CN112534375A - 储存和取回系统 - Google Patents
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Abstract
一种储存阵列系统,包括开放式不确定性运输表面,被设置成与该运输表面相连接的导航阵列,该导航阵列包括分布式特征,在该分布式特征的第一定位处的第一航点,第二航点,其沿着该分布式特征从该第一航点移位并且在与分布式特征成角度的方向上相对于该第一航点偏移;及引导的机器人,其被布置成用非完整转向系统来横越该运输表面,该引导的机器人具有机器人姿势确定系统,其使用传感器数据来检测该分布式特征;其中该引导的机器人包括控制器,其被配置成在该运输表面上生成大体上平滑的弯曲的机器人横越路径,其用该引导的机器人的基于机器人动态模型所确定的沿着该横越路径的预定的最佳轨迹来连接该第一航点和该第二航点。
Description
相关申请的交叉引用
本申请为2017年9月28日提交的美国临时专利申请号62/564,568的非临时申请,并且要求其权益,该美国临时专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文中。
背景技术
1. 技术领域
示例性实施例一般地涉及材料处理系统,并且更加具体地涉及材料处理系统内的物品的运输和储存。
2. 相关发展的简要描述
在储存和取回系统中的常规完整及非完整自主载具沿着由引导特征所形成的网络来行进。这些引导特征包括平行的及有角度的(例如,分叉的及交叉的)引导特征,它们相对于彼此被布置以形成引导网络。自主载具实际上通过使用传感器(诸如,直线跟随传感器)来跟随引导特征导航,在所述传感器在自主载具导航的时候连续地或大体上连续地感测引导特征。此外,常规自主载具导航依赖于连续地或大体上连续地感测引导特征,其中自主载具受限于仅沿着引导特征的网络行进(使得传感器可连续地感测),此类限制本质上增加穿过储存和取回系统的自主载具行进时间。行进中的此类限制对于非完整自主载具而言是特别不利的,这造成行进路径及速度方面的受限的可用性(例如,行进通过在角落或交叉处的90°转弯),尤其是在具有限制的转弯空间的横越表面上。如可以意识到的,为了在引导特征的交叉处做出急剧的转弯,自主载具必须要减速以进行转弯,这也增加穿过储存和取回系统的自主载具行进时间。
以下将是有利的:提供非完整自主载具导航,其允许从储存和取回系统中的一个位置更直接地路由到另一个位置以便减少自主载具行进时间。
附图说明
在结合附图得到的以下描述中对公开的实施例的前述方面和其它特征进行解释,在附图中:
图1是根据所公开的实施例的各个方面的自动化储存和取回系统的示意性图示;
图1A和1B是根据所公开的实施例的各个方面的自动化储存和取回系统的各部分的示意性图示;
图1C是根据所公开的实施例的各个方面的自动化储存和取回系统所形成的混合式货盘负载的示意性图示;
图1D是根据所公开的实施例的各个方面的自动化储存和取回系统的一部分的示意性图示;
图2A、2B和2C是根据所公开的实施例的各个方面的储存和取回系统的部分的示意性图示;
图3A、3B和3C是根据所公开的实施例的各个方面的储存和取回系统的部分的示意性图示;
图4是根据所公开的实施例的各个方面的自动化储存和取回系统的一部分的示意性图示;
图5、5A和5B是根据所公开的实施例的各方面的运输载具的示意性图示;
图6是根据所公开的实施例的各方面的运输载具的一部分的示意性图示;
图6A是根据所公开的实施例的各方面的示例性轨迹的示意性图示;
图6B是根据所公开的实施例的各方面的示例性机器人路径的示意性图示;
图6C是示出根据所公开的实施例的各方面的示例性速度曲线轨迹的图;
图6D是示出根据所公开的实施例的各方面的示例性左/右力矩绘图的图;
图7A是常规的非完整的传输路径的示意性图示,并且图7B是根据所公开的实施例的各方面的非完整的传输路径的示意性图示。
图8是根据所公开的实施例的各方面的流程图。
图9是根据所公开的实施例的各方面的流程图。
图10-12是根据所公开的实施例的各个方面的储存和取回系统的各部分的示意性图示
图13是根据所公开的实施例的各个方面的示例性流程图。
具体实施方式
图1是根据所公开的实施例的各方面的自动化储存和取回系统100的示意性图示。尽管所公开的实施例的各个方面将参考附图加以描述,但是应该理解是所公开的实施例的各个方面可以以许多形式来具体化。此外,可以使用任何适合的大小、形状或类型的元件或材料。
根据所公开的实施例的各个方面,自动化储存和取回系统100可以在零售分配中心或仓库中进行操作,例如,以履行从零售店接收到的对于箱单元(case unit)的订单,诸如,在2011年12月15日提交的美国专利申请第13/326,674号中描述的那些,其公开内容通过引用以其整体被并于本文中。例如,箱单元是未被储存在托盘、搬运袋(tote)或货盘上的(例如,未被包含的)货物的箱或单元。在其它示例中,箱单元是以任何适合的方式(诸如,被包含在托盘中、在搬运袋上或在货盘上)被包含的货物的箱或单元。在另外的其它示例中,箱单元是未被包含以及被包含的物品的组合。要指出的是,箱单元例如包括装箱的货物单元(例如,汤罐头、麦片盒子等等)或者适于从货盘被取走或被放置在货盘上的单个货物。根据所公开的实施例的各个方面,用于箱单元的装运箱(例如,纸板箱、桶、盒子、板条箱(crate)、壶、或任何其它适合用来保持箱单元的装置)可以具有可变的大小并且可以在装运时用来保持箱单元且可以被配置成使得它们能够被码垛以用于装运。要指出的是,当例如多捆或多货盘的箱单元到达储存和取回系统时,每个货盘的内容物可以是统一的(例如,每个货盘保持预定数量的相同物品——一个货盘保持汤并且另一个货盘则保持麦片),并且当货盘离开储存和取回系统时,货盘可以包含任何适当数量的不同的箱单元以及它们的组合(例如,混合式货盘,其中每个混合式货盘保持不同类型的箱单元——一货盘保持汤和麦片的组合),其以经分类的布置被提供给例如码垛机以用于形成混合式货盘。在实施例中,本文中描述的储存和取回系统可以被应用于箱单元被储存和取回的任何环境。
同样参考图1C,要指出的是,例如当进来的多捆或多货盘的箱单元(例如,来自制造商或供应商)到达储存和取回系统以进行自动化储存和取回系统100的补货时,每个货盘的内容物可以是统一的(例如,每个货盘保持预定数量的相同物品——一个货盘保持汤并且另一个货盘保持麦片)。如可以意识到的,这样的货盘负载的箱可以是基本上类似的,或者换言之是同类的箱(例如,类似的尺寸),并且可以具有相同的SKU(库存单位)(如若不然,如之前所指出的,货盘可以是具有由同类箱所形成的多层的“彩虹”货盘)。当货盘PAL(或适合的出站负载,诸如未码垛的拖车或卡车负载)离开储存和取回系统100时,在箱装填补货订单的情况下,货盘PAL可以包含任何适合数量的不同的箱单元CU及其组合(例如,每个货盘可以包含不同类型的箱单元——一货盘保持罐装汤、麦片、饮料包装、化妆品及家用清洁剂的组合)。被组合到单个货盘上的箱可以具有不同的尺寸和/或不同的SKU。在示例性实施例的一个方面中,储存和取回系统100可以被配置成一般地包括馈入区段、储存和分类区段(其中,在一个方面中,物品的储存是可选的)以及输出区段,如将在下文中被更详细地描述的。如可以意识到的,例如,作为零售配送中心操作的系统100 可以用于:接收统一货盘负载的箱,对货盘货物进行归类或者将箱从统一货盘负载分离成由该系统单独处理的独立的箱单元,取回每个订单所寻找的不同箱并且将其分类到对应组中,并且将对应组的箱运输并组装成可以被称为混合式箱货盘负载MPL(为了示例目的,其在图1C中被图示为货盘负载,但混合式箱的出站负载可用类似的方式被组装,但没有货盘,诸如有卡车装填件(truckfill))的东西。该馈入区段一般地能够将统一的货盘负载分解成各个箱、并经由适合的运输来运输箱,用以输入到储存和分类区段(而且,各个箱或未码垛的箱可以被接收,诸如产品返回)。在一个方面中,储存和分类区段接收各个箱、将它们存在储存区中(例如,在随机存取的储存区中)并根据录入到仓库管理系统(诸如,仓库管理系统2500 )的订单所生成的命令来单独地或按组取回(例如,用如以下进一步描述的被配置成对储存区随机存取的高速运输)所期望的箱,用以运输至输出区段。在其它方面中,储存和分类区段接收各个箱、将各个箱分类(例如,利用本文中描述的缓冲和对接站)并根据录入到仓库管理系统中的订单将各个箱(逐一地或按组)转移至输出区段。根据订单(例如,出订单顺序)的对箱的分类和分组可整体地或部分地由储存和取回区段或由输出区段、或这两者来执行,它们之间的界线是为了便于描述并且该分类和分组能够用任何数量的方式来执行。所意图的结果是,输出区段以例如在2012年10月17日提交的美国专利申请第13/654,293号(现在的在2015年2月24日发布的美国专利第8,965,559号)中描述的方式将适当的经过排序的箱(它们在SKU、尺寸等等方面可以不同)的群组组装成混合式箱货盘负载,该专利的公开内容通过引用以其整体被并于本文中。
在示例性实施例中,输出区段以在此示例中可以被称为混合式箱堆叠的结构化架构的方式生成货盘负载。本文中描述的货盘负载的结构化架构是代表性的且在其它方面中,货盘负载可以具有任何其它适合的配置。例如,该结构化架构可以是任何适合的预定的配置,诸如卡车舱负载,或者保持结构化负载的其它适合的容器或负载容器包封物(envelop)。货盘负载的结构化架构可以被特征化为具有若干平的箱层L121-L125、L12T、它们中的至少一个是由多个混合式箱的非交叉、独立且稳定的堆叠所形成。给定的层的混合式箱堆叠有基本上相同的高度以形成如可以被实现的给定的层的基本上平的顶表面和底表面、且数量上足以覆盖货盘区或货盘区的所期望的部分。(多个)上覆层可以被定向成使得该(多个)层的相对应的箱桥接在支撑层的堆叠之间。因此,使堆叠以及相应地货盘负载的(多个)对接层稳定。在将货盘负载限定成结构化层架构时,该相耦合的3-D货盘负载解决方案被分解成可以被分开地保存的两个部分,将负载分解成层的垂直(1-D)部分、以及有效地将负载分配成等高度的堆叠以填满每个层的货盘高度的水平(2-D)部分。如以下将描述的,储存和取回系统将箱单元输出至输出区段,使得该3-D货盘负载解决方案的两个部分被分解。混合式货盘负载的预定结构限定箱单元的顺序,无论箱单元是由分类和输出区段提供给负载构造系统(其可以是自动化或手动装载)的单个箱单元拣选面(pickface)还是组合式箱单元拣选面。在一个方面中,储存和取回系统被配置成以经过排序的顺序输出箱以用与在以下中描述的方式基本上类似的方式来形成混合式货盘负载:2014年12月12日提交的美国临时专利申请第62/091,162号(现为2015年12月11日提交的美国专利申请第14/966,978号);2015年1月16日提交的美国临时专利申请第62/104,513号(现为2016年1月18日提交的美国专利申请第14/997,892号);2015年1月16日提交的美国临时专利申请第62/104,552号(现为2016年1月18日提交的美国专利申请第14/997,902号);2015年1月16日提交的美国临时专利申请第62/104,531号(现为2016年1月18日提交的美国专利申请第14/997,925号);及2015年1月16日提交的美国临时专利申请第62/104,520号(现为2016年1月18日提交的美国专利申请第14/997,920号),所有专利申请的公开内容通过引用以其整体被并于本文中。
根据所公开的实施例的各个方面,再次参考图1,自动化储存和取回系统100包括输入站160IN(其包括卸垛机160PA和/或用来将物品运输至升降模块以供进入储存装置中的输送机160CA)及输出站160UT(其包括码垛机160PB和/或用来输送来自升降模块的箱单元以供从储存装置移除的输送机160CB)、输入及输出垂直升降模块150A、150B(统称为升降模块150——要指出的是,虽然输入及输出升降模块被示出,但单个升降模块可以被用来将箱单元输入储存结构及从储存结构移除)、储存结构130、及多个非完整自主运输载具110(在本文中被称为“机器人(bot)”)。当在本文中使用时,升降模块150、储存结构130及机器人110在本文中可以被统称为上文指出的用来以预定经排序的顺序放置拣选面及储存并输出拣选面的储存和分类区段。还要指出的是,卸垛机160PA可以被配置成从货盘移除箱单元,使得输入站160IN可以将物品运输至升降模块150以供输入到储存结构130中。码垛机160PB可以被配置成把从储存结构130被移除的物品放置在货盘PAL上以供装运(图1C)。
还参考图2A及3A,储存结构130包括以三维阵列RMA配置的多个储存货架模块RM,其可以通过储存层或甲板层130L来访问。每个储存层130L包括由货架模块RM所形成的拣选面储存/移交(handoff)空间130S(在本文中被称为储存空间130S),其中货架模块包括沿着储存或拾取通道130A被设置的搁板(shelves),所述储存或拾取通道130A例如线性地延伸穿过货架模块阵列RMA并提供对储存空间130S及(多个)转移甲板130B的访问,在转移甲板130B之上,机器人110在相应的储存层130L上行进,用来在储存结构130的任何储存空间130S(例如,在机器人110所位于的层上)与任何升降模块150之间转移箱单元(例如,每个机器人110 都能访问相应层上的每个储存空间130S以及相应储存层130L上的每个升降模块150)。转移甲板130B被布置在(与储存和取回系统的每个储存层130L相对应的)不同的层处,其可以一个在另一个之上地或水平偏移地堆叠,诸如使一个转移甲板130B位于储存货架阵列RMA的一个端部或侧RMAE1处,或位于储存货架阵列RMA的数个端部或侧RMAE1,RMAE2处,如在例如在2011年12月15日提交的美国专利申请第13/326,674号中所描述的,其公开内容通过引用以其整体被并于本文中。
转移甲板130B具有大体上开放的不确定性机器人行进表面,其被配置用于机器人110跨越和沿着转移甲板130B的不确定性横越。机器人110是非完整的且被配置以便能够以高速横越转移甲板130B,其中高速使得机器人110具有惯性作用(对于空的机器人110和/或承载具有如下文描述的重量的有效负载),在速度和运动动力学上对控制机器人横越路径、沿着该路径的运动学轨迹/状态(位置(P)、速度(V)、加速度(a)、及时间(t),其中位置、速度和加速度是在一参考系内)起着实质影响。例如,在机器人110承载了约60磅(约27千克)至约90磅(约41千克)的有效负载的情况下,机器人高速度可大于约1m/sec或更多(在其它方面中,该有效负载可小于约60磅或大于约90磅)。根据另一个示例,在机器人110承载约60磅(约27千克)至约90磅(约41千克)的有效负载时,机器人高速度可超过约20km/hr(例如,约5.6m/sec)及更特别地约32km/hr(例如,约9.144m/sec)或约36km/hr(例如,约10m/sec),(在其它方面中,该有效负载可小于约60磅或大于约90磅)。如可以意识到的,在每个储存层130L处的转移甲板130B与相应储存层130L上的每个拾取通道130A相连通。机器人110在(多个)转移甲板130B和每个相应储存层130L上的拾取通道130A之间双向地横越,以访问设置在每个拾取通道130A旁边的货架搁板内的储存空间130S(例如,机器人110可访问分布在每个通道两侧上的储存空间130S,使得机器人110在横越每个拾取通道130A时可以具有不同的朝向,例如,参考图5,引导行进方向的驱动轮202或尾随行进方向的驱动轮)。如上文中指出的,(多个)转移甲板130B还提供到相应储存层130L上的每个升降机150的机器人110访问,其中,升降机150 将箱单元馈送至每个储存层130L中和从每个储存层130L中移除箱单元,以及其中,机器人110实现在升降机150与储存空间130S之间的箱单元转移。如上文所描述的,同样参考图2A,在一个方面中,储存结构130包括多个储存货架模块RM,其以三维阵列RMA配置,其中,货架被布置在通道130A中,通道130A被配置用于机器人110在通道130A内行进。如上文所描述的,转移甲板130B具有不确定性运输表面,机器人100在该不确定性运输表面上行进,其中,不确定性运输表面130BS具有连接通道130A的多于一个的并列行进方向或巷道HSTP(其至少部分地对应于被设置在不确定性运输表面130BS上的导航阵列3000的引导特征)。如可以意识到的,并列的行进巷道(术语“行进巷道”及“方向”在本文中可互换使用)沿着共同的不确定性运输表面130BS在转移甲板130B的相对侧130BD1、130BD2之间并列。例如,图4图示纵向巷道(诸如,通道侧行进巷道LONG1、升降机侧行进巷道LONG3以及穿通行进巷道LONG2),但应该理解的是,在其它方面中,更多或更少的行进巷道被提供。在一个方面中,并列的横向行进巷道(诸如,巷道LAT1-LAT7)被布置在转移甲板130B上以允许机器人来回地横越拾取通道130A、车道130BW、转移站TS、缓冲站BS、和/或储存和取回系统的通过横断纵向巷道的路径来访问的任何其它适合的位置
如在图4中可以看到的,导航阵列3000为了示例性目的被图示为线性地分布的特征的网格。在一个方面中,线性地分布的特征LDF包括纵向特征LONG1-LONG3以及横向特征LAT1-LAT7,其中纵向和横向方向是相对于转移甲板而言的(例如,纵向特征LONG1-LONG3限定行进巷道HSTP中的至少一个,且横向特征LAT1-LAT7限定跨越行进巷道HSTP的行进巷道HSTT。如可以意识到的,在一个方面中,线性地分布的特征LDF允许机器人110横越于储存结构130中的(平行和/或交叉)偏移的行进巷道HSTP、HSTT之间以进入到通道130A、车道130BW、缓冲站BS、转移站TS或任何其它适合的位置中,在所述位置处机器人110执行操作(箱的转移、机器人的充电、到储存结构中的机器人诱导、从储存结构中的机器人移除等等)。在一个方面中,线性地分布的特征LDF还允许机器人横越于交叉行进巷道HSTP、HSTT之间以进入到通道130A、车道130BW、缓冲站BS、转移站TS或任何其它适合的位置中,在所述位置处机器人110执行操作(箱的转移、机器人的充电、到储存结构中的机器人诱导、从储存结构中的机器人移除等等),其中当机器人110检测到线性分布的特征时,机器人110建立机器人110在行进期间的一位置,如将在下文中更详细地描述的。
在一个方面中,线性地分布的特征LDF将通道130A彼此连接、跨过通道130A、将通道130A连接至转移站TS、缓冲站BS及车道130BW中的一个或多个或其任何组合。如可以意识到的,线性地分布的特征LDF中的一个或多个跟转移甲板130B与通道130A之间的界面、及转移甲板130B与车道130BW之间的界面中的一个或多个大体上对齐。在一个方面中,如上文中指出的,线性地分布的特征LDF的至少一部分与沿着转移甲板130B的一个或多个机器人横越路径3010大体上地对齐。要指出的是,虽然线性地分布的特征LONG1-LONG3、LAT1-LAT7被图示为形成正交的网格,但在其它方面中,纵向的特征LONG1-LONG3和横向的特征LAT1-LAT7以任何适合的角度彼此交叉。如还可以意识到的,虽然三个纵向的特征LONG1-LONG3(其例如至少部分地限定三个行进巷道HSTP)及七个横向的特征LAT1-LAT7(其例如至少部分地限定七个行进巷道HSTT),但在其它方面中,转移甲板130B包括任何适合数量的纵向及横向的特征LONG1-LONG3、LAT1-LAT7,其至少部分地限定任何适合数量的行进巷道,其被定向于相对于转移甲板130B的任何适合的方向上。
在一个方面中,线性地分布的特征LDF例如由任何适合的引导带、任何适合的转移甲板130B特征(沟槽、孔径、通道等等)、以及转移甲板130B的边缘或其任何组合所形成。在一个方面中,线性地分布的特征LDF是未编码的(例如,不包括诸如用于确定机器人110位置的标识特征),而在其它方面中,线性地分布的特征是被编码的(例如,包括条形码或其它标识标记或特征或者由其形成,以便提供机器人110位置确定)。然而,要指出的是,线性地分布的特征被放置在转移甲板130B上的预定位置处以允许机器人在沿着转移甲板130B以高速度(如之前所描述的)行进时建立机器人110的至少一估计位置。在并列的线性地分布的特征LDF之间的间隔并不依赖于机器人110尺寸或操作情况,诸如机器人纵向的轴距LONWB(其中机器人110具有纵向轴LX以及横向轴LT)、轮距或横向轴距LATWB、转弯半径及机器人宽度(在横向方向上的),如将在下文中更详细地描述的。在一个方面中,机器人框架110F、纵向的轴距LONWB(图5)及横向轴距LATWB(图5A)限定预定的外观(诸如,例如长度与宽度的比例),其向非完整机器人110提供最小转弯半径(和/或由框架最外面的角落以最小转弯半径转弯时所限定的最小转弯半径覆盖区)。在一个示例中,在并列的行进巷道LONG1-LONG3、LAT1-LAT7之间的间隔为使得它允许两个(线性地行进的)机器人110在每个巷道上的并排通过,但小于非完整的机器人110进行90°轴转(以驱动轮202轴转——参见图5及5B,诸如在设置于驱动轮202A、202B之间的枢轴位置/轴处))的最小转弯半径。照此,在一个方面中,外巷道(例如,通道侧行进巷道、升降机侧行进巷道和/或在转移甲板130B的端部130BE1、130BE2处的相对应的巷道)被定位成靠近转移甲板130B的侧(相隔一仅足以允许机器人110沿着行进巷道行进的量)但小于机器人110进行90°轴转(以驱动轮202轴转——参见图5)所需要的间隔。如将在本文中描述的,拾取通道130A、升降机对接/转移站TS及缓冲站BS相对于转移甲板130B以及彼此的定位与机器人110转弯考量脱钩。
要指出的是,只为了描述的目的,线性地分布的特征之间的交叉被称为节点ND,使得转移甲板表面130BS及其相关联的特征(例如,线性地分布的特征LDF)被表示为具有节点的阵列的网格(如上文所描述的)。在一个方面中,节点ND被设置在线性地分布的特征LDF的纵向和/或横向的特征LONG1-LONG3、LAT1-LAT7上的任何适合的预定位置处(诸如,在交叉处),其例如可以对应于储存结构130和/或导航阵列3000的一特征(例如,在储存通道130A的终点处、在升降转移站TS、车道130BD的入口处、在缓冲站BS处、或者在转移甲板130B的任何其它适合的位置处)。应该理解的是,使用于本文中的节点ND的概念是要对以下进行例证:导航阵列3000限定线性地分布的特征LDF,所述线性地分布的特征LDF在两个维度上将转移甲板130B在地图上标出,其中甲板上的节点ND的阵列与纵向及横向的特征LONG1-LONG3、LAT1-LAT7相关联。如将在下文中更详细地描述的,沿着机器人110行进路径铺设的航点WP1-WP2可以在转移甲板130B上的预定位置处被创建,在一些方面中,一个或多个航点WP1-WP4可和一个或多个节点ND重合,且与节点ND一样地,可以被定位在限定相应的线性方向的线性地分布的特征LDF上。在其它方面中,航点WP1-WP4中的一个或多个可以位于节点ND之间、定位成在任适合的方向上从节点ND偏移、或定位成在任何适的方向上从线性地分布的特征LDF偏移。
如图2A、3A中图示的,在一个方面中,通道130A在转移甲板130B的一侧130BD2上连接至转移甲板130B,但在其它方面中,通道按照大体上类似于2011年12月15日提交的美国专利申请第13/326,674号(其公开内容在之前已通过引用以其整体被并入本文中)中描述的方式连接至转移甲板130B的多于一个侧130BD1和130BD2。在一个方面中,转移甲板130B的另一侧130BD1包括甲板储存货架(例如,对接站TS和缓冲站BS)和/或车道130BW(对接站TS和/或缓冲站BS沿着其定位),该甲板储存货架沿着转移甲板130B的另一侧130BD1分布,使得转移甲板的至少一部分介于甲板储存货架与通道130A之间。甲板储存货架沿着转移甲板130B的另一侧130BD1布置,使得甲板储存货架与来自转移甲板130B的机器人110并且与升降模块150连通(例如,甲板储存货架由来自转移甲板130B的机器人110以及由升降机150访问以用于拾取和放置拣选面,使得在机器人110与甲板储存货架之间、以及在甲板储存货架与升降机150之间、以及因此在机器人110与升降机150之间转移拣选面)。在一个方面中,在通道之间的间距IP(图4)或通道在转移甲板130B上的定位与在升降机对接站TS之间的间隔或升降机对接站TS(或车道130BW)在转移甲板130B上的定位脱钩。例如,在一个方面中,通道130A沿着转移甲板130B彼此间隔开以实现最大的高密度储存,而转移站TS(或车道130BW)彼此间隔开以实现箱单元进出储存结构130的最佳流动。通道130A和转移站TS(或车道130BW)的脱钩的间隔由机器人110导航系统实现,如下文中更详细地描述的,其中机器人110大体上没有关于线性地分布的特征LDF的引导限制并且以高速度不确定性地导航,如所指出的并且如将进一步描述的。
