CN110046864B - 用于智能仓储系统的定位系统及智能仓储方法 - Google Patents

用于智能仓储系统的定位系统及智能仓储方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于智能仓储系统的定位系统及智能仓储方法。定位系统包括设置在叉车上的定位标签和RFID接收器以及设置在货物上的RFID标签，RFID接收器与RFID标签产生接触可以获知RFID标签中存储的货物信息。利用货物叠放时的深度优先规则以及RFID接收器与RFID标签断开接触的时间以及定位标签的位置可以获得货物的存放位置。另外，在取出货物导致其他货物存放位置挪动时，根据叠放时的高度第一优先、深度第二优先的规则以及RFID接收器读取的货物信息，可以获得货物位置更新后的位置信息。本发明可以获得货物在以叠放方式放置时的深度位置，同时还可以获得货物位置更新后的新存放位置，定位更准确。

Description

用于智能仓储系统的定位系统及智能仓储方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种智能仓储系统及方法。
背景技术
随着科技水平的不断提高，更加智能、便捷的仓储系统已成为大型工厂、物流公司管理仓库的新趋势。传统的仓储系统主要依靠人工管理，库管人员需要时刻了解货架空余位置，以便存放新入库货物，同时还要获知各个货物的准确位置，以使提取货物时能够及时寻出。当仓库货物较多，且出入库频繁时，会耗费极大的人力成品，且容易发生丢件、错件等库管事故。此外，某些存放大型货物的仓库主要依靠叉车进行存货和取货，存放位置需要根据提货的预计先后顺序、货物种类等因素精确分配，以使得取货时能够挪移最少的货物迅速取货，从而节约时间成本，提高叉车取货效率。因此，本领域技术人员容易想到对货物进行定位，从而快速找到货物，然而，在对货物进行定位的实现过程中存在诸多问题。
首先，存储仓库多设置于室内，现有的全球定位导航系统GPS及北斗等无法在其中发挥作用，且仓库的货物在货架中排列极为紧密，因此，需要对货物实现较高精度的定位，才能对众多货物进行区分。
其次，若在存储仓库中自建高精度的定位系统，以对每个货物进行高精度定位时，如果使用在每个货物上布设高精度定位标签的方式，由于货物众多，因此，同样需要数量众多的高精度定位标签，这会使定位系统成本激增。此外，还需要对定位标签进行繁复的管理工作，例如，货物入库时放置定位标签、货物出库时回收定位标签、维持库存时间较长货物的定位标签电量以及定位标签与货物的匹配等等，这同样会耗费较多的人力成本。
另外，对于仓储场地中存放位置是沿深度方向叠放的应用场景，现有的定位系统无法获知货物的深度位置，定位不准确。而且，对于仓储场地中存放位置是沿深度和/或高度方向叠放的应用场景，为了取出某一货物，经常需要挪动其他相邻货物，对于被挪动的其他相邻货物，往往会重新放置于一个新的位置，现有定位系统无法获取该新的位置或才获取方式非常低效。
因此，如何提供一种智能、高效、低成本的仓储系统成为了本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
依据本发明的一个方面公开了用于智能仓储系统中的定位系统，其中，智能仓储系统用于控制叉车存/取货物，定位系统包括：N个已知位置的定位基站，其中N为大于或等于3的整数；定位标签，安装于叉车上，与定位基站之间收发定位信号；设置在货物上的RFID标签和设置在叉车上的RFID接收器，其中，RFID标签中存储所述货物的货物信息，且RFID接收器与RFID标签在叉车运载所述货物时能够产生接触以读取所述货物的货物信息；以及计算单元，根据定位信号的发送时间和/或定位信号的接收时间以及定位基站的位置获得定位标签的位置信息，其中，在货架存放货物存在深度方向的叠放时，所述货物优先存放在深度较大的存放位置，以保证所述货物的深处没有其他存放位置，计算单元根据当前已存放货物的位置信息、RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签的位置信息以及货物信息获得货物的存放位置信息。
依据本发明的另一个方面公开了一种获取叉车在仓储场地中存放货物的存放位置的智能仓储方法，其中，叉车上设置有定位标签和RFID接收器，货物上设置有RFID标签，仓储场地中设置有已知位置的定位基站，且其中，定位标签与定位基站之间收发定位信号，RFID标签中存储所述货物的货物信息且RFID接收器与RFID标签在叉车运载所述货物时能够产生接触以读取所述货物信息，所述方法包括：在货架存放货物存在深度方向的叠放时，使所述货物优先存放在深度较大的存放位置，以保证所述货物的深处没有其他存放位置；根据定位信号的发送时间和/或定位信号的接收时间以及定位基站的位置获得定位标签的位置信息；获取RFID接收器与RFID标签断开接触的时间信息；以及利用当前已存放货物的位置信息、定位标签的位置信息以及RFID接收器与RFID标签断开接触的时间信息，获知货物的存放位置。
