CN110186451A - 适用于仓储系统的导航系统与物料输送载具的导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于仓储系统的导航系统，包含：监控装置与物料输送载具。监控装置产生包含第一坐标与第二坐标的工单指令，并依据第一坐标及物料输送载具的目前坐标产生移动指令。物料输送载具从监控装置接收工单指令与移动指令，并产生及传送实时位移信息到监控装置。物料输送载具包含导航组件与雷射指向组件。导航组件在物料输送载具移动时侦测第一反射讯号与第二反射讯号，并据以产生所述实时位移信息。雷射指向组件在物料输送载具抵达第一坐标时，根据第二坐标产生激光束指向物料存放处。

Description

适用于仓储系统的导航系统与物料输送载具的导航方法

技术领域

本发明关于一种导航系统，特别是一种适用于仓储系统的导航系统。

背景技术

在现今讲求效率的时代，已有许多仓储系统使用电子卷标系统(pick-to-light/put-to-light system，PTL)与基于同步定位跟地图构建(simultaneous localizationand mapping，SLAM)的导航方法管理仓储物料，让工作人员能迅速地找到存放物料的仓储柜，以从仓储柜取料或备料。

电子卷标系统与同步定位以及基于同步定位与地图构建的导航方法，虽然能提供较便利的方法管理仓储系统，但随着工厂扩充，电子卷标也需要跟着增设，间接增加了工厂扩充的成本。另一方面，因同步定位与地图构建的导航方法基于环境辨识，故当工厂扩充而导致内部仓储配置的变动过大时(例如，超过40％)，基于同步定位与地图构建的导航方法便无法准确地引导工作人员到取备料的仓储柜。

发明内容

为了改善上述的问题，本发明提出一种适用于仓储系统的导航系统与物料输送载具的导航方法。

本发明在于提供一种物料输送载具的导航方法，适用于仓储系统，所述导航方法包含：以监控装置产生包含第一坐标与第二坐标的工单指令，并依据第一坐标及物料输送载具的目前坐标产生移动指令，并将工单指令及移动指令传送到物料输送载具；以物料输送载具依据移动指令移动，侦测第一反射讯号与第二反射讯号以计算偏移量，并据以产生实时位移信息；以监控装置根据实时位移信息判断所述物料输送载具是否抵达第一坐标；以及当物料输送载具抵达第一坐标时，以监控装置根据第二坐标控制雷射指向组件产生激光束指向物料存放处。

本发明在于提供一种导航系统，适用于仓储系统，包含：监控装置，用于产生包含第一坐标与第二坐标的工单指令，并依据第一坐标及目前坐标产生移动指令，并将工单指令及移动指令传送到物料输送载具；以及物料输送载具，连接于监控装置并传送物料输送载具的目前坐标给监控装置，用于从监控装置接收工单指令与移动指令，并产生及传送实时位移信息到监控装置以供监控装置判断物料输送载具是否抵达第一坐标，物料输送载具包含：导航组件，设置于物料输送载具的底面，用于在物料输送载具依据移动指令移动时，侦测第一反射讯号与第二反射讯号以计算偏移量，并据以产生实时位移信息；以及雷射指向组件，设置于物料输送载具的表面，且受控于监控装置，其中当监控装置判断物料输送载具抵达第一坐标时，雷射指向组件用于根据第二坐标产生激光束指向物料存放处。

藉由上述结构，本发明所揭示的适用于仓储系统的导航系统与物料输送载具的导航方法，能以基于地面纹路变化的导航方法引导物料输送载具移动到取备料的仓储柜，且能以激光束指引物料存放处在仓储柜里的位置，并更进一步地以激光束显示取备料数量。因此，本发明提供的导航方法不会受到仓储配置的变动过大而产生误差，并能减少工厂扩充所需的成本，提供更有效的导航系统与方法管理仓储系统，并有效地改善了先前技术所提及的问题。

以上的关于本揭露内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1A为本发明一实施例的适用于仓储系统的导航系统的方块图。

