專利名稱：用于增強自動導引車導引性能的可變偏移定位天線陣列的制作方法
技術領域：
本發明涉及自動導引車(Automated Guided Vehicle，隨后稱為AGV)的導引和控制，更具體地，在一種實施方式中，涉及一種能使AGV通過假設一個相對一個導引系統如掩埋式導引線的偏離位置將規則的和不規則形狀的負載在存儲位置和取用位置之間移動的系統。
背景技術：
傳統的停車場都在改變其地面形狀以滿足高容量存儲的需求。在城市中心，地上空間和地下空間都非常珍貴，停車設施的擁有者受到固定的車道和一定量的從該車道延伸出的車輛空間的限制。多層的車庫僅能在不會有礙觀瞻和不會難以駕駛的情況下向高處延伸。此外，自助停車和/或服務員引導停車的位置必須考慮在車輛的兩側以及車輛周圍都存在額外的空間以使人們能夠進出。此外，對于設施擁有者來說每個存儲位置還必須具有相當的常用空間。例如，大部分設施通常要求至少在每個存儲位置的前方具有足夠的空間以滿足常規的進出。還應有常規的人行設施，如走廊、樓梯、電梯、走火通道、適當的照明，以及還可能有自動售貨機、浴室、現場人員的辦公空間、安全門、攝像機、火警系統等。自助停車設施還常常出現由于司機錯誤導致的車輛間碰撞事故，以及給小偷、破壞者和其他不受歡迎的人提供了機會。因此， 在確定場所的每個存儲位置上還必須具有相當的額外空間以滿足用戶的進出和通行，以及相當的額外空間資源以滿足人類舒適性、安全性等的要求。常用空間的需求量將限制能停在同一個場所的車輛數目并增加了經營一個停車設施的成本。因此，需要一種自動停車系統，它既能克服人體相關的常用空間需求，并能被高效地建造和經營，且不需要額外空間或必須具有的允許單個人員進出的空間。現有以及建立了的沿著掩埋式導引線操縱AGV的方法使用的是精確位于AGV前方中央的一個天線、或者相對于行進方向的精確位于AGV前方和后方中央的一對天線。傳統的AGV導引系統僅使用當前引導AGV的天線、或基于AGV前進方向的“前方”天線，以跟隨掩埋式導引線。裝有兩個天線的AGV上的尾隨的或“后方的”天線只有在AGV反向時才有效， 這個時候后方天線成功地變為“前方”天線并起到AGV系統導引的作用。掩埋式導引線布置在連接頻率發生器并由其供電的回路中，該頻率發生器通過導引線傳遞交流電頻率。AGV 的每個導引天線包括兩個感應線圈，所述感應線圈基于線圈附近的由負載導引線的頻率產生的磁場單獨地產生輸出電壓。通過平衡前方天線上兩個感應線圈中的每個的輸出信號的相對強度，并將一個線圈的輸出強度減去另一線圈的輸出強度，然后調整AGV的轉向以定位在自兩個線圈“相減后的輸出”等于零的位置上，AGV的控制系統動態地調整AGV的轉向以保持天線的中心，并因此AGV相對于行進方向的中心線基本以掩埋式導引線為準。這種系統通常配置有柵格形式的導引線，一組線有效地形成“X軸”，另一組形成“Y軸”，使AGV通過轉向遵循不同的軸線和沿著不同柵格軸的不同方向行進，能在沿著線柵格的兩個方向中運動。有時候這些傳統的系統使用了具有較大轉向半徑的逐漸彎曲的線，讓AGV跟隨單一的線在變化的方向中行進。現有的AGV導引系統具有3種常見的問題/局限性
1)當AGV行進至一個天線感應線圈的外緣突然超出掩埋式導引線的垂直平面的位置時，天線會產生一個相同的信號而無論天線位于導引線的哪一側。因為系統無法肯定地識別需要往哪個方向前進以再次獲取導引線，因此通常會發出“離線”警告，停止AGV，并需要人為干涉才能使AGV回到導引線上并再次激活。另一種情況是，AGV根據一種受限的搜索模式找到導引線，但存在往錯誤方向搜索太遠的風險，變得進一步迷失和/或出現與AGV的常規行進路線之外的物體相撞的可能性。2) “僅位于中心”的行進路徑極大地限制了 AGV系統高效處理和移動不對稱物體的能力，結果是AGV系統主要用于處理尺寸和形狀范圍都非常狹窄，或至少是容易預測的物體。3)線圈信號的“相減后的輸出”具有某些弱點和可靠性方面的問題，如果在天線和導引線或其他影響所述導引線信號的磁場相對強度的物體之間的距離在行進過程中出現變化，這些問題將將導致導引系統出現故障。
發明內容
本發明的一個實施方式使用了基本類似的掩埋式導引線系統，但具有極為不同的天線和感應線圈結構，其通過車載可編程的微處理器分析一個或多個感應線圈的輸出信號的相對信號強度，即全部線圈或選定的其他相鄰線圈當前檢測到的信號輸出的總強度的比值，而實現處理感應線圈的輸出的目的，以確定天線以及AGV相對導引線的精確位置，而不是僅以“相減后的輸出”值接近零為目標。本系統在導引控制方法學上具有重大進展，能夠更有效使用基于掩埋式導線的導引系統。不同于通常試圖引導AGV至兩個線圈的輸出接近平衡的位置的、使AGV相對于其行進方向基本以導引線為中心的動態轉向系統，本發明的導引系統可有目的地移動AGV，通過在兩個或多個感應線圈的陣列的外部累積分界線內的任意點上跟隨所述導引線，以相對于導引線的一個特定的和動態變化的偏移距離的路徑為軌跡移動。這是通過引導AGV跟隨一個精確的輸出讀數來實現的，該輸出讀數基于對兩個或多個感應線圈的輸出的相對強度的分析，等同于AGC相對于掩埋式導引線的一個精確位置的數字表達。這使得AGV能夠有謹慎地地沿著“偏移軌跡”(offset track)前進，該軌跡中AGV行進方向上的中心線將根據需要發生變化，并根據掩埋式導引線的位置而具體規定而變化。這種“偏移軌跡”系統的一個優點是，它能夠使AGV移動不對稱形狀的物體，如車輛，這些車輛在行動通道的側下方具有一個不同于后方伸出量(后輪中心至車輛后方最遠范圍的量)的前方伸出量(前輪中心至車輛前方最遠范圍的量)，相對于將被裝載的車輛的總長度來說無需較大地擴展行動通道的總寬度。通過移動AGV至導引線的一側或另一側，可彌補被裝載的貨物的對稱方面的問題，AGV可沿著與路徑的最大寬度幾乎相同的尺寸的通道行進，同時仍然沿著永久地位于行動通道中部的單個的固定的導引線行進。此外，本發明的導引技術在單個天線中使用了多于兩個的感應線圈的組合，在實施例中形成一個擴展的天線陣列。在這種結構中，可編程的微處理器對沿著擴展的天線陣列的每個點都賦予一個獨特的相對值。因而，AGV導引系統可在指示下跟隨沿著陣列的整個長度上的任一特定點上的導引線行進，將能到達的相對于掩埋式導引線和/或AGV行進方向的中心線的偏移量和特異性從數英寸增大到數英尺，甚至如果需要的話可以到天線陣列的整個長度。這可極大地減少了設計上用于存放、移動和取回可能具有不對稱外形的物體的建筑物中行進路線和/或存儲位置所需的總的建筑面積，并且極大地減少了與建筑、 維護和房產相關的支出成本。使用微處理器分析感應線圈陣列發出的輸出信號的方式能夠在AGV天線因該移動至一側致使其最外側的線圈延伸到掩埋式導引線之外的情況下，使AGV導引控制系統肯定地得知它通過到了掩埋式導引線哪一側。如此裝備的AGV可以校正其路線回到掩埋式導引線之上，直到天線能夠再次檢測到掩埋式導引線的存在，而無需立即離線關閉以及人為干涉。使用車載可編程的微處理器進行比例分析還可使AGV導引系統更好地補償導線寬度或信號強度發生的變化，而無需精確安裝導引線或出現傳統導線導引系統可能出現的導引缺陷。所述車載可編程的微處理器連同本發明的各個方面所包含的其他AGV操控和導引控制系統創新能使在每個行進方向上裝備兩個天線的AGV的前方和后方天線，能被同時操縱和控制。這種雙天線的導引系統能獲取和處理來自單個AGV上的前方和后方天線上的信息，提供更為精確的轉向和追蹤系統，使AGV在需要非常精確的轉向的應用中能執行更為復雜和精確的動作。這種性能還可用來提供一種轉向和控制系統，能獲得來自額外的有源天線傳感器發出的更多的反饋信息量，以校驗正確的操作、轉向和追蹤，如此裝備的AGV 能夠實現更好的行進性能。根據本發明的特征，所述天線陣列可以測定相對于導引線的位置上的擴展的感應范圍和精度，獲得另一個之前未能實現的跟隨導引線柵格的方法。通過在每個AGV上安裝4 個或更多的天線，例如在大致為矩形的AGV (這里指的是前、后、左側和右側，但AGV實際上并不受到這種4個特定方向的結構的限制)的每側上各安裝1個，可容易地實現上述目的。 