(57)【要約】  輸送デバイスの位置決めを改善し、輸送デバイスが、輸送デバイス間の間隔の削減を可能にする最小の位置誤差で、より速い速度および／または加速度で駆動されることを可能にするために、制御ユニットが提供される。具体的には、少なくとも１つの輸送デバイスの移動を制御するように構成された制御ユニットが提供され、少なくとも１つの輸送デバイスは、コンテナを輸送するように構成され、コンテナは、設備内に貯蔵され、設備は、コンテナを複数のスタック内に貯蔵するように構成され、設備は、スタックの上方にグリッド状の構造を形成するようにセル状に配置された複数の通路を備え、グリッド状の構造は、第１の方向および第２の方向に延び、少なくとも１つの輸送デバイスは、グリッド状の構造上で動作するように構成される。制御ユニットは、少なくとも１つの輸送デバイス上に装着された第１のセンサから情報を受信するように構成された受信ユニットを備える。制御ユニットは、受信された情報に基づいて少なくとも１つの輸送デバイスの位置を計算するように構成された計算ユニットをさらに備える。
2021514916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの輸送デバイスの移動を制御するように構成された制御ユニットであって、前記少なくとも１つの輸送デバイスは、コンテナを輸送するように構成され、前記コンテナは、設備内に貯蔵され、前記設備は、前記コンテナを複数のスタック内に貯蔵するように構成され、前記設備は、前記スタックの上方にグリッド状の構造を形成するようにセル状に配置された複数の通路を備え、前記グリッド状の構造は、第１の方向および第２の方向に延び、前記少なくとも１つの輸送デバイスは、前記グリッド状の構造上で動作するように構成され、
前記少なくとも１つの輸送デバイス上に装着された第１のセンサから情報を受信するように構成された受信ユニットと、
前記受信された情報に基づいて前記少なくとも１つの輸送デバイスの位置を計算するように構成された計算ユニットと
を備える制御ユニット。
【請求項２】
前記受信ユニットは、少なくとも１つのバーコードを走査するように構成されたバーコードスキャナを備える、請求項１に記載の制御ユニット。
【請求項３】
前記バーコードスキャナは、前記グリッド状の構造に取り付けられた少なくとも１つのバーコードを走査するように構成される、請求項２に記載の制御ユニット。
【請求項４】
前記受信ユニットは、画像を取り込むように構成されたカメラを備える、請求項１に記載の制御ユニット。
【請求項５】
前記カメラは、前記グリッド状の構造の画像を取り込むように構成される、請求項４に記載の制御ユニット。
【請求項６】
前記受信ユニットは、前記少なくとも１つの輸送デバイス上に装着された第２のセンサから情報を受信するようにさらに構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の制御ユニット。
【請求項７】
前記計算ユニットは、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサからの前記受信された情報に基づいて前記少なくとも１つの輸送デバイスの向きを計算するようにさらに構成される、請求項６に記載の制御ユニット。
【請求項８】
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサは、前記少なくとも１つの輸送デバイスの対向する面上に配置される、請求項６または７に記載の制御ユニット。
【請求項９】
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサは、互いに対して第１の方向にオフセットされて配置される、請求項６から８のいずれか一項に記載の制御ユニット。
【請求項１０】
前記受信ユニットは、前記少なくとも１つの輸送デバイスに装着された第３のセンサおよび第４のセンサから情報を受信するようにさらに構成され、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサは、第２の方向で前記少なくとも１つの輸送デバイスの対向する面上に装着され、前記第３のセンサおよび前記第４のセンサは、第１の方向で前記少なくとも１つの輸送デバイスの対向する面上に装着される、請求項６から９のいずれか一項に記載の制御ユニット。
【請求項１１】
前記計算ユニットは、前記受信された情報に基づいて、前記少なくとも１つの輸送デバイスの位置および／または向きを計算するようにさらに構成される、請求項１０に記載の制御ユニット。
【請求項１２】
Ｘ方向に延びる平行なレールまたは軌道の第１のセット、および複数のグリッド空間を備えるグリッドパターンを形成するように実質的に水平な平面内で前記第１のセットに対して横断方向のＹ方向に延びる平行なレールまたは軌道の第２のセットと、
前記レールの下に位置し、各スタックが単一のグリッド空間のフットプリント内に位置するように配置されるコンテナの複数のスタックと、
第１のセンサを備え、前記レール上で前記スタックの上方で、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向に横方向に選択的に移動するように構成される少なくとも１つの輸送デバイスと、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の制御ユニットと
を備える貯蔵システム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの輸送デバイスは、１つのグリッド空間を占有する輸送デバイスが前記Ｘ方向および前記Ｙ方向における隣接するグリッド空間を占有または横断する輸送デバイスを妨害しないように、前記貯蔵システム内の単一のグリッド空間だけを占有するフットプリントを有する、請求項１２に記載の貯蔵システム。
【請求項１４】
前記第１のセンサは、バーコードスキャナまたはカメラを備える、請求項１２または１３に記載の貯蔵システム。
【請求項１５】
平行なレールの前記第１のセットおよび／または前記第２のセットは、
少なくとも１つのバーコード、
カメラによって検出されるように配置されたマーキング、および
カメラによって検出されるように配置された着色部
のうちの少なくとも１つを備える、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の貯蔵システム。
【請求項１６】
平行なレールの前記第１のセットおよび前記第２のセットのうちの少なくとも１つは、複数のバーコードを備え、前記複数のバーコードは、所定のパターンで前記平行なレール上に配置される、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の貯蔵システム。
【請求項１７】
少なくとも１つの輸送デバイスの移動を制御する方法であって、前記少なくとも１つの輸送デバイスは、コンテナを輸送するように構成され、前記コンテナは、設備内に貯蔵され、前記設備は、前記コンテナを複数のスタック内に貯蔵するように構成され、前記設備は、前記スタックの上方にグリッド状の構造を形成するようにセル状に配置された複数の通路を備え、前記グリッド状の構造は、第１の方向および第２の方向に延び、前記少なくとも１つの輸送デバイスは、前記グリッド状の構造上で動作するように構成され、
前記少なくとも１つの輸送デバイス上に装着された第１のセンサから情報を受信するステップと、
前記受信された情報に基づいて前記少なくとも１つの輸送デバイスの位置を計算するステップと
を備える方法。
【請求項１８】