图1B为本发明一实施例的适用于仓储系统的导航系统的使用情境图。

图2为本发明另一实施例的适用于仓储系统的导航系统的方块图。

图3为本发明一实施例的物料输送载具的导航方法的流程图。

图4为本发明一实施例的物料输送载具的导航方法的细部流程图。

图5为本发明另一实施例的物料输送载具的导航方法的流程图。

图6为本发明一实施例的物料输送载具的导航方法的细部流程图。

组件标号说明

100 导航系统

1 监控装置

2、2’ 物料输送载具

21 导航组件

211 摄像器

22 雷射指向组件

23 传感器

2a 底面

2b 表面

OI 工单指令

MI 移动指令

RS1 第一反射讯号

RS2 第二反射讯号

O 物料存放处

S 仓储系统

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请参考图1A与1B。图1A为本发明一实施例的适用于仓储系统的导航系统100的方块图，图1B为本发明一实施例的适用于仓储系统S的导航系统100的使用情境图。导航系统100包含监控装置1与物料输送载具2，其中物料输送载具2具有导航组件21与雷射指向组件22。

监控装置1用于产生包含第一坐标与第二坐标的工单指令OI，以及依据第一坐标及物料输送载具的目前坐标产生移动指令MI，并将工单指令OI及移动指令MI传送到物料输送载具2。详细来说，工单指令OI可包含物料存放处O(即待取物料的位置)与物料的取料数量，移动指令MI则用于指示物料输送载具2移动。另一方面，第一坐标可为物料存放处O所在的仓储柜在整个仓储系统S里的坐标(例如，以二维坐标表示)，第二坐标则可以是物料存放处O在仓储柜里的位置(例如，以仓储柜的第几层货架表示)。于一实施例中，监控装置1可以被配置为计算机主机，包含中央处理器、微控制器或其他处理控制器，并透过无线网络或其他无线通信方式与物料输送载具2通讯连接。于另一实施例中，监控装置1也可以是被设置于物料输送载具2上的处理控制器(例如为中央处理器、微控制器或其他处理控制器)并电性连接物料输送载具2，或者可以包含多个处理控制器，分别设置于远程及物料输送载具2的导航组件21与雷射指向组件22上。

物料输送载具2连接于监控装置1，用于从监控装置1接收工单指令OI与移动指令MI，并产生及传送实时位移信息到监控装置1。因此，监控装置1可依据实时位移信息判断物料输送载具2是否抵达第一坐标。详细来说，物料输送载具2可电性或通讯连接监控装置1，并在接收工单指令OI与移动指令MI时于仓储系统S内移动。于实务上，物料输送载具2可以自动导引车(automated guided vehicle，AGV)实现，但也可以其他具承载功能的载具实现。

导航组件21设置于物料输送载具2的底面2a，用于在物料输送载具2依据移动指令MI移动时，侦测第一反射讯号RS1与第二反射讯号RS2以计算偏移量，并据以产生实时位移信息。详细来说，导航组件21可包含发光组件，发光组件在第一时间发出光讯号至地面，并由导航组件21取得由地面反射的光讯号以作为第一反射讯号RS1。同样地，发光组件亦可在第二时间发出光讯号至地面，并由导航组件21取得由地面反射的光讯号以作为第二反射讯号RS2。当物料输送载具2正在移动时，第一反射讯号RS1与第二反射讯号RS2之间会因地面纹路的变化而产生偏移量。因此，导航组件21可根据偏移量以及第一时间与第二时间之间的时间差，取得物料输送载具2的实时位移信息。此外，实时位移信息可包含物料输送载具2的坐标与移动方向，其中上述的坐标可透过前述的第一坐标与偏移量取得。于实务上，导航组件21可以包含雷射光收发器或其他类型的光讯号收发器。

雷射指向组件22设置于物料输送载具2的表面2b，并受控于监控装置1。当监控装置1判断物料输送载具2抵达第一坐标时，雷射指向组件22可产生对应第二坐标的激光束并指向物料存放处O，以呈现物料存放处O的位置。进一步来说，雷射指向组件22所产生的激光束可呈现对应的物料取放数量，以便工作人员能更直觉地取料或备料。于实务上，雷射指向组件22可配置为雷射笔搭配能受控于监控装置1的转盘，或以其他可改变雷射指向方向的雷射产生组件实现。

请参考图2，图2为本发明另一实施例的适用于仓储系统的导航系统100的方块图。于本实施例中，物料输送载具2’相较于图1A所示的物料输送载具2，更包含传感器23，而导航组件21则包含摄像器211。

传感器23可设置在物料输送载具2’上，并且与雷射指向组件22位于相同的表面。传感器23用于在被触发时，使监控装置1改变雷射指向组件22所呈现的物料取放数量。举例来说，当传感器23被配置为影像传感器，且工作人员走到物料存放处O与雷射指向组件22之间时，传感器23能侦测到呈现在物料存放处O的物料取放数量消失而被触发，进而使监控装置1改变雷射指向组件22所呈现的物料取放数量。因此，物料取放数量能自动依照工作人员的取备料进度而改变，进而提升工作人员取备料的效率。于实务上，传感器23亦可以雷射光传感器、距离传感器或声音传感器实现，本发明不以此为限。

