CN107918384A - 一种库存物品管理系统、运载装置及其与被运载物的对接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种库存物品管理系统、运载装置及其与被运载物的对接方法。所述运载装置与被运载物的对接方法包括如下步骤：获取在工作空间内对接被运载物的对接指令；获取所述被运载物在所述工作空间内的坐标；获取所述运载装置在所述工作空间内的实时坐标；设定所述运载装置行进至所述被运载物的优化路径；根据所述优化路径发布至少一个行进指令；根据所述行进指令驱动所述运载装置行进至所述被运载物的位置；以及对接至所述被运载物。

Description

一种库存物品管理系统、运载装置及其与被运载物的对接 方法

技术领域

本发明涉及智能物流领域，特别涉及一种库存物品管理系统、运载装置及其与被运载物的对接方法。

背景技术

在现代物流行业，人力成本逐年上升，人们对物流效率的要求不断提高，智能仓储、智能运输已成为大势所趋。随着传感器技术和自动控制技术的发展，无人驾驶的自动运输车和轮式移动机器人已经在物流行业得到推广和应用，其中，最有代表性的即为自动导引运输车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)。自动导引运输车装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能，属于轮式移动机器人(Wheeled Mobile Robot，简称WMR)的范畴。

利用自动导引运输车在货仓中搬运货物的过程中，一般使用顶升或挂接的方式实现运输车与被运输货物的对接，对于对接的精确性有着较高的要求。由于货物放置在预设目标位置上可能会有一定的偏差，这样，货物再次被搬运时，就会产生运输车与货物无法实现精准对接的技术问题。

现有技术中，一般是采用对被运载的货物进行机械限位的技术方案，每次在货物被放下时，由货仓内一专门的限位装置规范货物的摆放位置，使得货物位置不会发生偏移；或者，每次在货物被放下后，由货仓内一个专门的设备重新校正货物的摆放位置，将发生偏移的货物调整到正确位置。这样，运输车只需要以绝对定位的方式行驶至货仓，就可以与货物顺利对接。这类方法的不足之处在于，在每个仓位设置都要设置一个专用的限位设备或调整设备，会占用大量存储空间、大幅提高货仓的基础设施成本；同时对标准化程度要求很高，运输车行驶过程中不能有任何偏差，对接灵活性较差，抗干扰性很差。

现有技术中，还有一类技术方案采用发现偏差后校正车身位置的方法，在运输车的车身上设置多个传感器(如距离传感器等)，利用传感器判断货物与目标位置是否存在偏差。由于传感器有效距离较短，必须要靠近货物才能起效，因此，当运输车发现车身与目标位置存在偏差、无法与货物顺利对接时，调整车身行进方向的时间较短，无法预先规划更好的对接路径。运输车只能自行计算偏差的距离，重新调整车身位置，再次尝试对接。这类方法的不足之处在于，运输车在狭小空间内调整车身位置比较困难，工作效率低下，而且还会干扰其他运输车的正常运行。如果相邻的两个以上的仓位同时需要调整车身位置才能实现对接，搬运效率就会更低。此外，由于这类方案需要为每一运输车都设置传感器组，因此其硬件成本也比较高。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有技术中存在的运载装置与被运载物对接不精准、灵活性差、工作效率低下、占用空间过大、设施成本高等技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种运载装置与被运载物的对接方法，包括如下步骤：获取在工作空间内对接被运载物的对接指令；获取所述被运载物在所述工作空间内的坐标；获取所述运载装置在所述工作空间内的实时坐标；设定所述运载装置行进至所述被运载物的优化路径；根据所述优化路径发布至少一个行进指令；根据所述行进指令驱动所述运载装置行进至所述被运载物的位置；以及对接至所述被运载物。进一步地，在所述获取所述被运载物的坐标的步骤之前，还可以包括如下步骤：在至少一个被运载物上设置至少一个基准标识；设置至少一个基准标识识别装置，分布于整个工作空间内；识别所述基准标识并获取所述被运载物的坐标；以及存储所述被运载物的坐标至位置管理系统。所述基准标识设置于所述被运载物顶部；所述基准标识识别装置设置于所述工作空间的顶部，可独立固定至所述工作空间的顶部或安装至云台上，位于所述被运载物顶部的上方。所述基准标识为可读编码，优选二维码或条形码；所述基准标识识别装置为视觉传感器。

进一步地，在所述获取所述被运载物的坐标的步骤之前，还可以包括如下步骤：设置至少一个影像识别装置，分布于整个工作空间内；获取所述被运载物的原始信息；根据所述被运载物的原始信息获取至少一个被运载物的坐标；以及存储所述被运载物的坐标至位置管理系统。所述影像识别装置设置于所述工作空间的顶部，可独立固定或安装至云台上，位于所述被运载物上方。所述影像识别装置为视觉传感器；所述原始信息为至少一个影像数据。

进一步地，所述获取所述运载装置的实时坐标的步骤，是指利用激光导航方式、磁导航方式或视觉导航方式获取所述运载装置的实时坐标。

进一步地，所述设定所述运载装置行进至所述被运载物的优化路径的步骤，具体包括如下步骤：调用工作空间的拓扑地图；所述拓扑地图包括所述工作空间内至少一个可行进路线的几何信息及连接关系信息；获取所述被运载物及所述运载装置在所述拓扑地图上的拓扑位置；以及根据所述被运载物及所述运载装置的拓扑位置、所述可行进路线的几何信息及连接关系信息，计算所述运载装置行进至所述被运载物的优化路径。

进一步地，所述根据所述优化路径发布至少一个行进指令的步骤，具体包括如下步骤：根据所述运载装置的实时坐标及所述优化路径获取所述运载装置与所述优化路径的相对位置关系；根据所述相对位置关系计算出至少一个行进指令；所述行进指令包括速度指令和角速度指令，或者，包括速度指令和转弯半径指令；以及发布所述行进指令至驱动单元。

