JP7359940B2 - 在庫品物を出し入れするように倉庫用ロボットを制御する方法 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１９年０７月３１日に中国特許局に提出された、出願番号２０１９１０７０３４７９．８、出願の名称「在庫品物を出し入れするように倉庫用ロボットを制御する方法」の中国特許出願の優先権を主張し、その全てが参照によって本願に組み込まれる。

本発明は、インテリジェント倉庫保管の分野に関し、特に、在庫品物を出し入れするように倉庫用ロボットを制御する方法に関する。

倉庫では、貨物を倉庫から積み下ろしドックまで搬送する際、又は逆に貨物をドックから倉庫に搬送する際に機械が使用されている。機械は最初に、主として重い貨物や大型品物の搬送に使われ、人間を重労働から解放するためのものであるが、人工知能やロボット技術の最新発展によって先進的な機械が誕生し、これらの機械について、工業環境のみならず、日常生活でも、数多くの分野で人間の代わりになることが求められる。

自動化や人工知能の進歩に関する報告が数多くなされてきたが、精密さと柔軟性の面でロボットは依然として人間に追いつかない。倉庫の配設では、１台の全自動機械は、注文を受けて、倉庫から品物を取り出し、品物を指定された場所に運搬することができ、これは現実よりもサイエンスフィクションのように見える。一部の有名なシステム、例えば、ｋｉｖａシステムは、指定された位置から別の指定された位置まで大型棚を搬送する簡単な機械的移動を完了することができる。しかし、全自動システムの機能、例えば、指定された棚から在庫品物を取り出して在庫品物を倉庫に格納すると同時に、障害物で満ちた混雑な倉庫内をナビゲーション可能であり、且つ変位した在庫品物を取り扱い可能であるなどの機能は、商用の倉庫用ロボットシステムにはいまだに実現されていない。

そこで、本発明の目的の１つは、在庫品物を出し入れするように倉庫用ロボットを制御する方法を教示することであり、該倉庫用ロボットは指示に従って在庫品物を出し入れすることができる。本明細書で開示される倉庫用ロボットシステムは柔軟で、効率が高く、耐故障性があり、特に棚で充満した倉庫で使用するのに適する。

上述した技術的課題を解決するために、本発明の実施例は以下の技術的解決手段を提供する。

本発明は在庫品物を出し入れするように倉庫用ロボットを制御する方法を提供し、棚上の在庫品物は前の行と後ろの行に置かれ、前記方法は、第１在庫品物を搬送する命令を受信するステップと、受信した命令から、第１在庫品物の位置、第１在庫品物が後ろの行にあると示す深さ及び向きを含む第１在庫品物のポジショニング情報を取得するステップと、第１在庫品物の位置まで移動するよう、倉庫用ロボットに指示するステップと、第２在庫品物が第１在庫品物の前の行にあるか否かを検出するステップと、前の行に第２在庫品物がない場合、品物搬送装置を後ろの行まで伸ばせて第１在庫品物を取得するステップと、前の行に第２在庫品物がある場合、前の行から第２在庫品物を取り出して空いている第１トレイに置くステップと、後ろの行から第１在庫品物を取り出して第１在庫品物を空いている第２トレイに置くステップと、第２在庫品物を棚に戻すステップと、を含む。

いくつかの実施例において、前記第１在庫品物の位置は、第１在庫品物の座標と高さを含み、前記第１在庫品物の位置まで移動するよう、倉庫用ロボットに指示するステップは、第１在庫品物の座標付近まで移動するよう、倉庫用ロボットに指示するステップと、第１在庫品物の高さまで昇降するよう、品物搬送装置に指示するステップと、を含む。

いくつかの実施例において、前記第１在庫品物の位置まで移動するよう、倉庫用ロボットに指示するステップは更に、第１在庫品物の向きまで回転するよう、品物搬送装置に指示するステップを含む。

いくつかの実施例において、第１在庫品物又は第２在庫品物を指定の品物とし、前記第１在庫品物を取り出す前記ステップ又は前記第２在庫品物を取り出すステップは、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置を取得するよう、倉庫用ロボットに指示するステップと、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置に基づいて指定の在庫品物の位置偏差を計算するステップと、指定の在庫品物の位置偏差を補償するように倉庫用ロボットの姿勢を調整するステップと、伸びるように品物搬送装置に指示するステップと、を含む。

いくつかの実施例において、前記第１在庫品物を取り出すステップ又は前記第２在庫品物を取り出すステップは更に、倉庫用ロボットの姿勢調整が完了した後且つ品物搬送装置が伸びる前に、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置を取得するよう、倉庫用ロボットに再度指示し、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置をデータベースに更新し、更新後の相対位置に基づいて指定の在庫品物の位置偏差を再計算し、そして再計算された位置偏差に基づいて倉庫用ロボットの姿勢を再度調整するステップを含む。

いくつかの実施例において、前記第１在庫品物を取り出すステップ又は前記第２在庫品物を取り出すステップは更に、倉庫用ロボットの姿勢調整が完了した後且つ品物搬送装置が伸びる前に、品物搬送装置が伸びることにより棚に衝突するか否かを判断するステップを含む。

いくつかの実施例において、昇降して棚の識別コードを読み取るよう、品物搬送装置に指示し、棚の識別コードに基づいて品物搬送装置と棚との相対位置を取得し、品物搬送装置と棚との相対位置に基づき、品物搬送装置が伸びることにより棚に衝突するか否かを判断する。

いくつかの実施例において、指定の在庫品物は第１在庫品物であり、前記伸びるように品物搬送装置に指示するステップは、前の行まで伸びるように品物搬送装置に指示するステップと、第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置を取得するよう、倉庫用ロボットに指示するステップと、第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置に基づいて指定の在庫品物の位置偏差を計算するステップと、第１在庫品物の位置偏差を補償するように倉庫用ロボットの姿勢を調整するステップと、後ろの行まで伸び続けるように品物搬送装置に指示するステップと、を含む。

