KR20240044474A - 보관 시스템에 있는 로드 취급 장치의 운동학적 상태의 결정 - Google Patents

보관 시스템에 있는 로드 취급 장치의 운동학적 상태의 결정 Download PDF

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KR20240044474A
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Abstract

본 발명은 보관 시스템에 있는 로드(load) 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 방법에 관한 것이다. 로드 취급 장치의 바퀴에 통신 가능하게 연결된 하나 이상의 센서로부터, 그 바퀴의 상태를 나타내는 바퀴 상태 데이터가 얻어진다. 바퀴 상태 데이터에 근거하여 그리고 훈련된 모델을 사용하여, 로드 취급 장치에 대한 크리프(creep) 값이 결정된다. 크리프 값에 근거하여 로드 취급 장치의 운동학적 상태가 결정되며, 또한 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 나타내는 운동학적 데이터가 출력된다. 로드 취급 장치를 위한 방법을 사용하는 위치 지정 시스템이 또한 제공된다.

Description

보관 시스템에 있는 로드 취급 장치의 운동학적 상태의 결정
본 발명은 일반적으로 상자 또는 컨테이너의 적층체가 그리드 프레임워크 구조물 내에 배치되는 보관 또는 이행 시스템의 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는 보관 시스템에 있는 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 것에 관한 것이다.
온라인 식료품점, 슈퍼마켓과 같은 다수의 제품 라인을 판매하는 온라인 소매 비지니스는, 수만 또는 수십만 개의 상이한 제품 라인을 보관할 수 있는 시스템을 필요로 한다. 이러한 경우에 단일 제품 적층체의 사용은 비실용적일 수 있는데, 왜냐하면, 필요한 모든 적층체를 수용하려면 광대한 바닥 면적이 필요하기 때문이다. 더욱이, 부패하기 쉬운 상품이나 자주 주문되지 않는 상품과 같은 일부 품목은 소량을 보관하는 것이 바람직할 수 있으므로, 단일 제품 적층체는 비효율적인 방안이 된다.
국제 특허 출원 WO 98/049075A(Autostore)(그 내용은 본 명세서에 참조로 포함됨)는, 컨테이너의 다중 제품 적층체가 프레임 구조물 내에 배치되는 시스템을 설명한다.
PCT 공개 번호 WO2015/185628A(Ocado)는, 컨테이너의 적층체가 그리드 프레임워크 구조물 내에 배치되는 추가의 공지된 보관 및 이행 시스템을 설명한다. 컨테이너는 그리드 프레임워크 구조물의 정상부에 위치되는 트랙 상에서 작동하는 하나 이상의 로드(load) 취급 장치("봇(bot)"으로도 알려져 있음)에 의해 접근된다. 이러한 유형의 시스템응ㄴ 첨부 도면의 도 1 내지 3에 개략적으로 도시되어 있다.
도 1 및 2에 나타나 있는 바와 같이, 적층 가능한 컨테이너(10)(상자 또는 토트(tote)로도 알려져 있음)가 서로 상하로 적층되어 적층체(12)를 형성한다. 이 적층체(12)는 예컨대 창고 또는 제조 환경에서 그리드 프레임워크 구조물(14) 안에 배치된다. 그리드 프레임워크 구조물(14)은 복수의 보관 칼럼 또는 그리드 칼럼으로 구성된다. 그리드 프레임워크 구조물 내의 각 그리드는 컨테이너 적층체를 보관하기 위해 적어도 하나의 그리드 칼럼을 갖는다. 도 1은 그리드 프레임워크 구조물(14)의 개략적인 사시도이고, 도 2는 그리드 프레임워크 구조물(14) 내부에 배치되는 상자(10)의 적층체(12)의 개략적인 평면도이다. 각 상자(10)는 일반적으로 복수의 제품(나타나 있지 않음)을 담는다. 상자(10) 내부의 제품은 용도에 따라 동일하거나 다른 종류의 제품일 수 있다.
그리드 프레임워크 구조물(14)은 수평 부재(18, 20)를 지지하는 복수의 직립 부재 또는 직립 부재(16)를 포함한다. 제 1 세트의 평행한 수평 그리드 부재(18)가 그리드 패턴으로 제 2 세트의 평행한 수평 그리드 부재(20)에 수직하게 배치되어, 직립 부재(16)에 의해 지지되는 수평 그리드 구조물(15)을 형성한다. 부재(16, 18, 20)는 일반적으로 금속으로 제조된다. 상자(10)는 그리드 프레임워크 구조물(14)의 부재(16, 18, 20) 사이에 적층되며, 그래서 그리드 프레임워크 구조물(14)은 상자(10)의 적층체(12)의 수평 방향 이동을 억제하고 그 상자(10)의 수직 방향 이동을 안내한다.
그리드 프레임워크 구조물(14)의 정상부 레벨은, 적층체(12)의 정상부를 가로질러 그리드 패턴으로 배치되는 레일(22)을 포함하여 그리드 또는 그리드 구조물(15)을 포함한다. 도 3을 참조하면, 그 레일 또는 트랙(22)은 복수의 로드 취급 장치(30)를 안내한다. 제 1 세트(22a)의 평행한 레일(22)은 그리드 프레임워크 구조물(14)의 정상부를 가로지르는 제 1 방향(예컨대, X-방향)으로의 로봇형 로드 취급 장치(30)의 이동을 안내한다. 제 1 세트(22a)에 수직하게 배치되는 제 2 세트(22b)의 평행한 레일(22)은 제 1 방향에 수직인 제 2 방향(예컨대, Y-방향)으로의 로드 취급 장치(30)의 이동을 안내한다. 이렇게 해서, 레일(22)에 의해 로봇형 로드 취급 장치(30)는 수평 X-Y 평면에서 측방으로 2차원적으로 이동할 수 있다. 로드 취급 장치(30)는 임의의 적층체(12) 위의 위치로 이동될 수 있다.
도 4, 5a 및 5b에 나타나 있는 공지된 형태의 로드 취급 장치(30)가, 참조로 포함되어 있는 PCT 특허 공개 공보 WO2015/019055(Ocado)에 기재되어 있으며, 여기서 각 로드 취급 장치(30)는 그리드 프레임워크 구조물(14)의 하나의 그리드 공간(17)을 커버한다. 이러한 배치에 의해, 로드 취급기의 밀도가 더 높게 될 수 있고 또한 그래서 주어진 크기의 시스템에 대해 더 높은 처리량이 얻어질 수 있다.
로드 취급 장치(30)는, 프레임 구조물(14)의 레일(22) 상에서 이동하도록 배치되는 차량(32)을 포함한다. 차량(32)의 전방부에 있는 한쌍의 바퀴(34) 및 차량(32)의 후방부에 있는 한쌍의 바퀴(34)로 이루어지는 제 1 세트의 바퀴(34)가 제 1 세트(22a)의 레일(22) 중의 2개의 인접하는 레일과 결합하도록 배치된다. 유사하게, 차량(32)의 각 측면에 있는 한쌍의 바퀴(36)로 이루어지는 제 2 세트의 바퀴(36)가 제 2 세트(22b)의 레일(22) 중의 2개의 인접하는 레일과 결합하도록 배치된다. 각 세트의 바퀴(34, 36)는, 제 1 세트의 바퀴(34) 또는 제 2 세트의 바퀴(36)가 언제 든지 각각의 레일 세트(22a, 22b)와 결합하도록 들어 올려지고 하강될 수 있다. 예컨대, 제 1 세트의 바퀴(34)가 제 1 레일 세트(22a)와 결합하고 제 2 세트의 바퀴(36)가 레일(22)로부터 벗어나게 들어 올려지면, 제 1 세트의 바퀴(34)는 차량(32)에 내장된 구동 기구(나타나 있지 않음)에 의해 구동되어 로드 취급 장치(30)를 X 방향으로 이동시킬 수 있다. Y 방향의 이동을 이루기 위해, 제 1 세트의 바퀴(34)가 레일(22)로부터 벗어나게 들어 올려지고, 제 2 세트의 바퀴(36)는 하강되어 제 2 레일 세트(22b)와 결합된다. 그런 다음 구동 기구가 사용되어 제 2 세트의 바퀴(36)를 구동시켜 로드 취급 장치(30)를 Y 방향으로 이동시킬 수 있다.
로드 취급 장치(30)에는, 보관 컨테이너를 위쪽에서 들어 올리기 위해 리프팅 장치, 예컨대 크레인 기구가 구비되어 있다. 리프팅 장치는 스풀 또는 릴(나타나 있지 않음)에 감기는 윈치 테더(tether) 또는 케이블(38) 및 그립퍼 장치(39)를 포함한다. 도 4에 나타나 있는 리프팅 장치는 수직 방향으로 연장되어 있는 한 세트의 4개의 리프팅 테더(38)를 포함한다. 테더(38)는 보관 컨테이너(10)에 대한 해제 가능한 연결을 위해 그립퍼 장치(39), 예컨대 리프팅 프레임의 각각의 4개의 코너에 또는 그 근처에 연결된다. 예컨대, 각각의 테더(38)가 리프팅 프레임의 네 코너 각각에 또는 그 근처에 배치된다. 그립퍼 장치(39)는 도 1 및 도 2에 나타나 있는 유형의 보관 시스템에 있는 컨테이너 적층체로부터 보관 컨테이너를 들어올리기 위해 보관 컨테이너(10)의 정상부를 해제 가능하게 잡도록 구성된다. 예컨대, 리프팅 프레임(39)은 상자(10)의 정상 표면을 형성하는 테두리에 있는 대응하는 구멍(나타나 있지 않음)과 짝을 이루는 핀(나타나 있지 않음) 및 상자(10)를 잡기 위해 테두리와 결합 가능한 슬라이딩 클립(나타나 있지 않음)을 포함할 수 있다. 클립은 리프팅 프레임(39) 내부에 수용되는 적절한 구동 기구에 의해 상자(10)와 결합하도록 구동되며, 그 구동 기구는 케이블(38) 자체 또는 별도의 제어 케이블(나타나 있지 않음)을 통해 전달되는 신호에 의해 전력 공급을 받고 제어된다.
적층체(12)의 정상부로부터 상자(10)를 제거하기 위해, 로드 취급 장치(30)는 먼저 X 및 Y 방향으로 이동하여 그립퍼 장치(39)를 적층체(12) 위에 위치시킨다. 그런 다음 그립퍼 장치(39)는, 도 4 및 5b에 나타나 있는 바와 같이, Z-방향으로 수직으로 하강되어, 적층체(12)의 정상부에 있는 상자(10)와 결합하게 된다. 그립퍼 장치(39)는 상자(10)를 잡은 후, 그 상자기(10)가 부착된 상태에서 케이블(38)에 의해 위쪽으로 끌어 당겨진다. 수직 이동의 정상에서, 상자(10)는 차량 본체(32) 내에 수용되어 레일(22) 위쪽에 유지된다. 이러한 방식으로, 로드 취급 장치(30)는 상자(10)를 가지고 X-Y 평면 내의 다른 위치로 이동되어 그 상자(10)를 다른 위치로 운반할 수 있다. 목표 위치(예를 들어, 다른 적층체(12), 보관 시스템의 접근 지점 또는 컨베이어 벨트)에 도달하면 상자 또는 용기(10)는 컨테이너 수용 부분으로부터 하강될 수 있고 그래버 장치(39)로부터 자유롭게 될 수 있다. 케이블(38)은, 로드 취급 장치(30)가 예를 들어 바닥 레벨을 포함하여 적층체(12)의 임의의 레벨에서 상자를 회수하고 배치할 수 있도록 하기에 충분히 길다.
도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 동일한 로드 취급 장치(30)가 제공되어, 각각의 로드 취급 장치(30)가 동시에 작동하여 시스템의 처리량을 증가시킬 수 있다. 도 4에 도시된 시스템은, 상자(10)가 시스템 내부 또는 시스템 외부로 전달될 수 있는, 포트라고 알려진 특정 위치를 포함할 수 있다. 추가적인 컨베이어 시스템(나타나 있지 않음)이 각 포트와 관련될 수 있고, 그래서 로드 취급 장치(31)에 의해 포트에 운반되는 상자(10)는 컨베이어 시스템에 의해 다른 위치, 예컨대, 픽킹 스테이션(나타나 있지 않음)에 전달될 수 있다. 유사하게, 상자(10)는 그 컨베이어 시스템에 의해 외부 위치로부터 포트, 예컨대 상자 충전 스테이션(나타나 있지 않음)에 이동될 수 있고, 또한 시스템 내의 재고를 보충하기 위해 로드 취급 장치(30)에 의해 적층체(12)에 운반될 수 있다.
각 로드 취급 장치(30)는 한번에 하나의 상자(10)를 들어 올리고 이동시킬 수 있다. 로드 취급 장치(30)는 그의 하측 부분에서 컨테이너 수용 공동부 또는 리세스(40)를 갖는다. 이 리세스(40)는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 리프팅 기구에 의해 들어 올려질 때 컨테이너(10)를 수용할 수 있는 크기로 되어 있다. 리세스 안에 있을 때, 컨테이너(10)는 아래의 레일(22)로부터 벗어나게 들어 올려지고, 그래서 차량(32)은 다른 그리드 위치로 측방으로 이동할 수 있다.
적층체(12)의 정상부에 있지 않는 상자(10b)("목표 상자")를 회수할 필요가 있으면, 그 목표 상자(10b)에의 접근을 허용하기 위해 먼저 위쪽의 상자(10a)("비목표 상자")가 이동되어야 한다. 이는 이하 "디깅(digging)"이라고 하는 작업으로 달성된다. 도 3을 참조하면, 디깅 작업 동안에, 한 로드 취급 장치(30)가 목표 상자(10b)를 포함하는 적층체(12)로부터 각각의 비목표 상자(10a)를 순차적으로 들어 올리고 그 상자를 다른 적층체 내의 빈 위치에 배치하게 된다. 그런 다음 그 목표 상자(10b)는 로드 취급 장치(30)에 의해 접근될 수 있고 추가 운반을 위한 포트로 이동될 수 있다.
각각의 제공된 로드 취급 장치(30)는 중앙 컴퓨터의 제어 하에서 원격으로 작동 가능하다. 시스템에 있는 각각의 개별적인 상자(10)가 추적되며, 그래서, 적절한 상자(10)가 필요에 따라 회수, 운반 및 교체될 수 있다. 예를 들어, 디깅 작업 동안에, 각각의 비목표 상자의 위치가 기록되어, 비목표 상자(10a)가 추적될 수 있다.
무선 통신 및 네트워크를 사용하여, 예를 들어 하나 이상의 기지국을 통해 마스터 제어기로부터 그리드 구조물 상에서 작동하는 하나 이상의 로드 취급 장치로의 통신 인프라를 제공할 수 있다. 마스터 제어기로부터 명령을 수신하는 것에 응답하여, 로드 취급 장치 내의 제어기는 로드 취급 장치의 이동을 제어하기 위해 다양한 구동 기구를 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 로드 취급 장치는 그리드 구조물 상의 특정 위치에서 목표 보관 칼럼으로부터 컨테이너를 회수하도록 명령받을 수 있다. 명령은 그리드 구조물(15)의 X-Y 평면에서의 다양한 이동을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 일단 목표 보관 칼럼에 있으면, 리프팅 기구는 보관 컨테이너(10)를 잡고 들어 올리도록 작동될 수 있다. 일단 컨테이너(10)가 로드 취급 장치(30)의 컨테이너 수용 공간(40)에 수용되면, 이어서 그 컨테이너는 그리드 구조물(15) 상의 다른 위치, 예를 들어 "드롭-오프 포트"로 운반된다. 드롭-오프 포트에서, 컨테이너(10)는 보관 컨테이너에 있는 임의의 물품을 회수할 수 있도록 적합한 픽(pick) 스테이션으로 내려 보내진다. 그리드 구조물(15) 상에서의 로드 취급 장치(30)의 이동은 또한 로드 취급 장치(30)가 일반적으로 그리드 구조물(15)의 주변에 위치되는 충전 스테이션으로 이동하라는 명령을 받는 것을 포함할 수 있다.