进一步地，所述根据所述行进指令驱动所述运载装置行进至所述被运载物的步骤，具体包括如下步骤：根据所述行进指令中的速度指令调整所述运载装置在行进中的速度；以及根据所述行进指令中的角速度指令调整所述运载装置在行进中的角速度；或者，根据所述行进指令中的转弯半径指令调整所述运载装置在行进中的转弯半径。

进一步地，在所述对接至所述被运载物的步骤中，所述运载装置顶升式对接至所述被运载物；和/或，挂接式对接至所述被运载物。

为实现上述目的，本发明还提供一种运载装置与被运载物的对接方法，在所述对接至所述被运载物的步骤之后，还可以包括如下步骤：获取在所述工作空间内运载所述被运载物至目标位置的运载指令；获取所述目标位置的坐标；设定所述运载装置从所述被运载物的位置行进至所述目标位置的第二优化路径；根据所述第二优化路径发布至少一个第二行进指令；根据所述第二行进指令驱动所述运载装置行进至所述目标位置；以及脱离所述被运载物。

进一步地，所述设定所述运载装置从所述被运载物的位置行进至所述目标位置的第二优化路径的步骤，具体包括如下步骤：调用工作空间的拓扑地图，所述拓扑地图包括所述工作空间内至少一个可行进路线的几何信息及连接关系信息；获取所述运载装置及所述目标位置在所述拓扑地图上的拓扑位置；以及根据所述运载装置及所述目标位置的拓扑位置、所述可行进路线的几何信息及连接关系信息，计算所述运载装置行进至所述目标位置的第二优化路径。

进一步地，所述根据所述第二优化路径发布至少一个行进指令的步骤，具体包括如下步骤：根据所述运载装置的实时坐标及所述第二优化路径获取所述运载装置与所述第二优化路径的相对位置关系；根据所述相对位置关系计算出至少一个第二行进指令；所述第二行进指令包括速度指令和角速度指令，或者，包括速度指令和转弯半径指令；以及发布所述第二行进指令至驱动单元。

进一步地，所述根据所述第二行进指令驱动所述运载装置行进至所述目标位置的步骤，具体包括如下步骤：根据所述第二行进指令中的速度指令调整所述运载装置在行进中的速度；以及根据所述第二行进指令中的角速度指令调整所述运载装置在行进中的角速度；或者，根据所述第二行进指令中的转弯半径指令调整所述运载装置在行进中的转弯半径。

进一步地，所述工作空间包括但不限于货仓；所述被运载物包括但不限于货架或托盘；所述运载装置包括但不限于自动导引运输车或移动机器人。

为实现上述目的，本发明还提供一种运载装置及一种库存物品管理系统。其中，所述运载装置包括控制单元、驱动单元及对接单元。

所述控制单元用于获取在工作空间内对接被运载物的对接指令；获取所述被运载物的坐标；获取所述运载装置的实时坐标；设定所述运载装置行进至所述被运载物的优化路径；及根据所述优化路径发布至少一个行进指令；所述驱动单元用于根据所述行进指令驱动所述运载装置行进至所述被运载物；所述对接单元用于对接至所述被运载物。

进一步地，所述控制单元还用于获取在所述工作空间内运载所述被运载物至目标位置的运载指令；获取所述目标位置的坐标；设定所述运载装置从所述被运载物的位置行进至所述目标位置的第二优化路径；根据所述第二优化路径发布至少一个第二行进指令。所述驱动单元还用于根据所述第二行进指令驱动所述运载装置行进至所述目标位置；所述对接单元还用于脱离所述被运载物。

进一步地，所述控制单元包括导航单元，通信单元、路线计算单元及指令单元。所述导航单元用于获取所述运载装置的实时坐标；所述通信单元用于获取所述对接指令和/或所述运载指令、获取所述被运载物的坐标和/或所述目标位置的坐标；所述路线计算单元用于根据所述被运载物坐标与所述运载装置的实时坐标设定所述优化路径；或者，根据所述被运载物坐标与所述目标位置的坐标设定所述第二优化路径；所述指令单元，用于根据所述优化路径发送所述行进指令至所述驱动单元；或者，根据所述第二优化路径发送所述第二行进指令至所述驱动单元。

进一步地，所述导航单元包括但不限于激光导航单元、磁导航单元或视觉导航单元。

进一步地，所述路线计算单元包括拓扑地图调用单元、拓扑位置获取单元及优化路径计算单元。拓扑地图调用单元用于调用工作空间的拓扑地图；所述拓扑地图包括所述工作空间内至少一个可行进路线的几何信息及连接关系信息。拓扑位置获取单元用于获取所述被运载物或所述目标位置与所述运载装置在所述拓扑地图上的拓扑位置。优化路径计算单元用于根据所述被运载物与所述运载装置的拓扑位置、所述可行进路线的几何信息及连接关系信息，计算所述运载装置行进至所述被运载物的优化路径；或者根据所述目标位置与所述运载装置的拓扑位置、所述可行进路线的几何信息及连接关系信息，计算所述运载装置行进至所述目标位置的第二优化路径。

进一步地，所述指令单元包括相对位置获取单元、行进指令计算单元及行进指令发布单元。相对位置获取单元用于根据所述运载装置的实时坐标及所述优化路径获取所述运载装置与所述优化路径的相对位置关系；或者根据所述运载装置的实时坐标及所述第二优化路径获取所述运载装置与所述第二优化路径的相对位置关系。行进指令计算单元用于根据所述相对位置关系计算出至少一个行进指令或第二行进指令。所述行进指令或所述第二行进指令包括速度指令和角速度指令，或者，包括速度指令和转弯半径指令。行进指令发布单元用于发布所述行进指令或所述第二行进指令至驱动单元。

进一步地，所述驱动单元包括速度调整单元，还包括角速度调整单元或者转弯半径调整单元。速度调整单元用于根据速度指令调整所述运载装置在行进中的速度；角速度调整单元根据角速度指令调整所述运载装置在行进中的角速度；转弯半径调整单元根据转弯半径指令调整所述运载装置在行进中的转弯半径。

