自動運輸工具裝載系統(tǒng)及其方法

文檔序號：5864477閱讀：277來源：國知局

專利名稱：自動運輸工具裝載系統(tǒng)及其方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及物料搬運車輛，尤其涉及這樣一種自動導引車輛，即使運輸工具 (transport)底板相對裝載倉(loading bay)或在運輸工具底板和裝載倉底板之間延伸的對接坡道(dock ramp)的底板垂直偏移或成一角度，該自動導引車輛也能夠自動裝載和卸載運輸工具，包括以最小干擾裝載和卸載與運輸工具尾部接近的負載。
背景技術：
自動導引車輛(automatic guided vehicle, AGV)的使用遍及物料搬運行業(yè)用于運輸負載。術語AGV—般用來指具有任意種多個可用自動導引系統(tǒng)的耐用性車輛設計。自動導引小車(automatic guided cart，AGC)是一般用來指用于類似的設計但是應用復雜程度較低的較低耐用性車輛的術語。本發(fā)明從頭到尾(包括權利要求書)，術語AGV指的是 AGV與AGC兩者并包括這兩者，以及自動導引的任意其它車輛。當前輕型AGV設計通常包括座身(frame)，座身具有位于其四個角處的旋轉腳輪 (swivel castor)。其它特征可能包括驅動輪組件以及用于在方向上控制小車的定向腳輪 (rigid castor)。在當前的一個設計中，將兩個定向腳輪固定到座身，并且兩個定向腳輪近似位于小車座身每一側的多個旋轉腳輪之間的中間。兩對旋轉腳輪軸和定向腳輪軸一般彼此平行。一般通過從小車座身裝以鉸鏈以及裝載彈簧的板(Plate)將可駕駛驅動單元附在小車座身上，以保證可駕駛驅動輪與支撐表面保持足夠的牽引力。在另一實施例中，固定驅動輪推動AGV，可駕駛腳輪指引AGV的移動。重型AGV設計通常包括重型座身以及至少三個輪子，其中至少一個輪子為驅動輪，且至少一個輪子為由導引系統(tǒng)指引的舵輪(steering wheel)。這些AGV設計中的多個AGV設計與現(xiàn)存用于在制造或分配環(huán)境中移動負載的車輛類似，但是前者為自動導引的。AGV包括控制其移動的導引系統(tǒng)?，F(xiàn)在使用的已知導引系統(tǒng)包括有線導引、激光導弓丨、磁帶導引、里程計(odometry)導引、慣性導引以及光學導引，并且每種導引均具有自身相關的優(yōu)點和缺點。例如，慣性導引容易受到循跡誤差的影響，其中AGV所測量的行駛距離和方向與實際行駛距離和方向不同。盡管可將循跡誤差最小化，但是經過長途行駛距離循跡誤差會更加嚴重，并且系統(tǒng)必須調節(jié)這些誤差(例如通過利用沿指定路徑的航點參考標記(磁性涂料、射頻識別(RFID)標簽等)。激光導引系統(tǒng)使用由AGV感知并用來控制其行駛的特殊標記。這種系統(tǒng)容易受到標記的障礙物的影響，最明顯地，這種系統(tǒng)在行駛的任何環(huán)境下均需要存在標記。如果修正了 AGV的路徑，則必須實體移動標記。進一步地，具有這種導引系統(tǒng)的AGV僅可在具有這些特殊標記的區(qū)域中行駛，在本發(fā)明的上下文中這些特殊標記需要使所裝載或卸載的任意運輸工具包括標記。與自動裝載和卸載運輸工具相關的一個難點在于運輸工具相關于裝載對接處的可變位置。運輸工具通常是被手動安置；例如在卡車的情況下由司機安置。這種人工安置導致運輸工具的位置具有不可知的變量。由于司機在裝載對接處安置運輸工具如拖車，他或她可能不能很好地使拖車與對接門正對。這將使得拖車相對對接門成一傾斜角。由于這個角是未知的并且可在對接處的每個位置變化，從而AGV不能有效地導引并傳遞拖車中的負載，除非調節(jié)了傾斜或AGV具有檢測并補償這一拖車傾斜的能力。本領域已經通過使用防滑板來關聯(lián)對接處安置運輸工具而解決了這一問題，然而這是一種成本高且效率低的工序(process)。拖車還可能被安置為偏離相對于對接門的最佳位置。在通過AGV裝載較寬負載的過程中，小到一英寸的偏離在裝載工序中也可能會產生問題。運輸工具一般被安置在用于裝載的裝載倉門外部的運輸裝載區(qū)域內。運輸工具安置過程中以及運輸工具與裝載對接處之間的多種變量可能導致AGV裝載運輸工具的困難 (尤其是在運輸工具端部)。與自動裝載和卸載運輸工具相關的困難在于AGV必須能夠克服運輸工具與對接處之間的高度差。不同種類的運輸工具以及不同類型的相同運輸工具的在高度上均會發(fā)生變化。進一步地，特定運輸工具的高度不是固定的；由于隨著運輸工具被裝載，懸架將被壓縮，導致運輸工具高度的變化。為了允許耐用性操作，AGV必須能夠操作變化的運輸工具高度以及從而操作在運輸工具與對接處之間的變化的高度差。高度的變化可能導致負載接觸運輸工具的頂棚或運輸工具入口或開口(threshold)處的頂棚邊緣。負載與運輸工具之間的任意接觸將導致裝載運輸工具的問題。本領域通過使用液壓或其它類型的起重機(jack)穩(wěn)定并拉平運輸工具而解決了這一問題；然而，這是另一種成本高且效率低的工序。運輸工具的位置變化可能妨礙了運輸工具的自動裝載，并且?guī)缀蹩梢钥隙〞档?其效率。例如，最有效的裝載工序將多個負載安置為盡可能的彼此接近，并且運輸工具期望位置處的任意變化將會使得增加負載的分離。還可能產生其它問題，這將導致AGV的實際位置和導引系統(tǒng)所確定的期望位置之間的區(qū)別。這種問題的一個起因是AGV在其上行駛的滑性表面包括裝載倉平面、對接坡道和運輸工具底板。由于許多運輸工具為普通的半卡車拖車，它們可能用于拖拉能夠流出或泄漏滑性物質的各種產品。運輸工具還暴露在多種其它環(huán)境條件下，包括在運輸工具平面上凝結的濕氣以及在某些情況下在運輸工具平面上形成霜或冰層。可在各種設施處使用運輸工具，在某些情況下裝載設備可將滑性物質如油、液壓油以及其它液體泄漏到運輸工具平面上。由于AGV裝載并卸載各種運輸工具，從而這些物質可通過AGV輪傳遞到對接坡道和裝載倉底板。由于運輸工具的底板和對接坡道可一般與水平面偏移某個角度，從而容易使得AGV的輪打滑，無論其是否由水、冰、油或其它物質所引起的。任意輪打滑均可能導致 AGV的實際位置從AGV所確定的期望位置變化。如所期望的，期望位置與實際位置之間的任何差別均可能導致安置負載中的錯誤、AGV或負載與運輸工具的壁不期望的接觸、或將來的導引錯誤。已經開發(fā)了某些系統(tǒng)保證負載或AGV不接觸運輸工具的側壁。一個這種解決方案已持續(xù)測量AGV從壁開始的距離并持續(xù)進行調節(jié)以使AGV保持在各壁之間居中。這一系統(tǒng)的一個問題在于其可能減緩運輸工具的裝載和卸載，這是由于AGV必須持續(xù)測量并調節(jié)任意變化。對接坡道可補償運輸工具底板與裝載倉底板的高度之間的任意變化。這兩者之間的轉換可能需要對接處與運輸工具之間具有陡的上坡或下坡，這可能導致導引困難以及拖車尾部裝載困難。例如，使用激光導引系統(tǒng)的AGV由于其上坡或下坡移動而可能會失去目標，這是由于激光將對準目標上方或下方的事實。上述運輸工具和運輸裝載區(qū)域設施的拖車尾部裝載的困難在于如果AGV不是相對運輸工具底板具有相同角度(例如AGV的大部分處在對接坡道或裝載設施底板上)，則AGV可能難以將其負載降到運輸工具底板然后從集裝架袋(pallet pocket)去除其叉狀件(fork)。尤其是，如果運輸工具底板不垂直并成角度的對準裝載設施或對接坡道，則可能難以從集裝架上的袋子去除叉狀件，這是由于叉狀件的端部與頂部和底部之一接合并且距離AGV最近的叉狀件的部分與頂部和底部的另一個接合。因此，當AGV試圖在拋落最后一個裝載物之后退出運輸工具時，最后一個裝載物可能會被與AGV—起拉回。由于將更多的裝載物放入到運輸工具中，從而懸架被壓縮。由于懸架壓縮，從而拖車高度降低，而增加了運輸工具平面與AGV的支撐表面之間的角度。對接坡道典型地由鐵制成并可為滑性的，導致導引系統(tǒng)的錯誤。

發(fā)明內容
