CN113682828A - 物品码垛的方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了物品码垛的方法、装置和系统，涉及仓储物流技术领域。该方法的一具体实施方式包括：在世界坐标系下获取将物品拾取至设定位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据；根据所述机器人的位姿确定所述物品的第一位姿，根据第一位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿；根据所述机器人的位姿和第二位姿确定所述物品的拾取偏差，以使所述机器人根据所述拾取偏差码放所述物品。该实施方式能够精确确定物品尺寸以及拾取误差，提高系统鲁棒性。

Description

物品码垛的方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及仓储物流技术领域，尤其涉及一种物品码垛的方法、装置和系统。
背景技术
仓储系统把存放待出货物品(比如物品A、B、C…)的托盘逐个运送到机器人拆垛位，机器人拣选指定数量的物品并码放到出货托盘上，待所有物品拣选并码放完毕，出货托盘被运送到下一环节。
实际中，拆垛位托盘上的物品密排码放，物品间隙很小，加之物品纹理、打包带、反光等干扰，对物品的精准定位与分割造成很大难度，产生分割误差。当分割误差较大时，可能会影响码垛(比如造成对已码放物品的剐蹭或挤压)，因而整个系统存在不鲁棒的隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种物品码垛的方法、装置和系统，能够精确确定物品尺寸以及拾取误差，提高系统鲁棒性。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种物品码垛的方法，包括：
在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据；
根据所述机器人的位姿确定所述物品的第一位姿，根据第一位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿；
根据所述机器人的位姿和第二位姿确定所述物品的拾取偏差，以使所述机器人根据所述拾取偏差码放所述物品。
可选地，所述点云数据是所述物品的底面点云的数据；
根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度；
根据所述机器人的位姿和所述底面中心点坐标确定所述物品的高度，根据所述高度和所述底面中心点坐标确定所述物品的顶面中心点坐标；
根据所述长度和宽度确定所述物品的长度方向矢量和宽度方向矢量，根据所述长度方向矢量、所述宽度方向矢量和所述顶面中心点坐标确定第二位姿。
可选地，根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面点云的最小包围矩形；
根据所述最小包围矩形四个端点的坐标确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度。
可选地，所述物品在所述设定位置时的底面和顶面与所述世界坐标系的xy平面平行。
可选地，在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据之前，还包括：
获取所述物品在拆垛位置的初始位姿，控制所述机器人根据所述初始位姿将所述物品从所述拆垛位置拾取至所述校验位置。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种物品码垛装置，包括：
数据采集模块，在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据；
位姿确定模块，根据所述机器人的位姿确定所述物品的第一位姿，根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿；
偏差确定模块，根据第一位姿和第二位姿确定所述物品的拾取偏差，以使所述机器人根据所述拾取偏差码放所述物品。
可选地，所述点云数据是所述物品的底面点云的数据；
所述位姿确定模块根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度；
根据所述机器人的位姿和所述底面中心点坐标确定所述物品的高度，根据所述高度和所述底面中心点坐标确定所述物品的顶面中心点坐标；
根据所述长度和宽度确定所述物品的长度方向矢量和宽度方向矢量，根据所述长度方向矢量、所述宽度方向矢量和所述顶面中心点坐标确定第二位姿。
可选地，所述位姿确定模块根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面点云的最小包围矩形；
根据所述最小包围矩形四个端点的坐标确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度。
可选地，所述物品在所述设定位置时的底面和顶面与所述世界坐标系的xy平面平行。
可选地，本发明实施例的物品码垛装置还包括：拾取控制模块，用于：在所述数据采集模块在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据之前，
