CN109196434A

CN109196434A - 用于仓库导航的标识信息

Info

Publication number: CN109196434A
Application number: CN201780030571.1A
Authority: CN
Inventors: C.汉斯; D.谢弗
Original assignee: X Development LLC
Current assignee: Boston Dynamics Inc
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2019-01-11
Also published as: WO2018057728A1; JP6783876B2; AU2020201162A1; EP3516471A1; US20180088586A1; AU2017330339A1; KR20180128072A; AU2017330339B2; US10353395B2; EP3516471A4; JP2019534829A; KR102134758B1

Abstract

示例方法包括接收由机器人设备上的传感器捕获的图像数据。机器人设备位于仓库中，仓库包括在仓库中的储存位置存储的多个库存物品。每个库存物品具有在仓库管理系统(WMS)中标识它的物品上标识符，每个储存位置具有在WMS中标识它的储存位置标识符，并且第一库存物品的第一物品上标识符是在WMS中与第一储存位置的第一储存位置标识符相关联。该方法包括分析接收的传感器数据以检测由传感器捕获的标识符。检测到的标识符包括第一物品上标识符和第一储存位置标识符中的一个或两个。该方法包括确定与检测到的标识符相关联的仓库位置，并且基于仓库位置，确定仓库内的机器人设备的位置。

Description

用于仓库导航的标识信息

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月26日提交的美国专利申请No.15/276,193的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

一个或多个机器人设备和/或其他行动者可以在整个储存环境中移动以执行与物品的储存和装运相关的动作。一个示例储存环境是仓库，其可以是具有多排存放架的封闭式建筑物，在该存放架上可以存储物品。在一些情况下，多个库存对象(例如，箱子、包装和/或盒子)可以存储在托盘上，并且托盘可以垂直堆叠。这样，存储在仓库中的物品可以是库存对象和/或库存对象的托盘。仓库还可以包括用于从运货卡车或其他类型的车辆装载和/或卸载物品的装载台。

可以采用仓库管理系统(WMS)来促进仓库环境内的操作。例如，WMS可以跟踪仓库环境中存储和在仓库环境周围移动的物品的标识和位置。跟踪仓库中物品的一种方法使用附加到仓库中的储存位置的条形码(即，“储存位置条形码”)和附加到物品的条形码(即，“物品上条形码”)。例如，仓库中的每个存放架可以标记有相应的储存位置条形码，并且WMS可以对于每个储存位置条形码存储对应于仓库内的存放架的物理位置的指示(例如，位置坐标)。为了将特定物品移动到特定储存位置和/或从特定储存位置移动特定物品，操作员可以在物品被存放或从储存位置移除时扫描物品上条形码和储存位置条形码。然后，操作员可以将两个扫描的条形码上载到WMS，以记录在储存位置处的物品的存放或移除。

发明内容

本公开的示例系统、方法和设备有助于在仓库环境内定位和导航机器人设备。机器人设备包括捕获传感器数据的传感器。本公开的系统、方法和设备使用捕获的传感器数据来检测一个或多个物品上标识符和/或一个或多个储存位置标识符等。然后，系统、方法和设备使用检测到的物品上和/或储存位置标识符来帮助确定机器人设备的位置和/或将机器人设备导航到目标位置。

在一个示例中，传感器可以是相机，传感器数据可以是由相机捕获的图像数据，物品上的标识符可以是物品上条形码，并且储存位置可以是储存位置条形码。在该示例中，计算系统可以从机器人设备的相机接收图像数据，并且至少部分地基于。在图像数据中捕获的储存位置条形码和/或物品上条形码来确定机器人设备的位置例如，计算系统可以检测图像数据中的储存位置条形码，并且响应地在WMS中查找与检测到的储存位置条形码对应的仓库中的物理位置(即，“仓库位置”)。作为另一示例，计算系统可以检测图像数据中的物品上条形码，确定与WMS中检测到的物品上条形码相对应的储存位置，然后从WMS确定与确定的储存位置相对应的仓库中的物理位置。基于仓库中确定的位置以及可能的其他因素，计算系统可以向机器人设备提供导航指令和/或在仓库内跟踪机器人设备的移动。

与在仓库中定位和导航机器人设备的传统方法不同，本公开提供了在仓库环境中定位和导航机器人设备，而无需修改仓库基础设施以辅助导航，例如通过添加基准标记(例如，4月标签、QR码或反射器)到仓库环境。实际上，机器人设备可能已经包括用于各种其他目的的传感器和捕获传感器数据，例如，以检测和避开障碍物和/或操纵仓库内的物品。并且储存位置和物品可能已经分别具有储存位置标识符和物品上标识符，用于跟踪仓库内的库存物品的身份和位置。在一个方面，本公开因此可以有利地利用现有基础设施来提供仓库环境内的机器人设备的改进的定位和导航。

在一个示例中，一种方法包括接收由耦合到机器人设备的传感器捕获的传感器数据，并且响应于接收传感器数据，执行传感器数据的分析。该方法还包括使用对所接收的传感器数据的分析来检测由传感器捕获的标识符，确定与WMS中的标识符相关联的仓库位置，以及基于仓库位置确定机器人设备在仓库环境中的位置。机器人设备部署在仓库环境中，多个库存物品存储在仓库环境中的多个储存位置，每个库存物品具有标识WMS中的库存物品的物品上标识符，以及每个储存位置具有标识WMS中储存位置的储存位置标识符。用于多个库存物品中的第一库存物品的第一物品上标识符在WMS中与用于多个储存位置的第一储存位置的第一储存位置标识符相关联。使用传感器数据的分析检测的标识符包括第一物品上标识符和第一储存位置标识符中的一个或两个。

在另一示例中，一种系统包括部署在仓库环境中的机器人设备，耦合到机器人设备的传感器、以及计算系统。传感器配置为捕获传感器数据。计算系统被配置为接收由传感器捕获的传感器数据，并且响应于接收传感器数据，执行传感器数据的分析。计算系统还被配置为使用传感器数据的分析来检测由传感器捕获的标识符，确定与WMS中的标识符相关联的仓库位置，并且基于仓库位置确定机器人设备在仓库环境中的的位置。多个库存物品存储在仓库环境中的多个储存位置处，每个库存物品具有标识WMS中的库存物品的物品上标识符，并且每个储存位置具有标识WMS中的存储位置的储存位置标识符。用于多个库存物品中的第一库存物品的第一物品上标识符在WMS中与用于多个储存位置的第一储存位置的第一储存位置标识符相关联。使用传感器数据的分析检测的标识符包括第一物品上标识符和第一储存位置标识符中的一个或两个。

在另一示例中，机器人设备包括传感器和计算系统。传感器配置为捕获传感器数据。计算系统被配置为接收由传感器捕获的传感器数据，并且响应于接收传感器数据，执行传感器数据的分析。计算系统还被配置为使用传感器数据的分析来检测由传感器捕获的标识符，确定与WMS中的标识符相关联的仓库位置，并且基于仓库位置确定机器人设备在仓库环境中的位置。机器人设备部署在仓库环境中，多个库存物品存储在仓库环境中的多个储存位置，每个库存物品具有标识WMS中的库存物品的物品上标识符，以及每个储存位置具有标识WMS中储存位置的储存位置标识符。用于多个库存物品中的第一库存物品的第一物品上标识符在WMS中与用于多个储存位置的第一储存位置的第一储存位置标识符相关联。使用传感器数据的分析检测的标识符包括第一物品上标识符和第一储存位置标识符中的一个或两个。

前述发明内容仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。除了以上描述的说明性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和以下详细描述以及附图，其他方面、实施例和特征将变得显而易见。

附图说明

图1A示出了根据示例实施方式的机器人车队。

图1B示出了根据示例实施方式的示出机器人车队的部件的功能框图。

图2A示出了根据示例实施例的机器人卡车卸载机。

图2B示出了根据示例实施例的基座上的机器人臂。

图2C示出了根据示例实施例的自主导引车。

图2D示出了根据示例实施例的自动叉车。

图3示出了根据示例实现的系统。

图4示出了根据示例实施方式的仓库通道。

图5示出了根据另一示例实施方式的图4的仓库通道。

图6示出了根据示例实施方式的示例方法的流程图。

图7示出了根据示例实施方式的另一示例方法的流程图。

图8示出了根据示例实施方式的另一示例方法的流程图。

图9示出了根据示例实施方式的另一示例方法的流程图。

具体实施方式

本文描述了示例方法、系统和设备。本文描述的任何示例实施例或特征不应被解释为比其他实施例或特征更优选或更具优势。这里描述的示例实施例不意味着限制。容易理解的是，所公开的系统和方法的某些方面可以以各种不同的配置来布置和组合，所有这些都在本文中考虑。

