CN112969652B - 包括半自主站和自动化输出处理的用于处理物体的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于处理对象的半自主处理系统。该半自主系统包括输入传送系统，该输入传送系统用于将物体移动到呈现区域；感知系统，该感知系统包括朝向检测区域的感知单元，该感知单元用于提供关于该呈现区域中的物体的感知数据；至少两个传输系统，该至少两个传输系统中的每一个适于接收该物体并在往复方向中的任一个上移动该物体；以及手动工作站区域，该手动工作站区域在该感知区域和该至少两个传输系统之间。

Description

包括半自主站和自动化输出处理的用于处理物体的系统和 方法

优先权

本申请要求2018年10月30提交的美国临时专利申请序列号62/752,607的优先权，该申请的公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本申请大体上涉及用于处理物体的半自主处理系统，并且更具体地，涉及用于包括半自主站和自动化输出处理的用于处理物体的系统和方法。

背景技术

本发明大体涉及自动化、机器人和其他处理系统，并且特别地涉及拟用于要求处理(例如，分拣和/或以其他方式分布到若干个输出目的地)各种物体(例如，物品、包裹或包装)的环境中的自动化和机器人系统。

许多物体分发系统以有序或无序的流的方式接收物体，这些物体可以作为单个物体或聚合成组(诸如在袋子中)的物体被提供，这些物体在若干种不同的运输工具中的任何一种(通常是传送器(conveyor)、卡车、托盘、盖洛德(Gaylord)或货箱等)上到达。然后每一个物体必须被分发到正确的目的地容器，该目的地容器由与该物体相关联的标识信息来确定，该标识信息通常由打印在该物体上的标签来确定。目的地容器可以采取多种形式，诸如袋子或货箱。

此类物体的处理传统地通过工人完成，工人例如利用手持式条形码扫描仪扫描该物体并且然后将该物体放置在被分配位置。例如许多订单履行操作通过采用被称为波次拣选的过程来实现高效率。在波次拣选中，从仓库架中拣选订单并将订单放置在容纳下游分拣的多个订单的位置处(例如，到货箱中)。在处理阶段，标识单个物体，并将多物体订单合并到例如单个货箱或货架位置，使得它们可被打包，然后被装运给客户。对这些物体进行处理(例如，分拣)传统上由手工完成。人工分拣器从导入货箱中拣选物体，找到该物体上的条形码，用手持式条形码扫描仪扫描条形码，根据扫描出的条形码确定用于该物品的合适货箱或货架位置，且然后将物品放入所确定的货箱或货架位置，其中针对该订单的所有物体都被限定为属于该货箱或货架位置。还提出了用于订单履行的自动化系统。参见例如美国专利申请公开第2014/0244026号，其公开了将机器人臂与可移动到机械臂可触及范围内的弓形结构一起使用。

在常规的包裹分拣系统中，工人或自动化系统通常按到达顺序检取物体，并基于一组给定的启发法将每一个物体分拣到收集货箱中。例如，类型相似的所有物体可能都会转到一个收货箱，或者单个客户订单中的所有物体，或者目的地为相同装运目的地的所有物体等。工人或自动化系统被要求接收物体并将每一个物体移至它们的被分配的收集货箱。如果不同类型的输入(接收到的)物体的数量很大，则需要大量的收集货箱。

此类系统具有固有的低效率以及不灵活性，因为期望的目标是将进入的物体与所分配的收集货箱匹配。此类系统可能需要大量的收集货箱(并因此需要大量的物理空间、巨大的资本成本和大量的运营成本)，部分是因为所有物体一次分拣到所有目的地并不总是最有效的。

某些部分自动化分拣系统涉及使用再循环传送器和倾斜托盘，其中倾斜托盘通过人工分拣(人工介入)接收物体，并且每一个倾斜托盘经过扫描仪。然后扫描每一个物体并将物体移动到分配给该物体的预定义位置。然后倾斜托盘以使物体落入该位置。此外，部分自动化系统(诸如炸弹舱式再循环传送带)涉及在托盘被定位在预定义的溜槽上方时具有在每个托盘的底部上的托盘打开门，且然后物体从托盘落入溜槽中。再次，物体在托盘中时被扫描，这假定任何识别码对于扫描仪是可见的。

此类部分自动化的系统在关键领域是缺乏的。如上所述，这些传送器具有可以装载物体的离散托盘；然后它们穿过扫描物体的扫描通道并将物体与物体所在的托盘关联。当托盘经过正确的货箱时，触发机构使托盘将物体倒入货箱中。然而，此类系统的缺点是，每一个转移都需要致动器，这增加了机械复杂性，并且每一个转移的成本可能非常高。