摄像器211在物料输送载具2依据移动指令MI移动时，侦测地面影像的变化量并产生第一反射讯号RS1和第二反射讯号RS2并传送至监控装置1，进而使监控装置1能取得物料输送载具2的实时位移信息。于另一实施例中，在仓储系统S的地面上可设置多个定向图形。当监控装置1判断第一反射讯号RS1或第二反射讯号RS2所对应的地面影像中包含定向图形时，依据定向图形校正实时位移信息。详细来说，定向图形分别对应一坐标和/或一方向。当物料输送载具2经过定向图形时，监控装置1可取得对应定向图形的坐标和/或方向，并依据取得的坐标和/或方向校正物料输送载具2的实时位移信息，以使监控装置1能更精准地定位物料输送载具2的位置。

请参考图3，并请一并参考图1A与图1B。图3为本发明一实施例的物料输送载具2的导航方法的流程图。请参考步骤S1：监控装置1产生包含第一坐标与第二坐标的工单指令OI，并依据第一坐标及物料输送载具2的目前坐标产生移动指令MI，并将工单指令OI及移动指令MI传送到物料输送载具2。具体来说，移动指令MI关联于一导航路径，导航路径以目前坐标做为起点，以第一坐标做为终点，并可包含关联于目前坐标与第一坐标之间相对位置的方向参数。另一方面，第一坐标可为物料存放处O在仓储空间内的平面坐标，第二坐标则可为物料存放处O在仓储柜内的垂直坐标。

承上所述，当监控装置1传送工单指令OI及移动指令MI到物料输送载具2时，请参考步骤S2：物料输送载具2依据移动指令MI移动，侦测第一反射讯号RS1与第二反射讯号RS2以计算偏移量，并据以产生实时位移信息。详细来说，第一反射讯号RS1与第二反射讯号RS2由导航组件21在两相异时间发出光讯号至地面，再取得由地面反射的光讯号而得。于另一实施例中，第一反射讯号RS1与第二反射讯号RS2可以是物料输送载具2在两相异时间所侦测到的地面纹路影像。因此，根据两相异的反射光讯号或地面影像，监控装置1便能计算物料输送载具2的移动方向和距离，以产生实时位移信息。

承上所述，当监控装置1取得物料输送载具2的实时位移信息时，请参考步骤S3：监控装置1根据实时位移信息判断物料输送载具2是否抵达第一坐标；其中实时位移信息可包含物料输送载具2的坐标与移动方向。当物料输送载具2抵达第一坐标时，请参考步骤S4：监控装置1根据第二坐标控制雷射指向组件22产生激光束指向物料存放处O；其中第二坐标系包含角度值，且监控装置1可控制雷射指向组件22以角度值作为指向物料存放处O的仰角。

请参考图4，并请一并参考图2。图4为将图3所示的导航方法用于图2所示的物料输送载具2’的步骤S4的细部流程图。当监控装置1根据第二坐标控制雷射指向组件22产生激光束指向物料存放处O时，请参考步骤S41：控制雷射指向组件22产生对应于物料取放数量的激光束；其中物料取放数量可藉由激光束被呈现在物料存放处O上。当雷射指向组件22产生对应于物料取放数量的激光束，且物料输送载具2’的传感器23被触发时，请参考步骤S42：监控装置1改变物料取放数量。一般而言，当传感器23被触发一次时，物料取放数量便会减少(或增加)一个单位，以便工作人员确认待取料或待备料的进度。其中，传感器23的触发机制已示例性地描述于前列实施例中，于此不再赘述。

请参考图5。图5为依据本发明另一实施例的物料输送载具2的导航方法的流程图。接续于图3的步骤S1，在监控装置1传送工单指令OI及移动指令MI到物料输送载具2之后，请参考步骤S5：监控装置1产生包含第三坐标的另一工单指令，并判断第三坐标是否位于步骤S1所产生的移动指令所对应的路径上。具体来说，步骤S1描述监控装置1插单的情况，且第三坐标为对应另一工单指令(插单的工单指令)的物料存放处。当第三坐标系位于此路径上时，表示另一工单指令对应的物料存放处位于原先的导航路径上，故请参考步骤S6：监控装置1控制物料输送载具2依据原移动指令的方向参数，以第三坐标为终点移动。

