无人搬运系统及其操作方法与流程

本发明涉及一种无人搬运车技术，具体地说，是一种无人搬运系统及其操作方法。

背景技术：

随着物流系统的迅速发展，无人搬运车(简称agv，automatedguidedvehicle)广泛运用于工业、军事、交通运输、电子等领域。无人搬运车是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿特定的路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，不需驾驶员即能行驶。

目前无人搬运车的导引方式可大约分为有轨导引和无轨导引。有轨导引的无人搬运车只能按照顾定的路径进行任务，无法满足运行路径不固定情境的要求，在未知的环境中执行搬运任务。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种无人搬运系统及其操作方法，可在未知的环境中自动建立空间的地图，并且有效率的规划这些无人搬运车的设定搬运路径，以避免发生这些无人搬运车之间的碰撞。除此之外，当其中一台无人搬运车检测到常驻的障碍物，通过实时更新服务器的全局地图，能够有效率的执行避障操作。

根据本发明的实施例，提供一种无人搬运系统，包括服务器以及多个无人搬运车。服务器根据空间参数产生多个地图建立信号。这些无人搬运车分别耦接服务器，其中各无人搬运车通过通讯网络从服务器接收与各无人搬运车对应的地图建立信号，检测周围的环境而产生环境信息，并根据环境信息与地图建立信号产生区域地图信息，且传送区域地图信息给服务器，其中，服务器用以根据这些区域地图信息建立全局地图，以及根据全局地图与空间参数规划各无人搬运车的设定搬运路径，其中，各无人搬运车依照对应的设定搬运路径执行搬运操作。

在本发明的一实施例中，上述的无人搬运系统还包括用户装置，耦接服务器，通过通讯网络发送空间参数至服务器。

在本发明的一实施例中，上述的这些无人搬运车分别配置在空间中的不同位置上。

在本发明的一实施例中，上述的空间参数包括空间的大小、空间的形状、空间中既有的障碍物信息、这些无人搬运车的数目、这些多个无人搬运车的位置的至少其中之一。

在本发明的一实施例中，上述的设定搬运路径为无人搬运车从起始点移动到目标位置的路径，其中起始点与目标位置不同。

在本发明的一实施例中，当上述的无人搬运车依照设定搬运路径执行搬运操作时，若无人搬运车检测到障碍物，无人搬运车暂停搬运操作，并持续侦测障碍物是否消失，并且若无人搬运车没有检测到障碍物，无人搬运车继续搬运操作。

在本发明的一实施例中，当上述的无人搬运车暂停的时间大于预设门坎值，无人搬运车检测周围的环境而产生更新区域地图信息，且传送更新区域地图信息至服务器。

在本发明的一实施例中，上述的更新区域地图信息的检测范围是以无人搬运车的目前位置为中心，且更新区域地图信息的检测范围大小是根据预设值而决定。

在本发明的一实施例中，上述的服务器根据更新区域地图信息更新全局地图，以及根据更新后的全局地图重新规划设定搬运路径，并传送至无人搬运车以更新设定搬运路径，其中，无人搬运车依照更新后的设定搬运路径继续执行搬运操作。

在本发明的一实施例中，当上述的服务器根据更新后的全局地图判断另一设定搬运路径经过障碍物时，服务器暂停在另一设定搬运路径上的另一无人搬运车的搬运操作，以及重新规划另一设定搬运路径，并传送至另一无人搬运车以更新另一设定搬运路径，其中，另一无人搬运车依照更新后的另一设定搬运路径继续执行搬运操作。

在本发明的一实施例中，上述的多个地图建立信号各自包括所对应的无人搬运车要产生的区域地图信息的区域大小。

从另一观点来看，根据本发明的实施例，提供一种无人搬运系统的操作方法，包括下列步骤：根据空间参数产生多个地图建立信号；分别提供这些地图建立信号给对应的无人搬运车，其中各无人搬运车根据环境信息与地图建立信号产生区域地图信息，其中各无人搬运车检测周围的环境而产生环境信息；根据多个区域地图信息建立全局地图；以及根据全局地图与空间参数规划各无人搬运车的设定搬运路径，其中，各无人搬运车依照对应的设定搬运路径执行搬运操作。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是依照本发明一实施例的无人搬运系统的示意图；