替代方式是使用人力来增加系统中可用的转移的数量或收集货箱的数量。这降低系统安装成本，但增加运营成本。然后，多个单元可以并行工作，有效地线性增加吞吐量，同时将昂贵的自动转移的数量保持在最低限度。此类转移不标识物体，也不能将其转移到特定的地点，而是他们使用光束中断或其他传感器来设法确保不加区分的一群物体得到适当的转移。这种转移的较低的成本与少的转移数量相结合，使整个系统转移成本保持较低。

不幸的是，这些系统不解决对系统货箱总数的限制。该系统简单地将全部物体的相等份额转移到每一个并行手动单元。因此每一个并行分拣单元必须具有所有相同的收集货箱指定；否则物体可能被递送到没有该物体被映射到的货箱的单元。仍然需要一种更高效和更具成本效益的物体分拣系统，其将各种大小和重量的物体分拣到适当的固定大小的收集货箱或托盘中，而且对于处理这种不同大小和重量的物体是高效的。

发明内容

根据实施例，本发明提供了一种用于处理物体的半自主处理系统。该半自主处理系统包括输入传送系统，该输入传送系统用于将物体移动到呈现区域；感知系统，该感知系统包括朝向检测区域的感知单元，该感知单元用于提供关于该呈现区域中的物体的感知数据；至少两个传输系统，该至少两个传输系统中的每一个适于接收该物体并在往复方向中的任一个上移动该物体；以及手动工作站区域，该手动工作站区域在该感知区域和该至少两个传输系统之间。

根据另一个实施例，本发明提供了一种用于处理物体的半自主处理系统。该半自主处理系统包括输入传送系统，该输入传送系统用于将物体移动到呈现区域；感知系统，该感知系统包括朝向检测区域的感知单元，该感知单元用于提供关于该呈现区域中的物体的感知数据；以及至少两个传输系统，该至少两个传输系统中的每一个适于接收该物体并在往复方向中的任一个上移动该物体，其中半自主系统不包括用于将该物体从该呈现区域移动到两个传输系统中的任一个的自动化系统。

根据进一步的实施例，本发明提供了一种用于提供物体的半自主处理的方法。该方法包括：将输入传送系统上的物体移动到呈现区域；提供关于该呈现区域中的物体的感知数据；在至少两个传输系统中的一个中接收该物体；以及在往复方向中的任一个上移动该物体，其中该方法不包括用于将该物体从该感知区域移动到两个传输系统中的任一个的自动化系统。

附图说明

参考附图可以进一步理解以下描述，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的半自主处理系统的说明性图解视图；