此外，图中所示的特定布置不应视为限制性的。应该理解的是，其他实施例可以包括给定附图中所示的每个元件的更多或更少。此外，可以组合或省略一些所示元件。此外，示例实施例可以包括未在附图中示出的元件。

一概述

为了有效地操作仓库，知道执行仓库操作的机器人设备的位置以及向机器人设备提供导航指令以便于完成这样的操作可能是有益的。在示例中，本公开提供了至少部分地基于机器人设备捕获仓库内的储存位置的一个或多个储存位置条形码的图像和/或存储在仓库内的储存位置的物品上的一个或多个物品上条形码的图像便于定位和导航仓库内的机器人设备的系统、设备和方法。更一般地，本公开提供了便于至少部分地基于在由机器人设备的传感器捕获的传感器数据中检测到的一个或多个储存位置标识符和/或一个或多个物品上标识符来定位和导航仓库内的机器人设备的系统、设备和方法。这样，本公开提供了至少部分地基于用于仓库库存跟踪的条形码或其他标识符来定位和导航机器人设备。

示例仓库可以是履行仓库，其中物品被选择、分类和包装以便运送给顾客。可以在仓库内安排或组织物品，以基于客户需求、产品大小、重量、形状或其他特征来提高该过程的效率。库存对象可以存储在托盘上，托盘可以堆叠在彼此之上和/或堆叠在仓库内的储存位置处向上延伸的存放架上(例如，多层搁架)。此外，每个物品和储存位置可以包括分别标识物品和储存位置的条形码或其他标识符。

标识储存位置的标识符可以被称为储存位置标识符，并且标识库存物品的标识符可以被称为物品上标识符。类似地，如上所述，标识储存位置的条形码可以被称为储存位置条形码，并且标识库存物品的条形码可以被称为物品上条形码。储存位置条形码和物品上条形码可以是一维条形码(即，线性条形码)和/或二维条形码(即，矩阵条形码)。二维条形码的一个示例是QR码。

以下在可以由相机检测的储存位置条形码和物品上条形码的上下文中描述示例系统、设备和方法；然而，下面描述的原理可以扩展到适用于使用其他类型的储存位置标识符和物品上标识符(例如，射频标识(RFID)标识符)的系统、设备和方法，其可以被在其他示例中的其他类型传感器(例如，RFID读取器)检测到。

可以为仓库实现基于计算机的WMS。WMS可以存储与物品和/或储存位置、以及在仓库中操作的一个或多个机器人设备有关的信息。例如，WMS可以包括关于每个物品的仓库内的位置、储存位置和/或机器人设备的信息。该信息可用于协调机器人设备以允许它们执行一个或多个功能，例如为客户履行订单。它还可用于跟踪仓库中的物品库存。

在示例中，WMS可以利用数据库，该数据库基于每个储存位置为仓库中的每个储存位置指定不同物品、条形码和/或物理仓库位置的关联数据条目的记录。例如，每个记录可以是表格中的一行，该表格具有用于字段的列，该字段包括储存位置的储存位置条形码的指示、存储在储存位置的物品的物品上条形码的指示、以及仓库中储存位置的物理位置的指示。仓库中的储存位置的物理位置可以由例如空间上映射到仓库的物理空间的坐标系上的储存位置的坐标来表示。因此，利用储存位置条形码和/或物品上条形码的知识，WMS可以标识数据库中的记录，从该记录可以确定仓库中的物理位置。

根据上面的讨论，存储在数据库中的数据可以至少部分地基于由仓库中的机器人设备和/或操作员执行的库存跟踪操作。例如，当物品放置在特定储存位置处或从特定储存位置移除时，机器人设备或操作员可以扫描储存位置处的储存位置条形码和物品上的物品上条形码。然后，机器人设备和/或操作员可以将储存位置条形码和物品上条形码发送到WMS，WMS更新数据库以指示物品被存放在储存位置处或从储存位置移除。通过这种方式，WMS可以使用储存位置条形码和物品上条形码来帮助跟踪仓库中物品的库存。

机器人设备可以是自动导引车(AGV)，例如托盘搬运车、叉车、卡车装载机/卸载机和/或其他设备。每个机器人设备可以是自主的或部分自主的。此外，每个机器人设备可以包括具有相机的视觉系统，其有助于机器人设备导航通过仓库和/或操纵物品。在示例中，机器人设备可以使用相机捕获图像数据以在执行仓库操作时感测其环境和/或操纵物品。例如，机器人设备可以在导航仓库时使用相机来避开障碍物和/或操作可以在储存位置处存放和移除物品的抓握器或叉车。为这些以及可能的其他目的而捕获的图像数据可以包括仓库环境中的一个或多个储存位置条形码和/或一个或多个物品上条形码的图像。

在示例中，WMS可以接收由机器人设备的相机捕获的图像数据。WMS可以分析所接收的图像数据以检测一个或多个储存位置条形码和/或一个或多个物品上条形码。响应于WMS检测到储存位置条形码，WMS可以访问数据库以确定仓库中与检测到的储存位置条形码相关联的储存位置对应的物理位置。类似地，响应于WMS检测到物品上条形码，WMS可以访问数据库以确定与检测到的物品上条形码相对应的储存位置的记录，然后，基于所确定的储存位置，WMS可以确定仓库中与物品上条形码关联的物品被存储的物理位置。

在一个示例中，WMS可以确定检测到的储存位置条形码和/或物品上条形码的物理位置是机器人设备的物理位置。在另一示例中，WMS可以进一步分析捕获的图像数据以确定机器人设备相对于检测到的条形码的确定的物理位置的距离和/或取向。例如，WMS可以分析捕获的图像数据以确定检测到的条形码的大小和/或形状，然后将确定的大小和/或形状与WMS存储的用于检测的条形码的参考大小和/或参考形状进行比较。基于该比较，WMS可以确定机器人设备相对于检测到的条形码的距离和/或取向。

基于根据检测到的条形码确定的机器人设备的位置，WMS可以向机器人设备提供导航指令。在示例中，WMS可以向机器人设备提供用于完成新任务的导航指令和/或WMS可以更新先前分配的任务的导航指令。附加地或替代地，WMS可以确定机器人设备的位置，以便沿着分配给机器人设备的路线跟踪机器人设备的进度以完成任务。

在一些示例中，可以主动操纵机器人设备的移动和/或机器人设备上的相机的取向以获得包括储存位置条形码和/或物品上条形码的图像数据。例如，当相机移动通过仓库以捕获位于机器人设备上方和侧面(例如沿着通道放置的存放架的架子上)的储存位置和/或物品上条形码时，相机可以向上和/或向机器人设备的侧面倾斜。

更进一步的示例可以包括平衡对位置信息的需求与机器人设备的安全和准确导航的需要。这可能涉及权衡通过使用相机扫描储存位置和/或物品上条形码而获得的信息的价值或重要性，以防止机器人设备检测其路径中的障碍物或以其他方式安全地导航的能力的预期降低。在一些情况下，如果障碍物阻碍相机的视野，则机器人设备上的相机可以向上或侧向倾斜，以便在升高的位置捕获储存位置和/或物品上的条形码。但是这些信息可能会付出代价，因为相机可能无法再轻易地看到地面上的障碍物。这种折衷可能是有益的，特别是在通过向上倾斜相机获得的位置信息是有价值的并且碰到障碍物的可能性很小的情况下。

在示例中，WMS可以与机器人设备分离，并且可以经由无线连接通信地耦合到机器人设备。或者，在一些示例中，WMS可以经由有线连接耦合到机器人设备，和/或可以是机器人设备本身的部件。在其他示例中，WMS可以包括位于机器人设备和其他地方的部件，使得本文描述的WMS的功能的执行可以由机器人设备上的部件、中央计算设备或其组合来完成。在其他示例中，WMS可以分布在两个或更多个机器人设备上，使得形成包括计算系统的机器人设备的对等网络。

