CN109844674B - 具有可操控摄像机和指示器的物流机器人和运行方法 - Google Patents

具有可操控摄像机和指示器的物流机器人和运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种设置有可操控摄像机及可操控光束指示器的自动导引车(AGV)，该可操控摄像机用于识别和目标跟踪。在一个实施例中，该自动导引车包括具有一个或多个驱动轮的主体、控制台和与控制台耦接的第一摄像机；其中，该主体具有第一端和与第一端相对的第二端，该控制台以直立耦接的方式配置于主体的第一端上，该第一摄像机具有一个或多个旋转轴且可操作地跟随对象，该第一摄像机识别目标货物，该光束指示器向该目标货物发射光束。

Description

具有可操控摄像机和指示器的物流机器人和运行方法
技术领域
本发明涉及一种具有可操控摄像机及可操控光束指示器的物流机器人和运行方法。
背景技术
自动导引车AGVs(例如物流机器人)是无人驾驶的可编程控制车辆，其可以将物品或货物从指定场馆内的装载区域运输到卸载区域。自动导引车为操作者、货物和被精准控制运动的设备提供了更安全的环境。一些研发人员已将电子设备整合到自动导引车中以进行目标跟踪。然而，当前的自动导引车设计是从后面跟随操作者，且在行进路径中由于意外的障碍而使其经常出现在操作者的视线之外。因此，为了有效地进行目标跟踪，需要改进的自动导引车。
发明内容
在本发明的实施例中所涉及的自动导引车(AGVs)或物流机器人具有用于目标跟踪的可操控摄像机。在一个实施例中，该AGVs包括具有一个或多个驱动轮的主体、控制台和与控制台耦接的第一摄像机；其中，该主体具有第一端和与第一端相对的第二端，该控制台以直立耦接的方式配置于主体的第一端上，该第一摄像机具有一个或多个旋转轴且可操作地跟随对象。
在另一个实施例中，提供了一种物流机器人。该物流机器人包括具有一个或多个驱动轮的主体，以及连接到该主体的摄像机，其中，该摄像机具有可操作地产生激光束的光束指示器。
在又一个实施例中，提供了一种物流机器人的运行方法。该运行方法包括将物流机器人移动到具有货架的预定区域，基于任务指令引导摄像机识别要从货架搬走的对象，以及使摄像机向识别出的对象发射光束。
附图说明
图1A示出了本发明一个实施例中自动导引车(AGV)的透视图
图1B示出了本发明实施例图1A中AGV的局部放大示意图
图2示出了AGV使用可操控摄像机跟随操作者的一个实施例示意图
图3A-3C示出了在给定方向上跟随操作者时AGV的行进路径示意图
图4示出了一个实施例中可操控摄像机用于识别放置在货架和/或货物上读取标记的流程示意图
图5示出了根据本发明另一实施例中AGV的示意图
图6示出了根据本发明一个实施例中可操控摄像机用于扫描在AGV上货物条形码的示意图
图7示出了根据本发明一个实施例中安装于万向节部件上的可操控摄像机的透视图
图8是根据本发明具有多个AGV的仓库系统一个实施例的平面图
图9是根据本发明一个实施例中的使用AGV来运输包裹/货物的仓库系统的示意图
图10是根据一个实施例的AGV方框示意图
为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的参考数字来指定图形共有的相同元素。可以设想，在一个实施例中公开的元素可以与其它实施例有益地一起使用，而不再赘述。
具体实施方式
本发明的实施例涉及具有用于目标跟踪的可操控摄像机的自动导引车(AGV)。可操控摄像机具有光学缩放功能，以识别/读取附置于货物或货架上的标记。可操控摄像机包括光束指示器，该光束指示器可以产生激光束以帮助操作者定位需从货架装载或卸载的对象。虽然仅以AGV术语为例，但本发明的设计理念可以应用于任何自动驾驶系统或移动机器人，例如物流机器人、自主移动机器人、惯性导向机器人、遥控移动机器人、激光瞄准机器人、视觉系统机器人和路线图机器人。下面通过参考图1-10更详细地讨论各种不同的实施例。
图1A示出了本发明一个实施例中自动导引车(AGV)100的透视图。AGV 100适用于无人驾驶情况下自行驱动。AGV 100通常包括移动基座102和控制台104。移动基座102具有后端103和与后端103相对的前端105。控制台104具有上部138和主体140。控制台104的主体140与移动基座102的前端105相直立或垂直耦接。一个或多个扶杆101可选地设置在主体140的任一侧上，以允许操作者控制和操作AGV 100的移动。
控制台104配置有显示信息的显示器108。显示器108允许操作者控制AGV 100的操作。显示器108可以是任何合适的用户输入设备，用于提供与操作任务、场馆图、路线、货物存储等相关的信息。如果需要手动控制AGV，操作者可以通过显示器108输入更新命令来重置AGV 100的自动运行。