每个储存层130L还可以包括充电站130C以用于给该储存层130L上的机器人110的板载电源充电,诸如例如在2014年3月13日提交的美国专利申请第14/209,086号和2011年12月15日提交的美国专利申请第13/326,823号(现在为在2015年7月14日公布的美国专利第9,082,112号)中描述的,其公开内容通过引用以其整体被并于本文中。如可以意识到的,一个或多个线性地分布的特征和/或节点(或航点)可以用大体上类似于本文中关于通道130A、转移站TS、缓冲站BS 、车道130BW等等描述的方式的方式来对应到充电站130C。
储存和取回系统100的机器人110、升降模块150以及其它适合的特征诸如由例如一个或多个中央系统控制计算机(例如,控制服务器)120通过例如任何适合的网络180按照任何适合的方式进行控制。在一个方面中,网络180是有线网络、无线网络、或者使用任何适合类型和/或数量的通信协议的有线网络和无线网络的组合。在一个方面中,控制服务器120包括一批大体上同时运行的程序(例如,系统管理软件)以用于大体上自动地控制自动化储存和取回系统100。例如被配置成管理储存和取回系统100的该批大体上同时运行的程序,仅为了示例性目的,包括:控制、调度以及监测所有有源系统部件的活动,管理库存(例如,哪些箱单元被输入和移除、箱被移除所用的顺序、以及箱单元储存的位置)和拣选面(例如,可作为整体移动并且作为整体由储存和取回系统的部件处理的一个或多个箱单元),以及与仓库管理系统2500对接。为了简单且易于解释,本文中通常使用术语“箱单元”来指代各个箱单元和拣选面二者(拣选面由作为整体移动的一个或多个箱单元形成)。
同样参考图1A和图1B,储存结构130的货架模块阵列RMA包括限定高密度自动化储存阵列的垂直支撑构件1212和水平支撑构件1200,如下面将更加详细地描述的。例如,轨道1200S可以在拾取或货架通道130A中安装至垂直支撑构件1212和水平支撑构件1200中的一个或多个,并且被配置成使得机器人110沿着轨道1200S行驶通过拾取通道130A。至少一个储存层130L的至少一个拾取通道130A的至少一侧可以具有一个或多个储存搁板(例如,由轨道1210和1200以及肋条1210S形成),该一个或多个储存搁板被提供在不同高度处以便在由转移甲板130B (以及形成通道甲板的轨道1200S)限定的储存和甲板层130L之间形成多个搁板层130LS1-130LS4。相应地,存在与每个储存层130L对应的多个货架搁板层130LS1-130LS4,其沿着与相应储存层130L的转移甲板130B连通的一个或多个拾取通道130A延伸。如可以意识到的,多个货架搁板层130LS1-130LS4实现每个储存层130L,其具有储存的箱单元(或者箱层)的堆叠,其可从相应储存层130L的共同甲板1200S访问(例如,储存的箱的堆叠位于储存层之间)。
如可以意识到的,横越拾取通道130A的机器人110在对应储存层130L处能够访问(例如,为了拾取和放置箱单元)在每个搁板层130LS1-130LS4上可用的每个储存空间130S,其中,每个搁板层130LS1-130LS4位于拾取通道130A的一侧或多侧PAS1、PAS2(例如,参见图2A)上的储存层130L之间。如上面指出的,机器人110能够从轨道1200S(例如,从与相应储存层130L上的转移甲板130B对应的共同拾取通道甲板1200S)访问每个储存搁板层130LS1-130LS4。如能够在图1A和图1B中看到的,存在一个或多个搁板轨道1210,该一个或多个搁板轨道1210彼此垂直地隔开(例如,在Z 方向上)以形成多个堆叠储存空间130S,机器人110能够从共同轨道1200S访问每个堆叠储存空间130S。如可以意识到的,水平支撑构件1200还形成其上放置箱单元的搁板轨道(除了搁板轨道1210 之外)。
对应储存层130L的每个堆叠搁板层130LS1-130LS4(和/或如下文描述的每个单个搁板层)限定开放且不确定性的二维储存表面(例如,具有如图1B中示出的箱单元支撑平面CUSP),其促进纵向地(例如,沿着通道的长度或者与拾取通道限定的机器人行进路径一致)以及侧向地(例如,相对于货架深度,横向于通道或者机器人行进路径)动态分配拣选面。拣选面以及构成拣选面的箱单元的动态分配例如按照2013年11月26日公布的美国专利第8,594,835号中描述的方式来提供,其公开内容通过引用以其整体被并入本文。照此,可变长度和宽度的箱单元(或者搬运袋)拣选面定位在储存搁板上(例如,在每个储存搁板层130LS1-130LS4上)的每个二维储存位置处,其中,相邻的储存的箱单元/储存空间之间具有最小间隙G(例如,该最小间隙G实现箱单元的拾取/放置不与储存在搁板上的其它箱单元接触,参见图1A)。
在所公开的实施例的一个方面中,货架搁板层130LS1-130LS4之间的垂直间距(与每个储存层130L相对应)是变化的,使得搁板之间的高度Z1A-Z1E是不同的而不是相等的。在其它方面中,至少一些货架搁板之间的垂直间距是相同的,使得至少一些搁板之间的高度Z1A-Z1E是相等的,而其它搁板之间的垂直间距是不同的。在另外的其它方面中,一个储存层上的货架搁板层130LS1-130LS4的间距是恒定间距(例如,货架搁板层在Z方向上基本上等距地间隔开),而不同储存层上的货架搁板层130LS1-130LS4的间距具有不同的恒定间距。
在一个方面中,在储存装置或甲板层130L之间的由储存搁板层130LS1-130LS4限定的(多个)储存空间130S在不同搁板层130LS1-130LS4处容纳不同高度、长度、宽度和/或重量的箱单元,例如,如描述于2014年12月12日提交的美国临时专利申请第62/091,162号(现在为2015年12月11日提交的美国专利申请第14/966,978号)中的,其公开内容通过引用以其整体被并于本文中。例如,仍参考图1A,储存层130L包括具有至少一个中间搁板1210的储存区段。在所示示例中,一个储存区段包括一个中间搁板1210,而另一储存区段包括两个中间搁板1210以形成搁板层130LS1-130LS4。在一个方面中,储存层130L之间的间距Z1可以是任何适合的间距,诸如例如,约32英寸至约34英寸,而在其它方面中,该间距可以大于约34英寸和/或小于约32英寸。可以在相邻的垂直堆叠的储存层130L的甲板1200S之间设置任何适合数量的搁板,其中,这些搁板在搁板之间具有相同的或者不同的间距。
在一个方面中,参考图1D及5A每个储存层130L包括单层储存搁板以储存单层箱单元(例如,每个储存层包括单个箱单元支撑平面CUSP),并且机器人110被构造成将箱单元转移至相应储存层130L的储存搁板并且从其转出。例如,图5A中所图示的机器人110'大体上类似于上文描述的机器人110,然而,机器人110'缺乏用于将箱单元放置在多个储存搁板层130LS1-130LS4上(例如,可从共同轨道1200S进行访问)的转移臂110PA的足够的Z向行程,如上文所描述的。在此,转移臂驱动器250(其可以大体上类似于驱动器250A和250B中一个或多个)仅仅包括用于从单层储存搁板的箱单元支撑平面CUSP升高箱单元,用于将箱单元转移至有效负载区110PL以及从其转移,以及用于在转移臂110PA的指状件273与有效负载床110PB之间转移箱单元的足够的Z向行程。例如,可以在如下文献中找到机器人110'的适合示例:2011年11月15日提交的美国专利申请第13/326,993号(现在为2016年11月22日公布的美国专利第9,499,338号),其公开内容通过引用以其整体被并于本文中。
再次参考图2A,每个转移甲板或者储存层130L包括一个或多个升降机拣选面对接/移交站TS(本文中称为对接站TS),其中,(单个或者组合的箱拣选面的)(多个)箱单元或者搬运袋在升降机负载处理装置LHD与转移甲板130B上的机器人110之间转移。对接站TS位于与拾取通道130A和货架模块RM相对的转移甲板130B的一侧,使得转移甲板130B置于拾取通道与每个对接站TS之间。如上文指出的,在每个拾取层130L上的每个机器人110能够访问每个储存位置130S、每个拾取通道130A以及相应储存层130L上的每个升降机150,照此,每个机器人110也能够访问相应层130L上的每个对接站TS。在一个方面中,对接站沿着转移甲板130B与高速机器人行进巷道或方向HSTP偏移,使得机器人110对接站TS的访问对于高速行进巷道或方向HSTP上的机器人速度而言是不确定性的。照此,每个机器人110能够将(多个)箱单元(或者由机器人建立的拣选面,例如,一个或多个箱)从每个对接站TS移动至与甲板层相对应的每个储存空间130S,并且反之亦然。
在一个方面中,机器人110相对于对接站TS的位置按照大体上类似于相对于储存空间130S的机器人位置而出现。例如,在一个方面中,机器人110相对于储存空间130S和对接站TS的位置按照大体上类似于在如下文献中描述的方式的方式而出现:在2011年12月15日提交的美国专利申请第13/327,035号(现在为2015年4月14日公布的美国专利第9,008,884号)以及2012年9月10日提交的美国专利申请第13/608,877号(现在为2015年2月10日公布的美国专利第8,954,188号),其公开内容通过引用以其整体被并于本文中。参考图1、1B及2C,如下文所述,机器人110包括一个或多个定位传感器110S,其检测设置在轨道1200上/内的(多个)定位特征130F(诸如,孔径、反射性表面、RFID标签、铁磁特征,等等)。定位特征130F被布置以便标识机器人110在储存和取回系统内相对于例如储存空间和/或对接站TS的位置。在一个方面中,定位特征130F可以被布置以便形成绝对或者增量编码器,当由机器人110检测到时,该绝对或者增量编码器提供在储存和取回系统100内的机器人110位置确定。
如可以意识到的,参考图2B,在每个对接/移交站TS处的转移货架搁板RTS在共同转移货架搁板RS上限定多负载站(例如,具有用于保持对应数量的箱单元或者搬运袋的一个或多个储存箱单元保持位置)。如上文所指出的,多负载站的每个负载是由机器人或者负载处理装置LHD拾取和放置的单个箱单元/搬运袋或者多箱拣选面(例如,具有作为单个单元移动的多个箱单元/搬运袋)。如同样可以意识到的,上面描述的机器人位置允许机器人110本身相对于多负载站进行定位以用于从多负载站的保持位置中的预定位置处拾取和放置箱单元/搬运袋和拣选面。对接/移交站TS限定缓冲器,其中,入站和/或出站箱单元/搬运袋和拣选面在机器人110与升降机150的负载处理装置LHD之间进行转移时临时地储存在该缓冲器处。。
现参考图5、5A及5B,机器人110可以是任何适合的可独立操作的非完整的自主运输载具,其承载并转移箱单元于整个储存和取回系统100内。在一个方面中,机器人110是自动化的、独立的(例如,没有骑乘的)自主运输载具。仅出于示例性目的,机器人的适合的示例例如可以在如下文献中找到:2011年12月15日提交的美国专利申请第13/326,674号;2010年4月9日提交的美国专利申请第12/757,312号(现在为2013年4月23日公布的美国专利第8,425,173号);2011年12月15日提交的美国专利申请第13/326,423号(现在为2017年2月7日公布的美国专利第9,561,905号);2011年12月15日提交的美国专利申请第13/326,447号(现在为2015年2月24日公布的美国专利第8,965,619号);2011年12月15日提交的美国专利申请第13/326,505号(现在为2014年4月15日公布的美国专利第8,696,010号);2011年12月15日提交的美国专利申请第13/327,040号(现在为2015年11月17日公布的美国专利第9,187,244号);2011年12月15日提交的美国专利申请第13/326,952号;2011年12月15日提交的美国专利申请第13/326,993号(现在为2016年11月22日公布的美国专利第9,499,338号);2014年9月15日提交的美国专利申请第14/486,008号;及2015年1月23日提交的美国临时专利申请第62/107,135号(现在为2016年1月22日提交的美国专利申请第15/003,983号),其公开内容通过引用而被并于本文中。机器人110(其将于下文中更详细地描述)可以被配置成将箱单元(诸如,上文中描述的零售商品)放置到储存结构130的一个或多个层中的拾取区(picking stock)中,然后选择性地取回被排序的箱单元。
如上文指出的,机器人110包括转移臂110PA,该转移臂110PA实现从至少部分地在Z方向上由一个或多个轨道1210A—1210C、1200限定的堆叠储存空间130S、对接站TS、以及外围缓冲站BS、BSD处拾取和放置箱单元(例如,其中储存空间、对接站和/或外围缓冲站可以通过如上文所描述的箱单元的动态分配而被进一步限定在储存和取回系统100的坐标系REF2的X及Y方向中)。如上文指出的,机器人110在相应储存层130L上的每个升降模块150和每个储存空间130S之间运输箱单元。机器人110包括框架110F,其具有驱动区段110DR以及有效负载区段110PL。该驱动区段110DR包括一个或多个驱动轮马达202MA、202MB,每个都连接至非完整的转向系统的(多个)相应的驱动轮202A、202B(一般地称为驱动轮202)。该驱动区段被配置成以高速度推进机器人110穿过储存结构130。例如,马达202MA、202MB(其没有对于轮子的马达速度降低或速度提高,例如马达和其相应的驱动轮之间存在1:1的耦合)被配置成通过在开关式控制(bang- bang control)或最大力矩控制下对每个相应的驱动轮202实现力矩来向机器人110提供单个推进及转向的源从而在机器人110上产生线性力及旋转力矩,其造成任何适合的加速/减速率(例如,线性加速度()及角加速度()两者)以及任何适合的机器人110行进速度(V,w)。只出于示例性目的,马达202MA、202MB被配置成(当机器人110装载有全容量有效负载时)向机器人110提供约3.048m/sec2 的加速/减速率、超过约20 km/hr(例如,约5.6m/sec)且更具体地约32km/hr(例如约9.144 m/sec)或约36km/hr(例如,约10m/sec)的转移甲板130B(及通道130A )行进速度。如之前指出的,该高速度使得机器人惯性作用(对于空的机器人110和/或承载了如上文中描述的重量的有效负载而言)及运动动力学(对于最大马达力矩而言)对机器人横越路径(例如,包括该路径的曲率在内)及沿着该路径的运动轨迹/状态(P、V、a及t)的控制起到实质的影响。本文中描述的机器人110的高速度行进至少部分地受导航阵列3000(图4)特征的分辨率影响,所述分辨率与机器人110的控制以及时间最佳轨迹(其由机器人110生成/处理,与机器人行进相符合)的执行相符合,其中时间最佳轨迹包括机器人在高速度行进期间的姿势分辨率,其依赖于该导航系统3000的特征。在一个方面中,如将在下文中更详细地描述的,机器人导航是例如单独地基于标志或线跟随传感器6000(图6)以本文中描述的高速度实现的,而在其它方面中,任何适合的(多个)类型及数量的传感器都可以被使用,诸如线跟随传感器、加速度计、陀螺仪、PGS传感器、电感式传感器、电容式传感器、红外传感器、声纳/声音传感器等等,或其任何组合。
在此方面中,非完整的机器人110包括位于机器人110的相对侧上在机器人110的端部110E1(例如,第一纵向端部)的两个驱动轮202A、202B,用来将机器人110支撑在适当的驱动表面上,然而,在其它方面中,任何适当数量的驱动轮都可以被设置在机器人110上。在一个方面中,每个驱动轮202A、202B被基本上直接地耦合至相应的马达202MA、202MB,使得驱动轮202A、202B被耦合至马达202MA、202MB的输出而没有减速单元被设置在其之间(例如,使得每个马达202MA、202MB和相应的驱动轮202A、202B形成无减速驱动)。每个驱动轮202A、202B都被独立地控制,使得机器人110可通过驱动轮202A、202B的差动旋转而被转向(例如,差动力矩转向),而在其它方面中,驱动轮202的旋转可以被耦合以便以大体上相同的速度旋转。任何适合的转向轮201都可以在机器人110的端部110E2(例如,第二纵向端部)处被安装至机器人110的相对侧上的框架用来将机器人110支撑在驱动表面上。在一个方面中,轮子201是脚轮,其自由地旋转从而允许机器人110通过驱动轮202的差动旋转而轴转,用于非完整地改变机器人110的行进方向。在其它方面中,转向轮201是可转向的轮子,诸如,例如铰接式轮子转向,它例如在机器人控制器110C(其被配置成如本文中所描述的那样实现机器人110的控制)的控制下转弯,用以改变机器人110的行进方向。在其它方面中,机器人110包括任何适合的轮子布置(例如,三轮布置、四轮布置等等)。在一个方面中,机器人110包括例如位于框架110F的一个或多个角落处的一个或多个引导轮110GW。引导轮110GW可以与储存结构130对接,诸如在拾取通道130A内的引导轨道1200(图1D)、在转移甲板130B上和/或在对接或转移站处的引导轨道(未示出),其用来与升降模块150对接以引导机器人110和/或将机器人110定位成离一位置预定距离,一个或多个箱单元被放置到该位置和/或从该位置被拾取,如例如在2011年12月15日提交的美国专利申请第13/326,423号(现为在2017年2月7日被公布的美国专利第9,561,905号)中所所描述的,其公开内容通过引用以其整体被并于本文中。在其它方面中,机器人110在离一位置(一个或多个箱单元被放置于该位置和/或从该位置被拾取)预定距离处的定位是用任何适合的方式诸如用机器人110的声纳/声音传感器、标志或线跟随传感器、GS传感器、电感式传感器、电容式传感器、红外传感器等等或其任何组合来实现。如上文所指出的,机器人110可以进入具有不同朝向方向的拾取通道130A以访问位于拾取通道130A的两侧上的储存空间130S。例如,机器人110可以进入拾取通道130A,其中端部110E2引导行进方向,或者机器人可以进入拾取通道130A,其中端部110E1引导行进方向。
该升降机构200可以大体上类似于描述在2015年1月23日提交的美国临时专利申请第62/107,135号(现为2016年1月22日提交的美国专利申请第15/003,983号)中的升降机构,其二者之前通过引用以其整体而被并于本文中,且升降机构200被配置成使得执行组合机器人轴移动(例如,推杆110PR、升降机构200、(多个)拾取头延伸和前/后排齐机构(诸如,例如上文所描述的可纵向移动的推杆)的组合式大体上同时的移动),从而使得机器人处理不同/多-SKU或者多次拾取有效负载。在一个方面中,升降机构200的致动独立于推杆110PR的致动。升降机构200与推杆110PR轴的解耦合提供组合式拾取/放置顺序,从而实现减少的拾取/放置循环时间、增加的储存和取回系统吞吐量和/或如上文所描述的储存和取回系统的增加的密度。例如,升降机构200提供将箱单元拾取和放置在可从共同拾取通道和/或对接站甲板1200S访问的多个升高的储存搁板层处,如上文所描述的。
如本文中所描述的,再次参考图4及6,机器人110被配置成在拾取通道130A、转移/移交站TS及缓冲站BS之间运输拣选面(图2A -3C)。照此,机器人110包括连接至控制器110C的导航传感器110NS(图1)以允许机器人110行进穿过储存结构130。在一个方面中,导航传感器包括形成在转移甲板130B或转移甲板的边缘或轨道上或内的线跟随或标志传感器6000和/或用来跟随(以线的形式或形成线的)孔径、沟槽、轨道等等的任何适合的传感器(例如,电容式、电感式、光学式等等传感器)。在其它方面中,其它导航传感器,诸如室内/户外GPS传感器被提供来用于机器人110导航。在一个方面中,机器人110包括用来感测每个驱动轮202A、202B(图6)行进的距离的轮子里程计6021(图6)或任何其它适合的机器人110的轮子,其中至少一相对于转移甲板的机器人姿势只用轮子里程计来确定,而在其它方面中,机器人姿势用轮子里程计、加速度计、陀螺仪或机器人110上的任何其它适合的传感器中的一个或多个来确定。在一个方面中,当确定机器人姿势时,任何适合的滤波器,诸如卡尔漫滤波器被用来过滤掉错误的或伪造的数据以改善机器人姿势确定的准确性。如下文中将更详细地描述的,在一个方面中,线跟随或标志传感器6000单独地足以只确定并实现高速度机器人导航并允许在导航特征LONG1-LONG3、LAT1-LAT7之间的机器人110转换(在机器人110以本文中所描述的高速度行进的时候),其中在导航特征之间的转换期间,线跟随或标志传感器6000在获得与第二导航特征(例如,正要抵达的特征)的接触(即,进入感测范围并获得感测知觉)之前失去与第一导航特征(例如,正要从其离开的特征)的接触(即,脱离感测范围并失去感测知觉)。换言之,该路径的至少一部分(机器人110沿着该路径在转移甲板130B上行进)被设置成使得当机器人110在该路径上行进时,机器人姿势传感器(诸如,标志传感器6000)确定机器人姿势,当在第一位置时(诸如,在一节点或航点处时),在从能够确定机器人姿势的导航阵列特征LONG1-LONG3、LAT1-LAT7的机器人姿势传感器(诸如,标志传感器6000)获得新的传感器数据之前就已经脱离能够确定机器人姿势的导航阵列特征LONG1-LONG3、LAT1-LAT7的传感器范围。在其它方面中,任何数量及类型的导航传感器110NS可实现沿着转移甲板130B的高速度机器人110导航。
为了实现拣选面的运输及实现机器人一般地沿着转移甲板130B的移动,机器人110包括控制器110C,其具有机器人定位模块6090和运动控制子系统6091。机器人定位模块6090包括导航传感器检测系统6010、运动定位系统6020、机器人定位处理系统6030、机器人导航轨迹生成器6040、机器人速度及定位系统控制器和机器人轨迹跟随控制器6060。在一个方面中,导航传感器检测系统6010包括标志传感器6000,用来检测导航特征阵列3000的特征,诸如引导线LONG1-LONG3、LAT1- LAT7,并提供机器人相对于转移甲板130B(和/或储存结构130的其它特征,诸如通道130A、转移站TS及缓冲站BS)的初始或第一位置估计。在一个方面中,如上文中指出的,标志或线跟随传感器单独地检测特征,诸如行进巷道或引导线LONG1-LONG3、LAT1-LAT7以在机器人110正以本文中所描述的高速度行进的同时实现该第一定位估计的确定。在其它方面中,导航传感器检测系统6010包括传感器阵列6001(其包括上文中关于导航传感器110NS所描述的那些传感器中的一个或多个),用来检测导航特征阵列3000的特征(其在一个方面中包括行进巷道或引导线LONG1-LONG3、LAT1-LAT7或任何其它适合的特征)并(和标志传感器6000一起或只用传感器阵列)实现该第一定位估计的确定。例如,行进巷道LONG1-LONG3、LAT1-LAT7中的每个被设置在转移甲板的相应预定位置处,使得当行进巷道LONG1-LONG3、LAT1-LAT7被机器人110检测到或感测到时,机器人110在转移甲板130B上被定位和定向所在之处至少在一个方向上的姿势估计可以被导航传感器检测系统6010做出。
