技术领域
[0001] 本申请属于智能仓储物流技术领域，具体涉及一种智能物流仓储车。
相关背景技术
[0002] 现有技术的智能物流仓储车多采用红外传感器探测，当使用红外传感器作为收发器，脏污物附着在其表面时，收发器的特性会发生变化，检测性能可能会降低，导致车辆发生严重事故。因此，有必要提供一种新的智能物流仓储车，以使其具有完善的智能控制系统。
具体实施方式
[0026] 下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
[0027] 需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0028] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0029] 本发明提供一种智能物流仓储车，包括：车头、车身、车轮、仓储箱，以及控制系统，所述车头的一侧连接有车身，车身具有仓储箱用于装载货物，车头和车身下方均连接有车轮；控制系统，用于控制物流仓储车的行驶，所述控制系统包括：
[0030] 超声波发射器和接收器；
[0031] 生成单元24，其生成用于驱动发射器的驱动信号；
[0032] 传输电路22，基于驱动信号驱动发射器，将作为超声波的探测波发送到发射器，并使得探测波的频率随时间变化；
[0033] 接收电路23，用于产生与接收器接收超声波的结果相对应的接收信号，并将信号传输至接收信号处理单元25；
[0034] 电压测量单元26，测量在发射器中产生的电压信号，同时测量发射器发射频率随时间变化的探测波；
[0035] 检测装置1，包括基于电压信号确定发射器状态的状态确定单元 27；
[0036] 所述传输电路22控制响应于所述驱动信号而产生的电流，以使电流成为恒定，并将所述电流提供给所述发射器，所述状态确定单元 27根据所述探测波的频率与所述电压信号的振幅的关系来判定所述发射器的状态，进而利用控制系统控制智能物流仓储车。
[0037] 具体地，该控制系统如图1所示，可以安装在智能物流仓储车上 (未显示)，被配置为检测智能物流仓储车周围的物体B。配备该控制系统的智能物流仓储车，以下简称“车辆”。例如，车辆(未显示) 可以是汽车。
[0038] 控制系统包括超声波传感器2和用于控制超声波传感器2操作的控制单元3。超声波传感器2通过接收探测波的物体B的反射波，以及传输超声探测波来检测物体B。
[0039] 超声波传感器2包括传感器21、传输电路22、接收电路23、生成单元24、接收信号处理单元25、电压测量单元26，和状态确定单元27。
[0040] 传感器21具有作为向外部传输探测波的发射器的功能，以及作为接收反射波的接收器的功能，与传输电路22和接收电路23电连接。也就是说，超声波传感器2具有所谓的传输和接收集成配置。
[0041] 具体来说，传感器21，如压电元件内置机械能转换元件，配置为超声波麦克风。传感器21位于面向车辆外表面的位置，从车辆外部接收可传输和反射波到车辆外部的探测波。
[0042] 传输电路22，根据输入的驱动信号驱动传感器21，提供用于在传感器21中传输探测波。具体来说，传输电路22具有数字/模拟转换电路等。也就是说，传输电路22通过对驱动信号生成单元24输出的驱动信号进行信号处理，如数字/模拟转换，被配置为生成元件输入信号。元件输入信号是用于驱动传感器21的交流电压信号。然后，传输电路22将产生的元件输入信号应用于传感器21，以激励传感器 21中的电气机械能转换元件，并配置为产生探测波。
[0043] 接收电路23通过传感器21生成与超声波接收结果对应的接收信号，并输出到接收信号处理单元25。具体来说，接收电路23具有放大电路和模拟/数字转换电路等。也就是说，接收电路23，对于传感器21输出的元件输出信号，通过执行信号处理，如放大和模拟/数字转换，并配置为生成接收信号，包括有关接收波振幅和频率的信息。通过接收超声波，在传感器21中提供的电气机械能转换元件产生的交流电压信号。
