JP7282345B2 - Ｒｆｉｄリーダと内蔵プリンタを備えた自己駆動システム - Google Patents

Description

本明細書に開示される実施形態は、印刷及び無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読み取り機能を備えた改良された自己駆動システムに関する。

自律移動ロボット（ＡＲＭ）や無人搬送車（自己駆動システム）などの自己駆動システムは、ドライバレスでプログラム可能な制御システムであり、荷物を長距離輸送することができる。自己駆動システムは、作業者、在庫品、及び正確に制御された動きを有する機器のためのより安全な環境を提供することができる。一部の開発は、ＲＦＩＤ技術を介して物体を識別するための自己駆動システムに電子機器を組み込んでいる。しかしながら、このような設計は、作業者の知らないうちに走行経路に沿って存在する可能性のある物体及び／又は棚のＲＦＩＤタグの意図しない読み取りにより、在庫関連の問題を引き起こす可能性がある。従って、干渉を最小限に抑えて物体を識別するための改良された自己駆動システムが必要となる。

本開示の実施形態は、ＲＦＩＤリーダと内蔵プリンタを有する自己駆動システムを含む。一実施形態では、自己駆動システムが提供される。自己駆動システムは、１つ又は複数の電動式車輪、第１端、及び第１端に対向する第２端を有する移動ベースと、前記移動ベースの第１端に直立位置で結合されたコンソールと、前記コンソールと一体化された、上向きのセンサー面を有するタグリーダと、を含む。

別の実施形態では、自己駆動システムが提供される。自己駆動システムは、１つ又は複数の電動式車輪を有する移動ベースと、前記移動ベースに直立位置で結合されたコンソールと、前記コンソールと一体化されたプリンタと、を含む。

また別の実施形態では、自己駆動システムが提供される。自己駆動システムは、１つ又は複数の電動式車輪を有する移動ベースと、ディスプレーを有し、前記移動ベースに直立位置で結合されたコンソールと、前記コンソールに結合され、センサー面を有するＲＦＩＤリーダであって、前記センサー面は、前記センサー面の上、上方、又は直上に置かれたＲＦＩＤタグを読み取るように動作可能であるＲＦＩＤリーダと、前記コンソールに結合されたプリンタであって、前記コンソールの側に配置された紙排出口を有するプリンタと、前記コンソールに配置され、前方と下方に指向される画像感知カメラと、を含む。

本開示の一実施形態による自己駆動システムの斜視図である。 本開示の一実施形態による自己駆動システムの一部を示す図１の拡大図である。 図１の自己駆動システムの別の斜視図である。 図１の自己駆動システムの側面図である。 図１の自己駆動システムの上面図である。 全開位置にあるロール紙給紙装置を示す自己駆動システムの一部の斜視図を例示する。 本開示の一実施形態によるコンソールの一部の斜視図を例示する。 本開示の実施形態による、パッケージを輸送するための自己駆動システムを使用する倉庫の模式図である。 本開示の実施形態による自己駆動システムのブロック図である。

理解を容易にするために、可能な場合は、図面に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号が使用されている。一実施形態で開示された要素は、特定の列挙なしに他の実施形態で有益に利用され得ると見られている。

本開示の実施形態は、ＲＦＩＤリーダと内蔵プリンタを有する自己駆動システムに関する。ＲＦＩＤリーダは上向きになっているため、ＲＦＩＤリーダの上方のＲＦＩＤタグのみを読み取ることができる。内蔵プリンタは、出荷ラベルを印刷するためにスキャンされたＲＦＩＤタグに応答する。自己駆動システムはまた、障害物を回避するための下前向きのカメラを含む。本開示で「自己駆動システム」という用語が使用されているが、本開示の様々な実施形態の概念は、任意の自己駆動車両、並びに、自律ナビゲート移動ロボット、慣性誘導ロボット、遠隔制御移動ロボット、及びレーザーターゲティング、ビジョンシステム、又はロードマップによって誘導されるロボットなどの任意の移動ロボットに適用することができる。様々な実施形態については、図１～９に関して以下でより詳細に説明する。

図１は、本開示の一実施形態による自己駆動システム１００の斜視図である。自己駆動システムは、倉庫、病院、空港、及び自動パッケージ輸送を使用する可能性がある他の環境などの様々な動作システムにおけるパッケージキャリアとして使用することができる。自己駆動システム１００は、一般に、移動ベース１０２及びコンソール１０４を含む。移動ベース１０２は、後端１０３、及び後端１０３に対向する前端１０５を有する。コンソール１０４は、起立又は直立構成で移動ベース１０２の前端１０５に結合される。必要に応じて、移動ベースは、移動ベース内に埋め込まれた１つ又は複数のアクチュエータを使用して垂直方向に上下に移動することができる。