另一方面，当第三坐标未位于步骤S1所产生的移动指令MI所对应的路径上时，监控装置1便会判断第三坐标与物料输送载具2的目前坐标之间的相对距离，请参考步骤S7：监控装置1计算目前坐标与第一坐标之间的第一相对距离，以及计算目前坐标与第三坐标的第二相对距离，并判断第一相对距离是否大于第二相对距离。当第一相对距离未大于第二相对距离时，则接续前述的步骤S6。反之，当第一相对距离大于第二相对距离时，则接续步骤S8：监控装置1依据第二相对距离产生另一移动指令，并控制物料输送载具2依据另一移动指令移动，其中原先步骤S1所产生的移动指令MI可在物料输送载具2抵达第三坐标后执行。此外，不同于前述的移动指令MI，另一移动指令所包含的方向参数关联于物料输送载具2的目前坐标与第三坐标之间的相对位置，且另一移动指令所对应的路径以第三坐标为终点。于实务上，另一移动指令可以是实时的移动指示或是完整的导航路径的指令。

请参考图6，并请一并参考图2。图6为将图3所示的导航方法用于图2的物料输送载具2’的步骤S2的细部流程图。接续于步骤S1或S8，当监控装置1依据移动指令MI或另一移动指令移动时，请参考步骤S21：摄像器211产生第一反射讯号及第二反射讯号。详细来说，第一反射讯号及第二反射讯号对应于物料输送载具2’移动时所侦测到的地面纹路变化。当摄像器211产生第一反射讯号及第二反射讯号时，请参考步骤S22：将第一反射讯号及第二反射讯号传送至监控装置1，并接续步骤S23：监控装置1判断第一反射讯号或第二反射讯号是否包含定向图形。当第一反射讯号或第二反射讯号包含定向图形时，请参考步骤S24：监控装置1依据定向图形校正实时位移信息；其中定向图形设置在仓储系统中特定的位置，且各别对应特定的坐标和/或方向。

详细来说，当定向图形对应仓储系统中特定位置的坐标时，监控装置1可在物料输送载具2’经过定向图形时，依据定向图形的坐标确认物料输送载具2’的位置。当定向图形的坐标与物料输送载具2’的实时位移信息相异时，监控装置1可依据定向图形的坐标校正物料输送载具2’的实时位移信息。另一方面，当定向图形对应仓储系统中特定位置的方向时，监控装置1可在物料输送载具2’经过定向图形时，依据摄像器211取得定向图形随时间变化的影像，确认物料输送载具2’的移动方向。当监控装置1判断摄像器211取得的定向图形的移动方向，与物料输送载具2’的实时位移信息相异时，则监控装置1可依据定向图形的移动方向校正物料输送载具2’的实时位移信息。

本发明在于提供一种适用于仓储系统的导航系统与物料输送载具的导航方法。所述的导航系统与物料输送载具的导航方法能以基于地面纹路变化的导航方法引导物料输送载具移动到取备料的仓储柜，并且能以激光束指引物料存放处在仓储柜里的位置，并更进一步地以激光束显示取备料数量。因此，本发明提供的导航方法不会受到仓储配置的变动过大而产生误差，并能减少工厂扩充所需的成本，提供了更有弹性的方法管理仓储系统。

虽然本发明以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的申请专利范围。

Claims (12)

1.一种物料输送载具的导航方法，适用于一仓储系统，其特征在于，所述导航方法包含：

以一监控装置产生包含一第一坐标与一第二坐标的一工单指令，并依据所述第一坐标及所述物料输送载具的一目前坐标产生一移动指令，并将所述工单指令及所述移动指令传送到所述物料输送载具；

以所述物料输送载具依据所述移动指令移动，侦测一第一反射讯号与一第二反射讯号以计算一偏移量，并据以产生一实时位移信息；

以所述监控装置根据所述实时位移信息判断所述物料输送载具是否抵达所述第一坐标；以及

当所述物料输送载具抵达所述第一坐标时，以所述监控装置根据所述第二坐标控制一雷射指向组件产生一激光束指向一物料存放处。

2.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述工单指令还包含一物料取放数量，且以所述监控装置根据所述第二坐标控制所述雷射指向组件产生所述激光束指向所述物料存放处包含：

控制所述雷射指向组件产生对应于所述物料取放数量的所述激光束。

3.根据权利要求2所述的导航方法，其特征在于，还包含：

当所述物料输送载具的一传感器被触发时，以所述监控装置改变所述物料取放数量。

4.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述第二坐标系包含一角度值，所述雷射指向组件根据所述角度值产生所述激光束指向所述物料存放处。

