KR20220104848A

KR20220104848A - 무선 통신 시스템을 위한 제어기 및 방법

Info

Publication number: KR20220104848A
Application number: KR1020227025126A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 샤프; 요세프 자밋
Original assignee: 오카도 이노베이션 리미티드
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2022-07-26
Also published as: CN115441948A; CN109983715A; AU2022204490A1; GB2558402B; KR102658676B1; CN115412167A; JP7046967B2; US20190305847A1; KR20190087452A; AU2017365075A1; GB201718684D0; JP2022104927A; WO2018095751A1; KR102424414B1; GB201619748D0; AU2017365075B2; GB2558402A; EP3545629A1; CA3044496A1; US10608739B2

Abstract

복수의 방출기의 회전 또는 경사의 측정된 각도에 근거하여 무선 통신 시스템에서 복수의 방출기 각각에 의해 방출될 방출선의 세기를 결정하기 위해, 복수의 방출기 각각의 방출선의 세기를 경사 또는 회전의 각도에 따라 유리하게 변화시킬 수 있는 제어기가 제공된다. 이는 무선 통신 시스템 내의 통신을 유지하기 위해 복수의 방출기에서 나오는 방출선을 조향할 수 있다. 특히 무선 통신 시스템은, 복수의 방출기; 복수의 방출기에서 나온 방출선이 통과하는 제 1 렌즈; 제 1 렌즈를 통과한 상기 방출선이 통과하는 제 2 렌즈; 적어도 하나의 수신기; 및 경사 센서를 포함한다. 복수의 방출기는 물리적으로 서로 분리되어 있다. 제 2 렌즈는 제 1 렌즈를 통과한 방출선을 상기 적어도 하나의 수신기 상에 집속시키도록 배치되어 있다. 경사 센서는 복수의 방출기의 적어도 하나의 치수에서 경사각을 측정하도록 배치된다. 제어기는, 복수의 방출기의 적어도 하나의 치수에서 측정된 경사각에 근거하여, 복수의 방출기 각각에 의해 방출될 방출선의 세기를 결정하도록 배치되고, 그래서 상기 방출선이 적어도 하나의 선택된 수신기에 입사하게 된다.

Description

무선 통신 시스템을 위한 제어기 및 방법{CONTROLLER AND METHOD FOR WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 출원은 2016년 11월 22일에 출원된 영국 특허 출원 GB1619748.5에 대해 우선권을 주장하고, 모든 이 출원의 내용은 참조로 관련되어 있다.

본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것이고, 더 구체적으로는, 무선 통신 시스템을 위한 제어기 및 방법에 관한 것이다.

어떤 시스템에서, 무선 통신 경로는 시스템 내의 두 개별적인 대상물 사이의 또는 움직일 수 있게 연결되는 두 대상물 사이의 통신에 사용된다. 한 예시적인 시스템에서, 광 기반 통신이 사용된다. 광 방출기가 한 대상물에 위치되고 광 검출기가 다른 대상물에 위치된다. 빛이 광 방출기로부터 광 검출기의 방향으로 전송된다.

이러한 시스템에서의 문제는, 광 방출기와 광 검출기 사이의 상대적인 운동으로 인해, 방출된 방사선이 원하는 광 검출기에 입사하지 않는 방향으로 방출된다는 것이다. 이리하여, 광통신 시스템에서 통신 오류가 생길 수 있다.

수직 배향 시스템의 경우, 밑에 있는 지지 구조물이 회전하더라도 광 방출기 및 광 수신기가 서로에 대해 실질적으로 수직으로 유지되는 것을 보장하기 위해 기계적인 짐벌과 자이로스코프 장치를 사용할 수 있는데, 하지만, 더 작고, 더 효율적이고 또한 더 간단한 해결책이 필요하다.

공지된 무선 통신 시스템의 문제를 감안하여, 본 발명의 목적은, 방출기와 수신가 하나 이상의 축선에서 서로에 대해 경사질 때에도 무선 통신이 유지되게 해주는, 그러한 무선 통신 시스템을 위한 제어기 및 방법을 제공하는 것이다.

일반적으로, 본 발명은 방출기에서의 경사 또는 회전의 양에 근거하여 방출선의 방향을 변경하는 제어를 도입한다. 이리하여, 방출기의 방출선은 방출기 및 수신기가 회전 또는 경사질 때에도 수신기 쪽으로 조향된다. 본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템을 위한 제어기가 제공되며, 무선 통신 시스템은, 물리적으로 서로 분리되어 있는 복수의 방출기; 복수의 방출기에서 나온 방출선이 통과하는 제 1 렌즈; 상기 제 1 렌즈를 통과한 상기 방출선이 통과하는 제 2 렌즈; 적어도 하나의 수신기; 및 복수의 방출기의 적어도 하나의 치수에서 경사각을 측정하도록 배치되는 경사 센서를 포함한다. 제 2 렌즈는 상기 제 1 렌즈를 통과한 방출선을 상기 적어도 하나의 수신기 상에 집속시키도록 배치되어 있다. 제어기는, 복수의 방출기의 적어도 하나의 치수에서 측정된 경사각에 근거하여, 복수의 방출기 각각에 의해 방출될 방출선의 세기를 결정하도록 배치되고, 그래서 상기 방출선이 적어도 하나의 선택된 수신기에 입사하게 된다.

본 발명은 또한 무선 통신 시스템을 제공하고, 이는 물리적으로 서로 분리되어 있는 복수의 방출기; 복수의 방출기에서 나온 방출선이 통과하는 제 1 렌즈; 상기 제 1 렌즈를 통과한 방출선이 통과하는 제 2 렌즈; 적어도 하나의 수신기; 복수의 방출기의 적어도 하나의 치수에서 경사각을 측정하도록 배치되는 경사 센서; 및 전술한 바와 같은 제어기를 포함한다. 제 2 렌즈는 상기 제 1 렌즈를 통과한 방출선을 상기 적어도 하나의 수신기 상에 집속시키도록 배치된다.

본 발명은 또한 무선 통신 시스템을 제공하며, 이는 전술한 바와 같은 제 1 무선 통신 시스템; 및 전술한 바와 같은 제 2 무선 통신 시스템을 포함한다. 제 1 및 2 무선 통신 시스템은 양방향 통신을 수행하도록 배치된다.

본 발명은 또한 무선 통신 시스템을 위한 제어기를 포함하고, 이 무선 통신 시스템은, 물리적으로 서로 분리되어 있는 복수의 방출기; 복수의 방출기와 함께 위치되고, 상기 복수의 방출기에서 나온 방출선이 통과하는 제 1 렌즈 시스템; 상기 제 1 렌즈 시스템을 통과한 방출선이 통과하는 제 2 렌즈 시스템; 복수의 수신기; 상기 복수의 수신기 각각에 입사하는 방출선의 세기를 측정하도록 배치되는 측정 수단; 상기 복수의 수신기와 함께 위치되는 전송 수단; 및 상기 복수의 방출기와 함께 위치되는 수신 수단을 포함한다. 제 2 렌즈는 상기 복수의 수신기와 함께 위치되고 또한 상기 제 1 렌즈 시스템을 통과한 방출선을 상기 복수의 수신기 상에 집속시키도록 배치된다. 전송 수단은 측정된 세기를 상기 수신 수단에 전송하도록 배치된다. 제어기는, 측정된 세기에 근거하여 복수의 방출기 각각에 의해 방출될 방출선의 세기를 결정하도록 배치되고, 그래서 방출선은 복수의 수신기 중의 적어도 하나의 선택된 수신기에 입사한다.

본 발명은 또한 무선 통신 시스템을 제공하고, 이는 물리적으로 서로 분리되어 있는 복수의 방출기; 복수의 방출기와 함께 위치되고, 상기 복수의 방출기에서 나온 방출선이 통과하는 제 1 렌즈 시스템; 상기 제 1 렌즈 시스템을 통과한 방출선이 통과하는 제 2 렌즈 시스템; 복수의 수신기; 상기 복수의 수신기 각각에 입사하는 방출선의 세기를 측정하도록 배치되는 측정 수단; 상기 복수의 수신기와 함께 위치되는 전송 수단; 복수의 방출기와 함께 위치되는 수신 수단; 및 전술한 바와 같은 제어기를 포함한다. 제 2 렌즈는 상기 복수의 수신기와 함께 위치되고 또한 상기 제 1 렌즈 시스템을 통과한 방출선을 상기 복수의 수신기 상에 집속시키도록 배치된다. 전송 수단은 측정된 세기를 상기 수신 수단에 전송하도록 배치된다.

본 발명은 또한 로봇형 창고 보관 시스템을 제공하고, 이는 적어도 하나의 로봇형 로드(load) 취급 수단을 포함하고, 로봇형 로드 취급 수단은, 제어 수단 및 상기 로봇형 로드 취급 수단 내부로부터 하강되도록 배치되는 리프팅 수단을 포함한다. 리프팅 수단은 로드를 잡아 들어 올리도록 배치되는 그립핑 수단을 포함하고, 상기 로드는 컨테이너를 포함한다. 로봇형 로드 취급 수단은 전술한 바와 같은 무선 통신 시스템을 포함하고 있어, 상기 리프팅 수단은 상기 무선 통신 시스템을 통해 상기 제어 수단과 통신한다.