自己駆動システム１００は、リモートサーバーから受信された事前に保存されたコマンド又は指示に基づいて、施設内の指定されたエリア間を自律的に移動することができる。リモートサーバーは、倉庫管理システムを含み得る。自己駆動システム１００の移動性は、１つ又は複数の電動式車輪１１０及び複数の安定車輪１１２を介して達成される。電動式車輪１１０は、自己駆動システム１００を移動させるために任意の所与の方向に回転及び／又は転がるように構成される。例えば、電動式車輪１１０は、Ｚ軸の周りを回転し、Ｘ軸又はＹ軸に沿ってなど、任意の方向に沿って、そのアクセルスピンドルの周りで地面上を前後に転がることができる。電動式車輪１１０は、異なる速度で転がるように制御することができる。安定車輪１１２は、キャスタ式の車輪であり得る。必要に応じて、安定車輪１１２のいずれか又はすべてを電動化することができる。本開示では、前方への移動は、前端１０５が誘導端であるときの状況を指し、後方への移動は、後端１０３が誘導端であるときの状況を指す。自己駆動システム１００は、押されたときに移動している自己駆動システムを停止するように構成された１つ又は複数の緊急停止ボタン１１９を有する。

ディスプレー１０８は、コンソール１０４に結合され、情報を表示するように構成される。ディスプレー１０８は、操作タスク、施設の地図、ルーティング情報、在庫情報、及び在庫保管などに関連する情報を提供するための任意の適切なユーザー入力装置であり得る。ディスプレー１０８はまた、人間オペレーターが自己駆動システム１００の操作を制御することを可能にする。自己駆動システムの手動使用が望まれる場合、オペレーターは、ディスプレー１０８を介して更新されたコマンドを入力することにより、自己駆動システム１００の自動操作を無効にすることができる。

自己駆動システム１００は、自己駆動システム１００の周囲の画像及び／又はビデオをキャプチャするように構成された１つ又は複数のカメラを含む。カメラは、コンソール１０４（例えば、カメラ１２１）及び／又はディスプレー１０８（例えば、カメラ１３７）に配置され得る。カメラ１２１、１３７は、自己駆動システム１００の後端１０３とは反対側を向く。カメラ１２１、１３７は、同じ目的を達成するために、横向きの自己駆動システム１００の他の場所に配置することができる。

幾つかの例では、カメラ１３７は、オペレーター及び／又は物体（例えば、ＲＦＩＤタグを備えたアイテム）を識別するために使用される人／物体認識カメラであり得る。カメラ１２１は棚及び／又は人間オペレーターを検出するために使用されるオーバービューカメラであり得、それにより、様々な動作モードの下で、自己駆動システム１００とオペレーターとの間に適切な／所定の距離が維持される。図２に示される一例では、カメラ１２１は、コンソール１０４の長手方向「Ｄ」に対して角度「θ」にある方向に向く。角度「θ」は、約８０度～約１０５度などの約６０度～約１２５度の範囲にあり得、例えば約９０度であり得る。必要に応じて、任意の適切な角度を使用できることが企図されている。

カメラ１２１、１３７は、単眼カメラ、双眼カメラ、及び／又は立体カメラを含み得、且つ、任意の所与の方向にオペレーターとの所定の距離を維持しながらオペレーターに追従するために、オペレーターを検出し、オペレーターの画像をキャプチャし、オペレーターの顔特徴、オペレーターの形、オペレーターの骨構造、オペレーターのポーズ／ジェスチャ、オペレーターの服、又はそれらの任意の組み合わせなどのオペレーターの特徴を抽出するように構成することができる。オペレーターに追従するために、自己駆動システム１００は、前端１０５を誘導端として、即ち、コンソール１０４がオペレーターを向くように、向きを変えて前方に移動することができる。自己駆動システム１００が以前に、例えば、自己ナビゲートモード又は誘導モードで後方に移動していた場合、追従モードに切り替えられた後に、自己駆動システム１００は向きを変えて前方に移動することができる。必要に応じて、カメラ１２１、１３７のいずれも、水平方向と垂直方向の両方に回転するように操縦可能なカメラとして構成することができ、自己駆動システム１００の移動経路内に障害物がある場合でも、自己駆動システム１００がオペレーター又は任意のタイプの物体に継続的に追従できることを可能にする。

本開示で論じられる他の実施形態と組み合わせることができる幾つかの実施形態では、自己駆動システム１００は、飛行時間型（ＴｏＦ）カメラなどの１つ又は複数の深さ画像感知カメラを含む。深さ画像感知カメラは、物体識別及び／又は障害物回避のために使用することができる。自己駆動システム１００は、移動ベース１０２の前端１０５及び／又は後端１０３に配置された１つ又は複数の深さ画像感知カメラ１４４を有し得る。幾つかの実施形態では、自己駆動システム１００は、コンソール１０４の前端１０５及び／又は後端１０３に配置された１つ又は複数の深さ画像感知カメラ１１１を有し得る。