いくつかの実施例において、前記伸びるように品物搬送装置に指示するステップは更に、倉庫用ロボットが第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置の取得に失敗した場合、予め設定された距離まで伸び続けるよう、品物搬送装置に指示し、そして品物搬送装置が伸びる間、第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置を再度取得するよう、倉庫用ロボットに指示するステップを含む。

いくつかの実施例において、前記伸びるように品物搬送装置に指示するステップは更に、倉庫用ロボットの姿勢調整が完了した後且つ品物搬送装置が後ろの行まで伸び続ける前に、第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置を取得するよう、倉庫用ロボットに再度指示し、第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置をデータベースに更新し、更新後の相対位置に基づいて第１在庫品物の位置偏差を再計算し、そして再計算された位置偏差に基づいて倉庫用ロボットの姿勢を再度調整するステップを含む。

いくつかの実施例において、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置は、指定の在庫品物の画像情報を撮影するよう、品物搬送装置に指示し、画像情報を画像差分アルゴリズムにより処理することで、取得される。

いくつかの実施例において、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置は、品物搬送装置への指示で読み取られた指定の在庫品物の識別コードから、取得される。

いくつかの実施例において、品物搬送装置が指定の在庫品物の識別コードの読み取りに失敗した場合、予め設定された幅で昇降を繰り返すよう、品物搬送装置に指示し、そして品物搬送装置が昇降する間に、指定の在庫品物の識別コードを読み取るよう、品物搬送装置に再度指示する。

いくつかの実施例において、品物搬送装置が指定の在庫品物の識別コードを読み取った場合、識別コードが逆さまに貼られているか否かをチェックする。

いくつかの実施例において、前記倉庫用ロボットの姿勢を調整するステップは、倉庫用ロボットの底盤を調整し、及び／又は、品物搬送装置の視野内における指定の在庫品物の識別コードが完全でない場合、撮影アセンブリの視野内における指定の在庫品物の識別コードがより完全になるように品物搬送装置を回転するステップを含む。

従来技術に比べて、本願に提供される在庫品物を出し入れするように倉庫用ロボットを制御する方法は、在庫品物を取り出してトレイに格納するよう、品物搬送装置に指示することで、指定された棚から在庫品物を取り出して在庫品物を倉庫に格納することが実現されると同時に、障害物で満ちた混雑な倉庫内をナビゲーションすることが可能になり、且つ変位した在庫品物を取り扱うことが可能になる。

また、第２在庫品物の後ろにある第１在庫品物を取り出すよう、品物搬送装置に指示することにより、棚は前後の２行で設置可能となり、これにより、倉庫における棚の占有面積を減らすとともに、遮蔽された在庫品物を取り出すことができる。

１つ又は複数の実施例は、それに対応する添付図面により例示的に説明するが、これらの例示的な説明は、実施例を限定するものではなく、図面における同一の参照数字番号を有する素子は類似の素子を示し、特に明記しない限り、添付図面における図は比例制限とはならない。

倉庫用に特別設計したＡＧＶの例示図である。 倉庫ＡＧＶロボットの例示的分解図である。 多層のフレームワークの一部としての昇降装置の例示図である。 駆動装置の例示図である。 駆動装置に使用される電動機の例示図である。 品物搬送装置の部分例示図である。 品物搬送装置の部分例示図である。 品物搬送装置の部分例示図である。 品物搬送装置の部分例示図である。 品物搬送装置の横方向装置の第１実施例の例示図である。 品物搬送装置の横方向装置の第２実施例の例示図である。 倉庫ＡＧＶが１個の在庫品物を取り出す命令を処理するプロセスを示すフローチャートである。 倉庫ＡＧＶが障害物の後ろにある第１在庫品物を取り出す命令を処理するプロセスを示すフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施例が示されている図面を参照して本発明の実施例をさらに十分に説明する。しかしながら、本発明の様々な実施例は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載された実施例に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施例を提供することにより、本開示が徹底されて完全になり、本開示の範囲が当業者に十分に伝わる。

図１を参照すると、一実施例によるＡＧＶ１００は、駆動ユニット１１０、多段棚１２０及び品物搬送装置１３０を含む。前記駆動ユニット１１０は、ＡＧＶ１００を駆動して推進するように構成される。前記多段棚１２０は、１つ又は複数のプレート１２２と１つの昇降装置１２４を含む。前記昇降装置１２４は、前記品物搬送装置１３０に接続されて前記品物搬送装置１３０を上昇又は下降させることができる。図６ａから６ｄにおいて、前記品物搬送装置１３０は、トレイ、横方向装置及び伸縮可能な装置を含み、これらは本開示に後述される。

図２は一実施例による前記ＡＧＶ１００の分解図である。図２は、カバー２０２内の内部部材を示す。図２において、前記多段棚１２０は、直立フレームワーク２２６、前記プレート１２２を支持するブラケット２２８、及び前記昇降装置１２４を含むように示される。図３は、前記直立フレームワーク２２６と前記昇降装置１２４の更なる詳細を示す。前記ブラケット２２６は、２つの直立柱３１５以及複数の直立用ロッド３１６を含む。前記昇降装置１２４は、２つの同期滑車駆動装置３４３と１つの昇降駆動機構３４２を含む。