본 발명은 또한 무선 통신 시스템 제어 방법을 제공하는 바, 무선 통신 시스템은, 물리적으로 서로 분리되어 있는 복수의 방출기; 복수의 방출기에서 나온 방출선이 통과하는 제 1 렌즈; 상기 제 1 렌즈를 통과한 상기 방출선이 통과하는 제 2 렌즈; 적어도 하나의 수신기; 및 복수의 방출기의 적어도 하나의 치수에서 경사각을 측정하도록 배치되는 경사 센서를 포함한다. 제 2 렌즈는 상기 제 1 렌즈를 통과한 방출선을 상기 적어도 하나의 수신기 상에 집속시키도록 배치된다. 본 방법은, 복수의 방출기의 적어도 하나의 치수에서 측정된 경사각에 근거하여, 복수의 방출기 각각에 의해 방출될 방출선의 세기를 결정하는 단계를 포함하고, 그래서 상기 방출선이 적어도 하나의 선택된 수신기에 입사한다.

본 발명은 또한 무선 통신 시스템 제어 방법을 제공하고, 무선 통신 시스템은, 물리적으로 서로 분리되어 있는 복수의 방출기; 복수의 방출기와 함께 위치되고, 상기 복수의 방출기에서 나온 방출선이 통과하는 제 1 렌즈 시스템; 상기 제 1 렌즈 시스템을 통과한 방출선이 통과하는 제 2 렌즈 시스템; 복수의 수신기; 상기 복수의 수신기 각각에 입사하는 방출선의 세기를 측정하도록 배치되는 측정 수단; 상기 복수의 수신기와 함께 위치되는 전송 수단; 및 상기 복수의 방출기와 함께 위치되는 수신 수단을 포함한다. 제 2 렌즈는 상기 복수의 수신기와 함께 위치되고 또한 상기 제 1 렌즈 시스템을 통과한 방출선을 상기 복수의 수신기 상에 집속시키도록 배치된다. 전송 수단은 측정된 세기를 상기 수신 수단에 전송하도록 배치된다. 본 방법은, 측정된 세기에 근거하여 복수의 방출기 각각에 의해 방출될 방출선의 세기를 결정하는 단계를 포함하고, 그래서 방출선은 복수의 수신기 중의 적어도 하나의 선택된 수신기에 입사헌다.

이렇게 해서, 서로에 대해 움직일 수 있는 두 대상물 사이에 무선 통신 경로가 유지될 수 있다.,

이제 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 단지 예시적으로 설명할 것이며, 동일한 참조 번호는 동일하거나 대응하는 부분을 나타낸다.

도 1은 공지된 무선 통신 시스템에 따른 2개의 방출기와 2개의 수신기 사이의 무선 통신 경로를 나타내는 개략도로, 무선 통신 경로는 렌즈 시스템을 포함한다.
도 2는 공지된 무선 통신 시스템에서 수신기에 대한 방출기의 상대적인 운동의 효과를 보여주는, 도 1의 시스템의 개략도로, 제 1 방출기의 방출선은 제 2 수신기에 부정확하게 입사한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 무선 통신 시스템의 제어기를 나타내는 개략도로, 복수의 방출기를 포함하는 무선 통신 시스템의 다른 특징적 부분이 함께 나타나 있다.
도 4는 도 3의 복수의 방출기의 개략도로, 방출기 어레이 내에 형성된 개별적인 방출기가 나타나 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 무선 통신 시스템의 제어기의 개략도로, 무선 통신 시스템의 다른 특징적 부분이 함께 나타나 있다.
도 6은 방출기와 수신기 사이의 상대적인 운동의 효과를 보여주는 도 5의 시스템의 개략도이다.
도 7은 수신기와 방출기 사이의 상대적인 운동을 보정하는 시스템을 나타내는, 도 5 및 6의 시스템의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 제어기로 수행되는 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 제어기로 수행되는 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 공지된 보관 시스템에 있는 복수의 상자 적층체를 수용하는 프레임 구조물의 개략적인 사시도이다.
도 11은 도 10의 프레임 구조물의 일부분의 개략적인 평면도이다.
도 12a 및 12b는 도 10 및 11의 프레임 구조물에 사용되는 로드(load) 취급 장치의 한 형태를 후방과 전방에서 각각 본 개략적인 사시도이고, 도 12c는 상자를 들어 올리면서 사용되고 있는 공지된 로드 취급 장치의 개략적인 사시도이다.
도 13은 도 10 및 11의 프레임 구조물에 설치되어 있는, 도 12a, 12b 및 12c에 나타나 있는 종류의 복수의 로드 취급 장치를 포함하는 공지된 보관 시스템의 개략적인 사시도이고, 보관 시스템은 복수의 전달 장소 또는 출력 포트를 포함한다.

도 1은 공지된 무선 통신 시스템을 나타낸다. 이 공지된 시스템에서, 방출 장치는 수신 장치와 통신한다. 수신 장치는 방출 장치로부터 떨어져 있고, 따라서 두 장치 사이의 통신은 통상적인 방식으로, 예컨대 와이어를 따라 신호를 전송해서는 편리하게 달성될 수 없다. 대신에, 무선 통신이 방출 장치와 수신 장치 사이에 사용된다.

방출 장치는 방출기(106)와 제 1 렌즈(104)를 포함하고, 이 렌즈는 방출기(106)의 방출선을 집속시킨다. 방출기(106)는 통신 장치(나타나 있지 않음)로부터 전송될 신호를 받는다. 통신 장치는 수신 장치에 데이타를 보낼 필요가 있는 어떤 장치라도 될 수 있다. 방출기(106)는 또한 방출기(106)의 방출 세기를 나타내는 입력을 포함한다. 방출 세기 입력은 방출기(106)에 의해 출력된 방출선의 강도를 나타낸다.

방출기(106)의 방출선은 일반적으로 발산 형태로 방출되는데, 다시 말해, 방출선은 점 소스로부터 나오고 최대 180도 원형 패턴으로 방출된다. 따라서, 방출선을 한 방향으로 수신 장치 쪽으로 향하게 하기 위해 제 1 렌즈(104)가 제공되어 방출선을 평행한 또는 거의 평행한 비임으로 집속시키며, 그리하여 이 비임은 단일 방향으로 이동하여 방출 장치와 수신 장치 사이의 자유 공간을 횡단하게 된다.

수신 장치는 수신기(100) 및 제 2 렌즈(102)를 포함하고, 이 렌즈는 방출 장치에서 오는 방출선을 수신기(100) 상으로 집속시킨다. 특히,수신기(100)는 방출기(106)에 의해 방출된 방출선을 받고, 방출기(106)의 입력을 나타내는 신호를 수신 장치(나타나 있지 않음)에 출력한다. 제 2 렌즈(102)는 평행한 방출선을 수신기(100) 상으로 집속시키기 위해 제공된다.

도 1은 또한 제 2 무선 통신 시스템을 나타낸다. 이 시스템은 전술한 무선 통신 시스템과 동일하게 작동한다. 참조의 용이를 위해, 개별적인 참조 번호가 제2 무선 통신 시스템의 부품에 제공되어 있다. 특히, 제 2 방출 장치는 방출기(107)와 제 1 렌즈(105)를 갖는 것으로 나타나 있다. 제 2 수신 장치는 제 2 방출 장치로부터 방출선을 받기 위해 수신기(101)와 제 2 렌즈(103)를 포함한다.

통상적인 작동시, 제 1 및 2 무선 통신 시스템은 완전히 독립적으로 작동하는데, 각 시스템은 각각의 방출기와 수신기 사이의 개별적인 통신 채널을 제공한다. 알 수 있는 바와 같이, 제 1 및 2 방출 장치 각각이 각각의 제 1 및 2 수신 장치에 대해 실질적으로 수평으로 유지되면, 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 방출선은 서로 간섭하지 않도록 공간적으로 배치될 수 있다.

그러나 도 2는, 제 1 방출 장치가 제 1 수신 장치에 대해 또한 제 2 방출 및 수신 장치에 대해 회전하거나 경사질 때의 결과를 보여준다. 따라서, 제 1 방출 장치의 방출선은 제 2 수신기(101)에 입사하여 제 2 수신 장치와 간섭할 수 있다. 이 경우, 렌즈 시스템(103) 및 수신기(101)는 렌즈(104)를 통과하는 방출기(106)의 방출선으로부터 간섭을 받을 수 있다.

유사하게, 제 1 수신 장치는, 회전 또는 경사의 결과로, 방출기(106)로부터 방출선을 받지 못할 수 있다.

본 발명의 제 1 및 2 실시 형태는, 방출기(106)와 수신기(100)가 서로에 대해 움직일(예컨대, 회전 또는 경사질) 때도 방출선이 계속 수신기에 가도록 방출기(106)의 방출선을 조향하는 것에 관한 것이며, 이러한 상황은 예컨대 방출 장치가 수신 장치에 대해 경사질 때 일어날 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 무선 통신 시스템의 개략도로, 이 시스템은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 제어기를 포함한다.