パレットまたは他の目立たない物体など、走行経路に沿って存在する可能性のある物体／障害物を効果的にキャプチャするために、深さ画像感知カメラ（例えば、深さ画像感知カメラ１１１）は、前方及び下方に指向することができる（即ち、下前向きのカメラ）。図２に示される一例では、深さ画像感知カメラ１１１は、コンソール１０４の長手方向「Ｄ」に対して角度「α」にある方向に指向される。角度「α」は、約４０度～約６５度などの約３０度～約８５度の範囲にあり得、例えば約４５度であり得る。深さ画像感知カメラ１４４は、前方に指向することができる（即ち、前向きのカメラ）。一例では、深さ画像感知カメラ１４４は、コンソール１０４の長手方向「Ｄ」に対して角度「β」にある方向に指向される。角度「β」は、上記の角度「θ」と同じであるか、又は必要に応じて任意の適切な角度に調整することができる。一例では、角度「β」は約９０度である。

自己駆動システム１００は、近くの物体の存在を検出するため、かつ／又は近くの物体からの距離を測定するために、１つ又は複数の近接センサーを含み得る。例えば、１つ又は複数のセンサー１５６は、移動ベース１０２の周りに提供され得る（２つの側のみが示される）。センサー１５６は、任意の適切なソナーセンサー、超音波センサー、赤外線センサー、レーダーセンサー、ＬｉＤＡＲセンサー、及び／又は近くの物体の存在を検出するように構成することができる任意の適切な近接センサーであり得る各センサー１５６は、約９０度よりも大きい視野を感知するように構成することができる。

幾つかの実施形態では、１つ又は複数のセンサー１０９は、障害物回避のために、それぞれ、移動ベース１０２の前端１０５及び後端１０３にさらに提供され得る。あるいは、又はさらに、センサー１５８は、移動ベース１０２の本体の周りに延びる切り欠き１４８に配置することができる。切り欠き１４８の拡張は、センサーが自己駆動システム１００により大きな感知エリアを提供することを可能にする。センサー１５８は、移動ベース１０２の１つ又は複数のコーナーに配置され得る。センサー１０９及び１５８は、任意の適切なソナーセンサー、超音波センサー、赤外線センサー、レーダーセンサー、及び／又はＬｉＤＡＲ（光検出及び測距）センサーなどのレーザセンサー、又はそれらの任意の組み合わせであり得る。各センサーは、約９０度よりも大きい、例えば、約２７０度の視野を感知するように構成することができる。

カメラ１１１、１２１、１３７、１４４及び／又はセンサー１０９、１５６、１５８によって記録、検出、及び／又は測定された情報の組み合わせは、近くの障害物を回避しながら、自己駆動システム１００をオペレーターと一緒に所与の方向に自律的に移動させること、及び／又は自己駆動システム１００をオペレーターの前、後、又は側の追従位置に自律的に維持するために使用することもできる。自己駆動システム１００の実施形態は、用途に応じて、移動ベース１０２及び／又はコンソール１０４に結合されたカメラ１１１、１２１、１３７、１４４及び／又はセンサー１０９、１５６、１５８の任意の組み合わせ、数、及び／又は場所を含むことができる。

充電パッド１２３は、充電ステーション（図示せず）に対して自己駆動システム１００をドッキングするときに自己駆動システム１００の自動充電を可能にするために、移動ベース１０２の前端１０５又は後端１０３に提供することができる。

幾つかの実施形態では、コンソール１０４はＲＦＩＤリーダ１０１に一体化される。ＲＦＩＤリーダ１０１は、コンソール１０４に配置することができる。ＲＦＩＤリーダ１０１は、上向きのセンサー面１１７を有し、各アイテムに取り付けられたユニークなＲＦＩＤタグを無線で検出し読み取ることにより、センサー面１１７の上、上方、又は直上に置かれたアイテムの存在を調べる。センサー面１１７は、その上にアイテムを簡単に置くことを容易にするようなサイズになっている。幾つかの例では、１つ又は複数のカメラ（例えば、人／物体認識カメラ１３７）は、自己駆動システム１００の動作中にオンになるか、又はオンのままであり、ＲＦＩＤタグを読み取り、１つ又は複数のアイテムを同時に又は順次に識別することを可能にすることができる。本開示で使用されるＲＦＩＤリーダ又はタグリーダという用語は、電磁エネルギーなどを使用して物体に取り付けられたタグを自動的に識別することができる任意の装置を指す。タグは、電子的に記憶された情報を含む誘導結合型又は容量結合型のＲＦＩＤタグであり得る。

一例では、センサー面１１７は、コンソール１０４の長手方向「Ｄ」に平行な方向に指向される。ほとんどの場合、センサー面１１７は、自己駆動システム１００の地面又は走行方向に垂直な方向に指向される。ディスプレー１０８の長手方向は、ＲＦＩＤリーダ１０１のセンサー面１１７に対して、約１２０度～約１５０度など、約１０５度～約１６５度の角度で保持され得る。図７に関してより詳細に説明されるように、ＲＦＩＤリーダ１０１は、ＲＦＩＤリーダ１０１の上又は上方に配置されたアイテムのみを読み取ることができるように配置される。

自己駆動システム１００のコンソール１０４に１つ又は複数のバスケット１２５を提供することができる。バスケット１２５は、オペレーターがはさみやテープなどの梱包に必要な工具を保管することを助けるために、コンソールの反対側に配置することができる。

