CN111836767A - 具有虚拟地处于工作区域中的图像的拣选装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于拣选物品，尤其是用于仓库升降机(3)的拣选装置(1)，该拣选装置具有用于操作者(7)的至少一个操作区域(5)，用于拣选的至少一个工作区域(9)以及用于至少在工作区域(9)中至少临时标记一个位置(17)的至少一个投影装置(15)。本发明还涉及一种拣选方法。为了改善对操作者的人体工程学和拣选的效率，根据本发明提出，拣选装置(1)在运行期间具有能从操作区域(5)看到并虚拟地处于工作区域(9)中的至少一个图像(19)。

Description

具有虚拟地处于工作区域中的图像的拣选装置

技术领域

本发明涉及一种用于拣选物品的拣选装置，尤其是用于诸如仓库升降机之类的自动仓库系统的拣选装置，其具有用于操作者的至少一个操作区域，具有用于拣选的至少一个工作区域，以及用于至少临时地标记至少在该工作区域中的位置的投影装置。本发明还涉及一种用于拣选物品，尤其是用于仓库升降机的方法。

背景技术

用于拣选物品的拣选装置和方法是已知的。通常，至少一个操作者在操作区域或休息区域中逗留并且可以从那里进入工作区域。工作区域可以是例如仓库升降机中的开口或运输轨道上的可到达的位置。在那里，操作者可以从装置中取出物品，尤其是从托盘或其他容器中取出物品，和/或将它们送入装置中以进行存储。拣选装置尤其可以是自动仓库系统，仓库升降机，链斗式仓库，拣选台车，由运输轨道构成的系统，非连续输送机或另外合适的系统。

在拣选时，如果操作者例如在到达物品之前就知道物品到达工作区域中的哪个位置和/或到达哪个物品，这可能会有所帮助。在存储时，在存储物品之前了解要放置的位置会很有帮助。为此目的，已知的装置具有投影装置，该投影装置照亮工作区域的一个部分，以便发出信号，表明至少一个物品将被放置或存储在该部分中和/或物品将被从该部分中取出或提取。

发明内容

本发明的目的是提供一种上述类型的拣选装置和方法，通过该拣选装置和方法，进一步改善了操作者的人机工程学，从而简化了拣选。通过简化拣选，可以提高拣选效率，并且可以减少错误的出库和入库次数。

对于开头提到的拣选装置，根据本发明的目的是这样实现的，即，该拣选装置在运行期间具有能够从操作区域看到的并且虚拟地处于工作区域中的至少一个图像。对于开头提到的方法，根据本发明的目的是这样实现的，即，根据该方法，物品从至少一个工作区域中取出和/或存储在至少一个工作区域中，其中，在该工作区域中的至少一个位置利用至少一个能从至少一个工作区域看到的并且虚拟地处于该工作区域中的图像进行标记。

虚拟地处于工作区域中的图像，俗称3D投影或“全息图”，可以使拣选比简单地照亮一个点更加直观。这可以简化拣选。图像由至少一个投影装置产生。它可以是所谓的浮动图像，似乎在空间中浮动，即实际上是浮动的。图像可以是空间表示，其中只有在观看者本人处才能产生空间印象(取决于所使用的投影装置)。尤其是在这种情况下，只能从操作区域看到图像。

该图像可以显示预期将要拣选的下一个物品的位置。图像的主题还可以指示要挑选的物品的类型。这简化了操作并改善了操作者的人体工程学。显示的图像及其位置可以取决于拣选装置的订单数据。

根据本发明的解决方案可以通过本身有利的并且可以根据需要彼此组合的各种构造来进一步改进。这些实施例及其相关的优点将在下面讨论。可以利用根据本发明的拣选装置的所描述的构造来执行根据本发明的方法。换句话说，关于根据本发明的拣选装置描述的优点也适用于借助于根据本发明的方法的拣选装置的运行。参照该方法描述的优点也可以转移到根据本发明的拣选装置。

根据第一有利的设计方案，至少一个投影装置可以与至少一个包含图像数据库的存储元件连接。图像数据库尤其可以是物品图像数据库。物品的图像，尤其是三维图像，可以包含在图像数据库中。这使得可以通过投影装置生成物品的图像。这种在工作区域中待拣选的物品的直观的表示方式可以使拣选更加容易。

该数据库优选地具有所有待拣选物品的图像。这些可以是示意图的示例图像，也可以是物品的真实感表示。至少对于没有详细图像可用的那些物品，也可能具有样本图像或示意图。

为了进一步简化拣选，至少一个投影装置可以与至少一个包含订单数据库，尤其是拣选数据库的存储元件连接。例如，可以将要拣选的物品数量存储在订单数据库中。结果，该图像还可以显示除物品图像之外或作为物品图像的替代的要取出或存储的物品的数量。

