CN115485219A - 视觉辅助机器人化卸垛机 - Google Patents

Abstract

一种卸垛机，其具有：货盘站，该货盘站用于接收放置在货盘负载层中的箱的货盘负载；机器人，该机器人具有末端执行器，该末端执行器具有夹持器，该夹持器用于夹持和拾取层中的至少一者并且具有夹持器接合接口，该夹持器接合接口限定（多个）层相对于卸垛末端执行器的预定层接合位置和取向；视觉系统，该视觉系统用于对箱的货盘负载进行成像，并与机器人运动无关地生成（多个）层的顶部的至少一个图像；以及控制器，该控制器接收图像并实现确定（多个）层相对于夹持器接合接口的预定层接合位置和取向的层位置和取向，并且该控制器可操作地联接到机器人，以便定位夹持器，并利用夹持器在夹持器接合接口处捕获和保持（多个）层。

Description

视觉辅助机器人化卸垛机

相关申请的交叉引用

本申请是2019年10月16日提交的美国临时专利申请第62/916,080号的非临时申请并且要求其权益，其全部公开内容通过引用的方式并入本文。

背景技术

1. 技术领域

本发明总体上涉及卸垛，且更具体地涉及视觉辅助机器人化的产品卸垛。

2. 相关发展的简要描述

产品的零售配送（无论是传统的“实体”商店、在线商店还是混合零售渠道）都需要提高储存、分拣和运输效率，特别是对于所谓的混合箱或多样性箱（在给定的运输工具内）的配送（无论针对商店补货还是单个订单）而言。智能的/自适应的自动化应用越来越有助于提高包括储存、分类和运输在内的许多配送层级的效率。

配送中心和仓库通常在结构化货盘（pallet）上接收它们的货品，诸如箱、盒、无盖托盘（tray）、拉伸包装托盘等，它们例如是有序放置的，在他们之间不存在间隙。在本领域中已知卸垛系统用于从货盘上移除产品。已知具有电磁辐射和光学绘图传感器（例如，激光扫描仪、3-D摄像机等）的传统货盘卸载机（例如，卸垛机），以便绘制出3-D货盘负载的位置图，从而提高相对于货盘负载的自动化定位。例如，一种用于检测和重建环境以促进与这种环境的机器人交互的传统方法和系统包括确定三维（3-D）虚拟环境，其中该3-D虚拟环境表示机器人操纵器的物理环境，该物理环境包括对应于物理环境中相应物理对象的多个3-D虚拟对象。然后，该方法涉及确定虚拟环境的二维（2-D）图像，包括2-D深度图。然后，该方法可包括确定对应于给定的一个或多个物理对象的2-D图像的部分。然后，该方法可包括：基于该部分和2-D深度图确定3-D模型，该3-D模型与2-D图像的对应于给定的一个或多个物理对象的部分相对应。然后，该方法可包括：基于3-D模型，从给定的一个或多个物理对象中选择物理对象。然后，该方法可包括向机器人操纵器提供指令以移动该对象。

附图说明

结合附图，在以下描述中解释了本公开的前述方面和其它特征，在附图中：

图1是根据本公开的各方面的配送设施的示意图；

图2是根据本公开的各方面的货盘负载的示意图；

图3是根据本公开的各方面的图1的配送设施的码垛机/卸垛机单元的示意性透视图，该码垛机/卸垛机单元具有视觉系统和带有层卸垛工具的机器人；

图4是图3的层卸垛工具的顶部透视图；

图5是图3的层卸垛工具的俯视图；

图6是图3的层卸垛工具的分解透视图，层卸垛工具显示为没有其大部分框架；

图7是图3的层卸垛工具的框架和帘状物致动组件的一部分的顶部透视图；

图8A和8B分别是图3的层卸垛工具的俯视和仰视透视图，示出为夹持满货盘层的位置；

图9A和9B分别是类似于图8A和8B的透视图，示出了图3的层卸垛工具的夹具在货盘层上施加压力，并且帘状物部分关闭；

图10A和10B分别是类似于图8A和8B的透视图，示出了图3的层卸垛工具的夹具已经释放了作用在货盘层上的一些压力，并且帘状物完全关闭；

图11A-11F是用于根据本公开各方面的图3的码垛机单元的视觉系统的摄像机视场的示意性透视图；

图12是根据本公开的各方面的由图3的码垛机单元的视觉系统所捕获的示例性图像；

图13A是根据本公开的各方面的用于图3的视觉系统的示例性校准夹持器/固定装置；

图13B是根据本公开的各方面由视觉系统捕获的图13A的校准夹持器/固定装置的示例性图像；

图14是根据本公开的各方面的方法的示例性流程图；

图15A-15D示出了根据本公开的各方面的图3的层卸垛工具相对于待拾取的货盘层的示例性位置；

图16A-16C是根据本公开的各方面的可由图3的层卸垛工具拾取的示例性货盘层构造；

图17是根据本公开的各方面的方法的示例性流程图；

图18是根据本公开的各方面的方法的示例性流程图；和

图19A、19B和19C是根据本公开的各方面的薄衬纸移除的示意图。

具体实施方式

图1是根据本公开的各方面的仓库系统或配送设施100WS（这里称为仓库系统100WS）的示意图。虽然将参照附图描述本公开的各方面，但是应该理解，本公开的各方面可以以多种形式来体现。此外，可以使用任意合适尺寸、形状或类型的元件或材料。应当理解，尽管配送设施100WS在本文中被描述为自动配送设施，但是本公开的各方面也适用于具有任意合适的运输系统的配送设施，例如自动和手动运输系统或者完全手动运输系统。

参考图1和图2，根据本公开的各方面，仓库系统100WS包括至少一个码垛机/卸垛机单元10A、10B（这里通常称为码垛机单元10）。码垛机单元10具有一个或多个机器人箱操纵器14（在此也称为关节式机器人、自适应实时机器人、机器人或产品拾取设备），其在视觉系统辅助下将混合货盘负载物品单元CU（在此也称为箱单元或箱或产品18）放置（单独地或制造拾取面）在堆体SL1-Sn和/或层PL1-PL4中，从而构建混合箱货盘负载PAL。在2019年7月9日授权的名称为“Vision-Assisted Robotized Depalletizer”的美国专利第10,343,857号中描述了一种合适的码垛机/卸垛机的示例，其全部公开内容通过引用的方式并入本文。

码垛机单元10设置有三维（3D）飞行时间（TOF）（多个）摄像机视觉系统310（在此称为视觉系统310），该视觉系统310生成每个货盘层（在此也称为货盘负载层）及其待由机器人14移除的箱单元CU的三维（3D）图像。视觉系统310设置在码垛机单元10处，以便对货盘卸载/装载站301处的箱CU的货盘负载PAL进行成像，并且被构造成独立于机器人14的运动而生成至少一个货盘负载层816（图8B-其表示货盘层PL1、PL2、PL3、PL4、PL5）的至少一个顶部/表面148（图2、8A和11A-11F）的至少一个图像（见图12）。与机器人14循环运动以拾取货盘层相一致地，由视觉系统310实时地生成和提供三维图像信息，以便从货盘负载PAL卸下货物，并且实时地（在机器人14拾取/放置运动循环框架内）通知货盘构造中从位于货盘支架SPAL上的第一箱层PL1到最后箱层PL5的每个货盘层的至少一个层姿态。

每一层的层姿态三维图像信息识别与计划的差异（例如，该层相对于货盘支架SPAL和/或其它层的偏斜、无盖箱单元CU等），其例如向机器人14通知对差异的补偿，使得机器人14利用机器人14相对于待拾取层的实时定位进行补偿，从而有助于基本上连续的自适应实时机器人14放置和自适应卸垛（以完全自动化的方式或以具有用户辅助的协作/合作方式），并同时解决货盘质量/控制和机器人14的卸垛。

控制器（例如机器人控制器16和/或单元控制器10C）可操作地联接到视觉系统310，以便从视觉系统310接收至少一个图像。控制器被构造成基于至少一个图像来实现确定至少一个货盘层816（图8B）相对于机器人14的夹持器800（图8）的夹持器接合接口810（图8B-如本文所描述的）的预定层接合位置和取向的层位置和姿态/取向（例如在机器人坐标系或参考系X、Y、Z、RX、RY、RZ-图3中），其中控制器可操作地联接到机器人14，以便相对于每个最顶货盘层定位夹持器800（例如，基于夹持器接口810和至少一个货盘负载层的每个最顶货盘层之间的确定关系），并且在夹持器接合接口810处用夹持器800捕获和保持至少一个货盘层816。 控制器基于至少一个图像确定每个最顶层的相应层位置和取向，并通过将相应层位置和取向与机器人14的预定参考系（如本文所描述的）进行比较来实现所确定关系的确定。

结合到自动化码垛机单元10中的视觉系统310通知并启用单元控制器10C，以便在一个方面（向诸如一个或多个机器人14的自动化设备）提供实时（或接近实时）命令输入，该命令输入实时地（对应于所命令的处理时间，如将进一步描述的）响应于货盘负载变化，使得一个或多个机器人14适于实时地解决货盘负载构建变化，以时间最优的方式影响（自动地和/或或以具有用户辅助的协作/合作方式）卸垛，从而以时间最优的方式实现卸垛。

再次参考图1，根据本公开的各方面，配送设施100WS包括储存和取回系统100，该储存和取回系统100可以在零售配送中心或仓库中进行操作，例如，以便履行从零售店接收的对于箱单元的订单。在一个示例中，箱单元可以是没有储存在托盘、周转箱或货盘上的货物的箱或单元（例如，未包含）。在其它示例中，箱单元可以是以任意合适的方式被包含在诸如托盘、周转箱或货盘上的货物的箱或者单元。要注意的是，箱单元可包括装箱的货物单元（例如，汤罐头箱、麦片盒等）或者适于从货盘上取走或者置于货盘上的单个货物。根据实施例，用于箱单元的装运箱（例如，纸板箱、盒、箱、板条箱、壶或用于保持箱单元的任意其它的合适装置）可以具有可变的大小并且可以在装运中用于保持箱单元，并且可以被构造成使得它们能够被码垛以用于装运。要注意的是，例如，当箱单元的包裹或货盘到达储存和取回系统处时，每个货盘的内含物可以是一致的（例如，每个货盘保持预定数量的相同物品：一个货盘保持汤并且另一货盘保持麦片），并且当货盘离开储存和取回系统时，货盘可以包含任意合适数量和组合的不同箱单元（例如，每个货盘可以保持不同类型的箱单元：一个货盘保持汤和麦片的组合物）。在实施例中，本文中描述的储存和取回系统可以适于储存和取回箱单元的任意环境。

储存和取回系统100可以被构造成安装在例如现有的仓库结构中或者适应新的仓库结构。在本公开的各方面中，储存和取回系统可包括一个或多个输入转移站170和一个或多个输出转移站160、输入/输出箱输送器150A、150B、150C（通常称为输入/输出箱输送器150）、储存结构阵列130和若干个自主车辆运输机器人110（这里称为“机器人”）。在本公开的各方面中，储存和取回系统还可包括机器人或机器人转移站，诸如在2015年8月4日授权的美国专利第9,096,375号中描述的那些，其全部公开内容通过引用的方式并入本文。在本公开的各方面中，机器人转移站可以在机器人110和输入/输出箱输送器150之间提供对接，使得箱单元可以通过机器人转移站在机器人110和输入/输出箱输送器150之间间接转移。在本公开的各方面中，箱单元可以直接在机器人110和输入/输出箱输送器150之间转移。

储存结构阵列130可包括多层级（multiple level）储存货架模块，其形成用于箱单元的储存位置130SL的储存阵列，每个储存位置130SL被布置用于在每个储存位置130SL储存至少一个箱单元。在一个方面中，储存结构阵列130的每一层级包括各自的储存/拾取通道130A和转移甲板130B，用于在储存结构阵列130的任意储存区域和任意输入/输出箱输送器150的任意货架之间转移箱单元。储存通道130A和转移甲板130B还被构造成允许机器人110穿过储存通道130A和转移甲板130B，用于将箱单元放置到拾取存货中以及取回订购的箱单元，其中箱单元被储存或以其它方式保持在储存位置130SL中的储存通道130A中和/或转移甲板130B上。机器人110可以是能够在整个储存和取回系统100中运送和转移箱单元的任意合适的机器人。仅为了示例性目的，机器人的合适示例能够在如下文件中找到：2013年4月23日授权的美国专利第8,425,173号；2017年2月7日授权的美国专利第9,561,905号；2015年2月24日授权的美国专利第8,965,619号；2014年4月15日授权的美国专利第8,696,010号；2014年11月17日授权的美国专利第9,187,244号；2011年12月15日提交的名称为“Automated Bot with Transfer Arm”的美国授权前公开号2012/0189416（美国序列号13/326,952）；以及2016年11月22日授权的美国专利号9,499,338，其全部公开内容通过引用的方式并入本文。机器人110可以被构造成将箱单元（诸如，上文所描述的零售商品）放入储存结构阵列130的一个或多个层级中的拾取存货中，然后选择性地取回订购的箱单元，用于将订购的箱单元运送到例如商店或其它合适的位置。

进料转移站170和出料转移站160可以与它们各自的输入/输出箱输送器150A、150B一起操作，用于双向转移箱单元进出储存结构阵列130的一个或多个层级，从而实现将箱单元进给到储存结构阵列130中和将箱单元从储存结构阵列130输出。要注意的是，虽然进料转移站170和出料转移站160（以及它们各自的输入/输出箱输送器150A、150B和码垛机/卸垛机单元10A、10B）被描述为专用的入站（例如，进料）转移站170和专用的出站（例如，出站）转移站160，但是在本公开的各方面中，转移站170、160中的每一者都可以用于来自储存和取回系统的箱单元的入站和出站转移。要注意的是，虽然这里描述了输入/输出箱输送器，但是输送器可以是任意合适的输送器（包括任意合适的输送路径取向，例如竖直和/或水平输送路径）或者具有任意合适的输送路径取向的转移/拾取装置。

