CN114030805B - 仓储***、用于仓储***的穿梭车及其导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种仓储***、用于仓储***的穿梭车及其导航方法。穿梭车设置有存储器、通信装置、定位传感器、摄像装置和控制器。存储器用于存储仓储***的拓扑地图，其中拓扑地图的每个节点包括仓储***内对应停车位的位置标识信息；通信装置用于接收行驶路线指令，行驶路线指令包括从出发点到目的地的行驶路线信息；定位传感器用于在穿梭车行驶过程中获取穿梭车的当前位置信息；摄像装置用于在穿梭车行驶过程中采集仓储***的图像；控制器用于基于拓扑地图和行驶路线信息控制穿梭车从出发点行驶到目的地。由此，该穿梭车具有控制平滑、定位效率以及定位精度更高，便于大规模仓库使用等优点。

Description

仓储***、用于仓储***的穿梭车及其导航方法

技术领域

本发明涉及智能仓储领域，更具体地涉及一种仓储***、一种用于仓储***的穿梭车以及一种用于仓储***的穿梭车的导航方法。

背景技术

随着智能制造的高速发展，密集仓储***受到了越来越多行业的关注。使用高层密集货架存储货物能够充分利用仓库空间，提升空间利用率。穿梭车作为密集仓储***的重要搬运设备，具有灵活、柔性、适应性强等优点，其导航***对整车运动性能、***效率等起着至关重要的作用。现有的穿梭车常用的导航方式有：激光测距和孔定位。

激光测距的导航方式要求仓储***内所有穿梭车和每层货架上的激光反光板安装的位置必须一致，因此对于穿梭车和货架的制作和装配精度要求都很高。

采用孔定位的导航方式时，需要结合行走电机里程计进行数据处理。若出现导轨连接处错位的情况，行走轮可能打滑。因为电机启动加速度太大等原因，可能导致行走轮与导轨摩擦力发生变化。这都可能使得穿梭车无法准确到达目标位置。此外，还有可能出现穿梭车已经超过目标位置或未到达目标位置但行走电机已经停止运行的情况。此时需要控制穿梭车低速回找目标位置。这将产生穿梭车行走定位时间较长、效率较低的问题。

发明内容

考虑到上述问题而提出了本发明。根据本发明的一个方面，提供了一种用于仓储***的穿梭车。该穿梭车设置有存储器、通信装置、定位传感器、摄像装置和控制器，其中，存储器用于存储仓储***的拓扑地图，其中拓扑地图的每个节点包括仓储***内对应停车位的位置标识信息；通信装置用于接收行驶路线指令，行驶路线指令包括从出发点到目的地的行驶路线信息；定位传感器用于在穿梭车行驶过程中获取穿梭车的当前位置信息；摄像装置用于在穿梭车行驶过程中采集图像；控制器用于基于拓扑地图和行驶路线信息控制穿梭车从出发点行驶到目的地，其中，对于行驶路线中的每一子路段，在穿梭车初始行驶阶段，利用定位传感器进行导航定位，自根据当前位置信息确定穿梭车到当前子路段的终点的距离等于或小于第一距离阈值时起，利用当前采集到的图像中的位置标识进行导航定位，根据通过解析当前采集到的图像中的位置标识所获得的距离信息控制穿梭车行驶至当前子路段的终点，其中，当前采集到的图像中的位置标识位于当前子路段的终点，距离信息表示穿梭车到当前子路段的终点的距离，第一距离阈值小于或等于停车位的位置标识进入摄像装置的视场内时穿梭车与该停车位的距离。

示例性地，控制器还用于：控制穿梭车遍历仓储***的所有停车位，以采集并保存每个停车位的位置信息和位置标识信息；根据每个停车位的位置信息和位置标识信息，构建仓储***的拓扑地图，其中拓扑地图的每个节点包括仓储***内对应停车位的位置标识信息。

示例性地，控制器还用于：对于行驶路线中的每一子路段，自根据当前位置信息确定穿梭车到当前子路段的终点的距离等于或小于第二距离阈值时起，控制穿梭车降低行驶速度，其中第二距离阈值大于第一距离阈值。

示例性地，摄像装置或控制器还用于解析图像中的位置标识，具体包括执行以下操作：确定图像中的位置标识的形状或角度；根据图像中的位置标识的形状或角度，确定穿梭车到当前子路段的终点的距离；以及对图像中的位置标识进行解码，以获得位置标识信息。

示例性地，摄像装置或控制器解析图像中的位置标识还包括执行以下操作中的一个或多个：对图像进行畸变校正；对图像进行二值化处理；和/或提取图像中的感兴趣区域，其中感兴趣区域包括位置标识。

