(57)【要約】      （修正有）【課題】運搬ロボット、商品棚、倉庫保管システム及び商品棚運搬方法を提供する。【解決手段】運搬ロボット１００は、商品棚２００の底部の支持部材２２０の輪郭又は前記運搬ロボットの測距センサから前記商品棚の一部の部材までの距離を含む商品棚の特徴パラメータを検知する検知センサ１４０と、前記運搬ロボットに設置されて、前記特徴パラメータに基づき前記運搬ロボットを制御して前記商品棚と結合して前記商品棚を運搬させる処理ユニット１５０とを備える。運搬ロボットに設置された検知センサを利用して商品棚の特徴パラメータを識別し、該特徴パラメータに基づき運搬ロボットを商品棚に位置合わせすることができ、両者が結合するときの誤操作の発生を回避し、それにより倉庫保管システムの自動化及びインテリジェント化を実現する。【選択図】図１Ａ
2020107322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運搬ロボットであって、
商品棚の底部の支持部材の輪郭又は前記運搬ロボットの測距センサから前記商品棚の一部の部材までの距離を含む前記商品棚の特徴パラメータを検知するための検知センサと、
前記運搬ロボットに設置され、前記特徴パラメータに基づき前記運搬ロボットを制御して前記商品棚と結合して前記商品棚を運搬させる処理ユニットと、を備える、
運搬ロボット。
【請求項２】
前記特徴パラメータが前記商品棚の底部の前記支持部材の輪郭を含む場合に、前記検知センサは、輪郭センサを備え、
前記輪郭センサの検出面が上向きであり、前記輪郭センサは、前記輪郭センサが前記商品棚の下方に位置する場合に、前記商品棚の底部の前記支持部材の輪郭を検知し、
前記処理ユニットは、前記支持部材の輪郭に基づき前記運搬ロボットを制御して前記商品棚と結合して前記商品棚を運搬させる、請求項１に記載の運搬ロボット。
【請求項３】
前記処理ユニットは、具体的には、前記支持部材の輪郭に基づき前記商品棚の中心と前記運搬ロボットの中心との間の距離を計算し、且つ前記距離に基づき前記運搬ロボットの位置を調整する、請求項２に記載の運搬ロボット。
【請求項４】
前記処理ユニットは、さらに前記支持部材の輪郭の方向性を計算して、前記商品棚の方向を判断し、又は
前記輪郭センサは、さらに前記商品棚の底部の方向標識を検知し、前記処理ユニットは、前記方向標識に基づき前記商品棚の方向を判断し、又は
前記運搬ロボットには、輪郭方向センサがさらに設置され、前記輪郭方向センサは、前記商品棚の底部の輪郭の方向を検知し、前記処理ユニットは、さらに前記底部の輪郭の方向に基づき前記商品棚の方向を判断する、請求項２又は３に記載の運搬ロボット。
【請求項５】
前記特徴パラメータが前記運搬ロボットの前記測距センサから前記商品棚の一部の部材までの距離を含む場合、前記検知センサは、前記商品棚の一部の部材から前記測距センサまでの距離を検知する前記測距センサを備え、
前記処理ユニットは、前記距離に基づき前記運搬ロボットを制御して前記商品棚と結合して前記商品棚を運搬させる、請求項１に記載の運搬ロボット。
【請求項６】
前記処理ユニットは、具体的には、前記距離に基づき前記商品棚の中心と前記運搬ロボットの中心との間の間隔を計算し、且つ前記間隔に基づき前記運搬ロボットの位置を調整する、請求項５に記載の運搬ロボット。
【請求項７】
前記一部の部材は、前記商品棚のブラケット脚を備え、前記測距センサは、前記ブラケット脚から前記測距センサまでの距離を測定し、
前記測距センサは、前記運搬ロボットの真正面又は前記ブラケット脚に対応する位置に設置される、請求項５又は６に記載の運搬ロボット。
【請求項８】
前記測距センサは、異なる光反射部材の間の色及び／又は光反射強度の間の差異を検知するように構成され、前記処理ユニットは、さらに前記差異に基づき前記商品棚の方向を判断する、請求項５−７のいずれか１項に記載の運搬ロボット。
【請求項９】
前記運搬ロボットには、前記商品棚の方向標識を検知する標識方向センサがさらに設置され、前記処理ユニットは、さらに前記方向標識に基づき前記商品棚の方向を判断する、請求項１−８のいずれか１項に記載の運搬ロボット。
【請求項１０】
前記標識方向センサは、前記運搬ロボットの頂部に設置される第１標識方向センサを備え、前記方向標識は、方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含み、前記第１標識方向センサは、前記方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを検知することができ、及び／又は、
前記標識方向センサは、前記運搬ロボットの側面に設置される第２標識方向センサを備え、前記方向標識は、方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含み、前記第２標識方向センサは、前記方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを検知することができる、請求項９に記載の運搬ロボット。
【請求項１１】
前記第２標識方向センサは、異なる光反射部材の間の色及び／又は光反射強度の間の差異を検知することができ、前記処理ユニットは、具体的には、前記差異に基づき前記商品棚の方向を判断する、請求項１０に記載の運搬ロボット。
【請求項１２】
前記運搬ロボットの頂部には、前記商品棚の商品棚制限部に合わせたロボット制限部を有し、前記商品棚が鉛直方向において前記運搬ロボットに突き合せられると、前記ロボット制限部は、前記運搬ロボットに対する前記商品棚の水平変位を制限することができる、請求項１−１１のいずれか１項に記載の運搬ロボット。
【請求項１３】
商品棚であって、
検知センサによって検知可能な検知部材を備え、
前記検知部材は、前記商品棚の底部に位置する支持部材を備え、
前記支持部材は、特定の輪郭を有し、又は、
前記検知部材は、光反射部材であり、前記商品棚の一部の部材には、前記光反射部材が設置される、商品棚。
【請求項１４】
前記支持部材の輪郭は、方向性を有し、及び／又は
前記商品棚の底部の輪郭は、方向性を有し、及び／又は
前記商品棚の底部には、方向標識が設置される、請求項１３に記載の商品棚。
【請求項１５】
前記商品棚の一部の部材は、前記商品棚のブラケット脚及び／又は前記商品棚の底面を備える、請求項１３に記載の商品棚。
【請求項１６】
前記ブラケット脚の数が複数であり、前記複数のブラケット脚のうちの少なくとも一部のブラケット脚には、前記光反射部材が設置され、少なくとも１つのブラケット脚の光反射部材が他のブラケット脚の光反射部材とは異なる色及び／又は光反射強度を有する、請求項１５に記載の商品棚。
【請求項１７】
前記商品棚の底部には、前記商品棚を運搬する運搬ロボットのロボット制限部に合わせた商品棚制限部を有し、前記商品棚が鉛直方向において前記運搬ロボットに突き合せられると、前記商品棚制限部は、前記運搬ロボットに対する前記商品棚の水平変位を制限することができる、請求項１３−１６のいずれか１項に記載の商品棚。
【請求項１８】
倉庫保管システムであって、
請求項１３−１７のいずれか１項に記載の商品棚と、
請求項１−１２のいずれか１項に記載の運搬ロボットと、を備える、倉庫保管システム。
【請求項１９】
商品棚運搬方法であって、
運搬ロボットが、第１位置に位置する商品棚を第２位置に運搬することを指示するための運搬指令を受信するステップと、
前記運搬ロボットが前記運搬指令に従って、前記第１位置に移動するステップと、
前記運搬ロボットが、前記商品棚の底部の支持部材の輪郭又は前記運搬ロボットの測距センサから前記商品棚の一部の部材までの距離を含む前記商品棚の特徴パラメータに基づき前記商品棚に位置合わせするステップと、
前記運搬ロボットが前記商品棚と結合して、前記商品棚を前記第２位置に移動するステップと、を含む、商品棚運搬方法。
【請求項２０】
前記運搬ロボットが前記特徴パラメータに基づき前記商品棚に位置合わせするステップは、前記運搬ロボットが前記商品棚の底部の支持部材の輪郭に基づき前記商品棚に位置合わせするステップを含み、
前記運搬ロボットが前記商品棚の底部の支持部材の輪郭に基づき前記商品棚に位置合わせするステップは、前記支持部材の輪郭に基づき前記商品棚の中心と前記運搬ロボットの中心との間の距離を計算し、且つ前記距離に基づき前記運搬ロボットの位置を調整するステップを含む、請求項１９に記載の商品棚運搬方法。
【請求項２１】
前記運搬ロボットが前記特徴パラメータに基づき前記商品棚に位置合わせするステップは、前記運搬ロボットが前記商品棚の一部の部材までの距離に基づき前記商品棚に位置合わせするステップを含み、