进一步地，所述对接单元包括顶升装置和/或挂接装置；所述顶升装置顶升式对接至所述被运载物；所述挂接装置挂接式对接至所述被运载物

进一步地，所述工作空间包括但不限于货仓；所述被运载物包括但不限于货架或托盘；所述运载装置包括但不限于自动导引运输车或移动机器人。

其中，所述库存物品管理系统包括工作空间、如上所述的运载装置、系统控制器、至少一个被运载物以及至少一个被运载物识别装置以及位置管理系统。所述系统控制器连接至所述运载装置的通信单元；用于发布所述对接指令和/或所述运载指令至所述通信单元。所述被运载物位于所述工作空间内；所述被运载物识别装置分布于整个工作空间内，用于识别至少一个被运载物的坐标。位置管理系统，连接至被运载物识别装置、所述通信单元，用于存储所述被运载物的坐标，并传送所述被运载物的坐标至所述通信单元。

进一步地，每一被运载物设有至少一个基准标识；所述被运载物识别装置可以为基准标识识别装置，用于识别所述基准标识，并根据所述基准标识携带的信息获取至少一个被运载物的坐标。所述基准标识设置于所述被运载物顶部；所述基准标识识别装置设置于所述工作空间的顶部，可独立固定或安装至云台上，位于所述被运载物上方。所述基准标识为可读编码，优选二维码或条形码；所述基准标识识别装置为视觉传感器。

进一步地，所述被运载物识别装置可以为影像识别装置，用于获取所述被运载物的原始信息；以及根据所述被运载物的原始信息获取至少一个被运载物的坐标。所述影像识别装置设置于所述工作空间的顶部，可独立固定或安装至云台上，位于所述被运载物上方。所述影像识别装置为视觉传感器，所述原始信息为至少一个影像数据。

本发明的优点在于，在工作空间(如货仓)内设置多个均匀分布的视觉传感器(如摄像头)，来精确识别每一被运载物的真实坐标；设置位置管理系统，使得每一被运载物在工作空间(如货仓)被放下的同时就会被识别并存储其真实位置，以便运载装置(如自动导引运输车)可以根据需要随时调用某一需要被搬运的被运载物的位置，使得运载装置有充足的时间来设定其优化路径，使得运载装置可以在行进中自行调整方向精准地找到被运载物。整个过程中，无需对被运载物进行精确限位，即使被运载物摆放位置与预设位置有较大偏差，也可以一次性顺利实现对接，无需在被运载物附近反复调整运载装置的位置。

附图说明

图1为本发明实施例1中库存物品管理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例1中库存物品管理系统的功能模块框图；

图3为本发明实施例1中运载装置与被运载物对接方法的流程框图；

图4为本发明实施例1中运载装置行进至被运载物的优化路径设定方法的流程框图；

图5为本发明实施例1中发布行进指令至驱动单元的方法的流程框图；

图6为本发明实施例1中驱动运载装置行进至所述被运载物位置的方法的流程框图；

图7为本发明实施例1中获取被运载物坐标的方法的流程框图；

图8为本发明实施例2中库存物品管理系统的结构示意图；

图9为本发明实施例2中获取被运载物坐标的方法的流程框图；

图10为本发明实施例3中运载装置与被运载物的对接方法的流程框图；

图11为本发明实施例3中运载装置从被运载物的位置行进至目标位置的第二优化路径的设定方法的流程框图；

图12为本发明实施例3中发布第二行进指令至驱动单元的方法的流程框图；

图13为本发明实施例3中根据第二行进指令驱动运载装置行进至目标位置的方法的流程框图。

图中部件标号如下：

1工作空间，2运载装置，3被运载物，4被运载物识别装置，5系统控制器，6位置管理系统；21控制单元，22驱动单元，23对接单元；31基准标识，41基准标识识别装置，42影像识别装置；221速度调整单元，222角速度调整单元；2131拓扑地图调用单元，2132拓扑位置获取单元，2133优化路径计算单元；2141相对位置获取单元，2142行进指令计算单元，2143行进指令发布单元。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的三个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

当某些组件被描述为“在”另一组件“上”时，所述组件可以直接置于所述另一组件上；也可以存在一中间组件，所述组件置于所述中间组件上，且所述中间组件置于另一组件上。当一个组件被描述为“安装至”或“连接至”另一组件时，二者可以理解为直接“安装”或“连接”，或者一个组件通过一中间组件间接“安装至”、或“连接至”另一个组件。

实施例1

如图1所示，实施例1提供一种库存物品管理系统，包括工作空间1、运载装置2、至少一个被运载物3、至少一个被运载物识别装置4、系统控制器5、位置管理系统6。

工作空间1为存储和中转至少一个被运载物3的独立空间，本实施例中，工作空间1优选用于货物存储和中转货物的货仓。被运载物3优选用于放置和存储货物的货架或托盘，也可以为一种成箱包装的货物。被运载物识别装置4分布于整个工作空间内，形成监控网，用于识别至少一个被运载物3的坐标。被运载物识别装置4可以均匀分布在整个工作空间内，任意两个相邻的被运载物识别装置之间可以等间距设置。每一被运载物识别装置4对应至少一个被运载物3或放置被运载物3的货仓。位置管理系统6用于存储所述至少一个被运载物3的坐标，并将被运载物3的坐标根据需要传送至运载装置2。系统控制器5用于发布在工作空间1内对接被运载物3的对接指令，运载装置2获取该对接指令后，在工作空间1内行进至被运载物3所在位置并与被运载物3对接。

如图2所示，运载装置2包括控制单元21、驱动单元22及对接单元23。本实施例中，运载装置2优选自动导引运输车(AGV)或移动机器人。运载装置2一般具有两个控制器，通常称为车内控制器和车外控制器(地面控制器)，车内控制器即为控制单元21，车外控制器即为系统控制器5。

控制单元21用于获取在工作空间1内对接被运载物3的对接指令；获取被运载物3的坐标；获取运载装置2的实时坐标；设定运载装置2行进至被运载物3的优化路径；根据所述优化路径发布至少一个行进指令。控制单元21包括导航单元211，通信单元212、路线计算单元213及指令单元214。

