距离和范围测量设备的校准的制作方法

1.本公开的各个方面总体上涉及工业车辆并且具体而言涉及校准耦合到工业车辆的距离和范围测量设备(例如，激光扫描仪、3-d相机、光检测和测距(lidar)设备等)。


背景技术：

2.包括分销商、零售店、制造商等在内的商业运营正在部署无线策略，以提高商业运营的效率和准确性。此类商业运营还可以部署无线策略来避免不断增加的劳动力和物流成本的潜在影响。
3.在典型的无线实现方式中，工作人员经由移动无线收发器链接到在对应计算机企业上执行的管理系统。例如，为了在操作员的设施周围移动物品，工作人员经常利用工业车辆，包括例如叉车、手动和电机驱动托盘车等。无线收发器用作管理系统的接口，以在工作人员的任务中，例如通过指示工作人员在哪里和/或如何挑选、包装、存放、移动、暂存、处理或以其它方式操纵操作员的设施内的物品来指导工作人员。
4.无线收发器还可以与合适的输入设备结合使用，以扫描、感测或以其它方式读取标记、标签或其它标识符，以跟踪设施内指定物品的移动。应该校准耦合到工业车辆的输入设备，包括机械朝向，使得输入设备可以扫描指定的查看区域。这种机械朝向可以在制造工业车辆时补偿公差，并且允许来自输入设备的读数具有更高的准确性。


技术实现要素：

5.根据各方面，用于校准耦合到工业车辆的距离和范围测量设备(例如，激光扫描仪、3-d相机、光检测和测距(lidar)设备、超声波设备等)的处理包括对来自距离和范围测量设备的以相对于距离和范围测量设备的滚动轴线的第一偏航角的发射(例如，激光束)获取第一测量值。例如，第一偏航角可以是相对于滚动轴线四十五度、二十度、负七十度等。换句话说，第一偏航角可以是参照滚动轴线除零度和正/负九十度外的任何期望角度。
6.该处理还包括对来自距离和范围测量设备的以相对于滚动轴线的第二偏航角的发射获取第二测量值。在一些实施例中，第二偏航角在第一偏航角的角度公差内，但相对于滚动轴线在第一偏航角的相反方向上。例如，如果第一偏航角为四十五度，那么第二偏航角在负四十五度的角度公差内。在另一个示例中，如果第一偏航角为负五十五度，那么第二偏航角在五十五度的角度公差内。角度公差可以是任意数字，但较小的数字将提供更好的校准结果。在一些实施例中，两个不同的角度可以用于两个偏航角(即，其绝对值不在彼此的角度公差内的两个偏航角)。
7.该处理还包括当第一测量值和第二测量值在彼此的滚动公差内时确定相对于滚动轴线的倾斜(即，滚动角)是正确的。同样，滚动公差越小，距离和范围测量设备的校准就越好。在使用两个不同偏航角的实施例中，其中一个测量值应在比较之前进行缩放(scale)以确定它们是否在彼此的滚动公差内。
8.此外，该处理包括基于扫描场的长度、扫描场在地板上方的高度以及距离和范围
测量设备的俯仰角(pitch angle)来确定虚拟发射长度。一旦确定了虚拟发射长度，就对来自距离和范围测量设备的以俯仰角的发射获取第三测量值。第三测量值可以是第一测量值、第二测量值中的一个，或者两者都不是。如果第三测量值和虚拟发射长度在彼此的俯仰公差内，那么距离和范围测量设备相对于俯仰轴线被正确校准(即，距离和范围测量设备的俯仰角是正确的)。
9.根据本公开的另外方面，在一些实施例中，如果第二测量值不在第一测量值的滚动公差内，那么距离和范围测量设备未被正确校准，并且基于第一测量值和第二测量值确定调整方向。
10.根据本公开的还有的方面，在各种实施例中，基于第一测量值和第二测量值确定调整方向，并且通过工业车辆上的电机根据调整方向和调整幅度来调整距离和范围测量设备。在其它实施例中，距离和范围测量设备由第三方(例如，技术人员)根据调整方向和调整幅度进行调整。
11.根据本公开的另外的方面，在几个实施例中，调整方向显示在工业车辆的显示器上。分别以新的第一偏航角和第二偏航角获取新的第一测量值和第二测量值。在许多实施例中，新的第一偏航角在第一偏航角的角度公差内。但是，在一些实施例中，新的第二偏航角不在第一偏航角的角度公差内。
12.在许多实施例中，如果第三测量值不在虚拟发射长度的俯仰公差内，那么距离和范围测量设备相对于俯仰轴线未被正确校准，并且基于第三测量值和虚拟发射长度确定调整方向。在一些实施例中，基于第三测量值和虚拟发射长度确定调整幅度，并且使用电机基于调整方向和调整幅度自动调整距离和范围测量设备。在其它实施例中，调整方向和幅度显示在工业车辆的显示设备上，以供第三方调整距离和范围测量设备。
附图说明
13.图1是根据本公开的各个方面的工业环境的示例布局；
14.图2是根据本公开的各方面的网络系统的流程图；
15.图3是根据本公开的各方面的可以在工业车辆中使用的硬件系统图；
16.图4是根据本公开的各个方面的示出了用于校准耦合到工业车辆的距离和范围测量设备的滚动角的处理的图；
17.图5是根据本公开的各个方面的示出了用于校准耦合到工业车辆的距离和范围测量设备的俯仰角的处理的图；
18.图6是根据本公开的各个方面的示出了图5的用于校准耦合到工业车辆的距离和范围测量设备的滚动角和俯仰角的更多处理的图；
19.图7是根据本公开的各个方面的示出了图4-图6的处理的流程图；
