CN113544615A - 使用货架腿标识进行通道外定位和车辆位置校准的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

物料搬运车辆包括相机、里程计模块、处理器和驱动机构。相机捕获用于货架系统通道的标识符和通道中的货架腿部分的图像。处理器使用标识符来生成指示通道中的初始货架腿位置和货架腿间距的信息、使用初始货架腿位置生成初始车辆位置、使用里程计数据和初始车辆位置生成车辆基于里程计的位置、使用捕获的图像检测后续货架腿、使用货架腿间距将检测到的后续货架腿与预期车辆位置相关、基于位置之间的差生成里程计误差信号，并使用里程计误差信号和/或生成的用于通道末端保护和/或通道中/外定位的桅杆摇摆补偿来更新车辆基于里程计的位置。

Description

使用货架腿标识进行通道外定位和车辆位置校准的系统和 方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年2月6日提交的标题为“SYSTEMS AND METHODS FOR VEHICLEPOSITION CALIBRATION USING RACK LEG IDENTIFICATION AND MAST SWAYCOMPENSATION”的美国临时申请序列No.62/801,893(CRNZ1830MA)；于2019年2月6日提交的标题为“SYSTEMS AND METHODS FOR END OF AISLE PROTECTION AND VEHICLE POSITIONCALIBRATION USING RACK LEG IDENTIFICATION”的美国临时申请序列No.62/801,897(CRNZ 1831MA)；以及于2019年2月6日提交的标题为“SYSTEMS AND METHODS FOR OUT OFAISLE LOCALIZATION AND VEHICLE POSITION CALIBRATION USING RACK LEGIDENTIFICATION”的美国临时申请序列No.62/801,904(CRNZ 1832 MA)的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本说明书一般而言涉及用于基于仓库环境中的货架系统为工业车辆提供和更新定位(localization)的系统和方法，更具体而言，涉及用于利用工业车辆上的货架腿成像模块以及货架系统的直立货架腿轨道基于与通道相关联的货架腿标识来跟踪和更新工业车辆在仓库通道中的地点的系统和方法。
背景技术
为了在工业环境中移动物品，工作人员经常利用工业车辆，包括例如叉车、手动和电动托盘车和/或其它物料搬运车辆。工业车辆可以被配置为在工业环境中导航的自动引导车辆或知道其在工业环境内的地点的手动引导车辆。为了便于自动引导、导航或两者，工业车辆可适于在环境内定位。即，工业车辆可以配备传感器和处理器，用于确定工业车辆在环境内的地点，诸如，例如，工业车辆的姿态和位置。
发明内容
根据本公开的主题，在第一方面，一种物料搬运车辆包括相机、桅杆(mast)组件、桅杆组件控制单元、叉架(fork carriage)组件、车辆位置处理器和被配置为沿着仓库的库存运输表面移动物料搬运车辆的驱动机构，并且桅杆组件和桅杆组件控制单元被配置为沿着垂直提升轴移动叉架组件。相机固定到叉架组件并且被配置为捕获(i)位于多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉下(forks down)图像，以及(ii)位于多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上(forks-up)图像。车辆位置处理器被配置为从货架腿的叉下图像生成相机沿着水平轴的叉下坐标X1、从叉架组件在提升高度H1处时捕获的货架腿的叉上图像生成相机沿着水平轴的叉上坐标X2、确定作为叉下坐标X1和叉上坐标X2之间的差的桅杆摆动偏移、并且使用桅杆摆动偏移和随后捕获的位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像确定叉架组件在提升高度H1处时物料搬运车辆的水平前进位置。
在第二方面，其包括第一方面的物料搬运车辆，所述相机还被配置为捕获多层仓库货架系统中的通道入口标识符的图像，并且所述车辆位置处理器还被配置为从由相机捕获的通道入口标识符的图像生成特定于通道的货架腿间距数据，并且除了使用桅杆摆动偏移和随后捕获的叉上图像之外还使用特定于通道的货架腿间距数据确定叉架组件在提升高度H1处时物料搬运车辆的水平前进位置。
在第三方面，其包括第一方面或第二方面的物料搬运车辆，所述相机还被配置为捕获多层仓库货架系统中的通道入口标识符的图像，并且所述车辆位置处理器还被配置为从由相机捕获的通道入口标识符的图像生成通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据，并且使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的初始位置。所述车辆位置处理器还被配置为根据通道末端位置数据、特定于通道的货架腿间距数据和位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉下图像，当车辆沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时生成物料搬运车辆的预期位置，并且使用桅杆摆动偏移和随后捕获的位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像，在车辆沿着货架系统通道行驶时更新物料搬运车辆的预期位置。
在第四方面，其包括第三方面的物料搬运车辆，所述通道入口标识符设置在货架系统通道的末端货架腿上。
在第五方面，其包括第一方面至第四方面中任一方面的物料搬运车辆，所述相机直接或间接固定到叉架组件。
在第六方面，其包括第一方面至第五方面中任一方面的物料搬运车辆，所述相机还被配置为捕获多层仓库货架系统中的通道末端标识符的图像，并且所述车辆位置处理器还被配置为根据由相机捕获的通道末端标识符的图像生成包括通道末端限制的通道末端限制数据、确定物料搬运车辆是否超过通道末端限制、当物料搬运车辆的操作状态超过通道末端限制时，向物料搬运车辆的驱动机构发送基于限制的命令、基于基于限制的命令发起车辆动作，该车辆动作被配置为将物料搬运车辆的操作修改为在通道末端限制内的修改后的操作状态，以及在修改后的操作状态中导航物料搬运车辆离开货架系统通道。
在第七方面，其包括第六方面的物料搬运车辆，所述通道末端标识符设置在通道末端货架腿上。
在第八方面，其包括第六方面的物料搬运车辆，所述通道末端限制包括速度限制、提升高度限制、加速度限制、减速度限制、提升加速度限制、提升减速度限制，或其组合。
在第九方面，其包括第六方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器被配置为在修改后的操作状态中、在处于通道末端限制之内或之外的附加操作状态中，或在从中选择的操作状态的组合中将物料搬运车辆导航到货架系统通道外。
在第十方面，其包括第一方面至第九方面中任一方面的物料搬运车辆，所述相机还被配置为捕获多层仓库货架系统中的通道入口标识符的图像，并且所述车辆位置处理器还被配置为从由相机捕获的通道入口标识符的图像生成包括通道末端限制、通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据的通道末端限制数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的初始位置，以及根据通道末端位置数据、特定于通道的货架腿间距数据和水平前进位置，在车辆沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时生成物料搬运车辆的预期位置。所述车辆位置处理器还被配置为当物料搬运车辆的预期位置对应于货架系统通道的末端时，确定物料搬运车辆的操作状态是否超过通道末端限制、当物料搬运车辆的操作状态超过通道末端限制时，向物料搬运车辆的驱动机构发送基于限制的命令、基于基于限制的命令发起车辆动作，该车辆动作被配置为将物料搬运车辆的操作修改为通道末端限制内的修改后的操作状态，以及在修改后的操作状态中导航物料搬运车辆离开货架系统通道。
在第十一方面，其包括第十方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器还被配置为从位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的图像生成物料搬运车辆的预期位置。
在第十二方面，其包括第一方面至第十一方面中任一方面的物料搬运车辆，所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道入口标识符的图像，并且所述车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道入口标识符的图像生成通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的初始位置、以及根据通道末端位置数据、特定于通道的货架腿间距数据和水平前进位置，当车辆沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时生成物料搬运车辆的预期位置。所述车辆位置处理器还被配置为导航物料搬运车辆离开货架系统通道，并且在物料搬运车辆在货架系统通道之外时使用物料搬运车辆的航位推算(deadreckoning)部件更新物料搬运车辆的预期位置。
在第十三方面，其包括第一方面至第十二方面中任一方面的物料搬运车辆，所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道出口标识符的图像，并且所述车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道出口标识符的图像生成通道末端位置数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆相对于通道出口标识符的车辆姿态、并且使用通道末端位置数据、车辆姿态和水平前进位置生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的库存运输表面位置。所述车辆位置处理器还被配置为导航物料搬运车辆离开货架系统通道，并且当物料搬运车辆在货架系统通道之外时使用物料搬运车辆的标签标识符部件更新物料搬运车辆的库存运输表面位置。
在第十四方面，其包括第十三方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器被配置为根据由标签标识符部件接收到的标签标识符生成通道外位置数据，并且使用通道外位置数据更新物料搬运车辆相对于标签标识符的车辆姿态。
根据实施例，在第十五方面，描述了一种定位物料搬运车辆的方法，该车辆包括相机、桅杆组件、桅杆组件控制单元、叉架组件、车辆位置处理器和被配置为沿着仓库的库存运输表面移动物料搬运车辆的驱动机构，其中桅杆组件和桅杆组件控制单元被配置为沿着垂直提升轴移动叉架组件。桅杆组件和桅杆组件控制单元被配置为沿着垂直提升轴移动叉架组件，并且相机固定到叉架组件并且被配置为捕获(i)位于多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉下图像，以及(ii)位于多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像。该方法包括，经由车辆位置处理器，从货架腿的叉下图像生成相机沿着水平轴的叉下坐标X1、从叉架组件在提升高度H1处时捕获的货架腿的叉上图像生成相机沿着水平轴的叉上坐标X2、确定作为叉下坐标X1和叉上坐标X2之间的差的桅杆摆动偏移、并且使用桅杆摆动偏移和随后捕获的位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像确定叉架组件在提升高度H1处时物料搬运车辆的水平前进位置。
在第十六方面，其包括第十五方面的方法，所述相机还被配置为捕获多层仓库货架系统中的通道末端标识符的图像。该方法还包括从由相机捕获的通道末端标识符的图像生成包括通道末端限制的通道末端限制数据、确定物料搬运车辆是否超过通道末端限制、当物料搬运车辆的操作状态超过通道末端限制时，向物料搬运车辆的驱动机构发送基于限制的命令、基于基于限制的命令发起车辆动作，该车辆动作被配置为将物料搬运车辆的操作修改为在通道末端限制内的修改后的操作状态，并且在修改后的操作状态中导航物料搬运车辆离开货架系统通道。
在第十七方面，其包括第十五方面的方法，所述相机还被配置为捕获多层仓库货架系统中的通道入口标识符的图像，并且该方法还包括从由相机捕获的通道入口标识符的图像生成包括通道末端限制、通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据的通道末端限制数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的初始位置，并且根据通道末端位置数据、特定于通道的货架腿间距数据和水平前进位置，当车辆沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时生成物料搬运车辆的预期位置。该方法还包括当物料搬运车辆的预期位置对应于货架系统通道的末端时，确定物料搬运车辆的操作状态是否超过通道末端限制、当物料搬运车辆的操作状态超过通道末端限制时，将基于限制的命令发送到物料搬运车辆的驱动机构、基于基于限制的命令发起车辆动作，该车辆动作被配置为将物料搬运车辆的操作修改为在通道末端限制内的修改后的操作状态，并且在修改后的操作状态中导航物料搬运车辆离开货架系统通道。
在第十八方面，其包括第十五方面至第十七方面中任一方面的方法，所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道入口标识符的图像，并且该方法还包括从由相机捕获的通道入口标识符的图像生成通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的初始位置、当车辆沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时，根据通道末端位置数据、特定于通道的货架腿间距数据和水平前进位置生成物料搬运车辆的预期位置、导航物料搬运车辆离开货架系统通道，并且当物料搬运车辆在货架系统通道之外时，使用物料搬运车辆的航位推算部件来更新物料搬运的预期位置。
在第十九方面，其包括根据第十五方面至第十八方面中任一方面所述的方法，所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道出口标识符的图像，并且该方法还包括从由相机捕获的通道出口标识符的图像生成通道末端位置数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆相对于通道出口标识符的车辆姿态、使用通道末端位置数据、车辆姿态和水平前进位置生成物料搬运车辆沿着库存传输表面的库存传输表面位置、导航物料搬运车辆离开货架系统通道，并且物料搬运车辆在货架系统通道之外时，使用物料搬运车辆的标签标识符部件更新物料搬运车辆的库存运输表面位置。
在第二十方面，其包括第十九方面的方法，该方法还包括从由标签标识符部件接收到的标签标识符生成通道外位置数据，并且使用通道外位置数据更新物料搬运车辆相对于标签标识符的车辆姿态。
在另一个实施例中，根据第二十一方面，物料搬运车辆包括相机、车辆位置处理器和驱动机构，该驱动机构被配置为沿着库存运输表面移动物料搬运车辆。相机被配置为捕获包括用于多级仓库货架系统的货架系统通道的通道末端标识符的图像，并且车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道末端标识符的图像生成包括通道末端限制的通道末端限制数据、确定物料搬运车辆是否超过通道末端限制、当物料搬运车辆的操作状态超过通道末端限制时，向物料搬运车辆的驱动机构发送基于限制的命令、基于基于限制的命令发起车辆动作，该车辆动作被配置为将物料搬运车辆的操作修改为在通道末端限制内的修改后的操作状态，并且在修改后的操作状态中导航物料搬运车辆离开货架系统通道。