前記受信するステップは、少なくとも１つのバーコードを走査することを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記受信するステップは、前記グリッド状の構造に取り付けられた少なくとも１つのバーコードを走査することを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記受信するステップは、画像を取り込むことを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記受信するステップは、前記グリッド状の構造の画像を取り込むことを備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記受信するステップは、前記少なくとも１つの輸送デバイス上に装着された第２のセンサから情報を受信する、請求項１７から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記計算するステップは、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサからの前記受信された情報に基づいて前記少なくとも１つの輸送デバイスの向きを計算する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記受信するステップは、前記少なくとも１つの輸送デバイスに装着された第３のセンサおよび第４のセンサから情報を受信し、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサは、第２の方向で前記少なくとも１つの輸送デバイスの対向する面上に装着され、前記第３のセンサおよび前記第４のセンサは、第１の方向で前記少なくとも１つの輸送デバイスの対向する面上に装着される、請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記計算するステップは、前記受信された情報に基づいて、前記少なくとも１つの輸送デバイスの位置および／または向きを計算する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
複数のバーコードを前記グリッド状の構造上に所定のパターンで置くステップをさらに備える、請求項１７から２５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１８年３月９日に出願された英国特許出願第１８０３７７１．３号からの優先権を主張し、この出願すべての内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に制御輸送デバイスの分野に関する。より詳細には、輸送デバイスの位置を決定するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
オンライン食料雑貨店およびスーパーマーケットなど複数の製品ラインを販売するオンライン小売業は、数万さらには数十万の異なる製品ラインを貯蔵することができるシステムを必要とする。そのような場合に単一製品スタックを使用することは、必要とされるすべてのスタックを収容するために、非常に大きな床面積が必要とされることになるので、非実用的となり得る。さらに、生鮮食料品または注文頻度の少ない品物など少量のいくつかの物品を貯蔵することだけが望ましいことがあり得、単一製品スタックを非効率的な解決策にする。
【０００４】
その内容が参照により本明細書に組み込まれる国際特許出願ＷＯ９８０４９０７５Ａ（Ａｕｔｏｓｔｏｒｅ）は、コンテナの多製品スタックがフレーム構造内に配置されるシステムについて記載している。
【０００５】
ＰＣＴ公開ＷＯ２０１５／１８５６２８Ａ（Ｏｃａｄｏ）は、ビンまたはコンテナのスタックがフレームワーク構造内に配置される他の知られている貯蔵および充足システムについて記載している。ビンまたはコンテナは、フレーム構造の上部に位置する軌道上で動作可能な荷役デバイス（「輸送デバイス」としても知られる）によってアクセスされる。荷役デバイスは、ビンまたはコンテナをスタックから上昇させ、複数の荷役デバイスが、スタックの最も下の位置に位置するビンまたはコンテナにアクセスするために協働する。このタイプのシステムが、添付の図面の図１から図４に概略的に示されている。
【０００６】
図１および図２に示されているように、ビン１０として知られている積み上げ可能なコンテナは、スタック１２を形成するように、互いに重ねて積み上げられる。スタック１２は、倉庫または製造環境内で、グリッドフレームワーク構造１４に配置される。図１は、フレームワーク構造１４の概略斜視図であり、図２は、フレームワーク構造１４内に配置されるビン１０のスタック１２を示す上から見た図である。各ビン１０は、典型的には、複数の製品物品（図示せず）を保持し、ビン１０内の製品物品は、応用例に応じて、同一であっても、異なる製品タイプのものであってもよい。
【０００７】
フレームワーク構造１４は、水平部材１８、２０を支持する複数の直立部材１６を備える。直立部材１６によって支持される複数の水平グリッド構造を形成するように、平行な水平部材１８の第１のセットが、平行な水平部材２０の第２のセットに直交して配置される。部材１６、１８、２０は、典型的には、金属から製造される。ビン１０は、フレームワーク構造１４の部材１６、１８、２０間に積み上げられ、その結果、フレームワーク構造１４は、ビン１０のスタック１２の水平移動に対して保護し、ビン１０の垂直移動を案内する。
【０００８】
フレーム構造１４の上部レベルは、スタック１２の上部にわたってグリッドパターンで配置されたレール２２を含む。さらに図３および図４を参照すると、レール２２は、複数のロボット荷役デバイス３０を支持する。平行なレール２２の第１のセット２２ａは、フレーム構造１４の上部にわたって第１の方向（Ｘ）で荷役デバイス３０の移動を案内し、第１のセット２２ａに直交して配置された平行なレール２２の第２のセット２２ｂは、第１の方向に直交する第２の方向（Ｙ）で荷役デバイス３０の移動を案内する。このようにして、レール２２は、水平のＸ−Ｙ平面内で、２次元で横方向に荷役デバイス３０の移動を可能にし、その結果、荷役デバイス３０を、スタック１２のいずれかの上方の位置に移動させることができる。
【０００９】
荷役デバイス３０の１つの形態が、その内容が参照により本明細書に組み込まれるノルウェー特許第３１７３６６号にさらに記載されている。図３（ａ）および図３（ｂ）は、荷役デバイス３０の内部を示すために切断されている状態の概略斜視図であり、図３（ｃ）は、ビン１０を上昇させる荷役デバイス３０の概略前面斜視図である。しかし、本明細書に記載のシステムと組み合わせて使用されてよい他の形態の荷役デバイスがある。たとえば、参照により本明細書に組み込まれるＰＣＴ特許公開２０１５０１９０５５（Ｏｃａｄｏ）に、他の形態のロボット荷役デバイスが記載されており、この中で、各ロボットロードハンドラは、フレーム構造の１つのグリッド空間だけをカバーし、したがってより高い密度のロードハンドラ、したがって所与のサイズのシステムについてより高いスループットを可能にする。
【００１０】
各荷役デバイス３０は、スタック１２の上方に、フレーム構造１４のレール２２上でＸおよびＹ方向に走行するように構成されたビークル３２を備える。ビークル３２の前部の一対の車輪３４およびビークル３２の後部の一対の車輪３４からなる車輪３４の第１のセットが、レール２２の第１のセット２２ａの２つの隣接するレールと係合するように配置される。同様に、ビークル３２の各側の一対の車輪３６からなる車輪３６の第２のセットが、レール２２の第２のセット２２ｂの２つの隣接するレールと係合するように配置される。車輪３４、３６の各セットは、上昇および下降させることができ、その結果、車輪３４の第１のセットまたは車輪３６の第２のセットがどの時点でもレール２２ａ、２２ｂのそれぞれのセットと係合される。
【００１１】
車輪３４の第１のセットがレール２２ａの第１のセットと係合され、車輪３６の第２のセットがレール２２から離れるように上昇されたとき、荷役デバイス３０をＸ方向に移動するために、ビークル３２内に収納された駆動機構（図示せず）により車輪３４を駆動することができる。荷役デバイス３０をＹ方向に移動するためには、車輪３４の第１のセットがレール２２から離れるように上昇され、車輪３６の第２のセットが下降され、レール２２ａの第２のセットと係合する。次いで、駆動機構を使用し、車輪３６の第２のセットを駆動し、Ｙ方向の移動を達成することができる。
【００１２】
荷役デバイス３０は、昇降デバイスを装備する。昇降デバイス４０は、４本のケーブル３８によって荷役デバイス３２の本体から吊されるグリッパプレート３９を備える。ケーブル３８は、ビークル３２内に収納された巻き上げ機構（図示せず）に接続される。ケーブル３８は、荷役デバイス３２から繰り出し、または巻き戻すことができ、その結果、ビークル３２に対するグリッパプレート３９の位置をＺ方向で調整することができる。
【００１３】
グリッパプレート３９は、ビン１０の上部と係合するように適合される。たとえば、グリッパプレート３９は、ビン１０の上部表面を形成するリム内の対応する穴（図示せず）と嵌合するピン（図示せず）と、ビン１０を把持するためにリムと係合可能な摺動クリップ（図示せず）とを含み得る。これらのクリップは、グリッパプレート３９内に収納された好適な駆動機構によってビン１０と係合するように駆動され、これは、ケーブル３８それ自体を通じて、または別個の制御ケーブル（図示せず）を通じて搬送される信号によって給電および制御される。
【００１４】