包含订单数据库的存储元件可以与包含图像数据库的存储元件相同。替代地，存储元件可以单独地或一起地是拣选装置的控制系统的一部分。根据另一替代方案，订单数据库可以是存储元件的一部分，该存储元件例如是计算机的一部分，该计算机通过相应的接口连接到拣选装置和/或投影装置。这也适用于包含图像数据库的存储元件。

根据另一有利的设计方案，至少一个投影装置可以与至少一个控制单元连接，该控制单元被设计为计算物品的到达时间。通过这种方式可以显示出物品到达图像中的剩余时间。该显示可以是动态的。换句话说，可以在图像中显示直到物品到达的倒计时。剩余时间和/或到达时间可以显示为物品图像的替代或补充。

优选地，至少一个投影装置被固定地连接到拣选装置的固定部件。因此，投影装置可以是不需要操作者携带的附加装置。特别地，可以省去诸如立体眼镜或用于显示所谓的“增强现实”的眼镜或用于显示“虚拟现实”的眼镜的特殊辅助工具。这样的眼镜通常笨重和/或限制了操作者的视野。它们的舒适度也很低。

为了不妨碍至少一个投影装置拣选物品，可以将至少一个投影装置布置在至少一个工作区域上方。至少一个工作区域尤其可以是工作表面，容器载体，桌子，架子或运输轨道的一部分。至少一个工作区域还可以通过至少一个操作开口，例如仓库升降机的操作开口进入。

可以通过各种技术措施来产生实际上位于工作区域中的至少一个图像。在此仅作为示例应提及至少一个投影装置包括至少一个用于产生光的等离子体的发生器的可能性。该发生器可以作用在工作区域中或工作区域上方的空气中的空气分子上，从而产生发光的等离子体。这样，可以创建发光图像。发生器可以例如发射激光束，该激光束可以将空气分子转换成等离子体状态。

作为上述技术方案的替代或补充，至少一个投影装置可以包括至少一个自动立体投影仪。当操作者的视线指向工作区域时，自动立体投影可以为位于操作区域中的操作者创造空间印象。这意味着可以省掉诸如立体眼镜之类的辅助工具。

取决于所使用的方法，拣选装置可能需要具有透明或半透明的窗玻璃，该窗玻璃布置在操作区域(尤其是操作区域中需要操作者的眼睛的区域)与工作区域之间。可以以操作者的手仍可进入工作区域的方式放置这种窗玻璃。前述窗玻璃可以特别地设置有分束器或其他光学有效结构，这对于自动立体投影是必要的。

拣选装置优选地是自动仓库系统，仓库升降机，链斗式仓库，由运输轨道构成的系统或非连续输送机。

拣选装置可以设置有至少两个水平间隔开的投影装置，其中至少一个与拣选装置连接的运输轨道在至少两个投影装置之间延伸。至少一个运输轨道可以通向或离开拣选装置。运输轨道可以是拣选装置的一部分。但是，它也可以是包含拣选装置的仓库系统的一部分。由两个投影装置组成的系统可能很有用，例如，如果每个投影装置为操作者的一只眼睛生成图像。当然，这种技术也可以用于没有任何运输轨道的拣选装置。例如，两个投影装置可以布置在仓库升降机的工作区域上方水平隔开的位置。

如上所述，至少一个投影装置可以优选地产生图像，该图像的位置取决于相应的拣选订单。换句话说，可以在工作区域中的不同位置生成图像。因此，至少一个投影装置优选地设有能够调节所产生的图像的位置的装置。这种装置可以是例如电动机或其他可以使投影装置对准的有源元件。替代地或附加地，也可以存在使由至少一个投影装置发射的光偏转的偏转装置。在这种情况下，偏转装置是可以移动的。

至少一个被设计为在不同位置生成图像的投影装置也可以用于生成与拣选装置的一部分一起移动的图像。例如，如果要标记存储货物托架或托盘中的一个位置，则图像可以在仍处于运动状态时在存储货物托架中或上方生成。例如，当将存储货物托架移动到仓库升降机的操作开口中时，在要取出或存储货物的位置处已经可以生成图像。

拣选装置优选地设有检测设备，该检测设备被设计为检测操作者的至少一部分。例如，检测操作者的眼睛的位置和对准以便适配所生成的图像或用于相应地生成图像的投影装置可能是有利的。这样可以提高显示质量。