II示例环境

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透彻理解。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，没有详细描述众所周知的方法、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在仓库环境中部署的机器人车队。更具体地，可以在环境中部署固定和移动部件的组合，以促进箱子、包裹或其他类型的对象的自动处理。示例性系统可以涉及自动装载和/或卸载箱子和/或其他物体，例如装载到存储容器中或者装载到输送车辆和从输送车辆卸载。在一些示例实施例中，可以自动组织箱子或物体并将其放置在托盘上。在示例中，自动化装载/卸载卡车的过程和/或从物体创建托盘的过程以便于在仓库内存储和/或用于运输到仓库和从仓库运输可以提供许多工业和商业优势。

根据各种实施例，使在仓库装载和/或卸载递送卡车的过程和/或创建托盘的过程自动化可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连接而制成可移动的。在另外的实施例中，一些机器人设备也可以在环境内固定。例如，机器人操纵器可以定位在仓库内不同选定位置的高架基座上。

如本文所使用的，术语“仓库”可以指其中可以由机器人设备操纵、处理和/或存储箱子或对象的任何物理环境。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，例如托盘架或用于存放物体托盘的搁架。在其他示例中，可以在对象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/或还可以包括未被物理结构覆盖的物理空间。

此外，术语“箱子”可以指可以放置在托盘上或装载到卡车或容器上或从卡车或容器卸载的任何物体或物品。例如，除了矩形固体之外，“箱子”可以指罐、鼓、轮胎或任何其他“简单”形状的几何物品。另外，“箱子”可以指手提箱、储藏箱或其他类型的容器，其可以包含一个或多个用于运输或储存的物品。例如，可以由仓库内的机器人移动或以其他方式操纵的塑料储存箱、玻璃纤维托盘或钢箱。这里的示例也可以应用于除了箱子之外的物体，并且也可以应用于各种大小和形状的物体。另外，“装载”和“卸载”均可用于暗示另一个。例如，如果示例描述了用于装载卡车的方法，则应理解的是，也可以使用基本相同的方法来卸载卡车。如本文所用，“货托盘化”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。此外，术语“货托盘化”和“去货托盘化”均可用于暗示另一个。通常，术语“物品”或“库存物品”可以指库存对象、箱子、盒子或装载有一个或多个库存对象、箱子或盒子的托盘。

在示例中，异构仓库机器人车队可以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)，其中可以打开盒子并且可以将来自盒子的单个物品放入箱子内的包装中以履行单独的订单。另一种可能的应用包括分配(例如，到商店或其他仓库)，其中可以构造包含不同类型产品的组的混合托盘以装运到商店。另一种可能的应用包括交叉配货，其可以包括在装运容器之间运输而不存储任何东西(例如，物品可以从四个40英尺的拖车移动并装载到三个较轻的拖拉机拖车中，并且还可以是托盘化的)。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车队。更具体地，不同类型的机器人设备可以形成异构机器人车队100，其可以被控制以协作以执行与仓库环境内的物品、物体或箱子的处理相关的任务。出于说明目的，此处示出了某些示例类型和数量的不同机器人设备，但是机器人车队100可以使用更多或更少的机器人设备，可以省略这里示出的某些类型，并且还可以包括未明确示出的其他类型的机器人设备。另外，这里示出了具有某些类型的固定部件和结构的仓库环境，但是其他示例中也可以使用固定部件和结构的其他类型、数量和布置。

在机器人车队100内示出的一种示例类型的机器人设备是自主导引车(AGV)112，其可以是具有轮子的相对小的移动装置，其可以用于从一个位置运输单独的包裹、盒子或手提箱到仓库内的另一个。另一种示例类型的机器人设备是自动叉车114，具有叉式升降机的移动设备，其可用于运输箱子的托盘和/或提升箱子的托盘(例如，将托盘放置在架子上以便存放)。另一示例类型的机器人设备是机器人卡车装载器/卸载器116、具有机器人操纵器的移动设备以及诸如传感器的其他部件，以便于将箱子装载到卡车或其他车辆上和/或从卡车或其他车辆卸载。例如，机器人卡车卸载器116可用于将箱子装载到运输车118上，运输车118可停放在仓库附近。在一些示例中，运输车118的移动(例如，将包裹递送到另一仓库)也可以与车队内的机器人设备协调。

也可以包括除此处所示的移动设备之外的其他类型的移动设备。在一些示例中，除了地面上的轮子之外，一个或多个机器人设备可以使用不同的运输模式。例如，一个或多个机器人设备可以是机载的(例如，四轴飞行器)，并且可以用于诸如移动物体或收集环境的传感器数据的任务。

在进一步的示例中，机器人车队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，一个或多个固定机器人设备可用于移动或以其他方式处理箱子。例如，基座机器人122可包括升高在基座上的机器人臂，基座固定到仓库内的地面。可以控制基座机器人122以在其他机器人之间分配箱子和/或堆叠和卸下箱子的托盘。例如，基座机器人122可以从附近的托盘140拾取和移动箱子并将箱子分配到单独的AGV 112以便运输到仓库内的其他位置。

在另外的示例中，机器人车队100可以采用位于仓库空间内的附加固定部件。例如，高密集存放架124可用于存储仓库内的托盘和/或物体。存放架124可以被设计和定位成便于与机队内的一个或多个机器人设备(例如自动叉车114)进行交互。在其他示例中，可以选择某些地面空间并用于存放托盘或箱子或代替。例如，托盘130可以在选定位置的仓库环境内定位一段时间，以允许托盘被一个或多个机器人设备拾取、分配或以其他方式处理。

如本文所使用的，储存位置是仓库中可以存储一个或多个物品的位置。储存位置可以包括例如仓库中的地面空间和/或存放架。作为另一个例子，储存位置可以是仓库的特定通道中的特定存放架的特定架子。如下面将进一步描述的，仓库中的每个储存位置可以位于具有映射在仓库的物理空间上的坐标系中的坐标的相应物理位置。此外，如下所述，仓库中的每个储存位置可以用唯一标识储存位置的储存位置条形码标记。

图1B是示出根据示例实施例的机器人仓库车队100的部件的功能框图。机器人车队100可以包括各种移动部件中的一个或多个，例如AGV 112、自动叉车114、机器人卡车装载机/卸载机116和运输卡车118。机器人车队100可以另外包括位于仓库或其他环境中的一个或多个固定部件，例如基座机器人122、密集存放架124和电池更换/充电站126。在进一步的示例中，图1B中所示的部件的不同数量和类型可以包括在车队内，某些类型可以省略，并且可以将附加的功能和/或物理部件添加到图1A和1B所示的示例中。为了协调单独部件的动作，WMS 150(例如远程的基于云的服务器系统)可以与一些或所有系统部件和/或与单独部件的单独本地控制系统通信(例如，通过无线通信)。

在示例中，可以在部署机器人车队100的其余部分之前安装某些固定部件120。在一些示例中，可以在确定放置某些固定部件120，例如基座机器人122、存放架124或电池更换站126之前引入一个或多个移动机器人以映射仓库的物理空间。一旦地图信息可用，系统可以确定(例如，通过运行模拟)如何在可用空间内布置固定部件。在某些情况下，可以选择布局以最小化所需的固定部件的数量和/或这些部件使用的空间量。固定部件120和移动部件110可以在单独的阶段中部署或者一次部署。在另外的示例中，某些移动部件110可以仅在特定时间段期间被引入或者完成特定任务。

每个固定部件120的位置可以存储在WMS 150中。例如，仓库的物理空间可以在空间上映射到坐标系，并且每个固定部件120可以作为坐标系中的相应坐标位置被记录在WMS150中。坐标系可以是二维坐标系和/或三维坐标系，使得每个固定部件120的位置可以分别对应于二维坐标位置和/或三维坐标位置。

在一些示例中，WMS 150可以包括中央计划系统，其将任务分配给车队100内的不同机器人设备。中央计划系统可以采用各种调度算法来确定哪些设备将在哪些时间完成哪些任务。例如，可以使用拍卖类型系统，其中各个机器人对不同的任务进行投标，并且中央计划系统可以将任务分配给机器人以最小化总成本。在另外的示例中，中央计划系统可以跨一个或多个不同的资源进行优化，例如时间、空间或能量利用。在进一步的示例中，计划或调度系统还可以结合箱子拾取、包装或存储的几何和物理的特定方面。

中央计划系统还可以分布在各个系统部件上。例如，WMS 150可以根据全球系统计划发布指令，并且各个系统部件也可以根据单独的本地计划进行操作。此外，不同级别的细节可以包括在全局计划中，其他方面留给各个机器人设备在本地计划。例如，移动机器人设备可以由全局规划器分配目标目的地，但是可以在本地规划或修改到达那些目标目的地的完整路线。

