用于机器人卸垛中的高度阈值化场景的可达性约束操纵的方法、系统和计算机程序产品与流程

本公开整体涉及自动化工业系统，并且更具体地涉及与卸垛相关的机器人。

背景技术：

1、堆垛是指将物体(诸如但不限于纸箱、包裹、箱子、物品等)装载或传送到垛中或垛上的操作，诸如将物体装载或传送到托盘、表面、区域、位置或类似装置或空间上。卸垛是指将物体(诸如但不限于纸箱、包裹、箱子、物品等)从垛(诸如远离托盘、表面、区域、位置或类似装置或空间)卸载或移动的操作。在一些情况下，堆垛和卸垛可借助于被配置用于堆垛和/或卸垛的机器人系统来辅助。

2、许多堆垛和/或卸垛解决方案都面临技术挑战和困难。例如，如果垛中的一个或多个物体阻塞或以其他方式干扰机器人系统与垛中的一个或多个其他物体之间的交互，则垛可能翻倒并且/或者物体可能被机器人系统损坏。发明人已经认识到，这些干扰条件可以基于机器人系统和物体的相对位置而改变。

3、在机器人卸垛操作中，机器人系统可能具有受限高度范围，这使得在物体以非常高的高度堆垛的情况下，卸垛任务具有挑战性。通过所施加的努力、智慧和创新，申请人已通过开发体现在本公开中的解决方案解决了与机器人堆垛和卸垛相关的问题，下文详细描述这些解决方案。

技术实现思路

1、一般来讲，本公开的各方面提供了方法、设备、系统、计算装置、计算实体等。

2、根据本公开的各种方面，提供了一种用于机器人卸垛的计算机实现的方法。所述计算机实现的方法可包括检测第一组物体。所述第一组物体可包括垛中的多个堆垛物体中的两个或更多个堆垛物体。所述第一组物体中的所述两个或更多个堆垛物体可设置在阈值高度以上。所述垛可以具有前侧和后侧。所述计算机实现的方法还可包括确定所述第一组中的第一物体比所述第一组中的第二物体更靠近所述前侧。所述第一组中的所述第一物体可以设置成低于所述第一组中的所述第二物体。所述计算机实现的方法可以还包括操纵末端执行器以在从所述垛移除所述第一组中的所述第二物体之前从所述垛移除所述第一组中的所述第一物体，并且将所述第一组中的所述第一物体存放在一个或多个存放位置中。

3、在一些方面中，所述第一组中的所述两个或更多个堆垛物体还可包括第三物体。所述第一组中的所述第三物体可以低于所述第一组中的所述第二物体。所述第一组中的所述第三物体可以设置成比所述第一组中的所述第二物体更靠近所述垛的所述前侧。所述计算机实现的方法可以还包括操纵所述末端执行器以在从所述垛移除所述第一组中的所述第二物体之前从所述垛移除所述第一组中的所述第三物体，并且将所述第一组中的所述第三物体存放在所述一个或多个存放位置中。

4、在一些方面中，所述第一组中的所述两个或更多个堆垛物体还可包括第四物体。所述第一组中的所述第四物体可以设置成比所述第一组中的所述第二物体更远离所述垛的所述前侧。所述计算机实现的方法可以还包括操纵所述末端执行器以在从所述垛移除所述第四物体之前从所述垛移除所述第一组中的所述第二物体，并且将所述第二物体存放在所述一个或多个存放位置中。

5、在一些方面中，所述计算机实现的方法可以还包括检测所述垛中的第三堆垛物体。所述第三堆垛物体可设置在所述阈值高度以下。所述计算机实现的方法可以还包括确定所述第三物体比所述第一组中的所述第二物体更靠近所述前侧。所述第三物体可以设置成低于所述第一组中的所述第二物体。所述计算机实现的方法可以还包括操纵所述末端执行器以在从所述垛移除所述第一组中的所述第三物体之前从所述垛移除所述第二物体，并且将所述第一组中的所述第二物体存放在所述一个或多个存放位置中。

6、在一些方面中，所述计算机实现的方法可以还包括检测第二组物体。所述第二组物体还可包括所述垛中的所述多个堆垛物体中的两个或更多个另外的堆垛物体。所述第二组物体中的所述两个或更多个另外的堆垛物体可设置在所述阈值高度以下。所述计算机实现的方法可以还包括确定所述第二组中的第一物体设置成比所述第二组中的第二物体更靠近所述前侧。所述第二组中的所述第一物体可以设置成低于所述第二组中的所述第二物体。所述末端执行器可以在从所述垛移除所述第二组中的所述第一物体之前从所述垛移除所述第二组中的所述第二物体，并且将所述第二组中的所述第一物体存放在所述一个或多个存放位置中。

7、在一些方面中，所述第二组中的所述两个或更多个另外的堆垛物体可包括第三物体。所述第二组中的所述第三物体可以低于所述第一组中的所述第二物体并且设置成比所述第一组中的所述第二物体更靠近所述垛的所述前侧。所述计算机实现的方法可以还包括操纵所述末端执行器以在从所述垛移除所述第二组中的所述第三物体之前从所述垛移除所述第一组中的所述第二物体，并且将所述第一组中的所述第二物体存放在所述一个或多个存放位置中。

8、在一些方面中，所述计算机实现的方法可包括检测第二组物体。所述第二组物体可包括所述垛中的所述多个堆垛物体中的两个或更多个另外的堆垛物体。所述第二组物体中的所述两个或更多个另外的堆垛物体设置在所述阈值高度以下。所述计算机实现的方法还可包括操纵所述末端执行器以在移除所述第二组物体中的任一个物体之前移除所述第一组物体。