在一个方面中，如上文所描述的，每个进料转移站170和出料转移站160包括各自的输入/输出箱输送器150A、150B和各自的码垛机/卸垛机单元10A、10B（这里通常称为码垛机单元10）。在一个方面中，码垛机/卸垛机单元10是自动化单元，例如，每个单元被构造成：从货盘负载输入175区域接收装载的货盘（例如具有一致或混合的箱单元或产品），该货盘负载输入175区域可包括输入/输出装载的货盘输送器175C（在图1中示出为输入输送器）；和/或构建装载的货盘（例如具有一致或混合的箱单元或产品），例如用于运送到货盘负载输出180区域，该货盘负载输出180区域可包括输入/输出装载的货盘输送器180C（在图1中示出为输出输送器）。在一个方面中，输送器175C、180C各自都连接到储存结构阵列130，并且被构造成在朝向储存结构阵列130的输入方向和远离储存结构阵列130的不同输出方向上双向运输装载的货盘。在一个方面中，输送器175C、180C可各自包括具有分布式输送器床的输送器布置，该输送器床布置成形成转移路径，或者在其它方面中，输送器175C、180C可为离散的运输单元，例如叉车/货盘车。自动化码垛机/卸垛机单元10A、10B的合适示例能够在如下文件中找到：2016年8月12日提交的美国专利申请第15/235,254号；和2015年2月24日授权的美国专利第8,965,559号，其全部公开内容通过引用的方式并入本文。每个码垛机单元包括一个或多个机器人箱操纵器14，其也可以被称为关节式机器人或机器人。如本文所描述的，一个或多个机器人箱操纵器14被构造成将货盘负载物品单元CU连续地运输及放置到货盘支架上，以便在货盘卸载/装载站301（见图3）上构建（或在本文所述的其它方面中，分解（decompose）或解除（decommission））货盘负载250。

在码垛机单元10用作码垛机的输出角色的情况下，可以是各种尺寸的货盘负载物品单元CU经由输入/输出箱输送器150B到达码垛机单元10，由机器人箱操纵器14中的一个拾取并放置在货盘负载PAL上，如将在此描述的。在码垛机单元10用作码垛机的输出角色的情况下，由各种箱单元形成的满载货盘负载PAL（见图2）预备被叉车从码垛机单元10拾取，以用于运送到货盘负载输出180区域。在码垛机/卸垛机单元10用作卸垛机的输入角色的情况下，由布置在货盘负载层中的各种货盘负载物品单元CU形成的满货盘负载的箱（其可以类似于货盘负载PAL并且由同类箱或混合箱形成）以任意合适的方式（例如通过叉车或其它运输工具）从175区域中的货盘负载转移到码垛机单元10的货盘卸载/装载站301。货盘负载层PL1、PL2、PL3、PL4、PL5中的每一者由在货盘负载PAL的区域上的公共层级处并置的多于一个的箱CU形成。在一个方面中，如图2所示，货盘层可以是混合货盘层，其包括不同尺寸的箱CU；而在其它方面中，如图3所示，货盘层可以是一致的层，其在整个货盘层中包括具有基本相同尺寸的箱CU。一个或多个机器人箱操纵器14从货盘PAL拾取货盘负载物品单元CU，以转移到储存结构阵列130中。

在一个方面中，每个进料转移站170形成箱输入路径Ip，在该路径上，码垛机/卸垛机单元10A一层一层地卸下箱单元，或者将多个箱单元从标准货盘（例如，同类货盘，其具有适于通过自动层接口单元（例如产品拾取设备或机器人14）自动接合货盘层的稳定性）卸下成为单个箱单元。码垛机/卸垛机单元10A与自动化储存和取回系统100的运输系统（例如，输入/输出箱输送器150A）通信，以便形成将箱单元进给到自动化储存和取回系统100的整体输入系统（例如，进料转移站170）。每个进料转移站170限定与自动化储存和取回系统100和仓库管理系统199结合的箱输入路径Ip，其中仓库管理系统199包括任意合适的控制器199C，控制器199C构造有任意合适的非暂时性程序代码和储存器，以至少管理到储存结构阵列130的箱单元输入、储存结构阵列130内的箱单元储存分布和从储存结构阵列130的箱单元取回、箱单元库存/补货和箱单元输出。

在一个方面中，每个箱单元输入路径Ip包括与仓库管理系统199通信的至少一个相应的箱单元检查单元142。在一个方面中，至少一个对应的箱单元检查单元142可以是包括任意合适的体积检查的任意合适的检查单元，例如利用多维光幕、成像系统和/或任意其它合适的感测/传感器布置，该感测/传感器布置被构造成检测箱单元缺陷并识别箱单元，例如用于库存、运输排序、储存分配和对用于从储存结构阵列130输出的箱单元进行排序。

在一个方面中，如上面所指出的，码垛机/卸垛机单元10A可以是全自动的，以便从在码垛机/卸垛机单元10A处卸载的货盘中分解或解除一个或多个层。要注意的是，参考图2，术语“解除”指的是从货盘PAL（整体地或部分地）移除货盘层PL1、PL2、PL3、PL4，使得在货盘PAL的预定层级200（可以对应于解除层级/投装层级或转移面）处将每个货盘负载物品单元CU从层PL1、PL2、PL3、PL4移除，从而，在一些方面中，货盘PAL（通过码垛机单元10的任意合适的货盘提升装置）被转位到货盘PAL的下一层级，以用于（整体地或部分地）移除对应于货盘PAL的下一层级的下一层PL2、PL3。

在一个方面中，码垛机/卸垛机单元10A被构造成对层PL1、PL2、PL3、PL4进行解除，使得该解除与自动化储存和取回系统100中由仓库管理系统199建立的箱单元流的预定速率或进给速率同步或者由仓库管理系统199协调（例如，与之匹配）。例如，在一个方面中，仓库管理系统199被构造成设置和/或监控自动化储存和取回系统100内的箱单元流的预定速率。例如，仓库管理系统199监控和管理自动化储存和取回系统100的自动化系统（例如，输入/输出箱输送器150A、150B、机器人110和码垛机/卸垛机单元10A、10B），其中每个自动化系统或自动化系统中的一者或多者具有给定处理时间（例如，实现箱的运输或转移的基本单元的时间/周期，例如将输入/输出箱输送器上/下的箱单元转移到拾取/放置站，或者将箱单元提升预定距离，或者将拾取/放置转移到储存位置上；将货盘层转移到货盘或者从货盘转移货盘层的时间等），实际上，在仓库管理系统199或自动化储存和取回系统100的任意其它合适的控制器（例如，机器人控制器、输送器控制器、码垛机/卸垛机控制器等）的控制下，它们单独地或组合地限定由仓库管理系统199建立的自动化储存和取回系统100中的箱单元流的预定速率。例如，仓库管理系统199的控制器199C可通信地连接到一个或多个输入/输出箱输送器150A、150B，使得一个或多个输入/输出箱输送器150A、150B以预定的箱进给速率双向地将箱单元转移到储存结构阵列130和从储存结构阵列130转移箱单元。控制器199C还可以可通信地连接到对应于一个或多个输入/输出箱输送器150A、150B的码垛机/卸垛机单元10A、10B，使得分别基本连续的码垛机/卸垛机单元10A、10B的层的投装和解除与预定的箱进给速率相匹配。虽然本公开的各方面在这里是针对具有自动储存和取回系统100的配送设施100WS来描述的，该自动储存和取回系统100具有自动运输系统，但是本公开的各方面也适用于具有任意合适的运输系统的配送设施，例如自动和手动运输系统或者完全手动的运输系统，其中自动运输处理和手动运输处理都具有各自的处理时间，其中可以以基本上类似于本文所描述的方式使得将箱单元投装货盘中和从货盘解除箱单元均可与处理时间相匹配。

在一个方面中，每个出料转移站160形成箱输出路径Op，在该路径上，例如，码垛机/卸垛机单元10B利用自动层接口单元（例如一个或多个机器人箱操纵器14）将多个箱单元一层一层地码垛到货盘PAL上。在一个方面中，货盘PAL可形成为标准货盘（例如，同类箱单元）或混合货盘，如在2016年1月18日提交的美国专利申请第14/997,920号中所描述的那些，其全部公开内容通过引用的方式并入本文。在一个方面中，仓库管理系统199被构造成建立具有混合箱单元的货盘解决方案，该货盘解决方案提供稳定的货盘负载堆体，该稳定的货盘负载堆体适于一个或多个机器人箱操纵器14的末端执行器以作为一层进行转移。如上文所描述的，码垛机/卸垛机单元10B的合适的示例可以在2016年8月12日提交的美国专利申请第15/235,254中找到，其全部公开内容先前通过引用的方式并入本文。

在一个方面中，码垛机/卸垛机单元10B与自动化储存和取回系统100的运输系统（例如，输入/输出箱输送器150B）通信，以便形成整体输出系统（例如，出料转移站160），该整体输出系统从自动化储存和取回系统100接收箱单元，以用于根据任意合适的箱输出订单顺序放置在货盘上。例如，如上文所描述的，发送到一个或多个机器人箱操纵器14的货盘负载物品单元CU由一个或多个机器人箱操纵器14的末端执行器转移到货盘PAL，货盘负载物品单元CU（输出箱单元）以由仓库管理系统199建立的预定顺序逐层（要注意的是，该层可覆盖货盘的整体或货盘的部分）排列，以形成标准输出货盘负载。

每个出料转移站160限定与自动化储存和取回系统100和仓库管理系统199结合的箱输出路径Op，其中仓库管理系统199包括任意合适的控制器199C，控制器199C构造有任意合适的非暂时性程序代码和储存器，以管理配送设施100WS的操作，包括来自储存结构阵列130的箱单元输出，如本文所描述的。在一个方面中，每个箱单元输出路径Op包括与仓库管理系统199通信的至少一个相应的箱单元检查单元142（如上文所描述的）。在一个方面中，如上文所描述的，码垛机/卸垛机单元10B可以是全自动的，以便在码垛机/卸垛机单元10B处构建（多个）层或将（多个）层投装到货盘负载。要注意的是，参照图2，术语“投装”指的是将货盘层PL1、PL2、PL3、PL4（整体地或部分地）构建到货盘PAL，使得每个货盘负载物品单元CU在货盘PAL的预定层级200（其可对应于解除层级/投装层级或转移面）处插入到层PL1、PL2、PL3、PL4，直到货盘层PL1、PL2、PL3、PL4、PL5形成，使得在一些方面中，货盘PAL（通过码垛机单元10的任意合适的货盘提升装置）被转位到货盘PAL的下一层级，以用于（整体地或部分地）构建对应于货盘PAL的下一层级的下一层PL1、PL2。在一个方面中，码垛机/卸垛机单元10B被构造成对层PL1、PL2、PL3、PL4、PL5进行投装，使得该投装与自动化储存和取回系统100中由仓库管理系统199建立的箱单元流的预定速率或进给速率同步或者由仓库管理系统199协调（例如，与之匹配），其方式基本上类似于上面关于层PL1、PL2、PL3、PL4的解除所描述的方式，其中仓库管理系统199管理箱单元取回订单，以及混合箱单元输出的顺序到混合箱单元货盘负载的卸载顺序，以及输出的其它相关联的方面（例如库存核对）。

根据本公开的各方面，并且参考图3，被构造成解除层PL1、PL2、PL3、PL4、PL5的码垛机/卸垛机单元10A包括至少一个机器人14，该机器人14具有联接到机器人控制器316（其联接到单元控制器10C或者形成单元控制器的一部分）的机器人臂12。机器人臂12是标准工业关节式机器人臂的形式，其适于如本文所描述的对层进行解除。在一个方面中，机器人臂12包括六个运动自由度，而在其它方面中，机器人臂12可以具有多于或少于六个运动自由度。如本文所使用的，表述“机器人”和“机器人臂”可互换使用，以表示可编程系统，该可编程系统包括能够接收、控制和移动工具的铰接构件和/或可移动构件。如图3所示，层卸垛工具或末端执行器99被联接到机器人臂12，并且被构造成解除层PL1、PL2、PL3、PL4、PL5，如本文所描述的。在一个方面中，层卸垛工具99可以基本上类似于2015年5月22日提交的名称为“Tool and Method for Layer Depalletizing”的美国专利申请第14/720,089号中所描述的工具，其全部公开内容通过引用的方式并入本文。

参考图3至图5和图8B，层卸垛工具99具有夹持器800，该夹持器800被构造成用其夹持和拾取货盘负载层816中的至少一者（其表示货盘层PL1、PL2、PL3、PL4、PL5中的任意一个），以便将至少一个货盘负载层816从货盘卸载/装载站301处的货盘负载PAL运送到输出站333（在一个方面中，该输出站333包括任意合适的输送器，例如输送器150）。夹持器800具有夹持器接合接口810，该夹持器接合接口810限定至少一个货盘层816相对于层卸垛工具99的预定层接合位置和取向（例如，在机器人坐标系或空间X、Y、Z、RX、RY、RZ中，参见图3，并且在此也称为机器人参考系），以便利用夹持器800可重复地实现至少一个货盘负载层816的捕获和稳定保持。要注意的是，这里描述的夹持器800的构造是可以用于本公开的各方面的货盘层夹持机构的一个合适的示例；然而，在其它方面中，夹持器可以具有任意合适的压差夹持器、气囊夹持器或限定接合/捕获系统的其它捕获机构，该接合/捕获系统与货盘层对接，以用于通过夹持器转移货盘层。层卸垛工具99包括框架20、可移动地安装至框架20以夹持和释放货盘层1PL1、PL2、PL3、PL4、PL5的四个侧夹具22-24、在夹具22-24下方安装至框架以插入由夹具22-24夹持的货盘层816下方的两个帘状物26、以及在夹具22-24上方安装至框架20的顶部衬垫28，其中四个侧夹具22-24中的一个或多个、两个帘状物26、以及顶部衬垫28形成夹持器接合接口810。预定层接合位置和取向提供了夹持器接合接口810的（例如至少部分地由顶部衬垫28限定的）接合平面取向。层位置和取向描述了至少一个（顶部）货盘层816的接合表面1210（其可以与顶部表面148重合）的平面度（参见图12中的平面1200），该接合表面1210被设置成与基本上横跨至少一个货盘层816的夹持器接合接口810对接，并且层位置和取向描绘了在（例如，机器人坐标系或参考系的）至少两个正交方向上，至少一个货盘层816的接合表面1210和夹持器接合接口810的平面取向之间的平面错位。控制器（例如机器人控制器16和/或单元控制器10C）被构造成基于机器人运动边界条件来解析平面错位和中心点错位中的至少一者，以用于分别与每个最顶层的最佳夹持接合，所述机器人运动边界条件由在机器人14的预定参考系中所描绘的界定卸垛机10的机器人架构和结构中的至少一者来限定。