根據上述內容，存在對顯著地、有效率并準確地使用導引系統(tǒng)來自動裝載并卸載運輸工具的AGV設計的需求。尤其是，本發(fā)明涉及這樣一種AGV設計，該設計能夠裝載并卸載可能不位于期望位置的運輸工具并補償或調節(jié)AGV的期望位置與實際位置之間的任意變化而不需要持續(xù)更新，當將負載放置到運輸工具或從運輸工具取回負載時持續(xù)更新可能會使AGV的移動變慢?；诒菊f明書和附圖，對本領域普通技術人員而言顯而易見地，為了符合這些和其它需求，本發(fā)明涉及一種由AGV裝載和卸載運輸工具的方法和系統(tǒng)。首先將AGV與負載接合。接著由第一導引系統(tǒng)將具有接合的負載的AGV導引到已知位置。在此位置，AGV確定運輸工具的位置接著進行將負載放置到運輸工具上。接著AGV進入下一期望位置。在本發(fā)明的另一實施例中，首先將AGV與負載接合。接著由第一導引系統(tǒng)將具有接合的負載的AGV導引到已知位置。在此位置，AGV確定運輸工具上的適當裝載位置，將其自身調節(jié)為將具有負載的AGV導引到該位置，并堆積負載。接著調節(jié)后的導引系統(tǒng)用于導引AGV回到近似上文描述的已知位置，其中接著將初始未調節(jié)的導引系統(tǒng)恢復對AGV的行駛的控制。在本發(fā)明的另一實施例中，AGV掃描運輸工具的位置以確定運輸工具底板是否相對于裝載倉或對接坡道的底板垂直偏移或運輸工具底板是否相對于裝載倉或對接坡道的底板成一角度。當最后一個AGV將最后一個負載，或者最后幾個負載的一個放置在門內時， AGV將其叉狀件調節(jié)為相對于AGV成一角度以補償任意角度或垂直偏移，從而AGV的叉狀件順利地進入或離開集裝架袋而并未改變放置的負載的位置。因此，系統(tǒng)積極地測量運輸工具的位置并補償放在運輸工具門內的最后一對負載上的AGV的叉狀件的位置。在另一實施例中，AGV在運輸工具內使用規(guī)律更新而不是持續(xù)更新，以檢查AGV的期望位置與AGV的實際位置相匹配。尤其是，如果需要，激光傳感器或其它傳感器可以以規(guī)律間隔掃描運輸工具內部并更新運輸工具內的AGV的位置。規(guī)律更新使需要確定位置的工序時間最短，且仍保證了 AGV上的導引系統(tǒng)準確地確定運輸工具內的AGV的位置。
在如下詳細描述、權利要求和附圖中，本發(fā)明的更大的范圍和可應用性將變得明顯。然而，應當了解，由于本發(fā)明精神和范圍內的各種變化和變型將對本領域普通技術人員而言是明顯的，從而當示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例時，將僅通過說明給出詳細描述和特定實例。

從下文給出的詳細描述、所附權利要求以及附圖中，將更完整地理解本發(fā)明，所述附圖中
圖1為根據本發(fā)明的AGV的俯視圖2為根據本發(fā)明的AGV的側視圖3為根據本發(fā)明的AGV的主視圖4a-圖如為根據本發(fā)明的裝載的運輸工具的俯視圖5為裝載工序的示例性流程圖6為替代AGV的俯視圖7為替代AGV的側視圖8為運輸工具相對于AGV系統(tǒng)和裝載區(qū)域的俯視圖9為攜帶負載的示例性AGV的視圖10為裝載區(qū)域的視圖，其包括在被裝載的裝載倉內的運輸工具；以及
圖11為示出運輸工具的局部剖視圖，運輸工具的底板低于裝載區(qū)域的底板。
具體實施例方式參見附圖，示出并描述根據本發(fā)明的自動導引車輛10。要知道，根據本發(fā)明的自動裝載和卸載運輸工具的應用可用于超出圖示的AGV的各種應用。例如，本發(fā)明可使用多種配置的自動導引車輛，以及其它物料搬運車輛。AGV 10包括轉向和驅動機構，其用于驅使AGV 10和使AGV 10轉向。在附圖中示出，轉向和驅動機構包括驅動輪12和可轉向輪14，其中驅動輪12和可轉向輪14與導引系統(tǒng)耦合并用于驅使AGV 10和使AGV 10轉向。由于驅使AGV 10從而導引系統(tǒng)轉動可轉向輪14，因此使AGV 10轉向。此外，驅動輪12優(yōu)選為串聯(lián)連線的雙驅動輪以生成電位差。也可使用不同推進系統(tǒng)，例如用旋轉腳輪或通過使用驅動輪的主/從馬達控制器進行差動或 “裝甲車”轉向。導引系統(tǒng)可為任意數(shù)量的已知導引系統(tǒng)的一個。在一優(yōu)選實施例中，使用了兩個導引系統(tǒng)，在下文中將進行完整描述。初級導引系統(tǒng)為慣性導引系統(tǒng)。優(yōu)選系統(tǒng)使用編程的行駛路徑?？赊D向輪14的位置是已知的并能夠進行操縱。優(yōu)選但不一定是通過滾輪(track wheel)來測量AGV 10行駛的距離和方向。在每個驅動輪上具有編碼器且具有轉向編碼器的系統(tǒng)可用于與滾輪連接或從滾輪分離，以跟蹤AGV 10行駛的距離和方向。當AGV 10行駛時，可轉向輪14在特定距離轉動到特定位置。以此方式，AGV 10可用于通過僅指定可轉向輪14的位置和在該位置時行駛的距離，來行駛經過幾乎所有表面。僅通過圖示給出詳細描述，并且將不同類型的導引系統(tǒng)(例如激光導引系統(tǒng))用作初級導引系統(tǒng)落在了本發(fā)明的精神和范圍內。AGV 10還包括裝載捕捉機構，例如夾子；或優(yōu)選用于接合裝載物60的圖示的雙叉狀件(fork pair) 16。如本領域所公知的，裝載物60優(yōu)選包括集裝架(pallet) 72，其具有用于與雙叉狀件16接合的叉狀件袋或集裝架袋74。如本領域所公知的，雙叉狀件16通常包括水平段62、垂直段70以及在其間形成過渡部分的段68。水平段62通常包括當AGV 10 舉起集裝架72時與集裝架72接合的較低表面64、較高表面63。水平段62還包括叉狀件端66。雙叉狀件16的垂直段64耦合到升降機構18或機柱(mast)。升降機構18允許裝載物升高或降低到各個高度，用于例如將裝載物彼此堆疊。叉狀件16通常安裝到叉狀件托架(fork carriage) 17上。叉狀件16耦合到叉狀件托架17，其順次耦合到升降機構18。在優(yōu)選實施例中，AGV 10還包括兩部距離傳感器，后置距離測量裝置20以及前置距離測量裝置30。如下文中完整描述的，將兩部距離測量裝置操作為耦合到轉向和驅動機構，用于導引 AGVlO。上述裝載捕捉機構能夠通過側移機構22來水平移動接合的負載。如圖3所示，升降機構18可裝備有兩個雙叉狀件16。雙叉狀件16的每一個安裝到分離的叉狀件托架17，每個叉狀件托架17安裝到升降機構18。升降機構18可根據需要一起提升叉狀件托架17 以垂直地放置雙叉狀件16和/或負載。叉狀件托架17還安裝在垂直滑面15上，其可裝備有液壓缸以在除了由升降機構18提供的任意舉起能力之外還容許每個雙叉狀件16具有高達六英寸的獨立舉起能力。此獨立舉起容許AGV行駛并將其雙叉狀件16定位到一對相鄰負載。僅提高一個雙叉狀件16六英寸容許AGV從一對相鄰負載獲取單個負載。同樣的操作連同側移機構22容許AGV并排或以單個裝箱儲藏架(bin storage rack)來放置兩個負載。為了提供側移能力，每個叉狀件托架17裝備了具有鏈驅動的液壓馬達M。鏈25將叉狀件托架17拉到期望位置。在優(yōu)選實施例中，將托架滑軌沈設計為容許叉狀件托架17行駛經過中心，從而AGV能夠在AGV的中心位置拋落負載。為此，一個雙叉狀件16移動到一側并不擋住道路，從而允許另一個雙叉狀件16放置在AGV的中心處。側移機構22協(xié)同升降機構18和AGV 10的前向和后向行駛，當負載接合到AGV 10 的負載捕捉機構時允許負載在整個三維上進行調節(jié)。在圖1示出的優(yōu)選實施例中，雙叉狀件16的每一個能夠水平地單獨移動，即沿箭頭31的方向。此外，側移機構22的每一個包括用于追蹤雙叉狀件16的移動的編碼器23。這些編碼器23優(yōu)選能夠追蹤雙叉狀件16的位置和該位置在水平方向上的變化率。這些編碼器23與AGV 10的導引系統(tǒng)進行通信并用于適當?shù)胤胖秒p叉狀件16。結合裝載運輸工具50的描述，在下文中更完整地描述雙叉狀件 16的水平移動。上述AGV 10設計為用于自動裝載和卸載運輸工具50。