ビン１０をスタック１２の上部から取り出すために、荷役デバイス３０は、グリッパプレート３９がスタック１２の上方に位置決めされるように、必要に応じてＸおよびＹ方向に移動される。次いで、グリッパプレート３９は、図３（ｃ）に示されているように、スタック１２の上部でビン１０と係合するように、垂直にＺ方向に下降される。グリッパプレート３９は、ビン１０を把持し、次いで、ビン１０が取り付けられた状態で、ケーブル３８で上向きに引き上げられる。その垂直行程の上部において、ビン１０は、ビークル本体３２内に収容され、レール２２のレベルの上方で保持される。このようにして、荷役デバイス３０は、ビン１０を別のロケーションに輸送するために、ビン１０を一緒に搬送して、Ｘ−Ｙ平面内の異なる位置に移動させることができる。ケーブル３８は、荷役デバイス３０が床面レベルを含むスタック１２の任意のレベルからビンを取り出し、置くことを可能にするために十分に長いものである。ビークル３２は、ビン１０の重量を釣り合わせ、上昇過程中、安定したままであるために十分に重いものである。ビークル３２の重量は、一部には、車輪３４、３６のための駆動機構を給電するために使用されるバッテリを含み得る。図４に示されているように、複数の同一の荷役デバイス３０が提供され、その結果、各荷役デバイス３０は、システムのスループットを増大させるために、同時に動作することができる。図４に示されているシステムは、ビン１０をシステムの内外に移送することができる、ポート２４として知られる２つの特定のロケーションを含む。追加のコンベヤシステム（図示せず）が各ポート２４に関連付けられており、その結果、荷役デバイス３０によってポート２４に輸送されたビン１０は、コンベヤシステムによって、別のロケーション、たとえば、ピッキングステーション（図示せず）に移送され得る。同様に、ビン１０は、コンベヤシステムによって、ポート２４に外部の場所から、たとえば、ビン充填ステーション（図示せず）から移動され、システム内の在庫を補充するために、荷役デバイス３０によってスタック１２に輸送され得る。
【００１５】
各荷役デバイス３０は、一度に１つのビン１０を上昇および移動させることができる。スタック１２の上部に位置していないビン１０（「対象ビン」）を取り出すことが必要な場合には、対象ビン１０へのアクセスを可能にするために、上にあるビン１０（「非対象ビン」）を最初に移動しなければならない。これは、以下「掘り出し（ｄｉｇｇｉｎｇ）」と称される操作で達成される。
【００１６】
図４を参照すると、掘り出し操作中、荷役デバイス３０の１つのが、対象ビン１０ｂを含むスタック１２から各非対象ビン１０ａを順次上昇させ、それを別のスタック１２内の空いた位置に置く。次いで、対象ビン１０ｂは、荷役デバイス３０によってアクセスすることができ、さらに輸送するために、ポート２４に移動される。
【００１７】
荷役デバイス３０のそれぞれは、中央コンピュータの制御下にある。システム内の各個々のビン１０は追跡されており、その結果、適切なビン１０を必要に応じて取り出し、輸送し、置き直すことができる。たとえば、掘り出し操作中、非対象ビン１０ａのそれぞれのロケーションはログ記録され、その結果、非対象ビン１０ａを追跡することができる。
【００１８】
図１から図４を参照して述べたシステムは、多数の利点を有し、広範な貯蔵および取り出し操作に適している。具体的には、製品の非常に密な貯蔵を可能にし、ビン１０内で広範な異なる物品を貯蔵する非常に経済的な方法を提供し、一方、ピッキングのために必要とされるとき、ビン１０のすべてに対して適度に経済的なアクセスを可能にする。
【００１９】
しかし、そのようなシステムにはいくつかの欠点が伴い、それはすべて、対象ビン１０ｂがスタック１２の上部にないとき実施されなければならない上記の掘り出し操作に起因する。
【００２０】
さらに、荷役デバイス３０のそれぞれの正確な位置決めは、達成することが困難である。既存のシステムは、車輪（レールと接触している）およびエンコーダを利用し、車輪の回転数を計数することによって荷役デバイス３０が移動した距離を測定し、それにより荷役デバイス３０の位置を計算し得る。
【００２１】
十分に正確に位置決めしなければ、荷役デバイス３０は、障害物と衝突し、および／または移動される／置かれるべき適切なコンテナの上部で停止することができないおそれがある。したがって、既存のシステムは、衝突を最小限に抑えるために、荷役デバイス３０間の比較的大きな間隔を利用する。さらに、荷役デバイス３０は、典型的には、ロケーション決定時に誤差を最小限に抑えるように、それらの最大潜在能力より低い速度で駆動される。
【発明の概要】
【００２２】
知られている荷役システムにおける問題に鑑みて、本発明は、各荷役デバイスの正確な位置決めが達成され、それにより荷役デバイスが、荷役デバイス間の間隔の削減を可能にする最小の位置誤差で、より速い速度および／または加速度で駆動されることを可能にするような、そのような荷役システムのための装置および方法を提供することを目的とする。
【００２３】
一般的に言えば、本発明は、荷役デバイスの位置をより正確に決定するために、荷役デバイス周りの環境を走査する／取り込むための手段を導入する。さらに、本発明は、推測航法エンコーダ車輪が十分正確なものでないことがあるグリッド構造の大きなピッチにわたって誤差蓄積のリスクを低減する。
【００２４】
本発明によれば、少なくとも１つの輸送デバイスの移動を制御するように構成された制御ユニットが提供され、少なくとも１つの輸送デバイスは、コンテナを輸送するように構成され、コンテナは、設備内に貯蔵され、設備は、コンテナを複数のスタック内に貯蔵するように構成され、設備は、スタックの上方にグリッド状の構造を形成するようにセル状に配置された複数の通路を備え、グリッド状の構造は、第１の方向および第２の方向に延び、少なくとも１つの輸送デバイスは、グリッド状の構造上で動作するように構成される。制御ユニットは、少なくとも１つの輸送デバイス上に装着された第１のセンサから情報を受信するように構成された受信ユニットを備える。制御ユニットは、受信された情報に基づいて少なくとも１つの輸送デバイスの位置を計算するように構成された計算ユニットをさらに備える。
【００２５】
また、本発明は、貯蔵システムを提供し、この貯蔵システムは、Ｘ方向に延びる平行なレールまたは軌道の第１のセット、および複数のグリッド空間を備えるグリッドパターンを形成するように実質的に水平な平面内で第１のセットに対して横断方向のＹ方向に延びる平行なレールまたは軌道の第２のセットと、レールの下に位置し、各スタックが単一のグリッド空間のフットプリント内に位置するように配置されるコンテナの複数のスタックと、第１のセンサを備え、レール上でスタックの上方で、Ｘ方向およびＹ方向に横方向に選択的に移動するように構成される少なくとも１つの輸送デバイスと、前述の制御ユニットとを備える。
【００２６】
また、本発明は、少なくとも１つの輸送デバイスの移動を制御する方法を提供し、少なくとも１つの輸送デバイスは、コンテナを輸送するように構成され、コンテナは、設備内に貯蔵され、設備は、コンテナを複数のスタック内に貯蔵するように構成され、設備は、スタックの上方にグリッド状の構造を形成するようにセル状に配置された複数の通路を備え、グリッド状の構造は、第１の方向および第２の方向に延び、少なくとも１つの輸送デバイスは、グリッド状の構造上で動作するように構成される。この方法は、少なくとも１つの輸送デバイス上に装着された第１のセンサから情報を受信するステップと、受信された情報に基づいて少なくとも１つの輸送デバイスの位置を計算するステップとを備える。
【００２７】
次に、本発明の実施形態について、同様の符号が同じ、または対応する部分を示す添付の図面を参照して、例としてのみ述べる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】知られているシステムによるフレームワーク構造の概略図。
【図２】図１のフレームワーク構造内に配置されたビンのスタックを示す上から見た図の概略図。
【図３（ａ）】荷役デバイスの内部を示すために切断されている状態の概略斜視図。
【図３（ｂ）】荷役デバイスの内部を示すために切断されている状態の概略斜視図。
【図３（ｃ）】ビンを上昇させる荷役デバイスの概略前面斜視図。
【図４】ビンを知られているシステムの内外に移送することができる、ポートとして知られる２つの特定のロケーションを含むシステムの概略図。
【図５】本発明の第１の実施形態による制御ユニットの概略図。
【図６】複数のセンサの例示的な装着を示す輸送デバイスの上から見た図の概略図。
【図７】少なくとも１つのセンサによって走査された／取り込まれた環境の一例を示す輸送デバイスの側面図の概略図。
【図８】センサがバーコードスキャナである少なくとも１つのセンサによって走査された／取り込まれた環境の一例を示す輸送デバイスの概略図。