20.图8是根据本公开的各个方面的示出了调整方向的指示的显示的图；以及
21.图9是根据本公开的各个方面的具有用于实现功能的计算机可读存储介质的计算机系统的框图。
具体实施方式
22.根据本公开的各个方面，用于校准耦合到工业车辆的距离和范围测量设备(例如，
激光器、扫描仪、3-d相机、光检测和测距(lidar)设备、超声波设备等)的系统和处理。传统的距离和范围测量设备校准处理需要带有与距离和范围测量设备的传感器耦合的适配器的单独的笔记本电脑、笔记本电脑上的特殊软件和特殊的对准仪。但是，通过本文描述的校准处理和系统，可以在不需要任何这些物品的情况下校准距离和范围测量设备。替代地，可以使用工业车辆上的水平地板和软件来执行校准处理。在具有距离和范围测量设备的自动调整的实施例中，还需要用于调整距离和范围测量设备的电机。但是，在第三方(例如，技术人员)可以基于调整幅度和调整方向来调整距离和范围测量设备的实施例中，不需要电机。
23.示例工业环境布局
24.现在参考图1，示出了工业环境(例如，仓库、供应场、装卸码头、制造设施等)布局100的示例。在典型的拣货操作中，工业车辆的操作员从位于工业环境内的一个或多个过道下方提供的存储区域中的可用库存物品填写订单。在这个示例中，工业环境布局100，存在三个过道102a、102b、102c(统称为102)，它们被三个货架104a、104b、104c(统称为104)隔开。
25.货架是一种可以用于储存和存储诸如消费者产品或材料等各种物品的结构，并且可以在尺寸和结构上不同。货架的示例包括但不限于选择性托盘货架、驶入式(drive-in)货架、驾驶通过式(drive-through)货架、流动货架、重力式货架和后推式货架。货架还可以有多个垂直层来扩展存储容量。
26.在典型的拣货操作期间，操作员可以将工业车辆106驾驶到将拣选第一订单上的(一个或多个)物品的第一地点(例如，过道1)。在拣选处理中，操作员从其相关联的(一个或多个)存储区域(例如，货架)取回订购的(一个或多个)库存物品，并且将拣选的库存放在托盘、收集笼、工业车辆携带的其它支撑结构上，或工业车辆本身上。然后操作员将工业车辆推进到将拣选后续物品的下一个地点。重复上述处理，直到订单上的所有库存物品都被拣选完毕。替代地，操作员用工业车辆106取回诸如托盘、板条箱、盒子、容器或其它类似物品的包装物品并重复该处理，直到所有包裹都被取回并移动到新地点。
27.操作员可能需要为每个订单重复数百次拣选处理。此外，操作员可能需要在每个班次中拣选大量订单。由此，操作员可能需要花费大量时间来重定位(relocating)和重新定位(repositioning)工业车辆，这减少了操作员可用于挑选库存的时间。
28.此外，多个操作员(每个操作员控制一辆工业车辆)同时拣选订单的情况并不少见。例如，示出了三台传统叉车106a-c(例如，平衡重式叉车、前移式卡车、拣料机(order pickers)、拣货机(stockpicker)、堆垛机等)和一辆托盘车108(例如，低级拣料机、快速拣选远程卡车、中控托盘车等)。
29.系统概览
30.现在参考附图，特别是图2，根据本公开的各个方面示出了系统200的总图。所示系统200是特殊目的(特定)计算环境，其包括由一个或多个网络(由参考标号204一般地指示)链接在一起的多个硬件处理设备(由参考标号202一般地指示)。
31.(一个或多个)网络204提供各种处理设备202之间的通信链路并且可以由互连处理设备202的联网组件206支持，包括例如路由器、集线器、防火墙、网络接口、有线或无线通信链路和对应的互连、蜂窝站和对应的蜂窝转换技术(例如，在蜂窝和tcp/ip之间转换等)。此外，(一个或多个)网络204可以包括使用一个或多个内联网、外联网、局域网(lan)、广域
网(wan)、无线网络(wi-fi)、互联网(包括万维网)、蜂窝和/或其它布置的连接，用于实现处理设备202之间的实时或其它方式(例如，经由时移、批处理等)的通信。
32.处理设备202可以被实现为服务器、个人计算机、笔记本电脑、上网本计算机、目的驱动设备、专用计算设备和/或能够通过网络204通信的其它设备。处理设备202的其它类型包括例如个人数据助理(pda)处理器、掌上计算机、包括蜂窝移动电话和智能电话在内的蜂窝设备、平板电脑、电子控制单元(ecu)、工业车辆的显示器等。
33.更进一步，处理设备202设在一个或多个工业车辆208上，诸如叉车、前移式卡车、拣货机、自动导引车、转塔卡车、牵引车、载人托盘车、步行式堆垛车、快速拣选远程卡车等。在所示的示例配置中，工业车辆208通过一个或多个接入点210与对应的用作到网络204的连接的联网组件206无线通信。替代地，工业车辆208可以配备有wi-fi、蜂窝或允许工业车辆208上的处理设备202直接与远程设备(例如，通过网络204)通信的其它合适的技术。
34.所示系统200还包括实现为支持分析引擎214和对应数据源(统称为数据源216)的服务器212(例如，web服务器、文件服务器和/或其它处理设备)的处理设备。分析引擎214和数据源216向工业车辆208提供域级资源。此外，数据源216存储与工业车辆208的活动相关的数据。