在第二十二方面，其包括第二十一方面的物料搬运车辆，所述通道末端限制包括速度限制、提升高度限制、加速度限制、减速度限制、提升加速度限制、提升减速度限制，或其组合。
在第二十三方面，其包括第二十一方面或第二十二方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器被配置为在修改后的操作状态中、在处于通道末端限制之内或之外的附加操作状态中，或在从中选择的操作状态的组合中将物料搬运车辆导航到货架系统通道之外。
在第二十四方面，其包括第二十一方面至第二十三方面中任一方面的物料搬运车辆，所述通道末端标识符设置在通道末端货架腿上。
在第二十五方面，其包括第二十一方面至第二十四方面中任一方面的物料搬运车辆，所述通道末端标识符设置在货架系统通道的末端货架腿上。
在第二十六方面，其包括第二十一方面至第二十五方面中任一方面的物料搬运车辆，所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道入口标识符的图像，并且所述车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道入口标识符的图像生成通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的初始位置、当车辆沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时，根据通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据生成物料搬运车辆的预期位置、并且在物料搬运车辆的预期位置对应于货架系统通道的末端时，确定物料搬运车辆的操作状态是否超过通道末端限制。
在第二十七方面，其包括第二十六方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器还被配置为从位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的图像生成物料搬运车辆的预期位置。
在第二十八方面，其包括第二十一方面至第二十七方面中任一方面的物料搬运车辆，所述物料搬运车辆还包括桅杆组件、桅杆组件控制单元和叉架组件，桅杆组件和桅杆组件控制单元被配置为沿着垂直提升轴移动叉架组件，并且相机固定到叉架组件并且被配置为捕获(i)位于多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉下图像，以及(ii)位于多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像。所述车辆位置处理器被配置为从货架腿的叉下图像生成相机沿着水平轴的叉下坐标X1、从叉架组件在提升高度H1处时捕获的货架腿的叉上图像生成相机沿着水平轴的叉上坐标X2、确定作为叉下坐标X1和叉上坐标X2之间的差的桅杆摆动偏移、并且使用桅杆摆动偏移和随后捕获的位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像确定叉架组件在提升高度H1处时物料搬运车辆的水平前进位置。
在第二十九方面，其包括第二十一方面至第二十八方面中任一方面的物料搬运车辆，所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道入口标识符的图像，并且所述车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道入口标识符的图像生成通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的初始位置，并且当车辆沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时，根据通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据生成物料搬运车辆的预期位置。所述车辆位置处理器还被配置为导航物料搬运车辆离开货架系统通道，并且在物料搬运车辆在货架系统通道之外时，使用物料搬运车辆的航位推算部件更新物料搬运车辆的预期位置。
在第三十方面，其包括第二十一方面至第二十九方面中任一方面的物料搬运车辆，所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道出口标识符的图像，并且所述车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道出口标识符的图像生成通道末端位置数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆相对于通道出口标识符的车辆姿态、使用通道末端位置数据和车辆姿态生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的库存运输表面位置、并且导航物料搬运车辆离开货架系统通道，并且当货物搬运车辆在货架系统通道之外时，使用物料搬运车辆的标签标识符部件更新物料搬运车辆的库存运输表面位置。
在第三十一方面，其包括第三十方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器被配置为根据由标签标识符部件接收到的标签标识符生成通道外位置数据，并且使用通道外位置数据更新物料搬运车辆相对于标签标识符的车辆姿态。
根据另一个实施例，在第三十二方面，一种物料搬运车辆包括相机、车辆位置处理器和驱动机构，该驱动机构被配置为沿着库存运输表面移动物料搬运车辆，其中相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道入口标识符的图像。所述车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道入口标识符的图像生成包括通道末端限制、通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据的通道末端限制数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的初始位置、并且当车辆沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时，根据通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据生成物料搬运车辆的预期位置。所述车辆位置处理器还被配置为当物料搬运车辆的预期位置对应于货架系统通道的末端时，确定物料搬运车辆的操作状态是否超过通道末端限制、当物料搬运车辆的操作状态超过通道末端限制时，向物料搬运车辆的驱动机构发送基于限制的命令、基于基于限制的命令发起车辆动作，该车辆动作被配置为将物料搬运车辆的操作修改为在通道末端限制内的修改后的操作状态，并且在修改后的操作状态中导航物料搬运车辆离开货架系统通道。
在第三十三方面，其包括第三十二方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器还被配置为从位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的图像生成物料搬运车辆的预期位置。
在第三十四方面，其包括第三十二方面或第三十三方面的物料搬运车辆，所述通道入口标识符设置在货架系统通道的末端货架腿上。
在第三十五方面，其包括第三十二方面至第三十四方面中任一方面的物料搬运车辆，所述物料搬运车辆还包括桅杆组件、桅杆组件控制单元和叉架组件，桅杆组件和桅杆组件控制单元被配置为沿着垂直提升轴移动叉架组件，并且相机固定到叉架组件并且被配置为捕获(i)位于多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉下图像，以及(ii)位于多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像。车辆位置处理器被配置为从货架腿的叉下图像生成相机沿着水平轴的叉下坐标X1、从叉架组件在提升高度H1处时捕获的货架腿的叉上图像生成相机沿着水平轴的叉上坐标X2、确定作为叉下坐标X1和叉上坐标X2之间的差的桅杆摆动偏移、并且除了使用桅杆摆动偏移和随后捕获的位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像还使用特定于通道的货架腿间距数据确定叉架组件在提升高度H1处时物料搬运车辆的水平前进位置，并且使用水平前进位置更新预期位置。
在第三十六方面，其包括第三十二方面至第三十五方面中任一方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器被配置为当物料搬运车辆在货架系统通道之外时，使用物料搬运车辆的航位推算部件更新物料搬运车辆的预期位置。
在第三十七方面，其包括第三十二方面至第三十六方面中任一方面的物料搬运车辆，所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道出口标识符的图像，并且所述车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道出口标识符的图像生成通道末端位置数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆相对于通道出口标识符的车辆姿态、使用通道末端位置数据、车辆姿态和预期位置生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的库存运输表面位置、导航物料搬运车辆退出货架系统通道，并且当物料搬运车辆在货架系统通道之外时，使用物料搬运车辆的标签标识符部件更新物料搬运车辆的库存运输表面位置。
在第三十八方面，其包括第三十七方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器被配置为从由标签标识符部件接收到的标签标识符生成通道外位置数据，并且使用通道外位置数据更新物料搬运车辆相对于标签标识符的车辆姿态。
在又一个实施例中，在第三十九方面，一种物料搬运车辆包括相机、车辆位置处理器和驱动机构，该驱动机构被配置为沿着库存运输表面移动物料搬运车辆，并且相机被配置为捕获图像，包括(i)用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道入口标识符，以及(ii)位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分。车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道入口标识符的图像生成通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的初始位置、当车辆沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时，根据通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据生成物料搬运车辆的预期位置、导航物料搬运车辆离开货架系统通道，并且在物料搬运车辆在货架系统通道之外时，使用物料搬运车辆的航位推算部件更新物料搬运车辆的预期位置。
在第四十方面，其包括第三十九方面的物料搬运车辆，所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道出口标识符的图像，并且所述车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道出口标识符的图像生成通道末端位置数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆相对于通道出口标识符的车辆姿态、使用通道末端位置数据、车辆姿态和预期位置生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的库存运输表面位置、导航物料搬运车辆离开货架系统通道，并且当物料搬运车辆在货架系统通道之外时，使用物料搬运车辆的标签标识符部件更新物料搬运车辆的库存运输表面位置。
在第四十一方面，其包括第四十方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器被配置为从由标签标识符部件接收到的标签标识符生成通道外位置数据，并且使用通道外位置数据更新物料搬运车辆相对于标签标识符的车辆姿态。
在第四十二方面，其包括第三十九方面至第四十一方面中任一方面的物料搬运车辆，所述物料搬运车辆还包括桅杆组件、桅杆组件控制单元和叉架组件，桅杆组件和桅杆组件控制单元被配置为沿着垂直提升轴移动叉架组件，并且相机固定到叉架组件并且被配置为捕获(i)位于多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉下图像，以及(ii)位于多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像。车辆位置处理器被配置为从货架腿的叉下图像生成相机沿着水平轴的叉下坐标X1、从叉架组件在提升高度H1处时捕获的货架腿的叉上图像生成相机沿着水平轴的叉上坐标X2，并且确定作为叉下坐标X1和叉上坐标X2之间的差的桅杆摆动偏移。车辆位置处理器还被配置为使用桅杆摆动偏移和随后捕获的位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像确定叉架组件在提升高度H1处时物料搬运车辆的水平前进位置，并且使用水平前进位置更新预期位置。
在第四十三方面，其包括第三十九方面至第四十二方面中任一方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道入口标识符的图像生成包括通道末端限制的通道末端限制数据、确定物料搬运车辆是否超过通道末端限制，并且当物料搬运车辆的操作状态超过通道末端限制时，向物料搬运车辆的驱动机构发送基于限制的命令。车辆位置处理器还被配置为基于基于限制的命令发起车辆动作，该车辆动作被配置为将物料搬运车辆的操作修改为通道末端限制内的修改后的操作状态，并且在修改后的操作状态中导航物料搬运车辆离开货架系统通道。
在第四十四方面，其包括第四十三方面的物料搬运车辆，通道末端限制包括速度限制、提升高度限制、加速度限制、减速度限制、提升加速度限制、提升减速度限制，或其组合。
在第四十五方面，其包括第四十三方面或第四十四方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器被配置为在修改后的操作状态中、在处于通道末端限制之内或之外的附加操作状态中，或在从中选择的操作状态的组合中将物料搬运车辆导航到货架系统通道之外。
在第四十六方面，其包括第四十三方面至第四十五方面中任一方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器被配置为当物料搬运车辆的预期位置对应于货架系统通道的末端时，确定物料搬运车辆的操作状态是否超过通道末端限制。
在另一个实施例中，在第四十七方面，一种物料搬运车辆包括相机、车辆位置处理器和驱动机构，该驱动机构被配置为沿着库存运输表面移动物料搬运车辆，其中所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道出口标识符的图像。所述车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道出口标识符的图像生成通道末端位置数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆相对于通道出口标识符的车辆姿态、使用通道末端位置数据和车辆姿态生成物料搬运车辆沿着库存传输表面的库存传输表面位置、导航物料搬运车辆离开货架系统通道，并且当物料搬运车辆在货架系统通道之外时，使用物料搬运车辆的标签标识符部件更新物料搬运车辆的库存运输表面位置。
