用于识别和处理各种物体的感知系统和方法技术方案

公开了一种下落感知系统，其包括具有内部体积、开放顶部和开放底部的开放外壳结构、以及多个感知单元，所述多个感知单元定位成在所述内部体积内、在所述开放壳体的所述开放顶部和所述开放底部之间的多个位置处捕获感知数据。据。据。

【技术实现步骤摘要】
用于识别和处理各种物体的感知系统和方法
[0001]本申请是PCT国际申请号为PCT/US2016/066786、国际申请日为2016年12月15日、中国国家申请号为201680081764.5、题为“用于识别和处理各种物体的感知系统和方法”的申请的分案申请。
[0002]优先权
[0003]本申请要求2015年12月18日提交的美国临时专利申请序列第62/269,640号的优先权，该申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0004]本专利技术总体涉及感知系统，并且尤其涉及与机器人和其他分拣系统结合使用的扫描系统，该扫描系统旨在用于要求机器人或其他分拣系统适应处理各种类型的物体的动态环境中。
[0005]例如许多订单履行操作通过采用被称为波次拣选的过程来实现高效率。在波次拣选中，从仓库货架中拣选订单商品并将这些订单商品放置在特定位置(例如，放进货箱)，该特定位置处包含有将在下游进行分捡的多个订单。在分拣阶段，识别单个物品，并将多物品订单商品合并到例如单个货箱或货架位置，使得它们被打包，然后被发运给客户。分拣这些物品的过程一直是通过手工完成的。人工分拣员从导入货箱中拣选物品，找到该物品上的条形码，用手持式条形码扫描器扫描条形码，根据扫描出的条形码确定用于该物品的合适货箱或货架位置，然后将物品放入所确定的货箱或货架位置，其中针对该订单的所有物品都被限定为属于该货箱或货架位置。还提出了用于订单履行的自动化系统。参见例如美国专利申请公开第2014/0244026号，其公开了结合使用机械臂与弓形结构，该弓形结构可移动到机械臂的可及范围内。
[0006]通过扫描代码来识别物品的其他方式或者需要手动处理，或者需要控制或约束代码位置，使得固定式代码扫描器或机器人握持的代码扫描器(例如条形码扫描器)能可靠地检测到该代码。手动操作的条形码扫描器通常是固定式的或手持式的系统。利用固定式系统(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器的前方，使得条形码面向扫描设备的传感器，扫描器连续扫描并对其能够检测到的任何条形码进行解码。如果没有立即检测到物品，则握住该物品的人通常需要改变该物品在固定式扫描器前面的位置或朝向，以使条形码对于扫描器更为可见。对于手持式系统，操作扫描器的人在物品上查找条形码，然后握住扫描器，使得物品的条形码对扫描器可见，然后按下手持式扫描器上的按钮开始扫描条形码。
[0007]类似地，自动条形码扫描器也是固定式或手持式系统，并运用相同的原理。在工业应用中通常使用的条形码扫描器的情况下，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器可见。例如，一个或多个条形码扫描器可以放置在相对于传送机的固定位置，使得它们可以在物品(通常为盒子)经过扫描器时扫描该物品。参见例如美国专利第5,495,097号。在这些安装方案中，条形码的放置范围相对有限，因为条形码位于贴在盒子的四个侧面或顶部或底部(例如，如果上下颠倒)之一的标签上，可以使用简单的机械
装置在最适合扫描的取向上呈现。
[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，包括能够可靠地扫描条形码的、相对于检测系统的取向的距离范围。首先，条形码必须面向扫描器；其次，到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能被可靠地区分。采用的传感器类型以及软件检测和解码方案的鲁棒性决定了这些性能参数。
[0009]因此，仍然需要一种用于机器人和其他分拣系统的物体识别系统，其能够适应各种取向的各种物体的自动识别和处理。

技术实现思路

[0010]根据一个实施例，本专利技术提供一种下落感知系统，其包括具有内部体积、开放顶部和开放底部的开放外壳结构、以及多个感知单元，所述多个感知单元定位成在所述内部体积内、在所述开放壳体的所述开放顶部和所述开放底部之间的多个位置处捕获感知数据。
[0011]根据另一个实施例，本专利技术提供一种用于辅助识别物体的感知系统，所述感知系统包括多个感知单元，每个感知单元被定位成指向物体路径的不同部分，该物体路径是物体在没有任何与所述物体接触的机械传送系统进行辅助的情况下行进通过所述感知系统时所述物体所采取的路径。
[0012]根据又一个实施例，本专利技术提供一种用于识别物体的下落感知系统，所述下落感知系统包括多个感知单元，每个所述感知单元被定位成指向物体路径的不同部分，所述物体路径是当物体下落并通过所述下落感知系统时所述物体能采取的路径，并且每个所述感知单元能被启用以便提供关于所述物体的感知数据。
[0013]根据进一步的实施例，本专利技术提供了一种分拣物体的方法。所述方法包括以下步骤：使物体落入包括多个感知单元的感知系统，每个所述感知单元被定位成指向所述物体下落并通过所述感知单元时所述物体能采取的路径的不同部分；以及启用所述感知单元以便捕获与所述物体相关联的感知数据。
附图说明
[0014]参考附图可以进一步理解以下描述，其中：
[0015]图1图示了根据本专利技术的一个实施例的感知系统的说明性等距示图；
[0016]图2图示了图1的感知系统的前视说明性示意图；
[0017]图3图示了根据本专利技术的另一个实施例的感知系统的说明性等距示图；
[0018]图4示出了图3的感知系统的说明性升高后视图；
[0019]图5图示了图3的感知系统沿其线5
‑
