具有用于检测物品超出尺寸阈值的检测器的自动存储和取回系统技术方案

提供一种方法和设备，用于将物品分拣到多个目的地区域(100)/从多个目的地区域(100)取回物品。将物品装载到多个独立控制的运送运载工具(200)中的一个上。运送运载工具(200)遵循至/从目的地区域(100)的路径，目的地区域(100)沿所述路径定位。沿所述路径，扫描运载工具(200)以确定运载工具上的任何物品是否延伸超出尺寸约束。如果确定运载工具(200)上的物品延伸超过预定阈值，则例如通过停止或重新引导运载工具来控制运载工具。一旦在适当的目的地区域(100)处，物品就在运送运载工具(200)和目的地区域之间转移。

Automatic Storage and Retrieval System with Detector for Detecting Items Beyond the Size Threshold

Provides a method and device for sorting items into multiple destination areas (100)/retrieving items from multiple destination areas (100). Loading items onto one of several independently controlled delivery vehicles (200). The transport vehicle (200) follows a path to/from the destination area (100) along which the destination area (100) is positioned. Along the path, the vehicle (200) is scanned to determine whether any item on the vehicle extends beyond the size constraint. If it is determined that the goods on the vehicle (200) extend beyond the predetermined threshold, the vehicle is controlled, for example, by stopping or rebooting the vehicle. Once in the appropriate destination area (100), the goods are transferred between the delivery vehicle (200) and the destination area.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用于检测物品超出尺寸阈值的检测器的自动存储和取回系统优先权本申请要求2016年8月4日提交的美国临时申请序列号62/370,912的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及用于将一个或多个物体从第一位置运送到第二位置的物料处理系统，且更具体地，涉及沿着运送路径实行一个或多个尺寸约束的物料处理系统。
技术介绍
分拣和取回物品以填写客户订单费时费力。许多大型组织具有大量的存储区域，其中存储有许多不同的物品和/或从其中取回物品。从数百或数千个存储区域中分拣和取回物品需要大量人工来手动执行。在许多领域，自动拣选已经发展到通过减少填写客户订单所需的时间来降低劳动力成本和改善客户服务。然而，已知的自动处理物料的系统要么非常昂贵，要么具有妨碍其效能的限制。因此，在各种物料处理应用中存在自动存储和/或取回物品的需求。作为说明性示例，一些自动系统利用包括多个独立操作的运载工具的运送系统。如果由运载工具运送的物品突出运载工具的边缘或向上延伸超过一定高度，则在这种运送系统中会出现问题。另外，自动系统可能包括拣选站，其中工人从运载工具拣选物品。如果运载工具在工人拣选物品时离开拣选站，则可能会发生损坏物品或操作员受伤的情况。因此，在操作员拣选物品时防止运载工具离开拣选站是符合期望的。
技术实现思路
鉴于前述内容，一种系统提供了用于处理物品的方法和设备。所述系统包括多个存储位置或目的地区域，以及多个用于将物品运送到目的地区域或从目的地区域取回物品的运送运载工具。运送运载工具沿着通往目的地区域的路径行进。根据一个方面，本专利技术提供了一种物料处理系统，其具有多个目的地区域、多个运载工具、控制器和用于检测其中一个运载工具上的物品是否超出预定尺寸阈值的装置。根据一个实施例，尺寸阈值可以是运载工具上方的高度。运载工具可以用于将物品运送到目的地区域或从目的地区域取回物品。运载工具可以沿一路径行进。可操作控制器以控制多个运载工具的运动。用于检测的装置可以定位在运载工具行进的路径附近。可操作用于检测的装置以创建表示目标区域的三维表示的深度数据集。控制器可以响应于用于检测的装置确定物品突出超过尺寸阈值来控制运载工具的操作。根据另一方面，本专利技术提供了物料处理系统，其具有多个目的地区域、多个运载工具和用于检测物品是否超出预定尺寸阈值的检测组件。检测组件可以定位在运载工具行进的路径附近。