图2示出了图1的标识系统的说明性图解视图；

图3示出了图2的标识系统的说明性图解视图，其中已接合深度检测系统；

图4示出了图3的系统的说明性图解视图，其中物体被移动到更靠近深度检测系统；

图5示出了图4的系统的说明性图解视图，其中排除了视场的非物体区域；

图6示出了图5的系统的说明性图解视图，其中保持了物体的视图；

图7示出了图6的系统的说明性图解视图，其中物体已被旋转；

图8示出了根据本发明的实施例的检测处理的说明性图解流程图；

图9示出了根据本发明的实施例的在半自主处理系统中使用的梭翼(shuttlewing)部分的说明性图解视图；

图10示出了图9的梭翼部分的说明性图解视图，其中托架沿着其轨道移动；

图11示出了图10的梭翼部分的说明性图解视图，其中托架使物体落入目的地位置中；

图12示出了根据本发明的实施例的在半自主处理系统中使用的梭翼(shuttlewing)部分的说明性图解视图；

图13示出了图12的梭翼部分的说明性图解视图，其中托架沿着其轨道移动；

图14示出了图13的梭翼部分的说明性图解视图，其中托架使物体落入目的地位置中；

图15A和图15B示出了根据本发明的实施例的货箱移除系统的说明性图解视图，其中货箱被选定要移除(图15A)和正在被移除(图15B)；

图16A-图16D示出了在本发明的进一步实施例中使用的货箱位移系统的进一步实施例的说明性图解视图；

图17示出了根据本发明的实施例的被位移到输出传送器上的货箱的说明性图解视图；

图18示出了图17的货箱和输出传送器的说明性图解视图，其中货箱沿着输出传送器移动；

图19示出了根据本发明的实施例的分拣过程的说明性图解流程图；

图20示出了根据本发明的另一个实施例的半自主处理系统的说明性图解视图，该半自主处理系统包括相对于其他梭翼部分正交设置的附加梭翼部分；

图21示出了根据本发明的进一步实施例的半自主处理系统的说明性图解视图，该半自主处理系统包括进料区域和处理站，该处理站包括激活椅子；

图22示出了图21的系统的进料区域的说明性图解视图；

图23示出了图21的处理站的说明性图解视图，该处理站包括激活椅子；以及

图24示出了图21的处理站的说明性图解视图，其中激活椅子已被移动。

所示出的附图仅用于说明性目的。

具体实施方式

在分发中心中处理物体(例如分拣)是用于自动地标识和移动物体的一种应用。例如，在装运分发中心，物体通常由卡车送达，被运送到分拣站以在分拣站进行处理，例如，根据期望的目的地进行分拣，在袋子中聚集，且然后被装载到卡车中以供运输到期望的目的地。另一个应用可以是在零售商店或订单履行中心的装运部门中，该装运部门可以要求对物体进行处理，以便运输到不同的装运人或特定装运人的不同分发中心。在装运或分发中心，物体可以采用塑料袋、盒、管子、信封或任何其他合适的容器的形式，且在一些情况下还可以包括不在容器中的物体。在装运或分发中心中，通常通过读取打印在物体上的或附着标签上的标识信息来获取期望的目的地。在该情况下，与标识信息相对应的目的地通常通过查询客户的信息系统来获取。在其他情况下，目的地可以直接写在物体上，或者可以通过其他方式被知晓。

申请人已经发现，当自动分拣物体时，有几个主要事项需要考虑：1)整个系统的吞吐量(每小时分拣的物体)，2)转移次数(即，物体可以路由到的离散位置的数量)，3)分拣系统的总面积(平方英尺)和4)运行系统的年度成本(工时、电气成本、一次性部件的成本)。

因此，根据各种实施例，本发明提供了一种从有组织或无组织的物体流中获取单个物体、提供大致单一的物体流、标识单个物体并将它们处理到期望的目的地的方法。本发明进一步提供用于标识由工人处理的物体、用于将物体从一个点传送到下一个点、以及用于将物体从一个传送系统传输到另一个传送系统以放置在目的地位置的方法。

根据本发明实施例，半自主物体标识和处理系统的重要部件包括输入传送系统、感知系统、主要传输系统和次要传输系统。例如，图1示出了系统10，该系统10包括可以向其中提供物体的进料区域12。可以通过可编程运动设备，或通过让倾斜夹板传送器将物体从物体可能已经被放置(例如，通过倾卸机或从盖洛德传输)其中的料斗中向上抽物体流，来将物体提供为大致单一的物体流。输入传送器11通过进料区域12将物体传送到处理站14，该处理站14包括呈现区域(例如，倾斜坡面16)。输入传送器可以包括夹板，用于协助将物体从输入传送器提升到斜面16。

该系统还包括标识系统18，该标识系统18包括深度检测系统和感知系统，如下文更详细地讨论的。通常，工作站区域21中的工人从斜面16提起物体，并且一旦物体被标识(如可选地由诸如灯或扬声器的反馈设备20所指示的)，一对灯(例如，对22、对24或对26)被点亮以向工人示出放置物体的位置。每一对灯22、24、26都与梭翼32、34、36相关联，该梭翼32、34、36包括在轨道30、40、50上行驶的梭式托架28、38、48，该轨道30、40、50位于成排的目的地货箱42、44、46之间，目的地货箱42、44、46可以设置在手推车54上。例如，如图所示，每一个手推车可以支撑两个目的地货箱。一旦一对灯(22、24、26)被点亮，工人将物体放置在相关联的托架中。然后，系统检测到该放置，并将梭式托架移动到期望的目的地货箱附近，并倾斜托架以使物体落入货箱中，如下文更详细地讨论的。系统的操作可以由包括一个或多个计算机处理系统的处理系统52来管控。

参考图2，标识系统18包括大致朝向斜面16的深度检测系统60和多个感知单元62。如下面参考图8更详细地讨论的，当标识系统18感测到任何运动时，系统将扫描斜面16的区域，如图3所示。标识系统18可以使用靠近斜面底部的光束制动传感器来检测运动，或者运动可以由深度检测系统60提供。一旦被触发，深度检测系统60将对该区域进行3D深度扫描，该区域大概包括一个物体64并且可以包括多于一个物体66(例如，如果夹板传送器在一个夹板部分中提起两个物体，或者如果工人将物体放回斜面16上)。

然后，系统将继续扫描该场，直到该系统检测到物体已从斜面16升起，并正在移动靠近深度检测系统60，如图4所示。这一点的意义是，系统将因此隔离工人已提起从而被选定以用于处理的物体。此时，系统将集中在被标识为被提起的物体的区域，且从而排除视场的其他区域，如图5图解地示出的。特别地，物体64被标识为被提起，并且系统将排除视场的其他区域，该视场的其他区域包括另一个物体66，即使在物体66上可以看到标记标签而在物体64上尚未看到标记标签。

一旦标识物体64的区域，系统随后将保持如图6所示的物体64的该感知区域63的视图，直到标识标记被感知或物体64被从视图中移除。特别地，如果标识标记没有面向感知单元62，则工人可以如图7所示旋转物品，直到感知单元62检测到标识标记68为止。通过该方式，工人可以在需要时提起物体并旋转物体，直到系统检测到标识标记为止。一旦检测到系统标识标记，反馈系统20可以提示工人将物体移动到所标识的处理位置。