5截取的说明性前视图；
[0020]图6图示了图3的感知系统沿其线6
‑
6截取的说明性侧视图；
[0021]图7示出了图3的感知系统的说明性俯视图；
[0022]图8示出了图3的感知系统内部的一部分的说明性线性示意图；
[0023]图9A
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图9H图示了图3的感知系统内部的说明性线性示意图，示出了照明和感知数据捕获的不同阶段；
[0024]图10A
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图10C图示了流程图的说明性视图，示出图3的感知系统的操作；
[0025]图11示出了在图3的感知系统中使用的照明系统的说明性示意图；
[0026]图12示出了在图3的感知系统中使用的图像捕获系统的说明性示意图；
[0027]图13A
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图13R示出了由图3的感知系统拍摄的图像的说明性视图(图13A、图13C、图13E、图13G、图13I、图13K、图13M、图13O、图13Q)以及相关的处理图像数据(图13B、图13D、图13F、图13H、图13J、图13L、图13N、图13P、图13R)；
[0028]图14示出了包括图3的感知系统以及进给设备和分拣设备的分拣系统；
[0029]图15示出了包括图3的感知系统以及物品位置/取向调节设备和分拣设备的分拣系统，该物品位置/取向调节设备包括下侧感知单元；以及
[0030]图16示出了包括图3的感知系统以及物品位置/取向调节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理物体的方法，包括：使一个或多个物体下落到感知系统，其中所述感知系统包括壳体，所述壳体具有开放顶部和开放底部，其中所述一个或多个物体通过所述开放顶部下落到所述感知系统，并且通过所述开放底部离开所述感知系统；使用与多个感知单元相关联的多个照明源来对在所述开放顶部与所述开放底部之间通过所述感知系统的路径进行照明；捕捉与下落通过被照明的所述感知系统的路径的所述一个或多个物体相关联的感知数据，其中所述感知数据是由所述多个感知单元从所述一个或多个物体反射的照明捕捉的；在来自所述多个感知单元的所捕捉的感知数据内标识与所述一个或多个物体相关联的标记；评估所标识的标记以确定通过确定在来自所述多个感知单元的所捕捉的感知数据中标识的所述标记是否匹配来确定所述一个或多个物体是否是同时下落到所述感知系统的一个物体或多个物体；响应于确定所有所标识的标记匹配，将所述一个物体运送到与所标识的标记相关联的第一确定位置；响应于确定所标识的标记中至少两个不匹配，将所述多个物体运送到第二确定位置。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个感知单元中的至少一个感知单元包括相机，并且其中由所述相机捕捉的所述感知数据包括图像数据。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个感知单元中的至少一个感知单元包括扫描仪，并且由所述扫描仪捕捉的所述感知数据包括扫描仪数据。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述扫描仪是射频ID扫描仪。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述扫描仪是条形码扫描仪。6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述扫描仪是激光反射率扫描仪。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个照明源被安装在每个感知单元的相对侧上。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个照明源环绕每个感知单元。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个照明源包括多个发光二极管。10.一种处理物体的方法，包括：使至少第一物体下落到感知系统，其中所述感知系统包括壳体，所述壳体具有开放顶部和开放底部，其中所述至少第一物物体通过所述开放顶部下落到所述感知系统，并且通过所述开放底部离开所述感知系统；使用与第一感知单元相关联的第一多个照明源来对在所述开放顶部与所述开放底部之间通过所述感知系统的路径的第一部分进行照明；捕捉与下落通过所述路径的所述第一部分的至少所述第一物体相关联的第一感知数据，其中所述感知数据是由所述第一感知单元从至少所述第一物体反射的照明捕捉的；使用与第二感知单元相关联的第二多个照明源来对所述路径的第二部分进行照明；捕捉与下落通过所述路径的所述第二部分的至少所述第一物体相关联的第二感知数据，其中所述感知数据是由所述第二感知单元从至少所述第一物体反射的照明捕捉的；