U形手柄172可选配地连接到控制台104。在一个实施例中，U形手柄172可与上部138枢接。U形手柄172相对于控制台104在缩回位置(如图所示)和拉下位置之间移动。当U形手柄172被下拉时，AGV 100就从任何操控模式切换到了手动控制模式。图1B示出了图1A中AGV 100的局部放大视图171。在所示例的图中，U形手柄172被保持在缩回位置，并且可操控摄像机121(将在后续讨论)被示出为转向一侧。U形手柄172还包括操纵杆174，当U形手柄172被拉下和在手动控制模式下工作时，操纵杆174允许操作者操控AGV 100的移动。
移动基座102具有一个或多个驱动轮110和多个从动轮112。驱动轮110配置成转动和/或滚动以便在任何给定方向上移动AGV 100。例如，驱动轮110可以围绕Z轴旋转并且沿着任何方向(例如沿着X轴或沿着Y轴)在地面上绕其轴心轴向前或向后转动。驱动轮110可以被控制以不同的速度滚动。从动轮112可以是万向轮。如果需要，任何一个或所有从动轮112也可以是驱动的。在本发明实施中，向前移动状态是以前端105为移动方向的情况，向后移动状态是以后端103为移动方向的情况。在一些情况下，AGV 100具有一个或多个紧急停止按钮109，其被配置为在按下时AGV停止移动。
移动基座102具有可用于承载货物130的上表面106。在一些实施例中，移动基座102可包括从上表面106的边缘凸起的一个或多个护栏117，以防止货物130在运输过程中滑落。AGV 100被配置为根据预先存储的命令或从远程服务器接收的指令在场馆内指定区域之间自动搬运货物130。AGV 100包括用于捕获AGV 100周围环境图像和/或视频的一个或多个摄像机。在本发明的一些实施例中，AGV 100包括设置在控制台104上的概览摄像机137，例如，该概览摄像机137设置在邻近显示器108的区域处。该概览摄像机137面向远离AGV100的后端103，即该概览摄像机137面向与物流机器人向前移动的方向一致，并用于检测和绕开对象/障碍物。在一些情况下，该概览摄像机137还可以被配置为用于识别货架和/或操作者，使得AGV 100可以在各种操作模式下与操作者保持适当/预设的距离，如本发明中后续将要讨论的。
控制台104上部138的纵向方向相对于主体140的纵向方向具有一定角度。该角度的选择可使得概览摄像机137有效地识别近处对象。该角度可以约为105度至165度的范围内，例如，大约120度至150度的范围。更宽或更窄的角度范围可以根据具体应用进行调整。
AGV 100可包括一个或多个接近传感器，以检测附近对象的存在和/或测量距离附近对象的远近。例如，一个或多个传感器156(图中仅示出了两个侧面)可以设置在移动基座102周围。传感器156可以是任何合适的声纳传感器、超声波传感器、红外传感器、雷达传感器、激光雷达(LiDAR)传感器和/或接近传感器，其可以被配置为检测是否有附近对象的存在。每个传感器156可以配置成一个可以感测大于90度的视场。
在一些实施例中，可以分别在移动基座102的前端105和后端103处进一步设置一个或多个传感器144，以回避障碍物。例如，传感器144可以设置在前端105和后端103上(图中仅示出前端)。传感器144可以设置在控制台104下方的开口148处。开口148横跨移动基座102的宽度，并且可以从传感器144径向向外扩展到移动基座102的边缘。开口148的扩展允许传感器为AGV 100提供更大的感测区域。可选地或附加地，类似于传感器144，传感器191可以设置在移动基座102的一个或多个拐角处。同样，传感器144和传感器191可以是任何一种适合的声纳传感器、超声波传感器、红外传感器、雷达传感器和/或如LiDAR(光探测与测距)传感器的激光传感器，上述传感器可以被配置成与静止或移动的附近物体保持适当的距离，以及检测静止或移动的附近物体的存在。每个传感器144可以被配置为感测大于90度的视野，例如约270度。
可操控摄像机
在一些实施例中，AGV 100配备有可操控摄像机121。可操控摄像机121可以设置在控制台104和/或移动基座102处。可操控摄像机121可拆卸地连接到控制台104。在一个实施例中，可操控摄像机121设置在控制台104的顶表面190(图1B)。在一些实施例中，可操控摄像机121被配置为可绕Z轴旋转大约360度。在一些实施例中，可操控摄像机121被配置为允许具有两个旋转轴。例如，可以控制可操控摄像机121绕Z轴旋转360度(水平旋转)和垂直于Z轴的X轴或Y轴旋转(垂直旋转)。可操控摄像机121能够记录视觉图像和/或检测附近对象的存在，并且其可以包括一个单眼摄像机、一个双目摄像机和/或一个立体摄像机。在一个实施例中，为达到跟随操作者后面的目的，可操控摄像机121被配置为去检测人类操作者，捕获操作者的图像，并提取操作者的特征，例如操作者的面部特征、操作者的外观特征、操作者的骨架结构特征、操作者的身体姿态/手部姿势特征、操作者的衣服特征或任何上述特征的组合等。为了跟随操作者，在AGV 100将前端105作为前进方向和控制台104面向操作者时，AGV 100可以掉头前进。如果AGV 100之前是向后移动(例如在自导航模式下)，在切换到跟随模式后AGV 100将改为向前移动。
