CN110997530B - 用于卡塞恢复的纸箱卸载工具 - Google Patents

Abstract

机器人物料搬运系统(100)的控制器(144)执行一种方法，该方法从密闭空间内的堆中传送物品(104)。将每次操作的一个或多个物品通过机器人移动到可垂直放置的鼻部传送机表面(214)上，朝着较窄的后向传送机(212)传送。控制器检测被卡住的物品，该物品至少部分地由鼻部传送机支撑，并且无法完全传送到后向传送机上。控制器尝试通过引起以下中的至少一项来移出被卡住的物品：(i)垂直地重新定位鼻部传送机表面；以及(ii)激活鼻部传送机表面的两个或更多个平行传送机中的至少一个沿向前方向运行。在尝试移出之后，控制器沿向后方向激活与被卡住的物品接触的至少一个平行传送机(801‑805)。

Description

用于卡塞恢复的纸箱卸载工具

相关申请的交叉引用

本申请还要求提交于2017年8月11日的名称为“Carton Unloader Tool JamRecovery”的美国临时专利申请62/544,327；以及提交于2017年8月17日的名称为“CartonUnloader Tool Jam Recovery”的美国临时专利申请62/546,578；以及提交于2018年6月15日的美国非临时专利申请16/009,838的权益，其公开内容据此全文以引用方式并入。

技术领域

本公开整体涉及自主纸箱卸载机，并且更具体地涉及将作为物料搬运系统的一部分卸载并传送物品的自主纸箱卸载机。

背景技术

装载货物和产品的卡车和拖车穿越全国，以将产品运送到商店、仓库和配送中心的商业装卸月台。卡车可以具有安装在卡车上的拖车，或者可以是半牵引车拖车构造。为了降低零售店的间接成本，店内产品数量已经减少，而正在运输的产品现在被计为可用商店库存的一部分。作为一种补充耗尽库存的方法，在仓库和区域配送中心的卸载月台处快速卸载卡车已经获得了新的突出地位。

如果装载物有托盘，卡车通常用叉车装载和卸载，如果产品堆放在卡车内，则用人工卸载。用人力手动卸载大型卡车货件可能很困难，而且由于时间和劳力造成的成本很高。此外，在卡车拖车或运输集装箱的密闭空间内的高温或低温条件可被视为令人不悦的工作。因此，需要一种改进的卸载系统，其能够比人力更快、更节省成本地从卡车拖车上卸下大量堆叠的箱子和货物。

为了经济起见，装载或卸载的自动化需要相对较快。众所周知的卸载纸箱的方法接受度极其有限。每个纸箱通常以分离方式向后传送，限制了纸箱可被卸载的速度。尝试同时传送未分离的物品会导致物品卡塞，这会造成耗时的手动操作程序，以关闭卸载过程并尝试在运输集装箱或卡车拖车的密闭空间内接近卸载机的插入端。

申请人已经识别出许多与传统的卡车和拖车卸载方法相关的缺陷和问题。通过所付努力、智慧和创新，包括在本公开的实施方案中的开发解决方案已经解决了许多这些识别的问题，本文详细描述了这些解决方案的许多示例。

发明内容

在一个方面，本公开提供了在机器人物料搬运系统上传送物品的方法。在一个或多个实施方案中，所述方法包括将机器人物料搬运系统的鼻部传送机表面定位成邻近物品堆，所述鼻部传送机表面可垂直地移动，并且具有两个或更多个平行传送机，所述两个或更多个平行传送机在向后传送机的远侧并且馈送向后传送机，所述向后传送机在侧向上比所述鼻部传送机表面窄；通过机器人将一个或多个物品从物品堆移动到鼻部传送机表面上；激活鼻部传送机表面的两个或更多个平行传送机中的至少一个来将至少一个物品从鼻部传送机表面朝着向后传送机传送；检测被卡住的物品，所述被卡住的物品由鼻部传送机至少部分地支撑，并且未能完全通过所述两个或更多个平行传送机中的至少一个传送到向后传送机上；通过引起以下中的至少一项来移出被卡住的物品：(i)垂直地重新定位鼻部传送机表面；以及(ii)激活鼻部传送机表面的两个或更多个平行传送机中的至少一个沿向前方向运行；以及沿向后方向激活与被卡住的物品接触的至少一个平行传送机。

在另一方面，检测被卡住的物品包括：扫描鼻部传送机表面；通过将所述扫描的鼻部传送机表面与空的鼻部传送机表面的基线扫描进行比较来识别存在于所述两个或更多个平行传送机的相应区域内的所述鼻部传送机表面上的一个或多个物品；跟踪所述鼻部传送机表面的所述两个或更多个平行传送机中的至少一个的所识别的区域内的至少一个物品；并且基于对所述至少一个物品的跟踪，通过未将所述至少一个物品传送到所述向后传送机上来确定所述至少一个物品已成为被卡住的物品。

在另一方面，移出被卡住的物品包括垂直地重新定位鼻部传送机表面；以及沿向后方向激活与被卡住的物品接触的至少一个平行传送机包括激活鼻部传送机表面的至少一个平行传送机以及向后传送机的至少一部分。

在另一方面，重新定位所述鼻部传送机表面包括升高所述鼻部传送机表面。

在另一方面，重新定位鼻部传送机表面包括将鼻部传送机表面降低至与向后传送机对准的原始位置。

在另一方面，移出被卡住的物品包括激活鼻部传送机表面的两个或更多个平行传送机中的至少一个沿远离向后传送机的向前方向运行。

在另一方面，方法还包括沿向后方向激活两个或更多个平行传送机中的至少一个并同时激活所述两个或更多个平行传送机中的至少另一个，以使被卡住的物品旋转成与向后传送机纵向对准。

在另一方面，本公开提供了用于卸载物品堆中的物品的机器人物料搬运系统。机器人物料搬运系统可在地板上移动。在一个或多个实施方案中，机器人物料搬运系统包括移动主体和附接到移动主体并在其端部处包括端部执行器的可移动机器人操纵器。端部执行器被配置为从物品堆卸载一个或多个物品。机器人物料搬运系统还包括安装在移动主体上的传送机系统。传送机系统被配置为从端部执行器接收一个或多个纸箱，并且将一个或多个物品朝着机器人物料搬运系统的后部移动。所述传送机系统包括：(i)鼻部传送机表面和(ii)向后传送机。鼻部传送机表面具有两个或更多个平行传送机，这些平行传送机在向后传送机远侧并且将向后传送机朝近侧馈送，其中向后传送机在侧向上比鼻部传送机表面窄。

在另一方面，机器人物料搬运系统还包括物品检测系统和与物品检测系统、移动主体、可移动机器人操纵器和传送机系统通信的控制器。所述控制器被配置为：使得所述机器人物料搬运系统的所述鼻部传送机表面被定位成邻近所述物品堆，所述鼻部传送机表面可垂直地移动；使得所述可移动机器人操纵器将所述一个或多个物品从所述物品堆移动到所述鼻部传送机表面上；激活鼻部传送机表面的两个或更多个平行传送机中的至少一个来将至少一个物品从鼻部传送机表面朝着向后传送机传送；检测被卡住的物品，所述被卡住的物品由鼻部传送机表面至少部分地支撑，并且未能完全通过所述两个或更多个平行传送机中的至少一个传送到向后传送机上；以及通过引起以下中的至少一项来移出被卡住的物品：(i)垂直地重新定位鼻部传送机表面；以及(ii)激活鼻部传送机表面的两个或更多个平行传送机中的至少一个沿向前方向运行；以及沿向后方向激活与被卡住的物品接触的至少一个平行传送机。

在另一方面，控制器被配置为通过将鼻部传送机表面垂直地重新定位成以下项中的选定一者来移出被卡住的物品：(i)相对于向后传送机升高鼻部传送机表面；以及(ii)将所述鼻部传送机表面降低至与所述向后传送机对准的原始位置，其中沿向后方向激活与被卡住的物品接触的至少一个平行传送机包括激活鼻部传送机表面的至少一个平行传送机以及向后传送机的至少一部分。在另一方面，移出被卡住的物品包括激活鼻部传送机表面的两个或更多个平行传送机中的至少一个沿远离向后传送机的向前方向运行。在另一方面，控制器被进一步配置为：沿向后方向激活两个或更多个平行传送机中的至少一个并同时激活所述两个或更多个平行传送机中的至少另一个，以使被卡住的物品旋转成与向后传送机纵向对准。

在另一方面，所述物品检测系统包括分别耦接到所述移动主体和所述可移动机器人操纵器中的一者以扫描所述鼻部传送机表面的一个或多个传感器；与所述一个或多个传感器通信的扫描处理子系统，所述扫描处理子系统基于与基线扫描相比所接收的鼻部传送机表面的扫描来检测任何物品的存在和位置；并且其中与所述扫描处理子系统通信的控制器通过以下步骤检测被卡住的物品：通过所述一个或多个传感器扫描所述鼻部传送机表面；通过将扫描的鼻部传送机表面与空的鼻部传送机表面的基线扫描进行比较，通过所述扫描处理子系统识别存在于两个或更多个平行传送机的相应区域内的鼻部传送机表面上的一个或多个物品；跟踪所述鼻部传送机表面的所述两个或更多个平行传送机中的至少一个的所识别的区域内的至少一个物品；并且基于对所述至少一个物品的跟踪，通过未将所述至少一个物品传送到所述向后传送机上来确定所述至少一个物品已成为被卡住的物品。

以上概述包含细节的简化、概括和省略，并且不旨在作为所要求保护的主题的全面描述，而是旨在提供与其相关联的一些功能的简要概述。本领域技术人员在审查下列附图和详细的书面描述后，所要求保护的主题的其他系统、方法、功能、特征和优点将是显而易见的或将变得显而易见。

附图说明

可结合附图阅读例示性实施方案的描述。应当理解，为了说明的简单和清晰，图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，元件中的一些元件的尺寸相对于其他元件被夸大。结合本公开的教导的实施方案相对于文中给出的附图示出和描述，在附图中：

图1示出了根据一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统和可延长传送机的侧视图以及功能框图，它们使用多象限且组合二维(2D)和三维(3D)的视觉系统从纸箱堆容器内卸载纸箱；

图2示出了根据一个或多个实施方案的图1所示机器人物料搬运系统的顶部等轴视图；

图3示出了根据一个或多个实施方案的图1所示机器人物料搬运系统的底部等轴视图；

图4示出了根据一个或多个实施方案的图1所示机器人物料搬运系统的前部的前侧视图；

图5示出了根据一个或多个实施方案的图1所示机器人物料搬运系统的前部的右侧视图；

图6示出了根据一个或多个实施方案的图1所示机器人物料搬运系统的机载卸载控制器的示例性计算环境的框图；

图7示出了根据一个或多个实施方案的图1所示机器人物料搬运系统的视觉系统的功能框图；

图8示出了根据一个或多个实施方案的图1所示机器人物料搬运系统的顶视图，该系统侧向离开中心至可延长传送机；

图9示出了根据一个或多个实施方案的图1所示机器人物料搬运系统的标注有扫描区域的前鼻部传送机表面和分离向后传送机部分的顶视图；

图10示出了根据一个或多个实施方案的包含物品的图9所示扫描区域的顶部图解视图；

图11示出了根据一个或多个实施方案的使用3D传感器数据来对机器人物料搬运系统的前部分离部分执行产品卡塞检测的方法的流程图；

图12示出了根据一个或多个实施方案的使用深度图和红外成像中的一者检测机器人物料搬运系统的前部的各个远侧、中心和近侧区域中的产品的方法的流程图；

图13示出了根据一个或多个实施方案的在机器人物料搬运系统的鼻部传送机表面上传送物品的方法的流程图；

图14A至图14B示出了将物品从具有五个平行传送机的鼻部传送表面传送到与中心三个平行传送机对准的向后传送机上的方法的流程图；

图15A至图15F示出了根据一个或多个实施方案的将物品传送离开图1所示机器人物料搬运系统的鼻部传送机表面的序列的顶视图；

图16示出了根据一个或多个实施方案的在正常、未卡塞操作期间从机器人物料搬运系统的鼻部传送机表面和向后传送机传送物品的顶视图；

图17A示出了根据一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统的顶视图，该系统的鼻部传送机表面具有被卡住的物品；

