用于使用实时放置模拟来码垛包裹的机器人系统技术方案

一种用于在目的地处以指定布置来布置包裹的机器人系统。所述机器人系统处理传入包裹，将所述包裹存储在暂时存储区域中，执行模拟功能以生成或更新模拟堆叠计划，确定码垛触发项的发生，并且在确定所述码垛触发项的发生时根据所述模拟堆叠计划将所述包裹放置在货盘上。所述码垛触发项可以是时限触发项、均匀层触发项、存储容量触发项或接收到放置启动命令中的一者。

【技术实现步骤摘要】
用于使用实时放置模拟来码垛包裹的机器人系统相关申请的交叉引用本申请包含与RosenN.Diankov和DenysKanunikov的标题为“AROBOTICSYSTEMWITHPACKINGMECHANISM”的同时提交的美国专利申请有关的主题，所述美国专利申请被转让给Mujin公司，由代理人案卷号131837-8005.US01标识，并且以引用的方式整体并入本文。本申请包含与RosenN.Diankov和DenysKanunikov的标题为“AROBOTICSYSTEMWITHDYNAMICPACKINGMECHANISM”的同时提交的美国专利申请有关的主题，所述美国专利申请被转让给Mujin公司，由代理人案卷号131837-8006.US01标识，并且以引用的方式整体并入本文。本申请包含与RosenN.Diankov和DenysKanunikov的标题为“AROBOTICSYSTEMWITHERRORDETECTIONANDDYNAMICPACKINGMECHANISM”的同时提交的美国专利申请有关的主题，所述美国专利申请被转让给Mujin公司，由代理人案卷号131837-8007.US01标识，并且以引用的方式整体并入本文。本申请包含与RosenN.Diankov和DenysKanunikov的标题为“ROBOTICSYSTEMFORPROCESSINGPACKAGESARRIVINGOUTOFSEQUENCE”的同时提交的美国专利申请有关的主题，所述美国专利申请被转让给Mujin公司，由代理人案卷号131837-8008.US01标识，并且以引用的方式整体并入本文。
本技术总体涉及机器人系统，并且更具体地，涉及用于对物体进行打包的系统、过程和技术。
技术介绍
随着性能的不断增强和成本的降低，许多机器人(例如，被配置来自动地/自主地执行物理动作的机器)现在广泛用于许多领域。例如，机器人可用于在制造和/组装、打包和/或包装、运输和/或装运等中执行多种任务(例如，跨空间操纵或搬运物体)。在执行任务时，机器人可复制人类动作，从而替代或减少执行危险或重复性任务原本所需的人类参与。然而，尽管技术不断进步，但机器人往往缺乏复制执行更复杂任务所需的人类敏感性和/或适应性所必需的复杂程度。例如，机器人往往缺乏在所执行动作中考虑可能由多种真实世界因素造成的偏差或不确定性的控制粒度和灵活性。因此，仍然需要用于控制和管理机器人的多方面以不管多种真实世界因素如何都完成任务的改进的技术和系统。在包装行业中，传统系统使用离线打包模拟器来预定打包顺序/布置。传统打包模拟器处理物体信息(例如，箱形状/大小)以生成打包计划。打包计划可规定和/或要求物体(例如，货盘、仓、笼、盒等)在目的地处的具体放置位置/姿势、放置的预限定顺序和/或预定运动计划。根据所生成的打包计划，传统打包模拟器导出匹配或实现打包计划的源要求(例如，物体的顺序和/或放置)。因为在传统系统中打包计划是离线研发的，因此计划是独立于实际打包操作/条件、物体到达和/或其他系统实现方式的。因此，总体操作/实现方式将需要所接收包裹(例如，在起始/拾取位置处)遵循匹配预定打包计划的固定顺序。这样，传统系统无法适应所接收包裹的偏差(例如，不同顺序、位置和/或取向)、未预料到的错误(例如，碰撞和/或丢件)、实时打包要求(例如，所接收订单)和/或其他实时因素。传统系统可根据严格的预定计划来对物体进行分组和打包。例如，传统系统根据预定运动计划将物体(例如，盒或箱)搬运并放置到货盘上。在此情况下，传统系统需要源位置处的所有物体具有相同尺寸/类型和/或根据已知顺序被接近。例如，传统系统将需要物体(通过例如输送机)根据固定顺序到达拾取位置。另外，例如，传统系统将需要将拾取位置处的物体根据预定姿势放置在指定位置处。