使用与第三感知单元相关联的第三多个照明源来对所述路径的第三部分进行照明；捕捉与下落通过所述路径的所述第三部分的至少所述第一物体相关联的第三感知数据，其中所述感知数据是由所述第三感知单元从至少所述第一物体反射的照明捕捉的；在所捕捉的第一、第二和第三感知数据内标识与至少所述第一物体相关联的标记；通过确定所述第一、第二和第三感知数据中的所述标记是否匹配来确定所述第二物体是否连同所述第一物体下落到所述感知系统；响应于确定所有所标识的标记匹配，将所述第一物体运送到与所标识的标记相关联的第一确定位置；响应于确定所标识的标记中至少两个不匹配，将所述第一物体和所述第二物体运送到第二确定位置。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述路径的所述第一、第二和第三部分至少基本上彼此重叠。12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一、第二和第三感知单元中的每一个包括相机，并且其中由所述相机捕捉的所述感知数据包括图像数据。13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一、第二和第三感知单元中的每一个包括扫描仪，并且由所述扫描仪捕捉的所述感知数据包括扫描仪数据。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述扫描仪是射频ID扫描仪。15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述扫描仪是条形码扫描仪。16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述扫描仪是激光反射率扫描仪。17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，与所述第一感知单元相关联的第一多个照明源、与所述第二感知单元相关联的第二多个照明源、以及与所述第三感知单元相关联的第三多个照明源中的至少一者被安装在相应感知单元的相对侧上。18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，与所述第一感知单元相关联的第一多个照明源、与所述第二感知单元相关联的第二多个照明源、以及与所述第三感知单元相关联的第三多个照明源中的至少一者环绕相应感知单元。19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述多个照明源包括多个发光二极管。20.一种处理物体的方法，包括：使至少第一物体朝着感知系统下落，其中所述感知系统包括壳体，所述壳体具有开放顶部和开放底部，其中所述至少第一物物体通过所述开放顶部下落到所述感知系统，并且通过所述底部离开所述感知系统；响应于所述第一物体进入所述感知系统而触发进入检测器，并提供进入检测器数据；响应于所述进入检测器数据，使用与所述一个或多个感知单元相关联并围绕所述一个或多个感知单元的多个照明源来对通过所述感知系统的路径的部分进行照明；捕捉与下落通过被照明的所述路径的部分的至少所述第一物体相关联的感知数据，其中所述感知数据是由所述一个或多个感知单元从至少所述第一物体反射的照明捕捉的，并且所述感知数据包括由所述一个或多个感知单元中的至少一个捕捉的图像数据；在来自所述一个或多个感知单元的所捕捉的感知数据中标识与所述第一物体相关联的唯一标记；通过检测所述图像中的所述第一物体以及与所述第一物体间隔开的至少一个其他物
体来确定所述第二物体是否连同所述第一物体同时进入所述感知系统；响应于在所述图像数据中仅检测到所述第一物体，将所述第一物体运送到与所标识的标记相关联的第一确定位置；响应于在所述图像数据中检测到所述第一物体和至少一个其他物体，将所述第一物体和所述第二物体运送到第二确定位置。21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述一个或多个感知单元中的至少一个包括扫描仪，而所述感知数据包括扫描数据。22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述扫描仪是射频ID扫描仪。23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述扫描仪是条形码扫描仪。24.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述扫描仪是激光反射率扫描仪。25.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个物体被运送至的所述第二预定位置是所述感知系统的上游的输入位置。26.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个物体被运送至的所述第二预定位置是手动拣选位置。27.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所捕捉的感知数据包括图像数据，并且评估所标识的标记进一步包括确定在所述图像数据中捕捉到一个物体或多个物体。28.如权利要求1所述的方法，其特征在于，评估所标识的标记进一步包括比较所述图像数据中检测到的物体的相对位置。29.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一、第二和第三感知数据中的至少一个包括图像数据，并且其中确定所述第二物体是否下落到所述感知系统包括确定在所述图像数据中捕捉到一个物体还是多个物体。30.如权利要求10所述的方法，其特征在于，确定在所述图像数据中捕捉到一个物体还是多个物体包括比较所述图像数据中检测到的物体的相对位置。31.如权利要求10所述的方法，其特征在于，如果所述第二物体被确定为存在，则所述第二预定位置是所述感知系统的上游的输入位置。32.如权利要求10所述的方法，其特征在于，如果所述第二物体被确定为存在，则所述第二预定位置是手动拣选位置。33.一种用于处理一个或多个物体的感知系统，所述感知系统包括：包括从顶部延伸到底部的开放路径的结构；第一多个感知单元，所述第一多个感知单元基本上围绕所述开放路径的第一上部分；第二多个感知单元，所述第二多个感知...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：伯克希尔格雷营业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：