框架20包括两对平行壁30-32，它们被组装成大致限定矩形周边。每个壁30和32分别包括底部矩形部分34和36以及整体三角形部分38和40。两个三角形部分40稍微朝向彼此弯曲。框架20还包括两个横向矩形中空管42和44，分别平行于壁30在壁32之间以及平行于壁30在壁32之间延伸。孔45（见图6A）设置在壁30-32的三角形部分38-40的顶部附近，中空管42和44固定在该处，从而允许连接器和电缆（未示出）穿过壁30-32，且然后穿过中空管42和44。安装支架46（见图8A）在两个中空管42和44的相交处固定至中空管42和44两者，并允许将层卸垛工具99附接到机器人臂12。使用紧固件和/或焊接来组装框架部件30-44，并且对于安装到框架20的层卸垛工具99的其它部分也是如此。框架20不限于上述内容，并且可以提供其它构件来将层卸垛工具99安装至机器人臂12，并且可操作地接收其另外的部件。应注意的是，对框架20的描述仅是示例性的，在其它方面中，框架可以具有任意合适的构造和/或层卸垛工具可以以任意合适的方式连接到机器人臂。

还参照图6，每对相对的侧夹具22和24可滑动地安装在各自的轨道43和45上，每个轨道分别固定在中空管42和44的下方，以用于分别经由安装组件48和50沿其移动。由于安装组件48和50非常相似，因此本文将仅更详细地描述夹具22中的一个到框架20的安装。安装组件48包括支架52，该支架52经由中空管42下方的轨道43可滑动地安装到中空管42上，并附接到两个致动器56的杆60的远端。杆54将夹具22固定连接到支架52。杆54如此安装到支架52，以从支架52垂直延伸直至夹具22。夹具22在包括杆54的平面内垂直于中空管42。

两个气动致动器56设置在中空管42和支架52之间，以引起支架52运动，并因此也引起夹具22沿着中空管42运动。更具体地，每个致动器56的本体58在中空管42的相应的横向侧固定到中空管42，并且致动器的杆60的远端固定安装到支架52。夹具22和24成对平行移动，以从货盘层的两个相对的侧夹持货盘层，然后从另外的那些侧夹持货盘层。因此，首先操作四（4）个致动器56（固定在同一中空管42或44上），然后同时操作另外四个致动器56。根据本公开的另一个方面，所有夹具22和24被同时致动。

提供由如本文所描述的视觉系统310确定的货盘层816（其表示货盘层PL1、PL2、PL3、PL4、PL5中的任意一个）的尺寸和姿态，每对夹具22和24可在伸展位置和缩回位置之间移动，在缩回位置，夹具22或24从相应的相对侧将压力施加到货盘层816上。虽然夹具22和24具有不同的宽度，但是根据本公开的另一方面的夹持器可以具有相同的宽度。根据另一方面的夹持器枢转地安装到框架。根据其它方面，夹持器具有除了这里所示的那些构造之外的其它构造，并且以任意合适的方式安装到框架上，以便可以相对于框架不同地移动。

参照图7、9A和10B，两个帘状物26都由一系列金属辊62限定，在框架20的矩形部分34之间，金属辊62可滑动且可旋转地安装到框架20的矩形部分34。两个帘状物26一起沿着这些部分34的全长度延伸，每个帘状物跨越该长度的一半。更具体地，每个辊62在其纵向端部设有毂部63（见图10B），该毂部63平行地被容纳在安装至框架20内表面的轨道64中。四（4）个轨道64中的每一者沿着矩形部分34的底部边缘66延伸，从底部边缘66的中心延伸到轨道64的弓形部分68的端部，该弓形部分68在壁30的纵向端部侧的附近朝着三角形部分38上升。弓形部分68限定了当帘状物26打开时的帘状物容纳部分。要注意的是，在一些图中，一些辊62未示出以使视图简洁。

每个帘状物26在其前端处包括旋转前部70，旋转前部70与辊62一起可滑动地安装在轨道64中，并且也可旋转地安装至轨道64。辊62连同每个帘状物26的前部70一起通过致动器72沿着它们各自的轨道64移动。致动器72的本体74在壁30的矩形部分34的外表面上固定到壁30的矩形部分34，并且致动器72的杆76经由安装支架78（图7B）固定地安装至前部70，以使前部70与杆76一起沿着附接到矩形部分34的外表面的轨道79平移。当帘状物26打开时，致动器72沿着轨道64推动前部70，并迫使辊62在相同的方向上运动。当帘状物26关闭时，致动器72沿着轨道64以相同的方向拉动前部70。前部70是沿着每个帘状物26的前边缘延伸的多个可旋转摩擦元件80的形式。摩擦元件80是安装在两个平行辊82上以用于以环形方式在其上旋转的橡胶O形环的形式。在安装支架78之间，两个辊82可旋转地安装在这些安装支架78上。

从图5和图7B中可以更好地看出，每个帘状物26的两个辊82由各自的驱动组件驱动，该驱动组件包括一个侧链84和驱动器90。侧链84沿着相应轨道64的直线部分延伸，并且安装至相应主动链轮86和相应从动链轮87。从动链轮87固定在每个相应辊82的端部处。驱动器90固定到壁部分34，并经由主动链轮86中的相应一者可操作地联接到两个链84。链84经由链轮87相对于两个辊82定位，使得辊82和相关联的链（或皮带）84一起旋转。因此，每个驱动器90的旋转导致摩擦元件80的旋转。前部70可以同时并独立地沿着轨道64旋转且滑动。在每个帘状物26的两个从动链轮88之间设置有端部辊92，以通过连接位于前部70各个端部处的各个链85来进一步简化前部70沿轨道64的移动，从而确保前部70保持垂直于轨道64。要注意的是，驱动组件的包括链84在内的元件在一些附图中被省略，以使视图简洁。

更具体地参照图4至图6，现在将描述顶部衬垫28及其致动机构。顶部衬垫28为板的形式，其可朝向和远离由夹具22-24夹持的货盘层816移动。通过将顶部衬垫28经由衬垫致动组件5100安装到框架20而使得顶部衬垫28是可移动的。顶部衬垫28（以板的形式）由柔软的弹性材料（例如橡胶或塑料）制成，该弹性材料在其非接触面上由金属管加强。根据其它方面，顶部衬垫28由另一种材料制成和/或没有被加强。衬垫致动组件5100包括：可旋转地安装至框架20的四个衬垫保持器轴102-108；平行成对地安装在轴102-108中的每一者上的八个衬垫保持器轮6110；四个连接元件112，每个连接元件112固定到顶部衬垫28和相应轴102-108的轮6110；四个轴滑轮114-120，每个轴滑轮固定在每个轴102-108的一端附近；固定至框架20的顶部衬垫线性致动器120；固定安装至框架20的滑轮组件124；和四根缆绳126-132，每根缆绳可操作地将各自的轴滑轮114-120连接到致动器122的可移动端部。四个衬垫保持器轴102-108通过四个支撑支架134可旋转地安装到中空管42-44。四个轴102-108一起以方形结构首尾相连地相对定位。连接元件112中的每一者固定到相应的一对轮6110以用于在轮上部分缠绕，并经由附件136牢固地固定到顶部衬垫28。滑轮组件124包括：支撑件138，该支撑件固定到中空管42以便定位在致动器122的可移动端部处；以及在支撑件138下方可旋转地安装到支撑件138的三（3）个中间滑轮140-144。从图5中可以更好地看出，中间滑轮140-144以及致动器的位置和取向允许使用缆绳126-132将四个轴滑轮114-120连接到致动器的杆146。

在操作中，通过使致动器122缩回其杆146（从而同时拉动缆绳126-132）来升高顶部衬垫28。这导致轴102-108同时旋转，从而在连接元件112上产生使顶部衬垫28升高的拉力。通过伸展致动器杆146来获得相反的效果。

如上文所描述的，参考图1、图3和图11A-11F，码垛机单元10A包括视觉系统310。视觉系统310包括独立于机器人14安装到码垛机单元10的至少一个摄像机310C，以便最大化机器人14的吞吐量（即，当机器人14正在将先前拾取的货盘层放置在输送器150上时，视觉系统310捕获并分析下一个货盘层）。至少一个摄像机310C是（或包括）被构造成生成二维图像、二维深度图和三维点云中的一个或多个的任意合适的三维图像传感器。在一个方面中，视觉系统310包括一个摄像机310C；在其它方面中，视觉系统310包括三（3）个摄像机310C1、310C2、310C2；而在其它方面中，视觉系统310包括六（6）个摄像机310C1、310C2、310C3、310C4、310C5、310C6。在其它方面中，视觉系统310包括任意合适数量的摄像机。在提供多个摄像机310C1、310C2、310C3、310C4、310C5、310C6的情况下，摄像机310C1、310C2、310C3、310C4、310C5、310C6中的两个或更多个可以布置在多于一个的竖直层级387L1、387L2中（图3和11A-11F）。例如，在一个方面中，摄像机301C1、31C2、301C3设置在公共层级387L1上，并且摄像机301C4、301C5、301C6设置在另一个公共层级387L2上，以便（例如，相对于货盘负载PAL）处于与摄像机301C1、31C2、301C3不同的高度，从而多个摄像机310C1、310C2、310C3、310C4、310C5、3106布置在不同高度/水平处，以用于对货盘负载PAL成像。在其它方面中，多个摄像机310C1、310C2、310C3、310C4、310C5、310C6可以布置在单个层级处，或者布置在任意合适数量的层级中。在其它方面中，摄像机310C1、310C2、310C3、310C4、310C5、310C6也可以安装在可移动的平台上（独立于机器人臂14）以升高和/或降低摄像机310C1、310C2、310C3、310C4、310C5、310C6，以便以基本上完全360°覆盖货盘负载构建结构RPAL（如本文所描述的）的方式对每个货盘层成像。

在本文所描述的各方面中，至少一个摄像机310C被定位成使得货盘负载PAL的三个角部直接位于至少一个摄像机310C的（多个）视场FOV1-FOV6内。例如，在一个方面中，层级387L1上的摄像机310C1-310C3指向三个角部，而第四角部没有对应的摄像机）；在另一方面中，层级387L1上的摄像机310C1-310C3指向三个角部，摄像机310C4-310C6指向三个角部，而第四角部没有对应的摄像机；而在其它方面中，摄像机310C1-310C6可以被布置成使得货盘负载PAL的所有四个角部都直接在视场FOV1-FOV6内。在一个方面中，至少一个摄像机310C被布置成使得至少一个摄像机310C的相应视场FOV1-FOV6从货盘负载PAL的最上面的面朝上的表面148（图12）到货盘负载的底部覆盖货盘负载PAL。在一个方面中，至少一个摄像机310C被布置成使得每个货盘层的最上面的面朝上的表面148（图12）位于至少一个摄像机310C的相应视场FOV1-FOV6内。如上文所描述的，至少一个摄像机310C可以布置在单个层级处、多个层级处和/或可移动平台上，使得每个货盘层的最上面的面朝上的表面148（图12）在各自的视场FOV1-FOV6内和/或各自的视场FOV1-FOV6从货盘负载PAL的最上面的面朝上的表面148（图12）到货盘负载的底部覆盖货盘负载PAL。

要注意的是，每个摄像机310C1-310C6被布置成相对于货盘负载PAL成大约45°的竖直角（或大于或小于大约45°的其它合适的竖直角）和大约45°的水平角（或大于或小于大约45°的其它合适的水平角），以便在视场FOV1-FOV6内提供货盘顶部表面148以及货盘负载PAL的所有四个最外部的竖直（横向）侧面（或者至少多于三个由横向侧面的交点形成的顶点/角部），例如，甚至在如下方面中，其中只有三个角部直接落入视场FOV1-FOV6内；而在其它方面中，至少一个摄像机310C中的每个摄像机可以相对于货盘负载PAL以任意合适的竖直和/或水平角度布置。将摄像机放置在不同的高度处（例如，在不同的层级387L1、387L2处）则提供了用每个层级的摄像机对货盘负载的不同部分进行成像（例如，较低的层级387L2可以对货盘负载PAL的下半部进行成像，而较高的层级387L1可以对货盘负载PAL的上半部进行成像）；而在其它方面中，单个层级的摄像机可以从上到下对整个货盘负载PAL进行成像。在一个方面中，至少一个摄像机310C（例如摄像机310C1-310C6）可以具有用于预定图像强度的任意合适的焦距。在一个方面中，至少一个摄像机（例如摄像机310C1-310C6）中的每一者的相应视场FOV1-FOV6（参见图11A-11F，其相对于其它视场重点示出了每个视场）可以是大约45°的视场；而在其它方面中，至少一个摄像机31C的相应（多个）视场FOV可以大于或小于大约45°，只要货盘负载PAL的三个角部直接落入摄像机的视场FOV1-FOV6内。在一些方面中，至少一个摄像机310C中的每一者的相应（多个）视场的属性是相同的（例如，每个摄像机具有大约45°的视场）；而在其它方面中，对于至少一个摄像机310C中的一者或多者，相应（多个）视场的属性可以不同（例如，一个或多个摄像机可以具有不同于大约45°的视场）。

至少一个摄像机310C联接到单元控制器10C、通知单元控制器10C并使得单元控制器10C能够向机器人臂12（或一般的机器人14）发出移动命令，以便例如利用实时（或接近实时）的命令输入来引导机器人臂12，所述命令输入实时响应货盘负载变化，从而机器人臂12能够实时解决影响卸垛的货盘负载构建变化。例如，至少一个摄像机310C使得单元控制器10C能够向机器人臂12发出命令，用于将层卸垛工具99移动和引导至货盘层PL1、PL2、PL3、PL4、PL5。如本文所描述的，视觉系统310提供顶部货盘层（例如层816）的位置（机器人坐标系或参考系中的X、Y、Z）和/或取向（机器人坐标系或参考系中的RX、RY、RZ），或者实现顶部货盘层（例如层816）的位置（机器人坐标系或参考系中的X、Y、Z）和/或取向（机器人坐标系或参考系中的RX、RY、RZ）的确定。在一个方面中，视觉系统310提供顶层的长度L和宽度W，或者实现顶层的长度L和宽度W的确定（参见图12）。

由单元控制器10C发出的命令（基于来自至少一个摄像机310C的图像数据）实现层卸垛工具99相对于货盘层PL1、PL2、PL3、PL4、PL5在多个自由度（例如，平面自由度以及旋转自由度）上的位置/空间调整，以适应歪斜的货盘层（例如，相对于货盘支架SPAL和/或其它货盘层旋转的货盘层）、偏移的货盘层（例如，具有伸出由货盘支架SPAL的外围边缘建立的虚拟竖直货盘平面/边界的边缘的货盘层）、无盖箱单元CU（例如，诸如纸板盒的箱单元，其中盒的一个或多个折板是打开的）、超出公差的货盘负载/层、不完整的层（例如，缺少箱单元）等。视觉系统310被构造成向单元控制器10C提供数据，以便基于顶层在机器人14坐标系/参考系（术语坐标系和参考系在本文中可互换使用）中的实际位置和取向，将层卸垛工具99引导和定位到最佳拾取位置和取向（例如，与其它可能的拾取位置和取向相比）。