當AGV沿著一導引線的一個方向(本實施例中稱為“X軸”)上有效行進時，前方天線陣列或所有兩個天線陣列(比如前方和后方陣列)將以任意特定的偏移量追蹤導引線。另一個或兩個天線陣列(在此實例中也稱作左和右陣列)同時檢測它們所穿過的“Y軸”線，確認AGV相對于其行進方向的當前的大致位置。在某些情況中，相對位置和這些交叉線相較于移動的 AGV的相對位置的改變可用來計算或確認其他系統感應器所獲得的AGV的位置、前進方向和行進速度。當AGV接近將其跟隨的“Y軸”時，一旦進入側面天線陣列的感應范圍內，所述兩個“側方天線”將檢測到導線的存在。使用微處理器車載的天線陣列的輸出，可以相對于新獲知的“Y軸”導引線引導減慢AGV或將其停止在精確的位置上，如果需要的話還可包括一定的偏移量，隨后基于其負載的可能的不對稱性安全地跟隨“Y軸”線行進。這時，所有4 個天線陣列都明確地感應到期相對于“X”和“Y”軸的精確位置，確保AGV及其負載的精確定位。具有多方向行進性能的AGV隨后立即繼續沿著“Y”軸行進，無需執行一個轉向動作， 之前的前方和后方天線有效地變為側方天線以感應交叉的柵格線，之前的側方天線變為前方和后方導引天線。因為AGV的方向能在無需在拐角處具有較寬闊的轉向半徑的情況下即可發生改變或無需提供行進路線的額外空間以容納不對稱的貨物，這能潛在地減少總的移動和裝載處理時間以及改善系統效率。該種性能還能降低與存儲系統軌跡、建造和維護相關的成本。本發明裝備有微處理器的天線陣列結合本發明的增強了的控制系統后具有的更大的精度和靈活度，借助多個天線的同時使用調整或確認定位的能力，以及能使AGV移動具有不對稱的物理特性的負載的方法能以非常有效的方式實現之前無法實現的移動和取用操作。例如，不對稱的貨物，在此例子中是駛入系統裝載區的車輛，可由AGV捕獲并送入系統中，隨后側向地或與行進路線方向相垂直但保持一定偏移量地移動，然后轉向180度， 這樣在取回車輛時可向前駛出所述系統。在駛出時，因先前旋轉了 180°，所述AGV可以以相對于取回路線的相反的偏移量行進。這種調整可以自動進行，并且可由AGV來執行“新的”偏移定向，移動貨物朝其它行進路線前進，到達或離開垂直的傳送器上，根據需要進入存儲空間或裝載區，完成預期的存放和取回操作。因此，這里提供了一種車輛自動存放系統或者類似的具有導引系統的車輛存放系統，該導引系統可響應遠程控制移動系統，在取用位置如開車進入的位置和存放位置之間移動車輛。更具體地，在一個實施例中，提供了一種全向的、電池供電、無線遙控的AGV，它具有定位和導引系統和一套系統控制方法，所述定位和導引系統通過加入由兩個或更多個感應線圈和可編程的微處理器組成的天線陣列，使它們的行進路徑相對于掩埋式導引線而出現變化，微處理器可賦予陣列長度內的每個位置一個明確的值，所述系統控制方法是AGV 用來相對于掩埋式導引線偏移其導引路徑的方法。還提供了一種AGV導引控制系統，可確定地在出現“離線”情況時得知天線穿過超出了掩埋式導引線的哪一側，并能使AGV可靠地被校正回到掩埋式導引線的位置上，無需關閉導引系統和人為干涉。與傳統的導線導引系統相比，本發明的導引系統還能較好地補償因導線寬度或信號強度的不同而出現的變化， 并提供一種具有多方向行進能力的AGV，且能獲得更高效的路徑模式，這可提高系統效率并降低與存儲系統空間、建造和維護相關的成本。
圖1示出了傳統的由掩埋式導引線導向的雙天線AGV ； 圖2A是圖1的AGV天線的正視圖，圖2B是它的平面圖3是包括多個本發明的可變偏移量定位天線陣列的增強的AGV的一個實施例； 圖4(圖4A-4F)示出了圖3的一個天線的正視圖和平面圖，示出具有一個可編程的車載微處理器的兩個線圈的狀態，該微處理器能使AGV追蹤以偏離掩埋式導引線的路徑行進；
圖5(圖5A-5C)示出了具有可編程的車載微處理器的多個線圈天線的一個實施例，該微處理器位于相對于掩埋式導引線的不同的中心位置和偏移位置上；
圖6(圖6A-6C)示出了含有圖5的多個線圈天線的控制方法的一個實施例； 圖7示出了具有兩個可變偏移量定位的天線陣列的增強的AGV的一個實施例，該AGV位于具有相對于導引線的不同偏移量的位置上；
圖8(圖8A-8B)示出了具有四個可變偏移量定位的天線陣列的增強的AGV的一個實施例，該AGV位于具有相對于掩埋式導引線的X軸和Y軸的不同偏移量的位置上；
圖9示出了能取得偏心負載的AGV的一個實施例，該AGV能以與中央導引線成一定偏移量的路徑行進；
圖10示出了以與中央導引線成一定偏移量的路徑行進的AGV的一個實施例，能使其穿過阻礙行進通道的障礙物；
圖11示出了傳統AGV與本發明的AGV的一個實施例的對照，顯示本發明的AGV用到更窄的行進路徑；
圖12示出了傳統AGV與本發明的AGV的一個實施例的另一個對照圖，顯示了本發明的 AGV的優勢和利用它的控制方法能移動長的和窄的不對稱物體，通過跟隨一個線軸沿著足夠寬以容納物體長度的行進路徑前進，然后向側面偏移，跟隨另一個線軸進入較窄的存放路徑和/或存放車架上，而無需轉動AGV或車輛以將車輛裝載入存放通道的空間；
圖13示出了使用本發明的AGV在裝載區和存放區之間移動和重定位貨物的一個實施
例；
圖14A是采用了本發明的增強的AGV的設施的控制系統的一個實施例的示意圖； 圖14B是依據本發明構建的控制系統的一個實施例的圖； 圖14C是依據本發明的一個實施例的控制系統的示意性和非限制性框圖； 圖15示出了具有存儲結構和行進路徑的采用了本發明的一個實施例的AGV的設施的一個實施例；
圖16示出了本發明的AGV承載的貨物的各種存放辦法；
圖17A-17D示出了使用AGV從存放位置上獲取貨物的AGV的控制方法和AGV的用途的一個實施例；
圖18A-18C示出了使用AGV以另一條圍繞障礙物的行進路徑行進的AGV的控制方法和 AGV的用途的一個實施例；
圖19A-19D示出了使用多個AGV以從堵塞的存放位置上取回貨物的多個AGV的控制方法和多個AGV的用途的一個實施例；
圖20是描述了計算位置值的方法的流程圖，該方法由依據本發明的一個實施例的微處理器執行；
圖21是依據本發明的另一個實施例的AGV的頂視圖； 圖22示出了具有車輛托盤的本發明的AGV的一個實施例； 圖23是圖22的邊視圖的一個實施例； 圖M示出了具有帶鎖存儲箱的本發明的AGV的一個實施例； 圖25是圖M的邊視圖的一個實施例；
圖沈示出了沿著傾斜的路徑行進的本發明的AGV的另一個實施例。
具體實施例方式
本說明書描述了目前預計的實施本發明的最好模式。這些描述并不意欲理解為限制性的，而是參照附圖提供了僅僅是出于示意性目的的本發明的實施例，以告知本領域技術人員本發明的優勢和結構。在附圖的多個視圖中，相同的參考數字表明是相同或類似的部分。圖1是以具有“X”軸導引線70和“Y”軸導引線75的掩埋式導引線系統為中心的傳統AGV50的一個實施例的示意圖。傳統AGV系統通常采用X軸和Y軸線的柵格，通過朝向不同的軸線轉向并沿著此不同的柵格軸的不同的方向行進來使AGV執行沿著柵格的具有兩個方向的行進動作。很多時候這些系統采用具有較大彎曲半徑的一個逐漸彎曲的線來使AGV跟隨單根線在不同方向上行進(例如參見圖12)。如這里所討論的，X和Y方向通常是垂直的，并可參照平面或頂視圖，即往下看AGV的視圖而得以理解，其中X軸指示沿著地面平面的水平運動，Y軸指示沿著地面平面的垂直運動，但是也可以理解為X和Y方向是相對的，在這里如此設計是出于便捷和容易理解AGV及其環境的相對定位的目的。在圖1的實施方式中，傳統AGV50具有前方天線60和后方天線65，并以導引線70 和75為中心。現有已使用的使AGV沿著掩埋式導引線行進的方法采用相對于圖1示出的行進方向D精確位于AGV (圖1中的天線60)中心的單根天線或精確位于AGV前方和后方 (圖1中的50)中心的一對天線(圖1中的天線60和65)。傳統AGV導引系統僅使用位于 AGV前方的天線或基于AGV當前行進方向的前方天線，以追蹤掩埋式導引線。后面的或后方天線通常是閑置的，直至AGV翻轉方向，這時它變為前方天線并發揮AGV系統導引作用。圖2A是圖1的前方天線60的正視圖，圖2B是平面圖。