在另外的示例中，中央计划系统可以与各个机器人设备上的本地视觉结合使用，以协调机器人车队100内的机器人的功能。例如，可以使用中央计划系统来使机器人相对靠近于他们需要去的地方。然而，中央计划系统可能难以命令具有毫米精度的机器人，除非机器人用螺栓固定到轨道上或者其他测量的部件用于精确控制机器人位置。因此，可以使用针对各个机器人设备的局部视觉和规划来允许不同机器人设备之间的弹性。可以使用通用规划器来使机器人设备靠近目标位置，此时机器人设备的本地视觉可以接管。在一些示例中，大多数机器人功能可以是位置控制的以使机器人相对靠近目标位置，然后当需要局部控制时可以使用视觉和握手。

在进一步的示例中，视觉握手可以使两个机器人能够通过条形码、QR码、增强现实标签(AR标签)或其他特征来彼此标识，并且在车队100内执行协作操作。在附加示例中，物品(例如，待装运的包裹)也可以提供有视觉标签或替代地，其可以由机器人设备用于使用本地视觉控制对物品执行操作。特别地，标签可以用于促进机器人设备对物品的操纵。例如，托盘上特定位置上的一个或多个标签可用于通知叉式升降机在何处或如何抬起托盘。

在另外的示例中，可以随时间优化用于固定和/或移动部件的部署和/或规划策略。例如，基于云的服务器系统可以合并来自车队内的各个机器人和/或来自外部源的数据和信息。然后可以随着时间的推移改进策略，以使车队能够使用更少的空间、更少的时间、更少的电力，或者优化其他变量。在一些示例中，优化可跨越多个仓库，可能包括具有机器人车队的其他仓库和/或传统仓库。例如，全球控制系统150可以将关于运送车辆的信息和设施之间的运输时间结合到中央计划中。

在一些示例中，仓库管理系统有时可能失败，例如当机器人设备卡住或者包裹在某个位置掉落并丢失时。因此，本地机器人视觉也可以通过插入冗余来处理仓库管理系统部分失效的情况，从而提供稳健性。例如，当自动托盘搬运车通过并标识物体时，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。此类信息可用于修复中央计划中的错误，帮助本地化机器人设备或标识丢失的对象。

在进一步的示例中，仓库管理系统可以动态地更新包含机器人车队100的物理环境的地图和正在经历机器人设备的处理的对象。在一些示例中，可以利用关于动态对象的信息(例如，由机器人移动的移动机器人和包裹)来不断地更新地图。在其他示例中，动态地图可以包含有关仓库(或多个仓库)中部件的当前配置或放置的信息，以及有关近期预期内容的信息。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，其可以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，物品现在在哪里和物品预计何时被运出)。此外，地图可以显示仓库内(或跨多个仓库)的所有物品的当前位置。

在另外的示例中，一些或所有机器人可以在过程内的不同点处扫描对象上的标签。扫描可以用于查找可以应用于各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。当机器人操纵或运输物品时，这种扫描可能产生一系列物品不断移动。在供应商和消费者方面，潜在的好处是增加透明度。在供应商方面，可以使用关于库存的当前位置的信息来避免库存积压和/或将物品或物品的托盘移动到不同位置或仓库以预测需求。在消费者方面，关于特定物品的当前位置的信息可用于确定何时将以更高的准确度递送特定包裹。

在一些示例中，机器人车队100内的一些或所有移动部件110可以周期性地从配备有多个电池充电器的电池更换站126接收充电电池。特别地，站126可以用充电电池替换移动机器人的旧电池，这可以防止机器人坐下并等待电池充电。电池更换站126可配备有机器人操纵器，例如机械臂。机器人操纵器可以从单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。然后，机器人操纵器可以将位于站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，可以控制具有弱电池的AGV 112移动到电池更换站126，其中机器人臂将电池从AGV 112拉出，将电池放入充电器中，并且给AGV 112提供新电池。

在其他示例中，电池更换可以由仓库管理系统调度。例如，各个移动机器人可以被配置为监视他们的电池充电状态。机器人可以周期性地向仓库管理系统发送指示其电池状态的信息。然后仓库管理系统可以使用该信息在需要或方便时为车队内的各个机器人安排电池更换。

在一些示例中，车队100可以包含使用不同类型的电池的多种不同类型的移动部件110。因此，电池更换站126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。电池更换站126还可以配备有机器人操纵器，其可以替换用于不同类型的机器人的电池。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动叉车114可具有带有3或4个电池的钢桶。站126处的机器人臂可以被配置为提升整个电池桶并将单独的电池附接到站126处的架子上的电池充电器。然后机器人臂可以找到充电的电池以更换旧电池，并在将桶重新插入托盘搬运车之前，移动那些电池回到桶中。

在进一步的示例中，仓库管理系统150和/或电池更换站126的单独控制系统还可以使电池管理策略自动化。例如，每个电池可以具有条形码或其他标识标记，以便系统可以标识单个电池。电池更换站126的控制系统可以计算单个电池已经充电多少次(例如，确定何时完全更换水或清空电池)。控制系统还可以跟踪哪些电池花费了机器人设备的时间，电池在过去在电池126处充电所花费的时间，以及用于有效电池管理的其他相关特性。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，电池更换站126还可以涉及人类操作员。例如，站126可以包括装备，其中人们可以安全地执行手动电池更换或者将新电池输送到站以在必要时部署到车队100中。

图2A-2D示出了可以包括在机器人仓库车队内的机器人设备的若干示例。还可以包括其形式上根据此处所示的机器人设备改变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，机器人卡车卸载器可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对象的环境，以便捕获视觉数据和/或三维(3D)深度信息。然后可以将来自扫描的数据集成到更大区域的表示中，以便提供数字环境重建。在另外的示例中，然后可以使用重建的环境来标识要拾取的物体，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。

机器人卡车卸载器200可包括机械臂202，机械臂202具有用于抓握环境内的物体的抓握部件204。机器人臂202可以使用抓握部件204来拾取和放置箱子以装载或卸载卡车或其他容器。卡车卸载器200还可包括具有用于移动的轮子214的可移动推车212。轮214可以是整体轮，其允许推车212以两个自由度移动。另外，环绕式前传送带210可以包括在完整推车212上。在一些示例中，包裹前传送带可以允许卡车装载机200从卡车容器或托盘卸载或装载箱子而不具有旋转夹子204。

在进一步的示例中，机器人卡车卸载器200的感测系统可以使用附接到机器人臂202的一个或多个传感器，例如传感器206和传感器208，其可以是二维(2D)传感器和/或3D深度传感器，其在机器人臂202移动时感测关于环境的信息。传感系统可以确定关于环境的信息，该信息可以由控制系统(例如，运行运动规划软件的计算机)使用以有效地拾取和移动箱子。控制系统可以位于设备上或者可以与设备远程通信。在进一步的示例中，来自具有在移动基座上的固定安装的一个或多个2D或3D传感器的扫描，例如导航传感器216、安全传感器218、以及耦合到机器人臂的一个或多个传感器(例如传感器206和传感器208)。可以集成以构建环境的数字模型，包括卡车或其他容器的侧面、地板、天花板和/或前壁。使用该信息，控制系统可以使移动基座导航到用于卸载或装载的位置。

在进一步的示例中，机器人臂202可以配备有抓握器204，例如数字抽吸栅格抓握器。在这样的实施例中，抓握器可以包括一个或多个吸入阀，其可以通过遥感或单点距离测量和/或通过检测是否实现抽吸来打开或关闭。在另外的示例中，数字抽吸栅格抓握器可包括铰接延伸部。在一些实施例中，用流变流体或粉末致动抽吸抓握器的可能性可以使得能够额外地抓握具有高曲率的物体。

卡车卸载器200可以另外包括马达，该马达可以是由电力驱动的电动马达，或者可以由多种不同的能量源提供动力，例如基于气体的燃料或太阳能。另外，电动机可以配置为从电源接收电力。电源可以为机器人系统的各种部件提供电力，并且可以代表例如可充电的锂离子或铅酸电池。在示例实施例中，一个或多个这种电池组可以配置为提供电力。其他电源材料和类型也是可能的。