前記運搬ロボットが前記商品棚の一部の部材までの距離に基づき前記商品棚に位置合わせするステップは、前記距離に基づき前記商品棚の中心と前記運搬ロボットの中心との間の間隔を計算し、且つ前記間隔に基づき前記運搬ロボットの位置を調整するステップを含む、請求項１９に記載の商品棚運搬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１８年１２月２７日に提出された中国特許出願第２０１８１１６１２３４２．３号及び第２０１８１１６１０８７２．４号の優先権を主張し、ここで、上記中国特許出願に開示されている内容の全体が本願の一部として援用される。
【０００２】
本発明は、倉庫保管の自動化及びインテリジェント化の技術分野に関し、具体的には、倉庫保管システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
電子商取引倉庫、物流倉庫、空港手荷物システム、病院の薬局、近代的な化学プラントなどの場所には、自動化及びインテリジェント化倉庫保管システムを用いて物品の選別、運搬、貯蔵などを行うことがますます多くなる。手動作業に依頼する従来の倉庫保管システムに対して、自動化及びインテリジェント化の倉庫保管システムは、応答時間が短く、倉庫内及び入出庫の作業効率が高く、且つ正確性が高いなどの利点を有し、物品の倉庫保管操作の頻度が高く、種類が多く、数が巨大な場所への適用に非常に向いており、それにより、ますます人気が高くなる。
【０００４】
しかし、自動化及びインテリジェント化のシステムは、誤操作の影響を受けやすく、たとえば、システムにおける装置がその意図した操作位置から外れる場合、エラーを導入する恐れがある。従って、如何にシステムにおける各装置が所定の規則で意図した操作を正確に完了するかは、自動化及びインテリジェント化のシステムのキーとなっている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、上記問題を考慮して提案されている。本発明は、運搬ロボット、商品棚及び両者を備える倉庫保管システム、及び商品棚運搬方法を提供し、運搬ロボットの検知センサによって商品棚の特徴パラメータを識別し、運搬ロボットを商品棚に位置合わせすることができる。
【０００６】
本発明の一態様によれば、運搬ロボットを提供し、該運搬ロボットは、前記商品棚の底部の支持部材の輪郭又は前記運搬ロボットの測距センサから前記商品棚の一部の部材までの距離を含む商品棚の特徴パラメータを検知する検知センサと、前記運搬ロボットに設置されて、前記特徴パラメータに基づき前記運搬ロボットを制御して前記商品棚と結合して前記商品棚を運搬させる処理ユニットとを備える。
【０００７】
例示的には、前記特徴パラメータが前記商品棚の底部の前記支持部材の輪郭を含む場合に、前記検知センサは、輪郭センサを備え、前記輪郭センサの検出面が上向きであり、前記輪郭センサは、前記輪郭センサが商品棚の下方に位置する場合に、前記商品棚の底部の支持部材の輪郭を検知し、前記処理ユニットは、前記支持部材の輪郭に基づき前記運搬ロボットを制御して前記商品棚と結合して前記商品棚を運搬させる。
【０００８】
例示的には、前記処理ユニットは、具体的には、前記支持部材の輪郭に基づき前記商品棚の中心と前記運搬ロボットの中心との間の距離を計算し、且つ前記距離に基づき前記運搬ロボットの位置を調整する。
【０００９】
例示的には、前記処理ユニットは、さらに前記支持部材の輪郭の方向性を計算して、前記商品棚の方向を判断する。
【００１０】
例示的には、前記輪郭センサは、さらに前記商品棚の底部の方向標識を検知し、前記処理ユニットは、前記方向標識に基づき前記商品棚の方向を判断する。
【００１１】
例示的には、前記運搬ロボットには、前記商品棚の方向標識を検知する標識方向センサがさらに設置され、前記処理ユニットは、さらに前記標識方向センサの検出結果に基づき前記商品棚の方向を判断する。
【００１２】
例示的には、前記標識方向センサは、前記運搬ロボットの頂部に設置される第１標識方向センサを備え、前記方向標識は、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含み、前記第１標識方向センサは、前記光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを検知することができる。
【００１３】
例示的には、前記標識方向センサは、前記運搬ロボットの側面に設置される第２標識方向センサを備え、前記方向標識は、方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含み、前記第２標識方向センサは、前記方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを検知することができる。
【００１４】
例示的には、前記第２標識方向センサは、異なる光反射部材の間の色及び／又は光反射強度の間の差異を検知することができ、前記処理ユニットは、具体的には、前記差異に基づき前記商品棚の方向を判断する。
【００１５】
例示的には、前記第２標識方向センサは、前記光反射部材を検知できる測距センサを備える。
【００１６】
例示的には、前記第２標識方向センサは、ＲＦＩＤ読み取りセンサを備える。
【００１７】
例示的には、前記運搬ロボットには、輪郭方向センサがさらに設置され、前記輪郭方向センサは、前記商品棚の底部の輪郭の方向を検知し、前記処理ユニットは、さらに前記底部の輪郭の方向に基づき前記商品棚の方向を判断する。
【００１８】
例示的には、前記特徴パラメータが前記運搬ロボットの前記測距センサから前記商品棚の一部の部材までの距離を含む場合、前記検知センサは、前記商品棚の一部の部材から測距センサまでの距離を検知する前記測距センサを備え、前記処理ユニットは、前記距離に基づき前記運搬ロボットを制御して前記商品棚と結合して前記商品棚を運搬させる。
【００１９】
例示的には、前記処理ユニットは、具体的には、前記距離に基づき前記商品棚の中心と前記運搬ロボットの中心との間の間隔を計算し、且つ前記間隔に基づき前記運搬ロボットの位置を調整する。
【００２０】
例示的には、前記一部の部材は、前記商品棚のブラケット脚を備え、前記測距センサは、前記ブラケット脚から前記測距センサまでの距離を測定する。
【００２１】
例示的には、前記測距センサは、前記運搬ロボットの真正面又は前記ブラケット脚に対応する位置に設置される。
【００２２】
例示的には、前記測距センサは、異なる光反射部材の間の色及び／又は光反射強度の間の差異を検知することができるように構成され、前記処理ユニットは、さらに前記差異に基づき前記商品棚の方向を判断する。
【００２３】
例示的には、前記運搬ロボットには、前記商品棚の方向標識を検知する標識方向センサがさらに設置され、前記処理ユニットは、さらに前記方向標識に基づき前記商品棚の方向を判断する。
【００２４】
例示的には、前記標識方向センサは、前記運搬ロボットの頂部に設置される第１標識方向センサを備え、前記方向標識は、方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含み、前記第１標識方向センサは、前記方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを検知することができる。
【００２５】
例示的には、前記標識方向センサは、前記運搬ロボットの側面に設置される第２標識方向センサを備え、前記方向標識は、方向性パターン及び／又はＲＦＩＤタグを含み、前記第２標識方向センサは、前記方向性パターン及び／又はＲＦＩＤタグを検知することができる。
【００２６】
例示的には、前記運搬ロボットは、作業空間内に設置されたマークを検知するための位置センサをさらに備え、前記運搬ロボットは、前記マークに基づき位置を特定する。
【００２７】
例示的には、前記運搬ロボットには、アイデンティティセンサが設置され、前記処理ユニットは、さらに前記商品棚のアイデンティティ標識に基づき前記商品棚のアイデンティティを判断する。
【００２８】
例示的には、前記運搬ロボットの頂部には、前記商品棚の商品棚制限部に合わせたロボット制限部が設けられ、前記商品棚が鉛直方向において前記運搬ロボットに突き合せられると、前記ロボット制限部は、前記運搬ロボットに対する前記商品棚の水平変位を制限することができる。
【００２９】
本発明の別の態様によれば、検知センサによって検知可能な検知部材を備える商品棚をさらに提供し、前記検知部材は、前記商品棚の底部に位置する支持部材を備え、前記支持部材は、特定の輪郭を有し、又は、前記検知部材は、光反射部材であり、前記商品棚の一部の部材には、前記光反射部材が設置される。
【００３０】
例示的には、前記商品棚は、ブラケット脚をさらに備え、前記商品棚の底部では、前記支持部材は、前記ブラケット脚に接続される。
【００３１】
例示的には、前記支持部材の輪郭は、方向性を有する。
【００３２】
例示的には、前記商品棚の底部には、方向標識が設置される。
【００３３】