运动定位系统6020包括或被配置成获得来自上文中描述的轮子里程计6021的数据,所述轮子里程计6021被配置成追踪驱动轮202A、202B(或任何其它适合的轮子,诸如轮子201)中的每个行进的距离。在一个方面中,在机器人姿势不是由轮子里程计或与轮子里程计相结合确定的情况下,运动定位系统6020还包括板载机器人姿势确定模块6022,其包括用来确定机器人姿势的任何适合的传感器,诸如加速度计及陀螺仪,其例如产生机器人110的定位、速度、滚动、俯仰与偏航数据。在一个方面中,运动定位系统6020只依赖该轮子里程计数据(并且在其它方面中,采用轮子里程计数据和机器人姿势数据这两者)来确定机器人姿势和机器人110相对于至少转移甲板130B的第二定位估计(诸如,作为对运动定位系统6020的主要输入,用以在机器人110例如以高速度沿着横越路径横越转移甲板130B时持续不断地更新机器人110姿势)。
机器人定位处理系统6030被配置成接收(且导航传感器检测系统6010和运动定位系统6020被配置成发送)来自导航传感器检测系统6010和运动定位系统6020的第一及第二定位估计。机器人定位处理系统6030被配置成用任何适合的方式将第一及第二定位估计组合以确定第三定位估计,它比第一及第二定位估计中的任一个都更准确。机器人定位处理系统6030在一个方面中还被配置成用任何适合的方式消除或过滤会造成机器人110迷失或偏离预定行进路径的错误或伪造的第三位置。
机器人导航轨迹生成器6040包括储存结构130的任何适合的地图6041,储存结构包括转移甲板130B和设置在转移甲板130B上的导航特征阵列3000。在一个方面中,该地图6041例如包括通道130A、缓冲站BS、转移站TS、车道130BW等等相对于转移甲板130B、相对于彼此及相对于导航特征阵列3000的定位。机器人导航轨迹生成器6040在一个方面中还包括基于机器人110动态模型(如将在下文中进一步描述的)确定并限定横越路径(机器人110可沿着所述横越路径行进)的多个预定的、时间最佳的轨迹6042。虽然预定的,时间最佳的(即,未被参数化的)轨迹根据一个方面驻留在机器人110板载控制器上(例如,在机器人导航轨迹生成器6040中)(至少部分用来只实现从初始定位到最终定位/目的地的完整导航)且可以既在开始的横越/移动期间即时地和/或又在开始移动之前被机器人导航轨迹生成器6040动态地选择。例如,再次参考图4及6A,机器人导航轨迹生成器6040包括预定的时间最佳的轨迹的一表或库6042T(其基于至少一个用于一组给定的机器人惯性条件的机器人110动态模型以及机器人110动态特性),每个轨迹限定对应的机器人路径,用以从与一个导航特征LONG1-LONG3、LAT1-LAT7相关联的线性方向平滑地分叉出来并且平滑地并入到另一个不同的(或相同的)导航特征LONG1-LONG3、LAT1-LAT7上。如将于下文中进一步描述的,轨迹可以在表6042T中被有效地体现为轮子力矩(左轮力矩TL 、右轮力矩TR )(例如,在用于机器人110电源的额定电流及用于每个相应的力矩的对应切换时间下的相应左/右轮最大力矩(例如,(TL,tL )/(TR,tR )))。如指出的且如可以意识到的,被如此描述的轨迹是时间最佳的,其施加与此领域中被称为“开关式”控制的东西一致的最大力矩且只为了图示的目的例如在图6A中被示出为被对应的轨迹所限定的横越路径(其在本文中也被称为路径)的代表性曲线。例如,时间最佳的轨迹6042T允许机器人110在以本文中所描述的高速度行进的同时沿着由在沿着共同的方向布置的两个导航特征之间(例如,诸如在一个或多个纵向的导航特征LONG1-LOG3之间或在一个或多个横向的导航特征LAT1-LAT7之间)和/或在被布置在不同方向上的两个导航特征之间(例如,诸如在纵向的导航特征LONG1-LOG3与横向的导航特征LAT1-LAT7之间,参见图4 )的对应的轨迹所限定的平滑弯曲的(曲线、多曲线或曲率在本文中一般地被用来指代具有凹的/凸的形状的横越路径线,但是本文中应用的技术同样适用于将被明确地照此标识的具有平缓曲线的路径线)路径平滑地转换。在一个方面中,时间最佳的轨迹6042T基于(多个)机器人动态模型在表6042T中被用任何适合的方式分类或归类。在一个方面中,轨迹根据它们各自特性被示出为根据沿着被对应轨迹所限定的弯曲路径的线性长度L、L1……Ln被分类,其中长度L、L1……Ln对应于机器人110将在限定于机器人110地图坐标系REF内的定位P1(BX1,BY1)和P2(BX2,BY2)之间行进的线性距离,如在例如从控制器120接收到的机器人运动命令中所指定的。
作为另外的示例,图6B示出了不同的代表性弯曲路径,每个路径由针对在弯曲路径的起点及终点处的不同的机器人110边界条件(例如,最初在该弯曲路径上开始横越时的机器人110姿势P1(参见图5B)(BX1,BY1,θ1,VL1,ω1);在该弯曲路径上的横越结束时的机器人110姿势P2(参见图5B)(BX2,BY2,θ2,VL2,ω2);其中(BXi,BYi)是代表性的位置坐标,θi是机器人纵向轴离系统参考轴REF2(例如,X轴)的偏航,VLi 是机器人110沿着该路径的线性速度,及ωi 是机器人的旋转速度(即,))的基于不同的对应时间最佳的动态模型的轨迹限定/生成(并因而是其代表所述轨迹)。示于图6B中的横越路径在此用来代表性地图示基于机器人110动态模型的不同的预定的时间最佳的轨迹解决方案的示例,如指出的,每个针对不同的边界条件,且同时发生的是,被不同预定的轨迹实现的结果的机器人110路径被机器人导航轨迹生成器6040选择。图6C及6D分别图示图6B中所图示的示例轨迹BTX关于时间的速度(VL,ωt)曲线(profile)及左/右驱动轮马达电流绘图(IL,tL;IR,tR),其中VL是机器人110沿着与机器人110纵向轴对齐的路径的线性速度(即,VL 向量为了此描述的目的而保留);ω是旋转速度;IL、IR 是用于左及右驱动轮的相应马达电流、及t是时间。如可以意识到的,根据一般的关系TL/R = ktIL/R(其中kt是制造商额定的马达力矩常数),马达电流IL,IR确定对应驱动轮202A、202B的相应马达力矩。机器人110马达力矩(在驱动轮202A、202B对机器人110滚动表面(诸如,转移甲板130B或地板的表面)的接触补片处)提供沿着机器人110纵向轴BX的驱动110DR驱动力fx、以及偏航力矩qZ(通过相应驱动轮202A、202B之间的差动驱动力来提供,其在本文中被统称为扳手(wrench)(fX,qZ),它可从轮子马达202MA、202MB获得,其可用下面的关系来表述:
其中kt 是马达力矩常数,IL 及IR 是左及右马达电流,Rwheel 是轮子半径,及轴距(Wheelbase)是轮子202A、202B之间的距离LATWB(例如,轮距)。
如之前指出的,可获得的扳手(fX,qZ)以时间最佳方式被施加,因而生成从开始点到结束的时间最佳的轨迹(即,用于所有(两个)驱动轮202A、202B的马达力矩TL/R 在该弯曲路径的整个执行及结果的横越期间处于最大的(正的或负的)可用力矩)并使得该时间最佳的轨迹所限定的弯曲路径是平滑的。例如,机器人110沿着该路径的速度VL 是固定不变的,如图6B中所图示的。该最大的可用力矩可以是来自(多个)驱动马达202MA、202MB的设定用于常规的(即,非扰动的、非紧急的)情况及移动的最大的命令力矩。如可以进一步意识到的,被施加的扳手(fX,qZ)是在整个始终描写平滑路径的轨迹上(从起点到结束)可从马达202MA、202MB获得的最大扳手,其中(相对于曲线的)外驱动轮202A、202B处于最大的(正的)可用力矩(以便维持VL 固定不变并维持结果的平滑路径而没有中断)且(相对于曲线的)内驱动轮处于最大的(负的)可用力矩,并它们之间的在切换时间的切换(例如,参见图6C)基于如上文中指出且在下文中进一步描述的机器人110动态模型以及该轨迹的开始及结束处的边界条件来确定。在其它方面中,在给定该最大的可获得扳手(fX,qZ)下,在轨迹的所期望的部分(或所有)期间,轨迹的线性速度VL可以被允许改变,诸如通过具有机器人110的稳定的或固定不变的线性加速度(或减速度)以及具有连续的线性速度VL,以便生成描写在该轨迹的起点和终点之间的平滑弯曲路径的时间最佳的轨迹。用于所期望的机器人运动的(在该轨迹的起点和终点处的)不同预定边界条件的时间最佳的轨迹因而被确定(如上文中指出的,从类似于图6C所示的那个的马达力矩/电流对比切换时间绘图),使得不同的预定时间最佳轨迹被生成,每个轨迹对应于其开始的边界条件(且被其特征化),并且因此每个轨迹可以被结果的弯曲路径(它是由该给定的轨迹所限定(参见图6B,其示出不同的路径,每个路径使对应的时间最佳的轨迹特征化))的形状象征性地特征化,该弯曲路径在执行如图6B中看到的给定的时间最佳轨迹时针对其中最初及最终速度具有共同的航向(heading)及离该轨迹的起端及终端的偏移定位(△BX,△BY)(或线性距离L)的边界条件而被同时实现。
时间最佳轨迹具有一般为“S”形的弯曲路径特征,且一个或多个预定的时间最佳的轨迹的集合可以被生成以用于不同的偏移/长度条件和初始/最终速度条件(例如,由如所指出的边界条件确定)。因此,如图6B中所图示的示例中所示出的,(基于(多个)机器人动态模型的)预定的时间最佳的解决方案以可以根据共同的特征化边界条件(例如,路径形状)被分组且根据其它所期望的共同特性(例如,共同的初始速度)而被分成子组,使得组/集合GBTA-GBTD是路径形状集合,其代表具有共同的初始速度的时间最佳的轨迹,其中在每个集合GBTA-GBTD中的轨迹的形状用于不同的预定的初始/最终偏移定位(△BX,△BY)或路径长度L。虽然这些弯曲的形状被示出来用于预定的轨迹集合GGBTA-GBTD,但每个集合可根据所期望的机器人110的运动范围(以及由其所产生的边界条件)而具有更多或更少的预定的时间最佳的轨迹。因此,如图示的,轨迹集合GBTA可以包括一个用于对应的初始速度的时间最佳的轨迹解决方案,其中处于相同的初始速度及不同的(例如,更大的)长度L的其它时间最佳的轨迹可以不共享该特性路径形状,并且因而可和其它时间最佳的解决方案(例如,以固定不变的或变化的速率的相对端转弯)一起分组,诸如下文中将描述的。
要指出的是,时间最佳的轨迹被预定指代当执行机器人移动时时间最佳的轨迹被机器人控制器生成,作为路径形状及在该路径上要由机器人跟随的运动曲线,并且不必要的是:该时间最佳的轨迹在机器人控制器中被预先编程,尽管该时间最佳的轨迹的一些元素可以在机器人控制器中被预先编程,如本文中进一步描述的。如可以从上文中意识到的,预定的解决方案可以被储存在机器人导航轨迹生成器6040的(多个)轨迹6042区段中(参见图6),其被体现为对应的预定马达电流IL、IR 及参考切换时间tL,R,其通过解决方案的特性集合分组或分类。机器人导航轨迹生成器6040被配置成动态地选择(关于运动中的机器人110即时地或在机器人110开始运动之前选择)(多个)轨迹6042区段的一个或多个预定的解决方案,其使在当前的定位/位置处和/或在一些未来的且被命令的目的地处(包括从当前的姿势、定向、速度的定位偏移/横越长度)的机器人110姿势及状态确定与解决方案集合特性(例如,“S形”路径)匹配,然后与一组GBTA-GBTD内的一个或多个预定的解决方案匹配,用以动态地从储存的解决方案集合中选择(多个)匹配的解决方案。
现参考图4、7A及7B,根据所公开的实施例的各个方面的机器人110的横越路径被示出。如可以意识到的,这些运输路径可用于任何适合的机器人,诸如,例如,本文中描述的机器人110。如还可以意识到的,该时间最佳的轨迹可根据针对这些示例性横越路径中的每个的所公开的实施例的方面被生成。要指出的是,如本文中所使用并且在附图中所描绘的术语“横越路径”指代在不确定性表面(它由开放式不确定性转移甲板130B或地板所限定)上或沿着该不确定性表面的在其上的位置之间的机器人110的横越路径。要指出的是,横越路径可包括一个或多个分段(诸如,本文中关于图6A及6D所描述的那些),它们彼此结合起来以形成该横越路径。术语横越路径的“轨迹”包括机器人110沿着该横越路径移动并限定该横越路径的运动性质(诸如,例如加速度、速度等等)。
如上文所描述的,任何适合的控制器(诸如,机器人110的控制器110C)可以被配置成开关式控制器,其是用于生成使用机器人110驱动区段110DR的最大动力的机器人110的时间最佳的运动。要指出的是,所公开的实施例的方面允许生成另外预定的机器人110的未被参数化的机器人110轨迹,其具有马达力矩(例如,最大力矩/峰值可用力矩)和/或边界约束条件(例如,用于不同的机器人110有效负载应用)或任何其它速度、加速度等等约束条件。如在本文中关于所生成的轨迹使用的术语“未被参数化”意指轨迹及横越路径特性未被限制到该轨迹的曲线或形状(既不是关于时间也不是在位置-速度参考系或空间内),使得时间最佳的轨迹形状是在可获得的机器人110最大马达力矩(例如,用于可从机器人110动力源获得的最大电流的所期望的最大可用力矩、及其它机器人动态模型(例如,质量、惯性矩、驱动轮的半径、驱动轴距等等)及最初与最终惯性条件)的指出的约束条件内被实现。根据所公开的实施例的各个方面,轨迹可针对横越路径分段中的每个而被生成,使得针对给定的最大驱动力矩约束条件实现最佳(最短)移动时间(例如,在横越路径的开始点与该横越路径的终止点之间的机器人110横越时间)可以被达成。此外,对于驱动组建(诸如,马达和/或齿轮箱(如果有的话))的峰值力矩要求可以被降低(有或没有更短的移动时间),从而导致与机器人110相关联的较低成本、驱动组件的减小的尺寸、和/或增加的机器人110的寿命。
所公开的实施例的方面解决了现有轨迹生成方法的缺陷,其一般地不将力矩约束条件考虑进去或一般地不产生平滑的命令的轨迹。如本文中关于所生成的轨迹所使用的术语“平滑”或“平滑度”指代沿着该弯曲的横越路径随时间的连续的线性速度。要指出的是,在给定的高速度及中速度下的机器人110惯性及动态特性的情况下,线性速度中的中断一般地实际上不可实现且是不期望的。
在其它方面中,时间最佳的轨迹基于机器人110动态模型特征和/或其它边界条件而被分类,诸如,机器人有效负载(例如,空的或装载过的机器人)、有效负载质量和/或大小,其中越重的有效负载和/或越致密的有效负载(例如,造成机器人质量中心偏心)在高速度时可以限定较大半径/弯曲的转弯。在其它方面中,轨迹基于机器人110将行进的距离及有效负载重量/质量和/或大小/质量分布或有效负载密度中的一个或多个来分类。
如从图4及6A可以意识到的,有不同类型的基于预定的时间最佳的动态模型的轨迹,这些轨迹限定机器人110可动态地从中选择的不同的路径曲线(其以单次地和/或以动态选择的组合方式被连续地施加或被平缓的路径线(参见图6A)分隔开地施加)用以从初始定位(其具有初始静态姿势和/或即时姿势)跟随至最终定位(其具有最终的所期望的/结果的静态姿势和/或即时的姿势)。在一个方面中,轨迹的特征在于简单的曲线,其具有任何适合的形状,诸如直线、半圆形及钩子或“J”形状,而在其它方面中,轨迹是任何适合的复杂曲线,诸如如所描述的在方向或转折点上有多个改变的“S”形曲线。例如,一种类型的时间最佳的轨迹是组成的时间最佳的轨迹,其具有弯曲的部分及笔直的部分,其中弯曲的部分是具有一个或多个变化的或固定不变的转弯半径/率、固定不变的或改变的转弯方向的复合式曲线或转弯以及简单的转弯。作为时间最佳的轨迹的类型的另一个示例,时间最佳的轨迹的特征路径形状是在单个方向上具有可变的转弯半径/率(例如,在图6A中图示的路径991A-991n及992A-992n的轨迹)或固定不变的转弯半径/率(例如,在图6A中图示的路径990A-990n的轨迹)中的一个或多个的简单的转弯(在移动期间在一个方向上转弯)。如可以意识到的,不同的组成的时间最佳的轨迹(例如,简单的及复合的)在一个方面中彼此端对端地相结合,用以形成被机器人110跟随的运输路径BTP(例如,如图4中所示,具有以“S”形状为特征的时间最佳的轨迹(例如,诸如图6A中所示的路径993A-993n的轨迹)其与以简单曲线/转弯为特征的时间最佳的轨迹组合;在其它方面中,平缓的曲线路径轨迹(例如,诸如图6A中所示的路径994A-994n的轨迹)可结合弯折的弯曲路径轨迹)。
在一个方面中,如本文中指出的,多个预定的轨迹6042T如之前所描述地被储存在可以被控制器110C访问的机器人110的任何适合的存储器110M中且如本文中指出的那样被该控制器110C(诸如,利用机器人导航轨迹生成器6040)动态地选择,用以形成一组用于创建机器人110行进路径BTP的时间最佳的轨迹。如本文中指出的,每个(未被参数化的)轨迹是时间最佳的轨迹,其被机器人控制器110C动态地(例如,即时地,诸如当机器人正以本文中描述的速度移动的时候)确定或选择。该控制器110C诸如通过机器人导航轨迹生成器6040从机器人导航轨迹生成器6040的(多个)轨迹区段6042选择并组合一个或多个预定的时间最佳的轨迹以形成复合式时间最佳的轨迹,其中时间最佳的轨迹的组合也在机器人110的运动期间(或机器人110运动之前)被机器人控制器110C动态地执行,用以连接沿着机器人110的横越路径的一个或多个航点(从而导致实现给定移动的被动态地选择或确定的轨迹的集合)。机器人导航轨迹生成器6040选择并组合时间最佳的轨迹以形成一个或多个时间最佳的轨迹集合GBTA-GBTD(参见图6B),它们经时间优化(例如,在预定的航点之间的最快路线)。
作为时间最佳的轨迹选择的示例,参考图4及6,中央控制器(诸如,控制器120)向机器人110发送移动命令。该移动命令被该控制器110C的机器人导航轨迹生成器6040接收且包括例如并且如上文中指出的开始轨迹航点和结束轨迹航点,其中该开始轨迹航点基于在机器人在该移动命令被发送的时间的目前或当前的位置。仅出于示例性目的,该开始航点可以是航点WP1及该结束航点可以是航点WP3。要指出的是,航点可以被设置在转移甲板130B上的任何适合的位置处且在一个方面中可位于对通道130A、车道130BW、缓冲站BS、转移站TS的开口处且可以与节点ND的位置重合。在此示例中,航点WP3与沿着朝向通道130A1的开口的导航特征LAT1定位的节点ND重合。在此处,机器人110以上文中指出的速度行进,且基于该移动命令,机器人110知道在机器人110的当前位置与航点WP3之间的距离连同它的姿势和状态(从运动定位系统6020和/或导航传感器检测系统6010)、有效负载的尺寸和/或重量/质量,并基于提供在机器人110的当前位置(当在沿着转移甲板130B的高速行进期间,机器人可已经被开始航点WP1通过时,使用当前位置)与结束航点WP3之间的轨迹解决方案的预定的时间最佳的轨迹的所储存的特性(诸如,距离Li 及开始/最终边界条件)以及该有效负载的尺寸和/或重量/质量的一个或多个来从被储存的预定的时间最佳的轨迹中选择一个或多个时间最佳的轨迹6042,用以连接该开始航点和该结束航点(其中航点不一定要与节点ND重合)。如前面指出的,预定的时间最佳的轨迹的特性实现用来将储存装置中的轨迹分类(成集合,如果期望的话)的构件,且相对地成为用来由机器人导航轨迹生成器6040选择时间最佳的轨迹的标志机构。照此,时间最佳的轨迹可以在航点处和/或在航点之前或之后开始或结束,在所述航点处,该时间最佳的轨迹来自/前往导航特征LONG1-LONG3、LAT1 -LAT7的分支点可被机器人控制器110C自由地选择,且在一个方面中可基于转移甲板130B上的障碍物(诸如,其它机器人)、机器人所承载的有效负载、或任何其它适合的约束条件(例如,机器人110可从独立于航点定位的引导特征分叉或分叉至该引导特征)。因此,对于设定在该结构地图6041上的目的地的给定移动命令(例如,即时接收到的)而言,知道其当前的姿势及状态及在该目的地所期望的姿势及状态的机器人110访问轨迹标志((多个)时间最佳的轨迹集合被特征化于该标志中),并基于与机器人110在该移动命令被接收到的时刻并在目的地时的姿势/状态相匹配的特性来动态地选择一个或多个(一组) 时间最佳的轨迹解决方案。
与机器人(诸如机器人110E)沿着转移甲板130B(诸如,沿着导航特征LONG1)以本文中描述的高速度行进的同时,机器人导航轨迹生成器6040执行一个或多个时间最佳的轨迹6042的选择,使得机器人110E移动从它的姿势P1沿着导航特征LONG1行进至在航点WP3处所要求的姿势(诸如,姿势P2)以进入通道130A1。为了要为机器人控制方案解决时间最佳的轨迹的选择的集合,机器人导航轨迹生成器6040用一使用众所周知的“试射”及“梯度下降”方法的算法来计算(在选择的轨迹移动集合的开始处的)初始速度以及马达电流(IL,IR)切换时间(tL,tR)。因此,实现所选择的轨迹解决方案集合的开关式控制的电流切换时间被设定至机器人110的时间参考系且被机器人轨迹跟随控制器6060执行,使得机器人实现动态地选择的时间最佳的轨迹。如上文描述的,该通道侧引导线或导航特征LONG1被布置成靠近转移甲板130B的边缘,使得机器人110不能在该通道130A1内做出 90°转弯。照此,机器人导航轨迹生成器6040基于机器人110用于在弯曲路径(它由(多个)时间最佳的轨迹所生成)的起点及终点处的不同的边界条件的动态模型来选择允许机器人110E从该导航特征LONG1移动并改变其姿势以进入通道130A1的一个或多个预定的时间最佳的轨迹6402。
在此示例中,机器人导航轨迹生成器6040从(多个)轨迹6042区段选择一个或多个预定的时间最佳的轨迹6042,用以将机器人110E从该导航特征LONG1移动至导航特征LONG2。在一个方面中,具有“S”形状(例如,两个相对的转弯,一个转弯紧接在另一个转弯之后)的单个复合式时间最佳的轨迹3010被选择以用于在导航特征LONG1、LONG2之间转换。在其它方面中,机器人导航轨迹生成器6040可动态地选择一系列限定简单转弯的轨迹(例如,诸如,示于图6A中的“J”形轨迹路径991A-991n),其在匹配边界条件的点处结合,因此创建即时航点WP4,使得两个被动态地选择的简单“J”形曲线3010A、3010B解决方案被选择用以在航点WP4(例如,在简单曲线之间的转折点)处会合以用于在导航特征LONG1、LOG2之间转换,使得在导航特征LONG1、LONG2之间的所得到的路径是平滑的。机器人导航轨迹生成器6040选择一个或多个附加的时间最佳的轨迹以用于从导航特征LONG2转换至导航特征LAT1,用来以机器人110姿势(诸如,图4中所示的姿势2)(该姿势允许机器人110进入通道130A1)到达航点WP3。在此处,机器人导航轨迹生成器6040可创建(如上文中指出的)另一个即时的航点WP2并选择简单曲线时间最佳的轨迹3012,其使机器人转弯90°到导航特征LAT1上,在那里时间最佳的轨迹3010(或3010B)与3012会合或通过又另一个简单的直线时间最佳的轨迹3011而被连接到彼此,如上文中所描述的用以形成复合式时间最佳的轨迹。要指出的是,虽然航点WP2被图示为与一节点重合,但在其它方面中,航点WP2可以不位于节点上。
如上文中指出的,在一个方面中,预定的时间最佳的轨迹由机器人导航轨迹生成器6040至少部分地例如基于机器人110的动态模型(例如,动态约束条件)来选择,同样参考图5B,机器人动态模型由下列式子限定:
其中x、x1、x2 是沿着X轴的定位、vx 是沿着x轴的速度、wz 是绕沿着Z轴的角速度、C是机器人110的科里奥利矩阵、M是机器人110的惯性矩阵(C及M两者皆与机器人质量及质量中心的位置相关,如众所周知的)、fx是沿着X轴的力及qZ 是绕着Z轴的力矩,其中fx和qZ形成施加在机器人原点处的净扳手(fx,qz)向量。要指出的是,该净扳手(fx,qZ)是马达力矩、摩擦及阻尼所生成的力及力矩的总和。