由可操控摄像机121、接近传感器156和/或传感器144记录所检测和/或测量的信息组合用于帮助AGV 100在前面、后面或侧面自主跟随操作者。由可操控摄像机121、接近传感器156和/或传感器144所记录、检测和/或测量的信息组合还用于帮助AGV 100跟随操作者在给定方向上自主移动，同时避开附近的障碍。
图2示出了AGV 100使用可操控摄像机121跟随操作者的一个实施例示意图。可操控摄像机121被配置为识别操作者的面部特征、衣服和/或姿势，以跟随操作者200，同时在给定方向上与操作者保持预定的距离。控制可操控摄像机121在水平和垂直方向上旋转，以允许AGV 100持续跟随任何类型的对象，例如在给定方向202上移动的操作者，即使有障碍物位于AGV100的移动路径中。
图3A-3C示出了根据一个实施例的AGV 100在给定方向304上跟随操作者200并且避开AGV 100前方的障碍物302时的行进路径示意图。如图3B和3C所示，可操控摄像机121可以水平旋转以使操作者200保持在可操控摄像机121的视线内，即在可操控摄像机121的可视范围306内，同时为避开障碍物302而在不同于操作者200的方向上移动。可操控摄像机121的旋转允许AGV 100在各种操作模式(如在本发明中讨论的跟随模式)期间连续跟随操作者200。
在一些实施例中，可操控摄像机121可以或者进一步包括光学变焦功能以帮助AGV100对特定对象进行光学变焦。例如，可操控摄像机121可以被配置为识别货物、确定货物和/或货架的位置、读取标记和识别工作人员等。
图4示出了可操控摄像机121用于识别附置于货架404和/或货物406上的标记402的一个实施例示意图。标记402可以是反射标记或包含货物/货架信息的任何合适的标识符，包括但不限于货物类型、货物数量、货架位置和/或任何与货物相关的指令，例如与货物、操作者和/或AGV 100相关联的路线和/或任务指令。图4进一步示出了概览摄像机137提供了一个以识别场馆内的区域和货架的可视范围408。
标记402有时可以放置在货架404的顶部或底部，因此无论标记402位于何处，可操控摄像机121在水平和垂直方向上旋转，能允许AGV 100光学地放大/缩小并获得标记402的清晰图像。控制台104上的概览摄像机137可以进一步帮助AGV 100识别场馆内的区域和货架。
在操作过程中，AGV 100可以受控于“自导航”模式下运行，并且从装载货物到AGV100上的接收/装载地点，移动到从AGV 100卸载货物的仓储区域。可操控摄像机121、概览摄像机137和AGV 100上的一个或多个传感器所记录的检测和/或测量的组合信息，以及存储在AGV 100中的场馆地图信息，可用于帮助AGV 100自动地从接收/装载地点移动到仓储区域。具体地，可操控摄像机121可以识别和读取货架404上的标记402，以确定清单上的货架404是否已经找到。然后，操作者可以将货物从AGV 100转移到货架404上。在一些情况下，可操控摄像机121可以检测和识别操作者的面部特征，并在显示器108上提供与该操作者相关联的工作分配。经认定的操作者可以根据工作分配情况采取行动。
图5示出了根据本发明另一实施例的AGV 100示意图。在本实施例中，可以与本发明所讨论的任何一个或多个实施例相结合，可操控摄像机121进一步配备有光束指示器502。光束指示器502具有产生激光束504的激光二极管。任何其它适合的光束发射器也可以使用。可操控摄像机121受控指向需从货架508卸载或由操作员510提取的货物506。可操控摄像机121在垂直和水平方向上旋转，使操作员510能够通过简单查看货物506上的电子束光点512，快速识别要取的货物。当有多个货物要从货架508卸载时，根据提供给AGV 100的任务指令，可操控摄像机121受控以任何合适的顺序识别它们。这样的任务指令可以包括，例如，将X号货物A从货架Y移动到位置Z，将X号货物A从货架Y移动到货架W，将X号货物A从位置B到位置C等。在任何情况下，操作者可以使用电子束光点作为指引来移动货物而不必查看显示器108上的任务指令，从而最小化了控制器104、货架508和AGV 100之间的行程。上述过程可以重复，直到所有需要的货物已经装载到AGV 100上。借助于电子束光点512来识别货物，操作者可以更有效地完成装载/卸载过程。
