控制系统之间的硬件接口。
背景技术：
在许多仓库环境中利用一个或多个铲车和/或其他车辆来将产品搬入或搬出仓库，并且在仓库内搬运产品。因此，许多当前的解决方案利用车辆操作者来确定哪些产品需要搬运，以及要将这些产品移动到哪里。虽然车辆操作者可能能够充分地对车辆进行导航以执行所需任务，但是这些操作者代表着需要相当大的成本来搬运产品通过仓库。
技术实现要素：
包括了用于提供车辆导航控制接口的系统和方法。一些实施例包括导航系统以及具有车辆控制模块(vcm)、导航控制模块(ncm)和导航控制接口的车辆，其中该vcm接收来自操作者的手动命令以实现手动控制功能。在一些实施例中，该ncm接收来自导航系统的自动命令以经由该vcm实现自动控制功能，并且导航控制接口直接连接vcm和ncm以促进vcm和ncm之间的通信，从而实现自动模式以及报告手动模式的实现。
还包括了车辆的实施例。该车辆可以包括车辆控制模块(vcm)、导航控制模块(ncm)、硬件接口、牵引控制模块(tcm)，以及转向控制模块(scm)。在一些实施例中，该vcm接收来自操作者的手动命令以实现手动控制功能，促使车辆实施手动命令，并且发送与手动命令相关的数据到ncm。类似地，在一些实施例中，该ncm接收来自导航系统的自动命令以实现自动控制功能，发送与自动命令相关的数据到vcm以实施自动命令，并且硬件接口直接连接vcm和ncm以促进vcm和ncm之间的数据通信。
附图说明
附图中所描述的实施例在本质上是说明性和示例性的，并且不是为了限制权利要求所限定的主题。结合下述附图的阅读可以理解下述说明性实施例的详细描述，其中相同的附图标记表示相同的结构，其中：
图1描述了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的利用导航控制接口的计算环境；
图2描述了根据本文示出和公开的实施例的提供车辆导航的环境地图；
图3描述了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的车辆计算架构的电路图；
图4描述了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的提供车辆控制模块中的控制逻辑的计算环境。
具体实施方式
图1描述了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的利用导航控制接口116以促进数据通信的计算环境。如图所示，网络100可以促进导航系统102、远程计算装置104以及车辆106之间的通信。网络100可以包括有线和/或无线局域网、广域网、和/或用于传播信息的其他类型网络。导航系统102可以配置为服务器或其他计算装置，并且可以位于仓库或其他环境。导航系统102可以配置为用于发送导航到车辆106和/或从车辆106接收导航数据。此外，可以实现为仓库管理系统或其他系统的远程计算装置104可以配置为用于处理工作订单。工作订单可以识别需要被搬运的产品的位置和/或提供其他类似信息。利用工作订单信息，导航系统102和/或远程计算装置104可以配置为确定用于执行所需任务的车辆。此外，导航系统102可以确定由特定车辆106所执行的任务的优先顺序。导航系统102可以与车辆106通信以确定车辆106的位置。利用车辆106的位置，导航系统102可以更有效地将任务分配给车辆106。此外，导航系统102和车辆106之间的通信可以包括发送预定目的地和/或运送路线数据到车辆106。运送路线数据可以包括多个路径段，该路径段可以包括从当前车辆106的位置到达预定目的地的一条或多条线和/或弧线。然而，在一些实施例中，车辆106接收预定的目的地的坐标，并且确定其到达这些坐标的自有路线。
还包括了远程计算装置104。远程计算装置104还可以配置为服务器或其他计算装置，并且可以配置为向导航系统102提供工作订单、和/或其他信息。在一些实施例中，远程计算装置104可以与导航系统102位于同样的场所，而在一些实施例中，远程计算装置104可以位于远离导航系统102的位置。类似地，根据特定的实施例，远程计算装置104可以配置为服务一个或多个不同的环境，并且与一个或多个不同的导航系统通信。
图1还包括车辆106。车辆106可以配置为仓库的车辆，例如铲车、卡车等。此外，车辆106可以包括一个或多个车辆控制系统，例如转向系统、制动系统、牵引系统等。车辆106还可以包括用户接口、位置跟踪传感器(例如激光传感器，光传感器等)、以及车辆计算架构110，该计算架构110包括车辆控制模块(vcm)112和导航控制模块(ncm)114。如下面更详细地描述，vcm112可以通过使用手动模式来促进车辆106的操作者启动控制。ncm114可以配置为通过使用自动操作模式来促进车辆106的系统启动操作。还示出了导航控制接口116，用于促进vcm112和ncm114之间的通信和调节。
