自主未知对象拾取和放置制造技术

基于从多个相机接收到的视觉数据，确定工作空间区域中存在的一个或多个对象的一个或多个潜在可抓握特征的集合。为所述一个或多个潜在可抓握特征的至少一个子集中的每一个确定一个或多个对应的抓握策略以用机器人臂和末端执行器抓握特征。关于所述抓握策略的至少一个子集中的每一个，确定与成功抓握对应特征的概率相关联的分数。选择要使用一所选择的抓握策略抓握的所述一个或多个潜在可抓握特征中的第一特征，这至少部分地基于与关于所述第一特征的该所选择的抓握策略相关联的对应分数。控制机器人臂和末端执行器以尝试使用该所选择的抓握策略抓握第一特征。征。征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自主未知对象拾取和放置
[0001]对其他申请的交叉引用本申请要求2019年4月5日提交的题为AUTONOMOUS UNKNOWN OBJECT PICK AND PLACE的美国临时专利申请号62/829,969的优先权，出于所有目的将其通过引用并入本文。
技术背景
[0002]多年来，人类一直从事需要将对象从一个位置移动到另一个位置的任务。对象移动的吞吐量依赖于人类的力量、耐力和技术。工具和机器被引入以帮助提高移动对象的吞吐量，但这样的工具和机器通常由人类操作或半操作。自主机器人可以用于将对象从一个位置移动到另一个位置。自主机器人相比于人类提供显着的优势，诸如每周7天每天24小时工作而无需休息的能力。尽管自主机器人相比于人类劳动提供优势，但在尝试将对象从一个位置移动到另一个位置时，自主机器人的使用引入新的问题。
附图说明
[0003]在以下详细描述和附图中公开了本专利技术的各种实施例。
[0004]图1是图示根据一些实施例的用于自主拾取和放置对象的系统的框图。
[0005]图2是图示根据一些实施例的用于拾取和放置对象的过程的流程图。
[0006]图3是图示根据一些实施例的用于抓握和移动对象的过程的流程图。
[0007]图4是图示根据一些实施例的用于抓握特征的过程的流程图。
[0008]图5是图示根据一些实施例的用于选择抓握技术的过程的流程图。
[0009]图6是图示根据一些实施例的用于抓握和移动对象的过程的流程图。
[0010]图7是图示根据一些实施例的用于移动对象的过程的流程图。
[0011]图8是图示根据一些实施例的用于更新机器人系统的操作的过程的流程图。
[0012]图9是图示根据一些实施例的基于抽吸的末端执行器的框图。
[0013]图10是图示根据一些实施例的抓具式末端执行器的框图。
具体实施方式
[0014]本专利技术可以以多种方式实施，所述方式包括作为过程；装置；系统；物质的组成；在计算机可读存储介质上体现的计算机程序产品；和/或处理器，诸如被配置成执行在耦合到处理器的存储器上存储和/或由耦合到处理器的存储器提供的指令的处理器。在本说明书中，可以将这些实施方式或本专利技术可以采取的任何其他形式称为技术。通常，可以在本专利技术的范围内变更所公开的过程的步骤的次序。除非另外说明，否则被描述为被配置成执行任务的诸如处理器或存储器的组件可以被实施为被临时配置成在给定时间执行任务的通用组件或被制造为执行任务的特定组件。如本文中所使用的，术语
‘
处理器
’
指代被配置成处理数据（诸如计算机程序指令）的一个或多个设备、电路和/或处理核心。
[0015]下面提供了本专利技术的一个或多个实施例的详细描述以及说明本专利技术的原理的附图。结合这样的实施例描述了本专利技术，但是本专利技术不限于任何实施例。本专利技术的范围仅由权
利要求限制，并且本专利技术包括许多替代方案、修改和等同物。在以下描述中阐述了许多具体细节，以便提供对本专利技术的透彻理解。这些细节被提供用于示例的目的，并且本专利技术可以根据权利要求来实践，而无需这些具体细节中的一些或所有。为了清楚的目的，没有详细描述与本专利技术相关的
中已知的技术材料，使得不会不必要地模糊本专利技术。
[0016]交给机器人系统任务，使其从第一位置到第二位置自主拾取和放置未知对象。机器人系统可以使用来自一个或多个相机的视觉数据来使第一位置处的对象可见。然而，在一些情况下，对象可能以任意和/或杂乱的方式堆积，使得难以或不可能辨别对象边界和/或获得工作空间区域中所有对象的形状和位置信息。
[0017]在各种实施例中，如本文所公开的机器人系统使用在操作端具有致动器（例如，抓具、抽吸等）的机器人臂以从第一位置拾取任意的、先前未知的对象，然后将它们放在第二位置。机器人系统的吞吐量取决于机器人系统在第一次尝试时成功抓握对象并将对象移动到放下区域而在该过程期间不损坏对象的能力。然而，对象可能会在第一位置乱糟糟地堆在一起，使得基于相机确定对象边界具有挑战性。机器人系统可能会在错误的位置抓握对象，导致机器人系统掉落对象，这可能会损坏第一位置处的对象和/或一个或多个其他对象。
[0018]其他系统可以在开始拾取和放置过程之前具体地标识位于第一位置的所有对象（例如，对象是特定类型的肥皂，对象是特定类型的订书机等）。然而，这样的过程降低机器人系统的吞吐量，因为标识所有对象所需的计算时间可能需要很长时间来执行。此外，如果对象被错误地标识，机器人系统可能会在拾取和放置过程恢复之前重新开始其标识过程。