天線60包含兩個感應線圈 62和64，根據它們與導引線70所帶有的頻率的磁場的接近而分別產生一個輸出電壓。掩埋式導引線(70、75)通常布置在連接頻率發生器并由其供電的環路(如參見圖14A中的環路920和930)中，該頻率發生器(如參見圖14A中的頻率發生器925和935)通過導引線傳遞交流電頻率。通過平衡天線70上的兩個感應線圈62、64中每一個產生的信號輸出的相對強度，并從一個線圈的輸出強度減去另一個線圈的輸出去強度，隨后調整AGV50的轉向， 以兩個線圈輸出信號的差值等于零的點為目標，AGV50的控制系統(未示)動態調整AGV50 的轉向，保持天線60的中心，因而使AGV50相對于行進方向的中心線基本以掩埋式導引線 70為中心。然而，如之前所述的，傳統AGV具有許多缺點，限制了 AGV對意料之外的行進環境如行進路線中的阻礙的反應能力，以及執行需要AGV到達偏離導引線系統的狀態的運作的能力。兩個天線、圖1-2B中描述的兩個線圈系統將傳統AGV的行進限制在以導引系統為中心的位置之內，導致傳統AGV系統與本發明的AGV陣列和控制方法相比效率較差。圖3示出了以安裝在地下的導引線系統為中心的本發明的AGV100的一個實施方式，該導引線系統具有“X”軸導引線70和“Y”軸導引線75，應可理解，導引系統作為一個整體優選由連接中央控制系統(參見圖14A和14B)的導引線的網絡或矩陣組成。AGV100還包括多個天線110、120、130和140，上述天線是指定用于簡單表述前方天線110、后方天線 120、上部天線130和下部天線140。如下文將詳細描述的，沿著X和Y軸定位的天線結構能使AGV100相對于導引線網絡的移動和導引更加靈活。圖4A-4F示出了圖3的一個增強的天線陣列的一個實施方式，出于陳述的目的將其稱作圖3的天線110或前方天線110。圖4A、4C和4E是天線110的正視圖，圖4B、4D和 4F是平面圖。然而，應理解AGV100上的每個天線也可采取相同的結構。圖4A-4F的實施方式的天線110還包括多個感應線圈112和114以及能使AGV100以偏離掩埋式導引線70的方式行進的可編程車載微處理器116。雖然僅示出了兩個感應線圈112和114，但如下所述可以使用多于兩個的感應線圈。天線110中的感應線圈112和114如傳統AGV天線產生輸出電壓，當需要時用來保持AGV100以導引線70為中心。在一個實施方式中，車載可編程的微處理器116接收和進行感應線圈輸出電流的數學分析，然后產生它本身的新的輸出信號。這能使AGV100 (圖3)如圖4A和4B所示，按照其天線110、120、130和140以導引線70 為中心的方式行進，或如圖4C-4F所示，雖然仍然確實跟隨導引線行進，但有意地移動至導引線60的一側與其保持一個可控和可變的距離。如需，這種與中心線的偏移量可大至，以及稍微超出天線陣列110的寬度118 (圖4A)。圖5A-5C示出了用于相對于導線70定位的AGV100的天線陣列210的另一個實施例的正視圖。天線210還包括多個位于天線210的中心線212上的感應線圈220、230、對0、 250、260和270和車載可編程的微處理器觀0。一方面，如果需要的話，如圖5A所示，車載可編程的微處理器280分析感應線圈220 - 270陣列的輸出，保持AGV以掩埋式導引線70為中心。另一種情況是，車載可編程的微處理器280允許裝有天線210的AGV有目的地和精確地跟隨中心線212離開導引線70的路線行進，如圖5B和5C所示。與車載可編程的微處理器280相組合的多個感應線圈220 - 270能使AGV從其導引線70上方的位置無縫地移動到沿著感應線圈陣列的長度方向的任意位置上，以相對于導引線70移動AGV的中心線212 一個精確的可控的量，遠遠超出了傳統AGV導引天線能檢測到的由導引線70具有的頻率所產生的磁場的距離。在本發明的一個實施例中，天線陣列200能同時感應單個導弓丨線70或多個導引線的多種頻率。當采用多種頻率時，系統控制計算機指示AGV選擇理想的頻率。依據本發明的另一個實施例，還可采用多個導引線。多個導線可實行單種頻率或者每條線可具有不同的頻率。依據本發明的原理，車載可編程的微處理器280分析天線陣列210中感應線圈 220 - 270的輸出，并根據每個單獨的感應線圈產生的輸出給沿著陣列的每個點指定一個值。每個線圈220-270具有唯一的指數值，它根據線圈與導引線70接近距離和導線70中的電流強度的函數輸出交流電(AC)。每個線圈的輸出由一個電路(未示)接收，該電路適配來產生可被微處理器280分析的數字信號。在示例性實施例中，這還可通過對AC信號進行整流產生DC信號，然后用A/D轉換器將DC信號轉換為數字信號來完成。微處理器280產生表示天線210相對于導引線70的位置值。根據具有最強信號的一對線圈220-270確定該位置值。這種方法減少了對導引線70的電磁場的依賴性。圖20示出了描述根據本發明的一個實施例由微處理器觀執行的計算位置值的方法的具有示例性和非限制性的流程圖1500。在S1510上，微處理器280接收和記錄對應于每個線圈220-270的輸出信號的數字信號。每個線圈的電流優選通過A/D以 1000次/ 秒抽樣(雖然也可以嘗試其它抽樣率)，其中線圈輸出與線圈和導引線的接近程度和導線內的電流強度相關，以及其中每個線圈可被單獨地鑒別出，因而微處理器知道哪個信號來自哪個線圈。在S1510上，測定具有最大值的兩個記錄的信號。下文中這些信號被稱為Va和 Vb，產生信號Va和Vb的線圈的指數分別為Ia和rt。如上所述，每個線圈220-270對應于一個唯一的指數值。在S1510上，將確定信號Va和Vb是否來自相鄰線圈。如果是，將繼續執行S1550。如果測得信號Va和Vb不來自相鄰線圈，將通過S1540核查該信號的正確性，
10以確定Va和Vb之外的最大信號是否在預定義的閾值之下。如果S1540得到否定答案，行為終止；否則，繼續執行S1550。在S1550中，線圈對(CoilPair)參數設置為線圈指數Ia和Λ的最小值。例如，如果線圈240和線圈250被定為Ia和Ib，那么線圈對參數應為M0。在S1560中，通過將線圈分離距離(d)值乘以線圈對參數可算得偏移值，即偏移值=d*線圈對。在S1570中，通過將線圈分離距離(d)乘以信號百分比值(SignalPercentagevalue)可算得選定的線圈對之間的相對位置(RelPos)，即RelPos=d*SignalPercentage。信號百分比是Va和Vb之外的最大信號與信號Va+Vb的總和的比例。線圈分離距離(d)是線圈220-270之間的距離。在 S1580中，將要確定指數Ia是否大于指數Λ。如果是，在S1590中，根據下式計算位置
位置(Position)=偏移值(Offset) - d/2+RelPos。如果在S1580中確定指數Ia不大于指數Ib，在S1595中將采用下式計算位置 位置(Position)=偏移值(Offset) +d/2+RelPos。圖6A-6C示出了用來確定如圖5A-5C所示的天線210與中心線212和導引線70 的相對定位的分析的一個實施例。車載可編程的微處理器280分析天線陣列中多個感應線圈220 - 270的輸出，并根據每個單獨的感應線圈的輸出對沿著陣列的每個點賦值。在圖 6A-6C示出的實施例中，天線陣列以導引線70為中心的關系將產生 245的值(即位于線圈 240和250中間)，雖然實際輸出數字可能根據應用或所采用的控制系統的不同而不同。如果例如AGV行進至導引線70右側很遠的位置，車載可編程的微處理器觀0的分析可以如此指出并輸出一個對應值或其它適當形式的發至AGV控制系統的聯系信號。在圖6B的實施例中，一個小于220的值被發至AGV控制系統，AGV需要向左行進以回到如圖6A所示的以導引線70為中心的位置。如果如圖6C所示AGV行進至導引線70左側很遠的位置，車載可編程的微處理器280將產生一個指示其位置的輸出。在圖6C的實施例中，大于270的任意值將發至AGV控制系統，AGV需要向右行進以回到如圖6A所示的以導引線70為中心的位置。