依据本发明的另一个方面公开了一种获取叉车在仓储场地中存放货物的存放位置的智能仓储方法，其中，叉车上设置有定位标签和RFID接收器，货物上设置有RFID标签，仓储场地中设置有已知位置的定位基站，且其中，定位标签与定位基站之间收发定位信号，RFID标签中存储所述货物的货物信息且RFID接收器与RFID标签在叉车运载所述货物时能够产生接触以读取所述货物的货物信息，所述方法包括：在货架存放货物存在深度方向的叠放时，使所述货物优先存放在深度较大的存放位置，以保证所述货物的深处没有其他存放位置；检测RFID接收器与RFID标签是否断开接触；在检测到RFID接收器与RFID标签断开接触时，根据定位信号的发送时间和/或定位信号的接收时间以及定位基站的位置对定位标签进行定位以获得定位标签的位置信息；以及利用当前已存放货物的位置信息、定位标签的位置信息以及货物信息，获知货物的存放位置。
依据本发明的另一个方面公开了一种利用叉车在仓储场地中存/取货物的智能仓储方法，其中，叉车上设置有RFID接收器，货物上设置有RFID标签，RFID标签中存储所述货物的货物信息且RFID接收器与RFID标签在叉车运载所述货物时能够产生接触以读取所述货物信息，所述智能仓储方法包括：在货架存放货物存在深度和/或高度方向的叠放的场景中，在提取深处或底部货物发生其他货物挪移时，使货物依据底部位置具有第一优先级，深处位置具有第二优先级的规则进行存放；以及叉车提取出待取货物后，根据叉车与货物接触的先后顺序以及RFID接收器读取到的货物信息确定挪移出的货物更新后的位置信息。
本发明给出了一种用于智能仓储系统的定位系统及智能仓储方法，通过在仓储场地内自建高精度定位系统，在叉车上布设定位标签，可以准确获知叉车的位置信息，并利用位于叉车上的RFID接收器获取RFID接收器与放置于货物上的RFID标签断开接触的时间信息，进而将RFID接收器与放置于货物上的RFID标签断开接触时刻的定位标签的位置信息记为货物的存放位置，以获得所有货物的存放位置。本发明只将定位标签放置于叉车上，而不用在每个货物上都放置定位标签，极大的减少了定位标签的数量，节约系统成本，并无需对定位标签进行繁复的管理工作，极大的节约了人力成本。
附图说明
图1给出依据本发明一种实施例的利用叉车存取货的智能仓储系统100的示意图；
图2给出依据本发明一种实施例的用于智能仓储系统100的托盘式叉车200的示意图；
图3给出依据本发明一种实施例的用于智能仓储系统100的夹抱式叉车300的示意图；
图4给出依据本发明一种实施例的获取叉车在仓储场地中存放货物的存放位置的智能仓储方法400的流程图。
图5给出依据本发明一种实施例的获取叉车在仓储场地中存放货物的存放位置的智能仓储方法500的流程图。
图6给出依据本发明一种实施例的货物在货架上叠放存储的示意图。
图7示出依据本发明一种实施例的获取叉车在仓储场地中存放货物的存放位置的智能仓储方法700。
图8示出依据本发明一种实施例的获取叉车在仓储场地中存放货物的存放位置的智能仓储方法800。
图9示出依据本发明一种实施例的利用叉车在仓储场地中存/取货物的智能仓储方法900。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“连接”到另一元件时，它可以是直接连接或连接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在整个说明书中，本领域技术人员应当理解，当涉及RFID标签与RFID接收器之间的接触时，该“接触”可以是标签和接收器实体之间的物理接触和/或是标签和接收器之间能够产生无线通信的通信接触，比如，当RFID标签与RFID接收器之间的实际距离小于某一限值时，如1米，两者之间变可产生接触(通信接触)，读取信息。
图1给出依据本发明一种实施例的控制叉车存取货物的智能仓储系统100的示意图。在一个实施例中，智能仓储系统100包括货物待存区、存储区以及提货区。智能仓储系统100中包括多个叉车，所述叉车将货物从待存区运送到存储区进行存储，当需要提货时，所述叉车又将货物从存储区取出运送到提货区。本领域技术人员应当理解，在一个实施例中，智能仓储系统中的货物待存区可以包括生产货物的货物生产区等用于临时放置有待存储至存储区的货物。在另一个实施例中，所述提货区为货车或集装箱。
智能仓储系统100包括定位系统，定位系统包括定位标签Tag和N个已知位置的定位基站BS，其中N为大于或等于3的整数，所述N个定位基站BS架设于智能仓储系统100中叉车可能存在的区域。所述定位标签Tag安装在叉车上，定位标签Tag与定位基站BS收发定位信号，以便获取叉车的高精度位置信息。定位系统还包括计算单元，该计算单元根据定位信号的发送时间和/或定位信号的接收时间以及定位基站BS的位置获得定位标签Tag的位置信息。在一个实施例中，置于叉车上的定位标签Tag为超宽带定位标签，所述定位标签Tag向定位基站BS发射超宽带定位信号，定位基站BS接收所述超宽带定位信号并记录定位信号到达自身的时间信息。又在一个实施例中，所述定位基站BS发射超宽带定位信号，所述定位标签Tag接收所述超宽带定位信号并记录定位信号到达自身的时间信息。