DE102019130923A1 - Robotersystem für das palettieren von paketen unter verwendung von echtzeit-platzierungssimulation - Google Patents

Robotersystem für das palettieren von paketen unter verwendung von echtzeit-platzierungssimulation Download PDF

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Abstract

Robotersystem für das Anordnen von Paketen an einem Ziel in einer festgelegten Anordnung. Das Robotersystem verarbeitet ankommende Pakete, lagert die Pakete in einem vorübergehenden Lagerbereich, führt eine Simulationsfunktion aus, um einen simulierten Stapelplan zu erzeugen oder zu aktualisieren, bestimmt das Vorhandensein eines Palettierungsauslösers und platziert die Pakete gemäß dem simulierten Stapelplan auf der Palette, wenn das Vorhandensein des Palettierungsauslösers bestimmt wurde. Bei dem Palettierungsauslöser kann es sich um einen von einem auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslöser, einem auf einer einheitlichen Schicht basierenden Auslöser, einem auf einer Lagerkapazität basierenden Auslöser oder das Empfangen eines Befehls für die Platzierungseinleitung handeln.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
  • Der Gegenstand der Anmeldung bezieht sich auf eine gleichzeitig eingereichte US-Patentanmeldung von Rosen N. Diankov und Denys Kanunikov mit dem Titel „A ROBOTIC SYSTEM WITH PACKING MECHANISM", die auf die Mujin, Inc. angemeldet wurde, das anwaltliche Aktenzeichen 131837-8005.US01 trägt und vollumfänglich durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
  • Der Gegenstand der Anmeldung bezieht sich auf eine gleichzeitig eingereichte US-Patentanmeldung von Rosen N. Diankov und Denys Kanunikov mit dem Titel „A ROBOTIC SYSTEM WITH DYNAMIC PACKING MECHANISM“, die auf die Mujin, Inc. angemeldet wurde, das anwaltliche Aktenzeichen 131837-8006.US01 trägt und vollumfänglich durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
  • Der Gegenstand der Anmeldung bezieht sich auf eine gleichzeitig eingereichte US-Patentanmeldung von Rosen N. Diankov und Denys Kanunikov mit dem Titel „A ROBOTIC SYSTEM WITH ERROR DETECTION AND DYNAMIC PACKING MECHANISM“, die auf die Mujin, Inc. angemeldet wurde, das anwaltliche Aktenzeichen 131837-8007.US01 trägt und vollumfänglich durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
  • Der Gegenstand der Anmeldung bezieht sich auf eine gleichzeitig eingereichte US-Patentanmeldung von Rosen N. Diankov und Denys Kanunikov mit dem Titel „ROBOTIC SYSTEM FOR PROCESSING PACKAGES ARRIVING OUT OF SEQUENCE“, die auf die Mujin, Inc. angemeldet wurde, das anwaltliche Aktenzeichen 131837-8008.US01 trägt und vollumfänglich durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Technologie bezieht sich im Allgemeinen auf Robotersysteme und insbesondere auf Systeme, Prozesse und Techniken für das Packen von Objekten.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Aufgrund ihrer ständig wachsenden Leistung und sinkenden Kosten werden nun viele Roboter (z. B. Maschinen, die dazu konfiguriert sind, physische Handlungen automatisch/autonom auszuführen) in vielen Bereichen weitgehend verwendet. Beispielsweise können Roboter verwendet werden, um verschiedene Aufgaben (z. B. Steuern oder Übertragen eines Objekts durch einen Raum) beim Herstellen und/oder Zusammenbauen, Packen und/oder Verpacken, Transportieren und/oder Versenden usw. auszuführen. Beim Ausführen der Aufgaben können die Roboter menschliche Handlungen replizieren, wodurch menschliches Eingreifen, das anderenfalls zur Durchführung gefährlicher oder sich wiederholender Aufgaben erforderlich wäre, ersetzt oder reduziert wird.