35.在示例性实现方式中，数据源216包括存储与操作(例如，工业环境、配送中心、零售店、制造商等)相关的各种类型的信息的数据库的集合。但是，这些数据源216不需要位于同一地点。在说明性示例中，数据源216包括将来自多个不同域的为企业的利益而执行的处理联系起来的数据库。在所示示例中，数据源216包括工业车辆信息数据库218(支持在工业车辆操作域中执行的处理)、仓库管理系统(wms)220(支持在wms域中执行的与货物在操作环境内的移动和跟踪相关的处理)、人力资源管理系统(hrms)222(支持在hrms域中执行的处理)、地理特征管理系统224(支持利用地理域中工业车辆的基于环境的地点跟踪数据的处理)等。上述列表并非详尽的，并且仅用作说明目的。
36.更进一步，工业车辆208可以包括与电子标牌的短程直接通信，该电子标牌可以是远程的，但是与对应的工业车辆208相对接近(作为示例，15-20米)。电子标牌还可以定位在机器、固定装置、装备、其它物体、工业车辆操作员、它们的组合等上。在philip w.swift于2017年8月24日提交的标题为industrial electronic badge的美国专利申请no.15/685,163中更详细地讨论了电子标牌，其全部内容通过引用并入本文。
37.在某些说明性实现方式中，工业车辆208本身可以经由电子标牌通信器技术(例如经由短程直接通信链路)彼此直接通信，从而形成网状(mesh)网络或临时网状网络。
38.工业车辆
39.如上所述，在某些上下文和角色中，处理设备202设在工业车辆208上。这里，处理设备202是专用的、特定的计算机，诸如安装到工业车辆208或以其它方式与工业车辆208集成的设备。处理设备202包括耦合到存储器以执行指令的处理器。但是，处理设备202的执行环境进一步绑定到工业车辆208，使其成为与通用计算机不同的特定机器。
40.例如，工业车辆上的示例处理设备202是如在美国专利no.8,060,400中阐述的移动资产信息链接设备(参见信息链接设备38)，其公开内容通过引用整体并入本文。在某些说明性实现方式中，处理设备202还与对应工业车辆208的组件通信(例如，经由车辆网络总线(例如，控制器局域网总线(can总线))、短程无线技术(例如，经由蓝牙或其它合适的方
法)或其它有线连接，其示例在美国专利no.8,060,400中进一步阐述，该专利已通过引用并入。
41.参考图3，处理设备202被实现为信息链接设备，其包括实现与工业车辆的组件的无线通信、数据和信息处理以及有线(和可选地无线)通信的必要电路系统。作为几个说明性示例，处理设备202包括用于无线通信的收发器302，其能够传输和接收信号。虽然为了方便示出了单个收发器302，但在实践中，可以提供一种或多种无线通信技术。例如，收发器302可以能够与远程服务器(例如，服务器212)通信，并且因此经由图2的接入点210上的802.11.xx与图2的分析引擎214交互。收发器302还可以可选地支持其它无线通信，诸如蜂窝、蓝牙、红外(ir)或任何其它技术或技术组合。例如，使用蜂窝到ip(互联网协议)桥接器，收发器302可以能够使用蜂窝信号直接与远程服务器(例如，制造商服务器)通信。收发器302还可以与控制工业车辆208的无线远程控制设备通信。远程控制设备可以由工业车辆操作员或由系统200控制。
42.处理设备202还包括控制模块304，其具有耦合到存储器以实现计算机指令的处理器。此外，控制模块304实现诸如操作员登录、使用前检验检查单、数据监视和其它特征的处理，这些处理的示例在授予wellman的美国专利no.8,060,400中更全面地描述，该专利已通过引用并入本文。
43.处理设备202还包括车辆电源启用电路系统306以选择性地启用或禁用工业车辆208。在某些实现方式中，车辆电源启用电路系统306可以例如取决于正确的操作员登录，部分启用工业车辆208进行操作或完全启用工业车辆208进行操作。例如，工业车辆电源启用电路系统306可以经由电源线308向组件提供选择性电源。工业车辆208的各种功能可以由车辆电源启用电路系统306控制(例如，结合控制模块304)，诸如牵引力控制、转向控制、制动控制、驱动电机等。
44.更进一步，处理设备202包括监视输入输出(i/o)模块310以经由有线或无线连接与安装到工业车辆或以其它方式安装在工业车辆上的外围设备(诸如传感器、仪表、编码器、开关等(由参考编号312统一表示))通信。
45.处理设备202经由合适的工业车辆网络系统314(例如，车辆网络总线)耦合到其它工业车辆系统组件和/或与其它工业车辆系统组件通信。工业车辆网络系统314是允许工业车辆208的电子组件相互通信的任何有线或无线网络、总线或其它通信能力。作为示例，工业车辆网络系统可以包括控制器局域网(can)总线、zigbee、蓝牙、局域互连网(lin)、时间触发的数据总线协议(ttp)或其它合适的通信策略。
