【技术实现步骤摘要】
具有基于壁的打包机制的机器人系统及其操作方法相关申请的交叉引用本申请要求于2019年11月19日申请的第62/931,161号的美国临时专利申请案的权益，所述临时专利申请案的内容以引用方式全部并入本文中。
本技术总体上涉及机器人系统，并且更具体地涉及用于将物体打包在容器内的系统、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，被配置为自动地伯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，但是机器人往往缺乏复制执行更错综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，机器人通常在所执行动作中缺乏控制的粒度和灵活性，从而无法充分利用可用资源。另外，机器人通常无法解决由多种真实世界因素引起的偏差或不确定性。因此，仍然需要用于控制和管理机器人的多个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。附图说明图1是具有基于壁的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3是根据本技术的一个或多个实施方案的机器人系统的图示。图4A至图4D是根据本技术的一个或多个实施方案的示例性物体容器的图示。图5A至图5C是根据本...
【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获得第一物体模型和第二物体模型，其中根据离散化单元，所述第一物体模型和所述第二物体模型分别是第一物体和第二物体的物理尺寸，形状，或它们的组合的离散化代表，所述第一物体模型和所述第二物体模型分别代表被指定用于放置在任务位置处的一个或多个容器中的所述第一物体和所述第二物体；/n访问代表容器的容器模型，所述容器具有在容器底座上方延伸的支撑壁，其中根据所述离散化单元，所述容器模型是所述容器的离散化代表；/n基于将所述第一物体模型和所述第二物体模型叠加在所述离散化容器模型上方来导出打包计划，所述打包计划包括用于放置所述第一物体的第一放置位置和用于放置所述第二物体的第二放置位置，其中：/n所述第一放置位置代表所述容器内与所述支撑壁直接相邻的位置，/n所述第二放置位置代表所述第一放置位置上方并且在所述容器内的位置，在所述位置中，所述第二物体的一部分朝向所述支撑壁横向地突出超出所述第一物体的外围边缘，并且/n所述第二放置位置用于利用所述支撑壁支撑被放置在所述第一物体上方的所述第二物体；以及/n实施所述打包计划以使用机器人臂和端部执行器将所述第一物体和...
【技术特征摘要】
20191105 US 62/931,161;20200618 US 16/905,8371.一种用于操作机器人系统的方法，所述方法包括：
获得第一物体模型和第二物体模型，其中根据离散化单元，所述第一物体模型和所述第二物体模型分别是第一物体和第二物体的物理尺寸，形状，或它们的组合的离散化代表，所述第一物体模型和所述第二物体模型分别代表被指定用于放置在任务位置处的一个或多个容器中的所述第一物体和所述第二物体；
访问代表容器的容器模型，所述容器具有在容器底座上方延伸的支撑壁，其中根据所述离散化单元，所述容器模型是所述容器的离散化代表；
基于将所述第一物体模型和所述第二物体模型叠加在所述离散化容器模型上方来导出打包计划，所述打包计划包括用于放置所述第一物体的第一放置位置和用于放置所述第二物体的第二放置位置，其中：
所述第一放置位置代表所述容器内与所述支撑壁直接相邻的位置，
所述第二放置位置代表所述第一放置位置上方并且在所述容器内的位置，在所述位置中，所述第二物体的一部分朝向所述支撑壁横向地突出超出所述第一物体的外围边缘，并且
所述第二放置位置用于利用所述支撑壁支撑被放置在所述第一物体上方的所述第二物体；以及
实施所述打包计划以使用机器人臂和端部执行器将所述第一物体和所述第二物体放置在所述容器中。
2.如权利要求1所述的方法，其中：
所述第一放置位置用于将所述第一物体放置在与所述支撑壁分开达物体-壁间隔距离的位置处；以及
所述第二放置位置用于将所述第二物体放置成悬垂在所述第一物体之上。
3.如权利要求1所述的方法，其中导出所述打包计划包括：
导出所述离散化容器模型内用于放置所述第二物体的候选位置；