例示的には、前記方向標識は、前記支持部材又は前記支持部材の周囲に設置される方向性パターンを備える。
【００３４】
例示的には、前記方向性パターンは、平面パターン、三次元パターン及び／又は平面パターンと三次元パターンの組み合わせである。
【００３５】
例示的には、前記方向標識は、前記支持部材又は前記支持部材の周囲に設置される光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含む。
【００３６】
例示的には、前記方向標識は、前記ブラケット脚に設置される方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含む。
【００３７】
例示的には、前記ブラケット脚の数が複数であり、前記複数のブラケット脚のうちの少なくとも一部のブラケット脚には、前記光反射部材が設置され、少なくとも１つのブラケット脚の光反射部材が他のブラケット脚の光反射部材とは異なる色及び／又は光反射強度を有する。
【００３８】
例示的には、前記商品棚の底部の輪郭は、方向性を有する。
【００３９】
例示的には、前記商品棚の一部の部材は、ブラケット脚及び／又は前記商品棚の底面を備える。
【００４０】
例示的には、前記商品棚の底部には、方向標識が設置される。
【００４１】
例示的には、前記方向標識は、前記商品棚の前記底面に設置される方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含む。
【００４２】
例示的には、前記方向標識は、前記ブラケット脚に設置されるＲＦＩＤタグを含む。
【００４３】
例示的には、前記ブラケット脚の数が複数であり、前記複数のブラケット脚のうちの少なくとも一部のブラケット脚には、前記光反射部材が設置され、少なくとも１つのブラケット脚の光反射部材が他のブラケット脚の光反射部材とは異なる色及び／又は光反射強度を有する。
【００４４】
例示的には、前記商品棚には、前記商品棚のアイデンティティを識別するためのマークが設置される。
【００４５】
例示的には、前記商品棚の底部には、前記商品棚を運搬する運搬ロボットのロボット制限部に合わせた商品棚制限部が設けられ、前記商品棚が鉛直方向において前記運搬ロボットに突き合せられると、前記商品棚制限部は、前記運搬ロボットに対する前記商品棚の水平変位を制限することができる。
【００４６】
例示的には、前記ロボット制限部と前記商品棚制限部は、相互に嵌合可能な凹凸状構造を有し、凹状構造の開口のサイズが底部のサイズより大きい。
【００４７】
本発明のさらに別の態様によれば、上記いずれかの商品棚と、上記いずれかの運搬ロボットとを備える倉庫保管システムをさらに提供する。
【００４８】
本発明のまたさらに別の態様によれば、商品棚運搬方法をさらに提供し、該商品棚運搬方法は、運搬ロボットが、第１位置に位置する商品棚を第２位置に運搬することを指示する運搬指令を受信するステップと、前記運搬ロボットが前記運搬指令に従って、前記第１位置に移動するステップと、前記運搬ロボットが、前記商品棚の底部の支持部材の輪郭を含み、又は、前記運搬ロボットの測距センサから前記商品棚の一部の部材までの距離を含む前記商品棚の特徴パラメータに基づき前記商品棚に位置合わせするステップと、前記運搬ロボットが前記商品棚と結合して、前記商品棚を前記第２位置に移動するステップとを含む。
【００４９】
例示的には、前記特徴パラメータが前記商品棚の底部の支持部材の輪郭を含む場合、前記運搬ロボットが前記特徴パラメータに基づき前記商品棚に位置合わせするステップは、前記運搬ロボットが前記商品棚の底部の支持部材の輪郭に基づき前記商品棚に位置合わせするステップを含む。
【００５０】
例示的には、前記運搬ロボットが前記商品棚の底部の支持部材の輪郭に基づき前記商品棚に位置合わせするステップは、前記支持部材の輪郭に基づき前記商品棚の中心と前記運搬ロボットの中心との間の距離を計算し、且つ前記距離に基づき前記運搬ロボットの位置を調整するステップを含む。
【００５１】
例示的には、前記特徴パラメータが前記商品棚の一部の部材から測距センサまでの距離を含む場合に、前記運搬ロボットが前記特徴パラメータに基づき前記商品棚に位置合わせするステップは、前記運搬ロボットが前記商品棚の一部の部材までの距離に基づき前記商品棚に位置合わせするステップを含む。
【００５２】
例示的には、前記運搬ロボットが前記商品棚の一部の部材までの距離に基づき前記商品棚に位置合わせするステップは、前記距離に基づき前記商品棚の中心と前記運搬ロボットの中心との間の間隔を計算し、且つ前記間隔に基づき前記運搬ロボットの位置を調整するステップを含む。
【００５３】
例示的には、前記商品棚運搬方法は、前記運搬ロボットが前記商品棚の方向を判断するステップをさらに含む。
【００５４】
本発明は、運搬ロボットに設置された検知センサを利用して商品棚の特徴パラメータを識別し、運搬ロボットを商品棚に位置合わせすることができ、両者が結合するときの誤操作の発生を回避し、それにより倉庫保管システムの自動化及びインテリジェント化を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
図面を参照しながら本発明の実施例をより詳細に説明することにより、本発明の上記及び他の目的、特徴及び優位性は、より明瞭になる。図面は、本発明の実施例の更なる理解を提供し、且つ明細書の一部を構成し、本発明の実施例と共に本発明を解釈するためのものであり、本発明を限定するものではない。図面において、同じ参照符号が一般的に同じ部材又はステップを表す。
【図１Ａ】本発明の一実施例に係る倉庫保管システムを示す模式図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施例のいくつかの例に係る倉庫保管システムを示す模式図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施例の別のいくつかの例に係る倉庫保管システムを示す模式図である。
【図２Ａ】本発明の一実施例に係る運搬ロボットを示す模式図であり、図２Ｂにおけるリフトユニットが持ち上げられている。
【図２Ｂ】本発明の一実施例に係る運搬ロボットを示す模式図であり、リフトユニットが持ち上げられている。
【図２Ｃ】本発明の一実施例に係る別の運搬ロボットを示す模式図であり、図２Ｄにおけるリフトユニットが持ち上げられている。
【図２Ｄ】本発明の一実施例に係る別の運搬ロボットを示す模式図であり、リフトユニットが持ち上げられている。
【図３Ａ】図１Ｂの商品棚運搬中の倉庫保管システムを示す模式図である。
【図３Ｂ】図１Ｃの商品棚運搬中の倉庫保管システムを示す模式図である。
【図４】本発明の一実施例に係る二次元コード形態の座標を有する作業空間を示す模式図である。
【図５】本発明の別の実施例に係る倉庫保管システムを示す模式図である。
【図６】本発明の一実施例に係る商品棚運搬方法を示すフローチャートである。
【図７Ａ】発明の一実施例の一例に係る商品棚運搬方法を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】発明の一実施例の別の例に係る商品棚運搬方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
本発明の目的、技術案及び利点をより明瞭にするために、以下、図面を参照しながら本発明に係る例示的な実施例を詳細に説明する。勿論、説明される実施例は、本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではなく、本発明は、ここで説明される例示的な実施例に限定されないことを理解すべきである。本発明に説明される実施例に基づき、当業者が創造的な労働を必要とせずに得る全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属すべきである。
【００５７】
本発明は、運搬ロボット、該運搬ロボットと連携して使用される商品棚、及び前記運搬ロボットと前記商品棚とを備える倉庫保管システムを提供する。運搬ロボットは、倉庫保管システムに関連する作業空間においてシステムにより計画されたタスクルートに従って走行して、一層又は多層の積載商品の貯蔵場所から目的先までの全自動の運搬を自動的に完了することができる。前記作業空間は、物品を貯蔵、選別、運搬する必要があるいずれの場所を含み、特に種類が様々であり且つ倉庫内及び／又は入出庫操作の頻度が高い場所、たとえば電子商取引倉庫、物流倉庫、空港手荷物システム、病院の薬局及び近代化の化学プラントなどである。
【００５８】
図１Ａ−１Ｃに示すように、倉庫保管システムは、運搬ロボット１００及び商品棚２００を備える。同じ倉庫保管システム内に、一般的に複数の商品棚２００を有する。商品棚２００の数及び物品の倉庫内及び／又は入出庫作業の頻度に基づき、一台又は複数台の運搬ロボット１００を配置することができる。