由单元控制器10C发出的命令（基于来自至少一个摄像机31C的图像数据）也实现避障，例如：其中意外的物体位于码垛机单元10A内或以其它方式进入码垛机单元10A，其中货盘负载PAL的边缘或侧面与层卸垛工具99或机器人14的其它部分处于基本相同的高度处，其中货盘负载PAL邻近机器人禁止区（例如，码垛机单元10内不允许机器人14进入的预定区域）等。视觉系统310被构造成检测意外物体、货盘负载PAL的侧面/边缘、货盘负载PAL和机器人禁止区之间的距离等，并向单元控制器10C发送数据信号，使得单元控制器10C命令机器人臂12围绕意外物体、围绕货盘负载的侧面、在货盘负载PAL和机器人禁止区（或邻近货盘负载PAL的其它障碍物）之间、和/或以任意其它合适的方式移动层卸垛工具99，以拾取货盘层PL1、PL2、PL3、PL4、PL5，或者在其它方面中，命令机器人臂12停止移动。

如上文所描述的，单元控制器10C（或其它合适的控制器，例如机器人控制器316）从视觉系统310接收图像数据（例如来自二维图像、二维深度图和/或三维点云），以用于对图像数据进行分析，以便检测货盘、货盘层和/或分析其特征。同样如上文所描述的，提供给单元控制器10C的图像数据是在机器人14的坐标系或参考系中提供的，其中视觉系统310被校准到/配准到机器人14的坐标系或参考系。要注意的是，每个摄像机310C1-310C6被固有地校准到其自己的坐标系（即，每个摄像机从摄像机的相应图像传感器知道物体的深度）。在采用多个摄像机310C1-310C6的情况下，在一个方面中，视觉系统310的校准包括摄像机310C1-310C6相对于公共基础参考系的校准和公共基础参考系相对于机器人参考系的校准；而在采用一个或多个摄像机的其它方面中，一个摄像机的参考系或一个或多个摄像机310C1-310C6的参考系可以被单独校准到机器人参考系。

仅出于示例的目的，参考图3、图13A和图13B，摄像机310C1-310C6相对于公共基础参考系的校准包括识别和应用每个摄像机310C1-310C6的相应参考系之间的转化，使得每个摄像机310C1-310C6的相应参考系被转化（或关联）到公共基础参考系，该公共基础参考系可以是单个摄像机的参考系或每个摄像机310C1-310C6可以与之相关的任意其它合适的基础参考系，以便为视觉中的所有摄像机共同形成公共基础参考系。例如，摄像机310C1的参考系（尽管可以使用任意摄像机）表示公共基础参考系。为其它摄像机310C2、310C3、310C4、310C5、310C6的坐标系/参考系中的每一者确定相对于摄像机310C1的参考系的转化（即，六个自由度上的刚性转化），使得来自摄像机310C2、310C3、310C4、310C5、310C6的图像数据被关联或转化到摄像机130C1的参考系中。摄像机310C1、310C2、310C3、310C4、310C5、310C6的这种校准可以用放置在货盘卸载/装载站301处的校准夹持器/固定装置1300（也称为公共摄像机校准参考结构）来执行。如本文所描述的，至少一个摄像机310C1、310C2、310C3、310C4、310C5、310C6中的每一者被校准到公共摄像机校准参考结构，并且对公共摄像机校准参考结构的校准描绘了每个相应摄像机310C1、310C2、310C3、310C4、310C5、310C6的相应摄像机参考系与每个其它摄像机310C1、310C2、310C3、310C4、310C6的位置关系。

校准固定装置1300包括唯一可识别的三维几何形状1310-1319（在该示例中，为正方形，其中一些正方形相对于其它正方形旋转了），其为校准固定装置1300提供不对称图案，并且约束摄像机的参考系（例如，来自每个摄像机）到公共基础参考系的确定/转化以及公共基础参考系和机器人参考系之间的转化（如将进一步描述的那样），以便确定货盘层相对于夹持器接口的姿态。这里示出和描述的校准固定装置1300是示例性的，并且可以以类似于这里描述的方式采用任意其它合适的校准固定装置。出于示例性的目的，三维几何形状1310-1319中的每一者都具有预定的尺寸，该尺寸约束了三维几何形状1310-1319的角部或点C1-C36的识别，并且该转化使得对应的角部C1-C36之间的距离最小化（例如，相对于在每个摄像机310C2-310C6的参考系中识别的各个角部C1-C36中的每一者，摄像机310C1的参考系中的各个角部C1-C36之间的距离最小化）。

三维几何形状1310-1319中的每一者被同时成像（即，三维几何形状1310-1319中的每一者在由所有的摄像机（这些摄像机的参考系将被校准到公共基础参考系）成像期间都在公共基础参考系中的单个位置处），并且由在单个位置处的摄像机310C1-310C6中的每一者唯一地识别，使得在图像中识别的三维几何形状1310-1319的点/角部C1-C36（一个示例性图像在图13B中示出）由视觉系统310（以任意合适的方式，例如以在此描述的关于货盘层角部PC1-PC4确定的方式）识别，并且独立于校准固定装置取向而被唯一地确定。 要注意的是，唯一地识别的角部C1-C36位于机器人参考系中的单个位置处，当拍摄图像集时，该机器人参考系对于所有摄像机是公共的，其对应于由摄像机310C1、310C2、310C3、310C4、310C5、310C6拍摄的每组图像（图像集是由每个摄像机针对校准固定装置或货盘负载的给定位置拍摄的图像的集合）。在这些图像之间对在图像集的每个图像中识别的角部C1-C36进行比较，以限定每个摄像机参考系到公共基础参考系（在一个示例中，其可以对应于摄像机310C1的参考系或者由摄像机310C1的参考系限定）的转化。要注意的是，校准固定装置1300被构造成识别货盘卸载/装载站301的整个工作容积（对应于货盘负载PAL的尺寸）中的点。例如，三维几何形状1310-1319可以跨越货盘卸载/装载站301的X-Y平面，并且校准固定装置可以在货盘卸载/装载站301的整个工作容积中的各种变化的高度处成像。

在将所有摄像机310C1-310C6配准到公共基础参考系时，通过将校准固定装置1300（或类似的固定装置）安装到机器人14，公共基础参考系（或一个或多个摄像机各自的参考系）被转换（例如，配准）到机器人参考系（X，Y，Z，RX，RY，RZ）。校准固定装置可以被安装到机器人14，使得三维几何形状1310-1319（及其角部C1-C36）相对于夹持器800的夹持器接合接口（图8B）（或机器人14的其它合适的参考基准面或位置）具有已知的预定空间关系（例如，位置、平面度、取向等）。机器人14可以被命令沿着X、Y、Z轴中的一个或多个以预定的运动移动（其中校准固定装置1300被保持），同时被一个或多个摄像机310C1、310C2、310C3、310C4、310C5、310C6成像。单元控制器10C可以将利用视觉系统310获得的图像中的所识别角部C1-C36与（例如）编码器数据（其描述机器人14的运动路径，即，由机器人14实现的固定装置的运动）进行比较，并且从这些图像（基于公共基础参考系）生成所识别的角部C1-C36相对于夹持器800的夹持器接合接口（图8B）（或者机器人14的其它合适的参考基准面或位置）的平面取向和位置（在六个自由度中-姿态和取向）。所生成的所识别角部C1-C36相对于夹持器800的夹持器接合接口（图8B ）（或机器人14的其它合适的参考基准面或位置）的平面取向和位置（在六个自由度中-姿态和取向）表征了公共基础参考系的图像场和机器人14的参考系之间的关系，使得视觉系统图像中的角部C1-C36的位置被校准到机器人参考系。上述校准可以在码垛单元10投装时或者在任意合适的时间间隔（或者机器人14的每次初始化，例如在电源关闭之后）执行一次，并且允许视觉系统310的图像数据被表示在与机器人14相同的坐标系/参考系中。

在一个方面中，至少一个摄像机310C从两个或更多个正交平面分辨箱单元特征（例如，箱单元的边缘和角部）的三维定界，使得从至少一个摄像机310C的相应（多个）视场FOV1-FOV6中的物品的单个图像获得特征姿态的最大确定性（例如，货盘层的X、Y、Z、RX、RY、RZ位置或校准固定装置1300的特征）。这里，货盘层的三维定界的分辨率和/或校准固定装置1300的特征独立于摄像机310C的放置，并且是实时执行的（例如，在至少一个机器人14的拾取/放置周期内）。

虽然描述了六（6）个摄像机310C1-310C6，但是应该理解，可以使用或放置多于或少于六（6）个摄像机310C1-310C6，使得视觉系统310的（多个）摄像机310C1-310C6的视场覆盖码垛单元10的货盘卸载/装载站301、位于货盘卸载/装载站301上的货盘支架SPAL，以及在货盘卸载/装载站301处的预期货盘负载构建结构RPAL的整体（或至少预定部分），从而以任意合适的期望分辨率捕获在货盘负载构建结构RPAL上的期望的任意地方的（多个）物体的三维飞行时间图像。组合的（多个）视场FOV1-FOV6导致利用（多个）视场FOV1-FOV6重叠而实现货盘负载构建结构RPAL的基本完整的360°覆盖。例如，组合的（多个）视场FOV1-FOV6可以覆盖标准货盘支架SPAL（具有例如48英寸×48英寸、48英寸×40英寸和/或36英寸×36英寸的尺寸），应该理解的是，（多个）摄像机310C1-310C6和相关联的（多个）视场FOV1-FOV6可以适当地覆盖（例如对其成像）更大的视场（包括例如卡车底板或任意期望的场尺寸）。此外，（多个）视场FOV1-FOV6可以覆盖任意合适的货盘负载构建结构RPAL高度PH（见图2），例如60英寸、70英寸和80英寸的高度；而在其它方面中，视场FOV1-FOV6可以覆盖小于60英寸或大于80英寸的高度。

在一个方面中，摄像机310C1-310C6中的每一者可以具有176像素×132像素的分辨率；而在其它方面中，摄像机310C1-310C4中的每一者或一者或多者可以具有更高的分辨率（例如，320像素×240像素的分辨率或更高），以根据需要在货盘结构三维空间的最外边界处提供限定大约0.5英寸的期望最小深度图（使得货盘支架/货盘结构的整个或预定部分的捕获图像中的深度图清晰度不小于大约0.5英寸）。这样，由视觉系统310提供了足够的分辨率来分辨货盘负载PAL的至少顶部表面148的特征，使得横跨货盘负载PAL的顶部表面148的平面度的得以被确定和完全建立，以便从货盘负载PAL解除货盘层PL1-PL5。还可以提供足够的分辨率来分辨箱单元特征（例如，诸如箱边缘），使得横跨每个层PL1-PL5（见图2）顶部的平面度得以被确定和完全建立，以便解除层PL1-PL5。（多个）摄像机310C1-310C6的分辨率可以是这样的：使得需要最少的处理来分辨箱单元特征（例如，货盘层的箱单元边缘和角部），使得箱单元特征基本上从由单元控制器10C接收的图像中实时分辨出来。例如，每个货盘层PL1-PL5的角部PC1-PC4可以如下确定：通过用视觉系统310至少对相应货盘层的顶部表面148进行成像以及以任意合适的方式确定货盘层PL1-PL5的角部PC1-PC4的位置，所述任意合适的方式例如为：通过Ramer-Douglas-Peucker算法，参见在1972年11月出版的《计算机图形和图像处理》第1卷第3期的第244-256页中发表的“An iterative procedurefor the polygonal approximation of plane curves”；在2018年2月27日出版的国际标准期刊号2105-1232的《在线图像处理》（©2018）中由Buades等人发表“The Contours,Corners and T-Junctions Detection Algorithm”；或者以任意其它合适的方式确定货盘层PL1-PL5的角部PC1-PC4的位置，例如在以下文件中所描述的方式：2017年出版的《应用科学杂志》第17期第458-466页的Suraya Abu Bakar、Muhammad Suzuri Hitam和Wan NuralJawahir Hj. Wan Yusso的“Improved Global and Local Curvature Properties forShape Corner Detection”；2009年12月出版的《多媒体学报》第4卷第6期中的陈洁等人的“The Comparison and Application of Corner Detection Algorithms”；以及2012年出版的《高级机器人系统国际杂志》第9卷第187期的Sungho Kim的“Robust CornerDetection by Image-Based Direct Curvature Field Estimation for Mobile RobotNavigation”（DOI:10.5772/53872）；它们的全部公开内容通过引用的方式并入本文。

现在参考图3、图2、图8B和图12，在一个方面中，单元控制器10C被构造成基于相应的实时三维成像数据实时确定正在被解除的货盘层PL1-PL5相对于夹持器800（图8）的夹持器接合接口810（图8B）的层平面度差异PSV1、PSV2。单元控制器10C还被构造成至少根据实时确定的层平面度差异PSV1、PSV2实时生成关节式机器人运动信号，其中关节式机器人运动信号是实时生成的，以便在由至少一个关节式机器人14放置一个被解除的货盘层PL1-PL5和放置连续地接连的被解除的货盘层PL1-PL5之间由至少一个关节式机器人14实时执行关节式机器人运动信号，从而实现货盘负载PAL的基本上连续的解除。在一个方面中，由单元控制器10C生成的至少一个关节式机器人运动信号是：沿着至少一个关节式机器人14的拾取/放置路径399、1580的停止运动信号；沿着至少一个关节式机器人14的拾取/放置路径399、1580的慢运动信号；或者沿着至少一个关节式机器人14的安全停止路径398移动到安全位置，其中安全停止路径398不同于拾取/放置路径399、1580。在一个方面中，由单元控制器10C生成的关节式机器人运动信号是拾取位置信号，其基于被解除的货盘层PL1-PL5的层平面度差异PSV1、PSV2来设定层卸垛工具99的拾取位置。