【図９】バーコードスキャナによって走査された例示的なエリアを示すバーコードスキャナの概略図。
【図１０】バーコードスキャナによって走査されることになるバーコードの例示的な区間の図。
【図１１（ａ）】レールの例示的な断面、およびその上のバーコードの配置の図。
【図１１（ｂ）】レールの例示的な断面、およびその上のバーコードの配置の図。
【図１２】レール上のバーコードの所定のレイアウトの一例の図。
【図１３】第１の実施形態の一例による２つのバーコードスキャナの、それらの相対的な位置決めを示す概略図。
【図１４】センサがカメラである少なくとも１つのセンサによって走査された／取り込まれた環境の一例を示す輸送デバイスの概略図。
【図１５】カメラによって取り込まれた例示的なエリアを示すカメラの概略図。
【図１６】第１の実施形態による制御ユニットによって実施される方法ステップのフローチャート。
【図１７ａ】図１５で使用されているカメラの位置決めに対する修正形態を示す概略図。
【図１７ｂ】図１５で使用されているカメラの位置決めに対する修正形態を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
第１の実施形態
図５は、本発明の第１の実施形態による装置を示す。この実施形態では、本発明の第１の実施形態による制御ユニット１００が提供される。制御ユニット１００は、第１のセンサ２００から情報を受信し、受信された情報に基づいて輸送デバイス６００の位置を計算するように構成される。さらに、制御ユニット１００は、計算された位置に基づいて輸送ユニット６００を制御してもよい。本発明者らは、制御ユニット１００が複数の輸送デバイス６００を制御し得ることを想定している。たとえば、図４に示されているように、図の輸送デバイスのそれぞれが制御ユニット１００によって制御され得る。
【００３０】
任意選択で、制御ユニット１００は、第２のセンサ３００から他の情報を受信してもよい。さらに、任意選択で、制御ユニット１００は、第３のセンサ４００および第４のセンサ５００からさらに他の情報を受信してもよい。センサのそれぞれは、輸送デバイス６００上、たとえば、輸送デバイス６００の面および／または側部上に、輸送デバイス６００が位置する環境を取り込むおよび／または走査するような向きで装着されるように配置される。
【００３１】
本発明者らは、第１のセンサから第４のセンサ２００〜５００のために使用され得るいくつかの異なるタイプのセンサを想定している。一例では、センサは、バーコードスキャナである。バーコードスキャナは、輸送デバイス６００の環境内に置かれたバーコードを走査するように配置される。あるいは、センサは、輸送デバイス６００の環境の画像を取り込むように配置されたカメラであってもよい。
【００３２】
本発明の第１の実施形態による制御ユニット１００は、受信ユニット１０１と、計算ユニット１０２とを備える。
【００３３】
受信ユニット１０１は、少なくとも１つのセンサから、たとえば、第１のセンサ２００から情報を受信するように構成される。任意選択で、受信ユニット１０１は、第２のセンサ３００から情報をさらに受信してもよい。さらに、受信ユニット１０１は、第３のセンサ４００および第４のセンサ５００から情報をさらに受信してもよい。
【００３４】
計算ユニット１０２は、受信されたセンサ情報に基づいて輸送デバイス６００の位置を計算するように構成される。具体的には、受信ユニット１０１によって受信されたセンサ情報が、輸送デバイス６００の現在および／または将来の位置を計算するために使用される。
【００３５】
図６は、輸送デバイス６００およびその第１のセンサから第４のセンサ２００〜５００の配置の上から見た断面図を示す。より詳細には、輸送デバイス６００は、コンテナを受けるための空洞の外側周りに配置された車輪６０２を備える。また、輸送デバイス６００は、車輪６０２が装着される（装着構成は図示されていない）シャシ６０１を備える。図６に示されているように、レールにわたって第１の方向（たとえば、Ｘ方向）に移動するように、またはレールにわたって第２の方向（たとえば、Ｙ方向）に移動するように、８個の車輪が輸送デバイス６００によって使用される。図４に示されているように、グリッド上で輸送デバイス６００を使用することは、障害物との衝突を回避し、グリッド内のコンテナロケーションの上方での輸送デバイス６００の正確な配置を確保するために、各輸送デバイス６００の配置を慎重に制御しなければならないことを意味する。本発明者らは、輸送デバイス６００の面／表面に装着された第１のセンサ２００を利用することにより、制御ユニット１００が、グリッド上の輸送デバイス６００の位置を正確に決定することができることを見出した。
【００３６】
図６に示されているように、第１のセンサ２００は、輸送デバイス６００の空洞の外側、輸送デバイスの外側面上に、輸送デバイス６００の環境を走査する／取り込むための場所に装着される。しかし、その代わりに、第１のセンサ２００は、たとえば、輸送デバイス６００の空洞空間の内側など輸送デバイス６００の内側面上に、（レールなど）環境を走査するための位置に装着されてもよい。あるいは、第１のセンサ２００は、輸送デバイス６００の環境の天井／屋根の画像を取り込むために、輸送デバイス６００の上部表面／面上に装着されてもよい。このようにして、第１のセンサ２００は、輸送デバイス６００の環境の画像を取り込む／走査するように配置される。図６に示されているように、第１のセンサ２００によって走査される／取り込まれるエリアは、符号２０１によって示されている。しかし、これは例としてのものであり、走査される／取り込まれるエリアは、輸送デバイス６００の特定の環境に従って変わり得る。
【００３７】
さらに、図６は、第１のセンサ２００に対する輸送デバイス６００の対向する面上にあるものとして、第２のセンサ３００の提案されている配置を示す。図６の例では、第１のセンサ２００は、輸送デバイス６００が置かれる／移動している第１のレールの画像を走査する／取り込むための輸送デバイスの面上に装着され、一方、第２のセンサ３００は、第１のレールに対して平行な第２のレールの画像を取り込む／走査するように装着される。この例では、第１のレールおよび第２のレールは共に、第１の方向（たとえば、Ｘ方向）に延びる。図６に示されている例では、第１のセンサ２００および第２のセンサ３００は、第１の方向で互いにオフセットして配置される。換言すれば、第１のセンサ２００および第２のセンサ３００は、輸送デバイス６００の１つの縁部から異なる距離で配置される。しかし、これは例として提供されているに過ぎず、第１のセンサ２００および第２のセンサ３００は、輸送デバイス６００の１つの縁部から同じ距離でオフセットされずに配置されてもよい。
【００３８】
また、図６は、第１のセンサ２００および第２のセンサ３００が装着された面に対する直交面上に配置された第３のセンサ４００および第４のセンサ５００を示す。このようにして、第３のセンサ４００および第４のセンサ５００は、輸送デバイス６００がそれに沿って置かれる／移動している第２の方向（Ｙ方向など）に延びるレールの画像を走査する／取り込むように配置される。第１のセンサ２００および第２のセンサ３００と同様に、第３のセンサ４００および第４のセンサ５００は、第３のレールおよび第４のレールに対して輸送デバイス６００の環境についての情報を取り込むように輸送デバイス６００の空洞の外側もしくは内側、または輸送デバイス６００の上面上に装着されてもよい。第３のレールおよび第４のレールは、第１のレールおよび第２のレールに直交し、第３のレールは、第４のレールに平行である。
【００３９】
図７は、シャシ６０２に装着された車輪６０１を備える輸送デバイス６００の側面図を示す。車輪６０１は、第１の方向に延びる平行なレールの第１のセットと、第２の方向に延びる平行なレールの第２のセットとを備えるグリッド７０１上で支持される。輸送デバイス６００は、所与の瞬間に、少なくとも２つの平行なレールによって支持される。このようにして、輸送デバイス６００は、シャシ６０１に装着された車輪６０２により、第１の方向または第２の方向に移動することができる。この例では、第１のセンサ２００は、７０２の符号が付けられたグリッドのエリアの画像を走査する／取り込む。この例では、領域７０２は、車輪６０１が支持される軌道の隣のレール上の領域である。走査される／取り込まれるエリアは、符号２０１で示されている。前述のように、第１のセンサ２００によって走査されるロケーション、装着構成、およびエリアは、例として示されているに過ぎず、輸送デバイスが下で動作している天井／屋根を走査するなど、走査される他のロケーションおよびエリアが本発明者らによって想定されている。
【００４０】