由于超宽带信号具有超高的时间分辨力，可以实现较高的定位精度。在一个实施例中，计算单元利用定位信号的接收时间，通过TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)定位算法解算定位标签Tag的位置信息，进而获知与所述定位标签Tag对应的叉车的位置信息。在一个实施例中，计算单元利用定位信号的发送时间和接收时间，通过TOA(Time of Arrival，到达时间)定位算法解算定位标签Tag的位置信息，进而获知与所述定位标签Tag对应的叉车的位置信息。本领域技术人员应当理解，由于定位标签置于叉车上，定位标签与叉车具有已知的位置关系，甚至在某些情况下，由于定位标签与叉车之间的位置关系相较于整个仓储场地来说是微不足道的，可以近似地认为定位标签与叉车的位置相同，因此，通过对定位标签的定位即可获得叉车的位置信息。
在一个实施例中，所述定位系统还包括RFID(射频识别)标签和RFID接收器，所述RFID标签设置在货物指定位置上，所述RFID接收器设置在叉车上，所述RFID标签和接收器的放置位置根据使得叉车在运载(例如，托举或夹抱)货物时，RFID接收器能够和货物上的RFID标签产生接触以读取到货物信息来设置。在一个实施例中，RFID接收器和货物上的RFID标签相对准。在一个实施例中，货物在进入存储区之前在其指定位置设置RFID标签，而所述叉车上常设RFID接收器。在一个实施例中，RFID标签中存储有货物信息。在一个实施例中，所述货物信息包括表征货物身份的身份信息，例如货物编号。在又一实施例中，所述货物信息还包括货物类别、生产日期、入库日期、预计取货日期、货物存放商、货物提取商中的一个或多个信息或者其它信息，视不同需求而定。
当叉车提取到货物后，设置在叉车上的RFID接收器与设置在货物上的RFID标签接触，从而读取RFID标签中的货物信息，以获知叉车提取到的货物信息。当货物被放置在存储区的存放位置中时，叉车和货物分离，设置在叉车上的RFID接收器与设置在货物上的RFID标签断开接触。计算单元根据RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签Tag的位置信息以及获得到的该货物的货物信息解算货物的存放位置信息。此时，由于叉车停留的位置与货物存放的位置是相对固定的，则通过叉车停留的位置(或者说，定位标签的位置)即可获知该货物存放的位置。
在一个实施例中，叉车上包括升降组件，用于将放置于其上的货物进行升降。定位标签设置于该升降组件上，定位系统对定位标签Tag进行三维定位，以便计算单元根据RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签Tag的三维位置信息获得货物的存放位置信息。
在另一个实施例中，叉车上包括升降组件，用于将放置于其上的货物进行升降。定位系统还包括设置于所述叉车升降组件上的高度传感器，用于检测叉车上货物的高度，定位系统对定位标签Tag进行二维定位，以便计算单元根据RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签Tag的二维位置信息以及货物的高度来获得货物的存放位置信息。
由于在某些情况下，存储区中的巷道较窄，而巷道两侧都具有货架，当只利用一个定位标签对叉车进行定位时，无法获知叉车的转向信息，即无法获知叉车将货物存入巷道左侧还是右侧的货架。在一个实施例中，定位系统还包括设置于叉车上的辅助定位标签，其位置与定位标签位置不同，例如，在沿叉车行驶的方向上存在距离。辅助定位标签与定位基站之间收发辅助定位信号，计算单元根据辅助定位信号的发送时间和/或辅助定位信号的接收时间以及定位基站的位置获得辅助定位标签的位置信息，并根据定位标签和辅助定位标签的位置信息确定叉车的转向信息，进而获知叉车将货物存入巷道左侧还是右侧的货架。
图2给出依据本发明一种实施例的用于智能仓储系统100的托盘式叉车200的示意图。所述托盘式叉车200上设置有RFID接收器201。在一个实施例中，所述RFID接收器201设置于托盘式叉车200的托盘上，以使所述托盘式叉车200承载货物时能够对准货物上的RFID标签。又在一个实施例中，所述RFID接收器201设置有多个，以确保其中的一个或多个能够在所述托盘式叉车200承载货物时对准货物上的RFID标签。所述RFID接收器201在接触货物上的RFID标签后，读取RFID标签中存储的货物信息，例如，货物编号、货物类别、生产日期、预计取货日期、货物存放商、货物提取商中的一个或多个或其它信息。所述RFID接收器201监测是否与货物上的RFID标签断开接触，并记录其与RFID标签断开接触的时间信息。所述货物信息和RFID接收器与RFID标签断开接触的时间信息被传递至计算单元，以供计算单元获知货物的真实存储位置。
