用于识别和处理各种物体的机器人系统和方法技术方案

公开了一种机器人系统，其包括铰接臂和用于检查物体的第一感知系统以及多个附加感知系统，每个附加感知系统被布置为朝向公共区域，在所述公共区域中物体可以由机器人手臂定位，使得所述公共区域内的多个视图可以通过所述多个附加感知系统获得。述多个附加感知系统获得。述多个附加感知系统获得。

【技术实现步骤摘要】
用于识别和处理各种物体的机器人系统和方法
[0001]本申请是申请日为2016年9月9日、申请号为201680065881.2、名称为“用于识别和处理各种物体的机器人系统和方法”的中国专利申请(PCT申请号为PCT/US2016/050949)的分案申请。
[0002]优先权
[0003]本申请要求2015年9月11日提交的美国临时专利申请号No.62/217,200以及2015年12月18日提交的美国临时专利申请号No.62/269,640，该申请的公开内容通过引用整体结合于此。


[0004]本专利技术大体涉及机器人和其他分拣系统，并且更具体地涉及旨在用于在要求系统适应处理各种物体的动态环境中的机器人和其他分拣系统。

技术介绍

[0005]许多订单实现操作通过采用称为波浪选择的过程来实现高效率。在波浪选择中，订单从仓库货架中挑选出来，并放入包含多个下游分拣订单的箱子中。在分拣阶段，识别单个物品，并将多物品订单合并到单个箱子或货架位置，使得它们被打包并货运给客户。分拣这些物品的过程是通过手工完成的。人类分拣员从进入的货箱中挑选物品，在物品上找到条形码，用手持式条形码扫描仪扫描条形码，从扫描的条形码中确定物品的合适箱子或货架位置，然后将物品放入所确定的箱子或货架位置，其中针对该订单的所有物品都被放置。
[0006]手动操作的条形码扫描仪通常是固定的或手持的系统。利用固定系统(诸如，在销售点系统处使用的系统)，操作者握住物品并将其放置在扫描仪的前方，使得条形码面向扫描设备的传感器，并且连续扫描的扫描仪解码它可以检测到的任何条形码。如果没有立即检测到物品，则握住物品的人通常需要改变固定的扫描仪前面的物品的位置或旋转，以使条形码对于扫描仪更易于看见。对于手持的系统，操作扫描仪的人在物品上查找条形码，然后握住扫描仪，使得物品的条形码对扫描仪可见，然后按下手持式扫描仪上的按钮开始扫描条形码。
[0007]通过条形码扫描来识别物品的其他方式要求条形码的位置受到控制或约束，使得固定的或机器人握住的条形码扫描仪可以可靠地看到条形码。自动条形码扫描仪也涉及固定或手持系统，并适用相同的原理。在工业应用中通常使用的条形码扫描仪的情况下，必须严格控制条形码的可能位置，以使条形码对于一个或多个扫描仪可见。例如，可以将一个或多个条形码扫描仪放置在相对于传送机或一系列移动货盘的固定位置上，使得当物体通过扫描仪时扫描仪可以扫描物体，通常是盒子。在这些装置中，条形码的放置范围相对有限，因为它们必须贴在盒子的四个侧面中的一个或顶部上的标签上，这也需要以适合于扫描的定向来呈现。检测到的条形码与传送机的直接部分相关联或与扫描之前已放置物体的特定移动货盘相关联。
[0008]在所有这些情况下，系统使用传感器、相机或激光反射率传感器，以及软件来检测
条形码并对其进行解码。这些方法具有固有的局限性，包括相对于检测系统的定向的距离范围，在这些范围内它们能够可靠地扫描条形码。首先，条形码必须面向扫描仪；其次，条形码的范围必须能够可靠地区分各个元素；第三，条形码的倾斜和偏斜必须使得各个元素可以被可靠地区分。采用的传感器类型以及软件检测和解码方案的稳健性决定了这些性能参数。因此，仍然需要一种用于机器人系统的物体识别系统，其能够适应各种定向的各种物体的自动识别和处理。