单元控制器10C被构造成基于相应的实时三维成像数据实时确定层平面度差异PSV1、PSV2和货盘层PL1-PL5的位置以及被解除的层姿态PSV3 （RZ）和位置（X，Y ），其中例如，视觉系统310对层PL1-PL5的顶部表面148进行成像以获得货盘负载PAL的顶层的三维图像，该三维图像具有足够的清晰度以辨别顶部表面148的侧面、角部和平面度，如上文所描述的。这里，货盘支架差异PSV1、PSV2可以是一个或多个不均匀间隔的箱单元CU（例如，在箱单元座表面中形成峰/谷的货盘层中的箱单元CU之间的空间--图9A）、货盘层中的缺失箱单元CU、高度差（例如，突起和/或凹陷--图9A）、或货盘层中可能影响层卸垛工具99夹持货盘层的任意其它缺陷。在一个方面中，单元控制器10C被构造成：如果货盘支架差异PSV1、PSV2超过来自预定基准（例如由顶部衬垫28限定的平面）的阈值，则拒绝货盘层拾取（并且发送停止机器人信号，直到被替换）。例如，如果货盘层的缺失箱单元CU大于预定面积，或者如果货盘层中箱单元CU之间的间隔大于预定距离，则货盘层拾取被拒绝，并且货盘层将不被拾取，直到货盘层中的缺陷被解决（例如通过人工干预）。如果货盘层在预定阈值内，则单元控制器10C被构造成求解货盘层平面差异（例如，货盘层在三维机器人空间X、Y、Z、RX、RY、RZ中的位置），并基于上述差异确认或修改（补偿）所计划的机器人拾取/放置路径，用于具有更高的结果性的货盘层拾取概率的层卸垛工具99的自适应姿态。控制器还可以识别降低的机器人14移动速度或者修改机器人14放置路径399、1580和相应的路径轨迹（图3），以生成期望的层卸垛工具99拾取姿态（例如，三维空间X、Y、Z、RX、RY、RZ中的位置）。

在一个方面中，单元控制器10C被构造成基于货盘支架差异PSV1、PSV2来设置由至少一个三维摄像机310C成像的货盘层的货盘层基准面DTM（图12），该货盘层基准面DTM分辨货盘层中每个不同物品单元放置位置处的局部表面差异，并为关节式机器人14拾取货盘层限定实时位置基准。一方面，货盘层基准面DTM限定了货盘层的顶部表面148的平面度。

参考图3、图12和图14，将描述卸垛构造中的码垛机单元10的示例性操作。要注意的是，参考图14，其中描述的操作框不一定规定特定的操作顺序，并且由操作框标识的操作可以以任意合适的顺序执行。例如，框1401和1410可以在确定机器人14拾取路径/轨迹之前的任意时间执行。

在码垛机单元10的操作中，货盘负载PAL以任意合适的方式（例如如上文所描述的）被运输和定位在卸载/装载站301上。在码垛机单元10的示例性操作中，如本文所描述的，在码垛机单元10操作之前和/或期间的任意合适的时间，图像传感器或摄像机310C场可选地与机器人参考系（X，Y，X，RX，RY，RZ）配准（图14，框1401）。货盘负载PAL由至少一个摄像机310C进行成像，使得顶部货盘层816的顶部表面148的图像被捕获（图14，框1405）。来自至少一个摄像机310C中的每一者的图像数据例如以本文描述的方式从相应的摄像机参考系转换到机器人14参考系（图14，框1410）。要注意的是，在一个方面中，在将摄像机图像数据转换到机器人14参考系之前，摄像机310C视场的配准可选地作为操作的一部分来执行。还应要注意的是，可以在确定机器人14的拾取轨迹之前的任意合适的时间执行摄像机图像数据到机器人14参考系的转换，例如在图14所示的示例性时间。货盘层的（多个）参考基准面是基于摄像机310C参考系和/或机器人14参考系中的图像数据（图14，框1415）确定的。货盘的（多个）参考基准面是货盘的任意合适的几何特征（例如，货盘层的角部、货盘层中的箱单元的角部、货盘层的最外侧面、最外侧面的顶点、最外侧面的正交性、侧面的位置等）标识或以其它方式限定货盘在摄像机310C参考系和/或机器人14参考系中的姿态和位置。例如，在一个方面中，（多个）参考基准面是货盘层816的角部PC1-PC4，其中，基于由至少一个摄像机310C获得的图像数据，通过单元控制器10C以任意合适的方式（例如，如上文所描述的任意合适的图像分析角发现算法）在摄像机310C参考系和机器人14参考系中的一者或多者中确定角部PC1-PC4。在一个方面中，货盘层的角部PC1-PC4分别从至少一个摄像机310C中的每一者的图像数据中确定；而在其它方面中，来自摄像机的图像数据可以可选地被组合（图14，框1420）以确定货盘层的角部。例如，在组合来自至少一个摄像机310C的图像数据的情况下，通过用单元控制器10C组合来自至少一个摄像机310C中的每一者的图像数据，生成包括货盘层816的货盘负载PAL的至少一部分的单点云1270。

单元控制器10C被构造成基于来自至少一个摄像机310C中的一者或多者的图像数据，以任意合适的方式（例如利用随机样本一致性（RANSAC）算法、有组织的分割算法（或用于分割有组织的点云数据的其它合适的算法）、或任意其它合适的算法）将平面1200拟合到货盘层的（多个）参考基准面（图14，框1425）。在一个方面中，平面1200对应于并限定了摄像机310C参考系和/或机器人14参考系中的货盘层816的顶部表面148。在一个方面中，通过用单元控制器10C将单点云1270投影到平面1200上来确定角部PC1-PC4的位置（图14，框1430），可以可选地验证机器人参考系中货盘层816的角部PC1-PC4的位置。利用单元控制器10C，以任意合适的方式（例如通过任意合适的斑点分析技术（重心、主轴、最小费雷特等））基于来自至少一个摄像机310C中的一者或多者的图像数据确定（图14，框1435）货盘层816的姿态PSV3和尺寸（长度L和宽度W）。

利用基于上述操作而准确已知的（多个）参考基准面（在这个示例中是角部PC1-PC4，且因此为长度L和宽度W）以及被建立的并且表征货盘层816的顶部表面148的平面1200，单元控制器10C确认货盘层816的顶部表面148相对于夹持器接合接口810的平面28P（例如，由顶部衬垫28限定）的平面度（图14，框1440）。顶部表面148的平面度的确认可以由单元控制器10C使用任意合适的图像分析阈值技术来执行，并确定层卸垛工具99是否能够拾取货盘层816。例如，平面1200相对于平面28P的平面度偏差超过预定阈值（例如，在一个方面中，关于X轴和/或Y轴的偏差可以高达约5°或高达约10°；而在其它方面中，偏差可以大于约10°）则妨碍层卸垛工具99拾取货盘层816。在层卸垛工具99无法拾取货盘层816的情况下，单元控制器10C被构造成向操作员发出任意合适的听觉和/或视觉警报，以解决货盘层拾取的问题。

还参考图15A至图15C，单元控制器10C被构造成以任意合适的方式确定机器人14的移动轨迹和路径，该轨迹和路径提供或以其它方式确定层卸垛工具99相对于货盘层816的最佳拾取位置（图14，框1445），以用于从货盘负载PAL拾取/解除货盘层816。最佳拾取位置可以由单元控制器10C在先前拾取的货盘层的放置周期期间确定，以便实现货盘负载PAL的基本上连续的解除。最佳拾取位置是层卸垛工具99相对于货盘层816的位置，在该位置中，层卸垛工具99的中心99C和货盘层816的中心816C之间的距离最小，同时满足层卸垛工具99和码垛单元10的物理约束。仅出于示例性的目的，层卸垛工具99的物理约束包括但不限于：在此由例如夹持器长度LT和夹持器宽度WT限定的夹持器接口的夹持区域1520（货盘层816插入到夹持器接口中），其中夹持器800处于打开构造；侧夹具22-24和货盘层的（竖直）侧面之间的平面度偏差（该偏差约束可以类似于平面1200相对于平面28P的平面度偏差）；顶部表面148平面1200和顶部衬垫28平面28P之间的平面度偏差；货盘层816拾取将被执行，使得层卸垛工具99不接触货盘负载PAL（除了夹持货盘层816）等。同样出于示例性目的，码垛单元10的物理约束包括但不限于阻碍机器人14移动的禁止区1500-1502（即，机器人14和由机器人14承载的层卸垛工具99不被允许进入禁止区1500-1502）。

仅出于示例性目的，最佳拾取位置可由单元控制器10C确定，其中单元控制器10C基于上文所确定的货盘层特征（例如，角部PC1-PC4的位置；长度L；宽度W等）找到货盘层中心816C。单元控制器10C使用层卸垛工具99的已知尺寸（例如外部尺寸以及夹持长度LT和夹持宽度WT）来确定层卸垛工具99的位置，该位置使中心99C和816C之间的距离最小化，同时避开禁止区1500-1502并满足层卸垛工具99的物理约束。单元控制器10C被构造成确定相对于本文提到的约束的最佳拾取位置的可行性（图14，框1450）。

图15A是示例性图示，其中货盘层816具有均匀的箱分布，以便形成完整的货盘层；然而，在其它方面中，货盘层816可以具有任意合适的不均匀或不完整的箱单元分布，如图16A-16C所示。货盘层相对于货盘卸载/装载站301的中心301CN居中，使得层卸垛工具99的最佳拾取位置是其中心99C与货盘层816的中心816C重合。在此，在层卸垛工具99和禁止区1500-1502之间存在空间，以及在夹持器800和货盘层816之间存在空间，使得货盘层816可以插入到夹持区域1520中（例如，该拾取被单元控制器10C确认为可行）。

图15B是示例性图示，其中货盘层816具有均匀的箱分布，以便形成完整的货盘层；然而，在其它方面中，货盘层816可以具有任意合适的不均匀或不完整的箱单元分布，如图16A-16C所示。在这个示例中，货盘层816的中心816C偏离货盘卸载/装载站301的中心301CN。在图15B所示的示例中，在货盘层816和禁止区1500、1501、1502之间存在空间，层卸垛工具99可以插入到该空间中，并且在货盘层816和夹持器800之间存在空间，使得货盘层816可以插入到夹持区域1520中（例如，该拾取被单元控制器10C确认为可行）。

图15C是示例性图示，其中货盘层816具有均匀的箱分布，以便形成完整的货盘层；然而，在其它方面中，货盘层816可以具有任意合适的不均匀或不完整的箱单元分布，如图16A-16C所示。在这个示例中，货盘层816的中心816C偏离货盘卸载/装载站301的中心301CN。在图15C所示的示例中，在货盘层816和禁止区1500、1501、1502之间有空间，层卸垛工具99可以插入到该空间；然而，图15C示出了货盘层816放置在货盘负载/卸载站301处的极端示例，其中夹持器800的两个侧面和货盘层816之间的间隙最小（沿着Z轴）。同样，在图15C所示的示例中，层卸垛工具99的最佳拾取位置是这样的位置：其中，考虑到货盘层816和每个禁止区1500、1501之间的空间约束，中心99C、816C是偏置的但中心99C、816C之间的距离最小。

图15D是示例性图示，其中货盘层816具有均匀的箱分布，以便形成完整的货盘层；然而，在其它方面中，货盘层816可以具有任意合适的不均匀或不完整的箱单元分布，如图16A-16C所示。货盘层816的中心816C偏离货盘卸载/装载站301的中心301CN。在图15D所示的示例中，在货盘层816和禁止区1500、1501、1502之间有空间；然而，夹持器800不能被定位成在不进入禁止区1500的情况下将货盘层816放置在夹持区域1520内（例如，该拾取被单元控制器10C确认为不可行）。在图15D所示的示例中，不存在层卸垛工具99的最佳拾取位置，货盘拾取被中止，并且单元控制器10C向操作员提供听觉和/或视觉警报，以解决层拾取的问题。

在本公开的各方面中，单元控制器10C被构造成对码垛单元10和位于其中的物体执行特征分析（图14，框1450）（使用任意合适的图像分析技术）。例如，在一个方面中，视觉系统310被构造成识别货盘负载PAL底部处的货盘支架SPAL。在一些情况下，当货盘支架有缺陷时，另一个货盘支架被放置在货盘负载PAL之下（即，使得货盘负载PAL包括一个堆叠在另一个之上的两个或更多个货盘支架），使得货盘负载可以例如由叉车操纵。视觉系统310被构造成识别堆叠的货盘支架SPAL，使得另一个货盘支架（最底部的货盘支架）不被机器人14拾取。在另一个方面中，视觉系统被构造成确定部分货盘层（该层的箱单元不跨越整个货盘区域--长度L和宽度W）是否提供足够的支撑，以便被层卸垛工具99拾取。例如，参考图16A-16C，示出了示例性的部分货盘层1601、1602、1603（其可以替换图15A-15D中示出的货盘层816，并且在某些方面表示图15A-15D中示出的货盘层816），并且其可以适于被层卸垛工具99拾取，使得由夹具22-24施加的夹持力沿着相应的夹具22-24基本一致地施加。可能不适于拾取的货盘层包括如下的货盘层：这些货盘层导致由夹具22-24施加的夹持力是以不一致的方式施加的，从而在夹具22-24上产生力矩，该力矩可能导致一些箱单元CU被夹持而其它箱单元CU不被夹持。在其它方面中，视觉系统310被构造成识别已经在卸垛单元10处从货盘负载PAL落到某个位置（在地板上、在输送器150上等等）的箱单元CUF，以便产生听觉和/或视觉警报以用于操作者干预。视觉系统310还可以被构造成确定机械臂14的“重试”轨迹，在该机械臂14处发生了错过的拾取。例如，在机械臂错过拾取（即，没有发生预期的拾取）的情况下，视觉系统310和/或单元控制器10C可以以上述方式重新分析货盘层，以重新识别货盘层的特征，并生成用于重试拾取的机械臂12轨迹，其中重试轨迹可以不同于最初生成的轨迹。

参考图3、图8A至10B、图15A至15D和图17，将根据本公开的各方面描述用于解除层的层拆卸工具99的操作。在操作中，任意合适的控制器（例如机器人控制器316和/或单元控制器10C）生成机器人空间图1599（见图15A-15D）（图17，框17100），其至少包括货盘卸载/装载站301及其结构（禁止区）。在一个方面中，机器人空间图1599作为解除操作的一部分被生成，和/或机器人空间图1599可以在解除操作之前被生成。机器人空间图1599可以以任意合适的方式被生成，例如利用从视觉系统310获得的数据和/或来自码垛机单元10的计算机辅助设计（CAD）模型的数据。尽管出于示例性目的，图15A-15D中的机器人空间图1599以二维方式示出，但是应当理解，机器人空间图1599可以具有任意合适的构造，例如二维深度图、包括表示结构/禁止区的一个或多个点云的三维图、基于图像和/或CAD数据生成的三维模型等。

