CN109983715A - 用于无线通信系统的控制器及方法 - Google Patents

Abstract

为了基于多个发射器的测量的倾斜旋转角度来确定待由无线通信系统中的多个发射器中的每个发射器发出的发射的强度，提供了一种控制器，该控制器有利地使得多个发射器中的每个发射器的发射强度能够根据倾斜角度或旋转角度而变化。这允许引导来自多个发射器的发射以维持无线通信系统内的通信。特别地，无线通信系统包括：多个发射器；第一透镜，来自多个发射器的发射通过第一透镜；第二透镜，通过第一透镜的发射通过第二透镜；至少一个接收器；以及倾斜传感器。多个发射器彼此物理分离。第二透镜被布置成将通过第一透镜的发射聚焦到至少一个接收器上。倾斜传感器被布置成测量多个发射器在至少一个维度上的倾斜角度。控制器被布置成基于在至少一个维度上多个发射器的测量的倾斜角度来确定待由多个发射器中的每个发射器发出的发射的强度，以使得发射入射到至少一个选定的至少一个接收器上。

Description

用于无线通信系统的控制器及方法

相关申请的引用

本申请要求于2016年11月22日提交的、编号为GB1619748.5的英国专利申请的优先权，从而将该英国专利申请的全部内容通过引用合并到本文中。

技术领域

本发明大体上涉及无线通信领域，并且更具体地，涉及用于无线通信系统的控制器及方法。

背景技术

在某些系统中，无线通信路径被用来在系统内的两个分离对象之间或在可移动地连接的两个对象之间进行通信。在一个示例性系统中，使用基于光的通信。光发射器位于一个物体上，光探测器位于另一个物体上。光从光发射器沿光探测器的方向传输。

在这种系统中存在的问题是，光发射器与光检测器之间的相对运动可能导致发射的辐射进行发射所沿的方向使得辐射未入射到所需的光检测器上。这可能导致光通信系统中的误传。

在系统处于垂直方向的情况下，可以使用机械万向节及陀螺仪布置以确保即使下面的支撑结构旋转，光发射器与光接收器也相对彼此保持基本垂直；但是，需要更小，更有效及更简单的解决方案。

发明内容

鉴于已知无线通信系统中的问题，本发明旨在提供一种用于这种无线通信系统的控制器及方法，使得即使当发射器与接收器在一个或多个轴上相对于彼此倾斜时也保持无线通信。

概括的说，本发明引入控制以基于发射器中的倾斜量或旋转量改变发射方向。以这种方式，即使发射器与接收器旋转或倾斜，发射器的发射也被引导到接收器。

根据本发明，提供了一种用于无线通信系统的控制器，该无线通信系统包括：多个发射器，多个发射器彼此物理分离；第一透镜，来自多个发射器的发射通过第一透镜；第二透镜，通过第一透镜的发射通过第二透镜；至少一个接收器；以及，倾斜传感器，倾斜传感器被布置成测量多个发射器在至少一个维度上的倾斜角度。第二透镜被布置成将通过第一透镜的发射聚焦到至少一个接收器上。控制器被布置成基于多个发射器在至少一个维度上的测量的倾斜角度来确定待由多个发射器中的每个发射器发出的发射的强度，以使得发射入射到至少一个选定的接收器的至少一个上。

本发明还提供了一种无线通信系统，包括：多个发射器，多个发射器哦彼此物理分离；第一透镜，来自多个发射器的发射通过第一透镜；第二透镜，通过第一透镜的发射通过第二透镜；至少一个接收器；倾斜传感器，倾斜传感器被布置成测量多个发射器在至少一个维度上的倾斜角度；以及如前所述的控制器。第二透镜被布置成将通过第一透镜的发射聚焦到至少一个接收器上。

本发明还提供了一种无线通信系统，包括：如前所述的第一无线通信系统，以及如前所述的第二无线通信系统。第一无线通信系统与第二无线通信系统被布置成执行双向通信。

本发明还提供了一种用于无线通信系统的控制器，该无线通信系统包括：多个发射器，多个发射器彼此物理分离；第一透镜系统，与多个发射器共同定位，来自多个发射器的发射通过第一透镜系统；第二透镜系统，通过第一透镜系统的发射通过第二透镜系统；多个接收器；测量装置，被布置成测量入射到多个接收器中的每个接收器上的发射的强度；发送装置，与多个接收器共同定位；以及接收装置，与多个发射器共同定位。第二透镜系统与多个接收器共同定位，并且被布置成将通过第一透镜系统的发射聚焦到多个接收器上。发送装置被布置成将测量的强度发送到接收装置。控制器被布置成基于测量的强度确定待由多个发射器中的每个发射器发出的发射的强度，以使得发射入射到多个接收器中的至少一个选定的接收器上。

本发明还提供了一种无线通信系统，包括：多个发射器，多个发射器彼此物理分离；第一透镜系统，与多个发射器共同定位，来自多个发射器的发射通过第一透镜系统；第二透镜系统，通过第一透镜系统的发射通过第二透镜系统；多个接收器；测量装置，被布置成测量入射到多个接收器中的每个接收器上的发射的强度；发送装置，与多个接收器共同定位；接收装置，与多个发射器共同定位；以及如前所述的控制器。第二透镜系统与多个接收器共同定位，并且被布置成将通过第一透镜系统的发射聚焦到多个接收器上。发送装置布置成将测量的强度发送到接收装置。

本发明还提供了一种无线通信系统，包括：如前所述的第一无线通信系统，以及如前所述的第二无线通信系统。第一无线通信系统与第二无线通信系统被布置成执行双向通信。

本发明还提供了一种机器人仓储系统，包括：至少一个机器人负载处理装置，包括控制装置与提升装置，该提升装置被布置成从机器人负载处理装置内降低。提升装置包括夹持装置，该夹持装置布置成夹持与提升负载，该负载包括容器。机器人负载处理装置包括如前所述的无线通信系统，使得提升装置通过该无线通信系统与控制装置通信。