將關聯(lián)工廠的裝載對接位置處的卡車拖車來描述這些工序，但是可對任意類似的運輸工具50 (例如平板拖車或軌道車)描述類似工序。自動裝載運輸工具:為了裝載運輸工具50，AGV 10必須首先接合負載。在優(yōu)選實施例中，如上文所述，通過使用與負載的叉狀件袋(經常與集裝架集成的)匹配的AGV 10的雙叉狀件16并通過使用將負載從底板升空的升降機構18，來完成本優(yōu)選實施例。將雙叉狀件16與叉狀件袋匹配是困難的操作，并需要精確性。優(yōu)選地，將負載放置在具有相對高的精確度的已知位置處。AGV 10的導引系統(tǒng)接著可編程為與已知位置處的負載相互作用，從而雙叉狀件16和叉狀件袋彼此適當?shù)仄ヅ洹Ｈ绻麑⒇撦d放置在具有精確度的已知位置是困難的或不切實際的，則AGV 10可以調節(jié)為容許負載定位的較寬范圍。例如，可將光學傳感器放置在雙叉狀件16的端部上或雙叉狀件16的端部附近并可將光學傳感器用于檢測負載的叉狀件袋。當 AGV 10接近負載位置時，可將這些光學傳感器開啟以尋找叉狀件袋?；谒鶛z測到的叉狀件袋的位置，AGV 10將修改其行駛路徑或優(yōu)選可通過側移機構22調節(jié)雙叉狀件16，從而叉狀件16和叉狀件袋相互作用。當其允許更多的機械操作時，需要的附加元件使其成為更昂貴和更不值得的配置。一旦裝載了 AGV 10，則AGV 10將駛到工廠的裝載對接區(qū)域。運輸工具50 (在這種情況下為卡車拖車)將位于與裝載對接處相鄰的位置。在某些情況下，裝載坡道用于促進AGV 10從對接處向運輸工具50行駛。裝載坡道設計為緩解AGV 10在兩個不同表面之間的變換。由于這一變換可能是略微不規(guī)律的，則滾輪(如果使用了的話)可能需要舉起并呈現(xiàn)無法使用以避免滾輪損壞。AGV 10將使用其初級導引系統(tǒng)以將負載運輸?shù)窖b載對接處并接近運輸工具50。在優(yōu)選實施例中，AGV 10將使用其初級導引系統(tǒng)以移動到運輸工具50的孔(opening)52 的開口。此時，AGV 10的次級導引系統(tǒng)將被使能并用于將AGV 10導引到期望的裝載位置。在優(yōu)選實施例中，次級導引系統(tǒng)包括兩組上述距離測量裝置20和30。當AGVlO向前行駛時后置距離測量裝置20進行操作，當AGVlO向后行駛時前置距離測量裝置30進行操作。優(yōu)選距離測量裝置為模擬聲波傳感器，然而也可使用激光型、具有移動光束式(moving beam-type)的激光掃描儀或光學/視覺系統(tǒng)來代替。將操作每組距離測量裝置從而AGV 10將尋找運輸工具50的中部。通過使用傳感器來完成該操作，從而將從一個傳感器到運輸工具50的一側M的距離減去從另一傳感器到運輸工具50另一側的距離，以生成+/_誤差信號?？捎葾GV 10的轉向機構使用此+/-誤差信號以在適當方向上導引AGV 10從而使 +/_誤差信號逼近0。以此方式，AGV 10將尋找運輸工具50的中部，從而補償運輸工具50 的位置相對裝載對接處的任何傾斜。如果所裝載的每個運輸工具50具有已知的寬度，則能夠在每一組中僅使用一個傳感器。在本實施例中，應將與位于運輸工具50中部的AGV 10 相關聯(lián)的已知距離減去從該傳感器的距離，以獲得+/_誤差信號，可由AGV 10的轉向機構使用+/_誤差信號以在適當方向上導引AGV 10從而使+/-誤差信號逼近0。在另一實施例中，AGV 10并未追蹤到運輸工具50的中部，而是保持與運輸工具50的一側M的特定距離來代替。由次級導引系統(tǒng)來將AGV 10導引到期望裝載位置。優(yōu)選地，期望裝載位置是運輸工具50的最前空閑區(qū)間。在優(yōu)選實施例中，AGV 10將在接近運輸工具50的中部繼續(xù)前進，直到檢測到運輸工具50的末端56或預先裝載到運輸工具50上的負載為止。通過適當配置的一個或多個壓力傳感器可完成這一檢測?？蓪毫鞲衅鞣胖玫诫p叉狀件16的末端以檢測與運輸工具50的端壁56或其它負載的接觸，或在優(yōu)選實施例中，當負載自身接觸端壁56或其它負載時壓力傳感器可位于雙叉狀件16的另一端上以與負載相互作用。在優(yōu)選實施例中，當AGV 10接近期望裝載位置時AGV 10放慢到較慢速度，并且AGV 10通過監(jiān)測 AGV 10的馬達的驅動電流來檢測負載與運輸工具50的末端56或其它負載的撞擊。由于行駛的阻力增加(例如，當相對固定的物體接觸AGV 10時)，從而傳遞到AGV 10的電動馬達的電流也增加了。電流的增加可用作負載已達到其期望裝載位置的指示。一旦AGV 10達到期望裝載位置，則AGV 10堆積負載。在優(yōu)選實施例中，其包括通過升降機構18來將負載降到運輸工具50上，然后將雙叉狀件16移至與叉狀件袋不再接合。堆積負載的步驟還可包括在堆積負載之前通過側移機構22將雙叉狀件16 (具有接合的負載)朝向運輸工具50的一側之外轉移。在優(yōu)選實施例中，負載包括兩個單獨的集裝架，每個集裝架與圖1所示的一個雙叉狀件16接合。在本實施例中，當AGV 10在AGV 10的行駛方向上接近期望負載位置時，側移機構22開始將雙叉狀件16和接合的單獨集裝架向運輸工具50的側M之外移動并將它們彼此分離。編碼器23在此側移動期間追蹤雙叉狀件 16的位置的變化。在優(yōu)選實施例中，當編碼器23檢測雙叉狀件16的位置不再改變時，假定負載與運輸工具50的側M接觸，并且AGV繼續(xù)在前向方向上行駛直到檢測到運輸工具50 的末端56或預先裝載到運輸工具50上的負載為止，如上文所述。此時，負載已經到達了期望裝載位置，并且負載放低到運輸工具50的底座上。可做出對上述實施例的各種修改而不偏離要求權利的本發(fā)明的范圍。例如，用本發(fā)明的方法可使用僅具有一個雙叉狀件16的AGV 10。在本實施例中，可通過側移機構22 移動雙叉狀件16，從而可將各負載放置在運輸工具50的側M處。以此方式，運輸工具50 可每次裝載一個負載。如果需要，AGV 10還可交替上方堆積了負載的運輸工具50的側M。此外，本發(fā)明容許AGV 10以任意負載配置來裝載運輸工具50，例如將兩個并列負載從運輸工具50的前端裝載到末端(如圖如所示的優(yōu)選實施例)，將兩個并列負載和中部的一個負載的交替行從前端裝載到末端(圖4b)，或任意其它可能的布置。在不對稱負載的情況下，可將負載排列為使得某些負載相對于其它負載進行旋轉，如圖4c(其中60'表示的負載從負載60的隊列旋轉90° )以及圖4d(其中負載60以“針輪”(pin-wheel)布局進行排列) 所示。在圖4a-圖4d示出的布局中，示出了矩形負載；然而，本發(fā)明可使用任意形狀的負載。由于通過AGV 10堆積負載的位置的靈活性，可得到裝載的運輸工具50的最佳配置。在普通布置中，裝載運輸工具50使得達到最小空余空間(即不具有負載)，然而，對于重的負載，以這種配置可能超過運輸工具50的重量限制。在這種環(huán)境下，或在小于完全裝載的運輸工具50的另一事件下，可將運輸工具50中的負載的布局排列為使負載在運輸工具50中的移動最小。在每種情況下，本發(fā)明的AGV 10和方法可用于達到運輸工具50期望的裝載。在堆積負載之后，接著次級導引系統(tǒng)將用于導引AGV 10回到首先使能次級導引系統(tǒng)的幾乎同一位置，該位置在優(yōu)選實施例中為運輸工具50的開口 52。一旦初級導引系統(tǒng) 位于此位置，則接著將初始導引系統(tǒng)用于在AGV 10的行駛中導引AGV 10;例如，拾起另一負載。如果如在優(yōu)選實施例中一樣使用了滾輪，則降低滾輪以再次接觸地面而由第一導引系統(tǒng)(即慣性導引系統(tǒng))所使用。在優(yōu)選實施例中，當由次級導引系統(tǒng)導引AGV 10時初級導引系統(tǒng)將繼續(xù)追蹤AGV 10的動作。這種連續(xù)追蹤容許由初級導引系統(tǒng)的導引更精確地恢復。自動卸載運輸工具卸載運輸工具50的工序與上述裝載工序非常相似。