图17B示出了根据一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统的鼻部传送机表面的顶视图，其中被卡住的物品向前传送；

图17C示出了根据一个或多个实施方案的鼻部传送机表面的顶视图，其中先前被卡住的物品的一部分向后传送；

图17D示出了根据一个或多个实施方案的鼻部传送机表面的顶视图，其中先前被卡住的物品的剩余部分向后传送；

图18A示出了根据一个或多个实施方案的鼻部传送机表面的顶视图，其具有横向对准引起卡塞的长物品；

图18B示出了根据一个或多个实施方案的鼻部传送机表面的顶视图，其中向前传送的长物品的一部分至少部分地旋转成纵向对准；

图18C示出了根据一个或多个实施方案的将部分纵向对准的物品向后传送的鼻部传送机表面的顶视图；

图18D示出了根据一个或多个实施方案的在向后传送机上将部分纵向对准的物品向后传送的鼻部传送机表面的顶视图；

图19A示出了根据一个或多个实施方案的处于升高位置的鼻部传送机表面的透视图；

图19B示出了根据一个或多个实施方案的处于与向后传送机对准的原始位置的鼻部传送机表面的透视图；

图20A示出了根据一个或多个实施方案的处于传送一系列物品的升高位置的鼻部传送机表面的右侧视图；

图20B示出了根据一个或多个实施方案的处于升高位置的鼻部传送机表面的右侧视图，其中物品停留在过渡板上；

图20C示出了根据一个或多个实施方案的处于提高的升高位置的鼻部传送机表面的右侧视图，其中物品从过渡板移出；

图20D示出了根据一个或多个实施方案的处于提高的升高位置的鼻部传送机表面的右侧视图，其中移出的物品在向后传送机上传送；

图20E示出了根据一个或多个实施方案的处于原始位置的鼻部传送机表面的右侧视图，其中在恢复的正常操作中的卸下物品；

图21示出了根据一个或多个实施方案的清除至少部分地支撑在机器人物料搬运系统的鼻部传送机部分上的物品的卡塞的方法的流程图；以及

图22示出了根据一个或多个实施方案的清除至少部分地支撑在机器人物料搬运系统的鼻部传送机部分上的物品的卡塞的示例性方法的流程图。

具体实施方式

在下文中将参考附图更全面地描述本公开的一些实施方案，附图中示出了本公开的一些实施方案，但未示出全部实施方案。实际上，这些公开内容可以以许多不同的形式体现，并且不应该被解释为限于本文所阐述的实施方案；相反，提供这些实施方案是为了使本公开满足适用的法律要求。在全篇内容中，类似的标号指代类似的元件。在本说明书中使用的术语并不意味着是限制性的，本文所述的实施方案或其部分可在其他取向上附接或利用。

在本公开的一个或多个方面，机器人物料搬运系统的控制器执行从有限空间内的堆传送物品的方法。在一个或多个实施方案中，控制器包括包含指令的计算机可读存储介质。当由处理器执行时，所述指令使得机器人物料搬运系统将机器人物料搬运系统的垂直移动的鼻部传送机表面定位成邻近物品堆。鼻部传送机表面具有两个或更多个平行传送机，这些平行传送机在向后传送机远侧并且将向后传送机朝近侧馈送，其中向后传送机在侧向比鼻部传送机表面窄。每次操作的一个或多个物品从物品堆通过机器人移动到鼻部传送机表面上。激活鼻部传送机表面的两个或更多个平行传送机中的至少一个来将至少一个物品从鼻部传送机朝向后传送机传送。控制器检测至少部分地被鼻部传送机支撑的被卡住的物品。被卡住的物品无法完全被传送到相当于被激活的至少一个或两个或更多个平行传送机的向后传送机上。控制器尝试通过引起以下中的至少一项来移出被卡住的物品：(i)垂直地重新定位鼻部传送机表面；以及(ii)激活鼻部传送机表面的两个或更多个平行传送机中的至少一个沿向前方向运行。在尝试移出之后，控制器沿向后方向激活与被卡住的物品接触的至少一个平行传送机。

机器人纸箱装载机或卸载机结合三维(3D)和二维(2D)传感器，以分别检测运输载体诸如卡车拖车或运输集装箱内的纸箱堆的3D点云和2D图像。边缘检测使用3D点云来执行，丢弃过小而不能成为产品诸如纸箱的一部分的片段。处理纸箱堆的2D图像中过大而不对应于纸箱的片段来检测附加边缘。3D和2D边缘检测的结果在物料纸箱装载机或卸载机的校准3D空间中被转换以执行运输载体的装载或卸载中的一者。图像处理还可检测来自机器人纸箱装载机或卸载机的鼻部传送机表面的可单独控制的平行传送机的产品序列的潜在卡塞。

在本公开的一个方面，提供了用于自主卡车卸载机的定制的红-绿-蓝和深度(RGB-D)视觉解决方案。RGB-D传感器系统是使用工业深度和RGB传感器的组合设计的，这种传感器专门针对卡车卸载机的需要而定制，是一种坚固的工业解决方案，它以所需的速度、分辨率和对象识别所需的视场提供高质量的数据。组合的四个此类单元在拖车的整个宽度和高度上提供RGB、深度和RGB-D数据。每个RGB相机具有独特的投影参数。使用这些以及深度和RGB传感器的相对位置，来自深度传感器的3D被映射到来自RGB传感器的2D RGB图像数据上，反之亦然。来自3D和2D RGB的数据可以在较高的级别上拼接在一起以获得整个场景。

在一个示例性实施方案中，3D传感器执行传送机筛选操作。使用3D点云数据、红外图像和深度图作为输入数据，两个3D感测装置覆盖整个传送机区域。使用3D点云数据来估计箱子的高度。将最高箱子考虑在内以使用阈值来预测传送机卡塞场景。可将阈值设置为略微小于用于从卡车卸载机本身卸下产品的传送机间隙或下游间隙。深度图或红外图像用于执行传送机筛选以检测产品在传送机上的存在。将不具有产品的传送机模板与输入进行比较，获得差异图像。使用预定义的区域评估该差异图像。提供了存在于传送机的各个区域中的产品阵列。由此，可构造有序分离操作来加快卸货。在一个方面，传送机模板包括来自3D传感器的传送机的基线扫描，该基线扫描是进行比较的基础。可捕获基线扫描并持久使用，或可在启动时获取。将相机放置成使得视场覆盖整个感兴趣区。视角对于最小化阴影很重要。应检测并减少活跃噪声源。优选地对检测到的噪声源进行封闭、移动或消除。例如，具有多个3D传感器可形成其中一个3D传感器将噪声引入另一个传感器的场景。因此，可对每个3D传感器进行排序，使得共享相同视场的两个3D传感器不会同时处于活动状态。感兴趣区和所包含的区域在给定的视场内被识别。

在本公开的一个方面，在设置期间，可将来自3D传感器的基线扫描用作比较的基础。可捕获基线扫描并持久使用，或可在启动时获取。此外，可将相机放置成使得视场覆盖整个感兴趣区。视角可将阴影最小化。此外，可检测并减少活跃噪声源。可将检测到的噪声源封闭、移动和/或消除。感兴趣区和所包含的区域可在给定的视场内被识别。

在本公开的一个方面，在运行时期间，传送机筛选操作可从外部源例如PLC触发。响应可确认接收到该触发。这可以是有关在视场内感兴趣区中哪些区域被占用的周期性消息响应。另外，在内部，可触发传感器按优选的速率捕获图像，以最小化空闲时间并保持对监测系统(例如，PLC)的理想响应时间。来自传感器的捕获的帧可与基帧进行比较以识别给定区域中的任何产品。如果在给定区域中检测到产品，那么将该区域的区域占用位设置为真并发送回监测系统(例如，PLC)。此外，监测系统可向卸载机发送触发关闭消息，直到响应停止。

在一些实施方案中，系统中有两个“角色”：“操作者”和“维护者”。操作者接合控制系统(例如，PLC)，从而打开和关闭传送机筛选应用程序。维护者可管理传感器相对于感兴趣区的定位；减少或消除传感器噪声源；调节任何过滤水平；并可能地捕获基线扫描以开始操作。这些角色可为自动的。

在启动机器人纸箱卸载机之后，寿命预期会很长。如果控制正确，则平均环境工作温度、源电压一致性、冲击和振动隔离、与高功率发射器隔离将延长传感器和系统的寿命。在每个部件的寿命结束时，预期会有更多的正误识和负误识。可在传感器上监测死点，直到达到最小点数量，传感器可被标记以便于替换。假定可以采购原始部件或兼容的更换部件，则部件组件是可维修的。

在一个方面，用于产品检测的传送机筛选的传感器设置更快，并且为传送机系统的更智能操作提供区域信息，这导致整个机器的循环时间缩短并且提高了机器的效率。两个3D传感器系统提供较高的传送机视场，使正误识检测减至最少，并且在与传统的光检测和测距(LiDAR)相比时提供可靠且稳健的传送机筛选，传统LiDAR能力有限，只在2D空间中提供检测。传送机卡塞恢复模式可帮助控制系统在传送机上有较高的箱子或多个堆叠箱子的情况下进行适当的反应。

在以下对本公开的示例性实施方案的详细描述中，以足够的细节描述可以实践本公开的具体示例性实施方案，使得本领域技术人员能够实践公开的实施方案。例如，本文已经呈现了具体细节诸如具体方法顺序、结构、元件和连接件。然而，应当理解，不需要利用提出的具体细节实施本公开的实施方案。还应理解，可以利用其他实施方案，并且可以在不脱离本公开的一般范围的情况下进行逻辑、架构、程序、机械、电气和其他改变。因此，以下详细描述不是限制性的，并且本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。

在本说明书中对“一个实施方案”、“实施方案”、“多个实施方案”或“一个或多个实施方案”的引用意在指示结合该实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施方案中。此类短语在说明书中的各个地方的出现不一定都指代相同的实施方案，也不是与其他实施方案互斥的单独或另选实施方案。此外，描述了可以由一些实施方案而不是由其他实施方案呈现的各种特征。类似地，描述了各种要求，这些要求可能是一些实施方案的要求而不是其他实施方案的要求。

应当理解，使用特定部件、设备和/或参数名称和/或其对应的首字母缩略词诸如本文所述的执行的实用程序、逻辑和/或固件的那些仅是示例性的，并不意味着暗示任何对所述实施方案的限制。因此，可以用不同的命名和/或术语来描述实施方案，这些命名和/或术语用于描述本文中的部件、设备、参数、方法和/或功能，但不限于此。在描述实施方案的一个或多个元件、特征或概念时对任何特定协议或专有名称的引用仅作为一个具体实施的示例提供，并且这种引用并不限制所要求保护的实施方案扩展到使用不同元件、特征、协议或概念名称的实施方案。因此，本文中利用的每个术语将在利用该术语的背景下得到其最广泛的解释。

1示出了具有操纵器诸如机器人臂组件102的机器人物料搬运系统100，该机器人臂组件从纸箱堆容器108诸如拖车、集装箱、存储单元等内的纸箱堆106卸下纸箱104。机器人臂组件102将纸箱104放置在机器人物料搬运系统100的传送机系统110上，该传送机系统将纸箱104传送回可延长传送机112，该传送机跟随机器人物料搬运系统100的移动主体114进入纸箱堆容器108。可延伸传送机112又将纸箱104传送到物料处理系统116诸如仓库、商店、配送中心等。

