CN108349079A - 有关使用光学标识符的机器人的信息通信 - Google Patents

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Abstract

控制系统可以执行以下功能，包括：(i)存储表示光学标识符与第一机器人之间的关联的数据，(ii)向第一机器人发送对光学标识符进行编码的数据，所述光学标识符用于由第一机器人显示，以及(iii)在发送对光学标识符进行编码的数据之后，向第二机器人发送指示光学标识符与第一机器人之间的关联的数据。在一些示例中，第一机器人可以从控制系统接收对第一机器人的第二光学标识符进行编码的数据，使得第一机器人可以显示第二光学标识符而不是第一光学标识符。在一些示例中，第一机器人可以捕获第二机器人的优先级状态的指示的图像，并且基于将第一机器人的第一优先级状态与第二机器人的第二优先级状态进行比较来执行动作。

Description

有关使用光学标识符的机器人的信息通信
背景技术
仓库可用于各种不同类型的商业实体(包括制造商、批发商和运输业务)的货物仓储。示例存储货物可包括原材料、零件或部件、包装材料和成品。在一些情况下，仓库可能配备装卸码头，以便货物能够装载到运输卡车或其他类型的车辆上并从其卸载。仓库还可以包括用于存放托盘的成行的托盘架、以及包含一叠盒子或其他物品的扁平运输结构。此外，仓库可具有用于提升和移动货物或货物托盘的机器或车辆，诸如起重机和叉式升降机。可以采用人类操作者操作仓库内的机器、车辆和其他设备。在一些情况下，一台或多台机器或车辆可以是由计算机控制系统引导的机器人设备。
发明内容
在一个示例中，一种控制系统，包括：一个或多个处理器；以及存储指令的计算机可读存储介质，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述控制系统执行功能。所述功能包括：存储指示光学标识符与第一机器人之间的关联的数据；向第一机器人发送对光学标识符进行编码的数据，所述光学标识符用于由第一机器人显示；以及在发送对光学标识符进行编码的数据之后，向第二机器人发送指示光学标识符与第一机器人之间的关联的数据。
在另一示例中，一种存储指令的计算机可读存储介质，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述控制系统执行功能。所述功能包括：存储指示光学标识符与第一机器人之间的关联的数据；向第一机器人发送对光学标识符进行编码的数据，所述光学标识符用于由第一机器人显示；以及在发送对光学标识符进行编码的数据之后，向第二机器人发送指示光学标识符与第一机器人之间的关联的数据。
在另一示例中，一种方法，包括：存储指示光学标识符与第一机器人之间的关联的数据；向第一机器人发送对光学标识符进行编码的数据，所述光学标识符用于由第一机器人显示；以及在发送对光学标识符进行编码的数据之后，向第二机器人发送指示光学标识符与第一机器人之间的关联的数据。
在另一示例中，一种控制系统，包括：用于存储指示光学标识符与第一机器人之间的关联的数据的部件；用于向第一机器人发送对光学标识符进行编码的数据的部件，所述光学标识符用于由第一机器人显示；以及用于在发送对光学标识符进行编码的数据之后向第二机器人发送指示光学标识符与第一机器人之间的关联的数据的部件。
在另一示例中，一种机器人，包括：一个或多个处理器；光通信接口；以及存储指令的计算机可读存储介质，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述机器人执行功能。所述功能包括：接收对机器人的第一光学标识符进行编码的数据；通过所述光通信接口显示所述第一光学标识符；接收对机器人的第二光学标识符进行编码的数据；以及通过光通信接口显示第二光学标识符。
在另一示例中，一种存储指令的计算机可读存储介质，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述机器人执行功能。所述功能包括：接收对机器人的第一光学标识符进行编码的数据；通过所述光通信接口显示所述第一光学标识符；接收对机器人的第二光学标识符进行编码的数据；以及通过光通信接口显示第二光学标识符。
在另一示例中，一种由包括光通信接口的机器人执行的方法，包括：接收对机器人的第一光学标识符进行编码的数据；通过所述光通信接口显示所述第一光学标识符；接收对机器人的第二光学标识符进行编码的数据；以及通过光通信接口显示第二光学标识符。
在另一实施例中，一种机器人，包括：用于接收对机器人的第一光学标识符进行编码的数据的部件；用于显示所述第一光学标识符的部件；用于接收对机器人的第二光学标识符进行编码的数据的部件；以及显示第二光学标识符的部件。
在另一示例中，一种第一机器人，包括：一个或多个处理器；以及存储指令的计算机可读存储介质，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述第一机器人执行功能。所述功能包括：从控制系统接收对第一机器人的第一优先级状进行编码的数据；以及捕获第二机器人的第二优先级状态的指示的图像。所述指示由所述第二机器人显示。所述功能还包括：通过识别所捕获的图像内的指示来确定第二优先级状态；将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较；以及基于将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较来执行动作。
在另一示例中，一种存储指令的计算机可读存储介质，所述指令在由所述第一机器人执行时使所述第一机器人执行功能。所述功能包括：从控制系统接收对第一机器人的第一优先级状进行编码的数据；以及捕获第二机器人的第二优先级状态的指示的图像。所述指示由所述第二机器人显示。所述功能还包括：通过识别所捕获的图像内的指示来确定第二优先级状态；将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较；以及基于将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较来执行动作。
在另一示例中，一种由第一机器人执行的方法，包括：从控制系统接收对第一机器人的第一优先级状进行编码的数据；以及捕获第二机器人的第二优先级状态的指示的图像。所述指示由所述第二机器人显示。所述方法还包括：通过识别所捕获的图像内的指示来确定第二优先级状态；将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较；以及基于将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较来执行动作。
在另一示例中，一种第一机器人，包括：用于从控制系统接收对第一机器人的第一优先级状进行编码的数据的部件；以及用于捕获第二机器人的第二优先级状态的指示的图像的部件。所述指示由所述第二机器人显示。所述第一机器人还包括：用于通过识别所捕获的图像内的指示来确定第二优先级状态的部件；用于将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较的部件；以及用于基于将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较来执行动作的部件。
通过阅读下面的详细描述并适当参考附图，这些以及其他方面、优点和替代方案对于本领域的普通技术人员将变得明显。
附图说明
图1A示出根据示例实施例的机器人机队。
图1B是示出根据示例实施例的机器人机队的部件的功能框图。
图2A示出根据示例实施例的卡车装(卸)载机。
图2B示出根据示例实施例的基座机器人。
图2C示出了根据示例实施例的自主引导车辆。
图2D示出根据示例实施例的自主叉车。
图2E示出根据示例实施例的卡车装(卸)载机。
图3A、3B、3C、3D和3E示出根据示例实施例的仓库中的机器人机队的示例操作。
图4是根据示例实施例的方法的框图。
图5是根据示例实施例的另一方法的框图。
图6是根据示例实施例的又一方法的框图。
图7示出根据示例实施例的示例自主叉车和示例托盘。
图8示出根据示例实施例的示例卡车装(卸)载机和示例运输卡车
具体实施方式
这里描述了示例方法和系统。本文描述的任何示例实现方式或特征不一定被解释为比其他实现方式或特征更优选或有利。这里描述的示例实现方式并不意味着限制。所公开的系统和方法的某些方面可以以各种不同的配置进行布置和组合，所有这些都在本文中考虑。
此外，图中所示的特定布置不应被视为限制。应该理解的是，其他实施例可以包括给定图中所示的每个元件的更多或更少个。此外，所示元件中的一些可以被组合或省略。另外，示例实施例可以包括在图中未示出的元件。