本发明还提供了一种控制无线通信系统的方法，该无线通信系统包括：多个发射器，多个发射器彼此物理分离；第一透镜，来自多个发射器的发射通过第一透镜；第二透镜，通过第一透镜的发射通过第二透镜；至少一个接收器；以及倾斜传感器，倾斜传感器被布置成测量多个发射器在至少一个维度上的倾斜角度。第二透镜被布置成将通过第一透镜的发射聚焦到至少一个接收器上。该方法包括以下步骤：基于多个发射器在至少一个维度上的倾斜角度来确定待由多个发射器中的每个发射器发出的发射的强度，以使得发射入射到至少一个选定的至少一个接收器上。

本发明还提供了一种控制无线通信系统的方法，该无线通信系统包括：多个发射器，多个发射器彼此物理分离；第一透镜系统，与多个发射器共同定位，来自多个发射器的发射通过第一透镜系统；第二透镜系统，通过第一透镜系统的发射通过第二透镜系统；多个接收器；测量装置，测量装置被布置成测量入射到多个接收器中的每个接收器上的发射的强度；发送装置，与多个接收器共同定位；以及接收装置，与多个发射器共同定位。第二透镜系统与多个接收器共同定位，并且被布置成将通过第一透镜系统的发射聚焦到多个接收器上。发送装置被布置成将测量的强度发送到接收装置。该方法包括以下步骤：基于测量的强度确定待由多个发射器中的每个发射器发出的发射的强度，以使得发射入射到多个接收器中的至少一个选定的接收器上。

以这种方式，可以在相对于彼此移动的两个对象之间保持无线通信路径。

附图说明

现在，将仅通过示例的方式参考附图来描述本发明的实施例，其中，相同的附图标记表示相同或相应的部分，并且其中：

图1是示出根据已知的无线通信系统的两个发射器与两个接收器之间的无线通信路径的示意图，该无线通信路径包括透镜系统。

图2是图1系统的示意图，示出了在已知的无线通信系统中发射器相对于接收器的相对运动的影响，第一发射器的发射不正确地落在第二接收器上。

图3示出了根据本发明第一实施例的无线通信系统的控制器以及包括多个发射器的无线通信系统的其它特征的示意图。

图4是图3的多个发射器的示意图，示出了在发射器阵列内形成的各个发射器。

图5是根据本发明第二实施例的无线通信系统的控制器以及无线通信系统的其它特征的示意图。

图6是图5的系统的示意图，示出了发射器与接收器之间的相对运动的影响。

图7是图5及6的系统的示意图，示出了系统用于校正接收器与发射器之间的相对运动。

图8示出了通过根据本发明第一实施例的控制器执行的过程的流程图。

图9示出了通过根据本发明第二实施例的控制器执行的过程的流程图。

图10是用于在已知的存储系统中容纳多个箱堆叠(stacks of bins)的框架结构的示意性透视图。

图11是图10的框架结构的一部分的示意性平面图。

图12(a)与12(b)分别是一种形式的负载处理装置的后部与前部的示意性透视图，该负载处理装置用于与图10及图11的框架结构一起使用，以及图12(c)是在使用中提升箱的已知负载处理装置的示意性透视图。

图13是包括图12(a)，12(b)及12(c)中所示类型的多个负载处理装置的已知存储系统的示意性透视图，多个负载处理装置安装在图10与图11的框架结构上，存储系统包括多个下落点或输出端口。

具体实施方式

第一实施例

图1描绘了已知的无线通信系统。在该已知系统中，发射设备与接收设备通信。接收设备与发射设备间隔开，因此，设备之间的通信，不能以通常的方式方便地实现，例如通过沿着导线发送信号。而是在发射设备与接收设备之间使用无线通信。

发射设备包括发射器106以及聚焦发射器106的发射的第一透镜104。发射器106接收要从通信设备(未示出)发送的信号。该通信设备可以是需要将数据发送到接收设备的任何设备。发射器106还包括指示发射器106的发射强度的输入。发射强度输入指示发射器106的发射输出强度。

发射器106的发射通常以发散的形式发出，换句话说，发射来自点源并以高达180度的圆形图案发出。因此，为了将发射沿一个方向朝向接收设备引导，设置第一透镜104以将发射聚焦成平行或接近平行的光束，从而沿单一方向行进，该方向横穿发射设备与接收设备之间的自由空间。

接收设备包括接收器100以及将来自发射设备的发射聚焦到接收器100上的第二透镜102。特别地，接收器100接收由发射器106发出的发射，并将指示发射器106的输入的信号输出到接收装置(未示出)。设置第二透镜102以将并行发射聚焦到接收器100上。

图1还示出了第二无线通信系统。这与上述无线通信系统的操作相同。为了便于参考，为第二无线通信系统的各部分提供单独的附图标记。特别地，示出了第二发射设备，其具有发射器107以及第一透镜105。第二接收设备包括接收器101及第二透镜103，以接收来自第二发射设备的发射。

在正常操作中，第一无线通信系统与第二无线通信系统完全独立地操作，每个系统在相应的发射器与接收器之间提供单独的通信通道。可以理解，如果第一发射设备与第二发射设备中的每一个相对于相应的第一接收设备与第二接收设备保持基本水平，则可以在空间上布置发射，以便不相互干扰，如图1所示。

然而，图2示出了当第一发射设备相对于第一接收设备旋转或倾斜以及相对于第二发射与接收设备旋转时的结果。因此，第一发射设备的发射可能通过入射到第二接收器101上而干扰第二接收设备。在这种情况下，透镜系统103及接收器101可以接收来自穿过透镜104的发射器106的发射干扰。

类似地，作为旋转或倾斜的结果，第一接收设备可能无法接收来自发射器106的任何发射。

本发明的第一实施例与第二实施例涉及对来自发射器106的发射进行引导，使得即使发射器106与接收器100相对于彼此移动(例如，旋转或倾斜)，发射继续落在接收器上，例如，当发射设备相对于接收设备倾斜时，可能发生这种情况。

图3是根据本发明第一实施例的无线通信系统的示意图以及包括根据本发明第一实施例的控制器。

在第一实施例中，上述无线通信系统由第一发射设备中的第二发射器310补充。因此，第一发射设备包括多个发射器309与310。需要至少两个发射器，然而，随着发射器数量的增加，某些优点是显而易见的，这将在后面描述。