获取所述物品在拆垛位置的初始位姿，控制所述机器人根据所述初始位姿将所述物品从所述拆垛位置拾取至所述校验位置。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种物品码垛系统，包括：机器人、校验位数据采集装置和位姿校验装置；
所述机器人将物品拣选至校验位置后，将其位姿发送至所述位姿校验装置；
所述校验位数据采集装置采集在世界坐标系下将物品拣选至所述校验位置时所述物品的点云数据，并发送至所述位姿校验装置；
所述位姿校验装置根据所述机器人的位姿确定所述物品的第一位姿，根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿；根据第一位姿和第二位姿确定所述物品的拾取偏差，然后发送至所述机器人；
所述机器人根据所述拾取偏差码放所述物品。
可选地，所述点云数据是所述物品的底面点云的数据；
根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度；
根据所述机器人的位姿和所述底面中心点坐标确定所述物品的高度，根据所述高度和所述底面中心点坐标确定所述物品的顶面中心点坐标；
根据所述长度和宽度确定所述物品的长度方向矢量和宽度方向矢量，根据所述长度方向矢量、所述宽度方向矢量和所述顶面中心点坐标确定第二位姿。
可选地，根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面点云的最小包围矩形；
根据所述最小包围矩形四个端点的坐标确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度。
可选地，所述物品在所述设定位置时的底面和顶面与所述世界坐标系的xy平面平行。
可选地，本发明实施例的物品码垛系统还包括：拆垛位数据采集装置，用于：获取所述物品在拆垛位置的初始位姿，将所述初始位姿发送至所述机器人；
所述机器人在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据之前，根据所述初始位姿将所述物品从所述拆垛位置拾取至所述校验位置。
根据本发明实施例的第四方面，提供一种物品码垛的电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例第一方面提供的方法。
根据本发明实施例的第五方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的方法。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过设置校验位置，并获取将物品拾取至该校验位置时机器人的位姿和物品的点云数据，能够精确确定物品尺寸以及拾取误差，提高系统鲁棒性。
上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
附图说明
附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：
图1是本发明实施例的物品码垛的方法的主要流程的示意图；
图2是应用本发明实施例的物品拾取过程的示意图；
图3是应用本发明实施例的物品拾取流程的示意图；
图4是本发明实施例的物品码垛装置的主要模块的示意图；
图5是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；
图6是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种物品码垛的方法。
图1是本发明实施例的物品码垛的方法的主要流程的示意图，如图1所示，物品码垛的方法包括：步骤S101、步骤S102和步骤S103。
在步骤S101中，在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据。
校验位置是一个固定的安装位，用于精确确定物品的尺寸。为了便于后续数据处理，可以将该校验位置的信息记录在机器人当中，当机器人拾取起物品运行到该校验位置时，发出就位信号，然后获取机器人的位姿和所述物品的点云数据。校验位置的具体位置可以根据实际情况进行选择性设定，例如设置在物品的拆垛位置或码垛位置旁边。
世界坐标系是指机器人本体坐标系，固定在基座上。机器人的位姿是指机器人末端工具坐标系在世界坐标系中的位姿。机器人工具坐标系指固连在机器人末端上的坐标系，可人为设定。以拆垛用的方形端拾器吸盘为例，机器人工具坐标系可以设定为：坐标原点与方形吸盘的盘面中心重合，x轴与y轴分别平行于方形吸盘的长边与宽边，z轴垂直于方形吸盘的盘面。
机器人的位姿可以由机器人提供，用(xc，yc，zc，α，β，γ)表示。其中，(xc，yc，zc)表示机器人末端的位置，即机器人工具坐标系的坐标原点在世界坐标系中的坐标值，(α，β，γ)是以欧拉角表示的坐标系旋转关系，即世界坐标系的xyz轴与拣货机器人工具坐标系的xyz轴的旋转关系。根据机器人的位姿可以计算出机器人末端工具坐标系与机器人世界坐标系的转换关系，换言之，是机器人世界坐标系转换到机器人末端工具坐标系的转换矩阵，记为