9、在一些方面中，所述一个或多个存放位置可包括传送机。

10、在一些方面中，所述阈值高度可以由包括末端执行器的机器人系统的一组可达性约束限定。

11、在一些方面中，所述第一组中的所述第一物体可以通过连接到包括末端执行器的机器人臂的末端执行器而被垂直地卸垛。

12、在一些方面中，所述计算机实现的方法可包括在从垛移除第一组中的第一物体之前的运动规划步骤。所述运动规划步骤可包括将多个堆垛物体表示为物体电子数据点集，所述物体电子数据点集包括与第一组中的第一物体相关联的第一物体电子数据点中的至少一个第一物体电子数据点，并且将末端执行器表示为末端执行器电子数据点集。所述运动规划步骤还可包括借助于末端执行器电子数据点集模拟至少一个第一物体电子数据点从物体电子数据点集的垂直移除。所述运动规划步骤可以还包括在至少一个第一物体电子数据点的所模拟的垂直移除期间，检查至少一个第一物体电子数据点与末端执行器电子数据点集之间的潜在碰撞。

13、在一些方面中，所述运动规划步骤包括检查物体电子数据点集中的其他物体数据点与至少一个第一物体电子数据点之间的潜在碰撞。

14、在一些方面中，所述运动规划步骤可包括调整末端执行器电子数据点集，使得末端执行器电子数据点集被配置为在至少一个第一物体电子数据点从物体电子数据点集的所模拟的垂直移除期间没有一次碰撞(primary collision)的情况下接合至少一个第一物体电子数据点上的所模拟的抓握。

15、在一些方面中，所述运动规划步骤可包括检查与末端执行器电子数据点集与第一物体电子数据点集之间的一次碰撞相关联的碰撞数据点的姿态，并且使所模拟的抓握移位以避免一次碰撞。

16、在一些方面中，所述物体电子数据点集是体素。

17、根据一些方面，提供了一种机器人卸垛系统。所述系统可包括被配置为检测第一组物体的感知子系统。所述第一组物体可包括垛中的多个堆垛物体中的两个或更多个堆垛物体。所述两个或更多个堆垛物体可设置在阈值高度以上。所述垛可以具有前侧和后侧。所述系统还可包括处理装置，所述处理装置被配置为至少部分地基于所检测的第一组物体来确定所述第一组中的第一物体设置成比所述第一组中的所述第二物体更靠近所述垛的所述前侧。所述第一组中的所述第一物体可以设置成低于所述第一组中的所述第二物体。所述系统可以还包括机器人臂。所述机器人臂可包括末端执行器。所述末端执行器可以被配置为操纵所述第一组中的所述第一物体并且在从所述垛移除所述第一组中的所述第二物体之前从所述垛移除所述第一组中的所述第一物体，所述机器人臂被进一步配置为将所述第一组中的所述第一物体存放在一个或多个存放位置中。

18、在一些方面中，所述机器人手臂可以具有可达性约束，并且所述感知子系统可以被进一步配置为基于所述可达性约束来设定所述阈值高度。

19、在一些方面中，所述机器人卸垛系统可包括运动规划系统。所述机器人卸垛系统可以将多个堆垛物体表示为物体电子数据点集，所述物体电子数据点集包括与所述第一组中的所述第一物体相关联的第一物体电子数据点集，并且将所述末端执行器表示为末端执行器电子数据点集。所述机器人卸垛系统还可以借助于所述末端执行器电子数据点集模拟所述第一物体电子数据点集从所述物体电子数据点集的垂直移除。所述机器人卸垛系统可以还包括在所述第一物体电子数据点集的所模拟的垂直移除期间，检测所述第一物体电子数据点集与机器人电子数据点集之间的任何潜在碰撞。

20、根据一些方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储有计算机可读程序代码部分的至少一个非暂时性计算机可读存储介质。所述计算机可读程序代码部分可包括可执行部分。所述可执行部分可以被配置为从与卸垛系统相关联的感知子系统检测第一组物体。所述第一组物体可包括垛中的多个堆垛物体中的两个或更多个堆垛物体。所述第一组中的所述两个或更多个堆垛物体可设置在阈值高度以上。所述垛可以具有前侧和后侧。所述可执行部分还可被配置为至少部分地基于所检测的第一组物体，确定所述第一组中的第一物体设置成比所述第一组中的第二物体更靠近所述垛的所述前侧。所述第一组中的所述第一物体可以设置成低于所述第一组中的所述第二物体。所述可执行部分可以进一步被配置为操纵与卸垛系统相关联的末端执行器以在从所述垛移除所述第一组中的所述第二物体之前从所述垛移除所述第一组中的所述第一物体，并且将所述第一组中的所述第一物体存放在一个或多个存放位置中。

21、在一些方面中，所述计算机可读程序代码部分的所述可执行部分被进一步配置为将多个堆垛物体表示为物体电子数据点集，所述物体电子数据点集包括与所述第一组中的所述第一物体相关联的第一物体电子数据点集，并且将所述末端执行器表示为末端执行器电子数据点集。所述可执行部分还可被配置为借助于所述末端执行器电子数据点集模拟所述第一物体电子数据点集从所述物体电子数据点集的垂直移除。所述可执行部分可以进一步被配置为在所述第一物体电子数据点集的所模拟的垂直移除期间，检测所述第一物体电子数据点集与机器人电子数据点集之间的任何潜在碰撞。

22、提供上述
技术实现要素：
仅是出于概述一些示例性方面以提供对本公开的一些方面的基本了解的目的。因此，应当理解，上述方面仅仅是示例。应当理解，除了这里总结的那些方面，本公开的范围还涵盖了很多可能的方面，这些方面中的一些方面将在下面进一步描述。