这里描述的多个发射器309与310基本上与先前参照图1描述的相同。特别地，每个发射器有数据信号输入以发送到接收设备。以这种方式，来自多个发射器309与310中的每个发射器的发射可以是同步的。每个发射器也输入每个发射器发射所需的强度。在这点上，每个发射器被单独控制，使得例如发射器309可以以最大强度发射，同时发射器310以最小强度发射(其可以是零，导致无发射)。类似地，最大与最小强度之间的任何强度可被设想以使得能够引导多个发射器309与310的同步发射。例如，发射器309可以以最大强度的75％发射，同时发射器310以最大强度的25％发射，以便引导发射沿一个方向或另一个方向朝向或远离特定接收器。

多个发射器309与310被描述为彼此物理分离。多个发射器可以采用多种形式中的一种，例如，多个发射器309与310可以形成为发射器阵列。以这种方式，多个发射器在彼此垂直的第一方向和第二方向上延伸。这具有允许在至少两个不同轴上校正发射设备的旋转或倾斜的优点。然而，两个发射器的使用允许最小的设置(setup)并且仍然允许校正发射设备的旋转或倾斜，这将在后面解释。

可以选择多个发射器309与310以发射许多不同类型的发射。例如，多个发射器309与310可以发射红外光谱内的发射。类似地，发射可以是频率大于1GHz的射频发射。或者，发射可以是可见光或紫外发射。

如将要解释的，多个发射器309与310的控制可以用于产生发射，当通过透镜307与305聚焦时，导致发射落在接收器303上并且不干扰接收器304。

多个发射器309与310的发射通过第一透镜307聚焦。第一透镜307具有由来自多个发射器309与310的发射形成光束的效果。在光束中，发射基本是平行的，以便在单个方向上行进，在这种情况下是垂直的，因为发射设备与接收设备布置在垂直平面中。可以理解的是，任何发射方向都可以通过第一透镜307来提供，该第一透镜307在任何单一方向上移动的光束中形成发射。

发射光束穿过发射设备与接收设备之间的自由空间。第二透镜305将发射光束重新聚焦到至少一个接收器303上。

根据由多个发射器309与310发射的发射类型来选择第一透镜与第二透镜307与305。例如，玻璃透镜可用于可见光谱中的发射。对于频率大于1GHz的射频发射，可以使用适当的发射天线阵列以及双电或超材料射频透镜。类似地，对于红外光谱或紫外光谱中的发射，选择合适的透镜。

第二透镜305及接收器303基本上类似于参照图1及2描述的。特别地，接收器303输出信号到接收设备。理想地，如果已经充分地执行了接收，则接收信号与输入到多个发射器309与310的信号相同。尽管在图3的第一无线通信系统中仅描绘了一个接收器，但是可以设置多个接收器，这导致即使在向发射设备施加大的旋转或倾斜时也具有发射接收的更大可能性的优点。另外，多个发射器309与310的发射可以由第一透镜与第二透镜307与305聚焦，以便当使用多于一个的接收器时，将发射集中在大于一个数量的接收器上，例如，将发射集中在彼此相邻的两个接收器上。

第一实施例的无线通信系统还包括位于发射设备中的倾斜传感器302，倾斜传感器302由控制器301，多个发射器309与310以及第一透镜307共同定位。倾斜传感器302布置成测量发射设备的旋转角度或倾斜角度，然后将倾斜或旋转的指示输出到控制器301。倾斜传感器302可以具体地布置成测量多个发射器309与310的倾斜或旋转角度。在这点上，倾斜传感器302可以测量在三个主轴中的至少一个中的倾斜或旋转(每个轴垂直于另外两个轴)。因此，可以采用三个倾斜传感器，每个倾斜传感器测量在单个轴中的倾斜或旋转，并且每个倾斜传感器以垂直于另外两个倾斜传感器定位。

倾斜传感器302可以是许多形式中的一种，例如，可以采用加速度计，陀螺仪或其它倾斜角度测量器。

根据本发明第一实施例的控制器301设置在无线通信系统中并且可连接到倾斜传感器302，从而接收多个发射器309与310的在至少一个维度中的倾斜指示。在一些使用情况中，可能优选采用倾斜传感器302，该倾斜传感器302布置成测量多个发射器309与310在至少两个维度中的倾斜角。控制器301还可连接到多个发射器309与310，从而通过指示多个发射器309与310中的每个发射器来发射具有特定于多个发射器309与310中的每个发射器强度的发射信号来控制它们的发射强度。

如现在将描述的，当包括多个发射器309与310的发射设备变成倾斜或以一定角度旋转时，控制器被布置成基于所测量的多个发射器309与310的倾斜或旋转角度来确定待由多个发射器中的每个发射器发出的发射的强度。

更具体地，如图3所示，当发射设备沿顺时针方向旋转时，来自发射器309的发射强度减小，同时来自发射器310的发射强度增加。以这种方式，与第一透镜307一起，光束被引导以落在接收器303上。因此，图2中来自发射器的在接收器101上下降的发射问题(并产生不希望的干扰)减轻了。

如将理解的，如果旋转以逆时针方向发生，则控制器301将改变发射强度以补偿该变化。例如，控制器301将降低来自发射器310的发射强度并增加来自发射器309的发射强度。

图4示出了图3中所示的发射设备的进一步发展。特别地，发射设备可以实现为二维发射器阵列，而不是两个分离的发射器。特别地，例如九个发射器的分组将形成朝向至少一个接收器发射的一个单个波束。

发射器阵列的使用允许至少在两个方向上校正发射设备的倾斜或旋转。例如，当发射设备是水平时，发射器309可以是用于发射到至少一个接收器的主发射器。然而，随着发射设备的倾斜及旋转，控制器301被布置成改变发射器阵列中的九个发射器中的每个发射器的强度，以确保将光束引导到至少一个接收器。

如图4所示，九个发射器的阵列被分组为一个大阵列。以这种方式，九个单独的无线通信系统连接在一起。控制器301控制九个阵列中的每个阵列，使得各个阵列的发射被导引到至少一个正确的接收器。