基于将所述第一物体模型放置在所述第一放置位置处并将所述第二物体模型放置在所述候选位置处，估计与所述候选位置相关联的一个或多个属性；以及
当所估计属性满足壁支撑规则时，将所述候选位置验证为所述第二放置位置，所述壁支撑规则代表用于将物体放置成抵靠竖直取向的容器部分并直接接触所述竖直取向的容器部分的一个或多个要求。
4.如权利要求3所述的方法，其中：
估计所述一个或多个属性包括基于所述第二物体模型的一部分与所述第一物体模型重叠来计算有效支撑；并且
验证所述候选位置包括确定所述有效支撑满足重叠要求。
5.如权利要求3所述的方法，其中：
估计所述一个或多个属性包括估计所述第二物体模型的一部分悬垂在所述第一物体模型之上的悬垂量度；并且
验证所述候选位置包括确定所述悬垂量度满足悬垂要求。
6.如权利要求3所述的方法，其中：
估计所述一个或多个属性包括估计与所述第二物体的质心(CoM)相对应的CoM位置；并且
验证所述候选位置包括确定所述CoM位置满足CoM偏移要求。
7.如权利要求1所述的方法，其中导出所述打包计划包括：
导出所述离散化容器模型内用于将所述第二物体与所述支撑壁分开放置的候选位置；
基于将所述第一物体模型放置在所述第一放置位置处并将所述第二物体模型放置在所述候选位置处，估计与所述候选位置相关联的枢轴位置，其中所述枢轴位置代表所述第一物体的外围边缘或最高部分；
基于将所述第二物体模型朝向所述支撑壁移位和/或将所述第二物体模型围绕所述枢轴位置旋转来导出一个或多个移位姿势，其中所述一个或多个移位姿势代表所述第二物体从所述候选位置移位并直接接触所述支撑壁；以及
当所述一个或多个移位姿势满足倾斜支撑规则时，将所述候选位置验证为所述第二放置位置，所述倾斜支撑规则代表用于将物体与竖直取向的容器部分横向分开放置的一个或多个要求。
8.如权利要求1所述的方法，其中导出所述打包计划包括：
导出所述离散化容器模型内用于将所述第二物体悬垂在中间物体之上的候选位置，所述中间物体悬垂在所述第一物体之上；
基于将所述第一物体模型放置在所述第一放置位置处并将所述第二物体模型放置在高于所述中间物体的位置的所述候选位置处，估计与所述候选位置相关联的一个或多个属性；以及
当所估计属性满足多重悬垂规则时，将所述候选位置验证为所述第二放置位置，所述多重悬垂规则代表用于将多个物体放置成悬垂在底部支撑物体之上的一个或多个要求。
9.如权利要求8所述的方法，其中：
估计所述一个或多个属性包括基于所述第二物体模型的一部分与所述第一物体模型重叠来计算有效支撑；并且
验证所述候选位置包括确定所述有效支撑满足重叠要求。
10.如权利要求8所述的方法，其中：
估计所述一个或多个属性包括：
将代表所述第二物体和所述中间物体的组合物体估计导出作为一个物体；以及
估计所述组合物体估计的所述一个或多个属性；并且
验证所述候选位置包括确定所述一个或多个属性满足壁支撑规则或倾斜支撑规则。
11.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
确定被指定用于放置在所述任务位置处的容器内的物体的物体分组；
导出所述物体分组的处理次序；并且
其中：
导出所述打包计划包括基于所述处理次序和所述物体分组来导出所述打包计划。
12.如权利要求1所述的方法，其中在打包操作期间或紧接在打包操作之前动态地导出所述打包计划。
13.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括：
获得代表所述任务位置处的所述容器的图像数据；
基于分析所述图像数据来检测非预期特征，所述非预期特征代表所述支撑壁的偏离预期条件的实际物理特性；并且
其中：
导出所述打包计划包括基于所述非预期特征动态地导出所述打包计划，其中所述打包计划用于替换用于根据所述预期条件将所述第一物体和所述第二物体放置在所述容器中的先前计划。
14.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
获得代表所述端部执行器的夹持器模型；
...
【专利技术属性】
技术研发人员：德尼斯·卡努尼考夫，鲁仙·出杏光，
申请(专利权)人：牧今科技，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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