导航单元211包括但不限于激光导航单元、磁导航单元或视觉导航单元，用于获取运载装置2的实时坐标。

通信单元212为无线通信模块，包括但不限于WLAN通信模块、蓝牙通信模块、蜂窝通信模块。通信单元212用于获取所述对接指令、获取被运载物3的坐标。

路线计算单元213用于根据被运载物3坐标与运载装置2的实时坐标设定所述优化路径；根据所述优化路径发送所述行进指令至驱动单元22。路线计算单元213包括拓扑地图调用单元2131、拓扑位置获取单元2132及优化路径计算单元2133。拓扑地图调用单元2131用于调用工作空间1的拓扑地图；所述拓扑地图包括工作空间1内至少一个可行进路线的几何信息及连接关系信息。拓扑位置获取单元2132用于获取被运载物3与运载装置2在所述拓扑地图上的拓扑位置。优化路径计算单元2133用于根据被运载物3与运载装置2的拓扑位置、所述可行进路线的几何信息及连接关系信息，计算运载装置2行进至被运载物3的优化路径。

根据自动导引运输车(AGV)的原理，只需要知道运输车的起点和终点就可以利用任何一种现有技术的导航方法规划车体的行进路径。本实施例中优选2AGV自由度，优选有地图的场景，适用于多个AGV共同作业的情况。

指令单元214用于根据所述优化路径发送所述行进指令至驱动单元22；指令单元214包括相对位置获取单元2141、行进指令计算单元2142及行进指令发布单元2143。相对位置获取单元2141用于根据运载装置2的实时坐标及所述优化路径获取运载装置2与所述优化路径的相对位置关系。行进指令计算单元2142用于根据所述相对位置关系计算出至少一个行进指令。所述行进指令包括速度指令和角速度指令，或者，包括速度指令和转弯半径指令。行进指令发布单元2143用于发布所述行进指令至驱动单元22。驱动单元22用于根据所述行进指令驱动运载装置2行进至被运载物3；驱动单元22包括速度调整单元221，还包括角速度调整单元222或者转弯半径调整单元(图未示)。速度调整单元221用于根据速度指令调整运载装置2在行进中的速度；角速度调整单元222根据角速度指令调整运载装置2在行进中的角速度；转弯半径调整单元(图未示)根据转弯半径指令调整运载装置2在行进中的转弯半径。速度调整、角速度调整、转向半径调整并没有先后顺序，要根据优化路径情况来决定具体需要由哪个模块作业。

对接单元23包括顶升装置和/或挂接装置，用于对接至被运载物3。所述顶升装置顶升式对接至被运载物3；所述挂接装置挂接式对接至被运载物3。本实施例中优选顶升装置。

如图1所示，每一被运载物3可以设有至少一个基准标识31；基准标识31设置于被运载物3顶部。被运载物识别装置4可以为基准标识识别装置41，用于识别基准标识31，并根据基准标识31携带的信息获取至少一个被运载物3的坐标。基准标识识别装置41设置于工作空间1的顶部，可独立固定或安装至可移动的云台(图未示)上，位于被运载物3上方。

基准标识31优选一种可加密的二维码，也可以为其他可用定位的可读编码，如条形码等。基准标识识别装置41优选视觉传感器(摄像头)；所述视觉传感器包括镜头，位于被运载物3上方，可以读取货物顶部的二维码或条形码等。本实施例中，所述二维码携带被运载物信息，包括被运载物的位置坐标，也可以包括被运载物形状、体积、型号、编号等。所述视觉传感器读取货物顶部的二维码，可以直接获得被运载物的位置坐标。多个基准标识识别装置41设置在高处，全面覆盖整个工作空间1，确保无论被运载物3位于工作空间1中的任何位置，基准标识识别装置41都可以无死角地对其予以识别。由于每一视觉传感器都能覆盖一定的空间，只需要少量的传感器就可以覆盖整个货仓，实现对货物位置的有效监控。

系统控制器5连接至运载装置2的通信单元212；用于发布所述对接指令至通信单元212。所述对接指令包括被运载物3的信息，如编号、形状等。

位置管理系统6连接至被运载物识别装置41、通信单元212，用于从被运载物识别装置41获取并存储被运载物3的坐标，以及传送被运载物3的坐标至通信单元212。

如图3所示，本发明还提供一种运载装置与被运载物的对接方法，包括下述各个步骤。

步骤S1)获取在工作空间内对接被运载物的对接指令。所述对接指令是由系统控制器5发布的，运载装置2通过通信单元212从系统控制器5获取这一个对接指令，所述对接指令包括被运载物3的信息，如编号、形状等。

步骤S2)获取所述被运载物在所述工作空间内的坐标。位置管理系统6连接至基准标识识别装置31，获取并存储工作空间1内所有被运载物3的坐标。当运载装置2需要调用被运载物3的坐标时，传送该被运载物3的坐标至运载装置2。

步骤S3)获取所述运载装置在所述工作空间内的实时坐标，具体地说，是指利用激光导航方式、磁导航方式或视觉导航方式获取所述运载装置的实时坐标。此处的步骤S2)与步骤S3)可以同时执行，也可以先后执行；由于被运载物的坐标是固定不变的，运载装置的实时坐标可能会实时发生变化(比如运载装置接受对接指令时，刚好处于行进中)，因此优选先执行步骤S2)的方案，以免误差过大，影像计算结果。

步骤S4)设定所述运载装置行进至所述被运载物的优化路径，如图4所示，具体包括如下步骤：步骤S401)调用工作空间的拓扑地图；所述拓扑地图包括所述工作空间内至少一个可行进路线的几何信息及连接关系信息；步骤S402)根据所述被运载物及所述运载装置在所述工作空间内的坐标获取所述被运载物及所述运载装置在所述拓扑地图上的拓扑位置；步骤S403)根据所述被运载物及所述运载装置的拓扑位置、所述可行进路线的几何信息及连接关系信息，计算所述运载装置行进至所述被运载物的优化路径。