还应当理解，两个相邻的发射器，例如309与310，每个都可以将其强度设置为具有所需强度的一部分，以便产生表现得好像它来自物理地放置在发射器309与310之间的发射器的光束。例如，如果发射器309与310中的每个发射器以最大强度的50％发射，则这将有效地产生具有100％强度但位于发射器309与310之间的中间处的光束。以这种方式，可以实现对光束方向的较小校正，其中光束被引导到多个位置，这些位置在其他情况下对应于多个发射器中的每个发射器之间的位置，从而增加光束控制的分辨率。

第二实施例

图5示出了本发明的第二实施例，其具有如第一实施例中所述的控制器以及无线通信系统的替代实施方式。

在第二实施例中，发射设备类似于第一实施例所述的发射设备。特别地，发射设备包括多个发射器510，511以及512，每个发射器接收要发射的公共输入信号以及发射信号的强度以控制来自每个发射器的发射强度。发射由多个发射器共同定位的第一透镜系统509聚焦。第一透镜系统509聚焦多个发射器510，511及512的发射，以便形成发射平行的光束。

来自多个发射器510，511及512的发射光束被发射到接收设备。在该实施例中，接收设备包括第二透镜系统508与多个接收器505，506及507。第二透镜系统508被布置成将发射光束聚焦到多个接收器上并且具体地聚焦到多个接收器中的特定一个接收器上，例如位于多个接收器中心的接收器506。

在有利实施例中，多个发射器510，511及512的发射可以由第一透镜系统与第二透镜系统509与508聚焦，以便将发射集中在大于一个数量的接收器上，例如，将发射集中在彼此相邻的两个接收器上。因此，在该实施例中，发射不集中在特定的一个接收器上。

可以选择多个发射器以发射许多不同类型的发射。例如，多个发射器可以发射红外光谱内的发射。类似地，发射可以是频率大于1GHz的射频发射。或者，发射可以是可见光或紫外发射。

根据多个发射器发射的发射类型选择第一透镜系统与第二透镜系统。例如，玻璃透镜可用于可见光谱中的发射。对于频率大于1GHz的射频发射，可以使用适当的发射天线阵列以及双电或超材料射频透镜。类似地，对于红外光谱或紫外光谱中的发射，选择合适的透镜。

类似于第一实施例中描述的接收器，每个接收器输出接收的信号。

接收设备还包括测量装置503，其布置成测量入射到多个接收器中的每个接收器上的发射强度。特别地，测量装置503被布置成接收每个接收器输出的信号并测量来自每个接收器的信号强度。以这种方式，测量装置503获取入射到多个接收器505，506及507中的每个接收器上的发射强度的信息。

接收设备还包括发送装置504，同时发射设备还包括用于接收来自发送装置504的信号的接收装置502。

发送装置504被布置成从测量装置503接收测量的多个接收器505，506及507中的每个接收器的发射强度。发送装置504被布置成将测量的多个接收器505，506及507中的每个接收器的发射强度传输到发射设备的接收装置502。以这种方式，发射设备接收入射到多个接收器505，506及507中的每个接收器上的发射强度的指示。

发射设备的接收装置502用于接收包括发射强度指示的发射信号。发射设备还包括根据本发明第二实施例的控制器501。控制器501布置成接收由接收装置502接收的发射强度的指示。

发送装置504与接收装置502分别被布置成使用多种通信方法中的任何一种发送与接收信号。例如，发送装置504可以被布置成发送射频传输，例如，无线电频谱的2.4GHz频带中的Wi-Fi信号。或者，发送装置504可以被布置成使用适合于无线通信系统运行的环境的任何其它方便的无线电频带。或者，发送装置504可以被布置成使用光传输(例如，Li-Fi)来传输信号。光传输可以是红外光谱，可见光谱或紫外光谱。可以理解，接收装置502必须布置成以相应的方式接收发送装置504的发送，因此，例如，如果发送装置504被布置成发送光传输，则接收装置502被布置接收光传输。类似地，如果发送装置504被布置成发送射频传输，则接收装置502被布置为接收射频传输。

上述射频与光传输解决方案的替代方案是利用根据本发明第一或第二实施例的如上所述的第二无线通信系统。更具体地，将使用包括多个发射器的第二无线通信系统的发射设备代替发送装置504，并且将使用第二无线通信系统的接收设备来代替接收装置502。这具有提供不受发射设备的旋转与倾斜影响的无线通信系统的优点。

根据第二实施例的控制器501可连接到接收装置502以及多个发射器510，511及512中的每一个。

已经接收到发射强度指示的控制器501被布置为基于测量强度确定待由多个发射器中的每个发射器发出的发射的强度。更具体地，控制器501基于测量强度确定多个发射器510，511及512中的每个发射器的独立的发射强度。以这种方式，多个发射器的发射基于测量强度的被成功地控制。

例如，当发射设备相对于接收设备基本上是水平时，则控制器501控制光束从发射器511行进并到达接收器506。在该示例中，光束被引导为相对于多个发射器510，511及512垂直，从而直接行进到多个接收器。控制器501可以确定将发射器511的发射强度设置为最大并且将每个发射器510与512的发射强度设置为零。以这种方式，光束仅由发射器511发射，产生垂直行进到发射器506的光束。

如将理解的，将多个发射器510，511及512中的每个发射器的发射强度设置为非零值导致在期望的任何方向上成功引导光束。例如，如果发射器510与511的发射强度相等且非零，则光束被引导为朝向发射器510，有效地在发射器510及511之间产生“虚拟发射器”。

图6示出了发射设备旋转或倾斜的结果。可以看出，由于发射设备倾斜的旋转，发射器511的发射现在不再入射到接收器506上，如图5所示。因此，入射到多个接收器中的每个接收器上并且由测量装置503测量的发射强度改变。先前，如图5所示，测量装置503将最大入射强度测量为在接收器506上。然而，发射设备的旋转或倾斜使测量装置503现在将最大入射强度检测为在接收器507上。测量强度的该变化被发送到发送装置504，发送装置504将包括测量强度的指示信号发送到接收装置502。

接下来，控制器501从接收装置502接收入射到多个接收器505，506及507中的每个接收器上的测量强度的更新值。

因此，控制器501布置成确定待由多个发射器510，511及512中的每个发射器发出的发射的新强度。控制器501布置成将新确定的发射强度中的每一个应用于多个发射器中的它们相应的发射器上。以这种方式，光束在中心接收器506上重新居中，如图7所示。特别地，如图7所示，发射器512被设置为最大发射强度，同时来自发射器510与511的发射强度减小。因此，当通过透镜509聚焦时，光束被成功地引导回到中间接收器506。