检测组件可以包括发射器，用于当运载工具位于沿路径的一位置时将光源投射到其中一个运载工具上。检测组件还可包括成像元件，其配置用于检测投射到运载工具上的光。所述系统还可以包括图像处理器，其配置用于从检测组件接收图像数据，以确定运载工具上的元件在运载工具上方突出的高度。所述系统可以配置为响应于图像处理器确定物品突出超过预定尺寸阈值而改变运载工具的运动。根据又一方面，本专利技术提供了一种用于存储或取回物品的方法。所述方法包括控制运载工具的运动以将物品运送到目的地区域或从目的地区域取回物品的步骤。所述方法还包括检测其中一个运载工具上的物品是否延伸超过预定尺寸阈值的步骤。根据一个实施例，尺寸阈值可以是运载工具上方的高度。检测的步骤可包括创建表示目标区域的三维表示的深度数据集的步骤。控制运载工具的运动的步骤可包括响应于检测到物品突出超过预定尺寸阈值而控制运载工具的步骤。附图说明当结合附图阅读时，最能够理解本专利技术的优选实施例的前述
技术实现思路
和后文的详细描述，其中：图1是分拣和取回设备的透视图；图2是局部放大透视图，示出图1所示的分拣和取回设备的拣选站；图3是图2所示的拣选站的局部放大端视图；图4是图2所示的拣选站的放大平面图；图5是图2所示的拣选站的放大平面图；图6是用于检测延伸超出预定边界的物品的检测组件的放大的局部透视图，该检测组件可以与根据一个或多个实施例的分拣和取回设备(例如图1中所示)一起使用；图7A是根据与本公开一致的实施例，描绘遵循运送机的物品支撑表面上的参考点的位置确定3D空间中的基准平面和参考平面的透视图；图7B是根据一个或多个实施例，描绘用于基于是否检测到超出高度条件(或违背其它尺寸约束)来操作物料处理系统的方法的流程图；图7C是图2所示的在拣选站处的运载工具的高度检测分析；图8是根据一个或多个实施例的用于分拣和取回设备(例如图1中所示的设备)的轨道系统的侧视图；图9是图8中所示的轨道系统的一部分轨道的放大的部分透视图；图10是运送运载工具的轮子的放大视图，所示相对于图8和9的轨道系统的轨道；图11是形成图1所示的分拣和取回设备的一部分的运载工具的实施例的俯视透视图；图12是图2中所示的拣选站的局部剖开的放大透视图；和图13是图1所示设备的超高检测器的侧视示意图。详细说明现在通常参考附图且具体地参照图1，适于存储和/或取回物品的物料处理设备通常用10表示。设备10包括用于沿第一位置和第二位置之间的运送路径运送物品的运送网络。在与本公开一致的一些实施例中，第一位置为可从多个存储位置100选择的存储位置，第二位置为物品转移站310，在此处，物品可以从容器中拣选、分类和/或转移或拣选、分类和/或转移到容器(“搬运箱”)15。运送网络沿运送路径移动物品(或包含物品的搬运箱)。根据一个或多个实施例的运送网络可包括一个或多个带式运送机、一个或多个辊式运送机，和/或一个或多个物品运送装置或适于抓握、支撑和/或移动物品或搬运箱的运载工具，沿运送路径的至少一部分，且可选地，进入或离开运送路径。在沿运送路径的一个或多个点处，可能存在尺寸约束，诸如最大高度和/或宽度间隙。与本公开一致的实施例涉及用于确定是否满足一个或多个尺寸约束的系统和方法，以及用于在例如物品或物品堆违背尺寸约束时启动适当动作的系统和方法。在一些实施例中，运送网络包括多个运送运载工具或车厢200。车厢200可相对于彼此独立地移动，并且每个车厢200设置成将物品运送到靠近运送路径的多个存储位置100中的任何一个和/或从其中取回物品。随后可以通过任何车厢200将一个或多个取回的物品运送到物品转移站310，以便从车厢转移到中间或最终目的地。在物品转移后，车厢可以返回到存储区域，以运送用于存储的任何未转移的物品，在此处车厢可以前进到另一个存储区域以获得待取回的下一个物品。在与本公开一致的其它实施例中，被运送到存储位置和/或从存储位置运送的物品可以通过运送网络的另一元件(例如，带式运送机、辊式运送机或一些其它适于抓握和/或支撑物品本身或包含物品的搬运箱的结构)沿着运送路径的至少一些部分移动。在运送网络包括运载工具200的情况下，运送路径的一些部分可以是无轨道的。替代地或另外地，运送路径的全部或一部分可包括引导运载工具200的轨道。例如，轨道可以包括水平轨道部分，例如水平轨道部分135，以及垂直轨道部分，例如垂直轨道部分130，共同形成如图8-12所示的垂直环路。然而，应当理解，轨道的配置可以根据应用而变化，且如上所述，系统可以在不需要轨道的情况下引导运载工具。例如，运载工具可以沿地面行进，并且系统可以独立地控制每个运载工具沿地面的行进方向，以沿着指定路径操纵每个运载工具。图8-12中所示的轨道110具有水平上导轨135和水平下导轨140，其作为返回支腿(returnleg)。多个平行的垂直轨道支腿130在上导轨和下返回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物料处理系统，包括：多个目的地区域；多个运载工具，用于将物品运送到目的地区域或从目的地区域取回物品，其中所述运载工具行进一路径；控制器，用于控制所述多个运载工具的运动；用于检测其中一个运载工具上的物品是否延伸超过相对于运载工具的预定尺寸阈值的装置，其中用于检测的装置位于运载工具行进的路径附近，且用于检测的装置能够操作以产生代表目标区域的三维表示的深度数据集；其中所述控制器响应于用于检测确定物品突出超过尺寸阈值的装置来控制运载工具的操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.04 US 62/370,9121.