步骤S5)根据所述优化路径发布至少一个行进指令至驱动单元，如图5所示，具体包括如下步骤：步骤S501)根据所述运载装置的实时坐标及所述优化路径获取所述运载装置与所述优化路径的相对位置关系；步骤S502)根据所述相对位置关系计算出至少一个行进指令；所述行进指令包括速度指令和角速度指令，或者，包括速度指令和转弯半径指令；步骤S503)发布所述行进指令至驱动单元。

步骤S6)根据所述行进指令驱动所述运载装置行进至所述被运载物的位置，如图6所示，具体包括如下步骤：步骤S601)根据速度指令调整所述运载装置在行进中的速度；步骤S602)根据角速度指令调整所述运载装置在行进中的角速度；或者，根据转弯半径指令调整所述运载装置在行进中的转弯半径。步骤S601)-步骤S602)在工作中没有执行顺序，可以同时执行，也可以根据具体情况先后执行。

步骤S7)对接至所述被运载物，所述运载装置顶升式对接至所述被运载物；和/或，挂接式对接至所述被运载物。

本发明所述的运载装置与被运载物的对接方法，在步骤S2)之前，还可以包括一种所述位置管理系统获取所述被运载物的坐标的方法，如图7所示，具体包括如下步骤：步骤S211)在至少一个被运载物上设置至少一个基准标识；步骤S212)设置至少一个基准标识识别装置，分布于整个工作空间内；步骤S213)识别所述基准标识并获取所述被运载物的信息，包括所述被运载物在所述工作空间内的坐标；步骤S214)存储所述被运载物在所述工作空间内的坐标至位置管理系统。在步骤S2)中，所述位置管理系统传送所述被运载物的坐标至所述运载装置，所述运载装置从所述位置管理系统获取所述被运载物在所述工作空间内的坐标。

步骤S211)-步骤S214)实质上是利用标识识别技术获取和存储被运载物的坐标的过程。在这一过程中，利用在独立空间的高处设置多个平均分布的视觉传感器，有效识别货仓内每一货物顶部的二维码，从而以最快速度获取和存储所有货物的坐标，以便调用，同时还能随时更新坐标数据。

实施例1的技术效果在于，提供一种库存物品管理系统、运载装置及其与被运载物的对接方法，利用基准标识对被运载物的位置进行实时监控，使得每一被运载物在工作空间(如货仓)被放下的同时就会被识别并存储被运载物的真实位置，以便运载装置(如自动导引运输车)可以根据需要随时调用某一个需要被搬运的被运载物的位置，使得运载装置有充足的时间来设定其优化路径。实施例1使得运载装置可以在行进中自行调整方向，而不是行进至被运载物附近再调整方向，从而可以快速准确地找到被运载物，运载装置与被运载物实现一次性精准对接，有效提高整个货仓的工作效率。在整个过程中，无需对被运载物进行精确限位，即使被运载物摆放位置与预设位置有较大偏差，也可以一次性顺利实现对接，无需在被运载物附近反复调整运载装置的位置。

实施例2

如图8所示，实施例2提供一种库存物品管理系统，包括实施例1中库存物品管理系统的大部分技术方案，其区别技术特征在于，被运载物识别装置4为影像识别装置42，用于获取被运载物3的原始信息；以及根据被运载物3的原始信息获取至少一个被运载物的坐标。影像识别装置42设置于工作空间1的顶部，可独立固定或安装至可移动的云台上，位于被运载物3上方。影像识别装置42为视觉传感器；所述视觉传感器包括镜头，位于被运载物3上方。所述原始信息为至少一个影像数据。实施例2中无需设置基准标识，直接利用影像数据判断坐标，可以进一步降低硬件成本。

实施例2提供一种运载装置与被运载物的对接方法，包括实施例1所述运载装置与被运载物的对接方法的大部分技术方案，其区别技术特征在于，在步骤S2)之前，还可以包括一种所述位置管理系统获取并发送所述被运载物的坐标至所述运载装置的方法，如图9所示，具体包括如下步骤：步骤S221)设置至少一个影像识别装置，分布于整个工作空间内；步骤S222)获取所述被运载物的原始信息；步骤S223)根据所述被运载物的原始信息获取至少一个被运载物的坐标；步骤S224)存储所述被运载物的坐标至位置管理系统。在步骤S2)中，所述位置管理系统传送所述被运载物的坐标至所述运载装置，所述运载装置从所述位置管理系统获取所述被运载物在所述工作空间内的坐标。

步骤S221)-步骤S224)即为位置管理系统获取被运载物3的坐标的过程，利用在独立空间的高处设置多个平均分布的视觉传感器，利用原始信息(即货物及货仓的影像数据)，有效识别货仓内每一货物所在区域，从而以最快速度获取和存储所有货物的坐标。例如，影像数据中可以包括被运载物及被运载物所在货仓的影像，货仓上可以标识有货仓编号或坐标，这样，影像识别装置就可以从被运载物原始信息获取至少一个被运载物的坐标

实施例2的技术效果在于，提供一种库存物品管理系统、运载装置及其与被运载物的对接方法，利用影像识别技术对被运载物的位置进行实时监控，使得每一被运载物在工作空间(如货仓)被放下的同时就会被识别并存储被运载物的真实位置，以便运载装置(如自动导引运输车)可以根据需要随时调用某一个需要被搬运的被运载物的位置。实施例2使得运载装置有充足的时间来设定其优化路径，使得运载装置可以在行进中自行调整方向，而不是行进至被运载物附近再调整方向，从而可以快速准确地找到被运载物，运载装置与被运载物实现一次性精准对接，有效提高整个货仓的工作效率。相对于实施例1，实施例2的技术方案无需设置基准标识，可以进一步降低硬件成本。

实施例3

如图1、图2、图8所示，实施例3提供一种库存物品管理系统，包括实施例1或实施例2中库存物品管理系统的全部技术方案，实施例3的硬件结构与实施例1或实施例2相同，其区别技术特征见下述方案。