以下の段落で述べられることになる図８から図１３は、第１のセンサ２００が少なくとも１つのバーコードを走査するように配置されたバーコードスキャナであることが想定されている第１の例に関する。この例では、少なくとも１つのバーコードがグリッド７０１上に装着されることになるが、屋根／天井など、装着構成の他のロケーションが想定されている。グリッド７０１上に装着された少なくとも１つのバーコードの例に基づいて、第１のセンサ２００は、第１のセンサ２００がグリッド７０１上の少なくとも１つのバーコードを走査することができるように、輸送デバイス６００の外側面に装着されるという対応する装着構成を有する。しかし、輸送デバイス６００の空洞の内側など、他の装着ロケーションが想定されている。理解されるように、第１の実施形態の制御ユニット１００は、バーコードスキャナを備える第１のセンサ２００によって受信された情報に基づいて輸送デバイス６００を制御するように構成される。
【００４１】
図８は、本発明の第１の実施形態による制御ユニット１００によって実施される制御の第１の例を示す。図９は、シャシ６０１および車輪６０２のない図８の第１の例を示し、それにより第１のセンサ２００および第３のセンサ４００がはっきり見えるようにしている。図８および図９に示されている例では、第１のセンサ２００は、グリッド７０１上に装着された少なくとも１つのバーコード７０２を走査するように配置されたバーコードスキャナである。この例では、本発明者らは、グリッド７０１上の各セル、すなわち、輸送デバイス６００がコンテナを追加する／取り出すことができる各ロケーションが、センサ２００が走査することができる少なくとも１つのバーコードによりマークされることを想定している。一例では、各グリッドセルは、一意に番号付けされるように番号（バーコードの形態）を備える。この例では、各グリッドセルが一意にバーコード付けされているので、輸送デバイス６００上に設けられた第１のセンサ２００が輸送デバイス６００のロケーションを正確に識別するために十分である。任意選択で、少なくとも２つの理由、すなわち第１に、第１のセンサ２００がグリッドセルのバーコードを走査するための複数の機会を提供することによって、グリッドセルの少なくとも１つのバーコードの有効な読取り結果を受信することを確実にするため、第２に、より高い位置レポート頻度を提供するため、換言すれば、グリッド上の輸送デバイス６００のロケーションをより頻繁に提供するために、さらなるバーコードが各グリッドセルについて設けられてもよい。たとえば、２つのセンサからの読取りをインターリーブすることによって、輸送デバイスの位置のより最新の情報を達成することができるように、位置レポートの期間を短縮することができる。
【００４２】
任意選択で、第２のセンサ３００（図示せず）は、輸送デバイス６００の対向する面上に設けられ、第１のセンサ２００によって走査されるレールに平行なレール上の対応するバーコードを走査するように配置されてもよい。このようにして、第１のセンサ２００および第２のセンサ３００が少なくとも１つのバーコードの有効な読取り結果を得ることを確実にするためのさらなる冗長性が提供される。さらに、直交するレールの交点７０３は、限られた空間のためにバーコードを設けることが可能でないレールのエリアをもたらす。したがって、本発明者らは、輸送デバイス６００の面に沿って第１の方向に互いにオフセットされた第１のセンサ２００および第２のセンサ３００を提供することにより、第１のセンサまたは第２のセンサのうちの少なくとも１つからの有効な読取り結果によりあらゆる状況において輸送デバイス６００の位置の決定が可能であることが確実になることを見出した。
【００４３】
任意選択で、第３のセンサ４００および第４のセンサ５００は、第１のセンサ２００および第２のセンサ３００が装着された面に直交する輸送デバイスの面上に設けられてもよい。第３のセンサ４００および第４のセンサ５００は、第２の方向７０４に延びるレール上に装着されたバーコードを走査するように配置される。第１のセンサおよび第２のセンサと同様に、各グリッドセルが少なくとも１つのバーコードによって一意に識別されるとき、第３のセンサおよび第４のセンサを使用することは、走査されたバーコード同士が確実に一致するようにそれらを比較することによってセルに対応する少なくとも１つのバーコードの有効な読取り結果が得られることを確実にするための冗長性を提供する。
【００４４】
さらに、バーコードをグリッド７０１にわたって所定のパターンで置くことにより、制御ユニット１００が、各バーコードのロケーションのマップに依拠することなく、輸送デバイスの位置を決定することが可能になり得る。たとえば、グリッドが第１の方向で１０セル未満である場合には、各バーコードが番号（たとえば、２つの有効数字を有する番号）に対応するので、バーコードが対応する番号の最下位の数字は、輸送デバイスが位置する第１の方向におけるセルの番号を示すものとすることができる。一方、最上位の数字は、輸送デバイスが位置する第２の方向におけるセルの番号を示すものとすることができる。したがって、９×９個のセルまでのグリッドがそのような方法によって対処され得る。
【００４５】
あるいは、第１の方向におけるグリッドセルのすべてが共通に番号付けされてもよく、同様に、第２の方向におけるグリッドセルが共通に番号付けされ、それにより行列を形成する。それにより、原点から第１の方向におけるセルの番号、および原点から第２の方向におけるセルの番号は、セルの行列を参照して示すことができる。したがって、輸送デバイスの直交面上で輸送デバイス上の２つのセンサ（第１のセンサ２００および第３のセンサ４００など）を使用することによって、制御ユニット１００によって以下を計算することができる（グリッドセルのサイズが既知である場合）。
【００４６】
・Ｘ軸に沿って駆動している間、ｍｍ単位のＸ軸（第１の方向）に沿った絶対距離、または
・Ｙ軸に沿って駆動している間、ｍｍ単位のＹ軸（第２の方向）に沿った絶対距離、または
・停車中、（ｍｍ，ｍｍ）単位の絶対（Ｘ，Ｙ）位置
【００４７】
一方、ボットの各側に１つのセンサがある場合（輸送デバイスの異なる面上の第１のセンサから第４のセンサ、合計４つ）、制御ユニットによって以下を計算することができる。
【００４８】
・Ｘ軸に沿って駆動している間、ｍｍ単位のＸ軸およびＹ軸セル縦座標に沿った絶対距離、または
・Ｘ軸に沿って駆動している間、ｍｍ単位のＹ軸およびＸ軸セル縦座標に沿った絶対距離、または
・停車中、（ｍｍ，ｍｍ）単位の絶対（Ｘ，Ｙ）位置
【００４９】
２重センサによって測定される位置は、実際、（セル，ｍｍ）または（ｍｍ，セル）の形態のものであるが、輸送デバイスは、直線で駆動するので、これは、実際、（ｍｍ，ｍｍ）の読取りと同じ、したがって完全な絶対位置である。
【００５０】
この例では、第１のセンサから第４のセンサのすべてが、バーコードスキャナであることが想定されており、グリッド７０２上に装着された少なくとも１つのバーコードを走査するように配置される。
【００５１】
図１０は、グリッド７０１のセル上に設けられ得るバーコード１００１の一例を示す。述べたように、バーコードは番号に対応する。グリッド上のバーコード１００１の設置の助けとなるように、バーコードの数字表現１００２または他のインジケータが提供されてもよい。このようにして、バーコードの設置者に、数字表現がグリッドにわたってセルの１つの側にあるようにバーコードを設置するように指示してもよい。このようにして、バーコードの正確な設置を確保することができる。
【００５２】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、バーコードがグリッド７０１に一体化されているものと本発明者らが想定している２つの方法を示す。図１１（ａ）では、グリッド７０１は、輸送デバイス６００が動作する２つの軌道間に設けられた平坦な中央エリア１１０１を有することが想定されている。この平坦な中央エリア１１０１上には、接着ストリップ１１０２が添着されることが想定されている。接着ストリップ１１０２は、（レーザ印刷によってなど）少なくとも１つのバーコードが印刷された状態で形成されている。
【００５３】
あるいは、図１１（ｂ）に示されているように、グリッドは、輸送デバイス６００が動作する軌道間の領域内の窪みと共に形成されることが想定されている。窪み１１０３は、Ｔ字形インサート１１０４を受け入れるように形成される。Ｔ字形インサート１１０４は、射出成形プラスチックによって形成され得、バーコードが印刷される。インサート１１０４は、グリッド７０１が設置された後で設置されてもよく、正しい順序、ロケーション、および向きでのバーコードの単純な設置を可能にする。それにより、インサート１１０４は、定位置にしっかりと挟持され得る。インサート１１０４を使用することによって、本発明者らは、以下の利点を特定した。すなわち、印刷は機械的であり、接着ストリップを人が貼り付けるより正確であり、インサート１１０４の形状は、グリッドとの正確な位置合わせを強制することができ、形状は、設置時に正しい向きを強制するように非回転対称とすることができ、貼り付け中に接着ストリップを伸ばす接着ストリップの張力による精度不足を回避し、材料は、耐摩耗性とし、走行軌道の特性と一致することができる。たとえば、ガラス繊維強化ナイロンは、グリッドが形成されるアルミニウムとほぼ同一の熱膨張係数を有する。