제 1 실시 형태에서, 전술한 무선 통신 시스템은 제 1 방출 장치에 있는 제 2 방출기(310)로 보충된다. 따라서, 제 1 방출 장치는 복수의 방출기(309, 310)를 포함한다. 적어도 2개의 방출기가 필요하지만, 후술하는 바와 같이, 방출기의 수가 증가함에 따라 어떤 이점이 명백하다.

여기서 설명되는 복수의 방출기(309, 310)는 도 1을 참조로 전술한 바와 기본적으로 동일하다. 특히, 각 방출기에는, 수신 장치에 전송될 데이타 신호가 입력된다. 이렇게 해서, 복수의 방출기(309, 310) 각각에서 나오는 방출선이 동기화될 수 있다. 각 방출기에는 또한, 방출될 필요한 세기가 입력된다. 이와 관련하여, 각 방출기는 개별적으로 제어되는데, 그래서, 예컨대 방출기(309)는 최대 세기에서 방출할 수 있고 반면 방출기(310)는 최소 세기(영일 수 있고 그래서 방출선이 없음)에서 방출한다. 유사하게, 복수의 방출기(309, 310)의 동기화된 방출선을 조향할 수 있도록 최대 세기와 최소 세기 사이의 세기를 생각한다. 예컨대, 방출선을 한 방향 또는 다른 방향으로, 특정 수신기 쪽으로 또는 그로부터 멀어지게 조향하기 위해, 방출기(309)는 최대 세기의 75%에서 방출할 수 있고, 반면 방출기(310)는 최대 세기의 25%에서 방출한다.

복수의 방출기(309, 310)는 서로 물리적으로 분리되어 있는 것으로 나타나 있다. 복수의 방출기는 어떤 형태라도 취할 수 있는데, 예컨대 복수의 방출기(309, 310)는 방출기 어레이로 형성될 수 있다. 이렇게 해서, 복수의 방출기는 서로 수직인 제 1 및 2 방향 모두로 연장되어 있다. 이리하여, 적어도 2개의 다른 축선으로 방출 장치의 회전 또는 경사를 보정할 수 있는 이점이 얻어진다. 그러나, 뒤에서 설명하는 바와 같이, 2개의 방출기를 사용함으로써, 최소의 셋업이 가능하고 또한 여전히 방출 장치의 회전 또는 경사를 보정할 수 있다.

복수의 방출기(309, 310)는 다수의 다른 종류의 방출선을 방출하도록 선택될 수 있다. 예컨대, 복수의 방출기(309, 310)는 적외선 스펙트럼 내의 방출선을 방출할 수 있다. 유사하게, 방출선은 1GHz 보다 큰 주파수를 갖는 무선 주파수 방출선일 수 있다. 대안적으로, 방출선은 가시광 또는 자외선 방출선일 수 있다.

설명하는 바와 같이, 복수의 방출기(309, 310)의 제어를 사용하여, 렌즈(307, 305)를 통해 집속되면 수신기(303)에 도달하고 수신기(304)와 간섭하지 않는 방출선을 만들 수 있다.

복수의 방출기(309, 310)의 방출선은 제 1 렌즈(307)를 통해 집속된다. 제 1 렌즈(307)는, 복수의 방출기(309, 310)에서 나온 방출선으로부터 비임을 형성하는 효과를 갖는다. 비임에서 방출선은 단일 방향(이 경우에는 방출 장치와 수신 장치는 수직면 내에 배치되므로 수직 방향)으로 이동하도록 실질적으로 평행하다. 아는 바와 같이, 제 1 렌즈(307)는 임의의 단일 방향으로 이동하는 비임으로 방출선을 형성하므로 임의의 방출 방향이 수옹 가능하다.

방출선의 비임은 방출 장치와 수신 장치 사이의 자유 공간을 횡단한다. 제 2 렌즈(305)가 방출선의 비임을 적어도 하나의 수신기(303) 상으로 재집속시킨다.

제 1 및 2 렌즈(307, 305)는 복수의 방출기(309, 310)에 의해 방출되는 방출선의 종류에 따라 선택된다. 예컨대, 가시 스펙트럼 내의 방출선을 위해 유리 렌즈가 사용될 수 있다. 1 GHz 보다 큰 주파수를 갖는 무선 주파수 방출선을 위해, 적절한 방출기 안테나 및 유전체 또는 메타 물질 무선 주파수 렌즈의 어레이가 사용될 수 있다. 유사하게, 적외선 스펙트럼 또는 자외선 스펙트럼 내의 방출선에 대해 적절한 렌즈가 선택된다.

제 2 렌즈(305)와 수신기(303)는 도 1 및 2를 참조하여 설명한 것과 기본적으로 유사하다. 특히, 수신기(303)는 신호를 수신 장치에 출력한다. 이상적으로, 수신이 적절히 수행되면, 수신 신호는 복수의 방출기(309, 310)에 입력되는 신호와 동일하다. 단지 하나의 수신기가 도 3의 제 1 무선 통신 시스템에 나타나 있지만, 큰 회전 또는 경사가 방출 장치에 가해지더라도 방출선이 수신될 가능성이 더 크게 되는 이점을 주는 복수의 수신기가 제공될 수 있다. 추가로, 예컨대 하나 보다 많은 수신기가 사용되는 경우 하나 보다 많은 수의 수신기에 방출선을 집속시켜 서로에 인접하여 위치되는 2개의 수신기에 방출선을 집속시키기 위해 복수의 방출기(309, 310)의 방출선은 제 1 및 2 렌즈(307, 305)에 의해 집속될 수 있다.

제 1 실시 형태의 무선 통신 시스템은 방출 장치에서 제어기(310), 복수의 방출기(309) 및 제 1 렌즈(307)와 함께 위치되는 경사 센서(302)를 더 포함한다. 경사 센서(302)는 방출 장치의 회전 또는 경사 각도를 측정하여 경사 또는 회전의 지시를 제어기(301)에 출력한다. 경사 센서(302)는 특히 복수의 방출기(309, 310)의 경사 또는 회전의 각도를 측정하도록 배치된다. 이와 관련하여, 경사 센서(302)는 3개의 주축선 중의 적어도 하나에서 경사 또는 회전을 측정할 수 있다(각 축선은 다른 두 축선에 수직임). 따라서, 3개의 경사 센서가 사용될 수 있는데, 각 센서는 단일 축선에서 경사 또는 회전을 측정하고 각 센서는 다른 두 경사 센서에 수직하게 위치된다.

경사 센서(302)는 많은 형태 중의 하나 일 수 있는데, 예컨대, 가속도계, 자이로스코프 또는 다른 경사각 측정기가 사용될 수 있다.

본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 제어기(301)는 무선 통신 시스템에 제공되고, 경사 센서(302)에 연결되어 복수의 방출기(309, 310)의 적어도 하나의 치수에서 경사의 지시를 받을 수 있다. 어떤 사용 경우에, 복수의 방출기(309, 310)의 적어도 하나의 치수에서 경사각을 측정하도록 배치되는 경사 센서(302)를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

제어기(301)는 복수의 방출기(309, 310)에 연결되어, 복수의 방출기(309, 310) 각각에 특정적인 세기를 갖는 방출될 신호를 방출하라고 복수의 방출기(309, 310) 각각에 지시하여 방출선의 세시를 제어할 수 있다.

이제 설명하는 바와 같이, 복수의 방출기(309, 310)를 포함하는 방출 장치가 어떤 각도로 경사지거나 회전되면, 제어기는 복수의 방출기(309, 310)의 경사 또는 회전의 측정 각도에 근거하여 복수의 방출기 각각에 의해 방출된 방출선의 세기를 결정하도록 배치된다.

더 구체적으로, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 방출 장치가 시계 방향으로 회전하면, 방출기(309)로부터 나온 방출선의 세기는 감소되고, 방출기(310)로부터 나온 방출선의 세기는 증가된다. 이렇게 해서, 제 1 렌즈(307)와 함께, 비임은 수신기(303)에 도달하도록 조향된다. 따라서, 방출기에서 나온 방출선이 수신기(101)에 도달하는(그리고 원치 않는 간섭을 발생시키는) 도 2에 나타나 있는 문제가 완화된다.

아는 바와 같이, 회전이 반시계 방향으로 일어나면, 제어기(301)는 방출선의 세기를 변화시켜 이 변화를 보상하게 된다. 예컨대, 제어기(301)는 방출기(310)에서 나오는 방출선의 세기를 줄이고 또한 방출기(309)에서 나오는 방출선의 세기를 증가시킬 것이다.

도 4는 도 3에 나타나 있는 방출 장치의 추가 개량을 나타낸다. 특히, 방출 장치는 2개의 개별적인 방출기 대신에, 2차원 방출기 어레이로서 구현될 수 있다. 특히, 예컨대 9개의 방출기의 그룹이 적어도 하나의 수신기 쪽으로 방출되는 단일 비임을 형성할 것이다.

방출기 어레이의 사용으로, 적어도 2개의 방향으로 방출 장치의 경사 또는 회전을 보정할 수 있다. 예컨대, 방출 장치가 수평이면, 방출기(309)는 적어도 하나의 수신기로 방출선을 내보내는 주 방출기일 수 있다. 방출기 장치가 경사 및 회전함에 따라, 제어기(301)는 방출기 어레이에 있는 9개의 방출기 각각의 세기를 변화시켜 적어도 하나의 수신기로 가도록 비임의 조향을 보장하도록 배치된다.