在一个或多个实施方案中，机器人物料搬运系统100自动地卸载搁置在纸箱堆容器108的地板118上的纸箱堆106。移动主体114是自动推进的，并且能够在地板118从外部移动到纸箱堆容器108的最内部。机器人臂组件102的右下臂和左下臂120分别在下端122枢转地附接到在其间穿过的传送机系统110的相对侧向侧上的移动主体114。右下臂和左下臂120围绕与传送机系统110的纵向轴线126垂直的下臂轴线124旋转。机器人臂组件102的上臂组件128具有后端130，该后端分别枢转地附接在右下臂和左下臂120的上端132，以围绕垂直于传送机系统110的纵向轴线126且平行于下臂轴线124的上臂轴线134枢转地旋转。操纵器头部136附接到上臂组件128的前端138，并且一次从搁置在地板118上的纸箱堆106接合至少一个纸箱104，以便移动到传送机系统110。右下臂和左下臂120的枢转和同时的镜像运动将上臂轴线134保持在传送机系统110上方的相对高度，使得该至少一个纸箱104能够被传送机系统110传送，而不会在操纵器头部136畅通时受到机器人臂组件102的阻碍。在一个或多个实施方案中，机器人物料搬运系统100包括升降器140，该升降器附接在移动主体114和传送机系统110的前部142之间。升降器140使传送机系统110的前部142相对于地板118移动，以在从纸箱堆106移动到传送机系统110期间减小至少一个纸箱104下方的间距。

更高级别的系统可以将机器人物料搬运系统100的自主机器人车辆控制器144分配给特定的纸箱堆容器108，并且可以接收有关装载/卸载进度的信息，并提供用于遥控的通道。在装载或卸载过程中遇到错误时，人类操作者可以选择地进行干预。更高级别的系统可包括主机系统146，该主机系统处理将由物料搬运系统116执行的外部订单交易。另选地或除此之外，仓库执行系统(WES)148可提供仓库管理系统(WMS)150的垂直整合，该仓库管理系统执行设施诸如配送中心的订单履行、劳动管理和库存跟踪。WES 148可包括垂直集成的仓库控制系统(WCS)154，其控制执行WMS 150所请求的订单履行和库存移动的自动化。

在一个或多个实施方案中，一旦由WES 148分配或手动启用，则机器人物料搬运系统100可以在WCS 154的控制下进行以下自主操作：(i)移入纸箱容器108，(ii)执行装载或卸载纸箱堆容器108中的一者，以及(iii)从纸箱堆容器108中移出。为了在纸箱堆容器108内导航并在其中快速处理纸箱104，WCS 154的纸箱检测系统166包括传感器157(包括鼻部3D/2D传感器178和前部3D/2D传感器176)，这些传感器分别附接到移动主体114和可移动机器人操纵器(机器人臂组件102)中的一者，以提供至少一个停留在纸箱堆容器108的底板118上的纸箱堆106的至少一部分的二维(2D)RGB图像和三维(3D)点云。纸箱堆容器108可以是静止的或移动的，诸如公路、铁路或在通航水域上运输的运输载体。

控制器144提供示例性环境，在该环境中可实现本公开的各种实施方案的所述特征中的一个或多个。控制器144可以实现为一体的设备或分布式处理系统。控制器144包括跨一个或多个导体或光纤结构的系统互连件通信的功能部件，为清楚起见，将其描绘为系统总线156。系统总线156可包括数据总线、地址总线和控制总线，用于在这些耦接的单元的任一者之间传送数据、地址和控制信息。控制器144的功能部件可包括处理器子系统158，该处理器子系统由一个或多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)和处理器存储器构成。处理器子系统158可包括任何工具或工具的聚集体，这些工具用于对业务、科学、控制或其他目的(包括控制物料搬运系统的自动化设备)的任何形式的信息、情报或数据进行计算、分类、处理、传输、接收、检索、发起、切换、存储、显示、表明、检测、记录、复制、运用或利用。

根据本公开的各种方面，元件、或元件的任何部分，或者元件的任何组合可以用处理器子系统158实现，该处理器子系统包括包含处理器的一个或多个物理设备。处理器的非限制性示例包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑设备(PLD)、可编程逻辑控制器(PLC)、状态机、门控逻辑、分立硬件电路，以及被配置为执行贯穿本公开内容描述的各种功能的其他合适的硬件。处理系统中的一个或多个处理器可执行指令。执行指令以实现结果的处理系统是被配置为执行导致结果的任务的处理系统，诸如通过向处理系统的一个或多个部件提供指令，这些指令将使这些部件执行动作，这些动作本身或与处理系统的其他部件执行的其他动作相结合将导致结果。

控制器144可包括网络接口(I/F)设备160，其使控制器144能够与位于控制器144外部的其他设备、服务和部件(诸如WES 148)进行通信或接合。这些联网设备、服务和部件可使用一个或多个通信协议，经由外部网络(诸如示例性网络162)与控制器144接合。网络162可为局域网、广域网、个域网等，并且指向网络和控制器144和/或二者之间的连接可为有线或无线或它们的组合。出于讨论的目的，为简便起见，将网络162指示为单个共同部件。然而，应当理解网络162可包括一个或多个指向其他设备的直接连接以及更复杂的互连集合，这些互连可存在于广域网中，诸如互联网或专用内联网。网络162中的各种链路可为有线的或无线的。控制器144可经由设备接口168与许多机载设备通信，诸如灯、指示器、手动控件等。设备接口168可包括无线链路和有线链路。例如，控制器144可指引可延长传送机112跟随机器人物料搬运系统100进入纸箱堆容器108或将机器人物料搬运系统100引出纸箱堆容器108。

控制器144可包括管理机器人物料搬运系统100的特定功能的若干分布式子系统。自动化控制器170可以从3D/2D纸箱检测系统166接收位置和空间校准信息，并使用该数据经由车辆接口172协调移动主体114的移动以及有效载荷部件进行的移动，有效载荷部件诸如机器人臂组件102和移动传送机系统110的前部142的升降器140。控制器144还可包括有效载荷接口174。

3D/2D纸箱检测系统166可包括使用双目原理、雷达原理或声纳原理的深度感测。为了避免对一致的环境照明条件的依赖，照明器169可在一个或多个光谱带宽诸如可见光或红外光中提供一致或可调节的照明量。照明可被狭义地限定在可见光谱中，使得能够对大部分环境光进行过滤。另选地，照明可在可视距离之外，使得照明不会分散人类操作者身的注意力。3D/2D纸箱检测系统166可从前部RGB-D传感器176接收2D和3D传感器数据，前部RGB-D传感器观察纸箱堆容器108的内部和纸箱堆106。鼻部3D/2D传感器178可以观察传送机系统110的前部142，以检测纸箱104的尺寸和纸箱被接收在哪里，以用于诸如减少卡塞，有效分离控制并排纸箱104等目的。对于这些和其他目的，3D/2D纸箱检测系统166可包括执行稍后在本申请中描述的过程的各种应用程序或部件。例如，3D/2D纸箱检测系统166可包括2D过程模块180、3D过程模块182、3D引导的2D过程模块184，检测区段/象限组合器模块186和传送机区域分离模块188。

处理器子系统158可使用系统存储器164来保存功能组件，诸如数据和软件，诸如3D/2D纸箱检测系统166。软件可被广泛地解释为指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用程序、软件应用程序、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件、执行线程、过程、函数等等，而无论是被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、功能框图(FBD)、梯形图(LD)、结构化文本(ST)、指令表(IL)和顺序功能图(SFC)还是其他。该软件可以驻留在计算机可读介质上。

为清楚起见，系统存储器164可包括随机存取存储器，它们可以是或可以不是易失性、非易失性数据存储。系统存储器164包含一个或多个类型的计算机可读介质，该介质可为非暂态的。以举例的方式，计算机可读介质包括磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁条)、光盘(例如，高密度磁盘(CD)、数字通用盘(DVD))、智能卡、闪存存储器设备(例如，卡、杆、按键驱动器)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、寄存器、可移动磁盘，以及用于存储可由计算机访问和读取的软件和/或指令的任何其他合适的介质。计算机可读介质可以驻留在处理系统中，在处理系统外部，或分布在包括处理系统的多个实体上。计算机可读介质可以体现在计算机程序产品中。以举例的方式，计算机程序产品可以包括包装材料中的计算机可读介质。本领域的技术人员将认识到如何根据特定应用以及强加于整个系统的总体设计约束，最好地实现贯穿本公开内容呈现的所描述的功能。

图2示出了机器人物料搬运系统100的上臂组件128包括可旋转机架201，该机架的后端130在上臂轴线134处枢转地附接到左右下臂120。中心安装表面135在可旋转机架201下方延伸。可旋转机架201在延伸端205处具有侧向引导件203。上臂组件128包括端臂207，该端臂在近侧附接以侧向运动到可旋转机架201的侧向引导件203并且在远侧附接到操纵器头部136。端臂207侧向平移以达到增大的侧向区域。由此可以采用更轻的重量和更易操作的操纵器头部136。图2至图5示出了机柜209拱悬于传送机系统110的向后传送机212上方。具体参考图5，机柜209下方的间隙限定卡塞高度210，该卡塞高度可基于来自安装在机柜209上的鼻部3D/2D传感器178的传感器数据来确定，该传感器数据针对接收在传送机系统110的前部142的鼻部传送机表面214上的任何纸箱。

在示例性实施方案中，例如，鼻部3D/2D传感器178可包括观察鼻部传送机表面214的右侧的右鼻传感器211和观察鼻部传送机表面214的左侧的左鼻传感器213。每个鼻部传感器211、213可包括2D红外传感器、3D深度传感器和2D RGB传感器中的一者或多者。前部3D/2D传感器176可包括在不同光谱和尺寸下操作的空间上分离的传感器，以便在多种堆叠布置、照明条件下检测物品，诸如产品、纸箱、盒子、箱子、手提袋等(纸箱104)。将传感器安装在端部执行器(操纵器头136)上还可改变有利位置，诸如向下看向纸箱堆106，以更好地区分最顶部的纸箱104。具体参考图3，侧向移动的过渡传送机216将物品从向后传送机212传送到可延长传送机112上。

具体参考图2和图4，在示例性实施方案中，前部3D/2D传感器176包括位于操纵器头136上的左上2D传感器217、左上3D传感器219、右上2D传感器221和右上3D传感器223。前部3D/2D传感器176包括位于移动主体114的前端上的左下2D传感器227、左下3D传感器229、右下2D传感器231和右下3D传感器233。

图6示出了包括适用于各种实施方案的机器人物料搬运系统601的物料搬运系统600的示例性部件。机器人物料搬运系统601可包括外部监视器602、网络接口模块604、人机接口(HMI)模块606、输入/输出模块(I/O模块608)、包括驱动器/安全模块612和运动模块614的机器人臂和传送机系统615、可编程逻辑控制器(或PLC 618)、包括车辆控制器模块622和手动控制模块624的基础运动模块620，以及可包括一个或多个个人计算设备628(或“PC”)和传感器设备630的视觉系统626(或可视化系统)。在一些实施方案中，机器人物料搬运系统601的视觉系统626可包括连接到每个传感器设备630的PC 628。在其中机器人物料搬运系统601上存在多于一个传感器设备630的实施方案中，每个传感器设备630的PC 628可以联网在一起，并且PC 628中的一个可以作为主PC 628操作，其从其他连接的PC 628接收数据，可以对接收到的数据及其自身数据(例如，坐标变换、重复消除、误差检查等)执行数据处理，并且可以将来自所有PC 628的组合和处理数据输出到PLC 618。在一些实施方案中，网络接口模块604在它本身和PC 628之间可能不具有PLC内联，并且PLC 618可以作为车辆控制器和/或驱动器/安全系统。传感器设备630可包括2D图像捕获设备(ICD)631和3D图像捕获设备(ICD)633，这些图像捕获设备被分离成用于不同观察部分或有利位置的区段。子集可包括后部安装传感器635、端部执行器安装传感器637和车辆安装传感器639。

