CN109956251A - 一种货物识别抓取方法、设备以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种货物识别抓取方法，适用于货物识别抓取设备，所述方法包括播种机器人通过货物识别装置对货物进行识别，获取货物的形状、大小、位置、朝向等信息，根据识别的信息，生成抓取姿态，机械臂到达一个预抓取位置，对货物进行抓取。采用本发明提供的货物识别抓取方法，通过播种机器人对货物智能识别、自动抓取，能够高效而准确地实现对货物的分拣，极大的减少了拣货过程中的出错率，并且能够大大地提供工作效率。

Description

一种货物识别抓取方法、设备以及存储介质

技术领域

本发明涉及仓库拣选作业技术领域，尤其涉及一种货物识别抓取方法、设 别以及存储介质。

背景技术

现有技术对仓库货物进行拣选，一般采用人工进行，具体过程是：仓库管 理系统生成订单，订单上有货架号、货物型号、重量等信息，拣货人员根据订 单上的信息，步行或者驾驶叉车到指定货架拣货。在拣货时，广为应用的是摘 果式和播种式两种拣货方式，摘果是指针对每一个订单，拣货人员或设备巡回 于各个货架，将所需要的货物取出，其特点是每次只处理一份订单，进行摘果 式拣选。播种是指将混合了多个订单商品的货物，重新分拣到对应的个人订单。

当商品种类繁多，订单数量庞大时，采用播种式拣货方式，可以提高工作 效率，缩短拣货时行走搬运的距离，增加单位时间的拣选数量。

但是，采用纯人工播种的方式，容易产生人为出错，而且工作效率也因人 而异。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种货物识别抓取方法、设别以及存储 介质,能够极大提高工作效率以及减少出错率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的第一个方面，提供一种货物识别抓取方法，适用于货物识别 抓取设备，所述方法包括以下步骤：

播种机器人通过货物识别装置对货物进行识别，获取货物的形状、大小、 位置、朝向等信息；

根据识别的信息，生成抓取姿态，机械臂到达一个预抓取位置，对货物进 行抓取。

根据本发明的第二个方面，提供一种货物识别抓取设备，所述设备包括： 存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程 序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一个方面所述的步骤。

根据本发明的第三个方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可 读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如 第一个方面所述的步骤。

本发明实施例的货物识别抓取方法、设备以及存储介质，通过播种机器人 对货物智能识别、自动抓取，能够高效而准确地实现对货物的分拣，极大的减 少了拣货过程中的出错率，并且能够大大地提供工作效率。

附图说明

图1为实现本发明的仓库拣货系统的整体工作区示意图；

图2A为实现本发明的仓库拣货系统的机器人处理区示意图；

图2B为实现本发明仓库拣货系统的机器人处理区实景图；

图3为货物在播种箱位置示意图；

图4为本发明实施例提供的一种货物识别抓取抓取方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种货物识别抓取抓取设备的示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说 明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定 本发明。

在后续的描述中，如果使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元” 的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、 “部件”或“单元”可以混合地使用。

请参阅图1，图1为实现本发明的仓库拣货系统的整体工作区示意图。

如图1所示，仓库拣货系统的整体工作区分为机器人处理区10和人工处理 区11。

机器人处理区10包括待处理播种箱101、传送带102、机器人操作台103、 播种机器人104、以及播种墙105等。

所述待处理播种箱101用来放置待播种的货物。

所述传送带102将播种箱101传送到机器人操作台103处。

所述机器人操作台103上架设有扫码区，扫码区安装有条形码扫码仪或者 摄像头等等。

所述播种墙105包括多个播种框。放置在播种机器人104两侧。

所述播种机器人104通过货物识别装置对操作台103上的播种箱101内的 货物进行识别，获取货物信息，包括货物的形状、大小、在播种箱内的位置、 朝向等等。货物识别装置可以是视觉识别装置、三维扫描仪、激光雷达等等。

