特許 7350865 倉庫注文履行動作におけるロボット滞在時間最小化

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-15

(45)【発行日】2023-09-26

(54)【発明の名称】倉庫注文履行動作におけるロボット滞在時間最小化

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/137 20060101AFI20230919BHJP

   B65G 1/00 20060101ALI20230919BHJP

【ＦＩ】

B65G1/137 G

B65G1/00 501C

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2021544332

(86)(22)【出願日】2020-01-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-21

(86)【国際出願番号】 US2020015811

(87)【国際公開番号】W WO2020160219

(87)【国際公開日】2020-08-06

【審査請求日】2021-09-28

(31)【優先権主張番号】16/262,209

(32)【優先日】2019-01-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519067275

【氏名又は名称】ローカス ロボティクス コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジョンソン、マイケル チャールズ

(72)【発明者】

【氏名】ジョンソン、ショーン

【審査官】三宅 達

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２０１４４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１３２７９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－２１８１９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ １／００－１／２０

Ｇ０６Ｑ １０／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

倉庫内で動作する複数のロボットのうちの第１のロボットに割り当てられた注文を実行するための方法であって、前記複数のロボットが、複数の作業者の支援を受けて注文を実行するために倉庫管理システムと対話し、各注文が複数の品物を含み、各品物が前記倉庫内に位置し、前記方法は、
前記注文の中の前記複数の品物のうちの第１の品物の格納ロケーションに近接した前記倉庫内の第１のロケーションまで前記第１のロボットをナビゲートするステップと、
前記第１のロボットが前記第１の品物に関する機能を実行するのを前記複数の作業者のうちの作業者が支援するために、前記第１のロケーションにおいて休止するステップと、
前記第１のロボットが作業者によって支援されることなしに最大滞在時間よりも長い間前記第１のロケーションにおいて休止されたかどうかを決定するステップと、
前記第１のロボットが前記最大滞在時間よりも長い間前記第１のロケーションにおいて休止された場合、前記第１のロボットが前記第１の品物に関する前記機能を完了することなしに前記第１のロケーションを離れることを引き起こし、前記第１のロボットが前記注文の中の前記複数の品物のうちの第２の品物に関する機能を実行するために前記第２の品物の格納ロケーションに近接した前記倉庫内の第２のロケーションに進むことを引き起こすステップと
を含み、
前記第１の品物に関する前記機能及び前記第２の品物に関する前記機能は、それぞれ注文履行機能、およびメンテナンス機能のうちの１つまたは複数である、方法。

【請求項2】

前記注文履行機能が、ピッキング又は配置の機能のうちの１つを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記引き起こすステップが、前記注文の中の各品物に近接した、ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーション集団のうちの１つ又は複数を査定するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーション集団を前記査定するステップが、前記注文の中の各品物の周りの領域中の、ロボットの数、作業者の数、又はアクティブ・ロケーションの数のうちの１つ又は複数を決定するステップを含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーション集団を前記査定するステップが、前記注文の中の各品物の周りの前記領域中の作業者対ロボット比を決定するステップを含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記引き起こすステップが、前記第２の品物を、前記注文の中の各品物の周りの前記領域中の、数が最も多い、ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーションの集団、或いは最も高い作業者対ロボット比、のうちの１つ又は複数をもつ領域を有する前記品物として選択するステップを含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記第１のロボットが前記第２の品物に関する機能を実行するのを前記複数の作業者のうちの作業者が支援するために、前記第２のロケーションにおいて前記第１のロボットを休止するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記第１のロボットが前記第２の品物に関して前記第２のロケーションにおいて機能を実行した後に、前記第１のロボットが、前記第１の品物に関して前記第１のロケーションにおいて機能を実行するために、前記注文の中の前記複数の品物のうちの第１の品物の前記格納ロケーションに近接した前記倉庫内の前記第１のロケーションに戻る、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記第１のロボットが、前記第１のロケーションに戻るより前に、前記注文の中の追加の品物に関する機能を実行するために少なくとも１つの追加のロケーションまでナビゲートする、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

注文を実行するためのシステムであって、各注文が、倉庫内に位置する複数の品物を含み、前記システムは、
注文が割り当てられる第１のロボットを含む、前記倉庫内で動作する複数のロボットと、
複数の作業者の支援を受けて注文を実行するために前記複数のロボットと対話するように構成された倉庫管理システムと、
複数の品物を有する第１の注文を前記倉庫管理システムから受信することと、前記注文の中の前記複数の品物のうちの第１の品物の格納ロケーションに近接した前記倉庫内の第１のロケーションまでナビゲートすることとを行うように構成された、前記複数のロボットのうちの第１のロボットと
を備え、
前記第１のロボットは、前記第１のロボットが前記第１の品物に関する機能を実行するために作業者によって支援されることなしに最大滞在時間よりも長い間前記第１のロケーションにおいて休止されたかどうかを決定するように構成され、
前記第１のロボットが前記最大滞在時間よりも長い間前記第１のロケーションにおいて休止された場合、前記第１のロボットが、前記第１の品物に関する前記機能を完了することなしに前記第１のロケーションを離れることと、前記注文の中の前記複数の品物のうちの第２の品物を識別するために前記倉庫管理システムと対話することとを行うように構成され、前記第１のロボットが、作業者の前記支援を受けて前記注文の中の前記第２の品物に関する機能を実行するために前記第２の品物の格納ロケーションに近接した前記倉庫内の第２のロケーションに進むように構成され、
前記第１の品物に関する前記機能及び前記第２の品物に関する前記機能は、それぞれ注文履行機能、およびメンテナンス機能のうちの１つまたは複数である、
システム。

【請求項11】

前記注文履行機能が、ピッキング又は配置の機能のうちの１つを含む、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記注文の中の前記複数の品物のうちの第２の品物を識別する際に、前記倉庫管理が、前記注文の中の各品物に近接した、ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーション集団のうちの１つ又は複数を査定するように構成された、請求項１０に記載のシステム。

【請求項13】

前記ロボット、前記作業者、又は前記アクティブ・ロケーション集団を査定する際に、前記倉庫管理システムが、前記注文の中の各品物の周りの領域中の、ロボットの数、作業者の数、又はアクティブ・ロケーションの数のうちの１つ又は複数を決定するように構成された、請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーション集団のうちの１つ又は複数を査定する際に、前記倉庫管理システムが、前記注文の中の各品物の周りの前記領域中の作業者対ロボット比を決定するように構成された、請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記注文の中の前記複数の品物のうちの前記第２の品物を識別する際に、前記倉庫管理システムが、前記第２の品物を、前記注文の中の各品物の周りの前記領域中の、数が最も多い、ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーションの集団、或いは最も高い作業者対ロボット比のうちの１つ又は複数をもつ領域を有する前記品物として選択するように構成された、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記第１のロボットは、前記第１のロボットが前記第２の品物に関する機能を実行するのを前記複数の作業者のうちの作業者が支援するために、前記第２のロケーションにおいて休止するように構成された、請求項１０に記載のシステム。

【請求項17】

前記第１のロボットが前記第２の品物に関して前記第２のロケーションにおいて機能を実行した後に、前記第１のロボットが、前記第１の品物に関して前記第１のロケーションにおいて機能を実行するために、前記注文の中の前記複数の品物のうちの第１の品物の前記格納ロケーションに近接した前記倉庫内の前記第１のロケーションに戻るように構成された、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記第１のロボットが、前記第１のロケーションに戻るより前に、前記注文の中の追加の品物に関する機能を実行するために少なくとも１つの追加のロケーションまでナビゲートするように構成された、請求項１７に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、参照により本明細書に組み込まれる、２０２０年１月３０日に出願された米国出願第１６／２６２，２０９号の優先権の利益を主張する。

