CN103347802A - 用于检测销售装置和/或储存装置的货物库存的设备和方法，以及装配有该设备的储存管理*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设备，用于借助为单个货物单元(3；3’)配备的RFID应答器(4)检测销售装置和/或储存装置的货物库存，其中，用于读取存储在每个RFID应答器(4)内的信息的RFID读取单元(7)通过机器人装置可沿着检测面定位成与每个RFID应答器(4)相对置，其中，设计为绳索机器人的机器人装置包括多个沿检测面布置的牵引绳(9a-9d)，该牵引绳每每将一端安置在所述RFID读取单元(7)上，并且将另一端安置在绞盘(8a-8d)上，该绞盘被布置在所述检测面的边缘上并且构成矩形的角点，为了定位所述RFID读取单元(7)，可按照共同的电子控制单元(12)的指令来控制该绞盘。

Description

用于检测销售装置和/或储存装置的货物库存的设备和方法,以及装配有该设备的储存管理***

本发明涉及一种用于借助为单个货物单元和/或运载装置配备的RFID应答器来检测销售装置和/或储存装置的货物库存的设备和方法，其中，用于读取存储在每个RFID应答器内的信息的RFID读取单元通过机器人装置沿着被限定的检测面可定位成与每个RFID应答器相对置。此外，本发明还涉及包括所述设备的储存管理***和最后还涉及一种转换成根据本发明的方法步骤的计算机程序产品。

本发明的使用范围主要可涵盖储存物流应用领域。基本的应用场合是在检测和更新所有类型储存***的库存的情况下，尤其具有被限定的储存空间的储存***，例如格层、放置空间或者货架，甚至例如没有标准存储空间的储存装置。对于后者首通常可以是这种储存装置，在其中放入不同大小的产品、货捆和运载装置。基于对实际状况的直接检测，在此能够产生所谓的虚拟储存空间，即检测和管理由节点(ad-hoc)构成的在任意位置上且具有任意大小的储存空间，而不必在存入时检测这些数据。此外，还可考虑在其他物流环境下、例如图书馆的持续清点库存和类似环境下在检测货物库存的领域内的应用。本发明还被用于在内置或者外置的销售层内检测货物库存，或者用于在物流和托管中心清点存货。

根据通常所知的现有技术，技术识别装置、例如条形码扫描器、RFID(射频识别)扫描器被用于检测货物库存，其经常被集成在可携带的手持式设备内。在此，不能排除错误的手动库存检测。在没有通过工作人员或者外加动力进行货物输出的全自动储存中，以更可靠的方式进行对所有库存变化的全***检测，并将这些数据传递到中央存储管理***中。

由DE 10 2004 035 819 A1已知一种用于自动检测货物库存的方法以及设备。为此，设有用于向大量可控制的储存空间中的一个传输单个货物单元的储存操纵设备，其地址储存在储存管理计算机内。货物单元的识别设备同样被集成在储存操纵装置内，所述识别设备可在储存空间上移动，用以无接触地读取识别码。出于清点存货目的和出于根据***错误进行修正的目的、或者在启动和填充仓储时为检测储存的实际货物库存建议，为每个在储存装置内放置的货物单元设有应答器，所述应答器将与对象有关的数据保持在货物自身上，并且通过无线电向读取装置无接触地传递这些数据，该读取装置被布置在操纵设备上。该读取装置与储存管理计算机相连接，以用于调整被读取装置检测到和存储在储存管理计算机内的数据。

因为所述储存操纵装置为了检测仓储库存蜿蜒地从一个储存行移动到另一个储存行，所以库存检测尤其由于下面所述原因是相当昂贵的，因为为此使用了储存操纵设备的驱动能量。此外，在库存检测时不能进行提出或者存入。

由EP 2 017 200 A2已知一种货架式仓库，其库存检测是通过应答器技术进行的，通过在预定的移动轨道上沿着货架梁(Regalboegen)通过十字绳牵引装置移动读取装置的方法来实现。亦即同样地进行单个储存行的蜿蜒移动。