示例性地，穿梭车是四向穿梭车，每个子路段都是直线段路段。

示例性地，位置标识包括快速响应码或数据矩阵码。

根据本发明的另一方面，还提供了一种仓储***，包括如上所述的穿梭车和货架，其中，货架上每个停车位处设置有标记件，标记件上标识有位置标识。

示例性地，仓储***包括多层货架，拓扑地图包括多个子图，每个子图唯一地对应于一层货架，停车位包括提升机位。

示例性地，停车位包括以下位置中的一个或多个：货架位、轨道换向位、链条机位和充电位。

根据本发明的又一方面，还提供了一种用于仓储***的穿梭车的导航方法，包括：接收行驶路线指令，行驶路线指令包括从出发点到目的地的行驶路线信息；在穿梭车行驶过程中，利用穿梭车的定位传感器获取穿梭车的当前位置信息并且利用穿梭车的摄像装置采集仓储***的图像；基于拓扑地图和行驶路线信息控制穿梭车从出发点行驶到目的地，其中，对于行驶路线中的每一子路段，在穿梭车初始行驶阶段，利用定位传感器进行导航定位，自根据当前位置信息确定穿梭车到当前子路段的终点的距离等于或小于第一距离阈值时起，利用当前采集到的图像中的位置标识进行导航定位，根据通过解析图像中的位置标识所获得的距离信息控制穿梭车行驶至当前子路段的终点，其中，图像中的位置标识位于当前子路段的终点，距离信息表示穿梭车到当前子路段的终点的距离，第一距离阈值小于或等于停车位的位置标识进入摄像装置的视场内时穿梭车与该停车位的距离。

示例性地，方法还包括：控制穿梭车遍历仓储***的所有停车位，以采集并保存每个停车位的位置信息和位置标识信息；根据每个停车位的位置信息和位置标识信息，构建仓储***的拓扑地图，其中拓扑地图的每个节点包括仓储***内对应停车位的位置标识信息。

示例性地，对于行驶路线中的每一子路段，自根据当前位置信息确定穿梭车到当前子路段的终点的距离等于或小于第二距离阈值时起，控制穿梭车降低行驶速度，其中第二距离阈值大于第一距离阈值。

根据本发明的再一方面，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器运行时执行上述导航方法。

在本申请的实施例提供了一种用于仓储***的穿梭车。对于任意子路段，在穿梭车初始行驶阶段，利用定位传感器进行导航定位；在最后行驶阶段，利用位置标识信息进行导航定位。基于穿梭车仅在固定的轨道上行驶的特点，其无需其他定位装置的辅助，可以利用定位传感器与位置标识信息相结合的方式实现对穿梭车的精准定位。上述方案避免了出现穿梭车超过当前子路段的终点或未达到终点反复调整穿梭车的速度和行驶方向的情况。由此，该穿梭车具有控制平滑、定位效率以及定位精度更高，便于大规模仓库使用等优点。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1示出了根据本发明的一个实施例的穿梭车的示意性框图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的控制器控制穿梭车行驶速度的示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的仓储***中穿梭车的单层调度的示意图；

图4示出了根据本发明的另一个实施例的仓储***中穿梭车的单层调度的示意图；

图5示出了根据本发明的又一个实施例的仓储***中穿梭车的单层调度的示意图；

图6示出了根据本发明的一个实施例的仓储***中穿梭车的跨层调度的示意图；以及

图7示出了根据本发明一个实施例的用于仓储***的穿梭车的导航方法的示意性流程图。

具体实施方式

随着物联网、人工智能、大数据等智能化技术的发展，利用这些智能化技术对传统物流业进行转型升级的需求愈加强劲，智慧物流(Intelligent Logistics System)成为物流领域的研究热点。智慧物流利用人工智能、大数据以及各种信息传感器、射频识别技术、全球定位***(GPS)等物联网装置和技术，广泛应用于物料的运输、仓储、配送、包装、装卸和信息服务等基本活动环节，实现物料管理过程的智能化分析决策、自动化运作和高效率优化管理。物联网技术包括传感设备、RFID技术、激光红外扫描、红外感应识别等，物联网能够将物流中的物料与网络实现有效连接，并可实时监控物料，还可感知仓库的湿度、温度等环境数据，保障物料的储存环境。通过大数据技术可感知、采集物流中所有数据，上传至信息平台数据层，对数据进行过滤、挖掘、分析等作业，最终对业务流程(如运输、入库、存取、拣选、包装、分拣、出库、盘点、配送等环节)提供精准的数据支持。人工智能在物流中的应用方向可以大致分为两种：1)以AI技术赋能的如无人卡车、AGV、AMR、叉车、穿梭车、堆垛机、无人配送车、无人机、服务机器人、机械臂、智能终端等智能设备代替部分人工；2)通过计算机视觉、机器学习、运筹优化等技术或算法驱动的如运输设备管理***、仓储管理、设备调度***、订单分配***等软件***提高人工效率。随着智慧物流的研究和进步，该项技术在众多领域展开了应用，例如零售及电商、电子产品、烟草、医药、工业制造、鞋服、纺织、食品等领域。