AGV可以偏離導引線70等的范圍取決于多種因素，包括但不限于導引線70的頻率強度、感應線圈的敏感性和通過車載可編程的微處理器相關聯的各個部件的連接方式。例如，如圖6A-6C所示，天線陣列的可達到的范圍得以擴展將減少AGV經歷離線關閉情況的風險，離線關閉指的是AGV失去了與導引線網絡的控制接觸。這里描述的裝備了增強的天線的AGV具有更大的行進窗口，同時仍然能保持與掩埋式導引線網絡產生的磁場相接觸。此外，一旦失去了與導引線產生的磁場的接觸，控制系統能通過使用如圖6A-6C示出的指示線圈定位值系統，發出需要向哪個方向行進以再次接觸掩埋式導引線產生的磁場的正確指令。還可嘗試其他控制系統。因而，裝備有增強天線并處于適當的控制系統和方法下的AGV能執行回到導引線的路線，無需經歷需要迫使人為干涉的離線關閉。此外，由于傳統AGV系統設計成避免出現離線狀況的行進路徑和路線，因而限制了一些出于運作效率方面的選擇可能，但本發明的控制系統和AGV允許按慣例執行更復雜的AGV路線而不會服務中斷，并因此能獲得更高效的運作性能和更高效的空間使用。圖7至圖8示出了顯示本發明各方面特征的AGV200和300的兩個非限制性實施例，其中圖7的AGV200含有前方和后方天線202和204，圖8A和8B的AGV300沿著AGV300 的一側含有多個天線312、314、316和318。圖7示出了相對于導引線70定位的AGV200的一個實施例，它具有與圖5A-6C的天線210相同結構的包括多個感應線圈的前方天線202和后方天線204以及車載可編程的微處理器(未明確示出)。因而，當AGV200在箭頭206指示的行進方向上沿著導引線70移動時，AGV200將從以導引線70為中心的位置208a移動(參見例如圖5A的天線)到稍微偏離線70的位置208b (參見例如圖5C的天線)。在圖7的實施例中，AGV200可僅運作提供導引信息的前方天線202，或用兩個天線202和204確認AGV 定位和導引的前緣和后緣。圖8A和8B示出了相對于X軸導引線70和多個Y軸導引線75a、75b、75c和75d定位的AGV300的一個實施例，AGV300具有多個天線312、314、316和318，分別設置在AGV300 每個側面302、304、306和308上。每個天線312、314、316和318的結構優選與圖5A至圖 6C的天線210相同。圖8A示出了處于以導引線70和7 為中心并與AGV的目標位置340 相隔開的第一位置320的AGV300，該目標位置偏離X軸導引線70和Y軸導引線75d。如下所述，AGV相對于導引線網絡的偏離定位可出于多種原因，諸如，例如如果AGV需要取得不以導引線網絡為中心定位的貨物(參見圖9)時。圖8B示出了 AGV300從第一位置320至中間位置330并隨后至目標位置340的移動。具有車載可編程的微處理器(未示)和AGV控制系統(未示)的天線312和316的相互作用可控制其沿著X軸導引線的移動，其中天線312 和316相對于X軸導引線移動AGV300的位置。AGV300相對于Y軸線75a_75d的定位的確定還將引導AGV300從第一位置320到達目標位置340，其中，例如，天線314和318監控或計算穿過的Y軸線7 和75c以指示AGV300相對于Y軸網絡的定位，并確保圖8B的實施例中AGV300沿著Y軸線75d停止。因而，圖8B示出了用來使AGV300用一對天線312和316 跟隨行進方向中的導引線70的控制方法的一個實施例，同時用另一對天線314和314感應導引位置以穿過導引線75a-75d，并利用這兩對天線的輸出確定AGV在導引線柵格內的正確位置以及在導引線柵格內向正確位置行進，這些位置由特定的X和Y軸導引線的特定位置關系所表征。圖7至8B示出了裝備有兩對或更多對天線陣列的本發明的AGV的各個方面的特征，它能夠行進穿過裝有多軸的掩埋式導引線柵格的存儲或行進區，以柵格內的多軸線為中心或與之偏移進行跟隨和追蹤，到達控制系統指定的正確的目標位置。行進路徑通常由控制系統(參見圖14A-14C)指定，它將指示AGV跟隨柵格圖形(即在X方向上行進一段距離，然后在Y方向上行進一段距離)或如下面圖26的相關描述的以一定角度穿過柵格線， 以最高效或最優選的能實現的路徑到達指定位置。如下所述的，這對于基于AGV的存儲或倉儲應用均非常有利，其中可以根據當前需要和將要被存儲的特定的一個或多個物體的尺寸、形狀和移動計劃動態調整、設置和分配行進路線和存儲空間，而不是在存儲系統設計期間提前確定好一定數量空間。這還允許基于AGV的存儲系統比當前使用的非AGV系統更為靈活和更具有容納能力，并極大地改善了它們的成本效率和運行壽命。圖9示出了具有天線410和420的AGV400的一個實施例，該AGV沿著導引線70 行進以取得貨物區440內偏心貨物430 (本實施例中是汽車)。由其他設備、傳感器、測量工具或人為干涉控制和導引的AGV400能從以導引線70為中心的位置450a移動至偏離位置450b，到達和取得沿著位置450c的不精確地以掩埋式導引線70為中心放置的目標物體 430。這方面可用來處理由于不精確的人為或機械操作沒能精確放置的不規則形狀物體。例如，可通過裝載區內的或通過用戶機器界面系統由工人連接的傳感器檢測由工人裝入自動倉庫并且沒有精確地位于轉載區中心的物體的精確位置，而裝備有本發明的天線和控制系統的AGV如需要可偏離中心移動，以準確地接近和取得目標物體，然后回到中心或以需要的并適當的偏移量移動取得的物體至系統內的適當位置。在自動停車例子中，當AGV用來取得裝載區中的偏心放置的目標車輛時，例如，AGV能夠以其偏離導引線的方式行進的能力能有效地將AGV對準其意欲取得的車輛的中心。因而，AGV可行進至目標車輛下方的位置， 升高并移動，然后按要求回到以導引線為中心的位置，或偏離適當的量，根據車輛的特性和裝載區的優選的行進路徑裝載車輛行進。除了可以簡單地取得偏心貨物外，相對于導引線的位置動態調整AGV的位置對減少由于暫時性機械故障或AGV系統內的障礙物導致的運行中斷也非常有利。如果設備的失靈部件或暫時性的障礙物，如溢油、建筑物損壞、維修工具等會干擾或部分阻礙一部分行進路線，常規操作方法是需要整個關閉行進路線部分。然而，如果在行進路線中存在剩余空間，裝備有本發明的天線陣列和/或控制方法的AGV可以如圖10所示，簡單地根據需要在穿過系統中的該特定點時在此導引線上移動，穿過該區域繼續至少是受限制的行進運行， 直至障礙物源已經被除去或修理好。例如，圖10示出了具有天線510和520的AGV500，它以由邊界532和534確定的行進路線530內的導引線70為中心。當AGV500沿著其行進方向505遇到障礙物540時，聯合了天線510和/或520的控制系統(未示)將使AGV500相對引線70動態移動至其位置一個足夠的量，以避開障礙物530，并仍然保持在行進路線530的邊界532和534內。圖11示出了例如當裝載了不對稱貨物630并沿著行進路徑640行進，或放上或離開傳送器650，或進入存儲位置時，與使用傳統AGV50 (也參見圖1)相比較，通過使用含有天線陣列610、620的AGV600和本發明的控制方法的一個實施例在空間節省上的優點。動態移動AGV600的位置以進入一個在行進路線內偏離導引系統的位置的能力可以在相同情況下采用更窄的行進路線或更小的傳送系統或更小的存儲位置。在一個實施例中，傳統AGV50 通過如2009年1月17日提交的美國專利申請61/145543所述的內容升高車輛輪胎來拾取車輛630，利用傳統AGV導引天線60和65 (也參見圖1)裝載車輛630側向移動至行進路線640 (與車輛正常的向前/向后行進方向相垂直)上，AGV50繼續沿著以導引線70為中心的行進路線640行進，AGV50將以車輛的軸距為中心，該文獻在此引入作為參考。在一個特定的實施例中，假定在基于AGV的自動停車系統中能容納的最大車輛是1999年通用汽車 “Suburban”運動型多用途車。該車長219. 9英寸，前方伸出量(前輪中心至車輛最前方的距離)為36. 2英寸，后方伸出量(后輪中心至車輛最后方的距離)為52. 8英寸。