도 4에 나타나 있는 바와 같이, 9개의 방출기 어레이가 하나의 큰 어레이로 그룹화되어 있다. 이렇게 해서, 9개의 개별적인 무선 통신 시스템이 함께 결합된다. 제어기(301)는 9개의 어레이 각각을 조향하여, 그의 방출선이 정확히 적어도 하나의 수신기 쪽으로 향하게 된다.

또한, 2개의 인접하는 방출기(예컨대, 309, 310) 각각은, 물리적으로 방출기(309, 310) 사이에 배치되는 방출기에서 나오는 것처럼 거동하는 비임을 생성하기 위해 원하는 세기의 일 비율을 가지고 설정된 세기를 가질 수 있는데, 예컨대, 방출기(309, 310) 각각은 최대 세기의 50%로 방출하면, 이는 100% 세기를 갖는 비임을 효과적으로 생성할 것이지만 방출기(309, 310) 사이의 중간에 위치된다. 이렇게 해서, 비임의 방향에 대한 더 작은 보정이 이루어질 수 있고, 비임은 그렇지 않으면 복수의 방출기 각각의 사이의 위치에 대응하는 위치로 조향되어 비임 조향의 분해능을 증가시킨다.

제 2 실시 형태

도 5는 본 발명의 제 2 실시 형태를 나타내며, 제 1 실시 형태에서 설명한 제어기와 무선 통신 시스템이 다르게 구현되어 있다.

제 2 실시 형태에서, 방출 장치는 제 1 실시 형태에 대해 설명한 것과 유사하다. 특히, 방출 장치는 복수의 방출기(510, 511, 512)를 포함하고, 각 방출기는 각 방출기에서 나오는 방출선의 세기를 제어하기 위해 방출될 공통의 입력 신호 및 방출 신호의 세기를 받는다. 방출선은 복수의 방출기와 함께 위치되는 제 1 렌즈 시스템(509)에 의해 집속된다. 제 1 렌즈 시스템(509)은 방출선이 평행하게 되는 비임을 형성하도록 복수의 방출기(510), 511, 512)의 방출선을 집속시킨다.

복수의 방출기(510, 511, 512)에서 나오는 방출선의 비임은 수신 장치로 방출된다. 이 실시 형태에서, 수신 장치는 제 2 렌즈 시스템(508) 및 복수의 수신기(505, 506, 507)를 포함한다. 제 2 렌즈 시스템(508)은 방출선의 비임을 복수의 수신기 상으로, 구체적으로 복수의 수신기의 한 특정한 수신기, 예컨대, 복수의 수신기에서 중앙에 위치되는 수신기(506) 상으로 집속하도록 배치된다.

유리한 실시 형태에서, 복수의 방출기(510, 511, 512)의 방출선은, 방출선을 하나 보다 많은 수의 수신기에 집속하도록, 예컨대, 방출선을 서로 인접하여 위치되는 2개의 수신기에 집속하도록 제 1 및 2 렌즈 시스템(509, 508)에 의해 집속될 수 있다. 따라서, 이 실시 형태에서, 방출선은 한 특정한 수신기 상으로 집속되지 않는다.

복수의 방출기는 많은 다른 종류의 방출선을 방출하도록 선택될 수 있다. 예컨대, 복수의 방출기는 적외선 스펙트럼 내의 방출선을 방출할 수 있다. 유사하게, 방출선은 1GHz 보다 큰 주파수를 갖는 무선 주파수 방출선일 수 있다. 대안적으로, 방출선은 가시광 또는 자외선 방출선일 수 있다.

제 1 및 2 렌즈 시스템은 복수의 방출기에 의해 방출되는 방출선의 종류에 따라 선택된다. 예컨대, 가시 스펙트럼 내의 방출선을 내기 위해 유리 렌즈를 사용할 수 있다. 1 GHz 보다 큰 주파수를 갖는 무선 주파수 방출선을 위해, 적절한 방출기 안테나 및 유전체 또는 메타 물질 무선 주파수 렌즈의 어레이가 사용될 수 있다. 유사하게, 적외선 스펙트럼 또는 자외선 스펙트럼 내의 방출선을 위해 적절한 렌즈가 선택된다.

제 1 실시 형태에서 설명된 수신기와 유사하게, 각 수신기는 수신 신호를 출력한다.

수신 장치는 복수의 수신기 각각에 입사하는 방출선의 세기를 측정하도록 배치되는 측정 수단(503)을 더 포함한다. 특히, 측정 수단(503)은, 각 수신기에 의해 출력된 신호를 받고 또한 각 수신기에서 나온 신호의 세기를 측정하도록 배치된다. 이렇게 해서, 측정 수단(503)은 복수의 수신기(505, 506, 507) 각각에 입사하는 방출선의 강도의 정보를 얻는다.

수신 장치는 전송 수단(504)을 더 포함하고, 방출 장치는 전송 수단(504)에서 나오는 신호를 받도록 배치된 수신 수단(502)을 또한 포함한다.

전송 수단(504)은 복수의 수신기(505, 506, 507) 각각에 대한 방출선의 측정된 세기를 측정 수단(503)으로부터 받도록 배치된다. 전송 수단(504)은 복수의 수신기(505, 506, 507) 각각에 대한 방출선의 측정된 세기를 방출 장치의 수신 수단(502)에 전송하도록 배치된다. 이렇게 해서, 방출 장치는 복수의 수신기(505, 506, 507) 각각에 입사하는 방출선의 세기의 지시를 받는다.

방출 장치의 수신 수단(502)은 방출선의 세기의 지시를 포함하는 전송 신호를 받도록 배치된다. 방출 장치는 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 제어기(501)를 더 포함한다. 제어기(501)는 수신 수단(502)이 받은 방출선의 세기의 지시를 받도록 배치된다.

전송 수단(504) 및 수신 수단(502)은 다수의 통신 방법 중의 어느 하나를 사용하여 신호를 전송하고 받도록 배치된다. 예컨대, 전송 수단(504)은 무선 주파수 전송, 예컨대, 무선 스펙트럼의 2.4 GHz 대역... 내의 Wi-Fi 신호를 전송하도록 배치될 수 있다. 대안적으로, 전송 수단(504)은, 무선 통신 시스템이 작동하는 환경에 적합한 다른 편리한 무선 주파수 대역을 사용하도록 배치될 수 있다. 대안적으로, 전송 수단(504)은 신호를 전송하기 위해 광 전송, 예컨대, Li-Fi를 사용하도록 배치된다. 광 전송은 적외선 스펙트럼, 가시광 스펙트럼 또는 자외선 스펙트럼 내에 있을 수 있다. 아는 바와 같이, 수신 수단(502)은 반드시 대응하는 방식으로 전송 수단(504)의 전송을 받도록 배치될 것인데, 그래서 예컨대, 전송 수단(504)이 광 전송을 전송하도록 배치되면, 수신 수단(502)은 광 전송을 받도록 배치된다. 유사하게, 전송 수단(504)이 무선 주파수 전송을 전송하도록 배치되면, 수신 수단(502)은 무선 주파수 전송을 받도록 배치된다.

전술한 무선 주파수 및 광 전송 방안에 대한 대안은, 본 발명의 제 1 또는 2 실시 형태에 따라 전술한 바와 같은 제 2 무선 통신 시스템을 이용하는 것이다. 더 구체적으로, 복수의 방출기를 포함하는, 제 2 무선 통신 시스템의 방출 장치는 전송 수단(504) 대신에 사용될 것이고, 제 2 무선 통신 시스템의 수신 장치는 수신 수단(502) 대신에 사용될 것이다. 이는 방출 장치의 회전 및 경사에 영향을 받지 않는 무선 통신 시스템을 제공하는 이점을 갖는다.

제 2 실시 형태에 따른 제어기(501)는 수신 수단(502) 및 복수의 방출기(510, 511, 512) 각각에 연결될 수 있다.

방출선의 세기의 지시를 받은 제어기(501)는 측정된 세기에 근거하여 복수의 방출기 각각에 의해 방출될 방출선의 세기를 결정하도록 배치된다. 더 구체적으로, 제어기(501)는 측정된 세기에 근거하여 복수의 방출기(510, 511, 512) 각각에 대한 개별적인 방출선 세기를 결정한다. 이렇게 해서, 복수의 방출기의 방출선은 측정된 세기에 근거하여 성공적으로 조향 된다.

예컨대, 방출 장치가 수신 장치에 대해 실질적으로 수평이면, 비임은 제어기(501)에 의해 조향되어, 방출기(511)로부터 이동하여 수신기(506)에 도달한다. 이 예에서, 비임은 복수의 방출기(510, 511, 512)에 대해 수직하게 조향되어 직접 복수의 수신기로 가게 된다. 제어기(501)는 방출기(511)의 방출선의 세기를 최대로 설벙하고 또한 방출기(510, 512) 각각의 방출선의 세기를 영으로 설정하도록 결정할 수 있다. 이렇게 해서, 비임은 방출기(511)에 의해서만 방출되어, 수직으로 이동하여 방출기(506)로 가는 비임이 얻어진다.