[0044] 生成单元24通过生成驱动信号输出到传输电路22。驱动信号是驱动传感器21发送探测波的信号。生成单元24生成驱动信号，使探测波的频率随时间而变化。具体来说，生成单元24生成驱动信号，以便探测波的频率在频率调制范围内扫描，包括传感器21的谐振频率。频率调制范围，如下所述，根据来自状态确定单元27的信号而变化。
[0045] 例如，驱动信号包括向上或向下的放大。向上的调谐是频率调制状态，使频率随时间单调增加。向下使频率随时间单调减小。信号通过线性信号的时间和频率成比例关系，使内部计算变得简单，可以降低成本，安装驱动信号生成单元24等。
[0046] 接收信号处理单元25，通过对接收信号执行等处理，生成与接收波振幅对应的信号，以及与接收波频率对应的信号。接收信号处理单元25提供生成的信号，以便输出到控制单元3。
[0047] 电压测量单元26、状态确定单元27、温度检测单元28用于检测传感器21的状态。电压测量单元26，传感器21，当频率传输频率调制信号随时间而变化时，用于测量传感器21中产生的电压信号。提供电压测量单元26，以便将电压信号的测量结果输出到状态确定单元27。
[0048] 状态确定单元27根据从电压测量单元26输入的电压信号的测量结果执行传感器21的状态确定。状态确定单元27提供将确定结果输出到控制单元3。温度检测单元28用于检测超声波传感器2 的环境温度。温度检测单元28提供与检测到的环境温度对应的信号，以便输出到状态确定单元27，状态确定单元27使用从温度检测单元 28输入的信号对传感器
21进行状态确定。
[0049] 控制单元3通过车载通信线路与超声波传感器2进行信息通信连接，并配置为控制超声波传感器2的传输和接收操作。
[0050] 控制单元3作为所谓的声纳ECU提供，CPU(未显示)、ROM、 RAM、非易失性可重写存储器等包括车载微型计算机。ECU代表电子控制单元。非易失性可重写内存，例如EEPROM、闪存ROM 等。EEPROM代表可擦除和可复制读取仅内存。
[0051] 控制单元3向驱动信号生成单元24发出传输指令，根据从接收信号处理单元25输入的信号执行对象检测确定，并根据确定结果执行避免控制和制动控制。控制单元3执行与从状态确定单元27 输入的传感器21的状态确定结果对应的处理。
[0052] 在传输电路22和接收电路23中，次级侧的部分是传感器21的连接部分，与传感器21的等效电路一起显示。在图2中，电阻RT 是传输电路22和接收电路23中提供的变压器中次级绕组的直流电阻。电感LT对应于升压电路变压器中的次级绕组，该变压器根据从驱动信号生成单元24输入的驱动信号生成交流电压信号，并提供给传感器21。包括此类变压器中的主绕组，传输电路22和接收电路23的主侧部分将省略图示和描述。
[0053] 电容C1、电感L1和电阻R1是传感器21中的机械振动，显示为等效电路。电容C1、电感L1、电阻R1之间的串联、串联谐振电路RCs被配置。电容C2，压电元件的电极距离，电极面积，由压电介电常数等定义，压电元件中的电容分量，在等效电路中与串联谐振电路RCs并联。
[0054] 传输电路22和接收电路23中提供的变压器中的次级绕组，传感器21中的电容C2，电容器C3，电阻R2，并联谐振电路RCp配置。电容器C3，用于调整并联谐振电路RCp中的谐振频率，与传感器21 并联。电阻R2与传感器21和电容器C3并联，以调整混响时间和放大系数。
[0055] 在这样的电路中，通常，传感器21的端子间电压的振幅波形，传感器21的特性，构成图2所示的电路的其他元件的特性出现。相比之下，通过控制从变压器主绕组提供的电流和电压，使电感LT输出的功率恒定或基本恒定，减少其他元件特性的影响，与传感器21 的特性相关的波形出现在传感器21的电压信号中。