主要區(qū)別在于卸載運輸工具50的工序難以保證將要被拾起的負載處于運輸工具50上的適當位置，因此必須將AGV 10 設計為補償負載位置的這一變化和其它變化。優(yōu)選方法包括將具有初級導引系統(tǒng)的AGV 10 導引到運輸工具50附近的位置的步驟，該位置最優(yōu)選在運輸工具50的開口 52處。此時，優(yōu)選包括上述模擬聲波傳感器的次級導引系統(tǒng)將AGV 10導引為與負載匹配。如上文所述，可通過在叉狀件16之上或附近包括光學傳感器而將AGV 10調節(jié)為容許負載放置的較寬范圍，該傳感器可用于檢測負載的叉狀件袋。當AGV 10接近運輸工具50上的負載位置時，可開啟這些光學傳感器以尋找叉狀件袋?；谒鶛z測的叉狀件袋的位置，AGV 10將調節(jié)其行駛路徑，或優(yōu)選地可通過容許雙叉狀件16獨立于AGV 10的移動的叉狀件移動器(即上述側移機構22和垂直滑面1 來調節(jié)叉狀件16，從而雙叉狀件16和叉狀件袋相互作用。一旦接合，則可由AGV 10的升降機構18來舉起負載。接著次級導引系統(tǒng)將AGV 10導引返回到其開始導引AGV 10的幾乎同一位置，即運輸工具50的開口 52。此時，接著將初級導引系統(tǒng)用于在其行駛中導引AGV 10。在優(yōu)選實施例中，當由次級導引系統(tǒng)導引AGV 10時初級導引系統(tǒng)將繼續(xù)追蹤AGVlO的動作，從而初級導引系統(tǒng)的導引更精確地恢復。本發(fā)明的另一實施例容許在第一 AGV 10進入運輸工具50之前通過確定運輸行駛路徑而使用初級導引系統(tǒng)來在運輸工具50內操縱(navigate)。在確定運輸路徑時，系統(tǒng)必須確定運輸工具50相對裝載對接處的傾斜以及運輸工具開口的中部與裝載對接倉82 中部的任意橫向偏移。在某些實施例中，系統(tǒng)還確定運輸工具底板和頂部之一的位置和相對角度。如上文所述，在優(yōu)選實施例中，AGV使用慣性導引系統(tǒng)以將AGV 10導引到將要裝載的運輸工具50的開口 52。運輸工具50的開口 52接近運輸工具50的門55。與之前描述的方法不同，AGV 10不需要切換到第二導引系統(tǒng)，而是替代為，接近運輸工具50的開口 52時，系統(tǒng)例如通過使用具有移動激光束或光學系統(tǒng)的傳感器來確定AGV 10的運輸行駛路徑，以例如通過確定運輸工具50的側壁的位置來掃描運輸工具50。在某些實施例中，傳感器還可掃描運輸工具頂部58和運輸工具底板57至少之一。由于具有確定的運輸行駛路徑，初級導引系統(tǒng)(例如慣性導引系統(tǒng))可用于以與上述實例中所描述的方式非常類似的方式來裝載或卸載運輸工具50。AGV 10可使用單個傳感器100或多個傳感器來從運輸工具50外部生成運輸工具 50內部的數(shù)據輪廓。在此替代實施例中，在AGV 10的主體進入由運輸工具50形成的腔體之前更優(yōu)選在負載60進入運輸工具50之前，生成運輸工具50的數(shù)據輪廓，在該腔體中將放置負載60。生成運輸工具50的數(shù)據輪廓以識別從期望位置的偏離，例如運輸工具50的橫向位移、傾斜，運輸工具底板57的垂直位移和角度，容許在AGV 10進入運輸工具50之前將AGV 10容易地調整到放置運輸工具50內負載60的最佳路徑。尤其是，由于操作者誤差，運輸工具50或尤其是負載60放置在其內的半拖車在回到裝載區(qū)域80時典型為偏離最佳位置并幾乎不能準確地在橫向偏移上對準或傾斜。裝載區(qū)域或對接處80 (包括由裝載倉壁83所限定的倉口 8 寬于運輸工具寬度以容許操作者誤差。然而，這種容許的操作者誤差可能產生使用充分填充運輸工具50寬度的負載60的系統(tǒng)中的AGV 10的問題，如圖如所示。運輸工具50相對裝載設施底板85的垂直位移還可能產生具有高負載的AGVlO的問題。運輸工具底板相對AGV支撐表面的垂直位移和角度還可能產生AGV放置負載接近運輸工具50的開口 52的問題。因此，AGV 10使用傳感器100以在負載60進入運輸工具之前生成運輸工具50的輪廓，從而即使如圖8所示運輸工具50從期望位置橫向轉移，也容許AGV10進入運輸工具50而不接觸靠著側壁M的負載。如圖8所示，如果操作者適當?shù)嘏帕羞\ 輸工具50，則運輸工具50的縱軸51將沿預期的縱軸84排列。然而，在圖8中，不僅運輸工具50從運輸工具的口 52或開口處的期望的縱軸84橫向布置，而且與期望的縱軸84傾斜某一角度。如圖9-圖11所示，運輸工具還可相對于裝載設施底板85或對接坡道86垂直或成一角度布置。AGV能夠使用如美國專利公開第2006/0276958號名稱為Inertial Navigational Guidance System For A Driverless Vehicle Utilizing Laser Obstacle Sensors"(用于無人駕駛車輛的使用激光障礙物傳感器的慣性導航導引系統(tǒng))中描述的傳感器100，來避免進入運輸工具50時與運輸工具50側壁M的障礙接觸，接著使用前述第二導引系統(tǒng)通過對來自一對傳感器的距離進行減法來生成/_誤差信號以尋找運輸工具50的中部，從而通過去除多余傳感器來簡化AGV、降低生產成本，并減少負載時間，本發(fā)明使用傳感器100生成在單個步驟中對運輸工具50的橫向位移和運輸工具50的傾斜或角度進行處理的運輸工具50的數(shù)據輪廓。單個步驟中的傳感器100還可確定運輸工具50的垂直位移以及角度。本方法還消除了雙傳感器系統(tǒng)調節(jié)運輸工具的傾斜所需要的連續(xù)計算和調節(jié)，從而容許更快的操作AGV 10并減少了裝載時間。運輸工具50裝載時間的任意減少均容許系統(tǒng)中使用的AGV數(shù)量的減少，從而顯著地降低系統(tǒng)的原始成本以及連續(xù)作業(yè)成本。在優(yōu)選實施例中使用傳感器100來產生初級導引系統(tǒng)的運輸路徑以接著打消對第二導引系統(tǒng)的需求，但是在某些實例中將使用第二導引系統(tǒng)。在優(yōu)選實施例中，AGV 10使用同一導航系統(tǒng)來導航到位置A并沿運輸路徑導航。如上文所述，本導引系統(tǒng)可為包括激光導引的任意公知系統(tǒng)，例如慣性系統(tǒng)、有線導引、視覺導引、磁帶導引、激光目標導引或激光導引。然而，如果使用有線導引系統(tǒng)、磁帶導引或激光目標導引，則在運輸工具中為了行駛還可包括慣性導引系統(tǒng)、航位推算導引系統(tǒng)、視覺導引系統(tǒng)或激光導引系統(tǒng)。如上所述，尤其在第0023-第0032段中，AGV 10將使用初級導引系統(tǒng)來如在獲取負載60時所期望的進行操作，接著將AGV導引到運輸工具50外部的如圖8中示出的位置A的點。位置A在運輸工具50外部并根據負載60的大小、AGV 10的機動能力(如果傳感器100位于AGV上，則還根據傳感器100的靈敏性)而與運輸工具開口 52的距離可變。尤其是，如果傳感器100位于AGV 10上，則位置A可位于運輸工具50外部的容許由傳感器 100得出運輸工具50的精確數(shù)據輪廓的任意距離或位置，以準確地確定側壁M的位置從而確定運輸工具50是否與期望位置橫向轉移且橫向轉移了多遠以及運輸工具的傾斜或角度 (如圖8所示)。從此數(shù)據輪廓中，可計算運輸路徑以使AGV沿著此運輸路徑。在某些實施例中，兩個或多個傳感器用于保證運輸工具具有精確和完整的輪廓。例如，一個傳感器可位于AGV上的較低點處(例如能夠在升起的負載下操作)，以及一個傳感器可位于高點處(例如能夠在負載上方操作)。如果使用了多于一個傳感器，從而這些傳感器可位于AGV的每一側或任意其它期望的位置。注意到下述內容是很重要的通過確定最佳路徑并把最佳路徑放入運輸工具并從運輸工具取出以用于裝載和卸載運輸工具，運輸工具的數(shù)據輪廓容許AGV (在某些實施例中為中央處理器)將運輸工具50放入操作系統(tǒng)和AGV的操作路徑或路線。