그리드 구조물(15) 상에서 로드 취급 장치(30)를 조종하기 위해, 로드 취급 장치(30) 각각에는 바퀴(34, 36)를 구동하기 위한 모터가 장착되어 있다. 바퀴(34, 36)는 이 바퀴에 연결된 하나 이상의 벨트를 통해 구동될 수 있거나 또는 바퀴에 통합된 모터에 의해 개별적으로 구동될 수 있다. 단일 셀 로드 취급 장치(로드 취급 장치(30)의 점유 면적이 단일 그리드 셀(17)을 차지하는 경우)의 경우, 차량 본체내 공간의 제한된 가용성으로 인해, 바퀴를 구동하기 위한 모터는 바퀴에 통합될 수 있다. 예를 들어, 단일 셀 로드 취급 장치의 바퀴는 각각의 허브 모터에 의해 구동된다. 각각의 허브 모터는 내부 고정자를 형성하는 코일을 포함하는 바퀴 허브 주위로 회전하도록 배열된 복수의 영구 자석을 갖는 외부 회전자를 포함한다.
도 1~4를 참조하여 설명된 시스템은 많은 이점을 가지며 광범위한 보관 및 회수 작업에 적합하다. 특히, 그 시스템은 제품의 매우 밀집된 보관을 가능하게 하고, 다양한 물품을 상자(10)에 보관하는 매우 경제적인 방법을 제공하는 동시에 픽킹이 필요할 때 모든 상자(10)에 대한 합리적으로 경제적인 접근을 허용한다.
그러나 본 개시의 목적은, 보관 시스템에서 원격으로 작동되는 로드 취급 장치의 정확한 위치를 신뢰성 있게 결정하기 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
보관 시스템에 있는 로드(load) 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 방법이 제공되며, 이 방법은,
로드 취급 장치의 바퀴에 통신 가능하게 연결된 하나 이상의 센서로부터, 바퀴의 상태를 나타내는 바퀴 상태 데이터를 얻는 단계;
바퀴 상태 데이터에 근거하여 그리고 훈련된 모델을 사용하여, 로드 취급 장치에 대한 크리프(creep) 값을 결정하는 단계;
크리프 값에 근거하여 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 단계; 및
로드 취급 장치의 운동학적 상태를 나타내는 운동학적 데이터를 출력하는 단계를 포함한다.
또한, 본 방법을 수행하도록 구성된 프로세서를 포함하는 데이터 처리 장치가 제공된다. 또한, 컴퓨터 프로그램으로서, 이 프로그램이 컴퓨터에 의해 실행되면 그 컴퓨터가 본 방법을 수행하게 하는 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다. 유사하게, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서, 컴퓨터에 의해 실행되면 그 컴퓨터가 본 방법을 수행하게 하는 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공된다.
보관 시스템에 있는 로드 취급 장치를 위한 위치 지정 시스템이 추가로 제공되며, 이 시스템은,
로드 취급 장치의 복수의 바퀴를 위한 하나 이상의 인코더;
적어도 로드 취급 장치의 주어진 바퀴에 대한 주어진 수직 하중에 근거하여 로드 취급 장치에 대한 크리프 값을 결정하기 위한 훈련된 모델을 저장하는 저장부; 및
처리 유닛을 포함하며,
처리 유닛은,
로드 취급 장치의 바퀴에 대한 수직 하중 값을 얻고;
훈련된 모델에 대한 적어도 하나의 계수 값을 얻고 - 이 계수 값은 복수의 훈련 로드 취급 장치에 대한 기록된 크리프 데이터에 대해 상기 훈련된 모델을 훈련하여 얻어짐 -;
저장부에 저장된 훈련된 모델을 사용하여, 적어도 수직 하중 값 및 적어도 하나의 계수 값에 근거하여 로드 취급 장치에 대한 크리프 값을 결정하며; 그리고
크리프 값 및 하나 이상의 인코더로부터 얻어진 인코더 데이터에 근거하여 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정한다.
또한, 보관 시스템에 있는 로드 취급 장치가 제공되며, 이 로드 취급 장치는 트랙 상에서 X-방향 및/또는 Y-방향 중의 적어도 하나로 선택적으로 이동하고 컨테이너를 취급하도록 배치되며, 그 로드 취급 장치는,
복수의 바퀴; 및
로드 취급 장치의 슬립을 관리하도록 배치되는 슬립 제어 관리기를 포함한다.
일반적으로, 본 설명은, 견인 바퀴 기구에서 이미 사용 가능한 인코더 카운트와 선택적으로 그리드에 위치한 그리드 센서의 활성화를 활용하여 그리드형 보관 시스템에 있는 봇의 상대적 위치를 추정하는 시스템과 방법을 소개한다.
이제, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 단지 예로서 설명할 것이며, 그 도면에서 유사한 참조 번호는 동일하거나 대응하는 부분을 나타낸다.
도 1은 공지된 시스템에 따른 그리드 프레임워크 구조물의 개략도이다.
도 2는 도 1의 프레임워크 구조물 내에 배치된 상자의 적층체를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 3은 그리드 프레임워크 구조물 상에서 작동하는 로드 취급 장치를 보여주는 공지된 보관 시스템의 개략도이다.
도 4는 위쪽에서 컨테이너를 잡고 있는 리프팅 장치를 보여주는 로드 취급 장치의 개략적인 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 로드 취급 장치의 컨테이너 수용 공간 및 그것이 사용 중인 컨테이너를 어떻게 수용하는가를 보여주는, 도 4의 로드 취급 장치의 개략적인 사시 절취도이다.
도 6은 그에 장착된 "제 5" 바퀴 형태의 X-방향 및 Y-방향 위치 센서를 보여주는 공지된 로드 취급 장치의 개략적인 사시도이다.
도 7은 일 실시 형태에 따른 그리드 구조물의 일부분에 있는 로드 취급 장치의 개략적인 사시도이다.
도 8은 일 실시 형태에 따른, 중심 회전 축선을 중심으로 로드 취급 장치의 바퀴를 구동하는 데에 사용할 수 있는 허브 모터의 분해도이다.
도 9는 일 실시 형태에 따른 바퀴 어셈블리 제어 및 인터페이스 구조의 개략도이다.
도 10은 실시 형태에 따른, 네트워크를 통한 로드 취급 장치와 마스터 제어기 사이의 통신의 개략도이다.
도 11은 일 실시 형태에 따른 운동 제어 시스템의 개략적인 블럭도이다.
도 12는 일 실시 형태에 따른 위치 제어기의 입력 및 출력을 나타내는 개략적인 블럭도이다
도 13은 일 실시 형태에 따른 로드 취급 장치용 위치 지정 시스템의 개략적인 블럭도를 나타낸다.
도 14는 일 실시 형태에 따른, 보관 시스템에 있는 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 방법을 나타내는 흐름도를 나타낸다.
도 1 내지 도 3에 나타나 있는 유형의 보관 시스템에서는, 그리드 구조물(15) 상에서 작동하는 주어진 로드 취급 장치(30)의 정확한 위치를 결정하는 것이 유용하다. 각각의 로드 취급 장치(30)는 예를 들어 운동 제어 프로파일 형태의 제어 신호를 받아, 미리 결정된 경로를 따라 그리드 구조물 상의 한 위치로부터 다른 위치로 이동하게 된다. 예를 들어, 주어진 로드 취급 장치(30)는 그리드 구조물(15) 내의 특정 위치로 이동하여 그 특정 위치에서 컨테이너 적층체로부터 목표 컨테이너를 들어 올리도록 지시받을 수 있다. 다수의 이러한 장치(30)가 그리드 구조물(15) 상에서 각각의 궤적을 따라 이동하는 경우, 예를 들어 그리드 구조물(15)에 대한 각각의 주어진 로드 취급 장치(30)의 정확한 위치를 아는 것이 유용하며, 그래서, 미리 결정된 궤적은 대응하는 로드 취급 장치(30)의 "실제" 위치에 대해 실시간으로 모니터링될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 궤적이 조정될 수 있고 그리고/또는 대응하는 궤적을 따르도록 장치(30)에 보내기 위한 제어 신호가 조정될 수 있으며, 그래서 장치(30)는 충분히 정확하게 목표 위치에 도달하며 그리고/또는 각각의 궤적을 따르는 다른 장치(30)를 피한다.
도 6은 그리드 구조물(15)에 대한 로드 취급 장치의 위치를 측정하기 위한 하나 이상의 위치 센서(98a, 98b)를 갖는 로드 취급 장치(30)의 공지된 실시 형태를 나타낸다. 이 특정 실시 형태에서, 위치 센서(98a, b)는, 각각 그리드 구조물 상에서 제 1 방향과 제 2 방향의 로드 취급 장치의 위치를 모니터링하기 위한 추가적인 제 5 바퀴가 제 1 및 2 세트의 바퀴 각각의 사이에 존재한다는 의미에서 소위 "제 5" 바퀴를 포함한다.
도 6에 나타나 있는 바와 같이, 제 1 "제 5" 바퀴(98a)가 제 1 세트의 바퀴(34) 중의 하나에 인접하여 장착되고, 제 2 "제 5" 바퀴(98b)가 제 2 세트의 바퀴(36) 중의 하나에 인접하여 장착된다. 제 1 위치 센서에 대응하는 제 1 "제 5" 바퀴(98a)는, 로드 취급 장치(30)가 제 1 방향으로 이동할 때 레일(또는 "트랙")(22)과 결합하도록 구성되며, 그래서 제 1 "제 5" 바퀴의 회전은 시간에 대한 로드 취급 장치(30)의 위치 및 이동 방향을 나타낸다. 유사하게, 제 2 위치 센서에 대응하는 제 2 "제 5" 바퀴(98b)는, 로드 취급 장치(30)가 제 2 방향으로 이동할 때 트랙(22)과 결합하도록 구성되며, 그래서 제 2 "제 5" 바퀴의 회전은 시간에 대한 제 2 방향의 로드 취급 장치(30)의 위치 및 이동 방향을 나타낸다. 제 1 방향 및 제 2 방향은 각각 설명된 바와 같이 트랙(22)을 따르는 X-방향 및 Y-방향일 수 있다.
도 6의 공지된 실시 형태에서, 하나 이상의 위치 센서(98a,b) 각각은, 각각의 "제 5" 바퀴가 회전할 때 펄스를 생성하는 회전 전기 기계 장치를 포함하는 증분형 인코더를 포함한다. 예를 들어, "제 5" 바퀴의 미리 결정된 각회전량에 대해 펄스가 생성된다. 따라서, 그 펄스는 그리드 구조물(15)에 대한 로드 취급 장치(30)의 변위로 변환될 수 있는, "제 5" 바퀴(98a, 98b)의 위치 및 회전 방향을 나타낸다. "제 5" 바퀴는 아암에 장착되고, 그리드 구조물(15)의 트랙(22)과 결합하도록 아래쪽으로 편향된다.
로드 취급 장치의 위치를 독립적으로 모니터링하기 위해 하나 이상의 위치 센서(98a, 98b)를 사용하면, 몇 가지 단점이 있다. 예를 들어, 그리드 구조물(15) 상에서 적어도 한 방향의 로드 취급 장치에 대한 운동학적 기준의 손실을 초래하는 센서(98a, 98b) 중 적어도 하나의 고장으로 인해 복합적으로 발생하는 고유한 구성 요소 비용이 있다. 또한, 예를 들어 트랙(22)의 교란 또는 불완전성으로 인해 센서(98a, 98b)로부터의 측정치의 정확성에 문제가 있을 수도 있다.
도 7은 본 위치 지정 시스템을 통합한 로드 취급 장치의 일 예를 나타내며, 그리하여 소위 "제 5" 바퀴를 필요하지 않아 없다. 다른 특징은 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명된 예시적인 로드 취급 장치(30)마다 포함되며, 그의 각각의 참조 번호는 "100"만큼 증가되어 있으며, 대응하는 설명이 적용된다. 예를 들어, 본 예의 로드 취급 장치(130)는 리프팅 기구(나타나 있지 않음)가 구비되어 있는 차량 본체(132)를 포함하며, 그 리프팅 기구는 도 1 및 도 3을 참조하여 설명된 유형의 보관 시스템에 있는 컨테이너 적층체로부터 컨테이너를 들어 올린다.
차량 본체(132)는 상측 부분과 하측 부분을 포함한다. 하측 부분은 그러한 보관 시스템의 그리드 프레임워크 구조물(115) 상에서 주행하는 두 세트의 바퀴(134, 136)를 포함하는 바퀴 어셈블리를 포함한다. 설명을 위해, 두 세트의 바퀴는 제 1 세트의 휠(134)과 제 2 세트의 바퀴(136)로 구분된다. 제 1 세트의 바퀴(134)와 제 2 세트의 바퀴(136)는 로드 취급 장치(130)의 주변부 주위에 배치된다. 이 예의 바퀴는 차량 본체(132) 외부에 배치되지만, 다른 예에서는 차량 본체(132) 내에 수용될 수 있다. 도 7에 나타나 있는 특정 예는 차량 본체의 상호 대향 측들에 장착된 여러 쌍의 바퀴를 나타내지만, 본 발명은, 로드 취급 장치가 차량 본체의 양 측에 있는 바퀴 쌍들에 장착되는 것에 한정되지 않으며, 예컨대, 바퀴 쌍 대신에, 로드 취급 장치의 안정성은 차량 본체(132)의 상호 대향 측들에 장착되는, 예컨대 서로 정반대편에 배치되는 적어도 하나의 바퀴로 달성될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 세트의 바퀴(134, 136)는 차량 본체의 상호 대향 측들에 장착되는 적어도 하나의 바퀴를 포함한다. 이 바퀴는 이 대안적인 배치에서 서로 정반대편에 있다.
도 7의 예에서, 로드 취급 장치는 예를 들어 WO 2015/019055(Ocado Innovation Limited)에 설명된 바와 같이 차량 본체(132) 내에 배치된 컨테이너 수용 공간을 갖는다. 그러나 다른 예에서, 차량 본체(132)는 예를 들어 WO2019/238702( Autostore Technology AS)에 교시된 바와 같이 캔틸레버를 포함하며, 이 경우 컨테이너 수용 공간은 로드 취급 장치(130)의 캔틸레버 아래에 위치된다. 이러한 실시 형태에서, 그립퍼 장치는 캔틸레버에 의해 들어 올려진다. 그립퍼 장치는 컨테이너와 결합하여 이를 적층체로부터 캔틸레버 아래의 컨테이너 수용 공간 안으로 들어 올릴 수 있다.
차량 본체(132)의 상측 부분은 도 7에 나타나 있는 로드 취급 장치(130)의 부피가 큰 구성 요소의 대부분을 수용할 수 있다. 일반적으로, 차량의 상측 부분은, 구동 및 리프팅 기구에 전력을 제공하기 위한 온-보드 재충전 가능한 전력 공급원과 함께, 리프팅 기구를 구동시키기 위한 구동 기구를 수용한다. 재충전 가능한 전력 공급원은 리튬 배터리 또는 캐패시터와 같은 임의의 적절한 배터리일 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
도 7에 나타나 있는 본 예의 로드 취급 장치(130)는, 그리드 구조물(115)의 단일 그리드 셀을 차지하는 점유 면적을 갖는다. 따라서, 예컨대, 도 10에 나타나 있는 예에서, 다수의 이러한 로드 취급 장치(130)가 그리드 구조물(115) 상에서 작동되는 경우, 하나의 그리드 공간을 차지하는 주어진 로드 취급 장치는 인접한 그리드 공간을 차지하거나 횡단하는 다른 로드 취급 장치를 방해하지 않는다.
그리드 구조물(115) 상에서 직교 방향 사이에서 변경하기 위해, 바퀴 세트 중의 적어도 하나는, X-방향 및 Y-방향 바퀴 세트 중의 어느 것이 트랙과 결합하도록 변경하기 위해 수직으로 이동하도록 구성된다. 예를 들어, X-방향 바퀴 세트가 고정되고 Y-방향 바퀴 세트는 위로 들어 올려져 X-방향 바퀴 세트를 트랙과 접촉하도록 하거나 아래로 내려져 X-방향 바퀴 세트를 트랙에서 떨어지게 올리도록 구성된다. 대안적으로, Y-방향 바퀴 세트가 고정되고 X-방향 바퀴 세트는 어느 바퀴 세트가 트랙과 결합할지를 변경하기 위해 위아래로 움직이게 된다.