图2描述了根据本文示出和公开的实施例的提供车辆导航的环境地图200。如图所示，环境地图200可以模拟环境(例如仓库)，并且可以包括多个产品202。产品可以以预定的排列来整理，不仅可以沿着地面(在“x”和“y”方向)排列，还可以垂直地堆叠(在“z”方向上)。如上简述，通过操作者发送手动命令到车辆106，可以在手动模式下操作车辆106。然后，操作者可以实现手动控制功能以手动地将车辆106导航到预定目的地，执行所需任务，然后进行下一项任务。
如果自动命令已经发送到车辆106，那么车辆106可以在自动模式下操作，并且从而可以实现自动控制功能。因此，车辆106可以在没有操作人员的协助下执行所需任务。这样地，车辆106可以从导航系统102接收一个或多个位置(或预定运送路线)。通过该信息，车辆106可以行驶到预定目的地，执行所需任务，然后前进到下一个位置。
作为示例，如果当前车辆106在自动模式下操作，则车辆106可以接收任务、预定目的地(地址d212)和/或用于到达预定目的地的路线。取决于所接收到的信息，车辆106可以计算到地址d212处的预定目的地的路线，然后可以执行任务。在特定示例中，任务要求车辆106拾起位于地址d212处的产品。从当前车辆106的位置，然后车辆106可以根据确定的路径使用传感器和地图数据来导航。在一些实施例中，车辆106可以包括光传感器。光传感器可以确定车辆相对于顶部照明装置的相对位置。基于该信息、和/或其他信息(例如激光传感器信息、里程表读数等)，车辆106(和/或导航系统102)可以确保车辆106在正确的路径上。
图3描述了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的车辆计算架构110的电路图。如图所示，车辆计算架构110包括vcm112和ncm114。还包括导航控制接口116。导航控制接口116可以配置为车辆116(以及vcm112)的部件与ncm114的部件之间的硬件接口。导航控制接口116还可以允许单个vcm可以以少量的初始配置用于许多不同的车辆和/或ncm。具体地说，由于导航控制接口116提供用于vcm112和ncm114之间通信的直接介质，不需要专门配置的vcm。如图所示，车辆计算架构110包括can(控制器局域网络)a线和canb线。cana线提供在显示器304、vcm112、牵引控制模块(tcm)308、以及转向控制模块(scm)312之间的通信介质，其中tcm308用于实现牵引控制，scm312配置为接收并实现转向命令。类似地，canb线是导航控制接口116的一部分，该canb线耦接vcm112与ncm114。如下面更详细地讨论，canb促进发送和接收vcm112和ncm114之间的消息。
在车辆计算架构110中还包括模式选择开关(mss)302。mss302可以配置有用于选择手动模式或自动模式的两个双极开关。具体地说，显示器304可以设置在车辆106上，并且可以配置成用于向操作者提供选择手动模式或自动模式的选项的用户界面。然而，这仅仅是一个示例，在一些实施例中可以包括实现该选择的物理开关。无论如何，响应于手动模式的选择，mss302将双极开关切换到向上位置(如图所示)。在双极开关处于这个位置的情况下，电池电压被提供给手动线圈306，使得vcm112能够通过将低侧电路下沉接地而控制手动线圈306的接通，这激活了手动接触器305以便能够将总线功率分配给用于指挥卡车上的运动的电机控制器(tcm309、scm312)。sctt308可以接收以下形式的操作者命令：制动开关(brs1)、反向开关(rs)、向前开关(fs)、下降开关(los)、升高开关(ras)、安全开关(dms)、高速开关(hss)、活动开关(lms)以及电池限制开关(bres)。还包括用于提供命令给vcm112的电平位移器(levelshifter)，根据特定的实施例可以不使用电平位移器。通过vcm112，可以处理手动操作命令以及将其转换为扭矩或速度命令，并且将其发送给tcm309，tcm309耦接到牵引电机310。tcm309可操作为电机控制器，并且因此被配置为将功率信号(包括电压和频率)直接提供到车辆106的电机。类似地，可以处理手动命令以及将其转换为速度或位置命令，并且将其发送给scm312，该scm312耦接到转向电机314。通过这种操作模式，vcm112可以促进车辆106的手动操作。