【0002】

本発明は、倉庫注文履行動作における自律型可動ロボットの使用に関し、より詳細には、そのような自律型可動ロボットの滞在時間を最小化することに関する。

【背景技術】

【0003】

注文履行は、一般に、自宅配達のためにインターネット上で注文を行った顧客に出荷されるべき製品で満たされた大きい倉庫内で実施される。いくつかの動作では、生産性及び効率を増加させるために、人間の品物取出しを支援するためにロボットが使用され得る。適時に、正確に、及び効率的な様式でそのような注文を履行することは、控えめに言っても物流的に難しい。バーチャル・ショッピング・カートの「精算する」ボタンをクリックすると「注文」が生じる。注文は、特定の宛先に出荷されるべきである品物のリスティングを含む。「履行」のプロセスは、大きい倉庫からこれらの品物を物理的に取ること又は「ピッキング」することと、それらを梱包することと、指定された宛先にそれらを出荷することとを伴う。したがって、注文履行プロセスの重要な目標は、できるだけ短い時間で、できるだけ多くの品物を出荷することである。

【0004】

倉庫管理システム（ＷＭＳ：ｗａｒｅｈｏｕｓｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ）は、上記で説明されたもののような注文履行倉庫内の日々の動作をサポートするソフトウェア・アプリケーションである。ＷＭＳプログラムは、在庫レベル及び在庫品ロケーションを追跡することなど、作業の集中型管理を可能にする。また、倉庫管理システムは、受取り、検査と受入れ、片づけ、ピッキング位置への内部補充、ピッキング、梱包、出荷ドック上での注文組立、文書化、及び出荷（輸送車両への積み込み）など、重要な及び多くの軽微な倉庫作業のすべてをサポート又は指示する。

【0005】

ＷＭＳは、一般に、上にあるホスト・システム、通常ＥＲＰシステムから注文を受信する。電子商取引注文を介した注文履行の場合、顧客がオンラインで注文を行うとすぐに、その情報が、ホスト・コンピュータ／ＥＲＰシステムを介してＷＭＳに伝えられる。次いで、注文を管理するためのすべての必要なステップ（たとえば、注文された品物をピッキングするなど）が、ＷＭＳ内で処理される。その後、会計トランザクション、顧客への事前出荷通知、在庫管理などをサポートするために、ＥＲＰシステムに情報が送られる。

【0006】

ＷＭＳからの注文が生じたとき、それらはＷＭＳにおける注文キュー中に保持されるか、又はＷＭＳからの注文データが別個のソフトウェア・システム（たとえば注文サーバ）に提供され得、注文キューは確立され得、注文は、倉庫内での実行のためにロボットに割り当てられ得る。各注文は、倉庫内に位置する１つ又は複数の品物を含む。ロボットは、割り当てられた注文の中の様々な品物のロケーションまでナビゲートし、各ロケーションにおいて、人間の作業者は、ロボットが、品物を棚から物理的に取り出し、それをロボット、たとえば通い箱（ｔｏｔｅ）に配置する作業を実行するのを支援し得る。

【0007】

ロボットが、その注文の中の品物のロケーションに到着すると、ロボットは、たとえば光シグナリングを介して、ロボットが作業者による支援を必要としていることを通信し得る。作業者がロボットに到着すると、ロボットは、作業者が読み取ることができるタブレット（又はラップトップ／他のユーザ入出力デバイス）を介して、又は局所作業者によって使用されるハンドヘルド・デバイスに注文を送信することによって、作業者によって選択されるべき品物に関する情報を通信し得る。作業者は、次いで、品物を取り出し、品物バー・コードを走査し、次いで、品物をロボットに配置する。次いで、ロボットは、次いで、注文の中のその次の品物をピック・アップするために別のロケーションに進み得る。

【0008】

限られた数の人間の作業者がエリア内にいるか、又はサービスを必要とするいくつかのロボットがある場合、作業者がロボットに接近してそれを支援する際に遅延があり得る。この遅延は、望ましいものよりも長くなり得、多くのロボットにわたって及びより長い時間期間にわたって増倍されると、これは、全体的な倉庫効率に対する望ましくない効果を有し得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】米国出願第１５／７１２，２２２号

【文献】米国出願第１５／７１２，２５６号

【発明の概要】

【0010】

既存のシステムに勝る本発明の利益及び利点は、発明の概要及び以下の発明を実施するための形態から容易に明らかになろう。本教示が、以下で要約又は開示される実施例以外の実施例を用いて実施され得ることを、当業者は諒解されよう。

【0011】

一態様では、本発明は、倉庫内で動作する複数のロボットのうちの第１のロボットに割り当てられた注文を実行するための方法を含む。複数のロボットは、複数の作業者の支援を受けて注文を実行するために倉庫管理システムと対話し、各注文は複数の品物を含み、各品物は倉庫内に位置する。本方法は、注文の中の複数の品物のうちの第１の品物の格納ロケーションに近接した倉庫内の第１のロケーションまで第１のロボットをナビゲートするステップと、第１のロボットが第１の品物に関する機能を実行するのを複数の作業者のうちの作業者が支援するために、第１のロケーションにおいて休止するステップとを含む。本方法は、第１のロボットが作業者によって支援されることなしに最大滞在時間よりも長い間第１のロケーションにおいて休止されたかどうかを決定するステップをも含む。第１のロボットが最大滞在時間よりも長い間第１のロケーションにおいて休止された場合、本方法は、第１のロボットが第１の品物に関する機能を完了することなしに第１のロケーションを離れることを引き起こし、第１のロボットが注文の中の複数の品物のうちの第２の品物に関する機能を実行するために第２の品物の格納ロケーションに近接した倉庫内の第２のロケーションに進むことを引き起こすステップを含む。

【0012】

本発明の他の態様では、以下の特徴のうちの１つ又は複数が含まれ得る。機能が、ピッキング、配置又はメンテナンス機能のうちの１つを含む、請求項１に記載の方法。引き起こすステップは、注文の中の各品物に近接した、ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーション集団（ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ）のうちの１つ又は複数を査定するステップを含み得る。ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーション集団を査定するステップは、注文の中の各品物の周りの領域中の、ロボットの数、作業者の数、又はアクティブ・ロケーションの数のうちの１つ又は複数を決定するステップを含み得る。ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーション集団を査定するステップは、注文の中の各品物の周りの領域中の作業者対ロボット比を決定するステップを含み得る。引き起こすステップは、第２の品物を、注文の中の各品物の周りの領域中の、最も高い、ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーション集団、或いは作業者対ロボット比のうちの１つ又は複数をもつ領域を有する品物として選択するステップを含み得る。本方法は、第１のロボットが第２の品物に関する機能を実行するのを複数の作業者のうちの作業者が支援するために、第２のロケーションにおいて第１のロボットを休止するステップをさらに含み得る。第１のロボットは第２の品物に関して第２のロケーションにおいて機能を実行した後に、第１のロボットは、第１の品物に関して第１のロケーションにおいて機能を実行するために、注文の中の複数の品物のうちの第１の品物の格納ロケーションに近接した倉庫内の第１のロケーションに戻り得る。第１のロボットは、第１のロケーションに戻るより前に、注文の中の追加の品物に関する機能を実行するために少なくとも１つの追加のロケーションまでナビゲートし得る。