前記２つの同期滑車駆動装置３４３は、前記直立柱３１５に取り付けられる。いくつかの実施例において、前記昇降装置１２４は、２つ以上の前記同期滑車駆動装置３４３を含んでもよい。図３に示すように、各前記同期滑車駆動装置３４３は、張り滑車３３１、同期駆動滑車３３０及び同期ベルト３３２を含む。前記同期滑車駆動装置３４３は前記昇降駆動機構３４２に接続される。前記昇降駆動機構３４２は、前記同期ベルト３３２を移動させるように前記同期駆動滑車３３０を駆動し、これにより、前記品物搬送装置１３０を前記多段棚１２０に沿って上下に昇降させる。図３において、一実施例による前記昇降駆動機構３４２は、電動機３２０、駆動軸３２１及び歯車ボックス３２２を含む。いくつかの実施例において、前記電動機３２０は、液圧駆動システム又は空気圧モータ又は任意の他のタイプのモータで置き換えられてもよい。前記駆動軸３２１は、前記歯車ボックス３２２を介して前記同期駆動滑車３３０を前記電動機３２０に接続し、前記電動機３２０の運動エネルギーを前記同期駆動滑車３３０に伝達して、前記昇降装置１２４を駆動する。いくつかの実施例において、前記駆動軸３２１は、２つの同期駆動滑車（図示せず）に接続されて２つの同期駆動滑車の同期移動を確保する。図３において、２つのカウンタウェイト３３３は多段棚１２０の頂部に取り付けられる。前記カウンタウェイト３３３は、前記カウンタウェイト３３３に積載されたウェイトにより、前記直立柱３１５に沿って移動でき、前記昇降装置１２４の移動と運動量を制御及び緩衝することができる。なお、図３において、前記昇降装置１２４は、同期滑車駆動システムとして実現される点に注意されたい。前記昇降装置１２４を実現するために、スプロケット、歯車ラック、ウォームギヤ及び／又は昇降スクリューロッド等の他の機構を使用してもよい。

前記品物搬送装置１３０をよそに移動させた後、前記駆動ユニット１１０は図２に示すように開放される。前記駆動ユニット１１０の詳細は、図４の前記駆動ユニット１１０の分解図に示される。図４の前記駆動ユニット１１０は、ベース４２２、軸座４１５及びショックアブソーバブラケット４２５を含む。前記直立柱３１５は、前記多段棚１２０を前記駆動ユニット１１０に取り付けるために、前記ベース４２２に固定される。

前記ベースは、上面４２１と下面４２０という２つの面を有する。前記ベースの上面４２１では、前記軸座４１５と前記ショックアブソーバブラケット４２５は、駆動輪溝４２６と取付溝４２４によって２つの駆動輪４１３を収容するためのものである。前記取付溝４２４は、前記ベース４２２の中央にあり、前記２つの駆動輪４１３は取付溝４２４の下方にあり、前記ベース４２２を支持する。４つの従動輪４１２も、支持を提供し、移動を容易にするように、ベース４２２の４隅に取り付けられる。前記４つの駆動輪４１２は、前記駆動輪溝４２６内に取り付けられる。いくつかの実施例において、４つ超又は４つ未満の従動輪があり得る。前記従動輪は、自在輪又は他のタイプのステアリング輪であってもよい。

図５は、前記駆動輪４１３の一実施例を示す。前記駆動輪４１３は、駆動輪ブラケット５３０、駆動輪体５３１、ハブ駆動装置５３２及びハブ減速装置５３３を含む。前記駆動輪ブラケット５３０は、１対のハブブラケット５３４、１つの軸体５３５及び１対のショックアブソーバ５３６を含む。前記ハブ駆動装置５３２は、中心軸Ｓ２に沿って前記駆動輪ブラケット５３０の中央に取り付けられる。前記ハブ駆動装置５３２は、前記駆動輪体５３１に接続されて、前記駆動輪４１３を駆動する駆動力を提供する。前記ハブ駆動装置５３２は、前記ハブブラケット５３４の間に位置する。前記２つのショックアブソーバ５３６は、それぞれ各前記ハブブラケット５３４の片側に位置する。前記ショックアブソーバ５３６は、前記取付溝４２４を介して図４に示される前記ショックアブソーバブラケット４２５に接続される。前記ハブブラケット５３４は、前記軸体５３５に接続し、前記軸体５３５も前記取付溝４２４を介して前記軸座４１５に接続される。前記ショックアブソーバ５３６と前記ハブブラケット５３４は１つの夾角を形成する。このような構造は、特に前記ＡＧＶ１００が曲がる場合、衝撃又は偏心力の吸収に用いることができる。いくつかの実施例において、前記ハブ駆動装置５３２は、電動機、液圧駆動システム、空気圧モータ又は他のタイプのモータであってもよい。

図１に示すように、一実施例による前記ＡＧＶ１００は、図２と図３に示される前記多段棚１２０、図４に示される前記駆動ユニット１１０、及び図６ａから６ｄに示される前記品物搬送装置１３０を含む。

図６ａでは、前記品物搬送装置１３０は、トレイ６３３、マニピュレータ６３２、ホルダ６３１、２つのスライド部材６１０、撮影アセンブリ６４０、プライマリ照明機器６４１及びセカンダリ照明機器６４２を含む。マニピュレータ６３２は２つあり、それぞれ前記トレイの各側に位置する。しかし図６には１つのマニピュレータのみが示される。また、図６ａには、前記２つのスライド部材６１０の一方のみが示される。

図６ａでは、Ｓ５、Ｓ６及びＳ７という３つの軸が示される。前記品物処理装置１３０は、スライド部材６１０の移動によってＳ６に沿って伸びる又は収縮することができる。前記品物搬送装置１３０は横方向に移動することもできる。いくつかの実施例において、横方向移動を実現するために、前記品物搬送装置１３０は、Ｓ５回りに回転できるように構成される。一実施例において、前記品物搬送装置１３０は、前記トレイ６３３を左又は右に９０°回転するように構成される。他のいくつかの実施例において、横方向移動を実現するために、前記品物搬送装置１３０は、前記トレイ６３３を左又は右に移動できるように構成される。前記トレイ６３３を水平移動するために、前記品物搬送装置１３０は、Ｓ７に平行して前記トレイ６３３を移動する。