除了指示何时检测到标识标记外，反馈系统20还可以向工人提供其他信息，诸如指示系统已隔离被提起的物体并正在搜索标识标记，状态指示器示出在呈现区域16中存在多个物体，或指示被提起的物体已从呈现区域16中移除。这些指示可以通过变色灯、与相应文本对准的一系列灯、显示屏、呈现区域上的投影、听觉提示或它们的组合。虽然反馈系统20在图1中被示出为在工人一侧，但是反馈系统20的一个或多个部分或功能可以位于与标识系统18相邻的位置。

本发明的某些实施例的重要方面是通过采用感知系统经由条形码或物体的其他视觉标记来标识物体的能力，该感知系统可以快速扫描由工人持有的物体。自动扫描系统将无法看到按照在不旋转的情况下其条形码不会暴露或可见的方式呈现的物体上的条形码。因此，该系统被设计为非常快速地从大量不同的视图中查看物体，从而减少或消除系统不能查看物体上的标识标记的可能性。

还提出感知系统的关键特征是感知系统的具体设计，以将成功扫描的概率最大化，同时将平均扫描时间最小化。成功扫描的概率和平均扫描时间构成关键性能特性。这些关键性能特性由感知系统的配置和属性、以及物体集合和它们如何被标记来决定。可以针对给定物品集和标记的方法优化这两个关键性能特性。用于系统的优化的参数包括扫描仪的数量、放置它们的位置和取向、以及所使用的扫描仪的传感器分辨率和视场。优化可以通过试错，或通过利用物体的模型进行模拟来完成。

通过模拟进行的优化可以采用扫描仪性能模型。扫描仪性能模型提供扫描仪可以检测和解码标识符号的位置、取向和条形码元素尺寸的范围，其中条形码元素尺寸是符号上最小特征的大小。这些通常被评定为最小和最大范围、最大偏斜角度、最大俯仰角度以及最小和最大倾斜角度。

此类基于相机的扫描仪的性能需求是，只要符号的平面的俯仰和偏斜在正或负45度的范围内，它们就能够在一定距离范围内检测符号，而符号的倾斜可以是任意的(0到360度之间)。扫描仪性能模型预测给定位置和取向中的给定符号是否会被检测到。

扫描仪性能模型与符号被预期定位和取向的模型相结合。符号姿态模型是预期符号将被找到的所有位置和取向、换言之就是姿态的范围。对于扫描仪，符号姿态模型本身就是物品抓握模型(该模型预测了机器人系统将如何持有物体)以及符号物品外观模型(该模型描述了符号在物体上的可能的放置)的组合。对于扫描仪，符号姿态模型本身就是符号物品外观模型以及入界(inbound)物体姿态模型(该入界物体姿态模型对入界物品呈现给扫描仪的姿态的分布进行建模)的组合。这些模型可以凭经验构建，使用分析模型建模，或者可以采用近似模型，这些近似模型使用物体的简单球体模型和球体上的均匀分布来作为符号物品外观模型。

参考图8，根据实施例的检测过程开始(步骤70)，并且系统使用标识系统18来确定是否检测到任何运动(步骤72)，例如，通过注意连续获取的数据中的任何变化。一旦检测到运动，系统将检测呈现区域16中的物体(步骤74)，例如，通过使用边缘检测技术、体积或形貌(topographical)扫描等。此步骤允许系统隔离和跟踪单个物体，以及标识和丢弃非物体运动数据，诸如操作员移动。此时，标识系统18可以尝试接合感知单元62以捕获所检测的物体上的标识标记，并收集来自系统的信息或与所标识的物体相关联的标记。一旦检测到一个或多个物体，深度检测系统60继续监视呈现区域16以确定是否有任何物体正从呈现区域16的表面朝向深度检测系统60移动，并且如果是，则隔离该物体以进行进一步处理(步骤76)。一旦确定物体正朝向深度检测系统60移动(例如因为有人提起物体)，系统将确定物体是否已被标识，并且如果没有，则将继续接合感知单元62以尝试捕获物体上的任何标识标记(步骤80)。

反馈系统20通过音频或视频提示向工人指示拣选的状态。例如，对于当检测到运动时、当检测到一个物体时、当检测到多个物体时、当检测到物体的身份时(其可指示哪个物体被标识，例如，通过将光投射到物体上或使用语音来标识物体)、当物体被提起时、以及在已被标识的情况下将被提起的物体放置在何处，可以提供不同的提示。如果找到任何标识标记，系统将指示物体已被标识(步骤81)，通过例如点亮一对翼位置灯并提示工人将物体移动到相关联的翼位置的托架来指示物体的路由位置(步骤82)。在某些实施例中，系统确认物体已被放置在路由位置，例如，利用托架上的光束中断或力传感器(步骤83)。一旦物体被确认在路由位置处，反馈系统被重置(步骤86)，并且过程可以结束(步骤88)。如果在预定的时间量之后，物体没有被确认在路由位置处，则反馈系统20可以指示错误，并且该过程将停止，直到工人通过将物体放置在路由位置或者以其他方式利用物体的状态(例如，损坏、送到手动分拣、重新引入输入区域，丢失等)更新系统来解决错误。