一种物料处理系统，包括：多个目的地区域；多个运载工具，用于将物品运送到目的地区域或从目的地区域取回物品，其中所述运载工具行进一路径；控制器，用于控制所述多个运载工具的运动；用于检测其中一个运载工具上的物品是否延伸超过相对于运载工具的预定尺寸阈值的装置，其中用于检测的装置位于运载工具行进的路径附近，且用于检测的装置能够操作以产生代表目标区域的三维表示的深度数据集；其中所述控制器响应于用于检测确定物品突出超过尺寸阈值的装置来控制运载工具的操作。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预定尺寸阈值为运载工具上方的高度。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，响应于用于检测确定物品突出超过尺寸阈值的装置，控制器使运载工具停止前进直到物品不再突出超过尺寸阈值。4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，用于检测的装置包括发射器和传感器，其中所述传感器包括二维像素阵列。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述发射器包括红外或近红外光源。6.根据权利要求4或5所述的系统，其中，每个像素包括一光电探测器。7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中，用于检测的装置包括结构光3D扫描仪。8.根据权利要求7所述的系统，其中，用于检测的装置包括能够操作以投射光图案的发射器和与所述发射器间隔开的成像元件，其中所述成像元件能够操作以检测发射到所述目标区域上的光图案。9.根据权利要求8所述的系统，其中，用于检测的装置能够操作以检测所述投射光图案的失真以确定所述深度数据集。10.根据权利要求9所述的系统，其中，用于检测的装置使用三角测量来计算所述发射器投射所述光图案到其上的表面点的三维位置。11.根据权利要求1或2所述的系统，其中，用于检测的装置包括飞行时间相机。12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述飞行时间相机包括光源和图像传感器，所述图像传感器包括多个像素，检测光从所述光源到所述目标区域中的对象然后返回到所述图像传感器所花费的时间。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述飞行时间相机包括光源和成像元件，所述成像元件测量从所述光源发出的光与从所述目标区域中的对象反射回所述成像元件的光之间的相位差。14.根据权利要求1-13中任一项所述的系统，其中，用于检测的装置识别三个参考点，所述三个参考点识别与所述运载工具的上表面大致平行的一平面。15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述平面与地平线成一角度。16.根据权利要求3-16所述的系统，其中，用于检测的装置配置为使用所识别的平面来识别代表延伸到所述预定高度之上的物品的深度数据。17.根据权利要求1-16中任一项所述的系统，包括警报器，当用于检测的装置检测到突出超过所述预定高度的物品时，所述警报器被致动。18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述警报器为能够听到的。19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述警报器为能够看到的。20.根据权利要求1-19中任一项所述的系统，包括引导运载工具的轨道，其中目的地区域设置在轨道的任一侧。21.根据权利要求20所述的系统，包括沿着所述轨道定位的拣选站，其中所述拣选站配置为允许操作员从所述运载工具取回物品或将物品放置在所述运载工具上。22.根据权利要求21所述的系统，其中，控制器配置为在拣选站处使运载工具停止。23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述轨道配置为在所述拣选站处倾斜所述运载工具以将所述运载工具上的物品呈现给操作员。24.根据权利要求1-23中任一项所述的系统，其中，所述轨道包括前轨道和相对的后轨道，在所述前轨道和后轨道之间具有一过道。25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述拣选站定位在所述过道的端部。26.根据权利要求24或25所述的系统，其中，用于检测的装置位于前轨道和后轨道之间。27.根据权利要求26所述的系统，其中，用于检测的装置位于拣选站附近，使得目标区域为运载工具停止的拣选区域中的一位置。28.根据权利要求26所述的系统，其中，用于检测的装置能够操作用于检测是否操作员的一部分延伸到前轨道和后轨道之间的路径中。29.