아는 바와 같이, 복수의 방출기(510, 511, 512) 각각의 방출선의 세기를 영이 아닌 값으로 설정함으로써, 빔이 어떤 원하는 방향으로도 성공적으로 조향될 수 있다. 예컨대, 방출기(510, 511)의 방출선의 세기가 같고 영이 아니게 되면, 비임은 방출기(510) 쪽으로 조향되어, 방출기(510)과 방출기(511) 사이에 "가상 방출기"가 효과적으로 생성된다.

도 6은 방출 장치의 회전 또는 경사의 결과를 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 방출 장치의 회전 또는 경사로 인해, 방출기(511)에서 나오는 방출선은 이제 도 5에 나타나 있는 바와 같은 수신기(506)에 더 이상 입사하지 않는다. 그러므로, 복수의 수신기 각각에 입사하고 측정 수단(503)에 의해 측정되는 방출선의 세기는 변한다. 앞에서, 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 측정 수단(503)은 수신기(506)에서 최대 입사 세기를 측정할 것이다. 그러나, 방출 장치의 회전 또는 경사로 인해, 측정 수단(503)은 이제 수신기(507)에서 최대 입사 세기를 검출하게 된다. 측정된 세기의 이 변화는 전송 수단(504)에 보내지고, 이 전송 수단은 측정된 세기의 지시를 포함하는 신호를 수신 수단(502)에 전송한다.

그리고, 제어기(501)는 복수의 수신기(505, 506, 507) 각각에 입사하는 측정 된 세기의 업데이트된 값을 수신 수단(502)으로부터 받는다.

그리하여 제어기(501)는 복수의 방출기(510, 511, 512) 각각에 의해 방출되는 방출선의 새로운 세기를 결정하도록 배치된다. 제어기(510)는 방출선의 새로 결정된 세기 각각을 복수의 방출기의 각각의 방출기에 적용하도록 배치된다. 이렇게 해서 비임은 도 7에 나타나 있는 바와 같이 중앙 수신기(506)에 다시 집중된다. 특히, 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 방출기(512)는 최대 방출선 세기로 설정되고, 방출기(510, 511)에서 나오는 방출선 세기는 감소된다. 따라서, 비임은, 렌즈(509)를 통해 집속되면, 중앙 수신기(506) 쪽으로 다시 성공적으로 조향된다.

아는 바와 같이, 제어기(501)는 복수의 방출기 각각의 세기를 개별적으로 제어할 필요는 없고, 대신에, 각 방출기의 방출선의 세기를 방출선의 최소 세기와 최대 세기 사이의 중간 값으로 설정한다. 이렇게 해서, 비임은 복수의 수신기 중 임의의 수신기로 효과적으로 조향될 수 있다.

도 8은 제 1 실시 형태에 따른 무선 통신 시스템을 제어하기 위한 방법을 나타낸다. 본 방법은 도 3에 나타나 있는 바와 같은 무선 통신 시스템에 관한 것이고, 물리적으로 서로 분리되는 복수의 방출기를 포함한다. 제 1 렌즈는 복수의 방출기에서 나오는 방출선이 통과하는 렌즈이다. 제 1 렌즈에 의해 형성되는 방출선의 비임은, 무선 통신 시스템의 방출측과 무선 통신 시스템의 수신측을 서로 분리시키는 자유 공간을 통과한다. 이와 관련하여, 제 1 렌즈는, 방출선들이 평행하여 비임을 형성하도록 비임이 복수의 방출기에 대해 수직으로 제공되는 것을 보장하도록 배치된다. 제 2 렌즈가 수신측에 형성되어, 제 1 렌즈에 의해 집속된 복수의 방출기의 방출선을 잡는다. 수신측은 적어도 수신기를 포함하고, 제 2 렌즈는 방출선을 그 수신기에 집속시키도록 배치된다.

방출측은 복수의 방출기 및 연장으로 방출측의 적어도 하나의 치수에서 경사각을 측정하는 경사 센서를 더 포함한다. 바람직한 실시 형태에서, 경사 센서는 적어도 2개의 치수에서 경사각을 측정하도록 배치된다. 제어기는, 경사 센서로 측정되는 복수의 방출기의 경사각에 근거하여, 복수의 방출기 각각에 의해 방출되는 방출선의 세기를 결정하는 단계 S801를 수행하도록 배치된다. 이렇게 해서, 방출선은 선택된 적어도 하나의 수신기에 입사한다.

도 9는 제 2 실시 형태에 따른 무선 통신 시스템을 제어하기 위한 방법을 나타낸다. 이 방법은 도 5에 나타나 있는 바와 같은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 이 시스템은 물리적으로 서로 분리된 복수의 방출기를 포함한다. 제 1 렌즈는 복수의 방출기에서 나온 방출선이 통과하는 렌즈이다. 제 1 렌즈에 의해 형성된 방출선의 비임은, 무선 통신 시스템의 방출축과 무선 통신 시스템의 수신측을 서로분리시키는 자유 공간을 통과한다. 이와 관련하여, 제 1 렌즈는, 방출선들이 평행하여 비임을 형성하도록 비임이 복수의 방출기에 대해 수직으로 제공되는 것을 보장하도록 배치된다. 제 2 렌즈가 수신측에 형성되어, 제 1 렌즈에 의해 집속된 복수의 방출기의 방출선을 잡는다. 수신측은 복수의 수신기를 포함하고, 제 2 렌즈는 방출선을 그들 수신기에 집속시키도록 배치된다.

방출측은 복수의 수신기 각각에 입사하는 방출선의 세기를 측정하도록 배치되는 측정 수단을 더 포함한다. 복수의 수신기 각각에 대한 방출선의 측정된 세기를 나타내는 신호가 전송 수단에 의해 수신측으로부터 방출측에 전송된다.

방출측은 복수의 수신기 각각에 입사하는 방출선을 나타내는 신호를 받도록 배치되는 수신 수단을 더 포함한다. 제어기는, 측정된 세기에 근거하여, 복수의 방출기 각각에 의해 방출되는 방출선의 세기를 결정하는 단계 S901를 수행하도록 배치된다. 이렇게 해서, 비임은 방출선이 복수의 수신기 중의 적어도 하나의 선택된 수신기에 입사하도록 제어된다.

변형예 및 변화예

본 발명의 범위에서 벗어남이 없이, 전술한 실시 형태에 대해 많은 변형예와 변화예가 만들어질 수 있다.

제 1 실시 형태와 관련하여, 무선 통신 시스템은 하나 이상의 수신기를 포함할 수 있음을 알 것이다. 이는 수신 장치가 경사 또는 회전될 때에도 수신을 제공하기 때문에 유리하다.

복수의 수신기 중에서 제 1 및 2 실시 형태 모두에 적용 가능한 수신기(또는 여러 수신기 각각에 사용되는 이득)의 선택이 적어도 하나의 치수, 바람직하게는 2개의 치수에서 수신 플랫폼의 경사에 따라 조절되어, 수신 신호의 강도를 최대화하고 또한 원치 않는 간섭의 수신을 최소화할 수 있다. 이 변형예에서, 복수의 수신기 각각에 연결될 수 있는 제어기 및 수신 장치에 함께 위치되는 경사 센서가, 복수의 수신기의 적어도 하나의 치수, 바람직하게는 2개의 치수에서 측정 경사에 근거하여 각 수신기의 이득을 조절하도록 배치된다. 따라서, 수신 장치가 경사 또는 회전함에 따라, 다른 방향에서 오는 다른 스트레이(stray) 입사 광(즉, 방출기에서 나오는 수직 비임이 아닌 방출선)이 아닌 방출기에서 나온 비임을 정확하게 디코딩하도록 복수의 수신기에서 나오는 신호가 선택적으로 증폭될 수 있다.

아는 바와 같이, 렌즈 시스템은 다수의 렌즈를 포함할 수 있고, 도에 나타나 있거나 전술한 렌즈 종류 또는 수에 한정될 필요는 없다. 방출기에 의해 방출된 방사선을 수신기에 집속할 수 있는 어떤 렌즈 시스템이라도 가능하다.

또한, 방출기는 2개 이상의 개별 방출기, 예컨대 개별적인 발광 다이오드를 포함할 수 있고, 또는 방출기는 방출기 어레이를 포함할 수 있다. 유사한 방식으로, 수신기는 개별적인 요소 또는 적절히 배치되는 수신기 어레이를 포함할 수 있다. 방출기 또는 수신기 어레이 내의 개별 요소의 수는 도면에 나타나 있는 수에 한정되지 않고, 어레이를 구성하기 위해 어떤 적절한 수의 개별적인 요소라도 사용할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제 1 및 2 실시 형태의 제어기는 방출선이 복수의 방출기에 대해 수직이 되도록 방출선의 비임을 제어하도록 배치된다. 그러나, 이는 단지 이해의 용이를 위해 설명되었고 다른 가능성도 고려된다.