系統(tǒng)還可將叉狀件16和負載60的移動與運輸工具內或外的AGV的行駛相協(xié)同以防止與運輸工具的開口 52附近的操作有任何干擾。當然，本領域普通技術人員將識別出操作員可將與運輸工具對系統(tǒng)的可用性以及該運輸工具的期望目的地有關的數(shù)據識別并提供給系統(tǒng)，從而AGV系統(tǒng) 知道何時以何種負載以及以多少負載來裝載特定運輸工具50。還應該識別即使指代運輸工具50從最佳定位的偏移時可使用術語“期望位置”或“理想位置”，AGV或操作AGV的系統(tǒng)不必需包括與期望位置相關的數(shù)據。替代的是，傳感器100生成運輸工具的數(shù)據輪廓，接著計算最優(yōu)路徑或運輸路徑并把最優(yōu)路徑或運輸路徑放入AGV跟隨的系統(tǒng)直到運輸工具填充了系統(tǒng)或將運輸工具從系統(tǒng)移除為止。因此，控制器或AGV可在裝載倉的位置A處將運輸路徑放入運輸工具50并將運輸路徑從運輸工具50取出，系統(tǒng)與每個裝載門相關聯(lián)將位置A識別為從系統(tǒng)中使用操作系統(tǒng)行駛路徑或路線切換至這些針對每個運輸工具計算的添加線段及添加行駛路徑的最優(yōu)點。AGV跟隨從位置A到運輸工具50的運輸路徑，并且當負載堆積時，AGV行駛返回位置A并為了其下一目的地從使用在運輸工具50內確定的數(shù) 據輪廓或路線切換到標準系統(tǒng)行駛路徑或路線。位置A優(yōu)選地在系統(tǒng)建立過程中被確定為在AGV 10操縱自身與進入運輸工具的最優(yōu)路徑對齊時也能容許最大尺寸的負載60保持在拖車開口 52外面的離運輸工具入口 52 最近的點。如果傳感器100位于AGV上，則將AGVlO放置為盡可能的接近運輸工具50，典型地容許AGV給出更佳的運輸工具50數(shù)據輪廓。例如，如果負載具有約三英尺的深度，并且AGV 10需要用來適當?shù)貙⒆陨砼c運輸工具50對齊的平均機動空間約為三英尺，則為了容許在負載60穿過口 52或運輸工具50 的開口之前AGV具有足夠的機動空間來將自身與期望行駛路徑對齊且容許最優(yōu)化傳感器的位置，運輸工具50外部的期望停止位置將為自開口 52約六英尺或略大。如果傳感器100 不位于AGV上，則其可優(yōu)選地在開口的較遠距離處放置位置A處以容許更大的機動空間，接著由于AGV在負載60進入運輸工具50之前具有調節(jié)其位置和行駛路徑以匹配期望運輸路徑的更寬松的時間從而降低了裝載時間，該空間典型地容許更高速度。如果AGV 10在指引AGV的板載控制器或中央控制器中不具有相關于運輸車50方向的信息(適合于AGV 10所操作的整個系統(tǒng)內)，或是所需的計算的運輸路徑，則AGV 10 將在拖車上生成圖像、地圖或其他數(shù)據輪廓，可從該拖車中確定運輸工具50的方位。在確定運輸工具50的方位中重要的是，口 52 (尤其是口 52每側上的側壁54)從期望位置(典型為裝載倉的中心)的偏離有多大，或尤其是側壁M的位置，從而進入的負載60不與側壁 54接觸，并且還通過側壁M確定拖車的角或傾斜度。盡管不需要，當裝載空的運輸工具或如果運輸工具到達時就已經部分是滿的時，根據到端壁(end wall)56運輸工具中的任意集裝架或負載的距離，傳感器100還可用于確定端壁56的位置。端壁56或任意存在的負載的位置容許AGV 10或系統(tǒng)控制器來計算AGV 10到拖車內以放置第一個負載60必須行駛多遠。在優(yōu)選實施例中，計算運輸路徑的長度容許AGV在降低負載之前在拖車內行駛的更遠，然后推進到最終位置。通過將運輸工具中負載的推進距離最小化，AGV 10上的電池電荷將在需要重新充電之前持續(xù)更長時間。然而，當放置負載60時如當AGV 10知道拖車大約長度并行駛時，也可使用其它優(yōu)選方法來確定AGV在拖車內必須行駛多遠。在確定AGV 10在運輸工具內的行駛路徑時，AGV 10典型地收集運輸工具的數(shù)據輪廓接著分析側壁討以確定約沿著運輸工具實際縱軸的行駛線。尤其是，AGV 10典型地接近裝載倉82至沿期望縱軸84的一位置。傳感器100接著反映運輸工具50以生成數(shù)據輪廓來確定典型沿運輸工具50的實際縱軸51的期望行駛路徑。典型地，通過算術平均運輸工具的側壁M來生成到運輸工具50的中央運輸路徑以計算本實際縱軸。當AGV 10位于位置A處時，如果傳感器10位于AGV上，則AGV將停止并用傳感器 100描繪運輸工具50的輪廓或位于位置A前面的位置處。如果位置A充分地遠離運輸工具開口 52，從而位置A為比需要機動的最小距離大的距離，在負載60進入運輸工具50之前， AGV可能能夠用傳感器100描繪運輸工具50的輪廓而不會停止。圖8中的位置A僅指的是感知運輸工具的內部和/或切換到AGV 10跟隨運輸路徑的最理想位置，在最理想位置處機動進入跟隨運輸路徑的正確位置，其中最理想位置包括進入運輸工具50的入口而負載60 不接觸側壁M。因此，與當在導引系統(tǒng)之間發(fā)生切換時傳感器20和30位于運輸工具內部的前述實施例相比較，本實施例中計算到運輸工具的新路徑且進行切換以使用該路徑時，傳感器100完全位于運輸工具外部。因此，如果傳感器100在AGV上，則到位置A的第一個 AGV將獲得運輸工具50的數(shù)據輪廓。對于運輸工具50接收的何種類型的負載60以及運輸工具50的長度與潛在寬度，AGV或中央控制器使用數(shù)據輪廓來計算到運輸工具50的最優(yōu) 路徑(運輸路徑)以及負載60的最優(yōu)定位。接著，AGV跟隨從位置A到運輸工具50的本運輸路徑，沉積其負載60，接著跟隨在運輸工具50外部返回到位置A的運輸路徑。在位置 A處，其從運輸路徑切換到在系統(tǒng)中用于下一目的地的路線。傳感器100優(yōu)選為激光傳感器或能夠生成運輸工具內部的圖像(如感測運輸工具的口 52、側壁M以及端壁56)的任意傳感器。在某些實例中，尤其當高的負載被裝載到運輸工具內時，傳感器100還可提供與運輸工具的頂棚(未示出)相關的信息，以保證AGV進入運輸工具時在負載60的頂部和運輸工具的頂棚之間保持足夠間隙。如圖6和圖7所示，傳感器集中在雙叉狀件16之間的AGV上。通過在負載60之間進行查看，本定位一般允許測量側壁M以及運輸工具50的頂篷的高度。然而，根據各種操作需求，傳感器100可位于其它位置。例如，某些工廠具有大的物體，如工作臺、家具或其它使用集裝架的裝置，這些物體有正常物體的兩倍大或更大。因此，如果集裝架為雙倍寬的集裝架或如果側壁M具有布置在AGV的叉狀件上的兩倍長的集裝架，為了容許傳感器100查看頂篷，則AGV上的其它位置可用于布置傳感器100。在優(yōu)選實施例中，將要抵達的第二個AGV已經被提供有與系統(tǒng)內的運輸工具方位相關的信息，或尤其是運輸工具從位置A到運輸工具內部且一旦堆積了負載再返回位置A 的運輸路徑的信息。由于AGV已經知道了跟隨前一個AGV加入到系統(tǒng)的運輸路徑，在AGV 跟隨的多條路徑之間進行切換時，AGV可通過位置A進入到運輸工具而并未停止或甚至未感測運輸工具50。為了使效率最大化，系統(tǒng)可在位置A之前切換到期望運輸路徑，以容許較長機動時間(maneuvering time)以及典型地AGV可以機動的較高速度，這是由于其具有更多時間和更長距離以使其路徑匹配期望運輸路徑。例如，慣性導引系統(tǒng)用于將AGV帶到位置A，如圖8所示。在到達位置A之前或在到達位置A時，中央控制器將期望運輸路徑提供給AGV，該AGV接著繼續(xù)使用慣性導引系統(tǒng)以將其自身對齊并接著跟隨運輸路徑以進入運輸工具并將負載60放置在適當位置。AGV使用慣性導引系統(tǒng)以跟隨返回到位置A的逆向路徑，在該位置A處其切換到新目的地的路徑。當然，每個AGV可分別包括傳感器100以及控制器，該控制器在第一次或每一次 AGV接近運輸車時都單獨創(chuàng)建數(shù)據剖像并計算放置負載60所需的運輸路徑(通常沿著運輸車50的實際縱向軸51)。