在其它方面中,被动态地选择的时间最佳的轨迹3010(或时间最佳的轨迹3010A,3010B)、3011及3012(其连接移动命令所指定的开始航点WP1与结束航点WP3)形成时间最佳的轨迹的集合,它们被机器人导航轨迹生成器6040发送至机器人速度及定位系统控制器6050,它和机器人轨迹跟随控制器6060以及驱动马达202MA、202MB一起形成用来在由机器人110传感器和/或系统控制所标识的出乎意料的紧急条件(例如,根据轨迹解决方案及感官(senses)的导航地标间的失配)的事件中实现机器人沿着至少该开放式不确定性转移甲板130B的该不确定性表面的移动的控制回环,其中机器人110移动操控(maneuvers)至一安全站/安全位置。例如,当机器人110移动于大体上直线上时,诸如在拾取通道130A中和/或该转移站TS的转移区域295内(诸如,沿着车道130BW或在运运甲板130B上)时,用于马达202MA、202MB的驱动器退出开关式控制且被配置成(用于在大体上的直线上横越的)力矩控制器或被配置成(用于横越转弯,诸如大体上直角的转弯、S形转弯、J形转弯、或由本文中描述的预定的轨迹所限定的任何其它转弯的)定位控制器。例如,作为力矩控制器操作,该控制器110C被配置成使用来自两个轮子202A、202B这两者的速度反馈的平均值作为“机器人速度”来封闭一如图6所示的速度回环。为了改善性能并避免速度回环不稳定,该速度回环可用力矩前馈来增强且以低增益操作。该控制器110C还被配置成封闭一还如图6所示的用于机器人110的停止位置处的最终定位的定位回环。控制器110还被配置成对差动力矩偏移加和以实施线跟随,诸如沿着导航特征阵列3000的特征。要指出的是,当该地板表面和/或轮子用液体、灰尘或其它颗粒物污染时,驱动轮202A、202B可能丢失与转移甲板130B或一拾取通道130A或转移区295的地板的牵引力。该速度控制回环可以被配置成无论何时例如用于一个或两个轮子202A、202B的编码器所提供的反馈指示一比机器人110的预定的速度更高的速度时,该速度控制回环可通过将至两个轮子202A、202B的力矩后退来减轻驱动轮202A、202B的牵引力的损失。当机器人110例如在转移甲板130B的该不确定性表面上行进长的距离时,机器人110在驱动轮202A、202B及滚轮201上行进,使得机器人通过驱动轮202A、202B及滚轮201的固定的本质而被制止不顺时针转离该直线轨迹。该控制器110C被配置成利用任何适合的线跟随算法,用以大体上确保机器人110以任何适合的方式维持行进在一直线上,其中用来保持直线轨迹的校正可以在机器人正在行进时(例如,滑动转向(skidsteering)——将一轮子旋转得比另一个轮子更慢以产生更大的拖延于机器人的一侧,用以诱发一转弯力矩于机器人上)作为差动力矩被施加至轮子。当作为位置控制器操作时,驱动器202MA、202MB可以被控制器110C命令以将它们的相应的轮子202A、202B以任何适合的方式在相对方向上旋转,用以执行根据预定的时间最佳的轨迹中的一个或多个所选择的那些的规定的转弯操控。
现参考图4、6、7A及7B,跨越转移甲板130B的常规非完整的机器人110横越例如(参见图7A)通过线跟随而被促进,其中引导线被布置成网格图案使得机器人110转弯被限制于90°转弯,其中90°转弯在引导线的节点ND(例如,交叉点)处进行。如可从上文中意识到的,本文中描述的机器人的高速度导航允许大体上无限制的非完整的机器人110(参见图7B)沿着开放式不确定性转移甲板130B的不确定性表面横越,使得机器人110能够从节点行进至节点而没有被限制于在节点ND处进行90°转弯,因而减少机器人110跨越转移甲板130B的转移/行进时间。这允许机器人110在导航转移甲板130B的该不确定性表面的同时以及在转弯进入拾取通道130A和/或升降对接区域(诸如,车道130BW或沿着转移甲板130B的一侧定位的缓冲/转移站(诸如图2A-2C所示))中的同时以本文中描述的速度行进。
例如,参考图4及10-12,机器人110被配置成以大体上类似于描述在2015年1月16日提交的美国临时专利申请第62/104,513号(现在为2016年1月18日提交的美国专利申请第14/997,892号)中的方式将一个或多个拣选面转移在一个或多个转移站TS(或缓冲站BS)与一个或多个储存位置(例如在一个或多个拾取通道130A内)之间,其公开内容通过引用以其整体被并于本文中。例如,(多个)机器人110箱单元转移交换可包括(多个)箱单元多次拾取和放置操作与对箱单元的即时分类以用于根据预定的订单出货顺序和/或以被拾取的物品的预定的订单顺序(例如,订单出货顺序)来创建混合式货盘负载MPL (如图1C中示出的),该顺序例如根据履行一个或多个客户订单的顺序,箱单元CU按该顺序在任何适合的操作站被排序以放置在一个或多个袋子、搬运袋或其它容器内。参考图11,客户订单可以要求将箱单元7递送至输出升降机150B1并且同样将(多个)箱单元5递送至输出升降机150B1(在其它方面中,要指出的是客户订单可以要求将共同机器人110承载的箱单元递送至不同的输出升降机,使得按照大体上类似于本文中描述的方式来将由共同机器人110承载的箱单元转移至不同的输出升降机)。在本文所描述的所公开的实施例的方面中,输出升降机150B1(例如,储存和取回系统/订单履行系统的输出中的每一个)限定从储存阵列出站至负载填充的混合箱拣选面的履行进程或者路径,其中,混合箱拣选面按照基本上相同的顺序进入和离开履行进程。如可以意识到的,尽管输入升降机150A和输出升降机150B可以是垂直往复升降机,但应理解的是,在其它方面中,输入升降机150A和输出升降机150B是用于将箱拣选面运输至储存结构130的任何适合的运输模块以及从其运输。例如,在其它方面中,升降模块150A和150B是下述内容中的一个或多个:垂直往复升降机、任何适合的自动化物料处理系统、输送器、机器人、转盘、辊床、同时地或者不同时地操作的多层垂直输送机(例如,链斗式输送器)。为了有效地使用储存和取回系统100中的每个机器人110,控制器(诸如,控制服务器120)确定箱单元5和7位于哪些拾取通道上。控制器还确定哪些入站箱单元CU待被储存在待拾取箱单元5和7(例如,出站箱单元)的拾取通道中。控制器将命令发送至箱单元5和7所在的层上的机器人110以便从一个或多个升降模块150A的对接站TS拾取一个或多个入站箱单元ICU(图13,框1400A)。机器人110抓住(多个)箱单元ICU(图13,框1420)并将(多个)箱单元运输至一个或多个拾取通道130A2内(例如,用如本文中关于图7B描述的方式横越该开放式不确定性运输甲板130B,使得机器人110可进入拾取通道)的一个或多个储存空间130(图13,框1421),其中,其内放置入站箱单元的拾取通道中的至少一个包含出站箱单元5,7中的一个。如可以意识到的,其中,入站箱单元被放置在不同的储存位置130S处,对入站箱单元进行分类(图13,框1425),其中,将一个或多个箱单元转移至一个箱单元保持位置(诸如,储存空间130S或者缓冲器)(图13,框1430),而未被转移的箱单元则返回至机器人110的有效负载区段以用于转移至另一箱单元保持位置(图13,框1435)。
如可以意识到的,出站箱单元5和7位于相同的或者不同的拾取通道中并且由一个机器人110或者不同的机器人110取回,这取决于出站箱单元与入站箱单元的预定储存位置的距离。例如,参考图10,机器人110从升降模块150A的对接站TS拾取入站箱单元ICU以用于放置在拾取通道130A2中,该拾取通道130A2是箱单元5所处的通道。在该示例中,箱单元7位于拾取通道130A1中。在放置入站箱单元ICU之后,机器人继续在共同经过中(例如,拾取通道在单个方向上的单次横越)沿着拾取通道130A2行进以便拾取出站箱单元5(图13,框1400)。在让单个机器人110拾取多个箱单元更加有效的情况下,以任何适合的方式在机器人110上排齐出站箱单元5(图13,框1405)并且机器人行进至另一箱单元的位置,诸如,通道130A1中的出站箱单元7(要指出的是在第二出站箱位于具有第一出站箱的共同通道中的情况下,利用机器人110的共同转移臂110PA(图5和5A)在拾取通道的共同经过中拾取这两个出站箱单元)。利用共同转移臂110PA来拾取第二出站箱单元7(图13,框1410),并且按照大体上类似于上文关于入站箱单元的放置所描述的方式将两个箱单元5和7转移和放置在拣选面运输系统(诸如,升降模块150B)的外围缓冲站BS和对接站TS中的一个或多个处(图13,框1420-1435)。在让两个不同的机器人110在拾取了相应出站箱之后拾取箱单元5和7中的相应一个更加有效的情况下(图13,框1400),抓住箱单元(图13,框1420)并且将其转移至和放置在出站升降机150B的外围缓冲站BS或者对接站TS中的一个处(图13,框1421-1435)。在一个方面中,在出站箱单元(诸如,箱单元5)被放置在外围缓冲站BS处的情况下,不同于将箱单元5放置在外围缓冲站BS处的机器人的机器人将箱单元5转移至对接站TS,而在其它方面中,相同的机器人110返回至外围缓冲站BS以将箱单元5转移至对接站TS。在本文所描述的所公开的实施例的方面中,缓冲站BS和/或转移站TS(例如,至少一个拣选面移交站)共同地支撑多于一个混合箱拣选面,其限定基于负载填充的预定顺序按照有序顺序的拣选面从进入履行进程的储存阵列/结构130出站出的混合箱拣选面的一部分。在本文中描述的所公开的实施例的一个或多个方面中,该缓冲站BS和/或转移站TS形成一用于出站的升降模块150B1的共用的拣选面转移界面,使得被共同地支撑的拣选面被该出站的升降模块150B1一起拾取。在所公开的实施例的一个或多个方面中,任何适合的控制器(诸如,控制器120)与机器人110通信并且被构造成实现基于有序顺序的拣选面将拣选面放置在缓冲站BS和/或转移站TS上。
在一个方面中,出站箱单元作为整体(例如,拣选面)由机器人110的共同转移臂110PA(图5和5A)拾取和转移。现在再次参考图11,客户订单可以要求将(多个)箱单元7递送至输出升降机150B1并且也将箱单元5递送至输出升降机150B1(在其它方面中,要指出的是客户订单可以要求将共同机器人110承载的箱单元递送至不同的输出升降机,使得按照大体上类似于本文中关于图7B描述的方式发生由共同机器人110承载的箱单元沿着开放式不确定性转移甲板130B的至不同的输出升降机的转移。如上文所描述的,控制器确定哪些(多个)入站箱单元ICU待被储存在待拾取箱单元5和7(例如,出站箱单元)的(多个)拾取通道中。控制器将命令发送至箱单元5和7所在的层上的机器人110以便按照类似于上文所描述的方式从升降模块150A的对接站TS拾取作为整体(例如,拣选面)的一个或多个入站箱单元ICU(图13,框1400A)。机器人110抓住该拣选面PF1(图13,框1420)、以本文中描述的方式横越转移甲板130B、并将该拣选面PF1运输至出站的箱单元5,7位于其内的该拾取通道130A2内的储存空间130(图13,框1421)并将该拣选面PF1放入储存空间130S(图13,框1430)。要指出的是,因为整个拣选面被转移至同一储存空间且没有箱单元被留在机器人上,所以流程在此示例中不会前进至图13的框1435。
在放置入站拣选面PF1之后,机器人110继续在共同经过中(例如,拾取通道在单个方向上的单次横越)通过通道130A2行进至储存空间,从而保持出站箱单元5和7(该出站箱单元5和7设置在彼此相邻的储存搁板上以便作为出站拣选面PF2同时被拾取)。机器人110利用共同转移臂110PA(图5和5A)来拾取拣选面PF2(图13,框1415),抓住拣选面PF2(图13,框1420),并且将拣选面PF2运输至出站升降机150B1(图13,框1421),其中机器人110如本文中描述的那样横越转移甲板130B。在一个方面中,将拣选面PF2的箱单元5和7作为整体放置在外围缓冲站BS或者对接站TS中的一个处(图13,框1430)。在另一个方面中,拣选面的箱单元5,7在机器人110上被用任何适合的方式分开且被排齐,用以放置到不同的位置(图13的框1425)。例如,机器人110将箱单元7放置在外围缓冲站BS处(图13,框1430),将箱单元5返回至机器人110的有效负载区(图13,框1435),抓住箱单元5(图13,框1420),将箱单元5运输至对接站TS(图13,框1421),并且将箱单元5转移至对接站(图13,框1430)。
在另一方面中,参考图12,利用机器人110的共同转移臂110PA(图5和5A)从共同通道130A2内的不同储存位置处拾取出站箱单元5和7。在此,机器人110按照上文所描述的方式将一个或多个入站箱单元ICU转移至一个或多个储存位置,其中,至少一个入站箱单元ICU位于具有出站箱单元5和7的共同拾取通道130A2中。在将至少一个入站箱单元放置在通道130A2的预定储存位置130S处之后,机器人110继续在拾取通道130A2的共同穿过中行进通过拾取通道130A1,并且按照任何适合的方式从储存空间130S1拾取箱单元5(图13,框1400)。以任何适合的方式在机器人110上朝着有效负载区段110PL的后部排齐(多个)箱单元5(图13,框1405)。机器人110继续在拾取通道的共同穿过中行进通过拾取通道130A1并且利用共同转移臂110PA从不同的储存空间130S2拾取箱单元5,以便使箱单元7和5均定位成在共同转移臂110PA上彼此相邻(图13,框1410)。如可以意识到的,在一个方面中,控制器110C被构造成按照任何适合的顺序(诸如,例如,与箱单元被放置的顺序相对的顺序)来实现对箱单元的拾取。
在该多次拾取示例中,箱单元保持位置与拾取通道130A的储存空间130S相对应,但在其它方面中,箱单元保持位置包括:输入升降模块150A(在机器人与升降机之间的直接转移在这里进行),用于与输入升降模块150A对接的对接站TS或者外围缓冲站BS(在升降模块与机器人之间的间接转移在这里进行),以及储存空间130S(指出了利用机器人110从对接站TS和输入升降模块150A进行拾取,其中,需要箱单元,因为预定订单输出顺序没有位于储存空间130S中而是按照恰好的时间方式被输入到储存货架阵列中,以便基本上直接地递送至输出升降机150B1和150B2)。
机器人110按照上文所描述的方式将箱单元7和5均抓住在有效负载区段110PL内并且离开拾取通道130A1(图13,框1420)。机器人沿着转移甲板130B(以本文中描述的方式)行进并且与输出升降机150B1对接(图13,框1421)。如上文所描述的,机器人在有效负载区段110PL内使箱单元7和5隔开,以便按照任何适合的方式来排齐箱单元,诸如例如,以便朝着有效负载区段110PL的前部排齐箱单元5并且朝着有效负载区段110PL的背部排齐箱单元7(图13,框1425)。箱单元7被转移至外围缓冲站BS(图13,框1430)。机器人缩回转移臂110PA以使箱单元5返回至有效负载区段110PL(图13,框1435)并且抓住箱单元5(图13,框1420)。箱单元5被运输至输出升降机150B1的对接站TS(图13,框1421),朝着有效负载区段110PL的前部排齐(图13,框1425),并且被转移至转移站TS,(图13,框1430)。在其它方面中,取决于预定箱单元输出顺序,机器人110将箱单元7和5均放置在共同位置/位置处,诸如,在输出升降机150B1和150B2中的一个处。如可以意识到的,被放置在缓冲站BS处的箱单元在一个方面中由机器人110转移至对接站TS,或者在其它方面中由任何适合的输送器来转移,该输送器将缓冲站BS连接至对接站TS。在一个方面中,其中,箱单元由机器人110从缓冲站BS转移至对接站TS,该转移是投机性转移,从而例如在用于另一任务(例如,将拣选面转移至储存处、分拣拣选面、从储存处转移拣选面等)的路线中沿着转移甲板行进的、行进通过缓冲站BS的机器人110在执行其它任务的过程中停止以拾取来自缓冲站BS的拣选面并且将拣选面转移至对接站TS。
现参考图4,为了要将一个或多个拣选面(以描述于上文的(多个)方式)从一个或多个升降模块150转移拾取通道130A中的一个或多个储存位置,机器人110诸如用上文中关于图11-12描述的方式从例如转移站TS或缓冲站BS拾取一拣选面(图8,框8000)。机器人110例如从控制器120(图1)接收移动命令,其中该移动命令至少包括用于机器人运输路径BTP2的开始点(诸如,航点WP5)以及结束航点(诸如,WP6)(图8,框8010)。在一个方面中,该移动命令指示机器人110从转移站TS或缓冲站BS拾取另一个拣选面,在此示例中,机器人用来自第一传感器(诸如,标志传感器)的引导下横越该转移甲板,其中机器人110跟随转移甲板130B的引导/导航特征LONG1-LONG3、LAT1-LAT7。与高速度机器人在来自第一传感器(诸如,标志传感器)的引导下沿着转移甲板130B横越(图8,框8020)同时发生的是,机器人控制器110C如上文所描述地选择一个或多个预定的轨迹6042(图8,框8050),用以允许机器人从第一航点WP5行进至第二航点WP6(例如,与机器人的目的地相对应)诸如与其它转移站TS或缓冲站BS相对应。该控制器110C生成该横越路径(例如,诸如机器人运输路径BTP2,其在一个方面中包括一连接第一及第二航点WP5、WP6的二个简单的曲线和一直线部分)(图8,框8060),其中轨迹6042T系根据例如在该轨迹的起点及在该轨迹的终点的边界条件和/或在该起点和终点之间的长度L而被选择,使得机器人平滑地转移到转移甲板130B的引导/导航特征LONG1-LONG3、LAT1-LAT7之间(图8,框8070)。在机器人110横越于转移站TS之间的情况中,源于如本文中所描述的(多个)轨迹6042T选择的一个示例性的机器人运输路径BTP2被图示于图4中,其中机器人110可离开车道130BW1并选择预定的时间最佳的轨迹6042T,使得机器人110从该引导特征LAT7平滑地离开、平滑地合并到引导特征LONG2上、平滑地离开引导特征LONG2,然后平滑地合并到引导特征构LAT3以进入到另一个车道130BW2。
如可以意识到的,当从一个引导特征转移到另一个引导特征(诸如,从引导特征LAT7到引导特征LONG2)时,机器人110的标志传感器6000在获得与第二个引导特征LONG2接触之前就会失去与第一个引导特征LAT7的接触。在一个方面中,机器人110可使用轮子里程计(或其它没有传感器输入的适合的航位推测)来在引导特征LAT7,LONG2之间的转换期间跟随路径BTP2,使得一但标志传感器检测到该第二引导特征LONG2,机器人控制器110C就会做出在转移甲板130B上的机器人位置的正确确定(例如在至少一个方向上)。机器人继续跟随机器人运输路径BTP2并转换于引导特征LAT7、LONG2、LAT3之间用以到达航点WP6,其在此示例中对应于该车道130BW2的入口,该另一个转移站TS即位于此处。当进入到该车道时,机器人110即从具有该标志传感器的引导下转换至该传感器阵列6001中的其它传感器,用以用任何适合的方式来确定该转移站TS的位置,一拣选面将从该转移站被拾取(图8,框8090)。在其它方面中,机器人110可使用任何适合的传感器来作为在该车道130BW2内的引导。该拣选面被拾取(图8,框8000)且机器人110接收另一个移动命令(图8,框8010),用以将该一个或多个拣选面放置在拾取通道(诸如,拾取通道130A5)的一个或多个储存位置处。
以与上文描述的方式大体上类似的方式,该第二移动命令可包括开始及结束航点(例如,与该车道130BW2的出口相对应的开始航点WP6及与该拾取通道130A5的入口相对应的结束航点WP7)。与高速度机器人在该第一传感器(诸如,标志传感器)的引导下沿着转移甲板130B横越(图8,框8020)同时发生的是,机器人控制器110C如上文所描述地例如基于在该轨迹的起点及在该轨迹的终点的边界条件和/或该起点和终点之间的长度L选择一个或多个预定的轨迹6042T(图8,框8050),用以允许机器人从第一航点WP6行进至与该通道130A5对应的第二航点WP7。该控制器110C如上文所述地从被选择的轨迹6042T生成该横越路径(例如,诸如机器人运输路径BTP3),其在一个方面中包括连接引导特征LAT3、LAT4以及第一和第二航点WP6、WP7的复合式S形曲线(图8,框8060),使得机器人平滑地转换于转移甲板130B的引导/导航特征LAT3、LAT4之间(图8,框8070)。当在航点WP7时,机器人110具有用于进入拾取通道的适合的姿势(图8,框8030),其中机器人110的引导从标志传感器转换至该传感器阵列6001中的另一个传感器,诸如肋条传感器或任何其它适合的传感器(例如,轮子里程计、箱单元传感器等等),用以用任何适何的方式确定该一个或多个拣选面的(多个)放置位置(图8,框8040)。
作为另一个示例,机器人110被配置成用与上文描述的方式大体上类似的方式将一个或多个拣选面转移在一个或多个拾取通道130A和一个或多个转移站TS或缓冲站BS之间。参考图4,为了要将一个或多个拣选面从该拾取通道130A中的一个或多个储存位置转移至一个或多个升降模块150,机器人110从例如拾取通道130A中的储存位置拾取拣选面(图9,框9000)。机器人110从例如控制器120(图1)接收一移动命令,其中该移动命令至少包括用于机器人运输路径的一开始航点(诸如,航点WP1,它可以是一沿着该转移甲板上的一引导特征的位置,该引导特征是机器人110在从储存位置拾取该拣选面之后会沿着它行进的引导特征)以及结束航点(诸如,WP3)(图9,框9010)。在一个方面中,该移动命令指示机器人110从另一个拾取通道拾取另一个拣选面,在此示例中,机器人用来自第一传感器(诸如,标志传感器)的引导横越转移甲板130B,其中机器人110跟随转移甲板130B的引导/导航特征LONG1-LONG3、LAT1-LAT7。与高速度机器人在该第一传感器(诸如,标志传感器6000)的引导下沿着转移甲板130B横越(图9,框9020)同时发生的是,机器人控制器110C如上文所描述地根据例如在该轨迹的起点及在该轨迹的终点的边界条件和/或介于该起点和终点之间的长度L选择一个或多个预定的轨迹6042T(图9,框9050),用以允许机器人从第一航点WP1行进至与该拾取通道130A1对应的第二航点WP3(例如,对应机器人的目的地),诸如对该另一个拾取通道130A1。该控制器110C如上文所述地从被选择的轨迹6042T中生成连接第一及第二航点WP1,WP3的该横越路径(例如,诸如机器人运输路径BTP,其在一个方面中包括一简单曲线、直线部分和S形曲线的组合)(图9,框9060),使得机器人平滑地转移到转移甲板130B的引导/导航特征LONG1-LONG3 ,LAT1-LAT7之间(图9,框9070)。在机器人110横越于拾取通道之间的示例中,机器人运输路径BTP的示例性示例被示于图4中,其中机器人110可离开一车道或拾取通道并沿着转移甲板130B的该引导特征LONG1行进。机器人控制器110C选择预定的时间最佳的轨迹6042T,使得机器人110从该引导特征LONG1平滑地离开、平滑地并入到引导特征LONG2上、平滑地离开引导特征LONG2,然后平滑地合并到引导特征构LAT1以进入到另一个拾取通道130A1。机器人110继续跟随机器人运输路径BTP并转换于引导特征LAT7、LONG2、LAT3之间用以到达航点WP3(其在此示例中对应于拾取通道130A1的入口,其它将被拾取的(多个)拣选面位于此拾取通道内)。在进入到该拾取通道时,机器人110从标志传感器6000的引导转换至该传感器阵列6001中的其它传感器,用以用任何适合的方式来确定一拣选面将被拾取的位置(图9,框9090)。在其它方面中,机器人110可使用任何适合的传感器来进行该拾取通道130A1内的引导。该拣选面被拾取(图9,框9000)且机器人110接收另一个移动命令(图9,框9010)用以用一种大体上类似于上文中描述的方式将该一个或多个拣选面放置在一个或多个转移站TS或缓冲站BS(图9,框8080,8090)。
如可以意识到的,在机器人110将该一个或多个拣选面放置在不同的转移站TS或缓冲站BS的情况下,机器人将该一个或多个拣选面如上文所述地放置在第一转移站(诸如,在车道130BW1中)(图9,框8090)并接收另一个移动命令(图9,框9010),其包括从一个转移站到另一个转移站之间(例如,诸如,在车道130BW1、130BW2内的转移站之间)的航点。机器人选择时间最佳的轨迹,用来用一种大体上类似于上文中所描述的用于横越在车道130BW1,130BW2之间的方式来形成一运输路径(诸如,路径BTP2)或任何其它适合的路径。
以大体上类似于上文描述的方式的方式,该第二移动命令可包括开始及结束航点(例如,该开始航点WP6例如对应于该车道130BW2的出口且结束航点WP7对应于拾取通道130A5的入口)。与高速度机器人在该第一传感器(诸如,标志传感器)的引导下沿着转移甲板130B横越(图8,框8020)同时发生的是:机器人控制器110C如上文所描述地选择一个或多个预定的轨迹6042T(图8,框8050),用以允许机器人从第一航点WP6行进至与该拾取通道130A5对应的第二航点WP7。该控制器110C如上文所述地从被选择的轨迹6042T生成该横越路径(例如,诸如机器人运输路径BTP3,其在一个方面中包括一连接引导特征LAT3及LAT4以及第一及第二航点WP6,WP7的复合式S形曲线)(图8,框8060),使得机器人平滑地转移到转移甲板130B的引导/导航特征LAT3,LAT4之间(图8,框8070)。当在航点WP7时,机器人110具有进入该拾取道的适当姿势(诸如姿势P2)(图8,框8030),其中机器人110的引导从该标志传感器转移至传感器阵列6001的其它传感器(例如上文所述),用以用任何适的方式来确定该一个或多个拣选面的一放置位置(图8,框8040)。