图2是依照本发明一实施例的无人搬运车的空间配置示意图；

图3是依照本发明一实施例的无人搬运车的方块示意图；

图4是依照本发明一实施例的无人搬运车的搬运操作示意图；

图5是依照本发明一实施例的无人搬运系统的操作方法的步骤流程图。

附图标号说明

10：无人搬运系统

110、120、300：无人搬运车；

130：服务器；

140：通讯网络；

150：用户装置；

200：空间；

210、220、430：区域；

310：控制装置；

320：无线通信装置；

330：环境感测装置；

340：移动装置；

350：计时装置；

410：货架；

420：障碍物；

50：无人搬运系统的操作方法；

s510～s550：步骤；

a、b：起始点；

c：目标位置；

d：目前位置；

e：位置；

l1、l2：设定搬运路径；

p1、p2：更新后的设定搬运路径。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。

图1是依照本发明一实施例的无人搬运系统的示意图。参考图1，无人搬运系统10包括多个无人搬运车，在图1的实施例中仅绘示出两个无人搬运车110、120，但本发明不限于此，服务器130、通讯网络140。无人搬运车110、120分别配置空间中的不同位置上，用以将物品从起始点搬运到目标位置上。无人搬运车110、120可以以无线通信方式通过通讯网络140耦接服务器130。

通讯网络140可以是有线的网络通讯技术，也可以是不同的无线通信技术，例如，但不限于，无线保真(wirelessfidelity；wi-fi)、全球互通微波存取(worldwideinteroperabilityformicrowaveaccess；wcdma)、长期演进(longtermevolution；lte)或通用封包无线服务(generalpacketradioservice；gprs)。

在本实施例中，无人搬运系统10还包括用户装置150，用户可通过用户装置150在搬运物品前先输入空间参数，空间参数例如包括空间的大小、空间的形状、空间中既有的障碍物信息、这些无人搬运车的数目、这些无人搬运车在空间中的位置等等，或上述的组合。用户装置150也可以耦接服务器130，通过通讯网络发140发送空间参数至服务器130。但在某些实施例中，无人搬运系统10可以不包括用户装置150，上述的空间参数可以预先储存在服务器130中。

服务器130可以依据空间参数将空间划分为多个区域，例如将每一个区域分配给一台无人搬运车。请参照图2，图2是依照本发明一实施例的无人搬运车的空间配置示意图。在图2的实施例中，服务器130将空间200划分为两区域210、220，可以依照无人搬运车110、120在空间200中的所在位置，将区域210分配给无人搬运车110，区域220分配给无人搬运车120，由无人搬运车110、120分别检测区域210、220的环境状况以产生区域地图信息。

在本实施例中，图1与图2用以作为说明范例，本发明并不以此为限，无人搬运车的数目并不限于两台，服务器130将空间划分的区域也不限于两区，在其他的实施例中，所划分的区域数目可以不与无人搬运车的数目相同，由用户依实际需求分配给无人搬运车。空间的形状不限于矩形，或特定形状，本发明所适用的空间也可以是弯曲的通道。

请进一步参照图3，图3是依照本发明一实施例的无人搬运车的方块示意图，图3的无人搬运车300可以是任一无人搬运车的实施例，例如无人搬运车110或120。无人搬运车300包括控制装置310、无线通信装置320、环境感测装置330以及移动装置340。

服务器130根据空间参数后产生多个地图建立信号，这些地图建立信号各自包括所对应的无人搬运车要产生的区域地图信息的区域大小。无人搬运车300的无线通信装置320可以通过通讯网络140从服务器130传送或接收讯号，例如接收与无人搬运车300对应的地图建立信号，并传送地图建立信号至控制装置310。环境感测装置330用以检测无人搬运车300周围的环境状态而产生环境信息，移动装置340例如是全向轮组，用以使无人搬运车300可朝任意方向移动。控制装置310根据地图建立信号控制环境感测装置330与移动装置340，对区域210或220的环境状态进行检测，环境状态例如是区域内的空间分布关系。