일부 예에서, 차량 본체(132)에 장착된 제 1 세트의 바퀴(134)와 제 2 세트의 바퀴(136) 각각은 그의 각각의 트랙 또는 레일에서 벗어나 들어 올려지도록 수직으로 이동하도록 배치된다. 예를 들어, 그리드 구조물(115) 상에서 방향을 변경하기 위해(예를 들어, X-방향으로), 제 1 세트의 바퀴(134)는 제 1 세트의 그리드 부재 또는 트랙(122a)에서 벗어나게 들어 올려지고, 제 2 세트의 바퀴(136)는 제 2 세트의 그리드 부재 또는 트랙(122b)과 결합한다. 모터와 같은 구동 기구(미도시)가 그리드 구조물(115) 상에서 X-방향 또는 Y-방향으로 제 1 세트의 바퀴(134) 또는 제 2 세트의 바퀴(136)를 구동시킨다. 도 7의 특정 예에서, 제 1 세트의 바퀴(134)와 제 2 세트의 바퀴(136) 각각은 허브 모터에 의해 개별적으로 구동되어 그리드 구조물(115) 상에서 로드 취급 장치(130)의 4-륜 구동 능력을 제공한다. 즉, 제 1 세트 및 제 2 세트의 바퀴 모두는 개별적인 허브 모터로 구동된다. 이로써, 바퀴(134, 136) 세트 중의 어느 한 바퀴가 레일 또는 트랙 상에서 슬립하면 로드 취급 장치(130)가 그리드 구조물(115) 상에서 레일 또는 트랙(122a, 122b)을 따라 이동할 수 있게 된다.
더 자세하게, 도 8a 및 도 8b에 도시된 허브 모터(160)는 외부 회전자(162)를 포함한다. 외부 회전자(162)는, 그리드 구조물(예를 들어, 트랙)과 결합하도록 배치된 외부 표면을 갖는다. 링형 영구 자석(164)을 포함하는 내부 표면은 허브 모터(160)의 고정자를 포함하는 바퀴 허브(또는 "내부 허브"(166)) 주위를 회전하도록 배치된다. 일반적으로, 고정자는 허브 모터의 코일("권선"으로도 알려짐)을 포함한다. 제 1 또는 제 2 세트의 각 바퀴(150)를 구동시키고 그래서 그리드 구조물 상의 로드 취급 장치를 이동시키기 위해, 허브 모터(160)의 외부 로터(162)는 각각의 바퀴의 회전 축선에 대응하는 회전 축선(AA)을 중심으로 회전하도록 배치된다. 회전자(162)의 외부 표면은 트랙 또는 레일과 결합하기 위한 타이어(168)를 포함할 수 있다. 도 8b에 도시된 예에서, 외부 회전자(162)는 베어링(미도시) 상에서 그의 회전 축선을 중심으로 회전하고, 그의 내부 표면에 결합된 영구 자석(164)을 갖는다. 각각의 바퀴(150)는 허브 모터의 고정자를 포함하는 내부 허브(166)가 차량 본체(132)에 결합됨으로써 로드 취급 장치(130)의 차량 본체(132)에 결합되어, 외부 회전자(162)가 바퀴 허브(166)에 대해 회전할 수 있다. 이러한 유형의 허브 모터는 일반적으로 외부 회전자 허브 모터로 알려져 있다.
바퀴(150)를 위한 허브 모터(160)로서 내부 회전자 모터 또는 축방향 자속 모터와 같은 다른 유형의 허브 모터도 사용 가능하다. 내부 회전자 모터는 그의 외부 쉘에서 고정자 권선을 가지며 회전자는 고정자 내부에 위치하며 축에 연결된다. 스포크가 일반적으로 바퀴를 회전자 축에 연결한다. 내부 회전 모터는 일반적으로 작은 자석 부피를 갖지만, 외부 회전 모터보다 큰 부피의 구리 고정자 권선을 갖는다. 이와는 대조적으로 축방향 자속 모터는 일반적으로 비방사형 배치로 자석 세트 사이에 개재되는 고정자 권선을 갖는데, 회전자와 고정자 사이의 간격, 및 그래서 둘 사이의 자속 방향은 반경 방향이 아닌 회전 축선과 평행하게 정렬된다.
이전 예에서 바퀴(150) 각각의 구동 기구는 허브 모터를 포함하지만, 바퀴를 구동하는 다른 수단이 다른 예에서 적용 가능하다. 예를 들어, 로드 취급 장치의 양 측에서 전방부 및 후방부에 있는 한 쌍의 바퀴는 적절한 풀리 또는 기어 기구에 연결된 하나 이상의 모터에 의해 구동될 수 있다. 다른 예에서, 바퀴(150)용 구동 기구는 벨트 구동 기구를 포함한다.
도 9에 도시된 바퀴 어셈블리의 블럭도에서, 제 1 세트의 바퀴(134)와 제 2 세트의 바퀴(136)의 각 쌍의 바퀴는 제어 모듈(또는 "제어기"(170))에 의해 각각의 회전 축선을 중심으로 회전하라는 지시를 받는다. 이 예에서, 제어 모듈(170)은 하나 이상의 프로세서 및 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되면 하나 이상의 프로세서가 제 1 또는 제 2 세트의 바퀴가 그의 각각의 회전 축선을 중심으로 회전하도록 지시하는 명령을 저장하는 메모리를 갖는 컴퓨터 시스템을 포함한다. 메모리는 당업계에 일반적으로 알려진 임의의 저장 장치, 예를 들어 RAM, 컴퓨터 판독 가능한 매체, 자기 저장 매체, 광학 저장 매체, 또는 데이터를 저장하는 데에 사용될 수 있는 다른 전자 저장 매체일 수 있다. 하나 이상의 처리 장치는 예를 들어 마이크로프로세서와 같이 당업계에 알려진 임의의 처리 장치일 수 있다. 제 1 세트의 바퀴(134)와 제 2 세트의 바퀴(136)의 구동 기구 및 바퀴 위치 지정 기구는 임의의 적합한 통신 인터페이스 유닛(172), 예를 들어 당업계에 공지된 임의의 유선 또는 무선 통신 인터페이스를 통해 제어 모듈(170)에 통신 가능하게 연결된다.
제어기(170)는 제어 명령을 구동 기구에 보내고, 구동 기구는 그 제어 명령을 바퀴 모터에 대한 적절한 구동 출력 신호로 변환하여, 그리드 구조물(115)의 트랙(122a, 122b) 상에서의 로드 취급 장치(130)의 제어된 이동을 용이하게 한다. 제어 신호는 바퀴 모터, 또는 바퀴 모터에 전달되는 전력을 변경하여 바퀴 모터의 속도와 방향을 제어하는 중간 모터 구동기에 직접 제공될 수 있다.
구동 기구가 로드 취급 장치(130)를 그의 현재 위치로부터 새로운 위치로 이동시키거나 그의 속도를 변경하는 것을 제어기(170)가 결정하면, 제어기(170)는 구동 기구에 의해 적절한 제어 신호로 변환되는 궤적(또는 "운동 제어 프로파일"로도 알려져 있음)을 생성한다. 예를 들어, 새로운 위치는 목표 위치 또는 명령된 정지 위치일 수 있다. 운동 제어 프로파일은, 로드 취급 장치(130)가 그의 현재 상태로부터 목표 위치로 이동할 때 로드 취급 장치(130)의 운동학적 상태, 예컨대, 그의 시간에 따른 속도, 가속도, 저크(jerk) 및/또는 위치를 규정한다. 저크(또는 "졸트(jolt)")는, 로드 취급 장치의 가속도가 시간에 따라 변하는 비율, 즉 가속도의 1차 도함수이다. 현재 위치는 그리드 구조물(115) 상의 정지 또는 휴지(rest) 상태일 수 있으며, 이 경우 로드 취급 장치(130)의 초기 속도와 가속도는 실질적으로 0이다. 대안적으로, 로드 취급 장치(130)는 현재 위치에서 움직일 수 있으며, 이 경우 로드 취급 장치(130)는 0보다 큰 초기 속도를 갖는다.
예에서, 목표 위치는 예를 들어 보관 컨테이너를 회수하거나 배치하기 위한 그리드 구조물(115) 상의 원하는 보관 위치 또는 그리드 셀이다. 다른 예에서, 목표 위치는 예를 들어 로드 취급 장치(130)가 재충전 가능한 전력 공급원을 재충전하라는 지시를 받을 때 충전 지점 근처에 있는 그리드 구조(115) 상의 위치 또는 그리드 셀이다. 일반적으로, 그러한 충전 지점은 그리드 구조물(115)의 주변부 주위에 위치된다.
운동 제어 프로파일이 생성되면, 제어기는 운동 제어 프로파일을 이 운동 제어 프로파일에 의해 규정되는 궤적을 통해 로드 취급 장치를 이동시키기 위해 적절한 제어 신호로 변환하게 된다. 운동 제어 프로파일의 다수의 세그먼트(또는 "스테이지")는 예를 들어 하나 이상의 미리 결정된 구속 조건에 근거하여 계산될 수 있다. 이러한 구속 조건은 예를 들어 구동 기구의 기계적 한계에 대응할 수 있다. 하나 이상의 미리 결정된 구속 조건은 최대 속도, 최대 가속도 및 최대 감속도를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로드 취급 장치(130)는 최대 4 m/s의 속도로 이동하고 또한 2 m/s2로 가속할 것으로 예상된다. 이러한 구속 조건과 명령된 목표 위치가 주어지면, 제어기는 원하는 이동을 수행하기 위해 운동 제어 프로파일을 계산한다. 원하는 이동은, 로드 취급 장치가 예를 들어 원하는 보관 칼럼에 대응하는 목표 위치에 도달하기 위해, 예컨대 혼합되거나 순차적으로 실행되는, 그리드 구조물(115) 상의 X-방향 및 Y-방향의 복수의 위치를 포함할 수 있다. 복수의 위치 각각은 예를 들어 그리드 구조물 상에서 X-방향 또는 Y-방향으로의 단일 이동을 포함한다. 본 설명에서, "명령된 속도" 및 "속도 구속 조건"이라는 용어는, "명령된 가속도" 및 "가속도 구속 조건"이라는 용어와 마찬가지로 상호 교환적으로 사용된다.
본 설명에서 소위 "점 대 점(point-to-point)" 이동은 출발 위치로부터 목표 위치로의 이동을 말한다. 로드 취급 장치가 프로그래밍된 목적지 또는 목표 위치에 도착하면 최종 가속도와 속도는 0으로 간주된다.
예에서, 제어기(170)에 대한 입력은 마스터 제어기(174)를 통해 수신된다. 제어기는 도 10에 나타나 있는 바와 같이 네트워크(176)를 통해 마스터 제어기(174)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 도 10의 예의 제어기는 로드 취급 장치(130)에 통합된다. 네트워크(176)는 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network), 인터넷 또는 인트라넷을 포함한 다양한 유형 중의 어떤 것이라도 될 수 있다. 하나 이상의 기지국(미도시)이 입력 정보를 제어기에 전송할 수 있다. 본 발명의 특정 실시 형태에서, 입력은 하나 이상의 구속 조건 및 그리드 구조물 상의 명령된 위치 또는 목표 위치를 포함할 수 있다. 제어기에 대한 여러 입력의 전송은 독립적으로 행해질 수 있다. 예를 들어, 마스터 제어기(174)는 명령된 위치 및 하나 이상의 구속 조건을 개별적으로 예를 들어 로드 취급 장치(130)의 제어기 내에 저장된 궤적 생성기에 전달할 수 있다.
운동 제어 프로파일은 예를 들어 수신된 하나 이상의 구속 조건 및 그리드 구조물 상의 원하는 위치에 대응하는 명령된 위치에 근거하여 생성되거나 계산된다(예컨대, 제어기에 의해 자동적으로). 예에서, 운동 제어 프로파일(또는 "궤적")은 위치, 속도, 가속도 및/또는 저크 신호의 모음을 포함한다. 예를 들어, 명령된 위치에 도달하고 나머지 신호(속도, 가속도, 저크)가 0이면, 궤적은 종료된다(또는 그의 끝점에 도달함).
도 11은 일 예에 따른 위치 제어기의 입력 및 출력을 도시하는 블럭도를 나타낸다. 궤적 생성에 의해 생성된 운동 제어 프로파일 데이터는 위치 제어기(184)에 전달되며, 이 위치 제어기에서 그 테이타는 바퀴 어셈블리의 바퀴를 구동시키는 제어 신호로 변환된다. 운동 제어 프로파일에 따라, 위치 제어기(184)는 그리드 구조물(115)에 대한 로드 취급 장치(130)의 속도를 변경하기 위해 구동 기구에 대한 전력을 변경한다. 운동 제어 생성기와 마찬가지로, 위치 제어기(184)는 제어기(170)와 함께 있는 기능적 구성 요소이거나 또는, 대안적으로, 자체의 제어 시스템을 가지며 운동 제어 생성기(182)와는 별개인 구성 요소일 수 있다. 예를 들어, 바퀴 어셈블리의 바퀴 쌍들은 로컬 제어기에 연결될 수 있으며, 운동 제어 생성기로부터의 운동 제어 신호를 변환하도록 구성될 수 있다. 운동 제어 신호의 변환은 운동 제어 데이타를 바퀴의 각각의 구동 기구 또는 모터를 구동하기 위한 적절한 토크 제어 신호로 변환하는 것을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
전술한 바와 같이, 운동 제어 프로파일은 예를 들어 위치 기준, 속도 기준, 가속도 기준 및 저크 기준 중의 하나 이상의 면에서 시간에 따른 그리드 구조물(115)에 대한 로드 취급 장치(130)의 점 대 점 이동의 궤적을 규정한다. 이들 기준은 구동 기구의 각각의 운동 속성이 주어진 점 대 점 이동에 대해 시간의 함수로 어떻게 제어될 것인가를 규정하는 궤적 생성기에 의한 함수 계산을 나타낸다. 기준은 시간에 대한 도함수로서 수학적으로 서로 관련되어 있다. 운동 제어 프로파일을 제어 신호(그 운동 제어 프로파일에 따라 원하는 점 대 점 이동을 수행하도록 로드 취급 장치(130)에 지시함)로 변환시키는 것은, 위치 제어기(184)가 예컨대 운동 제어 프로파일로부터 유도된 가속도 기준에 근거하여 운동 제어 프로파일로부터 피드포워드 신호를 생성하는 것을 포함한다. 위치 기준, 속도 기준, 가속도 기준 및 저크 기준 중의 하나 이상은, 주어진 기간에 걸쳐 로드 취급 장치(30)의 점 대 점 이동을 나타내는 주행 거리 기준 또는 운동학적 기준이라고 할 수 있다.
도 12는 궤적 생성기(182)로부터 로드 취급 장치의 구동 기구에 주어지는 신호를 변환하기 위한 위치 제어기(184)의 예시적인 구조를 나타낸다. 로드 취급 장치의 질량을 미리 결정된, 예를 들어 추정된 값으로 사용하여, 피드포워드 신호(210)는 예를 들어 운동 제어 프로파일로부터 도출된 가속도 기준, 더 구체적으로는 속도 기준의 시간 도함수에 비례하는 계산된 토크 요구량을 나타낸다. 페이로드(payload)를 갖는 로드 취급 장치의 질량은 예를 들어 물품의 페이로드가 들어 있는 토트를 들어 올리기 위해 사용되는 리프팅 장치의 제어기 또는 구동기로부터의 현재 피드백을 사용하여 추정될 수 있다. 이는 예를 들어 케이블(38) 및 그립퍼 장치(39)를 갖는 리프팅 장치를 포함하여 로드 취급 장치의 초기 질량과 통합되어, 페이로드를 갖는 로드 취급 장치의 추정된 총 질량을 산출할 수 있다.