多个机器人可以协调行动以执行各种任务，这可能是在控制系统的指导下。在一个这样的示例中，当机器人在仓库内移动物品时，控制系统可协调机器人。在这种情况下，控制系统可以监控和识别仓库内的各种机器人，以观察和帮助机器人正在执行的任务。控制系统识别仓库中的给定机器人的一种方式可能是使用相机或另一光学传感器来检测和识别出现在机器人外部的“静态”标识符(例如，二维矩阵码)。但是，静态标识符可能容易受到“欺骗”。例如，恶意方可能在仓库内部署了标有另一个机器人标识符的冒充机器人。然后恶意方可以使用冒充机器人通过“欺骗”其他机器人与冒充机器人协调行动来破坏或劫持其他机器人的操作。
为了解决这个问题，机器人和/或控制系统可以使用“动态”光学标识符，其周期性地或者在检测到各种事件时被重新分配给相应的机器人。例如，控制系统可以向第一机器人发送对第一机器人的光学标识符进行编码的数据。光学标识符可以包括任何种类的基准标记，诸如可识别为对应于第一机器人的形状、图案、标记或二维矩阵码。光学标识符可以显示在第一机器人的显示屏上。在另一个示例中，第一机器人可以使用诸如发光二极管(LED)的光源来显示一系列闪烁的可见或红外脉冲作为光学标识符。此后，控制系统可以周期性地或者在识别出仓库的潜在安全漏洞时向第一机器人发送对第一机器人的新光学标识符进行编码的新数据。第一机器人然后可以显示新的光学标识符以用于由其他机器人或控制系统检测。
控制系统可以维护分别分配给仓库中的各种机器人的光学标识符的数据库。这样的数据库可以被仓库中的任何或全部机器人访问。控制系统可检测第一机器人的光学标识符并访问数据库以将检测到的光学标识符与第一机器人相关联。然后，控制系统可以观察第一机器人以确定第一机器人的状态，包括第一机器人的当前位置、第一机器人与之交互的物品或另一机器人的标识、或者操作状态等中的一个或多个。基于第一机器人的状态并且根据总体系统目标，控制系统可以向第一机器人发送命令以执行特定功能。
在另一示例中，第二机器人可以检测第一机器人的光学标识符并且向控制系统发送对于识别第一机器人的信息的请求。这样的请求可以包括对由第一机器人显示并由第二机器人检测的光学标识符进行编码的数据。作为回答，控制系统可以向第二机器人发送第一机器人的网络地址。在一些示例中，第二机器人可以向第一机器人的网络地址发送消息或命令。这样的消息或命令可以使第一机器人执行进一步实现整个系统目标的功能。
除了识别第一机器人之外，第一机器人的光学标识符可以指示第一机器人的优先级状态。例如，第一机器人可以负责将第一物品带到第三机器人，并且第二机器人可以负责将第二物品带到第三机器人。如果第一机器人和第二机器人几乎同时接近第三机器人，则第一机器人和第二机器人可能需要确定第一机器人和第二机器人中的哪一个首先将他们各自的物品带到第三机器人。例如，第一机器人的光学标识符可以指示优先级状态“1”，而第二机器人的光学标识符可以指示优先级状态“2”。在这种情况下，第一机器人可以检测第二机器人的光学标识符，确定第一机器人的优先级状态高于第二机器人的优先级状态，并且继续将第一物品带到第三机器人而不屈服于第二机器人。类似地，第二机器人可以检测第一机器人的光学标识符，确定第一机器人的优先级状态高于第二机器人的优先级状态，并且仅在确定了第一机器人已离开第三机器人的附近之后才继续将第二物品带到第三机器人。
现在将详细参考各种实施例，其示例在附图中示出。在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开和所描述的实施例的全面理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程、部件和电路，以免不必要地模糊实施例的各方面。
示例实施例可以涉及部署在仓库环境内的机器人机队。更具体地说，可以在环境内部署固定和移动部件的组合，以促进盒子、包裹或其他类型物体的自动化处理。示例系统可涉及将盒子和/或其他物体自动装载到例如储存容器或运输工具中和/或将盒子和/或其他物体从运输工具和/或将盒子卸载。在一些示例实施例中，盒子或物体可被自动组织并放置到托盘上。在示例中，使装载/卸载卡车的过程和/或从物体创建托盘的过程(其便于仓库内的存储和/或来往仓库的运输)自动化可以提供许多工业和商业优势。
根据各种实施例，使在仓库处装载/卸载运输卡车的过程和/或创建托盘的过程自动化可以包括部署一个或多个不同类型的机器人设备以移动物体或执行其他功能。在一些实施例中，一些机器人设备可通过与轮式基座、完整基座(例如，可在任何方向上移动的基座)或天花板、墙壁或地板上的轨道耦合而制成可移动的。在另外的实施例中，也可以使一些机器人设备固定在环境内。例如，机器人操纵器可以位于仓库内不同选定位置处的架空基座上。
如本文所使用的，术语“仓库”可以指任何物理环境，所述物理环境中盒子或物体可以被机器人设备操纵、处理和/或存储。在一些示例中，仓库可以是单个物理建筑物或结构，其可以另外包含某些固定部件，诸如用于存储物品托盘的托盘架。在其他示例中，可以在物体处理之前或期间将一些固定部件安装或以其他方式定位在环境内。在另外的示例中，仓库可以包括多个单独的物理结构，和/或还可以包括物理结构没有覆盖的物理空间。
此外，术语“盒子”可以指可以放置在托盘上或者装载到卡车或容器上或者从卡车或容器卸载的任何物体或物品。例如，除了矩形固体，“盒子”可以指罐、鼓、轮胎或任何其他“简单”几何物品。另外，“盒子”可以指提包、箱子或其他类型的容器，其可以包含一个或多个用于运输或存储的物品。例如，塑料存储箱、玻璃纤维托盘或钢箱可以由仓库内的机器人移动或以其他方式操纵。这里的示例也可以应用于除箱子以外的物体，并应用于各种尺寸和形状的物体。另外，“装载”和“卸载”可以分别用于暗示另一个。例如，如果示例描述了用于装载卡车的方法，则可以理解的是，也可以使用基本上相同的方法来卸载卡车。如本文所使用的，“码垛(palletizing)”是指将箱子装载到托盘上并且以使得托盘上的箱子可以在托盘上存储或运输的方式堆叠或布置箱子。另外，术语“码垛”和“卸垛”可以分别用于暗示另一个。
在示例中，异构仓库机器人机队可用于许多不同的应用。一种可能的应用包括订单履行(例如，针对个人客户)，其中可以打开箱子并且可以将来自箱子的各个物品放入箱子里的包装内以完成个别订单。另一种可能的应用包括分发(例如，到商店或其他仓库)，其中可以构造包含不同类型的产品组的混合托盘，以运送到商店。另一种可能的应用包括交叉对接，其可能涉及在运输容器之间运输而不存储任何物品(例如，物品可从四个40英尺拖车移动并装载到三个较轻的拖拉机拖车中，并且也可以被码垛)。许多其他应用也是可能的。
现在参考附图，图1A描绘了根据示例实施例的仓库设置内的机器人机队。更具体地，不同类型的机器人设备可以形成异构机器人机队100，其可以被控制以合作执行与仓库环境内的物品、物体或盒子的处理有关的任务。这里示出了某些示例类型和数量的不同机器人设备以用于说明目的，但是机器人机队100可以采用更多或更少的机器人设备，可以省略此处所示的某些类型，并且还可以包括未明确示出的其他类型的机器人设备。此外，此处示出的仓库环境具有某些类型的固定部件和结构，但其他类型、数量和位置的固定部件和结构也可以用于其他示例。
机器人机队100可以包括各种类型的移动车辆。在机器人机队100内示出的一种示例类型的机器人设备是自主导引车辆(AGV)112，其可以是具有轮子的相对较小的移动设备，其可用于将各个包裹、箱子或提包从仓库内的一个位置运输到另一个位置。另一种示例类型的机器人设备是自主叉车114，其是具有叉式升降机(forklift)的移动设备，可用于运输箱子托盘和/或提升箱子托盘(例如，将托盘放置到机架上以用于存储)。另一示例类型的机器人设备是机器人卡车装载机/卸载机116，其是具有机器人操纵器以及诸如光学传感器的其它部件的移动设备，以便于将盒子装载到卡车或其他车辆上和/或从卡车或其他车辆上卸载。例如，机器人卡车卸载机116可用于将盒子装载到运输卡车118上，运输卡车118可停放在仓库附近。在一些示例中，运输卡车118的运动(例如，将包裹运输到另一个仓库)也可以与机队内的机器人设备协调。
示例系统中可以包括除了这里示出的那些之外的各种类型的机器人设备。在一些示例中，一个或多个机器人设备可以使用替代的运动模式而不是基于轮子的运动。例如，一个或多个机器人设备可以是转子驱动的以便在空中运行。例如，诸如四旋翼飞行器的机载机器人设备可用于各种任务，诸如移动物体或收集传感器数据。
在进一步的示例中，机器人机队100还可以包括可以定位在仓库内的各种固定部件。在一些示例中，可以使用一个或多个固定机器人设备来移动或以其他方式处理盒子。例如，基座机器人122可以包括升高基座上的机器人臂，该基座固定到仓库内的底层。基座机器人122可以被控制以在其他机器人之间分配盒子和/或堆叠和拆散盒子的托盘。例如，基座机器人122可拾取并移动来自附近托盘140的盒子并将盒子分配给各AGV 112以运输到仓库内的其他位置。