【００５９】
図２Ａ−２Ｄに示すように、いくつかの実施例では、運搬ロボット１００は、シャーシー１１０と、シャーシー１１０内に設置される駆動ユニット（図示せず）と、シャーシー１１０に接続される移動ユニット１２０（例えば車輪）とを備えてもよい。
【００６０】
駆動ユニットは、移動ユニット１２０を駆動して、シャーシー１１０を動かして作業空間に移動又は回転させる。駆動ユニット及び移動ユニット１２０は、いずれかの適切なユニットを備えてもよく、運搬ロボット１００を移動させ作業空間に規定されたルートに進行させる。或いは、移動ユニット１２０は、緩衝ユニットを有してもよく、緩衝ユニットは、地面上の突起又は凹部を通過するとき、又は地面がわずかに傾斜しているときに、商品棚２００をスムーズに通過させるように、一般的に移動ユニット１２０の車輪とシャーシー１１０との間に取り付けられてもよい。
【００６１】
商品棚を自動的に運搬するために、例示的には、運搬ロボット１００は、商品棚に突き合せるリフトユニット１３０をさらに備えてもよい。リフトユニット１３０は、駆動ユニットによって駆動されて上昇（図２Ｂ及び２Ｄ参照）及び下降（図２Ａ及び２Ｃ参照）することができる。リフトユニット１３０が下降位置に位置する場合に、運搬ロボット１００は、図１Ｂ−１Ｃに示されるように、運搬対象の商品棚の下方に移動する。図３Ａ及び３Ｂに示されるように、リフトユニット１３０は、上昇した後に商品棚２００に突き合せられ、且つさらに商品棚２００を地面から持ち上げる。なお、該実施例は、例示的なものに過ぎず、運搬ロボット１００は、いずれかの適切な方式で商品棚２００と結合することができ、結合した後、運搬ロボット１００は、いずれかの適切な方式で商品棚２００を運搬することができる。
【００６２】
或いは、リフトユニット１３０は、シャーシー１１０に対して回転運動を行うことができる。このようにして、運搬ロボット１００は、商品棚２００を持ち上げた後、商品棚２００の静止状態を保持したまま地面に対して回転することができ、又は、リフトユニット１３０及び商品棚２００は、地面に対して回転するが、運搬ロボット１００のシャーシー１１０は、回転しない。
【００６３】
たとえば、図１Ａに示すように、運搬ロボット１００は、商品棚の底部の支持部材の輪郭又は運搬ロボットの測距センサから商品棚の一部の部材までの距離を含む商品棚の特徴パラメータを検知する検知センサ１４０と、運搬ロボット１００に設置されて、且つ特徴パラメータに基づき運搬ロボット１００を制御して商品棚２００と結合して商品棚２００を運搬させる処理ユニット１５０とを備えてもよい。
【００６４】
さらに、図１Ｂ、２Ａ及び２Ｂに示すように、いくつかの実施例では、特徴パラメータが商品棚の底部の支持部材の輪郭を含む場合に、検知センサ１４０は、輪郭センサ１４１を備えてもよく、つまり、運搬ロボット１００は、輪郭センサ１４１及び処理ユニット１５０を備えてもよい。それにより、本発明は、運搬ロボットに設置された輪郭センサを利用して商品棚の支持部材の輪郭を識別し、運搬ロボットを商品棚に位置合わせすることができ、両者が結合するときの誤操作の発生を回避し、それにより倉庫保管システムの自動化及びインテリジェント化を実現する。
【００６５】
輪郭センサ１４１の検出面が上向きである。輪郭センサ１４１は、商品棚２００の下方に位置する場合に、商品棚２００の底部の支持部材２２０の輪郭を検知することができ、特徴パラメータは、商品棚２００の底部の支持部材２２０の輪郭を含む。図１Ｂに示される実施例を例とし、運搬ロボット１００が商品棚２００の底部に移動する場合に、輪郭センサ１４１は、商品棚２００の底部の支持部材２２０の輪郭を検知する。一般的には、センサであれば、方向性を有し、測定対象物をセンサの反対側に設置する必要があり、従って、本明細書で言及されるセンサの検出面は、対応するセンサが検出信号を送信及び／又は受信する面を指す。輪郭センサ１４１は、運搬ロボット１００の頂部に設置されてもよい。図１Ｂに示される実施例では、輪郭センサ１４１は、シャーシー１１０の上面近くに設置される。この場合、リフトユニット１３０は、輪郭センサ１４１を露出するように設置され、又は輪郭センサ１４１の検出信号に対して透明である。他の例示的な実施例では、輪郭センサ１４１は、リフトユニット１３０の上面近くに設置されてもよい。
【００６６】
処理ユニット１５０は、運搬ロボット１００、たとえば、運搬ロボット１００のシャーシー１１０内に設置されてもよく、商品棚２００の支持部材２２０の輪郭に基づき運搬ロボット１００を制御して商品棚２００と結合して、商品棚２００を運搬させる。処理ユニット１５０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、シングルチップマイクロコンピュータなど、データ処理機能及び／又は指令実行機能を有する各種の処理ユニットによって実装することができる。例を挙げると、図３Ａに示すように、運搬ロボット１００が下方から商品棚２００を持ち上げるため、設計するときに運搬過程に運搬ロボット１００と商品棚２００の中心がほぼ位置合わせされ、商品棚２００の重心のずれによる落下を回避することが望ましい。この場合、処理ユニット１５０は、支持部材２２０の輪郭に基づき商品棚２００の中心と運搬ロボット１００の中心との間の距離を計算し、且つ該距離に基づき運搬ロボット１００の位置を調整するように配置されてもよい。例示的には、幾何学に基づき、支持部材２２０の輪郭に基づきその輪郭の中心を計算することができる。例示的には、商品棚２００が出荷されるときに支持部材２２０の輪郭の中心と商品棚２００の中心との間の距離が、既に固定値として予め設定されている。該固定値がゼロであってもよく、つまり、支持部材２２０の輪郭の中心が商品棚２００の中心と重なってもよい。この場合、商品棚２００の中心と運搬ロボット１００の中心との間の距離を計算することは、本質的には、支持部材２２０の輪郭の中心と運搬ロボット１００の中心との間の距離を計算することである。
【００６７】
例示的には、商品棚２００は、一般的にブラケット脚２１０と支持部材２２０とを備えてもよい。支持部材２２０は、商品棚２００に機械的支持を提供する剛性フレーム構造としてもよい。商品棚２００は、支持部材２２０に接続される一層又は多層の載置層をさらに備えてもよい。商品棚２００の底部では、支持部材２２０は、ブラケット脚２１０に接続される。通常、最下層の載置層が該支持部材２２０に敷設され、従って、商品棚２００の底部から見ると、該支持部材２２０が視認可能である。勿論、本発明の実施例は、支持部材２２０がパッケージ又は遮断される技術案を排除するものではない。ブラケット脚２１０は、支持部材２２０を地面から離間させ、このようにして、支持部材２２０の下方に運搬ロボット１００の移動を可能にする空間が形成され得る。
【００６８】
支持部材２２０は、運搬ロボット１００の輪郭センサ１４１によって識別可能な輪郭を有する。例示的には、輪郭センサ１４１は、画像収集装置を備えてもよい。
【００６９】
一実施例では、支持部材２２０は、商品棚２００の底部に露出され、輪郭センサ１４１は、支持部材２２０の画像情報を収集して支持部材２２０の輪郭を識別するカメラを備えてもよい。
【００７０】
別の実施例では、支持部材２２０は、商品棚２００の底部の他の部材によってパッケージ又は遮断される可能性がある。１つの形態としては、パッケージ又は遮断部材は、支持部材２２０の輪郭を反映できる形状を有し、たとえば、パッケージ又は遮断部材は、シートから形成され、且つ組み立てるときに支持部材２２０に密着するために支持部材２２０の輪郭にマッチングした凹溝がプレスされており、或いは、たとえばパッケージ又は遮断部材には支持部材２２０の輪郭に対応したパターンが設置される。この場合は、パッケージ又は遮断部材が支持部材２２０の輪郭情報を反映しているため、画像収集装置を使用してパッケージ又は遮断部材の輪郭情報を取得することができ、支持部材２２０の輪郭情報を取得することに相当する。別の形態としては、パッケージ又は遮断部材が支持部材２２０の輪郭情報を反映できず、この場合は、透過力を有する輪郭センサ１４１を使用することができ、これは、従来の又は将来出現可能ないずれか一種の輪郭センサであってもよい。
【００７１】
例示的には、輪郭センサ１４１は、赤外線サーマルイメージャを備えてもよく、赤外線サーマルイメージャによって支持部材２２０の赤外線サーモグラフィを取得して、支持部材２２０の輪郭を識別する。この実施例では、支持部材２２０は、パッケージ物又は遮断物と赤外線放射エネルギーが異なる材料で製造されてもよく、又は支持部材２２０の表面にはパッケージ物又は遮断物と赤外線放射エネルギーが異なる塗膜を有してもよい。他の実施例では、従来の他の種類の画像収集装置により支持部材２２０の輪郭を識別してもよい。
【００７２】