在第四十八方面，其包括第四十七方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器被配置为从由标签标识符部件接收到的标签标识符生成通道外位置数据，并且使用通道外位置数据更新物料搬运车辆相对于标签标识符的车辆姿态。
在第四十九方面，其包括第四十七方面或第四十八方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器还被配置为从位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的图像生成物料搬运车辆的库存运输表面位置。
在第五十方面，其包括第四十七方面至第四十九方面中任一方面的物料搬运车辆，所述相机被配置为捕获图像，包括(i)用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道入口标识符，以及(ii)位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分。车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道入口标识符的图像生成通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆沿着货架系统通道中的库存运输表面的初始位置、当车辆沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时，根据通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据生成物料搬运车辆的预期位置，并且使用预期位置更新库存运输表面位置。
在第五十一方面，其包括第五十方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器还被配置为当物料搬运车辆在货架系统通道之外时，使用物料搬运车辆的航位推算部件更新物料搬运车辆的库存运输表面位置。
在第五十二方面，其包括第四十七方面至第五十一方面中任一方面的物料搬运车辆，所述物料搬运车辆还包括桅杆组件、桅杆组件控制单元和叉架组件，桅杆组件和桅杆组件控制单元被配置为沿着垂直提升轴移动叉架组件，并且相机固定到叉架组件并且被配置为捕获(i)位于多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉下图像，以及位于多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像。所述车辆位置处理器被配置为从货架腿的叉下图像生成相机沿着水平轴的叉下坐标X1、从叉架组件在提升高度H1处时捕获的货架腿的叉上图像生成相机沿着水平轴的叉上坐标X2、确定作为叉下坐标X1和叉上坐标X2之间的差的桅杆摆动偏移、使用桅杆摆动偏移和随后捕获的位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像确定叉架组件在提升高度H1处时物料搬运车辆的水平前进位置，并且使用水平前进位置更新库存运输表面位置。
在第五十三方面，其包括第四十七方面至第五十二方面中任一方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道出口标识符的图像生成包括通道末端限制的通道末端限制数据、确定物料搬运车辆是否超过通道末端限制、当物料搬运车辆的操作状态超过通道末端限制时，向物料搬运车辆的驱动机构发送基于限制的命令、基于基于限制的命令发起车辆动作，该车辆动作配置为将物料搬运车辆的操作修改为在通道末端限制内的修改后的操作状态，并且在修改后的操作状态中导航物料搬运车辆离开货架系统通道。
在第五十四方面，其包括第五十三方面的物料搬运车辆，所述通道末端限制包括速度限制、提升高度限制、加速度限制、减速度限制、提升加速度限制、提升减速度限制，或其组合。
在第五十五方面，其包括第五十三方面或第五十四方面的物料搬运车辆，所述车辆位置处理器被配置为在修改后的操作状态中、在处于通道末端限制之内或之外的附加操作状态中，或在从中选择的操作状态的组合中将物料搬运车辆导航到货架系统通道外。
在第五十六方面，其包括根据第四十七方面至第五十五方面中任一方面的物料搬运车辆，所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道入口标识符的图像，并且所述车辆位置处理器被配置为从由相机捕获的通道入口标识符的图像生成包括通道末端限制的通道末端限制数据、当物料搬运车辆的库存运输表面位置对应于货架系统通道的末端时，确定物料搬运车辆的操作状态是否超过通道末端限制、当物料搬运车辆的操作状态超过通道末端限制时，向物料搬运车辆的驱动机构发送基于限制的命令、基于基于限制的命令发起车辆动作，该车辆动作被配置为将物料搬运车辆的操作修改为在通道末端限制内的修改后的操作状态，并且在修改后的操作状态中导航物料搬运车辆离开货架系统通道。
根据以下详细描述并结合附图，将更全面地理解由本文描述的实施例提供的这些和附加特征。
附图说明
附图中阐述的实施例本质上是说明性和示例性的，并不旨在限制由权利要求限定的主题。当结合以下附图阅读时，可以理解说明性实施例的以下详细描述，其中相同的结构用相同的附图标记表示并且其中：
图1A描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的用于在包括仓库货架系统的仓库中定位的多个车辆；
图1B描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的利用标签读取技术和通道外标识符技术的仓库环境的示意性平面图；
图2描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的在图1A的多个车辆中的一个车辆上的货架腿成像模块；
图3描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的如由图2的货架腿成像模块捕获的图1A的仓库货架系统的货架腿特征的图像；
图4描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的包括货架腿成像模块系统并且用于实现基于计算机和软件的方法来利用图2的货架腿成像模块的系统的示意图；
图5描绘了图4的包括货架腿成像模块、控制模块和车辆控制器的货架腿成像模块系统的示意图；
图6描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的用于定位方法的方法的流程图概述；
图7描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的物料搬运车辆的示意图，该车辆包括具有图2的货架腿成像模块的可升高叉架组件，并且图示了叉架组件位置之间的桅杆摆动偏移；
图8A描绘了第一实施例中图7中的物料搬运车辆的示意图，该车辆包括位于物料搬运车辆的第一侧的可升高叉架组件上的货架腿成像模块和位于与物料搬运车辆的第一侧相对的第二侧的较低的固定货架腿成像模块；
图8B描绘了第二实施例中图7中的物料搬运车辆的示意图，该车辆包括位于物料搬运车辆的第二侧的可升高叉架组件上的货架腿成像模块和位于物料搬运车辆的第一侧的较低的固定货架腿成像模块；
图8C描绘了第三实施例中图7中的物料搬运车辆的示意图，该车辆包括位于物料搬运车辆的第一侧的可升高叉架组件上的货架腿成像模块和位于物料搬运车辆的第一侧的较低的固定货架腿成像模块；
图8D描绘了第四实施例中图7中的物料搬运车辆的示意图，该车辆包括位于物料搬运车辆的第二侧的可升高叉架组件上的货架腿成像模块和位于物料搬运车辆的第二侧的较低的固定货架腿成像模块；
图8E描绘了第五实施例中图7中的物料搬运车辆的示意图，该车辆包括位于物料搬运车辆的第一侧的可升高叉架组件上的货架腿成像模块和位于物料搬运车辆的第二侧的可升高叉架组件上的另一个货架腿成像模块；
图8F描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的在实施例中的物料搬运车辆的示意图，该车辆包括位于物料搬运车辆的第一侧的动力单元组件上的固定货架腿成像模块和位于物料搬运车辆的第二侧的动力单元组件上的另一个固定货架腿成像模块；
图9描绘了图4的货架腿成像模块系统的另一个实施例的示意图，其包括一对货架腿成像模块和控制模块；
图10描绘了图4的货架腿成像模块系统的又一个实施例的示意图，其包括货架腿成像模块的位置和一对控制模块；以及
图11描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的用于桅杆摇摆偏移(mastsway offset)补偿的方法的流程图概览；
图12描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的车辆通道末端限制确定方法的流程图概览；以及
图13描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的基于数据冗余的车辆通道末端限制确定方法的流程图概览；
图14描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的用于通道外航位推算定位继续方法的方法的流程图概述；以及
图15描绘了根据本文示出和描述的一个或多个实施例的用于通道外标识符定位继续方法的方法的流程图概览。
具体实施方式
本文描述的实施例一般而言涉及用于通过使用如本文描述的一个或多个货架腿成像模块从货架腿特征提取特征的定位技术。本文利用定位指代使得能够在仓库、工业或商业设施或其它环境中主动跟踪车辆地点的多种系统配置中的任意一种。为了定义和描述本公开的概念和范围，应该注意“仓库”包括其中物料搬运车辆运输货物的任何室内或室外工业设施，包括但不限于，主要用于存储货物的室内或室外工业设施，诸如在通道中布置多层货架的那些工业设施，以及其中通过物料搬运车辆在设施周围运输货物以用于一个或多个制造过程的制造设施。本公开的概念不限于任何特定的定位系统配置并且被认为适用于各种常规和尚未开发的定位系统中的任意一种。此类定位系统可以包括2016年5月24日颁发的标题为LOST VEHICLE RECOVERY UTILIZING ASSOCIATED FEATURE PAIRS的美国专利No.9,349,181和2018年5月29日颁发的标题为VEHICLE POSITIONING OR NAVIGATIONUTILIZING ASSOCIATED FEATURE PAIRS的美国专利No.9,984,467中描述的那些定位系统。
定位系统可以用于定位和/或导航工业车辆通过包括货架结构的仓库环境150(图1B)，货架环境可以是仓库、堆场等。适当地，货架腿成像模块可以利用货架腿特征来捕获货架腿特征的图像以初始化定位并更新如本文所述的累积里程计。在一些实施例中，包括相机的货架腿成像模块可以安装到在仓库中导航的工业车辆(例如，自动引导车辆或手动引导车辆)。输入图像可以是在从图像中提取特征之前从相机捕获的任何图像。
现在参考图1A，物料搬运车辆102可以被配置为在诸如仓库11的仓库环境150(图1B)中导航。物料搬运车辆102可以包括被配置为沿着库存运输表面106移动物料搬运车辆102的驱动机构、被配置为将货物放置在仓库环境150的仓库11中的多层仓库货架系统12的存储台上和/或从其取回货物的物料搬运机构，以及与驱动和物料搬运机构通信的车辆控制体系架构。在实施例中，物料搬运机构被配置为沿着垂直定向的物料搬运轴移动物料。
物料搬运车辆102可以包括用于提升和移动有效载荷的工业车辆，诸如例如叉车、前移式卡车、转塔式卡车、便携式堆垛车、牵引车、托盘车、高/低堆垛车、拖车装载机、侧装载机、叉吊车等。上述物料搬运车辆，诸如车辆102，可以包括可从Crown EquipmentCorporation获得的叉车，诸如例如，SP系列拣货机，诸如Crown SP 3500/4500系列拣货机，和/或TSP转塔式卡车，诸如TSP 6500卡车系列之一。物料搬运车辆可以结合使用例如用于自动引导车辆(“AGV”)定位系统功能的线引导或其它引导特征的AGV功能。
工业车辆可以被配置为沿着期望路径自动或手动导航仓库11的库存运输表面106。因此，物料搬运车辆102可以通过一个或多个轮子210的旋转被引导向前和向后。此外，可以通过操纵一个或多个轮子210使物料搬运车辆102改变方向。可选地，车辆可以包括用于控制诸如但不限于轮子210的速度、轮子210的朝向等车辆功能的操作员控件。操作员控件可以包括分配给物料搬运车辆102的功能，诸如例如，开关、按钮、操纵杆、手柄、踏板、输入/输出设备等的控件。注意的是，如本文使用的术语“导航”是指车辆从一个地方到另一个地方的移动控制或路线规划，包括但不限于，为手动车辆操作绘制图形路径、为手动操作提供一组转弯(turn by turn)指令，或提供可以包括此类用于自动操作的转弯指令的沿着行驶路径引导车辆的自动控制。
仓库11可以包括仓库货架系统12，该仓库货架系统12具有多个货架400，货架400包括限定在货架400的一组直立轨道406之间的多个架子。货架400的每个直立轨道406具有货架腿408，该货架腿408被配置为设置在直立轨道406上并相对于库存运输表面106支撑直立轨道406。用于在库存运输表面106上导航物料搬运车辆102的货架系统通道70'可以限定在货架400的一对相对的直立轨道406之间。可替代地，货架系统通道70'或货架系统通道70'的部分可以由至少一个货架400和诸如但不限于一个或多个托盘堆、夹层、虚拟限定的通道边界等相对的限定部件限定。该对相对的直立轨道406的每一端被配置为充当物料搬运车辆102进入货架系统通道70'中的入口端或出口端。可以是通道入口标识符、通道末端标识符和/或通道出口标识符的标识符302可以设置在形成货架系统通道70'的该对相对的直立轨道406的至少出口端和入口端的货架腿408上。标识符302可以包括但不限于包括诸如快速响应(QR)码之类的唯一代码的贴纸或其它粘合剂或可附接部件。QR码可以存储和提供关于货架腿408的信息，包括但不限于下面更详细描述的如存储在仓库地图30中的货架腿408在仓库11内的位置。应该理解的是，描述为存储在本文描述的任何类型的标识符302中的信息也可以存储在如本文描述的其它类型的标识符中。例如，如本文描述的存储在所述通道入口标识符302中的信息也可以存储在通道末端标识符302或通道出口标识符302中，如本文描述的存储在所述通道末端标识符302中的信息也可以存储在通道入口标识符302或通道出口标识符302中，并且如本文描述的存储在所述通道出口标识符302中的信息也可以存储在通道入口标识符302或通道末端标识符302中。
通道入口标识符302可以包括被配置为存储和提供货架系统信息的QR码，该货架系统信息可以包括关于与多层仓库货架系统12的货架系统通道70'的一组货架腿408相关联的孔图案的信息、包括初始货架腿408的该组货架腿408、关于该组货架腿408的相邻货架腿408之间的距离的信息、多层仓库货架系统12的货架系统通道70'的货架面到货架系统通道70'中的引导线的距离、多层仓库货架系统12的货架系统通道70'的该组货架腿408中货架腿408的数量，或其组合。在实施例中，关于孔图案的信息可以包括多层仓库货架系统12的货架系统通道70'的每个货架腿408的孔行之间的距离和孔列之间的距离。货架系统信息还可以包括关于货架系统通道70'中货架腿408之间的距离的信息，并且预期位置是通过将货架系统通道70'中货架腿408之间的距离和与先前检测到的货架腿408相关联的先前距离相加来计算的。
因此，QR码还可以存储和提供信息，包括但不限于关于与限定外通道边界的货架400的一组货架腿408相关联的孔图案的信息、货架400的货架腿408之间的距离在本文中可称为“刻度”距离，限定外通道边界的货架400、从货架400的货架面到给定货架系统通道70'的引导线的距离，以及被配置为允许将定位目标串解码为目标姿态的解码数据。孔图案信息可以包括例如货架腿408的孔行之间的距离和孔列之间的距离。QR码还可以基于与观察到的货架腿408相关联的信息存储和提供关于给定货架系统通道70'中的货架腿408的数量的信息。因此，QR码可以包含关于货架腿图案、货架腿间距、货架腿数量和从物料搬运车辆102中心线的货架距离以及货架系统通道70'中的库存运输表面106上的用于与货架系统通道70'相关联的多个货架腿408以允许随后使用与货架系统通道70'相关联的多个货架腿408来定位物料搬运车辆102的引导线的数据。物料搬运车辆102可以被配置为设置在诸如可以用作库存运输表面106上的车辆导航的线引导的引导线、用于库存运输表面106上的车辆导航的引导轨道等的引导系统上。在本公开的范围内可以预期，本文描述的实施例可以与所描述的或尚待开发的这种类型的引导系统一起使用。在实施例中，仓库中不同的货架系统通道70'在货架400的直立轨道406和货架系统12中的货架400的不同类型的货架之间可以具有不同的间距。