图2B示出了根据示例实施例的基座上的机器人臂。更具体地，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手可及的物体。在一些示例中，基座机器人220可以专用于重物提升而不需要电池操作。基座机器人220可以包括具有末端执行器安装的抓握器224的机器人臂222，抓握器224可以与关于机器人卡车卸载器200描述的机器人操纵器202和抓握器204的类型相同。机器人臂222可以连接到基座226，其可以允许机器人臂222容易地拾取和移动附近的包裹，例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还可操作以构造和/或解构箱子的托盘。在另外的示例中，基座226可包括致动器，以允许控制系统改变机械臂222的高度。

在其他示例中，基座机器人220的底表面可以是托盘形结构。例如，底表面的尺寸和形状可大致等于用于仓库内物品运输或储存的其他托盘。通过将基座机器人220的底部成形为托盘，可以通过托盘搬运车或不同类型的自动叉车将基座机器人220拾起并移动到仓库环境内的不同位置。例如，当运货卡车到达仓库的特定配货端口时，可以拾取基座机器人220并将其移动到更靠近运输车的位置，以更有效地处理来自或前往运输车的箱子。

在另外的示例中，基座机器人220还可以包括一个或多个视觉传感器，以标识基座机器人220附近的箱子和/或其他机器人设备。例如，基座机器人220的控制系统或全局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标识用于机器人臂222和基座机器人220的抓握器224的箱子以拾取或操纵。在其他示例中，传感器数据还可以用于标识移动机器人设备，以便确定在何处分配各个箱子。其他类型的机器人固定操纵站也可以在异构机器人车队内使用。

图2C示出了根据示例实施例的自主导引车(AGV)。更具体地，AGV 240可以是相对较小的移动机器人设备，其能够运输单个箱子或盒子。AGV 240可包括轮子242以允许在仓库环境内的运动。另外，AGV 240的顶表面244可用于放置箱子或其他物体以便运输。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，该电池可以在电池充电站处快速充电和/或在电池更换站换了新电池。在其他示例中，AGV 240可以另外包括此处未具体标识的其他部件，例如用于导航的传感器。具有不同形状和大小的AGV也可以包括在机器人仓库中，可能取决于仓库处理的包裹类型。

图2D示出了根据示例实施例的自动叉车。更具体地，自动叉车260可包括叉式升降机262，用于提升和/或移动箱子或其他较大材料的托盘。在一些示例中，叉式升降机262可以升高以到达仓库内的存放架或其他固定储存结构的不同机架。自动叉车260还可以包括轮子264，用于移动以运输仓库内的托盘。在另外的示例中，自动叉车可以包括马达和电源以及传感系统，例如关于机器人卡车卸载机200描述的那些。自动叉车260的大小或形状也可以与图2D所示的一样。

图3示出了根据示例实现的系统300。系统300包括实现WMS(例如，WMS 150)的计算系统350和部署在仓库环境中的机器人设备302。仓库环境可包括存储在仓库中的多个储存位置处的多个库存物品。机器人设备302可以是AGV，或者可以采用一个或多个其他机器人设备的形式，例如图2A-D中所示的那些。其他形式也是可能的。

仓库环境可以包括上面结合图1A的示例仓库环境和图1B的示例机器人仓库车队100描述的一个或多个移动部件110和/或固定部件120。为了便于说明和描述，图3描绘了存储在代表性储存位置324处的代表性库存物品306；然而，仓库环境可以包括存储在多个储存位置324处的多个库存物品306。这些库存物品306可以被布置并存储在组织成仓库环境内的通道的存放架的货架上。该组织可以允许机器人设备302在通道中导航以访问一个或多个库存物品306。另外或可选地，储存位置324可以包括仓库楼层上可以存储物品306的指定位置。

如图3所示，储存位置324具有标识储存位置324的储存位置条形码360，并且物品306具有标识物品306的物品上条形码362。储存位置条形码360和物品上条形码362每个可以是一维条形码(即，线性条形码)和/或二维条形码(即，矩阵条形码)。物品上条形码362可以放置在库存物品306的外部，例如在包裹或包装上。类似地，储存位置条形码360可以定位成可以从仓库中的通道看到以供检查。例如，储存位置条形码360可以提供在标签上，该标签连接到面向通道的存放架的外表面。

计算系统350可以存储与物品306、储存位置324和机器人设备302有关的信息。具体地，计算系统350可以存储与物品306的仓库中的身份和物理位置以及存储位置324有关的信息。该信息可以存储在计算系统350中，以便于跟踪仓库中的库存物品。计算系统350还可以使用该信息来指示机器人设备302执行一个或多个功能，例如履行客户的订单。

在一个示例中，计算系统350可以存储和访问数据库，该数据库基于每个储存位置324为仓库中的每个储存位置324指定用于不同储存位置条形码360、物品306、物品上条形码362和/或物理仓库位置的相关数据条目的记录。例如，每个记录可以是具有用于字段的列的表中的行，所述字段包括至少储存位置324的储存位置条形码360、存储在储存位置324的物品306的物品上条形码362、以及储存位置324在仓库中的物理位置的指示。仓库中的储存位置324的物理位置可以由例如空间上映射到仓库的物理空间的坐标系上的储存位置324的坐标来表示，如上所述。因此，利用储存位置条形码360和/或物品上条形码362的知识，计算系统350可以标识数据库中的记录，从该记录可以确定仓库中的对应物理位置。

根据上面的讨论，存储在数据库中的数据可以至少部分地基于机器人设备302和/或仓库中的操作员执行的库存跟踪操作。例如，当物品302放置在特定储存位置324时，机器人设备302或操作员可以扫描储存位置324处的储存位置条形码360和物品306上的物品上条形码362。然后，机器人设备302和/或操作员可以将储存位置条形码360和物品上条形码362发送到计算系统350，计算系统350更新数据库以指示物品306存放在储存位置324。

计算系统350可另外存储物品306的其他信息，例如物品的内容、大小、重量、颜色、与物品相关联的历史、处理指令和各种其他特征。计算系统350还可以存储关于储存位置324的附加信息，例如储存位置的类型(例如，存放架或地板空间)、存储空间的大小以及存储空间的形状。该信息可用于构建可用于跟踪库存物品306的虚拟仓库。

如图3所示，计算系统350可以与机器人设备302分离(即，计算系统350相对于机器人设备302远程定位)，并且可以经由无线连接通信地耦合到机器人设备302。或者，在一些示例中，计算系统350可以经由有线连接耦合到机器人设备302，和/或可以是机器人设备302自身的部件(即，计算系统350的至少一部分在机器人设备302上)。在其他示例中，计算系统350可以包括位于机器人设备302和其他地方的部件，使得本文描述的计算设备350的功能的执行可以由机器人设备302上的部件、中央计算设备或组合来完成。在其他示例中，计算系统350可以分布在两个或更多个机器人设备上，使得形成包括计算系统的机器人设备的对等网络。

还如图3所示，机器人设备302包括相机304，其可以捕获图像数据。捕获的图像数据可以用于本文讨论的一个或多个目的，例如导航、障碍物避免、物品标识、物品操纵和机器人设备标识。相机304可包括一个或多个光学传感器，其配置成捕获视觉信息，例如大小、形状、深度、纹理和颜色。在一个实施例中，相机304可包括立体透镜对，其可串联操作以提供相机视场的3D图像。相机304还可以或可选地包括一个或多个镜头、RADAR传感器、LIDAR传感器、3D传感器或能够捕获储存位置条形码360和/或物品上条形码362的其他类型的传感设备。也可以使用或多或少的镜片。

相机304可以耦合到机器人设备302，使得它可以被定位成具有多个不同的视野。例如，相机304可以耦合到机器人设备302的前部(即，当机器人设备302移动时相机朝前，如图3所示)。相机304还可以被耦合，使得它可以旋转，从一侧转到另一侧和/或上下转动，或者改变机器人设备302上的位置。相机304可以耦合到可控机器人臂，或者在轨道上，使得它可以移动机器人设备上的位置。以这种方式，相机304可以定位成具有多个不同的视野。

相机304的视野可以取决于相机304的位置和取向，其可以由计算系统350控制。下面进一步详细讨论的图4-5示出了相机304的示例性视野408、508。这样，视野可以包括一个或多个边界。因此，由相机304捕获的图像数据可以受到视场边界的限制。当机器人设备302在仓库中操作时，一个或多个储存位置条形码360和/或一个或多个物品上条形码362可以在相机304的视野中，因此，相机304可以捕获包括一个或多个储存位置条形码360和/或一个或多个物品上条形码362的图像数据。