控制装置310根据检测到环境信息与地图建立信号产生区域地图信息，并通过无线通信装置320将区域地图信息回传给服务器130。

在本实施例中，控制装置310可以包括由单核心或多核心组成的中央处理单元(centralprocessingunit,cpu)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数码信号处理器(digitalsignalprocessor,dsp)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(applicationspecificintegratedcircuits,asic)、可程序化逻辑设备(programmablelogicdevice,pld)或其他类似装置或这些装置的组合，可用以执行本发明各实施例的无人搬运车的控制或操作的相关指令。

在本实施例中，无线通信装置320例如是支持蓝芽(bluetooth)、wifi、全球互通微波存取(wimax)、近场通讯(nearfieldcommunication；nfc)、长期演进技术(lte)等各种无线通信标准的无线通信装置，本发明并不加以限制。

在本实施例中，环境感测装置330例如是雷达(radar)、超音波或音波感测装置、或是光学感测装置，例如采用光学测距(lightdetectionandranging,lidar)的光学雷达、景深相机、影像捕获设备等等，或是具有感测物体距离功能的其它装置。

在一实施例中，服务器130从无人搬运车110、120接收到关于区域210与区域220的区域地图信息，因此可以根据这些区域地图信息建立空间200的全局地图。

请参照图4，图4是依照本发明一实施例的无人搬运车的搬运操作示意图。建立全局地图后，服务器可以依据全局地图与空间参数规划这些无人搬运车各自的设定搬运路径，使得各无人搬运车依照对应的设定搬运路径执行搬运操作，其中搬运操作是指将物品从起始点移动到目标位置的动作，设定搬运路径例如是从无人搬运车的目前位置到目标位置的路径，或是从物品的目前位置到目标位置的路径。在本实施例中，无人搬运车110、120一开始分别要将物品从空间200中的起始点a、b搬运到货架410。服务器130为无人搬运车110规划了设定搬运路径l1，为无人搬运车120规划了设定搬运路径l2，其中设定搬运路径l1与l2分别为无人搬运车110与120从起始点a与b移动到目标位置c的路径，其中起始点a、b与目标位置c不同。

服务器130通过通讯网络140将设定搬运路径l1、l2分别传送到对应的无人搬运车110、120，让无人搬运车110、120依照各自的设定搬运路径执行搬运操作。

无人搬运车110、120在搬运过程中可以持续通过环境感测装置330检测无人搬运车110、120周围的环境，例如检查行进方向上是否出现障碍物。举例来说，当无人搬运车120依照设定搬运路径l2执行搬运操作过程中，行进至d点时检测到前方出现障碍物420，妨碍接下来的搬运操作，无人搬运车120可以先暂停搬运操作，停留在d点，暂停过程中持续检测障碍物420是否消失，同时，控制装置310例如还包括计时装置350(请参照图3)，当无人搬运车120开始暂停，计时装置350便开始计时动作，以计算暂停时间。若无人搬运车120没有检测到障碍物420，无人搬运车120继续搬运操作。

如果暂停时间小于预设门坎值时，此预设门坎值例如是固定值或是预计执行一次搬运操作的时间等，预设门坎值的大小可以由设计者或用户，依据实际的需求进行适应性的设置，本发明对此不加以限制，环境感测装置330检测到障碍物420消失，代表障碍物420为暂时性障碍物，无人搬运车120继续按照设定搬运路径l2执行搬运操作，并且如果暂停时间大于预设门坎值时，代表障碍物420为常驻的障碍物，无人搬运车120会开始检测周围的环境，例如区域430内的空间分布状态，而产生更新区域地图信息，无人搬运车120检测的范围，例如区域430，也就是更新区域地图信息的范围，是以无人搬运车120的目前位置d为中心，检测的范围大小(意即更新区域地图信息的范围大小)是根据预设值而决定，例如检测目前位置d为中心的边长20米正方形区域，本发明对更新区域地图信息的区域范围并不加以限制，用户也可以根据需求而调整预设值。需说明的是，在某些实施例中，更新区域地图信息的范围大小也可能依据空间的实际状况而小于当初根据预设值而决定的范围大小，在其他的实施例中，更新区域地图信息的范围大小也可以是依据目前位置d至障碍物420的距离而决定。