피드포워드 신호(210)는 바퀴 어셈블리의 바퀴를 구동하기 위한 적절한 신호로 변환될 수 있다. 그러나 그리드 구조물 상의 로드 취급 장치의 점 대 점 이동이 운동 제어 프로파일의 궤적 세그먼트와 정렬되도록 하기 위해, 계산된 피드포워드 신호(210)는, 그리드 구조물에 대한 로드 취급 장치의 실제 운동학적 상태를 나타내는 피드백 신호(212)에 의해 보상된다. 그리드 구조물 상의 로드 취급 장치의 운동학적 상태는 그리드 구조물에 대한 로드 취급 장치의 위치 및 속도를 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 로드 취급 장치의 속도는 시간에 대한 그의 위치의 1차 도함수로부터 얻어질 수 있다.
피드백 신호(212)에 근거하여, 위치 제어기(184)는, 로드 취급 장치가 운동 제어 프로파일에 따라 가능한 한 가깝게 이동하는 것을 보장하기 위해, 궤적 생성기(182)로부터의 운동 프로파일(194)에 근거하여 결정된 제어 신호를 조절하거나 보상할 수 있다.
본 시스템에서, 피드백 신호(212)는 로드 취급 장치에 있는 하나 이상의 위치 센서 대신에 운동학적 모델(198)을 사용하여 생성된다(이 모델은 그리드 구조물에 대한 로드 취급 장치의 "진정한" 상태를 반영하기 위해 위치 제어기에 피드백됨). 전술한 바와 같이, 하나 이상의 위치 센서 대신에 이러한 운동학적 모델(198)을 사용하면, 로드 취급 장치에 장착된 물리적 센서의 사용과 관련된 단점이 없이, 위치 지정을 생성된 궤적에 띠라 제어하는 것을 돕기 위해 로드 취급 장치의 운동학적 상태의 피드백 기준이 허용된다. 예를 들어, 하나 이상의 위치 센서 대신에 이러한 운동학적 모델(198)을 사용하여 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 것에 대한 추가 설명이 아래에 제공된다.
로드 취급 장치가 그리드 구조물 상의 명령된 목표 위치에 도착하는 것을 보장하기 위해, 운동학적 모델(198)로부터 데이터 신호를 수신하는 것에 응답하여, 위치 제어기(184)는 예를 들어 하나 이상의 조작 변수를 변경함으로써 운동 제어 프로파일(194)의 하나 이상의 궤적 세그먼트를 재생성하도록 지시 받을 수 있다.
예에서, 운동학적 모델(198)로부터의 피드백 신호(212)는 바퀴(또는 바퀴를 구동시키는 구동 기구)에 대한 총 토크 요구량을 생성하기 위해 피드포워드 신호(210)와 결합된다. 운동 제어 프로파일로부터 도출된 궤적 위치와 운동학적 모델(198)로부터 결정된 위치 사이의 비교가 이루어진다. 이 비교는 위치 에러, 즉 시간의 함수로서 궤적 위치 기준과 모델링된 위치 사이의 차이를 나타낸다. 위치 에러는 PID(비례, 적분 및 미분) 제어기(또는 PI 제어기)(214)에 공급되며, 이 제어기는 위치를 운동 제어 프로파일에 의해 나타내지는 설정점으로 수정한다. PID 또는 PI 제어기(214)로부터의 수정은 피드포워드 신호(210)와 결합되어 총 토크 요구량을 생성한다.
도 12의 통신 경로에 나타나 있는 것처럼, "가속도 피드포워드" 신호와 "속도 피드포워드" 신호 모두가 피드포워드 계산에서 결합된다. 이것들은 룩업 테이블에 저장될 수 있다. 실제로, 가속도 피드포워드와 속도 피드포워드는 고정된 값인 비례 상수(예컨대, 0차 토크 요구량)(그의 부호는 궤적 속도의 부호임)와 함께 합산된다. 가속도 피드포워드 토크 요구량과 속도 피드포워드 토크 요구량의 크기는 생성된 운동 제어 프로파일 또는 궤적으로부터 결정된다.
한 예에서, 피드포워드 토크 요구량은 다음과 같이 계산된다:
총 토크 요구량 = 피드포워드 토크 요구량 + 피드백 토크 요구량;
여기서,
피드포워드 토크 요구량 = 가속도 피드포워드 토크 요구량 + 속도 피드포워드 토크 요구량 + 0차 토크 요구량 값;
여기서,
가속도 피드포워드 토크 요구량 = 궤적 가속도 × 가속도 피드포워드 이득;
속도 피드포워드 토크 요구량 = 궤적 속도 × 속도 피드포워드 이득;
0차 FF 토크 요구량 = 부호(궤적 속도) × 0차 토크 요구량 값;
여기서, 다음과 같은 변수의 값이 경험적으로 결정된다.
가속도 피드포워드 이득은, 컨테이너와 그의 내용물을 포함하여 로드 취급 장치의 추정 총 질량에 의존하는 값이며, 그래서 로드 취급 장치가 더 무거운 컨테이너를 운반할 때 더 높은 이득 값을 갖게 된다.
속도 피드포워드 이득 또한 로드 취급 장치의 추정 총 질량에 의존한다.
0차 토크 요구량 값은, 로드 취급 장치가 일정한 0에 가까운 속도로 움직이는 데 필요한 총 토크 요구량의 값이며, 즉, 비례 계수이다.
이들 3개의 성분(가속도 피드포워드, 속도 피드포워드 및 0차 토크 요구량 값)은 피드포워드 토크 요구량를 구성하기 위해 함께 합산되고 룩업 테이블에 저장된다. 계산된 피드포워드 토크 요구량을 피드백 토크 신호로 보상할 때, 제어기는 피드백 토크 측정값과 결합하기 위해 룩업 테이블로부터 피드포워드 토크 요구량을 검색하게 된다.
위에서 설명한 것처럼, 계산된 총 요구량은 바퀴를 구동하기 위한 적절한 제어 신호로 변환된다. 예에서, 총 토크 요구량은, 제 1 및 제 2 세트의 바퀴 중 어느 것이 그리드 구조물과 결합되어 있는지에 따라 제 1 또는 제 2 세트의 바퀴 사이에 공유된다. 또한 예에서 설명한 바와 같이, 제 1 및 제 2 세트의 바퀴 각각은 허브 모터(220)에 의해 개별적으로 구동될 수 있다. 제 1 세트의 바퀴는 본체의 전방부에 있는 한 쌍의 바퀴 및 본체의 후방부에 있는 한 쌍의 바퀴를 포함한다. 유사한 쌍의 바퀴가 제 2 세트의 바퀴를 위해 존재하는데, 즉 로드 취급 장치의 본체의 양 측에 제 1 쌍의 바퀴 및 제 2 쌍의 바퀴가 있다. 작업시에, 바퀴 쌍들은 동기화되어, 예컨대 마치 "가상" 또는 "상상의" 축에 있는 것처럼 구동된다. 예를 들어, 전방 바퀴 쌍은 동일한 축 상에서 구동되는 것처럼 동기화되어 구동되고, 후방 바퀴 쌍도 동일한 축 상에서 구동되는 것처럼 유사하게 동기화되어 구동된다. 개별적인 허브 모터가 제 2 세트의 바퀴를 구동시키더라도, 동일한 원리가 제 2 세트의 바퀴에도 적용된다. 동일하게 그리고 적용 가능하게, 제 1 세트의 바퀴의 모든 4개의 바퀴가 동기화되어 구동될 수 있고, 유사하게 제 2 세트의 바퀴의 모든 4개의 바퀴가 동기화되어 구동될 수 있다. 허브 모터에 의해 바퀴 어셈블리의 바퀴를 개별적으로 구동시키는 경우의 이점은, 바퀴에 가해지는 토크가 바퀴에 상이한 양으로 분배될 수 있고 이는 바퀴의 슬립 동안에 도움이 될 수 있다는 것이다.
예에서, 모터 제어 프로파일로부터 도출된 토크 요구량 또는 보상된 총 토크 요구량은 편향 기구(216)에 의해 바퀴 어셈블리의 바퀴들 사이에 분배된다. 편향 기구(216)는 전방 바퀴 쌍과 후방 바퀴 쌍, 예컨대 "축" 사이에 총 토크 요구량을 나누어, 그리드 구조물 상의 로드 취급 장치의 중량 전달을 설명한다. 예를 들어, 로드 취급 장치가 그리드 구조물 상에서 가속할 때, 계산된 총 토크 요구량 중의 더 많은 부분이 전방 "축"에 전달될 수 있다. 반대로, 로드 취급 장치가 그리드 구조물 상에서 감속할 때, 총 토크 요구량은 후방 "축"에 더 많이 전달될 수 있다. 따라서, 편향 기구는, 그리드 구조물 상에서 가속 또는 감속할 때 로드 취급 장치의 전방 부분과 후방 부분 사이에서 로드 취급 장치의 중량을 전달하기 위해 제 1 및 후방 "축"에 대한 토크의 양을 변경할 수 있다.
예에서, 편향 기구(216)는 운동 제어 프로파일의 궤적 가속도 기준에 따라 바퀴에, 더 구체적으로는 그 바퀴를 구동시키는 모터에 차동 토크 요구량을 적용한다. 운동 제어 프로파일의 궤적 가속도 기준 및/또는 궤적 속도 기준은, 로드 취급 장치가 그리드 구조물 상에서 가속 또는 감속하고 있는지에 대한 표시 또는 기준점을 제공한다. 즉, 바퀴에 가해지는 차동 토크는 운동 제어 프로필의 궤적 가속도 기준을 따르는데, 즉, 바퀴에 대한 토크의 분배와 운동 제어 프로필의 궤적 가속도 기준 사이에는 비례 관계가 있다. 로드 취급 장치가 가속될 것임을 나타내는 운동 제어 프로파일 생성기로부터의 신호에 응답하여, 편향 기구(216)는 후방 축 보다 계산된 총 토크 요구량 중의 더 많은 부분을 전방 축에 전달한다. 반대로, 감속 지시를 받으면, 총 토크 요구량은 후방 축으로 이동되거나 총 토크 요구량이 감소되어, "제동"력을 제공하게 된다. 마찬가지로, 그리드 구조물 상에서 순항할 때, 총 토크 요구량은 전방 "축"과 후방 "축" 사이에 실질적으로 동일하게 분배될 수 있다.
전방 및 후방 바퀴 "축"에 가해지는 차동 토크뿐만 아니라, 바퀴 모터에 전달되는 토크 요구량도 예컨대 그리드 구조물 상의 로드 취급 장치의 요잉(yawing) 또는 선회를 제어하기 위해 로드 취급 장치의 본체의 양 측에서 제어될 수 있다. 예를 들어, 그리드 구조물 상에서의 로드 취급 장치의 이동 방향에 따라, 토크 요구량을 사용하여 좌측 세트 또는 우측 세트의 바퀴의 속도를 제어할 수 있고, 그리하여 그리드 구조물 상의 로드 취급 장치의 요잉 또는 선회 각도를 제어할 수 있다. 어떤 경우에는, 그리드 부재가 가로(X-Y) 방향으로 연장되어 있는 배치로, 좌측 및 우측 바퀴에 가해지는 차동 토크를 제어하여, 로드 취급 장치가 트랙 상에서 요잉 또는 선회하는 것을 방지하는데, 즉 그 로드 취급 장치는 실질적으로 직선을 따라 이동하게 된다.
운동 제어 프로파일을 구동 기구를 구동하기 위한 제어 신호로 변환하는 것 외에도, 편향 기구(216)는 또한 운동학적 모델(로드 취급 장치에 장착되는 하나 이상의 위치 센서 대신에) 및/또는 하나 이상의 위치 트랙 센서로부터 위치 신호를 수신한 것에 응답하여 운동 제어 프로파일을 주기적으로 보상할 뿐만 아니라 트랙상에서의 바퀴의 슬립을 제어하도록 구성될 수도 있다.
하나 이상의 위치 센서 대신에, 운동학적 모델은 트랙 상에서의 제 1 및 제 2 세트의 바퀴 중 임의의 바퀴의 슬립을 결정할 수 있다. 이는 위치 제어기(184) 내의 별도의 슬립 성분(218)으로서 도 12에 나타나 있다.
바퀴의 슬립은 임의의 바퀴의 회전 속도가 그리드 구조물 상에 있는 로드 취급 장치의 운동학적 상태의 속도 성분 보다 클 때 발생할 수 있다. 그리드 구조물 상에 있는 로드 취급 장치의 운동학적 상태는 운동학적 모델(198)을 사용하여 결정된다. 위치 센서(98a, 98b)를 갖는 로드 취급 장치(30)의 경우, 운동학적 상태의 속도 성분은, 시간의 함수로 하나 이상의 위치 센서에 의해 결정되는 운동학적 상태의 위치 성분의 1차 도함수로부터 구해질 수 있는데, 예컨대 제 1 또는 제 2 "제 5" 바퀴의 회전 속도는, 로드 취급 장치가 제 1 방향으로 이동하는지 또는 제 2 방향으로 이동하는지에 달려 있다.
예에서, 제 1 및 제 2 세트의 각 바퀴의 개별 회전 속도는 각 바퀴에 인접하게 배치된 하나 이상의 바퀴 인코더에 의해 결정된다. 하나 이상의 바퀴 인코더는, 바퀴의 회전 속도를 나타내는 펄스를 생성하는 회전 전기 기계 장치를 포함하는 증분형 인코더일 수 있다. 예시적인 바퀴 인코더는, 자기장의 강도를 측정할 수 있는 자기 센서(예컨대, 홀 효과 센서)와 모터 축에 부착된 링 자석을 포함한다. 모터가 바퀴를 회전시키면, 링 자석도 회전시킨다. 링 근처에 위치한 자기 센서는 링 자석이 회전할 때 자기장의 변화를 검출한다. 센서는 모터가 회전한 횟수를 증분적으로 셀 수 있다. 링 자석이 한 번의 전체 회전을 완료하면, 자기 센서는 링 자석의 각 자극이 센서를 지나갈 때 자기장의 설정된 변화 수(예컨대, 펄스 또는 "틱(tick)")를 검출하게 된다. 예를 들어, 4쌍의 자극을 갖는 링 자석의 경우, 자기 센서는 한 번의 전체 회전 동안에 4개의 펄스를 세게될 것이다. 모터가 회전할 때마다 바퀴도 주어진 각도 회전(예컨대, 특정 각도)으로 선회하게 된다. 이 정보(예컨대, 모터와 바퀴의 기어비)를 사용하여, 바퀴의 한 회전을 나타내는 바퀴 인코더에 의해 세어지는 펄스의 수가 계산될 수 있다. 펄스 또는 회전당 예상 이동 거리가 또한 바퀴의 둘레 길이를 사용하여 결정될 수 있다.
회전 바퀴 인코더의 다른 예는 광학 인코더이다. 투명한 영역과 불투명한 영역을 갖는 디스크가 모터 축에 부착되고 광원과 주어진 시간에 디스크의 각도 위치에서 발생하는 광학 패턴을 판독하는 광검출기 어레이 사이에 배치된다. 또 다른 예는, 비대칭 형상의 디스크가 인코더 내에서 두 전극 사이에서 회전하는 용량형 회전 인코더이다. 전극 사이의 캐패시턴스의 변화가 측정되고 각도 값을 결정하는 데에 사용될 수 있다.
예에서, 슬립 제어 관리기는, 바퀴의 회전 속도를 제 1 또는 제 2 "제 5" 바퀴 대신에 운동학적 모델로부터 결정된 그리드 구조물 상의 로드 취급 장치의 운동학적 상태와 개별적으로 비교하여 바퀴 어셈블리의 각 바퀴의 슬립을 관리한다. 도 12의 개략적인 블럭도에 나타나 있는 예에서, 슬립 제어 관리기는 위치 제어기 내에 있다. 주어진 바퀴의 회전 속도가 그리드 구조물 상에 있는 로드 취급 장치의 운동학적 상태의 속도 성분 보다 크다고 가정한다. 그 경우, 슬립 제어 관리기는, 바퀴의 회전 속도가 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 따라잡을 때까지 그 바퀴에 대한 토크 요구량의 편향을 제어함으로써 그 바퀴에 대한 토크를 제거하거나 적어도 감소시킨다. 예를 들어, 편향 기구를 통해, 위치 제어기는 슬립하는 바퀴의 회전 속도를 감소시키기 위해 그 슬립하는 바퀴에 대한 토크 요구량을 변경할 수 있는데, 즉 바퀴에 대한 토크 요구량을 감소시키거나 심지어 제거할 수 있다. 이러한 경우, 바퀴의 회전은 더 수동적이 될 수 있다. 대안적으로, 슬립 제어 관리기는 그리드 구조물 상의 로드 취급 장치의 운동학적 상태와 일치하도록 바퀴 어셈블리의 바퀴의 속도를 균형잡기 위해, 슬립하는 바퀴로부터의 토크를 다른 바퀴에 재분배할 수 있다.