参考图1B，可以是仓库11(图1A)的仓库环境150可以包括货架400上的通道入口标识符302、一个或多个通道外标签标识符71和/或与诸如托盘和/或货架400之类的路径定义部件410相关联的标签读取技术。类似于货架腿标识符302，一个或多个通道外标识符71可以包括但不限于包括诸如快速响应(QR)码之类的唯一代码的贴纸或其它粘性或可附接部件。标签读取技术可以包括例如货架系统通道70'(图1A)的单个通道路径70(图2)中的标签布局50，其示例在转让给Crown Equipment Corporation的美国专利No.9,811,088中描述。标签布局50可以被构造为包括单独的标签，诸如射频识别(RFID)标签，这些标签被定位成使得物料搬运车辆102将在一组定义的车辆功能(例如，车辆功能数据)和/或标签相关的位置数据下操作，这些标签相关的位置数据将持续到物料搬运车辆102识别具有车辆功能的新相关的标签布局50的另一个单独标签为止。关于第一货架腿408的信息可以使用与第一货架腿408相关联的单独标签，诸如设置在货架系统通道70'开始处的地板表面中的RFID标签，存储在表中或从表中可访问，其中第一货架腿408可以放置在货架系统通道70'的开始处或货架系统通道70'的更下方。作为非限制性示例，一组托盘可以放置在包括第一货架腿408的货架400之前的通道中，并且RFID标签可以放置在通道的开始处以包含关于第一货架腿408和货架400的信息。
在操作中，作为示例而非限制，标签布局50可以用于物料搬运车辆102(图2)的标签读取器33和读取器模块35，其示例也在转让给Crown Equipment Corporation的美国专利No.9,811,088中描述。读取器模块35可以包括耦合到读取器处理器的读取器存储器。标签读取器33和读取器模块35可以协作以识别标签布局50的各个标签。标签布局50的每个单独标签可以对应于唯一识别码，诸如例如包括与货架系统通道70'的通道路径70的开始处的单独标签相关联的货架腿408的货架腿信息的代码。每个唯一识别码对应于读取器模块35的读取器存储器中的存储器位置，该存储器位置包括索引数据、操作数据和标签位置数据中的至少一个。作为非限制性示例，标签读取器33和读取器模块35通过识别标签布局50的单独标签并将识别出的标签与读取器存储器中的存储器位置相关联以检索索引数据、操作数据和标签位置数据中的至少一个来协作确定车辆功能。单独标签包括多个区域识别标签55和多个区域标签60。每个区域标识标签55在标签布局50中占据与唯一的一组区域标签65对应的位置，该组区域标签65中的每一个包括多个区域标签60。在实施例中，每个唯一的一组区域标签65包括多个区域标签60、一个或多个功能标签100、一个或多个通道延伸标签110、一个或多个通道入口标签75、或其组合。例如，但不作为限制，唯一的一组区域标签65中距离货架系统通道70'的通道路径70的中点120最远的相应区域标签60可以包括车辆功能和通道末端车辆功能两者。
作为非限制性示例，标签布局50的各个标签可以包括多个通道入口标签75，这些标签75沿着通道路径70的车辆入口或车辆出口部分80之间的通道路径70定位。物料搬运车辆102(图2)上的读取器模块35(其示例也在转让给Crown Equipment Corporation的美国专利No.9,811,088中描述)可以区分通道入口标签75和沿着通道路径70的标签布局50的各个标签，并将通道末端车辆功能与识别出的通道入口标签75相关联。车辆控制器可以响应于通道末端车辆功能与识别出的通道入口标签75的相关性来控制物料搬运车辆102的工业车辆硬件的操作功能。以这种方式，标签布局50可以被构造成包括位于货架系统通道70'的通道路径70内的通道入口标签75，使得当在货架系统通道70'的通道路径70内行驶的工业车辆10接近通道路径70的车辆入口或车辆出口部分80时可以实现特定的通道末端车辆功能。出口部分距离是在物料搬运车辆102的当前位置和各个通道路径70的端点85之间测量的长度量。读取器模块35可以区分端盖对115的外端盖标签和内端盖标签，并将识别出的外端盖标签与特定于出口的车辆功能相关联，并将识别出的内端盖标签与特定于入口的车辆功能相关联。在一个实施例中，标签布局50可以包括一个或多个端盖行117，其包括多个端盖对115。一个或多个端盖行117跨通道路径70的相应端点85间隔开，使得进入或离开通道路径70的工业车辆将识别端盖行117的各个标签，而不管物料搬运车辆102在通道路径70的车辆入口或车辆出口部分80内在哪里穿过端盖行117。
物料搬运车辆102还可以包括货架腿成像模块300，该模块包括用于捕获诸如货架腿特征的输入图像之类的图像的相机304(图2)。相机304可以是能够捕获对象的视觉外观并将视觉外观变换成图像的任何设备。因此，相机304可以包括诸如例如电荷耦合设备、互补金属-氧化物-半导体传感器或其功能等效物之类的图像传感器。在一些实施例中，物料搬运车辆102可以位于仓库11内并且被配置为捕获仓库11中的货架400的直立轨道406的货架腿408的图像。为了捕获货架腿图像，相机304可以安装到物料搬运车辆102的至少一个横向侧208并且具有朝向货架腿408横向聚焦的视野，如下文更详细描述的。出于定义和描述本公开的目的，如本文使用的术语“图像”可以表示检测到的对象的外观。图像可以以各种机器可读的表示形式提供，诸如例如，JPEG、JPEG 2000、Exif、TIFF、原始图像格式、GIF、BMP、PNG、Netpbm格式、WEBP、光栅格式、向量格式、或任何其它适用于捕获货架腿立柱的格式。
物料搬运车辆102包括车身104。车身104可以包括叉侧202和动力单元侧204。在实施例中，叉侧202可以限定物料搬运车辆102的前部，该前部被配置为沿着水平定向的库存运输表面106在向前的方向上移动，并且动力单元侧204可以限定物料搬运车辆102的后部，该后部被配置为沿着库存运输表面106在反向的方向上移动。叉侧202可以包括一对叉齿83。在实施例中，车身104可以包括位于叉侧202处的叉架组件206，叉架组件206可以可移动地耦合到桅杆组件207。叉架组件206可以沿着桅杆组件207垂直移动以相对于货架400取回或存放运送箱50'，货架400可以是非常窄的通道(VNA)仓库中的多层货架。物料搬运车辆102可以包括位于叉侧202、动力单元侧204或两者上的传感器以促进自主或半自主车辆行驶。物料搬运车辆102还可以包括操作员室211，其也可以可移动地耦合到桅杆组件207。该操作员室211可以定位在车身104的叉架组件206和动力单元侧204之间。车身104还可以包括在车身104的叉侧202和动力单元侧204之间延伸的一对横向侧208。这对横向侧208因此在物料搬运车辆102的前部和后部之间延伸。这对横向侧208可以限定宽度W1。在VNA环境中，物料搬运车辆102可以被定位其中的仓库通道(诸如货架系统通道70')的特征在于通道宽度W2，其中W2-W1<W英寸并且W在从大约2英寸到大约4英寸的范围内(并且W2>W1)。
本文描述的实施例可以包括系统500，该系统500包括通信地耦合到相机304和存储器的一个或多个车载处理器，诸如处理器502(图4)。在实施例中，处理器502可以包括车辆位置校准处理器、车辆位置处理器、桅杆组件控制单元和/或图像捕获处理器。网络接口硬件512可以促进经由有线、广域网、局域网、个域网、蜂窝网络、卫星网络等在网络514上的通信。合适的个域网可以包括无线技术，诸如例如IrDA、蓝牙、无线USB、Z-Wave、ZigBee和/或其它近场通信协议。合适的个域网可以类似地包括有线计算机总线，诸如例如USB和火线(FireWire)。合适的蜂窝网络包括但不限于诸如LTE、WiMAX、UMTS、CDMA和GSM之类的技术。网络接口硬件512可以通信地耦合到能够经由网络514发送和/或接收数据的任何设备。因此，网络接口硬件512可以包括用于发送和/或接收任何有线或无线通信的通信收发器。例如，网络接口硬件512可以包括天线、调制解调器、LAN端口、Wi-Fi卡、WiMax卡、移动通信硬件、近场通信硬件、卫星通信硬件和/或用于与其它网络和/或设备通信的任何有线或无线硬件。
一个或多个处理器502可以执行机器可读指令以自动地实现本文描述的任何方法或功能。用于存储机器可读指令的作为计算机可读介质516(例如，存储器)中的非易失性存储器508或易失性存储器510中的至少一个的存储器可以通信地耦合到一个或多个处理器502、相机304或其任意组合。一个或多个处理器502可以包括处理器、集成电路、微芯片、计算机或能够执行机器可读指令或已被配置为以类似于机器可读指令的方式执行功能的任何其它计算设备。计算机可读介质516可以包括RAM、ROM、闪存、硬盘驱动器或能够存储机器可读指令的任何非暂态设备。
一个或多个处理器502和存储器可以与相机304集成。可替代地或附加地，一个或多个处理器502和存储器中的每一个可以与物料搬运车辆102集成。此外，一个或多个处理器502和存储器中的每一个可以与物料搬运车辆102和相机304分开。例如，管理服务器、服务器或移动计算设备可以包括一个或多个处理器502、存储器或两者。注意的是，在不脱离本公开的范围的情况下，一个或多个处理器502、存储器和相机304可以是彼此通信耦合的分立部件。因此，在一些实施例中，一个或多个处理器502的部件、存储器的部件和相机304的部件可以彼此物理分离。如本文所使用的，短语“通信耦合”是指部件能够相互交换数据信号，诸如例如经由导电介质的电信号、经由空气的电磁信号、经由光波导的光信号等。
因此，本公开的实施例可以包括以任何代(例如，1GL、2GL、3GL、4GL或5GL)的任何编程语言编写的逻辑或算法。逻辑或算法可以写成可以由处理器直接执行的机器语言，或者可以是可以被编译或组装成机器可读指令并存储在诸如计算机可读介质516之类的机器可读介质上的汇编语言、面向对象编程(OOP)、脚本语言、微代码等。可替代地或附加地，逻辑或算法可以用硬件描述语言(HDL)编写。此外，逻辑或算法可以经由现场可编程门阵列(FPGA)配置或专用集成电路(ASIC)或其等效物来实现。
在实施例中，本文描述的一个或多个仓库地图30可以存储在存储器中。例如，系统500可以包括一个或多个显示器和/或输出设备504，诸如例如监视器、扬声器、耳机、投影仪、可穿戴显示器、全息显示器和/或打印机。输出设备504可以被配置为输出音频、视觉和/或触觉信号并且还可以包括例如音频扬声器、发射能量(无线电、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线)的设备、电子输出设备(Wi-Fi、雷达、激光等)、(任何频率的)音频等。
系统500还可以包括一个或多个输入设备506，作为示例，其可以包括任何类型的鼠标、键盘、盘/介质驱动器、记忆棒/拇指驱动器、存储卡、笔、触摸输入设备、生物特征扫描仪、语音/听觉输入设备、运动检测器、相机、秤等。输入设备506还可以包括相机(有或没有录音)，诸如数字和/或模拟相机、静态相机、视频相机、热成像相机、红外相机、带电荷耦合显示器的相机、夜视相机、三维相机、网络相机(webcam)、录音机等。例如，输入设备506可以包括本文描述的相机304。作为非限制性示例，输入设备506可以通信地耦合到货架腿成像模块系统28，货架腿成像模块系统28包括如本文所述的货架腿成像模块300的相机304。
参考图5，货架腿成像模块系统28包括通信耦合的部件，包括但不限于里程计模块29、硬件控制箱34、控制模块36、红外(IR)照明模块38、IR相机模块40、电池32、车辆控制器502A和偏航率传感器31。IR照明模块38和IR相机模块40的组合被称为IR相机和IR照明模块41，形成货架腿成像模块以作为例如货架腿成像模块300操作。如下文将更详细描述的，本文描述的一个或多个IR相机和IR照明模块可以包括如本文所述的通信耦合到货架腿成像模块300的相机304的IR相机模块40和通信耦合到货架腿成像模块300的多个照明器306的IR照明模块38。在实施例中，电池32可以是物料搬运车辆102的车辆电池或专用于货架腿成像模块系统28的单独电池。硬件控制箱34可以包括具有发光二极管(LED)驱动器的内部布局，以调节作为多个照明器306的多个LED的电流、用于对里程计模块29的刻度进行计数的微控制器，以及为相机304供电的DC-DC转换器。里程计模块29可以是任何常规的或尚未开发的里程计模块，其被配置为诸如经由物料搬运车辆102的车轮编码器生成物料搬运车辆里程计数据。
编码器29可以是车辆102的驱动轮编码器或负载轮编码器。车辆102的驱动轮编码器可以与在库存运输表面上移动车辆102的车辆102的轮子相关联并且可以由车辆马达提供动力。负载轮编码器可以是与设置在叉架组件206附近的跟随车辆102的运动并提供较少滑动的轮子相关联的编码器。编码器29，诸如当是负载轮编码器时，可以由模块51、61中的单个模块供电。在图5中，作为负载轮编码器的编码器29可以由IR相机和IR照明模块41供电。编码器29可以向IR相机和IR照明模块41提供编码器/正交数据。IR相机和IR照明模块41生成并输出发送到控制模块36的图像信息，该图像信息与作为货架之间距离的刻度信息一起，基于图像和刻度信息生成如本文所述的车辆102的位置。
控制模块36通信耦合到车辆控制器502A，诸如车辆控制局域网总线(“CAN总线”)控制器。CAN总线控制器结合鲁棒的车辆总线标准，以允许微控制器和车辆设备在没有主机计算机的情况下在车辆系统内通信。CAN总线控制器结合基于消息的协议，该协议与车辆102内的多路复用电线协作。此外，CAN总线控制器被配置为允许各种车辆系统之间的交互以允许通过使用软件而不是这些系统之间的硬接线来实现广泛的功能和控制。作为示例而非限制，车辆子系统可以通过CAN总线控制器控制致动器或从传感器接收反馈来控制车辆功能。CAN总线被配置为根据需要核对来自一个或多个不同车辆子系统的各种传感器输入以确定是否基于那些传感器输入来执行车辆子系统的车辆功能。
车辆控制器502A被配置为向控制模块36发送车辆信息，诸如转向轮角度、转向轮速度和线引导状态，控制模块36基于接收到的车辆信息、图像和刻度信息生成车辆102的位置并将车辆102的位置发送到车辆控制器502A。
IR照明模块38可以包括如本文所述的货架腿成像模块300的多个照明器306，并且IR相机模块40可以包括如本文所述的货架腿成像模块300的相机304。作为非限制性示例和实施例，货架腿成像模块系统28包括包含相机304和多个照明器306的货架腿成像模块300、包含被配置为控制多个照明器306的开/关数字控件的LED驱动器、里程计模块29、控制模块36和从电池32向连接的硬件供电的DC-DC转换器。控制模块36被配置为触发相机304的图像捕获、如下文更详细描述的那样累积编码器刻度，并通过串行通信向一个或多个处理器502报告刻度信息。控制模块36还可以被配置为以两种模式操作，QR初始化模式用于初始化物料搬运车辆102在仓库11中的货架系统通道70'的通道入口处的初始位置，并且位置维护模式用于维持和更新物料搬运车辆102在库存运输表面106上行驶期间在货架系统通道70'中的位置。货架腿成像模块系统28的模式和参数可以通过向控制模块36发送串行命令来设置，控制模块36可以作为系统500的一个或多个处理器502之一进行操作。
货架腿成像模块系统28可以通信耦合到物料搬运车辆102的控制器接入网络(CAN)总线，并且可以利用物料搬运车辆102的相关联线引导或轨道引导信号进行定位。货架腿成像模块系统28还可以利用与物料搬运车辆102相关联的CAN里程计数据，并将位置发布到CAN，用于自动定位系统和导航使用。货架腿成像模块系统28可以与物料搬运车辆102的CAN接口一起操作以向物料搬运车辆102提供货架腿成像。即使在物料搬运车辆102的电源关闭时，货架腿成像模块系统28也可以在车载存储器中进一步维护物料搬运车辆102的位置。