一种物料处理系统，包括：多个目的地区域；多个运载工具，用于将物品运送到目的地区域或从目的地区域取回物品，其中所述运载工具行进一路径；检测组件，用于检测运载工具上的物品是否延伸超过相对于运载工具的预定尺寸阈值，其中检测组件定位在运载工具行进的路径附近，并且检测组件包括：发射器，用于当运载工具位于沿路径的一位置时将光源投射到其中一个运载工具上；以及成像元件，配置为用于检测投射到运载工具上的光；图像处理器，配置为从检测组件接收图像数据，以确定运载工具上的元件从运载工具突出的距离；其中，响应于图像处理器确定物品突出超过预定尺寸阈值，改变运载工具沿路径的移动。30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述尺寸阈值为运载工具上方的高度。31.根据权利要求29或30所述的系统，其中，响应于图像处理器确定物品突出超过尺寸阈值，运载工具沿路径的移动停止，直到物品不再突出超过尺寸阈值。32.根据权利要求29-31中任一项所述的系统，其中，所述发射器包括红外或近红外光源。33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述成像元件包括具有二维像素阵列的成像传感器。34.根据权利要求33所述的系统，其中，每个像素包括一光电探测器。35.根据权利要求33或34所述的系统，其中，检测组件包括结构光3D扫描仪。36.根据权利要求35所述的系统，其中，所述发射器投射光图案，且所述成像元件与所述发射器间隔开。37.根据权利要求36所述的系统，其中，图像处理器检测投射光图案的失真，以确定检测组件和光图案投射其上的物品之间的距离。38.根据权利要求37所述的系统，其中，图像处理器使用三角测量计算发射器投射光图案于其上的表面点的三维位置。39.根据权利要求29所述的系统，其中，成像元件包括飞行时间相机。40.根据权利要求39所述的系统，其中，所述飞行时间相机包括图像传感器，所述图像传感器包括多个像素，检测光从所述发射器到对象然后返回到图像传感器所花费的时间。41.根据权利要求39所述的系统，其中，图像传感器测量由发射器投射到对象上的光和从对象反射回成像元件的光之间的相位差。42.根据权利要求29-41中任一项所述的系统，其中，图像处理器识别三个参考点，所述三个参考点识别大致平行于运载工具上表面的一平面。43.根据权利要求42所述的系统，其中，所述平面与地平线成一角度。44.根据权利要求43所述的系统，其中，所述图像处理器配置为使用所识别的平面来识别表示在运载工具上方的阈值高度之上延伸的物品的图像数据。45.根据权利要求29-44中任一项所述的系统，包括一警报器，当图像处理器检测到突出高于高度阈值的物品时所述警报器致动。46.根据权利要求45所述的系统，其中，所述警报器为能够听到的。47.根据权利要求45或46所述的系统，其中，所述警报器为能够看到的。48.根据权利要求29-47中任一项所述的系统，包括引导运载工具的轨道，其中目的地区域设置在轨道的任一侧。49.根据权利要求48所述的系统，包括沿着所述轨道定位的拣选站，其中所述拣选站配置为允许操作员从所述运载工具取回物品或将物品放置在所述运载工具上。50.根据权利要求49所述的系统，包括一控制器，所述控制器配置为在拣选站处使运载工具停止。51.根据权利要求29所述的系统，其中，所述轨道配置为在所述拣选站处倾斜所述运载工具以将所述运载工具上的物品呈现给操作员。52.根据权利要求48-51中任一项所述的系统，其中，所述轨道包括前轨道和相对的后轨道，在所述前轨道和后轨道之间具有一过道。53.根据权利要求52所述的系统，其中，所述拣选站定位在所述过道的端部。54.根据权利要求52或53所述的系统，其中，检测组件位于前轨道和后轨道之间。55.根据权利要求53所述的系统，其中，所述检测组件位于所述拣选站附近，使得所述检测组件指向位于所述运载工具停止的拣选区域中的目标区域。56.根据权利要求55所述的系统，其中，所述检测组件能够操作用于检测是否操作员的一部分延伸到前轨道和后轨道之间的路径中。57.一种用于处理物料以将物品存储在多个目的地区域和/或从多个目的地区域取回物品的方法，其中所述方法包括以下步骤：控制多个运载工具沿一路径的移动以将物品运送到目的地区域或从目的地区域取回物品；检测其中一个运载工具上的物品是否延伸超过相对于运载工具的预定尺寸阈值，其中检测步骤包括创建代表目标区域的三维表示的深度数据集；其中，响应于检测到物品突出超过尺寸阈值对运载工具进行控制。58.根据权利要求57所述的方法，其中，所述尺寸阈值为运载工具上方的高度。59.根据权利要求57或58所述的方法，其中，响应于检测到物品突出超过尺寸阈值，运载工具沿着路径停止，直到物品不再突出超过尺寸阈值。60.根据权利要求57-59中任一项所述的方法，其中，检测步骤包括发射光和检测二维像素阵列中的多个点处的光的步骤。61.根据权利要求60所述的方法，其中，发射光的步骤包括发射红外或近红外光。62.根据权利要求60或61所述的方法，其中，发射光的步骤包括将结构光发射到目标区域上。63.根据权利要求62所述的方法，其中，检测步骤包括检测发射到目标区域上的结构光。64.根据权利要求63所述的方法，其中，检测步骤检测结构光的失真以确定深度数据集。65...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·林奇，A·史蒂文斯，R·R·德威特，W·L·海因斯，
申请(专利权)人：欧佩克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US