대안적으로, 전술한 슬립 제어 관리기는 제 1 또는 제 2 "제 5" 바퀴와 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 방식으로, 바퀴의 회전 속도는 "제 5" 바퀴의 출력에 의해 직접 결정될 수 있다.
두 경우 모두, "제 5" 바퀴가 있든 없든, 슬립 제어 관리기는 슬립을 겪고 있는 바퀴에 대한 토크를 감소시키도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 바퀴가 슬립을 겪고 있는 것으로 검출되면, 슬립 제어 관리기는 그 특정 바퀴에 대한 토크 요구량을 0의 토크로 감소시킬 수 있다. 사용 중이지만 슬립을 겪지 않는 다른 모든 바퀴에 대한 토크 레벨은 유지된다(즉, 조정되지 않음). 이 예에서는, 슬립하는 바퀴에 가해지는 토크는 0이지만, 다른 값이 사용될 수 있는데, 예를 들어, 슬립하는 바퀴에 대한 토크 요구량은 원래 값의 20%로 줄어들 수 있다. 이러한 슬립 제어 방법의 한 가지 단점은, 로드 취급 장치에 원하지 않는 토크를 유발시켜 그 로드 취급 장치가 그의 궤적에서 한쪽 또는 다른 쪽으로 기울어지게 한다는 것이다. 슬립 발생이 자주 발생하지 않고 짧게 지속되는 경우에는, 로드 취급 장치가 경험하는 원치 않는 토크가 최소라고 한다면, 원치 않는 토크는 효과적으로 무시될 수 있다.
그러나, 오래 지속되는 슬립 발생의 경우에는, 로드 취급 장치가 경험하는 원치 않는 토크는 문제가 될 수 있다. 이를 위해, 슬립 제어 관리기는 대신에, 전방 가상 축과 후방 가상 축 사이에 토크를 편향시키는 것과 관련하여 앞에서 설명한 것과 유사하게, "가상" 또는 "상상의" 축 기반으로 슬립 제어를 적용하도록 배치될 수 있다. 특히, 하나의 특정 바퀴에서 슬립이 검출되면("제 5 바퀴"를 사용하는지 여부에 관계 없이), 슬립 제어 관리기는 가상 축상의 두 바퀴 모두에 대한 토크 요구량을 감소시키도록 배치된다. 예를 들어, 로드 취급 장치의 후방 우측 바퀴가 슬립 발생을 경험하는 경우, 후방 우측 바퀴와 후방 좌측 바퀴 모두에 대한 토크 요구량은 감소된다(후방 좌측 바퀴는 후방 우측 바퀴와 동일한 가상 축 상에 있음). 바람직하게는, 가상 축 상의 바퀴에 대한 토크 요구량의 감소는 동일하다. 이러한 방식으로, 토크 감소는 로드 취급 장치의 양측에서 동일하기 때문에, 로드 취급 장치는 더 이상 이전 슬립 제어 방법의 원치 않는 토크를 경험하지 않는다. 일예에서, 후방 우측 바퀴가 슬립 발생을 경험하는 경우, 후방 가상 축에 대한 토크 요구량은 0으로 감소될 수 있다. 그러나, 로드 취급 장치에서의 토크의 그러한 급격한 감소는 로드 취급 장치의 갑작스러운 속도 감소를 초래할 수 있다. 대안적으로, 후방 우측 바퀴가 슬립 발생을 경험하는 경우, 후방 가상 축에 대한 토크 요구량은 그의 원래 값의 20%로 감소될 수 있다. 이에 따라, 후방 우측 바퀴와 후방 좌측 바퀴 모두는 그의 원래 값의 20%로의 토그 요구량 감소를 경험하게 된다. 이러한 방식으로, 속도 감소는 그다지 급격하지 않으며, 로드 취급 장치는 그의 이동 계획을 그대로 유지할 수 있다.
추가적으로, 슬립 제어 관리기는 슬립 발생을 겪고 있지 않은 가상 축에 손실된 토크를 가하도록 더 배치될 수 있다. 예를 들어, 후방 우측 바퀴가 슬립 발생을 경험하는 경우, 후방 가상 축에 대한 토크 요구량은 그의 원래 값의 20%로 줄어들 수 있다. 다시 말해, 후방 가상 축 상의 개별 바퀴에 대한 토크 요구량은 그의 원래 값의 20%로 감소된다. 그러나, 이 가상 축으로부터 제거된 토크 요구량(원래 값의 80%)은 전방 축에 추가될 수 있는데, 즉, 전방 좌측 및 전방 우측 바퀴 각각이 후방 가상 축으로부터 제거된 토크 요구량의 일부분을 그의 토크 요구량에 추가하였다. 따라서, 후방 가상 축은 그의 원래 값의 20%로 감소되는 반면, 전방 가상 축의 토크 요구량은 후방 가상 축으로부터 제거된 토크 요구량 만큼 증가된다. 이러한 방식으로, 로드 취급 장치 전체의 속도 감소가 완화된다.
도 12에 나타나 있는 구조는 단지 예일 뿐이며 위치 제어기(184)의 구성 요소의 다른 배치가 본 발명의 범위 내에 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 위치 제어기(184)는 별도의 제어기인 것에 대신에, 운동 제어 프로파일 또는 궤적을 생성하기 위해 제어기(182)에 통합될 수 있다.
도 13은 예에 따른 로드 취급 장치를 위한 위치 지정 시스템의 개략도를 나타낸다. 이 위치 지정 시스템(300)은 앞에서 설명된 로드 취급 장치의 복수의 바퀴를 위한 하나 이상의 인코더(310)를 포함한다. 이 예에서 하나 이상의 인코더는 로드 취급 장치 내에 있다. 도 13에는, 로드 취급 장치(130)를 그리드 구조물(115) 상에서 X-방향으로 이동시키기 위한 한 쌍의 바퀴(134)만이 나타나 있다. 그러나, X-방향 및 Y-방향 각각에 대한 전체 세트의 바퀴, 예컨대 제 1 세트의 바퀴(134) 및 제 2 세트의 바퀴(136)가 포함될 수 있다.
위치 지정 시스템(300)은 또한 예를 들어 로드 취급 장치의 각 바퀴(134)를 위한 하나 이상의 힘 센서를 포함한다. 하나 이상의 힘 센서는 예를 들어 대응하는 바퀴에 대한 하중을 검출하도록 구성된다. 하나 이상의 힘 센서는, 힘 감지 저항기를 사용하는 바퀴 어셈블리 구조체에서의 운동 측정을 통해, 가해지는 힘, 예를 들어 바퀴에 가해지는 중량을 선형 전기 신호로 변환시키는 힘 변환기를 포함할 수 있다.
다른 예에서, 위치 지정 시스템(300)은 대응하는 바퀴에 대한 하중을 추정하도록 구성된 하나 이상의 힘 추정기를 포함한다. 예를 들어, 대응하는 바퀴에 대한 하중은, 가속 및 감속 동안의 중량 전달을 고려하여, 예컨대, 로드 취급 장치에 의해 운반될 때 토트 및 그의 페이로드의 추정 질량을 포함하는 로드 취급 장치의 질량에 근거하여, 당업자에 알려져 있는 방법을 사용하여 추정될 수 있다. 예를 들어, 전후방 바퀴 쌍을 위한 전후방 가상 축을 고려하여, 전방 축에 대한 수직 하중(Z1) 및 후방 축에 대한 수직 하중(Z2)은 다음과 같이 결정될 수 있다:
전방 축에 대한 초기 하중(Z1,0)은, 예컨대 운반되고 있는 토트 질량과 페이로드를 포함하는 로드 취급 장치의 질량(m), 후방 축과 로드 취급 장치의 질량 중심 사이의 거리(a2), 및 바퀴 베이스(l)에 근거하여 결정 가능하다: Z1,0 = mg·a2/l. 유사하게, 후방 축에 대한 초기 하중(Z2,0)은, 후방 축과 로드 취급 장치의 질량 중심 사이의 거리(a1)를 대신 사용하여 결정될 수 있다: Z2,0 = mg·a1/l. 축 하중 방정식에 있는 중간 항은 공기역학적 항력(Z1,a = -Z2,a)을 나타내며, 이는 예컨대 에 의해 결정될 수 있으며, 여기서 ρ는 유체(공기) 밀도,ν는 로드 취급 장치의 속도이며, S는 로드 취급 장치의 일 면의 기준 면적이고, C는 예컨대 로드 취급 장치의 직사각형 단면에 대한 형상 계수이다. 마지막으로, 길이방향 하중 전달(△Z)은 로드 취급 장치의 가속도(a)와 질량의 중심의 높이(h)에 근거하여 결정 가능하다: △Z = -ma·h/l.
위치 지정 시스템(300)은, 적어도 로드 취급 장치의 주어진 바퀴에 대한 주어진 수직 하중에 근거하여 로드 취급 장치에 대한 크리프(creep) 값을 결정하기 위한 훈련된 모델을 저장하는 저장부(330)를 포함한다. 이 저장부(330)는 DDR-SDRAM(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random-Access Memory)과 같은 랜덤 액세스 메모리(RAM)일 수 있다. 다른 예에서, 저장부(330)는 읽기 전용 메모리(ROM)와 같은 비휘발성 메모리 또는 플래시 메모리와 같은 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 포함할 수 있다. 어떤 경우에 저장부(330)는 다른 저장 매체, 예를 들어 자기, 광학 또는 테이프 매체, 컴팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 다른 데이터 저장 매체를 포함한다. 저장부(330)는 데이터 위치 지정 시스템(300)으로부터 제거 가능하거나 제거 불가능할 수 있다.
레일 상에서 이동하는 바퀴와 관련하여, 크리프는 바퀴의 회전 속도와 그의 선형 속도 사이의 차와 관련이 있다. 예를 들어, 일반적으로 타원형인, 바퀴와 레일 사이의 접촉 영역은 스틱(stick)(슬립 없음) 영역과 슬립 영역으로 나누어질 수 있다. 접촉 패치의 후행 영역에서 발생하는 슬립으로 인해 길이방향 크리프(또는 "마이크로 슬립") 및 접선방향 (견인) 힘이 발생한다. 견인력이 증가함에 따라, 슬립 영역이 증가하고 스틱 영역은 감소하며, 그 결과, 구름 및 슬라이딩과의 접촉이 일어난다. 크리프력은 접촉 패치의 평면에서 작용하며, 바퀴와 레일 사이의 마찰과 관련된다. 바퀴와 레일의 뒤틀림은 작고 국부적이지만, 발생하는 힘은 상당할 수 있다. 중량으로 인한 뒤틀림 외에도, 제동력과 가속력이 가해질 때, 그리고 차량이 횡력을 받을 때, 바퀴와 레일이 모두 뒤틀리게 된다.
크리핑력이 발생하려면, 일정량의 (마이크로) 슬립이 필요하다. 어떤 경우에, 접선방향 힘은 수직 하중, 마찰 조건 및 접촉 표면들 사이의 상대 운동에 달려 있다. 이러한 접선방향 힘은, 처음 접촉하는 영역을 뒤틀고 이어서 슬립 영역을 뒤틀게 된다. 정미(net) 결과로, (a) 견인 동안에 바퀴는 구름 접촉에서 예상되는 만큼 멀리 전진하지 않고 (b) 제동 동안에는 바퀴가 더 전진하게 된다. 탄성적인 뒤틀림과 국부적 슬립의 이러한 혼합은 "크리프"(일정한 하중을 받는 재료의 크리프와는 별개임)로 알려져 있다. 이와 관련하여 크리프는 변위의 항으로 로 주어지며, 여기서 x는 차량의 실제 변위이고 s는 구름 변위이다.
유사하게, 속도의 항으로, 자유 구름 바퀴의 경우에, 각속도(ω)(rad/s)에 근거한 예상 선형 속도(m/s)는 r·ω로 주어지며, 여기서 r은 바퀴 반경(m)이다. 양의 접선방향 힘에 대해 양의 속도 델타가 있어야 하는데, 즉 △ν = (r·ω)-ν이다. 이 속도차와 선형 속도 사이의 관계는 또한 속도 크리프(σ= △ν/ν)로 주어지며, 이 속도 크리프는 무차원이다. 따라서, 속도(또는 "길이방향") 크리프는 다음과 같이 주어지는 비율 σ∈[0,1]로 표현될 수 있다:
여기서, re는 트랙과의 접촉점에서 바퀴의 유효 반경을 나타낸다. 바퀴 중심의 선형 속도(ν)는 로드 취급 장치의 속도와 동일하다.
차량(132)의 바퀴 세트 동역학과 관련된 접촉력은 크리프에 선형적으로 종속되는 것으로 처리될 수 있다(작은 크리피지(creepage)에 대해 유효한 Joost Jacques Kalker의 선형 이론 참조요). 유사하게, 차량(132)의 방향 안정성, 추진 및 제동을 초래하는 힘도 크리프와 연관될 수 있다. 이는 단일 바퀴 세트에 존재하며, 심한 슬립을 유발하지 않고 바퀴 세트를 연결함으로써 발생하는 약간의 운동학적 비양립성을 수용할 수 있다. 따라서 로드 취급 장치 (130)의 모든 구동 바퀴(134, 136)는, 이용 가능한 최대 마찰 계수를 사용하기 위해 차량(132)이 실제로 움직이는 것보다 더 빠르게 선회해야 한다(크리프 제어로 알려져 있음). 최대 이용 가능한 마찰은 바퀴가 크리핑할 때 일어난다. "올-스틱(all-stick)" 논-토크로부터 "올-슬립" 조건으로의 전환 동안에, 바퀴는 점진적인 슬립 증가(크리프 및 크리피지로도 알려져 있음)를 갖게 된다.
일부 명명법에서, "슬립"은 바퀴가 갖는 추가 속도이고, "크리프"는 위에서 설명한 것처럼 이동 속도로 나누어진 슬립의 레벨이다. 이들 파라미터는 위치 또는 속도 센서와 같은 물리적 센서를 사용하여 측정될 수 있다. 측정된 데이터는, 슬립 및 크리프 레벨에 근거하여 바퀴 세트의 각각의 구동 기구를 제어하기 위해 크리프 제어기(218)에 들어갈 수 있다. 그러나, 본 예에서, 크리프 제어기(218)는 위치 센서 데이터에 근거하여 측정된 크리프 값보다는 로드 취급 장치에 대한 모델링된 크리프 값을 얻는다.
보다 구체적으로, 본 위치 지정 시스템(300)의 처리 유닛(340)은 훈련된 운동학적 모델에 대한 적어도 하나의 계수 값을 얻고 또한 저장부에 저장된 운동학적 모델을 사용하여 크리프 값을 결정하도록 구성된다. 예에서, 예를 들어 대응하는 힘 센서로부터 얻어지거나 중량 전달 및 임의의 토트 질량 및 페이로드를 고려하여 추정되는 바퀴에 대한 수직 하중 값이 또한 운동학적 모델을 사용하여 크리프 값을 결정하기 위한 프로세서(340)에 대한 입력이기도 하다.