為了使AGV50 能承載該車630至行進路線640上，面向每個方向(即在路線中向前或向后)需要的最小允許空間是219. 9英寸加上前方和后方伸出量的差距(16. 6英寸)，或236. 5英寸加上出于安全因素的任意需要的空隙的和，因而，如圖11所示，行進路線640的最小寬度由邊界642和 644確定。這個相同的額外的16. 6英寸長度還需要加到可能容納該車的每個存儲空間和可能在停車結構的樓層間移動它的每個傳送器650上。這導致與原建筑物需要的實際的精確物理尺寸相比，增加了接近7. 5%的建筑面積、機械空間、建筑材料和相關的建造成本以在系統內容納車630。然而，通過使用本發明的AGV600的一個實施例，移動天線陣列610、620 上的點，AGV600將跟隨朝該車630的后方精確偏離導引線708. 3英寸的路線行進，行進路線640、存儲空間和傳送器均可設成車輛實際最大尺寸219. 9英寸加上出于安全因素的任意需要的空隙的和，最小寬度由邊界646和648確定。在大型停車結構或自動車庫中，每個項目可節約7. 5%的房地產成本和建造成本，大約數十萬美元。圖12示出了例如當裝載了不對稱或如圖所示的長和窄的貨物730時，使用傳統 AGV50(也參見圖1)和通過使用含有天線陣列710、715、720和725的AGV700和控制方法(未示)的實施例所獲得的節省空間優點的對比圖。如圖12左側所示，如果需要用傳統AGV50移動貨物730從第一位置740至第二位置750，或從導引線70至75a，AGV50必須首先利用天線60和65沿著導引線70行進，直至AGV遇到導引線75a，然后AGV50在該點上必須旋轉， 在本實施例中是順時針旋轉，沿著行進路徑745，借此天線60和65可獲知導引線75a，以引導AGV50沿著導引線7 行進。因而，當在X軸導引線諸如70和Y軸導引線諸如7 之間轉換方向時，行進路線或足跡必須確定得在示出的兩個方向上能夠容納貨物730的最大尺寸。然而，如圖12右側所示，如果需要用本發明的AGV700的實施例移動貨物730從第一位置760至第二位置770，或從導引線70至75b，可利用天線710和720來控制和引導AGV700 沿著導引線70朝向導引線75b的移動。當AGV700接觸導引線7 時，AGV700在天線715 和725作用下改變方向沿著導引線7 行進。AGV700可利用如于2009年10月3日提交的美國申請61/M8448中所述的全向驅動和操縱機械，來改變AGV700在軸70、7恥之間的移動方向，而無需如圖12左側所示的傳統AGV50用于需要改變貨物730方向的位置，該文獻在此引入作為參考。因而，使用增強型的AGV700將同樣的貨物730從X軸方向轉向Y軸方向的移動只需要更小的行進路線765和更為壓縮的行進面積，僅需要涉及得足以容納貨物 730或AGV700的最小尺寸即可，無需考慮AGV700或貨物730的轉向空間，同時不需要也不排除例如其它能在導引線70和75b的交叉點上確認AGV物理位置的其他形式的傳感器的使用。圖13-19D示出了存儲車輛等的自動存儲設施中AGV的非限制性實施方式。在一個實施例中，自動停車設施包括顧客放置和取回車輛的裝載區和優選常規僅由AGV等存取的這種車輛的存儲區。由于是出于便捷的目的顯示和描述停車設施，應可理解本發明的AGV 導引和控制系統的實施方式可用來移動任何類型的貨物，根據控制系統的控制和導引以及控制手段的網絡，如結構上為地下的導引系統和/或無線系統或兩者的組合，沿著各種行進路線從第一位置至第二位置。還可嘗試其他控制手段。本發明的系統能更有效利用全部空間，以及更具體地，以相對于邊界和位于定位、移動和進出存儲位置上的障礙物在系統范圍內行進的方式更有效地利用。含有增強了的天線陣列的AGV的全向的移動和動態移動至偏離導引系統線等路線上的能力使得在行進和存儲區的移動和定位具有更大的靈活性。圖13示出了具有天線802、804、806和808的AGV800的一個實施例，這些天線用來從裝載區810獲取不對稱物體890，一種情況是具有不同前方伸出量892和后端伸出量 894的車輛，移動車890至存儲區812和特定的存儲位置820。最初位于導引線70a和7 交叉點的AGV800在天線804和808的控制和導引下沿著導引線7 行進，直至它取得裝載區810中的車輛890，車輛890被駛入裝載區810中因此前方伸出892面對存儲區812。可利用如2009年1月17日提交的美國申請61/145543所述的車輪896上的夾臂完成AGV800 獲取車輛890的動作，或將車停放在車輛托盤上，隨后AGV能如圖21-23所討論的獲取和移動。箭頭830示出了車輛890的獲取，箭頭832指示AGV800與車輛890回到行進路線850 內的導引線70。在AGV800回到導引線70a和75a的交叉點期間，全部天線802、804、806和 808優選與控制方法和車載可編程的微處理器聯合工作。
因為本實施方式中的AGV800通過車輛890的輪胎896相對車輛890定位，AGV800 的位置可能需要偏離導弓I線70a特定量，以保持車輛890的前方和后方伸出892和894位于行進路線850的邊界邪4和858內。設計行進路線使其能容納大部分車輛的寬度和長度， 能在各個方向上移動車輛。箭頭834示出車輛890根據AGV800沿著行進路線850的移動， AGV800向下偏離導引線70a，在相對于導引線70a的移動期間，天線802和806提供AGV800 的導引和偏離控制。在圖12的實施方式中，AGV800沿著箭頭836旋轉在行進路線850內的車輛890，以翻轉車輛890相對于行進路線850的方向，并翻轉相對于導引線70的偏離方向，因此，車輛890稍后可回到裝載區810并以向前的方向駛出裝載區810。車輛890的旋轉還能使車輛890以正面向外的狀態存儲起來。雖然圖13示出了車輛890在存儲區810 內的旋轉，應可理解通過使用轉臺(未示)等也可在裝載區810中實現旋轉，或者如果在存儲操作期間覺得不重要的話甚至可以不需旋轉，例如如果在存儲區810的對面存在允許車輛以向前的方向離開的另一個裝載區(未示)。在存儲區810內發生旋轉的實施方式中，可采用控制系統(未示)考慮車輛相對于行進路線的尺寸和某些區域中存在的可能阻礙旋轉的任意潛在的障礙物，確定旋轉的最佳位置。在旋轉后，AGV800和車輛890繼續沿著箭頭838指示的行進路線850，以與導引線70a形成新的偏移量的方式行進，直至AGV800用天線802、804、806和808接觸到導引線 75b以校驗AGV800相對于導引線70a和75b的位置和方向。在本實施方式中，隨后AGV800 跟隨箭頭840指示的導引線75b，而天線804和808以導引線7 為中心，直至AGV800到達導引線70b。為了相對于沿著導引線75c的存儲位置820適當地定位車輛890，天線802 和806必須采取偏離導引線70b的狀態，因此AGV800根據箭頭842的移動能到達車輛890 相對于導引線70b和75c的理想定位。車輛890在存儲位置(例如820)的最終位置由多種因素確定，包括但不限于車輛的尺寸、存儲區812內和周圍可利用的空間和可利用的行進路線。因而，通過使用本發明包括的天線陣列802、804、806和控制方法(如圖12中許多可能的動作組合的一個可能的實施例所示出的)，AGV800和車輛890能沿著導引線柵格(參見 14A-14B)通過檢測X-和Y軸線并跟隨以導引線為中心的或如需的話偏離導引線的行進路線在存儲系統中行進，直至到達正確偏離存儲位置的或存儲位置內部的指定的存儲位置以停放存儲車輛。只有在存儲途中或當從存儲區行進至出現在裝載區時才會出現車輛的轉向操作，這是每個系統中最為有效的，但是車輛的最終結果是將要以向前的方式駛入系統也要以向前的方式駛出系統，無論面向哪個方向，AGV均可以在系統內操作轉向，無需設計所有行進路線、垂直傳送器(未示)和足夠大以容納具有不同前方和后端伸出量的車輛的存儲位置。圖14A示出了包括存儲設施905的系統平面配置900的一個實施例，該設施包括多個存儲位置910、由X軸頻率發生器925供電的X軸導引線920和由Y軸頻率發生器935 供電的Y軸導引線930形成的導引線柵格、多個裝載區940、在垂直排列的系統級別(未示) 之間移動的垂直升降機950、多個AGV960、諸如具有與AGV960和控制裝載區940、垂直升降機950和AGV960進行有線或無線通信972的PLC控制系統的控制系統970、以及服務器或一些其他類型的控制系統980，提供通過控制系統970或直接到達設施905的到達AGV的指令的協調、發送和調整。設施905優選具有專門的行進路線，包括但不限于行進路線990和 992，以將AGV960和車輛(未示)在裝載區940和存儲位置910之間借助于AGV960移動。