货盘负载PAL被递送并放置在码垛机单元10的货盘卸载/装载站301处（图17，框17200）。视觉系统310以本文所描述的方式对货盘负载PAL进行成像（图17，框17201）。机器人控制器316和/或单元控制器10C将货盘图像数据集成到机器人空间图1599中（见图15A-15D）（图17，框17101），使得在机器人空间图1599中至少生成货盘层816的表示，以实现顶部货盘层816的位置、姿态等的识别。虽然在图15A-15D中仅示出了货盘层816，但是应当理解的是，当每一层被解除以实现对下一个顶部货盘层的位置、姿态等的识别时，表示整个货盘的图像数据可以迭代地集成到机器人空间图1599中。机器人控制器316和/或单元控制器10C被构造成基于机器人空间图1599内的货盘层816的位置/姿态动态地限定货盘层拾取边界条件和约束（图17，框17102）。例如，基于来自视觉系统310的图像数据，机器人控制器316和/或单元控制器10C被构造成以任意合适的方式（例如利用合适的图像识别算法）动态地确定码垛单元10内的物体位置，并且基于所确定的物体位置来构造/重新构造机器人空间图1599（出于示例性目的，仅参见基于物体1571的输入和机器人14在其中被允许移动的区域1570的重新限定而作出的机器人空间图1599的重新构造）。物体可以是进入和/或离开码垛单元10、码垛单元10结构的一部分、货盘负载PAL等的瞬时物体（在一些方面，瞬时物体是意外的/未授权的物体，在这种情况下，控制器可以向机器人14发出停止运动命令）。机器人14运动的边界条件和约束由机器人控制器316和/或单元控制器10C基于码垛单元10内的物体的位置而动态地确定。边界条件的示例包括允许或限制机器人14移动的码垛单元10的区域1570；而约束的示例是上面所描述的那些：码垛单元10内的物体类型、禁止区1500-1502、货盘负载结构PAL位置/姿态、基于货盘层内含物的机器人14移动加速度等。

当机器人控制器316从例如单元控制器10C接收到指示货盘层816准备好被拾取的信号时（图17，框17202），机器人控制器316和/或单元控制器10C确定机器人14的路径1580和轨迹1581（图17，框17103），以用于将层卸垛工具99从初始位置（例如先前拾取的货盘层的放置位置或任意其它合适的位置）移动到拾取位置（例如图15A-15D中所示出的那些），以用于拾取顶部货盘层816。例如，机器人控制器316和/或单元控制器10C基于机器人空间图1599（其包括货盘层816图像数据）、所确定的边界条件和所确定的约束，以任意合适的方式生成机器人路径1580和轨迹1581。机器人14的路径1580和轨迹1581的确定可以是迭代过程，使得机器人14的路径1580和轨迹被优化（例如，时间优化），从而独立于机器人14的初始姿态实现机器人14从初始位置到层卸垛工具99的优化拾取位置的优化移动（如本文所描述的）。机器人控制器316和/或单元控制器10C命令机器人14基于优化的路径1580和轨迹1581将层卸垛工具99定位到优化拾取位置，使得夹具22和24围绕货盘层816（图17，框17204）（参见图8A和8B）。

应当要注意的是，对于现有技术中的大多数层卸垛工具、系统和方法，工具的定位仅依赖于层的标称竖直位置。

然而，已知，在材料处理工业中，产品18经常在货盘负载PAL内被货盘层816或位于其上的层的重量压碎。对于直接位于货盘支架SPAL（见图2）上的待卸垛的最后几层来说，这当然尤其如此。因此，在机器人14的初始编程中所使用的每个货盘层816的标称位置会导致层卸垛工具99的错误定位，从而限制系统充分卸垛货盘层816的能力。

在本公开的各方面中，层卸垛工具99的顶部衬垫28与传感器888联接，传感器888被构造成评估被拾取的货盘层816的顶部表面148的实际高度/位置，因此使得层卸垛工具99能够被更精确地定位。这种增加的精度使得包括机器人14和层卸垛工具99的卸垛系统更加有效，并且降低了产品损坏的可能性，或者甚至避免了不良定位阻碍产品18被卸垛的情况。该传感器可以是模拟激光距离传感器或任意其它合适的距离确定传感器的形式。

顶部衬垫28被降低并定位在货盘的顶层上（图17，框17206）。机器人14将层卸垛工具99定位到根据视觉系统310的图像数据所确定的待拾取的货盘层816的高度。已知顶部衬垫28接触货盘层816的上表面148，传感器888测量顶部衬垫28的位置。然后，机器人控制器316（和/或单元控制器10C）计算货盘层816的实际高度，并将该实际高度与根据视觉系统310的图像数据所确定的层816的高度进行比较。如果实际高度（由传感器888确定）和由视觉系统310的图像数据所确定的层816的高度之间存在差异，则机器人控制器316相应地调整层卸垛工具99的位置。高度的差异也可以被传达到单元控制器10C，以便重新校准/微调视觉系统310，从而减少或最小化真实高度（由传感器888确定）和由视觉系统310的图像数据所确定的层816的高度之间的任何差异。

使用顶部衬垫28来确定货盘顶部表面的实际高度表示了一种验证货盘层816的顶部表面148的位置的可靠方式。例如，即使产品18的折板被提起或者产品18没有被良好定位，顶部衬垫28的整体位置也不会受到影响，因此将提供关于货盘层816的实际高度的有价值的和精确的信息。当需要时，机器人14调节层卸垛工具99的高度（图17，框17210）。

考虑到每个货盘层816可以包括多个产品18，经常会出现的情况是：一些产品18没有面向货盘层816外部的侧。根据一个方面，提供了允许夹具22-24充分夹持产品18的机构的组合。例如，通过激活和控制气动致动器56，四个夹具22-24用于在每一侧上压紧整个货盘层816，而不水平移动货盘层816（图17，框17212）。然后，机器人14稍微提升层卸垛工具99，以主要在位于货盘层816的周边上的产品18的下表面8150（图8B）和正下方的货盘层816的产品18的上表面之间产生间隙（图17，框17214）。然后开始关闭水平帘状物26，使得这些水平帘状物26被插入货盘层816的下面（图17，框17216）。水平帘状物26的关闭在图9A-10B中示出。帘状物26的旋转摩擦前部70有助于将产品18从水平帘状物26上的被夹持的货盘层816上移动。这更具体地允许不位于货盘层816的周边上并且通常仅被侧夹具22-24部分提升或者有时根本未被提升的产品18在水平帘状物26上移动。

由夹具22-24的压力在产品18的竖直面上产生的摩擦力有时会阻碍产品18向上移动，以使得水平帘状物26能够在下方闭合而不损坏产品18。当这种情况发生时，侧夹具22-24上的压力自动减小，因此上述的摩擦力也减小，因此有助于帘状物26的运动，以提升和拾取货盘层816的待拾取的剩余产品18。

通过监控水平帘状物26的线性移动来调节夹具22-24的压力变化（图17，框17218）。如果产品18阻碍这种移动，水平帘状物26就不能向前移动。当这种情况发生时，推断出至少一个产品18正在阻碍这种移动。因此，通过致动器56降低夹具22-24上的压力（图17，框17220），以继续拾取货盘层816上的所有产品18的过程。

根据另一个方面，帘状物26的线性移动被监控，以便即使当帘状物继续移动时也检测其运动阻力。

当帘状物26完全关闭时（见图10A-10B），货盘层816被层卸垛工具99完全夹持（图17，框17222），并且，机器人14移动带有所夹持的货盘层816的层卸垛工具99，并将货盘层816转移到出料位置（例如输送器150）（图17，框17232）。视觉系统310在机器人14的放置周期期间对货盘负载PAL进行成像（图17，框17233），以用于确定待拾取的下一层的姿态、位置等。机器人14将货盘层816放置在出料输送器150上（或其它合适的出料位置）（图17，框17234），并且货盘解除过程继续到框17202。

除了上文描述的允许精确评估货盘负载PAL的顶部货盘层816的位置的功能之外，当水平帘状物26在产品下方移动时，顶部衬垫28还防止小的产品18从货盘层816“弹出”。例如，当货盘层816由小的产品18（即具有降低的高度的产品18）组成时，产品18的这种运动可能会发生。顶部衬垫28的重量足以防止小的产品的“弹出”结果，而不会限制水平帘状物26在产品下面移动的能力。类似地，当水平帘状物26从产品18下面移开时，顶部衬垫28防止小的产品18“弹出”。

在一些方面，薄衬纸277（图2）设置在货盘负载PAL中的产品18的一些层之间。一种标准的方法是具有一个独立的装置，该装置在每一层卸垛顺序之间自动移除薄衬纸277。这种方法效果很好，但是考虑到增加了独立设备，这种方法是非常昂贵的。根据本公开的各方面，层卸垛工具设置有这样的部件：该部件在货盘层816被卸垛的同时取回位于产品18的货盘层816上方的薄衬纸277。由于这种层卸垛工具类似于层卸垛工具99，并且由于这种进一步的解除过程类似于上述过程，为了简明起见，将参照图17仅描述它们之间的差异。

该工具包括顶部衬垫28，顶部衬垫28包括吸盘（未示出），以在货盘层816被卸下的同时移除货盘层816上的任意薄衬纸。当货盘层816被层卸垛工具完全夹持时（图17，框17222），吸盘被激活（图17，框17224）。例如为薄衬纸传感器999的另一个传感器（例如，诸如摄像机或扫描仪，其被构造用于如图9A和9B且特别是图9B中所示的中间箱的箱边缘的分辨）或上文提到的相同传感器被用于确定例如是否有薄衬纸277附接到顶部衬垫28，薄衬纸传感器999面朝上朝向被工具夹持和提升的被夹持的货盘层816（也参见图9B）。当机器人14提升并转移货盘层816时，顶部衬垫28被稍微提升（图17，框17226）。如果薄衬纸传感器999仍检测到物体的存在（图17，框17228），这意味着在正在被卸垛的货盘层816下面存在薄衬纸277（图17，框17229），并且真空被保持在吸盘上（图17，框17230）。进一步参照图19A、19B和19C，然后，机器人17将货盘层816（货盘层下面有薄衬纸277）放置在垫顶输送器（例如出料输送器150）上，并且在货盘层816被放置在出料输送器150（图17，框17232）或其它地方之后，薄衬纸被移除并丢弃在垃圾箱中（图17，框17236）。相反，如果薄衬纸传感器999没有检测到任何东西，这意味着在被卸垛的层下面不存在薄衬纸。在这种情况下，真空被从吸盘上移除，并且一旦前一货盘层816被放置在出料输送器150上，机器人14直接向后移动以拾取货盘上的下一货盘层816。

仍然参照图19A、19B和19C，薄衬纸移除器998位于或以其它方式设置在输送器150的各部分之间。例如，输送器150包括垫顶或上游部分993（放置被卸垛的层的地方）和箱铺展或下游部分994。薄衬纸移除器998包括任意合适的真空移除机构，例如真空辊997（尽管可以使用任意合适的粘合剂或抽吸力型辊）、限制板996和偏导罩995。真空辊997具有用于吸引住薄衬纸227的任意合适的构造，例如，真空辊绕着滚动轴线989旋转，并且包括抽吸管997T，该抽吸管997T流体地联接到排列在真空辊997的外表面（例如，货物支撑表面）上或外表面（例如，货物支撑表面）内的吸盘或抽吸口997P，并且被设置成当薄衬纸227经过真空辊997时向薄衬纸227施加吸力。限制板996设置在真空辊997的方，以便从真空辊997剥离或移除薄衬纸并将薄衬纸引导至垃圾箱990。偏导罩995位于真空辊997的下游（例如，相对于货盘层816沿着输送器150的行进方向988），并且具有任意合适的尺寸和形状，以防止箱边缘进入输送器之间（例如，使得箱从一个输送器部分平稳地转移到另一个输送器部分，而不会卡住或堵塞，与此同时经过薄衬纸移除器998），并且至少部分地将（从货盘层816的底部移除的）薄衬纸227引导到输送器部分993、994之间的间隙中（尽管在一个或多个方面，真空辊997可以提供足够的吸力来独立地引导薄衬纸进入并穿过输送器部分993、994之间的间隙）。如上文所描述的，薄衬纸227由薄衬纸传感器999检测，薄衬纸传感器999向控制器10C发送任意合适的信号，以激活薄衬纸移除器998。薄衬纸移除器998的激活包括自动激活真空辊997，并自动从货盘层816下面移除薄衬纸。在此，当货盘层816从输送器部分993转移到输送器部分994时，（经由真空辊997）薄衬纸227被防止贴附到货盘层816的底部。当薄衬纸227在真空辊997上转移时，真空辊997吸引住薄衬纸277，在真空辊997处，真空辊引导并转移薄衬纸997穿过输送器部分之间的间隙到达限制板996，在限制板996处，薄衬纸227被从真空辊997上移除并且被丢弃到垃圾箱990中。

参照图3、图8A-10B、图15A-15D和图18，提供了在卸垛机10中对箱进行卸垛的方法。该方法包括在卸垛机10的货盘卸载站301处接收放置在货盘负载层816（表示货盘层PL1-PL5）中的箱CU的货盘负载PAL（图18，框1800），每个货盘负载层816由在货盘负载PAL的区域上的公共层级处并置的多于一个箱CU形成。提供了机器人14（图18，框1810），其中机器人14配备有卸垛末端执行器99，该末端执行器99具有夹持器800，该夹持器800被构造成用其夹持和拾取货盘负载层816中的至少一者，以便将至少一个货盘负载层816从货盘卸载站301处的货盘负载PAL运送到输出站333（在一个方面中，该输出站333包括任意合适的输送器150）。夹持器800具有夹持器接合接口810，该夹持器接合接口810限定所述货盘负载层816中的至少一者相对于卸垛末端执行器99的预定层接合位置和取向（例如，在机器人坐标系或空间X、Y、Z、RX、RY、RZ中，参见图3，并且在此也称为机器人参考系），以便利用夹持器800可重复地实现至少一个货盘负载层816的捕获和稳定保持。视觉系统310对货盘卸载站301处的箱CU的货盘负载PAL进行成像，并且与机器人运动无关地生成至少一个货盘负载层816的顶部的至少一个图像（图18，框1820）。可操作地联接到视觉系统310的控制器（例如机器人控制器16和/或单元控制器10C）从视觉系统310接收至少一个图像，并基于至少一个图像来实现确定货盘负载层816中的至少一者相对于夹持器接合接口810的预定层接合位置和取向的层位置和取向（图18，框1830），其中控制器可操作地联接到机器人14，以便定位夹持器800，并在夹持器接合接口810处用夹持器800捕获和保持货盘负载层816中的至少一者。