系统控制器5还用于发布在工作空间1内运载被运载物3至目标位置的运载指令至运载装置2。所述运载指令包括所述目标位置的坐标，也可以包括被运载物3的信息，如编号、形状等。

控制单元21还用于获取所述运载指令；获取所述目标位置的坐标；设定运载装置2从被运载物3的位置行进至所述目标位置的第二优化路径；根据所述第二优化路径发布至少一个第二行进指令。驱动单元22还用于根据所述第二行进指令驱动运载装置2行进至所述目标位置；对接单元23还用于脱离所述被运载物，以解除对接状态。

在控制单元21中，通信单元212用于获取所述运载指令、获取所述目标位置的坐标；路线计算单元213用于根据被运载物3坐标与所述目标位置的坐标设定所述第二优化路径；指令单元214用于根据所述第二优化路径发送所述第二行进指令至驱动单元22。在路线计算单元213中，拓扑地图调用单元2131用于调用工作空间的拓扑地图；所述拓扑地图包括所述工作空间内至少一个可行进路线的几何信息及连接关系信息。拓扑位置获取单元3132还用于获取所述目标位置与所述运载装置在所述拓扑地图上的拓扑位置；优化路径计算单元3133还用于根据所述目标位置与所述运载装置的拓扑位置、所述可行进路线的几何信息及连接关系信息，计算所述运载装置行进至所述目标位置的第二优化路径。

在指令单元214中，相对位置获取单元2141还用于根据所述运载装置的实时坐标及所述第二优化路径获取所述运载装置与所述第二优化路径的相对位置关系；行进指令计算单元2142还用于根据所述相对位置关系计算出至少一个第二行进指令；所述第二行进指令包括速度指令和角速度指令，或者，包括速度指令和转弯半径指令；行进指令发布单元2143还用于发布所述第二行进指令至驱动单元。

在驱动单元22中，速度调整单元221还用于根据所述第二行进方向指令中的速度指令调整运载装置2在行进中的速度。角速度调整单元222还用于根据所述第二行进方向指令中的角速度指令调整运载装置2在行进中的角速度；或者，转弯半径调整单元(图未示)还用于根据所述第二行进方向指令中的转弯半径指令调整运载装置2在行进中的转弯半径。

实施例3提供一种运载装置与被运载物的对接方法，包括实施例1或实施例2所述运载装置与被运载物的对接方法的全部技术方案，其区别技术特征在于，如图10所示，在步骤S7)所述对接至被运载物3的步骤之后，还可以包括下述各个步骤。

步骤S8)运载装置通过通信单元获取在工作空间内运载被运载物至目标位置的运载指令。所述运载指令包括所述目标位置的坐标，还可以包括被运载物3的信息，如编号、形状等。

步骤S9)获取所述目标位置的坐标，解析运载指令即可获取所述目标位置的坐标。

步骤S10)设定所述运载装置从被运载物的位置行进至所述目标位置的第二优化路径，如图11所示，具体包括如下步骤：步骤S1001)调用工作空间的拓扑地图，所述拓扑地图包括所述工作空间内至少一个可行进路线的几何信息及连接关系信息；步骤S1002)获取所述运载装置及所述目标位置在所述拓扑地图上的拓扑位置；步骤S1003)根据所述运载装置及所述目标位置的拓扑位置、所述可行进路线的几何信息及连接关系信息，计算所述运载装置行进至所述目标位置的第二优化路径。

步骤S11)根据所述第二优化路径发布至少一个第二行进指令，如图12所示，具体包括如下步骤：步骤S1101)根据所述运载装置的实时坐标及所述第二优化路径获取所述运载装置与所述第二优化路径的相对位置关系；步骤S1102)根据所述相对位置关系计算出至少一个第二行进指令；所述第二行进指令包括速度指令和角速度指令，或者，包括速度指令和转弯半径指令；步骤S1103)发布所述第二行进指令至驱动单元。

步骤S12)根据所述第二行进指令驱动所述运载装置行进至所述目标位置，如图13所示，具体包括如下步骤：步骤S1201)根据第二行进指令中的速度指令调整所述运载装置在行进中的速度；步骤S1202)根据第二行进指令中的角速度指令调整所述运载装置在行进中的角速度；或者，根据第二行进指令中的转弯半径指令调整所述运载装置在行进中的转弯半径。

步骤S13)脱离被运载物，解除对接关系，将被运载物放置在所述目标位置，完成搬运。

上述步骤S8)-步骤S13)是实施例1或2中所述对接方法的延续，也可以称之为一种运载装置运载被运载物的方法。在实施例1或2中，只是将运载装置与被运载物实现对接，但是在生产实践中，需要将货物由一个位置转移到另一位置，单纯的对接并没有意义。采用实施例3的技术方案，可以在对接完成后，用运载装置将被运载物转移到另一目标位置。

在系统控制器5在发布控制指令至运载装置的过程中，对接指令和运载指令可能会依次先后发送，也可能是同步发送，甚至可以只发出一个运载指令，其内隐含对接指令。

运载装置2若是先获取对接指令后获取运载指令，必然会先执行步骤S1)-S7)；在获取运载指令后，无论步骤S7)是否完成，都可以执行步骤S8)-S10)，两个进程互不干扰；但一定要在步骤S7)完成后，才能执行步骤S11)-S13)。

运载装置2若是同时获取对接指令和获取运载指令，或者只获取一个隐含对接指令的运载指令，运载装置2可以同步执行步骤S1)-S7)、步骤S8)-S10)这两个不同的进程，二者各自独立实现，互不干扰；但一定要在步骤S7)完成后，才能执行步骤S11)-S13)。

实施例3的技术效果在于，提供一种库存物品管理系统、运载装置及其与被运载物的对接方法，利用标识识别技术或影像识别技术对被运载物的位置进行实时监控，使得每一被运载物在工作空间(如货仓)被放下的同时就会被识别并存储被运载物的真实位置，以便运载装置(如自动导引运输车)可以根据需要随时调用某一个需要被搬运的被运载物的位置。在运载装置与被运载物的对接完成之后，运载装置与被运载物一起行驶至目标位置。