因此，本发明的目的在于，提供一种借助为单个货物单元所配备的应答器检测销售装置和/或储存装置的仓储库存的设备以及方法，其能够在最短的时间内进行完全自动化的库存检测，而不妨碍出入仓库的物流。

所述技术问题被根据权利要求1的前序部分所述的设备以及其特征部分特征所解决。关于方法技术，所述技术问题被权利要求6所解决。关于与此相关的储存管理***可引用权利要求11，对此关于与此相关的计算机程序产品引用权利要求14。本发明包括一种设备技术上的教导，设计为绳索机器人(Seilroboter)的机器人装置包括多个沿着二维测量面布置的牵引绳，这些牵引绳分别以一端安置在RFID读取单元上，并且以另一端安置在布置在检测面边缘的绞盘(Seilwinde)上，所述绞盘可按照共同的电子控制单元的指令被控制用于定位RFID读取单元。

根据本发明的解决方案的优点尤其在于，可在不影响仓库正常运转的情况下对进出销售或者储存装置的货物单元的数据进行检测，例如即使在数据检测过程中也可使销售面对顾客保持开放。在纯储存装置内，多数自动化的运输技术、例如储存操纵设备、叉式装卸机又或者手动托管装置能够不受限制地继续在此使用。根据本发明的解决方案能够在少于1小时的极短时间区间内实现数据采集，甚至是在建造得很大的常见储存空间内，并因此允许对货物库存进行连续的监测，而不需要关于货物进出仓库的数据。因此，根据本发明的解决方案尤其在这种应用中是有用的，其中存入过程、取出过程和移位过程不被***地检测。

除了对运载装置、货捆和单个货物单元进行持续的库存清点并关于被清点单元的类型、地点、数量和时间进行存储之外，根据本发明的解决方案还被用于其他运行类型(Betriebsarten)。因此，在对顾客开放的在货架内单个产品的提取区内的单一货物单元的实际存货状态进行检查，以便能在达到额定的最小数量时进行补货操作。此外，还能够识别空的储存空间，或者如果需要对货物单元进行后续整理时能够对必要的移位过程产生警报信号。此外，在识别误差的范围内还能够对那些被放置在错误的货架位置上或者在错误的提取区内的货物单元进行识别。通过根据本发明的对货物单元实际位置的快速检测甚至能够处理混乱的仓库，其中，能够无计划地进行填仓，因为只要所述检测比通常的整理过程进行得更快，就可以持续地检测货物库存。

在本发明的范围内，通过特殊的在两维空间内工作的机器人装置实现的检测面既可被垂直地也可被倾斜地定向。根据本发明解决方案的第一优选实施方式，垂直定向的检测面布置在设计为销售装置和/或储存装置的货架一侧。在此，RFID读取单元通过机器人装置以两个自由度、即在在货架上的垂直平面内、优选在货架的背面被逡巡导引，所述背面与货架用于进出的正面相对峙。因此，通过该检测技术能够避免对运输技术的干扰。特别优选将所述检测面布置在两个背面相互毗邻的货架之间的缝隙状间隔内，以便能够实现根据本发明的设备节省空间的封闭运行。

为了相对于货架移动RFID读取单元，建议至少在每个通常为矩形的货架的角区域内安装绞盘，从而使RFID读取单元可通过分别配属的牵引绳在相应的矩形检测面上移动。因此，总共四条相对于RFID读取单元呈星形布置的牵引绳足以覆盖相对较大的矩形检测面。在此，RFID读取单元能够连续地或者在不连续的时间间隔内检测在由机器人装置预设的位置上的数据。传感器数据优选设有时间标记，并且作为数据组向上一级的储存管理计算机的数据处理单元传送。通过处理将具有地点数据和时间数据的信息数据建立关联，以便例如识别被甄别货物单元的位置、确定在货物单元的货捆内部单种产品的数量、或者确定在运载装置上的产品和货捆的数量。此外，能穿过一个或者多个运载装置对储存装置的放置空间的占用状态进行检测。通过对储存信息和RFID信息的时间序列的处理，还可使在储存装置内产品、货捆和运载装置的定位的准确度得到改善。