根据本公开的一个或多个方面，卸垛机包括：

货盘卸载站，其被构造用于接收设置在货盘负载层中的箱的货盘负载，货盘负载层中的每一者由在货盘负载的区域上的公共层级处并置的多于一个的箱形成；

机器人，其配备有卸垛末端执行器，所述卸垛末端执行器具有夹持器，所述夹持器被构造成用其夹持和拾取货盘负载层中的至少一者，以便将至少一个货盘负载层从货盘卸载站处的货盘负载运送到输出站，所述夹持器具有夹持器接合接口，所述夹持器接合接口限定所述货盘负载层中的至少一者相对于所述卸垛末端执行器的预定层接合位置和取向，以便利用夹持器可重复地实现所述货盘负载层中的至少一者的捕获和稳定保持；

视觉系统，其被设置成对货盘卸载站处的箱的货盘负载进行成像，并且被构造成与机器人运动无关地生成所述货盘负载层中的至少一者的顶部的至少一个图像；和

控制器，其可操作地联接到视觉系统，以便从视觉系统接收至少一个图像，并且被构造成基于所述至少一个图像来实现确定所述货盘负载层中的至少一者相对于所述夹持器接合接口的所述预定层接合位置和取向的层位置和取向，其中所述控制器可操作地联接到机器人，以便定位所述夹持器，并且利用所述夹持器在所述夹持器接合接口处捕获和保持所述货盘负载层中的至少一者。

根据本公开的一个或多个方面，所述预定层接合位置和取向提供了夹持器接合接口的接合平面取向，并且所述层位置和取向描绘了所述货盘负载层中的至少一者的接合表面的平面度，所述接合表面被设置成与基本上横跨所述货盘负载层中的至少一者的夹持器接合接口对接， 并且所述层位置和取向描绘了在至少两个正交方向上，所述货盘负载层中的至少一者的所述接合表面和所述夹持器接合接口的平面取向之间的的平面错位。

根据本公开的一个或多个方面，所述视觉系统包括与所述机器人无关地安装的至少一个摄像机。

根据本公开的一个或多个方面，所述至少一个摄像机中的每一者被校准到公共摄像机校准参考结构，并且其中对所述公共摄像机校准参考结构的校准描绘了每个相应摄像机的相应摄像机参考系与所述至少一个摄像机中的每个其它摄像机以及与所述机器人的预定参考系的位置关系。

根据本公开的一个或多个方面，所述至少一个摄像机被设置成使得所述至少一个摄像机的视场从所述货盘负载的最上面的面朝上的表面到所述货盘负载的底部覆盖所述货盘负载。

根据本公开的一个或多个方面，所述至少一个摄像机被设置成使得所述货盘负载层中的每一者的最上面的面朝上的表面位于所述至少一个摄像机的所述视场内。

根据本公开的一个或多个方面，卸垛机包括：

货盘卸载站，其被构造用于接收设置在货盘负载层中的箱的货盘负载，货盘负载层中的每一者由在货盘负载的区域上的公共层级处并置的多于一个的箱形成；

机器人，其配备有卸垛末端执行器，卸垛末端执行器具有夹持器，所述夹持器被构造成用其夹持和拾取货盘负载层中的至少一者，以便将至少一个货盘负载层从卸载站处的货盘负载运送到输出站，所述夹持器具有夹持器接合接口，所述夹持器接合接口限定所述货盘负载层中的至少一者相对于所述末端执行器的预定层接合位置和取向，以便利用夹持器可重复地实现所述货盘负载层中的至少一者的捕获和稳定保持；

视觉系统，其与机器人分开设置，以便对货盘卸载站处的货盘负载进行成像，并且被构造成与机器人运动无关地生成所述货盘负载层中的至少一者的顶部的至少一个图像；和

控制器，其被构造成基于所述至少一个图像来实现确定所述夹持器接口和所述货盘负载层中的至少一者中的每个最顶货盘层之间的位置和取向关系。

根据本公开的一个或多个方面，控制器可操作地联接到所述视觉系统，以便从所述视觉系统接收所述至少一个图像。

根据本公开的一个或多个方面，控制器可操作地联接到机器人，以便基于所确定的关系相对于每个最顶货盘层定位所述夹持器，并且利用所述夹持器在接合接口处捕获和保持至少一个层。

根据本公开的一个或多个方面，所确定的关系描绘了每个最顶层相对于所述预定层接合位置的层位置和取向以及所述夹持器接口相对于所述机器人的预定参考系的取向。

根据本公开的一个或多个方面，所述控制器基于所述至少一个图像确定每个最顶层的相应层位置和取向，并且通过将所述相应层位置和取向与所述机器人的预定参考系进行比较来实现所确定的关系的确定。

根据本公开的一个或多个方面，所述相应层位置和取向描绘了每个最顶层的接合表面的平面度，所述接合表面被设置成与基本上相应地横跨每个最顶层的夹持器接合接口对接，并且所述相应层位置和取向描绘了在至少两个正交方向上，最顶层的所述接合表面和夹持接合之间的平面错位和中心点错位中的至少一者。

根据本公开的一个或多个方面，所述控制器被构造成基于机器人运动边界条件来解析平面错位和中心点错位中的至少一者，以用于分别与每个最顶层的最佳夹持接合，所述机器人运动边界条件由在所述机器人的所述预定参考系中所描绘的界定所述卸垛机的机器人架构和结构中的至少一者来限定。

根据本公开的一个或多个方面，所述视觉系统包括与所述机器人无关地安装的至少一个摄像机。

根据本公开的一个或多个方面，所述至少一个摄像机中的每一者被校准到公共摄像机校准参考结构，并且其中对所述公共摄像机校准参考结构的校准描绘了每个相应摄像机的相应摄像机参考系与所述至少一个摄像机中的每个其它摄像机以及与所述机器人的预定参考系的位置关系。

根据本公开的一个或多个方面，所述至少一个摄像机被设置成使得所述至少一个摄像机的视场从所述货盘负载的最上面的面朝上的表面到所述货盘负载的底部覆盖所述货盘负载。

根据本公开的一个或多个方面，所述至少一个摄像机被设置成使得所述货盘负载层中的每一者的最上面的面朝上的表面位于所述至少一个摄像机的所述视场内。

根据本公开的一个或多个方面，提供了一种在卸垛机中对箱进行卸垛的方法。该方法包括：

在卸垛机的货盘卸载站处，接收设置在货盘负载层中的箱的货盘负载，货盘负载层中的每一者由在货盘负载的区域上的公共层级处并置的多于一个的箱形成；

提供机器人，其配备有卸垛末端执行器，所述卸垛末端执行器具有夹持器，所述夹持器被构造成用其夹持和拾取货盘负载层中的至少一者，以便将至少一个货盘负载层从货盘卸载站处的货盘负载运送到输出站，所述夹持器具有夹持器接合接口，所述夹持器接合接口限定所述货盘负载层中的至少一者相对于所述卸垛末端执行器的预定层接合位置和取向，以便利用夹持器可重复地实现所述货盘负载层中的至少一者的捕获和稳定保持；

利用视觉系统对货盘卸载站处的箱的货盘负载进行成像，并且与机器人运动无关地生成所述货盘负载层中的至少一者的顶部的至少一个图像；和

在可操作地联接到视觉系统的控制器中接收来自视觉系统的至少一个图像，并且基于所述至少一个图像来实现确定所述货盘负载层中的至少一者相对于所述夹持器接合接口的所述预定层接合位置和取向的层位置和取向，其中所述控制器可操作地联接到所述机器人，以便定位所述夹持器，并且利用所述夹持器在所述夹持器接合接口处捕获和保持所述货盘负载层中的至少一者。

根据本公开的一个或多个方面，所述预定层接合位置和取向提供了夹持器接合接口的接合平面取向，并且所述层位置和取向描绘了所述货盘负载层中的至少一者的接合表面的平面度，所述接合表面被设置成与基本上横跨所述货盘负载层中的至少一者的夹持器接合接口对接， 并且所述层位置和取向描绘了在至少两个正交方向上，所述货盘负载层中的至少一者的所述接合表面和所述夹持器接合接口的平面取向之间的的平面错位。

根据本公开的一个或多个方面，所述视觉系统包括与所述机器人无关地安装的至少一个摄像机。

根据本公开的一个或多个方面，所述至少一个摄像机中的每一者被校准到公共摄像机校准参考结构，并且其中对所述公共摄像机校准参考结构的校准描绘了每个相应摄像机的相应摄像机参考系与所述至少一个摄像机中的每个其它摄像机以及与所述机器人的预定参考系的位置关系。

根据本公开的一个或多个方面，所述至少一个摄像机被设置成使得所述至少一个摄像机的视场从所述货盘负载的最上面的面朝上的表面到所述货盘负载的底部覆盖所述货盘负载。

根据本公开的一个或多个方面，所述至少一个摄像机被设置成使得所述货盘负载层中的每一者的最上面的面朝上的表面位于所述至少一个摄像机的所述视场内。

根据本公开的一个或多个方面，提供了一种在卸垛机中对箱进行卸垛的方法。该方法包括：

在卸垛机的货盘卸载站处，接收设置在货盘负载层中的箱的货盘负载，货盘负载层中的每一者由在货盘负载的区域上的公共层级处并置的多于一个的箱形成；

提供机器人，其配备有卸垛末端执行器，所述卸垛末端执行器具有夹持器，所述夹持器被构造成用其夹持和拾取货盘负载层中的至少一者，以便将至少一个货盘负载层从卸载站处的货盘负载运送到输出站，所述夹持器具有夹持器接合接口，所述夹持器接合接口限定所述货盘负载层中的至少一者相对于末端执行器的预定层接合位置和取向，以便利用夹持器可重复地实现所述货盘负载层中的至少一者的捕获和稳定保持；

利用与机器人分开设置的视觉系统对货盘卸载站处的货盘负载进行成像，并且与机器人运动无关地生成生成所述货盘负载层中的至少一者的顶部的至少一个图像；和

利用所述卸垛机的控制器，基于所述至少一个图像来实现确定所述夹持器接口和所述货盘负载层中的至少一者中的每个最顶货盘层之间的位置和取向关系。

根据本公开的一个或多个方面，控制器可操作地联接到所述视觉系统，以便从所述视觉系统接收所述至少一个图像。

根据本公开的一个或多个方面，控制器可操作地联接到机器人，以便基于所确定的关系相对于每个最顶货盘层定位所述夹持器，并且利用所述夹持器在接合接口处捕获和保持至少一个层。

根据本公开的一个或多个方面，所确定的关系描绘了每个最顶层相对于所述预定层接合位置的层位置和取向以及所述夹持器接口相对于所述机器人的预定参考系的取向。

根据本公开的一个或多个方面，所述控制器基于所述至少一个图像确定每个最顶层的相应层位置和取向，并且通过将所述相应层位置和取向与所述机器人的预定参考系进行比较来实现所确定的关系的确定。

根据本公开的一个或多个方面，所述相应层位置和取向描绘了每个最顶层的接合表面的平面度，所述接合表面被设置成与基本上相应地横跨每个最顶层的夹持器接合接口对接，并且所述相应层位置和取向描绘了在至少两个正交方向上，最顶层的所述接合表面和夹持接合之间的平面错位和中心点错位中的至少一者。

根据本公开的一个或多个方面，所述控制器被构造成基于机器人运动边界条件来解析平面错位和中心点错位中的至少一者，以用于分别与每个最顶层的最佳夹持接合，所述机器人运动边界条件由在所述机器人的所述预定参考系中所描绘的界定所述卸垛机的机器人架构和结构中的至少一者来限定。

根据本公开的一个或多个方面，所述视觉系统包括与所述机器人无关地安装的至少一个摄像机。

根据本公开的一个或多个方面，所述至少一个摄像机中的每一者被校准到公共摄像机校准参考结构，并且其中对所述公共摄像机校准参考结构的校准描绘了每个相应摄像机的相应摄像机参考系与所述至少一个摄像机中的每个其它摄像机以及与所述机器人的预定参考系的位置关系。

根据本公开的一个或多个方面，所述至少一个摄像机被设置成使得所述至少一个摄像机的视场从所述货盘负载的最上面的面朝上的表面到所述货盘负载的底部覆盖所述货盘负载。

根据本公开的一个或多个方面，所述至少一个摄像机被设置成使得所述货盘负载层中的每一者的最上面的面朝上的表面位于所述至少一个摄像机的所述视场内。

根据本公开的一个或多个方面，提供了一种薄衬纸移除设备，其用于从沿着横向路径行进的货物层移除薄衬纸。该薄衬纸移除设备包括：框架；辊，所述辊可旋转地联接到框架，以用于围绕滚动轴线旋转，所述辊具有延伸穿过辊的货物支撑表面的真空口；以及真空机构，所述真空机构联接到所述辊，以便通过真空口抽真空，其中，所述真空口定位在所述辊上，以约束设置在所述辊和支撑在所述辊的所述货物支撑表面上的所述货物层之间的薄衬纸，以便吸引住所述薄衬纸并将所述薄衬纸从所述货物层分离。

根据本公开的一个或多个方面，所述辊基本上同时地使由所述真空机构吸引住的薄衬纸围绕所述滚动轴线旋转，以便将所述薄衬纸从所述货物层分离。

根据本公开的一个或多个方面，所述真空机构包括延伸穿过所述辊的至少一个抽吸管。

根据本公开的一个或多个方面，所述真空口包括联接到所述辊的吸盘，以吸引住所述薄衬纸。

根据本公开的一个或多个方面，所述薄衬纸移除设备还包括偏导罩，以约束所述薄衬纸并将所述薄衬纸从所述货物层分离。

根据本公开的一个或多个方面，所述薄衬纸移除设备还包括联接到框架的剥料板，所述剥料板相对于所述辊定位，以便从所述辊上剥除（或以其它方式剥离/移除）所述薄衬纸。

根据本公开的一个或多个方面，所述薄衬纸移除设备还包括收集箱，该收集箱被构造成收集从所述货物层分离的薄衬纸。

根据本公开的一个或多个方面，所述薄衬纸移除设备还包括上游输送器和下游输送器，所述辊设置在所述上游输送器和所述下游输送器之间。

根据本公开的一个或多个方面，所述横向路径所述上游输送器和所述下游输送器延伸。

根据本公开的一个或多个方面，所述上游输送器是垫顶输送器，且所述下游输送器是箱铺展输送器。

根据本公开的一个或多个方面，卸垛机包括：用于接收货物货盘并将所述货盘分成货物层的货盘卸载站；箱输送器，其被构造成将所述货物层从所述货盘卸载站运送到储存阵列，从而实现将货物进给到储存阵列，所述箱输送器包括多于一个的输送器部分；以及设置在多于一个的输送器部分中的两个相邻的输送器部分之间的薄衬纸移除系统，所述薄衬纸移除系统包括：框架；辊，所述辊可旋转地联接到框架，以用于围绕滚动轴线旋转，述辊具有延伸穿过辊的货物支撑表面的真空口；以及真空机构，所述真空机构联接到所述辊，以便通过真空口抽真空，其中，所述真空口定位在所述辊上，以约束设置在所述辊和支撑在所述辊的所述货物支撑表面上的所述货物层之间的薄衬纸，以便吸引住所述薄衬纸并将所述薄衬纸从所述货物层分离。