【0013】

別の態様では、本発明は、注文を実行するためのシステムを採用し、各注文は、倉庫内に位置する複数の品物を含む。本システムは、注文が割り当てられる第１のロボットを含む、倉庫内で動作する複数のロボットを含む。複数の作業者の支援を受けて注文を実行するために複数のロボットと対話するように構成された倉庫管理システムと、複数の品物を有する第１の注文を倉庫管理システムから受信することと、注文の中の複数の品物のうちの第１の品物の格納ロケーションに近接した倉庫内の第１のロケーションまでナビゲートすることとを行うように構成された、複数のロボットのうちの第１のロボットとがある。第１のロボットは、第１のロボットが第１の品物に関する機能を実行するために作業者によって支援されることなしに最大滞在時間よりも長い間第１のロケーションにおいて休止されたかどうかを決定するように構成される。第１のロボットが最大滞在時間よりも長い間第１のロケーションにおいて休止された場合、第１のロボットは、第１の品物に関する機能を完了することなしに第１のロケーションを離れることと、注文の中の複数の品物のうちの第２の品物を識別するために倉庫管理システムと対話することとを行うように構成される。第１のロボットは、作業者の支援を受けて注文の中の第２の品物に関する機能を実行するために第２の品物の格納ロケーションに近接した倉庫内の第２のロケーションに進むように構成される。

【0014】

本発明のまたさらなる態様では、以下の特徴のうちの１つ又は複数が含まれ得る。機能は、ピッキング、配置又はメンテナンス機能のうちの１つを含み得る。注文の中の複数の品物のうちの第２の品物を識別する際に、倉庫管理は、注文の中の各品物に近接した、ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーション集団のうちの１つ又は複数を査定するように構成され得る。ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーション集団を査定する際に、倉庫管理システムは、注文の中の各品物の周りの領域中の、ロボットの数、作業者の数、又はアクティブ・ロケーションの数のうちの１つ又は複数を決定するように構成され得る。ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーション集団のうちの１つ又は複数を査定する際に、倉庫管理システムは、注文の中の各品物の周りの領域中の作業者対ロボット比を決定するように構成され得る。注文の中の複数の品物のうちの第２の品物を識別する際に、倉庫管理システムは、第２の品物を、注文の中の各品物の周りの領域中の、最も高い、ロボット、作業者、又はアクティブ・ロケーション集団、或いは作業者対ロボット比のうちの１つ又は複数をもつ領域を有する品物として選択するように構成され得る。第１のロボットは、第１のロボットが第２の品物に関する機能を実行するのを複数の作業者のうちの作業者が支援するために、第２のロケーションにおいて休止するように構成され得る。第１のロボットは第２の品物に関して第２のロケーションにおいて機能を実行した後に、第１のロボットは、第１の品物に関して第１のロケーションにおいて機能を実行するために、注文の中の複数の品物のうちの第１の品物の格納ロケーションに近接した倉庫内の第１のロケーションに戻るように構成され得る。第１のロボットは、第１のロケーションに戻るより前に、注文の中の追加の品物に関する機能を実行するために少なくとも１つの追加のロケーションまでナビゲートするように構成され得る。

【0015】

本発明のこれら及び他の特徴は、以下の発明を実施するための形態及び添付図から明らかであろう。

【0016】

次に、本発明の実施例が、単に実例として、添付の図面を参照しながら説明される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】注文履行倉庫の上面図である。

【図2A】図１に示されている倉庫内で使用されるロボットのうちの１つのベースの正面図である。

【図2B】図１に示されている倉庫内で使用されるロボットのうちの１つのベースの斜視図である。

【図3】アーマチュア（ａｒｍａｔｕｒｅ）を装備し、図１に示されている棚の前に駐機された図２Ａ及び図２Ｂ中のロボットの斜視図である。

【図4】ロボット上のレーザー・レーダーを使用して作成された図１の倉庫の部分マップである。

【図5】倉庫全体にわたって分散された基準マーカーのロケーションを特定し、基準マーカー・ポーズを格納するためのプロセスを表すフロー・チャートである。

【図6】基準識別子とポーズとのマッピングの表である。

【図7】ビン・ロケーションと基準識別子とのマッピングの表である。

【図8】製品ＳＫＵとポーズとのマッピング・プロセスを表すフロー・チャートである。

【図9】倉庫内に配備されたロボット及び作業者のロケーションを表す、注文履行倉庫の一部分の上面図である。

【図10】本発明の一態様による、ロボット滞在時間を最小化するためのアルゴリズムを表すフロー・チャートである。

【図11】例示的なコンピューティング・システムのブロック図である。

【図12】例示的な分散型ネットワークのネットワーク図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

添付の図面において説明及び／又は示され、以下の説明において詳述される非限定的な実施例及び実例を参照しながら、本開示並びに本開示の様々な特徴及び有利な詳細が、より十分に説明される。図面に示される特徴は、必ずしも、一定の縮尺で描かれているとは限らず、一実施例の特徴は、本明細書に明示的に記載されていない場合でも、当業者が認識するように他の実施例とともに採用され得ることに留意されたい。よく知られている構成要素及び処理技法の説明は、本開示の実施例を不必要に不明瞭にしないように、省略され得る。本明細書で使用される実例は、本開示が実施され得るやり方の理解を容易にし、さらに当業者が本開示の実施例を実施することを可能にするためのものにすぎない。したがって、本明細書の実例及び実施例は、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。その上、類似の参照番号が、図面のいくつかの図の全体にわたって同様の部分を表すことに留意されたい。

【0019】

本開示は、効率及び生産性を増加させるために自律型可動ロボット又は「ＡＭＲ：ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｍｏｂｉｌｅ ｒｏｂｏｔ」を使用する倉庫内の注文履行動作に適用され得る、滞在最小化手法を対象とする。特定のＡＭＲ実装形態が本明細書で説明されるが、それは、本発明による滞在最小化手法のためのコンテキストを提供するにすぎない。任意の適用可能なロボット設計／システムが、本明細書で説明される誘導プロセスと併せて使用され得る。その上、本明細書で説明される実装形態は、ＡＭＲがピッキング機能を実行することに的を絞っているが、本明細書で説明される滞在最小化手法は、限定はしないが、品物を配置することと、品物に関してメンテナンス機能を実施することとを含む、ロボットが実行していることがある任意の機能に適用可能である。

【0020】

図１を参照すると、一般的な注文履行倉庫１０が、注文に含まれ得る様々な品物で満たされた棚１２を含む。動作中、倉庫管理サーバ１５からの注文１６の着信ストリームが、注文サーバ１４に到着する。注文サーバ１４は、特に、誘導プロセス中のロボット１８への割当てのために、注文に優先度を付け、グループ化し得る。ロボットが、作業者によって処理ステーション（たとえばステーション１００）において誘導されたとき、注文１６は、実行のために、たとえばワイヤレスに、ロボット１８に割り当てられ、通信される。本発明の一態様による誘導プロセスが、以下でより詳細に説明される。

【0021】

注文サーバ１４は、ＷＭＳサーバ１５及びＷＭＳソフトウェアと相互動作するように構成された個別ソフトウェア・システムをもつ別個のサーバであり得、又は注文サーバ機能性は、ＷＭＳソフトウェアに組み込まれ、ＷＭＳサーバ１５上で実行され得ることが、当業者によって理解されよう。