【００５４】
これらの解決策の両方に対する代替として、本発明者らは、レーザプリンタを装備し、それにより、それが設置された後でグリッドの上部表面上にバーコードを印刷する輸送デバイス６００を想定した。これは、設置時間および精度の助けとなる。
【００５５】
図１２は、グリッドにわたってバーコードをレイアウトするための所定のパターン１２０１の一例を示す。前述のように、９×９グリッドは、２つの有効数字を有する番号を示すバーコードで対処することができる。しかし、本発明者らは、より大きなサイズのグリッドを想定している。したがって、各グリッドセルが一意に識別されることを確実にするためにグリッドにわたってバーコードをレイアウトする他の方法が本発明者らによって考えられている。図１２では、０から３４３０まで続くバーコードストリップが使用される。したがって、バーコードの複数のストリップが、グリッドに適用され得、各ストリップは、０から３４３０まで続く。図１２に示されているセルは、グリッド７０１のグリッドセルに対応する。グリッド７０１の原点が、符号１２０２によって示されている。点線は、バーコードが０にリセットされるところ、すなわち、バーコードの新しいストリップが開始されるところを示す。図１２に示されている番号は、各グリッドセル内のレールに置かれるバーコード番号を示す。
【００５６】
図１２はバーコードストリップが第１の方向（たとえば、Ｘ方向）に適用されることを示すが、ストリップを第２の方向（たとえば、Ｙ方向）に適用するために同じ方法が使用されてもよい。
【００５７】
図１２に示されているように、１つのセルは、０から６８６の範囲のバーコードを備えてもよく、これは、先に論じたように、バーコードリーダが１つのバーコードを読めない場合、冗長性を提供し、代わりに、正確な位置決めが達成されることを確実にするために、バーコードを読み取るためのさらなる機会が提供される。さらに、グリッドセル内の輸送デバイス６００のロケーションのより細かい分解能を提供する。走査されたバーコードの値は、グリッドにわたってセルの１つの側から別の側へ増大する。
【００５８】
本発明者らは、バーコードストリップによって一意に識別することができるグリッドセルの番号は、グリッドの各他の行について、他方の軸上にある原点から遠ざかる行の番号だけバーコードストリップが第１の方向にオフセットされて、増大されることを見出した。
【００５９】
このようにして、第１のセンサ２００および第２のセンサ３００を共に有する輸送デバイスは、輸送デバイス６００の両側から位置を読み取ることができる。このレイアウトの結果として、一方の読取り値は、他方より常に低いことになる。その分だけオフセットされる完全なセルの番号は、低い方の読取り値が輸送デバイスの一方の側からのものか、それとも他方からのものかという知識と組み合わせられて、反対側の軸上の座標位置を与える。オフセットは、ボットが交点を横断中でありその左右の読取り値を連続するセルからとっている場合に対する敏感度を低減するように、一度に２個のセルだけ増大する。それによりグリッドマップは必要とされず、絶対位置は、センサ入力の純粋な数学的関数に基づいて制御ユニット１００によって計算される。これは、ソフトウェアの複雑さを実質的に低減し、コストを増大することになる余分な記憶ハードウェアの必要を除去する。
【００６０】
それにより、各グリッドセルは、バーコードによって個々に番号付けされることを必要としない。その代わりに、輸送デバイスの両側の２つのバーコードが、第１の方向における輸送デバイスのグリッド上の一意の位置を提供するために使用され得る。理解されるように、そのようなレイアウトは、第２の方向における輸送デバイスのグリッド上の一意の位置をも提供するように、第２の方向に適用されてもよい。
【００６１】
図１３は、フレームｆ（単純化されてシャシ６０１に対応する）による第１のセンサ２００および第２のセンサ３００の装着構成の例示的な上から見た図を示す。第１のセンサ２００によって走査されるエリアは、符号２０１によって示されており、一方、第２のセンサ３００によって走査されるエリアは、符号３０１によって示されている。理解されるように、第１のセンサ２００によって走査されるバーコードストリップは、第１の方向に延びる第１のレール上に装着されることになり、一方、第２のセンサ３００によって走査されるバーコードストリップは、第１の方向に延びる第１のレールに平行な第２のレール上に装着されることになる。バーコードストリップは、距離ｄだけ離間される。第１のレールおよび第２のレールのそれぞれは、第１の方向でグリッドを横断するように輸送デバイス６００のための軌道を支持および提供するように配置される。図１３に示されているように、センサのそれぞれは、量ｍだけ第１の方向で互いにオフセットされる。前述のように、ｍは０に等しくてもよく、したがってオフセットが存在しなくてもよい。しかし、有利には、センサ間に距離ｍを設けることにより、（バーコードが設けられていない）レールの交点のどちらかの側でのバーコードの有効な読取り結果により、絶対位置情報が制御ユニット１００にとって常に確実に使用可能であることが確実になる。具体的には、距離ｍは、第１のセンサ２００または第２のセンサ３００のうちの一方が、グリッド内の交点のどちらかの側でバーコードを読み取ることが可能であるように設定される。
【００６２】
さらに、本発明者らは、輸送デバイス６００の対向する面上に（オフセット有りまたは無しで）２つのセンサを設けることのさらなる利点を見出した。具体的には、別々のセンサによって決定された絶対位置を比較することによって（すなわち、第１のセンサ２００の絶対位置を第２のセンサ３００の絶対位置と比較することによって）レール上の輸送デバイス６００の向きを見出すことができる。具体的には、輸送デバイス６００の回転を決定することができる（たとえば、記号θによって示されている）。装着構成にあるセンサ同士のオフセットが適用されるときには、輸送デバイスの実際の回転を計算するとき、既知のオフセットが考慮されることを必要とすることになる。換言すれば、本発明者らは、各センサの絶対位置を個々に決定することによって、次いで、三角法によって、輸送デバイスを操向し、グリッドからの輸送デバイスの脱線を防止するために使用され得る輸送デバイスの回転を計算することができることを見出した。
【００６３】
図１４および図１５に関して、センサの第２の例が示されている。具体的には、図１４および図１５に使用されているセンサは、環境の画像を取り込むように構成されたカメラである。
【００６４】
以下の段落で述べられている図１４および図１５は、第１のセンサ２００が、輸送デバイスが置かれる環境の画像を取り込むように構成されたカメラであることが想定されている第２の例に関する。第１のセンサ２００は、第１のセンサ２００がグリッド７０１の画像を取り込むことができるように輸送デバイス６００の外側面に装着されて示されている。しかし、輸送デバイス６００の空洞の内側、または輸送デバイス６００下で動作している天井／屋根の画像を取り込むために輸送デバイスの上部など、他の装着ロケーションが想定されている。理解されるように、第１の実施形態の制御ユニット１００は、カメラを備える第１のセンサ２００によって受信された情報に基づいて輸送デバイス６００を制御するように構成される。
【００６５】
図１４および図１５は、第１のセンサ２００および第４のセンサ４００がカメラであることが想定されていることを除いて、図８および図９と概して同一である。さらに、軌道間のレール上の領域７０２は、図８および図９のようにバーコードを備えていることを必要としない。その代わりに、この領域は、むき出しのままであってよい。たとえば、レールが押出しアルミニウムから形成される場合には、領域７０２は、レールの残りの部分と同じ押出しアルミニウムとなり、コーティングの必要はなく、これは複雑さを低減する。
【００６６】