적어도 하나의 계수 값은 복수의 훈련 로드 취급 장치에 대한 기록된 크리프 데이터를 사용하는 모델의 훈련에 의해 얻어진다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 운동학적 모델은 바퀴의 크리프에 대한 파라미터화 모델, 예를 들어 바퀴 반경 및 하나 이상의 계수와 같은 파라미터의 면에서 크리프의 수학적 모델을 포함한다. 크리프를 계산할 때 사용되는 계수 값(들)은 알려진 파라미터 값과 함께 기록된 크리프 데이터를 사용하여 모델을 훈련하여 결정된다. 예를 들어, 도 6에 나타나 있는 것과 같은 훈련 로드 취급 장치(30)는, 운동학적 상태 기준, 예를 들어 그리드 구조물(15) 상에서의 이동 동안에 로드 취급 장치(30)의 속도 또는 위치 기준을 제공하기 위해 위치 센서(98a, 98b)를 갖는다. 따라서, 크리프 값은 운동학적 상태 기준을 사용하여 결정될 수 있으며, 바퀴 반경, 바퀴 하중 등과 같은 파라미터 값과 함께 모델에 입력될 수 있다. 대응하는 파라미터 값으로 그러한 기록된 크리프 값의 데이터 세트를 구축한다는 것은, 운동학적 모델의 하나 이상의 계수가 모델링된, 즉 계산된 크리프 값과 경험적으로 결정된 크리프 값 사이의 대응 관계를 미리 결정된 임계값, 예컨대 "최선의 피트(fit)" 내로 제공하도록 조정될 수 있음을 의미한다. 미리 결정된 임계값은 예를 들어 모델의 목표 정확도에 대응할 수 있다. 계수 값을 갖는 운동학적 모델을 사용하여 그리드(115) 상에서 구르는 주어진 바퀴에 대한 "라이브(live)" 크리프 값 및 바퀴의 측정된 하중과 같은 "라이브" 파라미터를 계산하기 위해, 조정된 모델 계수 값(들)은 프로세서(340)에 의한 접근을 위해, 예를 들어 운동학적 모델을 갖는 저장부에 저장될 수 있다.
예에서, 프로세서(340)는, 바퀴 또는 바퀴 세트에 걸쳐 크리프 값을 평균내어, 로드 취급 장치의 각 바퀴 또는 바퀴 세트에 대한 모델링된 크리프 값에 근거하여 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결장한다. 예를 들어, 위의 예에서 설명된 것처럼 서로 다른 바퀴 세트는 서로 다른 하중 조건 하에 있을 수 있으며, 이는 모델에서 설명된다(예컨대, 파라미터화 모델의 예에서 하중 파라미터 값을 사용하여). 바퀴 세트에 걸쳐 결정된 크리프 값을 평균내면, 로드 취급 장치에 대한 크리프 데이터 및 결과적인 운동학적 데이터에서 노이즈를 줄이는 데에 도움이 될 수 있다.
다음의 식은 파라미터화 모델의 예를 제공한다:
여기서, σ는 로드 취급 장치의 주어진 바퀴 또는 바퀴 세트의 크리프 값이고, α는 계수 값이며, T는 바퀴 또는 바퀴 세트에 가해지는 공칭 토크이며, r은 바퀴(들)의 반경이고, N은 바퀴 또는 바퀴 세트에 대한 공칭 수직 하중이다. 토크는 예컨대 원동 토크와 누적 저항 토크 사이의 차(TM - TR)이다.
위의 파라미터화 모델의 예는, 다음과 같이 표현될 수 있는 토크 평형을 고려하여 구해질 수 있다:
여기서, TM은 원동 토크이고 TR은 누적 저항 토크이며, F은 견인력(즉, 바퀴와 지면 사이의 마찰)이고, J는 바퀴 관성이며, 그리고 는 바퀴의 회전 가속도이다. 그런 다음, 구동의 경우를 고려하고 회전하는 바퀴에 대한 앞의 표현을 활용하면, 크리프를 다음과 같이 표현할 수 있다:
여기서, 마찰 계수와 크리프 사이의 선형 관계인 가 사용되며, 다시 기호 N은 바퀴에 대한 수직 하중을 나타낸다. 그 선형 관계()는, 바퀴와 트랙 사이의 최대 견인에서 크리프가 최대 크리프(σM) 보다 작은(σ＜σM) 안정 영역에서 σ에 대한 μ의 곡선의 합리적인 근사화인 것으로 밝혀졌다. 계수 α는 타이어나 바퀴의 강성과 관련된 가상의 상수일 수 있다. 항은 무시 가능하다고 가정하고
(즉, rF = TM - TR ), 토크 평형을 대체하면, 위에 표현된 예시적인 파라미터화 모델에 도달하게 된다.
이 예시적인 모델의 경우, 단일 계수 값 α은 파라미터화 모델의 훈련 중에 결정되고, 그리드 구조물(115) 주위를 이동하는 로드 취급 장치(130)에 있는 바퀴(134, 136)의 미래 크리프 값을 계산하기 위해 모델과 함께 저장된다.
속도 슬립을 설명하기 위한 계수를 포함하는 차량(또는 "봇") 속도의 파라미터화 모델의 다른 예가 다음과 같은 식으로 주어진다:
여기서, 는 주어진 바퀴나 바퀴 세트의 속도이고, β는 계수 값이며, τ는 바퀴나 바퀴 세트에 가해지는 토크이고, N은 바퀴나 바퀴 세트에 대한 중량 전달(예컨대, 수직 하중)이다. 이 예시적인 모델의 경우, 단일 계수 값 β는 파라미터화 모멜의 훈련 중에 결정되고, 그리드 구조물(115) 주위를 이동하는 로드 취급 장치(130)의 미래 속도 값을 계산하기 위해 모델과 함께 저장된다.
다른 실시 형태에서 운동학적 모델은 인공 신경망(또는 간단히 "신경망") 모델을 포함한다. 일반적으로, 신경망 시스템은 "훈련 단계"를 거치게 된다. 신경망은 특정 목적을 위해 훈련되며, 이 경우, 측정된 파라미터에 근거하여 로드 취급 장치의 바퀴에 대한 크리프 값을 결정한다. 신경망은 일반적으로 그래프의 정점(뉴런에 대응함) 또는 에지(연결에 대응함)가 가중치와 연관되는 방향성의 가중된 그래프를 형성하는 여러 개의 상호 연결된 뉴런을 포함한다. 가중치는 훈련 전체에 걸쳐 조정되어, 개별 뉴런과 신경망 전체의 출력을 변경할 수 있다. 따라서, 운동학적 모델에 대한 하나 이상의 계수 값은 신경망에 입력되는 입력 데이터에 적용될 가중치를 나타내는 가중치 데이터에 대응할 수 있다. 입력 데이터는 예를 들어 바퀴 또는 바퀴 세트의 하중, 바퀴 또는 바퀴 세트에 가해지는 공칭 토크, 및 바퀴 반경과 같은 측정된 바퀴 상태 데이터를 포함한다. 훈련 단계 후에, 신경망(훈련된 신경망으로 지칭될 수 있고 또한 훈련된 운동학적 모델에 대응함)은 새로운 바퀴 상태 데이터에 근거하여 크리프 값을 결정할 수 있다.
신경망을 이용하는 일부 예에서는, "구조화된" 네트워크가 이러한 유형의 분석 문제에 대해서는 일반적으로 "구조화되지 않은" 네트워크보다 더 유용할 수 있으므로 사용된다. 구조화된 신경망에서는, 전달 함수가 계층적인 방식으로 쌓여서 많은 수의 숨겨진 층을 갖는 네트워크를 생성할 수 있다. 각 숨겨진 층은 일련의 비선형성에서 다음 층으로서 보일 수 있으며, 계산은 층 출력이 입력으로 사용되어 후속 층에 대한 출력을 계산하는 반복 프로세스이다. 따라서, 구조화된 신경망은 감독된 또는 감독되지 않은 학습을 사용하여 훈련될 수 있다. 반대로, 구조화되지 않은 신경망은 계층적 조직을 갖지 않으며, 단지 선형적이고 정적인 완전히 연결된 뉴런들의 집합일 뿐이다. 따라서, 구조화되지 않은 신경망은, 입력 및 출력 뉴런을 정의하는 기구가 없기 때문에, 감독되지 않는 방식으로만 훈련될 수 있다.
다른 실시 형태에서, 운동학적 모델은, 측정된 바퀴 상태 데이터 및 차량의 대응하는 운동학적 데이터로부터 계산된 크리프 값의 훈련 데이터세트를 사용하여, 측정된 바퀴 상태 데이터에 근거하여 바퀴의 크리프를 예측하기 위한 지원 벡터 네트워크, 베이지안 네트워크, 또는 다른 적절한 수학적 모델을 포함한다. 예를 들어 크리프 값을 결정하는 데에 비선형 모델이 사용되는 경우, 칼만 필터를 구현하여 모델의 계수 값을 추정할 수 있다.
힘 항을 포함하는 운동학적 모델(예컨대, 토크 및 수직력을 포함하는 위의 파라미터화 모델의 예)은 대신에 "동적 모델"이라고 할 수 있다.
예에서, 저장부(330)는 다수의 훈련된 모델을 저장한다. 예를 들어, 각각의 훈련된 모델은 가속 단계, 감속 단계, 순항 단계와 같은 로드 취급 장치의 궤적 단계에 대응한다. 따라서, 주어진 모델은 로드 취급 장치의 현재 궤적 단계에 따라, 예를 들어 그 로드 취급 장치가 가속하는지, 감속하는지, 또는 실질적으로 0의 가속도로 순항하는지에 따라 다수의 훈련된 모델로부터 선택될 수 있다. 따라서, 각각의 모델의 하나 이상의 계수는 예를 들어 대응하는 궤적 단계 동안에 기록된 데이터에 근거하여 훈련된다.
예에서, 로드 취급 장치의 각각의 로딩 모드에 대응하여 다수의 훈련된 모델이 저장된다. 예를 들어, 로딩 모드는, 컨테이너를 운반하지 않을 때와 같이 로드 취급 장치에 로딩이 없는 무로딩 모드일 수 있다. 유사하게, 로딩 모드는 물품 컨테이너를 운반할 때와 같이 로드 취급 장치에 어느 정도의 로딩이 있는 로딩 모드일 수 있다. 다른 가능한 로딩 모드는, 예를 들어 로드 취급 장치가 최대 하중 임계값과 실질적으로 동일한 로딩을 갖는 완전 로딩 모드이다. 더욱이, 하중이 실질적으로 0(예를 들어, 무로딩)과 최대 하중 임계치(예컨대, 완전 로딩) 아래의 중간 하중 임계치 사이에 있는 하나 이상의 부분 로딩 모드가 있을 수 있다.
복수의 훈련된 모델은 동일한 모델 또는 모델 유형일 수 있으며, 각각의 계수 값은 각각의 모델을 훈련함으로써 결정된다. 예를 들어, 동일한 파라미터화 모델이 각각의 궤적 단계에 대해 사용될 수 있지만, 대응하는 궤적 단계에 대한 훈련에 의해 결정되는 서로 다른 계수 값(예컨대, 위의 예시적인 파라미터화 모델에서 α의 값)을 가질 수 있다. 유사하게, 각각의 궤적 단계 및/또는 로딩 모드에 대해 하나씩 다수의 신경망이 사용될 수 있으며, 여기서 네트워크 가중치는 그 궤적 단계 및/또는 로딩 모드에 대응하는 서로 다른 훈련 데이터에 근거하여 다르게 결정된다.
예에서, 프로세서(340)는 모델링된 크리프 값과 함께 하나 이상의 바퀴 인코더로부터 얻어진 인코더 데이터에 근거하여 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정한다. 전술한 바와 같이, 각 바퀴의 개별적인 회전 속도는, 인코더 내부의 회전 장치가 바퀴의 회전 속도를 나타내는 펄스를 생성하는 하나 이상의 바퀴 인코더에 의해 캡처된 인코더 데이터로부터 결정 가능하다.
처리 유닛(340)은 여기서 설명된 기능을 수행하도록 설계된 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로프로세서, DSP, ASIC(주문형 집적 회로), FPGA(필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이) 또는 다른 프로그래밍 가능한 논리 장치와 같은 범용 프로세서, 개별 게이트 또는 트랜지스터 논리, 개별 하드웨어 구성 요소, 또는 이것들의 임의의 적절한 조합일 수 있다.
도 7 내지 도 13을 참조하여 설명된 예에서, 처리 유닛(340) 및 저장부(330)는 로드 취급 장치(130) 내에 위치된다. 대안적으로, 서버-클라이언트 네트워크 모델이 사용될 수 있는데, 여기서, 주어진 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하기 위한 처리 유닛(340)이, 운동학적 모델을 저장하는 저장부(330)와 함께 서버(예컨대, 도 10에 나타나 있는 마스터 제어기(174))에 위치된다. 서버는 예를 들어 네트워크(176)를 통해 로드 취급 장치와 통신하여, 모델에 입력되는 측정 데이터, 인코더 데이터 등을 수신하고 그리고 결정된 크리프 값과 로드 취급 장치의 결정된 운동학적 상태 중의 하나 또는 둘 다를 보내도록 구성된다.
예에서, 도 11을 다시 참조하면, 운동학적 모델(198)을 사용하여, 예를 들어 처리 유닛(340)에 의해 결정된 모델링된 운동학적 상태는, 마스터 제어기(174)에 정의된 그리드 구조물(115) 상의 원하는 목표 위치와 함께 이동 관리기(192)에 전달되며, 여기서 이는 운동 제어 프로파일의 생성을 실행하기 위해 운동 제어 생성기(182)에 전달되기 전에 이동 관리기(192)에 의해 그리드 구조물(115)과 관련된 위치 단위로 변환된다. 예를 들어, 이동 관리기(192)는, 로드 취급 장치(130)가 지시를 받아 그리드 구조물(115) 상에서 이동하는 그리드 셀의 수로 표현되는, 마스터 제어기(174)로부터의 명령된 위치를 제어기 또는 운동 제어 생성기가 이해하는 "위치 단위"로 변환한다. 그러면 제어기 또는 운동 제어 생성기(182)는 마스터 제어기로부터의 요청된 목표 위치를 모델링된 운동학적 상태의 위치 성분 또는 운동 제어 프로파일에 의해 제공되는 위치 기준과 상관시킬 수 있다. 운동 제어 프로파일이 생성되면, 위치 제어기(184)는 운동 제어 프로파일(194)과 관련된 데이터를, 로드 취급 장치를 목표 위치로 이동시키기 위해 구동 기구(186)에 직접 보내질 수 있는 제어 신호로 변환한다. 전술한 바와 같이, 위치 제어기(184)는 로드 취급 장치의 제어기 또는 제어 시스템(170)의 일부분을 형성할 수 있다. 그 제어기 또는 제어 시스템은 궤적 생성기(182) 및 위치 제어기(184)와 관련된 기능적 구성 요소를 포함한다.
예에서, 설명된 위치 지정 시스템을 사용하는, 예를 들어 도 1 및 도 3을 참조하여 앞에서 설명된 바와 같은 그리드형 보관 시스템은, 그리드 패턴에 있는 미리 결정된 지점에 위치되는 하나 이상의 자동 식별 및 데이터 캡처(AIDC) 태그를 또한 포함한다. 이러한 AIDC 태그는 무선 주파수 식별(RFID) 태그, QR 코드, 바코드, 자기 스트립 등을 포함할 수 있다. AIDC는 또한 일반적으로 "자동 식별", "자동 ID" 및 "자동 데이터 캡처"라고도 하며, 일반적으로 대상을 자동으로 식별하고 그 대상에 대한 데이터를 수집하며 또한 자동으로, 즉 인간의 개입 없이 그 데이터를 컴퓨터 시스템에 직접 입력하는 방법을 말한다.
이러한 AIDC 태그를 사용하면, 각 로드 취급 장치에 하나 이상의 AIDC 태그 판독기 또는 스캐너를 제공하여 그리드 구조물에 대한 주어진 로드 취급 장치의 위치를 찾을 수 있다. AIDC 태그는 그리드 구조물 상의 일련의 기준점을 제공하기 위해 그리드 구조에 대해 고정될 수 있다. 주어진 로드 취급 장치가 그리드 구조물을 가로질러 이동할 때, 그 로드 취급 장치의 각각의 AIDC 태그 판독기는 그리드 구조물 상의 다양한 위치에 고정된 하나 이상의 AIDC 태그로부터의 신호를 판독한다. 일반적으로, AIDC 태그는 각 그리드 셀에서 트랙의 교차점이나 교차로에 고정된다. 각 AIDC 태그(또는 "라벨")은 그리드 셀 기준의 좌표 데이터와 같은, 예컨대 그리드 구조물에서의 태그 위치에 대응하는 인코딩된 데이터를 포함한다.