  • Trotz der technischen Fortschritte fehlt Robotern jedoch oftmals die Ausgereiftheit, die notwendig ist, um menschliches Feingefühl und/oder menschliche Anpassungsfähigkeit, das bzw. die für die Ausführung komplexerer Aufgaben erforderlich ist, zu duplizieren. Beispielsweise fehlt Robotern oftmals die Detailtiefe für die Steuerung und Flexibilität bei den ausgeführten Handlungen, um Abweichungen und Unklarheiten, die aus verschiedenen Faktoren aus der realen Welt hervorgehen können, zu berücksichtigen. Dementsprechend gibt es noch immer einen Bedarf nach verbesserten Techniken und Systemen zum Steuern und Handhaben verschiedener Aspekte der Roboter, um die Aufgaben trotz der verschiedenen Faktoren aus der realen Welt abzuschließen.
  • In der Verpackungsindustrie nutzen traditionelle Systeme systemunabhängige Packsimulatoren, um die Packsequenz/-anordnung vorher zu bestimmen. Die traditionellen Packsimulatoren verarbeiten Objektinformationen (z. B. Formen/Größen von Behältern), um Packpläne zu erzeugen. Die Packpläne können spezifische Positionen/Stellungen für die Platzierung der Objekte an Zielorten (z. B. Paletten, Tonnen, Körbe, Kisten usw.), spezifische Sequenzen für die Platzierung und/oder vorbestimmte Bewegungspläne vorgeben und/oder erfordern. Anhand der erzeugten Packpläne leiten die traditionellen Packsimulatoren Startanforderungen (z. B. Sequenzen und/oder Platzierungen für die Objekte) ab, die mit den Packplänen übereinstimmen oder diese ermöglichen. Da die Packpläne in traditionellen Systemen systemunabhängig entwickelt werden, sind die Pläne unabhängig von tatsächlichen Packvorgängen/-bedingungen, Objektankünften und/oder anderen Systemumsetzungen. Dementsprechend erfordert der gesamte Betrieb/die gesamte Umsetzung, dass die aufgenommenen Pakete (z. B. an der Start-/Aufnahmeposition) festen Sequenzen folgen, die mit den vorbestimmten Packplänen übereinstimmen. Demnach können sich traditionelle Systeme nicht an Abweichungen der empfangenen Pakete (z. B. andere Sequenz, Position und/oder Ausrichtung), unerwartete Fehler (z. B. Kollisionen und/oder verlorengegangene Stücke), Echtzeit-Packanforderungen (z. B. empfangene Aufträge) und/oder andere Echtzeit-Faktoren anpassen.
  • Traditionelle Systeme können Objekte gemäß festen vorbestimmten Plänen gruppieren und packen. Zum Beispiel können traditionelle Systeme Objekte (z. B. Kisten oder Behälter) gemäß einem vorbestimmten Bewegungsplan auf eine Palette übertragen und dort platzieren. Dadurch erfordern die traditionellen Systeme entweder, dass alle Objekte an einer Startposition eine gleiche Abmessung/Art aufweisen, und/oder, dass gemäß einer bekannten Sequenz auf diese zugegriffen wird. Zum Beispiel erfordern traditionelle Systeme, dass Objekte (z. B. mittels einer Fördervorrichtung) gemäß einer festen Sequenz an einer Aufnahmeposition ankommen. Außerdem erfordern die traditionellen Systeme beispielsweise, dass die Objekte an der Aufnahmeposition gemäß einer vorbestimmten Stellung an speziellen Positionen zu platzieren sind. Somit erfordern traditionelle Systeme einen oder mehrere Vorgänge, um die Objekte am Start (d. h. vor dem Packvorgang) gemäß der vorbestimmten Sequenz/Ausrichtung zu sortieren oder zu platzieren. Das Bereitstellen der Pakete in einer spezifischen Sequenz für den Roboter kann für Menschen eine aufwendige Aufgabe sein. Es gibt einige Maschine, z. B. einen Shuttle-Sequenzierungspuffer, die Pakete in eine Reihenfolge bringen, bevor sie zur weiteren Anordnung zum Roboter weitergeleitet werden. Diese Maschinen können jedoch sehr teuer sein, Wartungen erfordern und erhebliche Ressourcen verbrauchen, wie etwa Platz und Energie.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Veranschaulichung einer beispielhaften Umgebung, in der ein Robotersystem mit einem 3-dimensionalen Packmechanismus arbeiten kann.