反馈系统还可以指示或以其他方式向工人指示物体尚未被标识(步骤84)，并且物体的其他区域需要呈现给感知单元62，诸如通过转动物体或展平标记，以便捕获标识标记。系统将保持物体大致区域的视图，以允许该旋转。该过程继续循环，直到从视图中移除物体(步骤85)，或者找到任何标识标记，并且该过程继续到步骤81。如果物体被从视图中移除(例如，如果被放置在手动分拣位置中，或者在一些实施例中，如果被放回呈现区域16的表面)，则反馈系统将被重置，并且过程将结束。

一旦过程结束，输入传送器可以前进并为呈现区域提供另一个物体，并且过程可以再次开始。在一些情况下，如稍后参考图19所讨论的，主路由位置在给定时间可能不可用，并且该过程可以向工人指示将物体放置在等待位置，直到主路由位置可用为止。主路由位置可以在图8的过程结束后变得可用，例如，如果放置在其路由位置的上一个物体满足订单，并且被移除以进行进一步处理，从而允许位置可用于另一个物体。一旦新的路由位置可用，反馈系统20就可以在将另一个物体提供给呈现区域16之前通知工人在等待区域中有一个物体。

如上文结合步骤83所述，托架(例如，28、38、48)可以包括如图9所示的光束中断传感器92、94和/或可以可选地包括用于检测托架中物体的重量的力扭矩传感器96，以确定托架何时接收到物体，并确认物体已被托架倾倒到目的地货箱中。此类力扭矩传感器可以定位在支撑结构和托架之间，使得力扭矩传感器承受托架的重量。图9示出了包括承载物体90的托架48的梭翼部分36。进一步如图10所示，托架48适于沿着轨道50移动，直到到达选定的目的地位置46，并且如图11所示，托架48适于随后旋转以将物体倾倒到目的地位置中。如上所述，光束中断传感器和/或重量传感器可以确认物体已经转移到目的地位置。

图12-18示出了根据本发明的进一步的实施例的系统中使用的梭翼处理部分36'，该梭翼处理部分36'包括输入传送器98和输出传送器100。特别地，图12示出了梭式托架48'，该梭式托架48'包括光束中断传感器92、94和/或重量传感器96。如上文所讨论的，梭式托架48'沿着轨道50'在目的地位置46'(如图13所示)之间移动，并可以被致动以将物体94倾倒到选定的目的地位置(如图14所示)。如上所述，目的地位置46'设置在输入传送器98上，输入传送器98可以被偏置(例如，重力偏置)以朝向梭翼处理部分36'的一端58推进目的地位置。

参考图15A和15B，当选定目的地货箱46'进行移除时(例如，因为货箱已满或以其他方式准备好以进行进一步处理)，系统将把完成的货箱推到输出传送器100上，以便带到进一步的处理或装运站。传送器100可以被偏置(例如，通过重力或电力)以使得传送器上的任何货箱被带到如图17和图18所示的输出位置。图15A和15B示出了通过使用位移机构102从多个目的地货箱向输出传送器100上推送的货箱。根据进一步的实施例，可以使用其他位移机构。目的地货箱可以被提供为盒或容器或可以接收和存放物品的任何其他类型的设备。

根据进一步的实施例，目的地货箱(例如，盒)可以被设置在盒托盘中，该盒托盘包括用于接收箱子的内侧和可与盒限位器接合的限位器板。参考图16A–图16D，可以由轨道586悬挂并沿着轨道586行驶盒限位器584，并且可以包括可旋转臂588和在臂588末端处的滚轮590。参考图16B–6D，当滚轮590接触盒托盘组件520的限位器板551时，臂588继续旋转，推动盒托盘组件580从第一传送器582到第二传送器580。同样，滚轮590被设计为接触盒托盘组件581的限位器板551以将盒托盘组件581推到传送器580上。此类系统可以用于提供可以被移除(例如，从传送器582)的空的或完成卸载的盒，或可以被移除(例如，从传送器582)的已装满或完成装载的箱子。传送器580、582也可以是共面的，并且系统可以进一步包括过渡辊583，例如，通过被激活以将盒托盘拉到传送器580来促进盒托盘组件581的移动。

将货箱位移到传送器100上后(如图17和18中所示)，目的地货箱中的每一个可以被推到一起，并且系统将记录移动的货箱中的任何一个的位置的变化。这样，可以在端部添加新的空货箱，并且系统将记录目的地货箱中的每一个的正确位置和所标识的处理细节。