46.如本文将更全面地描述的，工业车辆网络系统314的利用使得能够将工业车辆208上的处理设备202的组件无缝集成到包括工业车辆208的控制器的本地电子器件中。此外，监视i/o模块310可以将任何电子外围设备312桥接到工业车辆网络系统314。例如，如图所示，处理设备202连接、理解并且能够与本地车辆组件通信，诸如控制器、模块、设备、总线启用传感器、显示器、灯、灯条、发声设备、耳机、麦克风、触觉设备等(由参考标号316统一表示)。
47.处理设备202还可以与钥匙扣318(或键盘、读卡器或任何其它设备)通信以接收操作员登录标识。更进一步，处理设备202可以包括显示器和/或其它特征以提供期望的处理能力。
48.根据本公开的还有的方面，可以在工业车辆208上提供基于环境的地点跟踪系统320，其可以跨工业车辆网络系统314进行通信。基于环境的地点跟踪系统320使得工业车辆208能够在空间上感知其在工业环境内的地点。基于环境的地点跟踪系统320可以包括本地感知系统，该本地感知系统利用包括rfid(射频识别)、信标、灯或其它外部设备的标记来允许工业环境内的空间感知。基于环境的地点跟踪系统320可以使用全球定位系统(gps)或三角测量系统中的一个或多个来确定位置。基于环境的地点跟踪系统320还可以使用从车辆传感器、编码器、加速度计等或允许确定地点的其它系统读取的知识。
49.作为另一个示例，基于环境的地点跟踪系统320可以包括应答器，并且可以在工业环境内对工业车辆的位置进行三角测量。此外，基于环境的地点跟踪系统320可以使用上述和/或其它技术的组合来确定工业车辆的当前(实时)位置。由此，在某些实现方式中，可以连续地(例如，每秒或更少时间)确定工业车辆的位置。替代地，可以导出其它采样间隔以连续地(例如，以离散定义的时间间隔、周期性或其它恒定和重复的时间间隔、基于中断、触发或其它方式的间隔)确定工业车辆随时间的位置。
50.处理设备202还可以连接到其它设备，例如，第三方设备322，诸如rfid扫描仪、显示器、仪表、重量传感器、叉式负载传感器或其它设备。
51.校准滚动角
52.现在转向图4，自上而下的图示出了用于校准安装到工业车辆442的距离和范围测量设备440(例如，激光器、扫描仪、3-d相机、光检测和测距(lidar)设备、超声波设备等)的滚动角的处理，其中校准是相对于距离和范围测量设备440的滚动轴线的。如本文所使用的，滚动轴线444是从距离和范围测量设备前方延伸到距离和范围测量设备后方的轴线。
53.当校准距离和范围测量设备440时，距离和范围测量设备被激活，使得来自距离和范围测量设备的发射446(例如，如果距离和范围测量设备包括激光，那么为激光束)相对于滚动轴线444处于第一偏航角448并且指向距工业车辆一定距离(例如，在工业车辆前方一米处)的地面。传感器450感测发射的反射并将反射转换(例如，使用发射的飞行的时间)成第一角度的发射长度。因此，对来自距离和范围测量设备的以相对于距离和范围测量设备的滚动轴线的第一偏航角的发射获取第一测量值。
54.获取第二测量值以确定以第二偏航角452的第二发射454的长度(类似于上述)。在许多实施例中，第一测量值和第二测量值可以从包括第一偏航角和第二偏航角两者的一次扫描中获取。第二偏航角可以在第一偏航角的角度公差内(公差越小校准将越准确)，但是相对于滚动轴线在第一偏航角的相反方向上。例如，如果第一偏航角与滚动轴线成正四十五度(在滚动-俯仰平面中)，那么第二偏航角可以在滚动-俯仰平面中与滚转轴线成负四十五度的角度公差内(例如，0.01度)。
55.此外，两个不同的角度可以用于两个偏航角(即，其绝对值不在角度公差内的两个偏航角)。然后，在进行下面的比较之前，应该对其中一个测量值进行缩放。例如，第一测量值应该通过第一偏航角的余弦除以第二偏航角的余弦来缩放。另一方面，第二测量值可以通过第二偏航角的余弦除以第一偏航角的余弦来缩放。因此，如果第一偏航角是四十五度，并且第二偏航角是负二十度，那么第一测量值被缩放0.707/0.94＝0.752。注意的是，如果第一偏航角是四十五度，并且第二偏航角是正二十度，那么对于示例结果是相同的。
56.如果第一测量值和第二测量值之间的差在滚动公差内，那么确定滚动角是正确
的。在一些实施例中，确定包括将第一测量值与第二测量值进行比较，并且如果它们在彼此的滚动公差内(滚动公差越小，校准将越准确)，那么距离和范围测量设备的滚动角被正确校准。例如，如果第一测量值为1.540米，第二测量值为1.538米，并且滚动公差为0.003米，那么第一测量值和第二测量值在滚动公差内。在一些实施例中，比较由工业车辆上的处理器执行。在其它实施例中，比较由与工业车辆分离的处理器执行。回想一下，如果使用了两个不同的偏航角(即，其绝对值不在角度公差内的两个偏航角)，那么其中一个测量值应该如上所述进行缩放。
57.如果第一测量值不在第二测量值的滚动公差内，那么距离和范围测量设备440必须进行滚动。在这种情况下，如果第一测量值大于第二测量值，那么距离和范围测量设备440应当沿着顺时针方向滚动(站在工业车辆后面)。另一方面，如果第二测量值大于第一测量值，那么距离和范围测量设备440应当沿着逆时针方向滚动(站在工业车辆后面)(即，确定调整方向)。上面讨论的顺时针/逆时针示例假设第一角度与滚动轴线成正角；如果第一偏航角与滚动轴线成负角，那么顺时针/逆时针方向将反转。此外，第一测量值和第二测量值之间的差的幅度将指导距离和范围测量设备440应该滚动多少度(即，确定调整幅度)。