したがって、以下は、制御ユニット１００が、第１のセンサ２００によって取り込まれた画像に基づいて輸送デバイス６００の位置をどのように計算するかについて述べる。一例では、第１のセンサ２００は、グリッドの画像を所定の時間離して取り込む、たとえば、画像を１ｍｓごとに取り込むように構成される。第１のセンサ２００からの２つの取り込まれた画像に基づいて、制御ユニット１００は、画像を取り込む間の時間内に移動した距離を計算するように構成される。これは、取り込まれた画像間のグリッドの表面不完全部を比較することによって達成され得る。たとえば、カメラは、典型的にはコンピュータ上のカーソルを制御するために使用される光学マウスの光学センサを用いて使用されてもよい。光学マウスは、表面を照明し、カメラ／光学センサを使用して不完全部など表面特性を検出するために、ＬＥＤまたはレーザなど光源を使用し得る。これを達成するために、表面の画像は、１ｍｓごとに１つの画像など、所定の時間間隔で取り込まれる。不完全部は、取り込まれた画像内で識別され、各不完全部が画像間で移動する距離が、光学マウスがその間隔内で移動した距離を計算するために使用される。カメラを備える第１のセンサ２００に関して、既知の解像度のカメラを用いた場合には、画像内の不完全部が移動した画素の数を、第１のセンサ２００の装着ロケーションの知識と共に使用し、画像を撮る間の時間内に移動した距離を計算することができる。したがって、推測航法を使用して、第１の方向（Ｘ方向など）において輸送デバイスが移動した距離が計算され得る。第１のセンサ２００に直交する面上の第３のセンサ４００を使用することにより、第２の方向（Ｙ方向など）に移動した距離を計算し、それにより走行した距離を計算し、それによりグリッド上の輸送デバイスの絶対位置を決定することができる。
【００６７】
さらに、輸送デバイス６００の対向する面上の第１のセンサ２００および第２のセンサ３００を使用することにより、輸送デバイス６００のどちらかの側のそれぞれの距離が計算され、それにより輸送デバイス６００の一方の側が他方の側より長い距離を移動する場合など、輸送デバイスの回転を決定し得る。計算された回転に基づいて、輸送デバイス６００に、回転の誤差を補正するために操向するように指令することができる。さらに、輸送デバイス６００の各側が移動した距離を計算することにより、輸送デバイス６００が移動した決定される距離の精度を、たとえば、移動した距離を検出する各センサを用いて計算された距離を平均することによって高めることができる。
【００６８】
さらに、本発明者らは、グリッド上に第１のセンサ２００によって検出され得るマーキングおよび／または着色部を含むことを想定している。このようにして、マーキングおよび／または着色部のロケーションのグリッドマップに基づいて、輸送デバイス６００の絶対位置を制御ユニット１００によって計算することができる。たとえば、着色マーキングを或るグリッドセル上に設け、それにより特定のグリッドセルにおけるその着色部を突き止めるグリッドマップに基づいて、輸送デバイス６００の絶対位置を示すことができる。さらに、輸送デバイス６００の絶対位置が突き止められた後で、輸送デバイス６００の相対移動に基づいて計算された推測航法位置が、輸送デバイス６００の絶対位置の知識に基づいて更新され得る。別の例では、輸送デバイスの絶対位置を決定するために、ＱＲコード（登録商標）が使用され、第１のセンサ２００によって読み取られてもよい。これは、絶対位置決めは推測航法が使用されないため蓄積誤差が生じないことを確実にするので、特に有利である。具体的には、より大きなグリッドの場合、推測航法誤差は、推測航法センサの較正が大きな距離を横断した後にだけ行われ得るため、急速に増大する。したがって、より大きなグリッド上での絶対位置の使用は、特に有利である。
【００６９】
任意選択で、第１のセンサ２００および／または第２のセンサ３００は、飛行時間センサなど距離計と共に設けられてもよい。距離計は、距離計とグリッドとの間の距離を決定するように位置決めされ得る。このようにして、第１のセンサ２００および／または第２のセンサ３００と共に距離計を配置することにより、第１のセンサ２００および／または第２のセンサ３００とグリッドとの間の距離を正確に決定することができる。距離情報を使用して、第１のセンサ２００および／または第２のセンサ３００の較正が実施され得る。たとえば、輸送デバイスが移動した距離を正確に感知するために、単位距離あたりいくつの画素を移動したか知ることが好ましい。すなわち、第１のセンサ２００によって定時間離れて撮られた２つの画像を比較し、特定の表面不完全部を追跡したとき、２つの画像間で表面不完全部が移動した画素の数は、輸送デバイスが移動した距離に対応しなければならない。このようにして、第１のセンサおよび第２のセンサのそれぞれによって検出される検出画素移動を、距離測定に変換することができる。距離計を使用することによって第１のセンサ／第２のセンサとグリッドとの間の距離を測定することにより、この画素／距離較正値を決定することができる。
【００７０】
上記のように、第１のセンサ１００および／または第２のセンサ２００は、輸送デバイスが横断した距離を計算するために使用され得る。具体的には、横断した距離は、典型的には、輸送デバイスが移動するように指令された方向において計算される。たとえば、輸送デバイスがＸ方向に移動するように指令された場合には、第１のセンサ／第２のセンサによって測定される距離は、輸送デバイスがＸ方向に移動した距離である。しかし、他の軸における移動が有利になり得る。たとえば、輸送デバイスがＸ方向に移動するように指令されているとき、Ｘ方向に直交するＹ方向に移動した距離を測定することが有用となり得る。たとえば、Ｙ方向に移動した距離を測定することによって、Ｙ方向でふらつきを引き起こす故障中の車輪など、輸送デバイスにおける障害が明らかになり得る。
【００７１】
さらに、第１のセンサ／第２のセンサは、表面不完全部のサイズを測定し、表面不完全部のサイズが閾値より大きいときグリッドの異常を決定することによって、グリッドの異常を検出するために使用され得る。
【００７２】
図１６は、本発明の第１の実施形態による輸送デバイスを制御する方法によって実施されることになる方法ステップのフローチャートである。方法Ｓ１６００は、センサ情報に基づいて輸送デバイスを制御する。
【００７３】
方法Ｓ１６００は、少なくとも１つの輸送デバイス上に装着された第１のセンサから情報を受信することを備えるステップＳ１６０１で開始する。センサは、バーコードスキャナまたはカメラであることが本発明者らによって想定されている。どちらの場合にも、第１のセンサは、輸送デバイスが位置する環境についての情報を走査する／取り込む。
【００７４】
ステップＳ１６０２では、本方法は、受信された情報に基づいて少なくとも１つの輸送デバイスの位置を計算する。このようにして、グリッド上の輸送デバイスのロケーションを、高い精度で決定することができる。
【００７５】
上記の方法は、第１のセンサに関するが、本発明者らは、輸送デバイスが第２のセンサ、第３のセンサ、および第４のセンサなどさらなるセンサを備え得ることを想定している。各センサは、異なるロケーションにおいて輸送デバイス上に装着されるように構成される。たとえば、第１のセンサおよび第２のセンサは、輸送デバイスの対向する面上に装着され得る。第３のセンサおよび第４のセンサもまた、輸送デバイスの対向する面上に装着され得、これらの対向する面は、第１のセンサおよび第２のセンサが装着される面に直交し得る。このようにして、センサのそれぞれは、輸送デバイスが動作している環境の異なる部分を検出する。複数のセンサは、１つのセンサが環境から適切な情報を取り込むことができない場合でも他のセンサの１つがより成功し得るという点で輸送デバイスに対して冗長性を提供するので、有利である。さらに、１つのセンサが、（レール交点の上など）環境を走査する／取り込むことが可能でない位置では、別のセンサがより成功裏に環境を走査する／取り込むことが可能となり得る。さらに、複数のセンサがある場合、センサ間の角度を決定するために、１つのセンサからの位置測定値を輸送デバイスの対向する面上に装着されたセンサでの同じ位置測定値と比較することによって輸送デバイスの回転の向きを決定することなど、他の測定を行ってもよい。
【００７６】
本発明者らは、第１のセンサがバーコードスキャナであるとき、輸送デバイスのロケーションを示す少なくとも１つのバーコードが走査されることを想定している。たとえば、輸送デバイスが動作するグリッドは、コンテナが取り出され得る／置かれ得る各グリッドセルについてバーコードを備えてもよい。したがって、グリッドセルに関連付けられたバーコードを読み取ることにより、輸送デバイスの絶対位置が計算ステップＳ１６０２によって計算され得る。しかし、いくつかのグリッドは、使用可能なバーコードの数より多いいくつかのグリッドセルを有してもよい。したがって、本発明者らは、第２のバーコードを走査する第２のセンサを用いる他の絶対位置決め技法を考えている。第１のバーコード情報および第２のバーコード情報が、受信ステップＳ１６０１によって受信され、輸送デバイスの絶対位置を計算するために、バーコードが（数学的関係など）グリッド上でどのようにレイアウトされ得るかという知識を使用して、計算ステップＳ１６０２によって使用される。そのような手順は、第２の方向において実施され、それにより第２の方向における輸送デバイスの位置を決定することができる。さらに、グリッドセルあたり複数のバーコードを含むことにより、グリッドセルにわたる輸送デバイスの位置のより高い分解能が解決され得る。