在操作中，可以控制AGV 100以在“自导航”模式下工作，并且从待命/装载区域行进到仓储区域，以将货物从货架508卸下装载到AGV 100上。当AGV 100到达仓储区域，AGV100使用可操控摄像机121来搜索/识别操作者，并在显示器108上提供与操作者相关联的作业分配。在一些情况下，操作者可以使用显示器108给AGV 100选择/提供任务指令(如上所述)，或者，AGV 100也可以从远程服务器接收任务指令。例如，操作者可以选择“等待提取”模式，其可以包括指示AGV 100基于任务指令搜索将被提取的货物。然后，AGV 100控制可操控摄像机121以识别/读取货架508上的标记514或货物506上的标记502(例如，可视区517)。一旦识别出货物506，光束指示器502发射指向货物506的激光束504，以便于操作者510提取货物506。然后，操作者将货物506从货架508移动到AGV 100。如果需要，可以控制可操控摄像机121识别放置在AGV 100上的货物标记，以及将激光束指向已识别货物所需放置的货架。接下来，操作者可以将相应的货物移动到货架上。
在可与本发明任何一个或多个实施例组合的一些实施例中，可操控摄像机121受控俯视装载于AGV 100上的货物，并放大以识别和/或扫描货物上的条形码(或标记，或任何合适的标识符)。条形码可包含货物信息，包括但不限于货物类型、货物数量和/或与货物相关的任何指令，例如与货物和/或AGV 100相关联的路线和/或任务指令。可操控摄像机121可以基于操作者的输入或从远程服务器接收的任务指令确定是否已经收集了所有货物对象。
图6示出了一个实施例，其中可操控摄像机121向下转动180度俯视以扫描附在货物604上的一个或多个条形码602，该货物604位于移动基座102的上表面或将被放置于移动基座102的上表面。
可操控摄像机121可通过任何合适的结构可拆卸地连接到AGV 100上。在一个实施例中，可操控摄像机121使用枢转支撑件(例如三轴万向节部件)联接到控制台104。在使用枢转支撑件的情况下，可操控摄像机121可以具有或不具有两个旋转轴。三轴万向节部件允许可操控摄像机121在工作期间使摄像机不会产生振动或摇晃的情况。图7示出了根据本发明实施例安装于万向节部件700(示例)上的可操控摄像机121的透视图。万向节部件700与控制台104的顶部表面190相连接，为了便于说明，图中控制台104已用盒子简化表示。可操控摄像机121的底部701配置有凸轮廓，该凸轮廓可与万向节部件700的摄像机支架704中的相应凹槽702以横向滑动(由虚线箭头703表示)的形式相接合。闩锁706设置于摄像机支架704的一侧，一旦凸轮廓和凹槽702接合在一起，闩锁706可操作地将可操控摄像机121与摄像机支架704锁定。
万向节部件700由三台电动机提供动力，例如盘式电动机708，辊式电动机710和翻转电动机712。三台电动机708,710,712可以是无电刷电动机，该无电刷电动机分别控制三台电动机708,710,712绕三个轴X,Y,Z转动角度。设置在AGV 100(如控制台104)中的惯性测量单元193，例如，通过测量和监视AGV 100相对于AGV 100整体重心的转动惯量，可以被配置为响应AGV 100的运动。AGV 100的控制器可使用测量/监控信息，并控制三台电动机708,710,712，以在本发你实施例中所述的各种操作中稳定可操纵摄像机121。
在一些实施例中，每台电动机708,710,712及其相关联的传感器(例如，霍尔传感器，图未示)与X轴、Y轴和Z轴的控制与配电板(图未示)相连接。霍尔传感器被配置为指示电动机的定子和转子的相对位置(例如，转动位置)。盘式电动机708可旋转地与轴714联接，轴714安装在(由箭头716表示)直立控制台104的顶表面190上。集电环722可以设置在盘式电动机708下方。从集电环722下部延伸的多条电线718，与设置在控制台104中的电路板(图未示)相电连接，并且从集电环722的上部延伸的多条电线(图未示)与盘式电动机708、辊式电动机710和翻转电动机712电连接。
万向节部件700包括第一臂724，第一臂724的第一端连接到盘式电动机708的一侧，使得第一臂724可相对于直立控制台104绕Z轴自由旋转360°，该Z轴平行于控制台104的长度方向。辊式电动机710与第一臂724的第二端连接。万向节部件700还包括第二臂726，第二臂726具有耦接于辊式电动机710旋转部分的第一端，以使第二臂726可相对于第一臂724绕垂直于X轴的Y轴旋转270°。翻转电动机712与第二臂726的第二端连接。用于保持/固定可操控摄像机121的摄像机支撑件704与翻转电动机712的旋转部分相耦接，以使支撑件704可相对于翻转电动机712绕正交于Y和Z轴的X轴旋转。