图19示出了本发明的分拣过程。一旦过程开始(步骤200)，分拣站接收新物体(步骤202)。系统利用物体标识系统18标识新物体(步骤204)。该系统然后确定任何路由位置是否已分配给该新物体(步骤206)。如果是，该系统将该物体路由到该位置处(步骤218)。如果不是，该系统然后确定下一个位置是否可用(步骤208)。

如果下一个位置可用(步骤208)，则该系统然后将下一个位置分配给该物体(步骤216)，并且该物体然后被放置在该位置中(步骤218)。然后更新该位置处的物体的数量(步骤220)，并且如果该位置此时已满(步骤222)，则该系统标识该位置已经准备好进一步处理(步骤226)。例如，进一步的处理可以包括在该位置处收集物体以传输到装运位置。如果该位置未满，则系统然后基于先前知识和/或启发法来确定该位置是否不太可能接收进一步的物体(步骤224)。如果该位置不太可能接收到进一步的物体，则系统标识该位置准备好进行进一步处理(步骤226)。如果该位置可能接收进一步的物体，则系统返回到接收新物体(步骤202)。

如果在步骤208中下一个位置不可用，则系统可以(在有或没有来自人的输入的情况下)确定是否重试标识物体(步骤210)。如果是，该系统然后将该物体返回到输入流(步骤212)以在稍后再次接收该物体(步骤202)。如果确定物体不会被重新引入输入流以进行识标识，则系统将物体放置在手动分拣区域中以供人分拣(步骤214)，并且该过程将继续处理新物体。

图20示出了根据本发明的另一个实施例的系统300，该系统300包括可提供物体的进料区域310。再次，可以通过可编程运动设备，或通过让倾斜夹板传送器将物体从物体可能已经被放置(例如，通过倾卸机或从盖洛德传输)其中的料斗中向上抽物体流，来将物体提供为大致单一的物体流。输入传送器312通过进料区域310将物体输送到处理站314，该处理站14包括呈现区域(诸如，斜面316)。输入传送器可以包括夹板，用于协助将物体从输入传送器提起到斜面316。

该系统还包括标识系统318，该标识系统318包括深度检测系统和感知系统，如上文参考图2-图7所讨论的。通常，工作站321中的工人从斜面316提起物体，并且一旦物体被标识(如由反馈系统328可选地指示的)，一对灯(例如，对320、对322、对324或对326)被点亮。如上文所讨论的，每一对灯320、322、324、326都与梭翼部分330、332、334、336相关联，该梭翼部分330、332、334、336包括在轨道350、352、354、356上行驶的梭式托架340、342、344、346，该轨道350、352、354、356位于成排的目的地货箱360、362、364、366之间，目的地货箱360、362、364、366可以设置在手推车368上。例如，如图所示，每一个手推车可以支撑两个目的地货箱。一旦一对灯(320、322、324、326)被点亮，工人将物体放置在相关联的托架中。然后，系统检测到该放置，并将梭式托架移动到期望的目的地货箱附近，并倾斜托架以使物体落入货箱中，如上文参考图9-图19所讨论的。系统的操作可以由包括一个或多个计算机处理系统的处理系统358来管控。

如上文所讨论的，标识系统318包括深度检测系统和多个感知单元，这些感知单元通常朝向斜面316。如上文参考图8所讨论的，当深度检测系统感测到任何运动时，系统将扫描斜面316的区域。该运动可以由靠近斜面底部的光束制动传感器来检测，或者可以由深度检测系统本身来提供。一旦被触发，深度检测系统将对该区域进行3D深度扫描，该区域大概包括一个物体并且可以包括多于一个物体(例如，如果夹板传送器在一个夹板部分中提起两个物体)。

然后，系统将继续扫描该场，直到其检测到有物体被移动靠近深度检测系统。这一点的意义是，系统将由此隔离工人已提起从而被选定以用于处理的物体。此时，系统将集中在被标识为被提起的物体的区域，且从而如图所示排除视场的其他区域，如上文所讨论的。特别地，如上文所讨论的，物体被标识为被提起，并且系统将排除视场的其他区域，该视场的其他区域包括另一个物体，即使在该另一个物体上可以看到标记标签而在该物体上尚未看到标记标签。

一旦标识物体的区域，系统随后将保持物体的大致区域的视图，直到标识标记被感知或物体从视图中移除。特别地，如果标识标记没有面向感知单元，则工人可以如上文所讨论地旋转物品，直到感知单元检测到标识标记为止。通过该方式，工人可以在需要时提起物体并旋转该物体，直到系统检测到标识标记，且可选的灯可以被点亮或改变颜色(例如，变成绿色)，或者显示设备328可以提供信息以指示物体被标识。

