用于提供使用运动规划的各种物体的处理的系统和方法技术方案

公开了一种用于在结构化和混杂环境下提供同类和非同类物体的处理的处理系统。该处理系统包括包含末端执行器的可编程运动装置，用于识别输入位置处多个物体中呈现的物体的任何身份、位置和取向的感知系统，用于使用末端执行器以允许物体从多个物体移动到多个目的地箱的一个来获得物体的抓握获取系统，以及用于确定从物体到接近输入位置的基本位置的末端执行器的轨迹路径的变化部分并确定从基本位置到接近目的地箱的目的地箱位置的末端执行器的轨迹路径的不变化部分的运动规划系统。

System and method for providing processing of various objects using motion planning

A processing system for providing similar and non-similar objects in structured and hybrid environments is disclosed. The processing system includes a programmable motion device including an end-effector, which is used to identify any identity, position and orientation of an object presented in a plurality of objects at the input position. It is used to use an end-effector to allow an object to move from a plurality of objects to one of multiple destination boxes to capture an object. The motion planning system is used to determine the changing part of the trajectory path of the end effector from the object to the basic position close to the input position and to determine the unchanged part of the trajectory path of the end effector from the basic position to the location close to the destination box.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提供使用运动规划的各种物体的处理的系统和方法优先权本申请要求2016年2月8日提交的美国临时专利申请号为62/292,538的优先权，并且将其整个公开作为参考文献并入此申请中。
技术介绍
本专利技术总体涉及机器人和其他分拣系统，并且特别涉及可编程运动控制系统，其旨在用于需要运动控制系统以适应处理同类和异类布置中的各种物体的变化环境。许多订单执行操作通过使用动态过程实现高效率，其中订单从仓库货架上挑选出并放置在下游分拣的箱中。在分拣阶段，单个物品被识别，并且多物品订单整合到单个箱中或货架位置，从而挑选出它们并随后运输给客户。对这些物品(或物体)进行分拣的过程传统上是手工完成的。人工分拣者从进来的箱中挑选出物体，找到物体上的条形码，用手持条形码扫描仪扫描该条形码，从扫描的条形码中确定物体的合适的箱或货架位置，并随后将物体放置在所确定的箱或货架位置，在该位置放置该订单的所有物体。然而每一个物体必须单独负责和处理，需要可编程的运动装置适应大范围的各种不同尺寸、形状和重量的物体。因此，仍然需要一种用于可编程运动控制系统的物体分拣和运动规划系统，其能够高效且有效地执行各种物体的自动分拣和处理。
技术实现思路
根据实施例，本专利技术提供了一种用于在结构化和杂乱环境中提供同类和非同类物体的处理的处理系统。处理系统包括可编程运动装置，该可编程运动装置包括末端执行器，用于识别输入位置处多个物体中呈现的物体的任何身份、位置和取向的感知系统，用于使用末端执行器以允许物体从多个物体移动到多个处理位置的其中一个来获得物体的抓握获取系统，以及用于确定从输入位置到多个处理位置中其中一个的轨迹路径的运动规划系统。该轨迹路径包括确定为特定于输入位置处的物体的位置或取向的至少一个变化部分，和通常用于为多个物体确定轨迹路径的至少一个不变化部分。根据另一实施例，本专利技术提供一种用于在结构化和杂乱环境中提供同类和非同类物体的分拣的处理系统。处理系统包括可编程运动装置，该可编程运动装置包括末端执行器，用于识别输入位置处多个物体中呈现的物体的任何身份、位置和取向的感知系统，用于使用末端执行器以允许物体从多个物体移动到多个处理位置的其中一个来获得物体的抓握获取系统，以及用于确定从输入位置到多个处理位置中其中一个的轨迹路径的运动规划系统。