在一个示例中，计算系统350可以从机器人设备302的相机304接收捕获的图像数据。响应于计算系统350接收捕获的图像数据，计算系统350可以分析所接收的图像数据。如果捕获的图像数据包括一个或多个储存位置条形码360和/或一个或多个物品上条形码362，则计算系统350可以检测一个或多个储存位置条形码360和/或一个或多个储存位置条形码362.在一些示例中，检测条形码360、362可以包括计算系统350扫描或搜索图像数据以寻找储存位置条形码360和/或物品上条形码362。

响应于计算系统350检测条形码360,362，计算系统350可以提取或“读取”检测的条形码360、362并标识与检测的条形码360、362相对应的(多个)储存位置324和/或(多个)物品306。例如，计算系统350可以访问数据库以标识包含与检测的条形码360、362有关的信息的记录，然后从标识的记录确定仓库中检测的条形码360、362的物理位置。例如，如果计算系统350检测到储存位置条形码360，则计算系统350可以确定仓库中的物理位置，该物理位置对应于与数据库中的储存位置条形码360相关联的储存位置。类似地，如果计算系统350检测到物品上的条形码362，则计算系统350可以基于物品上条形码362与其相应地与仓库中的物理位置相关联的数据库中的特定储存位置324之间的关联来确定仓库中的物理位置。

在一个示例中，计算系统350可以确定机器人设备302的物理位置是所检测的条形码360、362的确定的物理位置。在另一个示例中，计算系统350可以进一步分析捕获图像数据以确定机器人设备302相对于检测的条形码360、362的确定物理位置的距离和/或取向。例如，计算系统350可以分析捕获的图像数据以确定检测的条形码360、362的大小和/或形状，然后将所确定的大小和/或形状与由计算系统350存储的用于检测的条形码360、362的参考大小和/或参考形状进行比较。基于该比较，计算系统350可以确定机器人设备302相对于检测的条形码360、362的距离和/或取向。计算系统350因此可以基于检测的条形码360、362的位置以及相对于检测的条形码360、362的位置确定的距离和/或取向，确定机器人设备302的位置。

作为另一示例，计算系统350可以基于检测的条形码360、362被耦合到的物品306和/或储存位置324基础设施的图像分析来确定机器人设备302相对于所确定的物理位置的距离和/或取向。如上所述，计算系统350可以存储物品306的信息，例如物品306的大小、重量、颜色和各种其他特征，和/或计算系统350可以存储用于储存位置324的信息，例如储存位置的类型(例如，存放架或地板空间)、存储空间的大小以及存储空间的形状。基于检测到的条形码360、362，计算系统350可以标识物品306和/或储存位置324基础设施的该附加信息。然后，计算系统350可以基于所标识的信息分析捕获的图像数据，以基于检测到的条形码360、362确定机器人设备302相对于由计算系统350确定的物理位置的距离和/或取向。

在示例中，计算系统350因此可以基于检测到的条形码360、362的位置以及相对于检测到的条形码360、362的位置的确定的距离和/或取向来确定机器人设备302的位置。这可能是有益的，因为计算系统350能够准确地确定机器人设备302的位置，而不必为条形码360、362提供工程测量位置，这通常在使用基准标记进行三角测量的传统系统中需要。然而，条形码360、362的位置可以基于本公开的一些示例中的工程测量位置。

响应于计算系统350确定机器人设备302的物理位置，计算系统350可以执行一个或多个动作。例如，基于确定的机器人设备302的位置，计算系统350可以确定机器人设备302的导航指令。为此，计算系统350可以确定位于目标位置的目标库存物品，然后生成导航指令以将机器人设备302从确定的位置移动到目标位置。计算系统350可以例如从数据库检索目标物品的目标位置。如上所述，计算系统350还可以基于固定部件120的映射生成导航指令，以便生成机器人设备302从确定的位置行进到目标位置的路径。

一旦机器人设备302定位在目标位置，机器人设备302就可以使用相机304来捕获附加图像数据。计算系统350可以接收和分析附加图像数据以检测目标条形码，该目标条形码可以是标识目标库存物品的物品上条形码。响应于计算系统350检测目标条形码，计算系统350可以确定机器人设备302成功导航到目标位置。以这种方式，机器人设备302可以使用条形码360、362导航到目标物品，然后确认成功导航。

在示例中，机器人设备302可以继续捕获包含附加储存位置条形码360和/或物品上条形码362的图像数据，同时机器人设备302从初始位置行进到目标地点。接收这样的捕获图像数据，计算系统350可以检测附加条形码360、362以跟踪机器人设备302朝向目标位置的进度。

通过跟踪仓库内机器人设备302的位置，计算系统350可以更好地分配资源以完成仓库操作。例如，计算系统350可以基于仓库中的改变的条件决定改变提供给机器人设备302的导航指令。作为示例，如果对于附加目标物品新订单进入，则计算系统350可以更新先前提供给机器人设备302的导航指令，以使机器人设备302在导航到初始目标物品之前或之后对附加目标物品执行操作。作为另一示例，如果计算系统350意识到沿着由先前分配的导航指令指定的路径的问题，则计算系统350可以更新导航指令以沿着避免该问题的不同路径重新路由机器人设备350。其他例子也是可能的。

如上所述，机器人设备302也可以将相机304用于附加功能。例如，相机304可以用于促进机器人设备302操纵物品306。例如，机器人设备302和/或计算系统350可以分析捕获的图像数据以感测物品306，并且基于分析图像数据、致动抓握器、叉式升降机或其他工具以操纵物品306(例如，从储存位置324放下或移除物品306)。

另外，例如，相机304可以定位成使得视野包括机器人设备302周围和前面的地面。在该位置，由相机304捕获的图像数据可以包括物体和/或阻碍机器人设备302的向前移动的障碍物。计算系统350可以分析捕获的图像数据以检测并避免对机器人设备302的移动的阻碍。

图4-5示出了当机器人设备302在示例仓库通道400中行进时相机304的示例位置。如图4-5所示，通道400包括一个或多个储存位置324，其形式为具有搁架的储物架，其可以是多层高度并且可以具有存储在其上的一个或多个库存物品306。每个库存物品306包括相应的物品上条形码362，其可用于将库存物品彼此区分开并标识哪个物品306是哪个物品。类似地，每个储存位置324包括相应的储存位置条形码360，其可用于将储存位置彼此区分开并标识哪个储存位置324是哪个储存位置。

如图4所示，机器人设备302的相机304具有第一视场408。视场408可以基于相机304的位置和取向而改变。当机器人设备302正在通道400中操作时，相机304可以捕获包括一个或多个储存位置条形码360和/或位于视野408内的一个或多个物品上条形码362的图像数据。如上所述，计算系统350可以检测到所捕获的图像数据中的条形码360、362，基于检测到的条形码360、362确定机器人设备302的位置，然后基于确定的机器人设备302的位置生成导航指令。

在图4中，相机304在第一位置成角度向下以利用包括机器人设备302前方的地面的第一视场408捕获图像数据。处于该第一位置的相机304可捕获包括障碍物420的图像数据。作为响应，计算系统350可以生成导航指令，该导航指令使机器人设备302改变其移动方向以避开障碍物420。

在图5中，通道400中的两个障碍物420遮挡了来自相机304的视野408的第一货架上的储存位置条形码360和物品上的条形码362。在示例中，相机304可以被主动转向获得包括储存位置条形码360和/或物品上条形码362的图像数据。例如，在图5中，机器人设备302的相机304处于如第二视野508所指示的成角度向上的第二位置。因此，图5中描绘的第二视野508高于图4中描绘的第一视野408。视野508可包括与第二层架子上的储存位置324相对应的(多个)储存位置条形码360和与位于第二层架子上的库存物品306相对应的(多个)物品上条形码362。然而，处于第二位置的相机304可能具有降低的机器人设备302前方的地面的可见度，或者可能根本看不到地面。这样，相机304的定位和产生的视野可以包括在(i)捕获地面或障碍物以避免避障目的和(ii)捕获(多个)储存位置条形码360和/或(多个)物品上条形码362用于导航或位置跟踪目的之间的权衡。

