本實用新型涉及物流倉儲領(lǐng)域，尤其涉及一種移動單元以及庫存物品管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

本實用新型涉及移動機器人在物流自動化領(lǐng)域的應(yīng)用。AGV(自動導(dǎo)引車)在物流自動化領(lǐng)域用于對載有物料的被運載物進行自動化運輸。AGV需要自動運行的前提是能夠辨識自身在工作空間中的位置坐標(biāo)，傳統(tǒng)的方案包括：

1、通過在地面埋設(shè)電纜、磁性軌道、視覺導(dǎo)引線等方式引導(dǎo)AGV自主運行；

2、通過在工作空間布置反光標(biāo)簽，AGV車載激光雷達的方式確定機器人的位置坐標(biāo)；

3、通過在地面設(shè)置二維碼，AGV車載相機對二維碼進行識別的方式，確定AGV的坐標(biāo)；

現(xiàn)有技術(shù)主要是利用車載傳感器進行AGV的位置辨識，一個傳感器只能對一個AGV的位置進行監(jiān)控，傳感器數(shù)量與工作場所內(nèi)的AGV數(shù)量相同，成本非常高；同時，因為AGV本體需要進行復(fù)雜的位置解算，對車載處理器有很高的要求，不利于將原先的非自動化車輛進行監(jiān)控或改造成自動化車輛。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種移動單元以及庫存物品管理系統(tǒng)，大幅度削減倉儲系統(tǒng)所需要的傳感器數(shù)量和整體成本，同時AGV不進行位置解算，降低了車載處理器的要求，有利于對現(xiàn)有車輛的自動化改造。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是如何在降低傳感器數(shù)量和前期投入成本的情況下，對倉儲空間內(nèi)的移動單元進行位置定位。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種庫存物品管理系統(tǒng)，包括傳感器、移動單元、被運輸物和管理單元，所述傳感器包括第一傳感器和第二傳感器，所述第一傳感器被配置為分布在所述移動單元和被運輸物的上方，每個所述第一傳感器被配置為獲取一個區(qū)域內(nèi)所述移動單元和所述被運輸物的位置；當(dāng)所述移動單元位于所述被運輸物下方時，位于所述移動單元上的所述第二傳感器被配置為獲取所述移動單元與所述被運輸物的相對位置，所述管理單元被配置為通過計算所述被運輸物的位置和所述移動單元與所述被運輸物的相對位置得到所述移動單元的位置；所述移動單元和所述被運輸物具有基準(zhǔn)標(biāo)記。

進一步地，所述傳感器為主動式傳感器。

進一步地，所述傳感器為攝像頭或激光雷達。

進一步地，所述第一傳感器設(shè)置在工作場所的天花板或可移動的云臺上。

進一步地，所述基準(zhǔn)標(biāo)記包括第一基準(zhǔn)標(biāo)記、第二基準(zhǔn)標(biāo)記和第三基準(zhǔn)標(biāo)記，所述第一基準(zhǔn)標(biāo)記位于所述移動單元的頂部，所述第二基準(zhǔn)標(biāo)記位于所述被運輸物的頂部，所述第三基準(zhǔn)標(biāo)記位于所述被運輸物的底部。

進一步地，所述基準(zhǔn)標(biāo)記為圖案標(biāo)記、機讀碼標(biāo)記或文字標(biāo)記。

進一步地，所述基準(zhǔn)標(biāo)記為二維碼。

進一步地，所述第一傳感器將拍攝到的包含所述基準(zhǔn)標(biāo)記的圖像傳送給所述管理單元，所述管理單元識別所述圖像，并計算所述移動單元或所述被運輸物在工作空間的位置和/或朝向。

本實用新型還提供了一種移動單元，包括第二傳感器和第一基準(zhǔn)標(biāo)記，所述第二傳感器被配置為拍攝包含被運輸物上的第三基準(zhǔn)標(biāo)記的圖像，并將所述圖像或圖像識別的結(jié)果傳送給管理單元；所述第一基準(zhǔn)標(biāo)記位于所述移動單元的頂部。