圖14B為根據本發明的一個實施方式構建的自動停車系統900a的示例性和非限制性示意圖。系統900a查找并跟蹤AGV960a，利用此實施方式示意圖中示出的無線電頻率辨識器(RFID)和近距感應技術引導它們從進出位置到達停車或存儲位置。更具體地，車輛 (未示)位于包括多個天線陣列的AGV960a上，在一個實施方式中，天線陣列傳遞無線電頻率 (RF)信號至無線電調制解調器908a。天線陣列通過感應掩埋式導引線920a、930a相對于 AGV960a的天線陣列的位置來保持AGV960a沿著其路徑的定位。導引線920a、930a例如是 RF線或磁條。還可嘗試其他導引手段。在圖14B的實施方式中兩個導引線的交叉點稱作存儲間9(Ma，每個存儲間90 均包括至少一個RFID電路906a以測定AGV系統960a的整體位置。為了確定AGV的整體位置，RFID芯片可用于每個存儲間位置內，沿著通路以預定的間隔設置。采用兩個這種感應系統，設施擁有者可精確地引導和跟蹤每個AGV960a的位置。 在本實施方式中，還可提供充電站在無使用期間給AGV中的電池充電。可以嘗試其他充電手段。RFID電路和/或近距感應器產生的RF信號被傳遞至一個或多個無線電調制解調器908a，它輸出RF信號調制后的數據至計算裝置970a。無線電調制解調器908a和計算裝置利用網絡開關95 連接在已建立的網絡中。計算裝置970a協調放置在AGV960a上從存儲位置移動到進出或取回位置的車輛的適當的取回和停車(存儲)動作，反之亦然。為了移動AGV960a從一個位置到達另一個，計算裝置970a連續處理天線陣列和/或RFID電路傳遞的位置信息，并產生指示AGV960a跟隨與線柵格成特定方向行進的信號。產生的信號經無線電調制解調器908a傳遞至安裝在AGV960a的無線接收器上。在本發明的一個實施方式中，用戶可通過例如圖形用戶界面(⑶I)、交互式聲音響應(IVR)界面、網絡瀏覽器、SMS文本信息等連接系統900a，使用戶了解他/她的車輛的信息、為停車和/或其他服務付款、檢查平衡性、發出取回指令等。用戶的輸入由計算裝置 970a處理。例如，用戶可請求將他/她的汽車要在特定時間上準備好并待取回。隨后，計算裝置970a執行將車輛從其停車位置取出至待用戶在請求時間取回的進出位置的程序。在這個目標下，計算裝置970a訪問用來存儲車輛停車位置的數據庫(未示)，計算從當前位置到達進出位置的路徑，聯系AGV960a使用該路徑以取出車輛。計算裝置970a還計算需要交納的金額，交費通過付款服務器(未示)完成。在本發明的一個實施方式中，計算裝置970a 產生控制數據和靜態報告、維護和通知警告。為了允許系統900a的同時運作以及防止單點故障，系統900a包括冗余的計算裝置97 ，以備用計算裝置970a。在某些實施方式中，系統900a還是用了不間斷電源(UPS )裝置978a和備用發電機980a。圖14C示出了位于AGV (未示)上的車輛控制單元(Vehicle Control Unit, VCU) 處理器900c的示例性和非限制性框圖。V⑶900c連接電源塊910c、導引和位置感應器920c、 用來傳遞/接收自計算裝置(如圖14B的裝置970a)的信號的通信模塊930c和伺服模塊 940c,伺服模塊具有伺服電動機941c、編碼器942c、近距傳感器943c和用來傳遞和接收發至/發到V⑶900c的信號的擴增器9Mc以及硬件緊急停止塊945c。導引和位置感應器 920c還包括多個這里描述的天線陣列921c，每個陣列具有帶通濾波器922c、多個感應線圈 923c、微控制器92 和放大器925c以及用來讀取導引線系統的RFID位置讀取器926c。還提供了維修面板950c，如果需要進行維修或其他物理連接VCU900c時可以通過此維修面板 950c使用輸入端口。V⑶900c用來處理通過面板950c和輸入端口進入的輸入信號，這種輸入信號的一個示例是RESET信號。V⑶900c還能產生安全警告960c，如常規可聽到的或可看見的警告信號或基于自故障排除模塊(未示)發出的輸入的特定事件警告。在一個實施方式中，VCU900C根據天線陣列和車載微處理器提供的反饋精確計算前方信息。導引線和線交叉位置以及存儲位置的中心點都是預先傳輸并存儲在數據庫中的。主計算機使用來自來自取回或裝載間的激光掃描數據，基于根據軸距的車輛的偏移量計算行進偏移量，其中偏移量(Offset) =(Xwb -Xv)/2，其中Xwb是車輛前端至軸距中心的距離，Xv是車輛前端至車輛中心的距離)。根據測量確定偏離導引線路徑、線交叉位置和存儲位置。隨后，用朝向信息計算車輛偏航以校正前進誤差。每個方向盤被導向一個阿克曼 (Ackermarm)角以實現理想的偏航。在一個實施方式中，交通主站(主計算機)創建到達理想目的的路標的路徑，其中每個路標由車輛行進方向、車輛朝向和路徑偏移量組成。這些指令優選通過無線通信方式發至AGV。圖15示出了包括多個存儲位置1010的設施1000的一個實施方式，上述存儲位置由具有多個代表不同尺寸具有不同軸距和前方/后方伸出量的車輛的多種形狀1020所占據。在示出的實施方式中，虛線矩形也代表和確定存儲在存儲位置1010中的車輛最大的能允許的尺寸。每個存儲位置1010由作為設施1000內較大的導引線網絡一部分的一部分X 軸導引線1030和一部分Y軸線1040確定，用于AGV1050在存儲位置1010和專門的行進通路1060內部的導引、定位和移動控制。每個AGV1050優選裝備有如上所述用以進行全向移動的以導引線網絡為中心或偏離導引線網絡的多個天線陣列1052、1054、1056和1058。在圖15示出的實施方式中，車輛1020分別以沿著它們軸距以X軸和Y軸導引線1030和1040 為中心，形成分別以X軸和Y軸導引線1030和1040為中心的AGV行進路線1032和1042 (僅示出這兩個)。在優選的實施方式中，當以緊湊模式(當AGV沒有負載車輛時的優選行進模式)行進時AGV1050的最長尺寸比沿著特定導引線1030存儲的全部車輛1020的軸距更小，因此AGV1050能在車輛1020下急速移動，使其縱軸沿著X軸導引線或Y軸導引線定向。 換句話說，AGV1050的移動可以出現在天線1052和1056或天線IOM和1058對準X軸導引線時。對于超緊湊車輛，如具有較短軸距等的Smart(TM)，或當車輛具有非常低的地盤距離時，必須在AGV在車輛下急速移動之前旋轉AGV或在設施一部分內限制AGV在車輛的軸距之間的行進。本發明的整個控制系統的一個優點是每輛車的結構參數，包括尺寸、軸距、伸出量等都能被系統感應器獲知，并由本發明的控制系統利用去有效地設置車輛相對于存儲位置和/或其他車輛的位置，此類信號還可用于車輛在行進路線1060內和相對于行進路線邊界、障礙物等的導引。此外，AGV在車輛下急速移動的能力能使設施1000最大化存儲位置密度和最小化需要的行進路線1060數目。整個系統的另一個優點是可以根據車輛的結構尺寸和特定存儲位置區域的可利用空間動態調整和重調整存儲位置。例如，當前指定來容納3 個最大尺寸車輛的3個相鄰的存儲位置可以由主控制系統動態重新分配和重新制定，容納多于3個的較小車輛。另一種情況是例如，如果需要的話，分配來容納單個最大尺寸車輛的單個存儲位置可由主計算機動態再分配為容納兩個前后相連或尾尾相連的超緊湊車輛。此外，結構柱等周圍的空間也可增加柵格線以提供AGV的進出口。