根据另一个改进本发明的措施建议，将RFID读取单元设计为多传感器模块，其装备了至少一个辅助摄像机，用于检测储存空间的占用情况，和/或装备了至少一个距离传感器，用于校准相对于货物单元的RFID应答器的位置，和/或装备了至少一个立体图像传感器，用于进行三维对象识别。

用于测量货物单元或者储存空间的彩色或者单色图像的摄像机能够在随后图像处理的领域内用于识别包装类型、货物类别或者其位置和/或用于检测在其上安置的条形码。除了这种二维图像检测外，能够借助光学立体图像传感器产生更高的信息密度。在此，立体图像传感器能够基于飞行时间传感器(Time-Off-Flight-Sensor)设计，或者是激光扫描器、用于立体影像或者条纹投影的传感器。例如能够将超声波传感器或者类似装置用作距离传感器。此外，多传感器模块还可以装配其他传感器，用以例如通过GPS进行绝对位置的检测。

通过根据本发明的机器人装置移动的多传感器模块被定位在货物单元、货捆或者运载装置的传感器有效范围内。根据实施例变型方案的不同，单个传感器或者整个传感器组合既能够被安装在多传感器模块的载台的正面、也能够被安装在其背面。这种载台能够在必要时被机器人装置或者辅助的集成动力单元所驱动，以便能够使得传感器机构在运载平台上再次定向。

此外建议，所述多传感器模块还包括用于对传感器信号进行信号技术预处理的电子处理单元，以及用于将传感器数据传送到后续的数据处理单元上的数据传输单元，所述传送优选通过无线电、红外线或者激光来进行。此外，还能够考虑，通过光波导体或者电缆有线连接地与数据传递单元相连。所述多传感器模块的能量供给既能够(如果需要)通过电缆、或者还局部通过电池、或者局部由太阳能电池或者类似装置产生的电能来实现。电池驱动的变型方案尤其适用于无线的数据传递单元。在有线连接的数据传递情况下，导线有利地集成在绳索机器人支承的牵引绳内，或者与其平行且同步地利用绞盘进行缠绕。

为了检测销售装置或者储存装置的货物库存，RFID读取单元根据本方法通过绳索机器人按照电子控制单元的指令沿着检测面朝单个货物单元的RFID应答器移动。这可以按不固定的次序进行。

在随后的数据处理中尤其使用了这种方法，其通过对多个传感器信号的处理来连接、扩展和/或校验信息。这能够例如由此进行，找到RFID标签，在立体图像中识别其所属的货物单元，其中，辅助距离传感器图像形成具有已知特性或者特征的外形，该外形被摄像机通过图像处理找到。在这种多传感器的货物库存检测中，还可能部分地产生冗余信息，其被数据处理单元所使用，以便例如抵消测量误差和识别误差，由此提高数据检测的可靠性。依据上下文，出于校准考虑还能够附加地通过储存管理***得到统计学上的预计数据。在结束数据处理之后，当前仍有效的数据被传递给储存管理***，以便更新销售装置或者储存装置的实际状态。

根据另一个改进本发明的措施建议，所述RFID读取单元能通过设计为绳索机器人的机器人装置尤其出于校准目的向二维检测面边缘的近地维修位置行驶。可以使用这种RFID读取单元的参比位置，用以参考位置***，必要时装载现存的局部能量储存器，在必要时循环运行中检测到的数据从RFID读取单元传递到电子数据处理单元中，或者在能够达到的靠近操作者的距离内能进行维修工作和安装工作。在此，RFID读取单元应该被机械止动在由参比位置限定的静止位置上。

包含用于测量货物库存的根据本发明的设备的储存管理***具有在中央位置上的上面已经提到的用于分析储存状态的储存管理计算机，它的结构和功能在通常的现有技术中是已知的。因此，根据本发明优化的储存管理***包括不同的子***，其被视为机器人装置，用于优选被设计为多传感器的RFID读取单元的定位。所述RFID读取单元的移动被所属的电子控制单元所设定，并且根据控制技术来执行。由读取单元检测到的数据被传递到数据处理单元上，所述数据处理单元对源自单个传感器和控制装置的数据进行评估，并且为在储存管理计算机内的处理进行预处理。由此得到了被提高的关于货物库存的实际数据。在此，储存管理***还能够向数据处理装置发送检测任务。通过人机界面显示运行状态并操作数据处理单元。