Figure BDA0002496236550000071
其中：
R33由(α，β，γ)计算得到，表示坐标系旋转，为3×3矩阵；t31即为(xc，yc，zc)，表示平移，为3×1矩阵。
点云数据用于确定物品在世界坐标系中的位置以及物品尺寸。通常情况下，点云数据是物品的被机器人抓取的平面相对的平面点云的数据，以避免由于机器人的端拾器的遮挡而导致的点云数据不能反映物品整体位置信息的问题。例如，机器人末端抓取物品顶面(即上表面)，则获取物品底面(即下表面)点云的数据。再例如，机器人末端抓取物品底面，则获取物品顶面点云的数据。以获取物品底面点云的数据为例，可以在设定位置设置一个3D相机，相机在下方，向上拍照采集点云数据。机器人拾取起物品运行到3D相机上方时，3D相机向上拍照采集物品的点云数据。使用3D相机可以准确的在点云上通过距离分割出商品的底面点云，避免背景干扰的同时获取准确的坐标数据。
由于机器人抓取物品时物品顶面与机器人末端工具坐标系的xy平面通常是平行，即使不平行，由此导致的误差也非常小。因此本发明实施例中假设机器人拾取物品时物品顶面与机器人末端工具坐标系的xy平面平行。可选地，可以通过设定机器人使在校验位置时机器人末端工具坐标系的z轴与世界坐标系的z轴平行、方向相反，即物品在设定位置时的底面和顶面与世界坐标系的xy平面平行。如此能够保证物品上下平面与世界坐标系的z轴垂直，从而便于后续步骤中快速确定出物品的高度以及商品顶面的中心点坐标。
可选地，在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据之前，还包括：获取所述物品在拆垛位置的初始位姿，控制所述机器人根据所述初始位姿将所述物品从所述拆垛位置拾取至所述校验位置。例如，在拆垛位置设置视觉采集系统采集物品的位置数据，根据该位置数据确定机器人运动到拆垛位置并拾取起物品时应当具有的位姿，即物品的初始位姿。根据物品的初始位姿控制机器人将物品从拆垛位置拾取至校验位置，能够提高物品拾取的准确性，降低拾取偏差。
步骤S102，根据所述机器人的位姿确定所述物品的第一位姿，根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿。
物品的位姿是指物品局部坐标系在世界坐标系中的位姿。物品局部坐标系为固连在商品上的局部坐标系，通常以包围物品的矩形的长边和宽边为x轴与y轴，以物品上下表面的法线为z轴。物品局部坐标系的坐标原点可以为该矩形的中心点，也可以是物品表面上某个特定的点，例如物品顶面的中心点。
物品的第一位姿是指将物品拣选至校验位置时物品局部坐标系在世界坐标系中应当具有的位姿。本发明实施例假设机器人抓取物品时物品顶面与机器人末端工具坐标系的xy平面平行，因此第一位姿与将物品拾取至校验位置时机器人的位姿相同。
物品的第二位姿是指将物品拣选至设定位置时物品局部坐标系在世界坐标系中的真实位姿，即根据物品的点云数据确定的物品局部坐标系在世界坐标系中的位姿。
可选地，所述点云数据是所述物品的底面点云的数据。根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿，包括：根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度；根据所述机器人的位姿和所述底面中心点坐标确定所述物品的高度，根据所述高度和所述底面中心点坐标确定所述物品的顶面中心点坐标；根据所述长度和宽度确定所述物品的长度方向矢量和宽度方向矢量，根据所述长度方向矢量、所述宽度方向矢量和所述顶面中心点坐标确定第二位姿。
物品在校验位置时的底面和顶面与世界坐标系的xy平面平行。物品底面点云形成的轮廓即为物品底面的轮廓，因此根据点云数据可以计算出物品底面的中心点在世界坐标系中的坐标，以及物品的长度和宽度。可选地，根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度，包括：根据所述点云数据确定所述物品的底面点云的最小包围矩形；根据所述最小包围矩形四个端点的坐标确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度。采用这种计算方式方法简单，速度快。
示例性地，根据点云数据计算物品底面的最小包围矩形。物品底面的最小包围矩形可以采用最小包围矩形四个端点的三维坐标表示，为：[(x0，y0，z0)，(x1，y1，z1)，(x2，y2，z2)，(x3，y3，z3)]。为了便于计算，上述四个端点为按照最小包围矩形的顺时针或逆时针方向逐一排列的四个端点。物品的长度和宽度可以依据上述四个端点的x轴坐标和y轴坐标计算得到。理论上上述四个端点的z值是相同的，但因为点云并不是完全精准的，加之物品表面也不是理想平面，上述四个端点的z值可能稍有不同，因此，在确定物品的长度和宽度时，可以结合最小矩形的端点的z轴坐标。利用最小包围矩形确定物品的长度为：
Figure BDA0002496236550000091
Figure BDA0002496236550000092
宽度为：
Figure BDA0002496236550000093