【0022】

好ましい実施例では、図２Ａ及び図２Ｂに示されているロボット１８が、レーザー・レーダー２２を有する自律型車輪付きベース２０を含む。ベース２０は、ロボット１８が注文サーバ１４及び／又は他のロボットから命令を受信することとそれらにデータを送信することとを可能にするトランシーバ（図示せず）と、デジタル光学カメラ２４ａ及び２４ｂのペアとをも採用する。ロボット・ベースは、自律型車輪付きベース２０に電力供給するバッテリーを再充電するための電気充電ポート２６をも含む。ベース２０は、ロボットの環境を表す情報をキャプチャするためにレーザー・レーダーとカメラ２４ａ及び２４ｂとからデータを受信するプロセッサ（図示せず）をさらに採用する。倉庫１０内のナビゲーションに関連付けられた様々な作業を実行すること、並びに、図３に示されているように、棚１２に配置された基準マーカー３０までナビゲートすることを行うために、プロセッサとともに動作するメモリ（図示せず）がある。基準マーカー３０（たとえば２次元バー・コード）は、注文された品物のビン／ロケーションに対応する。本発明のナビゲーション手法が、図４～図８に関して以下で詳細に説明される。

【0023】

基準マーカーは、（誘導ステーションを含む）処理ステーションを識別するためにも使用され、そのような処理ステーション基準マーカーまでのナビゲーションは、注文された品物のビン／ロケーションまでのナビゲーションと同じであり得る。本明細書で説明されるナビゲーション手法は例示的なものにすぎず、任意の他の適用可能なナビゲーション手法が使用され得ることに留意されたい。

【0024】

再び図２Ｂを参照すると、ベース２０は、品物を担持するために通い箱又はビンが格納され得る、上部表面３２を含む。複数の交換可能なアーマチュア４０のうちのいずれか１つを係合させる、連結器３４も示されており、アーマチュア４０のうちの１つが図３に示されている。図３中の特定のアーマチュア４０は、品物を受け取る通い箱４４を担持するための通い箱保持具４２（この場合、棚）と、タブレット４８を支持するためのタブレット保持具４６（又はラップトップ／他のユーザ入力デバイス）とを採用する。いくつかの実施例では、アーマチュア４０は、品物を担持するための１つ又は複数の通い箱を支持する。他の実施例では、ベース２０は、受け取られた品物を担持するための１つ又は複数の通い箱を支持する。本明細書で使用される「通い箱」という用語は、限定はしないが、貨物保持具、ビン、かご、棚、品物をつるすことができるロッド、台車、木枠、ラック、スタンド、架台、容器、箱、缶、入れ物、及び置場を含む。

【0025】

ロボット１８は、倉庫１０を動き回ることにおいて優れているが、現在のロボット技術では、ロボット１８は、棚から迅速に及び効率的に品物をピッキングし、それらを通い箱４４に配置するのに十分に熟達していない。現在、品物をピッキングする、より効率的なやり方は、注文された品物を棚１２から物理的に取り出し、それをロボット１８、たとえば通い箱４４に配置する作業を実行するために、一般に人間である局所作業者５０を使用することである。ロボット１８は、局所作業者５０が読み取ることができるタブレット４８（又はラップトップ／他のユーザ入出力デバイス）を介して、又は局所作業者５０によって使用されるハンドヘルド・デバイスに注文を送信することによって、注文（すなわち、選択すべき個々の（１つ又は複数の）品物）を局所作業者５０に通信する。

【0026】

ロボット１８は、注文サーバ１４から注文１６を受信すると、たとえば図３に示されているように、最初の倉庫ロケーションに進む。ロボット１８は、メモリに格納され、プロセッサによって実行されるナビゲーション・ソフトウェアに基づいて、これを行う。ナビゲーション・ソフトウェアは、レーザー・レーダー２２によって集められた環境に関するデータと、特定の品物が見つけられ得る倉庫１０内のロケーションに対応する基準マーカー３０の基準識別子（「ＩＤ」）を識別するメモリ中の内部表と、ナビゲートするためのカメラ２４ａ及び２４ｂとに頼る。

【0027】

ロボット１８は、正しいロケーション（ポーズ）に達すると、品物が格納された棚１２の前にそれ自体を駐機し、品物情報を局所作業者５０に通信し、局所作業者５０が棚１２から品物を取り出し、それを通い箱４４に配置するために、待つ（又は滞在する）。ロボット１８が、取り出すべき他の品物を有する場合、ロボット１８はそれらのロケーションに進む。次いで、ロボット１８によって取り出された（１つ又は複数の）品物は、図１の処理ステーション１００に配達され、それらは梱包され、出荷される。処理ステーション１００は、この図に関して、ロボットを誘導すること及び荷下ろし／梱包することが可能であるものとして説明されたが、処理ステーション１００は、ロボットが、ステーションにおいて誘導されるか又は荷下ろし／梱包されるかのいずれかであるように、すなわち、ロボットが、単一の機能を実施するように制限され得るように、構成され得る。

【0028】

本発明の説明を簡略化するために、単一のロボット１８及び作業者５０が説明される。ただし、図１から明らかであるように、一般的な履行動作は、注文の絶え間ないストリームに応じるために、倉庫内で互いの間で働く多くのロボット及び作業者を含む。

【0029】

本発明のナビゲーション手法、並びに取り出されるべき品物のＳＫＵと、品物がある倉庫内の基準マーカーに関連付けられた基準ＩＤ／ポーズとの意味マッピング（ｓｅｍａｎｔｉｃ ｍａｐｐｉｎｇ）が、図４～図８に関して以下で詳細に説明される。これは本明細書で説明される例示的なナビゲーション手法であることと、任意の好適なナビゲーション手法が、本明細書で説明される誘導プロセスと併せて使用され得ることとに留意されたい。

【0030】

１つ又は複数のロボット１８を使用して、倉庫１０のマップが、静的及び動的両方の物体のロケーション並びに倉庫全体にわたって分散された様々な基準マーカーのロケーションを決定するために、作成され、動的に更新されなければならない。ロボット１８のうちの１つ又は複数が、そのレーザー・レーダー２２並びに同時位置特定及びマッピング（ＳＬＡＭ：ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ）を利用して倉庫をナビゲートし、図４のマップ１０ａを作り／更新し、これは、未知環境の仮想マップを構築又は更新する算出方法である。普及しているＳＬＡＭ近似解法は、粒子フィルタ及び拡張カルマン・フィルタを含む。ＳＬＡＭ ＧＭａｐｐｉｎｇ手法は好ましい手法であるが、任意の好適なＳＬＡＭ手法が使用され得る。

【0031】

ロボット１８は、そのレーザー・レーダー２２を利用して、ロボット１８が空間全体にわたって進行し、レーザー・レーダーが環境を走査するときに受け取る反射に基づいて、空間内のオープン空間１１２、壁１１４、物体１１６、及び棚１２ａなどの他の静的障害物を識別するとき、倉庫１０のマップ１０ａを作成／更新する。