图21-图24示出了根据本发明的另一个实施例的半自主处理系统，该系统包括可以向其中提供物体的进料区域410。再次，可以通过可编程运动设备，或通过让倾斜夹板传送器将物体从物体可能已经被放置(例如，通过倾卸机或从盖洛德传输)其中的料斗中向上抽物体流，来将物体提供为大致单一的物体流。输入传送器412通过进料区域410将物体传送到包括呈现区域416的处理站414。

进一步参考图22，该系统还包括标识系统418，该标识系统418包括深度检测系统和感知系统，如上文参考图2-图7所讨论的。通常，工作站451中的工人从呈现区域416提起物体，并且一旦物体被标识(如由上文所讨论的灯或监视器可选地指示的)，一对灯(例如，对420、对422、对424或对426)被点亮。如上文所讨论的，每一对灯420、422、424、426都与梭翼部分430、432、434、436相关联，该梭翼部分430、432、434、436包括在轨道450、452、454、456上行驶的梭式托架440、442、444、446，该轨道450、452、454、456位于成排的目的地货箱460、462、464、466之间，目的地货箱460、462、464、466可以设置在手推车468上。例如，如图所示，每一个手推车可以支撑两个目的地货箱。一旦一对灯(420、422、424、426)被点亮，工人将物体放置在溜槽421、423、425、427上，该溜槽通向与该对灯相关联的托架440、442、444、446中的一个。然后，系统检测到该放置，并将梭式托架移动到期望的目的地货箱附近，并倾斜托架以使物体落入货箱中，如上文参考图9-图19所讨论的。系统的操作可以由包括一个或多个计算机处理系统的处理系统458来管控。

如上文所讨论的，标识系统418包括深度检测系统和多个感知单元，这些感知单元通常被引导朝向呈现区域416。如上文参考图8所讨论的，当深度检测系统感测到任何运动时，系统将扫描呈现区域416的区域。可以由深度检测系统本身来检测运动。一旦被触发，深度探测系统将对该区域进行3D深度扫描，该区域大概包括一个物体，也可能包括多于一个物体。

然后，系统将继续扫描该场，直到其检测到有物体被移动靠近深度检测系统。同样，这一点的意义是，系统将由此隔离工人已提起从而被选定以用于处理的物体。此时，系统将集中在被标识为被提起的物体的区域，且如图所示从而排除视场的其他区域，如上文所讨论的。特别地，如上文所讨论的，物体被标识为被提起，并且系统将排除视场的其他区域，该视场的其他区域包括另一个物体，即使在该另一个物体上可以看到标记标签而在该物体上尚未看到标记标签。

一旦标识物体的区域，系统随后将保持物体的大致区域的视图，直到标识标记被感知或物体从视图中移除。特别地，如果标识标记没有面向感知单元，则工人可以如上文所讨论地旋转物品，直到感知单元检测到标识标记为止。通过该方式，工人可以在需要时提起物体并旋转该物体，直到系统检测到标识标记，且可选的灯可以被点亮或改变颜色(例如，变成绿色)，或者显示设备428可以提供信息以指示物体被标识。如图23和图23所示，在当前实施例中，还可以响应于物体和相关联的梭翼部分的标识，而为工人提供激活的椅子448，该椅子可以主动地移动以转向指定的溜槽421、423、425、427，使得一旦被标识，椅子就被主动转动以面向物体要被放置的溜槽。

由于固有的动态灵活性，各种实施例的系统提供了许多优点。分拣器输出与目的地之间的灵活对应关系使得分拣器输出可以比目的地少，因此整个系统可需要更少的空间。分拣器输出与目的地之间的灵活对应关系还使得系统可以以随物体的特定混合和下游需求而变化的方式来选择处理该物体的最高效顺序。通过添加梭翼和目的地站，该系统也可以是很容易伸缩的，而且由于单个目的地位置的故障(或离线状态)可以在不停止系统的情况下进行动态处理，因此更加稳健。对分拣器而言，应该可能的是，按照物体的顺序进行判断，从而优先选择需要快速处理的物体。

本发明的系统在每小时分拣以及可能可用的存储货箱和目的地货箱的数量方面具有高度可伸缩性。在具体实施例中，该系统提供了输入系统，该输入系统与客户的传送器和容器对接，存储用于送入系统的物体，并以中等和可控的速率将这些物体送入系统。在一个实施例中，到客户的过程的接口采用来自盖洛德的倾倒机的形式，但是许多其他实施例是可能的。在一个实施例中，通过带有顶部流限制器(例如，挡板)的倾斜夹板传送器向系统进料。根据某些实施例，系统以适度的受控速率馈入物体。许多选项可用，包括传送器斜度和速度的变化，夹板和挡板的存在、尺寸和结构，以及使用传感器监视和控制进料速度。