[0056] 电压测量单元26，因此，在功率被控制的状态下，作为传感器 21的电压信号，测量传感器21的端子间电压V。例如，电压测量单元26测量电容C2的两端电压作为端子间电压V。
[0057] 图3是传输包含超声波信号时端子间电压V的测量结果的示例。因此，端子电压V通过扫描驱动频率增加或减小振幅。电压测量单元26，从测量的端子间电压V的波形中，通过包络线检测等排除相位和频率信息，仅提取振幅并输出到状态确定单元27。
[0058] 因此，当用于通过提取振幅信号来确定传感器21的状态时，构成电压测量单元26的模拟/数字转换器所需的采样率较低。此外，在模拟/数字转换后可以进行下采样。因此，它可以用廉价的ASIC进行处理。
[0059] 图3中的点链线是端子间电压V的包络线，表示提取的振幅信号。振幅信号根据传感器21的状态而变化。
[0060] 当传感器21的状态正常时，端子间电压V的振幅信号(以下简称振幅信号)，传感器21的驱动频率在与谐振频率匹配时取最小值。例如，频率调制范围的中心频率为fc，当振幅信号采用最小值时，频率为fmin，传感器21正常时的谐振频率为f0，fc＝f0，当设置调制范围时，fmin＝fc。顺便说一句，当中心频率fc以这种方式与谐振频率f0对齐时，作为谐振频率f0的值，使用预先检查的值或设计值。
[0061] 另一方面，当超声波传感器的检测性能下降等异常时，由于脏污物粘附到传感器21上，振幅信号中不存在最小点。或者，谐振频率的值与设计值不同，振幅信号在与时间不同的时间取最小值。或者，振幅信号的最小值会发生变化。或者，最小点因传感器21的Q值的变化而变化。状态确定单元27根据有关此类振幅信号的最小点的信息确定传感器21的状态。
[0062] 传感器21的谐振频率，以及振幅信号的最小值也随环境温度而变化。状态确定单元27根据从温度检测单元28输入的信号，校正传感器21的状态确定中使用的频率等参考值。这种温度补偿提高了状态确定的精度。
[0063] 我们将频率调制范围设置为fc＝f0，将探测波的频率fmin与振幅信号的最小点相对应，将调制范围的中心频率fc作为参考频率进行比较，将描述确定传感器21的状态的情况。物体检测装置1通过图4所示的过程确定传感器21的状态。
[0064] 首先，在步骤S101中，物体检测装置1通过发送和接收超声波执行物体检测过程。也就是说，物体检测装置1，以及传输具有预定频率调制状态的探测波，接收来自物体的反射波，基于与从接收信号产生的反射波的振幅和频率对应的信号，计算从传感器21到物体B 的距离。
[0065] 在步骤S101中，与传输勘探波并行，传感器21的端子间电压 V由电压测量单元26测量，环境温度由温度检测单元28检测。然后，在步骤S102中，电压测量单元26从端子间电压V的波形中提取振幅信号，并输出到状态确定单元27。
[0066] 随后，在步骤S103中，状态确定单元27确定从电压测量单元 26输入的振幅信号中是否存在最小值。如果在步骤S103中确定没有最小值，则在步骤S104中，状态确定单元27打开异常标志，指示传感器21中发生了异常。异常标志用于处理传感器21的异常，状态确定单元27将异常标志的信息输出到控制单元3。顺便说一句，如果振幅信号中没有最小值，则有可能发生并联谐振电路RCp的故障，在步骤S104中，传感器21、传输电路22、接收电路23中的任何异常都可以打开异常标志，指示发生了异常。需要注意的是，若出现异常标志，则可以使车辆停止校验。
[0067] 如果振幅信号没有极小的值，则传感器21的谐振频率可能偏离探测波的频带，物体检测装置1通过改变探测波的频率调制范围再次传输探测波，谐振频率，即搜索与振幅信号的极小点对应的频率。