所述托盘式叉车200还包括定位标签202，与布设在智能仓储系统100中的定位基站组交互定位信号，以使智能仓储系统100获知定位标签202的位置信息。在一个实施例中，定位标签202放置于托盘式叉车200的托盘上，定位基站组能够对定位标签202进行三维定位。这样，当托盘式叉车200存放货物使得托盘上下移动时，定位标签202随托盘一起上下移动。在RFID接收器与RFID标签断开接触时，即货物离开叉车放入货架的时刻，从所述定位标签202的三维位置信息即可知道货物存入货架的存放位置信息。因为定位基站组能够对定位标签202进行三维定位，从而可以获知定位标签202的高度信息，进而获知货物存入货架的高度信息，例如存入货架的第几层。
又在一个实施例，定位基站组对定位标签202进行二维定位，同时，通过在所述托盘式叉车200上设置高度传感器204，用于检测叉车上货物的高度，以在RFID接收器与RFID标签断开接触时，即货物离开叉车放入货架的时刻，获知货物存入货架的高度信息，再结合定位标签的二维位置信息便可获知货物的三维位置。在如图2所示的实施例中，高度传感器204可以设置在托盘式叉车200的托盘升降杆处。
又在一个实施例中，所述为了使定位标签202能够与定位基站组更好的收发定位信号，可将所述定位标签202置于车顶处，即如图2中定位标签202’所示。
在一个实施例中，所述托盘式叉车200还包括辅助定位标签202-1，其与定位标签202或202’位置不同，例如在沿叉车行驶的方向上存在距离。通过对定位标签202或202’以及辅助定位标签202-1进行定位，能够根据两者的位置信息确定叉车的转向信息，进而获知叉车将货物存入巷道左侧还是右侧的货架。
图3给出依据本发明一种实施例的用于智能仓储系统100的夹抱式叉车300的示意图。由于夹抱式叉车300与托盘式叉车300的区别仅在于承载货物的组件为夹臂还是托盘，本实施例仅示出了夹抱式叉车300的夹臂部位以说明与托盘式叉车300的区别，而在托盘式叉车300车身部位的描述同样适用于夹抱式叉车300。夹抱式叉车300上设置有RFID接收器301。在一个实施例中，所述RFID接收器301设置于夹抱式叉车300的夹臂中心处，以使所述夹抱式叉车300承载货物时能够对准货物上的RFID标签。在一个实施例中，所述RFID接收器301设置于夹抱式叉车300的单边或双边夹臂内部，以使所述夹抱式叉车300承载货物时能够对准货物上的RFID标签。又在一个实施例中，所述RFID接收器301设置有多个，以确保其中的一个或多个能够在所述夹抱式叉车300承载货物时对准货物上的RFID标签。所述夹抱式叉车300还包括定位标签302，与布设在智能仓储系统100中的定位基站组交互定位信号，以使智能仓储系统100获知定位标签302的位置信息。在一个实施例中，所述定位标签302放置于夹抱式叉车300的夹臂处、夹臂中心处或车顶处。
图4给出依据本发明一种实施例的获取叉车在仓储场地中存放货物的存放位置的智能仓储方法400的流程图。其中，叉车上设置有定位标签和RFID接收器，货物上设置有RFID标签，仓储场地中设置有已知位置的定位基站。且其中，定位标签与定位基站之间收发定位信号，RFID标签中存储有货物的货物信息且RFID接收器与RFID标签在叉车运载所述货物时能够产生接触以读取所述货物的货物信息。智能仓储方法400包括如下步骤401～403。
在步骤401：根据定位信号的发送时间和/或定位信号的接收时间以及定位基站的位置获得定位标签的位置信息。在一个实施例中，置于叉车上的定位标签为超宽带定位标签，所述定位标签向定位基站发射超宽带定位信号，定位基站接收所述超宽带定位信号并记录定位信号到达自身的时间信息。又在一个实施例中，所述定位基站发射超宽带定位信号，所述定位标签接收所述超宽带定位信号并记录定位信号到达自身的时间信息。由于超宽带信号具有超高的时间分辨力，可以实现较高的定位精度。在一个实施例中，计算单元利用定位信号的接收时间，通过TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)定位算法解算定位标签Tag的位置信息，进而获知与所述定位标签Tag对应的叉车的位置信息。在一个实施例中，计算单元利用定位信号的发送时间和接收时间，通过TOA(Time of Arrival，到达时间)定位算法解算定位标签Tag的位置信息，进而获知与所述定位标签Tag对应的叉车的位置信息。本领域技术人员应当理解，由于定位标签置于叉车上，定位标签与叉车具有已知的位置关系，甚至在某些情况下，由于定位标签与叉车之间的位置关系相较于整个仓储场地来说是微不足道的，可以近似地认为定位标签与叉车的位置相同，因此，通过对定位标签的定位即可获得叉车的位置信息。
在步骤402：获取RFID接收器与RFID标签断开接触的时间信息。在一个实施例中，所述RFID标签设置在货物指定位置上，所述RFID接收器设置在叉车上，所述RFID标签和接收器的放置位置根据使得叉车在运载(例如，托举或夹抱)货物时，RFID接收器能够和货物上的RFID标签产生接触以读取到货物信息来设置。在一个实施例中，RFID接收器和货物上的RFID标签相对准。在一个实施例中，货物在进入存储区之前在其指定位置设置RFID标签，而所述叉车上常设RFID接收器。在一个实施例中，RFID标签中的货物信息包括表征货物身份的身份信息，例如货物编号。在又一实施例中，所述货物信息还包括货物类别、生产日期、入库日期、预计取货日期、货物存放商、货物提取商中的一个或多个信息或者其它信息，视不同需求而定。