如将理解的，控制器501不需要单独地控制多个发射器中的每个发射器的强度，而是将每个发射器的发射强度设置为最小与最大发射强度之间的中间值。以这种方式，光束可以被有效地引导到多个接收器中的任何一个。

图8示出了根据第一实施例的用于控制无线通信系统的方法。该方法涉及无线通信系统，如图3所示，包括彼此物理分离的多个发射器。第一透镜是通过来自多个发射器的发射的透镜。由第一透镜形成的发射光束然后穿过将无线通信系统的发射侧与无线通信系统的接收侧分开的自由空间。在这点上，第一透镜被布置成确保相对于多个发射器垂直地提供光束，使得发射是平行的，从而形成光束。在接收侧形成第二透镜，以捕获由多个发射器发射并由第一透镜聚焦的发射。接收侧至少包括接收器，第二透镜布置在该接收器上以聚焦发射。

发射侧还包括倾斜传感器，倾斜传感器用于测量多个发射器在至少一个维度上的倾斜角度，并且延伸出(by extension)发射侧。在优选实施例中，倾斜传感器布置成测量至少两个维度的倾斜角度。控制器被布置成执行步骤S801，基于由倾斜传感器测量的多个发射器的倾斜角度，确定待由多个发射器中的每个发射器发出的发射的强度。以这种方式，发射入射到至少一个选定的至少一个接收器上。

图9示出了根据第二实施例的用于控制无线通信系统的方法。该方法涉及无线通信系统，如图5所示，包括彼此物理分离的多个发射器。第一透镜是通过来自多个发射器的发射的透镜。由第一透镜形成的发射光束然后穿过将无线通信系统的发射侧与无线通信系统的接收侧分开的自由空间。在这点上，第一透镜被布置成确保相对于多个发射器垂直地提供光束，使得发射是平行的，从而形成光束。在接收侧形成第二透镜，以捕获由多个发射器发射并由第一透镜聚焦的发射。接收侧包括多个接收器，第二透镜布置在所述多个接收器上以聚焦发射。

发射侧还包括测量装置，该测量装置布置成测量入射到多个接收器中的每个接收器上的发射强度。指示所测量的多个接收器中的每个接收器的发射强度的信号通过发送装置从接收侧传输到发射侧。

发射侧还包括接收装置，该接收装置布置成接收指示入射到多个接收器中的每个接收器上的发射信号。控制器布置成执行步骤S901，基于测量的强度确定待由多个发射器中的每一个发出的发射的强度。以这种方式，光束被控制使得发射入射到多个接收器中的至少一个选定的接收器上。

修改和变化

在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述实施例进行许多修改与变化。

关于第一实施例，应当理解，无线通信系统可以包括一个以上的接收器。这是有利的，因为即使在接收设备倾斜或旋转时它也提供接收。

适用于第一实施例与第二实施例，可以根据接收平台在至少一个维度(优选地为二维)的倾斜来调整多个接收器中的接收器的选择(或在多个接收器中的每个接收器上使用的增益)，以便最大化接收信号的强度并最小化不需要的干扰的接收。在该修改中，可连接到多个接收器中的每个接收器的控制器以及共同位于接收设备中的倾斜传感器将被布置成基于在至少一个维度(优选地为二维)中测量的倾斜来调整多个接收器中的每个接收器的增益。因此，即使当接收设备倾斜或旋转时，也可以选择性地放大来自多个接收器的信号，以便精确地解码来自发射器的光束而不是来自其它方向的其它杂散入射光(即不是来自发射器的垂直光束的发射)。

应当理解，透镜系统可包括任何数量的透镜，并且不必限于图中所示或上文所述的透镜类型或数量。设想能够将发射器发射的辐射聚焦在接收器上的任何透镜系统。

此外，发射器可以包括两个或更多个单独的发射器，例如离散的发光二极管，或者发射器可以包括发射器阵列。以类似的方式，接收器可以包括独立部件或适当布置的接收器阵列。发射器或接收器阵列中的独立组件的数量不必限于图中所示的数量，可以使用任何合适数量的独立组件来构成阵列。

如上所述，第一实施例与第二实施例的控制器已经布置成控制发射光束，使得发射相对于多个发射器是垂直的。然而，仅为了便于理解而描述了这一点，并且考虑了其它可能性。

例如，第一实施例与第二实施例的控制器可以布置成控制光束，使得发射不是垂直的，而是将发射引导到接收装置的特定部分，例如，引导到接收装置上的特定接收器。这提供了允许定向通信的优点，而与接收装置的倾斜或旋转无关。换句话说，控制器可以布置成控制光束，使得光束不是以90度角穿过发射设备与接收设备之间的自由空间，换句话说，不是垂直的。相反，光束可以以小于或大于90度的角度被引导，例如在基本水平的方向上，其对应于基本上零度或基本上180度的角度。可以理解，控制器控制多个发射器中的每个发射器的发射强度以适应所需的角度，可以适应垂直与水平之间的任何角度。

类似地，设想提供对多个发射器的更多控制，使得波束到达相同的接收器，以便实现特定的信号传输效果(signalling effect)。以这种方式，来自多个发射器中的不同发射器的发射可以在一个特定接收器处相互作用以提供有利效果。例如，来自第一发射器的发射可能干扰来自相同多个发射器的第二发射器的发射，以引起到达至少一个选定的接收器的光发射/射频发射的相长干涉或相消干涉。

类似地，可以控制发射以仅在特定时间窗口中到达特定接收器。例如，第一发射器可以在偶数时间段期间发射，例如t0，t2，t4等。另一方面，来自第二发射器的发射可以被配置为在奇数时间段到达特定接收器，例如t1，t3，t5等。以这种方式，在无线通信系统中可以同时进行多于一次的通信。可以设想，可以通过这种装置形成点对点的光/射频网络。

销售多个产品线的在线零售企业，例如在线杂货店及超市，需要能够存储数十甚至数十万种不同产品线的系统。在这种情况下，使用单一产品的堆叠可能是不切实际的，因为需要非常大的占地面积来容纳所需的所有堆叠。