自己駆動システム１００はまた、プリンタ１２６と一体化している。プリンタ１２６は、ＲＦＩＤリーダ１０１の近くのコンソール１０４の上部など、コンソール１０４の任意の所望の場所に配置することができる。プリンタは、ラベルを印刷するためにＲＦＩＤリーダ１０１によってスキャンされたＲＦＩＤタグに応答する。プリンタは、図９で説明されるリモートサーバー９４０などのリモートサーバーと通信して、アイテムに関連する追加情報を受信し、かつ／又は印刷することができる。ラベルは、粘着性の裏地を露出させるために剥がすことができるピール型積層ラベル材料であり得る。ラベルは、コンソール１０４の前端１０５に配置され得る紙排出口１２８を介して印刷され得る。ラベルが印刷されると、オペレーターは、ラベルの裏側をはがして、ラベルをアイテム、又は出荷されるアイテムを入れたボックスに置くことができる。ラベルは、名前、出荷先など、オペレーターによって提供された、及び／又はリモートサーバーから受信した受取人に関する情報を含み得る。

内蔵プリンタは、オペレーターが自己駆動システム１００で出荷されるアイテムにラベルを付けて梱包することを可能にする。すべてのアイテムにラベルを付けて梱包すると、オペレーターは、梱包されたアイテムがロードされた自己駆動システム１００を直接出荷エリアに送ることができる。収集されたアイテムが、ラベル付け／梱包のために手作業でハンドトラックによって梱包エリアに送られてから、出荷エリアに送られる従来のアプローチと対称的に、オペレーターは、自己駆動システム１００で出荷されるアイテムをスキャンし、ラベル付け、梱包することができ、その後、それらが出荷エリアに直接送られる。このように、内蔵プリンタを有する自己駆動システムは、出荷されたアイテムが時間効率の良いベースで迅速に収集、スキャン、梱包、輸送されるため、注文に関連する全体的な出荷時間を短縮する。その結果、製造業者の間接費が削減される。

図３は、自己駆動システム１００の別の斜視図である。図４は、自己駆動システム１００の側面図である。図５は、自己駆動システム１００の上面図である。図３及び４は、内蔵プリンタ１２６に結合されたロール紙給紙装置３０２をさらに例示する。ロール紙給紙装置３０２は、コンソール１０４の裏側に配置され得る。ロール紙給紙装置３０２は、ラベル印刷のための新たな紙シートをロードするために開くことができる。図６は、全開位置にあるロール紙給紙装置３０２を示す自己駆動システム１００の一部の斜視図を例示する。ロール紙給紙装置３０２は、コンソール１０４の裏側の開口６０４をカバーするためのカバー６０２を含む。カバー６０２は、紙シート６０３のロールに従って成形されたプロファイルを有する。ロール紙給紙装置３０２は、カバー６０２を上下に引くことによって開閉することができる。カバー６０２は、ロック機構（図示せず）を介してコンソール１０４の裏側から係合又は開放することができる。ロックを解除すると、カバー６０２は、例えば、ばね力によって自己駆動システム１００の後端１０３に向かって落下し、紙シート６０３のロールを露出させる。

紙シートのロール６０３は、交換を容易にするために、カバー６０２に取り付けられたシャフト又はロッド６０６によって取り外し可能に支持されている。カバー６０２が閉位置にあるとき、紙シートのロール６０３は、コンソール１０４のハウジング６０８内に保管することができる。ハウジング６０８は、ディスプレー１０８からコンソール１０４の上部に延びる一対の支持フレーム６０５を有する。支持フレーム６０５は、ねじ又は任意の適切な方式によって、ディスプレー１０８及びコンソール１０４の裏側に結合することができる。

ＲＦＩＤリーダ１０１がアイテムのＲＦＩＤタグを検出し、オペレーターによって確認されると、印刷要求がプリンタ１２６に送信されて、紙シート（即ち、出荷ラベル）を印刷する。次に、印刷された紙シートは、印刷された紙シートを開放するために、紙排出口１２８に向かって前進する（図１）。

自己駆動システム１００は、コンソール１０４に結合された位置決め装置６１０を含む。一例では、位置決め装置６１０は、ディスプレー１０８の裏側に配置される。位置決め装置６１０は、自己駆動システム１００の位置に関する情報をリモートサーバーに通信するように構成される。位置決め装置６１０は、コンソール１０４に配置された、少なくとも通信モジュールを含む回路基板によって制御することができる。位置情報及びタスク指示（ある場合）は、インターネットを介して無線で、有線接続を介して、又は任意の適切な方式を使用してリモートサーバーと通信するように通信モジュールに送信することができる。無線通信の例は、超広帯域（ＵＷＢ）、無線周波数識別（アクティブ及び／又はパッシブ）、ブルートゥース(登録商標)、ＷｉＦｉ、及び／又はＩｏＴ技術を使用する任意の他の適切な形式の通信を含み得るが、これらに限定されない。