步骤403：利用定位标签的位置信息以及RFID接收器与RFID标签断开接触的时间信息，获知货物的存放位置。在一个实施例中，智能仓储方法400还利用货物信息来获知货物的存放位置，这是因为货物与存放位置是一一对应的。
这样，当叉车提取到货物后，设置在叉车上的RFID接收器与设置在货物上的RFID标签接触，从而读取RFID标签中的货物信息，以获知叉车提取到的货物信息。当货物被放置在存储区的存放位置中时，叉车和货物分离，设置在叉车上的RFID接收器与设置在货物上的RFID标签断开接触，此时，由于叉车停留的位置与货物存放的位置是相对固定的，则通过叉车停留的位置(或者说，定位标签的位置)即可获知该货物存放的位置。
在一个实施例中，叉车包括用于将放置于其上的货物进行升降的升降组件，定位标签设置于所述叉车的升降组件上，智能仓储方法400还包括对定位标签进行三维定位。这样，可以获得定位标签的高度信息，进而得到货物的高度信息，进而得到货物的存放位置，这对于在高度维度上具有多个存放位置的应用场景尤其有用。
在一个实施例中，叉车包括升降组件，叉车包括用于将放置于其上的货物进行升降的升降组件，叉车升降组件上设置有高度传感器，用于检测叉车上货物的高度。智能仓储方法400还包括对定位标签进行二维定位；且根据RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签的位置信息以及货物的高度来获得货物的存放位置信息。
在一个实施例中，叉车上还设置有辅助定位标签，其位置与定位标签位置不同，例如，在沿叉车行驶的方向上存在距离。辅助定位标签与定位基站之间收发辅助定位信号，智能仓储方法根据辅助定位信号的发送时间和/或辅助定位信号的接收时间以及定位基站的位置获得辅助定位标签的位置信息，并根据定位标签和辅助定位标签的位置信息确定叉车的转向信息，进而获知叉车将货物存入巷道左侧还是右侧的货架。
图5给出依据本发明一种实施例的获取叉车在仓储场地中存放货物的存放位置的智能仓储方法500的流程图。其中，叉车上设置有定位标签和RFID接收器，货物上设置有RFID标签，仓储场地中设置有已知位置的定位基站。且其中，定位标签与定位基站之间收发定位信号，RFID标签中存储有货物的货物信息且RFID接收器与RFID标签在叉车运载所述货物时能够产生接触以读取所述货物的货物信息。在一个实施例中，所述RFID标签设置在货物指定位置上，所述RFID接收器设置在叉车上，所述RFID标签和接收器的放置位置根据使得叉车在运载(例如，托举或夹抱)货物时，RFID接收器能够和货物上的RFID标签产生接触以读取到货物信息来设置。在一个实施例中，RFID接收器和货物上的RFID标签相对准。在一个实施例中，货物在进入存储区之前在其指定位置设置RFID标签，而所述叉车上常设RFID接收器。在一个实施例中，RFID标签中的货物信息包括表征货物身份的身份信息，例如货物编号。在又一实施例中，所述货物信息还包括货物类别、生产日期、入库日期、预计取货日期、货物存放商、货物提取商中的一个或多个信息或者其它信息，视不同需求而定。
智能仓储方法500包括如下步骤501～503。
在步骤501：检测RFID接收器与RFID标签是否断开接触。
在步骤502：在检测到RFID接收器与RFID标签断开接触时，根据定位信号的发送时间和/或定位信号的接收时间以及定位基站的位置对定位标签进行定位以获得定位标签的位置信息。在一个实施例中，置于叉车上的定位标签为超宽带定位标签，所述定位标签向定位基站发射超宽带定位信号，定位基站接收所述超宽带定位信号并记录定位信号到达自身的时间信息。又在一个实施例中，所述定位基站发射超宽带定位信号，所述定位标签接收所述超宽带定位信号并记录定位信号到达自身的时间信息。由于超宽带信号具有超高的时间分辨力，可以实现较高的定位精度。在一个实施例中，计算单元利用定位信号的接收时间，通过TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)定位算法解算定位标签Tag的位置信息，进而获知与所述定位标签Tag对应的叉车的位置信息。在一个实施例中，计算单元利用定位信号的发送时间和接收时间，通过TOA(Time of Arrival，到达时间)定位算法解算定位标签Tag的位置信息，进而获知与所述定位标签Tag对应的叉车的位置信息。本领域技术人员应当理解，由于定位标签置于叉车上，定位标签与叉车具有已知的位置关系，甚至在某些情况下，由于定位标签与叉车之间的位置关系相较于整个仓储场地来说是微不足道的，可以近似地认为定位标签与叉车的位置相同，因此，通过对定位标签的定位即可获得叉车的位置信息。
在步骤503：利用定位标签的位置信息以及货物信息，获知货物的存放位置。