所述播种机器人104根据识别的货物信息，控制机械臂到达一个预抓取位 置，对货物进行抓取，并将抓取的货物移动到扫码装置区进行扫码。仓库货物 均设有相应的条形码。

所述播种机器人104根据扫码得到的信息，将抓取的待播种货物放入到播 种墙105上的相应播种框中。

与机器人处理区10相邻的是人工处理区11。人工处理区11用于对机器人 处理区10未能处理的货物进行人工播种。

人工处理区11包括待处理播种箱111、人工操作台112以及播种墙113等。

待处理播种箱111用于放置机器人处理区10未能处理的货物。

所述播种箱111放置在人工操作台112上。

所述播种墙113包括多个播种框，放置在人工操作台112两侧。

当人工操作台112接收到带有机器人处理区10未能处理的货物的播种箱 111时，由拣货员对机器人未能处理的货物进行播种，放置到播种墙113的相应 播种框中。

当播种结束后，装有已播种货物的播种墙被输送到包装区域进行包装。

通过播种机器人对货物智能识别、自动抓取，能够高效而准确地实现对货 物的分拣，极大的减少了拣货过程中的出错率，并且能够大大地提供工作效 率。

请参阅图2A和图2B，分别为实现本发明的仓库拣货系统的机器人处理区 示意图，以及机器人处理区实景图。

如图2所示，仓库拣货系统的机器人处理区包括待处理播种箱201、传送带 202、容器缓冲区203、机器人操作台204、播种机器人205、播种墙卡位206、 播种墙207、播种墙存放区208、防护栏209等。

所述待处理播种箱201用来放置待播种的货物。

实际应用中，由仓库管理系统(WMS,warehouse management systems)发送获 取订单货物的指令给寻货机器人。寻货机器人根据指令中的订单信息，将包含 的所有订单的所有货物从货架上取下，并放入播种箱201中。再由自动导航运 输车(AGV,AutomatedGuided Vehicle)将装有待播种货物的播种箱201运送到机 器人处理区的传送带202上。

所述传送带202将播种箱201传送到机器人操作台204处。

所述容器缓冲区203用来存放待运送分拣的播种箱201。

所述机器人操作台204上架设有扫码区，扫码区安装有条形码扫码仪或者 摄像头等等。

所述播种墙卡位206位于机器人操作台204以及播种机器人205的两侧， 用来安装固定播种墙207。实际应用中，所述播种墙卡位206可采用电磁铁卡位 的形式。

所述播种墙207由多个播种框组成。

所述播种墙存放区208用于暂时存放还未进行播种的空播种墙。在机器人 播种之前，将对应的播种墙207移动并安装到播种墙卡位206处。

因为机器人处理区和人工处理区相连，为了保护工作人员人身安全，还可 以在机器人处理区安装保护装置，例如在周边设置防护栏209。

所述播种机器人205通过识别装置对机器人操作台204上的播种箱201内 的待播种货物进行识别，获取包括货物的形状、大小、在播种箱内的位置、朝 向等货物信息。识别装置可以是视觉装置、红外线扫描装置等等。

所述播种机器人205根据识别的货物信息，控制机械臂到达一个预抓取位 置，对货物进行抓取，并将抓取的货物移动到扫码区进行扫码。

所述播种机器人205根据扫码得到的信息，将抓取的待播种货物放入到播 种墙207上的相应播种框中。

其中，所述播种机器人205对货物进行抓取，包括：

根据视觉装置获取的货物信息，分析出货物被抓取表面、在播种箱201的 位置和朝向信息；

根据播种机器人205机械臂所使用的抓取执行器的表面大小，贴合货物被 抓取表面生成至少一个初步抓取姿态；

对所述初步抓取姿态排序，距离抓取表面几何中心点越近的抓取姿态越优 先使用；

结合货物的朝向、货物在播种箱的位置，在已排序的初步抓取姿态上，生 成至少一个最终抓取姿态；

根据最终抓取姿态，播种机器人205机械臂对货物进行抓取。

进一步的，结合货物的朝向、货物在播种箱201的位置，在已排序的初步 抓取姿态上，生成至少一个最终抓取姿态，具体方式为：

如果货物底部与播种箱底部之间的夹角小于预设阀值，则不做改变直接使 用已排序的初始抓取姿态；

如果货物底部与播种箱底部之间的夹角大于预设阀值，且货物靠近播种箱 201右壁，则根据初始抓取姿态，向左最大偏转α度，每次偏转的分辨率为β度， 其中，最大偏转角α与机械臂所使用的抓取执行器的弹性长度和半径相关，β的 大小可以预先设置；