如上文描述的,根据该所公开的实施例的方面,机器人110使用得自简单或复杂的轨迹的简单和/或复杂的曲线导航于包括拾取通道130A和车道130BW在内的转移甲板130B的位置之间。这些曲线在一个方面中,具有多于一个的相对的半径转弯,它们在被串接组合起来时会形成一般地S形的曲线(参见图4及6B)。形成曲线的轨迹6042T(机器人110可沿着曲线横越)允许机器人110有混合式转弯半径以及基本上未受限制的转弯(例如,轨迹6042T允许机器人110的旋转/轴转运动以及轴向/纵向运动这两者组合地且同时地发生,而不像在传统系统中依序地发生,其中机器人减速然后在引导特征的交叉处轴转以作出90度的转弯)。描述于本文中机器人导航提供了机器人110转弯考虑事项与机器人110被指示要跟随的转移甲板130B特征(诸如,机器人巷道,如由导航特征阵列3000所形成者)、拾取通道130A、车道130BW、缓冲站BS、转移站TS及储存和取回系统的任何其它适合的位置之间的脱钩。如可以意识到的,机器人110路径是不受行进巷道限制,这允许近乎直接跨越甲板的行进(同时在X及Y方向上-参见图4),同时保持最佳的机器人110运动性(诸如,如最小的行进时间)。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,一种储存阵列系统包括
开放式不确定性运输表面;
被设置成与该运输表面相连接的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括分布式特征,其限定沿着该开放式不确定性运输表面的线性方向,且其具有在该分布式特征的第一定位处的第一航点,且该部分具有第二航点,其沿着该分布式特征从该第一航点移位并且在与该线性方向成角度的方向上相对于该第一航点偏移;及
自动化引导的机器人,其被布置成用非完整转向系统来横越该运输表面,该自动化引导的机器人具有机器人姿势确定系统,其使用传感器数据来检测该分布式特征;
其中该自动化引导的机器人包括控制器,其被配置成在该运输表面上生成大体上平滑的弯曲的机器人横越路径,其用该自动化引导的机器人的基于机器人动态模型所确定的沿着该横越路径的预定的最佳轨迹来连接该第一航点和该第二航点。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该预定的最佳轨迹为相关于时间最佳的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该预定的最佳轨迹是未被参数化的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径具有第一部分,其平滑地从由该分布式特征所限定的该线性方向分叉出来,以及第二部分,其平滑地并入到与该第二航点相关联的另一个线性方向上。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该线性方向和该另一个线性方向具有相对于该运输表面的共同的定向。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该线性方向和该另一个线性方向具有不同的定向,使得该另一个线性方向与该线性方向相交叉。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该第一和第二部分具有不同的曲率。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一航点处时的机器人姿势的机器人姿势确定系统的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该导航阵列的分布式特征的另一部分的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了能够确定机器人姿势的该导航阵列的该分布式特征的该部分的传感器范围。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一航点处时的机器人姿势的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该线性分布的导航阵列的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了限定该线性方向的该分布式特征的该部分的传感器范围,其中在该第一航点时机器人姿势的确定依赖于该线性方向。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该分布式特征是未编码的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该第二航点定位于限定另一个线性方向的另一个分布式特征上。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,机器人姿势确定系统用机器人轮子里程计来确定机器人姿势。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,第一及第二航点中的至少一个是设置在由该导航阵列所限定的该线性方向与另一个线性方向的交叉点处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径绕过沿着该线性方向位于第一及第二航点之间的其它航点。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径的该预定的最佳的轨迹由控制器动态地选择。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该自动化引导的机器人包括驱动轮以及驱动器,其在该驱动轮处使用差动力矩来使该自动化引导的机器人转向。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一航点和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个将储存通道彼此连接。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一航点和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与储存通道相交叉。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一航点和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与至少一个储存通道对齐。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该第一和第二航点中的一个或多个位于至少一个储存通道的开口处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一航点和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个将储存通道连接至对接站车道和缓冲站中的一个或多个。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一航点和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个将该对接站驱动和缓冲站中的一个或多个中的一者连接至一个或多个对接站车道和缓冲站中的另一者。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一航点和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与对接站车道和缓冲站中的一个或多个相交叉。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一航点和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与对接站车道和缓冲站中的一个或多个对齐。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中第一和第二航点中的至少一个设置于对接站车道中的至少一个的开口处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中第一和第二航点中的至少一个设置于该缓冲站中的至少一个的保持位置处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向连接储存通道且被设置成邻近每个被连接的通道的开口,其独立于最小的自动化引导的机器人转弯半径以及自动化引导的机器人轴距中的一个或多个。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括具有储存通道及对接站车道的储存阵列,其中该第一航点邻近通道开口并与该通道开口对齐且该第二航点邻近该对接站车道的开口并与该对接站车道的开口对齐,使得与该第一航点相关联的该线性方向和与该第二航点相关联的另一个线性方向之间的偏移独立于自动化引导的机器人尺寸。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,一种储存阵列系统包括
开放式不确定性运输表面;
沿着该开放式不确定性运输表面被设置的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括限定线性方向的分布式特征,且其具有在该开放式不确定性运输表面上的在该线性方向的一第一定位处的第一预定的航点,且该导航阵列的该部分具有第二预定的航点,其在与该线性方向成角度并与其交叉的方向上从该第一航点偏移;及
自动化引导的机器人,其被布置来用非完整的转向系统以及控制器来横越该开放式不确定性运输表面,该控制器具有机器人姿势确定系统,其被配置成取决于感测该分布式特征的机器人传感器数据来沿着该线性方向横越;
其中该控制器被配置成在该开放式不确定性运输表面上生成连接该第一和第二预定的航点的大体上平滑的弯曲的机器人横越路径,其在分叉点定位处从该线性方向分叉出去且具有预定的时间最佳的轨迹,及其中该弯曲的机器人横越路径的该分叉点位置可以被该控制器沿着该线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的时间最佳的轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该第一预定的航点沿着该线性方向被设置且该第二预定的航点沿着与该线性方向相交叉的第二线性方向被设置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径在第二分叉点位置处分叉到第二线性方向上,该第二预定的航点位于该第二线性方向上,及其中该第二分叉点可以被该控制器沿着该第二线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的最佳的轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一预定的航点处时的机器人姿势的机器人姿势确定系统的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该导航阵列的另一个线性方向的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了能够确定机器人姿势的该导航阵列的该线性方向的传感器范围。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径的该预定的最佳轨迹基于该自动化引导的机器人的动态模型来确定。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径的该预定的最佳轨迹由控制器动态地选择。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该预定的时间最佳的轨迹是未被参数化的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该自动化引导的机器人包括驱动轮以及驱动器,其在该驱动轮处使用差动力矩来使该自动化引导的机器人转向。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个将储存通道彼此连接。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与储存通道相交叉。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与至少一个储存通道对齐。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该第一及第二预定的航点中的一个或多个位于至少一个储存通道的开口处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个将储存通道连接至对接站车道和缓冲站中的一个或多个。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个将对接站驱动和缓冲站中的一个或多个中的一者连接至一个或多个对接站和缓冲站中的另一者。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与对接站车道和缓冲站中的一个或多个相交叉。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与该对接站车道和该缓冲站中的一个或多个对齐。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该第一和第二预定的航点的一个或多个设置于对接站车道中的至少一个的开口处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该第一和第二预定的航点的至少一个设置于缓冲站中的至少一个的保持位置处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向连接储存通道且被设置成邻近每个被连接的通道的开口,其独立于最小的自动化引导的机器人转弯半径以及自动化引导的机器人轴距中的一个或多个。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该储存阵列系统进一步包括具有储存通道及对接站车道的储存阵列,其中该第一预定的航点邻近通道开口并与该通道开口对齐且该第二预定的航点邻近该对接站车道的开口并与该对接站车道的开口对齐,使得与该第一预定的航点相关联的该线性方向和与该第二预定的航点相关联的另一个线性方向之间的偏移独立于自动化引导的机器人尺寸。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,一种储存阵列系统包括
开放式不确定性运输表面;
沿着该运输表面被设置的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括限定线性方向的分布式特征,且其具有在该运输表面上的在该线性方向的第一定位处的第一预定的航点,且该部分具有第二预定的航点,其在与该线性方向成角度并与其交叉的方向上从该第一预定的航点偏移;及
自动化引导的机器人,其被布置来用非完整转向系统来横越该运输表面,自动化引导的机器人具有与其成为一体的控制器和机器人姿势确定系统,其使用传感器数据来检测该线性方向;
其中该控制器被配置成在该运输表面上生成连接该第一和第二预定的航点的其至少一部分是弯曲的大体上平滑的机器人横越路径,其在分叉点位置处从该线性方向分叉出去且具有最佳的轨迹,及其中该平滑的机器人横越路径的该弯曲的部分的该分叉点位置可以被该控制器沿着该线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的最佳的轨迹,及
该控制器被编程具有至少一组预定的轨迹,其限定连接在该平滑的机器人横越路径上的该第一预定的航点和该第二预定的航点的该最佳轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该至少一组预定的轨迹包含多于一个的预定的最佳轨迹,其被该控制器动态地组合以限定连接在该平滑的机器人横越路径上的该第一预定的航点和该第二预定的航点的该最佳轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该至少一组预定的轨迹的预定的轨迹中的至少一个限定在该平滑的机器人横越路径的平滑的弯曲的机器人路径部分上的最佳的未被参数化的轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,至少一个预定的轨迹限定平滑的弯曲的机器人路径部分,其从该线性方向平滑地分叉出机器人横越路径。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该控制器被配置成动态地从被编程于该控制器内的数个其它不同的预定的轨迹中选择至少一个预定的轨迹,其限定一带有最佳轨迹的平滑的弯曲路径,并用该被动态地选择的至少一个预定的轨迹来动态地生成一个或多个被动态地选择的预定的轨迹的至少一个被选择的组,其限定该平滑的机器人横越路径的带有连接该平滑的机器人横越路径上的第一和第二预定的航点的弯曲的部分。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,其它不同的预定的轨迹的每个限定一带有该自动化引导的机器人的最佳轨迹的不同的平滑的弯曲路径。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该控制器被配置成通过从被编程于该控制器中的数个其它预定的轨迹选择至少一个预定的轨迹来动态地生成该最佳的轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该至少一组预定的轨迹包含多于一个的预定的未被参数化的轨迹,其中的至少一个是最佳轨迹,其限定简单曲线或复合曲线机器人路径。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该至少一组预定的轨迹包含多于一个的预定的未被参数化的轨迹,其中的至少一个是限定弯曲的机器人路径的最佳轨迹且至少另一个是限定线性机器人路径的轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,在该至少一组预定的轨迹中的至少一个预定的轨迹的不同的预定的轨迹基于机器人的不同的有效负载并与其相对应。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,一种用于生成自动化引导的机器人轨迹的方法被提供。该方法包括
在储存阵列系统中提供开放式不确定性运输表面,其中该不确定性运输表面包括沿着该运输表面被设置的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括限定线性方向的分布式特征,且其具有在该运输表面上位于该线性方向的第一定位处的第一预定的航点,且该部分具有第二预定的航点,其在与该线性方向成角度并与其交叉的方向上从该第一航点偏移;
提供自动化引导的机器人,其被布置来用非完整的转向系统来横越该运输表面,其中该自动化引导的机器人包括与其成为一体的控制器和机器人姿势确定系统,其使用传感器数据来检测该线性方向;及
用该控制器来在该运输表面上生成连接该第一和第二预定的航点的其至少一部分是弯曲的大体上平滑的机器人横越路径,其在分叉点定位处从该线性引导线分叉出去且具有最佳的轨迹,及其中机器人横越路径的该弯曲的部分的该分叉点位置可以被该控制器沿着该线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的最佳的轨迹;
其中该控制器被编程而具有至少一组预定的轨迹,其限定连接在该平滑的机器人横越路径上的该第一预定的航点和该第二预定的航点的该最佳轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括用该控制器来动态地组合该至少一组预定的轨迹的多于一个的预定的最佳轨迹,用以限定连接在该平滑的机器人横越路径上的该第一预定的航点和该第二预定的航点的最佳轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该至少一组预定的轨迹的预定的轨迹中的至少一个限定在该平滑的机器人横越路径的一平滑的弯曲的机器人路径部分上的最佳的未被参数化的轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,至少一个预定的轨迹限定平滑的弯曲的机器人路径部分,其从该线性方向平滑地分叉出机器人横越路径。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括用该控制器从被编程于该控制器内的数个其它不同的预定的轨迹中动态地选择至少一个预定的轨迹,其限定一带有最佳轨迹的平滑的弯曲路径,并用该被动态地选择的至少一个预定的轨迹来动态地生成一个或多个被动态地选择的预定的轨迹的至少一个被选择的组,其限定该平滑的机器人横越路径的带有连接该平滑的机器人横越路径上的第一和第二预定的航点的该弯曲的部分。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,其它不同的预定的轨迹的每个限定一带有该自动化引导的机器人的最佳轨迹的不同的平滑的弯曲路径。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括通过从被编程于该控制器内的数个其它预定的轨迹中选择至少一个预定的轨迹来用该控制器动态地生成最佳轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该至少一组预定的轨迹包括多于一个预定的未被参数化的轨迹,其中的至少一个是最佳轨迹,其限定简单曲线或复合曲线机器人路径。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该至少一组预定的轨迹包括多于一个预定的未被参数化的轨迹,其中的至少一个是限定弯曲的机器人路径的最佳轨迹且至少另一个是限定线性机器人路径的轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,在该至少一组预定的轨迹中的至少一个预定的轨迹的不同的预定的轨迹基于机器人的不同的有效负载并与其相对应。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,一种用来在储存阵列系统中运输有效负载的方法被提供。该方法包括
提供开放式不确定性运输表面,其中导航阵列被设置成与该运输表面相连接且该导航阵列的至少一部分包括分布式特征,其限定沿着该开放式不确定性运输表面的线性方向,且其具有在该分布式特征的第一定位处的第一航点,且该部分具有第二航点,其沿着该分布式特征从该第一航点移位并且在与该线性方向成角度的方向上相对于该第一航点偏移;
提供自动化引导的机器人来在储存阵列系统中运输该有效负载且其被布置成用非完整转向系统来横越该运输表面,其中该自动化引导的机器人包括机器人姿势确定系统,其使用传感器数据来检测该分布式特征;及