5.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，还包含：

以所述监控装置产生包含一第三坐标的另一工单指令，并判断所述第三坐标是否位于所述移动指令所对应的一路径上；

当所述第三坐标系位于所述路径上时，以所述监控装置控制所述物料输送载具依据所述移动指令的一方向参数，以所述第三坐标为终点移动；

当所述第三坐标未位于所述路径上时，以所述监控装置计算所述目前坐标与所述第一坐标之间的一第一相对距离，以及计算所述目前坐标与所述第三坐标的一第二相对距离，并判断所述第一相对距离是否大于所述第二相对距离；

当所述第一相对距离未大于所述第二相对距离时，以所述监控装置控制所述物料输送载具依据所述移动指令移动；以及

当所述第一相对距离大于所述第二相对距离时，以所述监控装置依据所述第二相对距离产生另一移动指令，并控制所述物料输送载具依据所述另一移动指令移动。

6.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，以所述物料输送载具依据所述移动指令移动，产生所述第一反射讯号与所述第二反射讯号以计算所述偏移量，并据以产生所述实时位移信息包含：

以一摄像器产生所述第一反射讯号及所述第二反射讯号；以及

将所述第一反射讯号及所述第二反射讯号传送至所述监控装置；

其中所述导航方法还包含：

以所述监控装置判断所述第一反射讯号或所述第二反射讯号是否包含一定向图形；以及

当所述第一反射讯号或所述第二反射讯号包含所述定向图形时，以所述监控装置依据所述定向图形校正所述实时位移信息。

7.一种导航系统，适用于一仓储系统，其特征在于，包含：

一监控装置，用于产生包含一第一坐标与一第二坐标的一工单指令，并依据所述第一坐标及一目前坐标产生一移动指令，并将所述工单指令及所述移动指令传送到所述物料输送载具；以及

一物料输送载具，连接于所述监控装置并传送所述物料输送载具的所述目前坐标给所述监控装置，用于从所述监控装置接收所述工单指令与所述移动指令，并产生及传送一实时位移信息到所述监控装置以供所述监控装置判断所述物料输送载具是否抵达所述第一坐标，所述物料输送载具包含：

一导航组件，设置于所述物料输送载具的一底面，用于在所述物料输送载具依据所述移动指令移动时，侦测一第一反射讯号与一第二反射讯号以计算一偏移量，并据以产生所述实时位移信息；以及

一雷射指向组件，设置于所述物料输送载具的一表面，且受控于所述监控装置，

其中当所述监控装置判断所述物料输送载具抵达所述第一坐标时，所述雷射指向组件用于根据所述第二坐标产生一激光束指向一物料存放处。

8.根据权利要求7所述的导航系统，其特征在于，所述工单指令更包含一物料取放数量，其中所述雷射指向组件用于产生对应于所述物料取放数量的所述激光束。

9.根据权利要求8所述的导航系统，其特征在于，所述物料输送载具还包含一传感器，设置于所述物料输送载具的所述表面，其中所述传感器用于被触发时，使所述监控装置改变所述物料取放数量。

10.根据权利要求7所述的导航系统，其特征在于，所述第二坐标系包含一角度值，所述雷射指向组件用于产生所述激光束时，根据所述角度值指向所述物料存放处。

11.根据权利要求7所述的导航系统，其特征在于，当所述监控装置在产生所述移动指令时接收包含一第三坐标的另一工单指令，并判断所述第三坐标是否位于一路径上，当所述监控装置判断所述第三坐标系位于所述路径上时，控制所述物料输送载具依据所述移动指令移动，当所述监控装置判断所述第三坐标未位于所述路径上时，计算所述目前坐标与所述第一坐标之间的一第一相对距离以及所述目前坐标与所述第三坐标的一第二相对距离，并判断所述第一相对距离是否大于所述第二相对距离，其中当所述监控装置判断所述第一相对距离未大于所述第二相对距离时，控制所述物料输送载具依据所述移动指令移动，当所述监控装置判断所述第一相对距离大于所述第二相对距离时，依据所述第二相对距离产生另一移动指令，并控制所述物料输送载具依据所述另一移动指令移动。

12.根据权利要求7所述的导航系统，其特征在于，所述导航组件还包含一摄像器，所述摄像器用于产生及传送所述第一反射讯号和所述第二反射讯号至所述监控装置，其中当所述监控装置判断所述第一反射讯号或所述第二反射讯号包含一定向图形时，依据所述定向图形校正所述实时位移信息。