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

根据本发明的一个方面，提供一种用于仓储***的穿梭车。穿梭车是以往复或者回环方式，在固定轨道上运行的台车。由于穿梭车具有固定的运行轨道，所以其是运动自由度相对较小的运输工具，其在行驶过程中不能够旋转、仅能够在轨道上向前或向后行驶。当然，在十字型轨道上，穿梭车也能够通过变换轨道来实现行驶轨迹的转弯，但是在转弯的过程中，穿梭车自身姿态保持不变。例如，穿梭车开始沿其纵向向南行驶，如果其行驶到轨道换向位，其可以更换横向车轮从而向东行驶。在向东行驶过程中，虽然穿梭车的行驶方向发生了改变，但是其始终保持其车头方向为向南，即姿态保持不变。基于此，本申请提供了一种用于仓储***的穿梭车，其具有高效且精准的导航能力。

图1示出了穿梭车的示意性框图。示例性地，穿梭车可以根据行驶方向的不同分为双向和四向等。还可以根据载重的不同分为托盘类和料箱类等。在一个具体实施例中，穿梭车可以是四向穿梭车。可以理解，该穿梭车可以在四个方向上进行货物的搬运。四向穿梭车的灵活度很高，可以随意变更作业巷道，由此更适用于高效率地在密集仓储***中进行货物搬运。为了便于描述和理解，如无特殊说明，在下文中所提及的所有穿梭车均为四向穿梭车。

如图1所示，穿梭车设置有存储器110、通信装置120、定位传感器130、摄像装置140和控制器150。其中，存储器110用于存储仓储***的拓扑地图。示例性地，存储器110可以利用只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、USB存储器等中的一种或多种组合实现其存储功能。拓扑地图可以是预存在存储器110中的，或者由穿梭车通过训练学习过程获得并存储到存储器110中的。拓扑地图的每个节点包括仓储***内对应停车位的位置标识信息。示例性地，位置标识信息用于标识每个停车位，其可以利用二维码、条形码等实现。每个停车位的位置标识信息与该停车位是一一对应的。停车位可以表示仓储***中穿梭车速度变为0停止运行时所在的任意位置，例如用于仓储***中用于存放货物的位置或者用于使穿梭车停止并转换行驶方向的位置等。如前所述位置标识可以利用二维码实现，具体地，可以包括快速响应码(Quick Response码)或数据矩阵码(Data Matrix码)。上述两种码均为二维码，其具有信息容量大、容错能力强等优点。拓扑地图中可以包括停车位的位置信息，例如在拓扑地图中的位置坐标等。为了便于描述和理解，下文中将以位置标识是二维码为例进行说明。

通信装置120用于接收行驶路线指令。示例性地，通信装置120可以是蓝牙通信装置、无线高保真通信装置或红外线通信装置等任意可以实现通信功能的装置。通信装置120可以自服务器或计算机接收行驶路线指令。可以理解，行驶路线指令可以是用户手动输入的，也可以是服务器根据预设搬运任务自动生成的。行驶路线指令可以包括从穿梭车行驶的出发点到目的地的路线信息，其唯一地标识仓储***内的一条路线。换言之，路线信息中可以包括穿梭车的出发点的位置信息、到达的目的地的位置信息以及两点间的行驶路线。行驶路线可以由一段或多段子路段所构成。子路段是指仅在其两个端点，即起点和终点，穿梭车的行驶速度为0的路段。例如，行驶路线指令可以是穿梭车从停车位A经停车位B行驶至停车位C，即行驶路线为A→B→C，其中在停车位B穿梭车换向，即穿梭车从停车位A行驶并停至停车位B，然后自停车位B再次出发，行驶并停至停车位C。可以理解，对于四向穿梭车，每个子路段都是直线段路段。

定位传感器130用于在穿梭车行驶过程中获取穿梭车的当前位置信息。其中，穿梭车的当前位置信息可以包括穿梭车在拓扑地图中的位置坐标等信息。示例性地，定位传感器130可以利用安装在穿梭车车轮上的计数码盘检测车轮在一定时间内转过的弧度以此计算出穿梭车行驶的位移。又或者通过测量驱动穿梭车行驶的电机的转速以获取穿梭车在行驶过程中的速度和加速度，通过时间积分来计算穿梭车的位移。之后根据穿梭车行驶前的起点的位置信息与行驶的位移可以获取穿梭车的当前位置信息。定位传感器130可以利用电机里程计、光电编码器等现有传感器实现。

摄像装置140用于在穿梭车行驶过程中采集仓储***的图像。当停车位处的二维码位于摄像装置140的视场内时，其采集到的图像可以包括停车位处的二维码信息。根据停车位处的二维码的设置位置，摄像装置140可以安装在穿梭车上的任意位置，例如：穿梭车的车身的四周或者安装在车座的底部，只要随着穿梭车的行驶二维码能够逐渐出现在摄像装置140的视场内即可。