58.如果第一测量值不在第二测量值的滚动公差内，那么距离和范围测量设备440可以根据调整方向和调整幅度进行调整(例如，滚动)。在一些实施例中，调整由工业车辆自动执行。在其它实施例中，调整方向和调整幅度被显示在工业车辆的屏幕上或被传输(如上所述)到远程设备以供显示。在一些实施例中，距离和范围测量设备的滚动角在进行调整之后被认为是校准的。在其它实施例中，在进行调整之后，然后如上所述再获取两个测量值(即，新的第一测量值和新的第二测量值)。在这些实施例中的一些实施例中，新的第一偏航角和新的第二偏航角是与上述第一偏航角和第二偏航角相同的角度。但是，在其它实施例中，新的第一偏航角和新的第二偏航角是与上述第一偏航角和第二偏航角不同的角度。例如，如果第一偏航角和第二偏航角与滚动轴线成正四十五度和负四十五度，那么新的第一偏航角和新的第二偏航角可以是与滚动轴线成正二十度和负二十度。迭代地重复该处理，直到第一测量值和第二测量值在彼此的滚动公差内。
59.校准俯仰角
60.图5-图6示出了用于校准耦合到工业车辆542的距离和范围测量设备540(例如，激光器、扫描仪、3-d相机、光检测和测距(lidar)设备、超声波设备等)的处理，其中校准是相对于距离和范围测量设备540的俯仰轴线554。如本文所使用的，俯仰轴线554是垂直于距离和范围测量设备的前方的轴线。
61.扫描场被确定为具有长度556，该长度是从距离和范围测量设备540到扫描场的末端的距离，扫描场的末端在地板上方的预定距离558(通常为几厘米)处结束。如图5中所示，扫描场在距离和范围测量设备前方延伸二百七十度。但是，扫描场可以是任何期望的大小。可以使用扫描场长度556(指定为l
sf
)、预定距离558(指定为h)以及距离和范围测量设备在偏航-滚动平面中相对于俯仰轴线554的角度562(即，当距离和范围测量设备正确俯仰(即，相对于俯仰轴线正确校准)时距离和范围测量设备应该具有的俯仰角)(指定为α)来确定虚拟发射长度560(指定为lb)。确定lb的公式为：
62.lb＝l
sf
(h/sin(α))
63.其中：
64.l
sf
是扫描场的长度；
65.h是扫描场在地板上方结束的高度；以及
66.α是当距离和范围测量设备的俯仰角正确时的角度。
67.为了沿着俯仰轴线554校准距离和范围测量设备540(即，确定距离和范围测量设备是否正确俯仰)，来自距离和范围测量设备540的发射546被导向地板。如图5中所示，发射546与滚动轴线成直线。但是，发射546可以以任何偏航角(同时仍在扫描场内并且发射可以撞击地面/地板)。
68.对来自距离和范围测量设备的发射获取测量值。测量值可以是上述针对滚动角的校准处理的第一测量值、上述针对滚动角的校准处理的第二测量值，或者独立于那些测量值的测量值。然后将测量值与虚拟发射长度进行比较。在一些实施例中，比较由工业车辆上的处理器执行。在其它实施例中，比较由与工业车辆分离的处理器执行。
69.如果测量值和虚拟发射长度之间的差在俯仰公差内，那么确定俯仰角是正确的。在一些实施例中，确定包括将测量值与虚拟发射长度进行比较以确定测量值是否在虚拟发射长度的俯仰公差内。
70.但是，如果测量值不在虚拟发射长度的俯仰公差内，并且如果测量值大于虚拟发射长度，那么距离和范围测量设备应向下俯仰作为调整方向。另一方面，如果测量值小于虚拟发射长度，那么距离和范围测量设备应向上俯仰。测量值和虚拟发射长度之间的差与距离和范围测量设备应俯仰的调整幅度(例如，多少度)相关。
71.如果测量值不在虚拟发射长度的俯仰公差内，那么距离和范围测量设备540可以根据调整方向和调整幅度进行调整。在一些实施例中，调整由工业车辆自动执行。在其它实施例中，调整方向和调整幅度被显示在工业车辆的屏幕上或被传输(如上所述)到远程设备以供显示。在一些实施例中，在进行调整之后，然后如上所述获取新的测量值。因此，可以迭代地重复该处理，直到测量值在虚拟发射长度的俯仰公差内。在其它实施例中，在进行调整之后，假设距离和范围测量设备被正确校准。
72.整体校准处理
73.图7是示出了用于校准耦合到工业车辆的距离和范围测量设备(例如，激光器、扫描仪、3-d相机、光检测和测距(lidar)设备、超声波设备等)的整体处理700的流程图。在702处，对来自距离和范围测量设备的以相对于工业车辆的滚动轴线的第一偏航角的发射获取第一测量值。例如，距离和范围测量设备被激活，使得来自距离和范围测量设备的发射以相对于滚动轴线处于第一偏航角并且指向距工业车辆一定距离(例如，在工业车辆前方一米)的地面。传感器感测发射的反射并将反射转换(例如，使用发射的飞行时间)成以第一偏航角的发射的第一测量值。第一偏航角可以是在距离和范围测量设备的扫描场内的除零度和 /-九十度外的任何角度。例如，第一偏航角可以与滚动轴线成四十五度。作为另一个示例，第一偏航角可以与滚动轴线成负二十度。