以及物品底面中心点，记为(x，y，z)。结合步骤S101中获取的机器人的位姿，可以确定物品的高度为：h＝|zc-z|。基于此，可以确定物品局部坐标系的坐标原点在世界坐标系中的坐标为：(x，y，zc)。前述各个点的三维坐标均指在世界坐标系中的坐标。
根据物品的长度方向矢量以及物品局部坐标系的坐标原点在世界坐标系中的坐标，可以确定物品局部坐标系的x轴在世界坐标系中的位姿。根据物品的宽度方向矢量以及物品局部坐标系的坐标原点在世界坐标系中的坐标，可以确定物品局部坐标系的y轴在世界坐标系中的位姿。根据物品局部坐标系的x轴和y轴在世界坐标系中的坐标，或者根据物品的高度方向矢量以及物品局部坐标系的坐标原点在世界坐标系中的坐标，可以确定物品局部坐标系的z轴在世界坐标系中的位姿。进而得到物品局部坐标系在世界坐标系中的位姿，即第二位姿。
步骤S103，根据第一位姿和第二位姿确定所述物品的拾取偏差，以使所述机器人根据所述拾取偏差码放所述物品。
物品的第一位姿是指将物品拾取至校验位置时物品局部坐标系在世界坐标系中应当具有的位姿，物品的第二位姿是指将物品拾取至校验位置时物品局部坐标系在世界坐标系中的真实位姿。根据第一位姿和第二位姿，即可确定物品的真实位姿与应当具有的位姿之间的偏差，即拾取偏差。拾取偏差可以记为Δ，Δ＝Tc -1T。其中，Tc表示第一位姿，T表示第二位姿。
在不考虑该拾取偏差的情况下确定的初始码放位置有可能存在偏差，基于该存在偏差的初始码放位置码放物品，有可能挤压或剐蹭码垛位置托盘上已有的物品。本发明实施例通过校验位置确定拾取偏差以使机器人根据该拾取偏差码放物品，能够精确确定物品尺寸以及降低商品分割误差对码垛造成的影响，弥补拆垛时的误差，使得系统更加鲁棒。
以下结合图2和图3对本发明可选实施例的具体应用场景进行示例性说明。如图2和3所示，拆垛位置托盘就位后，启动拆垛位置视觉系统检测物品，并返回物品的初始位姿给机器人。机器人在拆垛位视觉系统的引导下拾取起物品，机器人中预先记录校验位置的信息，机器人末端的端拾器拣选物品并运动到校验位3D(三维)相机的上方时给主控PC(personal computer，个人计算机)(即本发明实施例的方法的执行主体)发就位信号，主控PC收到信号后启动校验位3D相机拍照，同时获取当前机器人的末端位姿。以此计算物品尺寸、第一位姿和第二位姿，进而确定拾取偏差Δ。机器人根据拾取偏差估算物品的码放位置，然后把物品码放到码垛位置托盘上。
本发明中校验位的3D相机采集的只是机器人拾取起来的单个物品的点云数据，容易精准计算出物品尺寸、中心点位置与姿态，从而推算出拆垛时的拾取偏差，因此精度高。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种物品码垛装置，包括：
数据采集模块，在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据；
位姿确定模块，根据所述机器人的位姿确定所述物品的第一位姿，根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿；
偏差确定模块，根据第一位姿和第二位姿确定所述物品的拾取偏差，以使所述机器人根据所述拾取偏差码放所述物品。
可选地，所述点云数据是所述物品的底面点云的数据；
所述位姿确定模块根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度；
根据所述机器人的位姿和所述底面中心点坐标确定所述物品的高度，根据所述高度和所述底面中心点坐标确定所述物品的顶面中心点坐标；
根据所述长度和宽度确定所述物品的长度方向矢量和宽度方向矢量，根据所述长度方向矢量、所述宽度方向矢量和所述顶面中心点坐标确定第二位姿。
可选地，所述位姿确定模块根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面点云的最小包围矩形；
根据所述最小包围矩形四个端点的坐标确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度。
可选地，所述物品在所述设定位置时的底面和顶面与所述世界坐标系的xy平面平行。
可选地，本发明实施例的物品码垛装置还包括：拾取控制模块，用于：在所述数据采集模块在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据之前，
获取所述物品在拆垛位置的初始位姿，控制所述机器人根据所述初始位姿将所述物品从所述拆垛位置拾取至所述校验位置。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种物品码垛系统，包括：机器人、校验位数据采集装置和位姿校验装置；
所述机器人将物品拣选至校验位置后，将其位姿发送至所述位姿校验装置；
所述校验位数据采集装置采集在世界坐标系下将物品拣选至所述校验位置时所述物品的点云数据，并发送至所述位姿校验装置；
所述位姿校验装置根据所述机器人的位姿确定所述物品的第一位姿，根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿；根据第一位姿和第二位姿确定所述物品的拾取偏差，然后发送至所述机器人；
所述机器人根据所述拾取偏差码放所述物品。
可选地，所述点云数据是所述物品的底面点云的数据；