无人搬运车120完成区域430内的环境检测后，产生更新区域地图信息，并通过通讯网络140将更新区域地图信息传送至服务器130，服务器130根据更新区域地图信息更新空间200的全局地图，并且根据更新后的全局地图重新规划设定搬运路径l2，将重新规划后的设定搬运路径传送至无人搬运车120以更新无人搬运车120的设定搬运路径，例如将设定搬运路径l2后续的路径改为更新后的设定搬运路径p2，因此无人搬运车120可以依照更新后的设定搬运路径p2继续执行搬运操作，且避开障碍物420。

在本实施例中，服务器130根据更新后的全局地图可以判断出另一条设定搬运路径l1也会经过障碍物420，服务器130传送障碍信号给依照设定搬运路径l1移动的无人搬运车110，使无人搬运车110在检测到障碍物420前即先暂停在e点，直到更新具有避障功能的设定搬运路径p1。服务器130根据更新后的全局地图重新规划无人搬运车110的设定搬运路径l1，且将重新规划后的设定搬运路径传送至无人搬运车110以更新无人搬运车110的设定搬运路径，将设定搬运路径l1后续的路径改为更新后的设定搬运路径p1，因此无人搬运车110可以依照更新后的设定搬运路径p1继续执行搬运操作，且避开障碍物420。

在某些实施例中，服务器130也可以不暂停无人搬运车110的动作，无人搬运车110在尚未检测到障碍物420前接收服务器130所重新规划的设定搬运路径后，直接依照更新后的设定搬运路径p1继续执行搬运操作。

图5是依照本发明一实施例的无人搬运系统的操作方法的步骤流程图。同时参考图1至图4，本实施例的方法可至少适用于图1至图4的无人搬运系统10。在本实施例中，无人搬运系统的操作方法50可包括图1至图4的多个无人搬运载车110、120，并且，这些无人搬运车110、120可以如图1通过通讯网络140耦接服务器130。无人搬运系统的操作方法50可包括以下步骤。首先，在步骤s510中，服务器130根据空间参数产生多个地图建立信号。接着，在步骤s520中，服务器130以无线通信的方式分别提供这些地图建立信号给对应的无人搬运车110、120。接着，在步骤s530中，各个无人搬运车110或120根据所接收的地图建立信号检测区域的环境状态以产生环境信息，并且根据环境信息与地图建立信号产生区域地图信息。这些无人搬运车110、120会将区域地图信息发送至服务器130。在步骤s540中，服务器130根据这些区域地图信息建立全局地图，且规划各个无人搬运车110或120的设定搬运路径。在步骤s550中，服务器130将设定搬运路径分别传送给对应的这些无人搬运车110、120，这些无人搬运车110、120会依照各自的设定搬运路径执行搬运操作。据此，无人搬运车110、120可有效率的进行搬运工作。

此外，本实施例的无人搬运系统的操作方法50的其他相关实施方式可依据上述图1～图4实施例中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

综上所述，本发明实施例的无人搬运系统通过服务器根据多个无人搬运车的数目将空间划分为多个区域，使得这些无人搬运车可以检测所分配到的区域的环境状态，产生区域地图信息，服务器根据这些区域地图信息建立完整的全局地图。因此本发明实施例的无人搬运系统与操作方法可通过简单的设定，自动建立空间的地图，并且有效率的规划这些无人搬运车的设定搬运路径，以避免发生这些无人搬运车之间的碰撞。除此之外，当其中一台无人搬运车检测到常驻的障碍物，通过实时更新服务器的全局地图，能够有效率的执行避障操作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。