根据本公开的一个或多个方面，提供了一种从货物层移除薄衬纸的方法。该方法包括：提供薄衬纸移除设备的框架；提供围绕滚动轴线可旋转地联接到框架的辊，所述辊被构造成支撑和运送沿着横向轴线放置在薄衬纸上的货物层；用辊以真空吸引住所述薄衬纸，其中真空由联接到所述辊的真空机构生成；以及用所述辊将所述薄衬纸从所述货物层分离。

应理解的是，前述描述仅仅图解说明了本公开的各个方面。在不脱离本公开的各个方面的情况下，本领域技术人员可以想到各种替代例和修改例。相应地，本公开的各个方面意在涵盖落在所附权利要求书的范围内的所有这些替代例、修改例以及变化例。另外，在彼此不同的从属或者独立权利要求中叙述了不同的特征，这一不争的事实并不表明不能够有利地使用这些特征的组合，这种组合仍被包括在本发明的各方面的范围内。

Claims (35)

1.一种卸垛机，其包括：

货盘卸载站，其被构造用于接收设置在货盘负载层中的箱的货盘负载，所述货盘负载层中的每一者由在所述货盘负载的区域上的公共层级处并置的多于一个的箱形成；

机器人，其配备有卸垛末端执行器，所述卸垛末端执行器具有夹持器，所述夹持器被构造成用其夹持和拾取所述货盘负载层中的至少一者，以便将至少一个货盘负载层从所述货盘卸载站处的所述货盘负载运送到输出站，所述夹持器具有夹持器接合接口，所述夹持器接合接口限定所述货盘负载层中的至少一者相对于所述卸垛末端执行器的预定层接合位置和取向，以便利用所述夹持器可重复地实现所述货盘负载层中的至少一者的捕获和稳定保持；

视觉系统，其被设置成对所述货盘卸载站处的箱的所述货盘负载进行成像，并且被构造成与机器人运动无关地生成所述货盘负载层中的至少一者的顶部的至少一个图像；和

控制器，其可操作地联接到所述视觉系统，以便从所述视觉系统接收至少一个图像，并且被构造成基于所述至少一个图像来实现确定所述货盘负载层中的至少一者相对于所述夹持器接合接口的所述预定层接合位置和取向的层位置和取向，其中所述控制器可操作地联接到所述机器人，以便定位所述夹持器，并且利用所述夹持器在所述夹持器接合接口处捕获和保持所述货盘负载层中的至少一者。

2. 根据权利要求1所述的卸垛机，其特征在于，所述预定层接合位置和取向提供了所述夹持器接合接口的接合平面取向，并且所述层位置和取向描绘了所述货盘负载层中的至少一者的接合表面的平面度，所述接合表面被设置成与基本上横跨所述货盘负载层中的至少一者的所述夹持器接合接口对接， 并且所述层位置和取向描绘了在至少两个正交方向上，所述货盘负载层中的至少一者的所述接合表面和所述夹持器接合接口的平面取向之间的的平面错位。

3.根据权利要求1所述的卸垛机，其特征在于，所述视觉系统包括与所述机器人无关地安装的至少一个摄像机。

4.根据权利要求3所述的卸垛机，其特征在于，所述至少一个摄像机中的每一者被校准到公共摄像机校准参考结构，并且其中对所述公共摄像机校准参考结构的校准描绘了每个相应摄像机的相应摄像机参考系与所述至少一个摄像机中的每个其它摄像机以及与所述机器人的预定参考系的位置关系。

5.根据权利要求3所述的卸垛机，其特征在于，所述至少一个摄像机被设置成使得所述至少一个摄像机的视场从所述货盘负载的最上面的面朝上的表面到所述货盘负载的底部覆盖所述货盘负载。

6.根据权利要求3所述的卸垛机，其特征在于，所述至少一个摄像机被设置成使得所述货盘负载层中的每一者的最上面的面朝上的表面位于所述至少一个摄像机的所述视场内。

7.一种卸垛机，其包括：

货盘卸载站，其被构造用于接收设置在货盘负载层中的箱的货盘负载，所述货盘负载层中的每一者由在所述货盘负载的区域上的公共层级处并置的多于一个的箱形成；

机器人，其配备有卸垛末端执行器，所述卸垛末端执行器具有夹持器，所述夹持器被构造成用其夹持和拾取所述货盘负载层中的至少一者，以便将至少一个货盘负载层从卸载站处的所述货盘负载运送到输出站，所述夹持器具有夹持器接合接口，所述夹持器接合接口限定所述货盘负载层中的至少一者相对于末端执行器的预定层接合位置和取向，以便利用所述夹持器可重复地实现所述货盘负载层中的至少一者的捕获和稳定保持；

视觉系统，其与所述机器人分开设置，以便对所述货盘卸载站处的所述货盘负载进行成像，并且被构造成与机器人运动无关地生成所述货盘负载层中的至少一者的顶部的至少一个图像；和

控制器，其被构造成基于所述至少一个图像来实现确定夹持器接口和所述货盘负载层中的至少一者中的每个最顶货盘层之间的位置和取向关系。

8.根据权利要求7所述的卸垛机，其特征在于，所述控制器可操作地联接到所述视觉系统，以便从所述视觉系统接收所述至少一个图像。

9.根据权利要求7所述的卸垛机，其特征在于，所述控制器可操作地联接到所述机器人，以便基于所确定的关系相对于每个最顶货盘层定位所述夹持器，并且利用所述夹持器在接合接口处捕获和保持至少一个层。

10.根据权利要求7所述的卸垛机，其特征在于，所确定的关系描绘了每个最顶层相对于所述预定层接合位置的层位置和取向以及所述夹持器接口相对于所述机器人的预定参考系的取向。

11.根据权利要求7所述的卸垛机，其特征在于，所述控制器基于所述至少一个图像确定每个最顶层的相应层位置和取向，并且通过将所述相应层位置和取向与所述机器人的预定参考系进行比较来实现所确定的关系的确定。

12.根据权利要求11所述的卸垛机，其特征在于，所述相应层位置和取向描绘了每个最顶层的接合表面的平面度，所述接合表面被设置成与基本上相应地横跨每个最顶层的所述夹持器接合接口对接，并且所述相应层位置和取向描绘了在至少两个正交方向上，最顶层的所述接合表面和夹持接合之间的平面错位和中心点错位中的至少一者。

13.根据权利要求12所述的卸垛机，其特征在于，所述控制器被构造成基于机器人运动边界条件来解析平面错位和中心点错位中的至少一者，以用于分别与每个最顶层的最佳夹持接合，所述机器人运动边界条件由在所述机器人的所述预定参考系中所描绘的界定所述卸垛机的机器人架构和结构中的至少一者来限定。

14.根据权利要求7所述的卸垛机，其特征在于，所述视觉系统包括与所述机器人无关地安装的至少一个摄像机。

15.根据权利要求14所述的卸垛机，其特征在于，所述至少一个摄像机中的每一者被校准到公共摄像机校准参考结构，并且其中对所述公共摄像机校准参考结构的校准描绘了每个相应摄像机的相应摄像机参考系与所述至少一个摄像机中的每个其它摄像机以及与所述机器人的所述预定参考系的位置关系。

16.根据权利要求14所述的卸垛机，其特征在于，所述至少一个摄像机被设置成使得所述至少一个摄像机的视场从所述货盘负载的最上面的面朝上的表面到所述货盘负载的底部覆盖所述货盘负载。

17.根据权利要求14所述的卸垛机，其特征在于，所述至少一个摄像机被设置成使得所述货盘负载层中的每一者的最上面的面朝上的表面位于所述至少一个摄像机的所述视场内。

18.一种在卸垛机中对箱进行卸垛的方法，所述方法包括：

在所述卸垛机的货盘卸载站处，接收设置在货盘负载层中的箱的货盘负载，所述货盘负载层中的每一者由在所述货盘负载的区域上的公共层级处并置的多于一个的箱形成；

提供机器人，其配备有卸垛末端执行器，所述卸垛末端执行器具有夹持器，所述夹持器被构造成用其夹持和拾取所述货盘负载层中的至少一者，以便将至少一个货盘负载层从所述货盘卸载站处的所述货盘负载运送到输出站，所述夹持器具有夹持器接合接口，所述夹持器接合接口限定所述货盘负载层中的至少一者相对于所述卸垛末端执行器的预定层接合位置和取向，以便利用所述夹持器可重复地实现所述货盘负载层中的至少一者的捕获和稳定保持；

利用视觉系统对所述货盘卸载站处的箱的所述货盘负载进行成像，并且与机器人运动无关地生成所述货盘负载层中的至少一者的顶部的至少一个图像；和

在可操作地联接到所述视觉系统的控制器中接收来自所述视觉系统的至少一个图像，并且基于所述至少一个图像来实现确定所述货盘负载层中的至少一者相对于所述夹持器接合接口的所述预定层接合位置和取向的层位置和取向，其中所述控制器可操作地联接到所述机器人，以便定位所述夹持器，并且利用所述夹持器在所述夹持器接合接口处捕获和保持所述货盘负载层中的至少一者。

19. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述预定层接合位置和取向提供了所述夹持器接合接口的接合平面取向，并且所述层位置和取向描绘了所述货盘负载层中的至少一者的接合表面的平面度，所述接合表面被设置成与基本上横跨所述货盘负载层中的至少一者的所述夹持器接合接口对接， 并且所述层位置和取向描绘了在至少两个正交方向上，所述货盘负载层中的至少一者的所述接合表面和所述夹持器接合接口的平面取向之间的的平面错位。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述视觉系统包括与所述机器人无关地安装的至少一个摄像机。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述至少一个摄像机中的每一者被校准到公共摄像机校准参考结构，并且其中对所述公共摄像机校准参考结构的校准描绘了每个相应摄像机的相应摄像机参考系与所述至少一个摄像机中的每个其它摄像机以及与所述机器人的预定参考系的位置关系。

22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述至少一个摄像机被设置成使得所述至少一个摄像机的视场从所述货盘负载的最上面的面朝上的表面到所述货盘负载的底部覆盖所述货盘负载。

23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述至少一个摄像机被设置成使得使得所述货盘负载层中的每一者的最上面的面朝上的表面位于所述至少一个摄像机的所述视场内。

24.一种在卸垛机中对箱进行卸垛的方法，所述方法包括：

在所述卸垛机的货盘卸载站处，接收设置在货盘负载层中的箱的货盘负载，所述货盘负载层中的每一者由在所述货盘负载的区域上的公共层级处并置的多于一个的箱形成；

提供机器人，其配备有卸垛末端执行器，所述末端执行器具有夹持器，所述夹持器被构造成用其夹持和拾取货盘负载层中的至少一者，以便将至少一个货盘负载层从卸载站处的所述货盘负载运送到输出站，所述夹持器具有夹持器接合接口，所述夹持器接合接口限定所述货盘负载层中的至少一者相对于末端执行器的预定层接合位置和取向，以便利用所述夹持器可重复地实现所述货盘负载层中的至少一者的捕获和稳定保持；

利用与所述机器人分开设置的视觉系统对所述货盘卸载站处的所述货盘负载进行成像，并且与机器人运动无关地生成生成所述货盘负载层中的至少一者的顶部的至少一个图像；和

利用所述卸垛机的控制器，基于所述至少一个图像来实现确定夹持器接口和所述货盘负载层中的至少一者中的每个最顶货盘层之间的位置和取向关系。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述控制器可操作地联接到所述视觉系统，以便从所述视觉系统接收所述至少一个图像。

26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述控制器可操作地联接到所述机器人，以便基于所确定的关系相对于每个最顶货盘层定位所述夹持器，并且利用所述夹持器在接合接口处捕获和保持至少一个层。

27.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所确定的关系描绘了每个最顶层相对于所述预定层接合位置的层位置和取向以及所述夹持器接口相对于所述机器人的预定参考系的取向。

28.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述控制器基于所述至少一个图像确定每个最顶层的相应层位置和取向，并且通过将所述相应层位置和取向与所述机器人的预定参考系进行比较来实现所确定的关系的确定。

29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述相应层位置和取向描绘了每个最顶层的接合表面的平面度，所述接合表面被设置成与基本上相应地横跨每个最顶层的所述夹持器接合接口对接，并且所述相应层位置和取向描绘了在至少两个正交方向上，最顶层的所述接合表面和夹持接合之间的平面错位和中心点错位中的至少一者。

30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述控制器基于机器人运动边界条件来解析平面错位和中心点错位中的至少一者，以用于分别与每个最顶层的最佳夹持接合，所述机器人运动边界条件由在所述机器人的所述预定参考系中所描绘的界定所述卸垛机的机器人架构和结构中的至少一者来限定。

31.根据权利要求24所述的方法，其中，所述视觉系统包括与所述机器人无关地安装的至少一个摄像机。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述至少一个摄像机中的每一者被校准到公共摄像机校准参考结构，并且其中对所述公共摄像机校准参考结构的校准描绘了每个相应摄像机的相应摄像机参考系与所述至少一个摄像机中的每个其它摄像机以及与所述机器人的预定参考系的位置关系。

33.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述至少一个摄像机被设置成使得所述至少一个摄像机的视场从所述货盘负载的最上面的面朝上的表面到所述货盘负载的底部覆盖所述货盘负载。

34.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述至少一个摄像机被设置成使得使得所述货盘负载层中的每一者的最上面的面朝上的表面位于所述至少一个摄像机的所述视场内。

35.一种薄衬纸移除设备，其用于从沿着横向路径行进的货物层移除薄衬纸，所述薄衬纸移除设备包括：

框架；

辊，所述辊可旋转地联接到框架，以用于围绕滚动轴线旋转，所述辊具有延伸穿过辊的货物支撑表面的真空口；和

真空机构，所述真空机构联接到所述辊，以便通过真空口抽真空，其中，所述真空口定位在所述辊上，以约束设置在所述辊和支撑在所述辊的所述货物支撑表面上的所述货物层之间的薄衬纸，以便吸引住所述薄衬纸并将所述薄衬纸从所述货物层分离。

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