在另外的示例中，机器人机队100可以采用位于仓库空间内的附加的固定部件。例如，高密度存储器124可以用于在仓库内存储托盘和/或物体。高密度存储器124可被设计和定位成便于与机队内的一个或多个机器人设备(诸如自主叉车114)相互作用。在进一步示例中，可选择某些地面空间并将其也用于或替代地用于存储托盘或盒子。例如，托盘130可以在仓库环境内的选定位置处定位一段时间，以允许托盘被机器人设备中的一个或多个拾取、分配或以其他方式处理。
图1B是示出根据示例实施例的机器人机队100的部件的功能框图。机器人机队100可以包括各种移动部件110中的一个或多个，诸如AGV 112、自主叉车114、机器人卡车装载机/卸载机116和运输卡车118。机器人机队100可以另外包括位于仓库或其它环境中的一个或多个固定部件，诸如基座机器人122、高密度存储器124和电池交换/充电站126。在进一步的示例中，图1B中示出的不同数量和类型的部件可以被包括在机队内，某些类型可以被省略，并且额外的功能和/或物理部件也可以被添加到图1A和1B所示的示例。为了协调分离部件的动作，诸如远程的基于云的服务器系统的控制系统150可以与系统部件中的一些或全部通信和/或于各个部件的分开的本地控制器(例如，通过无线通信接口)通信。
移动部件110中的任何可以包括一个或多个处理器113a以及非临时性计算机可读存储介质113b，所述非临时性计算机可读存储介质113b存储可由一个或多个处理器113a执行以执行在此描述的任何功能或动作的指令。移动部件110还可以各自包括无线通信接口(例如，WIFI、蓝牙等)，使得移动部件110可以将数据发送到其他移动部件110、基座机器人122和/或控制系统150中的任何和/或从其接收数据。
在示例中，可以在部署机器人机队100的其余部分之前安装某些固定部件120。在一些示例中，可以在确定诸如基座机器人122或电池交换站126的某些固定部件120的放置之前引入一个或多个移动机器人以地图化空间。一旦地图信息可用，系统就可以确定(例如通过运行模拟)如何布置可用空间内的固定部件。在某些情况下，可以选择布局以最小化所需固定部件的数量和/或这些部件使用的空间量。固定部件120和移动部件110可以以分开阶段部署或全部一次部署。在另外的示例中，某些移动部件110可能仅在特定时间段内被带入或完成特定任务。
任何基座机器人122可以包括一个或多个处理器123a和非临时性计算机可读存储介质123b，所述非临时性计算机可读存储介质123b存储可由一个或多个处理器123a执行以执行本文描述的任何功能或动作的指令。基座机器人122还可各自包括无线通信接口(例如，WIFI，蓝牙等)，使得基座机器人122可将数据发送到控制系统150、其他基座机器人122和/或任何移动部件110和/或从其接收数据。
在一些示例中，控制系统150可以包括将任务分配给机队100内的不同机器人设备的中央规划系统。中央规划系统可以采用各种调度算法来确定哪些设备将在哪个时间完成哪些任务。例如，可以使用拍卖类型系统，其中各个机器人对不同任务投标，并且中央规划系统可以将任务分配给最小化总成本的机器人。在另外的示例中，中央规划系统可以跨越一个或多个不同资源(诸如时间、空间或能量利用)而进行优化。在进一步的示例中，规划或调度系统还可以合并盒子拣选、包装或存储的几何和物理的特定方面。
控制系统150可以包括一个或多个处理器151和非临时性计算机可读存储介质152，所述非临时性计算机可读存储介质152存储可由一个或多个处理器151执行、以执行在此描述的任何功能或动作的指令。控制系统150还可以包括无线通信接口(例如，WIFI，蓝牙等)，使得控制系统150可以向移动部件110和/或基座机器人122中的任何发送数据和/或从其接收数据。控制系统150还可以包括用于捕获控制系统150的环境的图像的相机(或可通信地耦合到相机)。
规划控制也可以跨各个系统部件分布。例如，控制系统150可根据全局系统规划发布指令，并且各个系统部件也可根据单独的本地规划进行操作。此外，全球规划中可能包含不同级别的详细信息，其他方面则留给各个机器人设备在本地进行规划。例如，移动机器人设备可以由全球规划者分配目标目的地，但是到达这些目标目的地的全部路线可以在本地规划或修改。
在另外的示例中，中央规划系统可以与各个机器人设备上的本地视觉结合使用，以协调机器人机队100内的机器人的功能。例如，中央规划系统可以用于使机器人相对靠近他们需要去的地方。然而，中央规划系统难以以毫米级精度控制机器人，除非机器人用螺栓固定在轨道上，或者使用其他测量部件精确控制机器人位置。因此可以使用各个机器人设备的本地视觉和规划来允许不同机器人设备之间的弹性。可以使用总体规划器来使机器人靠近目标位置，此时机器人的本地视觉可能会接管。在一些示例中，可以对大多数机器人功能进行位置控制以使机器人相对接近目标位置，然后可以在需要本地控制时使用视觉和握手。
在进一步的示例中，视觉握手可以使两个机器人能够通过AR标签或其他特征来识别彼此，并且执行机队100内的协作操作。在附加示例中，物品(例如，待运输的包裹)也可以或替代地可以被提供有视觉标签，机器人设备可以使用这些标签来使用本地视觉控制对物品进行操作。具体地，标签可以被用于帮助机器人设备对物品的操纵。例如，托盘上的特定位置上的一个或多个标签可用于通知叉式升降机在哪里或如何抬起托盘。
在另外的示例中，固定和/或移动部件的部署和/或规划策略可以随时间优化。例如，基于云的服务器系统可以并入来自机队内的各个机器人和/或来自外部源的数据和信息。随后可以随时间细化策略，以使机队能够使用更少的空间、更少的时间、更少的功率、更少的电力或跨其他变量进行优化。在一些示例中，优化可以跨多个仓库扩展，所述多个仓库可能包括具有机器人队的其他仓库和/或传统仓库。例如，控制系统150可以将关于运输车辆的信息和设施之间的转移时间结合到中央规划中。
在一些示例中，中央规划系统有时可能失败，诸如当机器人卡住或者当包裹掉落在某个位置并丢失时。因此，本地机器人视觉也可以通过插入冗余来处理中央规划器失败的情况，提供鲁棒性。例如，当自动托盘搬运车通过并识别物体时，托盘搬运车可以将信息发送到远程的基于云的服务器系统。这些信息可用于修复中央规划中的错误，帮助本地化机器人设备或识别丢失的物体。
在进一步的示例中，中央规划系统可以维护或访问包含机器人机队100的物理环境的地图和正在由机器人设备进行处理的物体。在一些示例中，可以利用关于动态物体(例如，移动机器人和由机器人移动的包裹)的信息来持续更新地图。在其他示例中，动态地图可以包括关于仓库内(或跨多个仓库)部件的当前配置或布置的信息、以及关于近期预期的部件的配置或布置的信息。例如，地图可以显示移动机器人的当前位置和未来机器人的预期位置，这可用于协调机器人之间的活动。地图还可以显示正在进行处理的物品的当前位置以及物品的预期未来位置(例如，物品现在何处以及预期物品何时被运出)。
在另外的示例中，机器人中的一些或全部可以扫描处理中不同点处的物体上的标签。扫描可用于查找可应用于单个部件或特定物品的视觉标签，以便于查找或跟踪部件和物品。当物品被机器人操纵或运输时，这种扫描可产生不断移动的物品痕迹。潜在的好处是增加供应商和消费者双侧的透明度。在供应商侧，可以使用关于库存当前位置的信息来避免库存积压和/或将物品或物品托盘移动到不同位置或仓库以预测需求。在消费者侧，可以使用关于特定物品的当前位置的信息来确定特定包裹何时将以改进的准确度运输。
在一些示例中，机器人机队100内的移动部件110中的一些或所有可周期性地从配备有多个电池充电器的电池交换站126接收充电电池。具体地，站126可以用充电电池代替移动机器人的已耗尽电池，使得机器人可不必等待电池充电。电池交换站126可以配备有机器人操纵器，诸如机器人臂。机器人操纵器可以从各个移动机器人移除电池并将电池附接到可用的电池充电器。机器人操纵器然后可以将位于站126处的充电电池移动到移动机器人中以更换移除的电池。例如，具有弱电池的AGV 112可以被控制为移动到电池交换站126，在电池交换站126处，机器人臂从AGV 112中拉出电池，将电池放入充电器，并且给AGV 112提供新电池。
在进一步的示例中，电池交换可以由中央规划系统来调度。例如，各个移动机器人可被配置为监控其电池电量状态。机器人可以周期性地向中央规划系统发送指示其电池状态的信息。当需要或方便时，中央规划系统可以使用此信息安排机队内各个机器人的电池更换。
在一些示例中，机队100可以包含使用不同类型的电池的多个不同类型的移动部件110。电池交换站126因此可以配备有用于不同类型的电池和/或移动机器人的不同类型的电池充电器。电池交换站126还可以配备有可以替换用于不同类型的机器人的电池的机器人操纵器。在一些示例中，移动机器人可以具有包含多个电池的电池容器。例如，诸如托盘搬运车的自主叉车114可以具有带三个或四个电池的钢桶。站126处的机器人臂可以被配置为抬起整个电池桶并将各个电池附接到站126处的架子上的电池充电器。机器人臂然后可以找到充电电池以更换耗尽的电池，且在将桶重新插入托盘搬运车之前将电池放回桶中。