AIDC 수단이 보관 시스템에 사용되는 이러한 예에서, 위치 지정 시스템의 처리 유닛(340)은, 로드 취급 장치에 장착된 AIDC 기계 판독기에 의해 캡처된 자동 식별 데이터에 근거한 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하도록 추가로 구성될 수 있다. AIDC 기계 판독기 자체는 하나 이상의 AIDC 태그로부터의 인코딩된 데이터를 판독하도록 구성된다. 예를 들어, 훈련된 모델을 사용하여 결정된 로드 취급 장치의 운동학적 상태는, 그리드 구조물에 있는 스캔되는 태그로부터의 캡처된 자동 식별 데이터에 근거하여 개선된다. AIDC 기계 판독기(또는 다른 "그리드 센서")의 판독값(또는 "활성화")은 로드 취급 장치에 대한 독립적인 위치 정보 소스(예컨대, 그리드 구조물 상의 로드 취급 장치의 위치에 대한 진실 소스)를 더 낮은 해상도로 제공한다. 따라서 그리드 센서의 활성화는, 예에서 적응성 있는 운동학적 모델의 하나 이상의 계수를 개선하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 로드 취급 장치가 그리드 셀 경계를 가로지를 때, 그에 따라 하나 이상의 계수가 업데이트된다.
속도 크리프 값(또는 "슬립비")(σ)에 대해 위의 예시적인 파라미터화 모델로 돌아가서, 그 모델을 차량(또는 "봇") 속도로 표현하면, 다음과 같은 결과가 얻어진다:
.이들 식에서, 는 바퀴 속도이고, r은 바퀴 반경 파라미터이며, ω는 바퀴의 각속도이고, νb는 봇 속도이다. 그러면 봇 위치의 추정은 봇 속도에 대한 위의 식에 근거하여, 예를 들어 시간에 대한 봇 속도의 적분에 의해 도출될 수 있으며, 이는 아래에서 더 자세히 설명된다.
예에서, 바퀴 반경(r) 및 모델 계수 파라미터(예컨대,α)는 일정하다고 가정한다. 각 샘플링시에, 각 바퀴에 대한 로딩력(N)의 추정은 봇 물리학의 내부 모델에 근거하여 이루어질 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 각 바퀴에 대한 로딩력(N)의 추정은 예를 들어 제어기에 의해 생성된 목표 가속도 값에 근거하여 이루어질 수 있으며, 그 값은 알고리즘에서 봇의 실제 가속도의 근사치로서 처리될 수 있다. 예를 들어, 봇 물리학의 내부 모델과 봇 속도의 가장 최근 추정에 근거하여, 저항 토크 값이 또한 각 샘플링시에 계산된다. 바퀴 속도 및 원동 토크의 값은 구성 요소, 예를 들어 모터(220)에 의해 데이터로서 공개될 수 있다. 봇 속도에 대한 위의 식은 봇 속도의 다수의 대응하는 추정치를 생성하기 위해 봇을 구동하는 바퀴 각각에 대해 계산될 수 있다. 예를 들어, 섭동의 영향을 줄이기 위해 상이한 추정치들이 평균화된다. 그런 다음, 위에서 언급한 바와 같이, 결과적인 봇 속도 추정치가 시간에 대해 적분되어 봇 위치의 추정치를 얻는다.
예를 들어, 두 시점(t1, t2) 사이에서 봇 속도에 대한 위의 식을 적분하면 다음과 같은 결과가 얻어진다:
여기서, 완전을 위해 결과적인 토크(T = TM - TR)가 대체되었다. 그리드 센서의 두 연속적인 활성화에 대응하도록 2개의 시점을 선택함으로써, 좌측 항은 이 시간 동안 바퀴가 이동한 거리, 즉 그리드 셀의 길이(알려져 있는 파라미터임)를 나타낼 수 있다.
여기서, 시점(ek-1,ek)은 2개의 연속적인 그리드 셀(k-1, k)에서의 활성화에 대응하도록 선택된 것이다. 결과적인 식에서, a 및 b는 각각의 시간 적분의 결과 값을 나타내는 파라미터이다. 따라서 최소 제곱법이 scell에 대해 알려져 있는 셀 길이 값, 즉 그리드 구조물(115)의 단일 그리드 셀의 길이를 사용하여 이 식 형태에 적용될 수 있다. 이로써, 그리드 센서 활성화 정보를 사용하여 파라미터(α 및 r)가 개선될 수 있는데, 예컨대, 연속적으로 업데이트될 수 있다. 최소 제곱법은 특성 경우에는 베이지안 재귀 최소 제곱 알고리즘이다.
추가 예에서, 트랙 길이의 추정치()가 다음과 같이 주어진다:
여기서, H는 2개의 시간 적분에 의해 정의되는 2x1 벡터이고, 는 바퀴 반경(re) 및 α 파라미터의 추정된 2x1 벡터이며, d∼(0,R)는, 셀 길이의 물리적 불확실성을 나타내는, 0의 예상 값 및 분산(R)을 갖는 확률적인 노이즈 파라미터이다. 여기서는 수직력(FN) 및 바퀴 반경(re)에 대해서는 대체 표기법이 사용된다. 열 벡터(H 또는 ) 중 하나의 전치(transpose)가 그것들을 함께 곱하기 위해 사용될 수 있다.
예에서는, 예컨대 고전적인 최소 제곱법을 사용하여 각각의 파라미터 값에 대한 양호한 피트(fit)를 찾기 위해 모델 파라미터(예컨대, α 및 re)의 초기 추정치가, 기록된 데이터에 대해 운동학적 모델을 실행하여(예컨대, "오프라인"으로) 결정된다. 예를 들어, 보관 시스템에서 작동하는 다수의 로드 취급 장치에서 기록된 로그된 데이터는 속도, 토크 및 토트 질량에 대한 데이터를 포함하며, 이는 예를 들어 고전적인 최소 제곱 알고리즘을 통해 알려지지 않은 모델 파라미터를 추정하기 위해 운동학적 모델에 입력될 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 그런 다음에 운동학적 모델을 "온라인"으로 실행할 때, 예컨대 속도, 토크 및 토트 질량에 대한 라이브 데이터를 사용하여 모델 파라미터를 개선할 수 있다. 예를 들어, 베이지안 RLS 알고리즘과 같은 RLS(recursive least-square) 방법이 후자의 개선 단계를 위해 실행된다.
모델 파라미터(예컨대, α 및 re)를 개선하는 방법은 공분산 행렬 을 정의하는 것을 포함할 수 있고, 여기서 및 는 대응하는 파라미터의 각각의 분산을 나타낸다. 분산은 예컨대 로그된 데이터로부터 얻어진 샘플 분산 값 또는 초기 추정치일 수 있다.
그래서 그 방법은 다음과 같은 3개의 주요 단계를 포함할 수 있다:
1. 다음과 같이 이득(K)을 계산함:
2. 계산된 이득 값에 근거하여 공분산 행렬을 업데이트함:
3. 계산된 이득 값에 근거하여 추정 파라미터 값을 업데이트함:
;
여기서, Xa 의 표기는 주어진 변수(X)의 현재 값을 변수가 방법의 그 단계에서 취하고 있는 새로운 개선된 값과 구별하기 위해 사용되었다.
따라서, 본 방법을 사용하면, 각 그리드 센서 활성화시에 모델 파라미터를 개선(또는 "재조정")할 수 있다. 셀 길이의 추정치()는 공칭(알려진) 값에 가깝게 유지될 수 있다. 모델을 사용하여 봇 속도를 계산할 때의 에러도 확인될 수 있다.
도 14는 보관 시스템에 있는 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 방법(400)을 나타낸다. 로드 취급 장치는 도 7 내지 도 13을 참조하여 설명된 예시적인 로드 취급 장치(130) 중의 하나일 수 있다. 보관 시스템은 도 1 내지 도 3에 걸쳐 설명되고 나타나 있는 유형일 수 있다. 방법(400)은 앞에서 설명된 위치 지정 시스템(300)의 하나 이상의 구성 요소에 의해 수행될 수 있다.
401에서, 로드 취급 장치의 바퀴 상태를 나타내는 바퀴 상태 데이터는 바퀴에 통신 가능하게 연결된 하나 이상의 센서로부터 얻어진다. 예에서, 바퀴 상태 데이터는 로드 취급 장치의 바퀴에 가해지는 공칭 토크를 나타내는 토크 데이터를 포함한다. 바퀴 상태 데이터는 추가적으로 또는 대안적으로 로드 취급 장치의 바퀴에 대한 공칭 수직 하중을 나타내는 하중 데이터를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 바퀴 상태 데이터는 일 세트의 바퀴(바퀴 세트)의 상태, 예를 들어 바퀴 세트에 가해지는 공칭 토크 및/또는 바퀴 세트에 대한 공칭 수직 하중을 나타낸다. 따라서 하나 이상의 센서는 대응하는 유형의 바퀴 상태 데이터를 측정하는 센서이다. 예를 들어, 센서는 대응하는 바퀴에 대한 하중을 검출하도록 구성된 하나 이상의 힘 센서를 포함한다.
402에서, 로드 취급 장치에 대한 크리프 값은 훈련된 모델을 사용하여 바퀴 상태 데이터에 근거하여 결정된다. 앞의 예에서 설명한 바와 같이, 훈련된 모델은 신경망, 베이지안 네트워크, 지원 벡터 네트워크 또는 파라미터화 모델 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 대응하는 설명이 적용된다. 파라미터화 모델의 예에서, 방법(400)은, 또한 파라미터화 모델을 훈련하여 결정되는 타이어 계수 값을 얻고 또한 얻어진 바퀴 상태 데이터와 함께 그 타이어 계수 값을 파라미터화 모델에 입력하는 것을 포함할 수 있다. 타이어 계수(α, β)의 예는 파라미터화 모델의 예에 주어져 있다. 이러한 타이어 계수는, 새로운 크리프 값 및/또는 봇 속도 값을 계산하기 위해 접근되고 파라미터화 모델에 입력되기 위해 저장부에 저장될 수 있다. 신경망 모델의 예에서, 그 계수는, 훈련 단계 동안에 얻어지고 새로운 크리프 값 및/또는 봇 속도 값의 계산을 위해 적용하기 위해 신경망 모델의 일부분으로서 저장된 신경망의 가중치에 대응할 수 있다.
앞의 예에서 설명된 바와 같이, 주어진 모델이 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 방법(400)의 일부로서 선택되는 다수의 훈련된 모델이 있을 수 있다. 예를 들어, 주어진 모델의 선택은 현재 궤적 단계 및/또는 로드 취급 장치의 로딩 모드에 달려 있다. 예를 들어, 궤적 단계는 로드 취급 장치가 가속, 감속 또는 순항 중인지의 여부에 대응한다. 따라서, 각각의 모델의 하나 이상의 계수는 예를 들어 대응하는 궤적 단계 동안에 기록된 데이터에 근거하여 훈련된다. 로딩 모드는 무로딩 모드, 로드 취급 장치가 최대 로딩 임계치와 실질적으로 동일한 로딩을 갖는 완전 로딩 모드, 또는 로딩이 실질적으로 0과 최대 로딩 임계치 사이에 있는 하나 이상의 부분 로딩 모드일 수 있다.
403에서, 로드 취급 장치의 운동학적 상태는 모델링된 크리프 값에 근거하여 결정된다. 예를 들어, 운동학적 상태는 로드 취급 장치의 위치, 속도, 가속도, 저크 또는 배향 중의 적어도 하나를 포함한다. 운동 상태의 위치, 속도, 가속도 및 저크 성분은 시간에 대한 적분 또는 미분을 통해 서로로부터 계산될 수 있다. 따라서, 모델링된 속도 크리프를 사용하여, 바퀴의 회전 속도에 근거하여 계산된 추정 봇 속도에 델타 수정을 적용할 수 있다. 수정된 봇 속도를 적분하면, 앞에서 설명한 바와 같은 바퀴 견인 역학의 특징인 바퀴의 크리프(또는 "마이크로 슬립")를 설명하는 교정된 봇 위치를 얻을 수 있다.
404에서, 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 나타내는 운동학적 데이터가 출력된다. 출력된 운동학적 데이터는 예를 들어 도 11 및 12를 참조하여 설명된 예에 따라 로드 취급 장치에 대한 목표 위치를 생성하기 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 로드 취급 장치의 운동학적 상태의 기준을 제공하기 위해 "제 5" 바퀴 위치 센서를 사용하는 대신에, 운동학적 상태는, 로딩 장치에 대한 계획된 궤적을 (재)생성하기 위한 기준 위치, 속도 및/또는 가속도를 제공하기 위해 훈련된 모델을 사용하여 모델링된다. 유사하게, 바퀴에 대한 토크 요구량을 나타내는 피드포워드 신호는 바퀴에 대한 총 토크 요구량을 결정하기 위해 출력된 운동학적 데이터에 근거하여 보상될 수 있다. 따라서, 달리 추정된 위치 및 결과적인 토크 요구량을 보상하기 위해 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 모니터링하는 것은, 로드 취급 장치의 추가적인 구성 요소로서 본질적인 단점을 갖는 물리적인 운동학적 센서를 사용하지 않고도 행해질 수 있다.
전술한 바와 같이, 로드 취급 장치의 결정된 운동학적 상태는, 로드 취급 장치에 장착되고 그리드 패턴으로 미리 결정된 지점에 위치되는 하나 이상의 AIDC 태그(예컨대, RFID 태그)로부터의 인코딩된 데이터를 판독하도록 구성된 자동 식별 및 데이터 캡처(AIDC) 기계 판독기에 의해 캡처된 자동 식별 데이터에 근거하여 개선될 수 있다.
로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 방법(400)은 하나 이상의 프로세서, 예를 들어 도 13을 참조하여 설명된 위치 지정 시스템(300)의 처리 유닛(340)에 의해 실행될 수 있다. 하나 이상의 프로세서는, 도 13을 참조하여 설명된 위치 지정 시스템(300)에 있는 저장부(330)와 같은 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장된 명령(예컨대, 컴퓨터 프로그램 코드)에 따라 본 방법을 수행할 수 있다.
위의 예는 실례적인 예로서 이해되어야 한다. 추가 예가 예상된다. 예를 들어, 위에 설명된 예에서는 크리프 추정(σ=αμ)이 로드 취급 장치의 3개의 운동 단계(예컨대, 가속, 감속 및 순항) 각각에 대해 사용되는 반면, 모델 계수는 각 단계에 대해 독립적으로 결정될 수 있다(그리고 특정 예에서는 동적으로 개선됨). 크리프와 봇 속도 사이의 상이한 관계가 로드 취급 장치의 운동 단계 중의 적어도 하나에 사용되는 예가 고려된다. 예를 들어 순항 단계에 대해서는 단순화된 관계가 사용될 수 있다. 순항시에, 로드 취급 장치는 실질적으로 일정한 속도로 움직이는데, 이는 견인력은 실질적으로 일정한 속도를 유지하기 위해 저항력을 상쇄시키기만 하면되고 바퀴는 상대적으로 낮은 마찰 계수 값(μ)에서 작동함을 의미한다. 따라서, 다른 운동 단계 중의 적어도 하나에 대해 사용되는 선형 관계와 비교하여크리프와 마찰 계수 사이의 다른 관계가 순항 단계에 적합할 수 있다. 어떤 경우에 봇 속도는 비선형 식으로 표현될 수 있다. 위의 예에서 설명된 바와 같이, 비선형 동적 모델에 대해서는 다른 접근법이 구현될 수 있는데, 예를 들어 칼만 필터를 구현할 수 있다.
유효 바퀴 반경이 일정하다고 가정하지도 않고 또한 단일 변수로서 파라미터화되지도 않고 오히려 공칭 반경과 수직 하중의 선형 함수, 예컨대 로 표현되는 예도 구상되며, 여기서 r은 공칭 바퀴 반경이고 re는 하중을 받을 때의 유효 바퀴 반경이다. 따라서, 예를 들어 로드 취급 장치에 대한 3개의 운동 단계 모두에서 상수인 것으로 간주될 수 있는 추가 파라미터(예컨대, γ)가 모델에 도입된다. 이들 예에서, 각 운동 단계에 대해 상이한 모델 파라미터를 유지해야 할 필요성은, 모델의 추정된 파라미터의 변동을 시험하고 줄이기 위해 유효 바퀴 반경의 그러한 파라미터화에 의해 제거될 수 있다.