[0068] 具体来说，在步骤S105中，状态确定单元27向驱动信号生成单元24发送指示频率调制范围变化的信号，驱动信号生成单元24通过改变频率调制范围来生成驱动信号。在步骤S105中，扩展了探测波的频率调制范围。或者，频率调制范围移动到高频侧或低频侧。或者，同时进行频率调制范围的扩展和移位。然后，该过程继续到步骤S101。因此，在变化后的频率调制范围内传输探测波。
[0069] 如果在步骤S103中确定存在最小值，则过程继续到步骤S106。在步骤S106中，状态确定单元27确定当振幅信号取最小值时，探测波的频率fmin和中心频率fc之间的差异是否小于预定阈值。当确定频率差小于阈值时，对象检测装置1结束处理。
[0070] 如果在步骤S106中确定频率差大于或等于阈值，则在步骤 S107中，状态确定单元27打开传感器21的异常标志。然后，在步骤S108中，状态确定单元27向驱动信号生成单元24发出更改频率调制范围的指令，以便fc＝fmin。然后，该过程继续到步骤S101。
[0071] 因此，根据与振幅信号的极小点对应的探测波的频率，改变探测波的频率调制范围。也就是说，当中心频率fc和频率fmin之间的差异较大时，确定传感器21中发生了异常。然后，中心频率fc的值、频率fmin，即频率调制范围更改为与传感器21的设计值不同的实际谐振频率的值。
[0072] 通过上述处理，振幅信号具有最小值，并且频率fmin和中心频率fc之间的差异处于较小状态。然后，对象检测装置1通过重复执行图5所示的过程来确定传感器21的状态，并根据传感器21的状态设置驱动频率。
[0073] 在步骤S201到步骤S205中，与图4所示的过程步骤S101+ 步骤S105类似，对探头波的传输和接收和传感器21进行电压测量，如果振幅信号没有最小值，则通过更改频率调制范围再次传输探测波。然后，当振幅信号具有最小值时，该过程继续到步骤S206，以与步骤S106相同的方式比较频率差和阈值，当确定频率差小于阈值时，对象检测装置1结束处理。
[0074] 在步骤S206中，当确定频率差等于或大于阈值时，该过程继续到步骤S207。在步骤S207中，状态确定单元27将正常调制范围的中心频率设置为fc0，确定频率fmin与正常时间中心频率fc0之间的差值是否小于预定阈值。例如，中心频率fc0是传感器21正常时的谐振频率f0。
[0075] 当步骤S207中确定频率差小于阈值时，在步骤S208中，状态确定单元27向驱动信号生成单元24发出更改频率调制范围的指令，以便fc＝fc0。然后，状态确定单元27打开正常标志，指示传感器21在步骤S209中正常，并结束处理。
[0076] 当步骤S207中确定频率差等于或大于阈值时，在步骤S210中，状态确定单元27向驱动信号生成单元24发出更改频率调制范围的指令，以便fc＝fmin。然后，状态确定单元27打开传感器21的异常标志，然后在步骤S211中结束处理。
[0077] 如上所述，在本实施例中，端子间电压V的波形在传输包含频率调制信号的探测波时，利用传感器21的状态而变化，根据端子间电压V确定传感器21的状态。如上所述，传输电路22和接收电路 23的特性对端子间电压V的影响可以减小，从而可以高精度地确定传感器21的状态。
[0078] 此外，本实施例的物体检测装置1，当探测波频率的调制范围内不存在振幅信号的最小值时，通过扩大或移动调制范围进行频率扫描，以查找振幅信号的最小点。然后，通过改变调制范围，使探测波的频率成为中心频率时，振幅信号采取最小值，可以抑制由于传感器21 的特性变化而降低物体检测性能。
[0079] 此外，通过传输频率随时间变化的信号，如作为探测波的放大信号，在与探测波传输并行测量端子间电压V时，可以确定传感器21 的状态。
[0080] 此外，使用线性信号，或者，通过使用从端子间电压V的波形中提取振幅信号来确定状态，即使在廉价的汽车中，也可以以物体检测所需的精度执行状态确定。
[0081] 应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。