机器人物料搬运系统601可经由网络603诸如局域Wi-Fi^TM网络与具有网络接口模块604(例如，Wi-Fi^TM无线电部件等)的远程位置或系统连接。具体地讲，网络接口模块604可以使得机器人物料搬运系统601能够连接到外部监视器602。外部监视器602可以是远程仓库或配送中心控制室、手持式控制器或计算机中的任何一者，并且可以通过机器人物料搬运系统601的视觉系统626提供被动远程观察。另选地，外部监视器602可以超持视觉系统626中固有的编程并且承担机器人物料搬运系统601的主动命令和控制。机器人物料搬运系统601的编程也可以通过外部系统诸如外部监视器602进行通信、操作和调试。承担命令和控制的外部监视器602的示例可包括远程定位的操作员或远程系统，诸如仓库或配送服务器系统(即如上所述的远程设备)。使用外部监视器602承担机器人物料搬运系统601的命令和控制的示例性实施方案可包括人工或计算机干预机器人物料搬运系统601的移动诸如从一个卸载隔区移动到另一个，或者使外部监视器602承担机器人臂的控制以移除难以用自动例程卸载的物品(例如，盒子、纸箱等)。外部监视器602可以包括以下中的任何一项：可视监视器、键盘、操纵杆、I/O端口、CD读取器、计算机、服务器、手持式编程设备或可用于执行上述实施方案的任何部分的任何其他设备。

机器人物料搬运系统601可包括人机接口模块606(或HMI模块606)，其可用于控制和/或接收用于机器人臂和传送机系统615和/或基础运动模块620的输出信息。HMI模块606可用于控制(或可以自身包括)操纵杆、显示器和小键盘，其可用于重新编程、超持机器的自动控制，以及从点到点驱动机器人物料搬运系统601。可由视觉系统626经由I/O模块608单独地或以任何组合致动的致动器609，以及距离传感器610可用于帮助将机器人物料搬运系统601引导到卸载区(例如，拖车)中。I/O模块608可以将致动器609和距离传感器610连接到PLC 618。机器人臂和传送机系统615可包括移动臂和/或传送机所需的所有部件，诸如驱动器/引擎和运动协议或控制。基础运动模块620可以是用于移动整个机器人物料搬运系统601的部件。换句话说，基础运动模块620可以是引导车辆进出卸载区域所需的部件。

PLC 618可以控制机器人物料搬运系统601的整体机电运动或控制示例性功能，诸如控制机器人臂或传送机系统615。例如，PLC 618可将机器人臂的操纵器头部移动到用于从物品壁获取物品(例如，盒子、纸箱等)的位置。又如，PLC 618可以控制踢辊旋转的激活、速度和方向，并且/或者控制配置用于移动前端架式传送机(诸如传送机系统110的前部142(图1))的支撑机构的各种调整。PLC 618和视觉系统626的其他电子元件可以安装在位于传送机下方、靠近传送机或在机器人物料搬运系统601上的其他地方的电气盒(未示出)中。PLC 618可自动操作机器人物料搬运系统601的全部或部分，并且可以从距离传感器(未示出)接收位置信息。I/O模块608可以将致动器和距离传感器610连接到PLC 618。

机器人物料搬运系统601可包括视觉系统626，该视觉系统包括传感器设备630(例如，相机、麦克风、3D传感器等)和一个或多个计算设备628(称为个人计算机或“PC”628)。机器人物料搬运系统601可以使用传感器设备630和视觉系统626的一个或多个PC 628实时或接近实时地在机器人物料搬运系统601前部进行扫描。可由PLC 618响应于确定机器人物料搬运系统601触发前向扫描，诸如响应于机器人物料搬运系统601处于开始检测卸载区域中的纸箱的位置而发送的触发。前向扫描能力可用于防碰撞，发送到人体形状识别(安全)，确定卸载区域的尺寸(例如，卡车或拖车)，以及用于扫描卸载区域的地板以寻找松散物品(例如，纸箱、盒子等)。视觉系统626的3D能力还可以提供深度感知、边缘识别，并且可以创建物品壁(或纸箱堆)的3D图像。视觉系统626可以单独操作或与PLC 618协同操作以识别在机器人物料搬运系统601前面的物品的边缘、形状和近/远距离。例如，可以相对于机器人物料搬运系统601测量和计算物品壁中每个单独的纸箱的边缘和距离，并且视觉系统626可以单独操作或者与PLC 618协同操作以选择特定的纸箱进行移除。

在一些实施方案中，视觉系统626可向PLC 618提供诸如以下的信息：特定XYZ、旨在从卸载区域移除的纸箱的坐标位置以及机器人臂或机器人物料搬运系统601的移动主体行进的一个或多个运动路径。PLC 618和视觉系统626可以独立工作或者一起工作，诸如用于纸箱可视化、初始归位和运动精度检查的迭代移动和视觉检查过程。在车辆运动期间或在纸箱移除期间可以使用相同的过程作为精确度检查。在一个实施方案中，视觉系统626检测纸箱并将该信息传达给PLC 618。然后，PLC 618使用该信息来独立地计划和执行纸箱检索。在另一个实施方案中，视觉系统626和PLC 618监测移动路径上检测到的纸箱，以评估与移动路径的任何偏差。此外，视觉检查过程可包括但不限于对由视觉系统626捕获的数据执行图像处理，以确定针对从卸载区移除的任何纸箱的位置、尺寸和/或取向。另选地，PLC618可以使用移动和可视化过程作为检查，以查看自上次视觉检查以来一个或多个纸箱是否已经从纸箱堆掉落或重新定位。尽管图6中的各种计算设备和/或处理器诸如PLC 618、车辆控制器模块622和PC 628已经被单独描述，但在关于图6所讨论的各种实施方案和本文描述的所有其他实施方案中，可以组合所描述的计算设备和/或处理器，并且本文中描述的由单独计算设备和/或处理器执行的操作可以由较少的计算设备和/或处理器诸如具有执行本文描述的操作的不同模块的单个计算设备或处理器执行。例如，组合在单个电路板上的不同处理器可以执行归因于不同计算设备和/或处理器的本文描述的操作，运行多个线程/模块的单个处理器可以执行归因于不同计算设备和/或处理器的本文描述的操作等。

可延长传送机系统632可以将物品从机器人物料搬运系统601传送到物料搬运系统600的其他部分。随着机器人物料搬运系统601朝卸载区前进或从卸载区回缩，位于可延长传送机系统632和机器人物料搬运系统601中的一者上的视觉设备634可捕获在视觉设备634的视场内的目标636的图像。视觉系统626可以执行图像处理以检测目标636在视觉设备634的视野内的大小、方向和位置的变化。可伸展延长传送机系统632和机器人物料搬运系统601各自的设备接口638、640可以传送视觉信息或运动命令。例如，PLC 618可以命令可延长传送机系统632上的延伸运动执行器642与机器人物料搬运系统601的运动相对应，以保持可延伸传送机系统632和机器人物料搬运系统601对准并保持适当的间距。在一个实施方案中，设备接口638、640利用短程无线通信协议诸如个人接入网络(PAN)协议。可以在各种实施方案中使用的PAN协议的示例包括

IEEE 802.15.4和

无线通信协议和标准。

后部安装传感器635、2D ICD 631、3D ICD 633和关联的PC 628可用作物品检测系统650来检测已放置在机器人物料搬运系统601上的物品。为了增加吞吐量或由于纸箱堆中物品堆叠不良引起的可能翻倒，可将不能同时运送到后部因而不会造成卡塞的多个物品放置在机器人物料搬运系统601的前部。然而，物品检测系统650避免了先将每个物品或纸箱单独地分离到机器人物料搬运的一侧或中心然后再运送一列分离的物品的需求。物品检测系统650可一次向后移动多于一个的物品，以利用机器人物料搬运系统601固有的解扰能力。

图7示出了机器人物料搬运系统100(图1)的示例性视觉系统700内的数据流。端部执行器702包括第一RGD-D单元704和第二RGD-D单元706。车辆708包括鼻部IR-RGB-D单元710，其被定位成用于传送机筛选并且包括RGB单元712、3D单元714和IR单元716。车辆708包括第三RGB-D单元718和第四RGB-D单元720，每个均具有RGB传感器722和深度传感器724。第一PC 726与第一RGD-D单元704和第二RGD-D单元706以及与PLC 728通信，该PLC对机器人物料搬运系统100(图1)进行自动化控制。第二PC 730与第三RGB-D单元718和PLC 728通信。第三PC 732与第四RGB-D单元720和PLC 728通信。第四PC 734与第四RGB-D单元720和PLC 728通信。第一PC 726、第二PC 730、第三PC 732和第四PC 734分别包括2D过程模块736和3D过程模块738。PLC 728向第一PC 726、第二PC 730、第三PC 732和第四PC 734中的每一者发送触发信号740。第一PC 726、第二PC 730、第三PC 732和第四PC 734中的每一者继而向分别分配的第一RGB-D单元704、第二RGB-D单元706、第三RGB-D单元718、第四RGB-D单元720和鼻部IR-RGB-D单元710发送对数据的触发信号742。第一RGB-D单元704、第二RGB-D单元706、第三RGB-D单元718、第四RGB-D单元720通过RGB-D数据744进行响应。鼻部IR-RGB-D单元710通过IR-RGB-D数据746进行响应。第一PC 726、第二PC 730、第三PC 732分析RGB-D数据744，并且为分配的区段或象限提供箱子位置的笛卡尔3D阵列748。第四PC 734分析IR-RGB-D数据746，并产生区域存在和高度数据752。PLC 728可合并此数据，或者第一PC 726、第二PC730、第三PC 732和第四PC 734中的一者可为PLC 728担当此角色。

在本公开的一个方面，使用视觉系统在使用3D传感器的传送系统上检测产品。传送机筛选操作确定产品在传送机上的存在，以实现卸货速度的改善。传送机筛选还提供产品卡塞检测和“过高”检测。具有可单独控制的区域的传送机能够优化分离，以减少循环时间并提高机器人物料搬运系统的吞吐量。由传送机筛选应用程序生成的占用阵列可被转换为顺序向量，该序列向量以快速方式将产品从传送机按顺序排出，而不产生卡塞。3D传感器、红外传感器、深度传感器等可单独使用或组合使用，以实现比由简单的存在感测设备(诸如光眼或单个有利位置2D光检测和测距(LIDAR)传感器；其无法检测堵塞的产品)所实现的更好的产品检测。通过利用安装在传送机上方的3D区扫描仪，该视觉系统可避免或减轻此类堵塞。在通过传送机上的位置和高度正确识别产品的情况下，自动化控制可对传送机的一系列单独控制的分离带进行排序，以加快卸下产品的时间。此外，了解产品的高度可用于防止下游卡塞，而无需附加传感器。例如，可以基于物料搬运系统的下游高度限制来设置阈值高度。可以通过附加的跟踪功能来扩展此功能，以更准确地计算传送机上箱子的数量，即时这些箱子是并排的，这也是配送和包裹行业面临的常见挑战。

用于产品检测的传送机筛选的传感器设置可提供与传送机上的物品有关的更准确信息，从而使传送机系统更智能地运行。传感器系统提供箱子高度信息，使得它可以用作过高检测传感器，从而消除了附加传感器，并且提供对传统的2D LiDAR(局限为仅在2D空间中提供检测)的改进。生成改进的箱子计数的系统。

图8示出了机器人物料搬运系统100，其中传送机系统110的前部142能够以快速方式纵向分离物品(未示出)而不会卡塞或淹没向后传送机212。向后传送机212比鼻部传送机表面214窄，并且经由侧向移动的过渡传送机216将物品传送到可延长传送机112上。

图9示出了鼻部传送机表面214可被放置在靠近纸箱或纸箱堆106的位置。鼻部传送机表面214具有五个可单独控制和可变速度的传送机，它们纵向对齐并在侧向上彼此相邻。具体地讲，从左到右，鼻部传送机表面214包括第一平行传送机801、第二平行传送机802、第三平行传送机803、第四平行传送机804、第五平行传送机805。向后传送机212比鼻部传送机表面214窄。因此，左侧转向器806将物品从第一平行传送机801转移到第二平行传送机802上，右侧转向器808将物品从第五平行传送机805转移到第四平行传送机804上。左侧转向器806和右侧转向器808可为固定的或者可为可移动的。