前記マニピュレータ６３２は、前記スライド部材６１０に沿って収縮する又は伸びることで、Ｓ６に沿って前記トレイ６３３を移動するように構成される。前記マニピュレータ６３２は、伸縮アーム６３６及び伸縮する動きを完成させるための押し棒アセンブリ６３７を含む。図６ｂは、一実施例による前記品物搬送装置１３０の分解図を示す。図６ｂの分解図は、各部材内の詳細パーツを示すために、前記品物搬送装置１３０の５つの部材を描いている。図６ａでは、前記トレイ６３３は、前記スライド部材６１０の頂部に描かれている。前記トレイ６３３をよそに移動すると、図６ｂにおける前記スライド部材６１０の構造が露出される。

図６ｂでは、前記スライド部材６１０は回転アセンブリ６３８及びフォーク６３９に接続される。前記回転アセンブリ６３８は、前記トレイ６３３をＳ６回りに回転させるように構成される。前記回転アセンブリ６３８の詳細は図７に示し後述する。図８に示すように、いくつかの実施例において、前記品物搬送装置１３０は、回転前記トレイ６３３を回転させるのではなく、前記トレイ６３３を水平移動する。前記スライド部材６１０は、本発明の他の実施例に提供される伸縮装置の一部である。前記回転アセンブリ６３８は、本発明の他の実施例に提供される横方向装置の一部である。前記横方向装置の別の実施例は、図８に示される。

図６ｂでは、前記押し棒アセンブリ６３７は、固定押し棒６７０、移動押し棒６７１、駆動装置６７２及びインナーアーム６６２を含むように示される。前記インナーアーム６６２は、中間アーム６６１内に装着することができ、前記中間アーム６６１は、アウターアーム６６０内に装着することができる。前記駆動装置６７２は、前記インナーアーム６６２に対して開く又は閉じるように前記移動押し棒６７１を駆動することができる。前記移動押し棒６７１は、在庫品物を前記トレイ６３３上まで移動させ、又は在庫品物を前記トレイ６３３から離すために用いることができる。図６ｂに示す保護プレート６３５は、前記トレイ６３３の周囲に取り付けられ、前記トレイ６３３内に収容される収容物の脱落を防止することができる。

図６ｃは、前記品物搬送装置１３０の別の拡大図を提供する。２つのアウターアーム６６０は、それぞれ前記トレイ６３３の各側に取り付けられる。前記撮影アセンブリ６４０と前記プライマリ照明機器６４１は、前記品物搬送装置１３０の前部に取り付けられる。図６ｃには、前記アウターアーム６６０に接続される第１駆動装置６６３も示される。図６ｄには、前記中間アーム６６１に接続される第２駆動装置６６４が示される。前記第１駆動装置６６３と前記第２駆動装置６６４のいずれか１つは、伸縮駆動装置（それぞれ３６３１、３６４１で示す）とスプロケット装置（それぞれ３６３０、３６４０で示す）を含む。いくつかの実施例において、前記第１駆動装置６６３は、スプロケット装置を含んでもよく、前記第２駆動装置６６４は、平ベルト装置（図示せず）を含んでもよい。いくつかの実施例において、前記第１駆動装置６６３又は第２駆動装置６６４は、前記品物搬送装置１３０の伸びる又は収縮する動きを容易にするために、スプロケット装置又は平ベルト装置ではなく、開ループ平ベルト装置（図示せず）を含んでもよい。

上述したように、前記品物搬送装置１３０は、在庫品物の貯蔵中又は検索中の横方向移動を実現するために、前記トレイ６３３を回転又は水平移動できるように構成される。棚が行に並べられて配置された混雑な倉庫では、横方向に移動して棚の内部まで到達できる前記品物搬送装置１３０は特に好ましい。前記ＡＧＶ１００が２つの棚の間で移動する時、前記品物搬送装置１３０は、前記トレイ６３３を回転させてもよく、前記ＡＧＶ１００全体を回転させることなく前記トレイ６３３を右側又は左側に移動してもよい。前記ＡＧＶ１００は、曲がるためのスペースが不要であるため、棚の間のスペースは、前記ＡＧＶ１００の幅と同じような狭さでもよい。このように、前記ＡＧＶ１００が棚の間で移動して在庫品物を拾い上げ又は格納する時に必要となるスペースは、通常の倉庫用ロボットよりも小さくなる。図７と図８は、前記品物搬送装置１３０の横方向移動を実現するための２つの実施例を示す。

図７は、図６ｂに示される前記回転アセンブリ６３８を示す。図７では、前記回転アセンブリ６３８は、回転駆動装置７１２とポジショニング装置７１４を含む。前記回転駆動装置７１２は、駆動電動機（図示せず）と１組の駆動歯車７２４を含む。前記駆動電動機は、例えば、電動モータ、液圧駆動システム又は空気圧モータである。前記駆動歯車は、例えば、ウォームギヤ機構、遊星歯車機構又は他のタイプの歯車構造である。前記ポジショニング装置７１４は、第１角度センサ７１６、第２角度センサ７２０、第１近接スイッチ７２６、第２近接スイッチ７２８及び検出板７１８を含む。前記ポジショニング装置７１４は更に、図７に示していない回転コントローラを含む。

前記第１角度センサ７１６と前記第２角度センサ７２０は、前記駆動歯車７２４の円周上に位置し、一定距離離れている。この２つのセンサは、前記品物搬送装置１３０のトレイ６３３が指定された位置まで回転したか否かを検出するために用いられる。前記トレイ６３３が前記回転駆動装置７１２によって駆動されるため、前記第１近接スイッチ７２６及び第２近接スイッチ７２８は前記トレイ６３３と共に運動する。第１角度センサ７１６又は第２角度センサ７２０のうちの該当する一方がいつ前記第１近接スイッチ７２６又は第２近接スイッチ７２８のうちの該当する一方を検出したかに基づき、前記トレイ６３３の角度回転量は前記回転コントローラによって検出及び制御可能となる。