進一步地，所述傳感器為主動式傳感器。

進一步地，所述傳感器為攝像頭或激光雷達。

進一步地，所述第一基準(zhǔn)標(biāo)記為圖案標(biāo)記、機讀碼標(biāo)記或文字標(biāo)記。

本實用新型將傳感器固定地布置在工作場所，對AGV的位置進行主動識別，在AGV數(shù)量密集的場所，將有效地降低成本。因為在工作場所布置的單個傳感器可以同時對多個AGV的位置進行監(jiān)控，有效減少了傳感器數(shù)量，同時，因為AGV本體不需要進行復(fù)雜的位置解算，也降低了對車載處理器的要求，更有利于將原先的非自動化車輛進行監(jiān)控或改造成自動化車輛。另外，傳感器數(shù)量僅與工作空間大小有關(guān)，與AGV數(shù)量無關(guān)。當(dāng)AGV數(shù)量密集時，有較大的成本優(yōu)勢。對于AGV車載控制器的要求低。由于位置解算的計算復(fù)雜度通常較大，采用本實用新型的方式，位置解算并不在AGV本體進行，對AGV車載控制器的要求低，且易于對非智能化的移動單元進行改造，從而實現(xiàn)位置監(jiān)控和自主運行。

附圖說明

圖1是本實用新型的一個較佳實施例的移動單元和庫存物品管理系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

本實用新型提供一種移動單元，以及一種庫存物品管理系統(tǒng)，能在工作場所辨識移動單元位置坐標(biāo)。

如圖1所示，在應(yīng)用背景下，典型的工作場所為物流工作場所，移動單元2(移動機器人、AGV)在工作場所1對貨架3或其他被運輸物進行自動化運輸。

被運輸物可以是貨架、托盤或其他承載貨物的設(shè)備或機構(gòu)。

AGV擁有行走單元以及和被運輸物接駁的機構(gòu)。移動單元(AGV)運行至起點，與被運輸物接駁，而后與被運輸物一起運行至終點，再與被運輸物脫離，從而完成AGV對被運輸物的運輸過程。該移動單元可以是自主運行的(AGV)，也可能是半自動人工的。

接駁的方式包括AGV通過頂升的方式將被運輸物頂離地面，或者通過掛接牽引的方式完成對接。

AGV在工作場所進行自主運動的前提是能夠?qū)崟r辨識自身的位置坐標(biāo)，AGV通過自身位置坐標(biāo)與目的地位置坐標(biāo)，計算一條路線或軌跡，并控制AGV沿著軌跡運動到目的地。

為了辨識AGV的位置坐標(biāo)，本實用新型在工作空間布置一個或多個主動式傳感器42。布置位置可以是天花板或其他容易傳感到AGV信息的地方，傳感器42可以是一種視覺傳感器(例如攝像機)或激光雷達。

一種典型的實施方式，是在天花板上，以網(wǎng)格的方式布置攝像頭。攝像頭可以是固定式的，也可以安裝在云臺上(從而覆蓋更大的面積)。每個攝像頭負責(zé)工作場所的一個特定區(qū)域的感知。

為了便于對AGV位置的識別，AGV本體上可以布置相關(guān)的標(biāo)記23。例如，當(dāng)傳感器是視覺傳感器時，可以在AGV本體的固定位置放置一個二維碼或其他易于識別的色標(biāo)。

布置在工作空間的主動式傳感器42(例如攝像頭)對在工作場所運行的AGV進行主動式傳感(例如拍攝圖像)，然后將傳感信息傳輸給一個管理系統(tǒng)。

管理系統(tǒng)的與布置在工作場所的傳感器通過網(wǎng)絡(luò)或其他通信方式連接。傳感器對AGV進行主動式傳感后，將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送給管理系統(tǒng)。管理系統(tǒng)通過一定的算法和步驟，解算AGV的精確位置坐標(biāo)。

例如在一種典型的實現(xiàn)中，在天花板上布置的攝像頭對AGV頂部布置的二維碼進行拍攝，管理系統(tǒng)對二維碼圖像進行識別，獲得二維碼四個角點的圖像坐標(biāo)。圖像坐標(biāo)通過單應(yīng)性變換，變換成為AGV在工作場所中的全局坐標(biāo)，并同時計算AGV的朝向。

管理系統(tǒng)將解算獲得的AGV的全局坐標(biāo)和角度通過無線通信的方式發(fā)送給AGV本體，AGV本體根據(jù)該坐標(biāo)進行路徑規(guī)劃與軌跡規(guī)劃。