    • 2 ist ein Blockdiagramm, welches das Robotersystem gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie veranschaulicht.
    • 3A ist eine Veranschaulichung von diskretisierten Objekten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie.
    • 3B ist eine Veranschaulichung einer diskretisierten Packplattform gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie.
    • 3C ist eine Veranschaulichung eines Platzierungsplanungsprozesses gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie.
    • Die 4A-4C sind Veranschaulichungen von Stapelregeln gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie.
    • 5A ist eine Veranschaulichung eines beispielhaften Stapelplans gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie.
    • 5B ist eine Veranschaulichung einer Stapelsequenz gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie.
    • 6 ist ein Ablaufdiagramm zum Betreiben des Robotersystems aus 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie.
    • 7 ist eine beispielhafte Umgebung, in der das Robotersystem arbeiten kann, um Pakete zur Platzierung auf einer Plattform unter Verwendung eines simulierten Stapelplans zu verarbeiten.
    • 8 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für verschiedene Phasen bei der Platzierung der verfügbaren Pakete an der Aufgabenposition in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht.
    • 9 ist ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zur Platzierung verfügbarer Pakete an einer Aufgabenposition unter Verwendung eines vorübergehenden Lagerbereichs in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen.
    • 10 ist ein Ablaufdiagramm eines Prozesses zur Platzierung der Pakete an einer Aufgabenposition von einem vorübergehenden Lagerbereich in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Hierin werden Systeme und Verfahren für ein Robotersystem mit 3-dimensionalem (3D) Packmechanismus beschrieben. Das Robotersystem (z. B. ein integriertes System von Vorrichtungen, das eine oder mehrere spezielle Aufgaben ausführt), das gemäß einigen Ausführungsformen konfiguriert ist, stellt eine verbesserte Pack- und Lagereffizienz bereit, indem optimale Lagerpositionen für Objekte (z. B. Pakete) abgeleitet und diese entsprechend gestapelt werden. In einem Beispiel kann das Robotersystem die Pakete basierend auf einem Stapelplan unabhängig von einer Reihenfolge, in der die Pakete dem Roboter bereitgestellt werden, an einem Ziel (z. B. auf Paletten, in Tonnen, Körben, Kisten usw.) organisieren. Der Stapelplan beinhaltet typischerweise eine Stapelsequenz oder eine Reihenfolge, in der die Pakete auf einer Palette zu platzieren sind, und zwar neben anderen Details, wie etwa spezifischen Platzierungspositionen/-stellungen der Pakete auf der Palette und/oder vorbestimmten Bewegungsplänen, die nachfolgend beschrieben sind. Das Robotersystem kann den Stapelplan zum Platzieren der Pakete auf der Palette umsetzen, ohne dass die Pakete dem Robotersystem in der Stapelsequenz bereitgestellt werden müssen.