在进一步的示例中，电池交换站126的控制系统150和/或单独的控制系统也可以使电池管理策略自动化。例如，每个电池可具有条形码或其他识别标记，使得系统可以识别各个电池。电池交换站126的控制系统可以计数各个电池已被充电多少次(例如，以确定何时完全改变水或空电池)。控制系统还可以跟踪哪些电池已经在哪些机器人设备上花费了时间、电池在过去在站126处充电多长时间、以及用于高效电池管理的其他相关属性。控制系统可以使用该电池使用信息来选择用于机器人操纵器的电池以给予特定的移动机器人。
在另外的示例中，在一些情况下，电池交换站126也可涉及人类操作者。例如，站126可以包括在需要时人可以安全地执行手动电池更换或将新电池运输到站以用于部署到机队100中的设备。
图2A-2D示出了可以包括在机器人机队内的机器人设备的几个示例。也可以包括与这里所示的机器人设备不同形式的其他机器人设备以及其他类型的机器人设备。
图2A示出了根据示例实施例的机器人卡车卸载机。在一些示例中，机器人卡车卸载机可以包括一个或多个传感器、一个或多个计算机以及一个或多个机器人臂。传感器可以扫描包含一个或多个物体的环境以捕获视觉数据和/或三维(3D)深度信息。然后可将来自扫描的数据整合到较大区域的表示中以提供数字环境重建。在另外的示例中，重建的环境然后可以用于识别要拾取的物体、确定物体的拾取位置、和/或规划一个或多个机器人臂和/或移动基座的无碰撞轨迹。
机器人卡车卸载机200可以包括机器人臂202，机器人臂202具有用于抓握环境内物体的抓握部件204。机器人臂202可以使用抓握部件204拾取和放置盒子以装载或卸载卡车或其他容器。卡车卸载机200还可以包括具有轮子214的可移动的推车212以用于移动。轮子214可以是允许推车212以两个自由度移动的完整轮子。此外，全围绕的前部传送带210可以包括在完整推车212上。在一些示例中，全围绕的前部传送带可以允许卡车装载机200将盒子从卡车容器或托盘卸载或装载到卡车容器或托盘，而无需旋转夹具204。
在进一步的示例中，机器人卡车卸载机200的感测系统可以使用附接到机器人臂202(诸如传感器206和传感器208)的一个或多个传感器，所述传感器可以是感测关于机器人臂202移动时的环境的信息的2D传感器和/或3D深度传感器。感测系统可以确定关于可以由控制系统(例如，运行运动规划软件的计算机)来有效地拾取和移动盒子的环境的信息。控制系统可以位于设备上或可以与设备进行远程通信。在进一步的示例中，来自固定安装在移动基座上的一个或多个2D或3D传感器(诸如前导航传感器216和后导航传感器218)以及安装在机器人臂上的一个或多个传感器(诸如传感器206和传感器208)的扫描可以被集成以建立环境的数字模型，包括卡车或其他容器的侧壁、地板、天花板和/或前壁。利用这些信息，控制系统可以将移动基座导航到卸载或装载的位置。在一些示例中，传感器208可以包括被配置为捕获卡车卸载机200(包括其他机器人)的环境的图像的相机。
在进一步的示例中，机器人臂202可以配备有夹具204，诸如数字吸气格栅夹具。在这样的实施例中，夹具可以包括一个或多个吸气阀，其可以通过远程感测或单点距离测量和/或通过检测是否实现吸取来打开或关闭。在另外的示例中，数字吸气格栅夹具可以包括铰接延伸部。在一些实施例中，利用流变流体或粉末致动吸取夹具的可能性可以实现对具有高曲率的物体的额外夹持。
卡车卸载机200可另外包括电动机，该电动机可以是由电力驱动的电动机，或者可以由诸如基于气体的燃料或太阳能的多种不同的能源驱动。另外，电动机可以被配置为从电源接收电力。电源可以向机器人系统的各种部件供电并且可以表示例如可再充电的锂离子电池或铅酸电池。在示例实施例中，这种电池的一个或多个组可以被配置为提供电力。其他电源材料和类型也是可能的。
卡车卸载机200可以包括光通信接口，诸如显示屏219a和/或光源219b。在一些实施例中，卡车卸载机200可能仅包括光通信接口的一个版本，即，显示屏219a或光源219b。卡车卸载机200可以使用其无线通信接口(未示出)从控制系统150接收用于由光通信接口显示的数据。在一些实施例中，卡车卸载机200可以包括分别位于卡车卸载机200的各个侧面上的多个光通信接口，使得可以从多个角度检测或观看显示的信息。
显示屏219a可以包括液晶显示器(LCD)、等离子显示器或发光二极管(LED)显示器，但是其他示例也是可能的。
光源219b可以包括白炽灯泡、LED或被配置为产生可见光或红外光的脉冲的任何其他光源。
图2B示出根据示例实施例的基座上的机器人臂。更具体地说，基座机器人220可以定位在诸如仓库环境的环境内并且用于拾取、移动和/或以其他方式操纵触及范围内的物体。在一些示例中，基座机器人220可以专门用于重物提升而不需要电池操作。基座机器人220可以包括具有安装有端部作用器的夹具224的机器人臂222，其可以与关于机器人卡车卸载机200描述的机器人操纵器202和夹具204相同类型。机器人臂222可以被安装在基座226上，其可以允许机器人臂222容易地拾取和移动附近的包裹，以便诸如在不同的移动机器人之间分配包裹。在一些示例中，机器人臂222也可以操作为构造和/或解构盒子托盘。在进一步的示例中，基座226可以包括致动器以允许控制系统改变机器人臂222的高度。
在进一步的示例中，基座机器人220的底部表面可以是托盘形结构。例如，底部表面可以具有大致相当于仓库内用于物体运输或存储的其他托盘的尺寸和形状。通过将基座机器人220的底部成形为托盘，基座机器人220可以通过托盘搬运车或不同类型的自主叉车拾取并移动到仓库环境内的不同位置。例如，当运输卡车到达仓库的特定对接端口时，可以拾取基座机器人220并将其移动到更靠近运输卡车的位置，以更有效地处理来自或到达运输卡车的盒子。
在附加示例中，基座机器人220还可以包括一个或多个视觉传感器以识别基座机器人220附近的盒子和/或其他机器人设备。例如，基座机器人220的控制系统或控制系统可以使用来自基座机器人220上的传感器的传感器数据来识别盒子，以用于基座机器人220的机器人臂222和夹具224拾取或操纵。在进一步的示例中，传感器数据还可以用于识别移动机器人设备，以便确定在哪里分配各个盒子。其他类型的机器人固定操作站也可用于异构机器人队列内。
基座机器人220可以包括光通信接口，诸如显示屏229a和/或光源229b。在一些实施例中，基座机器人220可能仅包括光通信接口的一个版本，即，显示屏229a或光源229b。基座机器人220可以使用其无线通信接口(未示出)从控制系统150接收用于由光通信接口显示的数据。在一些实施例中，基座机器人220可以包括分别位于基座机器人220的各个侧面上的多个光通信接口，使得可以从多个角度检测或观看显示的信息。
显示屏229a可以包括液晶显示器(LCD)、等离子显示器或发光二极管(LED)显示器，但是其他示例也是可能的。
光源229b可以包括白炽灯泡、LED或被配置为产生可见光或红外光的脉冲的任何其他光源。
在一些示例中，基座机器人220可以包括被配置为捕获基座机器人220(包括其他机器人)的环境的图像的相机228。
图2C示出了根据示例实施例的自主导引车辆(AGV)。更具体地说，AGV240可以是能够运输各个盒子或箱子的相对较小的移动机器人设备。AGV 240可以包括轮子242以允许在仓库环境内移动。另外，AGV 240的顶部表面244可以用于放置用于运输的盒子或其他物体。在一些示例中，顶部表面244可以包括旋转传送器以将物体移动到AGV 240或从AGV 240移动物体。在另外的示例中，AGV 240可以由一个或多个电池供电，所述一个或多个电池可以在电池充电站处快速充电和/或在电池交换站交换新电池。在进一步的示例中，AGV 240可以另外包括这里没有具体标识的其他部件，诸如用于导航的传感器。具有不同形状和尺寸的AGV也可以包含在机器人机队内，这可能取决于仓库处理的包裹的类型。
AGV 240可以包括光通信接口，诸如显示屏239a和/或光源239b。在一些实施例中，AGV 240可能仅包括光通信接口的一个版本，即，显示屏239a或光源239b。AGV 240可以使用其无线通信接口(未示出)从控制系统150接收用于由光通信接口显示的数据。在一些实施例中，AGV 240可以包括分别位于AGV 240的各个侧面上的多个光通信接口，使得可以从多个角度检测或查看所显示的信息。
显示屏239a可以包括液晶显示器(LCD)、等离子显示器或发光二极管(LED)显示器，但是其他示例也是可能的。
光源239b可以包括白炽灯泡、LED或被配置为产生可见光或红外光的脉冲的任何其他光源。
在一些示例中，AGV 240可以包括被配置为捕获AGV 240(包括其他机器人)的环境的图像的相机238。
图2D示出根据示例实施例的自主叉车。更具体地说，自主叉车260可以包括用于提升和/或移动盒子或其他较大材料的托盘的叉式升降机262。在一些示例中，叉式升降机262可以被升高以到达仓库内的存储架或其他固定存储结构的不同货架。自主叉车260可另外包括用于移动的轮子264以在仓库内运输托盘。在另外的示例中，自主叉车可以包括电动机和电源以及感测系统，诸如关于机器人卡车卸载机200所描述的那些。自主叉车260还可以在尺寸或形状上与图2D中示出的不同。