いくつかの実施例において、図７の前記回転コントローラは、前記マニピュレータ６３２と前記トレイ６３３を右又は左に９０°回転するように制御し、横方向において右側又は左側の棚に到達する前記品物搬送装置１３０の横方向移動を可能にする。図８は、前記回転アセンブリ６３８と異なる機構を示し、前記回転アセンブリ６３８は、前記トレイ６３３の横方向移動を可能にするために用いることもできる。

図８では、前記マニピュレータ６３２は、２つのスライド機構８５２、８５４を含み、８５２はＸ軸運動に用いられ、８５４はＹ軸運動に用いられる。前記スライド機構８５２は、前記マニピュレータ６３２を移動して、前記マニピュレータ６３２を伸ばさせる又は収縮させる。前記スライド機構８５４は、前記マニピュレータ６３２を左側又は右側に横方向移動する。図８では、前記マニピュレータ６３２の両側に光学検出のための２つの撮影アセンブリ８５６が取り付けられる。左又は右に９０°回転するように構成可能な図６ａの品物搬送装置１３０に比べて、図８に示すシステムによって駆動される前記品物搬送装置１３０は回転せず、単に左側又は右側にスライドするだけである。従って、図６ａでは、前記品物搬送装置１３０の前部に撮影アセンブリ６４０が１つだけ必要であり、一方、図８では、２つの撮影アセンブリ８５６がマニピュレータ６３２の両側に取り付けられる。

図１～８は、１つの俊敏性及び柔軟性の面で優位性を有するＡＧＶ１００を示す。図９は、前記ＡＧＶ１００が在庫品物を入れ出しするフローチャートを示す。説明の便宜上、図９は、品物を取り出すプロセスのみを示す。在庫品物を貯蔵するプロセスはそれに類似し、簡潔のために、詳しく説明しない。当業者であれば、図９に示される在庫品物の取り出しプロセスから在庫品物の貯蔵プロセスに想到し得る。

図９を参照すると、前記ＡＧＶ１００は、倉庫棚から在庫品物を取り出す命令を受信する。いくつかの実施例において、命令は、在庫品物の識別コードのみを含んでもよく、前記ＡＧＶ１００は、識別コードを使って品物のポジション情報を検索する。いくつかの実施例において、命令は、在庫品物のポジショニング情報を含んでもよく、ＡＧＶ１００は、該命令に基づいて取り出し待ち品物のポジション情報を抽出することができる。一実施例において、ポジション情報は、ｘ座標とｙ座標（座標）又は行番号と列番号等の在庫品物の位置情報、該品物が棚で格納される層番号等の在庫品物の向きと高さ情報を含む。ＡＧＶ１００は品物の位置情報に基づき、倉庫を回ってナビゲーションをし、在庫品物の位置に近づく。

ＡＧＶ１００が在庫品物の位置まで到達する（ステップ９０２）と、プライマリ照明機器６４１をオンにする（ステップ９０４）。ＡＧＶ１００は、在庫品物上の識別コードの読み取りを試みる（ステップ９０６）。いくつかの実施例において、識別コードは、二次元コードであってもよい。他の実施例において、識別コードは、任意のバーコードであってもよい。ＡＧＶ１００が識別コードを読み取れなかった場合、ＡＧＶ１００はサーバに報告してタスクを中止する（ステップ９５０）。ＡＧＶ１００が識別コードの認識に成功した場合、在庫品物の位置偏差を計算する（ステップ９０８）。

ＡＧＶ１００は、取得した在庫品物の位置偏差をサーバに報告する（ステップ９１０）ように構成される。サーバは、位置偏差と倉庫レイアウトを使用して在庫品物の正確な位置を特定する（ステップ９１２）ように構成される。その後、サーバは、在庫品物の正確な位置を用いてそのデータベースを更新する（ステップ９１４）。

ＡＧＶ１００は、位置偏差に基づき、更に品物搬送装置１３０がＡＧＶ１００のステーションから在庫品物に直接到達できるか否かを判断する（ステップ９２４）。是であれば、ＡＧＶ１００は、品物搬送装置１３０の姿勢を更に調整又は微調整し（ステップ９３２）、その後、在庫品物の相対位置又は向きを微調整する（ステップ９３６）ために、前記ＡＧＶ１００を移動すると同時に品物搬送装置１３０を伸ばさせる（ステップ９３４）。また、是であれば、前記ＡＧＶ１００は更に、トレイ６３３が予め設定された範囲内にあるか否かを判断する（ステップ９２２）。この判定が否であれば、ＡＧＶ１００は、ＡＧＶのステーションを微調整し（９２０）、再度、識別コードの読み取りを試みる（ステップ９０６）。トレイ６３３が予め設定された範囲内であれば、ＡＧＶ１００は、品物搬送装置１３０の姿勢を調整してトレイ６３３を回転する（ステップ９２６）。識別コードを再度読み取って位置偏差が閾値範囲内にあるか否かを判断する（ステップ９２８）。位置偏差が閾値範囲内にある場合、ＡＧＶ１００は、品物搬送装置１３０を在庫品物まで伸ばさせる（ステップ９３０）。位置偏差が不適であり又は予め設定された閾値範囲内にない場合、ＡＧＶ１００は、ＡＧＶ１００の姿勢と在庫品物の相対位置を調整する（ステップ９３６）ために、品物搬送装置を伸ばさせる（ステップ９３４）。