  • Wenn die Pakete beispielsweise nacheinander auf einem Förderband an einer Startposition des Robotersystems ankommen, verarbeitet das Robotersystem jedes der Pakete zur Platzierung auf der Plattform. In einigen Ausführungsformen kann das Verarbeiten eines Pakets das Identifizieren von Attributen des Pakets, wie etwa der Form, Größe, Höhe, Breite, Länge und anderer physischer Abmessungen, und Lagern des Pakets in einem Lagerbereich, z. B. auf einem oder mehreren Lagerregalen, zur späteren Platzierung auf der Palette beinhalten. Wenn die Pakete im Lagerbereich gelagert werden, kann das Robotersystem eine Simulationsfunktion ausführen, um einen Stapelplan zur Platzierung der Pakete auf der Palette zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen wird die Simulationsfunktion parallel zum Verarbeiten der Pakete ausgeführt und kann kontinuierlich aktualisiert werden, z. B., wenn ein neues Paket verarbeitet wird. Wenn es zu einem Palettierungsauslöser kam, holt das Robotersystem die Pakete aus dem Lagerbereich und platziert sie gemäß dem Stapelplan auf der Palette. Bei dem Palettierungsauslöser kann es sich um einen von einem auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslöser, einem auf einer einheitlichen Schicht basierenden Auslöser, einem auf einer Lagerkapazität basierenden Auslöser oder das Empfangen eines Befehls für die Platzierungseinleitung handeln.
  • Durch das Verwenden eines vorübergehenden Lagerbereichs für das Lagern von Paketen, das Identifizieren von Paketen in Echtzeit und das Erzeugen eines Stapelplans für die Pakete in Echtzeit (z. B., wenn die Pakete an der Startposition ankommen) kann das Robotersystem die Notwendigkeit beseitigen, dass die Pakete (a) mit identifizierenden Attributen (z. B. unter Verwendung eines Barcodes) gekennzeichnet werden, bevor sie dem Robotersystem bereitgestellt werden, und (b) in einer Stapelsequenz aufgenommen werden, was auch den Bedarf nach Sequenziermaschinen beseitigt. Durch das Minimieren des Verbrauchs von Ressourcen und das Verbessern des Packmechanismus führen die offenbarten Ausführungsformen dadurch zu einem verbesserten Robotersystem.
  • Das hierin beschriebene Robotersystem kann die Packpläne während des Systembetriebs erzeugen. Das Robotersystem kann einen Echtzeit- und/oder dynamischen Packplan während des Systembetriebs basierend auf verschiedenen Echtzeit-Bedingungen erzeugen. Echtzeit-Bedingungen können derzeit bestehende oder fortdauernde Bedingungen beinhalten, wie etwa tatsächliche Startsequenzen/-positionen/-stellungen von Objekten, Objektbedingungen und/oder -anforderungen, Platzierungsanforderungen und/oder andere Echtzeit-Faktoren. Das Robotersystem kann die Packpläne in Echtzeit erzeugen, wie etwa als Reaktion auf ein auslösendes Ereignis (z. B. einen empfangenen Auftrag/eine empfangene Anfrage, einen Lieferplan und/oder eine Betreibereingabe) gemäß aktuellen/fortdauernden Bedingungen und Faktoren zum Zeitpunkt der Packplanverarbeitung. In einigen Ausführungsformen können die Packpläne dynamisch (z. B. nach anfänglichem Starten eines oder mehrerer Vorgänge, wie etwa des tatsächlichen Packvorgangs) erzeugt und/oder angepasst werden, wie etwa als Reaktion auf ein entsprechendes Ereignis (z. B. einen Zeitpunkt einer Neubewertung, einen Pack-/Steuerungsfehler, wie etwa eine Kollision oder ein verlorengegangenes Stück, und/oder Vorhandensein anderer dynamischer Bedingungen).