类似地，例如当通过mss302选择操作的自动模式时，mss302切换双极开关的位置。在双极开关切换到自动模式的情况下，电池电压被提供给自动线圈316，使得ncm114能够通过将低侧电路下沉接地而控制自动线圈316的接通，从而激活自动接触器318。
可以理解的是，虽然图3的实施例仅描述了tcm309和scm312，但是这仅仅是示例。根据特定的实施例，还可以包括用于控制车辆106的各种功能的其他部件。
图4描述了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的提供车辆控制模块(vcm)112中的控制逻辑的计算环境。在所示实施例中，vcm112包括处理器430、输入/输出硬件432、数据存储部件436(其存储路径数据438a、地图数据438b、和/或其他数据)、以及存储部件140。存储部件140可以配置为易失性和/或非易失性存储器，并且从而可以包括随机存取存储器(包括sram、dram和/或其他类型的ram)、闪存、安全数据(sd)存储器、寄存器、光盘(cd)、数字多功能光盘(dvd)、和/或其他类型的永久的计算机可读介质。根据特定的实施例，永久的计算机可读介质可以处在vcm112的内部和/或vcm112的外部。
此外，存储部件140可以存储操作逻辑442、牵引逻辑444a、转向逻辑444b、提升逻辑444c、以及配件逻辑444d。操作逻辑442可以包括操作系统和/或其他用于管理vcm112的部件的软件。牵引逻辑444a可以配置有一个或多个算法和参数，以促进对车辆106的最佳牵引控制。转向逻辑444b可以配置有一个或多个算法和参数，以促进对车辆106的最佳转向控制。提升逻辑444c可以包括一个或多个算法和参数，以促进对车辆106的最佳提升控制。此外，配件逻辑444d可以包括一个或多个算法和参数，以提供对车辆106的配件的控制。在图4中还包括本地通信接口446，并且该本地通信接口446可以实施为总线或其他通信接口，以促进vcm112的部件之间的通信。
处理器430可以包括可操作用于接收和执行指令(例如来自数据存储部件436和/或存储部件140的指令)的任何处理部件。输入/输出硬件432可以包括以下部件和/或配置为与以下部件联系，即监视器、定位系统、键盘、触摸屏、鼠标、打印机、图像捕捉装置、麦克风、扬声器、陀螺仪、罗盘、和/或用于接收、发送和/或显示数据的其他装置。网络接口硬件434可以包括任何有线或无线网络硬件和/或配置为与任何有线或无线网络硬件进行通信，上述有线或无线网络硬件包括天线、调制解调器、lan端口、无线保真(wi-fi)卡、wimax卡、移动通信硬件、和/或用于与其他网络和/或装置进行通信的其他硬件。通过连接，可以促进vcm112和其他计算装置之间的通信。
可以理解的是，图4中示出的部件仅仅是示例性的并且不是为了限制本公开的范围。虽然图4中的部件示出为处在vcm112的内部，这仅仅是示例。在一些实施例中，一个或多个部件可以处在vcm112的外部。还可以理解的是，虽然图4中的vcm112示出为单个设备，这也仅仅是示例。在一些实施例中，牵引逻辑444a、转向逻辑444b、提升逻辑444c和/或配件逻辑444d可以处于不同的装置中。此外，虽然示出的vcm112具有作为单独逻辑部件的牵引逻辑444a、转向逻辑444b、提升逻辑444c和配件逻辑444d，这也是示例。在一些实施例中，单个逻辑块可以使得vcm112提供所需要的功能。此外，ncm114、导航系统102以及远程计算装置104可以包括与图4中描述的用于vcm112的类似的部件和逻辑，以执行本文描述的功能。
还可以理解的是，vcm112可以经由导航控制接口116与ncm114通信，以调节车辆106的手动操作和自动操作的各种条件。因此，下述表1-8表示可以从vcm112发送到ncm114的数据的示例。
表1-vcm到ncm的消息类型a
如表1所示，vcm112可以经由导航控制接口116(图1)直接与ncm114进行车辆数据的通信。因此，vcm112可以包括数据包或数据流，数据包或数据流包括多个字节的数据(例如，4、8、16、32字节等)。在表1的示例中，数据构成为8字节通信，其中字节0和字节1提供车辆标识符。字节2可以用于提供车辆状态。作为示例，初始化可以被识别为第一车辆状态，而待命、手动、自动被识别为额外车辆状态。如果在车辆状态中存在错误，可以为这样的事件分配字节配置。