図１０を参照すると、いくつかの実施例において、ＡＧＶ１００は、物体又は別の在庫品物の後ろに隠された在庫品物を探して取り出すように構成される。ＡＧＶ１００は、第１在庫品物のポジショニング情報を取得することを指示する命令をサーバから受信できるように構成される。該ポジショニング情報は、第１在庫品物の位置、深さ及び向きを含む。前の行に在庫品物がない場合、ＡＧＶ１００は、棚の後ろの行から第１在庫品物を取得するように構成される。前の行に第２在庫品物がある場合、ＡＧＶ１００は、第２在庫品物を取得して第２在庫品物を多段棚１２０の空いている第１トレイに置く（ステップ１００２）ように構成される。その後、ＡＧＶ１００は、第１在庫品物を取り出して第１在庫品物を多段棚１２０の空いている第２トレイに置く（ステップ１００４）。第１在庫品物を取り出した後、ＡＧＶ１００は、第２在庫品物を棚に戻す（ステップ１００６）。

いくつかの実施例において、倉庫に使用される棚は、在庫品物が２行又はそれより多くの行で棚内に置かれ又は貯蔵されてもよい。このような倉庫では、ＡＧＶ１００の位置情報及び各在庫品物の記憶された位置情報は、２行の深さを持つ棚に適合するように修正又は調整される。該棚に置かれる在庫品物を出し入れするようにＡＧＶ１００を制御する方法において、ＡＧＶ１００はまず、第１在庫品物を搬送する命令を受信する。該命令は、第１在庫品物のポジショニング情報、例えば、第１在庫品物の位置、深さ及び向きを含んでもよい。第１在庫品物の深さは、品物が棚の前の行にあると示す場合、ＡＧＶ１００による取り出しプロセスは、前述したプロセスと同じである。第１在庫品物の深さは、該品物が棚の後ろの行にあると示す場合、ＡＧＶ１００による取り出しプロセスでは、ＡＧＶ１００は、後ろの行にある第１在庫品物に到達するために、前の行にある在庫品物を取り除く必要があり得る。いくつかの構成において、ＡＧＶ１００は、前の行にある第２在庫品物を取得してその１つの空いているトレイに置き、そして、後ろの行から第１在庫品物を取り出してその別の空いているトレイに置くように構成される。その後、ロボットは前の行の品物を前の行に戻す。実際に、折よく異なる行の同じ位置にある第１及び第２在庫品物を取り出すよう、ＡＧＶ１００に指示する場合、ＡＧＶ１００は、第２在庫品物を棚に戻す必要がない。

いくつかの実施例において、ＡＧＶ１００は、第１又は第２在庫品物の位置偏差を検出し、ＡＧＶ１００の姿勢と位置、棚に到達して第１在庫品物を取得する前の第１在庫品物の位置、及び棚に到達して第２在庫品物を取得する前の第２在庫品物の位置を調整するように構成される。一実施例において、ＡＧＶ１００は、検出した位置ずれが閾値を下回るまで位置調整プロセスを繰り返してもよい。一実施例において、ＡＧＶ１００は、サーバに位置ずれを報告してサーバによる倉庫地図の更新を可能にするように構成される。倉庫の地図は、レイアウト、即ち棚の位置と在庫品物の貯蔵位置を示すことができる。

いくつかの実施例において、前記第１在庫品物の位置は、第１在庫品物の座標と高さを含み、前記第１在庫品物の位置まで移動するよう、倉庫用ロボットに指示するステップは、第１在庫品物の座標付近まで移動するよう、倉庫用ロボットに指示するステップと、第１在庫品物の高さまで昇降するよう、品物搬送装置に指示するステップと、を含む。

いくつかの実施例において、前記第１在庫品物の位置まで移動するよう、倉庫用ロボットに指示するステップは更に、第１在庫品物の向きまで回転するよう、品物搬送装置に指示するステップを含む。品物搬送装置が１つの向きでのみ在庫品物を搬送可能である場合、在庫品物が品物搬送装置の搬送向きにあるように、品物搬送装置を回転させる必要がある。他のいくつかの実施例では、ＡＧＶ１００のステーションを調整することで、在庫品物が品物搬送装置の搬送向きにあるようにするが、かかる時間がより長くなり、効率がより低くなる。

いくつかの実施例において、第１在庫品物の取り出しと第２在庫品物の取り出しにおいて類似するステップがあるため、これらの類似するステップの説明を簡略化するために、１個の在庫品物を例にして説明する。第１在庫品物又は第２在庫品物を指定の品物とし、前記第１在庫品物を取り出すステップ又は前記第２在庫品物を取り出すステップは、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置を取得するよう、倉庫用ロボットに指示するステップと、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置に基づいて指定の在庫品物の位置偏差を計算するステップと、指定の在庫品物の位置偏差を補償するように倉庫用ロボットの姿勢を調整するステップと、伸びるように品物搬送装置に指示するステップと、を含む。在庫品物と品物搬送装置との相対位置に基づけば、品物搬送装置が在庫品物に直接到達できるか否かを判断できる。

いくつかの実施例において、前記第１在庫品物を取り出すステップ又は前記第２在庫品物を取り出すステップは更に、倉庫用ロボットの姿勢調整が完了した後且つ品物搬送装置が伸びる前に、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置を取得するよう、倉庫用ロボットに再度指示し、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置をデータベースに更新し、更新後の相対位置に基づいて指定の在庫品物の位置偏差を再計算し、そして再計算された位置偏差に基づいて倉庫用ロボットの姿勢を再度調整するステップを含む。