【0032】

マップ１０ａを構築している間、又はその後、１つ又は複数のロボット１８は倉庫１０中をナビゲートし、カメラ２４ａ及び２４ｂを使用して環境を走査し、品物が格納された図３の３２及び３４などのビンに近接した棚上の、倉庫全体にわたって分散された基準マーカー（２次元バー・コード）のロケーションを特定する。ロボット１８は、原点１１０など、参照のための知られている参照点又は原点を使用する。図３及び図４の基準マーカー３０などの基準マーカーのロケーションが、ロボット１８によってそのカメラ２４ａ及び２４ｂを使用して特定されたとき、原点１１０に対する倉庫内のロケーションが決定される。図２Ａに示されているように、２つのカメラ、ロボット・ベースの両側のカメラを使用することによって、ロボット１８は、ロボットの両側から外に広がる比較的広い視野（たとえば１２０度）を有することができる。これにより、ロボットは、それがシェルビング（ｓｈｅｌｖｉｎｇ）の通路を行き来して進行するとき、たとえば、ロボットの両側の基準マーカーを見ることが可能になる。

【0033】

ホイール・エンコーダ及び方位センサーの使用によって、ベクトル１２０と、倉庫１０内のロボットの位置とが決定され得る。基準マーカー／２次元バー・コードのキャプチャされた画像と、その知られているサイズとを使用して、ロボット１８は、基準マーカー／２次元バー・コードのロボットに対する配向及びロボットからの距離、すなわちベクトル１３０を決定することができる。ベクトル１２０及び１３０が知られれば、原点１１０と基準マーカー３０との間のベクトル１４０が決定され得る。ベクトル１４０と、ロボット１８に対する基準マーカー／２次元バー・コードの決定された配向とから、ポーズが決定され得、ポーズは、その配向とともに倉庫内のその位置（ｘ，ｙ，ｚ座標）を備えるか、又は基準マーカー３０に対する四元数（ｘ，ｙ，ｚ，ω）を備える。基準ポーズは、一般にフロア上にあり、したがってｚ座標は０であるので、座標は、ｘ座標及びｙ座標のみを含み得ることに留意されたい。

【0034】

基準マーカー・ロケーション特定プロセスについて説明する図５のフロー・チャート２００が説明される。これは、初期マッピング・モードで実施され、ロボット１８が、ピッキングすること、配置すること及び／又は他の作業を実施している間に、倉庫内で新しい基準マーカーに遭遇したとき実施される。ステップ２０２において、ロボット１８は、カメラ２４ａ及び２４ｂを使用して画像をキャプチャし、ステップ２０４において、キャプチャされた画像内で基準マーカーを探索する。ステップ２０６において、基準マーカーが画像中で見つけられた場合（ステップ２０４）、その基準マーカーが、図６の基準表３００にすでに格納されているかどうかが決定され、基準表３００はロボット１８のメモリ３４中に及び／又は倉庫管理システム１５中にあり得る。基準情報がすでにメモリに格納されている場合、フロー・チャートは、別の画像をキャプチャするためのステップ２０２に戻る。その基準情報がメモリにない場合、上記で説明されたプロセスに従ってポーズが決定され、ステップ２０８において、その基準情報は、基準対ポーズのルックアップ表３００に追加される。

【0035】

各ロボットのメモリに及び／又は倉庫管理システム１５に格納され得るルックアップ表３００中に、各基準マーカーについて、基準識別子、１、２、３などと、各基準識別子に関連付けられた基準マーカー／バー・コードについてのポーズとが含まれる。上記のように、ポーズは、配向とともに倉庫内のｘ，ｙ，ｚ座標からなるか、又は四元数（ｘ，ｙ，ｚ，ω）からなる。

【0036】

同じく各ロボットのメモリに及び／又は倉庫管理システム１５に格納され得る図７の別のルックアップ表４００中に、特定の基準ＩＤ４０４、たとえば数「１１」に相関された倉庫１０内のビン・ロケーション（たとえば４０２ａ～４０２ｆ）のリスティングがある。ビン・ロケーションは、この実例では７つの英数文字からなる。最初の６文字（たとえばＬ０１００１）は、倉庫内の棚ロケーションに関係し、最後の文字（たとえばＡ～Ｆ）は、棚ロケーションにおける特定のビンを識別する。この実例では、基準ＩＤ「１１」に関連付けられた６つの異なるビン・ロケーションがある。各基準ＩＤ／マーカーに関連付けられた１つ又は複数のビンがあり得る。図１の充電エリア１９にある充電ステーション、及び処理ステーション１００も、表４００に格納され、基準ＩＤに相関され得る。基準ＩＤから、充電ステーション及び処理ステーションのポーズが、図６の表３００において見つけられ得る。

【0037】

英数字のビン・ロケーションは、品物が格納された倉庫１０内の物理的ロケーションに対応するものとして、人間、たとえば図３の作業者５０にとって理解可能である。しかしながら、英数字のビン・ロケーションはロボット１８にとって意味がない。基準ＩＤにロケーションをマッピングすることによって、ロボット１８は、図６の表３００の情報を使用して基準ＩＤのポーズを決定し、次いで、本明細書で説明されるようにポーズにナビゲートすることができる。

【0038】

本発明による注文履行プロセスが、図８のフロー・チャート５００に表されている。ステップ５０２において、図１の倉庫管理システム１５は、取り出されるべき１つ又は複数の品物からなり得る注文を取得する。ステップ５０４において、倉庫管理システム１５によって品物の（１つ又は複数の）ＳＫＵ番号が決定され、ステップ５０６において、（１つ又は複数の）ＳＫＵ番号から（１つ又は複数の）ビン・ロケーションが決定される。次いで、注文に関するビン・ロケーションのリストがロボット１８に送信される。ステップ５０８において、ロボット１８はビン・ロケーションを基準ＩＤに相関させ、ステップ５１０において、基準ＩＤから各基準ＩＤのポーズが取得される。ステップ５１２において、ロボット１８は、図３に示されているようにそのポーズにナビゲートし、作業者は、取り出されるべき品物を適切なビンからピッキングし、それをロボットに配置することができる。

【0039】

倉庫管理システム１５によって取得された、ＳＫＵ番号及びビン・ロケーションなどの品物固有情報は、ロボット１８上のタブレット４８に送信され得、それにより、作業者５０は、ロボットが各基準マーカー・ロケーションに到着したときに取り出されるべき特定の品物を通知され得る。

【0040】

ＳＬＡＭマップ及び基準ＩＤのポーズが知られれば、ロボット１８は、様々なロボット・ナビゲーション技法を使用して、基準ＩＤのうちのいずれか１つに容易にナビゲートすることができる。好ましい手法は、倉庫１０内のオープン空間１１２、及び壁１１４、棚（棚１２など）及び他の障害物１１６の知識を与えられて、基準マーカー・ポーズへの初期ルートを設定することを伴う。ロボットがそのレーザー・レーダー２２を使用して倉庫をあちこち動き始めたとき、ロボットは、固定の障害物、或いは他のロボット１８及び／又は作業者５０などの動的障害物のいずれかがその経路にあるかどうかを決定し、基準マーカーのポーズへのその経路を繰り返し更新する。ロボットは、障害物を避けながら最も効率的及び効果的な経路を常に探索して、約５０ミリ秒ごとにそのルートを再計画する。

【0041】

概して、倉庫１０ａ内のロボットの位置特定は、ＳＬＡＭ仮想マップ上で動作する多対多多重解像度走査マッチング（Ｍ３ＲＳＭ：ｍａｎｙ－ｔｏ－ｍａｎｙ ｍｕｌｔｉｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｓｃａｎ ｍａｔｃｈｉｎｇ）によって達成される。ブルート・フォース方法と比較して、Ｍ３ＲＳＭは、ＳＬＡＭループ・クロージャ及び走査マッチング、すなわちロボット・ポーズ及び位置を決定する際の２つの重要なステップをロボットが実施するための算出時間を劇的に低減する。ロボット位置特定は、２０１７年９月２２日に出願され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｍｕｌｔｉ－Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｓｃａｎ Ｍａｔｃｈｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ Ｚｏｎｅｓ」と題する関連の米国出願第１５／７１２，２２２号において開示された方法によれば、Ｍ３ＳＲＭ探索空間を最小限に抑えることによってさらに改善される。