为了以合适的速度选择性地操作每个平行传送机801至805传送物品而不会发生卡塞，物品检测系统650(图6)扫描鼻部传送机表面214。在一个实施方案中，在三个区域中扫描每个平行传送机801至805：(i)远侧区域，(ii)中心区域，和(iii)近侧区域。具体地讲，第一平行传送机801(或“B1”)具有远侧区域Z2、中心区域Z8和近侧区域Z14。第二平行传送机802(或“B2”)具有远侧区域Z3、中心区域Z9和近侧区域Z15。第三平行传送机803(或“B3”)具有远侧区域Z4、中心区域Z10和近侧区域Z16。第四平行传送机804(或“B4”)具有远侧区域Z5、中心区域Z11和近侧区域Z17。第五平行传送机805(或“B5”)具有远侧区域Z6、中心区域Z12和近侧区域Z18。为了检测无意中侧向偏离鼻部传送机表面的物品，物品检测系统650(图6)扫描与第一平行传送机801相邻的左远侧区域Z1和左近侧区域Z13。物品检测系统650(图6)还扫描与第五平行传送机805相邻的右远侧区域Z7和左近侧区域Z19。为了从扫描图像中检测物品，物品检测系统650将扫描图像的3D数据与空的鼻部传送机表面的训练轮廓的3D数据进行比较。

图10示出了场景1000，其中物品已经被接收或已经移动到鼻部传送机表面214上的各个区域，这些区域允许选择性地进行传送以避免卡塞或产品损坏。区域Z13中的纸箱1004a可表示从机器人物料搬运系统100的前部142掉落的物品。故障指示可以用于防止机器人物料搬运系统100的移动，这种移动可能损坏纸箱1004a。可触发自动、遥控或手动响应以检索纸箱1004a。区域Z2(即B1的远侧区域)中的纸箱1004b是鼻部传送机表面214左侧的唯一纸箱。认识到这种情况，机器人物料搬运系统100可以第一速度(即全传送速度)加快向后传送。B3的远侧区域Z4中的纸箱1004c位于鼻部传送机表面214的中心。在示例性实施方案中，机器人物料搬运系统100可以在鼻部传送机表面214归位的同时开始传送可能在鼻部传送机表面214中心部分上的任何物品。鼻部传送机表面214可成角度或升起以更靠近通过机器人移动的特定纸箱。当机器人操纵者(未示出)重新定位以进行另一操作时，鼻部传送机表面214可移动回与向后传送机212对齐。另选地，过渡板(未示出)可将纸箱从鼻部传送机表面214引导到向后传送机212上。堆叠纸箱1004d、1004e位于B4的远侧区域Z5中。物品检测系统650(图6)可以识别出该纸箱1004d、1004e太高以至于不能向后运送而不会卡塞或由于间隙不足而损坏。故障指示可提示例如将纸箱1004d、1004e取消堆叠的自动、遥控或手动响应。在其他情况下，高物品可能需要重新定位以实现较低高度或手动承载。B5的远侧区域Z6中的纸箱1004f是不应与B4中的任何纸箱以相同速度向后传送的纸箱，因为从B5转移到B4时可能会发生卡塞。

图11示出了根据一个或多个实施方案的使用3D传感器数据来对机器人物料搬运系统的前部分离部分执行产品卡塞检测的方法1100。方法1100包括从如图7所示的鼻部IR-RGB-D单元710接收3D传感器数据作为点云(框1102)。方法1100包括旋转点云以将传送表面定位为水平参考平面(框1104)。方法1100包括提取传送机表面上最高箱子的高度(框1106)。在一个实施方案中，鼻部传送机表面214的取向用于计算3D传感器数据的转换。然后，在每个数据捕获中都使用该转换后的3D传感器数据来计算检测到的对象高度。因此，基于一个或多个箱子的检测到的对象高度，提取最高箱子传送表面的高度。方法1100包括确定提取的高度是否大于卡塞高度阈值(决策框1108)。响应于在决策框1108中确定所提取的高度大于卡塞高度阈值，方法1100包括指示产品在传送机表面上卡塞并且未被清除以卸下(框1110)。然后方法1100结束。响应于在决策框1108中确定所提取的高度不大于卡塞高度阈值，方法1100包括指示传送机表面上的产品被清除以卸下(框1112)。然后方法1100结束。

图12示出了使用深度图和红外图像中的一者检测机器人物料搬运系统的前部的各个区域中的产品或物品的方法1200。在一个或多个实施方案中，方法1200包括从深度图和红外图像中的一者准备2D图像，这些图像是基于从如图2和图4所示的前部3D/2D传感器176接收的数据生成的(框1202)。方法1200包括访问不具有产品的传送机模板，其具有空的鼻部传送机表面214的经训练的轮廓的3D数据(框1204)。方法1200包括找到当前2D图像和传送机模板之间的差异结果(框1206)。方法1200包括通过生成差异掩模来检测产品(框1208)。方法1200包括将2D图像的对应传送机区细分成区域(框1210)。方法1200包括使用差异掩模将检测到的产品与每个单独的区域相关联(框1212)。方法1200包括生成包括鼻部传送机表面214上的区域阵列的矢量，其指示各个区域的对象检测(框1214)。方法1200结束。

图13示出了在机器人物料搬运系统上传送物品的方法1300。在一个或多个实施方案中，方法1300包括将机器人物料搬运系统的鼻部传送机表面定位成邻近物品堆(框1302)。鼻部传送机表面具有两个或更多个平行传送机，这些平行传送机在向后传送机远侧并且将向后传送机朝近侧馈送，其中向后传送机在侧向比鼻部传送机表面窄。在一个或多个实施方案中，一个平行传送机被转移到所述至少两个平行传送机中的另一个上，不应允许该传送机已具有存在于转移位置处的物品。方法1300包括通过机器人将每次操作的一个或多个物品从物品堆移动到鼻部传送机上(框1304)。方法1300包括扫描鼻部传送机表面以检测接收在鼻部传送机表面上的任何物品的相应位置(框1306)。方法1300包括确定是否将任何物品移位到鼻部传送机表面的一个侧面(决策框1308)。响应于在决策框1308中确定任何物品被移位到鼻部传送机表面的一个侧面，方法1300包括指示故障状态以中断机器人物料搬运系统的影响被移位的至少一个物品的任何移动(框1310)。然后方法1300结束。响应于在决策框1308中确定没有任何物品被移位到鼻部传送机表面的一个侧面，方法1300包括确定任何物品是否太高以致于无法在不被卡住的情况下被传送(决策框1312)。响应于在决策框1312中确定至少一个物品太高而无法在不被卡住的情况下被传送，则方法1300包括指示故障状态以中断至少一个平行传送机和向后传送机的可能造成至少一个物品卡住的任何移动(框1314)。然后方法1300结束。

响应于在决策框1312中确定没有任何物品太高而无法在不被卡住的情况下被传送，则方法1300包括确定任何已扫描物品的相应位置是否防止两个或更多个平行传送机以第一速度立即向后传送(决策框1316)。响应于在决策框1312中确定任何已扫描物品的相应位置阻止立即向后传送，方法1300包括使得两个或更多个平行传送机中的至少一个以第一速度操作，并且两个或更多个平行传送机中的至少另一个以不等于第一速度的第二速度操作(框1318)。然后，方法1300返回框1306以监测物品的位置是否允许改变鼻部传送机表面的操作。在示例性实施方案中，当需要分离两个物品诸如纸箱时，靠近鼻部传送机表面中心的物品的运行速度快于外侧的物品。然而，在一个或多个实施方案中，外侧物品可以更大的速度传送，以在内侧物品的前面进行分离。在一个实施方案中，物品的传送速度是基于检测到的产品放置和对产品位置、尺寸和/或体积的分析来确定的。

响应于在决策框1316中确定任何已扫描物品的相应位置不阻止立即向后传送，方法1300包括使得至少两个或更多个平行传送机以第一速度操作(框1320)。然后方法1300返回框1302以卸载更多的物品。例如，一个物品可存在于所述至少两个平行传送机上，并且因此物品可接触的任何可能的平行传送机可快速运行以尽快清除鼻部传送机表面，而不存在两个物品在向后传送机处阻碍彼此的可能性。例如，向后传送机可具有解扰物品以及如果不以并排物品进料则可产生分离的物品系列的能力。

图14A至图14B示出了用于机器人物料搬运系统的实施方案的示例性方法，该系统的鼻部传送机表面具有第一平行传送机、第二平行传送机、第三平行传送机、第四平行传送机和第五平行传送机。第一平行传送机转向到第二平行传送机上，第五平行传送机转向到第四平行传送机上。在一个或多个实施方案中，方法1400包括使第三平行传送机操作以传送存在于鼻部传送机表面中心部分中的任何物品(框1402)。如图14A所示，方法1400包括扫描每个平行传送机以检查物品在相应三个区域中的存在：(i)远侧，(iii)中心和(iii)近侧(框1403)。方法1400包括确定鼻部传送机表面的一侧是否在第一平行传送机和第二平行传送机的任何区域中被阻挡，即，至少一个物品在该区域上(决策框1404)。响应于在决策框1404中确定鼻部传送机表面的一侧在第一平行传送机和第二平行传送机的任何区域中被阻挡，方法1400包括使第二平行传送机和第三平行传送机两者以第一速度操作(框1406)。第一平行传送机、第四平行传送机和第五平行传送机保持静止。方法1400包括在间隔时间之后重新扫描鼻部传送机表面(框1408)。方法1400包括通过检测第二传送机上的物品现在处于中心区域，来确定与第二平行传送机上的第一物品相邻的第二平行传送机的至少一部分是否为空(决策框1410)。响应于在决策框1410中确定第二传送机上的物品尚未从远侧区域移动到中心区域，方法1400返回到框1408以等待和重新扫描。响应于在决策框1410中确定第二传送机上的物品已从远侧区域移动到中心区域，方法1400包括使第一平行传送机以低于第一速度的第二速度操作(框1412)。方法1400包括在间隔时间之后重新扫描鼻部传送机表面(框1414)。方法1400包括通过检测第二传送机上的物品现在处于近侧区域，来确定与第二平行传送机上的第一物品相邻的第二平行传送机的至少附加部分是否为空(决策框1416)。

响应于在决策框1416中确定第二传送机上的物品尚未从中心区域移动到近侧区域，方法1400返回到框1414以等待和重新扫描。响应于在决策框1416中确定第二传送机上的物品已至少从中心区域移动到近侧区域，方法1400包括使第一平行传送机以第一速度操作(框1418)。然后，方法1400返回到框1402以验证第一传送机和第二传送机为空，然后在第四传送机和第五传送机上传送物品。

响应于在决策框1404中确定鼻部传送机表面的一侧没有在第一平行传送机和第二平行传送机的任何区域中被阻挡，方法1400包括确定第四平行传送机和第五平行传送机的鼻部传送机表面的另一侧是否在任何相应区域中被阻挡，如图14B所示(决策框1420)。响应于在决策框1420中确定第四平行传送机和第五平行传送机的鼻部传送机表面的另一侧在任何相应区域中被阻挡，方法1400包括使第三平行传送机和第四平行传送机两者以第一速度操作(框1422)。第一平行传送机、第二平行传送机和第五平行传送机保持静止。

方法1400包括在间隔时间之后重新扫描鼻部传送机表面(框1424)。方法1400包括通过检测第二传送机上的物品现在处于中心区域，来确定与第五平行传送机上的第一物品相邻的第二平行传送机的至少一部分是否为空(决策框1426)。响应于在决策框1426中确定第四传送机上的物品尚未从远侧区域移动到中心区域，方法1400返回到框1424以等待和重新扫描。响应于在决策框1426中确定第四传送机上的物品已从远侧区域移动到中心区域，方法1400包括使第五平行传送机以低于第一速度的第二速度操作(框1428)。方法1400包括在间隔时间之后重新扫描鼻部传送机表面(框1430)。方法1400包括通过检测第五传送机上的物品现在处于近侧区域，来确定与第一平行传送机上的第一物品相邻的第四平行传送机的至少附加部分是否为空(决策框1432)。响应于在决策框1432中确定第四传送机上的物品尚至少未从中心区域移动到近侧区域，方法1400返回到框1430以等待和重新扫描。响应于在决策框1432中确定第四传送机上的物品已至少从中心区域移动到近侧区域，方法1400包括使第五平行传送机以第一速度操作(框1434)。然后，方法1400返回到框1424以验证第四传送机和第五传送机是空的。