74.在704处，对来自距离和范围测量设备的以相对于滚动轴线的第二偏航角的发射获取第二测量值。如上所述，可以在单次扫描期间获取第一测量值和第二测量值。第二偏航角可以在第一偏航角的角度公差内，但相对于滚动轴线在第一偏航角的相反方向上。另一方面，两个偏航角可以使用两个不同的角度(即，其绝对值不在角度公差内的两个偏航角)。然后，在进行下面的比较之前，应对其中一个测量值进行缩放。例如，第一测量值应该通过
第一偏航角的余弦除以第二偏航角的余弦来缩放。另一方面，第二测量值可以通过第二偏航角的余弦除以第一偏航角的余弦来缩放。
75.在706处，当第一测量值和第二测量值在滚动公差内时，确定距离和范围测量设备的滚动角是正确的。在许多实施例中，如果第一测量值和第二测量值之间的差在滚动公差内，那么滚动角被正确校准。在一些实施例中，确定由工业车辆上的处理器执行。在其它实施例中，确定由与工业车辆分离的处理器执行。为了更准确的校准，滚动公差应该是小的数字。如果第一测量值和第二测量值在滚动公差内，那么距离和范围测量设备滚动角是正确的(即，距离和范围测量设备沿着滚动轴线正确旋转)。在两个不同偏航角用于第一偏航角和第二偏航角的情况下，应该使用缩放的测量值与未缩放的测量值进行比较。例如，将缩放的第一测量值与未缩放的第二测量值进行比较。替代地，将未缩放的第一测量值与缩放的第二测量值进行比较。
76.如果第一测量值和第二测量值不在彼此的滚动公差内(即，滚动角不正确)，那么距离和范围测量设备必须通过滚动调整围绕滚动轴线进行滚动。在这种情况下，如果第一测量值大于第二测量值，那么距离和范围测量设备应该围绕滚动轴线以顺时针方向滚动。另一方面，如果第二测量值大于第一测量值，那么距离和范围测量设备应该围绕滚动轴线以逆时针方向滚动(即，确定滚动调整方向)。上面讨论的顺时针/逆时针示例假设第一偏航角与滚动轴线成正角；如果第一偏航角与滚动轴线成负角，那么顺时针/逆时针方向将反转。此外，调整幅度可以基于第一测量值和第二测量值之间的差(即，确定滚动调整幅度)。在一些实施例中，使用工业车辆上的处理器来确定滚动调整方向和滚动调整幅度，而在其它实施例中，使用与工业车辆分离的处理器来确定滚动调整方向和滚动调整幅度。
77.在一些实施例中，滚动调整(即，基于滚动调整幅度和滚动调整方向)由工业车辆自动执行。在其它实施例中，滚动调整方向和滚动调整幅度被显示在工业车辆的屏幕上或被传输到远程设备以供显示。
78.在一些实施例中，在进行滚动调整之后，然后如上所述获取两个更多的测量值。在这些实施例中的一些实施例中，新的第一偏航角和新的第二偏航角是与上述第一偏航角和第二偏航角相同的角度。但是，在其它实施例中，新的第一偏航角和新的第二偏航角是与上述第一偏航角和第二偏航角不同的角度。例如，如果第一偏航角和第二偏航角与滚动轴线成正四十五度和负四十五度，那么新的第一偏航角和新的第二偏航角可以与滚动轴线成正二十度和负二十度。可以重复该处理，直到第一测量值和第二测量值在滚动公差内。
79.在708处，基于扫描场的长度、扫描场在地板上方结束的高度和距离和范围测量设备相对于工业车辆的俯仰轴线的角度来确定虚拟发射长度(即，当距离和范围测量设备被正确校准时的预期发射长度)。例如，虚拟发射长度(lb)可以通过以下等式确定：
80.lb＝l
sf
(h/sin(α))
81.其中：
82.l
sf
是扫描场的长度；
83.h是扫描场在地板上方结束的高度；以及
84.α是当距离和范围测量设备的俯仰角正确时的角度。
85.在710处，对来自距离和范围测量设备的以相对于工业车辆的俯仰轴线的第三角度(即，俯仰角)的发射获取第三测量值。在一些实施例中，702的第一测量值被用作第三测
量值。在各种实施例中，704的第二测量值被用作第三测量值。在几个实施例中，第三测量值与702的第一测量值和704的第二测量值不同。此外，用于第三测量值的发射可以是扫描场中相对于滚动轴线除零度和 /-九十度外的任何偏航角。
86.在712处，然后将第三测量值与在708处确定的虚拟发射长度进行比较。如果测量值在虚拟发射长度的俯仰公差内，那么距离和范围测量设备的俯仰角是正确的。
87.另一方面，如果测量值不在虚拟发射长度的俯仰公差内(即，俯仰角不正确)，那么如果测量值大于虚拟发射长度，那么距离和范围测量设备应该向下俯仰(即，应该进行俯仰调整)作为俯仰调整方向。另一方面，如果测量值小于虚拟发射长度，那么距离和范围测量设备应该向上俯仰。测量值和虚拟发射长度之间的差与距离和范围测量设备应该俯仰的俯仰调整幅度(例如，多少度)相关。
88.如果测量值不在虚拟发射长度的俯仰公差内，那么距离和范围测量设备可以根据俯仰调整方向和俯仰调整幅度进行调整。在一些实施例中，俯仰调整由工业车辆自动执行。在其它实施例中，俯仰调整方向和俯仰调整幅度被显示在工业车辆的屏幕上或被传输到远程设备以供显示。在一些实施例中，在进行俯仰调整之后，然后如上所述获取另一个第三测量值，并且重复708-712直到测量值在虚拟发射长度的俯仰公差内。在其它实施例中，假设距离和范围测量设备的俯仰角在俯仰调整之后被正确校准。