如上所述并再次参考图4，物料搬运车辆102可以包括一个或多个处理器502或与其通信耦合。因此，一个或多个处理器502可以执行机器可读指令以操作或替换操作员控制的功能。机器可读指令可以存储在存储器上。相应地，在一些实施例中，物料搬运车辆102可以由执行机器可读指令的一个或多个处理器502自动导航。在一些实施例中，车辆的地点可以在物料搬运车辆102被导航时由定位系统监视。
例如，物料搬运车辆102可以基于物料搬运车辆102的局部位置沿着仓库11的库存运输表面106沿着期望路径自动导航到期望位置。在一些实施例中，物料搬运车辆102可以确定物料搬运车辆102相对于仓库11的定位位置。物料搬运车辆102的定位位置的确定可以通过将图像数据与地图数据进行比较来执行。地图数据可以作为可以被定期更新的一个或多个仓库地图30本地存储在存储器中，或者是由服务器等提供的地图数据。在实施例中，工业设施地图包括货架系统特征的映射，诸如货架系统12的货架400在每个通道末端处的每个直立轨道406的每个端部货架腿408，其中每个端部货架腿408与唯一代码相关联，包括但不限于包括如本文所述的货架腿标识信息的代码，诸如通道入口标识符302上的QR码。给定定位位置和期望位置，可以确定物料搬运车辆102的行驶路径。一旦知道行驶路径，物料搬运车辆102就可以沿着行驶路径行驶以在仓库11的库存转运表面106上导航。具体而言，一个或多个处理器502可以执行机器可读指令以执行定位系统功能并操作物料搬运车辆102。在一个实施例中，一个或多个处理器502可以调整车轮210的转向并控制油门以使物料搬运车辆102在库存运输表面106上导航。
参考图2，货架腿成像模块300被示为设置在物料搬运车辆102的横向侧208上在动力单元侧204和叉侧202之间。货架腿成像模块300还被示为包括相机304以及包括多个照明器306的照明模块的布置。货架腿成像模块300可以包括相机304和垂直定向的红外(IR)照明器阵列306和IR带通滤波器。垂直定向的IR照明器阵列可以设置在物料搬运车辆102的一对横向侧208中的至少一个上。相机304可以与IR照明器306的垂直定向阵列垂直对齐并且被配置为捕获位于多层仓库货架系统12的货架系统通道70'中的货架腿408的至少一部分的图像。(例如，处理器502的)图像捕获处理器可以被配置为通过协调以在通过垂直定向的IR照明器阵列306对货架腿408进行照明以及使用IR带通滤波器从货架腿图像对围绕货架腿408的外部仓库照明进行带通滤波的情况下捕获货架腿408的至少一部分的货架腿图像来生成滤波的IR货架腿图像。车辆控制体系架构可以被配置为使用滤波的IR货架腿图像沿着库存运输表面106导航物料搬运车辆102。
在实施例中，相机304可以包括透镜和IR带通滤波器。透镜可以是但不限于广角透镜、鱼眼透镜、窄角透镜等。透镜可以取决于用于仓库环境150中的货架腿408的腿图案。照明模块的多个照明器306可以包括但不限于多个LED或其它类型的照明，诸如白炽灯、荧光灯、IR激光二极管等。作为非限制性示例，照明模块的多个照明器306可以包括一系列垂直分布的IR LED，每个包括窄光束反射器透镜。货架腿成像模块300安装在物料搬运车辆102的至少一个横向侧208上并且被配置为在第一横向方向上横向面向货架400，诸如当物料搬运车辆102处于线引导或由货架400限定的货架系统通道70'中的库存运输表面106上的轨道引导时。物料搬运车辆102可以包括相对的货架腿成像模块300，该模块安装在物料搬运车辆102的相对横向侧208上并且被配置为横向地面向与限定货架系统通道70'的另一侧的另一个支架400的第一横向方向相反的第二横向方向。安装在物料搬运车辆102的相对横向侧208上的两个货架腿成像模块300允许利用货架系统通道70'的两侧进行定位，如下文更详细描述的。
连同与第一通道入口标识符302相关联的唯一代码和与第一通道入口标识符302相关联的货架腿408的三维坐标以基于地图指示货架腿408在仓库环境中的地点，来自由货架腿成像模块300捕获的货架腿408的图像的图案被记录在定位特征图中以供在定位系统操作期间使用，如下文更详细描述的。在实施例中，与货架400的货架腿408相关联的QR码的映射可以通过利用诸如激光测距仪或激光测距仪或其它合适的映射扫描工具之类的激光工具的手动映射来进行。在实施例中，可以利用相同或相似技术同时进一步使用天线来识别单独标签的地点来映射所利用的单独标签，诸如本文所述的RFID标签。
物料搬运车辆102的车辆地点可以基于如本文所述的货架腿成像模块300进行核实和/或使其更准确。对于被定位但准确度低的车辆，例如，在成功检测到通道入口标识符302之后，使用货架腿成像模块300和通道入口标识符302允许提高物料搬运车辆102的定位准确度。通道入口标识符302能够用于初始化车辆地点或核实预测的车辆地点并将车辆定位固定到高度确定性。通过使用这种货架腿成像模块300通过定位系统可以对物料搬运车辆102进行定位的时间长度的增加的工作时间增强了车辆定位在工作时间中的价值并提高了定位的准确度。作为示例而非限制，与物料搬运车辆102相关联的工作时间是指物料搬运车辆102在停机时段期间可以利用并且没有丢失、关闭或以其它方式未利用的时间量。物料搬运车辆102的未知地点导致与物料搬运车辆102相关联的工作时间中断，从而导致诸如工作流程受抑制和车辆导航和使用效率低下的情况。作为非限制性示例，如果物料搬运车辆102失去方向使得不再知道定位，那么其将停止，如果定位不正确，导航可能导致不正确的目标或拾取地点，等等。
货架腿成像模块300的处理在图6中更详细地阐述。货架腿成像模块的相机304和照明器306可以捕获货架腿408的图像，该图像被数字化并且可以具有叠加在数字化图像上的存储货架腿图案以将图像与存储的货架腿408匹配。
参考图6，系统500通过货架腿成像模块系统28和货架腿成像模块300的相机304被配置为为一个或多个车辆102提供货架腿成像，这些车辆102可以设置在仓库11的货架系统通道70'中的线引导或轨道引导上。相机被配置为捕获以下各项的图像：(i)被定位成与多层仓库货架系统12的货架系统通道70'的入口对应的通道入口标识符302，以及(ii)被定位在货架系统通道70'中的货架腿408的至少一部分。作为示例而非限制，系统500被配置为使用货架腿成像模块300的相机304来读取在通道入口处作为与货架400的第一货架腿408相关联的唯一代码的通道入口标识符302，并使用来自里程计模块29的里程计数据，诸如物料搬运车辆102上的车轮编码器，来跟踪物料搬运车辆102的位置变化。里程计模块29被配置为生成里程计数据，该里程计数据表示物料搬运车辆102沿着库存运输表面106行驶的距离。相机304用于继续识别在货架系统通道70'中经过的货架腿408，并使用识别信息来校正任何累积的编码器错误，从而校准里程计信息和物料搬运车辆102的更新位置。与系统500相关联的参数可以在货架腿成像模块300上的存储和与货架腿408相关联的每个唯一代码内的存储之间分开。
作为非限制性示例，处理600遵循指令来在第一货架系统通道70'的通道入口处捕获货架腿408的(一个或多个)图像以初始化仓库11中的物料搬运车辆102相对于第一货架系统通道70'的定位位置。作为非限制性示例，货架腿408限定货架系统通道70'的横向边界的至少一部分，其可以是第一货架系统通道70'的通道入口并且包括通道入口标识符302，通道入口标识符302可以被配置为货架腿408上的贴纸，包括作为唯一QR码的通道入口标识符302。唯一QR码可以包括相对于货架腿408的定位信息和关于与货架400的货架腿408相关联的货架腿图案(诸如孔图案、货架400的货架腿408之间的间隔或“刻度”图案等)的信息。多个图像被相机304以高速捕获以读取通道入口处的包括相关联的货架腿408的存储位置的唯一QR码，并且初始化物料搬运车辆102在仓库11中的位置。
因此，在方框602中，通道入口标识符302用于生成货架系统信息，该信息至少指示(i)货架系统通道70'的初始货架腿408沿着库存运输表面106的位置，以及(ii)货架系统通道70'中的货架腿间距。在方框604中，使用来自货架系统信息的初始货架腿408的位置生成物料搬运车辆102沿着库存运输表面106的初始位置。应该注意的是，本文对“生成”的值或参数的引用涵盖计算、测量、估计或其任何组合。货架腿成像模块300可以在物料搬运车辆102的已知位置下调试，使得物料搬运车辆102的更新位置基于相关联的货架腿408的检索位置来计算。给定已知的相机参数和可选的相机304与货架400的距离，可以使用所捕获的(一个或多个)图像中的QR码的位置来微调物料搬运车辆102的位置，这可以帮助例如基于相机距离设置一个或多个相机参数，以捕获货架腿408的最佳定义图像。
在方框602-604中初始化之后，物料搬运车辆102的里程计模块29用于维护车辆位置知识。在方框606中，使用里程计数据和物料搬运车辆102的初始位置生成物料搬运车辆102沿着货架系统通道70'中的库存运输表面106的基于里程计的位置。在实施例中，货架腿成像模块300以已知的每刻度行驶距离和行驶极性或方向进行调试。这种里程计信息用在货架腿408和货架腿的捕获图像之间，以从先前的图像捕获估计和维护车辆位置知识。作为非限制性示例，最后的图像捕获是里程计所基于的基础，直到新图像被捕获成为最后的图像捕获以随着物料搬运车辆102沿着货架系统通道70'前进而维持车辆位置知识。
在方框608中，使用后续货架腿408的至少一部分的捕获图像来检测后续货架腿408。例如，当物料搬运车辆102沿着由货架400限定的货架系统通道70'行驶以检测限定货架系统通道70'的货架400的多个货架腿408时，相机304继续捕获图像。当物料搬运车辆102沿着由货架400限定并包括多个货架腿408的货架系统通道70'行驶时，图像可以由相机304以高速率捕获。在实施例中，当货架腿成像模块300预期货架腿408在框架中时，图像可以由相机304捕获。例如，相机304可以被触发以在货架腿408预计出现在图像中的位置处捕获图像，这可以减少图像处理要求和相机接口带宽要求以及功率使用。
在方框610中，使用来自货架系统信息的货架腿间距，将检测到的后续货架腿408与物料搬运车辆102在货架系统通道70'中的预期位置相关联。作为非限制性示例，与货架腿408的预期位置相关联并因此与物料搬运车辆102在货架腿408处时的预期位置相关联的此类数据可以基于来自唯一代码的信息，诸如通道入口标识符302的QR码和/或标签布局50的RFID标签。这样的数据可以包括何时触发后续图像捕获以捕获后续预期货架腿408的图像作为下一个预期数据点的信息。也可以在数据点之前和之后包括关于下一个预期数据点的容差。在实施例中，可以通过将以刻度为单位由货架400限定的货架系统通道70'中货架腿408之间的距离和与检测到最后一个货架腿408时相关联的先前刻度数相加来计算预期位置。可以针对图像中货架腿408的偏移来校正先前刻度数。当刻度数达到目标刻度计数阈值数时，相机304和多个照明器306然后可以被触发以照亮并捕获图像450来检测预期的货架腿408。
参考图3，图像450被相机304捕获以显示检测到的货架腿408。圆圈452设置在检测到的货架腿408的检测到的孔上，并且预期点图案454与货架腿408的那些检测到的孔匹配以生成最佳拟合中心线456。在这样的实施例中，图像450中的货架400的货架腿408的此类特征可以用作检测和识别货架腿408的特征，这是因为相机304和货架腿成像模块300的计算机视觉系统和货架400的货架腿408之间的预先识别出的间距区分公共孔图案，该信息可以被包括在由多层仓储货架系统12的货架400限定的货架系统通道70'的第一货架腿408的通道入口标识符302中。使用被配置为提供闪光照明的多个照明器306和被配置为使用例如全局快门相机以短曝光时间捕获图像的相机304允许捕获并识别图像450中的检测到的货架腿408的特征。此外，照明和图像捕获的这种组合通过图像前景的照明提供诸如图像450的高对比度图像并且通过防止运动模糊提供清晰的图像。这样的图像特征允许图像处理，该图像处理提供对检测到的货架腿408的位置的可靠且准确的检测。分别与货架腿成像模块300的多个照明器306和相机304相关联的货架腿成像模块系统28的IR相机模块40上的IR照明模块38和IR带通滤波器操作以允许忽略大部分外部与图像捕获无关的照明，诸如仓库照明，并从图像450中过滤掉。此外，在货架腿408未上漆、颜色浅和/或具有光滑的漆涂层的实施例中，多个照明器306的宽间隔的垂直阵列可操作以减轻货架腿408的镜面反射性质以检测到图像450中的货架腿408。通过多个照明器306照亮货架腿408以由货架腿成像模块300的相机304捕获图像的处理可以包括照亮货架腿408的大垂直区域以由于相机304到货架400的距离短而生成用于相机304的大的垂直视野，以在图像450中捕获货架腿408的大区域。此外，货架400的货架腿408可以包括高反射物料，并且由货架腿成像模块300的多个照明器306提供的分布式光源被配置为减轻货架腿408的高反射特性以提供检测到的货架腿408的清晰且可靠的图像450。
在处理600中，将物料搬运车辆102的基于里程计的位置与物料搬运车辆102的预期位置进行比较。在方框612中，基于预期位置和基于里程计的位置之间的差异生成里程计误差信号。在指示预期位置和基于里程计的位置之间匹配的实施例中，里程计误差信号可以为零。在方框614中，使用里程计误差信号更新物料搬运车辆102的基于里程计的位置。因此，检测到的货架腿408用于更新物料搬运车辆102的位置。处理每一帧以检测货架腿408，并且当检测到货架腿408时，系统500的处理器502处理该帧以准确地更新物料搬运车辆102的位置以防止里程计数据的累积误差从基于里程计模块29估计的物料搬运车辆102的维持位置以无限速率增长。车辆控制体系架构被配置为使用更新后的基于里程计的位置沿着库存运输表面106导航物料搬运车辆102。在实施例中，车辆控制体系架构被配置为使用更新后的基于里程计的位置跟踪物料搬运车辆102沿着货架系统通道70'的库存运输表面106的导航、至少部分地以自动方式沿着库存运输表面106导航物料搬运车辆102或两者。
在实施例中，通过使用对给定货架系统通道70'中的货架腿408的检测来初始化、维护和更新物料搬运车辆102在给定货架系统通道70'中的位置，如本文所述通过货架腿成像模块300，调试系统500来利用货架腿成像模块300涉及简单的安装和调试。例如，系统500可以仅需要将诸如QR码贴纸之类的通道入口标识符302放置在每个货架系统通道70'的入口处。此外，系统500涉及简化的调试，因为通道入口标识符302的信息在现场测量、输入到移动计算机中，并在移动贴纸打印机上打印以生成具有唯一QR码的移动贴纸，以放置在针对仓库11中的每个货架系统通道入口的相关联的第一货架腿408上。因此，特定于仓库的信息不需要存储在任何物料搬运车辆102上以便如本文所述的系统500操作，从而使得与需要将此类特定于仓库的信息存储在物料搬运车辆102上的系统相比，调试时间减少。此外，在给定的货架系统通道70'中货架腿408的紧密、可预测的间距放宽了对里程计模块29的准确度的要求，因为在货架腿408的紧密间隔的、可预测的特征之间编码器误差累积比否则可能适用于包括进一步间隔和手动放置的全局特征(诸如仓库地板中的RFID标签)的系统少。
本文描述的实施例和系统允许在仓库11的货架系统通道70'中以位置准确度确定和准确维护物料搬运车辆102的位置。实际上，使用通道入口标识符302(诸如QR码)用于在通道入口处进行物料搬运车辆102的位置初始化和随后使用现有的、规则间隔的货架腿408的特征用于给定货架系统通道70'的组合沿着货架系统通道70'维护物料搬运车辆102的准确位置允许不需要在每个货架腿408上使用QR码来沿着给定货架系统通道70'维持和更新物料搬运车辆102的车辆位置。例如，用于货架系统通道70'的给定货架400可能超过一百米长并且可能具有超过40个货架腿408。
参考图7，车辆102包括作为示出为在桅杆组件207上的下部位置和在桅杆组件207上的上部升高位置的可升高组件的叉架组件206。桅杆组件207的位置相对于车辆102的中心沿着垂直平面的桅杆摇摆偏移被示出在下部位置和上部升高位置之间。图7的桅杆摇摆偏移被示出为使得在下部位置与叉架组件206的内部部分相交的第一左侧垂直平面，诸如叉槽，不与上部升高位置中的内部部分相交。相反，第二右侧垂直平面在上部升高位置与内部部分相交。第一左侧垂直平面和第二右侧垂直平面之间的水平距离指示桅杆摆动偏移。指示桅杆摆动偏移的水平距离在图7中进一步指示由于桅杆摆动引起的叉位移，并且货架腿成像模块300R具有与叉位移和桅杆摆动偏移类似的位移。