技术实现思路

[0009]根据一个实施例，本专利技术提供了一种机器人系统，其包括铰接臂和用于检查物体的第一感知系统以及多个附加感知系统，每个附加感知系统被布置为朝向公共区域，在该公共区域中物体可以由机器人手臂定位，使得公共区域内的多个视图可以通过多个附加感知系统获得。
[0010]根据另一个实施例，本专利技术提供了一种识别包括铰接臂的机器人系统中的物体的方法。该方法包括以下步骤：使用第一感知系统检查物体并提供表示物体是否已被识别的检查响应信号，响应于检查响应信号将物体移动到多个附加感知系统，以及通过使用多个附加感知系统检查物体，其中每个附加感知系统被布置为从在公共区域内的物体的多个视图的不同视图中被引导朝向公共区域内的物体，所述多个视图可以通过多个附加感知系统获得。
[0011]根据进一步的实施例，本专利技术提供了一种用于帮助识别物体的感知系统。该感知系统包括多个感知单元，每个感知单元被定位成沿着物体路径朝向多个位置，物体在它行进通过感知系统时可以采用该物体路径。
附图说明
[0012]参考附图可以进一步理解以下描述，其中：
[0013]图1示出了根据本专利技术的一个实施例的系统的说明性图解视图；
[0014]图2示出了包括多个感知单元的图1的系统的一部分的说明性图解视图；
[0015]图3示出了根据本专利技术的实施例的在系统中的横进给站处呈现的待分拣的一组物体的感知图像数据的说明性图解视图；
[0016]图4示出了根据本专利技术的实施例的待识别的物体的单个模拟保持的说明性图解视图；
[0017]图5示出了图4的物体的多个重叠模拟保持的说明性图解视图；
[0018]图6示出了许多条形码的模拟重叠位置的说明性示意图；
[0019]图7示出了基于图4
‑
6的模型的感知单元的配置的说明性图解视图；
[0020]图8示出了根据本专利技术的另一个实施例的系统的说明性图解视图；
[0021]图9示出了根据图8的系统使用的落下感知单元的说明性图解等距视图；并且
[0022]图10示出了图9的落下感知单元的说明性图解俯视等距视图。
[0023]仅出于说明的目的而示出附图。
具体实施方式
[0024]根据一个实施例，本专利技术提供了一种物体感知系统，用于自动分拣组中的各个物体。在订单履行等应用程序中，物体被收集到异质组中并需要被分拣。需要识别各个物体，然后将其路由到物体特定的位置。所描述的系统通过采用自动条形码扫描仪和机器人手臂来可靠地自动识别这些物体。根据特定实施例，例如，系统使用机器人手臂将物品保持在一个或多个条形码扫描仪的前面，使得物体可以被扫描。根据各种实施例，感知单元(例如，相机或扫描仪)可以寻找各种代码，诸如标记(例如，条形码，射频标签，库存单位(SKU)，通用产品代码(UPC)，低波长红外(LWIR)以及不可见条形码和诸如Digimarc DWCode之类的数字水印)。
[0025]虽然固定的工业扫描仪要求物体的条形码位于其条形码对扫描仪可见的位置，本专利技术的机器人手臂可从条形码不可见的物体的异质集合中拾取物体并扫描物品。其结果是一个用于物体的异质流中的任意物品的自动条形码扫描系统，可用于准确和可靠地识别物品。
[0026]为了订单履行的分拣是从异质物体流自动识别物体的一种应用。条形码扫描仪具有广泛的用途，包括识别物品的库存单位或追踪包裹。所描述的系统在物体的自动识别和分类中可以有很多用途。
[0027]结合机器人拾取放置系统进行操作，本专利技术实施例的这种系统使部分分拣过程自动化，特别是识别拾取物体的步骤。代替人从箱中拾取物体，机器人手臂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于识别物体的物体处理系统，所述物体处理系统包括：多个身份捕获设备，所述多个身份捕获设备被布置为朝向感知区域，以提供与在所述感知区域内的多个视图有关的身份数据，所述多个视图提供所述物体的所有表面的视图；以及路由系统，所述路由系统用于接收所述物体以及用于基于所述身份数据引导所述物体朝向多个目的地位置中的一个，其中所述物体沿着在第一线性方向上的第一路径并且随后沿着多个第二路径中的基于所述身份数据选择的一个第二路径被引导，所述多个第二路径中的每一个在不平行于所述第一路径的线性方向上延伸。