自主叉车260可以包括光通信接口，诸如显示屏249a和/或光源249b。在一些实施例中，自主叉车260可能仅包括光通信接口的一个版本，即，显示屏249a或光源249b。自主叉车260可以使用其无线通信接口(未示出)从控制系统150接收用于由光通信接口显示的数据。在一些实施例中，自主叉车260可以包括分别位于自主叉车260的各侧上的多个光通信接口，使得可以从多个角度检测或观察显示的信息。
显示屏249a可以包括液晶显示器(LCD)、等离子显示器或发光二极管(LED)显示器，但是其他示例也是可能的。
光源249b可以包括白炽灯泡、LED或配置为产生可见光或红外光的脉冲的任何其他光源。
在一些示例中，自主叉车260可以包括相机248，其被配置为捕获自主叉车260(包括其他机器人)的环境的图像。
图3A、3B、3C、3D和3E共同示出根据示例实施例的仓库中的机器人机队的示例操作。更具体地说，包含具有不同类型的分配任务的不同类型的机器人的机器人机队可以被部署在仓库300内。根据来自集中控制系统或蜂巢思想的指令，不同的机器人设备可以同时独立地操作以完成作业，诸如接收物体、存储物体、从存储中取回物体、传送物体、从仓库运输物体或以其他方式处理物体。另外，在一些示例中，两个或更多个机器人设备可协作以一起执行作业，可能利用专门设备或特定设备的功能。
参考图3A，机器人机队可以包括多个AGV 302，用于快速运输诸如单个盒子或物体的小提包。AGV 302可由集中控制系统分配以移动到仓库300的特定区域以拾取盒子用于运输到另一位置，诸如存储盒子或将盒子移动到等待从仓库300运输的位置。在一些示例中，AGV 302可以被分配为在诸如基座机器人304的固定机器人操纵器的触及范围内移动。更具体地，基座机器人304可以是机器人臂，其被配置为拾取或以其他方式移动附近的物体。在一些示例中，基座机器人304可以能够构造或解构附近的盒子托盘312。在另外的示例中，一旦AGV已经在基座机器人304的触及区域内移动，则基座机器人304可操作为从AGV 302移除物体或将特定物体放置在AGV 302上。
在进一步的示例中，不同类型的固定机器人操纵站也可以或替代地可以被定位在仓库300内。例如，可以使用不同类型的机器人操纵器，而不是使用具有夹具的机器人臂，这可能取决于存储在仓库300内的物体的类型或处理这些物体所需的动作类型。在一些示例中，固定机器人操纵器可以被配置为打开盒子以操纵盒子内的物品。例如，仓库可包括包含多个消费品副本的箱子。机器人操纵器可能够将产品的各个副本放入更小的盒子(可能由AGV运输)以便运出仓库。
机器人机队可另外包含用于运输不同类型或尺寸的提包的其他类型的移动机器人设备。例如，自主叉车306可用于拾取和运输托盘、盒子可堆叠在其上的平坦支撑结构。在一些示例中，仓库300内的存储货架308可以用于存储盒子托盘，可能是通过自主叉车306运输到货架和/或从货架运输的托盘。在另外的示例中，某些托盘300可以放置在仓库300内的特定位置以等待进一步处理。例如，托盘300中的一个可以留在选定的位置，直到移动机器人自由地移动托盘、直到托架机器人304自由地操纵托盘上的盒子、或者直到运输货车到达仓库，以将托盘运输到仓库外的另一个位置。
参考图3B，可以分配自主叉车306以将盒子的特定托盘314运输到基座机器人304的触及区域。例如，托盘314可以包含特定类型的盒子。通过将托盘314运输到基座机器人304能够到达的位置，基座机器人304然后可以将来自托盘314的物体重新分配触及范围内的其他区域，诸如到其他托盘312上或附近AGV 302中的一个上以用于运输到其他位置。
在一些示例中，自主叉车306可以移动到基座机器人304的触及区域，并且然后可以在点将托盘314落下到地面上，在所述点处基座机器人304可以到达托盘314上的一些或全部。在进一步的示例中，在从托盘314落下之后，自主叉车306然后可以离开该区域以执行不同的任务，诸如从存储货架308或从当前存储在仓库300内的地面上的托盘310取回另一托盘。在其他示例中，自主叉车306可以在托盘314落下之后在304的触及范围内拾取并移动不同的托盘312，所述托盘314可以是由基座机器人304部分或完全构造的托盘。
参考图3C，基座机器人304可以被分配为将盒子316从托盘314转移到AGV 302。对于托盘314中的其他盒子可以重复这样的处理，可能直到托盘314的盒子已经完全卸垛。如图所示，自主叉车306可以移回到其它托盘附近的其先前位置。
参考图3D，AGV 302可以被分配以移动到卡车320附近的区域，从而将盒子316从靠近基座机器人304的位置运输到靠近卡车卸载机318的位置。然后，参考图3E，卡车卸载机318可将盒子316从AGV 302转移到卡车320。
分别在图4、图5和图6中示出的方法400、500和600呈现可以由以下中的一个或多个执行的示例方法：(i)图1A和1B中的机器人机队100，(ii)图1B的控制系统150，(iii)图2A和2E中的机器人卡车卸载机200，(iv)图2B中的基座机器人220，(v)图2C中的AGV 240，(vi)图2D中的自主叉车和/或(vii)图3A-3E中的AGV 302、基座机器人304和自主叉车306。操作可以通过本文描述的一个或多个合适部件的任何组合来执行。图4-6可以包括如框402-406、502-508和602-610中的一个或多个所示的一个或多个操作、功能或动作。虽然这些框以顺序的次序示出，但是这些框在一些情况下可以并行执行，和/或以与这里描述的次序不同的次序执行。而且，各种块可以被组合成更少的块，被分成额外的块，和/或基于期望的实现被移除。
参考图4，方法400通常可以由任何控制系统执行和/或与任何机器人交互。例如，控制系统150可以执行与机器人机队100的任何机器人交互的方法400。
在框402处，方法400包括存储指示第一光学标识符与第一机器人之间的关联的数据。例如，控制系统150可以存储指示第一光学标识符与AGV112、自主叉车114、卡车装(卸)载机116、运输卡车118或基座机器人122中的任何之间的关联的数据，可能存储在非临时性计算机可读介质152处的数据库内。在一些情况下，可以将数据存储在表格中以便将第一机器人的网络地址与编码或表示第一光学标识符的数据相关联。由控制系统150维护的数据库还可以包括指示其他机器人和其他光学标识符之间的关联的数据。
在一些情况下，第一光学标识符可以包括二维矩阵码，诸如快速响应(QR)码或增强现实标签(ARTag)。示例的第一光学标识符221a采用图2A中的QR码的形式。第一光学标识符221a可以由显示屏219显示。在这种情况下，第一光学标识符221a可识别为(例如，参考由控制系统150存储的数据库)与卡车卸载机200相关联。第一光学标识符221a也可以传送关于卡车卸载机200的额外信息。在其他示例中，第一光学标识符221a可以采用可识别为与卡车卸载机200相关联的任何基准标记的形式。通常，例如，光学标识符可以包括任何基准标记、符号或可由光学传感器检测的信息，所述光学传感器诸如相机、光检测器、光电传感器、光电二极管、电荷耦合器件、光敏电阻、光电倍增器、图像传感器或光电检测器。例如，光学标识符可以经由可见光、红外线和/或紫外线来传送。
在其他示例中，第一光学标识符可以包括红外光脉冲和/或可见光脉冲。例如，光源219b可以以可识别(例如，参考由控制系统150存储的数据库)为与卡车卸载机200相关联的方式间歇地闪烁或闪光。由光源219b显示的第一光学标识符可以例如采用莫尔斯码的形式。
在各种示例中，第一光学标识符可以与任何机器人相关联并由其显示，而与其形式无关。
在框404处，方法400包括向第一机器人发送对第一光学标识符进行编码的数据，所述第一光学标识符用于由第一机器人显示。第一机器人可以由AGV 112、自主叉车114、卡车装(卸)载机116、运输卡车118或基座机器人122中的任何来表示。通过进一步示例，控制系统150可以使用其无线通信接口来向卡车卸载机200发送对第一光学标识符进行编码的数据，所述第一光学标识符用于显示屏219a或光源219b显示。也就是说，卡车卸载机200可以使用从控制系统150接收的数据来显示第一光学标识符。
在框406处，方法400包括在发送对第一光学标识符进行编码的数据之后，向第二机器人发送指示第一光学标识符与第一机器人之间的关联的数据。第二机器人可以由AGV112、自主叉车114、卡车装(卸)载机116、运输卡车118或基座机器人122中的任何一个表示。再例如，在将对第一光学标识符进行编码的数据发送到卡车卸载机200时，控制系统150可使用其无线通信接口向基座机器人220发送指示第一光学标识符与卡车卸载机200之间的关联的数据。基座机器人220然后可使用该数据来识别在基座机器人220的环境内的卡车卸载机200，使得基座机器人220和卡车卸载机200可协作执行任务。