此外，可能希望仅存储少量的一些物品，例如易腐货物或不经常订购的货物，使得单一产品堆叠成为低效的解决方案。

国际专利申请WO 98/049075A(Autostore)，描述了一种系统，其中多产品堆叠的容器布置在框架结构内，其内容通过引用并入本文。

PCT公开号WO2015/185628A(Ocado)描述了另一种已知的存储及执行系统，其中箱或容器的堆叠布置在框架结构内。通过在位于框架结构顶部的轨道上操作的负载处理装置访问箱或容器。负载处理装置将箱或容器从堆中提升出来，多个负载处理装置协作以访问位于堆的最低位置的箱或容器。在附图的图10至13中示意性地示出了这种类型的系统。

如图10与11所示，可堆叠的容器(称为箱10)彼此堆叠以形成堆12。堆叠12布置在仓库或制造环境中的网格框架结构14中。图10是框架结构14的示意性透视图，图11是俯视图，示出了布置在框架结构14内的箱10的堆叠12。每个箱10通常保持多个产品(未示出)，并且箱10内的产品可以是相同的，或者根据应用可以是不同的产品类型。

框架结构14包括支撑水平构件18，20的多个直立构件16。第一组平行水平构件18垂直于第二组平行水平构件20布置，以形成由直立构件16支撑的多个水平网格结构。构件16，18，20通常由金属制成。箱10堆叠在框架结构14的构件16，18，20之间，使得框架结构14防止箱10的堆叠12的水平移动，并引导箱体10的竖直移动。

框架结构14的顶层包括横跨堆叠12的顶部以网格图案布置的轨道22。另外参考图12及13，轨道22支撑多个机器人负载处理装置30。平行轨道22的第一组22a引导负载处理装置30在框架结构14的顶部上沿第一方向(X)移动，并且平行轨道22的第二组22b垂直于第一组22a布置，引导负载处理装置30沿垂直于第一方向的第二方向(Y)移动。以这种方式，轨道22允许负载处理装置30在水平X-Y平面中横向地二维移动，使得负载处理装置30可以移动到任何堆叠12上方的位置。

在挪威专利号317366中进一步描述了一种形式的负载处理装置30，其内容通过引用结合于此。图12(a)和12(b)分别是来自负载处理装置30的后部与前部的示意性透视图，图12(c)是提升箱10的负载处理装置30的示意性前透视图。然而，存在可以与本文描述的系统组合使用的其它形式的负载处理装置。例如，在PCT专利公开No.WO2015/019055(Ocado)(在此引入作为参考)中描述了另一种形式的机器人负载处理装置，其中每个机器人负载处理器仅覆盖框架结构的一个网格空间，因此允许更高密度的负载处理器，从而允许给定尺寸的系统的更高吞吐量。

每个负载处理装置30包括车辆32，该车辆32布置成在堆叠12上方，在框架结构14的轨道22上沿X与Y方向行进。第一组车轮34由车辆32前部的一对车轮34及车辆32背面的一对车轮34组成，布置成与轨道22的第一组22a的两个相邻轨道接合。类似地，在车辆32的每侧上由一对轮子36组成的第二组轮子36布置成与轨道22的第二组22b的两个相邻轨道接合。每组轮子34，36可以升高和降低，使得第一组轮子34或第二组轮子36在任何时候都与相应的一组轨道22a，22b接合。

当第一组轮子34与第一组轨道22a接合并且第二组轮子36从轨道22上抬起时，可以通过容纳在车辆32中的驱动装置(未示出)驱动轮子34，使负载处理装置30沿X方向移动。为了使负载处理装置30沿Y方向移动，第一组轮子34被提升离开轨道22，第二组车轮36下降到与第二组轨道22a接合。然后驱动装置可以用于驱动第二组轮36以实现Y方向上的运动。

负载处理装置30配备有提升装置。提升装置40包括通过四根电缆38悬挂在负载处理装置32的主体上的夹板39。电缆38连接到容纳在车辆32内的卷绕装置(未示出)。电缆38可以缠绕在负载处理装置32中或从负载处理装置32中伸出，从而可以在Z方向上调节夹板39相对于车辆32的位置。

夹板39适于与箱10的顶部接合。例如，夹板39可以包括钉(未示出)，该钉与组成箱10的顶表面的轮辋中的相应的孔(未示出)紧密配合，以及滑动夹(未示出)，该滑动夹可与轮辋结合抓住箱10。通过容纳在夹板39内的合适的驱动装置驱动夹子与箱10接合，该驱动装置由本发明的第一或第二实施例的无线通信系统承载的信号控制。

负载处理装置30还可以包括控制器。控制器包括用于与提升装置40的夹板39连通的装置。夹持板39在与箱10接合时与负载处理装置30通信以指示箱10的提升。

在上述示例中，夹板39与负载处理装置30的控制器之间的相对运动是不可避免的，并且可能失去通信而导致升降机的停转或未能与箱10结合。因此，应用如上述第一实施例与第二实施例中的每一个中所设想的无线通信系统与控制器提供了允许在这种相对移动的情况下保持无线通信的优点。

为了从堆12的顶部移除箱10，负载处理装置30根据需要在X与Y方向上移动，使得夹板39定位在堆12的上方。然后，夹板39沿Z方向垂直下降，以与堆12顶部的箱10接合，如图3(c)所示。夹板39夹紧箱10，然后在电缆38上与箱10连接在一起被向上拉动。在夹板39垂直行程的顶部，箱10容纳在车辆32内并且保持在轨道22所在水平面的上方。以这种方式，负载处理装置30可以移动到X-Y平面中的不同位置，与夹板39一起承载箱10，以将箱10运输到另一个位置。电缆38足够长以允许负载处理装置30从堆12的任何高度(包括地板高度)取回箱以及放置箱。车辆32足够重以抵消箱10的重量并在提升过程中保持稳定。车辆32的重量可以包括在用于为车轮34,36的驱动装置提供动力的电池的一部分中。