89.一旦距离和范围测量设备的滚动角和俯仰角都被正确校准，那么可以将两个角度都被正确校准的指示(即，正确校准的指示)存储在工业车辆上的存储器中。
90.校准处理700的部分可以以不同的顺序执行。例如，在图7中，702-706在708-712之前执行。但是，708-712可以与702-706同时执行或在702-706之前执行。
91.通常，距离和范围测量设备校准处理需要带有与激光传感器耦合的适配器的单独的笔记本电脑、笔记本电脑上的特殊软件和特殊的对准仪。通过上述校准处理700，可以在没有任何这些物品的情况下校准距离和范围测量设备。替代地，可以使用工业车辆上的水平地板和软件来执行校准处理。在距离和范围测量设备的自动调整的实施例中，还需要用于调整距离和范围测量设备的电机。但是，在第三方(例如，技术人员)基于调整幅度和调整方向调整距离和范围测量设备的实施例中，不需要电机。
92.板载辅助
93.在由工业车辆执行确定和比较并且距离和范围测量设备不自动调整的实施例中，可以在工业车辆的显示设备上显示调整方向、调整幅度或两者。图8示出了工业车辆的显示设备上的显示器800的实施例。显示器800包括距离和范围测量设备870的图标、正在进行校准哪个轴线的指示872以及调整方向874。在一些实施例中，还显示调整幅度。调整方向874和幅度可以实时显示，因此技术人员知道如何调整距离和范围测量设备。此外，当距离和范围测量设备在一个或两个方向上被正确校准时(即，如上所述，滚动角和/或俯仰角是正确的)，那么显示器可以指示技术人员应该停止在该方向上的调整(如果只有一个角度是正确的)或完全停止(如果滚动角和俯仰角都是正确的)。
94.在其它实施例中，显示设备可以是一组发光二极管(led)。例如，如果显示设备是左led和右led，那么当右led激活时，调整应该以顺时针方向，并且当左led激活时，调整方向应该以逆时针方向。在许多实施例中，led的亮度指示调整幅度。又例如，如果显示设备为8个led，那么显示设备右侧的4个led可以用于指示顺时针调整方向，以及其它4个led用于
指示逆时针调整。在这个示例中，调整幅度可以通过激活多少个led来指示。例如，与只有最右侧的两个led激活相比，最右侧的三个led激活将指示更大的顺时针调整。在一些实施例中，显示设备可以具有单独的多组led以指示对滚动角和俯仰角的调整。在其它实施例中，显示设备具有一组led和需要进行哪种调整(滚动或俯仰)的指示器。
95.在不自动执行调整(例如，服务技术人员进行调整)的实施例中，将已进行调整的指示发送到处理器。该指示可以由技术人员提供、使用距离和范围测量设备上的传感器自动提供、使用定时器来假设已经进行了调整等，或者它们的组合。
96.其它事项
97.图9是根据实施例描绘的数据处理系统的框图。数据处理系统900可以包括对称多处理器(smp)系统或包括连接到系统总线930的多个处理器910的其它配置。替代地，可以采用单个处理器910。本地存储器920也连接到系统总线930。i/o总线桥940连接到系统总线930并提供到i/o总线950的接口。i/o总线可以用于支持一个或多个总线和对应的设备，诸如存储装置960、可拆卸介质存储装置970、输入输出设备(i/o设备)980、网络适配器990等。网络适配器还可以耦合到系统以使数据处理系统能够通过中间的专用或公共网络耦合到其它数据处理系统或远程打印机或存储设备。
98.诸如图形适配器、存储装置和其上实施有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质之类的设备也可以连接到i/o总线。可以执行计算机可用程序代码以实现本实施例的任何方面，例如，以实现上图中所示的任何方法和/或系统组件的任何方面。
99.如本领域技术人员将认识到的，本公开的各方面可以被实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开的各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施例的形式，其在本文中都可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本公开的各方面可以采取实施在一个或多个计算机可读存储介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读存储介质具有在其上实施的计算机可读程序代码。
100.可以利用一种或多种计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外线的或半导体系统、装置或设备，或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例(非详尽列表)将包括以下各项：具有一根或多根电线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、闪存、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储设备、磁存储设备或前述的任何合适的组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是可以包含或存储程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的任何有形介质。计算机存储介质不包括传播信号。