  • Im Gegensatz zu den traditionellen Systemen kann das hierin beschriebene Robotersystem die Platzierungspläne in Echtzeit gemäß aktuellen/aktiven Bedingungen (z. B. Startsequenzen/-positionen/-stellungen von Objekten, Objektbedingungen und/oder - anforderungen usw.) erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem den Packplan basierend auf einem Diskretisierungsmechanismus (z. B. einem Prozess, einer Schaltung, einer Funktion und/oder einer Routine) erzeugen. Zum Beispiel kann das Robotersystem den Diskretisierungsmechanismus verwenden, um physische Größen/Formen von Objekten und/oder Zielpositionen gemäß einer Diskretisierungseinheit (d. h. einem diskreten Bereich/Raum) zu beschreiben. Das Robotersystem kann diskretisierte Objektprofile, die die Diskretisierungseinheiten verwenden, um die erwarteten Objekte zu beschreiben, und/oder diskretisierte Zielprofile, die die Zielposition (z. B. Fläche oben auf der Palette und/oder einen Raum/eine untere Fläche innerhalb einer Tonne/eines Behälters/einer Kiste) beschreiben, erzeugen. Dementsprechend kann das Robotersystem einen durchgehenden Raum/Bereich der realen Welt in computerlesbare digitale Informationen umwandeln. Ferner können die diskretisierten Daten eine Reduzierung der Rechenkomplexität zum Beschreiben des Grundrisses des Pakets und zum Vergleichen verschiedener Paketplatzierungen ermöglichen. Zum Beispiel können die Paketabmessungen ganzen Zahlen von Diskretisierungseinheiten entsprechen, die zu einfacheren mathematischen Berechnungen führen, anstelle von Dezimalzahlen der realen Welt.
  • Das Robotersystem kann 2-dimensionale (2D) Platzierungspläne erzeugen und beurteilen. Das Robotersystem kann die 2D-Platzierungspläne auswählen, die eine oder mehrere Bedingungen/Regeln erfüllen, und die ausgewählten 2D-Platzierungspläne in dreidimensionale (3D) Abbildungsergebnisse umwandeln. Die 3D-Abbildungsergebnisse können die Höhen der 2D-Platzierungspläne, wie etwa gemäß den Höhenmessungen der Objekte, die in den 2D-Platzierungsplänen enthalten sind, und ihre relativen Positionen innerhalb der Schicht beschreiben. Das Robotersystem kann die 3D-Abbildungsergebnisse zur vertikalen Sortierung/Sequenzierung beurteilen, um die 3D-Platzierungspläne zu erzeugen, die die vertikale Sequenz für die 2D-Platzierungspläne beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem die 2D-/3D-Platzierungspläne für Objekte in einem anfänglichen Zustand (z. B., bevor Objekte in der Zielzone platziert werden) und/oder für Objekte, die in einem nicht gepackten Zustand bleiben (z. B., nachdem ein oder mehrere Objekte in der Zielzone platziert wurden), erzeugen. Einzelheiten zur Objektgruppierung und zu den Platzierungsplänen sind nachfolgend beschrieben.
  • Das nachfolgend beschriebene Robotersystem kann vereinfachte und optimierte Verarbeitungsarchitekturen/-sequenzen für eine Echtzeit-Umsetzung nutzen. Zum Beispiel kann das Robotersystem (z. B. über eine Rechenvorrichtung des Verbrauchers, wie etwa einen Desktop, einen Server usw.) den Packplan basierend auf dem Echtzeit-Bedarf (z. B. einem empfangenen Auftrag) und/oder der Echtzeit-Verfügbarkeit (z. B. einem Lieferplan von eingehenden Objekten und/oder derzeit verfügbaren Objekten) erzeugen, ohne die traditionelle Sequenziervorrichtung und den traditionellen Simulator zu verwenden. Bei der Verwendung ohne Systemabhängigkeit, wie etwa zum Austausch der traditionellen Sequenziervorrichtungen und Simulatoren, kann das Robotersystem die systemunabhängigen Packpläne unter Verwendung einer einfacheren und günstigeren Lösung bereitstellen.
  • Dementsprechend kann das Robotersystem die Effizienz, Geschwindigkeit und Genauigkeit für das Packen der Objekte basierend auf dem Anpassen an Echtzeit-Bedingungen verbessern. Zum Beispiel kann das hierin beschriebene System die Platzierungspläne erzeugen, die mit dem derzeitigen Bedarf (z. B. den empfangenen Aufträgen), dem aktuellen Status (z. B. der Position, Ausrichtung und/oder Quantität/Verfügbarkeit) von Paketen und/oder dem Echtzeit-Status von vorher gestapelten/platzierten Paketen übereinstimmen und/oder diese angehen. Demnach kann das Robotersystem Pakete aufnehmen und packen, die in/an verschiedenen unterschiedlichen/unerwarteten Mengen, Positionen, Ausrichtungen und/oder Sequenzen vorliegen.