类似地，字节3和4可以用于车辆状况。作为示例，位0可以用于mss302(手动/自动)的状态。位1可以用于识别brs1(开/关)的制动切换状态。位2可以用为识别ed1接触器的状态(打开/关闭)。位3可以用于识别手动接触器305的状态。类似地，字节4用于识别功能模式，例如牵引模式、转向模式、提升模式和配件模式。位4-7可以用于多达15种不同的错误代码。字节5可以用于刷新计数器，而字节6和7可以用于识别叉上的负载重量。
表2-vcm到ncm的消息类型b
如表所示，表2列出了可以经由导航控制接口116从vcm112发送到ncm114的牵引数据。具体地说，表2中的消息的用途是牵引速度反馈和车辆限制。再次，虽然表2指示了数据作为8字节消息发送，这仅仅是示例。无论如何，表2示出了字节0和字节1用于牵引速度反馈。字节2和3可以用于识别牵引速度限制。字节4和5可以用于识别牵引加速力的限制。字节6和7可以用于识别牵引减速力的限制。
具体地说，字节0和1的牵引速度反馈可以从vcm112传送到ncm114以识别当前速度和/或车辆106正在经历的牵引状态。此外，车辆106可以受到一个或多个所施加的车辆限制。车辆限制可以包括速度限制、加速限制和/或减速限制。
表3-vcm到ncm的消息类型c
表3包括可以经由导航控制接口116从vcm112发送到ncm114的转向数据。具体地说，字节0和1用于提供车辆的当前车轮转角反馈。字节2和3可以用于识别逆时针车轮转角限制。字节4和5可以用于识别顺时针车轮转角限制。字节6和7可以用于识别车轮转角转动速度限制。
表4-vcm到ncm的消息类型d
表4包括可以经由导航控制接口116由vcm112传送到ncm114的提升数据。具体地说，在消息中提供的数据报告了关于该叉的当前状态的信息。因此，字节0和1可以用于识别车辆106的当前叉高度。字节2和3可以用于识别车辆106的叉提升速度限制。字节4和5可以用于识别叉的提升加速度限制。字节6和7可以用于识别叉的提升高度限制。
表5-vcm到ncm的消息类型e
表5包括可以经由导航控制接口116由vcm112传送到ncm114的车辆配件数据。具体地说，字节0和1可以用于识别车辆106的配件位置。字节2和3可以用于识别车辆106的配件上限。字节4和5可以用于识别配件下限。字节6和7可以用于识别配件速度限制。
表6-vcm到ncm的消息类型f
表6包括可以经由导航控制接口116由vcm112传送到ncm114的车辆配件数据。具体地说，表6中的数据与车辆106上的第二配件相关。因此，字节0和1可以用于识别车辆106的配件位置。字节2和3可以用于识别配件的配件上限。字节4和5可以用于识别配件下限。字节6和7可以用于识别配件速度限制。
表7-vcm到ncm的消息类型g
表7包括可以经由导航控制接口116由vcm112传送到ncm114的额外的车辆配件数据。具体地说，字节0和1可以用于识别车辆106的配件位置。字节2和3可以用于识别配件的配件上限。字节4和5可以用于识别配件下限。字节6和7可以用于识别配件速度限制。
表8-vcm到ncm的消息类型g*配件功能矩阵位于表中
表8包括可以经由导航控制接口116由vcm112传送到ncm114的额外的车辆配件数据。具体地说，字节0和1可以用于识别车辆106的配件位置。字节2和3可以用于识别配件的配件上限。字节4和5可以用于识别配件下限。字节6和7可以用于识别配件速度限制。
类似地，表9-16表示可以从ncm114发送到vcm112的数据。虽然在表1-8中描述的从vcm112到ncm114的通信可以用于报告车辆状态和/或限制，从ncm114到vcm112的通信(至少在一些实施例中)包括用于在自动模式下控制车辆的控制命令。在这些实施例中，ncm114可以确定自动控制功能，例如加速、转弯、叉延伸等，并且可以将该命令传送到vcm112。然后vcm112可以发送命令到适当的功率部件，例如tcm309、scm312等，然后该功率部件发送功率信号到电机，以执行所需的自动控制功能。相应地表9-16中示出了数据。
表9-ncm到vcm的消息类型a
表9包括可以经由导航控制接口116由ncm114传送到vcm112的系统数据。具体地说，字节0和1可以用于提供系统标识符数据。字节2可以用于识别导航系统状态，该导航系统状态是导航系统102所理解的车辆状态。具体地说，车辆106可以在诸如初始化、待命、手动、自动等状态下操作。此外，导航系统102和/或ncm114还存储车辆106的当前状态。因此，ncm114可以发送由导航系统102所存储的车辆106状态到vcm112，以便可以比较、更新和/或关联数据。类似地，字节3和4可以用于识别导航系统状况。具体地说，字节3和4可以用于识别mss302的状态、brs1的制动开关状态、和/或自动接触器318的自动接触器状态(图3)。字节3可以用于错误代码。字节4可以用于识别车辆106的功能模式，例如牵引模式、转向模式、提升模式和配件模式。字节5可以用于提供刷新计数器。字节6可以用于指示当前车辆106的制动状况。