叉侧202上的叉架组件206包括如上所述作为货架腿成像模块300的货架腿成像模块300R，但是标有R以指示可升高方面。货架腿成像模块300R放置在叉架组件206上接近叉的高度的位置。因此，可以基于货架腿成像模块确定叉和库存运输表面之间的垂直距离。如下文更详细描述的，指示桅杆摇摆偏移的水平距离和叉与库存运输表面之间的垂直距离可以用于确定相对于车辆102的桅杆摇摆偏移补偿。
在实施例中，车辆102的叉槽的位置或车辆102的另一个目标地点作为与货架腿成像模块300R的内部部分水平可以被记录在叉架组件206的最低位置在远离车辆102中心的设定距离处。但是，随着叉架组件206上升，叉槽和/或内部部分的位置可能由于桅杆摇摆偏移而相对于车辆102的中心改变。因此，基于记录的叉槽和/或内部部分与车辆102的中心之间的设定距离的计算可能因桅杆摇摆偏移量而出错。
在实施例中，至少一个货架腿成像模块300R将在接近叉高度的高度处附接到叉架组件206，同时对货架具有被阻碍的观察。如本文所述由该货架腿成像模块300R检测到的货架腿可以通过确定桅杆摇摆偏移来补偿桅杆摇摆，如下面关于图11更详细描述的。具有桅杆摇摆补偿的车辆102的位置输出因此可以由货架腿成像模块300R确定。第二货架腿成像模块300可以被配置为读取如本文描述的QR码并且可以在车辆102上的较低固定位置处设置在动力单元侧204上。位于较低位置的第二货架腿成像模块300可以确保观察到QR码并且可以提供冗余以允许系统拒绝假阳性检测。
在不同的实施例中，货架腿成像模块300R和第二货架腿成像模块300可以放置在车辆102的不同位置，如图8A-8E所示，其示出了从动力单元侧204朝叉边202的透视图。
图8A-8B描绘了其中货架腿成像模块300R和货架腿成像模块300设置在车辆102的相对侧的实施例。图8A示出了第一实施例，其包括在车辆102的第一侧上的叉架组件206上的货架腿成像模块300R和在与车辆102的第一侧相对的第二侧在动力单元侧204上固定到车辆102的下部固定货架腿成像模块300。叉架组件206可沿着箭头A的方向相对于桅杆组件207升高，使得货架腿成像模块300R被配置为沿着箭头A的方向移动。图8B描绘了第二实施例，其包括位于车辆102的第二侧上的叉架组件206上的货架腿成像模块300R，和在车辆102的第一侧上在动力单元侧204上固定到车辆102的下部固定货架腿成像模块300。升高的货架腿成像模块300R被配置为提供车辆102的位置输出，而第二货架腿成像模块300被配置为通过读取如本文描述的QR码来初始化车辆位置。第二货架腿成像模块300还被配置为在预定阈值内生成与货架腿成像模块300R的位置匹配的货架腿成像模块300的位置。未能在预定阈值内匹配位置可能导致货架腿成像模块300R出错并且车辆102采取行动，诸如停止或减慢待处理的操作员超控。
图8C-8D描绘了其中货架腿成像模块300R和货架腿成像模块300设置在车辆102的同一侧的实施例。在图8C中，货架腿成像模块300R设置在车辆102的第一侧的叉架组件206上，并且下部固定货架腿成像模块300在车辆102的第一侧上在动力单元侧204上固定到车辆102。在图8D中，货架腿成像模块300R设置在车辆102的第二侧的叉架组件206上，并且下部固定货架腿成像模块300在车辆102的第二侧上在动力单元侧204上固定到车辆102。
在通道仅具有单侧货架的实施例中，下部固定货架腿成像模块300可以是依赖于通过如本文所述生成的货架腿成像模块300的位置确定车辆102的位置输出的模块。可替代地，货架腿成像模块300R如果在货架的单侧的同一侧上，那么可以用于通过如本文所述生成的货架腿成像模块300R的位置来确定车辆102的位置输出。
图8E-8F示出了物料搬运车辆102从动力单元侧204朝叉侧202的透视图。在图8E中，叉架组件206上的第一货架腿成像模块300R-A设置在物料搬运车辆102的第一侧，而另一个第二货架腿成像模块300R-B设置在物料搬运车辆102的第二侧的叉架组件206上。
参考图8E，物料搬运车辆102可以包括在车辆102的第一侧的叉架组件206上的可升高货架腿成像模块300R-A和在与车辆102的第一侧相对的第二侧的叉架组件206上的另一个可升高货架腿成像模块300R-B。在货架腿成像模块300R-A和300R-B都设置在车辆102上可随叉架组件206升高的这样的实施例中，叉架组件206将维持在当进入通道时足以读取QR码的高度。位置输出可以基于与通道中的目标托盘地点位于同一侧的货架腿成像模块300R-A、300R-B中的一个来确定。
参考图8F，车辆102可以包括在车辆102的第一侧的动力单元侧204的动力单元组件上的固定位置货架腿成像模块300A和在与车辆102的第一侧相对的第二侧的动力单元组件上的另一个固定货架腿成像模块300B。
参考图9，在实施例中图示了货架腿成像模块系统28A，其包括一对货架腿成像模块300、300R、300R-A和/或300R-B和控制模块36。特别地，货架腿成像模块系统28A包括IR相机和IR照明模块A 51以及IR相机和IR照明模块B 61，其操作类似于上面关于图5描述的IR相机和IR照明模块41。图9的两货架腿成像模块系统包括通信地耦合到控制模块36和编码器29的IR相机和IR照明模块A 51以及IR相机和IR照明模块B 61。
编码器29可以是车辆102的驱动轮编码器或负载轮编码器。车辆102的驱动轮编码器可以与在库存运输表面上移动车辆102的车辆102的轮子相关联并且可以由车辆马达提供动力。负载轮编码器可以是与设置在叉架组件206附近的跟随车辆102的运动并提供较少滑动的轮子相关联的编码器。编码器29，诸如当是负载轮编码器时，可以由模块51、61中的单个模块供电。在图9中，作为负载轮编码器的编码器29可以由IR相机和IR照明模块51供电。编码器29向模块51、61提供编码器/正交数据。模块51、61生成并输出发送到控制模块36的图像信息，该图像信息与作为货架之间距离的刻度信息一起，基于图像和刻度信息生成如本文所述的车辆102的位置。控制模块36通信耦合到车辆控制器502A，诸如车辆控制局域网总线(“CAN总线”)控制器。CAN总线控制器结合鲁棒的车辆总线标准，以允许微控制器和车辆设备在没有主机计算机的情况下在车辆系统内通信。CAN总线控制器结合基于消息的协议，该协议与车辆102内的多路复用电线协作。此外，CAN总线控制器被配置为允许各种车辆系统之间的交互以允许通过使用软件而不是这些系统之间的硬接线来实现广泛的功能和控制。作为示例而非限制，车辆子系统可以通过CAN总线控制器控制致动器或从传感器接收反馈来控制车辆功能。CAN总线被配置为根据需要核对来自一个或多个不同车辆子系统的各种传感器输入以确定是否基于那些传感器输入来执行车辆子系统的车辆功能。
车辆控制器502A被配置为向控制模块36发送车辆信息，诸如转向轮角度、转向轮速度和线引导状态，控制模块36基于接收到的车辆信息、图像和刻度信息生成车辆102的位置并将车辆102的位置发送到车辆控制器502A。如果在控制模块36中触发故障消息，诸如当基于IR相机和IR照明模块A 51生成的位置与基于IR相机和IR照明模块B 61生成的位置相比在预定阈值之外时，故障消息被发送到车辆控制器502A。
参考图10，在实施例中图示了货架腿成像模块系统28B，其包括一对货架腿成像模块300、300R、300R-A和/或300R-B和一对控制模块36A、36B。特别地，货架腿成像模块系统28B包括IR相机和IR照明模块A 51以及IR相机和IR照明模块B 61，其操作类似于上面关于图5描述的IR相机和IR照明模块41。图10的两货架腿成像模块系统包括通信地耦合到一对控制模块36A、36B和编码器29的IR相机和IR照明模块A 51以及IR相机和IR照明模块B 61。控制模块36A、36B通信地耦合到车辆控制器502A。模块51、61、编码器29和车辆控制器502A如上面关于图9所描述的那样操作。
控制模块M 36A被示为主控制模块，并且控制模块S 36B被示为从控制模块。在通道仅包括货架的单侧的实施例中，两个控制模块36A、36B可以与IR相机和IR照明模块A 51或IR相机和IR照明模块B 61中的同一个一起使用，如图10中的虚线所指示的。只有作为主控制模块的控制模块M 36A将生成车辆102的位置以发送到车辆控制器502A。
模块51、61生成并输出分别发送到控制模块36A、36B的图像信息，控制模块36A、36B与作为货架之间距离的刻度信息一起，基于图像和刻度信息生成如本文所述的车辆102的位置。来自控制模块36A、36B中的每一个的车辆102的位置可以在控制模块36A、36B中的每一个中接收、处理和比较，以确定这些位置是否在彼此的预定容差内作为有效位置。
车辆102的位置还可以基于从车辆控制器502A接收到的信息生成。由作为主控制模块的控制模块M 36A生成的结果车辆位置可以被发送到车辆控制器502A。控制模块M 36A和控制模块S 36B都可以向车辆控制器502A发送故障消息，诸如如果所生成的位置不在彼此的预定容差内并且被确定为无效位置时。
桅杆摇摆补偿
参考图11，示出了桅杆摇摆偏移补偿方法1100，其可以使用图8A-8E的货架腿成像模块300R、300R-A和/或300R-B和图5、图9或图10的位置模块反馈系统。虽然下文提到了货架腿成像模块300R，但是应该理解的是，设置在叉架组件206上并可通过叉架组件206升高的货架腿成像模块300R、300R-A和/或300R-B中的任一个可以操作为由桅杆摇摆补偿方法1100使用。
在实施例中，方法1100可以用于定位物料搬运车辆102，该车辆包括相机304、桅杆组件207、桅杆组件控制单元、叉架组件206、车辆位置处理器和驱动机构，该驱动机构被配置为沿着仓库11的库存运输表面移动物料搬运车辆。桅杆组件207和桅杆组件控制单元可以被配置为沿着垂直提升轴移动叉架组件。相机304可以固定到叉架组件206。相机304可以直接或间接地固定到叉架组件。相机304被配置为捕获(i)位于多层仓库货架系统12的货架系统通道70'中的货架腿408的至少一部分的叉下图像，以及(ii)位于多层仓库货架系统12的货架系统通道70'中的货架腿408的至少一部分的叉上图像。
“叉上”和“叉下”是相对术语并且通常表示分别高于和低于另一个的托架(carriage)位置。一般而言，“叉上”图像将是当托架将叉升到某个位置以从多层仓库货架系统中的升高存储位置拾取或放置物品时相机拍摄的图像，而“叉下”图像将是当叉处于或接近地面水平时由相机拍摄的图像。但是，可以预期一个托架位置高于另一个托架位置的任何一对托架位置将定义可以获取“叉上”图像和“叉下”图像的位置。
方法1100包括，经由车辆位置处理器，从货架腿408的叉下图像生成相机304沿着水平轴的叉下坐标X1。在方框1102中，一个或多个第一货架腿图像在如图7所示的第一较低位置由本文所述的货架腿成像模块300R捕获。基于一个或多个第一货架腿图像确定叉下坐标X1。在实施例中，在作为物料搬运车辆102的中心的叉架组件206上的货架腿成像模块300R之间存储的设定距离可以存储在控制模块36中。叉下坐标X1可以用于生成货架腿成像模块300R的位置，并且可以进一步利用存储的设定距离基于货架腿成像模块300R的位置生成物料搬运车辆102的中心位置。车辆102的生成位置可以是基于货架腿成像模块300R的位置和设定距离的物料搬运车辆102的中心的生成位置。货架腿成像模块300R的位置是基于一个或多个第一货架图像和作为相机304相对于物料搬运车辆102中心的位置的存储的设定距离而生成的。由于随着货架腿成像模块300R沿着桅杆组件207升高到升高位置而调整相机304的光学中心，存储的设定距离不再是可利用的准确距离。相反，需要确定相机304的光学中心相对于处于升高位置的车辆102的中心的偏移，并将其应用于存储的设定距离以确保准确性，该偏移对应于如下所述的桅杆摇摆偏移.
方法1100包括从叉架组件206在提升高度H1处时捕获的货架腿408的叉上图像生成相机304沿着水平轴的叉上坐标X2。在方框1104中，一个或多个第二货架腿图像在相对于图7所示的第一较低位置的第二升高位置由货架腿成像模块300R捕获。基于一个或多个第二货架腿图像确定叉上坐标X2。叉上坐标X2可以用于生成货架腿成像模块300R的位置，并且可以进一步利用存储的设定距离基于货架腿成像模块300R的位置生成物料搬运车辆102的中心位置。但是，在升高的位置，货架腿成像模块300R和物料搬运车辆102的中心之间的距离可能由于桅杆组件207的桅杆摇摆而从存储的设定距离改变。
方法1100还包括将桅杆摇摆偏移确定为叉下坐标X1和叉上坐标X2之间的差。在方框1106中，对于桅杆摇摆补偿，基于叉下坐标X1和叉上坐标X2之间的差来确定桅杆摇摆偏移。这种差与由于桅杆组件207的桅杆摆动而导致的从存储的设定距离的距离变化相关联。附加的计算可以是使用叉下坐标X1和叉上坐标X2以及叉架组件206相对于库存运输表面的确定的垂直距离的原始设定距离和桅杆摆动距离之间的偏移角。桅杆摇摆偏移还可以基于偏移角来确定。车辆102的叉也可以参考车辆102的中心，使得到车辆中心的设定叉距离被存储。由于货架腿成像模块300R设置在叉架组件206上可以与叉对齐，因此还可以通过确定如本文所述的桅杆摇摆偏移来确定叉相对于车辆102的中心的位移。
方法1100包括使用桅杆摇摆偏移和随后捕获的位于货架系统通道70'中的货架腿408的至少一部分的叉上图像确定叉架组件206在提升高度H1处时物料搬运车辆102的水平前进位置。在方框1108中，基于叉上坐标X2和桅杆摇摆偏移确定物料搬运车辆102的位置。叉上坐标X2可以用于生成货架腿成像模块300R的位置，并且可以进一步利用存储的由桅杆摆动偏移补偿的设定距离，基于货架腿成像模块300R的位置生成物料搬运车辆102的中心位置。因此，即使在升高位置，货架腿成像模块300R和车辆102的中心之间的距离可能由于桅杆组件207的桅杆摇摆而从存储的设定距离改变，桅杆摇摆偏移也补偿了这种变化。因此，当货架腿成像模块300R处于桅杆组件207上的升高位置时确定物料搬运车辆102的位置时，桅杆摇摆偏移补偿了潜在的桅杆摇摆。
相机304还可以被配置为捕获多层仓库货架系统12中的通道入口标识符302的图像。在实施例中，车辆位置处理器还可以被配置为从由相机304捕获的通道入口标识符302的图像生成特定于通道的货架腿间距数据，并且除了使用桅杆摇摆偏移和随后捕获的叉上图像之外，还使用特定于通道的货架腿间距数据来确定叉架组件206在提升高度H1处时物料搬运车辆102的水平前进位置。
可替代地或附加地，车辆位置处理器可以被配置为从由相机捕获的通道入口标识符302的图像生成通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆102沿着库存运输表面的初始位置、当车辆沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时，根据通道末端位置数据、特定于通道的货架腿间距数据和位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉下图像生成物料搬运车辆102的预期位置。车辆位置处理器还可以被配置为在车辆沿着货架系统通道行驶时使用桅杆摆动偏移和随后捕获的位于货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像来更新物料搬运车辆的预期位置。通道入口标识符302可以设置在货架系统通道70'的末端货架腿408上。
此外，相机304可以被配置为捕获多层仓库货架系统12中的通道末端标识符302的图像。如本文所述的通道末端标识符302可以设置在通道末端货架腿408上，该通道末端货架腿408可以是货架系统通道70'的末端货架腿408。如下文将分别关于图12-13的通道末端保护和方法1200-1300更详细描述的，车辆位置处理器还可以被配置为从由相机304捕获的通道末端标识符302的图像生成包括通道末端限制的通道末端限制数据、确定物料搬运车辆102是否超过通道末端限制、当物料搬运车辆102的操作状态超过通道末端限制时，将基于限制的命令发送到物料搬运车辆102的驱动机构、基于基于限制的命令发起车辆动作，该车辆动作被配置为将物料搬运车辆102的操作修改为在通道末端限制内的修改后的操作状态，并且在修改后的操作状态中导航物料搬运车辆102离开货架系统通道。通道末端标识符302可以设置在通道末端货架腿408上。通道末端限制可以包括速度限制、提升高度限制、加速度限制、减速度限制、提升加速度限制、提升减速度限制，或其组合。车辆位置处理器可以被配置为在修改后的操作状态中、在处于通道末端限制之内或之外的附加操作状态中、或在从中选择的操作状态的组合中将物料搬运车辆102导航到货架系统通道70'之外。