以后每次AGV為了放置負載60而接近運輸工具50，其可重新計算期望行駛路徑或可使用預先確定的行駛路徑。使至少開始的兩個或三個AGV計算要跟隨的運輸路徑，從而容許將運輸路徑和數(shù)據輪廓平均以為了更準確的路線。然而，隨著運輸車 50被負載60填充，每次在AGV進入前進行重新分析可能會適得其反，因為傳感器100 (在安裝于AGV上時)通?？吹降膫缺谳^少并且由此有較大的可能于重新計算所需的運輸路徑時在其中引入誤差(由于數(shù)據剖像要測量的側壁較少)。作為可選步驟，當傳感器100掃描拖車50的內部時，傳感器還可掃描裝載倉區(qū)域 80內的固定物體，以校準其在系統(tǒng)內的位置。尤其是，在圖8中，AGV 10可行駛到位置A，并且當掃描運輸工具50的內部時，基于裝載對接壁83和裝載對接倉82，確定其偏離了位置 A有1/2英寸。之后行駛到運輸工具50內以放置負載的AGV將返回到位置A ；然而，當其返回到位置A時，其將調整期望位置和實際位置之間的預先差值。因此，AGV 10容許簡單的校準其位置而沒有額外的步驟或在系統(tǒng)內的其它點處進行校準。在之前的實施例中，一旦確定新的運輸路徑沿運輸工具50的縱軸51，則AGV使用其慣性導引系統(tǒng)以行駛到運輸工具 50內并布置負載60。使用慣性導引系統(tǒng)來代替分離的或不同的導引系統(tǒng)，容許在生成AGV 過程中降低制造成本而并未失去任何優(yōu)點。然而，本發(fā)明可使用多個其它導引系統(tǒng)例如航位推算、激光導引、視覺導弓丨、磁帶導引以及有線導引。在使用慣性導引系統(tǒng)的過程中，陀螺儀適于水平面的移動而不適于垂直移動，因而在AGV進入拖車50時，運輸車50任何相對于裝載月臺的垂直錯位都不會影響慣性導引系統(tǒng)。本領域普通技術人員將識別到在某些實施例中，每個AGV生成運輸工具自身的數(shù)據輪廓可為有益地，諸如消除任何校準問題或保證較高的負載不會由于運輸車伴隨來自負載重量增加的沉降而接觸運輸車的頂部。在某些實施例中，當期望在特定點處重新校準慣性導引系統(tǒng)時，期望生成運輸工具的數(shù)據輪廓以及裝載區(qū)域80上的特定固定位置以提供AGV相對于系統(tǒng)的校準。本領域普通技術人員將識別到AGV —般帶著位于車輛后部的叉狀件和負載60向前行駛。因此，在抵達圖8中的位置A之前，AGV—般要轉向機動，從而負載60或叉16面對運輸工具50。接著，如果需要，AGV感測運輸工具以生成數(shù)據輪廓和運輸路徑并使負載先進而駛入運輸工具50內。在放置負載60時，AGV從運輸工具駛回到位置A并在多個輪廓或多個系統(tǒng)之間切換，以使該車輛在退出運輸車繼續(xù)拾取其下一件負載時大體上不會減速或停止。當然，在某些實例中，傳感器100可以位于車叉相對的側邊以給予傳感器清楚的視角去創(chuàng)建拖車的數(shù)據圖像。在這個實施例中，位置A會位于自入口 52足夠遠的距離處，來讓AGV旋轉180°，將其自身與運輸路徑對齊，并使負載在先而進入運輸車50，而使負載60 不與側壁M發(fā)生接觸。由于AGV裝載了車輛以最大化的放置負載，從而AGV —般在負載抵達其計算的路徑的尾部時放下負載并將負載沿運輸工具的底板推動剩余距離。通過使用驅動輪上的電流傳感器，可以確定負載何時與之前的負載接觸并將該負載放置為緊靠著運輸工具上的之前的負載。在上述實施例的變型中，本發(fā)明還可進行定期更新，如AGV在負載位置和位置A之間行駛時以特定間隔更新。定期更新校正了任意車輛打滑的失誤，從而使與進行位置的持續(xù)更新相關的附加處理請求最小化并使在響應于持續(xù)的更新而持續(xù)校正AGV的路徑過程中裝載運輸工具的效率降低的最小化?？筛鶕皩б到y(tǒng)的類型和之前導引系統(tǒng)的準確性來改變多次定期更新之間的間隔。典型將多次定期更新之間的間隔設置為特定時間、AGV參數(shù)(如時間和距離參數(shù)的組合)。最小化更新的次數(shù)防止不需要的工藝，包括增加的和不必需的導引校正。各種增加的方向修正量(course correction)可降低運輸工具能夠裝載的速度和效率，這可能是由于其因為裝載了運輸工具50而降低了 AGV 的速度。尤其是，當AGV從運輸工具外部的位置(例如從位置A)移動到期望負載位置(或如果卸載運輸工具時為卸載位置)，通過增加一些位置校驗并在該方法中更新，從而容許最大效率。注意到如下內容是很重要的AGV持續(xù)使用之前的導引系統(tǒng)并且更新的內容更新了此之前的導引系統(tǒng)。系統(tǒng)可優(yōu)選不切換到與上述實施例之一相關的上述第二導引系統(tǒng)。因此，此額外的方法步驟容許系統(tǒng)容易地校正由導引系統(tǒng)的限制或環(huán)境錯誤導致的導引錯誤。由運輸工具底板上的潮濕、冰、液體、油或其它物質引起的車輛打滑會發(fā)生多種導引錯誤。由于各種AGV裝載運輸工具，從而隨著時間的過去這些物質可轉換成延伸到運輸工具或裝置倉底板內的對接坡道。例如，運輸工具一般用在具有其中載運了各種產品的多種設施中，并且運輸工具一般用于隨著時間的過去而積累各種可能導致導引錯誤的滑性物質。通過進行規(guī)律的而不持續(xù)的更新，系統(tǒng)校正任何潛在錯誤并最小化需要的處理電力，從而最大化AGV裝載運輸工具的效率和速度。系統(tǒng)可使用任意傳感器，例如上述距離測量傳感器20或30，或更優(yōu)選傳感器100。在AGV 10進入運輸工具50時使用傳感器100具有特定優(yōu)勢，由于已知傳感器100的計劃行駛路徑并可容易地將傳感器數(shù)據與在位置A處至少通過第一個AGV封裝或描繪運輸工具的內部輪廓所接收的數(shù)據進行比較。如果AGV 10包括慣性導引系統(tǒng)作為其初級導引系統(tǒng)，則傳感器100將以規(guī)律間隔 (例如以每兩個到三個車輪的旋轉)來激活傳感器100以描繪運輸工具的內部接著將此數(shù) 據提供給控制器用于處理?？蓪鞲衅?00在運輸工具內配置成提供AGV 10的位置的三維(或至少二維)輪廓。比較而言，傳感器20和30之一在運輸工具內提供一維輪廓。因此，導引系統(tǒng)的一個重大優(yōu)點是使得至少二維更新來錯誤校驗AGV的位置。在傳感器100 為初級導引系統(tǒng)(如激光雷達(Ladar)、光纖或激光導引系統(tǒng))的傳感器的實施例中，導引系統(tǒng)可在多個更新之間進行航位推算。這樣消除了 AGV上對昂貴慣性傳感器的需求。在某些實施例中，系統(tǒng)可不包括AGV上的傳感器100，但是取代在裝載對接處附近放置傳感器(在裝載對接處的這些傳感器與AGV 10不相關且仍然能夠充分地看到運輸工具50內)。例如，傳感器100可位于面對運輸工具50的每個裝置倉外約六英尺的位置處，從而一經打開裝載倉門和到運輸工具50的門，則傳感器可能自動地描繪并生成包括運輸工具50底板相對期望位置的偏移量、傾斜以及角度的運輸工具實際位置的數(shù)據輪廓。接著，將本更新的數(shù)據輪廓提供給中央控制器，其中該中央控制器將為每個AGV提供運輸路徑或行駛路線從而消除了如下步驟由至少第一個AGV生成運輸工具位置的數(shù)據輪廓接著更新中央控制器并確定AGV的行駛路徑。因此，中央控制器可生成期望行駛路徑并且AGV可使用其慣性導引系統(tǒng)(該慣性導引系統(tǒng)使用標準的數(shù)據輪廓用于車輛行駛路徑)行駛到位置 A，并且AGV于位置A將數(shù)據輪廓從期望行駛路徑切換至實際行駛路徑從而在到達位置A時無需停止——或者在大部分情況下甚至無需減速——而繼續(xù)進入運輸車50。如果傳感器位于AGV車輛外部，則傳感器可位于裝載倉區(qū)域80內部或裝載倉外部，例如位于每個拖車頂部上方或位于每個拖車之間。為了向AGV提供更新的數(shù)據輪廓，通常僅需要確定運輸工具50的傾斜以及橫向偏移。由于在附圖中將AGV圖示為具有兩組叉狀件的車輛，從而其可將一對集裝架攜帶到運輸工具中，在某些情況下可使用具有單組叉狀件的車輛，并且為負載的并排放置而針對每次不同地進入運輸工具確定新的運輸路徑。