物料搬运车辆的路径确认和动态路径修改制造技术

一种物料搬运车辆，包括路径确认工具、和相协作以沿着仓库行进路径导航车辆的驱动单元、转向单元、定位模块和导航模块。路径确认工具包括仓库布局数据、推荐行进路径、车辆运动学、以及接近车辆物理外周的动态车辆边界。路径确认工具执行路径确认逻辑，以确定沿着推荐行进路径的车辆姿态、更新动态车辆边界以说明车辆速度和转向角的改变、基于沿着推荐行进路径在候选位置处的已确定车辆姿态而确定动态车辆边界是否可能与布局数据中表示的障碍物交叉、通过参考动态车辆边界和障碍物数据而确定候选位置处的碰撞可能度、以及修改推荐行进路径以减小碰撞可能度。

Route Confirmation and Dynamic Route Modification of Material Handling Vehicles

A material handling vehicle includes a path validation tool, a driving unit, a steering unit, a positioning module and a navigation module cooperating to navigate the vehicle along the warehouse path. Path validation tools include warehouse layout data, recommended travel paths, vehicle kinematics, and dynamic vehicle boundaries close to the physical periphery of the vehicle. Path validation tools perform path validation logic to determine vehicle posture along recommended travel paths, update dynamic vehicle boundaries to illustrate changes in vehicle speed and steering angle, determine whether dynamic vehicle boundaries may intersect obstacles represented in layout data based on determined vehicle posture at candidate positions along recommended travel paths, and refer to dynamic vehicle boundaries. Bounds and obstacle data are used to determine the collision probability at candidate locations and to modify recommended traveling paths to reduce the collision probability.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】物料搬运车辆的路径确认和动态路径修改相关申请的交叉引用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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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。可能交叉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物料搬运车辆，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车辆速度和转向角的改变，(iii)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，(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；以及驱动单元、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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.26 US 62/380,060;2016.08.26 US 62/380,0891.一种物料搬运车辆，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车辆速度和转向角的改变，(iii)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，(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；以及驱动单元、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。2.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中：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；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；并且路径确认工具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。3.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中，路径确认工具执行路径逻辑，以便以预定间隔确定沿着推荐行进路径和修改的推荐行进路径中的一者的车辆姿态。4.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中，物料搬运车辆的运动学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包括外部尺寸、转弯半径和姿态数据的数据。5.根据权利要求3所述的物料搬运车辆，其中，物料搬运车辆包括拖拉设备以及联接至拖拉设备的一个或多个拖车，而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。6.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中，物料搬运车辆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，而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一个拖车。7.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中，物料搬运车辆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，而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。8.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中，物料搬运车辆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。9.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中：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。10.根据权利要求9所述的物料搬运车辆，其中，构造成从修改的推荐行进路径分并融入其中的动态地修改的行进路径的建立包括使连接路径匹配至修改的推荐行进路径，所述连接路径包括三个回旋曲线的系列和融入路径长度，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。11.根据权利要求10所述的物料搬运车辆，其中，朝向最低连接误差的优化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端部处的弯部的比包括1:1:1的长度比。12.根据权利要求11所述的物料搬运车辆，其中，推荐融入路径的总长度包括一对连接点之间的欧几里得距离。13.根据权利要求11所述的物料搬运车辆，其中，关于弯部的弯部选择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。14.根据权利要求1所述的物料搬运车辆，其中，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·F·索德，
申请(专利权)人：克朗设备公司，
类型：发明
国别省市：美国,US