根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度；
根据所述机器人的位姿和所述底面中心点坐标确定所述物品的高度，根据所述高度和所述底面中心点坐标确定所述物品的顶面中心点坐标；
根据所述长度和宽度确定所述物品的长度方向矢量和宽度方向矢量，根据所述长度方向矢量、所述宽度方向矢量和所述顶面中心点坐标确定第二位姿。
可选地，根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面点云的最小包围矩形；
根据所述最小包围矩形四个端点的坐标确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度。
可选地，所述物品在所述设定位置时的底面和顶面与所述世界坐标系的xy平面平行。
可选地，本发明实施例的物品码垛系统还包括：拆垛位数据采集装置，用于：获取所述物品在拆垛位置的初始位姿，将所述初始位姿发送至所述机器人；
所述机器人在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据之前，根据所述初始位姿将所述物品从所述拆垛位置拾取至所述校验位置。
根据本发明实施例的第四方面，提供一种物品码垛的电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例第一方面提供的方法。
根据本发明实施例的第五方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的方法。
图5示出了可以应用本发明实施例的物品码垛的方法或物品码垛的装置的示例性系统架构500。
如图5所示，系统架构500可以包括终端设备501、502、503，网络504和服务器505。网络504用以在终端设备501、502、503和服务器505之间提供通信链路的介质。网络504可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
用户可以使用终端设备501、502、503通过网络504与服务器505交互，以接收或发送消息等。终端设备501、502、503上可以安装有各种通讯客户端应用，例如存储管理类应用、购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等(仅为示例)。
终端设备501、502、503可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。
服务器505可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备501、502、503所浏览的仓储管理类网站提供支持的后台管理服务器(仅为示例)。后台管理服务器可以对接收到的偏差校验请求等数据进行分析等处理，并将处理结果(例如拾取偏差信息--仅为示例)反馈给终端设备。
需要说明的是，本发明实施例所提供的物品码垛的方法可以由服务器505执行，相应地，物品码码垛装置可以设置于服务器505中。
应该理解，图5中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。
下面参考图6，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备的计算机系统600的结构示意图。图6示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示，计算机系统600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还存储有系统600操作所需的各种程序和数据。CPU 601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分608。
特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)601执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括：数据采集模块，在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据；位姿确定模块，根据所述机器人的位姿确定所述物品的第一位姿，根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿；偏差确定模块，根据第一位姿和第二位姿确定所述物品的拾取偏差，以使所述机器人根据所述拾取偏差码放所述物品。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，数据采集模块还可以被描述为“根据第一位姿和第二位姿确定所述物品的拾取偏差的模块”。
作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据；根据所述机器人的位姿确定所述物品的第一位姿，根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿；根据第一位姿和第二位姿确定所述物品的拾取偏差，以使所述机器人根据所述拾取偏差码放所述物品。