本發(fā)明對于在集裝架的每側和運輸工具側壁之間具有最小間隙的非常寬的負載是特別有益的，尤其是在雙袋系統(tǒng)中。使用計算的運輸路徑，期望AGV 10能夠進入在負載與側壁的每側之間小于1/2英寸的運輸工具并行駛到負載60的放置的期望位置而不會碰到運輸工具50的側壁。上述系統(tǒng)還可用于自動卸載運輸工具。卸載運輸工具的工序實質上與上述裝置運輸工具的工序類似。然而，在集裝架完全裝滿到接近運輸工具50的口的運輸工具50中，AGV 可卸載此集裝架而不會感測運輸工具50以生成數(shù)據輪廓。一旦移除第一個集裝架，或運輸工具50不包括滿負載，則AGV可感測拖車的側壁和位置以確定運輸工具50的傾斜和橫向偏移量。隨著負載60不斷地從AGV移出，從而每個后來的AGV可生成拖車的數(shù)據輪廓以降低由于運輸車部分裝載時傳感器100初始所測量的運輸車側壁的有限數(shù)量而造成的數(shù)據輪廓誤差。隨著從運輸工具50移除每個集裝架或負載60，從而側壁M的更多部分對于傳感器是可見的以生成更準確的數(shù)據輪廓。一旦之前和之后的數(shù)據輪廓之間的誤差在閾值水平之下，則系統(tǒng)可確定運輸工具的傾斜與偏移量以及每個之后的AGV的期望運輸路徑。一旦由于集裝架誤放在拖車上從而集裝架在拖車內，為了良好的調諧對準，則本領域公知的任意類型的集裝架袋感知系統(tǒng)均可用于對準叉狀件以適配到集裝架袋內。在傳感器的位置遠離AGV (例如在裝置區(qū)域80的頂篷懸掛)的實施例中，在卸載運輸工具時，傳感器100能夠看到負載60的頂部上方，以生成具有運輸工具50內部最小誤差的完整數(shù)據輪廓，從而即使對滿裝載的運輸工具也能精確地確定運輸工具的傾斜與橫向偏移。將傳感器遠離AGV車輛放置用于卸載為更有效率的系統(tǒng)提供的運輸工具，這是由于不是每個AGV都需要生成運輸工具50的數(shù)據輪廓。在傳感器100不位于AGV上的實施例中，與每個AGV包括一個傳感器的系統(tǒng)類似，本系統(tǒng)還可定期更新以誤差校驗AGV相對于AGV期望位置(由導引系統(tǒng)所確定)的實際位置。一般而言，如上所述的系統(tǒng)在AGV從位置A移動到期望的裝載位置時以規(guī)律間隔重新描繪了運輸工具50的輪廓，但是使用了遠離AGV的傳感器。因此，與運輸工具的初始輪廓相比較，從傳感器數(shù)據中能夠確定AGV 10的實際位置。通過由系統(tǒng)提供與AGV的變化相關的數(shù)據可校正位置的任意偏離。當傳感器100位于AGV上時，優(yōu)選將傳感器放置在使得傳感器能夠看到負載60下方或上方的位置。由于負載60的類型可在多種安裝方式之間變化，優(yōu)選將傳感器放低到車輛上，以看到負載60下方并感測運輸工具50的內部。典型地，這種放置將離開地面至少約四到六英寸，在雙叉狀件AGV上期望的優(yōu)選位置約在AGV的中心(邊到邊)并離開地面約 7. 5英寸。當然，傳感器可位于能接收運輸工具50側壁M的位置的可接受讀數(shù)的任意地方，優(yōu)選包括側壁的端壁，限定了運輸工具50的口。由于具有放置在負載60的正常承載位置下方的傳感器100，當AGV車輛移動時AGV可生成拖車50的數(shù)據輪廓，從而可切換到由在位置A處由傳感器提供的新數(shù)據輪廓所決定的更新行駛路徑而不會使AGV停止。如上所述，使用傳感器100來確定運輸工具底板57或運輸工具頂棚的相關位置，容許運輸工具的端部裝載具有附加選擇，例如使最后一對集裝架或負載60從運輸工具50 的開口 52向內。盡管用于裝載和卸載運輸工具50的上述方法對于所有類型的運輸工具均運行良好，有時在運輸工具50端部附近裝載和卸載負載60可能是困難的。尤其是，如圖 11-圖19所示，如果上面擱了 AGV 10的主體的支撐表面相對于上面將要放置或移除負載 60 (尤其是集裝架72)的表面成一角度，由于從集裝架72移除叉狀件或將叉狀件插入到集裝架72時AGV 10上的集裝架叉狀件16與集裝架72相碰撞，從而可能產生困難。集裝架 72包括插入有叉狀件16以舉起負載的集裝架袋74。在將負載60帶到期望位置之后，在放置負載60之后將叉狀件16從負載移除。當將負載60擱在一個表面(例如相對于上面擱了 AGV 10的表面成一角度的運輸工具底板57，例如圖11-圖19所示的裝置倉底板85或對接坡道86)上時，AGV在精確地放置負載接著在AGV從袋移除叉狀件時保證負載保持在放置的位置上是困難的；或者當卸載運輸工具50時，將叉狀件插入袋以取出負載60是困難的。集裝架袋60是窄的，從而即使在多個表面角之間略有不同，叉狀件端66會與集裝架袋 60的上表面或下表面之一接合，而距離轉換部68最近的水平段62的部分與集裝架袋72的上表面或下表面的另一表面接合。從上述的描述和所示附圖中，可以容易地理解這種接合導致于操作期間在運輸工具50的開口或端部52處可能出現(xiàn)問題。尤其是，運輸工具中較遠的負載具有較少的問題，這是由于當AGV進入運輸工具時，輪12和14變?yōu)槲挥谶\輸工具底板57上從而AGV支撐表面與負載支撐表面相同。因此，從描述中可以看出，當AGV嘗試將負載放置在運輸工具底板57上并且AGV 10保持在相對于運輸工具底板57可能成一角度的對接坡道86或裝載倉底板85上時，有一個或兩個集裝架朝向門55內或者開口 52可能有問題。如上所述，當AGV抵達位置A時，傳感器100可掃描運輸工具以確定運輸工具底板 57或運輸工具頂棚58的至少之一。由于運輸工具頂棚58和運輸工具底板57 —般是平行的，從而一般而言僅需要使AGV確定這兩個面之一以確定運輸工具底板57到裝載倉底板85 的相對高度以及運輸工具底板57與裝載倉底板85的相對角度。此外，當傳感器100掃描運輸工具50的位置時，能夠確定運輸工具50與裝載倉口 82或對接壁83的相對位置。確定運輸工具50相對于對接壁83的位置以及運輸工具底板57的裝載倉底板85的相對角度和高度差，容許AGV 10或系統(tǒng)控制器來確定延伸到運輸工具50內的對接坡道86的相對角度。如果需要，AGV能夠進一步確定對接坡道86延伸到運輸工具內多遠。因此，為了將負載60放置在運輸工具50的端部附近，系統(tǒng)將跟隨上述導引系統(tǒng)并確定運輸工具底板57與裝載倉底板85的相對角度和相對垂直距離。如果需要，AGV還確定對接坡道86的相對位置和角度。由于具有由AGV 10確定的運輸工具50的這一相對位置，從而AGV 10能夠進入具有被舉到期望高度的負載60的運輸工具50，以保證AGV 10在相對于運輸工具底板57成一角度的支撐表面上處于一角度時，集裝架不接觸運輸工具底板57或運輸工具頂棚58。由于具有處于期望位置的負載60，AGV 10能夠使用傾斜機構40使升降機構18或叉狀件托架 17之一傾斜。還可包括傾斜傳感器(未示出)，以確定升降機構18或叉狀件托架17的相對傾斜。圖11-圖19示出傾斜的升降機構18，然而，如本領域普通技術人員將認識到的，當叉狀件托架17傾斜時升降機構18能夠保持固定。通過使升降機構18或叉狀件托架17 傾斜，AGV 10能夠補償AGV的支撐表面的相關角度與集裝架60的支撐表面之間的差。這種補償容許AGV將負載安全地放置在運輸工具底板57上接著用最小干擾移除叉狀件16，從而從集裝架袋74移除叉狀件16實質上免去了干擾，因此負載60沒有從位置上產生實質移動。在放置運輸工具50的負載60時，對于運輸工具50外部的或部分在運輸工具50 中的AGV 10的支撐表面與運輸工具底板57的相對位置之間的極大的相對角度，在通過傾斜結構40使升降機構18或叉狀件托架17傾斜過程中可能需要多次調節(jié)。尤其是，例如對于運輸工具頂棚58具有極小間隙的高負載，協(xié)同沿運輸工具的縱軸的AGV的移動可能需要傾斜機構40的多次角度調節(jié)。例如，在AGV 10進入運輸工具50時，可能需要傾斜機構40 來進行協(xié)同傾斜移動(尤其是協(xié)同AGV 10的前向移動)。因此，對于極小間隙的負載，集裝架72做出近似弓形的移動從而負載不與運輸工具頂棚58或運輸工具底板57接合。