或いは、支持部材２２０の輪郭が長方形、三角形、円形又は楕円形などであってもよい。或いは、支持部材２２０の輪郭は、方向性を有してもよく、後で該部分について詳細に説明する。
【００７３】
さらに、図１Ｃ、２Ｃ及び２Ｄに示すように、別のいくつかの実施例では、特徴パラメータが運搬ロボットの測距センサから商品棚の一部の部材までの距離を含む場合、検知センサ１４０は、測距センサ１４２を備え、つまり、運搬ロボット１００は、測距センサ１４２及び処理ユニット１５０を備えてもよい。それにより、本発明は、運搬ロボットに設置される測距センサを利用して商品棚の一部の部材から該測距センサまで距離を検知し、運搬ロボットを商品棚に位置合わせすることができ、両者が結合するときの誤操作の発生を回避し、それにより倉庫保管システムの自動化及びインテリジェント化を実現する。
【００７４】
測距センサ１４２は、商品棚２００の一部の部材から測距センサ１４２までの距離を検知し、特徴パラメータは、前記距離を含む。いくつかの実施例では、測距センサ１４２は、信号を送信し反射信号を受信することにより物体から測距センサまでの距離を測定することができ、たとえば、超音波距離計、赤外距離計及びレーザ距離計などのうちの一種又は複数種を含み得る。別のいくつかの実施例では、測距センサ１４２は、測定対象物又は測定対象物の一部の画像を収集し、且つ画像分析によって測定対象物体から測距センサまでの距離を計算することができ、この場合に、測距センサ１４２は、画像収集装置及びプロセッサを備えてもよい。
【００７５】
処理ユニット１５０は、測距センサ１４２の測定結果に基づき運搬ロボット１００を制御して商品棚２００と結合して商品棚２００を運搬させることができる。
【００７６】
例示的には、最下層の載置層２３０が該支持部材２２０に敷設される。この場合に、支持部材２２０と最下層の載置層２３０は、商品棚２００の底面を構成する。商品棚２００の底部は、商品棚２００の底面及びブラケット脚２１０を備える。ブラケット脚２１０は、商品棚２００の底面を地面から離間させ、このようにして、商品棚２００の下方には運搬ロボット１００の少なくとも一部の移動を可能にする空間が形成される。測距センサ１４２は、運搬ロボット１００の該空間に進入可能な部分に設置されてもよい。測距センサ１４２は、商品棚２００の一部の部材から測距センサ１４２までの距離を測定し、この場合に、前記一部の部材は、商品棚２００の底部の周辺部材であってもよい。前記「商品棚２００の底部の周辺部材」とは、商品棚２００の下方の空間の周辺の部材であると見なされてもよく、ブラケット脚２１０及び／又は商品棚２００の底面を含む。運搬ロボットが商品棚の下方に移動した後、該空間の周辺の部材は、運搬ロボットに対して晒されて、測距センサ１４２は、空間の周辺の部材における複数の位置から測距センサまでの距離、たとえば、複数のブラケット脚から測距センサ１４２までの距離及び／又は商品棚２００の底面上の複数の点（たとえば底面エッジ又はエッジ上の複数の点）から測距センサ１４２までの距離を測定することができる。上記「支持部材２２０と最下層の載置層２３０が商品棚２００の底面を構成する」場合に、商品棚２００の底面は、一般的に載置層２３０を指し、商品棚２００の底面のエッジは、一般的に載置層２３０のエッジを指す。測距センサ１４２が商品棚２００の下方に位置し、すなわち、商品棚２００の下方の空間内に入ると、商品棚２００の底部の周辺部材から測距センサ１４２までの距離を検知することができる。
【００７７】
例示的には、運搬ロボット１００には、測距センサ１４２が設置されてもよい。運搬ロボット１００を一周回転させることにより、測距センサ１４２は、複数のブラケット脚（たとえば３つ、４つ又は４つ以上）から測距センサ１４２までの距離を測定することができる。勿論、運搬ロボット１００には、それぞれ商品棚２００の一部の部材の複数の位置から測距センサ１４２までの距離を測定する複数の測距センサ１４２が設置されてもよい。
【００７８】
測距センサ１４２に商品棚２００の一部の部材から測距センサ１４２までの距離を検知可能にさせるために、前記一部の部材には、光反射部材を設置してもよい。例示的には、ブラケット脚２１０及び／又は商品棚２００の底面のエッジに反射ストリップを張り付けたり、反射塗膜をコーティングしたり、反射ブロック等を嵌め込んだりする。
【００７９】
処理ユニット１５０は、商品棚２００の一部の部材から測距センサ１４２までの距離に基づき運搬ロボット１００を制御して商品棚２００と結合して商品棚２００を運搬させる。例を挙げると、図３Ｂに示すように、運搬ロボット１００は、下方から商品棚２００を持ち上げ、従って、設計するときに運搬過程に運搬ロボット１００と商品棚２００の中心がほぼ位置合わせされ、商品棚２００の重心のずれによる落下を回避することが望ましい。この場合に、処理ユニット１５０は、商品棚２００の底部の周辺部材における複数の位置から測距センサ１４２までの距離に基づき、商品棚２００の中心と運搬ロボット１００の中心との間の間隔を計算して、且つ該間隔に基づき運搬ロボット１００の位置を調整することができる。例示的には、幾何学に基づき、前記周辺部材における複数の位置から測距センサ１４２までの距離に基づき商品棚２００の中心を算出することができる。計算の易さのために、一般的に、４つのブラケット脚、また商品棚２００底面の４つのエッジの中心位置など、周辺部材における複数の点を対称的に選択する。
【００８０】
運搬ロボット１００が１つの測距センサ１４２を有し、且つ光反射部材がブラケット脚に設置される実施例では、運搬ロボット１００と商品棚２００の中心が位置合わせされる場合、運搬ロボット１００が一周回転した後、測距センサ１４２により測定された複数のブラケット脚から測距センサ１４２までの距離が同じであるべきである。同じではない場合、異なるブラケット脚２１０までの距離のずれに基づき、両者の中心の間の距離を算出することができる。同じ理由により、当業者は、光反射部材が商品棚２００底面のエッジに設置される場合に、測距センサ１４２が測定した距離に基づき如何に商品棚の中心を算出するかを把握できる。例示的には、測距センサ１４２は、運搬ロボット１００の真正面及び／又は商品棚２００の１つの光反射部材に対応する位置に設置されてもよい。たとえば、運搬ロボット１００が正方形であり且つ光反射部材がブラケット脚２１０に設置される場合、ブラケット脚２１０に位置する光反射部材の位置に対応するように、運搬ロボット１００の一隅に設置されてもよい。
【００８１】
運搬ロボット１００が複数の測距センサ１４２を有し、且つ光反射部材がブラケット脚に設置される実施例では、複数の測距センサ１４２の位置は、ブラケット脚の位置に対応してもよい。このようにして、運搬ロボット１００は、運搬ロボット１００を回転させることなくブラケット脚から各測距センサ１４２までの距離を直接測定することができる。同じ理由により、光反射部材が商品棚２００の底面のエッジに設置される場合、複数の測距センサ１４２は、これらの光反射部材に対応する位置に設置されてもよい。
【００８２】
それ以外、光反射部材がブラケット脚２１０及び商品棚２００の底面のエッジに設置されてもよい。要するに、複数の位置から測距センサまでの距離を取得して、商品棚２００の中心を算出できればよい。
【００８３】
光反射部材は、個別の複数の分離部材であってもよく、又は一体に接続された一体部材であってもよい。例示的には、複数の分離された光反射部材をそれぞれ複数のブラケット脚に設置し又はそれぞれ商品棚２００の底面のエッジの複数の位置に設置してもよく、商品棚２００の底面のエッジに一体的な光反射部材を設置してもよく、たとえば、底面のエッジ全体又はエッジの一部にストリップ状の光反射部材を設置する。
【００８４】
なお、本開示の実施例は、上記説明した実施例に限定されず、さらに別のいくつかの実施例では、検知センサ１４０は、輪郭センサ１４１及び測距センサ１４２を同時に備えてもよく、つまり、運搬ロボット１００は、輪郭センサ１４１と、測距センサ１４２と、処理ユニット１５０とを備えてもよい。それにより、本発明は、運搬ロボットに設置される測距センサを利用して商品棚の一部の部材から該測距センサまでの距離を検知し、輪郭センサを利用して商品棚の支持部材の輪郭を識別し、且つ該距離及び支持部材の輪郭に基づき運搬ロボットを商品棚に位置合わせし、両者が結合するときの誤操作の発生を回避し、それにより倉庫保管システムの自動化及びインテリジェント化を実現する。
【００８５】