方法400还可以涉及从第二机器人接收包括对第一光学标识符进行编码的数据的消息。在这种情况下，发送指示第一光学标识符与第一机器人之间的关联的数据可以包括：响应于接收消息而发送指示第一光学标识符与第一机器人之间的关联的数据。例如，控制系统150可以从图2B的基座机器人220接收消息，该消息请求识别与在由基座机器人220的相机228捕获的图像中已经检测的第一光学标识符221a相关联的机器人。作为响应，控制系统150可以将数据发送到基座机器人220，指示第一光学标识符221a和卡车卸载机200之间的关联。
方法400还可以包括确定自从(i)存储指示第一光学标识符和第一机器人之间的关联的数据或者(ii)将对第一光学标识符进行编码的数据发送到第一机器人起已经经过的预定时间量。
例如，控制系统150可以生成时间戳，记录控制系统150存储指示第一光学标识符221a和卡车卸载机200之间的关联的数据的时间。随后，控制系统150可以使用内部或基于网络的时钟确定自从存储指示第一光学标识符221a和卡车卸载机200之间的关联的数据起已经过了预定时间量(例如，30分钟)。
在另一个示例中，控制系统150可以生成时间戳，记录控制系统150将对第一光学标识符221a进行编码的数据发送到卡车卸载机200的时间。随后，控制系统150可以使用内部或基于网络的时钟以确定自将对第一光学标识符221a进行编码的数据发送到卡车卸载机200起已经过了预定时间量(例如，30分钟)。
方法400还可以涉及响应于确定经过了预定时间量，向第一机器人发送对第一机器人的第二光学标识符进行编码的数据，所述第二光学标识符用于由第一机器人显示。例如，在控制系统150确定经过了预定时间量之后，控制系统150可以向卡车卸载机200发送编码第二光学标识符221b的数据，所述第二光学标识符用于卡车卸载机200显示。如图2E所示，卡车卸载机200可以接收编码第二光学标识符221b的数据并刷新显示屏219a以显示第二光学标识符221b。在另一个示例中，第二光学标识符可以包括用于由光源219b显示的附加可见光或红外光的脉冲序列。周期性地刷新由各种机器人显示的光学标识符可以增强机器人机队100的安全性，如下面进一步描述的。
方法400还可以涉及存储指示第二光学标识符与第一机器人之间的关联的数据。例如，控制系统150可以在其数据库中存储新的数据，其将卡车卸载机200的网络地址与编码或表示第二光学标识符221b的数据相关联。
方法400还可以涉及识别潜在的安全漏洞。例如，控制系统150可以使用其相机(或通信地耦合到控制系统150的相机)捕获仓库中的未知机器人的图像。也就是说，在控制系统150的数据库中不会存储有未知机器人的记录。在认识到未知机器人对于机器人机队100是外来的时，控制系统150可以识别潜在的安全漏洞。
方法400还可以涉及响应于识别潜在的安全漏洞，向第一机器人发送对第一机器人的第二光学标识符进行编码的数据，所述第二光学标识符用于由第一机器人显示。例如，控制系统150可以向卡车卸载机200发送编码第二光学标识符221b的数据，所述第二光学标识符用于由卡车卸载机200显示。如图2E所示，卡车卸载机200可以接收编码第二光学标识符的数据221b并刷新显示屏219a以显示第二光学标识符221b。在另一个示例中，第二光学标识符可以包括用于由光源219b显示的附加的可见光或红外光的脉冲序列。响应于识别潜在的安全漏洞而刷新由各种机器人显示的光学标识符可以防止未知的机器人干扰机器人机队100的操作。
方法400还可以涉及存储指示第二光学标识符与第一机器人之间的关联的数据。例如，控制系统150可以在其数据库中存储新的数据，其将卡车卸载机200的网络地址与编码或表示第二光学标识符221b的数据相关联。
在一些示例中，控制系统150可以包括相机(或者可通信地连接到相机)。在这种情况下，方法400还可以涉及由相机捕获由第一机器人显示的第一光学标识符的图像。例如，控制系统150可以捕获包括由卡车卸载机200的显示屏219a显示的第一光学标识符221a的图像。
方法400还可以涉及通过检测所捕获的图像内的第一光学标识符来识别第一机器人。例如，控制系统150可以使用已知的图像处理技术来识别图像内的第一光学标识符221a，然后通过使用数据库将第一光学标识符221a与卡车卸载机200相关联来识别卡车卸载机200。
方法400还可以涉及确定第一机器人的状态，并且基于确定的状态，向第一机器人发送消息。例如，控制系统150可以确定由于导航错误卡车卸载机200已经偏离其预定航线。作为响应，控制系统150可以向卡车卸载机200发送消息，该消息包括卡车卸载机200的当前位置和/或卡车卸载机200导航回预定路线的指令。在另一个示例中，控制系统150可以从视觉检查中确定卡车卸载机200已经侧倒。在这种情况下，该消息可以包括用于卡车卸载机200断电的指令，直到另一个机器人可用于辅助卡车卸载机200。因此，确定第一机器人(例如卡车卸载机200)的状态可以包括基于所述至少一个捕获的图像确定第一机器人的状态。
在一些示例中，第一机器人可以显示第一机器人的状态的指示。第一机器人的状态的指示可以被包括作为第一光学标识符的一部分，或者可以是与第一光学标识符分离并且不同的指示。第一机器人的状态可以包括操作条件，诸如以下中的至少一个：(i)由第一机器人的电池存储的能量的量小于能量的阈值量，(ii)第一机器人正在经历机械故障，以及(iii)第一机器人正在经历电气故障。第一机器人的其他示例状态是可能的。控制系统150可存储指示各种可显示指示与机器人状态之间的关联的数据，使得控制系统150可基于机器人显示的指示来确定机器人的状态。
在这种情况下，方法400还可以涉及通过相机捕获指示的图像。例如，控制系统150的相机可以捕获包括第一光学标识符221a的图像。在一些示例中，第一光学标识符221a可以指示卡车卸载机200的状态以及识别卡车卸载机200。在其他示例中，卡车卸载机200可以显示卡车卸载机200的状态的指示，其是单独的并且与第一光学标识符221a不同，并且控制系统150的相机可以捕获单独的且不同的指示。
方法400还可以包括识别捕获的图像内的指示。例如，控制系统150可以使用已知的图像处理技术来识别捕获的图像内的第一光学标识符221a(或附加的显示指示)。在这种情况下，确定第一机器人(例如卡车卸载机200)的状态可以包括基于识别的指示来确定第一机器人的状态。
方法400还可以涉及存储指示第三光学标识符与托盘之间的关联的数据。例如，控制系统150可以将数据存储在其数据库中，所述数据将图7的托盘700与由显示屏719a显示的第三光学标识符721a相关联。显示屏719a可以由与托盘700相关联的计算设备725控制。计算设备725可以包括无线通信接口，该无线通信接口被配置为从控制系统150或机器人机队的任何机器人100接收数据或向其发送数据。
方法400还可以涉及向与托盘相关联的计算设备发送对第三光学标识符进行编码的数据以用于由计算设备显示。例如，控制系统150可将编码第三光学标识符721a的数据发送到计算设备725，使得计算设备725可使显示屏719a显示第三光学标识符721a。在另一个示例中，控制系统150可以发送对第三光学标识符(例如，可见光和/或红外光的脉冲)进行编码的数据以用于由光源719b显示。例如，光源719b可以类似于图2A的光源219b。
方法400还可以包括：在发送对第三光学标识符进行编码的数据之后，向给定的机器人发送指示第三光学标识符与托盘之间的关联的数据。例如，控制系统150可以向图2D的自主叉车260发送指示第三光学标识符721a和托盘700之间的关联的数据，使得自主叉车260可以通过捕获第三光学标识符721a的图像来识别托盘700。这可以帮助自主叉车260找到用于装载或卸载一个或多个物品的正确托盘。
方法400还可以涉及从给定的机器人接收包括对第三光学标识符进行编码的数据的消息。在这种情况下，发送指示第三光学标识符与托盘之间的关联的数据包括响应于接收消息而发送指示第三光学标识符与托盘之间的关联的数据。
例如，控制系统150可以接收来自自主叉车260的消息。该消息可以包括向控制系统150请求识别显示第三光学标识符721a的托盘700。响应于接收来自自主叉车260的消息，控制系统可以向自主卡车260发送指示第三光学标识符721a和托盘700之间的关联的数据。
在一些实施例中，仓库100内的诸如电池交换/充电站126(或另一类型的对接站)、基座机器人122或机器人环境内的任何其他固定物体的固定物体可以显示类似于本文所述的光学标识符的光学标识符。在这样的示例中，控制系统150可以将对光学标识符进行编码的数据发送到固定物体，使得与固定物体相对应的计算设备和显示屏可以显示光学标识符。在其他示例中，仓库100内的可移动(即，非固定)物体也可以根据本文所述的任何适用功能来显示光学标识符。移动经过固定物体的机器人可以检测由固定物体显示的光学标识符，并且在检测光学标识符之前或之后，基于机器人从控制系统100接收的数据，可以将检测的光学标识符识别为命令。机器人可以根据该命令执行功能。在其他示例中，光学标识符可以表示除了命令之外的信息。