在运载装置行进过程中，无论是行进至被运载物的过程还是行进至目标位置的过程，运载装置都有充足的时间来设定其优化路径，可以在行进中自行调整方向，而不是行进至被运载物附近再调整方向，从而可以快速准确地找到被运载物或目标位置，从而可以有效提高运载装置的工作效率。在整个过程中，无需对被运载物进行精确限位，即使被运载物摆放位置与预设位置有较大偏差，也可以一次性顺利实现对接，无需在被运载物附近反复调整运载装置的位置。相对于实施例1、实施例2的技术方案，实施例3在实践中更有意义，可以在仓储领域、物流流域推广使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (35)

1.一种运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取在工作空间内对接被运载物的对接指令；

获取所述被运载物在所述工作空间内的坐标；

获取所述运载装置在所述工作空间内的实时坐标；

设定所述运载装置行进至所述被运载物的优化路径；

根据所述优化路径发布至少一个行进指令；

根据所述行进指令驱动所述运载装置行进至所述被运载物的位置；以及

对接至所述被运载物。

2.如权利要求1所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

在所述获取所述被运载物的坐标的步骤之前，还包括如下步骤：

在至少一个被运载物上设置至少一个基准标识；

设置至少一个基准标识识别装置，分布于整个工作空间内；

识别所述基准标识并获取所述被运载物的坐标；以及

存储所述被运载物的坐标至位置管理系统。

3.如权利要求2所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

所述基准标识设置于所述被运载物顶部；

所述基准标识识别装置设置于所述工作空间的顶部，可独立固定或安装至云台上，位于所述被运载物顶部上方。

4.如权利要求3所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

所述基准标识为可读编码；

所述基准标识识别装置为视觉传感器。

5.如权利要求4所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

所述可读编码为二维码或条形码。

6.如权利要求1所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

在所述获取所述被运载物的坐标的步骤之前，还包括如下步骤：

设置至少一个影像识别装置，分布于整个工作空间内；

获取所述被运载物的原始信息；

根据所述被运载物的原始信息获取至少一个被运载物的坐标；以及

存储所述被运载物的坐标至位置管理系统。

7.如权利要求6所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

所述影像识别装置设置于所述工作空间的顶部，可独立固定或安装至云台上，位于所述被运载物顶部上方。

8.如权利要求7所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

所述影像识别装置为视觉传感器；

所述原始信息为至少一个影像数据。

9.如权利要求1所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

所述获取所述运载装置的实时坐标的步骤，是指利用激光导航方式、磁导航方式或视觉导航方式获取所述运载装置的实时坐标。

10.如权利要求1所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

所述设定所述运载装置行进至所述被运载物的优化路径的步骤，具体包括如下步骤：

调用工作空间的拓扑地图；所述拓扑地图包括所述工作空间内可行进路线的几何信息及连接关系信息；

获取所述被运载物及所述运载装置在所述拓扑地图上的拓扑位置；以及

根据所述被运载物及所述运载装置的拓扑位置、所述可行进路线的几何信息及连接关系信息，计算所述运载装置行进至所述被运载物的优化路径。

11.如权利要求1所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

所述根据所述优化路径发布至少一个行进指令的步骤，具体包括如下步骤：

根据所述运载装置的实时坐标及所述优化路径获取所述运载装置与所述优化路径的相对位置关系；

根据所述相对位置关系计算出至少一个行进指令；所述行进指令包括速度指令和角速度指令，或者，包括速度指令和转弯半径指令；以及

发布所述行进指令至驱动单元。

12.如权利要求1所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

所述根据所述行进指令驱动所述运载装置行进至所述被运载物的步骤，具体包括如下步骤：

根据速度指令调整所述运载装置在行进中的速度；以及

根据角速度指令调整所述运载装置在行进中的角速度；或者，

根据转弯半径指令调整所述运载装置在行进中的转弯半径。

13.如权利要求1所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

在所述对接至所述被运载物的步骤中，所述运载装置

顶升式对接至所述被运载物；和/或，

挂接式对接至所述被运载物。

14.如权利要求1所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

在所述对接至所述被运载物的步骤之后，还包括如下步骤：

获取在所述工作空间内运载所述被运载物至目标位置的运载指令；

获取所述目标位置的坐标；

设定所述运载装置从所述被运载物的位置行进至所述目标位置的第二优化路径；

根据所述第二优化路径发布至少一个第二行进指令；

根据所述第二行进指令驱动所述运载装置行进至所述目标位置；以及

脱离所述被运载物。

15.如权利要求14所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

所述设定所述运载装置从所述被运载物的位置行进至所述目标位置的第二优化路径的步骤，具体包括如下步骤：

调用工作空间的拓扑地图，所述拓扑地图包括所述工作空间内至少一个可行进路线的几何信息及连接关系信息；

获取所述运载装置及所述目标位置在所述拓扑地图上的拓扑位置；以及

根据所述运载装置及所述目标位置的拓扑位置、所述可行进路线的几何信息及连接关系信息，计算所述运载装置行进至所述目标位置的第二优化路径。

16.如权利要求14所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