101.计算机可读信号介质可以包括例如在基带中或作为载波的一部分的其中实施计算机可读程序代码的传播数据信号。这种传播的信号可以采用多种形式中的任何一种，包括但不限于电磁、光或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是不是计算机可读存储介质并且可以通信、传播或传送程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的任何计算机可读介质。
102.实施在计算机可读介质上的程序代码可以使用任何适当的介质来传输，包括但不
限于无线、有线、光纤电缆、rf等，或前述的任何合适的组合。
103.用于执行本公开的各方面的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合编写，包括面向对象的编程语言(诸如java、smalltalk、c 等)和常规的过程编程语言(诸如“c”编程语言或类似的编程语言)。程序代码可以完全在用户的计算机上、部分在用户的计算机上、作为独立软件包、部分在用户的计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(lan)或广域网(wan))连接到用户的计算机，或者可以连接到外部计算机(例如，通过使用网络服务提供商的网络)。
104.本文参考根据本公开的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图说明和/或框图来描述本公开的各方面。将理解的是，流程图说明和/或框图的每个方框，以及流程图说明和/或框图中的方框的组合，可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的手段。
105.这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，其可以指导计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备以特定方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生制品，该制品包括实现流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的指令。
106.计算机程序指令还可以加载到计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上，以使得一系列操作步骤在计算机、其它可编程装置或其它设备上执行以产生计算机实现的处理，使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的处理。
107.附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个方框可以表示模块、片段或代码的一部分，其包括用于实现(一个或多个)指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意的是，在一些替代实现方式中，方框中标注的功能可以不按照附图中标注的次序发生。例如，取决于所涉及的功能，相继示出的两个方框实际上可以基本上同时执行，或者有时可以以相反的次序执行这些方框。还将注意到的是，框图和/或流程图说明的每个方框，以及框图和/或流程图说明中的方框的组合，可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
108.本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在进行限制。如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”还旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”，当在本说明书中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组的存在或添加。
109.下面权利要求中的所有部件或步骤加上功能元件的对应结构、材料、动作和等同形式旨在包括用于与如具体要求保护的其它要求保护的元件组合来执行功能的任何结构、材料或动作。本公开的描述已经出于说明和描述的目的而呈现，但并不旨在穷举或限制于所公开的形式。在不脱离本实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。选择和描述本公开的各方面是为了最好地解释本实施例的
原理和实际应用，并使本领域的其它普通技术人员能够理解具有适合于预期的特定用途的各种修改的各种实施例。