當(dāng)AGV通過頂升的方式與被運輸物進行對接時(例如AGV運行到貨架底部，通過頂升與貨架對接)由于AGV本體受到被運輸物的遮擋，導(dǎo)致在工作空間布置的傳感器無法直接傳感到AGV的位置信息，這時就需要通過另一種方式對AGV進行定位，這種方式描述如下：

AGV本體上布置傳感器42，該傳感器42可以傳感到被運輸物相對于AGV的相對位置。在一種典型的實施方式中，AGV上布置一個上視的攝像頭，當(dāng)AGV在貨架底部時(可以是頂升或不頂升狀態(tài))，通過該攝像頭對貨架底部布置的標(biāo)記進行拍攝，從而獲得AGV與該貨架的相對位置關(guān)系。

在工作空間布置的傳感器，對被運輸物進行主動式傳感，并通過管理系統(tǒng)解算被運輸物在工作空間的位置坐標(biāo)。例如，通過在天花板上布置的攝像頭，識別貨架頂部布置的二維碼，從而獲得貨架在工作空間的絕對位置坐標(biāo)。

通過被運輸物在工作空間的絕對位置坐標(biāo)，以及AGV相對于被運輸物的相對位置坐標(biāo)，可以解算出AGV在工作空間的絕對位置坐標(biāo)。

因此，獲得AGV在工作空間中的絕對位置坐標(biāo)有兩種方式：

(1)、當(dāng)AGV可以直接被在工作空間布置的傳感器傳感到時，通過傳感器直接識別解算AGV在工作空間的絕對位置坐標(biāo)

(2)、當(dāng)AGV因為遮擋的原因無法被在空間布置的傳感器直接傳感到時，通過間接解算的方式：通過在工作空間布置的傳感器，解算一個中間物體的坐標(biāo)。通過在AGV本體布置的傳感器，解算AGV與該中間物體的相對坐標(biāo)，然后通過這兩個坐標(biāo)，解算AGV在工作空間的絕對位置坐標(biāo)。

本實用新型所述的一種典型的定位移動單元的實施例如下：

工作場所為一個自動化倉庫，內(nèi)部放置了很多貨架，貨架上放有各種貨物。

場所中有一系列AGV，AGV能夠潛入貨架底部，通過頂升將貨架頂離地面，然后和貨架一起運行至目的地。

通過AGV對貨架的自動化運輸，完成自動化倉庫的取貨功能。

AGV上安裝有一個上視的攝像頭，貨架底部安裝有一個二維碼，貨架頂部安裝有另外一個二維碼。

自動化倉庫的天花板上，布置有一系列的攝像頭，每個攝像頭布置在一個云臺上。攝像頭按照網(wǎng)格的方式布置，每個攝像頭覆蓋一定的空間范圍。

天花板上布置的攝像頭通過網(wǎng)絡(luò)通信的方式連接到管理系統(tǒng)，管理系統(tǒng)通過無線通信的方式連接到AGV

當(dāng)系統(tǒng)開始運行后，安裝在天花板上的攝像頭不斷捕捉所覆蓋區(qū)域中的圖像，并將圖像傳遞給管理系統(tǒng)。

管理系統(tǒng)對圖像中存在的二維碼進行識別。

如果該二維碼對應(yīng)的是AGV，那么可以直接通過單應(yīng)性變換獲得該AGV在工作空間的全局位置坐標(biāo)。

如果該二維碼對應(yīng)的是貨架，那么可以通過另外一個單應(yīng)性變換獲得該貨架在工作空間的全局位置坐標(biāo)。

因此，當(dāng)AGV不處于貨架底部時，AGV的位置坐標(biāo)可以直接被布置在天花板上的攝像頭識別到。而當(dāng)AGV處于貨架底部時，由于遮擋，在天花板上的攝像頭無法直接獲得AGV的位置坐標(biāo)。此時，AGV通過上視攝像頭識別AGV與其上方貨架的相對位置關(guān)系，天花板上的攝像頭通過貨架頂部的二維碼識別貨架在工作空間的絕對位置坐標(biāo)，通過以上兩個坐標(biāo)，可以計算獲得AGV在工作空間的絕對位置坐標(biāo)。

管理系統(tǒng)實時將對應(yīng)AGV的絕對位置坐標(biāo)發(fā)送給AGV，AGV通過該位置坐標(biāo)進行路線規(guī)劃與軌跡規(guī)劃。

以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。