いくつかの実施例において、前記第１在庫品物を取り出すステップ又は前記第２在庫品物を取り出すステップは更に、倉庫用ロボットの姿勢調整が完了した後且つ品物搬送装置が伸びる前に、品物搬送装置が伸びることにより棚に衝突するか否かを判断するステップを含む。このステップにより、伸びた品物搬送装置が棚に衝突して、品物搬送装置又は在庫品物が破損してしまうことを回避できる。伸びた品物搬送装置が棚に衝突すると判断した場合、エラーモードに入る。エラーモードにおいて、品物搬送装置がリセットされて再動作し、再動作してから再度判断し、依然としてエラーが発生した場合、サーバに報告して作業を一時停止する。

いくつかの実施例において、昇降して棚の識別コードを読み取るよう、品物搬送装置に指示し、棚の識別コードに基づいて品物搬送装置と棚との相対位置を取得し、品物搬送装置と棚との相対位置に基づき、品物搬送装置が伸びることにより棚に衝突するか否かを判断する。棚の識別コードは在庫品物の上方又は下方にあり、上方にある場合、上昇して棚の識別コードを読み取るよう、品物搬送装置に指示し、逆の場合、下降して棚の識別コードを読み取るよう、品物搬送装置に指示する。

いくつかの実施例において、指定の在庫品物は第１在庫品物であり、前記伸びるように品物搬送装置に指示するステップは、前の行まで伸び、予め設定された時間維持するよう、品物搬送装置に指示するステップと、第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置を取得するよう、倉庫用ロボットに指示するステップと、第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置に基づいて指定の在庫品物の位置偏差を計算するステップと、第１在庫品物の位置偏差を補償するように倉庫用ロボットの姿勢を調整するステップと、後ろの行まで伸び続けるよう、品物搬送装置に指示するステップと、を含む。品物搬送装置を前の行まで伸ばさせることで、第１在庫品物との距離が短縮され、取得した相対位置の精度が高まる。

いくつかの実施例において、前記伸びるように品物搬送装置に指示するステップは更に、倉庫用ロボットが第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置の取得に失敗した場合、予め設定された距離まで伸び続けるよう、品物搬送装置に指示し、そして品物搬送装置が伸びる間、第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置を再度取得するよう、倉庫用ロボットに指示するステップを含む。

いくつかの実施例において、前記伸びるように品物搬送装置に指示するステップは更に、倉庫用ロボットの姿勢調整が完了した後且つ品物搬送装置が後ろの行まで伸び続ける前に、第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置を取得するよう、倉庫用ロボットに再度指示し、第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置をデータベースに更新し、更新後の相対位置に基づいて第１在庫品物の位置偏差を再計算し、そして再計算された位置偏差に基づいて倉庫用ロボットの姿勢を再度調整するステップを含む。

いくつかの実施例において、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置は、指定の在庫品物の画像情報を撮影するよう、品物搬送装置に指示し、画像情報を画像差分アルゴリズムにより処理することで、取得される。

いくつかの実施例において、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置は、品物搬送装置への指示で読み取られた指定の在庫品物の識別コードから、取得される。

いくつかの実施例において、品物搬送装置が指定の在庫品物の識別コードの読み取りに失敗した場合、予め設定された幅で昇降を繰り返すよう、品物搬送装置に指示し、そして品物搬送装置が昇降する間に、指定の在庫品物の識別コードを読み取るよう、品物搬送装置に再度指示する。在庫品物の識別コードの再度読み取りが失敗した場合、エラーモードに入る。

いくつかの実施例において、品物搬送装置が指定の在庫品物の識別コードを読み取った場合、識別コードが逆さまに貼られているか否かをチェックする。逆さまに貼られている場合はサーバに報告し、訂正するよう、作業者に通知する。

いくつかの実施例において、前記倉庫用ロボットの姿勢を調整するステップは、倉庫用ロボットの底盤を調整し、及び／又は、品物搬送装置の視野内における指定の在庫品物の識別コードが完全でない場合、撮影アセンブリの視野内における指定の在庫品物の識別コードがより完全になるように品物搬送装置を回転するステップを含む。

従来技術に比べて、本願に提供される在庫品物を出し入れするように倉庫用ロボットを制御する方法では、品物搬送装置によって在庫品物をトレイに搬送することで、指定された棚から在庫品物を取り出して在庫品物を倉庫に格納することが実現されると同時に、障害物で満ちた混雑な倉庫内をナビゲーションすることが可能になり、且つ変位した在庫品物を取り扱うことが可能になる。

また、第２在庫品物の後ろにある第１在庫品物を取り出すよう、品物搬送装置に指示することにより、棚は前後の２行で設置可能となり、これにより、倉庫における棚の占有面積を減らすとともに、遮蔽された在庫品物を取り出すことができる。

本明細書では、具体的な実施例を参照して本発明を説明及び図示したが、本発明は、示された詳細に限定されることを意図していない。むしろ、特許請求の範囲及びその同等範囲内で、本開示から逸脱することなく、細部に様々な修正を加えることができる。

Claims (14)