根据本发明实施例的技术方案，通过设置校验位置，并获取将物品拾取至该校验位置时机器人的位姿和物品的点云数据，能够精确确定物品尺寸以及拾取偏差，提高系统鲁棒性。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (13)

1.一种物品码垛方法，其特征在于，包括：
在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据；
根据所述机器人的位姿确定所述物品的第一位姿，根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿；
根据第一位姿和第二位姿确定所述物品的拾取偏差，以使所述机器人根据所述拾取偏差码放所述物品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述点云数据是所述物品的底面点云的数据；
根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度；
根据所述机器人的位姿和所述底面中心点坐标确定所述物品的高度，根据所述高度和所述底面中心点坐标确定所述物品的顶面中心点坐标；
根据所述长度和宽度确定所述物品的长度方向矢量和宽度方向矢量，根据所述长度方向矢量、所述宽度方向矢量和所述顶面中心点坐标确定第二位姿。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面点云的最小包围矩形；
根据所述最小包围矩形四个端点的坐标确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述物品在所述设定位置时的底面和顶面与所述世界坐标系的xy平面平行。
5.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据之前，还包括：
获取所述物品在拆垛位置的初始位姿，控制所述机器人根据所述初始位姿将所述物品从所述拆垛位置拾取至所述校验位置。
6.一种物品码垛的装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据；
位姿确定模块，根据所述机器人的位姿确定所述物品的第一位姿，根据所机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿；
偏差确定模块，根据第一位姿和第二位姿确定所述物品的拾取偏差，以使所述机器人根据所述拾取偏差码放所述物品。
7.一种码垛系统，其特征在于，包括：机器人、校验位数据采集装置和位姿校验装置；
所述机器人将物品拣选至校验位置后，将其位姿发送至所述位姿校验装置；
所述校验位数据采集装置采集在世界坐标系下将物品拣选至所述校验位置时所述物品的点云数据，并发送至所述位姿校验装置；
所述位姿校验装置根据所述机器人的位姿确定所述物品的第一位姿，根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿；根据第一位姿和第二位姿确定所述物品的拾取偏差，然后发送至所述机器人；
所述机器人根据所述拾取偏差码放所述物品。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述点云数据是所述物品的底面点云的数据；
根据所述机器人的位姿和所述点云数据确定所述物品的物品尺寸和第二位姿，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度；
根据所述机器人的位姿和所述底面中心点坐标确定所述物品的高度，根据所述高度和所述底面中心点坐标确定所述物品的顶面中心点坐标；
根据所述长度和宽度确定所述物品的长度方向矢量和宽度方向矢量，根据所述长度方向矢量、所述宽度方向矢量和所述顶面中心点坐标确定第二位姿。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，根据所述点云数据确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度，包括：
根据所述点云数据确定所述物品的底面点云的最小包围矩形；
根据所述最小包围矩形四个端点的坐标确定所述物品的底面中心点坐标、长度和宽度。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述物品在所述设定位置时的底面和顶面与所述世界坐标系的xy平面平行。
11.如权利要求7-10任一所述的系统，其特征在于，还包括：拆垛位数据采集装置，用于：获取所述物品在拆垛位置的初始位姿，将所述初始位姿发送至所述机器人；
所述机器人在世界坐标系下获取将物品拾取至校验位置时机器人的位姿和所述物品的点云数据之前，根据所述初始位姿将所述物品从所述拆垛位置拾取至所述校验位置。
12.一种物品码垛的电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的方法。
13.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。
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