可操控摄像机121和万向架装置700由电路板控制，其包括至少一种设置于控制台104中的通信模块。任务指令可以通过如下方式送到通信模块，可以通过因特网以无线连接方式，也可以通过有线连接方式，或使用任何适合与远程服务器通信的方式，如图8中讨论的系统控制器802。无线通信的示例可包括但不限于超宽带、射频识别(有源和/或无源的)、蓝牙、WiFi和/或任何其它的通信形式。附加地或可替换地，操作者可以通过显示器108手动向AGV 100提供任务指令，使得可操控摄像机可以执行各种任务，例如本发明中讨论的那些任务。
仓库系统
根据本发明的AGV可以用作各种任务环境系统中的包裹运载器，例如仓库、医院、机场以及可使用自动包裹运输的任务环境。图8是根据本发明具有多个AGV的仓库系统800的平面示意图。仓库系统800包括系统控制器802。系统控制器802经由网络804与位于仓库中的多个AGV 100通信。该多个AGV 100可以与仓库中的操作者200互动。系统控制器802发送指令和信息，如操作者信息和货物信息，到该多个AGV 100。AGV100可发送所捕获的图像和感测的信息到系统控制器802。AGV 100和操作者200直接地交互或者与系统控制器802一起参与执行各种操作，例如将操作者引导到作业现场、跟随操作者到作业现场、发信号通知操作者加载/卸载、响应来自操作者的手势以及避免与其它AGV的冲突。
图9所示为采用AGVs运输包裹/货物的仓库900示意图。仓库900可以包括接收区域902、待命/装载区域904、仓储区域906、提取/包装区域908和装运区域910。多个AGVs和一个或多个操作者可以一起在仓库900中执行运输和处理包裹的任务。图9示出了由AGV 100a和AGV 100b执行的两个示例性任务，其可具有与本发明中讨论的AGV 100相同的特征。可以预期，AGV 100a和AGV 100b可以具有与上面讨论的AGV 100相同的功能。
在一个示例中，AGV 100a首先在接收区域902处加载包裹。当包裹加载完成后，AGV100a可以从远程服务器(如图8中的系统控制器802)接收指令，将包裹传送到仓储区域906。在一些实施例中，AGV 100a在自导航模式下从接收区域902途径路线912将包裹传送到仓储区域906。路线912可以由系统控制器选择或由AGV 100a基于AGV 100a存储设备中的地图信息选择。在自导航模式中，AGV 100a可以向后移动，即以后端103作为前进端。
当到达仓储区域906时，AGV 100a与操作者200a交互。在一些实施例中，AGV 100a可以在仓储区域906到达时停止，同时信号灯点亮以指示AGV 100a正在等待卸载。操作者200a来到等待中的AGV 100a处并通过显示器108与AGV 100a交互。在一些实施例中，操作者200a可以通过显示器上的触摸屏将AGV 100a设置为“跟随模式”。AGV 100a使用可操控摄像机121来捕获操作者200a的图像并提取操作者200a的特征，例如面部特征、衣服和/或操作者的姿势，以便跟随操作者200a。为了跟随操作者200a，AGV 100a可以转身前行，前端105作为前进端，此时控制台104面向操作者200a。
AGV 100a沿着路线914跟随操作者200a到操作者200a卸载包裹的位置，路线914对于AGV 100a来说可以是未知的。在一些实施例中，AGV 100a和操作者200a可以进行两次或更多次停止以卸载所有包裹。在包裹卸载完成之后，操作者200a可以将AGV 100a设置为“自导航”模式。AGV 100a转向沿路线916向后移动到待命/装载区域904。路线916可以由系统控制器选择或者由AGV 100a基于存储设备中的地图信息选择。AGV 100a在待命/装载区域904装载完成并等待来自系统控制器的进一步指令。
或者，AGV 100a可以在引导操作者的模式下执行。例如，在与操作者200a交互后，AGV 100a捕获操作者200a的图像并将图像发送到系统控制器，例如图8中的系统控制器802。系统控制器基于存储在系统中的图像信息识别操作者200a，并基于操作者200a的角色和AGV 100a上的包裹向AGV 100a发送任务指令。AGV 100a在显示器108上接收并显示任务信息。看到显示器108上的任务信息后，操作者200a可以决定是让AGV 100a跟随还操作者、或是让AGV 100a来引导操作者的前进方向。如果操作者200a决定由AGV 100a来引导操作者的前进方向，则操作者200a将AGV 100a设置为引导操作者模式。AGV 100a根据任务指令和存储的地图信息选择路线914，将操作者200a引导到卸载包裹的位置。