这样，当叉车提取到货物后，设置在叉车上的RFID接收器与设置在货物上的RFID标签接触，从而读取RFID标签中的货物信息，以获知叉车提取到的货物信息。当货物被放置在存储区的存放位置中时，叉车和货物分离，设置在叉车上的RFID接收器与设置在货物上的RFID标签断开接触，此时，由于叉车停留的位置与货物存放的位置是相对固定的，则通过此时对叉车停留的位置(或者说，定位标签的位置)进行定位即可获知该货物存放的位置。在图5所示实施例中，对定位标签的定位可以在获知RFID接收器与设置在货物上的RFID标签断开接触时才进行，严格地说，在获知RFID接收器与设置在货物上的RFID标签断开接触之后立刻进行，由于对定位标签进行定位的时刻和RFID接收器与设置在货物上的RFID标签断开接触的时刻相隔较短，而叉车来不及移动或者移动的距离非常小，此时所获得的定位标签的位置用于计算货物的存放位置也是准确的。而且，在此方法中，由于定位不必一直进行，更加高效。
在一个实施例中，叉车包括用于将放置于其上的货物进行升降的升降组件，定位标签设置于所述叉车的升降组件上，智能仓储方法500还包括对定位标签进行三维定位。这样，可以获得定位标签的高度信息，进而得到货物的高度信息，进而得到货物的存放位置，这对于在高度维度上具有多个存放位置的应用场景尤其有用。
在一个实施例中，叉车包括升降组件，叉车包括用于将放置于其上的货物进行升降的升降组件，叉车升降组件上设置有高度传感器，用于检测叉车上货物的高度。智能仓储方法500还包括对定位标签进行二维定位；且根据RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签的位置信息以及货物的高度来获得货物的存放位置信息。
在一个实施例中，叉车上还设置有辅助定位标签，其位置与定位标签位置不同，例如，在沿叉车行驶的方向上存在距离。辅助定位标签与定位基站之间收发辅助定位信号，智能仓储方法根据辅助定位信号的发送时间和/或辅助定位信号的接收时间以及定位基站的位置获得辅助定位标签的位置信息，并根据定位标签和辅助定位标签的位置信息确定叉车的转向信息，进而获知叉车将货物存入巷道左侧还是右侧的货架。
本发明给出了一种智能仓储系统及方法，通过在仓储场地内自建高精度定位系统，在叉车上布设定位标签，可以准确获知叉车的位置信息，并利用位于叉车上的RFID接收器获取RFID接收器与放置于货物上的RFID标签断开接触的时间信息，进而将RFID接收器与放置于货物上的RFID标签断开接触时刻的定位标签的位置信息记为货物的存放位置，以获得所有货物的存放位置。本发明只将定位标签放置于叉车上，而不用在每个货物上都放置定位标签，极大的减少了定位标签的数量，节约系统成本，并无需对定位标签进行繁复的管理工作，极大的节约了人力成本。
在货物存放的实际应用场景中，由于存放的货物体积较小，或货架每一层的深度或高度较大等原因，为了更好地利用货架的存储空间，货物通常采用叠放的方式进行存储。图6给出依据本发明一种实施例的货物在货架上叠放存储的示意图。图6示例性地给出了货物在货架隔板上以深度为3，高度为3的方式进行存储的示意图。为了方便描述，对图6中货物的存储位置进行1-9标号，在一个实施例中，在图6中进行1-9标号的也指示9件货物。如图6所示，标号9、8、7(或6、5、4或3、2、1)的空间顺序表示了货架由外向内的深度方向，而标号9、6、3(或8、5、2或7、4、1)的空间顺序表示了货架由下向上的高度方向。
在一个实施例中，为了减少货物的挪移，以及准确获知货物的位置，在存放货物时采取深处优先的规则，即在为货物分配存储位置时优先考虑深处位置，以保证存放的货物的深处没有其他存储位置。基于此规则，根据当前已存放货物的位置信息，以及叉车的位置信息，可获知当前货物的位置信息，即可根据当前已存放货物的位置信息、RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签的位置信息以及货物信息获得货物的存放位置信息。对于RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签的位置信息以及货物信息，或者说存储位置中的货架位置以及高度信息的获取，已在前面的实施例中详细说明，前述实施例中的获取RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签的位置信息以及货物信息或者说存储位置中的货架位置以及高度信息可用于本实施例，此处仅针对货物的深度信息的获取展开描述。如图6所示，在一个实施例中，假设2号位置和3号位置为空，1、4-9号位置均已存储货物，则当前要存储的货物的存储位置为2号位置而不是3号位置，叉车在存储货物时执行深处优先规则，将货物存放至2号位置。虽然系统无法通过叉车上的RFID接收器与设置在货物上的RFID标签断开接触时，叉车停留的位置获知货物存放的深度信息，但通过深处优先的规则，能够根据当前已存放货物的位置信息获知货物存放的深度信息。