响应于在决策框1420中确定第四平行传送机和第五平行传送机的鼻部传送机表面的另一侧未在任何相应区域中被阻挡，方法1400包括确定在鼻部传送机表面上是否检测到任何物品(框1436)。在两个侧面均未被阻挡的情况下，物品仍可保持在鼻部传送机表面的中心，具体地讲是第三平行传送机。响应于在决策框1436中确定在鼻部传送机表面上检测到任何物品，则使所有平行传送机以第一速度操作(框1438)。方法1400包括在间隔时间之后重新扫描鼻部传送机表面(框1440)。然后，方法1400返回到决策框1436以查看鼻部传送机表面是否被清理。响应于在决策框1436中确定在鼻部传送机表面上未检测到任何物品，则使所有平行传送机以第二速度操作一段时间(框1442)。方法1400包括停止所有平行传送机(框1444)。然后方法1400结束。

图15A示出了鼻部传送机表面214的操作的示例性场景1500a，其中纸箱1004a至1004d最初分别位于第一平行传送机801(“B1”)、第三平行传送机803(“B3”)、第四平行传送机804(“B4”)和第五平行传送机805(“B5”)的远侧区域Z2和Z4至Z6中。在归位期间，B3以低(第二)速度“V₂”操作，将纸箱1004b移动到中心区域Z10中的纸箱1004b'。图15B示出了自场景1500a(图15A)一段时间后的场景1500b。检测到归位的鼻部传送机表面214在B1和B2的左侧仅具有一个纸箱，因此以全(第一)速度操作B1至B3，将纸箱1004a传送至B2的近侧区域Z15，并将纸箱1004b传送离开鼻部传送机表面214。图15C示出了自场景1500b(图15B)一段时间后的场景1500c。鼻部传送机表面214被检测为在B4和B5的右侧都被阻塞，从而阻止了全速传送。此外，第四平行传送机804和第五平行传送机805在分配纸箱1004c和1004d时被延迟，直到左侧和中心被清理。图15D示出了自场景1500c(图15C)一段时间后的例示性场景1500d。纸箱1004c已在B4上从远侧区域Z5移动到中心区域Z11，从而使B5能够以第二较低速度“V₂”操作。图15E示出了自场景1500d(图15D)一段时间后的例示性场景1500e。纸箱1004c已在B4上从中心区域Z11移动到近侧区域Z17，从而使B5能够以第一较高速度“V₁”操作。图15F示出了自场景1500e(图15E)一段时间后的例示性场景1500f。纸箱1004d已在B5上从中心区域Z12移动以转移到B4的近侧区域Z17，以准备离开鼻部传送机表面214。

图16示出了根据本公开的一个或多个实施方案的在正常、未卡塞操作期间从机器人物料搬运系统100的鼻部传送机表面214和向后传送机212传送物品的顶视图；

图17A示出了根据本公开的一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统100的例示性场景1700a，其中鼻部传送机表面214具有被卡住的物品。如图17A所示，鼻部传送机表面214可沿朝着向后传送机212的向后方向传送纸箱1004a至1004d。纸箱1004a可能已经从第一平行传送机801(“B1”)转移到第二平行传送机802(“B2”)的近侧区域(未示出)，纸箱1004b可能已经行进到第三平行传送机803(“B3”)的近侧区域(未示出)，纸箱1004c可能已经行进到第四平行传送机804(“B4”)的近侧区域(未示出)，纸箱1004d可能已从第五平行传送机805(“B5”)转移到第四平行传送机804(“B4”)的近侧区域(未示出)。如图17A所示，由于向后传送机212比鼻部传送机表面214窄，所以纸箱1004a至1004d在鼻部传送机表面214的近侧端部被卡住，并且可能无法离开鼻部传送机表面214。

图17A示出了根据本公开的一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统100自场景1700a一段时间之后的例示性场景1700b，该系统具有鼻部传送机表面214。在检测到鼻部传送机表面214处的卡塞时，如图17A所示，鼻部传送机表面214可将纸箱1004a至1004d的传送方向从朝着向后传送机212的向后方向改变为远离向后传送机212的向前方向，如图17B所示。在使平行传送机801至805沿向前方向操作时，纸箱1004a可从第二平行传送机802(“B2”)的近侧区域移动到中心区域，纸箱1004b可从第三平行传送机803(“B3”)的近侧区域移动到中心区域或远侧区域，纸箱1004c可从第四平行传送机804(“B4”)的近侧区域移动到中心区域或远侧区域，纸箱1004d可从第四平行传送机804(“B4”)的近侧区域移动到中心区域，如图所示。

图17C示出了根据本公开的一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统100自场景1700b一段时间之后的例示性场景1700c，该系统具有鼻部传送机表面214。如图17C所示，可将一部分先前卡住的纸箱向后传送。具体地，可基于纸箱1004a的当前位置，将纸箱1004a从第二平行传送机802(“B2”)的中心区域向后传送至近侧区域。类似地，可基于纸箱1004b的当前位置，将纸箱1004b从第三平行传送机803(“B3”)的中心区域或远侧区域向后传送至近侧区域。在一个实施方案中，第二平行传送机802(“B2”)和第三平行传送机803(“B3”)可以第一较高速度“V₁”传送纸箱1004a至1004b，如上所述。在场景1700c中，纸箱1004c至1004d可不被传送，并且可在第四平行传送机804(“B4”)上保持静止，直到确定要清理B4的左侧，即第二平行传送机802(“B2”)和/或第三平行传送机803(“B3”)。在另一个实施方案中，第四平行传送机804可以第二较低速度“V₂”将纸箱1004c至1004d从B4的中心区域或远侧区域传送到近侧区域。

图17D示出了根据本公开的一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统100自场景1700c一段时间之后的例示性场景1700d，该系统具有鼻部传送机表面214。如图17D所示，可将先前被卡住的纸箱的剩余部分朝着向后传送机212向后传送。具体地，纸箱1004a可已经从第二平行传送机802(“B2”)移动到向后传送机212。类似地，纸箱1004b可已经从第三平行传送机803(“B3”)移动到向后传送机212。一旦确定B4的左侧被清理，第四平行传送机804(“B4”)可以第一较高速度“V₁”将纸箱1004c至1004d从B4的近侧区域传送到向后传送机212。因此，可通过如下方式清除鼻部传送表面214上的卡塞：将被卡住的物品沿向前方向传送，然后将被卡住的物品的一部分沿向后方向传送，然后将被卡住的物品的剩余部分传送。

图18A示出了根据本公开的一个或多个实施方案的鼻部传送机表面214的操作的例示性场景1800a，该鼻部传送机表面具有横向对准的长物品1802，其导致卡塞。如图18A所示，长物品1802可具有可大于鼻部传送机表面214的近侧端部的长度L1。因此，长物品1802可能在鼻部传送机表面214的第二平行传送机802(“B2”)、第三平行传送机803(“B3”)和第四平行传送机804(“B4”)的近侧区域卡住，如图所示。图18B示出了根据本公开的一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统100自场景1800a一段时间之后的场景1800b，该系统具有鼻部传送机表面214。当基于从如图7所示的鼻部IR-RGB-D单元710接收到的数据检测到鼻部传送机表面214上的卡塞(由于横向对准的长物品1802)时，根据本公开的一个或多个实施方案，具有长物品1802的一部分的一个或多个平行传送机可沿向前方向移动，以使长物品1802至少部分地旋转成纵向对准。如果操作失败，则具有长物品1802的一部分的一个或多个平行传送机可沿相反方向移动以旋转长物品1802。在一个实施方案中，可基于与物品接触的区来选择一个或多个平行传送机。例如，可使接触了该物品部分的大多数的平行传送机沿向前方向和/或向后方向移动。在一个实施方案中，与长物品1802的至少一部分接触的第三平行传送机803(“B3”)和第四平行传送机804(“B4”)可沿远离向后传送机212的向前方向传送长物品1802，如图18B所示。此外，第二平行传送机802(“B2”)可继续将长物品1802沿朝着向后传送机212的向后方向传送。因此，长物品1802可从横向对准旋转至部分纵向对准。图18C示出了根据本公开的一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统100自场景1800b一段时间之后的场景1800c，该系统具有鼻部传送机表面214。在一个实施方案中，在检测到至少部分对准的长物品1802可从鼻部传送机表面214传送到向后传送机212时，第三平行传送机803(“B3”)和第四平行传送机804(“B4”)可将长物品1802的传送方向从向前方向改变为向后方向。图18D示出了根据本公开的一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统100自场景1800c一段时间之后的场景1800d，该系统具有鼻部传送机表面214。如图18D所示，长物品1802可在向后传送机212上向后传送。因此，长物品1802可旋转、重新对准、不被卡住并且从鼻部传送机表面214传送至向后传送机212。

图19A示出了机器人物料搬运系统100，其中传送机系统110的前部142能够以快速方式纵向分离物品(未示出)而不会卡塞或淹没向后传送机212。前部142包括用于将物品传送到向后传送机212的鼻部传送机表面214。向后传送机212可比鼻部传送机表面214窄，如图19A所示。传送机系统110的前部142还可包括左侧转向器806和右侧转向器808，如先前在图9中所示。左侧转向器806和右侧转向器808可在鼻部传送机表面214的每一侧上垂直延伸。左侧转向器806可将物品从第一平行传送机801的中心区转移到第二平行传送机802的近侧区域。右侧转向器808可将物品从第五平行传送机805的中心区转移到第四平行传送机804的近侧区域。

传送机系统110的前部142还可具有过渡板1902，如图19A所示。在一个实施方案中，过渡板1902可在一端铰接地附接到鼻部传送机表面214的近侧端部。过渡板1902的另一端可在鼻部传送机表面214归位时驻留在向后传送机212上方。在另一个实施方案中，过渡板1902的一端可固定地成一角度附接到鼻部传送机表面214的近侧端部，并且过渡板1902的另一端可在鼻部传送机表面214归位时驻留在向后传送机212上方。在一个实施方案中，过渡板1902可不驻留在向后传送机212上方和/或接触该向后传送机。过渡板1902可为从鼻部传送机表面214传送至向后传送机212(和/或反之亦然)的物品提供过渡平台。过渡板1902可防止较小的物品通过鼻部传送机表面214到向后传送机212之间的间隙掉落，并且还可以通过允许较重或易碎物品在过渡板1902上朝着向后传送机212滑动而不是从鼻部传送机表面214突然转变到向后传送机212来防止这些物品损坏。图19A示出了处于升高位置的鼻部传送机表面214，使得过渡板1902在鼻部传送机表面214和向后传送机212之间形成倾斜的过渡平台。图19B示出了根据本公开的一个或多个实施方案的处于与向后传送机212对准的原始位置的鼻部传送机表面214。如图19B所示，过渡板1902可用作鼻部传送机表面214和向后传送机212之间的过渡平台。在一个实施方案中，当鼻部传送机表面214处于原始位置时过渡板1902的倾斜角(如果有的话)小于当鼻部传送机表面214可处于升高位置时(如图19A中那样)的倾斜角。

图20A示出了根据本公开的一个或多个实施方案的处于升高位置的鼻部传送机表面214的操作的例示性场景2000a，其正在传送一系列物品。如图20A所示，这一系列物品可由鼻部传送机表面214沿向后方向传送到向后传送机212。在一个实施方案中，传送机系统110的前部142还可具有附接到鼻部传送机表面214的过渡板1902，使得当这系列物品由鼻部传送机表面214沿向后方向传送时可越过过渡板1902。