根据改进所述储存管理***的措施建议，设置辅助的用于将每个储存空间内容可视化的显示单元。该显示单元提供各个储存位置的图像，以便能够对储存空间的占用情况进行手动控制。

为了定位RFID读取单元，通过根据本发明的方法执行的程序是通过相应的在软件内储存的以计算机程序产品为形式的控制命令进行转换的。

在下面依据附图结合对本发明优选实施例的说明对改进本发明的另一些措施进行更详细的描述。附图为：

图1示出带有与货架共同作用的垂直定向检测面的用于检测货物库存的设备，

图2示出设计为绳索机器人的机器人装置的示意图，和

图3示出设计为多传感器的RFID读取单元的立体图。

根据图1示出以货架1为形式的储存装置，其包括很多个独立的货架格层2(示例性)，该货架格层以行和列的方式定向，并且具有不同的格层大小。货架1被分为上部储存区5和下部提取区6。每个货架格层2设有用于容纳至少一个具有多个货物单元3的以货板为形式的运载装置。在这个实施例中，在每个货物单元上布置了RFID应答器4，在该应答器上用通常已知的方式存储关于货物单元的信息，该信息能够借助应答器技术被无接触地读取。为此，包括这种放在一起的货捆或者多个货捆的运载装置中的RFID应答器、单个货物单元3的每个RFID应答器4与RFID读取单元7共同作用。为了读取在RFID应答器4内存储的信息，该RFID阅读器7必须分别与各RFID应答器4相对置地定位，为此货架1被装配了特别设计为绳索机器人的机器人装置。

所述机器人装置由四个安装在货架1的每个角区域内的绞盘8a-8d组成，为这些绞盘分别配备了牵引绳9a-9d，其远侧的端部被固定在RFID读取单元7的边缘区域上。通过对绞盘8a-8d的协调控制，可让RFID读取单元7在整个与货架1的侧面相对应的检测面上移动，以便其与布置在货架1的储存位置上的每个RFID应答器4联系上。该矩形的检测面布置在货架1的背面，因此相对峙的货架的正面不被干扰地供货物单元进出所用。

根据图2的细节图(由图1推导)示出牵引绳9a-9d在RFID读取单元7上的星状布置，以及每个牵引绳所配属的绞盘8a-8d。RFID读取单元7的二维检测面在构成矩形角点的绞盘8a-8d之间的范围内被拉紧。沿着如此形成矩形的测量面，所述RFID读取单元7通过绳索机器人按照电子控制单元12的指令移动。该电子控制单元12主要用于对各个绞盘8a-8d的协调控制，因此RFID读取单元7能够抵达二维检测面的每个点。所述电子控制单元12与数据处理单元13相连接，其为电子控制单元分配定位任务，并且将其通过电子控制单元接收到RFID读取单元7的实际位置上。此外，数据处理单元13还用于处理通过无线电从RFID读取单元7接收的传感器数据以及程序计划，例如用于进行存货清点。数据处理单元13还与上一级的储存管理计算机14相连接，其确定和提供关于储存状态和类似的信息。出于此目的，储存管理计算机14配备了用于将每个储存空间的内容可视化的以屏幕为形式的显示单元15。

根据图3，RFID读取单元7设计为多传感器模块，并且除了RFID传感器16外还包括用于确定储存空间占有情况、识别包装类型或者普通对象识别的辅助摄像机17。此外，该多传感器模块还包括用于校准整个RFID读取单元7相对于货物单元的RFID应答器4(这里没有进一步示出)位置的距离传感器18。并包括立体图像传感器19，其基于飞行时间传感器提供储存空间的或者已经存在于其中的货物单元的三维图像，用于进行三维对象识别。在此，设有天线20的无线电传递单元用于对由多传感器模块的不同传感器检测的数据进行无线数据传递，该无线电传递单元根据WLAN标准设计。此外，为了向多传感器模块提供必须的驱动电能，设有作为能量存储装置的蓄电池21。