另外，可以使用至少一个检测装置来检测操作者的至少一只手的位置。以这种方式，例如可以识别操作者的手势以便控制拣选装置。如果操作者可以与至少一个图像进行交互，则是特别有利的。例如，在操作者将至少一只手移动到虚拟显示图像的位置的情况下对图像的虚拟触摸可以被识别为对操作者动作成功的确认，例如取出或放置存储的物品。

根据另一种有利的设计方案，拣选装置还可以具有至少一个发生器，通过该发生器可以产生触觉刺激。例如，已知可以在空间中的任何位置产生触觉刺激的超声发生器。该位置最好在所生成图像的区域内。换句话说，操作者可以触摸图像并感觉到他手上的刺激。这样可以使与上述图像的交互更加直观。例如，可以显示虚拟控制按钮，其触摸给人的印象是已经按下了真实的存在控制按钮。

也可以将操作者的其他手或头部运动分配给特定的控制功能。例如，可以通过检测装置检测到的相应运动来触发停止拣选装置。

可替代地，也可以以常规方式来记录对已经发生的操作者动作的确认，例如通过按下按钮或通过在诸如键盘或触敏屏幕的输入装置上的输入。

不管确认执行的操作者动作的方式如何，都可以响应于确认的操作者动作来改变显示的图像。例如，拣选装置可以提供对操作者确认的响应。仅作为示例，在此应该提及，可以在图像中显示直观可理解的对象，例如绿色的勾号，朝上的拇指或物品的划线图像。

在从拣选装置中取出的物品要在另一步骤中进一步处理的情况下，这也可以通过根据本发明的拣选装置来简化。例如，投影装置可以显示要执行的工作步骤。例如，如果要将两个物品放在一起，则可以通过投影装置显示该物品，以便相应地指示操作者。

根据本发明的拣选装置也可以是可移动的。优选的可移动拣选装置是可以在滚轮上移动的拣选台车。代替拣选台车，拣选装置也可以是另一种运输系统，例如升降车。可移动的拣选装置可以例如具有货架层，其中至少一个工作区域位于该货架层中。优选地，至少一个投影装置布置在货架层的上方，从而可以产生至少一个图像，该图像虚拟地布置在至少一个工作区域中。

附图说明

下面借助优选的实施方式参照附图以示例的方式更详细地解释本发明。在实施例中以示例的方式示出的特征的组合可以根据用于特定应用的以上陈述由其他特征来补充。而且，同样根据以上陈述，如果这些特征在特定应用中的效果不重要，则可以从所描述的实施例中省略各个特征。

图中示出：

图1以立体图示出了根据本发明的作为拣选装置的仓库升降机；

图2以截面图示出了图1中的仓库升降机；

图3以透视图示出了根据本发明的拣选装置，其具有运输轨道；

图4以俯视图示出了图3中的拣选装置。

图5以透视图示出了根据本发明的作为拣选装置的拣选台车的另一实施例；以及

图6以截面图示出了图5中的拣选台车。

具体实施方式

下面参考图1和2描述根据本发明的拣选装置1的第一有利设计方案。在参照图3至图6的其他设计方案的描述中，为了简洁，仅提及与第一设计方案的不同之处。

拣选装置1用于拣选物品(未示出)。根据本发明的拣选装置1的第一设计方案是仓库升降机3。该拣选装置具有针对操作者7的操作区域5。操作区域5在图中仅由虚线表示。拣选装置1还具有工作区域9。优选地，操作者7能够从操作区域5进入工作区域9。同样优选地，操作者7从操作区域5处无遮挡地看到工作区域9。工作区域9可用于拣选物品。也就是说，在工作区域9中，物品可以由拣选装置1运送以便移走，或者送入拣选装置1进行存放。

在仓库升降机3中，工作区域9是操作开口11的一部分或可穿过操作开口11进入工作区域。工作区域9可以由工作表面、桌子或容器载体界定。

在拣选装置1中，可以使用存储货物容器13来捡取物品。存储货物容器13可以通过拣选装置1移动。在此，可以由拣选装置1直接移动存储货物容器13，或者与存储货物运送器或类似装置一起移动。此处仅示出了使用存储货物容器13的一个实例，并非绝对必要。