该轨迹路径包括确定特定于输入位置处的物体的位置或取向的至少一个变化部分，和预定的并且不特定于在输入区域的物体、物体的位置或物体取向的至少一个不变化部分。根据另外的实施例，本专利技术提供一种在结构化和杂乱环境中提供同类和非同类物体的处理的方法。本方法包括以下步骤，使用可编程运动装置的末端执行器从输入位置获取物体，以允许物体从多个物体移动到多个处理位置中的一个，并确定从物体到多个处理位置中的一个的末端执行器的轨迹路径。该轨迹路径包括确定特定于输入位置处的物体的位置或取向的至少一个变化部分，和预定的并且不特定于输入区域的物体、物体的位置或物体取向的至少一个不变化部分。附图说明参考附图可以进一步理解以下描述，其中：图1示出了根据本专利技术实施例的系统的示例性示意图；图2示出了如图1所示的系统中通过感知装置捕获的图像的示例性照片视图；图3示出了根据本专利技术实施例的物体处理系统中的各站的示例性示意图；图4示出了图3的系统的示例性示意图，示出了可能轨迹路径；图5示出了图3的系统的示例性示意图，示出了附加的可能轨迹路径以及通过诸如互联网的网络的连接；图6示出了图3的系统的示例性示意图，该系统为多个分拣站映射轨迹路径以实现最小时间；图7示出了图3的系统的示例性示意图，该系统为多个分拣站映射轨迹路径以实现最小风险；图8示出了包括附加处理单元的图3的系统的示例性示意图；图9示出了包括箱移除运动规划的图3的系统的示例性示意图；图10示出了包括箱移除运动规划以及空箱传送带的图3的系统的示例性示意图；图11示出了根据涉及多个处理站的本专利技术的进一步实施例的系统的示例性示意图；图12示出了根据涉及通过诸如互联网的网络进行通信的多个处理站的本专利技术的进一步实施例的系统的示例性示意图；图13示出了根据本专利技术实施例的使用运动规划的机器人系统的示例性示意图；图14A～14C示出了根据本专利技术实施例的抓握和移动物体的图13的末端执行器的示例性示意图；图15示出了在根据本专利技术的某些实施例的系统中使用包括反馈传感器的末端执行器的示例性示意图；图16示出了根据本专利技术进一步实施例的抓握物体的图13的末端执行器的示例性示意图；图17示出了根据本专利技术进一步实施例的移动物体的图16的末端执行器的示例性示意图；以及图18示出了在所需取向的目标位置处放置物体的图16的末端执行器的示例性示意图。所示附图仅用于示例性目的。具体实施方式本专利技术的各种实施例的系统，分拣过程的自动化部分与可编程运动控制系统相结合(例如线性索引挑选和放置系统、无人操作系统、或包括铰接臂机器人系统、同心管机器人系统以及平行臂(三角(Delta)型臂)机器人系统的任何大范围的各种机器人系统)。特别地，本专利技术的各种实施例的系统包括识别和移动选取的物体的步骤。可编程运动控制系统从输入区域挑选物体，靠近扫描仪通过该物体，并且随后在获得物体的识别信息后(例如条形码、QR码、SKU码、其他识别码、从物体的标签读取的信息、或尺寸、重量和/或形状信息)，根据货单将物体放置在合适的位置。根据某些实施例，本专利技术提供一种用于高效并有效地将单个物体移动到一组目的地位置(例如分拣位置)的新颖的运动规划系统。在诸如订单执行的应用中，物体(物品或商品等)收集到异类集合，并需要分拣。需要识别单个物体并随后行进到特定物体的位置。根据某些实施例，通过使用自动化的可编程运动(例如机器人的)系统和运动规划，系统可靠地自动控制这些物体的移动。参考图1，公开了根据本专利技术的实施例的自动化处理(例如机器人分拣)系统的重要部件。图1示出了可编程运动系统10(例如机器人系统)，该系统10包括铰接臂12，该铰接臂12包括末端执行器14和铰接部分16、18以及20。铰接臂12从输入区域(例如传送带22)选取物体，该物体在传送带22上的输入箱中或在传送带本身上。支架24包括从传送带的上方引导到传送带的附接感知单元26。例如，感知单元26可以是2D或3D照相机、或诸如激光反射扫描仪的扫描仪或其他类型的条形码读取机、或射频ID扫描仪。还提供了如在28处示出的图像显示系统，用于在触摸屏输入装置上提供感知单元的视图的图像。机器人系统10可以进一步包括机器人环境和目标站30，该目标站30包括多个处理位置32(例如分拣箱)，在识别后物体可以放置在这些处理位置中。中心计算和控制系统34可以与感知单元26和图像显示系统28进行通信，并且通过无线通信与铰接臂12进行通信，或在某些实施例中，可以在铰接臂的基底部分20中提供该中心计算和控制系统。在实施例中系统提供自动化物品识别系统，该自动化物品识别系统包括机器人挑选和放置系统，其能够挑选出物品，在空间内移动并放置它们。