因此，不同于系統設計和創建期間永久性和指定存儲位置的分配，主計算機能利用增強的天線陣列的控制和導引系統和線柵格網絡實時動態分配空間和存儲位置，以容納更小或更少的物體或不同結構的物體并調整存儲容量以滿足需求。圖16示出了設施1100的一個實施例，該設施包括被多個車輛1120占據的多個存儲位置1110分別地X和Y導引線1130和1140、具有天線1152、1154、1156和1158 的AGV1150、多個傳送器1160和1162和專門的行進路線1170。在退出傳送器1160上的 AGVl 150和車輛1122能行進至任意的開放存儲位置1110a、1110b、IllOc或IllOd0車輛 1122存儲的最終位置取決于多種因素，包括但不限于目標車輛1122的預期存儲時間、設施中其他車輛的預期存儲時間、層與層底座上車輛的負載平衡等。圖17A-17D示出了設施1200的一個實施例，該設施包括被多個車輛1220占據的多個存儲位置1210、分別的X和Y導引線1230和1M0、具有天線1252、1254、1256和1258 的AGV1250、多個傳送器1260和1262以及具有多個溢出位置1272、1274、1276、1278的專用行進通道1270。圖17B示出了分別位于溢出位置1272和1276中的車輛1222和12 的存儲。圖17C示出了從存儲位置1210a取回車輛1220a的過程，AGV1250首先找到車輛12 將其根據箭頭1280傳遞至溢出存儲位置1278，隨后AGV1250從存儲位置1210a取出車輛 1220a，將其根據箭頭1282傳遞至行進通路1270，然后AGV1250根據箭頭1284將車輛1220a 傳遞至傳送器1260。圖17D示出了從存儲位置1210b取回車輛1220b的過程，AGV1250首先找到車輛1222將其根據箭頭1290和1292傳遞至目前空余的存儲位置1210a，隨后AGV1250 從存儲位置1210b取出車輛1220b，將其根據箭頭1294傳遞至行進通路1270，然后AGV1250 根據箭頭1296將車輛1220b傳遞至傳送器1260。當然，在圖17C中，AGV1250還可首先找到車輛12 并將其傳遞至溢出存儲位置1274，然后AGV1250可從存儲位置1210a取出車輛將其傳遞至行進通路1270，隨后AGV1250將車輛1220a傳遞至傳送器1262而不是傳送器 1260。主控制系統(未示)通過任意的各種可能的通信系統控制AGV和車輛的移動，雖然最大可能是利用AGV上具有接收器的無線數據網絡和任意其他的感應器和接收器系統以執行這種控制和導引(參見例如圖14B和14C)。圖18A-18C示出了設施1300的一個實施例，該設施包括被多個車輛1320占據的多個存儲位置1310、分別的X和Y導引線1330和1340, AGV1350和1352以及分別跟隨X 軸和Y軸導引線并具有暫時性溢出位置的多個行進路線1360和1362。在圖18A-18C的實施例中，運送車輛1322的AGV1352存在一個問題，使其產生了一個無法穿過的沿著行進通路1362的障礙物。圖18A-18C示出了動態地重新制定行進通路1362以創建新的行進通路 1362a的一種方法(圖18C)。首先，在一個非限制性方法中，需要AGV1350來將車輛1320a 從存儲位置1310a傳遞至存儲位置1310b，其中AGV1350根據路徑1380(圖18A)在存儲的車輛1320c下方急速移動，直至它到達和取得目標車輛1320a，隨后沿著路徑1382(圖18B) 將車輛1320a傳遞至目標位置1310b。接著，如圖18C所示，將車輛1320c沿著路徑1384從存儲位置1310c傳遞至存儲位置1310d，空出存儲位置1310a、1310c和1310e形成新的行進通路1362a。因此，控制系統(未示)通過Y軸在系統內的移動動態地創建了這個新的暫時性行進通路1362a，以繞開暫時性障礙物1352和1322，直至通過遠程或現場的補救性介入解決了產生這種情況的問題。如果需要的話，在確定行進通路1362a的箭頭點的上方和下方示出的其他車輛還可被移入它們當前位置右側的暫時性或溢出的存儲位置空間，以擴展 “Y”軸行進通路。圖19A-19D示出了借助采用可變偏移定位的天線的經改善的AGV導引和控制系統
18動態協調多個AGV取得不處于行進路線上的目標貨物的能力。更具體地，圖19A-19D示出了設施1400的一個實施例，該設施包括被多個車輛1420占據的多個存儲位置1410、分別的 X和Y導引線1430和1440、AGV1450、1452、1454和1456以及分別跟隨X軸和Y軸導引線并具有暫時性溢出位置的多個行進路線1460和1462。圖19A示出了處于準備位置等待控制系統(未示)指令的AGV。當它確定需要將車輛1420a從存儲位置1410a取回時，由控制系統確定和繪制車輛1420a的優化的取回路徑1480。如圖19B和19C所示，引導AGV1450、 1452、1454和1456分別跟隨路徑1481、1482、1483和1484，以分別取得分別位于存儲位置 1410a、1410b、1410c 和 1410d 的車輛 1420a、1420b、1420c 和 1420d。如圖 19D 所示，AGV1456 移動車輛1420d至空的存儲位置1420e，AGV1454移動車輛1420c至空的存儲位置1420f， 以及AGV1456移動車輛1420d至空的存儲位置1420g，借此形成了為了取回車輛1420a的新的行進路線1462a。圖21-25示出了可選擇性構建的AGV1600的非限制性實施方式，設計來將停在車輛托盤1700或帶鎖存儲箱1800上的車輛從裝載區(未示)移動至存儲區(未示)，雖然根據指令取回它們。一方面，本發明的系統是于2008年2月16日提出的美國申請12/032671 的自動存儲系統的演化，盡管本發明引入了申請12/032671的的系統不具有的可控和導引性的AGV，該文獻的內容在此引入作為參考。不同于本申請之前所述的前述實施方式， AGV1600包括鋼架結構的矩形主體1610，該主體不會與如2009年1月17日提出的美國申請61/145543所述的內容出現擴張或產生接觸，該文獻在此引入作為參考。AGV1600在車輛托盤1700或帶鎖存儲箱1800下方行駛以取得所述車輛托盤1700或帶鎖存儲箱1800，在多種可能的實施方式中一種情況是其端坐在四個支架1710或1810上，然后利用液壓泵馬達或液壓挺桿1630在優選的4個接觸點1620上升高車輛托盤1700或帶鎖存儲箱1800。不同于如圖13示出的目標車輛或貨物(未示)停放在裝載區的混凝土地板上，這里，車輛被拖放到適當地支撐在和位于裝載區中的車輛托盤1700上。車輛托盤1700優選相對于系統行進區的其他部分較高，因此AGV1600無需改變裝載區和存儲區之間的高度，這在之前的實施例中不作為考慮因素，其中為了取得車輛AGV可在車輛主體的下方急速移動。一旦車輛(或其他貨物)位于托盤1700上，可采用如之前描述的實施方式中處理車輛時的各方面處理它們，其中，裝載車輛的托盤變成由AGV1600從裝載區傳遞至存儲區的貨物。裝載車輛的托盤優選首先經過控制系統掃描以確定該用于車輛的托盤的精確尺寸， 隨后分派一個AGV1600以找到它們，借此可以從裝載區拾取出和移動它們經過適當偏移量的取回路徑，如需的話，放上垂直升降機或取下，直至它們被傳遞至存儲位置。在圖21-23 的實施方式中，當貨物或車輛移動穿過系統時通常保留在托盤1700頂部，而不是通過其輪胎被升高以及隨后被降落在存儲位置上。正如前述的實施方式，AGV1600行進穿過標準樓層，并跟隨使用位于如前述的AGV1600上的經增強的AGV天線陣列優化的線導引柵格并結合交通主服務器系統協調的動作行進。本實施方式的AGV1600使用了優選更大以及基于轉向裝置的全向的驅動和轉向系統，而不是其文獻的內容在此引入作為參考的2009年10月 3日提出的美國申請61/M8448中示出的那種，通過對存儲容器1800等的運輸而適應所必需的更大的貨物，。在其他方面中，然而，整體系統基本與前述的系統類似，雖然在空間利用方面由于使用了車輛托盤和腿上的托盤的高度效率較低，但仍然具有能在各種長度空間存儲各種長度的汽車以及能向側面移動車輛并實施如前述AGV系統類似的經協調的取回步驟的優點。