在一些示例中，光学标识符可以表示用于机器人减慢、加速、与物体对接、朝向物体移动、不与物体对接、远离物体移动、停止等的命令。光学标识符也可以代表机器人的类似命令。
在物体是电池交换/充电站126的示例中，电池交换/充电站126可显示指示电池交换/充电站126是否具有用于与机器人交换的充电电池的光学标识符。在机器人的电池电力不足的示例中，机器人可以检测传达电池交换/充电站126确实具有用于交换的充电电池的光学标识符，并且机器人可以与电池交换/充电站126对接并交换其耗尽的电池以换取充电的电池。如果光学标识符指示电池交换/充电站126没有用于交换的充电电池，则机器人可以搜索具有用于交换的充电电池的另一个电池交换/充电站126。
在另一个示例中，“路标”可以包括位于机器人经常行驶的仓库100的区域处的计算设备和显示屏。有时，显示屏可以显示表示机器人交通状况的光学标识符。如果区域附近的机器人交通繁忙，则显示屏可显示光学标识符，传达该区域中的机器人以低于正常速度行驶的命令，以避免机器人之间的碰撞。类似地，如果区域附近的机器人交通较通常，则显示屏可以显示光学标识符，其传达该区域中的机器人以高于正常速度行驶的命令。控制系统150可以监控该区域处的机器人交通状况并且将编码表示机器人交通状况的光学标识符的数据发送到路标以用于显示。在机器人检测到这样的光学标识符之前或之后，控制系统150可以向机器人发送传达这种光学标识符的含义的数据，使得机器人可以相应地作出反应。
参考图5，方法500通常可以由任何机器人执行。例如，机器人机队100的任何机器人可以执行与控制系统150相互作用的方法500。
在框502处，方法500可以包括接收对机器人的第一光学标识符进行编码的数据。例如，图2A的卡车卸载机200可以包括无线通信接口(未示出)。无线通信接口可以从控制系统150接收数据，其编码：(i)要由显示屏219a显示的第一光学标识符221a或(ii)要由光源219b显示的另一个第一光学标识符。以上关于方法400的框404描述的示例也可以应用于框502。
在框504处，方法500可以包括由光通信接口显示第一光学标识符。例如，卡车卸载机200的光通信接口可以采取显示屏219a或光源219b的形式。显示屏219a可以显示第一光学标识符221a，或者光源219b可以以可见或红外光脉冲序列的形式显示识别卡车卸载机200的第一光学标识符。光学标识符221a可以包括任何类型的二维矩阵码或可识别为指示卡车卸载机200的任何基准标记。
在框506处，方法500可以包括接收对机器人的第二光学标识符进行编码的数据。例如，卡车卸载机200可以接收对第二光学标识符221b进行编码的数据或采取可见或红外光的脉冲序列的形式的另一第二光学标识符。
在框508处，方法500可以包括由光通信接口显示第二光学标识符。例如，卡车卸载机200可以接收对用于由显示屏219a显示的第二光学标识符221b进行编码的数据，或者可以接收对用于由光源219b显示的第二光学标识符的进行编码数据。
方法500还可以涉及接收对机器人的优先级状态进行编码的数据。例如，卡车卸载机200可以从控制系统150接收指示级别“1”优先级状态的数据，这可以指示卡车卸载机200正在执行的任务至少与另一机器人正在执行的任何其他任务一样重要。在另一个示例中，卡车卸载机200可以从控制系统150接收指示级别“5”优先级状态的数据，这可以指示卡车卸载机正在执行的任务至少与另一机器人正在执行的任何其他任务一样不重要。其他度量也可用于评价机器人执行的任务的相对权重。
方法500还可以涉及通过光通信接口显示优先级状态的指示。例如，卡车卸载机200的显示屏219a可以显示优先级状态的指示(可以包括或不包括在第一光学标识符221a内)。在另一示例中，光源219b可以显示优先级状态的指示(其可以包括或不包括在由光源219b显示的第一光学标识符内)。以此方式，如下所述，控制系统150或其他机器人可以检测指示优先级状态的指示并相应地执行特定的动作。
参考图6，方法600通常可以由任何机器人执行。例如，机器人机队100的任何机器人都可以与机器人机队100或控制系统150的任何其他机器人交互地执行方法600。
在框602处，方法600可以包括从控制系统接收对第一机器人的第一优先级状进行编码的数据。例如参考图8，第一卡车卸载机200可以从控制系统150接收对第一卡车卸载机200的第一优先级状态进行编码的数据。例如，第一卡车卸载机200的第一优先级状态可以以1(最高优先级)至5(最低优先级)的度量反映第一卡车卸载机200要执行的任务的相对重要性。
在框604处，方法600可以包括捕获第二机器人的第二优先级状态的指示的图像。在这种情况下，当指示被捕获时，指示可以由第二机器人显示。例如，第一卡车卸载机200可以使用相机208来捕获第二优先级状态指示符821a的图像。第二优先级状态指示符821a可以由第二卡车卸载机800的显示屏819a显示。在另一示例中，相机208可以捕获由光源819b显示的第二优先级状态指示符的图像。如上面的示例中所描述的，由光源819b显示的第二优先级状态指示符可以包括一系列可见光和/或红外光的脉冲。例如，第二卡车卸载机800的第二优先级状态可以以1(最高优先级)至5(最低优先级)的度量反映第二卡车卸载机800将执行的任务的相对重要性。
在框606处，方法600可以包括通过识别所捕获的图像内的指示来确定第二优先级状态。例如，卡车卸载机200可以使用已知的图像处理技术来识别由相机208捕获的图像内的第二优先级状态指示符821a(或由光源819b显示的第二优先级状态指示符)。
在框608处，方法600可以包括将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较。在一个示例中，将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较可以包括确定第一优先级状态高于第二优先级状态。例如，卡车卸载机200可以基于第二优先级状态指示符将第二卡车卸载机800的第二优先级状态确定为“3”。如果第一卡车卸载机200的第一优先级状态是“1”，则第一卡车卸载机200可以确定要由第一卡车卸载机200执行的任务比由第二卡车卸载机800执行的任务更重要。
在另一个示例中，将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较可以包括确定第一优先级状态低于第二优先级状态。例如，卡车卸载机200可以基于第二优先级状态指示符将第二卡车卸载机800的第二优先级状态确定为“3”。如果第一优先级状态是“5”，则第一卡车卸载机200可以确定要由第一卡车卸载机200执行的任务不如要由第二卡车卸载机800执行的任务重要。
在框610处，方法600可以包括基于将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较来执行动作。更具体地说，第一卡车卸载机200和第二卡车卸载机800在它们导航其各自的路径以完成相应的任务时可以彼此靠近。在第一优先级状态高于第二优先级状态的情况下，第二卡车卸载机800可以服从第一卡车卸载机200，使得第一卡车卸载机200可以移动经过第二卡车卸载机800。在第一优先级状态低于第二优先级状态的情况下，第一卡车卸载机200可以服从第二卡车卸载机800，使得第二卡车卸载机800可以移动经过第一卡车卸载机200。
在另一个示例中，执行动作可以包括在第二机器人从第三机器人取回第二物品之后从第三机器人取回第一物品。在第一优先级状态高于第二优先级状态的情况下，在第二卡车卸载机800执行这样的动作之前，第一卡车卸载机200可以继续将物品装载到运输卡车118或从运输卡车118卸载物品。在第一优先级状态低于第二优先级状态的情况下，在第一卡车卸载机200执行这样的动作之前，第二卡车卸载机800可以继续将物品装载到运输卡车118或从运输卡车118卸载物品。
通常，机器人可以通过显示和检测光学标识符来相互通信。例如，第一机器人可以显示光学标识符，使得第二机器人可以检测光学标识符。如果机器人之间的常规无线或有线通信失败或经历不可预测的等待时间，则此通信方法可能是有用的。例如，当两个机器人进行交互以执行任务时，使用光学标识符通信可能是有用的。使用光学标识符作为通信手段，虽然可能比传统的有线或无线通信平均速度慢，但在某些情况下可能更可靠和/或可预测。
本公开不限于在本申请中描述的特定实施例，其旨在作为各个方面的说明。对于本领域技术人员来说明显的是，可以在不脱离其精神和范围的情况下做出许多修改和变化。根据前面的描述，除本文列举的那些之外，在本公开的范围内的功能上等同的方法和设备对于本领域技术人员将是明显的。这样的修改和变化旨在落入所附权利要求的范围内。