本发明不局限于上述两个优选实施例。还可以考虑大量的包括在所述权利要求保护范围内的变型方案。因此，例如通过根据本发明的装置构成的二维检测面还可以在空间内是倾斜的，即不是严格垂直地布置，只要能与被同样布置且装配有RFID应答器的货物单元、货捆或者运载装置方位上相一致即可。此外还需要指出，代替RFID应答器还能够使用用于在短距离区域内进行无线信息传递的其他技术手段。

附图标记列表

1货架

2货架格层

3货物单元

4RFID应答器

5储存区

6提取区

7RFID读取单元

8绞盘

9牵引绳

12电子控制单元

13数据处理单元

14储存管理计算机

15显示单元

16RFID传感器

17摄像机

18距离传感器

19立体图像传感器

20天线

21蓄电池

Claims (14)

1.一种设备，用于借助为单个货物单元(3；3’)配备的RFID应答器(4)检测销售装置和/或储存装置的货物库存，其中，用于读取存储在每个RFID应答器(4)内的信息的RFID读取单元(7)可通过机器人装置沿着检测面定位成与每个RFID应答器(4)相对置，其特征在于，设计为绳索机器人的机器人装置包括多个沿着检测面布置的牵引绳(9a-9d)，所述牵引绳每每将一端安置在所述RFID读取单元(7)上，并且将另一端安置在绞盘(8a-8d)上，所述绞盘被布置在所述检测面的边缘上并且构成矩形的角点，为了定位所述RFID读取单元(7)，可以按照共同的电子控制单元(12)的指令来控制所述绞盘，以便所述RFID读取单元(7)抵达二维检测面上的每个点。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述检测面垂直地定向，并且布置在设计为销售装置和/或储存装置的货架(1)的一侧。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，至少在所述货架(1)的每个角区域内安置绞盘(8a-8d)，从而使所述RFID读取单元(7)可通过每个配属的牵引绳(9a-9d)在矩形检测面上移动。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，设计为多传感器模块的RFID读取单元(7；7’)被装配了至少一个辅助摄像机(17)，用于测定储存空间占用情况，或者被装配了至少一个距离传感器(18)，用于相对于所述货物单元(3；3’)的RFID应答器(4；4’)正确定位，或者被装配了至少一个立体图像传感器（19），用于进行三维对象识别。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述RFID读取单元(7；7’)被装配了无线数据传输单元(20)。

6.一种借助根据权利要求1至5之一所述的设备用来检测销售装置和/或储存装置的货物库存的方法，其特征在于，所述RFID读取单元(7；7’)通过绳索机器人按照电子控制单元(12)的指令沿着检测面朝货物单元(3；3’)的RFID应答器(4；4’)移动。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述RFID读取单元(7；7’)按不固定的次序移动。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，为了进行校准，所述RFID读取单元(7；7’)通过绳索机器人向检测面边缘上的近地维修位置行驶。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过数据处理单元(13)分析所有冗余检测的数据，用以抵消测量误差和识别误差。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，采用来自上一级的储存管理计算机(14)的统计学上的预计数据，以进行校准。

11.一种用于用来容纳单个货物单元(3；3’)的销售装置和/或储存装置的储存管理***，所述单个货物单元(3；3’)分别配备了用于存储信息的RFID应答器(4；4’)，根据权利要求1至5之一所述的设备按照数据处理单元(13)的指令读取所述信息，并且为了进行仓储库存分析将所述信息向上一级的储存管理计算机(14)传送。

12.根据权利要求11所述的储存管理***，其特征在于，所述数据处理单元(13)将由RFID读取单元(7；7’)检测到的与货物相关且设有时间标记的数据与所述设备的控制单元的位置数据相结合，以便分析如此产生的数据组，并将其提供给储存管理计算机(14)。

13.根据权利要求11所述的储存管理***，其特征在于，为所述储存管理计算机(14)配备了用于将每个储存空间内容可视化的显示单元(15)。

14.一种用于根据权利要求1至5之一所述的设备的计算机程序产品，其能够按照根据权利要求6至10之一所述的方法来运行，其中，用于定位所述RFID读取单元(7；7’)的程序通过相应的保存在软件内的控制命令来转换。

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