通信装置120接收到行驶路线指令后，可以将其传输至控制器150。控制器150用于基于拓扑地图和行驶路线信息控制穿梭车从出发点行驶到目的地。对于行驶路线中的每一子路段，自根据当前位置信息确定穿梭车到当前子路段的终点的距离等于或小于第一距离阈值时起，根据通过解析当前采集到的图像中的位置标识所获得的距离信息控制穿梭车行驶至当前子路段的终点。示例性地，对于每一子路段，穿梭车从该子路段的起点出发后可以开始匀加速或者变加速直线行驶，直至加速到一定的速度阈值可以开始匀速直线行驶。这一速度阈值可以根据穿梭车所载货物的重量、行驶轨道与穿梭车车轮间的摩擦力等数据进行合理设置，在此不做限定。穿梭车做匀速直线行驶直至根据来自定位传感器的当前位置信息确定行驶到距离当前子路段的终点的距离等于或小于第一距离阈值时，可以表示穿梭车即将到达该子路段的终点，例如某一停车位，在该停车位设置有位置标识，例如二维码。第一距离阈值小于或等于停车位的二维码进入摄像装置140的视场内时穿梭车与该停车位的距离。由此，当穿梭车到当前子路段的终点的距离等于或小于第一距离阈值时，停车位的二维码进入摄像装置140的视场内。摄像装置140可以采集二维码图像。控制器150可以根据通过解析图像中的二维码获取的距离信息精准地控制穿梭车行驶至当前子路段的终点。该距离信息表示穿梭车到当前子路段的终点的距离，也即穿梭车到二维码的中心的距离。

在本申请的实施例提供了一种用于仓储***的穿梭车。对于任意子路段，在穿梭车初始行驶阶段，利用定位传感器130进行导航定位；在最后行驶阶段，利用位置标识信息进行导航定位。基于穿梭车仅在固定的轨道上行驶的特点，其无需其他定位装置的辅助，可以仅利用定位传感器130与位置标识信息相结合的方式实现对穿梭车的精准定位。上述方案避免了出现穿梭车超过当前子路段的终点或未达到终点反复调整穿梭车的速度和行驶方向的情况。由此，该穿梭车具有控制平滑、定位效率以及定位精度更高，便于大规模仓库使用等优点。

示例性地，穿梭车的控制器150还用于构建仓储***的拓扑地图。具体地，控制器150可以用于控制穿梭车遍历仓储***的所有停车位，以采集并保存每个停车位的位置信息和位置标识信息；根据每个停车位的位置信息和位置标识信息，构建仓储***的拓扑地图，其中所述拓扑地图的每个节点包括仓储***内对应停车位的位置标识信息。例如，对于仓储***的一个穿梭车，其控制器150可以用于在计算机或服务器的控制下控制穿梭车遍历仓储***中的多层货架的所有停车位，记录下每个停车位的位置信息，摄像装置140可以在控制器150的控制下采集到每个停车位的位置标识信息。可以将位置信息和位置标识信息这二者存储至存储器110中。将每层货架中的每个停车位分别用拓扑地图中的一个节点表示，之后将所有相邻的节点用线段进行连接以获得多个子图。所有子图共同构成拓扑地图。对于仓储***的其他穿梭车，可以将先前穿梭车所构建的拓扑地图拷贝到其他穿梭车的存储器中，以由其用于导航。

上述穿梭车能够准确且便利地构建当前仓储***的拓扑地图，为精确导航提供了技术基础。

示例性地，控制器150还用于对于行驶路线中的每一子路段，自根据当前位置信息确定穿梭车到当前子路段的终点的距离等于或小于第二距离阈值时起，控制穿梭车降低行驶速度。其中第二距离阈值大于第一距离阈值。图2示出了根据本发明的一个实施例的控制器150控制穿梭车行驶速度的示意图。在该实施例中，无论是加速行驶还是减速行驶，穿梭车的加速度是不变的。如图2所示，控制器150首先控制穿梭车进行匀加速直线行驶，直到穿梭车的速度增加至速度阈值V_max时，控制器150控制穿梭车以速度V_max进行匀速直线行驶。当穿梭车匀速行驶到距离当前子路段的终点的距离等于或小于第二距离阈值(图中未示出)时，控制器150控制穿梭车减速。当穿梭车继续行驶到距离当前子路段的终点的距离等于或小于第一距离阈值(S2)时，控制器150解析摄像装置140所采集的图像中的二维码以获取二维码信息并根据该二维码信息控制穿梭车靠近并停止在当前子路段的终点停车位。也就是说，在控制器150解析二维码以获取二维码信息并根据该二维码信息控制穿梭车靠近并停止在停车位之前，穿梭车已经在控制器150的控制下开始减速行驶。第二距离阈值可以根据穿梭车进行匀速直线行驶的速度阈值、加速度等进行合理设置，在此不做限定。在图2中，S1可以表示控制器150根据定位传感器130所获取的位置信息控制穿梭车行驶的位移，t1对应表示该过程所需的时间。S2表示控制器150根据二维码信息控制穿梭车行驶的位移，t2对应表示该过程所需的时间。S1和S2的总和则为当前子路段的总长度，即穿梭车在当前子路段上行驶的总位移。