예컨대, 제 1 및 2 실시 형태의 제어기는, 방출선이 수직이 아니고 대신에 방출선이 수신 수단의 특정 부분, 예컨대, 수신 수단의 특정 수신기로 향하도록 비임을 제어하도록 배치된다. 이리하여, 수신 수단의 경사 또는 회전에 무관하게 지향성 통신이 허용되는 이점이 얻어진다. 다시 말해, 제어기는, 비임이 방출 장치와 수신 장치 사이의 자유 공간을 90도가 아닌 각도로, 다시 말해 수직이 아니게 횡단하도록 비임을 제어하도록 배치될 수 있다. 대신에, 비임은 90도 보다 작거나 큰 각도로, 예컨대 실질적으로 수평인 방향으로 조향될 수 있고, 이는 실질적으로 영인 각도 또는 실질적으로 180도인 각도에 대응한다. 아는 바와 같이, 수직과 수평 사이의 임의의 각도가 원하는 각도를 수용하기 위해 복수의 방출기 각각의 방출선 세기를 제어하는 제어기에 의해 수옹될 수 있다.

유사하게, 비임이 특정한 시그널링 효과를 얻게끔 동일한 수신기에 도달하도록 복수의 방출기에 대한 더 많은 제어를 제공할 수 있다. 이렇게 해서, 복수의 방출기 중의 상이한 방출기에서 나오는 방출선이 하나의 특정한 수신기에서 상호 작용하여 유리한 효과를 제공할 수 있다. 예컨대, 제 1 방출기에서 나온 방출선은 동일한 복수의 방출기의 제 2 방출기에서 나온 방출선과 간섭하여, 적어도 하나의 선택된 수신기에 도달하는 빛/무선 주파수 방출선의 구성적인 또는 파괴적인 간섭을 야기하게 된다.

유사하게, 방출선은 특정한 시간 구역에서 특정한 수신기에만 도달하도록 제어될 수 있다. 예컨대, 제 1 방출기는 짝수 시간 기간, 예컨대, t0, t2, t4 등의 동안에 방출할 수 있다. 한편, 제 2 방출기에서 나오는 방출선은 t1, t3, t5 등과 같은 홀수 시간 기간에 특정한 수신기에 도달하도록 구성될 수 있다. 이렇게 해서, 하나 보다 많은 통신이 무선 통신 시스템에서 동시에 가능하다. 점 대 점 광학/무선 주파수 네트워크가 그러한 수단으로 형성될 수 있음을 알 것이다.

온라인 식료품 잡화점 및 슈퍼마켓과 같은 다수의 제품 라인을 판매하는 온라인 소매 사업은 수 만개 또는 심지어는 수백 만개의 상이한 제품 라인을 보관할 수 있는 시스템을 필요로 한다. 이러한 경우에 단일 제품 적층체의 사용은 실용적이지 않은데, 왜냐하면, 필요한 모든 적층체를 수용하기 위해 매우 큰 바닥 면적이 필요하기 때문이다.

또한, 썩기 쉽거나 드물게 주문되는 상품과 같은 소량의 일부 물품만 보관하는 것이 바람직할 수 있어, 단일 제품 적층체는 비효율적인 방안이 된다.

국제 특허 출원 WO98/049075A(Autostore)(이의 내용은 본원에 참조로 관련되어 있음)에는, 용기의 다중 제품 적층체가 프레임 구조물에 배치되는 시스템이 기재되어 있다.

PCT 공보 WO2015/185628A(Ocado)에는, 상자 또는 용기의 적층체가 프레임 구조물 내에 배치되는 다른 공지된 보관 및 이행 시스템이 기재되어 있다. 프레임 구조물의 정상부에 위치되는 트랙 상에서 작동하는 로드 취급 장치가 상자 또는 용기에 접근한다. 로드 취급 장치는 적층체로부터 상자 또는 용기를 들어올리고, 복수의 로드 취급 장치가 서로 협력하여, 적층체의 최하위 위치에 있는 상자 또는 용기에 접근하게 된다. 이러한 종류의 시스템은 첨부 도면의 도 10 내지 13에 개략적으로 도시되어 있다.

도 10 및 11에 나타나 있는 바와 같이, 상자(10)로 알려져 있는 적층가능 컨테이너가 상하로 적층되어 적층체(12)를 형성한다. 이 적층체(12)는 창고 또는 제조 환경에서 프레임 구조물(14)에 배치된다. 도 10은 프레임 구조물(14)의 개략적인 사시도이고, 도 11은 프레임 구조물(14) 내부에 배치되어 있는 상자(10)의 적층체(12)를 나타내는 상면도이다. 각 상자(10)는 일반적으로 복수의 제품(미도시)을 담으며, 상자(10) 내의 제품은 용도에 따라 동일하거나 다른 종류의 제품일 수 있다.

프레임 구조물(14)은 수평 부재(18, 20)를 지지하는 복수의 직립 부재(16)를 포함한다. 제 1 세트의 평행한 수평 부재(18)가 제 2 세트의 평행한 수평 부재(20)에 수직하게 배치되어 있어, 직립 부재(16)에 의해 지지되는 복수의 수평 그리드 구조물을 형성한다. 부재(16, 18, 20)는 일반적으로 금속으로 만들어진다. 상자(10)는 프레임 구조물(14)의 상기 부재(16, 18, 20) 사이에 적층되어, 프레임 구조물(14)은 상자(10)의 적층체(12)의 수평 방향 움직임을 방지하고 상자(10)의 수직 방향 이동을 안내하게 된다.

프레임 구조물(14)의 정상 레벨은 적층체(12)의 정상부를 가로질러 그리드 패턴으로 배치되어 있는 레일(22)을 포함한다. 도 12 및 13을 추가적으로 참조하면, 레일(22)은 복수의 로봇형 로드 취급 장치(30)를 지지한다. 평행한 레일(22)의 제 1 세트(22a)는 프레임 구조물(14)의 정상부를 가로지르는 제 1 방향(X)으로의 로드 취급 장치(30)의 운동을 안내하고, 제 1 세트(22a)에 수직으로 배치되는 평행한 레일(22)의 제 2 세트(22b)는 제 1 방향에 수직인 제 2 방향(Y)으로의 로드 취급 장치(30)의 운동을 안내한다. 이렇게 해서, 레일(22)에 의해, 로드 취급 장치(30)는 수평한 X - Y 평면에서 2차원적으로 옆으로 이동할 수 있고, 그래서 로드 취급 장치(30)는 임의의 적층체(12) 위의 위치로 이동할 수 있다.

로드 취급 장치(30)의 한 형태가 노르웨이 특허 317366에 더 기재되어 있고, 이의 내용은 본원에 참조로 관련되어 있다. 도 12a 및 12b는 로드 취급 장치(30)를 후방 및 전방에서 각각 본 개략적인 사시도이고, 도 12c는 상자(10)를 들어 올리는 로드 취급 장치(30)의 개략적인 정면 사시도이다. 그러나, 여기서 설명하는 시스템과 함께 사용될 수 있는 다른 형태의 로드 취급 장치가 있다. 예컨대, 다른 형태의 로드 취급 장치가 PCT 특허 공보 WO2015/019055에 기재되어 있고, 그래서 참조로 관련되어 있다(Ocado), 여기서 각 로봇형 로드 취급기는 프레임 구조물의 한 그리드 공간만 덮으며, 그래서 로드 취급기의 더 높은 밀도가 가능하고 또한 그래서 주어진 크기의 시스템에 대해 더 높은 처리량이 가능하다.

각각의 로드 취급 장치(30)는 적층체(12) 위에서 프레임 구조물(14)의 레일(22) 상에서 X 및 Y 방향으로 이동하도록 배치되어 있는 차량(32)을 포함한다. 차량(32)의 전방부에 있는 한쌍의 바퀴(34)와 차량(32)의 후방부에 있는 한쌍의 바퀴(34)로 이루어진 제 1 세트의 바퀴(34)는 제 1 세트(22a)의 레일(22)의 2개의 인접 레일과 결합한다. 유사하게, 차량(32)의 각 측면에 있는 한쌍의 바퀴(36)로 이루어진 제 2 세트의 바퀴(36)는 제 2 세트(22b)의 레일(22)의 2개의 인접 레일과 결합한다. 각 세트의 바퀴(34, 36)는 상승 및 하강될 수 있어, 제 1 세트의 바퀴(34) 또는 제 2 세트의 바퀴(36)가 언제 든지 레일의 각 세트(22a, 22b)와 결합한다.

제 1 세트의 바퀴(34)가 레일의 제 1 세트(22a)와 결합하고 제 2 세트의 바퀴(36)가 레일(22)로부터 들리면, 바퀴(34)는 차량(32)에 내장되어 있는 구동 기구(미도시)에 의해 구동되어 로드 취급 장치(30)를 X 방향으로 이동시킨다. 로드 취급 장치(30)를 Y 방향으로 이동시키기 위해, 제 1 세트의 바퀴(34)가 레일(22)로부터 들리고 제 2 세트의 바퀴(36)가 하강되어 레일의 제 2 세트(22a)와 결합하게 된다. 그런 다음 구동 기구를 사용하여 제 2 세트의 바퀴(36)를 구동시켜 Y 방향이동이 일어나게 할 수 있다.