这样，传统系统需要(例如，在打包操作之前)根据预定顺序/布置来对源处的物体进行排序或放置的一个或多个操作。按具体顺序将包裹提供给机器人对于人类来说是一项艰巨的任务。存在在将包裹传递给机器人以进行进一步布置之前对它们进行定序的一些机器(例如穿梭定序缓冲器)。然而，这些机器可能非常昂贵，需要维修，并且消耗大量资源(诸如空间和电力)。附图说明图1是具有3维打包机制的机器人系统可在其中操作的示例性环境的图示。图2是示出根据本技术的一个或多个实施方案的机器人系统的框图。图3A是根据本技术的一个或多个实施方案的离散化物体的图示。图3B是根据本技术的一个或多个实施方案的离散化打包平台的图示。图3C是示出根据本技术的一个或多个实施方案的放置计划过程的图示。图4A至图4C是根据本技术的一个或多个实施方案的堆叠规则的图示。图5A是根据本技术的一个或多个实施方案的示例性堆叠计划的图示。图5B是根据本技术的一个或多个实施方案的堆叠顺序的图示。图6是根据本技术的一个或多个实施方案的用于操作图1的机器人系统的流程图。图7是机器人系统可在其中操作以使用模拟堆叠计划来处理包裹以便放置在平台上的示例性环境。图8是示出根据多种实施方案的将可用包裹放置在任务位置上时的多种阶段的示例的框图。图9是根据多种实施方案的用于使用暂时存储区域将可用包裹放置在任务位置上的过程的流程图。图10是根据多种实施方案的用于将包裹从暂时存储区域放置在任务位置上的过程的流程图。具体实施方式本文描述用于具有3维(3D)打包机制的机器人系统的系统和方法。根据一些实施方案配置的机器人系统(例如，执行一个或多个指定任务的装置的集成系统)通过导出物体(包裹)的最佳存储位置并将它们分别堆叠来提供提高的打包和存储效率。在一个示例中，机器人系统可基于堆叠计划来在目的地(例如，货盘、仓、笼、盒等)处组织包裹，而不管将包裹提供给机器人的次序如何。堆叠计划通常包括将包裹放置在货盘上的堆叠顺序或次序，以及其他细节，诸如包裹在货盘上的具体放置位置/姿势和/或预定运动计划，这些在下文描述。机器人系统可实施用于将包裹放置在货盘上的堆叠计划，而无需按堆叠顺序将包裹提供给机器人系统。当包裹(例如，在输送带上逐个地)到达机器人系统的起始位置处时，机器人系统处理包裹中的每一个以便放置在平台上。在一些实施方案中，处理包裹可包括：标识包裹的属性(诸如形状、大小、高度、宽度、长度和其他物理尺寸)，以及将包裹存储在存储区域中(例如，存储在多个存储架中的一个上)，以便稍后放置在货盘上。在将包裹存储在存储区域中时，机器人系统可执行模拟功能，以确定用于将包裹放置在货盘上的堆叠计划。在一些实施方案中，模拟功能与处理包裹并行地执行，并且可例如在处理新包裹的时候连续地更新。当码垛触发项已发生时，机器人系统根据堆叠计划从存储区域取出包裹并将它们放置在货盘上。码垛触发项可以是时限触发项、均匀层触发项、存储容量触发项或接收到放置启动命令中的一者。通过使用暂时存储区域来存储包裹、实时地标识包裹、并且实时地(例如，在包裹到达起始位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作机器人系统的方法，所述方法包括：/n实施用于在起始位置处接收一组包裹的计划，其中所述一组包裹是在所述起始位置处逐个包裹地接收的，其中所述一组包裹的至少一部分将被放置在平台上；/n实施用于处理所述一组包裹的计划，其中实施用于处理所述一组包裹的所述计划包括：针对所述一组包裹中的每个包裹，/n确定与所述包裹相关联的包裹属性，其中所述包裹属性包括所述包裹的物理尺寸，/n实施用于利用搬运单元将所述包裹放置在存储区域中的计划，其中所述存储区域不同于所述平台，/n记录所述包裹的存储位置信息，其中所述存储位置信息包括对应于所述包裹在所述存储区域中的存储位置的信息，/n执行模拟功能以生成或更新用于将当前存储在所述存储区域中的一个或多个包裹放置到所述平台上的模拟堆叠计划；/n确定在将所述包裹放置在所述存储区域中之后用于将所述一个或多个包裹放置在所述平台上的码垛触发项的发生，其中所述码垛触发项是均匀层触发项、时限触发项、存储容量触发项或接收到放置启动命令中的一者；以及/n基于所述码垛触发项的发生实施用于将所述一个或多个包裹从所述存储区域放置在所述平台上的所述模拟堆叠计划。/n