图20B示出了根据本公开的一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统100的操作的场景2000b，其中鼻部传送机表面214处于升高位置，并且物品2002停留在过渡板1902上。机器人物料搬运系统100可基于从如图7所示的鼻部IR-RGB-D单元710接收的数据来检测过渡板1902上归因于停留的物品2002而产生的卡塞。在一个实施方案中，响应于检测到卡塞，机器人物料搬运系统100可停止鼻部传送机表面214上的进一步产品流。图20C示出了根据本公开的一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统100自场景2000b一段时间之后的场景2000c，该系统具有鼻部传送机表面214。如图20C所示，根据本公开的一个或多个实施方案，鼻部传送机表面214可处于提高的升高位置，其中物品2002从过渡板1902移出。在一个实施方案中，当检测到过渡板1902上由于停留的物品2002引起的卡塞时，机器人物料搬运系统100可垂直地重新定位鼻部传送机表面214。在一个实施方案中，鼻部传送机表面214可被升高得比卡塞状态下的鼻部传送机表面214的位置(场景2000b)更高。当鼻部传送机表面214垂直向上升高时，过渡板1902可被改变并且停留的物品2002可被释放，如图20C所示。例如，鼻传送机表面214上的卡塞可能是由于物品停在过渡板1902上。通过垂直地提升鼻部传送机表面214，铰接的过渡板1902可更垂直地成角度，允许利用重力来帮助将物品2002从过渡板1902上移走，从而清除卡塞。图20D示出了根据本公开的一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统100自场景2000c一段时间之后的场景2000d，该系统具有鼻部传送机表面214。如图20D所示，如在场景2000c中那样处于提高的升高位置的鼻部传送机表面214可移出停留在过渡板1902处的物品2002，使得物品2002可在向后传送机212上传送。图20E示出了根据本公开的一个或多个实施方案的机器人物料搬运系统100自场景2000d一段时间之后的场景2000e，该系统具有鼻部传送机表面214。如图20E所示，一旦物品2002从过渡板1902移出，鼻部传送机表面214可被带回原始位置，并且机器人物料搬运系统100可恢复鼻部传送机表面214上的产品流。一旦归位，鼻部传送机表面214就可在恢复的正常操作中开始卸下一系列物品。

图21示出了在机器人物料搬运系统上传送物品的方法2100。在一个或多个实施方案中，方法开始将机器人物料搬运系统的可垂直移动的鼻部传送机表面214定位成邻近物品堆。鼻部传送机表面214具有两个或更多个平行传送机，这些平行传送机在向后传送机远侧并且将向后传送机朝近侧馈送，其中向后传送机在侧向比鼻部传送机表面214窄(框2102)。方法2100包括通过机器人将每次操作的一个或多个物品从物品堆移动到鼻部传送机表面214上(框2104)。方法2100包括激活鼻部传送机表面214的两个或更多个平行传送机中的至少一个来将至少一个物品从鼻部传送机朝着向后传送机传送(框2106)。方法2100包括检测被卡住的物品，其至少部分地由鼻部传送机支撑并且未能完全被传送到相当于被激活的至少一个或两个或更多个平行传送机的向后传送机上(框2108)。方法2100包括通过引起以下中的至少一项来尝试移出被卡住的物品：(i)垂直地重新定位鼻部传送机表面214；以及(ii)激活鼻部传送机表面214的两个或更多个平行传送机中的至少一个沿向前方向运行(框2110)。在一个实施方案中，方法2100是使用(i)和(ii)两者的组合的迭代过程。即，可以通过垂直地重新定位鼻部传送机表面214来尝试移出被卡住的物品，并且如果卡塞持续存在，则方法2100可包括激活鼻部传送机表面214的两个或更多个平行传送机中的至少一个沿向前方向运行，如上所述。方法2100包括沿向后方向激活与被卡住的物品接触的至少一个平行传送机。然后方法2100结束。

在一个或多个实施方案中，方法2100包括通过扫描鼻部传送机表面214来检测被卡住的物品，并且通过将扫描的鼻部传送机表面214与空的鼻部传送机表面214的基线扫描进行比较来识别存在于两个或更多个平行传送机的相应区域内的鼻部传送机表面214上的一个或多个物品。方法2100还可包括跟踪在鼻部传送机表面214的两个或更多个平行传送机中已激活的至少一个的已识别区域内的至少一个物品，并通过未能传送到向后传送机212上来确定这至少一个物品成为被卡住的物品。在一个实施方案中，跟踪所识别的区域内的至少一个物品可包括：确定所述至少一个物品在预定时间内没有被转位到下一个区域；和/或检测所述至少一件物品在与所识别区域关联的物品下方的皮带被命令移动时没有移动。

在一个或多个实施方案中；方法2100可包括尝试移出被卡住的物品，包括垂直地重新定位鼻部传送机表面214。该方法包括沿向后方向激活与被卡住的物品接触的至少一个平行传送机，包括基于被卡住的物品的位置来激活鼻部传送机表面214的至少一个平行传送机和向后传送机的至少一部分，被卡住的物品的位置是基于从如图7所示的鼻部IR-RGB-D单元710接收的数据确定的。在一个具体实施方案中，方法2100包括通过升高鼻部传送机表面214来重新定位鼻部传送机表面214。在一个具体实施方案中，方法2100包括通过将鼻部传送机表面214降低到与向后传送机212对准的原始位置来重新定位鼻部传送机表面214。

在一个或多个实施方案中，方法2100包括通过激活鼻部传送机表面214的两个或更多个平行传送机中的至少一个沿远离向后传送机的向前方向运行来尝试移除被卡住的物品。该方法包括通过激活鼻部传送机表面214的至少一个平行传送机来沿向后方向激活与被卡住的物品接触的至少一个平行传送机。在示例性实施方案中，方法2100包括激活鼻部传送机表面214的两个或更多个平行传送机中的至少一个沿远离向后传送机的向前方向运行。方法2100包括沿向后方向激活两个或更多个平行传送机中的至少一个并同时激活所述两个或更多个平行传送机中的至少另一个，以使被卡住的物品旋转成与向后传送机纵向对准。

图22示出了清除至少部分地支撑在机器人物料搬运系统的鼻部传送机部分上的物品的卡塞的示例性方法2200。根据一个或多个实施方案，方法2200通过以下步骤开始监测在产品流过程期间被卡住或停留的产品：(i)存在产品检测的过程超时；(ii)被阻挡的光眼超时(框2202)。如本文所用，术语“过程超时”可指基于传送带的预定义速度来清除产品的预期时间因素。如本文所用，术语“光眼超时”可指基于传送带速度和最大产品尺寸来清除产品的预期时间因素。确定在鼻部传送机表面214和向后传送机之间的过渡时是否在过渡板上检测到卡塞(决策框2204)。响应于确定过渡板上存在卡塞，控制器停止鼻部传送机上的产品流(框2206)。方法2200包括将鼻部重新归位以将过渡板改变成将停留的产品释放，其中传送带向前朝着物品堆运行(框2208)。确定过渡时的卡塞是否持续存在(决策框2210)。响应于确定清除了卡塞，方法2200返回到框2202以继续监测附加的卡塞。响应于确定卡塞未被清除，方法2200包括使鼻部重新归位以将过渡板改变成将停留的产品释放，而且传送带运行到后部(框2212)。方法2200包括使传送机朝着后部运行以卸下产品并监测结果(框2214)。确定过渡处的卡塞是否持续存在(决策框2216)。响应于确定卡塞持续存在，控制器生成指示故障恢复的故障和操作者警报(框2218)。然后方法2200结束。

响应于在决策框2216中确定过渡处的卡塞不持续存在或者返回在决策框2204处确定过渡处不存在卡塞之后，方法2100还包括进一步确定鼻部传送机上是否存在卡塞(决策框2220)。响应于确定鼻部传送机上不存在卡塞，方法2200返回到框2202以继续监测卡塞。响应于确定鼻部传送机上确实存在卡塞，方法2200包括停止鼻部传送机上的产品流(框2222)。控制器简单地反转鼻部传送机以在方向上向前行进以减轻背压(框2224)。如本文所用，术语“背压”可指由沿产品流方向的卡塞后面的附加产品施加到被卡住的产品上的压力。当在尝试具有大量产品流时发生卡塞时，通常期望背压。方法2200包括使传送机诸如平行带式传送机朝着后部卸下产品并监测结果(框2226)。

方法2200包括确定鼻部传送机上是否持续存在卡塞(决策框2228)。如果确定鼻部传送机上不存在卡塞，则方法2200返回到框2202，以继续监测机器人物料搬运系统的前部上的卡塞。如果确定鼻部传送机上没有卡塞，则方法2200包括扫描鼻部传送机表面214上的物品(框2230)。确定了长产品是否在鼻部传送机上的横向对准中被卡住(决策框2232)。响应于确定长产品横向对准，方法2200包括鼻部传送机的不同运行中的带使长产品转向纵向对准(框2234)。不同运行中的带可包括以不同的速度、方向和/或它们的组合运行的每个带，如上文结合图18B所述。方法2200包括使鼻部传送机表面214朝着向后传送机运行以传送长产品(框2236)。确定在鼻部传送机上是否存在卡塞(决策框2238)。响应于确定在鼻部传送机上不存在卡塞，方法2200返回到框2202，以继续监测机器人物料搬运系统的前部上的卡塞。响应于确定鼻部传送机上持续存在卡塞，方法2200包括生成指示恢复已失败的故障和操作者警报(框2240)。然后方法2200结束。

响应于在决策框2232中确定没有长产品横穿鼻部传送机，控制器将鼻部传送机短暂地反转至向前方向以减轻背压(框2242)。方法2200包括使所选择的平行带式传送机顺序地运行以将产品从鼻部传送机中分离出来(框2244)。方法2200前进至框2238以确定是否清除了卡塞。

如本文所用，处理器可以是任何可编程微处理器、微型计算机或一个或多个多处理器芯片，其可由软件指令(应用程序)配置以执行包括上述各种实施方案的功能的各种功能。在各种设备中，可以提供多个处理器，诸如专用于无线通信功能的一个处理器和专用于运行其他应用程序的一个处理器。通常，软件应用程序在被访问和加载到处理器之前可以存储在内部存储器中。处理器可包括足以存储应用程序软件指令的内部存储器。在许多设备中，内部存储器可以是易失性或非易失性存储器诸如闪存存储器或两者的混合。出于本说明的目的，对存储器的一般引用是指处理器可访问的存储器，包括插入到各种设备的内部存储器或可移除存储器和处理器内的存储器。

提供前述方法描述和过程流程图仅作为说明性示例，并且不旨在要求或暗示必须以所呈现的顺序执行各种实施方案的步骤。如本领域技术人员将理解的，上述实施方案中的步骤顺序可以以任何顺序执行。词语诸如“之后”、“然后”、“下一个”等并不旨在限制步骤的顺序；这些词只是用来引导读者了解方法的描述。此外，例如，使用冠词“一个”、“一种”或“该”对单数形式的权利要求元素的任何引用都不应被解释为将元素限制为单数。

结合本文中所公开的实施方案描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地示出硬件和软件的这种可互换性，上文已经大体上根据其功能描述了各种说明性部件、块、模块、电路和步骤。将此类功能实施为硬件还是软件取决于特定应用和施加在整个系统的设计约束。技术人员可以针对每个特定应用以不同的方式实现所描述的功能，但是此类具体实施决策不应被解释为导致偏离本发明的范围。

用于实施结合本文公开的实施方案描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备、离散栅极或晶体管逻辑、离散硬件部件或设计用于执行本文描述的功能的任何组合实施或执行。通用处理器可以是微处理器，然而或者，处理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器可还被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或多个微处理器、或者任何其他此类配置。另选地，一些步骤或方法可以通过特定于给定功能的电路来执行。

在一个或多个示例性实施方案中，所描述的功能可以用硬件、软件、固件或其任何组合来实现。如果以软件实现，这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储在非暂态处理器可读、计算机可读或服务器可读介质或非暂态处理器可读存储介质上或通过其传输。本文公开的方法或算法的步骤可以体现在处理器可执行软件模块或处理器可执行软件指令中，所述处理器可执行软件模块或处理器可执行软件指令可以驻留在非暂态计算机可读存储介质、非暂态服务器可读存储介质和/或非暂态处理器可读存储介质上。在各种实施方案中，此类指令可以是存储的处理器可执行指令或存储的处理器可执行软件指令。有形、非暂态计算机可读存储介质可以是计算机可以访问的任何可用介质。作为示例而非限制，此类非暂态计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储设备，或者可用于以指令或数据结构的形式存储所需程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质。本文所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光盘、光盘、数字通用盘(DVD)、软盘和Blu-ray^TM光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而磁盘用激光光学地再现数据。上述的组合也包括在非暂态计算机可读存储介质的范围内。另外，方法或算法的操作可以作为代码和/或指令的一个或任意组合或集合驻留在有形、非暂态处理器可读存储介质和/或计算机可读介质上，其可以并入计算机程序产品中。