【0042】

本明細書で両方とも説明される、ＳＬＡＭナビゲーション技法と組み合わせられた製品ＳＫＵ／基準ＩＤと基準ポーズとのマッピング技法を用いて、ロボット１８は、倉庫内のロケーションを決定するためのグリッド線及び中間基準マーカーを伴う、一般に使用されるより複雑なナビゲーション手法を使用する必要なしに、極めて効率的及び効果的に倉庫空間をナビゲートすることが可能である。

【0043】

概して、倉庫内の他のロボット及び移動している障害物の存在下でのナビゲーションが、ダイナミック・ウィンドウ・アプローチ（ＤＷＡ：ｄｙｎａｍｉｃ ｗｉｎｄｏｗ ａｐｐｒｏａｃｈ）及び最適相互衝突回避（ＯＲＣＡ：ｏｐｔｉｍａｌ ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｖｏｉｄａｎｃｅ）を含む衝突回避方法によって達成される。ＤＷＡは、障害物との衝突を回避し、ターゲット基準マーカーへの所望の経路を選好する、実現可能なロボット動き軌跡間の増分移動を算出する。ＯＲＣＡは、（１つ又は複数の）他のロボットとの通信を必要とすることなしに、他の移動しているロボットとの衝突を最適に回避する。ナビゲーションは、約５０ｍｓ更新間隔で算出された軌跡に沿った一連の増分移動として進む。衝突回避は、２０１７年９月２２日に出願され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｄｙｎａｍｉｃ Ｗｉｎｄｏｗ Ａｐｐｒｏａｃｈ Ｕｓｉｎｇ Ｏｐｔｉｍａｌ Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ Ｃｏｓｔ－Ｃｒｉｔｉｃ」と題する関連の米国出願第１５／７１２，２５６号において説明された技法によってさらに改善され得る。

【0044】

図９を参照すると、一般的な注文履行倉庫１０ａの一部分が、注文に含まれ得る様々な品物で満たされた棚、たとえば棚１２ａと、ピッキング注文（又は配置／メンテナンス注文）を実行するために倉庫内に配備された複数のロボット、たとえば１８ａとを含む。棚から品物をピッキングする際にロボットをサービスするために倉庫全体にわたって分散された何人かの作業者、たとえば５０ａも示されている。ロボットがサービスを必要としているエリア内に、限られた数の人間の作業者がいるか、又は、所与のエリア内に妥当な数の作業者がいるが、サービスを必要とする高い数のロボットがあり得る、状況があり得る。いずれの場合も、ロボットは、作業者によって支援される際に遅延を経験し得る。そのような遅延は、望ましいものよりも長くなり得、多くのロボットにわたって及びより長い時間期間にわたって増倍されると、これは、全体的な倉庫効率に対する望ましくない効果を有し得る。

【0045】

ロボットが作業者によってサービスされるのを待つ間に経験する遅延又は「滞在時間」を低減するための、本発明の一態様による方法が説明される。ロボット、たとえば、品物７３０に近接したロボット１８ａが、その注文の中の品物のロケーションに到着すると、ロボットは、たとえば光シグナリングを介して、ロボットが作業者による支援を必要としていることを通信し得、ロボットは、ロケーションへの到着から作業者によるサービスまでにかかる時間の量（滞在時間）を決定し得る。最も近い作業者である作業者５０ａは、隣の通路におり、ロボット１８ａが支援を必要としていることを最初は知らないことがある。その上、作業者５０がロボット１８ａに達する前に担当し得るサービスを同じく必要とし得る、他のロボットが近傍にある。その結果、ロボット１８ａは、望まれるよりも長い時間期間の間、滞在し、アイドルのままであり、それにより、非効率的に動作し得る。本発明による最大滞在時間は、ロボット及び作業者の数と実行される注文の量とを考慮する特定の実装形態に基づいて定義され得る。最大滞在時間は、たとえば、１分から５分の間に設定され得る。より長い又はより短い滞在時間設定が使用され得る。

【0046】

引き続き図９を参照すると、作業者がロボット１８ａをサービスするために到着するまで品物７３０の近くに滞在する代わりに、ロボット１８ａは、代わりに、その割り当てられた注文の品物を、最初に決定されたものとは異なるシーケンスにおいて処理し得る。この実例では、注文が割り当てられた後に決定された、ロボット１８ａのための元のシーケンスは、品物７３０、７３１、７３２、７３３、及び７３４を順次ピッキングすることであった。品物は、上記で説明されたように、品物に関連付けられた基準のポーズによって示されることに留意されたい。通常、ロボット１８ａは、作業者が品物をピッキングし、それをロボット１８ａに積むまで、品物７３０の近くで単に待つであろう。ロボット１８ａは、次いで、すべての品物がピッキングされるまで、その注文の中の他の品物に順次進み得、その時点において、ロボット１８ａは、次いで、品物が梱包及び出荷され得るように梱包ステーションに進むであろう。注文の中の品物をピッキングするシーケンスを決定することは、本発明の範囲外であり、したがって、本明細書では説明されないことに留意されたい。

【0047】

本発明によれば、最大滞在時間が、品物７３０のためのロケーションにおいてなど、ロケーションにおいて超えられた場合、注文の中の残りの品物は評価され得、ロボット１８ａは、品物７３０から移動し、シーケンスから外れて注文の中の別の品物に進むように命令され得る。ロボットは、次いで、ロボットが品物７３０をスキップし、次の品物を処理した後に、元のシーケンスを続け得る。ロボットは、次いで、残りの品物がピッキングされると、品物７３０に戻り得る。代替的に、品物７３０をスキップし、注文の中の別の品物に進んだ後に、残りの品物が再評価され得、新しいシーケンスが、何らかの所望のプロセスによって定義され得る。

【0048】

品物がスキップされるときに進むべき次の品物を決定する際に、注文の中の互いの品物の周りのエリア内のロボット及び／又は作業者集団は、どの領域がロボット１８ａを最も迅速にサービスする可能性があるかを決定するために、考慮／査定され得る。これは、最も高いロボット／作業者密度（品物の周辺の領域の面積にわたるロボット及び／又は作業者の数）をもつ領域、又は最も高い作業者対ロボット比をもつ領域、或いは両方の組合せの領域中の品物を選択することを含む、様々なやり方で行われ得る。領域は、品物７３１の周りの領域７４０、品物７３２の周りの領域７４２、品物７３３の周りの領域７４４、及び品物７３４の周りの領域７４６など、現在の注文／注文セットの中の各追加の品物の周りで定義され得る。領域は、半径を選択することと、選択された半径の各品物の周りの円を投影することとによって確立され得る。半径は実装形態によって変動し得るが、一実例として、半径は１０メートルであり得る。領域の面積と領域中のロボット／作業者の数とから、ロボット／作業者密度は計算され得る。