在通道保护实施例的另一端，相机304被配置为捕获多层仓库货架系统12中的通道入口标识符302的图像。车辆位置处理器可以被配置为从由相机304捕获的通道入口标识符的图像生成包括通道末端限制、通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据的通道末端限制数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆102沿着库存运输表面106的初始位置，并且在车辆沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时，根据通道末端位置数据、特定于通道的货架腿间距数据和水平前进位置生成物料搬运车辆的预期位置。车辆位置处理器还可以被配置为当物料搬运车辆的预期位置对应于货架系统通道的末端时，确定物料搬运车辆102的操作状态是否超过通道末端限制、当物料搬运车辆102的操作状态超过通道末端限制时，向物料搬运车辆的驱动机构发送基于限制的命令、基于基于限制的命令发起车辆动作，该车辆动作被配置为将物料搬运车辆102的操作修改为在通道末端限制内的修改后的操作状态，并且在修改后的操作状态中导航物料搬运车辆102离开货架系统通道70'。车辆位置处理器还可以被配置为根据位于货架系统通道70'中的货架腿408的至少一部分的图像生成物料搬运车辆102的预期位置。
如下面将分别关于图14-15的通道外定位和方法1400-1500更详细描述的，车辆位置处理器还可以被配置为从由相机304捕获的通道入口标识符302的图像生成通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据，并且使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆102沿着库存运输表面106的初始位置、当车辆沿着与通道入口标识符302对应的货架系统通道行驶时，根据通道末端位置数据、特定于通道的货架腿间距数据和水平前进位置生成物料搬运车辆102的预期位置。在实施例中，除了使用桅杆摇摆偏移和随后捕获的位于货架系统通道70'中的货架腿408的至少一部分的叉上图像之外，还可以使用特定于通道的货架腿间距数据来确定叉架组件206在提升高度H1处时物料搬运车辆102的水平前进位置，并且可以使用水平前进位置来更新预期位置。车辆位置处理器可以被配置为导航物料搬运车辆102离开货架系统通道70'，并且在物料搬运车辆102在货架系统通道70'之外时，使用物料搬运车辆102的航位推算部件更新物料搬运车辆102的预期位置。
在附加或替代实施例中，相机304被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统12的货架系统通道70'的通道出口标识符302的图像，并且车辆位置处理器被配置为从由相机304捕获的通道出口标识符302的图像生成通道位置数据、使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆102相对于通道出口标识符302的车辆姿态，以及使用通道末端位置数据、车辆姿态和水平前进位置，生成物料搬运车辆102沿着库存运输表面106的库存运输表面位置。车辆位置处理器还可以被配置为导航物料搬运车辆102离开货架系统通道70'，并且当物料搬运车辆102在货架系统通道之外时，使用物料搬运车辆102的标签标识符部件更新物料搬运车辆102的库存运输表面位置。可以从由标签标识符部件接收到的标签标识符71生成通道外位置数据，并且可以使用通道外位置数据更新物料搬运车辆102相对于标签标识符71的车辆姿态。
通道末端保护
参考图12，示出了车辆通道末端限制确定方法1200。在实施例中，当车辆第一次锁定在引导线上时，通道末端保护可以限制车辆102的速度，除非车辆102经过并读取如本文所述的编码QR码以指示通道末端和特定于该通道和通道末端的信息，诸如通道末端限制信息。通道末端限制信息可以使车辆处理器502A向车辆102发送命令，诸如以在进入或离开通道时保护车辆102。命令可以是例如使车辆102减慢或停止或者使车辆102能够以比当前车辆速度更高的速度行驶。
关于方法1200，对于包括相机304、车辆位置处理器和被配置为沿着库存运输表面移动物料搬运车辆的驱动机构的物料搬运车辆102，相机304可以被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统12的货架系统通道70'的通道末端标识符302或通道入口标识符302的图像。车辆位置处理器然后可以被配置为从由相机304捕获的通道末端标识符302或通道入口标识符302的图像生成包括通道末端限制的通道末端限制数据。
例如，在方框1202中，如本文所述当相机304经过在通道的末端(例如，通道入口或末端)处的QR码时，由货架腿成像模块300、300A、300B、300R-A和/或300R-B的相机304捕获一个或多个图像。在实施例中，当车辆102第一次锁定到引导线上时，可以限制车辆102的速度，直到货架腿成像模块300、300A、300B、300R-A和/或300R-B经过并读取货架腿标识符302，诸如在通道末端处如本文所述的货架腿408上的QR码。QR码被配置为使用通道的一个或多个通道末端限制进行编码。
方法1200还可以确定物料搬运车辆是否超过通道末端限制。在方框1204中，该方法基于QR码确定车辆102是否在通道的一个或多个通道末端限制内。与货架腿成像300相关联的货架腿成像系统被配置为在车辆102通过通道的导航期间以连续或预定间隔输出车辆102是否在通道限制内。错过的消息可以被车辆102的接收器解释为指示车辆102在通道限制之外。
在实施例中，响应于对通道入口标识符302的图像的捕获，使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆102沿着库存运输表面106的初始位置，并且当车辆102沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道70'行驶时，根据通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据生成物料搬运车辆102的预期位置。车辆位置处理器还可以被配置为从位于货架系统通道70'中的货架腿408的至少一部分的图像生成物料搬运车辆102的预期位置。当物料搬运车辆的预期位置对应于货架系统通道的末端时，车辆位置处理器可以被配置为在方框1204中确定物料搬运车辆的操作状态是否超过通道末端限制。在实施例中，当物料搬运车辆在货架系统通道70之外时，物料搬运车辆102的预期位置可以使用物料搬运车辆102的航位推算部件来更新，如下面关于方法1400更详细描述的。在另一个实施例中，如下面关于方法1500更详细描述的，物料搬运车辆相对于通道出口标识符的车辆姿态可以使用通道末端位置数据来生成，物料搬运车辆102沿着库存运输表面106的库存运输表面位置可以使用通道末端位置数据、车辆姿态和预期位置来生成，并且当物料搬运车辆102在货架系统通道70'之外时，使用物料搬运车辆102的标签标识符部件来更新。
方法1200还可以基于基于限制的命令发起车辆动作，该车辆动作被配置为将物料搬运车辆102的操作修改为在通道末端限制内的修改后的操作状态，并且在修改后的操作状态中导航物料搬运车辆102离开货架系统通道70'。例如，在方框1206中，当车辆102在通道的一个或多个末端之外时，可以命令车辆102采取动作。例如，车辆102在通道限制之外的这种确定可以使车辆控制器502A采取动作来使车辆102减慢或停止。
参考图13，示出了基于数据冗余的另一种车辆通道末端限制确定方法1300。方法1300类似于方法1200，不同之处本文另有说明。方法1200或1300还可以与如本文所述的方法600、1100、1400和/或1500中的一个或多个步骤组合。在方框1302中，如本文所述当相机304经过通道末端(例如，通道入口或末端)处的QR码时，货架腿成像模块300、300A、300B、300R-A和/或300R-B的相机304捕获一个或多个图像。货架腿成像模块300、300A、300B、300R-A和/或300R-B经过并读取货架腿标识符302，诸如通道末端处的如本文所述的货架腿408上的QR码，该QR码被配置为使用通道的一个或多个通道末端限制进行编码。在方框1304中，类似于图12的方框1204，该方法基于QR码确定车辆102是否在通道的一个或多个通道末端限制内。
此外，在方框1306中，该方法进行一个或多个数据冗余检查。该方法基于一个或多个数据冗余检查的通过来确定车辆102在一个或多个通道末端限制内的数据准确性是否有效。一个或多个数据冗余检查在所采用的方法的每一层添加冗余以帮助在车辆102的操作期间提供非常低的故障概率。因此，一个或多个数据冗余检查有助于维持车辆102的准确和合适的性能水平。
数据冗余检查之一可以包括通过感测具有相同数据的一对货架腿标识符302来确定是否正在检索与通道相关联的正确的通道末端限制数据。作为非限制性示例，货架腿408可以包括货架腿标识符302和货架腿标识符302A，它们包括相同的数据。货架腿标识符302、302A可以是设置在同一货架腿408上的垂直布置的QR码，使得货架腿成像模块300、300A、300B、300R-A和/或300R-B的相机304被配置为如本文所述经过并读取货架腿408上的货架腿标识符302、302A。如果读取的货架腿标识符302、302A不包括相同的数据，那么冗余检查失败。
另一种数据冗余检查可以包括确定相对于车辆102的行驶距离里程计的两个源是否在彼此的容差内。作为示例而非限制，编码器29可以包括与车辆102通信耦合的驱动轮编码器和负载轮编码器。可以在控制模块36、36A和36B和/或车辆控制器502A中接收和比较来自驱动轮编码器和负载轮编码器中的每一个的里程计数据，以确定来自每个编码器的里程计数据是否在预定容差内。如果是，那么冗余检查通过。如果不是，那么冗余检查失败。
又一个数据冗余检查可以包括确定如图8E-8F中所示在车辆102的相对侧上的两个相机304是否在彼此的容差内检测到货架腿408。作为非限制性示例，来自货架腿成像模块300R-A、300R-B(图8E)或来自货架腿成像模块300A、300B(图8F)的相机数据可以被捕获、接收并在控制模块36、36A和36B和/或车辆控制器502A中进行比较，以确定捕获的货架腿408是否在预定容差内。如果是，那么冗余检查通过。如果不是，那么冗余检查失败。
另一个数据冗余检查可以包括确定两个控制模块36A、36B是否生成如本文所述的在彼此容差内的相应位置输出。控制模块36A、36B可以作为分开的独立模块或作为主模块36A和从模块36B操作。当编码器29是负载轮编码器时，仅控制模块36A、36B中的一个可以向编码器29供电。作为非限制性示例，来自图10的控制模块M36A的位置输出可以与图10的控制模块S 36B的位置输出进行比较。每个的位置输出可以来自相同或不同的货架腿成像模块300、300A、300B、300R-A和/或300R-B。在通道仅包括货架的单侧的实施例中，控制模块36A、36B都可以使用相同的相机源，如图10中的虚线所示的，并且对于指示时间步长之间的位置变化的位置跳跃，存在较低的容差。作为示例而非限制，在基于刻度距离未预期的位置检测到货架腿408并且系统相应地在时间步长内调整车辆102的位置的情况下，可能发生位置跳跃。位置跳跃还可以被图示为其中控制模块36A基于第一货架腿成像模块300确定通道中第一货架腿408的第一货架腿位置并且控制模块36B基于车辆102上的第二相对的货架腿成像模块300确定通道中第二相对货架腿408的第二货架腿位置。位置跳跃可以基于第一货架腿位置和第二货架腿位置之间的差异并且以每时间步长一英寸的增量进行。超出容差的位置跳跃可以指示冗余检查失败。
可以在控制模块36A、36B和/或车辆控制器502A中接收和比较位置输出，以确定所生成的位置输出是否在预定容差内。如果是，那么冗余检查通过。如果不是，那么冗余检查失败。
在方框1308中，当车辆102在一个或多个通道末端之外和/或基于一个或多个数据冗余检查失败时，可以命令车辆102采取动作。例如，车辆102在通道限制之外和/或数据冗余检查失败的这种确定可以使车辆控制器502A采取动作以使车辆102减慢或停止。基于一个或多个冗余检查失败的确定，使得冗余不匹配或在如本文所述的容差内不匹配，然后控制模块36、36A和/或36B中的一个或多个可以向车辆控制器502A发送失败消息和命令，以采取动作，诸如使车辆102停止。
通道外定位
参考图14，示出了通道外航位推算定位继续方法1400。在方法1400的实施例中，物料搬运车辆102包括相机304、车辆位置处理器和驱动机构，该驱动机构被配置为沿着库存运输表面106移动物料搬运车辆102，并且相机304被配置为捕获图像，包括(i)用于多层仓库货架系统12的货架系统通道70'的通道入口标识符302，以及(ii)位于货架系统通道70'中的货架腿408的至少一部分。
在方框1402中，如本文所述，在通道末端确定车辆102的位置，诸如通过使用货架腿成像模块300来捕获通道末端处的货架腿408上的货架腿标识符302的图像，以更新车辆102的位置。例如，车辆位置处理器被配置为(i)从由相机304捕获的通道入口标识符302的图像生成通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据，(ii)使用通道末端位置数据生成物料搬运车辆沿着库存运输表面的初始位置，以及(iii)当车辆沿着与通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时，根据通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据生成物料搬运车辆的预期位置。
车辆位置处理器还可以被配置为导航物料搬运车辆102离开货架系统通道70'。在方框1404中，在车辆离开通道并进入仓库11的通道外区域之前，关闭相对于通道中的车辆102的线引导和/或离开车辆102耦合到的引导线，诸如图1B中所示。在方框1406中，车辆102被推入到仓库11的通道外区域内并在其中导航。
车辆位置处理器还可以被配置为当物料搬运车辆102在货架系统通道70'之外时使用物料搬运车辆102的航位推算部件更新物料搬运车辆102的预期位置。例如，在方框1408中，使用一个或多个车辆航位推算部件来维护、更新和/或确定车辆102在仓库11的通道外区域内的位置。作为示例而非限制，在线引导关闭和/或车辆102离开引导线之后，诸如通过由图5的编码器29记录和传输到控制模块36的车辆里程测量结果来进行航位推算可以用于维持车辆102在仓库11中的位置。此外，来自车辆控制器502的数据，诸如方向盘角度和方向盘速度，被传输到控制模块36以与里程计数据一起使用来确定车辆102在仓库11中的位置。
使用负载轮编码器作为编码器29可以提供更准确的里程计数据，因为与使用由马达驱动的驱动轮编码器相比，负载轮编码器遭受更少的滑动。但是，在实施例中，当车辆102的转向角使得负载轮静止时，不能使用负载轮编码器。例如，负载轮可以参考定位在车辆102的叉附近的一个或多个负载轮来帮助承载叉的负载和导航。负载轮相对于车辆102的角度可以是例如-78度。负载轮编码器的使用可以提供距离测量，但不一定是航向指示。不管所使用的编码器29的类型如何，可以可替代地或附加地使用其它航位推算部件以提高航位推算准确度，如图5的偏航率传感器31以提供航向指示和/或校准航向指示并考虑滑动。偏航率传感器31可以是陀螺仪设备，其被配置为测量车辆102绕垂直轴的角速度。车辆102的航向与车辆102的实际移动方向之间的角度将是与车辆102的偏航率相关的滑动角。在实施例中，指向仓库11的通道外区域的库存运输表面106的相机和/或RFID标签的使用可以附加地或可替代地用于提供和/或维护关于车辆102在仓库11中的航位推算数据。