【技术特征摘要】
20190531 US 16/428,8701.一种用于操作机器人系统的方法，所述方法包括：
实施用于在起始位置处接收一组包裹的计划，其中所述一组包裹是在所述起始位置处逐个包裹地接收的，其中所述一组包裹的至少一部分将被放置在平台上；
实施用于处理所述一组包裹的计划，其中实施用于处理所述一组包裹的所述计划包括：针对所述一组包裹中的每个包裹，
确定与所述包裹相关联的包裹属性，其中所述包裹属性包括所述包裹的物理尺寸，
实施用于利用搬运单元将所述包裹放置在存储区域中的计划，其中所述存储区域不同于所述平台，
记录所述包裹的存储位置信息，其中所述存储位置信息包括对应于所述包裹在所述存储区域中的存储位置的信息，
执行模拟功能以生成或更新用于将当前存储在所述存储区域中的一个或多个包裹放置到所述平台上的模拟堆叠计划；
确定在将所述包裹放置在所述存储区域中之后用于将所述一个或多个包裹放置在所述平台上的码垛触发项的发生，其中所述码垛触发项是均匀层触发项、时限触发项、存储容量触发项或接收到放置启动命令中的一者；以及
基于所述码垛触发项的发生实施用于将所述一个或多个包裹从所述存储区域放置在所述平台上的所述模拟堆叠计划。


2.如权利要求1所述的方法，其中执行所述模拟功能包括：生成或更新所述模拟堆叠计划以实现当前存储在所述存储区域中的所述包裹的均匀打包层，使得所述均匀包裹层的顶表面具有相同高度。


3.如权利要求2所述的方法，其中生成所述模拟打包计划以实现所述均匀打包层包括：将所述均匀打包层生成为当前存储在所述存储区域中的所述包裹的单个层，使得所述模拟打包计划的所述包裹中的每一个的包裹高度是相同的。


4.如权利要求2所述的方法，其中生成所述模拟打包计划以实现所述均匀打包层包括：将所述均匀打包层生成为组合层，所述组合层包括与一个或多个包裹的包裹堆叠一起放置的所述包裹的单个实例的组合，其中所述包裹的所述单个实例的包裹高度与所述包裹堆叠中的所述包裹的包裹高度的和相同。


5.如权利要求2所述的方法，其中生成或更新所述模拟堆叠计划以实现所述包裹的所述均匀打包层包括：满足堆叠表面积要求。


6.如权利要求5所述的方法，其中所述堆叠表面积要求包括所述均匀打包层的所述顶表面的组合水平面积大于表面积阈值的组合面积要求。


7.如权利要求5所述的方法，其中所述堆叠表面积要求包括所述包裹之间的形成所述均匀打包层的所述顶表面的间隙区域和/或空的空间小于间距阈值的包裹间距要求。


8.如权利要求1所述的方法，其中确定所述均匀层触发项的所述码垛触发项的发生包括：确定所述模拟堆叠计划已实现满足堆叠表面积要求的均匀包裹层。


9.如权利要求1所述的方法，其中确定所述时限触发项的所述码垛触发项的发生包括：确定所述搬运单元的单元闲置时间和/或总操作时间超过操作时间阈值。


10.如权利要求1所述的方法，其中确定所述存储容量触发项的所述码垛触发项的发生包括：确定所述存储区域的存储容量计数器超过存储容量阈值。


11.如权利要求1所述的方法，其中确定所述码垛触发项的发生包括：从所述机器人系统外部的源接收所述放置启动命令。


12.如权利要求1所述的方法，其还包括：在确定所述时限触发项、所述存储容量触发项或接收到所述放置启动命令的发生时将所述模拟堆叠计划生成为剩余包裹计划，其中所述剩余包裹计划用于根据码垛标准放置当前位于所述存储区域中的所有所述包裹。


13.如权利要求12所述的方法，其中所述码垛标准包括将所述包裹放置在所述平台上的体积打包效率。


14.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁仙·出杏光，德尼斯·卡努尼考夫，
申请(专利权)人：牧今科技，
类型：发明
国别省市：日本;JP