더욱이, 훈련된 모델을 사용하여 크리프 값 및 그에 근거한 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 방법 외에도, 로드 취급 장치의 위치 지정 시스템을 보정하기 위한 모델을 훈련하는 방법에 대한 예가 고려된다. 그러한 방법은, 예를 들어, 미리 결정된 이동을 실행하도록 구성된 복수의 훈련 로드 취급 장치에 장착된 위치 센서를 사용하여 기록된 바퀴 속도 데이터에 근거하여 복수의 훈련 로드 취급 장치에 대해 결정된 계산된 크리프 값 및/또는 대응하는 운동 상태의 훈련 데이터 세트를 구축하는 것을 포함한다. 훈련 데이터 세트(간단히 "훈련 데이터"라고도 함)는 기계 학습 알고리즘에 입력되어, 크리프 값 및/또는 로드 취급 장치의 대응하는 운동 상태를 예측하기 위해 훈련 데이터에 근거하여 운동학 모델을 구축하는 기계 학습 알고리즘에 입력되며, 이는 그렇게 하도록 명시적으로 프로그래밍되어 있지 않다. 예를 들어, 인공 신경망이 훈련 데이터에 근거하여 운동학적 모델을 개발하기 위해 기계 학습 알고리즘으로서 사용될 수 있으며, "훈련된" 신경망은 운동학적 모델에 대응한다. 그런 다음, 훈련된 모델은, 예상 크리프 값 및/또는 이에 근거한 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 출력하는 신경망에 새로운 데이터를 입력하여 로드 취급 장치의 위치 지정 시스템을 보정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 것은, 바퀴에 통신 가능하게 연결된 하나 이상의 센서로부터 바퀴 상태 데이터를 얻는 것, 그리고 그 바퀴 상태 데이터에 근거하여 그리고 기계 학습 알고리즘을 포함하는 훈련된 운동학적 모델(예컨대, 신경망)을 사용하여 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 그런 다음, 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 나타내는 운동학적 데이터는 동일한 방식으로 출력될 수 있다.
일 예로서, (구조화된) 신경망은 도 15에 나타나 있는 바와 같은 2개의 병렬 하위 네트워크(A 및 B)를 포함할 수 있으며, 여기서 x는 로드 취급 장치의 운동학적 상태이고, u는 입력(또는 "제어") 벡터(예컨대, 토크, 하중, 각속도 값을 포함함)이다.
하위 네트워크(A)의 구조는 임의의 개수의 층과 파라미터로 정의될 수 있으며, 유일한 제약 조건은, 최종 층은 상태 공간의 차원(N)과 일치하는 개수(N)의 파라미터를 가져야 한다는 것이다. 동일한 방식으로, 하위 네트워크(B)의 구조는 임의의 수의 층과 파라미터로 정의될 수 있고, 유일한 제약 조건은, 최종 층은 제어 공간의 차원(M)과 일치하는 개수(M)의 파라미터를 가져야 한다는 것이다.
이렇게 정의된 신경망은 형태의 모델을 제공하며, 여기서 는 운동학적 상태 벡터(x)의 시간 도함수이다. 그래서 운동학적 모델에 대한 그 식은 물리적 시스템의 상태의 동역학을 나타낸다. 동적 시스템이 선형이면 시간-불변량(A, B)은 일정할 것이다. 본 경우에, 식에 있는 적분 항은 각 이동시에 변하며, 따라서 A 및 B는 시간에 따라 변하지만 여전히 선형일 것이다(적어도 현재 작업 지점 주위에서, 즉 현재 상태에서 선형화됨). 이는 A 및 B는 입력(u)의 함수이지만 일반적으로 현재 상태(x)의 함수일 수도 있음을 의미한다. 연속적인 시간 시스템에서, 주어진 시간(t)에서의 출력은 시간(t)에서의 상태에 의존할 수 있다. 이는 모델의 엄격한 요구 사항은 아니지만 일반적인 가능성이며, 예를 들어, 로드 취급 장치가 감속시와 비교하여 가속되고 있으면 A 및 B는 다를 수 있다. 대안적으로, 이 시스템의 이산적인 시간 구현에서, 모델은 의 형태가 될 수 있으며, 여기서, 시스템의 하위 네트워크를 나타내는 행렬( 및 )은 연속적인 시간 구현에서의 행렬(A 및 B)과는 다르다.
이러한 예에서, 신경망은 예를 들어 고전적인 구배(gradient) 기반 최적화기를 사용하여 훈련될 수 있고 그런 다음에 예를 들어 로드 취급 장치에 탑재된 프로세서에 의해 이산-시간 방식으로 구현될 수 있다.
또한 임의의 하나의 예와 관련하여 설명된 임의의 특징은 단독으로 또는 설명된 다른 특징과 조합하여 사용될 수 있고, 또한 임의의 다른 예의 하나 이상의 특징 또는 다른 예들의 임의의 조합과 조합하여 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 또한, 첨부된 청구 범위를 벗어나지 않고 위에서 설명되지 않은 등가물 및 수정예가 사용될 수도 있다.

Claims (37)

  1. 보관 시스템에 있는 로드(load) 취급 장치의 운동학적 상태(kinematic state)를 결정하는 방법으로서,
    로드 취급 장치의 바퀴에 통신 가능하게 연결된 하나 이상의 센서로부터, 상기 바퀴의 상태를 나타내는 바퀴 상태 데이터를 얻는 단계;
    상기 바퀴 상태 데이터에 근거하여 그리고 훈련된 모델(trained model)을 사용하여, 상기 로드 취급 장치에 대한 크리프(creep) 값을 결정하는 단계;
    상기 크리프 값에 근거하여 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 단계; 및
    상기 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 나타내는 운동학적 데이터를 출력하는 단계를 포함하는, 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 운동학적 상태는 로드 취급 장치의 위치, 속도, 가속도, 저크(jerk) 또는 배향 중의 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 훈련된 모델은, 미리 결정된 이동을 상기 보관 시스템에서 실행하도록 구성된 복수의 훈련 로드 취급 장치에 장착된 위치 센서를 사용하여 기록된 바퀴 속도 데이터로부터 결정된 크리프 데이터에 근거하여 훈련된 것인, 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바퀴 상태 데이터는 로드 취급 장치의 바퀴에 가해지는 공칭 토크를 나타내는 토크 데이터를 포함하는, 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바퀴 상태 데이터는 로드 취급 장치의 바퀴에 대한 공칭 수직 하중을 나타내는 하중 데이터를 포함하는, 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 훈련된 모델은 신경망, 베이지안 네트워크(Bayesian network), 지원 벡터 네트워크(support-vector network), 또는 파라미터화 모델 중의 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 훈련된 모델은 파라미터화 모델을 포함하고, 상기 크리프 값을 결정하는 단계는,
    상기 파라미터화 모델을 훈련하여 결정된 타이어 계수 값을 얻는 것; 및
    얻어진 바퀴 상태 데이터와 함께 타이어 계수 값을 상기 파라미터화 모델에 입력하는 것을 포함하는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 파라미터화 모델은 다음과 같은 식으로 표현 가능하며,

    여기서, σ는 크리프 값이고, α는 로드 취급 장치의 바퀴에 대한 타이어 계수 값이며, T는 로드 취급 장치의 바퀴에 가해지는 공칭 토크이고, r은 바퀴의 반경이며, N 은 바퀴에 대한 공칭 수직 하중인, 방법
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 훈련된 모델은, 로드 취급 장치의 궤적 단계에 대응하도록 복수의 훈련된 모델로부터 선택되는, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 궤적 단계는 가속 단계, 감속 단계 및 순항 단계 중의 하나를 포함하는, 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 훈련된 모델은, 로드 취급 장치의 로딩 모드에 대응하도록 복수의 훈련된 모델로부터 선택되는, 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 로딩 모드는 부분 로딩 모드, 완전 로딩 모드, 및 무로딩 모드 중의 하나를 포함하는, 방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 훈련된 모델은, 각각의 모델을 훈련하여 결정된 각각의 타이어 계수 값을 갖는 동일한 파라미터화 모델을 포함하는, 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보관 시스템은,
    X-방향으로 연장되는 제 1 세트의 평행 트랙 및 복수의 그리드 공간을 포함하는 그리드 패턴을 형성하기 위해 실질적으로 수평인 평면에서 상기 제 1 세트에 대해 횡으로 Y-방향으로 연장되는 제 2 세트의 평행 트랙; 및
    상기 트랙 아래에 위치되며, 각각의 적층체가 단일 그리드 공간의 점유 면적(footprint) 내에 위치되도록 배치되는 복수의 컨테이너 적층체를 포함하고,
    상기 로드 취급 장치는 상기 트랙 상에서 X-방향 및/또는 Y-방향 중의 적어도 하나로 선택적으로 이동하고 컨테이너를 취급하도록 배치되는, 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 로드 취급 장치에 장착되는 자동 식별 및 데이터 캡처(AIDC) 기계 판독기에 의해 캡처된 자동 식별 데이터에 근거하여 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 개선하는 단계를 더 포함하고, 상기 자동 식별 및 데이터 기계 판독기는 상기 그리드 패턴에 있는 미리 결정된 지점에 위치되는 하나 이상의 AIDC 태그로부터의 인코딩된 데이터를 판독하도록 구성되어 있는, 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 운동학적 데이터에 근거하여 로드 취급 장치에 대한 목표 위치로 가는 궤적을 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바퀴에 대한 총 토크 요구량을 결정하기 위해 상기 운동학적 데이터에 근거하여, 바퀴에 대한 토크 요구량을 나타내는 피드포워드(feed-forward) 신호를 보상하는 단계를 더 포함하는 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 되어 있고/구성된 프로세서를 포함하는 데이터 처리 장치.
  19. 컴퓨터 프로그램으로서, 이 프로그램이 컴퓨터에 의해 실행되면 그 컴퓨터가 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하게 하는 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
  20. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서, 컴퓨터에 의해 실행되면 그 컴퓨터가 제1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하게 하는 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  21. 보관 시스템에 있는 로드 취급 장치를 위한 위치 지정 시스템으로서,
    로드 취급 장치의 복수의 바퀴를 위한 하나 이상의 인코더;
    적어도 로드 취급 장치의 주어진 바퀴에 대한 주어진 수직 하중에 근거하여 로드 취급 장치에 대한 크리프 값을 결정하기 위한 훈련된 모델을 저장하는 저장부; 및
    처리 유닛을 포함하며,
    상기 처리 유닛은,
    로드 취급 장치의 바퀴에 대한 수직 하중 값을 얻고;
    훈련된 모델에 대한 적어도 하나의 계수 값을 얻고 - 이 계수 값은 복수의 훈련 로드 취급 장치에 대한 기록된 크리프 데이터에 대해 상기 훈련된 모델을 훈련하여 얻어짐 -;
    상기 저장부에 저장된 훈련된 모델을 사용하여, 적어도 수직 하중 값 및 적어도 하나의 계수 값에 근거하여 상기 로드 취급 장치에 대한 크리프 값을 결정하며; 그리고
    상기 크리프 값 및 하나 이상의 인코더로부터 얻어진 인코더 데이터에 근거하여 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하는, 로드 취급 장치를 위한 위치 지정 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 운동학적 상태는 보관 시스템에 대한 로드 취급 장치의 위치를 포함하는, 위치 지정 시스템.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 인코더는 상기 로드 취급 장치 내에 포함되는, 위치 지정 시스템.
  24. 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛과 저장부는 상기 로드 취급 장치 내에 위치되는, 위치 지정 시스템.
  25. 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 지정 시스템은 상기 처리 유닛과 저장부를 포함하는 서버를 포함하고, 이 서버는 상기 로드 취급 장치와 통신하여 인코더 데이터를 수신하고 또한 로드 취급 장치의 결정된 크리프 값과 결정된 위치 중의 하나 또는 둘 다를 송신하도록 구성되어 있는, 위치 지정 시스템.
  26. 제 21 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로드 취급 장치의 각 바퀴에 대한 하나 이상의 힘 센서를 포함하고, 상기 처리 유닛은 상기 하나 이상의 힘 센서의 대응하는 힘 센서로부터 로드 취급 장치의 바퀴에 대한 수직 하중 값을 얻도록 구성되어 있는, 위치 지정 시스템.
  27. 제 21 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 따른 위치 지정 시스템을 포함하는 보관 시스템으로서,
    X-방향으로 연장되는 제 1 세트의 평행 트랙 및 복수의 그리드 공간을 포함하는 그리드 패턴을 형성하기 위해 실질적으로 수평인 평면에서 상기 제 1 세트에 대해 횡으로 Y-방향으로 연장되는 제 2 세트의 평행 트랙; 및
    상기 트랙 아래에 위치되며, 각각의 적층체가 단일 그리드 공간의 점유 면적 내에 위치되도록 배치되는 복수의 컨테이너 적층체를 포함하고,
    상기 로드 취급 장치는 상기 트랙 상에서 X-방향 및/또는 Y-방향 중의 적어도 하나로 선택적으로 이동하고 컨테이너를 취급하도록 배치되는, 보관 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 로드 취급 장치는 보관 시스템에서 단일 그리드 공간만을 차지하는 점유 면적을 가지며, 그래서 하나의 그리드 공간을 차지하는 주어진 로드 취급 장치는 인접한 그리드 공간을 차지하거나 횡단하는 다른 로드 취급 장치를 방해하지 않는, 보관 시스템.
  29. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    상기 그리드 패턴에 있는 미리 결정된 지점에 위치되는 하나 이상의 자동 식별 및 데이터 캡처(AIDC) 태그를 포함하고, 상기 처리 유닛은, 상기 로드 취급 장치에 장착되는 AIDC 기계 판독기에 의해 캡처된 자동 식별 데이터에 근거하여 로드 취급 장치의 운동학적 상태를 결정하도록 구성되며, 그 기계 판독기는 상기 하나 이상의 AIDC 태그로부터의 인코딩된 데이터를 판독하도록 구성되어 있는, 보관 시스템.
  30. 제 27 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로드 취급 장치의 바퀴는 각각의 바퀴 허브 모터를 포함하는, 보관 시스템.
  31. 보관 시스템에 있는 로드 취급 장치로서, 트랙 상에서 X-방향 및/또는 Y-방향 중의 적어도 하나로 선택적으로 이동하고 컨테이너를 취급하도록 배치되어 있고, 상기 로드 취급 장치는,
    복수의 바퀴; 및
    상기 로드 취급 장치의 슬립(slip)을 관리하도록 배치되는 슬립 제어 관리기를 포함하는, 로드 취급 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 슬립 제어 관리기는 복수의 바퀴 각각의 회전 속도를 로드 취급 장치의 운동학적 상태와 비교하여 슬립을 관리하도록 배치되는, 로드 취급 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 슬립 제어 관리기는,
    상기 복수의 바퀴 중의 한 바퀴에 슬립이 발생하였는지 여부를 판단하고, 또한
    슬립이 발생한 것으로 결정되면, 슬립하는 것으로 결정된 바퀴에 가해지는 토크 요구량을 감소시키도록 배치되는, 로드 취급 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 슬립 제어 관리기는, 슬립이 발생한 것으로 결정되면, 슬립하는 것으로 결정된 바퀴와 동일한 가상 축 상에 있는 바퀴에 가해지는 토크 요구량을 감소시키도록 더 배치되는, 로드 취급 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    슬립하는 것으로 결정된 바퀴 및 슬립하는 것으로 결정된 바퀴와 동일한 가상 축 상에 있는 바퀴에 가해지는 토크 요구량의 감소는 동일한, 로드 취급 장치.
  36. 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서,
    상기 슬립 제어 관리기는, 슬립이 발생한 것으로 결정되면, 슬립하는 것으로 결정된 바퀴와 상이한 가상 축 상에 있는 바퀴에 가해지는 토크 요구량을 증가시키도록 더 배치되는, 로드 취급 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상이한 가상 축 상에 있는 바퀴에 가해지는 토크 요구량의 증가는 슬립하는 것으로 결정된 바퀴로부터 제거된 토크 요구량에 비례하는, 로드 취급 장치.
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