さらに、図１Ａ−２Ｄに示すように、運搬ロボット１００は、作業空間内に設置されたマークを検知するための位置センサ１６０をさらに備える。運搬ロボット１００は、該マークに基づき位置を特定する。運搬ロボット１００と商品棚２００の作業空間に、地面にマークを設置することにより異なる位置を特徴づけることができる。例示的には、複数の異なるマークによって作業空間の地面を二次元グリッドに分割し、図４に示すように、二次元コードを利用して作業空間の地面を３×３の二次元グリッドとしてマークすることができる。たとえば、マークは、図４に示される形態の二次元コードであってもよく、又は幅の異なる黒線と白線で間隔的に形成されるバーコードであってもよく、さらに該マークの所在する位置を一意に識別できる他の標識でもよい。この場合、位置センサ１６０は、二次元空間内のバーコード形態の座標を走査及び識別するためのバーコードセンサを備えてもよい。バーコードが作業空間の地面に設置されてもよく、又は作業空間の壁、又は作業空間内のいずれかの適切な物体に設置されてもよい。バーコードの位置に対応して、位置センサ１６０を運搬ロボット１００の異なる位置に設置することができる。たとえば、バーコードが作業空間の地面に設置される場合、位置センサ１６０を運搬ロボット１００の底部に設置する。バーコードが作業空間の壁に設置される場合、位置センサ１６０を運搬ロボット１００の前に設置する。他の実施例では、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、無線周波数識別）タグなどの他の形態のマークを作業空間の座標とすることができ、位置情報を含むタグであれば、作業空間に適用できる。
【００８６】
また、各商品棚２００の載置位置が作業空間中のマークに関連付けられてもよい。商品棚２００を、対応するマークの真上など、対応するマークの周囲に配置することができる。運搬ロボット１００は、マークに応じて目的先に移動すると、対応する商品棚２００を見つけることができる。作業空間中の全ての商品棚が運搬ロボットによって自動的かつインテリジェントに運搬され、手動操作が必要とされない。
【００８７】
倉庫保管システムにおいて、図６、７Ａ及び７Ｂに示すように、運搬ロボット１００が商品棚２００を第１位置から第２位置に運搬する作業過程は、以下のとおりである。
【００８８】
ステップ６１０では、システムは、該商品棚２００の第１位置を判断して、第１位置に位置する商品棚２００を第２位置に運搬することを指示する運搬指令を運搬ロボット１００に送信する。該第１位置は、システムにおける運搬履歴を検索することにより取得できる。該第１位置は、たとえば第１マークなど、対応するマークを有する。たとえば、商品棚２００が第１マークの上方に位置する。
【００８９】
ステップ６２０では、運搬ロボット１００は、システムにより送信された運搬指令を受信すると、該運搬指令の指示に従って第１位置に到着し、たとえば商品棚２００の下方に移動する。移動過程において、運搬ロボット１００は、システムにより計画されたルートに基づき、位置センサを利用して作業空間中のマーク（たとえば地面に設置されるバーコード）を走査し、それにより作業空間中のルートに従って移動する。
【００９０】
ステップ６３０では、運搬ロボット１００は、検知センサ１４０が検知した商品棚２００の特徴パラメータに基づき商品棚２００に位置合わせし、特徴パラメータは、商品棚の底部の支持部材の輪郭を含み、又は、運搬ロボットの測距センサから商品棚の一部の部材までの距離を含む。
【００９１】
図７Ａに示すように、いくつかの実施例では、特徴パラメータは、商品棚２００の底部の支持部材の輪郭を含み、ステップ６３０は、ステップ６３１を含んでもよく、すなわち、ステップ６３１では、運搬ロボット１００は、商品棚２００の底部の支持部材２２０の輪郭に基づき商品棚２００に位置合わせする。たとえば、運搬ロボット１００は、輪郭センサ（たとえばカメラ）を利用して商品棚２００の底部の支持部材の輪郭を走査し、商品棚２００の中心と運搬ロボット１００の中心との間の距離を計算し、且つ距離に基づき商品棚２００の下の運搬ロボット１００の位置を調整する。
【００９２】
図７Ｂに示すように、別のいくつかの実施例では、特徴パラメータは、商品棚２００の一部の部材から測距センサまでの距離を含み、ステップ６３０は、ステップ６３２を含んでもよく、すなわち、ステップ６３２では、運搬ロボット１００は、商品棚２００の一部の部材までの距離に基づき商品棚２００に位置合わせする。たとえば、運搬ロボット１００は、測距センサを利用して一部の部材における複数の点から測距センサまでの距離を測定し、且つ測定結果に基づき商品棚２００の中心と運搬ロボット１００の中心との間の間隔を計算し、該間隔に基づき商品棚２００の下方の運搬ロボット１００の位置を調整することができる。
【００９３】
ステップ６４０では、運搬ロボット１００は、商品棚２００と結合して、商品棚２００を第２位置に移動する。たとえば、運搬ロボット１００は、商品棚２００に位置合わせした後、リフトユニットにより該商品棚２００に突き合せて、商品棚２００を持ち上げる。
【００９４】
運搬ロボット１００は、システムにより計画されたルートに応じて、位置センサを利用して作業空間中のマークを走査し、商品棚２００を第１位置から作業空間中の第２位置に移動する。該第２位置は、第２マークに関連付けられることができる。運搬ロボット１００は、商品棚２００を第２位置に配置する。
【００９５】
作業過程の上記説明は、運搬ロボットが下方から商品棚に突き合せられて（すなわち鉛直方向に突き合せられる）且つ商品棚を地面から持ち上げる場合を例として本発明の実施例の原理を説明したが、当業者は、運搬ロボットが商品棚と結合する方式が様々であり、具体的な結合方式が運搬ロボットの運搬方式に関連することを理解できる。本発明の実施例は、運搬ロボットの運搬方式を限定しない。つまり、運搬ロボットの運搬用ユニット又は機構は、従来のものであってもよく、運搬ロボットを商品棚に位置合わせする必要がある場合であれば、本発明の実施例の原理を用いることができる。
【００９６】
図６、７Ａ及び７Ｂに示すように、上記方法は、商品棚の方向を判断するステップ６５０をさらに含んでもよい。判断方法は、具体的には、以下の対応する部分の説明を参照すればよい。なお、ステップ６５０は、ステップ６４０の後に行ってもよく、又はステップ６３０又はステップ６４０の前に行ってもよい。
【００９７】
運搬ロボットが鉛直方向においてその上方の商品棚に突き合せられる実施例では、運搬過程において商品棚が運搬ロボットに対して水平変位しないように、商品棚２００の底部及び運搬ロボットの頂部には、それぞれ商品棚制限部２３０及びロボット制限部を設置する。図５に示すように、商品棚制限部２３０が逆凹字状構造であってもよく、ロボット制限部は、リフトユニット１３０、たとえばリフトユニット１３０のトレイによって形成されてもよい。それ以外、ロボット制限部は、リフトユニット１３０の頂部に追加的に設置される他の部材（図における実施例に示されない）によって形成されてもよい。商品棚２００が鉛直方向において運搬ロボット１００に突き合せられた後、商品棚制限部２３０は、ロボット制限部に合わせて、運搬ロボット１００に対する商品棚２００の水平変位を制限することができる。示されていない他の実施例では、商品棚制限部とロボット制限部の構造が相互に交換されてもよく、すなわち、商品棚制限部が支持部材によって形成されてもよく、運搬ロボットの頂部のロボット制限部が凹字状構造としてもよい。また、図５における商品棚制限部２３０の構造を逆凹字状から逆凸字状に置き換えてもよく、この場合、ロボット制限部は、凸字状に嵌合可能な凹部を備えてもよい。なお、商品棚制限部とロボット制限部の構造が相互に交換することができる。換言すれば、商品棚制限部とロボット制限部を相互に嵌合可能な凹（ノッチを有する）＋凸（突起を有する）状構造として理解してもよい。ノッチとして底部よりも大きな開口を有するように設置されてもよい。このようにして、運搬ロボットは、商品棚を持ち上げるときにセルフセンタリング機能を有し、支持部材の輪郭又は測距センサから商品棚の一部の部材までの距離に基づき、商品棚の中心に対する運搬ロボットの中心の位置を調整した後、両者の中心の間の距離をさらに微調整し、さらに商品棚の中心と運搬ロボットの中心との間の距離をなくして、且つ運搬過程におけるロボットに対する商品棚の変位を制限することができる。図５における他の部材が上記実施例と同じ又は類似するため、本明細書では、繰り返し説明しない。
【００９８】
いくつかの実施例では、作業者は、商品棚が目的先に運搬された後、最も直接的且つ楽な方式で商品棚の物品を取られることを望み、従って、商品棚を所定の向きで目的先に配達するニーズが生まれる。この場合に、商品棚の所望の面を作業者に向けるように届けるために、商品棚の方向を識別しなければならず、この部分の作業が運搬ロボットによって実施できる。
【００９９】