一実施形態では、位置決め装置６１０はＵＷＢベースの装置６１０である。本開示で説明される超広帯域は、３ヘルツ～３，０００ギガヘルツの範囲内の周波数を含む、無線スペクトルの大部分にわたる短距離、高帯域幅通信のために低エネルギーを使用する電波技術を指す。ＵＷＢベースの装置６１０は、倉庫の棚や建築支柱など、施設の様々な場所に置くことができる１つ又は複数のＵＷＢタグから信号（無線周波数波など）を受信するように構成される無線トランシーバー６１２（３つのアンテナを含み得る）を有する。信号は、ＵＷＢタグに対する自己駆動システム１００の位置を決定するために、ＵＷＢタグのトランスミッタによってトランシーバー６１２に通信される。

図７は、一実施形態によるコンソール１０４の一部の斜視図を示す。ＲＦＩＤリーダ１０１は、ホルダ７０２に配置される。ホルダ７０２は、ＲＦＩＤリーダ１０１のセンサー面１１７の下方に配置される。ホルダ７０２は、開口、開口に対応する底部７１５、底部７１５から上方に延びる４つの側壁７１７を有することができる。ホルダ７０２の側壁７１７及び底部７１５は、コンソール１０４のハウジング６０８によって囲まれている。幾つかの例では、開口は、上部でカバーされ得る。このような場合、センサー面１１７は上部に寄りかかることがある。いずれの場合でも、ホルダ７０２の側壁７１７及び底部７１５は、上部を除いて、電磁波シールド材料を含むか、又は電磁波シールド材料でコーティングすることができる。ＲＦＩＤリーダ１０１はホルダ７０２に常にあり、ホルダ７０２の側壁及び底部を通して読み取る能力が最小化されているか、又は能力がないので、ＲＦＩＤリーダ１０１は、ホルダ７０２の上方に配置されたＲＦＩＤタグのみを読み取ることができ、スキャンされることを意図されていない近くの棚又は通りすがりの他の自己駆動システム上の１つ又は複数のアイテムのＲＦＩＤタグを誤って読み取ることがない。それによって、その後の梱包及び出荷プロセスを遅らせるＲＦＩＤタグの誤読が減少する。

適切な電磁波シールド材料は、導電性プラスチック、炭材、導電性ポリマ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。幾つかの例では、銅、アルミニウム、鉄、高い電磁波シールド係数を有する任意の金属又は金属複合材料、グラフェン、グラファイト、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、カーボンパウダー、カーボンブラック、フェライトなどのセラミック材料、磁性鉄ナノ材料、炭化ケイ素、シリカなどを含み得るが、これらに限定されない。

図８は、本開示の実施形態による、パッケージを輸送するための自己駆動システムを使用する倉庫８００の模式図である。倉庫８００は、少なくとも待機／充電エリア８０２、保管エリア８０４、及び出荷エリア８０６を含み得る。複数の自己駆動システム及び１つ又は複数のオペレーターは、倉庫８００内のパッケージを輸送して処理することができる。図８は、本開示で説明される自己駆動システム１００と同一の特徴を有することができる自己駆動システム１００ａによって実行される例示的なタスクを概略的に示す。

一態様では、自己駆動システム１００ａは、リモートサーバーから保管エリア８０４に行く指示を受信し得る。待機／充電エリア８０２で待っている自己駆動システム１００ａは、オペレーター２００ａと会うために、自己ナビゲートモードで、経路８１８を介して、待機／充電エリア８０２から保管エリア８０４に走行し得る。あるいは、オペレーター２００ａは、待機／充電エリア８０２に来て、ディスプレー（例えば、図１で説明されるディスプレー１０８）上のタッチスクリーンを介して自己駆動システム１００ａと対話することができる。自己駆動システム１００ａは、オペレーター２００ａの画像をキャプチャし、画像をリモートサーバーに送信することができ、次にリモートサーバーは、オペレーター２００ａの役割に基づいて、タスク指示を自己駆動システム１００ａに送信することができる。自己駆動システム１００ａは、タスク情報を受信してディスプレーに表示するので、オペレーター２００ａは、自己駆動システム１００ａに追従するか又はそれを誘導するかを決定することができる。

オペレーター２００ａが自己駆動システム１００ａに追従することを決定すると、オペレーター２００ａは、オペレーター２００ａが保管エリア８０４まで自己駆動システム１００ａに追従するように、自己駆動システム１００ａを誘導モードに設定することができる。オペレーター２００ａは、自己駆動システム１００ａが保管エリア８０４までオペレーター２００ａに追従するように、ディスプレーを介して自己駆動システム１００ａを「追従モード」に設定することもできる。オペレーター２００ａに追従するために、自己駆動システム１００ａは、前端１０５を誘導端として、コンソール１０４がオペレーター２００ａを向くように、向きを変えて前方に移動する。いずれの場合でも、自己駆動システム１００ａは、オペレーター２００ａを誘導するか又は追従する目的で、カメラ１２１及び／又は１３７を使用して、オペレーター２００ａの画像をキャプチャし、オペレーターの顔特徴、服及び／又はポーズなどのオペレーター２００ａの特徴を抽出することができる。