由此可以保证穿梭车在控制器150根据位置标识信息对其进行控制之前的速度不会过快，使得控制器150可以更好地根据位置标识信息实现对穿梭车的减速控制，进一步保证了穿梭车控制的平滑性和准确性。

示例性地，摄像装置140或控制器150还可以用于解析图像中的位置标识。该解析操作具体包括执行以下操作：对该图像进行处理确定穿梭车到该图像中位置标识的距离；以及对图像中的位置标识进行解码，以获得位置标识信息。

可以采用多种方式对图像进行处理，以确定图像中的位置标识到穿梭车的距离。例如，可以先确定图像中的位置标识的形状或角度；然后根确定的位置标识的形状或角度，计算出该位置标识到穿梭车的距离。又如，还可以通过检测位置标识上的定位符来确定位置标识的中心点的位置(位置标识上的定位符与中心点的相对位置关系是已知的)，进而计算出该位置标识到穿梭车的距离。

摄像装置140具有一定的视场范围。随着二维码逐渐进入其视场内直至二维码位于摄像装置140的视场的正中心，摄像装置140采集到的图像中的二维码的倾斜角度越来越小。具体地，可以利用角度检测模块对倾斜角度进行检测。基于检测到的二维码的角度，可以确定穿梭车到二维码的距离。又或者，更进一步地，随着二维码的倾斜角度越来越小，二维码的形状也越来越趋近于矩形。同样可以利用角度检测模块对二维码相邻边线的夹角进行检测。基于检测到的夹角的角度，可以确定二维码的形状。最终根据二维码的形状确定穿梭车到二维码的距离。可以还利用位置检测模块对二维码进行解码，从而获得二维码信息。如前所述，每个二维码唯一地对应于一个停车位，基于二维码信息和穿梭车与二维码的距离可以获得穿梭车与当前子路段的终点停车位之间的距离信息。

上述方案较为简单，容易实现，且可以实现对穿梭车的当前位置的初步估算，为后续利用位置标识信息控制穿梭车精准地停止到当前子路段的终点提供了基础。

示例性地，摄像装置140或控制器150解析图像中的位置标识还包括执行以下操作中的一个或多个：对图像进行畸变校正；对图像进行二值化处理；提取图像中的感兴趣区域，其中所述感兴趣区域包括前述位置标识信息。这些操作可以在确定图像中的位置标识的形状或角度之前执行。优选地，上述操作按照上面描述的顺序执行。

可以理解，摄像装置140采集图像时可能发生图像畸变，这将导致后续基于图像中的二维码的形状进行穿梭车与二维码的距离判定出现误差，当畸变严重时甚至影响二维码解码的准确性。为了获得更准确的二维码形状和二维码信息，可以对图像进行畸变校正。例如，可以采用张正友平面标定法进行畸变校正。具体地，可以利用穿梭车的摄像装置140从不同角度拍摄多张模板图像。之后检测模板图像中的特征点，求解出摄像装置140的内参数和外参数。最后基于内参数和外参数，利用最大似然估计等算法求解出模板图像的畸变系数，并对图像进行优化。畸变校正的操作降低了图像的噪声，提高了图像中二维码信息的准确性，进而保证了穿梭车导航的准确性。

在确定图像中的二维码的形状或角度之前，还可以对图像进行二值化处理。可以首先对图像进行滤波，去除图像中的噪声。接着对去噪后的图像进行二值化处理，即根据一定的规则将图像中的所有像素点设置为0或255。例如，像素点的灰度值大于特定灰度阈值时，则将该像素点设置为255，否则设置为0。之后对二值化后的图像利用形态学特征对其进行膨胀或腐蚀等操作以获得图像中二维码的边界和顶点。通过二值化处理，不仅降低了二维码图像中可能存在的噪声，还可以减少后续对图像中二维码的形状分析和解码处理所涉及的数据量，提高处理速度。进而，能够提高穿梭车导航的准确度和顺滑性。

在确定图像中的二维码的形状或角度之前，还可以提取图像中的感兴趣区域。例如，基于二维码的边界和顶点提取该感兴趣区域。可选地，利用图像分割等方法对感兴趣区域进行提取。在本申请中对提取感兴趣区域的方法不做限定，任何现有的或未来的可以实现感兴趣区域提取的方法都在本申请的保护范围之内。通过提取图像中感兴趣区域，可以减少后续对图像中二维码的形状分析和解码处理所涉及的数据量，提高处理速度。进而实现了利用二维码信息对穿梭车进行快速准确定位。