虽然已经参考示例性实施方案描述了本公开，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物替换其元件。另外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定系统、设备或其部件适应本公开的教导内容。因此，本公开旨在不限于为实现本公开内容而公开的特定实施方案，而是本公开将包括落入所附权利要求书范围内的所有实施方案。此外，术语第一、第二等的使用不表示任何顺序或重要性，而是术语第一、第二等用于将一个元件与另一个元件区分开。

为清楚起见，机器人物料搬运系统100(图1)在本文中被描述为卸载纸箱，所述纸箱可以是瓦楞纸箱、木箱、聚合物或树脂箱、存储容器等。操纵器头部可以进一步接合为用收缩膜包装在一起的产品或单一产品的物品。在一个或多个实施方案中，本发明的方面可以扩展到特别适合于某些类型的容器或产品的其他类型的操纵器头部。操纵器头部可以采用机械夹持设备、静电粘合表面、电磁吸引等。本发明的各方面也可以用在单个传统的铰接臂上。

出于检测卡塞的目的，本文所述的视觉能力可具有某些优点。然而，本发明的各个方面可以通过我们的感测类型来实现。例如，可独立控制的传送机的表面可以具有检测物品重量的传感器。作为另外一种选择，多个光眼可以在传送带上交错，以检测物品的存在。

本文所用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并且并非旨在对本公开进行限制。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在还包括复数形式，除非语境中另外明确地指出其他情况。还应当理解，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，规定了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。

本公开的说明用于举例说明和描述，但并非意图详尽列举本公开或将本公开限定为公开的形式。在不脱离本公开的范围的情况下，多种修改和变化对本领域的普通技术人员而言将显而易见。选择和描述实施方案的目的是最佳地阐释本公开的原理和实际应用，并且使本领域的其他普通技术人员能够理解本公开，因为具有各种修改的各种实施方案适合于设想的特定使用。

Claims (13)

1.一种在机器人物料搬运系统上传送物品的方法，所述方法包括：

将所述机器人物料搬运系统的鼻部传送机表面定位成邻近物品堆，所述鼻部传送机表面可垂直地移动，并且具有两个或更多个平行传送机，所述两个或更多个平行传送机在向后传送机的远侧并且馈送所述向后传送机，所述向后传送机在侧向上比所述鼻部传送机表面窄；

通过机器人将多个物品从所述物品堆移动到所述鼻部传送机表面上；

激活所述鼻部传送机表面的所述两个或更多个平行传送机中的至少一个来将多个物品从所述鼻部传送机表面朝着所述向后传送机传送；

检测多个被卡住的物品，所述多个被卡住的物品由所述鼻部传送机至少部分地支撑，并且未能完全通过所述两个或更多个平行传送机中的所述至少一个传送到所述向后传送机上；

通过引起以下中的至少一项来移出所述多个被卡住的物品：(i)垂直地重新定位所述鼻部传送机表面；以及(ii)激活所述鼻部传送机表面的所述两个或更多个平行传送机中的所述至少一个沿向前方向运行；

沿向后方向激活与所述多个被卡住的物品接触的至少一个平行传送机，以沿所述向后方向传送所述多个被卡住的物品的一部分；以及

沿所述向后方向激活所述两个或更多个平行传送机，以沿所述向后方向传送所述多个被卡住的物品的其余部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述多个被卡住的物品包括：

扫描所述鼻部传送机表面；

通过将所述扫描的鼻部传送机表面与空的鼻部传送机表面的基线扫描进行比较来识别存在于所述两个或更多个平行传送机的相应区域内的所述鼻部传送机表面上的多个物品；

跟踪所述鼻部传送机表面的所述两个或更多个平行传送机中的所述至少一个的所识别的区域内的所述多个物品；以及

基于对所述多个物品的跟踪，通过未将所述多个物品传送到所述向后传送机上来确定所述多个物品已成为所述多个被卡住的物品。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

移出所述多个被卡住的物品包括垂直地重新定位所述鼻部传送机表面；以及

沿向后方向激活与所述多个被卡住的物品接触的所述至少一个平行传送机包括激活所述鼻部传送机表面的所述至少一个平行传送机以及所述向后传送机的至少一部分。

4.根据权利要求3所述的方法，其中重新定位所述鼻部 传送机表面包括升高所述鼻部传送机表面。

5.根据权利要求3所述的方法，其中重新定位所述鼻部传送机表面包括将所述鼻部传送机表面降低至与所述向后传送机对准的原始位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其中：

移出所述多个被卡住的物品包括激活所述鼻部传送机表面的所述两个或更多个平行传送机中的至少一个沿远离所述向后传送机的所述向前方向运行。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

沿所述向后方向激活所述两个或更多个平行传送机中的所述至少一个并同时激活所述两个或更多个平行传送机中的至少另一个，以使所述多个被卡住的物品旋转成与所述向后传送机纵向对准。

8.一种用于卸载物品堆中的物品的机器人物料搬运系统，所述机器人物料搬运系统包括：

移动主体；

可移动机器人操纵器，所述可移动机器人操纵器附接到所述移动主体并在端部处包括端部执行器，所述端部执行器被配置为从所述物品堆卸载多个物品；

安装在所述移动主体上的传送机系统，所述传送机系统被配置为从所述端部执行器接收所述多个物品，并且将所述多个物品朝着所述机器人物料搬运系统的后部移动，所述传送机系统包括：

(i) 鼻部传送机表面和(ii)向后传送机，

所述鼻部传送机表面具有两个或更多个平行传送机，所述两个或更多个平行传送机在所述向后传送机远侧并且馈送所述向后传送机，所述向后传送机在侧向上比所述鼻部传送机表面窄；

物品检测系统；

其中，所述物品检测系统包括：

一个或多个传感器，所述一个或多个传感器分别耦接到所述移动主体和所述可移动机器人操纵器中的一者以扫描所述鼻部传送机表面；

与所述一个或多个传感器通信的扫描处理子系统，所述扫描处理子系统基于与基线扫描相比所接收的所述鼻部传送机表面的扫描来检测任何物品的存在和位置；以及

控制器，所述控制器与所述物品检测系统、所述移动主体、所述可移动机器人操纵器和所述传送机系统通信，所述控制器被配置为：

使得所述机器人物料搬运系统的所述鼻部传送机表面被定位成邻近所述物品堆，所述鼻部传送机表面可垂直地移动；

使得所述可移动机器人操纵器将所述多个物品从所述物品堆移动到所述鼻部传送机表面上；

激活所述鼻部传送机表面的两个或更多个平行传送机中的至少一个来将多个物品从所述鼻部传送机表面朝着所述向后传送机传送；

检测多个被卡住的物品，所述多个被卡住的物品由所述鼻部传送机表面至少部分地支撑，并且未能完全通过所述两个或更多个平行传送机中的所述至少一个传送到所述向后传送机上；

其中，与所述扫描处理子系统通信的所述控制器通过以下步骤检测所述多个被卡住的物品：

通过所述一个或多个传感器扫描所述鼻部传送机表面；

通过将所扫描的鼻部传送机表面与空的鼻部传送机表面的基线扫描进行比较，通过所述扫描处理子系统识别存在于所述两个或更多个平行传送机的相应区域内的所述鼻部传送机表面上的多个物品；

跟踪所述鼻部传送机表面的所述两个或更多个平行传送机中的所述至少一个的所识别的区域内的所述多个物品；以及

基于对所述多个物品的跟踪，通过未将所述多个物品传送到所述向后传送机上来确定所述多个物品已成为所述多个被卡住的物品；以及

通过引起以下中的至少一项来移出所述多个被卡住的物品：(i)垂直地重新定位所述鼻部传送机表面；以及(ii)激活所述鼻部传送机表面的所述两个或更多个平行传送机中的所述至少一个沿向前方向运行；

沿向后方向激活与所述多个被卡住的物品接触的至少一个平行传送机，以沿所述向后方向传送所述多个被卡住的物品的一部分；以及

沿所述向后方向激活所述两个或更多个平行传送机，以沿所述向后方向传送所述多个被卡住的物品的其余部分。

9.根据权利要求8所述的机器人物料搬运系统，其中所述控制器被进一步配置为通过将所述鼻部传送机表面垂直地重新定位成以下项中的选定一者来移出所述多个被卡住的物品：(i)相对于所述向后传送机升高所述鼻部传送机表面；以及(ii)将所述鼻部传送机表面降低至与所述向后传送机对准的原始位置，其中沿所述向后方向激活与所述多个被卡住的物品接触的所述至少一个平行传送机包括激活所述鼻部传送机表面的所述至少一个平行传送机以及所述向后传送机的至少一部分。

10.根据权利要求8所述的机器人物料搬运系统，其中移出所述多个被卡住的物品包括激活所述鼻部传送机表面的所述两个或更多个平行传送机中的至少一个沿远离所述向后传送机的所述向前方向运行。

11.根据权利要求10所述的机器人物料搬运系统，其中所述控制器被进一步配置为：

沿所述向后方向激活所述两个或更多个平行传送机中的所述至少一个并同时激活所述两个或更多个平行传送机中的至少另一个，以使所述多个被卡住的物品旋转成与所述向后传送机纵向对准。

12.一种从物品堆传送物品的机器人物料搬运系统的控制器，所述控制器包括包含指令的计算机可读存储介质，所述指令当由处理器执行时，使得所述机器人物料搬运系统：

将所述机器人物料搬运系统的鼻部传送机表面定位成邻近所述物品堆，所述鼻部传送机表面可垂直地移动，并且具有两个或更多个平行传送机，所述两个或更多个平行传送机在向后传送机的远侧并且馈送所述向后传送机，所述向后传送机在侧向上比所述鼻部传送机表面窄；

通过机器人将多个物品从所述物品堆移动到所述鼻部传送机表面上；

激活所述鼻部传送机表面的所述两个或更多个平行传送机中的至少一个来将多个物品从所述鼻部传送机表面朝着所述向后传送机传送；

检测多个被卡住的物品，所述多个被卡住的物品由所述鼻部传送机表面至少部分地支撑，并且未能完全通过所述两个或更多个平行传送机中的所述至少一个传送到所述向后传送机上；

其中，所述指令使得所述机器人物料搬运系统通过以下步骤检测所述多个被卡住的物品：

扫描所述鼻部传送机表面；

通过将所述扫描的鼻部传送机表面与空的鼻部传送机表面的基线扫描进行比较来识别存在于所述两个或更多个平行传送机的相应区域内的所述鼻部传送机表面上的多个物品；

跟踪所述鼻部传送机表面的所述两个或更多个平行传送机中的所述至少一个的所识别的区域内的所述多个物品；以及

基于对所述多个物品的跟踪，通过未将所述多个物品传送到所述向后传送机上来确定所述多个物品已成为所述多个被卡住的物品；以及

通过引起以下中的至少一项来移出所述多个被卡住的物品：(i)垂直地重新定位所述鼻部传送机表面；以及(ii)激活所述鼻部传送机表面的所述两个或更多个平行传送机中的所述至少一个沿向前方向运行；

沿向后方向激活与所述多个被卡住的物品接触的至少一个平行传送机，以沿所述向后方向传送所述多个被卡住的物品的一部分；以及

沿所述向后方向激活所述两个或更多个平行传送机，以沿所述向后方向传送所述多个被卡住的物品的其余部分。

13.根据权利要求12所述的控制器，其中所述指令使得所述机器人物料搬运系统：

通过将所述鼻部传送机表面垂直地重新定位成以下项中的选定一者来移出所述多个被卡住的物品：(i)相对于所述向后传送机升高所述鼻部传送机表面；以及(ii)将所述鼻部传送机表面降低至与所述向后传送机对准的原始位置，以及

沿所述向后方向激活与所述多个被卡住的物品接触的所述至少一个平行传送机包括激活所述鼻部传送机表面的所述至少一个平行传送机以及所述向后传送机的至少一部分。

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