在另一示例中，在接收到去往仓储区域906的指令时，在待命/装载区域904处等待的AGV 100b在自导航模式下途径路线918从待命/装载区域904行进到仓储区域906。在自导航模式中，AGV 100a可以向后移动，即以后端103作为前进端。
当到达仓储区域906时，AGV 100b与操作者200b进行交互。在一些实施例中，AGV100b可在到达仓储区域906时停止，同时信号灯点亮以指示AGV 100b正在等待加载。操作者200b到达正在等待的AGV 100b处，并通过显示器108与AGV 100b进行交互。例如，操作者200b可以对显示器108进行检索以找出任务指令，其可以包括但不限于，将X数量的货物A从货架Y移动到位置Z，将X数量的B货物从货架Y移动到位置Z，将X数量的货物C从货架W移动到位置C等。在某些情况下，操作者200b可以选择显示器上的“等待提取”模式，其可以包括指示AGV 100b搜寻将要提取的货物。在这种情况下，AGV 100b使用可操控摄像机121来识别要由操作者200b提取的货物。可操控摄像机121从可操控摄像机121的光束指示器502向所需识别货物处发射一光束，如上述图5所讨论的方式。以这种方式，操作者200b可以有效率地将货物从货架转移到AGV100b上，而不必检寻显示器108上每个项目的任务指令，从而减少操作者200b在控制台104、货架508和AGV 100之间来回穿梭的次数。
如果需要，操作者200b可以通过显示器108上的触摸屏将AGV 100b设置为“跟随模式”。AGV 100b使用可操控摄像机121捕获操作者200b的图像，以便跟随如上所述的操作者200b。为了跟随操作者200b，AGV 100b可以转向前进，前端105作为前端，控制台104面向操作者200b。AGV 100b沿着路线920跟随操作者200b，到操作者200b将包裹装载到AGV 100b上的位置，该路线920对于AGV 100b来说可能是未知的。
或者，AGV 100b可以在引导操作者的模式下执行。例如，在与操作者200b交互时，AGV 100b捕获操作者200b的图像并将图像发送到远程服务器，例如图8中的系统控制器802。系统控制器802根据存储在系统中的信息图像识别操作者200b，并基于操作者200b的角色向AGV 100b发送任务指令。AGV 100b接收并在显示器108上显示任务信息。在显示器108上看到任务信息后，操作者200b可以决定是否跟随或引导AGV 100b。如果操作者200b决定由AGV 100b来引导操作者的前进方向，则操作者200b将AGV 100b设置为引导操作者模式。AGV 100b根据任务指令和存储的地图信息选择路线920，并将操作者200b引导到用于包裹装载的位置。
在装载包裹之后，操作者200b可以将AGV 100b设置为自导航模式。AGV 100b转向以沿着路线922向后移动到提取和包装区域908。可以由AGV 100b基于存储设备中的地图信息来选择路线920。AGV 100b在提取和包装区域908处卸载，包裹在那里被处理并将其发送到装运区域910以便离开仓库900。
图10是根据本发明一个实施例的AGV 100示意框图。AGV 100包括控制器1060，控制器1060被配置为控制AGV 100的各种操作任务，其包括本发明实施例中所讨论的任务组合或需要使用AGV 100的任何任务类型的组合。控制器1060是可编程中央处理单元(CPU)或任何可适用且具有记忆单元的处理器。控制器1060与含有执行操作数据的存储设备1062通信，操作数据为地图信息1002、路线信息1004、货物信息1006、任务信息1008和人物识别信息1010等。控制器1060还与配置为控制AGV 100操作的若干模块通信。在一些实施例中，这些模块包括通信模块1012、输入模块1014、传感器模块1016、定位模块1018和驱动模块1020。通信模块1012被配置为从远程服务器1040(例如系统控制器)发送信息/指令或接收信息/指令，远程服务器1040可以是仓库管理系统。输入模块1014被配置为向AGV 100的显示器(例如，显示器108)提供或接收信息。传感器模块1016被配置为控制和接收来自AGV传感器(例如，传感器144,156)的信息。定位模块1018被配置为将有关AGV 100位置的信息传送到控制器1060。定位模块1018可以包含GPS、WiFi接入点和/或蓝牙信标，以使远程服务器1040和/或操作者可以随时找到AGV 100的位置。驱动模块1020被配置为控制AGV 100驱动轮的运动。