在货物叠放时存储的系统中，叉车在提取特定位置的货物时需要对相邻货物进行挪移，而在取出深处或底部货物时，其它货物的存储位置会发生变化，本发明还提供了一种利用叉车存取货的货物位置更新方法。为了便于说明，在本实施例中，在图6中进行1-9标号的指示已存储在货架上的9件货物。当要提取4号货物时，需要将1、2、3、5、6号货物取出，当4号货物取出时，其他货物需要将原来存储4号货物的位置进行填充。在一个实施例中，将挪移出的其他货物放回货架时，依据底部位置具有第一优先级，深处位置具有第二优先级的规则进行存放，即将4号货物移除后，需要将暂时移出的货物放置在原来存放4、5、6以及1、2号货物的位置。根据在叉车取出待取货物后，即叉车上的RFID接收器与4号货物上的RFID标签断开接触时，叉车与货物接触的先后顺序以及RFID接收器读取到的货物信息确定挪移出的货物更新后的位置。依据底部位置具有第一优先级的规则，确定最先接触的三个货物更新后的位置为原来存放4、5、6号货物的位置；依据深处位置具有第二优先级的规则，确定其次接触的两个货物更新后的位置为原来存放1、2号货物的位置。
图7示出依据本发明一种实施例的获取叉车在仓储场地中存放货物的存放位置的智能仓储方法700。叉车上设置有定位标签和RFID接收器，货物上设置有RFID标签，仓储场地中设置有已知位置的定位基站，且其中，定位标签与定位基站之间收发定位信号，RFID标签中存储所述货物的货物信息且RFID接收器与RFID标签在叉车运载所述货物时能够产生接触以读取所述货物信息。智能仓储方法700包括：
步骤701：在货架存放货物存在深度方向的叠放时，使所述货物优先存放在深度较大的存放位置，以保证所述货物的深处没有其他存放位置。
步骤702：根据定位信号的发送时间和/或定位信号的接收时间以及定位基站的位置获得定位标签的位置信息。
步骤703：获取RFID接收器与RFID标签断开接触的时间信息。
步骤704：利用当前已存放货物的位置信息、定位标签的位置信息以及RFID接收器与RFID标签断开接触的时间信息，获知货物的存放位置。
图8示出依据本发明一种实施例的获取叉车在仓储场地中存放货物的存放位置的智能仓储方法800。叉车上设置有定位标签和RFID接收器，货物上设置有RFID标签，仓储场地中设置有已知位置的定位基站，且其中，定位标签与定位基站之间收发定位信号，RFID标签中存储所述货物的货物信息且RFID接收器与RFID标签在叉车运载所述货物时能够产生接触以读取所述货物的货物信息。智能仓储方法800包括：
步骤801：在货架存放货物存在深度方向的叠放时，使所述货物优先存放在深度较大的存放位置，以保证所述货物的深处没有其他存放位置。
步骤802：检测RFID接收器与RFID标签是否断开接触。
步骤803：在检测到RFID接收器与RFID标签断开接触时，根据定位信号的发送时间和/或定位信号的接收时间以及定位基站的位置对定位标签进行定位以获得定位标签的位置信息。
步骤804：利用当前已存放货物的位置信息、定位标签的位置信息以及货物信息，获知货物的存放位置。
图9示出依据本发明一种实施例的利用叉车在仓储场地中存/取货物的智能仓储方法900。叉车上设置有RFID接收器，货物上设置有RFID标签，RFID标签中存储所述货物的货物信息且RFID接收器与RFID标签在叉车运载所述货物时能够产生接触以读取所述货物信息。智能仓储方法900包括：
步骤901：在货架存放货物存在深度和/或高度方向的叠放的场景中，在提取深处或底部货物发生其他货物挪移时，使货物依据底部位置具有第一优先级，深处位置具有第二优先级的规则进行存放。
步骤902：叉车提取出待取货物后，根据叉车与货物接触的先后顺序以及RFID接收器读取到的货物信息确定挪移出的货物更新后的位置信息。
在一个实施例中，叉车上还设置有定位标签，仓储场地中设置有已知位置的定位基站，且其中，定位标签与定位基站之间收发定位信号。所述智能仓储方法900还包括：
步骤903：根据定位信号的发送时间和/或定位信号的接收时间以及定位基站的位置获得定位标签的位置信息。
步骤904：获取RFID接收器与RFID标签断开接触的时间信息。
步骤905：利用定位标签的位置信息以及RFID接收器与RFID标签断开接触的时间信息，获知货物的存放位置。
在一个实施例中，叉车上还设置有定位标签，仓储场地中设置有已知位置的定位基站，且其中，定位标签与定位基站之间收发定位信号。所述智能仓储方法900还包括：
步骤906：检测RFID接收器与RFID标签是否断开接触。
步骤907：在检测到RFID接收器与RFID标签断开接触时，根据定位信号的发送时间和/或定位信号的接收时间以及定位基站的位置对定位标签进行定位以获得定位标签的位置信息。
步骤908：利用定位标签的位置信息以及货物信息，获知货物的存放位置。
如以上所提到的，虽然已经说明和描述了本发明的优选实施例，但在不背离本发明的精神和范围的情况下，可进行许多改变。由此，本发明的范围不由优选实施例的公开所限制。而是，应当完全参考随后的权利要求来确定本发明。

Claims (3)

1.一种用于智能仓储系统中的定位系统，其中，智能仓储系统用于控制叉车存/取货物，定位系统包括：
N个已知位置的定位基站，其中N为大于或等于3的整数；
定位标签，安装于叉车上，与定位基站之间收发定位信号；