根据本发明的另一方面，还提供了一种仓储***。该仓储***包括如上所述的穿梭车和货架。其中，货架上每个停车位处设置有标记件。标记件上标识有位置标识。示例性地，标记件可以是钣金件。位置标识可以标识在粘贴在钣金件的固定位置上的自带背胶的PVC材质制作的标签上。每个标签上可以均印刷有数字编码，用于表示对应停车位的编号。

图3示出了根据本发明的一个实施例的仓储***进行单层调度的示意图。如图3所示，仓储***内的停车位A和停车位B分别为穿梭车行驶的出发点和目的地。穿梭车的行驶路线是由A→B，该行驶路线只包括一个子路段。穿梭车在自停车位A出发之后依次经过两个停车位，其行驶速度不受这两个停车位标识的二维码信息的影响。最后穿梭车在距离停车位B的距离等于或小于第二距离阈值时开始减速，直至行驶到距离停车位B等于或小于第一距离阈值处。在上述过程中穿梭车的控制器150是基于定位传感器130反馈的信息控制穿梭车的行驶速度。之后，停车位B处的二维码完全进入摄像装置140的视场内，控制器150根据通过解析摄像装置140所采集的图像中的二维码信息所获得的距离信息控制穿梭车精准到达停车位B。

由此，该仓储***可以利用定位传感器130的定位信息与位置标识信息的结合来实现对穿梭车的精准定位，穿梭车能够控制平滑地行驶在该仓储***内。该方案有效地减小了定位误差，节约了定位时间，提高了仓储***的工作效率。

示例性地，停车位包括以下位置中的一个或多个：货架位、轨道换向位、链条机位和充电位。货架位表示货架上用于存放货物的位置。轨道换向位表示穿梭车可以在此更改行驶方向的位置。链条机位表示用于传送货物的链条机所在位置。充电位表示能够对穿梭车进行充电的位置。图4示出了根据本发明的另一个实施例的仓储***进行单层调度的示意图。如图4所示，停车位A和停车位D分别表示穿梭车行驶的出发点和目的地。停车位B和停车位C为轨道换向位。穿梭车的行驶路线为A→B→C→D。穿梭车首先由停车位A行驶至停车位B，到达停车位B后停止并换向。接着由停车位B行驶至停车位C，到达停车位C后停止并换向。最后从停车位C继续行驶至停车位D，穿梭车完成此次行驶路线指令。在该实施例中，行驶路线包括3个子路段A→B、B→C和C→D。针对每一个子路段而言，以其中一个子路段A→B为例，在穿梭车到达距离当前子路段的终点停车位B的距离等于或小于第二距离阈值时，穿梭车开始减速，直至穿梭车行驶到距离当前子路段的终点停车位B等于或小于第一距离阈值处。在该过程中穿梭车的控制器150基于定位传感器130反馈的信息控制穿梭车的行驶速度。此后，穿梭车的控制器150根据停车位B处的位置标识信息控制穿梭车精准到达终点停车位B并停止。之后穿梭车在停车位B处进行换向，即将行驶方向由图4中的由左向右更改为由上至下。可以理解，穿梭车由停车位B行驶到停车位C的详细过程与前述过程类似，为了简洁在此不再赘述。最终穿梭车完成由A到D的行驶。

图5示出了根据本发明的又一个实施例的仓储***进行单层调度的示意图。如图5所示，F点表示对穿梭车进行充电的充电位。停车位A表示穿梭车行驶的当前位置。停车位B可以表示货架位。当穿梭车的电量低于充电阈值时，应尽快对穿梭车进行充电，即调度穿梭车行驶至充电位。若此时穿梭车上载有货物，为了不影响货物的运输，可以将货物先存放在货架位。例如，穿梭车电量低于充电阈值时，可以自当前停车位A出发，到达停车位B。到达停车位B后将货物卸载，之后再行驶回停车位C。接着穿梭车自停车位C行驶至停车位E，再从停车位E转向并行驶到停车位F。在该实施例中，穿梭车的行驶路线为A→B→C→E→F，其中包括4个子路段。若穿梭车上未载有货物，其行驶路线可以为A→C→E→F，包括3个子路段。

在上述两个实施例中，针对每一子路段而言，对穿梭车的行驶速度的控制均与前文所述相似，为了简洁在此不再赘述。

在上述技术方案中，不仅可以准确控制穿梭车按照期望行驶，还有效保障了穿梭车的电量充足，进而可以正常工作。此外，有效保证了穿梭车可以快速、准确地到达停车位，实现穿梭车的准确定位，减小了定位误差。