一組の実施例では、図１Ｂに示される例に対して、商品棚２００の支持部材２２０の輪郭が方向性を有する。このようにして、運搬ロボット１００は、支持部材２２０の輪郭の方向性に基づき商品棚２００の方向を判断することができる。例示的には、支持部材２２０の輪郭は、非中心対称の英語アルファベットの形状、たとえば、Ｄ字状、Ｖ字状、Ｅ字状、Ｕ字状、Ｚ字状、Ｔ字状であってもよく、又は非中心対称の漢字の形状、たとえば凸字状、凹字状、土字状などであってもよい。このようにして、センサを追加的に設置せずに、商品棚２００の方向を判断することができる。この場合に、処理ユニット１５０は、支持部材２２０の輪郭の方向性を計算して、商品棚２００の方向を判断するように配置される。
【０１００】
別の一組の実施例では、運搬ロボットが方向標識に基づき商品棚２００の方向を判断できるように、商品棚２００の底部には、方向標識がさらに設置されている。
【０１０１】
或いは、図１Ｂに示される例に対して、前記方向標識は、既存の輪郭センサ１４１によって検知されてもよく、それにより運搬ロボット１００には余分のセンサを設置する必要がない。従って、支持部材２２０の輪郭以外に、輪郭センサ１４１は、さらに商品棚２００の底部の方向標識を検知することができ、且つ処理ユニットは、方向標識に基づき商品棚２００の方向を判断するように配置される。例示的には、前記方向標識は、支持部材２２０上又は周囲に設置される方向性パターンを含んでもよい。前記方向性パターンは、平面パターン、三次元パターン及び／又は平面パターンと三次元パターンとの組み合わせであってもよい。例を挙げると、方向性パターンは、たとえば矢印などの方向を示す各種の符号、方向を示すことが可能な漢字又はアルファベットなど、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【０１０２】
或いは、図１Ｂに示される例に対して、運搬ロボット１００に標識方向センサ（図示せず）を設置してもよく、前記標識方向センサは、商品棚２００の方向標識を検知し、処理ユニット１５０は、標識方向センサの検出結果である商品棚２００の方向標識に基づき商品棚２００の方向を判断することができる。標識方向センサの種類及び位置は、商品棚２００の方向標識のタイプ及び位置に関連する。
【０１０３】
例示的には、方向標識は、支持部材２２０上又は周囲に設置される光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含んでもよい。この場合に、標識方向センサは、運搬ロボット１００の頂部に設置される第１標識方向センサを備えてもよい。それに対応して、第１標識方向センサは、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを検知することができる。
【０１０４】
例示的には、図１Ｂに示される例に対して、方向標識は、ブラケット脚２１０に設置される方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含んでもよい。この場合に、標識方向センサは、運搬ロボットの側面に設置される第２標識方向センサを備えてもよい。それに対応して、第２標識方向センサは、方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを検知することができる。
【０１０５】
例示的には、方向標識がＲＦＩＤタグを含む場合に、第２標識方向センサは、ＲＦＩＤ読み取りセンサを備えてもよい。ＲＦＩＤ読み取りセンサは、商品棚のＲＦＩＤタグの位置に対応する運搬ロボットの位置に設置されてもよい。この隅がＲＦＩＤタグが設置された商品棚の脚の位置と重なる場合、ＲＦＩＤタグを読み取ることができる。
【０１０６】
例示的には、第２標識方向センサは、光反射部材を検知できる測距センサを備えてもよい。このようにして、該測距センサによって商品棚の方向を判断できるだけでなく、作業空間内の障害物を検出することもできる。測距センサは、運搬ロボットの真正面及び／又は商品棚の１つの又は複数の光反射部材に対応する位置に設置されてもよい。たとえば、運搬ロボットが正方形である場合に、ブラケット脚に位置する光反射部材の位置に対応するように、運搬ロボットの１つ又は複数の隅に設置されてもよい。
【０１０７】
一実施例では、ブラケット脚のうちの複数（たとえば２つ、３つ又は４つ）個には、光反射部材が設置され、少なくとも１つのブラケット脚における光反射部材を、他のブラケット脚における光反射部材と異なる色及び／又は光反射強度を有するように設置してもよい。第２標識方向センサとしての測距センサは、異なる光反射部材の間の色及び／又は光反射強度の間の差異を検知することができるように構成されてもよい。処理ユニットは、具体的には、差異に基づき商品棚の方向を判断する。例示的には、測距センサは、たとえばレーザ距離計を備えてもよい。一般的に、１つの測距センサを設置してもよく、運搬ロボットの回転により、複数のブラケット脚における複数の光反射部材を走査して商品棚の方向を判断することができる。
【０１０８】
また、商品棚の底部の輪郭を方向性を有するように配置してもよい。例えば、商品棚の底部のあるエッジを、たとえばノッチを有するマークとして設置してもよい。底部のエッジにおけるノッチの分布により商品棚の方向性を判断することができる。この場合に、運搬ロボット１００には、輪郭方向センサが設置されてもよい。該輪郭方向センサは、商品棚２００の底部の輪郭の方向性を検知する。処理ユニット１５０は、底部の輪郭の方向性に基づき商品棚２００の方向を判断する。
【０１０９】
別の組の実施例では、図１Ｃに示される例に対して、既存の測距センサ１４２を利用して商品棚２００の方向を識別することができ、このようにして、運搬ロボット１００に追加的なセンサを設置しなくてもよい。一実施例では、商品棚２００の一部の部材の複数の光反射部材については、少なくとも１つの光反射部材は、他の光反射部材と異なる色及び／又は光反射強度を有するように設置されてもよい。測距センサ１４２は、異なる光反射部材の間の色及び／又は光反射強度の間の差異を検知することができるように構成されてもよい。例示的には、測距センサは、たとえばレーザ距離計を備えてもよい。
【０１１０】
さらに別の組の実施例では、図１Ｃに示される例に対して、商品棚２００の底部には、方向標識が設置されてもよく、運搬ロボット１００には、標識方向センサが（図示せず）さらに設置されてもよい。標識方向センサは、商品棚２００の方向標識を検知し、処理ユニット１５０は、標識方向センサの検知結果である商品棚２００の方向標識に基づき商品棚２００の方向を判断する。標識方向センサの種類及び位置は、商品棚２００の方向標識のタイプ及び位置に関連する。
【０１１１】
例示的には、図１Ｃに示される例に対して、商品棚２００の底部には、方向標識が設置されてもよく、標識方向センサは、運搬ロボット１００の頂部に設置される第１標識方向センサを備える。前記方向標識は、方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含んでもよい。それに対応して、第１標識方向センサは、前記方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを検知することができる。
【０１１２】
前記方向性パターンは、平面パターン、三次元パターン及び／又は平面パターンと三次元パターンとの組み合わせであってもよい。例を挙げると、方向性パターンは、たとえば矢印などの方向を示す各種の符号、方向を示すことが可能な漢字又はアルファベットなど、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。この場合に、第１標識方向センサは、画像収集装置、たとえばカメラであってもよい。
【０１１３】
方向標識が光反射部材である場合に、第１標識方向センサは、測距センサであってもよい。方向標識は、複数の光反射部材（たとえば２つ、３つ又は４つなど）を含んでもよく、複数の光反射部材は、商品棚２００の底部の異なる位置に設置されてもよい。複数の光反射部材については、少なくとも１つの光反射部材は、他の光反射部材と異なる色及び／又は光反射強度を有するように設置される。第１標識方向センサとしての測距センサは、異なる光反射部材の間の色及び／又は光反射強度の間の差異を検知することができるように構成されてもよい。例示的には、測距センサは、たとえばレーザ距離計を備えてもよい。処理ユニット１５０は、色及び／又は光反射強度の間の差異に基づき商品棚２００の方向を判断する。
【０１１４】
方向標識がＲＦＩＤタグである場合、第１標識方向センサは、ＲＦＩＤ読み取りセンサであってもよい。ＲＦＩＤ読み取りセンサは、商品棚のＲＦＩＤタグの位置に対応する運搬ロボットの位置に設置されてもよい。ＲＦＩＤ読み取りセンサがＲＦＩＤタグと重なる場合、ＲＦＩＤタグを読み取って、さらに商品棚の方向を判断することができる。
【０１１５】
例示的には、図１Ｃに示される例に対して、標識方向センサは、運搬ロボット１００の側面に設置される第２標識方向センサを備えてもよい。前記方向識別は、方向性パターン及び／又はＲＦＩＤタグを含んでもよい。それに対応して、第２標識方向センサは、前記方向性パターン及び／又はＲＦＩＤタグを検知することができる。方向性パターン及び／又はＲＦＩＤタグは、商品棚２００のブラケット脚２１０に設置されてもよい。