そのようなタスクに最適な経路を決定するために、経路８１８は、自己駆動システム１００ａの記憶装置における地図情報に基づいて、又はＵＷＢ技術及び／若しくは施設内のマーカー／ＱＲコード（登録商標）／バーコードを使用して得られた位置決め情報に基づいて、リモートサーバーによって選ぶか、又は自己駆動システム１００ａによって選択することができる。

保管エリア８０４に到着した後、オペレーター２００ｂは、自己駆動システム１００ａのディスプレーをチェックして、オペレーター２００ｂに与えられたタスク指示を見つけるか、又は確認することができる。タスク指示は、顧客Ｙからの注文書を履行するために棚（１）からＸ個のアイテムＡを収集することを含み得る。オペレーター２００ｂは、次に、Ｘ個のアイテムＡを棚（１）から自己駆動システム１００ｂに移動させる。所要数のアイテムが収集されると、オペレーター２００ａは、ＲＦＩＤリーダ（例えば、図１で説明されるＲＦＩＤリーダ１０１）を使用してアイテムをスキャンし、注文書に関連する出荷ラベルを印刷することができる。オペレーター２００は、アイテムを梱包し、梱包されたアイテムに出荷ラベルを貼り付け、次に、梱包されたアイテムがロードされた自己駆動システム１００ａを出荷エリア８０６に直接送ることができる。自己駆動システム１００ａは、自己ナビゲートモードで、経路８１２を介して、梱包されたアイテムを保管エリア８０４から出荷エリア８０６（又は、任意の他の好ましい場所）に輸送することができる。そのようなタスクに最適な経路を決定するために、自己ナビゲートモードは、自己駆動システム１００ａの記憶装置における地図情報に基づいて、又は、ＵＷＢ技術及び／若しくは施設内のマーカー／ＱＲコード（登録商標）／バーコードを使用して得られた位置決め情報に基づいて、リモートサーバーによって選ぶか、又は自己駆動システム１００ａによって選択することができる。自己ナビゲートモードで、自己駆動システム１００ａは、後方に、即ち、後端１０３を誘導端として移動し得る。あるいは、オペレーター２００ａは、自己駆動システム１００ａに、オペレーター２００ａを出荷エリア８０６（又は、任意の他の好ましい場所）に誘導するか又は追従するように指示することができる。

スキャンされたアイテムが棚（１）に属していないアイテムであるように見える場合、オペレーター２００ａは、自己駆動システム１００ａの人／物体認識カメラ（例えば、図１で説明されるカメラ１３７）を使用して、アイテムのマーカー／ＱＲコード（登録商標）／バーコードをスキャンして、アイテムが注文書又はタスク指示にアウトラインされた正しいアイテムか否かを確認することができる。スキャンされたアイテムが正しいアイテムであると識別された場合、自己駆動システム１００ａは、オペレーター２００ａに、アイテムに見つけられたＲＦＩＤタグを正しいＲＦＩＤタグと交換することを要求し得る。

スキャンされたアイテムが注文書又はタスク指示によって要求されたものとは異なるアイテムであると識別された場合、オペレーター２００ａ及び／又は自己駆動システム１００ａは、アイテムが近くの棚のいずれかに属するか否かを決定することができる。アイテムが近くの棚に属する場合、オペレーター２００ａは、アイテムが誤ってピックアップされたことを知るか、あるいは、自己駆動システム１００ａ及び／又はリモートサーバーによって通知され、彼／彼女はそのアイテムの正しい棚に進むことができる。アイテムが近くの棚に属しておらず、正しいアイテムが自己駆動システム１００ａの現在の場所から遠く離れている場合（例えば、正しいアイテムが棚（４）からのアイテムＤであると判明された）、自己駆動システム１００ａ及び／又はオペレーター２００ａは、棚（１）上の１つ又は複数のアイテムがリモートサーバーに記憶されている記録と一致していないことをリモートサーバーに通知し、リモートサーバーにおいて、棚（１）上のコンテンツをアイテムＤに更新することを要求することができる。

図９は、本開示の実施形態による自己駆動システム１００のブロック図である。自己駆動システム１００は、自己駆動システム１００の様々な操作を制御するように構成されているコントローラー９６０を含み、これは、本開示で説明される任意の１つ又は複数の実施形態、又は自己駆動システム１００を使用する必要に応じた任意のタイプのタスクを含み得る。コントローラー９６０は、プログラム可能な中央処理装置（ＣＰＵ）又はメモリで動作可能な任意の適切なプロセッサであり得る。コントローラー９６０は、地図情報９０２、ルーティング情報９０４、人認識情報９０６、アイテム認識情報９０８、在庫情報９１０、タスク情報９１２など、操作を実行するためのデータを含む記憶装置９６２と通信している。