如果货物底部与播种箱底部之间的夹角大于预设阀值，且货物靠近播种箱 201左壁，则根据初始抓取姿态，向右最大偏转α度，每次偏转的分辨率为β度， 其中，最大偏转角α与机械臂所使用的抓取执行器的弹性长度和半径相关。

为了使机械臂能最大面积的抓取货物表面，因此当货物在播种箱内倾斜达 到一定程度时，控制机械臂向特定方向偏转，能够使机械臂更好的贴合被抓取 货物的表面，从而实现牢固有力的抓取。

阀值可以预先设置，可以是20度，30度，40度等等锐角。α大小由机械臂 结构决定，与所使用的抓取执行器的弹性长度和半径相关。

如图3所示，货物32放置在播种箱31靠近左壁处，货物32与播种箱31 底部之间夹角θ。假设预设的夹角阀值为30度。货物32与播种箱31底部之间 夹角θ为40度，则播种机器人机械臂向右偏转α度。

进一步的，根据扫码得到的信息，将待播种货物放入对应的播种墙207的 播种框中，包括：

根据扫描待播种货物的条码信息，查询仓库管理系统WMS，确认待播种货 物对应的播种框中的指定位置；

播种机器人205移动机械臂到对应的播种框上方，在对应的位置处放下货 物。

通过播种机器人对货物智能识别、自动抓取，能够高效而准确地实现对货 物的分拣，极大的减少了拣货过程中的出错率，并且能够大大地提供工作效率。

请继续参阅图4，本发明实施例提供了一种货物识别抓取方法。本实施例的 货物识别抓取方法适用于货物识别抓取设备。所述方法流程包括：

步骤S401、播种机器人通过货物识别装置对货物进行识别，获取货物的形 状、大小、位置、朝向等信息；

步骤S402、根据识别的信息，生成抓取姿态，机械臂到达一个预抓取位置， 对货物进行抓取。

所述货物识别装置是视觉识别装置、三维扫描仪、或者激光雷达等等。

在一个可行的方案中，步骤S402、根据识别的信息，生成抓取姿态，具体 包括：

根据获取的货物信息，分析出货物被抓取表面、在播种箱的位置和朝向信 息；

根据机械臂所使用的抓取执行器的表面大小，贴合货物被抓取表面生成至 少一个初步抓取姿态。

进一步，根据识别的信息，生成抓取姿态，播种机器人机械臂到达一个预 抓取位置，对货物进行抓取，还包括：

对初步抓取姿态排序，距离抓取表面几何中心点越近的抓取姿态越优先使 用；

结合货物的朝向、货物在播种箱的位置，在已排序的初步抓取姿态上，生 成至少一个最终抓取姿态；

根据最终抓取姿态，播种机器人机械臂对货物进行抓取。

在一个可行的方案中，结合货物的朝向、货物在播种箱的位置，在已排序 的初步抓取姿态上，生成至少一个最终抓取姿态，可以采取的具体方式有：

如果货物朝向与地面的夹角小于角θ，则不做改变直接使用已排序的初始抓 取姿态；

如果货物朝向与地面的夹角大于角θ，且货物靠近播种箱右壁，则根据初始 抓取姿态，向左最大偏转α度，每次偏转的分辨率为β度，其中，最大偏转角α 与机械臂所使用的抓取执行器的弹性长度和半径相关；

如果货物朝向与地面的夹角大于角θ，且货物靠近播种箱左壁，则根据初始 抓取姿态，向右最大偏转α度，每次偏转的分辨率为β度，其中，最大偏转角α 与机械臂所使用的抓取执行器的弹性长度和半径相关。

为了使机械臂能最大面积的抓取货物表面，因此当货物在播种箱内倾斜达 到一定程度时，控制机械臂向特定方向偏转，能够使机械臂更好的贴合被抓取 货物的表面，从而实现牢固有力的抓取。