考虑到这种权衡，示例可以包括基于对位置信息的需求以及对机器人设备的安全和准确导航的需要的考虑来确定相机304的位置。这可能涉及权衡可以通过使用相机304捕获储存位置条形码360和/或物品上条形码362以防止机器人设备的能力的预期降低以检测其路径中的障碍物420或以其他方式安全地导航而获得的信息的值或重要性。在一些情况下，如果障碍物阻碍相机304的视野，则机器人设备302上的相机304可以向上或向侧倾斜，以便捕获在升高的位置的(多个)储存位置条形码360和/或(多个)物品上条形码362。但是这些信息可能需要付出代价，因为相机可能不再能够容易地看到地面上的障碍物420。这种折衷可能是有益的，特别是在通过向上或侧向倾斜相机304获得的位置信息是有价值的并且碰到障碍物420的可能性很小的情况下。

在一些示例中，相机304的位置可以动态地改变。例如，当机器人设备302执行基于当相机304处于第一位置时捕获的图像数据确定的导航指令时，相机304可以被置于第二位置以捕获储存位置和/或物品上的条形码360、362。如图4所示，相机304最初可以成角度向下，并且计算系统350可以确定机器人设备302必须向右移动一英尺以避开障碍物420，然后向前20英尺的路径是干净的。然后，机器人设备302可以继续执行这些导航指令。但是在执行这些导航指令之前或期间，相机304可以被置于第二位置，例如图5中所示的向上角度，其可以包括对于处于第一位置的相机304是不可见的储存位置条形码360和/或物品上条形码362。或者，相机304可以在机器人设备302的移动期间或者在机器人设备302静止时来回扫描、上下移动或以其他方式改变其视野。

图6-9示出了根据示例实施例的示例方法的流程图。该方法可以由本文描述的任何设备或系统执行，例如图2A-2D、3、4和5中所示的机器人设备，和/或本文所述的计算系统。

此外，应注意，结合本文描述的流程图描述的功能可以实现为特殊功能和/或配置的通用功能硬件模块、由处理器执行以实现特定逻辑功能的程序代码的部分、结合图6-9所示的流程图描述的确定和/或步骤。在使用时，程序代码可以存储在任何类型的计算机可读介质上，例如，包括磁盘或硬盘驱动器的存储设备。

另外，图6-9中所示的流程图的每个块可以表示被连接以执行该过程中的特定逻辑功能的电路。除非特别指出，否则图6-9中所示的流程图中的功能可以不按示出或讨论的顺序执行，包括基本上同时执行单独描述的功能，或者甚至在一些示例中以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能，只要保持所述方法的整体功能即可。

在图6的框602处，方法600可以包括接收图像数据，该图像数据可以由耦合到机器人设备的相机捕获。如上所述，机器人设备部署在仓库环境中，该仓库环境包括存储在仓库环境中的多个储存位置处的多个库存物品。每个库存物品具有标识WMS中的库存物品的物品上条形码，每个储存位置具有标识WMS中的储存位置的储存位置条形码，每个物品上条形码与WMS中的多个储存位置条形码中的相应一个相关联，并且每个储存位置可以与WMS中的相应仓库位置相关联。用于多个库存物品中的第一库存物品的第一物品上条形码在WMS中与用于多个储存位置的第一储存位置的第一储存位置条形码相关联。

在框604处，方法600包括执行图像数据的分析。在框606处，方法600还包括在框604处使用图像数据的分析来检测由相机捕获的条形码。使用框606处的分析检测到的条形码包括第一物品上条形码和第一储存位置条形码中的一个或两个。

在框608处，方法600还包括确定与WMS中检测到的条形码相关联的仓库位置。作为示例，如果在框606处检测到的条形码是第一储存位置条形码，则在框608处确定仓库位置可以包括(i)从多个储存位置中确定与第一储存位置条形码相对应的第一储存位置，以及(ii)从WMS确定与第一储存位置相关联的仓库位置。作为另一示例，如果在框606处检测到的条形码是第一物品上条形码，则在框608处确定仓库位置可以包括(i)从多个储存位置条形码中确定第一储存位置条形码与WMS中的第一物品上条形码相关联，(ii)从多个储存位置中确定第一储存位置与WMS中的第一储存位置条形码相关联，以及(iii)从WMS确定与WMS中第一个储存位置关联的仓库位置。

在框610处，基于所确定的与检测到的条形码相关联的仓库位置，方法600包括确定机器人设备在仓库环境内的位置。作为示例，在框610处确定机器人设备的位置可以包括确定在框608处确定的仓库位置是机器人设备的位置。作为另一示例，在框610处确定机器人设备的位置可以包括：(i)从捕获的图像数据确定检测到的条形码的大小和形状中的一个或两个，(ii)比较检测到的条形码的大小和形状的确定的一个或两个与参考大小和参考形状中的一个或两者，(iii)基于比较，确定机器人设备相对于检测到的条形码的确定的仓库位置的距离和取向中的一个或两个，以及(iv)基于(a)检测到的条形码的确定的仓库位置和(b)机器人设备相对检测到的条形码的确定的仓库位置的距离和取向中的确定的一个或两个来确定机器人设备的位置。

如图7所示，方法600还可以包括：在框612，基于机器人设备的确定的位置来确定导航指令。例如，确定导航指令可以包括确定目标位置处的目标库存物品，以及生成导航指令以将机器人设备从确定的位置移动到目标位置。还如图7所示，在框614处，该方法可以包括基于在框612处确定的导航指令在仓库环境内移动机器人设备。

图8示出了根据示例实施例的另一示例方法800的流程图。在图8的框802处，方法800可以包括接收传感器数据，其可以由耦合到机器人设备的传感器捕获。如上所述，机器人设备部署在仓库环境中，该仓库环境包括存储在仓库环境中的多个储存位置处的多个库存物品。每个库存物品具有标识WMS中的库存物品的物品上标识符，并且每个储存位置具有标识WMS中的储存位置的储存位置标识符。用于多个库存物品中的第一库存物品的第一物品上标识符在WMS中与用于多个储存位置的第一储存位置的第一储存位置标识符相关联。

在框804处，方法800包括执行传感器数据的分析。在框806处，方法800包括使用传感器数据的分析来检测标识符。在框806处检测到的标识符包括第一物品上标识符和第一储存位置标识符中的一个或两个。

在框808处，方法800还包括确定与WMS中的标识符相关联的仓库位置。作为示例，如果在框806处检测到的标识符是第一储存位置标识符，则在框808处确定仓库位置可以包括(i)从多个储存位置中确定与第一储存位置标识符相对应的第一储存位置，以及(ii)从WMS确定与第一储存位置相关联的仓库位置。作为另一示例，如果在框806处检测到的标识符是第一物品上标识符，则在框808处确定仓库位置可以包括(i)从多个储存位置标识符中确定第一储存位置标识符与WMS中的第一物品上标识符相关联，(ii)从多个储存位置中确定第一储存位置与WMS中的第一储存位置标识符相关联，以及(iii)从WMS确定与WMS中第一储存位置关联的仓库位置。

在框810处，基于在框808处确定的仓库位置，方法800包括确定机器人设备在仓库环境内的位置。作为示例，确定机器人设备的位置可以包括确定在框808确定的仓库位置是机器人设备的位置。作为另一示例，在框810处确定机器人设备的位置可以包括：(i)从捕获的传感器数据确定检测到的标识符的大小和形状中的一个或两个，(ii)比较检测到的标识符的大小和形状的确定的一个或两个与参考大小和参考形状中的一个或两者，(iii)基于比较，确定机器人设备相对于检测到的标识符的确定的仓库位置的距离和取向中的一个或两个，以及(iv)基于(a)检测到的标识符的确定的仓库位置和(b)机器人设备相对于检测到的标识符的确定的仓库位置的距离和取向中的确定的一个或两个来确定机器人设备的位置。

如图9所示，方法800还可以包括：在框812，基于机器人设备的确定的位置来确定导航指令。例如，确定导航指令可以包括确定目标位置处的目标库存物品，以及生成导航指令以将机器人设备从确定的位置移动到目标位置。还如图9所示，在框814处，该方法可以包括基于在框812处确定的导航指令在仓库环境内移动机器人设备。

III示例变体

在一些示例中，机器人设备可以包括额外的传感器和/或系统以便于导航。例如，机器人设备还可以使用全球定位卫星(GPS)系统和/或里程表与上述相机系统组合进行导航。另外，例如，一个或多个传感器可以定位在机器人设备上，使得其可以构建其周围环境的完整或部分3D模型，其可以用于生成机器人设备的移动的路线或路径。作为另一示例，机器人设备可以至少部分地基于来自通信地耦合到机器人设备的计算系统的命令来移动。例如，位于仓库环境内的一个或多个传感器可以将数据传输到计算系统(例如，仓库管理系统)，然后计算系统可以生成机器人设备302的路线、路径或其他导航指令。