示例性地，仓储***可以包括多层货架，即为高层密集仓储***。拓扑地图可以包括多个子图，每个子图唯一地对应于一层货架。停车位还可以包括提升机位。其中，提升机位设置有提升机，用于将该层货架中的穿梭车运送至该层货架的上层或下层，即改变穿梭车所行驶的层。图6示出了根据本发明的一个实施例的仓储***进行跨层调度的示意图。图6中L1和L2可以分别表示多层货架中的第一层货架和第二层货架的拓扑地图。停车位A表示穿梭车行驶的出发点位置。B1和B2两点分别表示货架中第一层和第二层的提升机位。具体地，穿梭车由停车位A出发，首先到达停车位B1。由B1处的提升机将其提升至第二层的停车位B2处。接着穿梭车由B2行驶至停车位C停止并换向，再继续行驶至停车位D。到达停车位D后再次进行换向，最后由停车位D行驶至停车位E。在该实施例中，穿梭车的行驶路线是A→B1、B2→C→D→E。整个行驶路线包括4个子路段。具体的调度过程与前文所述的单层调度类似，为了简洁在此不再赘述。

由此，该仓储***可以实现穿梭车的跨层作业，增加了仓储***的货物容量，为用户提供了更多选择。

示例性地，标记件设置在停车位的轨道上，如轨道的侧面，或两平行轨道之间。例如，标记件还可以设置在停车位的地面上。应理解，标记件的位置可以根据实际场景灵活设置，本申请不进行限定，只要该标记件所在位置能够准确定位该停车位即可。穿梭车的摄像装置140可以设置在穿梭车的底面上，并且视场为穿梭车的正下方。又例如，标记件可以设置在停车位的轨道的侧面。穿梭车的摄像装置140相应地设置在穿梭车的侧面上，并且视场为穿梭车的侧方。当穿梭车停止在停车位时，在摄像装置140所采集的图像中，二维码为矩形。为了便于管理与记录，在同一个仓储***中，标记件设置在每个停车位处的相同位置，并且保证其上的二维码标签的设置方向一致。

标记件所设置的位置便于穿梭车的摄像装置140进行图像采集，且标记件安装简便，可以节省大量人力资源。

根据本发明的另一方面，还提供了一种用于仓储***的穿梭车的导航方法。图7示出了根据本发明实施例的用于仓储***的穿梭车的导航方法700的示意性流程图。如图7所示，方法700包括：

步骤S710，接收行驶路线指令，行驶路线指令包括从出发点到目的地的行驶路线信息。

步骤S720，在穿梭车行驶过程中，获取穿梭车的位置信息和采集到的图像。

步骤S730，基于拓扑地图和路线信息控制穿梭车从出发点行驶到目的地。其中，对于行驶路线中的每一子路段，自根据当前位置信息确定穿梭车到当前子路段的终点的距离等于或小于第一距离阈值时起，根据通过解析当前采集到的图像中的位置标识所获得的距离信息控制穿梭车行驶至当前子路段的终点。其中，当前采集到的图像中的位置标识位于当前子路段的终点。距离信息表示穿梭车到当前子路段的终点的距离。第一距离阈值小于或等于停车位的位置标识进入摄像装置的视场内时穿梭车与该停车位的距离。

示例性地，方法700还包括：控制穿梭车遍历仓储***的所有停车位，以采集并保存每个停车位的位置信息和位置标识信息，根据每个停车位的位置信息和位置标识信息，构建仓储***的拓扑地图。其中拓扑地图的每个节点包括所述仓储***内对应停车位的位置标识信息。

示例性地，在方法700中，对于行驶路线中的每一子路段，自根据当前位置信息确定穿梭车到当前子路段的终点的距离等于或小于第二距离阈值时起，控制穿梭车降低行驶速度。其中第二距离阈值大于第一距离阈值。

示例性地，方法700还包括：确定图像中的位置标识的形状或角度；根据图像中的位置标识的形状或角度，确定穿梭车到当前子路段的终点的距离；以及对图像中的位置标识进行解码，以获得位置标识信息。

示例性地，在确定图像中的位置标识的形状或角度之前，解析图像中的位置标识还包括以下操作中的一个或多个：对图像进行畸变校正；对图像进行二值化处理；提取图像中的感兴趣区域，其中感兴趣区域包括前述位置标识信息。

本申请还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器运行时执行如以上方法实施例所述的导航方法。

本领域普通技术人员通过阅读上述有关仓储***以及用于仓储***的穿梭车的相关描述可以理解用于仓储***的穿梭车的导航方法的详细步骤以及有益效果，为了简洁在此不再赘述。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的用于仓储***的穿梭车的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种用于仓储***的穿梭车，其特征在于，设置有存储器、通信装置、定位传感器、摄像装置和控制器，其中，