コントローラー９６０はまた、自己駆動システム１００の操作を制御するように構成されている数個のモジュールと通信している。幾つかの実施形態では、モジュールは、通信モジュール９１４、位置決め／ナビゲーションモジュール９１６、アイテム／ユーザー識別モジュール９１８、印刷モジュール９２０、及び入力モジュール９２２を含む。通信モジュール９１４は、倉庫管理システムであり得るリモートサーバー９４０からの情報／指示を伝送又は受信するように構成される。位置決め／ナビゲーションモジュール９１６は、自己駆動システム１００の位置／場所に関する情報をコントローラー９６０に通信するように構成される。位置決め／ナビゲーションモジュール９１６は、超広帯域（ＵＷＢ）装置９２４（例えば、ＵＷＢベースの装置６１０）及びオーバービューカメラ９２６（例えば、カメラ１２１）と通信している。アイテム／ユーザー識別モジュール９１８は、ＲＦＩＤ検出及び伝送、並びにアイテム及び／又はオペレーターの画像に関する情報を通信するように構成される。アイテム／ユーザー識別モジュール９１８は、ＲＦＩＤリーダ９２８（例えば、ＲＦＩＤリーダ１０１）及び人／物体認識カメラ９３０（例えば、カメラ１３７）と通信している。印刷モジュール９２０は、アイテム／ユーザー識別モジュール９１８からの情報、並びにオペレーター及び／又はコントローラー９６０からの指示を受信するように構成される。印刷モジュール９２０は、アイテムのＲＦＩＤタグがスキャンされると、出荷ラベルを印刷するためにプリンタ（例えば、内蔵プリンタ１２６）と通信している。入力モジュール９２２は、自己駆動システム１００のディスプレー（例えば、ディスプレー１０８）に情報を提供し、かつ／又は受信するように構成される。センサーモジュール９１８は、自己駆動システム１００のセンサー（例えば、センサー１０９、１５６、１５８）からの情報を制御し受信するように構成される。

コントローラー９６０はさらに、駆動モジュール９３２及び障害物回避モジュール９３４と通信している。駆動モジュール９３２は、自己駆動システム１００の電動式車輪の動きを制御するように構成される。駆動モジュール９３２は、モーター９３６（例えば、電動式車輪ｓ１１０）及び車輪９３８（例えば、安定車輪１１２）と通信している。障害物回避モジュール９３４は、物体識別及び／又は障害物回避のために物体／障害物をキャプチャするように構成される。障害物回避モジュール９３４は、深さ画像感知カメラ９４２、９４４及び複数のセンサー９４６と通信している。深さ画像感知カメラ９４２は、下前向きのカメラ（例えば、カメラ１１１）であり得、深さ画像感知カメラ９４４は、前向きのカメラ（例えば、カメラ１４４）であり得る。センサー９４６は、近くの物体の存在の検出、及び／又は物体と自己駆動システム１００との間の距離の測定に適した任意のセンサー（例えば、センサー１０９、１５６、１５８）を含むことができる。

コントローラー９６０は、記憶装置９６２、位置決め／ナビゲーションモジュール９１６、ユーザー入力及び／又はリモートサーバーから受信された情報に少なくとも部分的に基づいて、自己駆動システム１００によって実行される動き及びタスクを制御するように構成される。１つの例示的な実施形態では、コントローラー９６０は、通信モジュール９１４を使用して、リモートサーバー９４０からタスク情報９１２を受信することができる。タスク情報９１２は、注文書を履行するためにＸ個のアイテムＡを収集することを要求し得る。コントローラー９６０は、自己駆動システム１００を制御し、駆動モジュール９３２を使用してターゲットエリア（例えば、保管エリア）に進み、オペレーターと会う。オペレーターに関する情報は、記憶装置９６２に記憶し、コントローラー９６０及び／又はオペレーターによってアクセスすることができる。棚の場所に関する情報はまた、必要に応じて将来の参照のために記憶装置９６２に記憶し、コントローラー９６０及び／又はオペレーターによってアクセスすることができる。いつでも、コントローラー９６０は、位置決め／ナビゲーションモジュール９１６からのデータ、並びに、地図情報９０２、ルーティング情報９０４、在庫情報９１０、及び／又はタスク情報９１２、及び／又は人認識情報９０６を含む記憶装置９６２に記憶された情報を取り出して、ＵＷＢベースの装置９２４、オーバービューカメラ９２６及び人／物体認識カメラ９３０を使用してオペレーターの画像と特徴に基づいて、アイテムＡの正しい棚と、タスクを実行することに適したオペレーターとを識別することを助けることができる。コントローラー９６０はまた、深さ画像感知カメラ９４２、９４４及びセンサー９４６を使用する障害物回避モジュール９３４からのデータに基づいて障害物を回避するように自己駆動システム１００に指示することができる。