因此，由于AGV 10向前延伸到運輸工具中，從而傾斜機構40與負載60的角度增加，因此集裝架 72的前部邊緣不接觸運輸工具底板57。接著，集裝架72放置在運輸工具底板57上的期望位置中。接著，在負載60的放置過程中將叉狀件16放低，并且AGV將其路線方向反向到運輸工具50外部。由于在集裝架袋74內具有極小間隙，從而在AGV從運輸工具出去時一般叉狀件16也增加地傾斜，以保證叉狀件16不與集裝架袋74接合。一旦將叉狀件16與集裝架袋74基本脫離，從而AGV能夠繼續(xù)返回到位置A，同時返回傾斜結構40，尤其是升降機構18和叉狀件托架17之一返回到其基本上垂直的位置。如上所述，AGV上的控制器或系統(tǒng)控制器能夠測量AGV支撐表面與運輸工具底板 57的相對角度，從而確定AGV進出運輸工具50時負載60或叉狀件16所需要的傾斜以及，如果需要，叉狀件16隨著AGV的移動進行的協(xié)同移動。在AGV 10裝載運輸工具50的開口 52時，這樣保證了順利地且有效地發(fā)生運輸工具50的端部裝載開口最近的負載，并防止負載放置的偏移或未對準。如圖所示，上述系統(tǒng)還可反轉以改進運輸工具50的卸載。尤其是，當AGV將其叉狀件16延伸到運輸工具50的開口 52或端部處的至少第一負載60上的集裝架袋74時，AGV能夠使用確定的運輸工具50的相對位置，以使用傾斜機構40對準叉狀件16，因此防止集裝架袋74內的叉狀件的干擾。在叉狀件16進入集裝架袋74時，AGV還可協(xié)同這些叉狀件16的移動，從而保證AGV向前移動時叉狀件16不接觸集裝架72。期望當傳感器100測量在位置A處裝載有負載的運輸工具50時，傳感器將需要測量運輸工具頂棚58，這是由于負載60可能與測量運輸工具底板57相干擾。當然，在某些實施例中，可將傳感器放置在裝載倉門外部或延伸到運輸工具裝載區(qū)域87上方的裝載設施外部并確定運輸工具50的相對位置，從而消除各AGVlO掃描運輸工具的需要。位于設施內而不位于AGV 10上的傳感器100還可測量運輸工具50底板或頂棚之一并將所測量的與AGV或系統(tǒng)控制器通信?？墒褂眠@些外部掃描裝置與中央處理器通信，這可確定運輸工具相對于裝載倉設施的位置并更新具有必需信息的AGV，以適當?shù)胤胖秘撦d并裝載和卸載距離開口 52最近的負載。在某些實例中，運輸工具不具有側壁，而是當AGV將負載裝載到運輸工具上時為平板。在這些情況下，AGV能夠感測運輸工具的板或底板與向地面的急劇下降之間的確定邊緣。因此，可能將AGV配置為掃描拖車側壁的不存在。上述討論公開并描述本發(fā)明的示例性實例。本領域普通技術人員將容易地從這些討論中和從附圖和權利要求中識別可對本發(fā)明作各種變化、修改以及變異而不脫離如下文的權利要求所限定的本發(fā)明真正的精神和范圍。
權利要求
1.一種由自動導引車輛(AGV)裝載具有側壁和開口的運輸工具的方法，該方法包括將負載與所述AGV接合；將具有導引系統(tǒng)的所述AGV導引到位置A，其中該位置A位于所述運輸工具外部；確定用于在所述運輸工具上的期望裝載位置處堆積所述負載的運輸路徑；由所述導引系統(tǒng)將所述AGV沿確定的所述運輸路徑導引到所述期望裝載位置；當所述AGV沿確定的所述運輸路徑行駛時，確定所述AGV相對所述運輸工具的位置；以及將所述負載堆積到所述運輸工具上的所述期望裝載位置處。
2.根據權利要求1所述的方法，其中確定用于在所述期望裝載位置處堆積所述負載的運輸路徑的步驟還包括用傳感器描繪所述運輸工具的內部的輪廓的步驟。
3.根據權利要求1所述的方法，其中確定所述AGV相對所述運輸工具的位置的步驟包括用傳感器描繪所述運輸工具的內部的輪廓的步驟。
4.根據權利要求3所述的方法，其中確定所述AGV相對所述運輸工具的位置的步驟是以規(guī)律間隔執(zhí)行。
5.根據權利要求4所述的方法，其中不連續(xù)執(zhí)行所述規(guī)律間隔。
6.根據權利要求4所述的方法，其中約以每秒三十次發(fā)生所述規(guī)律間隔。
7.根據權利要求3所述的方法，其中所述傳感器位于所述AGV遠處。
8.根據權利要求3所述的方法，其中所述傳感器位于所述AGV上。
9.根據權利要求3所述的方法，其中沿確定的所述運輸路徑導引所述AGV的步驟還包括如下步驟，當所述AGV沿確定的所述運輸路徑行駛時，使用在描繪所述運輸工具的內部的輪廓的步驟期間接收的數(shù)據，確定與確定的所述運輸路徑的任意偏差。
10.根據權利要求9所述的方法，還包括如下步驟，響應于確定與確定的所述運輸路徑的任意偏差的步驟中確定偏差來校正所述AGV的所述行駛路徑，以匹配確定的所述運輸路徑。
11.根據權利要求1所述的方法，還包括當所述AGV被沿確定的所述運輸路徑導引時，測量到所述運輸工具的多個所述側壁至少之一的距離的步驟。
12.根據權利要求1所述的方法，其中確定運輸路徑的步驟包括使用LADAR、激光、聲波或光學傳感器之一來描繪所述運輸工具的內部的輪廓的步驟。
13.根據權利要求1所述的方法，還包括當所述AGV被沿確定的所述運輸路徑導引時，感測所述運輸工具的底板的所述邊緣的步驟。
14.根據權利要求13所述的方法，還包括當所述AGV在所述運輸工具上時至少一次更新所述運輸工具的所述輪廓的步驟，但是更新次數(shù)不高于每秒35次。
15.一種由自動導引車輛(AGV)裝載具有側壁和開口的運輸工具的方法，該方法包括將負載與所述AGV接合；將具有初級導引系統(tǒng)的所述AGV導引到位于所述運輸工具的所述開口外部的位置；描繪至少所述運輸工具的所述開口的輪廓；確定所述AGV從所述運輸工具外部的所述位置穿過所述運輸工具的開口的行駛路徑；將所述運輸工具內的所述AGV導引到所述運輸工具上的裝載位置，并當將所述AGV導弓I到所述運輸工具內的所述裝載位置時至少一次描繪所述運輸工具內部的輪廓；以及將所述運輸工具內的所述AGV從所述裝載位置導引到所述運輸工具的所述開口外部的位置。
16.根據權利要求15所述的方法，其中確定行駛路徑的步驟還包括在所述AGV經過所述運輸工具的所述開口之前描繪所述運輸工具的內部的輪廓的步驟。
17.根據權利要求15所述的方法，其中在所述運輸工具內導引所述AGV的步驟是由第二導引系統(tǒng)執(zhí)行。
18.根據權利要求15所述的方法，其中在所述運輸工具內導引所述AGV的步驟是由所述初級導引系統(tǒng)執(zhí)行。
19.根據權利要求15所述的方法，其中在所述運輸工具內導引所述AGV的步驟還包括使用傳感器來獲取與至少一個側壁的距離，同時使用所述傳感器確定所述AGV的所述行駛路徑內的任意障礙物的步驟。
20.根據權利要求15所述的方法，其中將所述運輸工具內的所述AGV導引到期望裝載位置的步驟包括校正與由所述運輸工具的所述輪廓確定的所述期望運輸路徑的任意偏差的步驟。
21.根據權利要求20所述的方法，其中在所述運輸工具內導引所述AGV的步驟還包括如下步驟，當所述初級導引系統(tǒng)期望所述AGV與確定的所述運輸路徑基本對準時，更新所述運輸工具內的所述輪廓。
22.根據權利要求15所述的方法，其中在運輸工具中至少發(fā)生一次描繪所述運輸工具的輪廓的步驟，但是低于約每秒35次。
23.根據權利要求15所述的方法，還包括當所述AGV被沿確定的所述運輸路徑導引時感測所述運輸工具底板的所述邊緣的步驟。
全文摘要
公開了一種用于自動裝載和卸載運輸工具的方法和系統(tǒng)。導引系統(tǒng)跟隨行駛路徑到運輸工具附近的位置，接著傳感器描繪運輸工具的輪廓，從而確定了AGV的運輸路徑，以使AGV跟隨運輸路徑進入運輸工具放置負載，并一經放置負載就離開運輸工具。
文檔編號G01C22/00GK102077057SQ200980124822
公開日2011年5月25日申請日期2009年4月28日優(yōu)先權日2008年4月28日
發(fā)明者杰拉爾德·愛德華·齊爾森, 韋恩·大衛(wèi)·羅斯申請人:杰維斯·B·韋布國際公司

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