控制器1060与惯性测量单元1042通信以测量和确定AGV 100的走向和运动方式。控制器1060还与可操控摄像机1022(例如，可操控摄像机121)通信，可操控摄像机1022被配置用于跟踪寻迹、识别货物或货架的标记、识别货架或AGV上的货物标记、以及如前讨论的发送一束光到需从货架装载或卸载的货物上。在一些实施例中，可操控摄像机1022与激光指示器1024、摄像头1026、用于X-Y轴的第一控制与配电板1028以及用于Z轴的第二控制与配电板1030进行通信。第一和第二控制与配电板1028,1030分别与各自的无刷电动机1032,1034和霍尔传感器1036,1038进行通信，以控制可操控摄像机1022的操作。
控制器1060、模块1012-1018和/或包含在存储设备1062上的数据被配置为用于控制AGV 100的移动、可操控摄像机1022的转动和/或显示在AGV 100显示器上的信息，所有这些控制至少部分基于来自接近传感器(例如传感器144,156)、摄像机(例如摄像机121,137)、惯性测量单元1042、用户界面组件的用户输入以及来自远程服务器的信息。远程服务器1040还与AGV 100的通信模块1012通信。控制器1060被配置为分析从摄像机和接近传感器接收或读取的信息，以及来自存储设备1062和/或任何模块和响应控制AGV 100操作的数据，该数据包括驱动轮(例如驱动轮110,112)和/或AGV 100显示器(例如显示器108)上所显示的信息。
在一个实施例中，控制器1060被配置为接收从传感器模块1016、接近传感器(例如传感器144,156)的信息，以及由可操控摄像机1022(例如可操控摄像机121)捕获的有关操作者存在和特征的图像，并且可随时与远程服务器1040通信以确定是否已经识别出正确的操作者。一旦识别出操作者，控制器1060被配置成控制可操控摄像机1022的移动，例如，基于提供给第一和第二控制与配电板1028,1030的部分信息，通过水平和/或垂直地旋转可操控摄像机1022以不断地跟随操作者。
有关操作者的信息可存储在存储设备1062上，并且由控制器1060和/或操作者访问以供后续参考。在任何时候，控制器1060可以检索存储在存储设备1062信息中的数据，其包括地图信息1002、路线信息1004、货物信息1006和/或任务信息1008、和/或人员识别信息1010，以帮助确定操作员和/或执行任务的适配操作者。
在一个实施例中，控制器1060被配置为接收传感器模块1016和接近传感器(例如传感器144,156)的信息，以及由可操控摄像机1022(例如可操控摄像机121)捕获的货架是否存在的图像信息和有关该货架的信息，并且可选地与远程服务器1040通信以确定是否已经识别出正确的货架。一旦识别出货架，基于部分货物信息1006和/或任务信息1008，控制器1060被配置成控制可操控摄像机1022的移动以搜索/识别需从货架装载或卸载的货物。控制器1060控制激光指示器1024以将激光束指向以任何适当顺序从货架装载或卸载的货物，直到所有识别的货物已由操作者从货架装载或卸载完成。控制器1060还可以被配置为将货物信息与由操作者预选的货物清单和货物数量进行比较，以确定AGV 100已经接收或检测到正确的货物。
货架的位置信息也可以存储在存储设备1062上，并且由控制器1060和/或操作者访问以供后续参考。在任何时候，控制器1060可以从存储在存储设备1062的信息中检索数据，该信息包括地图信息1002、路线信息1004、货物信息1006和/或以帮助确定货架位置的任务信息1008。
在一个实施例中，控制器1060被配置为从可操控摄像机1022接收关于放置在AGV100上的对象(例如货物)的信息，并且视情况可选地与远程服务器1040通信以确定放置在AGV 100的对象是否正确。控制器1060被配置为控制可操控摄像机1022的移动，例如通过水平和/或垂直旋转可操控摄像机1022以搜索和扫描附加到对象上的一个或多个标记(例如条形码)。一旦AGV 100确定正确的对象(或所有需要的对象)已经放置在AGV 100上，控制器1060可以控制AGV 100行进到下一个目的地(例如，货物存储区域或装运区域)。
有关货物的信息可以与货物库存信息1006一起存储在存储设备1062上，并且可由控制器1060和/或操作者访问以供后续参考。在任何时候，控制器1060可以从存储在存储设备1062的信息中检索数据，该信息包括地图信息1002、路线信息1004、任务信息1008和/或货物信息1006，以帮助识别标记和与该标记相关的货物信息。AGV 100可以继续操作，且可以针对附置于任何对象(例如货物或存储货物的存储架)上的任何数量的标记重复上述过程。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (18)

1.一种物流机器人，其特征在于，包括：