所述存储器用于存储所述仓储***的拓扑地图；

所述通信装置用于接收行驶路线指令，所述行驶路线指令包括从出发点到目的地的行驶路线信息；

所述定位传感器用于在所述穿梭车行驶过程中获取所述穿梭车的位置信息；

所述摄像装置用于在所述穿梭车行驶过程中采集图像；

所述控制器用于基于所述拓扑地图和所述行驶路线信息控制所述穿梭车从所述出发点行驶到所述目的地，其中，对于行驶路线中的每一子路段，在所述穿梭车初始行驶阶段，利用所述定位传感器进行导航定位，自根据当前位置信息确定所述穿梭车到当前子路段的终点的距离等于或小于第一距离阈值时起，利用当前采集到的图像中的位置标识进行导航定位，根据通过解析所述当前采集到的图像中的位置标识所获得的距离信息控制所述穿梭车行驶至所述当前子路段的终点，其中，所述当前采集到的图像中的位置标识位于所述当前子路段的终点，所述距离信息表示所述穿梭车到所述当前子路段的终点的距离，所述第一距离阈值小于或等于停车位的位置标识进入所述摄像装置的视场内时所述穿梭车与该停车位的距离。

2.如权利要求1所述的穿梭车，其中，所述控制器还用于：控制所述穿梭车遍历所述仓储***的所有停车位，以采集并保存每个停车位的位置信息和位置标识信息；根据每个停车位的位置信息和位置标识信息，构建所述仓储***的拓扑地图，其中所述拓扑地图的每个节点包括所述仓储***内对应停车位的位置标识信息。

3.如权利要求1或2所述的穿梭车，其中，所述控制器还用于：对于行驶路线中的每一子路段，自根据所述当前位置信息确定所述穿梭车到当前子路段的终点的距离等于或小于第二距离阈值时起，控制所述穿梭车降低行驶速度，其中所述第二距离阈值大于所述第一距离阈值。

4.如权利要求1或2所述的穿梭车，其中，所述摄像装置或所述控制器还用于解析所述图像中的位置标识，具体包括执行以下操作：

确定所述穿梭车到所述位置标识的距离；以及

对所述图像中的位置标识进行解码，以获得所述位置标识信息。

5.如权利要求4所述的穿梭车，其中，所述摄像装置或所述控制器解析所述图像中的位置标识还包括执行以下操作中的一个或多个：

对所述图像进行畸变校正；

对所述图像进行二值化处理；和/或

提取所述图像中的感兴趣区域，其中所述感兴趣区域包括所述位置标识。

6.如权利要求1或2所述的穿梭车，其中，所述穿梭车是四向穿梭车，每个子路段都是直线段路段。

7.如权利要求1或2所述的穿梭车，其中，所述位置标识包括快速响应码或数据矩阵码。

8.一种仓储***，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的穿梭车和货架，其中，

所述货架上每个停车位处设置有标记件，所述标记件上标识有位置标识。

9.如权利要求8所述的仓储***，其中，所述仓储***包括多层货架，所述拓扑地图包括多个子图，每个子图唯一地对应于一层货架，所述停车位包括提升机位。

10.如权利要求8或9所述的仓储***，其中，所述停车位包括以下位置中的一个或多个：货架位、轨道换向位、链条机位和充电位。

11.一种用于仓储***的穿梭车的导航方法，其特征在于，包括：

接收行驶路线指令，所述行驶路线指令包括从出发点到目的地的行驶路线信息；

在所述穿梭车行驶过程中，获取所述穿梭车的位置信息并采集图像；

基于拓扑地图和所述行驶路线信息控制所述穿梭车从所述出发点行驶到所述目的地，其中，对于行驶路线中的每一子路段，在所述穿梭车初始行驶阶段，利用定位传感器进行导航定位，自根据当前位置信息确定所述穿梭车到当前子路段的终点的距离等于或小于第一距离阈值时起，利用当前采集到的图像中的位置标识进行导航定位，根据通过解析所述当前采集到的图像中的位置标识所获得的距离信息控制所述穿梭车行驶至所述当前子路段的终点，其中，所述当前采集到的图像中的位置标识位于所述当前子路段的终点，所述距离信息表示所述穿梭车到所述当前子路段的终点的距离，所述第一距离阈值小于或等于停车位的位置标识进入摄像装置的视场内时所述穿梭车与该停车位的距离。

12.如权利要求11所述的导航方法，其中，所述方法还包括：

控制所述穿梭车遍历所述仓储***的所有停车位，以采集并保存每个停车位的位置信息和位置标识信息；

根据每个停车位的位置信息和位置标识信息，构建所述仓储***的拓扑地图，其中所述拓扑地图的每个节点包括所述仓储***内对应停车位的位置标识信息。

13.如权利要求11或12所述的导航方法，其中，

对于行驶路线中的每一子路段，自根据所述当前位置信息确定所述穿梭车到当前子路段的终点的距离等于或小于第二距离阈值时起，控制所述穿梭车降低行驶速度，其中所述第二距离阈值大于所述第一距离阈值。

14.一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求11-13任一项所述的导航方法。