拣选装置1设置有投影装置15。投影装置15可以用于至少在工作区域9中标记位置17。位置17可以是待取出的物品所处的位置或物品将要被放置的位置。

位置17优选地与存储货物容器13之一重合。然而，位置17也可以是工作区域9的一个地点或一部分。替代于此，位置17也可以仅是存储货物容器13的一部分。

为了标记位置17，拣选装置1具有至少一个图像19，该图像可以从操作区域5看到并且虚拟地处于工作区域9中。至少一个图像19优选虚拟地处于位置17处。

在图1中示出了一个箭头作为图像19的示例，该箭头虚拟地悬浮在位置17或存储货物容器13上方。图像19还示出了一个数字，该数字例如表示要取出的物品的数量。作为仅作为示例提及的箭头的替代，也可以选择任何其他有意义的表示方式。以下仅作为示例而提出：待取出的物品的照片、物品的三维图像、与物品匹配的符号图像或插入文本。

为了显示相应的图像19，至少一个投影装置15可以与至少一个包含图像数据库的存储元件21连接。这种存储元件21在图2中示出。至少一个存储元件21可以是拣选装置1、投影装置15或外部控制装置的一部分。控制装置(未示出)可以是个人计算机。

为了在图像19中显示其他信息，例如要取出的物品数量，至少一个投影装置15可以与至少一个包含至少一个订单数据库的存储元件23连接。在图2中示出了存储元件23。像存储元件21一样，存储元件23可以是拣选装置的一部分或投影装置15的一部分。替代于此的是，它也可以是外部控制装置的一部分。

至少一个投影装置15也可以与至少一个控制单元25连接，该控制单元被设计用于计算物品在工作区域9中的到达时间。以这种方式，至少一个投影装置15可以显示直到物品到达为止的剩余时间，即倒计时。

至少一个投影装置15优选与拣选装置1的至少一个固定部件27不可拆卸地连接。这样的固定部件27例如可以是拣选装置1的框架(未示出)。

此外，固定部件27也可以是拣选装置1的壳体。至少一个投影装置15也可以独立于拣选装置1而被保持。例如，至少一个投影装置15可以由框架承载或由悬挂装置保持。有利的是，至少一个投影装置15相对于拣选装置1保持不动。

为了产生图像19，至少一个投影装置15例如可以包括自动立体投影仪29。自动立体投影仪29可以产生具有空间效果(Eindruck，印象)的图像19，而不需要例如立体眼镜。尤其是在投影装置15包括自动立体投影仪29的情况下，可以在投影仪29和工作区域5之间布置另外的窗玻璃31。

窗玻璃31可以具有例如分束器，其将由投影仪29产生的图像划分到操作者7的两只眼睛上。在自动立体投影的情况下，光33被直接引导到操作者7的视野或他的眼睛上。通过为每只眼睛分别提供图像信息，操作者7具有以下印象：图像19位于工作区域9中。从操作者7的角度来看，图像19优选位于位置17上方。

作为自动立体投影的替代方案，可以使用发生器35代替投影仪29。发生器35在图2中仅以虚线示出。发生器35可以产生发光等离子体。例如，发生器35可以将激光束引导到要创建图像19的位置。激光辐射可使空气分子处于等离子体状态，从而使它们在可见光范围内发光。这样，可以在工作区域9中生成发光图像19。

下面参照图3和图4描述根据本发明的拣选装置1的第二有利设计方案。为了简洁起见，仅讨论了与参照图1和图2描述的设计方案的不同之处。

拣选装置1具有运输轨道37，该运输轨道仅示例性地彼此成T形延伸。第二设计方案的拣选装置1主要由工作区域9形成，该工作区域可以是分拣站。

运输轨道37可以是拣选装置1的一部分。在这种情况下，或者在运输轨道37不是拣选装置1的一部分的情况下，它们至少连接到拣选装置1，以便经由运输轨道37将存储货物容器13运输到工作区域9或从工作区域9运走。运输轨道37还可以用于运输其他物体。在此仅作为示例提及没有容器的存储货物，任何合适形状的存储货物托盘或存储货物托架。

运输轨道37中的一个远离工作区域9延伸，而另外两个运输轨道37横向于首先提到的运输轨道37延伸。运输轨道37中的一个在水平彼此间隔开的两个投影装置15之间延伸。投影装置15可以相互作用，使得每个投影装置15向操作者7的两只眼睛之一发光。通过这种布置，例如，可以省去额外附接的具有分束器的窗玻璃31。

工作区域9优选处于基本上在两个投影装置15之间的高度。这样做的优点是，当操作者7在工作区域9附近时，他站在两个投影装置15之间的中间，从而与两个投影装置15保持基本相等的距离。这样可以确保空间显示的质量。

两个投影装置15一起形成自动立体投影仪29。由此产生的并且由操作者7感知的图像19位于工作区域9中并且标记位置17。例如，图像19可以标记一个存储货物容器13。替代地或附加地，它还可以标记存储货物容器13内的位置17。当图像19沿着运输路径37之一移动时，图像19也可能与存储容器一起至少移动一段距离。