具有一个或多个驱动轮的主体，所述主体包括第一端和与第一端相对的第二端；
控制台，其以直立耦接的方式配置于主体的第一端上；以及
第一摄像机，其与所述控制台相连接，所述第一摄像机具有产生激光束的光束指示器，及一个或多个旋转轴，且用以跟随一对象；其中，
所述第一摄像机检测和识别操作者并在显示器上提供与所述操作者相关联的工作分配；
所述第一摄像机还识别和读取货架和/或货物上的标记，及所述光束指示器发出所述激光指向所述货架和/或所述货物，所述操作者根据所述激光识别所述货架和/或所述货物，并所述第一摄像机指引所述操作者根据所述激光移动所述货物至所述货架或自所述货架移动所述货物。
2.根据权利要求1所述的物流机器人，其特征在于，所述控制台还包括：控制器，用以控制所述第一摄像机移动，所述控制器基于接收的指令将激光束指向待装载到所述主体上的对象。
3.根据权利要求1所述的物流机器人，其特征在于，所述第一摄像机可拆卸地与所述控制台连接。
4.根据权利要求1所述的物流机器人，其特征在于，所述控制台还包括：
第二摄像机，用于检测障碍物的存在，所述第二摄像机朝向远离所述主体第二端的方向。
5.根据权利要求1所述的物流机器人，其特征在于，所述第一摄像机具有光学变焦模块。
6.根据权利要求1所述的物流机器人，其特征在于，所述第一摄像机具有两个旋转轴，用于跟随运动中的所述对象。
7.一种物流机器人，其特征在于，包括：
具有一个或多个驱动轮的主体；以及
与所述主体耦接的摄像机，其中，所述摄像机具有产生激光束的光束指示器，及一个或多个旋转轴，且用以跟随一对象；其中，
所述摄像机检测和识别操作者并在显示器上提供与所述操作者相关联的工作分配；
所述摄像机还识别和读取货架和/或货物上的标记，及所述光束指示器发出所述激光指向所述货架和/或所述货物，所述操作者根据所述激光识别所述货架和/或所述货物，并所述摄像机指引所述操作者根据所述激光移动所述货物至所述货架或自所述货架移动所述货物。
8.根据权利要求7所述的物流机器人，其特征在于，所述主体包括控制台，所述控制台与一个移动基座直立耦接，其中，所述摄像机通过三轴枢转支撑件可拆卸地与所述控制台耦合在一起。
9.根据权利要求7所述的物流机器人，其特征在于，所述摄像机具有一个或多个旋转轴。
10.根据权利要求8所述的物流机器人，其特征在于，所述三轴枢转支撑件包括：
盘式电动机、辊式电动机和翻转电动机；
第一臂，其第一端与所述盘式电动机的一侧相连，其第二端与辊式电动机的一侧相连；其中，所述第一臂为相对于所述控制台自由旋转；
第二臂，其第一端与所述辊式电动机的可旋转部分相连，第二端与所述翻转电动机相连，其中，所述第二臂为相对于第一臂旋转；以及
用于固持所述第一摄像机的摄像机支撑件，其中，所述摄像机支撑件与所述翻转电动机的可旋转部分相连接。
11.根据权利要求8所述的物流机器人，其特征在于，所述控制台还包括控制器，用以控制所述摄像机移动，并将激光束指向要装载到所述主体上的对象。
12.根据权利要求11所述的物流机器人，其特征在于，所述控制器根据来自远程服务器或操作者的指令将所述激光束指向所述对象。
13.根据权利要求8所述的物流机器人，其特征在于，所述控制器控制所述摄像机识别所述对象上的一标记，所述对象已放置或将要放置于所述移动基座上。
14.根据权利要求8所述的物流机器人，其特征在于，所述控制器控制所述摄像机识别贴附于所述货架上的标记。
15.一种物流机器人的运行方法，其特征在于，包括如下步骤：
移动步骤，将所述物流机器人移动到具有货架的预定区域，或，在摄像机的视线内，所述物流机器人在跟随模式下持续地跟随操作者；其中，所述摄像机检测和识别操作者并在显示器上提供与所述操作者相关联的工作分配；
识别步骤，所述摄像机还识别和读取货架和/或货物上的标记，基于任务指令控制摄像机识别要从所述货架上移出的对象；以及
光束发射步骤，所述摄像机向识别出的对象发射光束，所述操作者根据所述光束识别所述货架和/或所述货物，并所述摄像机指引所述操作者根据所述光束移动所述货物至所述货架或自所述货架移动所述货物。
16.根据权利要求15所述的运行方法，其特征在于，所述移动步骤还包括：通过两轴旋转所述摄像机来识别附置于所述货架上的标记。
17.根据权利要求16所述的运行方法，其特征在于，所述跟随模式还包括：通过识别操作者的面部特点、操作者的外观、操作者的骨架结构、操作者的身体姿态/手部姿势、操作者的衣服以及上述的任何组合来检测和提取操作者特征。
18.根据权利要求15所述的运行方法，其特征在于，还包括：通过两轴旋转所述摄像机以扫描装载在所述物流机器人上的一个或多个对象的条形码、标记或标识符。
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