在具体实施例中，该系统包括主要感知系统，该主要感知系统监视主要传送器上的物体流。在可能的情况下，主要感知系统可以标识物体以加速或简化后续操作。例如，对主要传送器上的物体的了解可以使系统能够对于要移动哪些物体以提供单独的物体流做出更好的选择。

由于固有的动态灵活性，各种实施例的系统提供了许多优点。分拣器输出与目的地之间的灵活对应关系使得分拣器输出可以比目的地少，因此整个系统可需要更少的空间。分拣器输出与目的地之间的灵活对应关系还使得系统可以以随物体的特定混合和下游需求而变化的方式来选择处理该物体的最高效顺序。通过添加分拣器，系统也可以是很容易地伸缩的，并且是更稳健的，因为单个分拣器的故障可以在甚至不停止系统的情况下被动态地处理。对分拣器而言，应该可能的是，按照物体的顺序进行判断，从而优先选择需要快速处理的物体，或者优先选择给定分拣器可能针对其具有专用抓取器的物体。

本文所描述的系统的操作由中央控制系统52、358和458协调，如图1、图20和图21所示。中央控制系统由一个或多个工作站或中央处理单元(CPU)组成。例如，条形码和出界(outbound)目的地之间的对应关系由中央控制系统在称为货单的数据库中维护。中央控制系统通过与仓库管理系统(WMS)通信来维护货单。如果感知系统成功地识别出物体上的标记，则该物体随后被标识并转发到所分配的目的地站。如果物体未被标识，则机器人系统可能会将物体转移到人工分拣箱中，以由人类进行查看。

本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对上文公开的实施例进行多种修改和变化。

Claims (15)

1.一种用于处理物体的半自主处理系统，所述半自主处理系统包括：

输入传送系统，所述输入传送系统用于将物体移动到处理站，所述处理站包括呈现区域；

标识系统，所述标识系统包括朝向呈现区域的感知单元，所述感知单元用于提供关于所述呈现区域中的物体的感知数据；

至少两个传输系统，所述至少两个传输系统中的每一个适于接收所述物体并在往复方向中的任一个上移动所述物体；并且其中所述半自主处理系统被表征为进一步包括：

手动工作站区域，所述手动工作站区域包括被布置在所述呈现区域和所述至少两个传输系统之间的能移动的椅子，其中所述能移动的椅子响应于来自所述感知单元中的至少一个的所述感知数据而主动地移动以转向通向所述至少两个传输系统中的一个的指定的溜槽，所述感知数据表示所述物体的身份。

2.如权利要求1所述的半自主处理系统，其特征在于，检测区域在所述呈现区域上方。

3.如权利要求1所述的半自主处理系统，其特征在于，每一个传输系统包括往复托架。

4.如权利要求3所述的半自主处理系统，其特征在于，每一个传输系统中的每一个往复托架被配置为将所述物体递送到多个目的地站中的一个。

5.如权利要求4所述的半自主处理系统，其特征在于，与传输系统中的每一个相关联的所述多个目的地站被设置为所述至少两个传输系统中的每一个传输系统任一侧上的两排货箱或盒。

6.如权利要求5所述的半自主处理系统，其特征在于，多个货箱或盒中的每一个被设置在输入传送器上。

7.如权利要求6所述的半自主处理系统，其特征在于，每一个输入传送器都被重力偏置，以将所述输入传送器上的所述多个货箱或盒推到所述输入传送器的一侧。

8.如权利要求6所述的半自主处理系统，其特征在于，所述系统包括多个输出传送器，以及用于将所述多个货箱或盒中的货箱或盒推到所述多个输出传送器中的一个上的至少一个货箱位移系统。

9.如权利要求8所述的半自主处理系统，其特征在于，每一个输出传送器都被重力偏置，以将所述输出传送器上的所述货箱或盒推到所述输出传送器的一侧。

10.如权利要求8所述的半自主处理系统，其特征在于，所述标识系统包括深度检测系统。

11.如权利要求10所述的半自主处理系统，其特征在于，所述深度检测系统适于标识正移动靠近所述感知单元的物体。

12.一种用于提供物体的半自主处理的方法，所述方法包括以下步骤：

将输入传送系统上的物体移动到处理站，所述处理站包括呈现区域；

提供感知数据，所述感知数据表示所述呈现区域中的物体的身份；

响应于来自感知单元中的至少一个的所述感知数据而激活能移动的椅子以从所述呈现区域移动转向通向至少两个传输系统中的一个的指定的溜槽，所述感知数据表示所述物体的身份；

在所述至少两个传输系统中的一个中从所述能移动椅子中的操作者接收所述物体，所述操作者将所述物体放入所述指定的溜槽；以及

在接收所述物体的传输系统的往复方向中的任一个上移动所述物体。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，检测区域在所述呈现区域上方。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括提供来自深度检测系统的深度数据的步骤。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括标识正移动靠近所述感知单元的物体的步骤。

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