参考图15，示出了通道外标识符定位继续方法1500。如图1B所示，一个或多个通道外标识符71可以放置在仓库11的一个或多个通道外区域中。除了方法1400之外或替代方法1400，可以使用方法1500。此外，除了本文描述的方法600、1100、1200和/或1300的步骤之外或作为替代，可以使用方法1400和1500的一个或多个步骤。参考方法1500，所使用的物料搬运车辆102可以包括相机304、车辆位置处理器和驱动机构，该驱动机构被配置为沿着库存运输表面106移动物料搬运车辆102，并且相机304被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统12的货架系统通道70'的通道出口标识符302的图像。
在实施例中，通道末端位置数据是从由相机304捕获的通道出口标识符302的图像生成的，物料搬运车辆102的车辆姿态是使用通道末端位置数据相对于通道出口标识符302生成的，并且使用通道末端位置数据和车辆姿态生成物料搬运车辆102沿着库存运输表面106的库存运输表面位置。物料搬运车辆102被导航离开货架系统通道70'，并且当物料搬运车辆在货架系统通道之外时，使用物料搬运车辆的标签标识符部件更新物料搬运车辆102的库存运输表面位置。通道外位置数据可以从由标签标识符部件接收到的标签标识符71生成，并且可以使用通道外位置数据相对于标签标识符71更新物料搬运车辆的车辆姿态。
例如，在方框1502中，如本文所述，车辆102上的货架腿成像模块300捕获一个或多个图像以读取和处理位于仓库11的通道外区域中的一个或多个通道外标识符71。货架腿成像模块300捕获和处理一个或多个通道外标识符71的图像，类似于如本文所述的车辆102上的货架腿成像模块300捕获和处理一个或多个货架腿标识符302的方式。因此，在方框1502中，可以在仓库11的通道外区域中捕获作为通道外标签标识符71的QR码的一系列图像。这种QR码可以作为一个或多个通道外标识符71放置在仓库11的通道外区域中，其高度范围足以被车辆102的货架腿成像模块300读取。当包括货架腿成像模块300的车辆102正在仓库的通道区域外导航时，车辆102可以通过航位推算来维持位置估计，如通过图1的方法1500确定的。如本文所述，通过通过货架腿成像模块300读取通道外区域中的QR码的方法1500的使用操作来校准和校正车辆102在仓库11的通道外区域中的位置估计。
在方框1504中，然后基于方框1502的捕获图像并通过例如控制模块36确定车辆102相对于通道外标签标识符71的姿态。例如，在通道外区域中对相同通道外标签标识符71(例如，QR码)的多次观察允许确定车辆102相对于通道外标签标识符71的距离和航向。多次观察可以允许车辆102的货架腿成像模块300的相机304相对于要捕获的通道外标签标识符71的不同角度的图像捕获。相对于通道外标签标识符71在不同角度捕获的多个图像用于确定相机304相对于通道外标签标识符71的位置，因此可以基于相机304相对于通道外标签标识符71的位置确定车辆102的位置。
在实施例中，车辆102上的一个或多个传感器可以诸如通过使用车辆102上的激光和通道外标签标识符71和/或墙壁上的反射器来确定到通道外标签标识符71和/或墙壁的距离。因此，即使当车辆102没有固定在引导线上时，车辆相对于仓库11中的部件或结构的距离测量结果也可以被确定并用于生成车辆102的位置。
因此，可以在包括仓库11的一个或多个通道外区域的大区域上限制通道外定位误差。在方框1506中，然后基于车辆102相对于作为在方框1504中确定的通道外标签标识符71的QR码的姿态更新或初始化车辆102在化仓库11的通道外区域中的位置。在实施例中，诸如当车辆102未定位在通道外区域中的引导线上时，车辆102的估计的先前位置应该被维持通过基于相机304相对于通道外标签标识符71的位置所确定的车辆102的位置进行更新。此外，车辆102在仓库11的通道外区域中的位置的这种通道外定位可以启用并被提供作为车辆提醒系统的输入，诸如提醒车辆102正在进入受限区、限速区等。
可以预期并且在本公开的范围内，本文描述的方法，诸如在图6和11-14中阐述的那些方法，或其一个或多个步骤，可以在一种或多种组合中作为彼此的附加或替代被执行。
出于描述和定义本公开的目的，应该注意的是，本文中对作为参数或另一个变量的“函数”或“基于”参数或另一个变量的引用并非旨在表示该变量仅是列出的参数或变量的函数。相反，本文对作为列出的参数的“函数”或“基于”列出的参数的变量的引用旨在是开放式的，使得该变量可以是单个参数或多个参数的函数。
还应该注意的是，本文中对“至少一个”部件、元素等的叙述不应该用于产生冠词“一”或“一个”的替代使用应该限于单个部件、元素等的推断。
应该注意的是，本文中对以特定方式“配置”以实施特定性质或以特定方式起作用的本公开的部件的叙述是结构叙述，而不是预期用途的叙述。更具体而言，本文对部件“被配置为”方式的引用表示部件的现有物理条件，并且由此被视为对部件的结构特性的明确叙述。
为了描述和定义本公开的目的，应该注意的是，术语“大约”在本文中用于表示可归因于任何定量比较、值、测量结果或其它表示的固有不确定程度。术语“大约”在本文中还用于表示定量表示可能与所述参考不同而不会导致所讨论主题的基本功能发生变化的程度。
本文对“从”或“使用”特定输入生成或确定的主题的引用不应该被理解为暗示仅使用特定输入生成或确定主题。这些过渡性术语，即，“从”和“使用”是开放式术语。相应地，诸如“从…生成”、“使用…生成”、“从…确定”、“使用…确定”、“使用…更新”等短语的使用是开放式短语，其预期使用附加信息、数据、或其它输入，以进一步增强生成或确定。例如，本文引用本公开的车辆位置处理器以从通道入口标识符的图像生成通道末端位置数据，但是该叙述不应该被理解为排除使用其它信息，例如里程计数据或预先确定的位置数据，来帮助生成通道末端位置数据。
已经详细描述了本公开的主题并参考了其具体实施例，应该注意的是，本文公开的各种细节不应该被理解为暗示这些细节涉及作为本文描述的各种实施例的必要部件的元件，即使在本说明书随附的每个附图中图示特定元件的情况下也是如此。此外，将显而易见，在不脱离本公开的范围的情况下可以进行修改和变化，包括但不限于所附权利要求中定义的实施例。更具体而言，虽然本公开的一些方面在本文中被识别为优选的或特别有利的，但是可以预期，本公开不一定限于这些方面。

Claims (18)

1.一种物料搬运车辆，包括相机、车辆位置处理器和驱动机构，所述驱动机构被配置为沿着库存运输表面移动所述物料搬运车辆，其中：
所述相机被配置为捕获图像，所述图像包括(i)用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道入口标识符，以及(ii)位于所述货架系统通道中的货架腿的至少一部分；以及
所述车辆位置处理器被配置为
从由所述相机捕获的通道入口标识符的图像生成通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据，
使用所述通道末端位置数据生成所述物料搬运车辆沿着所述库存运输表面的初始位置，
根据所述通道末端位置数据和所述特定于通道的货架腿间距数据，在所述物料搬运车辆沿着与所述通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时生成所述车辆的预期位置，
导航所述物料搬运车辆离开所述货架系统通道，以及
当所述物料搬运车辆在所述货架系统通道之外时，使用所述物料搬运车辆的航位推算部件更新所述物料搬运车辆的预期位置。
2.如权利要求1所述的物料搬运车辆，其中：
所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道出口标识符的图像；以及
所述车辆位置处理器被配置为
从由所述相机捕获的通道出口标识符的图像生成通道末端位置数据，
使用所述通道末端位置数据生成所述物料搬运车辆相对于所述通道出口标识符的车辆姿态，
使用所述通道末端位置数据、所述车辆姿态和所述预期位置，
生成所述物料搬运车辆沿着所述库存运输表面的库存运输表面位置，
导航所述物料搬运车辆离开所述货架系统通道，以及
当所述物料搬运车辆在所述货架系统通道之外时，使用所述物料搬运车辆的标签标识符部件更新所述物料搬运车辆的所述库存运输表面位置。
3.如权利要求2所述的物料搬运车辆，其中所述车辆位置处理器被配置为
从由所述标签标识符部件接收到的标签标识符生成通道外位置数据，以及
使用所述通道外位置数据更新所述物料搬运车辆相对于所述标签标识符的车辆姿态。
4.如权利要求1所述的物料搬运车辆，其中：
所述物料搬运车辆还包括桅杆组件、桅杆组件控制单元和叉架组件；
所述桅杆组件和所述桅杆组件控制单元被配置为沿着垂直提升轴移动所述叉架组件；以及
所述相机固定到所述叉架组件并且被配置为捕获
(i)位于所述多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉下图像，以及
(ii)位于所述多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像；以及
所述车辆位置处理器被配置为
从所述货架腿的所述叉下图像生成所述相机沿着水平轴的叉下坐标X1，
从所述叉架组件在提升高度H1处时捕获的所述货架腿的叉上图像生成所述相机沿着水平轴的叉上坐标X2，
确定作为叉下坐标X1和叉上坐标X2之间的差的桅杆摇摆偏移，
使用所述桅杆摆动偏移和随后捕获的位于所述货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像，确定所述叉架组件在提升高度H1处时所述物料搬运车辆的水平前进位置，以及
使用所述水平前进位置更新所述预期位置。
5.如权利要求1所述的物料搬运车辆，其中所述车辆位置处理器被配置为
从由所述相机捕获的所述通道入口标识符的图像生成包括通道末端限制的通道末端限制数据，
确定所述物料搬运车辆是否超过所述通道末端限制，
当所述物料搬运车辆的操作状态超过所述通道末端限制时，向所述物料搬运车辆的所述驱动机构发送基于限制的命令，
基于所述基于限制的命令发起车辆动作，所述车辆动作被配置为将所述物料搬运车辆的操作修改为在所述通道末端限制内的修改后的操作状态，以及
在所述修改后的操作状态中导航所述物料搬运车辆以离开所述货架系统通道。
6.如权利要求5所述的物料搬运车辆，其中所述通道末端限制包括速度限制、提升高度限制、加速度限制、减速度限制、提升加速度限制、提升减速度限制，或其组合。
7.如权利要求5所述的物料搬运车辆，其中所述车辆位置处理器被配置为在所述修改后的操作状态中、在位于所述通道末端限制之内或之外的附加操作状态中，或从中选择的操作状态的组合中将所述物料搬运车辆导航到所述货架系统通道之外。
8.如权利要求5所述的物料搬运车辆，其中所述车辆位置处理器被配置为
当所述物料搬运车辆的预期位置对应于所述货架系统通道的末端时，确定所述物料搬运车辆的操作状态是否超过所述通道末端限制。
9.一种物料搬运车辆，包括相机、车辆位置处理器和驱动机构，所述驱动机构被配置为沿着库存运输表面移动所述物料搬运车辆，其中：
所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道出口标识符的图像；以及
所述车辆位置处理器被配置为
从由所述相机捕获的通道出口标识符的图像生成通道末端位置数据，
使用所述通道末端位置数据生成所述物料搬运车辆相对于所述通道出口标识符的车辆姿态，
使用所述通道末端位置数据和所述车辆姿态生成所述物料搬运车辆沿着所述库存运输表面的库存运输表面位置，
导航所述物料搬运车辆离开所述货架系统通道，以及
当所述物料搬运车辆在所述货架系统通道之外时，使用所述物料搬运车辆的标签标识符部件更新所述物料搬运车辆的所述库存运输表面位置。
10.如权利要求9所述的物料搬运车辆，其中所述车辆位置处理器被配置为
从由所述标签标识符部件接收到的标签标识符生成通道外位置数据，以及
使用所述通道外位置数据更新所述物料搬运车辆相对于所述标签标识符的车辆姿态。
11.如权利要求9所述的物料搬运车辆，其中所述车辆位置处理器还被配置为从位于所述货架系统通道中的货架腿的至少一部分的图像生成所述物料搬运车辆的所述库存运输表面位置。
12.如权利要求9所述的物料搬运车辆，其中：
所述相机被配置为捕获图像，所述图像包括(i)用于所述多层仓库货架系统的货架系统通道的通道入口标识符，以及(ii)位于所述货架系统通道中的货架腿的至少一部分；以及
所述车辆位置处理器被配置为
从由所述相机捕获的通道入口标识符的图像生成通道末端位置数据和特定于通道的货架腿间距数据，
使用所述通道末端位置数据生成所述物料搬运车辆沿着货架系统通道中的库存运输表面的初始位置，
根据所述通道末端位置数据和所述特定于通道的货架腿间距数据，在所述物料搬运车辆沿着与所述通道入口标识符对应的货架系统通道行驶时生成所述车辆的预期位置，以及
使用所述预期位置更新所述库存运输表面位置。
13.如权利要求12所述的物料搬运车辆，其中所述车辆位置处理器还被配置为当所述物料搬运车辆在所述货架系统通道之外时，使用所述物料搬运车辆的航位推算部件来更新所述物料搬运车辆的所述库存运输表面位置。
14.如权利要求9所述的物料搬运车辆，其中：
所述物料搬运车辆还包括桅杆组件、桅杆组件控制单元和叉架组件；
所述桅杆组件和所述桅杆组件控制单元被配置为沿着垂直提升轴移动所述叉架组件；以及
所述相机固定到所述叉架组件并且被配置为捕获
(i)位于所述多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉下图像，以及
(ii)位于所述多层仓库货架系统的货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像；以及
所述车辆位置处理器被配置为
从所述货架腿的所述叉下图像生成所述相机沿着水平轴的叉下坐标X1，
从所述叉架组件在提升高度H1处时捕获的货架腿的叉上图像生成所述相机沿着水平轴的叉上坐标X2，
确定作为所述叉下坐标X1和所述叉上坐标X2之间的差的桅杆摇摆偏移，
使用所述桅杆摆动偏移和随后捕获的位于所述货架系统通道中的货架腿的至少一部分的叉上图像，确定所述叉架组件在提升高度H1处时所述物料搬运车辆的水平前进位置，以及
使用所述水平前进位置更新所述库存运输表面位置。
15.如权利要求9所述的物料搬运车辆，其中所述车辆位置处理器被配置为
从由所述相机捕获的所述通道出口标识符的图像生成包括通道末端限制的通道末端限制数据，
确定所述物料搬运车辆是否超过所述通道末端限制，
当所述物料搬运车辆的操作状态超过所述通道末端限制时，向所述物料搬运车辆的驱动机构发送基于限制的命令，
基于所述基于限制的命令发起车辆动作，所述车辆动作被配置为将所述物料搬运车辆的操作修改为在所述通道末端限制内的修改后的操作状态，以及
在所述修改后的操作状态中导航所述物料搬运车辆以离开所述货架系统通道。
16.如权利要求15所述的物料搬运车辆，其中所述通道末端限制包括速度限制、提升高度限制、加速度限制、减速度限制、提升加速度限制、提升减速度限制，或其组合。
17.如权利要求15所述的物料搬运车辆，其中所述车辆位置处理器被配置为在所述修改后的操作状态中、在位于所述通道末端限制之内或之外的附加操作状态中，或从中选择的操作状态的组合中将所述物料搬运车辆导航到所述货架系统通道之外。
18.如权利要求9所述的物料搬运车辆，其中：
所述相机被配置为捕获包括用于多层仓库货架系统的货架系统通道的通道入口标识符的图像；以及
所述车辆位置处理器被配置为
从由所述相机捕获的所述通道入口标识符的图像生成包括通道末端限制的通道末端限制数据，
当所述物料搬运车辆的所述库存运输表面位置对应于所述货架系统通道的末端时，确定所述物料搬运车辆的操作状态是否超过所述通道末端限制，
当所述物料搬运车辆的操作状态超过所述通道末端限制时，向所述物料搬运车辆的驱动机构发送基于限制的命令，
基于所述基于限制的命令发起车辆动作，所述车辆动作被配置为将所述物料搬运车辆的操作修改为在所述通道末端限制内的修改后的操作状态，以及
在所述修改后的操作状态中导航所述物料搬运车辆以离开所述货架系统通道。
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