所述根据所述第二优化路径发布至少一个行进指令的步骤，具体包括如下步骤：

根据所述运载装置的实时坐标及所述第二优化路径获取所述运载装置与所述第二优化路径的相对位置关系；

根据所述相对位置关系计算出至少一个第二行进指令；所述第二行进指令包括速度指令和角速度指令，或者，包括速度指令和转弯半径指令；以及

发布所述第二行进指令至驱动单元。

17.如权利要求14所述的运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

所述根据所述第二行进指令驱动所述运载装置行进至所述目标位置的步骤，具体包括如下步骤：

根据所述第二行进指令中的速度指令调整所述运载装置在行进中的速度；以及

根据所述第二行进指令中的角速度指令调整所述运载装置在行进中的角速度；或者，

根据所述第二行进指令中的转弯半径指令调整所述运载装置在行进中的转弯半径。

18.如权利要求1所述运载装置与被运载物的对接方法，其特征在于，

所述工作空间包括货仓；

所述被运载物包括货架或托盘；

所述运载装置包括自动导引运输车或移动机器人。

19.一种运载装置，其特征在于，包括

控制单元，用于

获取在工作空间内对接被运载物的对接指令；

获取所述被运载物的坐标；

获取所述运载装置的实时坐标；

设定所述运载装置行进至所述被运载物的优化路径；及

根据所述优化路径发布至少一个行进指令；

驱动单元，用于

根据所述行进指令驱动所述运载装置行进至所述被运载物；

对接单元，用于

对接至所述被运载物。

20.如权利要求19所述运载装置，其特征在于，

所述控制单元还用于

获取在所述工作空间内运载所述被运载物至目标位置的运载指令；

获取所述目标位置的坐标；

设定所述运载装置从所述被运载物的位置行进至所述目标位置的第二优化路径；

根据所述第二优化路径发布至少一个第二行进指令；

所述驱动单元还用于

根据所述第二行进指令驱动所述运载装置行进至所述目标位置；

所述对接单元还用于

脱离所述被运载物。

21.如权利要求19或20所述运载装置，其特征在于，所述控制单元包括

导航单元，用于

获取所述运载装置的实时坐标；

通信单元，用于

获取所述对接指令和/或所述运载指令；

获取所述被运载物的坐标和/或所述目标位置的坐标；以及

路线计算单元，用于

根据所述被运载物坐标与所述运载装置的实时坐标设定所述优化路径；或者，

根据所述被运载物坐标与所述目标位置的坐标设定所述第二优化路径；

指令单元，用于

根据所述优化路径发送所述行进指令至所述驱动单元；或者，

根据所述第二优化路径发送所述第二行进指令至所述驱动单元。

22.如权利要求21所述运载装置，其特征在于，所述导航单元包括激光导航单元、磁导航单元或视觉导航单元。

23.如权利要求21所述运载装置，其特征在于，所述路线计算单元包括

拓扑地图调用单元，用于

调用工作空间的拓扑地图；所述拓扑地图包括所述工作空间内至少一个可行进路线的几何信息及连接关系信息；

拓扑位置获取单元，用于

获取所述被运载物或所述目标位置与所述运载装置在所述拓扑地图上的拓扑位置；优化路径计算单元，用于

根据所述被运载物与所述运载装置的拓扑位置、所述可行进路线的几何信息及连接关系信息，计算所述运载装置行进至所述被运载物的优化路径；或者

根据所述目标位置与所述运载装置的拓扑位置、所述可行进路线的几何信息及连接关系信息，计算所述运载装置行进至所述目标位置的第二优化路径。

24.如权利要求21所述运载装置，其特征在于，所述指令单元包括

相对位置获取单元，用于

根据所述运载装置的实时坐标及所述优化路径获取所述运载装置与所述优化路径的相对位置关系；或者

根据所述运载装置的实时坐标及所述第二优化路径获取所述运载装置与所述第二优化路径的相对位置关系；

行进指令计算单元，用于

根据所述相对位置关系计算出至少一个行进指令或第二行进指令；

所述行进指令或所述第二行进指令包括速度指令和角速度指令，或者，包括速度指令和转弯半径指令；

行进指令发布单元，用于发布所述行进指令或所述第二行进指令至驱动单元。

25.如权利要求21所述运载装置，其特征在于，所述驱动单元包括：

速度调整单元，用于根据所述第二行进指令中的速度指令调整所述运载装置在行进中的速度；以及

角速度调整单元，用于根据所述第二行进指令中的角速度指令调整所述运载装置在行进中的角速度；或者，

转弯半径调整单元，用于根据所述第二行进指令中的转弯半径指令调整所述运载装置在行进中的转弯半径。

26.如权利要求21所述运载装置，其特征在于，所述对接单元包括

顶升装置，顶升式对接至所述被运载物；和/或

挂接装置，挂接式对接至所述被运载物。

27.如权利要求21所述运载装置，其特征在于，

所述工作空间包括货仓；

所述被运载物包括货架或托盘；

所述运载装置包括自动导引运输车或移动机器人。

28.一种库存物品管理系统，包括

工作空间；

如权利要求21-27中任一项所述的运载装置；

系统控制器，连接至所述运载装置的通信单元；用于

发布所述对接指令和/或所述运载指令至所述通信单元；

至少一个被运载物，位于所述工作空间内；

至少一个被运载物识别装置，分布于整个工作空间内，用于

识别至少一个被运载物的坐标；以及

位置管理系统，连接至被运载物识别装置、所述通信单元，用于

存储所述被运载物的坐标，并传送所述被运载物的坐标至所述通信单元。

29.如权利要求28所述的库存物品管理系统，其特征在于，

每一被运载物设有至少一个基准标识；

所述被运载物识别装置为基准标识识别装置，用于

识别所述基准标识，并根据所述基准标识携带的信息获取至少一个被运载物的坐标。

30.如权利要求29所述的库存物品管理系统，其特征在于，

所述基准标识设置于所述被运载物顶部；

所述基准标识识别装置设置于所述工作空间的顶部，可独立固定或安装至云台上，位于所述被运载物上方。

31.如权利要求30所述的库存物品管理系统，其特征在于，

所述基准标识为可读编码；

所述基准标识识别装置为视觉传感器。

32.如权利要求31所述的库存物品管理系统，其特征在于，

所述可读编码为二维码或条形码。

33.如权利要求28所述的库存物品管理系统，其特征在于，

所述被运载物识别装置为影像识别装置，用于

获取所述被运载物的原始信息；以及

根据所述被运载物的原始信息获取至少一个被运载物的坐标。

34.如权利要求33所述的库存物品管理系统，其特征在于，所述影像识别装置设置于所述工作空间的顶部，可独立固定或安装至云台上，位于所述被运载物上方。

35.如权利要求34所述的库存物品管理系统，其特征在于，

所述影像识别装置为视觉传感器；

所述原始信息为至少一个影像数据。