[发明专利]用于机器人拣箱的系统和方法

说明书

本发明提供了一种方法和计算系统，该方法和计算系统包括识别一个或多个候选对象以供机器人选择。可至少部分地基于机器人环境和至少一个机器人约束来确定通往该一个或多个候选对象的路径。可验证抓取该一个或多个候选对象中的第一候选对象的可行性。如果该可行性得到验证，则可控制该机器人以物理地选择第一候选对象。如果该可行性未得到验证，则可以选择第一候选对象的不同抓取点、第二路径或第二候选对象中的至少一者。

相关专利申请

本专利申请要求提交于2018年6月26日的序列号为62/690186的美国临时专利申请的权益，该专利申请的全部内容以引用方式全文并入本文。

技术领域

本发明整体涉及机器人，并且更具体地，涉及用于机器人拣箱的系统和方法。

背景技术

某些形式的体力劳动诸如将箱一次一个工件地卸载到机器中、散装零件分拣和订单履行都是劳动密集型的。如果工件或操作是笨重的、锋利的或换句话讲危险的，则这些工作通常很危险。在应对这些问题的努力中，拣箱机器人已经解决了这些繁琐的工作。然而，机器人拣箱是需要管理的特别困难的任务，因为所需的准确度和精度的量通常超出系统的能力。

发明内容

在一个具体实施中，提供了一种用于识别一个或多个候选对象以供机器人选择的方法。可至少部分地基于机器人环境和至少一个机器人约束来确定通往该一个或多个候选对象的路径。可验证抓取该一个或多个候选对象中的第一候选对象的可行性。如果该可行性得到验证，则可控制该机器人以物理地选择第一候选对象。如果该可行性未得到验证，则可以选择第一候选对象的不同抓取点、第二路径或第二候选对象中的至少一者。

可包括下列一个或多个特征。验证可包括使用机器人运动学模型。路径可以是可行路径或最佳路径中的至少一者。可在控制机器人的同时实时确定路径。确定路径可包括使用关于与候选对象相邻的至少一个对象的一个或多个表面的信息，并且避免碰撞与候选对象相邻的至少一个对象。机器人或一个或多个候选对象中的至少一者可显示在图形用户界面处。图形用户界面可允许用户可视化或控制机器人、路径确定、模拟、工作单元定义、性能参数规格或传感器配置中的至少一者。图形用户界面可允许同时创建程序和与程序相关联的调试过程。图形用户界面可与示教器、手持设备、个人计算机或机器人中的一者或多者相关联。可提供包括使用扫描仪的一个或多个静态对象和动态对象的环境的图像，其中机器人被配置为接收图像并使用图像来学习环境以确定路径和碰撞避免。控制机器人可包括执行第一候选对象的第二扫描，将第一候选对象移动到具有带有准确度要求的固定位置的放置目标，操纵第一候选对象并根据准确度要求将第一候选对象递送到放置目标。控制机器人可包括将第一候选对象呈现给扫描仪，以使第一候选对象上的一个或多个特征的使用最大化，从而精确地定位第一候选对象。控制机器人可包括以最大化成功进行物理选择的概率的方式定位和拾拣第一候选对象。可在扫描仪的最大分辨率区域中进行第二扫描。确定通往一个或多个候选对象的路径可以至少部分地基于机器人连杆或机器人关节限制中的至少一者。除一个或多个候选对象之外的所有未选择的部件和未选择的表面上的收缩包裹可视化可显示在图形用户界面处。可使用主处理器和至少一个协处理器中的至少一者执行识别、确定、验证或控制中的至少一者。确定通往一个或多个候选对象的路径可以至少部分地基于全局路径规划和局部路径规划中的至少一者。验证抓取第一候选对象的可行性可包括分析与用户程序相关联的条件逻辑。验证抓取第一候选对象的可行性可包括验证所有路径替代方案、验证特定路径替代方案、验证任何路径替代方案、验证一个或多个异常路径、排除一个或多个被验证的区段或执行路径的多个区段的并行验证中的至少一者。

在另一个具体实施中，包括处理器和存储器的计算系统被配置为执行包括识别一个或多个候选对象以供机器人选择的操作。可至少部分地基于机器人环境和至少一个机器人约束来确定通往该一个或多个候选对象的路径。可验证抓取该一个或多个候选对象中的第一候选对象的可行性。如果该可行性得到验证，则可控制该机器人以物理地选择第一候选对象。如果该可行性未得到验证，则可以选择第一候选对象的不同抓取点、第二路径或第二候选对象中的至少一者。