2.如权利要求1所述的物体处理系统，其中所述多个身份捕获设备包括多个相机。3.如权利要求2所述的物体处理系统，其中所述多个相机包括五个相机，所述五个相机被共同布置为模拟将所述物体保持在至少四个不同姿态。4.如权利要求2所述的物体处理系统，其中所述多个相机被提供在落下相机单元中，物体可以落到所述落下相机单元中并且在所述物体掉落通过所述单元时由所述多个相机进行扫描。5.如权利要求1所述的物体处理系统，其中所述多个身份捕获设备包括多个扫描仪。6.如权利要求5所述的物体处理系统，其中所述多个扫描仪中的每一个是激光反射率扫描仪。7.如权利要求5所述的物体处理系统，其中所述多个扫描仪中的每一个是射频ID扫描仪。8.如权利要求5所述的物体处理系统，其中所述多个扫描仪包括五个扫描仪，所述五个扫描仪被共同布置为模拟将所述物体保持在至少四个不同姿态。9.如权利要求1所述的物体处理系统，其中所述多个第二路径中的一个或多个是与所述第一路径正交的。10.如权利要求1所述的物体处理系统，其中所述多个第二路径是互相平行的。11.如权利要求1所述的物体处理系统，其中所述路由系统包括往复托架。12.如权利要求11所述的物体处理系统，其中所述多个目的地位置包括两排目的地箱，并且其中所述往复托架在所述两排目的地箱之间行进。13.如权利要求9所述的物体处理系统，其中所述路由系统包括多个往复托架。14.如权利要求13所述的物体处理系统，其中所述多个往复托架中的一个托架沿着所述第一路径移动，并且所述多个往复托架中的其他托架各自沿着所述多个第二路径中的相应的一个第二路径移动。15.一种处理多个不同物体的方法，所述方法包括：将所述多个不同物体呈现在第一位置处，所述多个不同物体中的每一个接触所述多个不同物体中的至少另一个；提供与在所述第一位置处的所述多个不同物体的第一视图有关的第一捕获数据；利用可编程运动设备的末端执行器抓取所述多个不同物体中的第一物体；使用所述可编程运动设备将所述第一物体从所述多个物体分离；提供与所述多个不同物体的第二视图有关的第二捕获数据；
确认所述第一物体不呈现在所述多个不同物体的所述第二视图中；将所述第一物体呈现给多个身份捕获设备，以提供与所述第一物体有关的第一身份数据；以及朝向与所述第一身份数据相关联的目的地位置路由所述第一物体。16.如权利要求15所述的方法，其中将所述第一物体呈现给多个身份捕获设备的步骤包括：使用所述末端执行器将所述第一物体呈现给以大体碗状进行定位的所述身份捕获设备。17.如权利要求15所述的方法，其中将所述第一物体呈现给多个身份捕获设备的步骤包括：使所述第一物体从所述末端执行器落到落下扫描仪中，所述落下扫描仪包括开放顶部和开放底部。18.如权利要求15所述的方法，其中将所述第一物体呈现给多个身份捕获设备的步骤包括：通过多个照明源提供对所述第一物体的照明。19.如权利要求15所述的方法，其中在第一位置处的所述多个不同物体包括具有暴露的识别标记的物体和没有暴露的识别标记的物体二者。20.如权利要求15所述的方法，其中所述方法进一步包括以下步骤：对所述多个不同物体中的至少两个物体就拾取顺序进行排序。21.如权利要求15所述的方法，其中抓取所述第一物体的步骤包括：在还没有识别所述第一物体的情况下抓取所述第一物体。22.如权利要求15所述的方法，其中所述方法进一步包括以下步骤：利用所述可编程运动设备的所述末端执行器旋转所述第一物体。23.如权利要求15所述的方法，其中所述方法进一步包括以下步骤：提供对所述第一物体的姿态的模拟，以优化所述多个身份捕获设备的放置。24.如权利要求23所述的方法，其中提供对所述第一物体的姿态的模拟的步骤涉及条形码扫描仪性能模型的使用。25.如权利要求24所述的方法，其中所述条形码扫描仪性能模型纳入了条形码符号的平面的俯仰和偏斜。26.一种处理多个不同物体的方法，所述方...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
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：