로드 취급 장치(30)는 리프팅 장치를 구비한다. 이 리프팅 장치(40)는 그립퍼 플레이트(39)를 포함하고, 이 플레이트는 4개의 케이블(38)에 의해 로드 취급 장치(32)의 본체에 매달려 있다. 케이블(38)은 차량(32) 내부에 수용되는 권취 기구(나타나 있지 않음)에 연결된다. 케이블(38)은 로드 취급 장치(32)에 감기거나 그로부터 풀릴 수 있고, 그래서 차량(32)에 대한 그립퍼 플레이트(39)의 위치가Z 방향으로 조절될 수 있다.

그립퍼 플레이트(39)는 상자(10)의 정상부와 결합하도록 되어 있다. 예컨대, 그립퍼 플레이트(39)는 핀(나타나 있지 않음) 및 슬라이딩 클립(나타나 있지 않음)을 포함할 수 있고, 핀은 상자(10)의 정상 표면을 형성하는 림(rim)에 있는 대응하는 구멍(나타나 있지 않음)과 짝을 이루게 되며, 슬라이딩 클립은 상자(10)를 잡기 위해 림과 결합할 수 있다. 클립은 그립퍼 플레이트(39) 내부에 수용되는 적절한 구동 기구에 의해 구동되어 상자(10)와 결합하게 되며, 그 구동 기구는 본 발명의 제 1 또는 2 실시 형태의 무선 통신 시스템에 의해 전달되는 신호로 제어된다.

로드 취급 장치(30)는 제어기를 더 포함할 수 있다. 이 제어기는 리프트 장치(40)의 그립퍼 플레이트(39)와 통신하기 위한 수단을 포함한다. 그립핑 플레이트(39)는, 상자(10)와 결합하면, 로드 취급 장치(30)와 통신하여 상자(10)의 들어 올림을 지시한다.

위의 예에서, 그립퍼 플레이트(39)와 로드 취급 장치(30)의 제어기 사이의 상대 운동은 불가피하고, 통신이 상실될 수 있어, 들어 올림이 중단되거나 상자(10)와의 결합이 실패할 수 있다. 따라서, 전술한 제 1 및 2 실시 형태 각각에서 제시된 바와 같은 무선 통신 시스템 및 제어기를 이용하면, 그러한 상대 운동이 있는 경우에도 무선 통신이 유지될 수 있는 이점이 얻어진다.

적층체(12)의 정상부로부터 상자(10)를 제거하기 위해, 로드 취급 장치(30)가 필요에 따라 X 및 Y 방향으로 이동되어, 그립퍼 플레이트(39)가 적층체(12) 위에 위치된다. 그런 다음에, 도 3c에 나타나 있는 바와 같이, 그립퍼 플레이트(39)는 Z 방향으로 수직으로 하강되어, 적층체(12)의 정상부에 있는 상자(10)와 결합하게 된다. 그립퍼 플레이트(39)는 상자(10)를 잡고, 그런 다음에 상자(10)가 부착된 채로 케이블(38)로 상방으로 끌어 당겨진다. 상자(10)는 그의 수직 방향 이동의 끝에서 차량 본체(32) 내부에 수용되고 레일(22)의 높이 위쪽에 유지된다. 이렇게 해서, 로드 취급 장치(30)는 상자(10)를 가지고 X-Y 평면 내에서 다른 위치로 이동되어 그 상자(10)를 다른 위치에 전달할 수 있다. 케이블(38)은 로드 취급 장치(30)가 적층체(12)의 임의의 높이에서(바닥 높이를 포함하여) 상자를 가져와 배치할 수 있기에 충분히 길다. 차량(32)은 상자(10)의 중량과 평형을 이루고 들어 올림 과정 동안에 안정적으로 유지되기에 충분히 무겁다. 차량(32)의 중량은, 바퀴(34, 36)를 위한 구동 기구에 동력을 공급하기 위해 사용되는 배터리의 일부분에 포함될 수 있다.

도 13에 나타나 있는 바와 같이, 복수의 동일한 로드 취급 장치(30)가 제공되어 있어, 각 로드 취급 장치(30)는 동시에 작동하여 시스템의 처리량을 증가시킬 수 있다. 도 13에 도시되어 있는 시스템은, 상자(10)가 시스템에 또는 그 밖으로 전달될 수 있는 2개의 특정한 위치(포트(24)라고 함)를 포함한다. 추가적인 컨베이어 시스템(나타나 있지 않음)이 각 포트(24)와 관련되어 있어, 로드 취급 장치(30)에 의해 포트(24)에 수송되는 상자(10)가 컨베이어 시스템에 의해 다른 위치, 예컨대, 픽킹 스테이션(나타나 있지 않음)에 전달될 수 있다. 유사하게, 상자(10)는 컨베이어 시스템에 의해 외부 위치로부터 포트(24), 예컨대 상자 충전 스테이션(나타나 있지 않음)으로 이동될 수 있고, 로드 취급 장치(30)에 의해 적층체(12)에 전달되어 시스템 내의 재고품을 보충하게 된다.

각 로드 취급 장치(30)는 한번에 하나의 상자(10)를 들어 올려 이동시킬 수 있다. 적층체(12)의 정상부에 있지 않는 상자(10)("타겟 상자")를 가져올 필요가 있으면, 타겟 상자(10)에 접근할 수 있도록 먼저 위쪽 상자(10)("비타겟 상자")를 제거해야 한다. 이는 이하 "디깅(digging)"이라고 하는 작업으로 이루어진다.

도 13을 참조하면, 디깅 작업 동안에, 로드 취급 장치(30) 중의 하나는 타겟 상자(10b)를 포함하는 적층체(12)로부터 각 비타겟 상자(10a)를 순차적으로 들어 올리고 다른 적층체(12) 내의 빈 위치에 둔다. 그런 다음에 로드 취급 장치(30)가 타겟 상자(10b)에 접근하여 추가 전달을 위해 포트(24)로 이동시킬 수 있다.

각 로드 취급 장치(30)는 중앙 컴퓨터의 제어를 받는다. 시스템 내의 각 개별적인 상자(10)는 추적되고, 그래서 적절한 상자(10)가 회수되어 전달되고 필요에 따라서는 교체될 수 있다. 예컨대, 디깅 작업 동안에, 각 비타겟 상자(10a)의 위치는 로깅되어, 비타겟 상자(10a)가 추적될 수 있다.

도 10 내지 13을 참조하여 설명한 시스템은 많은 이점을 가지며, 넓은 범위의 보관 및 회수 작업에 적합하다. 특히, 본 시스템은 제품의 매우 밀집한 보관을 가능하게 하고, 또한 픽킹에 필요한 경우에 모든 상자(10)에 대한 합립적으로 경제적인 접근을 허용하면서, 넓은 범위의 상이한 물품을 상자(10) 내에 보관하는 매우 경제적인 방법을 제공한다.

그러나, 이러한 시스템에는 몇몇 단점이 있는데, 이들 단점 모두는 타겟 상자(10b)가 적층체(12)의 정상부에 있지 않을 때 수행되어야 하는 전술한 디깅 작업으로 인해 생기는 것이다.

이는 전술한 시스템의 사용의 단지 일예이고 또한 본 발명은 그러한 사용에 한정되지 않음을 알 것이다. 더욱이, 대상물 사이의 이동이 예상되는 두 대상물 사이의 통신을 필요로 하는 다른 시스템이 이득을 볼 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 대한 위의 설명은 실례와 설명을 위채 주어진 것이다. 이 설명은 포괄적인 것이 아니며 또한 본 발명을 개시된 바로 그 형태에 한정하려는 의도는 없다. 본 발명의 정신과 범위에 벗어나지 않는 변형예와 변화예가 가능하다.