用该自动化引导的机器人的控制器来在该运输表面上生成大体上平滑的弯曲的机器人横越路径,其用该自动化引导的机器人的基于机器人动态模型所确定的沿着该横越路径的预定的最佳轨迹来连接该第一航点和该第二航点。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该预定的最佳轨迹是相关于时间最佳的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该预定的最佳轨迹是未被参数化的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径被生成以便具有第一部分,其平滑地从由该分布式特征所限定的该线性方向分叉出来,以及第二部分,其平滑地并入到与该第二航点相关联的另一个线性方向上。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该线性方向和该另一个线性方向具有相对于该运输表面的共同的定向。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该线性方向和该另一个线性方向具有不同的定向,使得该另一个线性方向与该线性方向相交叉。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该第一和第二部分具有不同的曲率。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一航点处时的机器人姿势的机器人姿势确定系统的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该导航阵列的该分布式特征的另一个部分的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了能够确定机器人姿势的该导航阵列的该分布式特征的该部分的传感器范围。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一航点处时的机器人姿势的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的线性分布的导航阵列的该机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了用来限定该线性方向的该分布式特征的该部分的传感器范围,其中在当该第一航点处时,机器人姿势的确定依赖于该线性方向。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该分布式特征是未被编码的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该第二航点定位于限定另一个线性方向的另一个分布式特征上。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括用机器人姿势确定系统利用机器人轮子里程计来确定机器人姿势。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,第一及第二航点中的至少一个设置在由该导航阵列所限定的该线性方向与另一个线性方向的交叉点处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径绕过沿着该线性方向位于第一及第二航点之间的其它航点。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括用该控制器动态地选择横越路径的预定的最佳的轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该自动化引导的机器人包括驱动轮以及驱动器,其在该驱动轮处使用差动力矩来使该自动化引导的机器人转向。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个将储存通道彼此连接。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与储存通道相交叉。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与至少一个储存通道对齐。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该第一及第二航点中的一个或多个位于至少一个储存通道的开口处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个将储存通道连接至对接站车道和缓冲站中的一个或多个。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个将该对接站车道和缓冲站中的一个或多个中的一者连接至一个或多个对接站车道和缓冲站中的另一者。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与对接站车道和缓冲站中的一个或多个相交叉。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与对接站车道和缓冲站中的一个或多个对齐。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中第一和第二航点中的至少一个设置于对接站车道中的至少一个的开口处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中第一和第二航点中的至少一个设置于该缓冲站中的至少一个的保持位置处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向连接储存通道且被设置成邻近每个被连接的通道的开口,其与一最小的自动化引导的机器人转弯半径以及自动化引导的机器人轴距不相关。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供具有储存通道及对接站车道的储存阵列,其中该第一航点邻近通道开口并与该通道开口对齐且该第二航点邻近该对接站车道并与该对接站车道对齐,使得与该第一航点相关联的该线性方向和与该第二航点相关联的另一个线性方向之间的偏移独立于自动化引导的机器人尺寸。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,一种用来在储存阵列系统中运输有效负载的方法被提供。该方法包括
提供开放式不确定性运输表面,其具有沿着该开放式不确定性运输表面被设置的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括限定线性方向的分布式特征,且其具有在该开放式不确定性运输表面上的在该线性方向的一第一定位处的第一预定的航点,且该导航阵列的该部分具有第二预定的航点,其在与该线性方向成角度并与其交叉的方向上从该第一航点偏移;
提供自动化引导的机器人,其被布置来用一非完整的转向系统以及控制器来横越该开放式不确定性运输表面,该控制器具有机器人姿势确定系统,其被配置成取决于感测该分布式特征的机器人传感器数据来沿着该线性方向横越;及
用该控制器来生成连接该第一和第二预定的航点的大体上平滑的弯曲的机器人横越路径于该开放式不确定性运输表面上,其在分叉点定位处从该线性方向分叉出去且具有一时间最佳的轨迹,及其中该弯曲的机器人横越路径的该分叉点位置可以被该控制器沿着该线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的时间最佳的轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该第一预定的航点沿着该线性方向被设置且该第二预定的航点沿着与该线性方向相交叉的第二线性方向被设置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径在第二分叉点位置处分叉到第二线性方向上,该第二预定的航点位于该第二线性方向上,及其中该第二分叉点可以被该控制器沿着该二线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的时间最佳的轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来在位于该第一航点时确定机器人姿势的机器人姿势确定系统的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该导航阵列的另一个部分的该分布式特征的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了能够确定机器人姿势的该导航阵列的该分布式特征的该部分的传感器范围。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括基于该自动化引导的机器人的动态模型来确定该横越路径的该预定的最佳轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括用控制器动态地选择该横越路径的该预定的最佳轨迹。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该预定的时间最佳的轨迹是未被参数化的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该自动化引导的机器人包括驱动轮以及驱动器,其在该驱动轮处使用差动力矩来使该自动化引导的机器人转向。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个将储存通道彼此连接。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与储存通道相交叉。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与至少一个储存通道对齐。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该第一及第二预定的航点中的一个或多个位于至少一个储存通道的开口处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个将储存通道连接至对接站车道和缓冲站中的一个或多个。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个将该对接站车道和缓冲站中的一个或多个中的一者连接至一个或多个对接站车道和缓冲站中的另一者。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与对接站车道和缓冲站中的一个或多个相交叉。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个与该对接站车道和该缓冲站中的一个或多个对齐。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该第一和第二预定的航点的至少一个设置于对接站车道中的至少一个的开口处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该第一和第二预定的航点的至少一个设置于缓冲站中的至少一个的保持位置处。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向连接储存通道且被设置成邻近每个被连接的通道的开口,其独立于最小的自动化引导的机器人转弯半径以及自动化引导的机器人轴距中的一个或多个。
根据所公开的实施例的一个或多个方面,该方法进一步包括提供具有储存通道及对接站车道的储存阵列,其中该第一预定的航点邻近通道开口并与该通道开口对齐且该第二预定的航点邻近该对接站车道的开口并与该对接站车道的开口对齐,使得与该第一预定的航点相关联的该线性方向和与该第二预定的航点相关联的另一个线性方向之间的偏移独立于自动化引导的机器人尺寸。
应被理解的是,上文的描述只是对所公开的实施例的方面的例证。各种替换及修改可以由本领域技术人员想到而不偏离所公开的实施例的范围。因此,所公开的实施例的方面意图涵盖落入所附权利要求的范围中的所有替换方案、修改及变化。此外,事实上,在相互不同的从属或独立权利要求中记载的不同的特征并不指示这些特征的组合不能被有利地使用,此类组合仍在本发明的方面的范围之内。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种储存阵列系统,包括:
开放式不确定性运输表面;
被设置成与该开放式不确定性运输表面相连接的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括分布式特征,其限定沿着该开放式不确定性运输表面的线性方向,且其具有在该分布式特征的第一定位处的第一航点,且该部分具有第二航点,其沿着该分布式特征从该第一航点移位并且在与该线性方向成角度的方向上相对于该第一航点偏移;及
自动化引导的机器人,其被布置成用非完整转向系统来横越该开放式不确定性运输表面,该自动化引导的机器人具有机器人姿势确定系统,其使用传感器数据来检测该分布式特征;
其中该自动化引导的机器人包括控制器,其被配置成在该开放式不确定性运输表面上生成大体上平滑的弯曲的机器人横越路径,其用该自动化引导的机器人的基于机器人动态模型所确定的沿着该大体上平滑的弯曲的机器人横越路径的预定的最佳轨迹来连接该第一航点和该第二航点。
2.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该预定的最佳轨迹为相关于时间最佳的。
3.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该预定的最佳轨迹是未被参数化的。
4.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该横越路径具有第一部分,其平滑地从由该分布式特征所限定的该线性方向分叉出来,以及第二部分,其平滑地并入到与该第二航点相关联的另一个线性方向上。
5.根据权利要求4所述的储存阵列系统,其中该线性方向和该另一个线性方向具有相对于该开放式不确定性运输表面的共同的定向。
6.根据权利要求4所述的储存阵列系统,其中该线性方向和该另一个线性方向具有不同的定向,使得该另一个线性方向与该线性方向相交叉。
7.根据权利要求4所述的储存阵列系统,其中该第一和第二部分具有不同的曲率。
8.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一航点处时的机器人姿势的机器人姿势确定系统的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该导航阵列的分布式特征的另一部分的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了能够确定机器人姿势的该导航阵列的该分布式特征的该部分的传感器范围。
9.根据权利要求8所述的储存阵列系统,其中该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一航点处时的机器人姿势的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该线性分布的导航阵列的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了限定该线性方向的该分布式特征的该部分的传感器范围,其中在该第一航点时机器人姿势的确定依赖于该线性方向。
10.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该分布式特征是未编码的。
11.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该第二航点定位于限定另一个线性方向的另一个分布式特征上。
12.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中机器人姿势确定系统用机器人轮子里程计来确定机器人姿势。
13.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中第一及第二航点中的至少一个是设置在由该导航阵列所限定的该线性方向与另一个线性方向的交叉点处。
14.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该横越路径绕过沿着该线性方向位于第一及第二航点之间的其它航点。
15.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉。
16.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该横越路径的该预定的最佳的轨迹由控制器动态地选择。
17.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该自动化引导的机器人包括驱动轮以及驱动器,其在该驱动轮处使用差动力矩来使该自动化引导的机器人转向。
18.根据权利要求1所述的储存阵列系统,进一步包括:
具有储存通道的储存阵列;
其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一航点和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道彼此连接,
使储存通道交叉,及
与至少一个储存通道对齐。
19.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该储存阵列系统进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该第一和第二航点中的一个或多个位于至少一个储存通道的开口处。
20.根据权利要求1所述的储存阵列系统,进一步包括:
储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个;
其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一航点和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中一个或多个:
将储存通道连接至对接站车道和缓冲站中的一个或多个;
将该对接站驱动和缓冲站中的一个或多个中的一者连接至一个或多个对接站车道和缓冲站中的另一者;
与对接站车道和缓冲站中的一个或多个相交叉;
与对接站车道和缓冲站中的一个或多个对齐。
21.根据权利要求1所述的储存阵列系统,进一步包括:
储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中第一和第二航点中的至少一个进行如下中的一个或多个:
设置于对接站车道中的至少一个的开口处;
设置于该缓冲站中的至少一个的保持位置处。
22.根据权利要求1所述的储存阵列系统,进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向连接储存通道且被设置成邻近每个被连接的通道的开口,其独立于最小的自动化引导的机器人转弯半径以及自动化引导的机器人轴距中的一个或多个。
23.根据权利要求1所述的储存阵列系统,进一步包括具有储存通道及对接站车道的储存阵列,其中该第一航点邻近通道开口并与该通道开口对齐且该第二航点邻近该对接站车道的开口并与该对接站车道的开口对齐,使得与该第一航点相关联的该线性方向和与该第二航点相关联的另一个线性方向之间的偏移独立于自动化引导的机器人尺寸。
24.一种储存阵列系统,包括:
开放式不确定性运输表面;
沿着该开放式不确定性运输表面被设置的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括限定线性方向的分布式特征,且其具有在该开放式不确定性运输表面上的在该线性方向的一第一定位处的第一预定的航点,且该导航阵列的该部分具有第二预定的航点,其在与该线性方向成角度并与其交叉的方向上从该第一航点偏移;及
自动化引导的机器人,其被布置来用非完整的转向系统以及控制器来横越该开放式不确定性运输表面,该控制器具有机器人姿势确定系统,其被配置成取决于感测该分布式特征的机器人传感器数据来沿着该线性方向横越;
其中该控制器被配置成在该开放式不确定性运输表面上生成连接该第一和第二预定的航点的大体上平滑的弯曲的机器人横越路径,其在分叉点定位处从该线性方向分叉出去且具有预定的时间最佳的轨迹,及其中该弯曲的机器人横越路径的该分叉点位置可以被该控制器沿着该线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的时间最佳的轨迹。
25.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该第一预定的航点沿着该线性方向被设置且该第二预定的航点沿着与该线性方向相交叉的第二线性方向被设置。
26.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该横越路径在第二分叉点位置处分叉到第二线性方向上,该第二预定的航点位于该第二线性方向上,及其中该第二分叉点可以被该控制器沿着该第二线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的最佳的轨迹。
27.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一预定的航点处时的机器人姿势的机器人姿势确定系统的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该导航阵列的另一个线性方向的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了能够确定机器人姿势的该导航阵列的该线性方向的传感器范围。
28.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该横越路径的该预定的最佳轨迹基于该自动化引导的机器人的动态模型来确定。
29.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该横越路径的该预定的最佳轨迹由控制器动态地选择。
30.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该预定的时间最佳的轨迹是未被参数化的。
31.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该自动化引导的机器人包括驱动轮以及驱动器,其在该驱动轮处使用差动力矩来使该自动化引导的机器人转向。
32.根据权利要求24所述的储存阵列系统,进一步包括:
具有储存通道的储存阵列;
其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道彼此连接;
与储存通道相交叉;
与至少一个储存通道对齐。
33.根据权利要求24所述的储存阵列系统,进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该第一及第二预定的航点中的一个或多个位于至少一个储存通道的开口处。
34.根据权利要求24所述的储存阵列系统,进一步包括:
储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个;
其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道连接至对接站车道和缓冲站中的一个或多个;
将对接站驱动和缓冲站中的一个或多个中的一者连接至一个或多个对接站和缓冲站中的另一者;
与对接站车道和缓冲站中的一个或多个相交叉;
与该对接站车道和该缓冲站中的一个或多个对齐。
35.根据权利要求24所述的储存阵列系统,进一步包括:
储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该第一和第二预定的航点的一个或多个进行如下一个或多个:
设置于对接站车道中的至少一个的开口处;
设置于缓冲站中的至少一个的保持位置处。
36.根据权利要求24所述的储存阵列系统,进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向连接储存通道且被设置成邻近每个被连接的通道的开口,其独立于最小的自动化引导的机器人转弯半径以及自动化引导的机器人轴距中的一个或多个。