【０１１６】
前記方向性パターンは、平面パターン、三次元パターン及び／又は平面パターンと三次元パターンとの組み合わせであってもよい。例えば、方向性パターンは、たとえば矢印などの方向を示す各種の符号、方向を示すことが可能な漢字又はアルファベットなど、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。この場合に、第２標識方向センサは、運搬ロボット１００の側面に設置される画像収集装置、たとえばカメラであってもよい。
【０１１７】
方向標識がＲＦＩＤタグである場合に、第２標識方向センサは、ＲＦＩＤ読み取りセンサであってもよい。ＲＦＩＤ読み取りセンサは、商品棚のＲＦＩＤタグの位置に対応する運搬ロボットの位置に設置されてもよい。ＲＦＩＤ読み取りセンサがＲＦＩＤタグと重なる場合、ＲＦＩＤタグを読み取って、さらに商品棚の方向を判断することができる。
【０１１８】
異なる商品棚を区別するために、商品棚２００には、商品棚のアイデンティティを識別するためのマーク、たとえばＲＦＩＤタグ又はバーコードを設置してもよい。それに対応して、運搬ロボット１００には、アイデンティティセンサが設置されてもよい。処理ユニット１５０は、商品棚２００のアイデンティティ標識に基づき商品棚２００のアイデンティティを判断する。例示的には、アイデンティティセンサは、ＲＦＩＤ読み取りセンサ及び／又はバーコードスキャナーを備えてもよい。
【０１１９】
本開示のいくつかの実施例は、検知センサによって検知可能な検知部材を備える商品棚をさらに提供する。
【０１２０】
たとえば、いくつかの実施例では、検知部材は、支持部材を備え、支持部材は、特定の輪郭を有する。該商品棚は、ブラケット脚をさらに備え、商品棚の底部では、支持部材は、ブラケット脚に接続される。
【０１２１】
例示的には、支持部材の輪郭は、方向性を有する。たとえば、商品棚の底部の輪郭は、方向性を有する。
【０１２２】
例示的には、商品棚の底部には、方向標識が設置される。方向標識は、前記支持部材又は前記支持部材の周囲に設置される方向性パターンを含む。方向性パターンは、平面パターン、三次元パターン及び／又は平面パターンと三次元パターンとの組み合わせである。
【０１２３】
例示的には、方向標識は、支持部材又は支持部材の周囲に設置される光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含む。
【０１２４】
例示的には、方向標識は、ブラケット脚に設置される方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含む。
【０１２５】
例示的には、ブラケット脚の数が複数であり、前記複数のブラケット脚のうちの少なくとも一部のブラケット脚には、前記光反射部材が設置され、少なくとも１つのブラケット脚の光反射部材は、他のブラケット脚の光反射部材と異なる色及び／又は光反射強度を有する。
【０１２６】
たとえば、別のいくつかの実施例では、検知部材は、光反射部材であり、前記商品棚の一部の部材には、前記光反射部材が設置される。
【０１２７】
例示的には、一部の部材は、ブラケット脚及び／又は前記商品棚の底面を備える。
【０１２８】
例示的には、商品棚の底部には、方向標識が設置される。方向標識は、前記商品棚の前記底面に設置される方向性パターン、光反射部材及び／又はＲＦＩＤタグを含む。前記方向性パターンは、平面パターン、三次元パターン及び／又は平面パターンと三次元パターンとの組み合わせである。
【０１２９】
例示的には、前記方向標識は、前記ブラケット脚に設置されるＲＦＩＤタグを含む。
【０１３０】
例示的には、前記商品棚には、前記商品棚のアイデンティティを識別するためのマークが設置される。
【０１３１】
例示的には、前記商品棚の底部には、前記商品棚を運搬する運搬ロボットのロボット制限部に合わせた商品棚制限部を有し、前記商品棚が鉛直方向において前記運搬ロボットに突き合せられると、前記商品棚制限部は、前記運搬ロボットに対する前記商品棚の水平変位を制限することができる。
【０１３２】
例示的には、前記ロボット制限部と前記商品棚制限部は、相互に嵌合可能な凹凸状構造を有し、凹状構造の開口のサイズが底部のサイズより大きい。
【０１３３】
ここで図面を参照しながら例示的な実施例を説明したが、上記例示的な実施例は、例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではないことを理解すべきである。当業者は、本発明の範囲及び精神から逸脱せずに様々な変更及び修正を行うことができる。そのような変更及び修正は、すべて添付の特許請求の範囲で請求される本発明の範囲に含まれることが意図されている。
【０１３４】
ここで提供される明細書では、多数の具体的な詳細を説明した。しかし、本発明の実施例は、これらの具体的な詳細なしで実施され得ることを理解できる。いくつかの実例では、本明細書への理解を不明瞭にしないように、公知の方法、構造及び技術を詳細に説明しない。
【０１３５】
同様に、本発明を簡略化させて各発明実施形態のうちの１つ又は少なくとも２つを理解しやすくするために、本発明の例示的な実施例の説明において、本発明の各特徴が単一の実施例、図、又はそれらの説明に記載されることがある。しかし、該本発明の方法は、特許請求されている本発明が各請求項に明瞭に記載された特徴よりも多い特徴を請求するという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。詳しくは、対応する特許請求の範囲に示されるように、その発明は、開示されている単一の実施例のすべての特徴よりも少ない特徴によって対応する技術的課題を解決できることである。従って、具体的な実施形態に従った特許請求の範囲は、該具体的な実施形態に明瞭に組み込まれ、各請求項自体はいずれも本発明の個別の実施例となる。
【０１３６】
当業者にとって明らかなように、互いに矛盾する特徴以外、任意の組み合わせで、本明細書（添付の特許請求の範囲、要約書及び図面を含む）に開示されているすべての特徴及びこのように開示されているいずれかの方法又は装置のすべての過程又は装置を組み合わせることができる。特に明記しない限り、本明細書（添付の特許請求の範囲、要約書及び図面を含む）に開示されている各特徴は、同じ、同等の又は同様な目的を提供する代替の特徴で置き換えることができる。
【０１３７】
また、当業者にとって明らかなように、ここで記載されるいくつかの実施例は、他の特徴でなく他の実施例に含まれる特定の特徴を含むが、異なる実施例の特徴の組み合わせは、本発明の範囲に属し且つ異なる実施例を構成することを意味する。たとえば、特許請求の範囲において、特許請求されている実施例のいずれか１つを任意の組み合わせで使用することができる。
【０１３８】
ただし、上記実施例は、本発明を限定せずに説明するためのものであり、且つ当業者は、添付の特許請求の範囲から逸脱せずに置換実施例を設計することができる。請求項において、括弧の間に位置するいずれの参照符号も、請求項を限定するものと解釈すべきではない。用語「備える」は、請求項に記載されていない要素又はステップの存在を排除しない。要素の前に記載される用語「１」又は「１つ」は、少なくとも２つのこのような要素の存在を排除しない。本発明は、複数の異なる要素を含むハードウェア、及び適切なプログラミングコンピュータによって実装することができる。複数の装置が列挙される装置の請求項では、これらの装置のうちのいくつかは、同じハードウェアアイテムによって具現化することができる。用語第１、第２、及び第３等の使用は順序を示すものではない。これらの用語を名称として解釈すればよい。
【０１３９】
以上の内容は、本発明の具体的な実施形態又は具体的な実施形態に対する説明に過ぎず、本発明の保護範囲は、それに限定するものではなく、当業者が本発明に開示されている技術範囲内に容易に想到できる変更又は置換は、いずれも本発明の保護範囲内に属すべきである。本発明の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲を基準とすべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2020107322.tif 000011
【図４】
2020107322.tif 000012
【図５】
2020107322.tif 000013
【図６】
2020107322.tif 000014
【図７Ａ】
2020107322.tif 000015
【図７Ｂ】
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