【００７７】
また、本発明者らは、第１のセンサがカメラであることを想定している。この例では、カメラは、輸送デバイスの環境の画像を取り込む。カメラは、輸送デバイスの環境の少なくとも２つの画像を所与の間隔で取り込む。受信ステップＳ１６０１は、この情報を受信する。計算ステップＳ１６０２は、画像を取り込む間に走行された距離を計算するために、受信された画像を使用する。これを達成するために、計算ステップＳ１６０２は、取り込まれた画像同士を比較し、表面不完全部に基づいて、取り込まれた画像間で走行した画素の数を計数してもよい。カメラの解像度、カメラの装着構成、および取込み間の時間間隔の知識に基づいて、計算ステップＳ１６０２は、走行した距離を計算し得る。したがって、推測航法方式に基づいて、原点から輸送デバイスが走行した距離を計算することができる。それにより輸送デバイスの絶対位置を計算することができる。さらに、輸送デバイスの直交面上に装着された２つのカメラを使用することにより、同じ決定を第２の方向において行うことができる。このようにして、２次元での座標位置を計算することができる。さらに、輸送デバイスの対向する面上に装着された２つのカメラを使用して、輸送デバイスの各それぞれの側が移動した距離を計算し、それにより輸送デバイスの回転を決定することができる。次いで、方法Ｓ１６００は、回転を補正し、輸送デバイスの脱線を防止するために、決定された回転に基づいて、輸送デバイスに操向するように指令してもよい。
【００７８】
修正形態および変形形態
本発明の範囲から逸脱することなく、多数の修正および変形を上記の実施形態に加えることができる。
【００７９】
たとえば、図１７ａおよび図１７ｂに示されているように、第１のセンサ２００／第２のセンサ３００は、輸送デバイス１７０３の側でいくつかの位置に位置してもよい。図１７ａに示されているように、第１のセンサ２００は、２つの個々のセンサ１７０４および１７０５を備えてもよい。一例では、各センサは、輸送デバイス１７０３の車輪の近くに位置決めされる。さらに、各個々のセンサの出力は、組み合わされた出力を輸送デバイス１７０３が走行した距離の尺度として与えるために、重み付けを通じて組み合わされてもよい。その代わりに、２つのセンサのうちの１つのだけが、所与の一時に動作してもよく、したがって、動作は、センサ間で切り替えられる。
【００８０】
図１７ａに示されている特定のセットアップは、グリッドが段差または他の不一致などレベルの異なるエリアを有することが知られているとき有用となり得る。たとえば、図１７ａに示されているように、グリッド１７０１の第１のレベルおよびグリッド１７０２の第２のレベルが示されている。この例では、センサ１７０４およびセンサ１７０５は、カメラによって取り込まれた連続する画像間の表面不完全部を決定することによって、輸送デバイス１７０３が走行した距離を決定するように構成されたカメラであることが想定されている。カメラによって追跡される表面不完全部が移動した単位距離あたりの画素数の較正値を使用して、センサは、第１の画像を第２の画像と比較することによって、画素数において取り込まれた表面不完全部がどれだけの距離を走行したか追跡するように構成される。このようにして、輸送デバイス１７０３が走行した距離を決定することができる。しかし、各センサ１７０４および１７０５の焦点は、カメラによって撮像されたとき表面グリッドが明瞭で鮮明に見えるように事前に決定されることを必要とする。これは、各センサの自動焦点を使用して達成することができるが、これは機械的に複雑であり、反射性材料から形成されるグリッド表面によって混乱しやすくなり得る。
【００８１】
あるいは、各センサ１７０４および１７０５は、固定焦点を有してもよい。これは、グリッドの表面がセンサから定距離にあることが既知である場合、許容される。
【００８２】
しかし、図１７ａに示されている例では、レベル１７０１とレベル１７０２の間のグリッドにおける段差は、輸送デバイス１７０３が第１のレベル１７０１から第２のレベル１７０２に移行しているときセンサのうちの１つをこれらのレベルのうちの１つにて焦点外れにし得る。具体的には、グリッド移行時、輸送デバイス１７０３の１つの車輪は、輸送デバイス１７０３の第２の車輪より低いレベルにある。したがって、センサと軌道の間の距離は、通常の定距離にはならない。したがって、センサのそれぞれを異なるレベルの焦点で配置させ、各焦点は、異なるレベル、すなわち、センサとグリッドの間の異なる距離について構成されることが有利である。このようにして、２つのセンサのうちの少なくとも１つは、表面不完全部を正しく検出するようにグリッドの表面上で正しく合焦するように配置される。輸送デバイス１７０３は、センサ間で切り替え、現在通過中の軌道のレベルのために適切なセンサを選択し得る。
【００８３】
さらに、輸送デバイス１７０３は、段差変化が生じるとき、グリッドおよびグリッドのエリアの情報を備えてもよい。このようにして、輸送デバイス１７０３は、段差変化を受けることがないセンサから走行した距離についての情報を受信するようにセンサを事前選択してもよい。
【００８４】
あるいは、図１７ｂに示されているように、単一のセンサ１７０６が使用され、しかし輸送デバイス１７０３の中間（中央）に位置してもよい。このようにして、２つの段差間の平均が段差変化によって取り込まれた画像によってとられる。したがって、グリッド内のすべての段差にわたって焦点外れが半分に低減される。画像焦点問題のこの対応する低減は、表面不完全部を依然として効果的に追跡し、グリッドの表面に段差があるときでさえ、輸送デバイス１７０３が走行した距離についての情報を依然として提供するための十分な情報を輸送デバイス１７０３に提供し得る。
【００８５】
上記の説明は、グリッド上の位置および／またはグリッド上で走行した距離のそれぞれを決定するバーコードリーダおよび／またはカメラを使用して述べられており、これらは光に依拠する。しかし、位置を決定する、および／または走行した距離を測定するために使用され得る他のシステムがある。たとえば、磁気（強磁性体、電磁気など）が使用されてもよい。たとえば、光センサ（カメラ、バーコードリーダなど）を使用する代わりに、グリッドに近接して磁界を測定するために、輸送デバイス上でホール効果センサが使用されてもよい。グリッドの上部表面には、非接触ホール効果センサが読取りのために配置される（ＰＣＢ上の銅、ラベル上の銀インクなど）金属のストリップなどが埋め込まれてもよい。たとえば、所定の幅の金属のストリップがグリッド内に埋め込まれ、各ストリップ間で磁界の極性が反対の場合には、磁界の極性の変化の数を計数することによって、磁界の変化の数に各ストリップの所定の幅を乗じることによって走行した距離が計算され得る。
【００８６】
あるいは、グリッドの一部分は、グリッドの他のどの部分からも一意のパターンで配置された磁気を備えてもよい。たとえば、グリッドの一部分は、強磁性材料の３本のストリップを備えてもよい。第１の部分は、Ｎ極、Ｎ極、Ｓ極を備えてもよく、一方、グリッドの第２の部分は、Ｎ極、Ｓ極、Ｓ極パターンで配置された磁気を有してもよい。このようにして、センサは、輸送デバイスがグリッドにわたって移動するにつれて強磁性材料の配置を検出するように配置され、グリッド上のロケーションを有する磁気ストリップに対応するマップを使用して、磁気だけに基づいて輸送デバイスの絶対位置を決定することが可能になり得る。
【００８７】
発明の実施形態の前述の説明は、例示および説明のために提供されている。網羅的であることも、発明を開示されているその形態に限定することも意図されていない。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、修正および変形を加えることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ−３ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【国際調査報告】
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