37.根据权利要求24所述的储存阵列系统,进一步包括具有储存通道及对接站车道的储存阵列,其中该第一预定的航点邻近通道开口并与该通道开口对齐且该第二预定的航点邻近该对接站车道的开口并与该对接站车道的开口对齐,使得与该第一预定的航点相关联的该线性方向和与该第二预定的航点相关联的另一个线性方向之间的偏移独立于自动化引导的机器人尺寸。
38.一种储存阵列系统,包括:
开放式不确定性运输表面;
沿着该开放式不确定性运输表面被设置的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括限定线性方向的分布式特征,且其具有在该开放式不确定性运输表面上的在该线性方向的第一定位处的第一预定的航点,且该部分具有第二预定的航点,其在与该线性方向成角度并与其交叉的方向上从该第一预定的航点偏移;及
自动化引导的机器人,其被布置来用非完整转向系统来横越该开放式不确定性运输表面,自动化引导的机器人具有与其成为一体的控制器和机器人姿势确定系统,其使用传感器数据来检测该线性方向;
其中该控制器被配置成在该开放式不确定性运输表面上生成连接该第一和第二预定的航点的其至少一部分是弯曲的大体上平滑的机器人横越路径,其在分叉点位置处从该线性方向分叉出去且具有最佳的轨迹,及其中该平滑的机器人横越路径的该弯曲的部分的该分叉点位置可以被该控制器沿着该线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的最佳的轨迹,及
该控制器被编程具有至少一组预定的轨迹,其限定连接在该平滑的机器人横越路径上的该第一预定的航点和该第二预定的航点的该最佳轨迹。
39.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中该至少一组预定的轨迹包含多于一个的预定的最佳轨迹,其被该控制器动态地组合以限定连接在该平滑的机器人横越路径上的该第一预定的航点和该第二预定的航点的该最佳轨迹。
40.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中该至少一组预定的轨迹的预定的轨迹中的至少一个限定在该平滑的机器人横越路径的平滑的弯曲的机器人路径部分上的最佳的未被参数化的轨迹。
41.根据权利要求40所述的储存阵列系统,其中至少一个预定的轨迹限定平滑的弯曲的机器人路径部分,其从该线性方向平滑地分叉出机器人横越路径。
42.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中该控制器被配置成动态地从被编程于该控制器内的数个其它不同的预定的轨迹中选择至少一个预定的轨迹,其限定一带有最佳轨迹的平滑的弯曲路径,并用该被动态地选择的至少一个预定的轨迹来动态地生成一个或多个被动态地选择的预定的轨迹的至少一个被选择的组,其限定该平滑的机器人横越路径的带有连接该平滑的机器人横越路径上的第一和第二预定的航点的弯曲的部分。
43.根据权利要求42所述的储存阵列系统,其中其它不同的预定的轨迹的每个限定一带有该自动化引导的机器人的最佳轨迹的不同的平滑的弯曲路径。
44.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中该控制器被配置成通过从被编程于该控制器中的数个其它预定的轨迹选择至少一个预定的轨迹来动态地生成该最佳的轨迹。
45.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中该至少一组预定的轨迹包含多于一个的预定的未被参数化的轨迹,其中的至少一个是最佳轨迹,其限定简单曲线或复合曲线机器人路径。
46.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中该至少一组预定的轨迹包含多于一个的预定的未被参数化的轨迹,其中的至少一个是限定弯曲的机器人路径的最佳轨迹且至少另一个是限定线性机器人路径的轨迹。
47.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中在该至少一组预定的轨迹中的至少一个预定的轨迹的不同的预定的轨迹基于机器人的不同的有效负载并与其相对应。
48.一种用于生成自动化引导的机器人轨迹的方法,该方法包括:
在储存阵列系统中提供开放式不确定性运输表面,其中该开放式不确定性运输表面包括沿着该开放式不确定性运输表面被设置的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括限定线性方向的分布式特征,且其具有在该开放式不确定性运输表面上位于该线性方向的第一定位处的第一预定的航点,且该部分具有第二预定的航点,其在与该线性方向成角度并与其交叉的方向上从该第一航点偏移;
提供自动化引导的机器人,其被布置来用非完整的转向系统来横越该开放式不确定性运输表面,其中该自动化引导的机器人包括与其成为一体的控制器和机器人姿势确定系统,其使用传感器数据来检测该线性方向;及
用该控制器来在该开放式不确定性运输表面上生成连接该第一和第二预定的航点的其至少一部分是弯曲的大体上平滑的机器人横越路径,其在分叉点定位处从该线性引导线分叉出去且具有最佳的轨迹,及其中机器人横越路径的该弯曲的部分的该分叉点位置可以被该控制器沿着该线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的最佳的轨迹;
其中该控制器被编程而具有至少一组预定的轨迹,其限定连接在该平滑的机器人横越路径上的该第一预定的航点和该第二预定的航点的该最佳轨迹。
49.根据权利要求48所述的方法,进一步包括用该控制器来动态地组合该至少一组预定的轨迹的多于一个的预定的最佳轨迹,用以限定连接在该平滑的机器人横越路径上的该第一预定的航点和该第二预定的航点的最佳轨迹。
50.根据权利要求48所述的方法,其中该至少一组预定的轨迹的预定的轨迹中的至少一个限定在该平滑的机器人横越路径的一平滑的弯曲的机器人路径部分上的最佳的未被参数化的轨迹。
51.根据权利要求50所述的方法,其中至少一个预定的轨迹限定平滑的弯曲的机器人路径部分,其从该线性方向平滑地分叉出机器人横越路径。
52.根据权利要求48所述的方法,进一步包括用该控制器从被编程于该控制器内的数个其它不同的预定的轨迹中动态地选择至少一个预定的轨迹,其限定一带有最佳轨迹的平滑的弯曲路径,并用该被动态地选择的至少一个预定的轨迹来动态地生成一个或多个被动态地选择的预定的轨迹的至少一个被选择的组,其限定该平滑的机器人横越路径的带有连接该平滑的机器人横越路径上的第一和第二预定的航点的该弯曲的部分。
53.根据权利要求52所述的方法,其中其它不同的预定的轨迹的每个限定一带有该自动化引导的机器人的最佳轨迹的不同的平滑的弯曲路径。
54.根据权利要求48所述的方法,进一步包括通过从被编程于该控制器内的数个其它预定的轨迹中选择至少一个预定的轨迹来用该控制器动态地生成最佳轨迹。
55.根据权利要求48所述的方法,其中该至少一组预定的轨迹包括多于一个预定的未被参数化的轨迹,其中的至少一个是最佳轨迹,其限定简单曲线或复合曲线机器人路径。
56.根据权利要求48所述的方法,其中该至少一组预定的轨迹包括多于一个预定的未被参数化的轨迹,其中的至少一个是限定弯曲的机器人路径的最佳轨迹且至少另一个是限定线性机器人路径的轨迹。
57.根据权利要求48所述的方法,其中在该至少一组预定的轨迹中的至少一个预定的轨迹的不同的预定的轨迹基于机器人的不同的有效负载并与其相对应。
58.一种用来在储存阵列系统中运输有效负载的方法,该方法包括:
提供开放式不确定性运输表面,其中导航阵列被设置成与该开放式不确定性运输表面相连接且该导航阵列的至少一部分包括分布式特征,其限定沿着该开放式不确定性运输表面的线性方向,且其具有在该分布式特征的第一定位处的第一航点,且该部分具有第二航点,其沿着该分布式特征从该第一航点移位并且在与该线性方向成角度的方向上相对于该第一航点偏移;
提供自动化引导的机器人来在储存阵列系统中运输该有效负载且其被布置成用非完整转向系统来横越该开放式不确定性运输表面,其中该自动化引导的机器人包括机器人姿势确定系统,其使用传感器数据来检测该分布式特征;及
用该自动化引导的机器人的控制器来在该开放式不确定性运输表面上生成大体上平滑的弯曲的机器人横越路径,其用该自动化引导的机器人的基于机器人动态模型所确定的沿着该横越路径的预定的最佳轨迹来连接该第一航点和该第二航点。
59.根据权利要求58所述的方法,其中该预定的最佳轨迹是相关于时间最佳的。
60.根据权利要求58所述的方法,其中该预定的最佳轨迹是未被参数化的。
61.根据权利要求58所述的方法,其中该横越路径被生成以便具有第一部分,其平滑地从由该分布式特征所限定的该线性方向分叉出来,以及第二部分,其平滑地并入到与该第二航点相关联的另一个线性方向上。
62.根据权利要求61所述的方法,其中该线性方向和该另一个线性方向具有相对于该开放式不确定性运输表面的共同的定向。
63.根据权利要求58所述的方法,其中该线性方向和该另一个线性方向具有不同的定向,使得该另一个线性方向与该线性方向相交叉。
64.根据权利要求58所述的方法,其中该第一和第二部分具有不同的曲率。
65.根据权利要求58所述的方法,其中该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一航点处时的机器人姿势的机器人姿势确定系统的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该导航阵列的该分布式特征的另一个部分的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了能够确定机器人姿势的该导航阵列的该分布式特征的该部分的传感器范围。
66.根据权利要求65所述的方法,其中该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一航点处时的机器人姿势的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的线性分布的导航阵列的该机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了用来限定该线性方向的该分布式特征的该部分的传感器范围,其中在当该第一航点处时,机器人姿势的确定依赖于该线性方向。
67.根据权利要求58所述的方法,其中该分布式特征是未被编码的。
68.根据权利要求58所述的方法,其中该第二航点定位于限定另一个线性方向的另一个分布式特征上。
69.根据权利要求58所述的方法,进一步包括用机器人姿势确定系统利用机器人轮子里程计来确定机器人姿势。
70.根据权利要求58所述的方法,其中第一及第二航点中的至少一个设置在由该导航阵列所限定的该线性方向与另一个线性方向的交叉点处。
71.根据权利要求58所述的方法,其中该横越路径绕过沿着该线性方向位于第一及第二航点之间的其它航点。
72.根据权利要求58所述的方法,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉。
73.根据权利要求58所述的方法,进一步包括用该控制器动态地选择横越路径的预定的最佳的轨迹。
74.根据权利要求58所述的方法,其中该自动化引导的机器人包括驱动轮以及驱动器,其在该驱动轮处使用差动力矩来使该自动化引导的机器人转向。
75.根据权利要求58所述的方法,进一步包括:
提供具有储存通道的储存阵列;
其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道彼此连接;
与储存通道相交叉;
与至少一个储存通道对齐。
76.根据权利要求58所述的方法,进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该第一及第二航点中的一个或多个位于至少一个储存通道的开口处。
77.根据权利要求58所述的方法,进一步包括:
提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,
其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道连接至对接站车道和缓冲站中的一个或多个;
将该对接站车道和缓冲站中的一个或多个中的一者连接至一个或多个对接站车道和缓冲站中的另一者;
与对接站车道和缓冲站中的一个或多个相交叉;
与对接站车道和缓冲站中的一个或多个对齐。
78.根据权利要求58所述的方法,进一步包括:
提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中第一和第二航点中的至少一个进行如下中的一个或多个:
设置于对接站车道中的至少一个的开口处;
设置于该缓冲站中的至少一个的保持位置处。
79.根据权利要求58所述的方法,进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向连接储存通道且被设置成邻近每个被连接的通道的开口,其与一最小的自动化引导的机器人转弯半径以及自动化引导的机器人轴距不相关。
80.根据权利要求58所述的方法,进一步包括提供具有储存通道及对接站车道的储存阵列,其中该第一航点邻近通道开口并与该通道开口对齐且该第二航点邻近该对接站车道并与该对接站车道对齐,使得与该第一航点相关联的该线性方向和与该第二航点相关联的另一个线性方向之间的偏移独立于自动化引导的机器人尺寸。
81.一种用来在储存阵列系统中运输有效负载的方法,该方法包括:
提供开放式不确定性运输表面,其具有沿着该开放式不确定性运输表面被设置的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括限定线性方向的分布式特征,且其具有在该开放式不确定性运输表面上的在该线性方向的一第一定位处的第一预定的航点,且该导航阵列的该部分具有第二预定的航点,其在与该线性方向成角度并与其交叉的方向上从该第一航点偏移;
提供自动化引导的机器人,其被布置来用一非完整的转向系统以及控制器来横越该开放式不确定性运输表面,该控制器具有机器人姿势确定系统,其被配置成取决于感测该分布式特征的机器人传感器数据来沿着该线性方向横越;及
用该控制器来生成连接该第一和第二预定的航点的大体上平滑的弯曲的机器人横越路径于该开放式不确定性运输表面上,其在分叉点定位处从该线性方向分叉出去且具有一时间最佳的轨迹,及其中该弯曲的机器人横越路径的该分叉点位置可以被该控制器沿着该线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的时间最佳的轨迹。
82.根据权利要求81所述的方法,其中该第一预定的航点沿着该线性方向被设置且该第二预定的航点沿着与该线性方向相交叉的第二线性方向被设置。
83.根据权利要求81所述的方法,其中该横越路径在第二分叉点位置处分叉到第二线性方向上,该第二预定的航点位于该第二线性方向上,及其中该第二分叉点可以被该控制器沿着该二线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的时间最佳的轨迹。
84.根据权利要求81所述的方法,其中该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来在位于该第一航点时确定机器人姿势的机器人姿势确定系统的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该导航阵列的另一个部分的该分布式特征的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了能够确定机器人姿势的该导航阵列的该分布式特征的该部分的传感器范围。
85.根据权利要求81所述的方法,进一步包括基于该自动化引导的机器人的动态模型来确定该横越路径的该预定的最佳轨迹。
86.根据权利要求81所述的方法,进一步包括用控制器动态地选择该横越路径的该预定的最佳轨迹。
87.根据权利要求81所述的方法,其中该预定的时间最佳的轨迹是未被参数化的。
88.根据权利要求81所述的方法,其中该自动化引导的机器人包括驱动轮以及驱动器,其在该驱动轮处使用差动力矩来使该自动化引导的机器人转向。
89.根据权利要求81所述的方法,进一步包括:
提供具有储存通道的储存阵列;
其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道彼此连接;
与储存通道相交叉;
与至少一个储存通道对齐。
90.根据权利要求81所述的方法,进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该第一及第二预定的航点中的一个或多个位于至少一个储存通道的开口处。
91.根据权利要求81所述的方法,进一步包括:
提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,
其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道连接至对接站车道和缓冲站中的一个或多个;
将该对接站车道和缓冲站中的一个或多个中的一者连接至一个或多个对接站车道和缓冲站中的另一者;
与对接站车道和缓冲站中的一个或多个相交叉;
与该对接站车道和该缓冲站中的一个或多个对齐。
92.根据权利要求81所述的方法,进一步包括:
提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,
其中第一和第二预定航点中的至少一个进行如下一个或多个:
设置于对接站车道中的至少一个的开口处;
设置于缓冲站中的至少一个的保持位置处。
93.根据权利要求81所述的方法,进一步包括:
提供具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向连接储存通道且被设置成邻近每个被连接的通道的开口,其独立于最小的自动化引导的机器人转弯半径以及自动化引导的机器人轴距中的一个或多个。
94.根据权利要求81所述的方法,进一步包括提供具有储存通道及对接站车道的储存阵列,其中该第一预定的航点邻近通道开口并与该通道开口对齐且该第二预定的航点邻近该对接站车道的开口并与该对接站车道的开口对齐,使得与该第一预定的航点相关联的该线性方向和与该第二预定的航点相关联的另一个线性方向之间的偏移独立于自动化引导的。
Claims (94)
1.一种储存阵列系统,包括:
开放式不确定性运输表面;
被设置成与该运输表面相连接的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括分布式特征,其限定沿着该开放式不确定性运输表面的线性方向,且其具有在该分布式特征的第一定位处的第一航点,且该部分具有第二航点,其沿着该分布式特征从该第一航点移位并且在与该线性方向成角度的方向上相对于该第一航点偏移;及
自动化引导的机器人,其被布置成用非完整转向系统来横越该运输表面,该自动化引导的机器人具有机器人姿势确定系统,其使用传感器数据来检测该分布式特征;
其中该自动化引导的机器人包括控制器,其被配置成在该运输表面上生成大体上平滑的弯曲的机器人横越路径,其用该自动化引导的机器人的基于机器人动态模型所确定的沿着该横越路径的预定的最佳轨迹来连接该第一航点和该第二航点。
2.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该预定的最佳轨迹为相关于时间最佳的。
3.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该预定的最佳轨迹是未被参数化的。
4.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该横越路径具有第一部分,其平滑地从由该分布式特征所限定的该线性方向分叉出来,以及第二部分,其平滑地并入到与该第二航点相关联的另一个线性方向上。
5.根据权利要求4所述的储存阵列系统,其中该线性方向和该另一个线性方向具有相对于该运输表面的共同的定向。
6.根据权利要求4所述的储存阵列系统,其中该线性方向和该另一个线性方向具有不同的定向,使得该另一个线性方向与该线性方向相交叉。
7.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该第一和第二部分具有不同的曲率。
8.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一航点处时的机器人姿势的机器人姿势确定系统的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该导航阵列的分布式特征的另一部分的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了能够确定机器人姿势的该导航阵列的该分布式特征的该部分的传感器范围。
9.根据权利要求8所述的储存阵列系统,其中该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一航点处时的机器人姿势的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该线性分布的导航阵列的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了限定该线性方向的该分布式特征的该部分的传感器范围,其中在该第一航点时机器人姿势的确定依赖于该线性方向。
10.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该分布式特征是未编码的。
11.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该第二航点定位于限定另一个线性方向的另一个分布式特征上。
12.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中机器人姿势确定系统用机器人轮子里程计来确定机器人姿势。
13.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中第一及第二航点中的至少一个是设置在由该导航阵列所限定的该线性方向与另一个线性方向的交叉点处。
14.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该横越路径绕过沿着该线性方向位于第一及第二航点之间的其它航点。
15.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉。
16.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该横越路径的该预定的最佳的轨迹由控制器动态地选择。
17.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该自动化引导的机器人包括驱动轮以及驱动器,其在该驱动轮处使用差动力矩来使该自动化引导的机器人转向。
18.根据权利要求1所述的储存阵列系统,进一步包括:
具有储存通道的储存阵列;
其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一航点和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道彼此连接,
使储存通道交叉,及
与至少一个储存通道对齐。
19.根据权利要求1所述的储存阵列系统,其中该储存阵列系统进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该第一和第二航点中的一个或多个位于至少一个储存通道的开口处。
20.根据权利要求1所述的储存阵列系统,进一步包括:
储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个;
其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一航点和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中一个或多个:
将储存通道连接至对接站车道和缓冲站中的一个或多个;
将该对接站驱动和缓冲站中的一个或多个中的一者连接至一个或多个对接站车道和缓冲站中的另一者;
与对接站车道和缓冲站中的一个或多个相交叉;
与对接站车道和缓冲站中的一个或多个对齐。
21.根据权利要求1所述的储存阵列系统,进一步包括:
储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中第一和第二航点中的至少一个进行如下中的一个或多个:
设置于对接站车道中的至少一个的开口处;
设置于该缓冲站中的至少一个的保持位置处。
22.根据权利要求1所述的储存阵列系统,进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向连接储存通道且被设置成邻近每个被连接的通道的开口,其独立于最小的自动化引导的机器人转弯半径以及自动化引导的机器人轴距中的一个或多个。
23.根据权利要求1所述的储存阵列系统,进一步包括具有储存通道及对接站车道的储存阵列,其中该第一航点邻近通道开口并与该通道开口对齐且该第二航点邻近该对接站车道的开口并与该对接站车道的开口对齐,使得与该第一航点相关联的该线性方向和与该第二航点相关联的另一个线性方向之间的偏移独立于自动化引导的机器人尺寸。
24.一种储存阵列系统,包括:
开放式不确定性运输表面;
沿着该开放式不确定性运输表面被设置的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括限定线性方向的分布式特征,且其具有在该开放式不确定性运输表面上的在该线性方向的一第一定位处的第一预定的航点,且该导航阵列的该部分具有第二预定的航点,其在与该线性方向成角度并与其交叉的方向上从该第一航点偏移;及
自动化引导的机器人,其被布置来用非完整的转向系统以及控制器来横越该开放式不确定性运输表面,该控制器具有机器人姿势确定系统,其被配置成取决于感测该分布式特征的机器人传感器数据来沿着该线性方向横越;
其中该控制器被配置成在该开放式不确定性运输表面上生成连接该第一和第二预定的航点的大体上平滑的弯曲的机器人横越路径,其在分叉点定位处从该线性方向分叉出去且具有预定的时间最佳的轨迹,及其中该弯曲的机器人横越路径的该分叉点位置可以被该控制器沿着该线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的时间最佳的轨迹。
25.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该第一预定的航点沿着该线性方向被设置且该第二预定的航点沿着与该线性方向相交叉的第二线性方向被设置。
26.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该横越路径在第二分叉点位置处分叉到第二线性方向上,该第二预定的航点位于该第二线性方向上,及其中该第二分叉点可以被该控制器沿着该第二线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的最佳的轨迹。
27.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一预定的航点处时的机器人姿势的机器人姿势确定系统的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该导航阵列的另一个线性方向的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了能够确定机器人姿势的该导航阵列的该线性方向的传感器范围。
28.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该横越路径的该预定的最佳轨迹基于该自动化引导的机器人的动态模型来确定。
29.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该横越路径的该预定的最佳轨迹由控制器动态地选择。
30.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该预定的时间最佳的轨迹是未被参数化的。
31.根据权利要求24所述的储存阵列系统,其中该自动化引导的机器人包括驱动轮以及驱动器,其在该驱动轮处使用差动力矩来使该自动化引导的机器人转向。
32.根据权利要求24所述的储存阵列系统,进一步包括:
具有储存通道的储存阵列;
其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道彼此连接;
与储存通道相交叉;
与至少一个储存通道对齐。
33.根据权利要求24所述的储存阵列系统,进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该第一及第二预定的航点中的一个或多个位于至少一个储存通道的开口处。
34.根据权利要求24所述的储存阵列系统,进一步包括:
储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个;
其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道连接至对接站车道和缓冲站中的一个或多个;
将对接站驱动和缓冲站中的一个或多个中的一者连接至一个或多个对接站和缓冲站中的另一者;
与对接站车道和缓冲站中的一个或多个相交叉;
与该对接站车道和该缓冲站中的一个或多个对齐。
35.根据权利要求24所述的储存阵列系统,进一步包括:
储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中该第一和第二预定的航点的一个或多个进行如下一个或多个:
设置于对接站车道中的至少一个的开口处;
设置于缓冲站中的至少一个的保持位置处。
36.根据权利要求24所述的储存阵列系统,进一步包括具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向连接储存通道且被设置成邻近每个被连接的通道的开口,其独立于最小的自动化引导的机器人转弯半径以及自动化引导的机器人轴距中的一个或多个。
37.根据权利要求24所述的储存阵列系统,进一步包括具有储存通道及对接站车道的储存阵列,其中该第一预定的航点邻近通道开口并与该通道开口对齐且该第二预定的航点邻近该对接站车道的开口并与该对接站车道的开口对齐,使得与该第一预定的航点相关联的该线性方向和与该第二预定的航点相关联的另一个线性方向之间的偏移独立于自动化引导的机器人尺寸。
38.一种储存阵列系统,包括:
开放式不确定性运输表面;
沿着该运输表面被设置的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括限定线性方向的分布式特征,且其具有在该运输表面上的在该线性方向的第一定位处的第一预定的航点,且该部分具有第二预定的航点,其在与该线性方向成角度并与其交叉的方向上从该第一预定的航点偏移;及
自动化引导的机器人,其被布置来用非完整转向系统来横越该运输表面,自动化引导的机器人具有与其成为一体的控制器和机器人姿势确定系统,其使用传感器数据来检测该线性方向;
其中该控制器被配置成在该运输表面上生成连接该第一和第二预定的航点的其至少一部分是弯曲的大体上平滑的机器人横越路径,其在分叉点位置处从该线性方向分叉出去且具有最佳的轨迹,及其中该平滑的机器人横越路径的该弯曲的部分的该分叉点位置可以被该控制器沿着该线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的最佳的轨迹,及
该控制器被编程具有至少一组预定的轨迹,其限定连接在该平滑的机器人横越路径上的该第一预定的航点和该第二预定的航点的该最佳轨迹。
39.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中该至少一组预定的轨迹包含多于一个的预定的最佳轨迹,其被该控制器动态地组合以限定连接在该平滑的机器人横越路径上的该第一预定的航点和该第二预定的航点的该最佳轨迹。
40.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中该至少一组预定的轨迹的预定的轨迹中的至少一个限定在该平滑的机器人横越路径的平滑的弯曲的机器人路径部分上的最佳的未被参数化的轨迹。
41.根据权利要求40所述的储存阵列系统,其中至少一个预定的轨迹限定平滑的弯曲的机器人路径部分,其从该线性方向平滑地分叉出机器人横越路径。
42.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中该控制器被配置成动态地从被编程于该控制器内的数个其它不同的预定的轨迹中选择至少一个预定的轨迹,其限定一带有最佳轨迹的平滑的弯曲路径,并用该被动态地选择的至少一个预定的轨迹来动态地生成一个或多个被动态地选择的预定的轨迹的至少一个被选择的组,其限定该平滑的机器人横越路径的带有连接该平滑的机器人横越路径上的第一和第二预定的航点的弯曲的部分。
43.根据权利要求42所述的储存阵列系统,其中其它不同的预定的轨迹的每个限定一带有该自动化引导的机器人的最佳轨迹的不同的平滑的弯曲路径。
44.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中该控制器被配置成通过从被编程于该控制器中的数个其它预定的轨迹选择至少一个预定的轨迹来动态地生成该最佳的轨迹。
45.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中该至少一组预定的轨迹包含多于一个的预定的未被参数化的轨迹,其中的至少一个是最佳轨迹,其限定简单曲线或复合曲线机器人路径。
46.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中该至少一组预定的轨迹包含多于一个的预定的未被参数化的轨迹,其中的至少一个是限定弯曲的机器人路径的最佳轨迹且至少另一个是限定线性机器人路径的轨迹。
47.根据权利要求38所述的储存阵列系统,其中在该至少一组预定的轨迹中的至少一个预定的轨迹的不同的预定的轨迹基于机器人的不同的有效负载并与其相对应。
48.一种用于生成自动化引导的机器人轨迹的方法,该方法包括:
在储存阵列系统中提供开放式不确定性运输表面,其中该不确定性运输表面包括沿着该运输表面被设置的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括限定线性方向的分布式特征,且其具有在该运输表面上位于该线性方向的第一定位处的第一预定的航点,且该部分具有第二预定的航点,其在与该线性方向成角度并与其交叉的方向上从该第一航点偏移;
提供自动化引导的机器人,其被布置来用非完整的转向系统来横越该运输表面,其中该自动化引导的机器人包括与其成为一体的控制器和机器人姿势确定系统,其使用传感器数据来检测该线性方向;及
用该控制器来在该运输表面上生成连接该第一和第二预定的航点的其至少一部分是弯曲的大体上平滑的机器人横越路径,其在分叉点定位处从该线性引导线分叉出去且具有最佳的轨迹,及其中机器人横越路径的该弯曲的部分的该分叉点位置可以被该控制器沿着该线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的最佳的轨迹;
其中该控制器被编程而具有至少一组预定的轨迹,其限定连接在该平滑的机器人横越路径上的该第一预定的航点和该第二预定的航点的该最佳轨迹。
49.根据权利要求48所述的方法,进一步包括用该控制器来动态地组合该至少一组预定的轨迹的多于一个的预定的最佳轨迹,用以限定连接在该平滑的机器人横越路径上的该第一预定的航点和该第二预定的航点的最佳轨迹。
50.根据权利要求48所述的方法,其中该至少一组预定的轨迹的预定的轨迹中的至少一个限定在该平滑的机器人横越路径的一平滑的弯曲的机器人路径部分上的最佳的未被参数化的轨迹。
51.根据权利要求50所述的方法,其中至少一个预定的轨迹限定平滑的弯曲的机器人路径部分,其从该线性方向平滑地分叉出机器人横越路径。
52.根据权利要求48所述的方法,进一步包括用该控制器从被编程于该控制器内的数个其它不同的预定的轨迹中动态地选择至少一个预定的轨迹,其限定一带有最佳轨迹的平滑的弯曲路径,并用该被动态地选择的至少一个预定的轨迹来动态地生成一个或多个被动态地选择的预定的轨迹的至少一个被选择的组,其限定该平滑的机器人横越路径的带有连接该平滑的机器人横越路径上的第一和第二预定的航点的该弯曲的部分。
53.根据权利要求52所述的方法,其中其它不同的预定的轨迹的每个限定一带有该自动化引导的机器人的最佳轨迹的不同的平滑的弯曲路径。
54.根据权利要求48所述的方法,进一步包括通过从被编程于该控制器内的数个其它预定的轨迹中选择至少一个预定的轨迹来用该控制器动态地生成最佳轨迹。
55.根据权利要求48所述的方法,其中该至少一组预定的轨迹包括多于一个预定的未被参数化的轨迹,其中的至少一个是最佳轨迹,其限定简单曲线或复合曲线机器人路径。
56.根据权利要求48所述的方法,其中该至少一组预定的轨迹包括多于一个预定的未被参数化的轨迹,其中的至少一个是限定弯曲的机器人路径的最佳轨迹且至少另一个是限定线性机器人路径的轨迹。
57.根据权利要求48所述的方法,其中在该至少一组预定的轨迹中的至少一个预定的轨迹的不同的预定的轨迹基于机器人的不同的有效负载并与其相对应。
58.一种用来在储存阵列系统中运输有效负载的方法,该方法包括:
提供开放式不确定性运输表面,其中导航阵列被设置成与该运输表面相连接且该导航阵列的至少一部分包括分布式特征,其限定沿着该开放式不确定性运输表面的线性方向,且其具有在该分布式特征的第一定位处的第一航点,且该部分具有第二航点,其沿着该分布式特征从该第一航点移位并且在与该线性方向成角度的方向上相对于该第一航点偏移;
提供自动化引导的机器人来在储存阵列系统中运输该有效负载且其被布置成用非完整转向系统来横越该运输表面,其中该自动化引导的机器人包括机器人姿势确定系统,其使用传感器数据来检测该分布式特征;及
用该自动化引导的机器人的控制器来在该运输表面上生成大体上平滑的弯曲的机器人横越路径,其用该自动化引导的机器人的基于机器人动态模型所确定的沿着该横越路径的预定的最佳轨迹来连接该第一航点和该第二航点。
59.根据权利要求58所述的方法,其中该预定的最佳轨迹是相关于时间最佳的。
60.根据权利要求58所述的方法,其中该预定的最佳轨迹是未被参数化的。
61.根据权利要求58所述的方法,其中该横越路径被生成以便具有第一部分,其平滑地从由该分布式特征所限定的该线性方向分叉出来,以及第二部分,其平滑地并入到与该第二航点相关联的另一个线性方向上。
62.根据权利要求61所述的方法,其中该线性方向和该另一个线性方向具有相对于该运输表面的共同的定向。
63.根据权利要求58所述的方法,其中该线性方向和该另一个线性方向具有不同的定向,使得该另一个线性方向与该线性方向相交叉。
64.根据权利要求58所述的方法,其中该第一和第二部分具有不同的曲率。
65.根据权利要求58所述的方法,其中该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一航点处时的机器人姿势的机器人姿势确定系统的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该导航阵列的该分布式特征的另一个部分的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了能够确定机器人姿势的该导航阵列的该分布式特征的该部分的传感器范围。
66.根据权利要求65所述的方法,其中该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来确定在该第一航点处时的机器人姿势的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的线性分布的导航阵列的该机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了用来限定该线性方向的该分布式特征的该部分的传感器范围,其中在当该第一航点处时,机器人姿势的确定依赖于该线性方向。
67.根据权利要求58所述的方法,其中该分布式特征是未被编码的。
68.根据权利要求58所述的方法,其中该第二航点定位于限定另一个线性方向的另一个分布式特征上。
69.根据权利要求58所述的方法,进一步包括用机器人姿势确定系统利用机器人轮子里程计来确定机器人姿势。
70.根据权利要求58所述的方法,其中第一及第二航点中的至少一个设置在由该导航阵列所限定的该线性方向与另一个线性方向的交叉点处。
71.根据权利要求58所述的方法,其中该横越路径绕过沿着该线性方向位于第一及第二航点之间的其它航点。
72.根据权利要求58所述的方法,其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉。
73.根据权利要求58所述的方法,进一步包括用该控制器动态地选择横越路径的预定的最佳的轨迹。
74.根据权利要求58所述的方法,其中该自动化引导的机器人包括驱动轮以及驱动器,其在该驱动轮处使用差动力矩来使该自动化引导的机器人转向。
75.根据权利要求58所述的方法,进一步包括:
提供具有储存通道的储存阵列;
其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道彼此连接;
与储存通道相交叉;
与至少一个储存通道对齐。
76.根据权利要求58所述的方法,进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该第一及第二航点中的一个或多个位于至少一个储存通道的开口处。
77.根据权利要求58所述的方法,进一步包括:
提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,
其中该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一和第二航点之间的另一个线性方向的另一个分布式特征相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道连接至对接站车道和缓冲站中的一个或多个;
将该对接站车道和缓冲站中的一个或多个中的一者连接至一个或多个对接站车道和缓冲站中的另一者;
与对接站车道和缓冲站中的一个或多个相交叉;
与对接站车道和缓冲站中的一个或多个对齐。
78.根据权利要求58所述的方法,进一步包括:
提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,其中第一和第二航点中的至少一个进行如下中的一个或多个:
设置于对接站车道中的至少一个的开口处;
设置于该缓冲站中的至少一个的保持位置处。
79.根据权利要求58所述的方法,进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向连接储存通道且被设置成邻近每个被连接的通道的开口,其与一最小的自动化引导的机器人转弯半径以及自动化引导的机器人轴距不相关。
80.根据权利要求58所述的方法,进一步包括提供具有储存通道及对接站车道的储存阵列,其中该第一航点邻近通道开口并与该通道开口对齐且该第二航点邻近该对接站车道并与该对接站车道对齐,使得与该第一航点相关联的该线性方向和与该第二航点相关联的另一个线性方向之间的偏移独立于自动化引导的机器人尺寸。
81.一种用来在储存阵列系统中运输有效负载的方法,该方法包括:
提供开放式不确定性运输表面,其具有沿着该开放式不确定性运输表面被设置的导航阵列,该导航阵列的至少一部分包括限定线性方向的分布式特征,且其具有在该开放式不确定性运输表面上的在该线性方向的一第一定位处的第一预定的航点,且该导航阵列的该部分具有第二预定的航点,其在与该线性方向成角度并与其交叉的方向上从该第一航点偏移;
提供自动化引导的机器人,其被布置来用一非完整的转向系统以及控制器来横越该开放式不确定性运输表面,该控制器具有机器人姿势确定系统,其被配置成取决于感测该分布式特征的机器人传感器数据来沿着该线性方向横越;及
用该控制器来生成连接该第一和第二预定的航点的大体上平滑的弯曲的机器人横越路径于该开放式不确定性运输表面上,其在分叉点定位处从该线性方向分叉出去且具有一时间最佳的轨迹,及其中该弯曲的机器人横越路径的该分叉点位置可以被该控制器沿着该线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的时间最佳的轨迹。
82.根据权利要求81所述的方法,其中该第一预定的航点沿着该线性方向被设置且该第二预定的航点沿着与该线性方向相交叉的第二线性方向被设置。
83.根据权利要求81所述的方法,其中该横越路径在第二分叉点位置处分叉到第二线性方向上,该第二预定的航点位于该第二线性方向上,及其中该第二分叉点可以被该控制器沿着该二线性方向自由地选择以实现从该第一预定的航点到该第二预定的航点的时间最佳的轨迹。
84.根据权利要求81所述的方法,其中该横越路径的至少一部分被设置成使得当该自动化引导的机器人行进在该横越路径上时,用来在位于该第一航点时确定机器人姿势的机器人姿势确定系统的机器人姿势传感器在从能够确定机器人姿势的该导航阵列的另一个部分的该分布式特征的机器人姿势传感器获得新的传感器数据之前就离开了能够确定机器人姿势的该导航阵列的该分布式特征的该部分的传感器范围。
85.根据权利要求81所述的方法,进一步包括基于该自动化引导的机器人的动态模型来确定该横越路径的该预定的最佳轨迹。
86.根据权利要求81所述的方法,进一步包括用控制器动态地选择该横越路径的该预定的最佳轨迹。
87.根据所公开的实施例的一个或多个方面,该预定的时间最佳的轨迹是未被参数化的。
88.根据权利要求81所述的方法,其中该自动化引导的机器人包括驱动轮以及驱动器,其在该驱动轮处使用差动力矩来使该自动化引导的机器人转向。
89.根据权利要求81所述的方法,进一步包括:
提供具有储存通道的储存阵列;
其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道彼此连接;
与储存通道相交叉;
与至少一个储存通道对齐。
90.根据权利要求81所述的方法,进一步包括提供具有储存通道的储存阵列,其中该第一及第二预定的航点中的一个或多个位于至少一个储存通道的开口处。
91.根据权利要求81所述的方法,进一步包括:
提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,
其中该线性方向具有线性引导线且该横越路径与该导航阵列的限定位于该第一预定的航点和该第二预定的航点之间的另一个线性引导线的另一个线性方向相交叉,且该线性方向和该另一个线性方向中的至少一个进行如下中的一个或多个:
将储存通道连接至对接站车道和缓冲站中的一个或多个;
将该对接站车道和缓冲站中的一个或多个中的一者连接至一个或多个对接站车道和缓冲站中的另一者;
与对接站车道和缓冲站中的一个或多个相交叉;
与该对接站车道和该缓冲站中的一个或多个对齐。
92.根据权利要求81所述的方法,进一步包括:
提供储存阵列,其具有储存通道以及对接站车道和缓冲站中的一个或多个,
其中第一和第二预定航点中的至少一个进行如下一个或多个:
设置于对接站车道中的至少一个的开口处;
设置于缓冲站中的至少一个的保持位置处。
93.根据权利要求81所述的方法,进一步包括:
提供具有储存通道的储存阵列,其中该线性方向连接储存通道且被设置成邻近每个被连接的通道的开口,其独立于最小的自动化引导的机器人转弯半径以及自动化引导的机器人轴距中的一个或多个。
94.根据权利要求81所述的方法,进一步包括提供具有储存通道及对接站车道的储存阵列,其中该第一预定的航点邻近通道开口并与该通道开口对齐且该第二预定的航点邻近该对接站车道的开口并与该对接站车道的开口对齐,使得与该第一预定的航点相关联的该线性方向和与该第二预定的航点相关联的另一个线性方向之间的偏移独立于自动化引导的。
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