如图13所示，设置了多个相同的负载处理装置30，使得每个负载处理装置30可以同时操作以增加系统的吞吐量。图13中所示的系统包括两个特定位置，称为端口24，在该位置处，箱10可以被转移到系统中或从系统中转移出来。另外的输送机系统(未示出)与每个端口24相关联，使得由装载处理装置30输送到端口24的箱10可以通过输送机系统转移到另一个位置，例如输送到拣选站(未示出)。类似地，箱10可以通过输送系统从外部位置移动到端口24，例如移动到箱填充站(未示出)，并且通过负载处理装置30输送到堆12以补充系统库存。

每个负载处理装置30一次可以提升与移动一个箱10。如果需要检索不位于堆栈12顶部的箱10(“目标箱”)，则必须首先移动叠加在该目标箱10上的箱10(“非目标箱”)以允许访问该目标箱10。这在以下称为“挖掘”的操作中实现。

参照图13，在挖掘操作期间，负载处理装置30中的一个从包含目标箱10b的堆12顺序地提升每个非目标箱10a并将其置于另一个堆12内的空位置。然后，目标箱10b可以由负载处理装置30访问并移动到端口24以进一步运输。

每个负载处理装置30处于中央计算机的控制之下。跟踪系统中的每个单独的箱10，使得可以根据需要取回，运输以及更换适当的箱10。例如，在挖掘操作期间，记录每个非目标箱10a的位置，从而可以跟踪非目标箱10a。

参考图10至13描述的系统具有许多优点，并且适用于广泛的存储与检索操作。特别是，它允许产品的非常密集的存储，并且它提供了在箱10中存储大量不同物品的非常经济的方式，同时在需要挑选时允许合理地经济地进入所有箱10。

然而，这种系统存在一些缺点，这些缺点都是由于当目标箱10b不在堆12的顶部时必须执行的上述挖掘操作。

应当理解，这仅是使用上述系统的一个示例，并且本发明不限于这种用途。此外，需要在两个对象之间进行通信的任何其它系统，预期在这些系统中对象之间的移动可以受益。

已经出于说明及描述的目的呈现了本发明的实施例的前述描述。其并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。在不脱离本发明的精神与范围的情况下，可以进行修改和变化。

Claims (32)

1.一种用于无线通信系统的控制器，该无线通信系统包括：

多个发射器，所述多个发射器彼此物理分离；

第一透镜，来自所述多个发射器的发射通过所述第一透镜；

第二透镜，通过所述第一透镜的发射通过所述第二透镜；

至少一个接收器；以及

倾斜传感器，所述倾斜传感器被布置成测量所述多个发射器在至少一个维度上的倾斜角度，

其中，所述第二透镜被布置成将通过所述第一透镜的发射聚焦到所述至少一个接收器上，并且

其中，所述控制器被布置成基于所述多个发射器在至少一个维度上的测量的倾斜角度来确定待由所述多个发射器中的每个发射器发出的发射的强度，以使得所述发射入射到至少一个选定的至少一个接收器上。

2.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述控制器被布置成控制所述多个发射器，以使得所述发射相对于所述多个发射器是垂直的。

3.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述控制器被布置成控制所述多个发射器以使得所述发射不是垂直的，并且将发射导引到至少一个选定的至少一个接收器上。

4.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述控制器被布置成控制所述多个发射器，以使得来自所述多个发射器的发射到达同一接收器处，从而实现特定的信号传输效果。

5.一种无线通信系统，包括：

多个发射器，所述多个发射器彼此物理分离；

第一透镜，来自所述多个发射器的发射通过所述第一透镜；

第二透镜，通过所述第一透镜的发射通过所述第二透镜；

至少一个接收器；

倾斜传感器，所述倾斜传感器被布置成测量多个发射器在至少一个维度上的倾斜角度；以及

根据权利要求1至4中任一项所述的控制器，

其中，所述第二透镜被布置成将通过所述第一透镜的发射聚焦到所述至少一个接收器上。

6.根据权利要求5所述的无线通信系统，其中，所述多个发射器的发射在红外光谱内。

7.根据权利要求5所述的无线通信系统，其中，所述多个发射器的发射是频率大于1GHz的射频传输。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的无线通信系统，还包括：

多个接收器；

第二倾斜传感器，所述第二倾斜传感器与所述多个接收器共同定位，并且被布置成测量所述多个接收器在至少一个维度上的倾斜角度；

第二控制器，所述第二控制器与所述多个接收器共同定位，并且被布置成基于所述多个接收器的测量的倾斜角度来调整所述多个接收器中的每个接收器的增益。

9.一种无线通信系统，包括：

根据权利要求5至8中任一项所述的第一无线通信系统；以及

根据权利要求5至8中任一项所述的第二无线通信系统，

其中，所述第一无线通信系统与所述第二无线通信系统被布置成执行双向通信。

10.一种用于无线通信系统的控制器，所述无线通信系统包括：

多个发射器，所述多个发射器彼此物理分离；

第一透镜系统，与所述多个发射器共同定位，来自所述多个发射器的发射通过所述第一透镜系统；

第二透镜系统，通过所述第一透镜系统的发射通过所述第二透镜系统；

多个接收器；

测量装置，被布置成测量入射到所述多个接收器中的每个接收器上的发射的强度；发送装置，与所述多个接收器共同定位；以及

接收装置，与所述多个发射器共同定位，

其中：

所述第二透镜系统与所述多个接收器共同定位，并且被布置成将通过所述第一透镜系统的发射聚焦到所述多个接收器上，

所述发送装置被布置成将测量的强度发送到所述接收装置，以及

所述控制器被布置成基于测量的强度确定待由所述多个发射器中的每个发射器发出的发射的强度，以使得所述发射入射到所述多个接收器中的至少一个选定的接收器上。

11.根据权利要求10所述的控制器，其中，所述控制器被布置成控制所述多个发射器，以使得所述发射相对于所述多个发射器是垂直的。

12.根据权利要求10所述的控制器，其中，所述控制器被布置成控制所述多个发射器以使得所述发射不是垂直的,并且将发射导引到所述多个接收器中的至少一个选定的接收器上。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的控制器，其中，所述控制器被布置为控制所述多个发射器，以使得来自所述多个发射器的发射到达所述多个发射器中的同一接收器，从而实现特定的信号传输效果。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的控制器，其中，所述控制器被布置成控制所述多个发射器中的每个发射器向所述多个接收器中的特定接收器进行发射，并且被布置成控制所述多个发射器中的每个发射器以使得每个接收器在任何时间仅接收来自一个发射器的发射。