ターゲットエリアに到着すると、オペレーターは、入力モジュール９２２に提供されたタスク情報に基づいて、必要な数のアイテムＡを収集することができる。オペレーターは、ＲＦＩＤリーダ９２８の上方のアイテムＡの位置を決めることで、アイテムＡ上のＲＦＩＤタグをスキャンして、アイテムを識別する。幾つかの場合では、人／物体認識カメラ９３０はまた、アイテムを識別／確認するために使用することができる。スキャンされた情報が、リモートサーバー９４０に記憶された在庫情報と一致していない場合、オペレーターは、入力モジュール９２２を介して通知される。次に、オペレーターは、図８で説明される手順に進むことができる。正しい数のアイテムＡが収集されると、オペレーターは、アイテムＡを出荷ボックスに梱包し、注文書に関連する出荷ラベルを印刷するように自己駆動システム１００に指示することができる。次に、コントローラー９６０は、記憶装置９６２及び／又はリモートサーバー９４０から出荷情報を取得し、出荷ラベルを印刷するために印刷モジュール９２０に出荷情報を送信する。出荷ラベルがボックスに貼付されると、オペレーターは、自己駆動システム１００をターゲットエリア（例えば、出荷エリア）に送ることができる。自己駆動システム１００は動作を継続することができ、すべての注文書が履行されるまで、上記のプロセスを繰り返すことができる。

以上は、本開示の実施形態に向けられているが、本開示の他の及び更なる実施形態は、その基本的な範囲から逸脱することなく考え出すことができ、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (14)

1. 自己駆動システムであって、
   １つ又は複数の電動式車輪、第１端、及び第１端に対向する第２端を有する、パッケージを運ぶための移動ベースと、
   前記移動ベースの前記第１端に直立位置で結合されたコンソールと、
   前記移動ベースに配置された、物体の存在を検出し前記物体からの距離を測定するように動作可能な１つ又は複数の第１センサーと、
   前記移動ベースの周りに延びる切り欠きにおいて前記移動ベースのコーナーに配置された、９０度よりも大きい視野を有する第２センサーと、
   前記自己駆動システムの位置情報をリモートサーバーに通信するように動作可能な位置決め装置と、
   前記自己駆動システムの操作及び自律移動を制御するために、前記１つ又は複数の第１センサー、前記第２センサー、前記位置決め装置、及び前記移動ベースと通信するように動作可能なコントローラーと、
   前記コンソールと一体化された、上向きのセンサー面を有するタグリーダと、を含む自己駆動システム。
2. 前記コンソールに配置された第１画像感知カメラをさらに含み、前記第１画像感知カメラは、前記コンソールの長手方向に対して約３０度～約８５度の第１角度である方向に指向される、ことを特徴とする請求項１に記載の自己駆動システム。
3. 前記移動ベースに配置された第２画像感知カメラをさらに含み、前記第２画像感知カメラは、前記コンソールの長手方向に対して約６０度～約１２５度の第２角度である方向に指向される、ことを特徴とする請求項２に記載の自己駆動システム。
4. 前記第１角度は約４５度、前記第２角度は約９０度である、ことを特徴とする請求項３に記載の自己駆動システム。
5. 前記第１画像感知カメラは、前記第２端から離れる第１方向を向く第１深さ画像感知カメラであり、前記第２画像感知カメラは、前記第２端から離れる第２方向を向く第２深さ画像感知カメラであり、前記第２方向は、前記第１方向とは異なる、ことを特徴とする請求項３に記載の自己駆動システム。
6. 前記コンソールに結合されたディスプレーと、
   前記ディスプレーに配置された第１カメラと、をさらに含み、前記第１カメラは人／物体認識カメラである、ことを特徴とする請求項１に記載の自己駆動システム。
7. 前記第１カメラは、アイテムのタグを同時に又は順次に読み取ることと、前記アイテムが所要の正しいアイテムであるか否かを確認することとを可能にし、対応する確認結果に応じて、前記自己駆動システムは、前記アイテム上のタグを交換することを要求したり、アイテムが誤ってピックアップされたことを通知したり、前記アイテムがリモートサーバーに記憶されている記録と一致していないことを前記リモートサーバーに通知し前記アイテムの更新を要求したりするように動作可能である、ことを特徴とする請求項６に記載の自己駆動システム。
8. 前記コンソールに配置された第２カメラをさらに含み、前記第２カメラはオーバービューカメラである、ことを特徴とする請求項６に記載の自己駆動システム。
9. 前記１つ又は複数の第１センサーと前記第２センサーは、前記移動ベースの反対側のコーナーに配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の自己駆動システム。
10. 前記コンソールに結合されたプリンタをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の自己駆動システム。
11. 前記プリンタは、前記コンソールの第１側に配置された紙排出口を有する、ことを特徴とする請求項１０に記載の自己駆動システム。
12. 前記コンソールの第２側に配置されたロール紙給紙装置をさらに含み、前記第２側は前記第１側と反対であり、
    前記紙排出口は、前記ロール紙給紙装置から紙シートを排出するように動作可能である、ことを特徴とする請求項１１に記載の自己駆動システム。
13. 前記タグリーダはホルダに配置され、前記ホルダは、底部及び前記底部から上方に延びる側壁を含み、前記底部及び側壁は電磁波シールド材を含み、
    前記タグリーダは、電磁エネルギーを使用してタグを識別するように動作可能である、ことを特徴とする請求項１に記載の自己駆動システム。
14. 前記１つ又は複数の第１センサーと前記第２センサーは、ＬｉＤＡＲ（光検出及び測距）センサーである、ことを特徴とする請求項１に記載の自己駆動システム。

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