【0049】

図９に見られるように、品物７３２の周りの領域７４０中に、４つのロボット及び２人の作業者がおり、合計６の集団がある。品物７３３の周りの領域７４２中に、１つのロボット及び２人の作業者がおり、合計３の集団があり、品物７３３の周りの領域７４４中に、４つのロボット及び１人の作業者がいる。最後に、品物７３４の周りの領域７４６中に、３つのロボット及び２人の作業者がおり、合計５の集団がある。各領域中の作業者対ロボット比は、以下の通りであり、すなわち、領域７４０中で２：４、領域７４２中で２：１、領域７４４中で１：４、及び領域７４６中で２：３である。進むべき次の品物は、最も高いロボット／作業者集団密度に基づき得、これは、この実例では、２つの領域７４０及び７４６になり、各々が、それらのそれぞれの固定サイズ領域中に合計６の集団をもつ。又は、ロボットと比較してより高い数の作業者をもつ領域が、より低い滞在時間を生じる可能性があるので、次の品物は、作業者対ロボット比に基づき得る。この場合、領域７４０の２：４の比と比較して２：３の比を有する領域７４６が選択され得、品物７３４が、ピッキング動作のために進むべき次の品物として識別され得る。

【0050】

いくつかの場合には、ロボット１８ａ以外のロボットに割り当てられたが、品物がまだピッキングされていない、倉庫内の品物のロケーション（「アクティブ・ロケーション」）が、識別され得る。たとえば、図９のマップは、そのようなアクティブ・ロケーションにあるインジケータを含み得、これは、ロボットに送るべき次の品物／ロケーションを選択するために、領域中の作業者／ロボット集団／密度の代わりに、又はそれに加えて、使用され得る。アクティブ・ロケーションは、以下のように表される。品物７３２の周りの領域７４０中に、１つのアクティブ・ロケーション７４８がある。品物７３３の周りの領域７４２中に、１つのアクティブ・ロケーション７５０がある。品物７３３の周りの領域７４４中に、１つのアクティブ・ロケーション７５２がある。最後に、品物７３４の周りの領域７４６中に、３つのアクティブ・ロケーション７５４、７５６、及び７５８がある。次の品物が、ロボット又は作業者の代わりにアクティブ・ロケーション上で選択されるべきである場合、品物７３４の周りの領域７４６が、依然として選択されるであろう。アクティブ・ロケーションのためのポーズは、上記で説明されたように、ピッキングされるように割り当てられた品物に対応する基準マーカー／２次元バー・コードに関連付けられたロケーションであることに留意されたい。

【0051】

この注文の中の他の品物に伴うさらなる滞在時間問題がないと仮定すると、新しいピッキング・シーケンスは、品物７３４、品物７３１、品物７３２、品物７３３であり、最後に、ロボット１８ａは、スキップされた品物７３０に戻るであろう。もちろん、品物７３４がピッキングされた後の他のシーケンスが可能である。たとえば、ロボット１８ａは、品物７３４をピッキングした後に品物７３０に戻り、次いで、順番通り品物７３１～７３３のために進み得る。

【0052】

代替的に、新しいシーケンスは、上記で確立された集団密度及び比に基づき得る。その場合、シーケンスは、品物７３４、品物７３１（集団密度６、比２：４）、品物７３３（集団密度５、比１：４）、品物７３２（集団密度３、比２：１）であり得る。

【0053】

図１０のフロー・チャート８００は、本発明の一態様による滞在時間最小化プロセスをソフトウェア／ファームウェアにおいて実装するためのアルゴリズムを表す。ソフトウェア／ファームウェアは、ＷＭＳレベルにおいて、又はロボット１８ａ上で、或いは両方の組合せで実行し得る。上記のように、ロボットが誘導され、注文を割り当てられるとき、注文の中の品物をピッキングするためのシーケンスが確立され、ロボットは、各品物に順次進むことによって注文を履行することに着手する。ステップ８０２において、ロボット１８ａは、注文の中の最初の品物又は任意の他の品物であり得る、注文の中の品物、品物Ｘのロケーション（ポーズ）に到着することが示されている。

【0054】

ステップ８０４において、ロボット１８ａが作業者によって支援されているかどうかが決定され、ロボット１８ａが支援されている場合、システムは、ステップ８０６に進み、ロボットは作業者の支援を受けてピッキング機能を完了し、次いで、シーケンス中の次の品物Ｘ＋１に進む。ステップ８０４において、ロボット１８ａが作業者によってまだ支援されていないと決定された場合、ステップ８０８において、作業者が支援するのを待つ間に、あらかじめ決定された最大滞在時間が超えられたかどうかが決定される。滞在時間が超えられていない場合、システムは、ステップ８０４に戻って、ロボットを支援する作業者がいるかどうかを再びチェックする。

【0055】

ステップ８０８において、最大滞在時間が超えられたと決定された場合、ステップ８１０において、ピッキングされるべき注文の中の追加の品物があるかどうかが決定され、追加の品物がない場合、システムは、ステップ８０４に戻って、作業者がロボットを支援したかどうかを決定する。注文の中に品物が残っていない場合、現在の品物をスキップして、注文の中の別の品物をサービスすることは可能でなく、したがって、ループは、ロボットが作業者によって支援されるまで続き、次いで、ステップ８０６において、ロボットは、梱包ステーションまでナビゲートすることによって注文を終了する。

【0056】

ステップ８１０において決定されるように、注文の中の追加の品物がある場合、システムは、上記で説明された様式で、ステップ８１２において、注文の中の残りの品物の近くのロボット／作業者集団を査定することに進む。ステップ８１４において、ロボットは、ステップ８１２の集団査定に基づいて、現在のステップをスキップし、次の品物に進むように命令される。ステップ８１６において、ロボットは、次の品物Ｘ＋Ｙに進み、ここで、Ｙは、現在の品物からのシーケンス中の前方の品物の数である。これにより、作業者支援を待つ全体的滞在時間が少なくなる可能性がある。

【0057】

非限定的なコンピューティング・デバイス実例
ロボット及びＷＭＳのための上記で説明されたシステム及びソフトウェアは、様々なやり方で実装され得る。図１１は、図１～図１０を参照しながら上記で説明された様々な実施例に従って使用され得るような例示的なコンピューティング・デバイス１０１０、又はそれの部分のブロック図である。コンピューティング・デバイス１０１０は、例示的な実施例を実装するための１つ又は複数のコンピュータ実行可能命令又はソフトウェアを格納するための１つ又は複数の非一時的コンピュータ可読媒体を含む。非一時的コンピュータ可読媒体は、限定はしないが、１つ又は複数のタイプのハードウェア・メモリ、非一時的有形媒体（たとえば、１つ又は複数の磁気ストレージ・ディスク、１つ又は複数の光ディスク、１つ又は複数のフラッシュ・ドライブ）などを含み得る。たとえば、コンピューティング・デバイス１０１０中に含まれるメモリ１０１６は、本明細書で開示される動作を実施するためのコンピュータ可読及びコンピュータ実行可能命令又はソフトウェアを格納し得る。たとえば、メモリは、図１～図１５に関して説明されるように、様々な開示される動作を実施するようにプログラムされたソフトウェア・アプリケーション１０４０を格納し得る。コンピューティング・デバイス１０１０はまた、メモリ１０１６に格納されたコンピュータ可読及びコンピュータ実行可能命令又はソフトウェア並びにシステム・ハードウェアを制御するための他のプログラムを実行するために、構成可能な及び／又はプログラム可能なプロセッサ１０１２及び関連付けられたコア１０１４と、随意に、（たとえば、複数のプロセッサ／コアを有する計算デバイスの場合）１つ又は複数の追加の構成可能な及び／又はプログラム可能な処理デバイス、たとえば（１つ又は複数の）プロセッサ１０１２’及び関連付けられた（１つ又は複数の）コア１０１４’とを含み得る。プロセッサ１０１２及び（１つ又は複数の）プロセッサ１０１２’は、各々、単一コア・プロセッサ又は複数コア・プロセッサ（１０１４及び１０１４’）であり得る。