该系统还可以包括：待识别的一组物体本身、入站物体的组织方式(通常在箱中的异类堆中或传送带的线路上)、出站物体的组织方式(通常在出站箱或货架柜的阵列中)、物体用条形码或射频识别标签标记的方式、在输入的物体流上方运行的固定主扫描仪、当物体在站本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在结构化和杂乱环境下提供同类和非同类物体处理的处理系统，所述处理系统包括：包括末端执行器的可编程运动装置；用于识别输入位置处的多个物体中呈现的物体的任何身份、位置和取向的感知系统；用于使用末端执行器以允许物体从多个物体移动到多个处理位置的其中一个来获得物体的抓握获取系统；以及用于确定从输入位置到多个处理位置中其中一个的轨迹路径的运动规划系统，所述轨迹路径包括确定为特定于输入位置处的物体的位置或取向的至少一个变化部分，和通常用于为多个物体确定轨迹路径的至少一个不变化部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.08 US 62/292,5381.一种用于在结构化和杂乱环境下提供同类和非同类物体处理的处理系统，所述处理系统包括：包括末端执行器的可编程运动装置；用于识别输入位置处的多个物体中呈现的物体的任何身份、位置和取向的感知系统；用于使用末端执行器以允许物体从多个物体移动到多个处理位置的其中一个来获得物体的抓握获取系统；以及用于确定从输入位置到多个处理位置中其中一个的轨迹路径的运动规划系统，所述轨迹路径包括确定为特定于输入位置处的物体的位置或取向的至少一个变化部分，和通常用于为多个物体确定轨迹路径的至少一个不变化部分。2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，轨迹路径的所述不变化部分确定对关于从基本位置到处理位置的多个可能轨迹路径的轨迹数据做出响应。3.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于，所述轨迹数据包括从基本位置到处理位置移动通过多个可能轨迹路径中每一个所需的时间。4.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于，所述轨迹数据包括与从基本位置到处理位置移动通过多个可能轨迹路径中每一个相关的风险因子。5.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于，所述轨迹数据包括从基本位置到处理位置移动通过多个可能轨迹路径中每一个所需的时间，和与从基本位置到处理位置移动通过多个可能轨迹路径中每一个相关的风险因子。6.根据权利要求5所述的处理系统，其特征在于，轨迹路径的所述不变化部分确定是具有从基本位置移动到处理位置所需的相关最短时间并且具有低于预先设定的最大风险因子的风险因子的路径。7.根据权利要求5所述的处理系统，其特征在于，轨迹路径的所述不变化部分确定是具有与从基本位置移动到处理位置相关的最低风险因子并且具有低于预先设定的最大时间的风险因子的路径。8.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于，通过包括末端执行器的可编程运动装置的经验提供所述轨迹数据。9.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于，通过从多个可编程运动装置学习的知识信息提供所述轨迹数据。10.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统进一步包括多个可编程运动装置，其每一个确定包括至少一个变化部分和至少一个不变化部分的轨迹路径。11.根据权利要求10所述的处理系统，其特征在于，每一个可编程运动装置与包括所有输入区域共有的输入传送带的输入区域相关。12.根据权利要求10所述的处理系统，其特征在于，每一个可编程运动装置与预定的不变化部分的库进行通信连接。13.一种用于在结构化和杂乱环境下提供同类和非同类物体的分拣的处理系统，所述处理系统包括：包括末端执行器的可编程运动装置；用于识别输入位置处的多个物体中呈现的物体的任何身份、位置和取向的感知系统；用于使用末端执行器以允许物体从多个物体移动到多个处理位置的其中一个来获得物体的抓握获取系统；以及用于确定从输入位置到多个处理位置中其中一个的轨迹路径的运动规划系统，所述轨迹路径包括确定特定于输入位置处的物体的位置或取向的至少一个变化部分，和预定的并且不特定于输入区域的物体、物体的位置或物体取向的至少一个不变化部分。14.根据权利要求13所述的处理系统，其特征在于，轨迹路径的所述不变化部分中的每一个确定对关于从基本位置到处理位置的多个可能轨迹路径的轨迹数据做出响应。15.根据权利要求14所述的处理系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·瓦格纳，K·埃亨，B·科恩，M·道森哈格蒂，C·盖耶，T·科列什卡，K·马罗尼，M·梅森，G·T·普赖斯，J·罗马诺，D·史密斯，S·斯里尼瓦沙，P·维拉加普迪，T·艾伦，
申请(专利权)人：伯克希尔格雷股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US