[0019]本文公开的技术用于增加机器人系统的吞吐量，该机器人系统自主地从第一位置拾取未知对象和将未知对象放置到第二位置。机器人系统耦合到用于查看工作空间区域（例如，第一位置）的多个相机。一个或多个对象被确定在工作空间区域中。一个或多个对象中的一对象由任意颜色、几何形状、纹理等组成。
[0020]一个或多个对象中的每一个的几何形状是基于多个相机的数据来确定的。例如，多个相机的数据可以包括点云信息。基于一个或多个对象的几何形状，为工作空间区域中的一个或多个对象中的每一个确定潜在可抓握特征（例如，把手、突起、空隙等）。
[0021]为可抓握特征中的每一个确定对应的抓握策略。例如，机器人系统可以存储一个或多个用于具有各种相应形状和/或尺寸的特征的抓握技术。在一些实施例中，特征对应于对象的一部分。在一些实施例中，特征对应于整个对象。
[0022]为关于每个对应潜在可抓握特征确定的抓握策略中的每一个确定成功抓握的对应分数。基于其分数选择抓握策略之一，并且尝试拾取与所选择的抓握策略相关联的对象。在机器人系统成功抓握对象的情况下，机器人系统将对象从工作空间区域移动到第二位置（例如，放下区域）。在机器人系统未能成功抓握对象的情况下，机器人系统尝试针对对象的替代抓握策略或尝试抓握不同的对象。从工作空间区域拾取对象并将对象放置到放下区域的过程持续直到来自工作空间区域的所有对象都已放置在放下区域中为止。
[0023]机器人系统能够通过将具有不同形状的对象相关联并且使用针对不同形状中的每一个的抓握策略来增加机器人系统的吞吐量。这样的技术适用于任何一组对象，并且不需要在拾取和放置对象之前针对特定的一组对象对机器人系统进行编程。
[0024]图1是图示根据一些实施例的用于自主拾取和放置对象的系统的框图。在所示示
例中，机器人系统101在环境100中操作。机器人系统101包括多个关节部分，包括安装在固定底座104上的机器人臂102、末端执行器108、一个或多个传感器134和控制器106。机器人臂102耦合到控制器106，控制器106被配置为操纵机器人臂102和安装在机器人臂102的远端上的末端执行器108。在一些实施例中，控制器106通过以下控制机器人臂102和末端执行器108：向在包括机器人臂102和/或末端执行器108的刚性元件之间的各个关节中的每一个处配置的马达提供电压和/或其他信号、输入等，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：基于从多个相机接收到的视觉数据，确定工作空间区域中存在的一个或多个对象的一个或多个潜在可抓握特征的集合；为所述一个或多个潜在可抓握特征的至少一个子集中的每一个确定一个或多个对应的抓握策略以用机器人臂和末端执行器抓握特征；关于所述抓握策略的至少一个子集中的每一个确定与成功抓握对应特征的概率相关联的分数；选择要使用一所选择的抓握策略抓握所述一个或多个潜在可抓握特征中的第一特征，这至少部分地基于与关于所述第一特征的该所选择的抓握策略相关联的对应分数；和控制机器人臂和末端执行器以尝试使用该所选择的抓握策略抓握第一特征。2.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述多个相机接收到的视觉数据包括点云数据。3.根据权利要求1所述的方法，还包括基于从所述多个相机接收到的视觉数据确定与所述一个或多个对象相关联的边界信息。4.根据权利要求3所述的方法，其中，部分地基于与所述一个或多个对象相关联的所确定的边界信息来选择该所选择的抓握策略。5.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述一个或多个对象之一分割成多个形状。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一特征具有与成功抓握对应特征的概率相关联的最高分数。7.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所选择的抓握策略抓握第一特征包括确定第一特征的抓握是否成功。8.根据权利要求7所述的方法，其中，在确定第一特征的抓握成功的情况下，将与第一特征相关联的对象移动到放下区域。9.根据权利要求7所述的方法，其中，在确定第一特征的抓握不成功的情况下，确定是否已经尝试了抓握第一特征的阈值尝试次数。10.根据权利要求9所述的方法，其中，在确定已经尝试了抓握第一特征的阈值尝试次数的情况下，选择抓握所述一个或多个潜在可抓握特征中的第二特征。11.根据权利要求9所述的方法，其中，在没有尝试抓握第一特征的阈值尝试次数的情况下，实施相同或不同的抓握技术来抓握第一特征。12.根据权利要求1所述的方法，还包括：在工作空间区域中检测人；和基于人是否位于与第一对象相关联的第一特征相同的区中，选择与第二对象相关联的第二特征。13.根据权利要求1所述的方法，还包括：在工作空间区域中检...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：聪慧公司，
类型：发明
国别省市：