在一些示例中，机器人设备和/或计算系统可以生成由机器人设备上的相机捕获的图像数据的时间戳信息。计算设备可以使用时间戳信息来跟踪并且可能估计随着时间推移机器人设备在仓库环境中的位置。

在一些示例中，机器人设备可以在捕获图像数据时确定相机相对于机器人设备的位置和/或取向。机器人设备可以向计算系统提供所确定的相机的位置和/或取向的指示。计算系统可以使用这样的信息，例如，便于确定机器人设备在仓库环境中的位置和/或取向和/或向机器人设备提供指令以控制相机的视野，以及其他可能性。

本公开不限于本申请中描述的特定实施方案，其旨在作为各个方面的说明。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行许多修改和变化，这对本领域技术人员来说是显而易见的。除了本文列举的那些之外，本公开范围内的功能等同的方法和装置对于本领域技术人员而言从前面的描述中是显而易见的。这些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，除非上下文另有指示，否则类似的符号通常标识类似的部件。本文和附图中描述的示例实施例不意味着限制。在不脱离本文提出的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行其他改变。容易理解的是，如本文一般描述的并且在附图中示出的本公开的方面可以以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些都是明确设想于此的。

表示信息处理的块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，表示信息处理的块可以对应于模块、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，例如包括磁盘或硬盘驱动器或其他储存介质的储存设备。

计算机可读介质还可以包括非暂时性计算机可读介质，诸如计算机可读介质，其存储短时间段的数据，如寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(RAM)。计算机可读介质还可以包括非暂时性计算机可读介质，其存储较长时间段的程序代码和/或数据，例如二级或持久长期存储，例如如只读存储器(ROM)、光盘或磁盘、紧凑型只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质还可以是任何其他易失性或非易失性储存系统。计算机可读介质可以被认为是计算机可读储存介质，例如有形储存设备。

此外，表示一个或多个信息传输的块可以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，其他信息传输可以在不同物理设备中的软件模块和/或硬件模块之间。

附图中所示的特定布置不应视为限制性的。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。此外，可以组合或省略一些所示元件。此外，示例实施例可以包括未在附图中示出的元件。

虽然本文已经公开了各种方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见的。这里公开的各个方面和实施例是出于说明的目的而不是限制性的，真实范围由所附权利要求指示。

Claims

1.一种方法，包括：

接收由耦合到机器人设备的传感器捕获的传感器数据，

响应于接收传感器数据，执行传感器数据的分析；

使用所接收的传感器数据的分析来检测由传感器捕获的标识符；

确定与仓库管理系统(WMS)中的标识符相关联的仓库位置；和

根据仓库位置，确定机器人设备在仓库环境中的位置，

其中机器人设备部署在仓库环境中，多个库存物品存储在仓库环境中的多个储存位置，每个库存物品具有标识WMS中的库存物品的物品上标识符，以及每个储存位置具有标识WMS中的储存位置的储存位置标识符，

其中，多个库存物品中的第一库存物品的第一物品上标识符在WMS中与多个储存位置的第一储存位置的第一储存位置标识符相关联，并且使用传感器数据的分析检测的标识符包括第一物品上标识符和第一储存位置标识符中的一个或两个。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个库存物品的物品上标识符和所述多个储存位置的储存位置标识符是条形码，

其中传感器是相机，和

其中传感器数据是由相机捕获的图像数据。

3.如权利要求1所述的方法，还包括：

基于机器人设备的确定的位置确定导航指令；和

基于导航指令在仓库环境内移动机器人设备。

4.如权利要求3所述的方法，其中确定导航指令包括：

确定仓库环境中目标位置的目标库存物品；和

生成用于将机器人设备从机器人设备的确定的位置移动到目标位置的导航指令。

5.如权利要求4所述的方法，还包括：

接收由耦合到机器人设备的传感器捕获的附加传感器数据；

分析所接收的附加传感器数据以检测目标库存物品的目标物品上标识符；和

响应于检测到目标物品上标识符，确定机器人设备导航到目标位置。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述标识符是第一储存位置标识符，并且确定仓库位置包括：

从多个储存位置中确定在WMS中与第一储存位置标识符相关联的第一储存位置；和

从WMS确定仓库位置与第一储存位置相关联。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述标识符是第一物品上标识符，并且确定仓库位置包括：

从WMS确定第一储存位置标识符与第一物品上标识符相关联；

从WMS确定仓库位置与第一储存位置相关联。

8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述机器人设备的位置包括：

基于传感器数据确定检测到的标识符的大小和形状中的一个或两个；

将检测到的标识符的大小和形状中确定的一个或两个与参考大小和参考形状中的一个或两个进行比较；和

基于该比较，确定机器人设备相对于检测到的标识符的确定的仓库位置的距离和方向中的一个或两个；和

基于(i)检测到的标识符的确定的仓库位置和(ii)机器人设备相对于检测到的标识符的确定的仓库位置的距离和方向中的确定的一个或两个来确定机器人设备的位置。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述机器人设备的位置是与在WMS中的检测到的标识符相关联的仓库位置。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述WMS包括所述机器人设备的一个或多个部件。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述WMS包括经由无线连接通信地耦合到所述机器人设备的计算系统。

12.根据权利要求1所述的方法，其中耦合到所述机器人设备的所述传感器是立体相机。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述机器人设备是自主导引车(AGV)。

14.一种系统，包括：

部署在仓库环境中的机器人设备，

耦合到机器人设备的传感器，其中传感器被配置为捕获传感器数据；和

计算系统，配置为：

接收由传感器捕获的传感器数据，

响应于接收传感器数据，执行传感器数据的分析；

使用传感器数据的分析来检测由传感器捕获的标识符；

确定与仓库管理系统(WMS)中的标识符相关联的仓库位置；和根据仓库位置，确定机器人设备在仓库环境中的位置，

其中多个库存物品存储在仓库环境中的多个储存位置，每个库存物品具有标识WMS中的库存物品的物品上标识符，以及每个储存位置具有标识WMS中的储存位置的储存位置标识符，

15.如权利要求14所述的系统，其中所述多个库存物品的物品上标识符和所述多个储存位置的储存位置标识符是条形码，

其中传感器是相机，和

其中传感器数据是由相机捕获的图像数据。

16.如权利要求15所述的系统，其中所述相机是立体相机。

17.如权利要求14所述的系统，其中，所述计算系统还被配置为：

基于机器人设备的确定的位置确定导航指令；和

使机器人设备基于导航指令在仓库环境内移动。

18.如权利要求14所述的系统，其中，为了确定机器人设备的位置，计算系统被配置为：

将检测到的标识符的大小或形状中的一个或两个与参考大小或参考形状中的一个或两个进行比较；

基于该比较，确定机器人设备相对于检测到的标识符的确定的仓库位置的距离或方向中的一个或两个；和

基于(i)检测到的标识符的确定的仓库位置和(ii)机器人设备相对于检测到的标识符的确定的仓库位置的距离或方向中的确定的一个或两个来确定机器人设备的位置。

19.如权利要求14所述的系统，其中所述机器人设备包括所述计算系统的至少一部分。

20.如权利要求14所述的系统，其中所述计算系统相对于所述机器人设备远程定位，并且其中所述计算系统经由无线连接通信地耦合到所述机器人设备。

21.一种机器人设备，包括：

传感器，配置为捕获传感器数据；和

计算系统，配置为：

接收传感器捕获的传感器数据，

响应于接收传感器数据，执行传感器数据的分析，

使用传感器数据的分析检测传感器捕获的标识符，

确定与仓库管理系统(WMS)中的标识符相关联的仓库位置，以及

根据仓库位置，确定机器人设备在仓库环境中的位置，

22.根据权利要求21所述的机器人设备，其中，所述多个库存物品的物品上标识符和所述多个储存位置的储存位置标识符是条形码，

其中传感器是相机，和

其中传感器数据是由相机捕获的图像数据。

23.根据权利要求21所述的机器人设备，其中，所述计算系统还被配置为：

基于机器人设备的确定的位置确定导航指令；和

使机器人设备基于导航指令在仓库环境内移动。