1. 棚上の在庫品物は前の行と後ろの行に置かれ、
   第１在庫品物を搬送する命令を受信するステップと、
   受信した命令から、第１在庫品物の位置、第１在庫品物が後ろの行にあると示す深さ及び向きを含む第１在庫品物のポジショニング情報を取得するステップと、
   第１在庫品物の位置まで移動するよう、倉庫用ロボットに指示するステップと、
   第２在庫品物が第１在庫品物の前の行にあるか否かを検出するステップと、
   前の行に第２在庫品物がない場合、品物搬送装置を後ろの行まで伸ばさせて第１在庫品物を取得するステップと、
   前の行に第２在庫品物がある場合、前の行から第２在庫品物を取り出して空いている第１トレイに置くステップと、
   後ろの行から第１在庫品物を取り出して第１在庫品物を空いている第２トレイに置くステップと、
   第２在庫品物を棚に戻すステップと、を含み、
   第１在庫品物又は第２在庫品物を指定の品物とし、前記第１在庫品物を取り出すステップ又は前記第２在庫品物を取り出すステップは、
   指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置を取得するよう、倉庫用ロボットに指示するステップと、
   指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置に基づいて指定の在庫品物の位置偏差を計算するステップと、
   指定の在庫品物の位置偏差を補償するように倉庫用ロボットの姿勢を調整するステップと、
   伸びるように品物搬送装置に指示するステップと、を含み、
   前記第１在庫品物を取り出すステップ又は前記第２在庫品物を取り出すステップは更に、
   倉庫用ロボットの姿勢調整が完了した後且つ品物搬送装置が伸びる前に、品物搬送装置が伸びることにより棚に衝突するか否かを判断するステップを含む、ことを特徴とする在庫品物を出し入れするように倉庫用ロボットを制御する方法。
2. 前記第１在庫品物の位置は、第１在庫品物の座標と高さを含み、
   前記第１在庫品物の位置まで移動するよう、倉庫用ロボットに指示するステップは、
   第１在庫品物の座標付近まで移動するよう、倉庫用ロボットに指示するステップと、
   第１在庫品物の高さまで昇降するよう、品物搬送装置に指示するステップと、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第１在庫品物の位置まで移動するよう、倉庫用ロボットに指示するステップは更に、
   第１在庫品物の向きまで回転するよう、品物搬送装置に指示するステップを含む、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記第１在庫品物を取り出すステップ又は前記第２在庫品物を取り出すステップは更に、
   倉庫用ロボットの姿勢調整が完了した後且つ品物搬送装置が伸びる前に、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置を取得するよう、倉庫用ロボットに再度指示し、指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置をデータベースに更新し、更新後の相対位置に基づいて指定の在庫品物の位置偏差を再計算し、そして再計算された位置偏差に基づいて倉庫用ロボットの姿勢を再度調整するステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 昇降して棚の識別コードを読み取るよう、品物搬送装置に指示し、棚の識別コードに基づいて品物搬送装置と棚との相対位置を取得し、品物搬送装置と棚との相対位置に基づき、品物搬送装置が伸びることにより棚に衝突するか否かを判断する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 指定の在庫品物は第１在庫品物であり、前記伸びるように品物搬送装置に指示するステップは、
   前の行まで伸びるように品物搬送装置に指示するステップと、
   第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置を取得するよう、倉庫用ロボットに指示するステップと、
   第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置に基づいて指定の在庫品物の位置偏差を計算するステップと、
   第１在庫品物の位置偏差を補償するように倉庫用ロボットの姿勢を調整するステップと、
   後ろの行まで伸び続けるよう、品物搬送装置に指示するステップと、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記伸びるように品物搬送装置に指示するステップは更に、
   倉庫用ロボットが第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置の取得に失敗した場合、予め設定された距離まで伸び続けるよう、品物搬送装置に指示し、そして品物搬送装置が伸びる間、第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置を再度取得するよう、倉庫用ロボットに指示するステップを含む、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記伸びるように品物搬送装置に指示するステップは更に、
   倉庫用ロボットの姿勢調整が完了した後且つ品物搬送装置が後ろの行まで伸び続ける前に、第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置を取得するよう、倉庫用ロボットに再度指示し、第１在庫品物と品物搬送装置との相対位置をデータベースに更新し、更新後の相対位置に基づいて第１在庫品物の位置偏差を再計算し、そして再計算された位置偏差に基づいて倉庫用ロボットの姿勢を再度調整するステップを含む、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置は、指定の在庫品物の画像情報を撮影するよう、品物搬送装置に指示し、画像情報を画像差分アルゴリズムにより処理することで、取得される、ことを特徴とする請求項１及び請求項４から８のいずれか１項に記載の方法。
10. 指定の在庫品物と品物搬送装置との相対位置は、品物搬送装置への指示で読み取られた指定の在庫品物の識別コードから、取得される、ことを特徴とする請求項１及び請求項４から８のいずれか１項に記載の方法。
11. 品物搬送装置が指定の在庫品物の識別コードの読み取りに失敗した場合、予め設定された幅で昇降を繰り返すよう、品物搬送装置に指示し、そして品物搬送装置が昇降する間に、指定の在庫品物の識別コードを読み取るよう、品物搬送装置に再度指示する、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 品物搬送装置が指定の在庫品物の識別コードを読み取った場合、識別コードが逆さまに貼られているか否かをチェックする、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 前記倉庫用ロボットの姿勢を調整するステップは、
    倉庫用ロボットの底盤を調整し、及び／又は、品物搬送装置の視野内における指定の在庫品物の識別コードが完全でない場合、撮影アセンブリの視野内における指定の在庫品物の識別コードがより完全になるように品物搬送装置を回転するステップを含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
14. 前記品物搬送装置が伸びて在庫品物を取り出すには、具体的に、
    前記倉庫ロボットは、棚の識別コードを読み取って在庫品物の位置偏差を計算し、前記位置偏差に基づき前記品物搬送装置が前記倉庫ロボットのステーションから前記在庫品物に直接到達できるか否かを判断するステップと、
    前記在庫品物に直接到達できない場合は、トレイが予め設定された範囲内にあるかどうかも判断し、前記トレイが前記予め設定された範囲内にある場合は、前記品物搬送装置の姿勢を調整してトレイを回転させ、前記棚の識別コード再度読み取り前記位置偏差がしきい値範囲内にあるかどうかを判断するステップと、
    前記位置偏差が前記しきい値範囲内にない場合は、前記倉庫ロボットの姿勢および前記品物搬送装置と前記在庫品物との相対位置を調整し、調整が完了した後前記品物搬装置のマニピュレータを伸ばし、前記在庫品物を前記品物搬送装置のトレイに移動するステップとを含み、ここ、前記マニピュレータは、前記品物搬送装置のスライド部材に沿って収縮するまたは伸びるときにトレイを移動させる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。