由两个投影装置15构成的系统也可以用于第一设计方案的被构造为仓库升降机3的拣选装置1。

下面参照图5和图6讨论根据本发明的拣选装置1的第三设计方案。

根据本发明的拣选装置1的第三设计方案是可以在滚轮41上移动的拣选台车39。代替拣选台车39，拣选装置1还可以是另一种可移动的运输系统，例如码垛车。

拣选台车39具有多个货架层43，可以在其中容纳存储货物容器13。为此，拣选台车39设有框架45。框架可以保持存储货物容器13并且连接到滚轮41。框架45形成拣选台车39的固定部件27。

投影装置15布置在货架层43上方。投影装置15优选牢固地连接至框架45。投影装置15优选地是自动立体投影仪29。在这种情况下，具有光束分离器的窗玻璃31在其余的投影仪29和工作区域9之间延伸，使得由投影仪29产生的光可以到达操作者7的眼睛。可替代地，也可以布置多个投影装置15，使得每个装置15向操作者7的一只眼睛发射光33。

仅作为示例示出了具有两个水平对置的货架层43的拣选推车39。拣选台车39优选地对于每一排47具有至少一个投影装置15。

同样优选地，至少一个投影装置15被设计为使得其被设计为在每个货架层43的高度上生成图像19。替代于此，每个层43也可以设有至少一个投影装置15，该投影装置被设计用于在相应的位于其下方的层43中或在多个层43中生成图像19。

第三设计方案的投影装置15优选地由电池驱动，使得台车39可以在不连接至电源系统的情况下被移动和使用。

参考标号列表

1 拣选装置

3 仓库升降机

5 操作区域

7 操作者

9 工作区域

11 操作开口

13 存储货物容器

15 投影装置

17 位置

19 图像

21 存储元件

23 存储元件

25 控制单元

27 固定部件

29 自动立体投影仪

31 窗玻璃

33 光

35 发生器

37 运输轨道

39 拣选台车

41 滚轮

43 货架层

45 框架

47 排。

Claims (12)

1.一种用于拣选物品的拣选装置(1)，尤其是用于如仓库升降机(3)的自动仓库系统，所述拣选装置具有用于操作者(7)的至少一个操作区域(5)、用于拣选的至少一个工作区域(9)以及至少一个投影装置(15)，所述投影装置用于至少在所述工作区域(9)中至少临时标记一个位置(17)，其特征在于，所述拣选装置(1)在运行期间具有能够从所述操作区域(5)看到的、虚拟地处于所述工作区域(9)中的至少一个图像(19)。

2.根据权利要求1所述的拣选装置(1)，其特征在于，所述至少一个投影装置(15)与包含图像数据库的至少一个存储元件(21)连接。

3.根据权利要求1或2所述的拣选装置(1)，其特征在于，所述至少一个投影装置(15)与包含订单数据库的至少一个存储元件(23)连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的拣选装置(1)，其特征在于，所述至少一个投影装置(15)与至少一个控制单元(25)连接，所述控制单元设计用于计算物品的到达时间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的拣选装置(1)，其特征在于，所述至少一个投影装置(15)与所述拣选装置(1)的固定部件(27)不可拆卸地连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的拣选装置(1)，其特征在于，所述至少一个投影装置(15)包括用于发光等离子体的至少一个发生器(35)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的拣选装置(1)，其特征在于，所述至少一个投影装置(15)包括至少一个自动立体投影仪(29)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的拣选装置(1)，其特征在于，所述至少一个投影装置(15)布置在至少一个所述工作区域(9)上方。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的拣选装置(1)，其特征在于，所述拣选装置(1)是自动仓库、仓库升降机(3)、链斗式仓库、非连续输送机、拣选台车(39)或由运输轨道构成的系统。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的拣选装置(1)，其特征在于，所述拣选装置(1)配备有至少两个相互水平间隔开的投影装置(15)，其中，与所述拣选装置(1)连接的至少一个运输轨道(37)在至少两个所述投影装置(15)之间延伸。

11.一种用于拣选物品的方法，尤其是用于仓库升降机(3)，其中，将物品从至少一个工作区域(9)中取出和/或存放在工作区域处，并且其中，利用能从至少一个操作区域(5)看到的、虚拟地处于所述工作区域(9)中的至少一个图像(19)来标记所述工作区域(9)中的至少一个位置(17)。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法在至少一个根据权利要求1至10中任一项所述的拣选装置(1)上执行。

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