【0058】

コンピューティング・デバイス１０１０において仮想化が採用され得、それにより、コンピューティング・デバイスにおけるインフラストラクチャ及びリソースが動的に共有され得る。複数のプロセッサ上で実行するプロセスを扱うために仮想マシン１０２４が提供され得、それにより、プロセスは、複数のコンピューティング・リソースではなく１つのコンピューティング・リソースのみを使用しているように見える。また、複数の仮想マシンが１つのプロセッサとともに使用され得る。

【0059】

メモリ１０１６は、限定はしないが、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＥＤＯ ＲＡＭなど、計算デバイス・メモリ又はランダム・アクセス・メモリを含み得る。メモリ１０１６は、同様に他のタイプのメモリ、又はそれらの組合せを含み得る。

【0060】

ユーザは、例示的な実施例に従って提供され得る１つ又は複数のユーザ・インターフェース１００２を表示し得る、コンピュータ・モニタなど、視覚ディスプレイ・デバイス１００１、１１１Ａ～Ｄを通してコンピューティング・デバイス１０１０と対話し得る。コンピューティング・デバイス１０１０は、ユーザからの入力を受信するための他のＩ／Ｏデバイス、たとえば、キーボード又は任意の好適なマルチ・ポイント・タッチ・インターフェース１０１８、ポインティング・デバイス１０２０（たとえば、マウス）を含み得る。キーボード１０１８及びポインティング・デバイス１０２０は、視覚ディスプレイ・デバイス１００１に結合され得る。コンピューティング・デバイス１０１０は、他の好適な従来のＩ／Ｏ周辺機器を含み得る。

【0061】

コンピューティング・デバイス１０１０は、本明細書で開示される動作を実施するデータ及びコンピュータ可読命令及び／又はソフトウェアを格納するための、限定はしないが、ハード・ドライブ、ＣＤ－ＲＯＭ、又は他のコンピュータ可読媒体など、１つ又は複数のストレージ・デバイス１０３４をも含み得る。例示的なストレージ・デバイス１０３４はまた、例示的な実施例を実装するために必要とされる任意の好適な情報を格納するための１つ又は複数のデータベースを格納し得る。データベースは、データベース中の１つ又は複数の品物を追加、削除、及び／又は更新するために任意の好適な時間において手動で又は自動的に更新され得る。

【0062】

コンピューティング・デバイス１０１０は、限定はしないが、標準電話回線、ＬＡＮ又はＷＡＮリンク（たとえば、８０２．１１、Ｔ１、Ｔ３、５６ｋｂ、Ｘ．２５）、ブロードバンド接続（たとえば、ＩＳＤＮ、フレーム・リレー、ＡＴＭ）、ワイヤレス接続、コントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ：ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）、又は上記のいずれか又はすべての何らかの組合せを含む、様々な接続を通して、１つ又は複数のネットワーク・デバイス１０３２を介して、１つ又は複数のネットワーク、たとえば、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ：Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）又はインターネットとインターフェースするように構成されたネットワーク・インターフェース１０２２を含み得る。ネットワーク・インターフェース１０２２は、内蔵ネットワーク・アダプタ、ネットワーク・インターフェース・カード、ＰＣＭＣＩＡネットワーク・カード、カード・バス・ネットワーク・アダプタ、ワイヤレス・ネットワーク・アダプタ、ＵＳＢネットワーク・アダプタ、モデム、又は通信が可能な任意のタイプのネットワークにコンピューティング・デバイス１０１０をインターフェースし、本明細書で説明される動作を実施するのに好適な任意の他のデバイスを含み得る。その上、コンピューティング・デバイス１０１０は、ワークステーション、デスクトップ・コンピュータ、サーバ、ラップトップ、ハンドヘルド・コンピュータ、タブレット・コンピュータ、或いは、通信が可能であり、本明細書で説明される動作を実施するために十分なプロセッサ・パワー及びメモリ容量を有する他の形式のコンピューティング又は電気通信デバイスなど、任意の計算デバイスであり得る。

【0063】

コンピューティング・デバイス１０１０は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティング・システム（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ、ワシントン州レドモンド）のバージョンのいずれか、Ｕｎｉｘ及びＬｉｎｕｘ（登録商標）オペレーティング・システムの異なるリリース、ＭａｃｉｎｔｏｓｈコンピュータのためのＭＡＣ ＯＳ（登録商標）（Ａｐｐｌｅ，Ｉｎｃ．、カリフォルニア州クパチーノ）オペレーティング・システムの任意のバージョン、ｉＯＳ又は任意の埋込みオペレーティング・システム、任意のリアルタイム・オペレーティング・システム、任意のオープン・ソース・オペレーティング・システム、任意のプロプライエタリ・オペレーティング・システム、或いは、コンピューティング・デバイス上で実行し、本明細書で説明される動作を実施することが可能な任意の他のオペレーティング・システムなど、任意のオペレーティング・システム１０２６を実行し得る。例示的な実施例では、オペレーティング・システム１０２６は、ネイティブ・モード又はエミュレートされたモードで実行され得る。例示的な実施例では、オペレーティング・システム１０２６は、１つ又は複数のクラウド・マシン・インスタンス上で実行され得る。

【0064】

図１２は、いくつかの分散型実施例の例示的な計算デバイス・ブロック図である。図１～図１１、及び上記の例示的な説明の部分は、個々の又は共通のコンピューティング・デバイス上で各々動作する、倉庫管理システム１５又は注文サーバ１４を参照するが、倉庫管理システム１５又は注文サーバ１４のいずれかが、代わりに、別個のサーバ・システム１１０１ａ～１１０１ｄにおいて、及び場合によっては、キオスク、デスクトップ・コンピュータ・デバイス１１０２、又はモバイル・コンピュータ・デバイス１１０３など、ユーザ・システムにおいて、ネットワーク１１０５にわたって分散され得ることを認識されよう。たとえば、注文サーバ１４及び／又はゾーン・サーバは、ロボット１８のタブレット４８の間で分散され得る。いくつかの分散型システムでは、倉庫管理システム・ソフトウェア、注文サーバ・ソフトウェア、及びゾーン・エンジンのうちのいずれか１つ又は複数のモジュールが、サーバ・システム１１０１ａ～１１０１ｄ上に別個にあり得、ネットワーク１１０５にわたって互いと通信していることがある。

【0065】

本発明の上記の説明は、当業者が、それの最良の形態であると現在見なされるものを製作及び使用することを可能にし、当業者は、本明細書の特定の実施例及び実例の変形形態、組合せ、及び等価物の存在を理解し、諒解する。本発明の上記で説明された実施例は、実例にすぎないものとする。本明細書に添付された特許請求の範囲によって単独で定義される、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって特定の実施例に対して改変、変更及び変形が実施され得る。したがって、本発明は、上記で説明された実施例及び実例によって限定されない。

【0066】

本発明及びその好ましい実施例について説明したが、新規のものとして特許請求され、特許証によって保護されるものは以下の通りである。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】