以上详细描述参考附图描述了所公开的系统、设备和方法的各种特征和功能。在附图中，除非上下文另有规定，否则相似的符号通常标识相似的部件。这里和附图中描述的示例实施例不意味着限制。可以使用其它实施例，并且可以做出其他改变，而不脱离本文呈现的主题的精神或范围。将容易理解的是，如本文一般性描述的和附图中示出的本公开的方面可以以各种各样的不同配置进行布置、替换、组合、分离和设计，所有这些都被明确地考虑于此。
表示信息处理的框可以对应于可以被配置为执行本文描述的方法或技术的特定逻辑功能的电路。替代地或另外地，表示信息处理的框可对应于模块、段或程序代码的一部分(包括相关数据)。程序代码可以包括可由处理器执行的一个或多个指令，用于实现该方法或技术中的特定逻辑功能或动作。程序代码和/或相关数据可以存储在任何类型的计算机可读介质上，诸如包括磁盘或硬盘驱动器的存储设备或其他存储介质。
计算机可读介质还可以包括非临时性计算机可读介质，诸如短时间存储数据的计算机可读介质，比如寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(RAM)的。计算机可读介质还可以包括非临时性计算机可读介质，其在更长时间段存储程序代码和/或数据，诸如次要或持久长期存储，如只读存储器(ROM)、光盘或磁盘、紧凑盘只读存储器(CD-ROM)等。计算机可读介质还可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。计算机可读介质可以被认为是例如计算机可读存储介质或者有形存储设备。
而且，表示一个或多个信息传输的块可对应于同一物理设备中的软件和/或硬件模块之间的信息传输。然而，其他信息传输可在不同物理设备中的软件模块和/或硬件模块之间。
图中所示的特定布置不应被视为限制。应该理解，其他实施例可以包括比给定图中所示的每个元件更多或更少的元件。此外，所示元件中的一些可以被组合或省略。另外，示例实施例可以包括图中未示出的元件。
虽然本文已经公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员而言将是明显的。这里公开的各个方面和实施例是用于说明的目的，而不是限制性的，真正的范围由所附权利要求指出。

Claims (20)

1.一种控制系统，包括：
一个或多个处理器；以及
存储指令的计算机可读存储介质，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述控制系统执行功能，所述功能包括：
存储指示光学标识符与第一机器人之间的关联的数据；
向第一机器人发送对光学标识符进行编码的数据，所述光学标识符用于由第一机器人显示；以及
在发送对光学标识符进行编码的数据之后，向第二机器人发送指示光学标识符与第一机器人之间的关联的数据。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述光学标识符包括二维矩阵码。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述光学标识符包括(a)红外光脉冲和(b)可见光脉冲中的一个或多个。
4.根据权利要求1所述的控制系统，所述功能还包括：
从第二机器人接收包括对光学标识符进行编码的数据的消息，
其中发送指示所述光学标识符与所述第一机器人之间的关联的数据包括：响应于接收所述消息来发送指示所述光学标识符与所述第一机器人之间的关联的数据。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述光学标识符是第一光学标识符，所述功能还包括：
确定自从(i)存储指示第一光学标识符与第一机器人之间的关联的数据或(ii)将对第一光学标识符进行编码的数据发送到第一机器人起经过的预定时间量；
响应于确定经过的预定时间量，向第一机器人发送对第一机器人的第二光学标识符进行编码的数据，所述第二光学标识符用于由第一机器人显示；以及
存储指示第二光学标识符与第一机器人之间的关联的数据。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述光学标识符是第一光学标识符，所述功能还包括：
识别潜在的安全漏洞；
响应于识别所述潜在的安全漏洞，向所述第一机器人发送对所述第一机器人的第二光学标识符进行编码的数据，所述第二光学标识符用于由所述第一机器人显示；以及
存储指示第二光学标识符与第一机器人之间的关联的数据。
7.根据权利要求1所述的控制系统，其中，指示所述光学标识符与所述第一机器人之间的关联的数据包括所述第一机器人的网络地址。
8.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述功能还包括：
通过通信地耦合到控制系统的相机捕获由第一机器人显示的光学标识符的图像；
通过检测所捕获的图像内的光学标识符而识别第一机器人；
确定第一机器人的状态；以及
基于确定的状态，向第一机器人发送消息。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其中所述第一机器人显示所述第一机器人的状态的指示，所述功能还包括：
由相机捕获指示的图像；以及
识别所捕获的指示的图像内的指示，
其中确定所述第一机器人的状态包括基于所识别的指示确定所述第一机器人的状态。
10.根据权利要求8所述的控制系统，其中，所述第一机器人的状态包括以下中的至少一个：(i)由所述第一机器人的电池存储的能量的量小于能量的阈值量，(ii)所述第一机器人正在经历机械故障，并且(iii)第一机器人正在经历电气故障。
11.根据权利要求8所述的控制系统，其中确定所述第一机器人的状态包括基于至少一个捕获的图像来确定所述第一机器人的状态。
12.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述光学标识符是第一光学标识符，所述功能进一步包括：
存储指示第二光学标识符与托盘之间的关联的数据；
向与所述托盘相关联的计算设备发送对所述第二光学标识符进行编码的数据，所述第二光学指示符用于由所述计算设备显示；以及
在发送对第二光学标识符进行编码的数据之后，向给定的机器人发送指示第二光学标识符与托盘之间的关联的数据。
13.根据权利要求12所述的控制系统，所述功能还包括：
从所述给定的机器人接收包括对第二光学标识符进行编码的数据的消息，
其中发送指示所述第二光学标识符与所述托盘之间的关联的数据包括：响应于接收所述消息而发送指示所述第二光学标识符与所述托盘之间的关联的数据。
14.一种机器人，包括：
一个或多个处理器；
光通信接口；以及
存储指令的计算机可读存储介质，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述机器人执行功能，所述功能包括：
接收对机器人的第一光学标识符进行编码的数据；
通过所述光通信接口显示所述第一光学标识符；
接收对机器人的第二光学标识符进行编码的数据；以及
通过光通信接口显示第二光学标识符。
15.根据权利要求14所述的机器人，
其中所述光通信接口包括显示屏，并且
其中第一光学标识符包括二维矩阵码。
16.根据权利要求14所述的机器人，
其中所述光通信接口包括被配置为产生(i)红外光和(ii)可见光中的一个或多个的光源，并且
其中所述第一光学标识符包括(a)红外光脉冲和(b)可见光脉冲中的一个或多个。
17.根据权利要求14所述的机器人，所述功能还包括：
接收对机器人的优先级状态进行编码的数据；以及
通过光通信接口显示优先级状态的指示。
18.一种第一机器人，包括：
一个或多个处理器；以及
存储指令的计算机可读存储介质，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述第一机器人执行功能，所述功能包括：
从控制系统接收对第一机器人的第一优先级状态进行编码的数据；
捕获第二机器人的第二优先级状态的指示的图像，其中所述指示由所述第二机器人显示；
通过识别所捕获的图像内的指示来确定第二优先级状态；
将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较；以及
基于将第一优先级状态与第二优先级状态进行比较来执行动作。
19.根据权利要求18所述的机器人，
其中将所述第一优先级状态与所述第二优先级状态进行比较包括确定所述第一优先级状态低于所述第二优先级状态，并且
其中执行动作包括在所述第二机器人从所述第三机器人取回第二物品之后从第三机器人取回第一物品。
20.根据权利要求18所述的机器人，
其中将所述第一优先级状态与所述第二优先级状态进行比较包括确定所述第一优先级状态低于所述第二优先级状态，并且
其中执行动作包括当所述第二机器人移动经过所述第一机器人时服从所述第二机器人。
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