15.一种无线通信系统，包括：

多个发射器，所述多个发射器彼此物理分离；

第一透镜系统，与所述多个发射器共同定位，来自所述多个发射器的发射通过所述第一透镜系统；

第二透镜系统，通过所述第一透镜系统的发射通过所述第二透镜系统；

多个接收器；

测量装置，被布置成测量入射到所述多个接收器中的每个接收器上的发射的强度；

发送装置，与所述多个接收器共同定位；

接收装置，与所述多个发射器共同定位；以及

根据权利要求10至14中任一项所述的控制器，

其中：

所述第二透镜系统与所述多个接收器共同定位，并且被布置成将通过所述第一透镜系统的发射聚焦到所述多个接收器上，

所述发送装置被布置成将测量的强度发送到所述接收装置。

16.根据权利要求15所述的无线通信系统，其中，所述多个发射器的发射在红外光谱内。

17.根据权利要求15所述的无线通信系统，其中，所述多个发射器的发射是频率大于1GHz的射频传输。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的无线通信系统，其中，所述发送装置与所述接收装置被布置成通过以下各项至少之一进行发送与接收：射频通信和光通信。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的无线通信系统，还包括：

倾斜传感器，所述倾斜传感器与所述多个接收器共同定位，并且被布置成测量所述多个接收器在至少一个维度上的倾斜角度；以及

第二控制器，所述第二控制器与所述多个接收器共同定位，并且被布置成基于所述多个接收器的测量的倾斜角度来调整所述多个接收器中的每个接收器的增益。

20.一种无线通信系统，包括：

根据权利要求15至19中任一项所述的第一无线通信系统；以及

根据权利要求15至19中任一项所述的第二无线通信系统，

其中，所述第一无线通信系统与所述第二无线通信系统被布置为执行双向通信。

21.一种机器人仓储系统，包括：

至少一个机器人负载处理装置，包括控制装置与提升装置，所述提升装置被布置成从所述机器人负载处理装置内降低，

其中，所述提升装置包括夹持装置，所述夹持装置布置成夹持并提升负载，所述负载包括容器，

其中，所述机器人负载处理装置包括根据权利要求5至9和15至20中任一项所述的无线通信系统，以使得所述提升装置通过所述无线通信系统与所述控制装置通信。

22.一种控制无线通信系统的方法，所述无线通信系统包括：

多个发射器，所述多个发射器彼此物理分离；

第一透镜，来自所述多个发射器的发射通过所述第一透镜；

第二透镜，通过所述第一透镜的发射通过所述第二透镜；

至少一个接收器；以及

倾斜传感器，所述倾斜传感器被布置成测量所述多个发射器在至少一个维度上的倾斜角度；

其中，所述第二透镜被布置成将通过所述第一透镜的发射聚焦到所述至少一个接收器上，所述方法包括以下步骤：

基于所述多个发射器在至少一个维度上的倾斜角度来确定待由所述多个发射器中的每个发射器发出的发射的强度，以使得所述发射入射到至少一个选定的至少一个接收器上。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述确定步骤包括控制所述多个发射器，以使得所述发射相对于所述多个发射器是垂直的。

24.根据权利要求22所述的方法，其中，所述确定步骤包括控制所述多个发射器以使得所述发射不是垂直的，并且将发射导引到至少一个选定的至少一个接收器上。

25.根据权利要求22至24中任一项所述的方法，其中，所述确定步骤包括控制所述多个发射器，以使得来自所述多个发射器的发射到达同一接收器，从而实现特定的信号传输效果。

26.根据权利要求22至25中任一项所述的无线通信系统，所述无线通信系统还包括：

多个接收器；

第二倾斜传感器，所述第二倾斜传感器与所述多个接收器共同定位，并且被布置成测量所述多个接收器在至少一个维度中的倾斜角度，所述方法还包括以下步骤：

基于所述多个接收器的测量的倾斜角度来调整所述多个接收器中的每个接收器的增益。

27.一种控制无线通信系统的方法，所述无线通信系统包括：

多个发射器，所述多个发射器彼此物理分离；

第一透镜系统，与所述多个发射器共同定位，来自所述多个发射器的发射通过所述第一透镜系统；

第二透镜系统，通过所述第一透镜系统的发射通过所述第二透镜系统；

多个接收器；

测量装置，所述测量装置被布置成测量入射到所述多个接收器中的每个接收器上的发射的强度；

发送装置，与所述多个接收器共同定位；以及

接收装置，与所述多个发射器共同定位，

其中：

所述第二透镜系统与所述多个接收器共同定位，并且被布置成将通过所述第一透镜系统的发射聚焦到所述多个接收器上，

所述发送装置被布置成将测量的强度发送到所述接收装置，所述方法包括以下步骤：

基于所测量的强度确定待由所述多个发射器中的每个发射器发出的发射的强度，以使得所述发射入射到所述多个接收器中的至少一个选定的接收器上。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述确定步骤包括控制所述多个发射器，以使得所述发射相对于所述多个发射器是垂直的。

29.根据权利要求27所述的方法，其中，所述确定步骤包括控制所述多个发射器以使得所述发射不是垂直的，并且将发射导引到到所述多个接收器中的至少一个选定的接收器上。

30.根据权利要求27至29中任一项所述的方法，其中，所述确定步骤包括控制所述多个发射器，以使得来自所述多个发射器的发射到达所述多个接收器中的同一接收器，从而实现特定的信号传输效果。

31.根据权利要求27至30中任一项所述的方法，其中，所述确定步骤包括控制所述多个发射器中的每个发射器向所述多个接收器中的特定接收器进行发射，并且布置成控制所述多个发射器中的每个发射器以使得每个接收器在任何时间仅接收来自一个发射器的发射。

32.根据权利要求27至31中任一项所述的无线通信系统，所述无线通信系统还包括：

倾斜传感器，所述倾斜传感器与所述多个接收器共同定位，并且被布置成测量所述多个接收器在至少一个维度中的倾斜角度，所述方法还包括以下步骤：

基于所述多个接收器的测量的倾斜角度来调整所述多个接收器中的每个接收器的增益。