Claims

로봇형 창고 보관 시스템으로서,
적어도 하나의 로봇형 로드(load) 취급 장치; 및
무선 통신 시스템을 포함하고,
상기 로봇형 로드 취급 장치는,
제어기, 및
상기 로봇형 로드 취급 장치 내부로부터 하강되도록 배치되는 리프팅 장치 - 상기 리프팅 장치는 로드를 잡아서 들어 올리도록 구성된 그립핑 수단을 포함함 - 를 포함하고,
상기 무선 통신 시스템은 상기 제어기로부터 통신 신호를 상기 리프팅 장치에 전송하도록 구성된, 로봇형 창고 보관 시스템.
제1항에 있어서,
그리드 프레임을 포함하는, 로봇형 창고 보관 시스템.
제2항에 있어서,
상기 그리드 프레임은 그리드 패턴으로 배치되어 있는 복수의 레일을 포함하는, 로봇형 창고 보관 시스템.
제3항에 있어서,
상기 복수의 레일은 X 방향으로 차량의 이동을 가능하게 하도록 구성된 제 1 세트의 레일 및 Y 방향으로 차량의 이동을 가능하게 하도록 구성된 제 2 세트의 레일를 포함하는, 로봇형 창고 보관 시스템.
제4항에 있어서,
차량을 포함하고, 상기 차량은 상기 제 1 세트의 레일 중 하나의 레일과 선택적으로 결합하도록 구성된 제 1 바퀴, 및 상기 제 2 세트의 레일 중 하나의 레일과 선택적으로 결합하도록 구성된 제 2 바퀴를 포함하는, 로봇형 창고 보관 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 그립핑 수단은 케이블에 의해 매달린 그립퍼 플레이트를 포함하는, 로봇형 창고 보관 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 통신 시스템은
물리적으로 서로 분리되어 있는 복수의 방출기, 및
적어도 하나의 수신기를 포함하는, 로봇형 창고 보관 시스템.
제7항에 있어서,
상기 로봇형 로드 취급 장치의 제어기는 상기 복수의 방출기 중 적어도 하나에 의해 방출될 방출선의 세기를 결정하도록 구성되고, 이로써 상기 방출선이 적어도 하나의 선택된 수신기에 입사하게 되거나; 또는
상기 무선 통신 시스템은 상기 복수의 방출기 중 적어도 하나에 의해 방출될 방출선의 세기를 결정하도록 구성된 무선 통신 시스템 제어기를 포함하고, 이로써 상기 방출선이 적어도 하나의 선택된 수신기에 입사하게 되는, 로봇형 창고 보관 시스템.
제7항에 있어서,
상기 로봇형 로드 취급 장치의 제어기는 상기 복수의 방출기 중 적어도 하나를 제어하도록 구성되어 적어도 2개의 방출기로부터의 방출선이 적어도 하나의 수신기 중 동일한 수신기에 도달하게 되거나; 또는
상기 무선 통신 시스템은 상기 복수의 방출기 중 적어도 하나를 제어하도록 구성된 무선 통신 시스템 제어기를 포함하여 상기 복수의 방출기 중 적어도 2개로부터의 방출선이 적어도 하나의 수신기 중 동일한 수신기에 도달하게 되는, 로봇형 창고 보관 시스템.
제7항에 있어서,
복수의 방출기 중 적어도 하나에서 나온 방출선이 통과하는 제 1 렌즈, 및
상기 제 1 렌즈를 통과한 방출선을 상기 적어도 하나의 수신기 상에 집속시키도록 배치된 제 2 렌즈를 포함하는, 로봇형 창고 보관 시스템.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리프팅 장치의 그립핑 수단은 무선 통신 시스템을 통해 상기 로봇형 로드 취급 장치의 제어기와 통신 가능하고, 이로써 상기 그립핑 수단과 상기 제어기 사이의 상대적 운동 동안에 상기 그립핑 수단과 상기 제어기 사이의 무선 통신이 유지될 수 있는, 로봇형 창고 보관 시스템.
제7항에 있어서,
상기 복수의 방출기 중 적어도 하나의 방출기의 방출선이 광 전송, 적외선 전송, 가시광 전송, 자외선 전송, 또는 무선 주파수 전송 중 적어도 하나인, 로봇형 창고 보관 시스템.
제7항에 있어서,
상기 복수의 방출기 중 적어도 하나의 방출기의 방출선이 1GHz 보다 큰 주파수를 갖는 무선 주파수 전송인, 로봇형 창고 보관 시스템.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 통신 시스템은 제 1 무선 통신 시스템이고, 상기 로봇형 창고 보관 시스템은 제 2 무선 통신 시스템을 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 무선 통신 시스템은 양방향 통신을 수행하도록 배치된, 로봇형 창고 보관 시스템.
제7항에 있어서,
상기 무선 통신은 상기 복수의 방출기 중 적어도 하나의 방출기의 적어도 하나의 치수에서 경사각을 측정하도록 배치된 경사 센서를 포함하고,
상기 로봇형 창고 보관 시스템은 상기 경사각에 기초하여 방출선의 세기를 결정하도록 구성된 창고 보관 시스템 제어기를 포함하는, 로봇형 창고 보관 시스템.
제7항에 있어서,
상기 무선 통신은 상기 적어도 하나의 수신기에 입사하는 방출선의 입사 세기를 측정하도록 배치된 측정 수단을 포함하고,
상기 제어기는 적어도 하나의 방출선의 입사 세기에 기초하여 상기 복수의 방출기 중 하나의 방출기의 방출선의 세기를 결정하도록 구성되고,
상기 로봇형 창고 보관 시스템은 적어도 하나의 방출선의 입사 세기에 기초하여 상기 복수의 방출기 중 하나의 방출기의 방출선의 세기를 결정하도록 구성된 또 다른 제어기를 포함하는, 로봇형 창고 보관 시스템.
그리드 프레임 구조물을 포함하는 보관 및 이행 시스템에서 컨테이너를 이송하기 위한 로봇형 로드 취급 장치로서,
상기 그리드 프레임 구조물의 레일 상에서 이동하도록 구성된 차량;
제어기;
상기 로봇형 로드 취급 장치 내부로부터 하강되도록 배치된 리프팅 장치 - 상기 리프팅 장치는 로드를 잡아서 들어 올리도록 구성된 그립핑 수단을 포함함 -; 및
상기 제어기로부터 통신 신호를 상기 리프팅 장치에 전송하도록 구성된 무선 통신 시스템을 포함하는, 로봇형 로드 취급 장치.
제17항에 있어서,
상기 그리드 프레임은 그리드 패턴으로 배치되어 있는 복수의 레일을 포함하는, 로봇형 로드 취급 장치.
제18항에 있어서,
상기 복수의 레일은 X 방향으로 차량의 이동을 가능하게 하도록 구성된 제 1 세트의 레일 및 Y 방향으로 차량의 이동을 가능하게 하도록 구성된 제 2 세트의 레일를 포함하는, 로봇형 로드 취급 장치.
제19항에 있어서,
상기 차량은 상기 제 1 세트의 레일 중 하나의 레일과 선택적으로 결합하도록 구성된 제 1 바퀴, 및 상기 제 2 세트의 레일 중 하나의 레일과 선택적으로 결합하도록 구성된 제 2 바퀴를 포함하는, 로봇형 로드 취급 장치.
제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 그립핑 수단은 케이블에 의해 매달린 그립퍼 플레이트를 포함하는, 로봇형 로드 취급 장치.
제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리프팅 장치의 그립핑 수단은 무선 통신 시스템을 통해 상기 로봇형 로드 취급 장치의 제어기와 통신 가능하고, 이로써 상기 그립핑 수단과 상기 제어기 사이의 상대적 운동 동안에 상기 그립핑 수단과 상기 제어기 사이의 무선 통신이 유지될 수 있는, 로봇형 로드 취급 장치.
제17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 통신 시스템은
물리적으로 서로 분리되어 있는 복수의 방출기, 및
적어도 하나의 수신기를 포함하는, 로봇형 로드 취급 장치.
제23항에 있어서,
상기 복수의 방출기 중 적어도 하나의 방출선이 광 전송, 적외선 전송, 가시광 전송, 자외선 전송, 또는 무선 주파수 전송 중 적어도 하나를 포함하는, 로봇형 로드 취급 장치.
제23항에 있어서,
상기 로봇형 로드 취급 장치의 제어기는 복수의 방출기 중 적어도 하나의 방출기가 상기 적어도 하나의 수신기 중 특정 수신기에 방출하도록 제어하기 위해 구성되거나; 또는
상기 무선 통신 시스템은 복수의 방출기 중 적어도 하나의 방출기가 상기 적어도 하나의 수신기 중 특정 수신기에 방출하도록 제어하기 위해 구성된 무선 통신 시스템 제어기를 포함하는, 로봇형 로드 취급 장치.
제23항에 있어서,
상기 로봇형 로드 취급 장치의 제어기는 복수의 방출기 중 적어도 하나를 제어하도록 구성되어 적어도 하나의 수신기가 임의의 하나의 시간에서 하나의 방출기로부터 방출선을 오직 수신하게 되거나; 또는
상기 무선 통신 시스템은 복수의 방출기 중 적어도 하나를 제어하도록 구성된 무선 통신 시스템 제어기를 포함하여 적어도 하나의 수신기가 임의의 하나의 시간에서 하나의 방출기로부터 방출선을 오직 수신하게 되는, 로봇형 로드 취급 장치.
로봇형 로드 취급 장치를 제어하는 방법으로서,
상기 로봇형 로드 취급 장치는 그리드 프레임 구조물의 레일 상에서 이동하도록 구성된 차량, 제어기, 리프팅 장치, 및 무선 통신 시스템을 포함하고,
상기 리프팅 장치는, 상기 로봇형 로드 취급 장치 내부로부터 하강되도록 배치되고, 로드를 잡아서 들어 올리도록 구성된 그립핑 수단을 포함하고,
상기 방법은,
상기 무선 통신 시스템을 통해 상기 제어기를 써서 상기 리프팅 장치 및 그리핑 수단을 제어하는 단계를 포함하는, 로봇형 로드 취급 장치를 제어하는 방법.
제27항에 있어서,
상기 무선 통신 시스템은 물리적으로 서로 분리되어 있는 복수의 방출기, 적어도 하나의 수신기, 및 상기 적어도 하나의 수신기와 함께 위치되고 상기 적어도 하나의 수신기의 경사각을 적어도 하나의 치수에서 측정하도록 배치된 경사 센서를 포함하고,
상기 방법은,
상기 적어도 하나의 수신기의 측정된 경사각에 기초하여 상기 적어도 하나의 수신기의 이득을 조절하는 단계를 포함하는, 로봇형 로드 취급 장치를 제어하는 방법.