阀值可以预先设置，可以是20度，30度，40度等等锐角。

另外，在垂直于抓取面的一定距离处，可以设置预抓取姿态处，从预抓取 位置到预抓取姿态处，以及从预抓取姿态处到抓取点处，分段规划多个抓取路 径。

本实施例的货物识别抓取方法，通过机器人对货物识别、抓取，并放入对 应的播种框中，能精准快速地实现对货物的分拣，极大的减少了播种过程中的 出错率，并且能够大大地提供工作效率。

在前述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种货物识别抓取设备。

请参阅图5，货物识别抓取设备包括：存储器601、处理器602以及存储在 所述存储器601上并可在所述处理器上602运行的计算机程序603，所述计算机 程序603被所述处理器602执行时实现如如第一实施例或者第二实施例的货物 识别抓取的步骤。

本实施例的货物识别抓取设备，通过对货物智能识别抓取、精准分货，能 够高效而准确地实现对货物的分拣，极大的减少了拣货过程中的出错率，并且 能够大大地提供工作效率。

在前述实施例的基础上，本发明另一实施例还提供了一种计算机可读存储 介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算 机程序被处理器执行时实现前述实施例的货物识别抓取的步骤。

本实施例的计算机可读存储介质，通过对货物智能识别、准确抓取，并放 入对应的播种框中，能精准快速地实现对货物的分拣，极大的减少了播种过程 中的出错率，并且能够大大地提供工作效率。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在 涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置 不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这 种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语 句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或 者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实 施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬 件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方 案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来， 该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包 括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者 网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述 的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本 领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保 护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种货物识别抓取方法，适用于货物识别抓取设备，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

播种机器人通过货物识别装置对货物进行识别，获取货物的形状、大小、位置、朝向等信息；

根据识别的信息，生成抓取姿态，机械臂到达一个预抓取位置，对货物进行抓取。

2.如权利要求1所述的货物识别抓取方法，其特征在于，根据识别的信息，生成抓取姿态，包括：

根据获取的货物信息，分析出货物被抓取表面、在播种箱的位置和朝向信息；

根据机械臂所使用的抓取执行器的表面大小，贴合货物被抓取表面生成至少一个初步抓取姿态。

3.如权利要求2所述的货物识别抓取方法，其特征在于，根据识别的信息，生成抓取姿态，机械臂到达一个预抓取位置，对货物进行抓取，还包括：

对初步抓取姿态排序，距离抓取表面几何中心点越近的抓取姿态越优先使用；

结合货物的朝向、货物在播种箱的位置，在已排序的初步抓取姿态上，生成至少一个最终抓取姿态；

根据最终抓取姿态，播种机器人机械臂对货物进行抓取。

4.如权利要求3所述的货物识别抓取方法，其特征在于，根据最终抓取姿态，播种机器人机械臂对货物进行抓取，具体方式为：

在垂直于抓取面的一定距离处，设置预抓取姿态处；

从预抓取位置到预抓取姿态处，以及从预抓取姿态处到抓取点处，分段规划多个抓取路径。

5.如权利要求3所述的货物识别抓取方法，其特征在于，结合货物的朝向、货物在播种箱的位置，在已排序的初步抓取姿态上，生成至少一个最终抓取姿态，具体方式为：

如果货物底部与播种箱底部之间的夹角大于预设阀值，则不做改变直接使用已排序的初始抓取姿态；

如果货物底部与播种箱底部之间的夹角大于预设阀值，且货物靠近播种箱右壁，则根据初始抓取姿态，向左最大偏转α度，其中，最大偏转角α与机械臂所使用的抓取执行器的弹性长度和半径相关；

如果货物底部与播种箱底部之间的夹角大于预设阀值，且货物靠近播种箱左壁，则根据初始抓取姿态，向右最大偏转α度，其中，最大偏转角α与机械臂所使用的抓取执行器的弹性长度和半径相关。

6.如权利要求5所述的货物识别抓取方法，其特征在于，根据初始抓取姿态，向左最大偏转α度，或者向右最大偏转α度过程中，每次偏转的分辨率为β度，β的大小可以预先设置。

7.如权利要求5所述的货物识别抓取方法，其特征在于，所述预设阀值是预先设置的锐角。

8.如权利要求1所述的货物识别抓取方法，其特征在于，所述货物识别装置是视觉识别装置、三维扫描仪、或者激光雷达。

9.一种货物识别抓取设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一所述的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的步骤。