表10-ncm到vcm的消息类型b
表10列出了可以经由导航控制接口116从ncm114发送到vcm112的牵引命令。具体地说，表10中的消息的用途是当车辆106在自动模式下操作时提供牵引命令到vcm112。相应地，ncm114可以通过字节0和1发送牵引命令。ncm114可以通过字节2和3发送牵引的p增益。ncm114可以以字节4和5发送牵引的i增益。
表11-ncm到vcm的消息类型c
类似于表10，表11确认了当车辆在自动模式下操作时可以经由导航控制接口116从ncm114发送到vcm112的命令。表11中的消息的用途是当车辆106在自动模式下操作时提供车轮转角命令到vcm112。相应地，ncm114可以通过字节0和1发送车轮转角命令。ncm114可以通过字节2和3发送车轮转角的p增益。ncm114可以以字节4和5发送车轮转角的i增益。
表12-ncm到vcm的消息类型d
如表所示，表12确认了当车辆在自动模式下操作时可以经由导航控制接口116从ncm114发送到vcm112的提升命令数据。表12中的消息的用途是当车辆106在自动模式下操作时提供提升命令到vcm112。相应地，ncm114可以通过字节0和1发送提升命令。ncm114可以通过字节2和3发送提升的p增益。ncm114可以以字节4和5发送提升的i增益。
表13-ncm到vcm的消息类型e
如表所示，表13确认了当车辆在自动模式下操作时可以经由导航控制接口116从ncm114发送到vcm112的配件命令数据。表13中的消息的用途是当车辆106在自动模式下操作时提供配件命令到vcm112。相应地，ncm114可以通过字节0和1发送配件命令。ncm114可以通过字节2和3发送配件的p增益。ncm114可以以字节4和5发送配件的i增益。
表14-ncm到vcm的消息类型f
如表所示，表14确认了当车辆在自动模式下操作时可以经由导航控制接口116从ncm114发送到vcm112的用于车辆106上的第二配件的配件命令数据。表14中的消息的用途是当车辆106在自动模式下操作时提供配件命令到vcm112。相应地，ncm114可以通过字节0和1发送配件命令。ncm114可以通过字节2和3发送配件的p增益。ncm114可以以字节4和5发送配件的i增益。
表15-ncm到vcm的消息类型g
如表所示，表15确认了当车辆在自动模式下操作时可以经由导航控制接口116从ncm114发送到vcm112的用于车辆106上的第三配件的配件命令数据。表15中的消息的用途是当车辆106在自动模式下操作时提供配件命令到vcm112。相应地，ncm114可以通过字节0和1发送配件命令。ncm114可以通过字节2和3发送配件的p增益。ncm114可以以字节4和5发送配件的i增益。
表16-ncm到vcm的消息类型h*相关控制模式：速度模式：毫米/s；扭矩模式：nm；位置模式：毫米或度；***配件功能矩阵位于表17中
如表所示，表16确认了当车辆在自动模式下操作时可以经由导航控制接口116从ncm114发送到vcm112的用于车辆106上的第四配件的配件命令数据。表16中的消息的用途是当车辆106在自动模式下操作时提供配件命令到vcm112。相应地，ncm114可以通过字节0和1发送配件命令。ncm114可以通过字节2和3发送配件的p增益。ncm114可以以字节4和5发送配件的i增益。
表17-根据车辆的类型来控制配件
如表17所示，根据车辆的类型，并且由此根据车辆上的配件的类型，功能可以改变。作为示例，如果车辆106是第一类型，配件功能可以包括到达、倾斜和侧移。如果车辆106是第二类型，配件功能可以包括横穿、枢转、延伸/倾斜/定位、以及辅助桅杆。如果车辆106是第三类型，配件功能可以包括倾斜、侧移、夹紧、以及翻转。第四类型的车辆106上的配件可以包括其他功能。
虽然本文已经示出和描述了特定的实施例，可以理解的是在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下可以进行各种其他改变和修改。此外，虽然本文已经描述了所要求保护的主题的各个方面，但是这些方面不需要结合使用。因此，所附权利要求旨在覆盖在所要求保护的主题的范围内的所有这些改变和修改。