利用AGV1600的系統的優點是能處理最大的貨物重量，因此，通過它可容易地處理大型車輛或帶鎖的自動儲存箱1800。與前述AGV系統類似，AGV1600的電池優選通過地下充電站充電，采用無線通信，并具有4個驅動輪1640。圖沈示出了裝載有例如車輛的貨物1710的AGV1700的另一個實施方式，AGV具有能示范“斜行(skewed crabbing)”技術的天線陣列1702、1704、1706、1708。例如，在圖 7-8B以及這里描述的其他大多數附圖中，通常由控制系統制定行進路徑，它指示AGV根據沿著根據需要的偏離X-Y柵格動態的偏移量的水平或垂直途徑行進，以應付障礙或其他環境條件。圖26示出了在X-Y線柵格框架內的傾斜的行進路徑，該框架由X軸導引線70a-70e 和Y軸導引線7fe-75d確定，其中定位AGV1700使得天線能同時位于多個X軸和Y軸導引線上方。AGV1700的這種定位對于找到其中心軸不僅偏離導引線并且其軸也不與導引線平行的貨物非常有用，也對塞滿非矩形的貨物來說非常經濟。AGV1700的控制和導引執行交通主控制系統發出至AGV1700的傾斜指令，使其在偏離當前前方方向的基礎上增加一個傾斜角，以定位前方和后方天線讀取與交通主控制系統發出的傾斜角指令相一致。在圖沈中，優選構建每個天線陣列來同時區分多個導引線。例如，天線1706跨越導引線70b、75d和70c，而天線1708跨越導引線70c和75c。在圖14A的實施方式中，例如， X軸導引線920由特定的X軸頻率925供電，而Y軸導引線930由特定的Y軸頻率935供電。在圖沈的實施方式中，只要每個導引線隔開足夠的距離以及只要主控制系統能充分安排和控制天線感應線圈以區別相對于AGV位于導引線平面布置的整體位置的各個導引線， AGV天線陣列可區分相同頻率的多個X軸導引線70和相同頻率的多個Y軸導引線75。在另一個實施方式中，每個X軸導引線以及每個Y軸導引線都具有獨特的能被天線陣列中的感應線圈感應的頻率，因此，AGV1700相對于導引線平面的定位聚焦在特定的天線陣列上的特定感應線圈相對于導引線平面內的特定導引線的定位。這種系統主要取決于導引線的間隔，因此它無需通過導引線相對于AGV的間隔單獨辨別相同頻率的多個導引線。換句話說， 由于具有多個獨特的頻率，交通主控制系統可通過穿過多個天線陣列的多個頻率的同時處理以及選擇天線陣列內導引和定位感應器為目標，動態和成角度地斜行以及偏離AGV1700 的定位。雖然已經參照若干已描述的實施方式在一定程度和一些細節上描述了本發明，但不應認為它將被限制在任意這些細節或實施方式或任意特定的實施方式內，而是根據現有技術以及參照附屬的權利要求構建本發明，提供這些權利要求最寬泛的解釋，因而更有效地囊括本發明意欲的保護范圍。此外，上述內容根據本發明人預見的實施方式描述了本發明，還可采用開放式的描述，但是目前沒有預見到的本發明的想象中的變型也被視為它的同等物。
權利要求
1.一種用于自動導引車可變偏移量定位的天線陣列，所述自動導引車適合跟隨具有一定頻率的導引線行進，包括兩個或更多個感應線圈，每個線圈根據每個線圈所感應到的頻率強度產生一個輸出；以及可編程的微處理器，處理每個線圈的輸出以確定天線陣列相對于所述導引線的位置； 其中所述天線陣列的位置可動態地偏離所述導引線。
2.根據權利要求1所述的天線陣列，還適合同時追蹤具有相同或不同頻率的導引線行進，以確定與包含有天線陣列的AGV的行進方向、速度、位置或朝向相關的數據。
3.根據權利要求1所述的天線陣列，還包括將所述天線陣用于動態調整和精確地控制裝備有天線陣列的AGV在進入行進通道、垂直升降機、存放位置或者裝載區時所跟隨的行進路徑相對于所述導引線的偏移量。
4.根據權利要求1所述的天線陣列，還包括包含在AGV中并由控制系統控制的前方天線陣列和后方天線陣列，以同時給AGV導引和控制系統提供導引信息，實現操縱和引導AGV 的目的。
5.根據權利要求1所述的天線陣列，還包括將AGV上的一對或多對額外的天線陣列用于確定所述AGV相對于多個軸導引線柵格的位置。
6.根據權利要求1所述的天線陣列，其中所述微處理器確定離線狀態中的AGV相對于所述導引線的位置。
7.根據權利要求1所述的天線陣列，還包括控制系統，所述控制系統使AGV可以在相對于導引線和行進方向的多個偏移位置上承載貨物。
8.根據權利要求1所述的天線陣列，所述導軌是射頻線或磁條。
9.權利要求1的天線陣列，其中所述感應線圈的輸出包括 確定所有輸出信號中的兩個最大輸出信號；確定所述兩個輸出最大輸出信號的感應線圈的指數；確定所述兩個輸出最大輸出信號的感應線圈是否相鄰；以及使用偏離值、所述兩個感應線圈之間的相對位置值、以及線圈分隔距離計算位置值。
10.根據權利要求9所述的天線陣列，其中計算位置值還包括a)確定兩個最大輸出信號中的最大信號；b)如果輸出最大信號的感應線圈的指數大于輸出另一個最大輸出信號的指標線圈的指數，如下式計算位置值位置值=偏移值-d/2+RelPos ；否則，如下式計算位置值位置值=偏移值-d/2+RelPos，其中d是線圈分隔距離，RelPos兩個感應線圈之間的相對位置值。
11.根據權利要求10所述的天線陣列，其中通過將線圈分隔距離乘以線圈對參數算得偏移值，其中所述線圈對參數被設置成兩個指標線圈的指數的最小值。
12.根據權利要求11的所述天線陣列，其中通過將線圈分隔距離乘以信號百分比值算得相對位置值，其中所述信號百分比值是最大輸出信號和兩個最大輸出信號總和的比值。
13.一種用于跟隨導引線等的自動導引車，該AGV包括至少一個與主控制系統進行通訊的天線，并具有可編程的微處理器，所述可編程的微處理器能使AGV根據控制系統提供的指令動態地采用相對導引線線性的、成角度的或傾斜的偏離位置。
14.根據權利要求13所述的自動導引車，還適合在與分別設置在X軸和Y軸方向上的多個平行和垂直的導引線成對角線的方向上行進。
15.根據權利要求13所述的自動導引車，還包括多個全向驅動和轉向系統。
16.一種用于在存儲位置上存儲多個物體的自動存儲系統，該自動存儲系統包括主控制計算機、導引線網絡和多個自動導引車，每個自動導引車具有車載微處理器和用于接收主控制計算機發出的控制指令的接收器，其中每個自動導引車均可根據主控制計算機發出的指令采取偏離導引線網絡的位置。
17.根據權利要求16所述的系統，其中基于物體的尺寸分析確定存儲位置。
18.根據權利要求16所述的系統，其中存儲位置是不定的，并可根據物體的尺寸分析而確定數目。
19.根據權利要求16所述的系統，其中多個導引車適合一次性同時取得和移動多個物體。
20.根據權利要求16所述的系統，還包括使用托盤于移動和存儲物體。
21.一種用于在存儲位置存儲多個帶鎖存儲箱的自動存儲系統，該自動存儲系統包括主控制計算機、如導引線網絡的導引網絡、多個帶鎖存儲箱和多個自動導引車，每個自動導弓I車具有車載微處理器和用于接收主控制計算機發出的控制指令的接收器，其中每個AGV 可將帶鎖存儲箱從裝載位置傳遞至存儲位置，并在帶鎖存儲箱移動期間動態地采用偏離導引線網絡的位置。
全文摘要
本發明公開了一種用于自動倉儲或存儲系統中的增強型自動導引車(AGV)導引的可變偏移定位的天線陣列，包括兩個或更多個根據與位于或接近樓層表面的由頻率發生器供電的導引線的相互作用產生輸出的感應線圈，以及用于處理線圈輸出以確定天線陣列相對于導引線的精確位置的車載的可編程微處理器。在一個實施例中，所述天線陣列能使AGV以行進方向上的一定偏移量跟隨導引線，以使自動存儲和取回系統處理不對稱物體，如車輛，通過減少行進通道、垂直升降機和存儲位置所需的建筑空間以及減少單個物體的處理時間使該系統更為高效以及成本效率更高。
文檔編號B60W30/12GK102356367SQ201080012338
公開日2012年2月15日 申請日期2010年1月15日 優先權日2009年1月17日
發明者蘭斯·比尼, 斯托特·巴威克, 梅林·斯韋齊, 約翰·A·M·彼得森 申請人:布穆朗系統有限公司