设置在货物上的RFID标签和设置在叉车上的多个RFID接收器，其中，RFID标签中存储所述货物的货物信息，所述货物信息包括货物编号、货物类别、生产日期、预计取货日期、货物存放商、货物提取商，且RFID接收器与RFID标签在叉车运载所述货物时能够产生接触以读取所述货物的货物信息，且所述RFID接收器监测是否与货物上的RFID标签断开接触，并记录其与RFID标签断开接触的时间信息；以及
计算单元，接收所述货物信息和RFID接收器与RFID标签断开接触的时间信息，并在检测到RFID接收器与RFID标签断开接触时，根据定位信号的发送时间和/或定位信号的接收时间以及定位基站的位置获得定位标签的位置信息；
其中，在货架存放货物存在深度方向的叠放时，所述货物优先存放在深度较大的存放位置，以保证所述货物的深处没有其他存放位置，在货架存放货物存在深度和高度方向的叠放的场景中，货物依据底部位置具有第一优先级，深处位置具有第二优先级的规则进行存放，计算单元根据当前已存放货物的位置信息、RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签的位置信息以及货物信息获得货物的存放位置信息；
提取深处或底部货物发生其他货物挪移时，计算单元根据叉车提取出待取货物后，叉车与货物接触的先后顺序以及RFID接收器读取到的货物信息确定挪移出的货物更新后的位置信息；
所述定位系统获取货物存放位置信息中的高度信息包括，
将定位标签设置于所述叉车的升降组件上，且所述定位系统对所述定位标签进行三维定位以便计算单元根据RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签的三维位置信息获得货物的存放位置信息；或者
所述定位系统还包括设置于所述叉车升降组件上的高度传感器，用于检测叉车上货物的高度，其中，所述定位系统对所述定位标签进行二维定位以便计算单元根据RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签的二维位置信息以及货物的高度来获得货物的存放位置信息；
所述定位系统还包括辅助定位标签，设置在叉车上与所述定位标签位置不同的位置，辅助定位标签与定位基站之间收发辅助定位信号，计算单元根据辅助定位信号的发送时间和/或辅助定位信号的接收时间以及定位基站的位置获得辅助定位标签的位置信息，并根据定位标签和辅助定位标签的位置信息确定叉车的转向信息，进而获知叉车将货物存入巷道左侧还是右侧的货架。
2.如权利要求1所述的定位系统，其中，叉车上的RFID接收器与待取货物上的RFID标签断开接触表示待取货物提取出。
3.一种获取叉车在仓储场地中存放货物的存放位置的智能仓储方法，其中，叉车上设置有定位标签和多个RFID接收器，货物上设置有RFID标签，仓储场地中设置有已知位置的定位基站，且其中，定位标签与定位基站之间收发定位信号，RFID标签中存储所述货物的货物信息，所述货物信息包括货物编号、货物类别、生产日期、预计取货日期、货物存放商、货物提取商，且RFID接收器与RFID标签在叉车运载所述货物时能够产生接触以读取所述货物的货物信息，所述方法包括：
在货架存放货物存在深度方向的叠放时，使所述货物优先存放在深度较大的存放位置，以保证所述货物的深处没有其他存放位置，在货架存放货物存在深度和高度方向的叠放的场景中，货物依据底部位置具有第一优先级，深处位置具有第二优先级的规则进行存放；
检测RFID接收器与RFID标签是否断开接触；
在检测到RFID接收器与RFID标签断开接触时，根据定位信号的发送时间和/或定位信号的接收时间以及定位基站的位置对定位标签进行定位以获得定位标签的位置信息；以及
利用当前已存放货物的位置信息、定位标签的位置信息以及货物信息，获知货物的存放位置；
提取深处或底部货物发生其他货物挪移时，根据叉车提取出待取货物后，叉车与货物接触的先后顺序以及RFID接收器读取到的货物信息确定挪移出的货物更新后的位置信息；
获取货物存放位置信息中的高度信息包括，
将定位标签设置于所述叉车的升降组件上，且定位系统对所述定位标签进行三维定位以便计算单元根据RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签的三维位置信息获得货物的存放位置信息；或者
所述定位系统还包括设置于所述叉车升降组件上的高度传感器，用于检测叉车上货物的高度，其中，所述定位系统对所述定位标签进行二维定位以便计算单元根据RFID接收器与RFID标签断开接触时定位标签的二维位置信息以及货物的高度来获得货物的存放位置信息；
所述方法还包括，在叉车上设置与所述定位标签位置不同的辅助定位标签，辅助定位标签与定位基站之间收发辅助定位信号，根据辅助定位信号的发送时间和/或辅助定位信号的接收时间以及定位基站的位置获得辅助定位标签的位置信息，并根据定位标签和辅助定位标签的位置信息确定叉车的转向信息，进而获知叉车将货物存入巷道左侧还是右侧的货架。
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