  • Ferner kann das Robotersystem die Gesamtkosten durch Beseitigen des einen oder der mehreren Vorgänge, der einen oder mehreren Maschinen (z. B. Sequenzpuffer) und/oder der menschlichen Unterstützung, die in traditionellen Systemen notwendig wären, um die Objekte am Start und/oder für den Packvorgang (z. B. zur Fehlerbehandlung) zu sortieren oder platzieren, reduzieren.
  • In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche spezifische Details aufgeführt, um ein umfassendes Verständnis der vorliegend offenbarten Technologie zu ermöglichen. In anderen Ausführungsformen können die hier eingeführten Techniken ohne diese spezifischen Details umgesetzt werden. In anderen Fällen werden hinreichend bekannte Merkmale, wie etwa spezifische Funktionen oder Routinen, nicht ausführlich beschrieben, um die vorliegende Offenbarung nicht unnötig undeutlich zu machen. Bezugnahmen in dieser Beschreibung auf „eine Ausführungsform“ oder dergleichen bedeuten, dass ein/e bestimmte/s Merkmal, Struktur, Material oder Charakteristik, das bzw. die beschrieben ist, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten sind. Somit beziehen sich derartige Formulierungen in dieser Beschreibung nicht notwendigerweise allesamt auf die gleiche Ausführungsform. Andererseits schließen sich derartige Bezugnahmen auch nicht notwendigerweise gegenseitig aus. Des Weiteren können die bestimmten Merkmale, Strukturen, Materialien oder Charakteristika in einer oder mehreren Ausführungsformen auf eine beliebige geeignete Weise kombiniert werden. Es versteht sich, dass die in den Figuren gezeigten verschiedenen Ausführungsformen lediglich veranschaulichende Darstellungen sind und nicht unbedingt maßstabsgetreu sind.
  • Mehrere Details, die Strukturen oder Prozesse beschreiben, die hinreichend bekannt und oftmals mit Robotersystemen und -teilsystemen assoziiert sind, die jedoch einige signifikante Aspekte der offenbarten Techniken unnötig undeutlich machen können, sind der Einfachheit halber in der folgenden Beschreibung nicht dargelegt. Wenngleich die folgende Offenbarung mehrere Ausführungsformen verschiedener Aspekte der vorliegenden Technologie darlegt, können darüber hinaus mehrere andere Ausführungsformen andere Konfigurationen oder andere Komponenten als die in diesem Abschnitt beschriebenen aufweisen. Dementsprechend können die offenbarten Techniken andere Ausführungsformen mit zusätzlichen Elementen oder ohne mehrere der Elemente, die nachfolgend beschrieben sind, aufweisen.
  • Viele Ausführungsformen oder Aspekte der vorliegenden Offenbarung, die nachfolgend beschrieben sind, können die Form von computer- oder prozessorlesbaren Anweisungen annehmen, einschließlich Routinen, die von einem programmierbaren Computer oder Prozessor ausgeführt werden. Der Fachmann wird erkennen, dass die offenbarten Techniken an anderen Computer- oder Prozessorsystemen als den nachfolgend gezeigten und beschriebenen umgesetzt werden können. Die hierin beschriebenen Techniken können in einem Spezialcomputer oder einem Datenprozessor ausgeführt werden, der spezifisch dazu programmiert, konfiguriert oder konstruiert ist, eine oder mehrere der nachfolgend beschriebenen computerausführbaren Anweisungen auszuführen. Dementsprechend beziehen sich die Ausdrücke „Computer“ und „Prozessor“, wie hierin im Allgemeinen verwendet, auf einen beliebigen Datenprozessor und können Internetgeräte und tragbare Vorrichtungen beinhalten (darunter Palmtop-Computer, tragbare Computer, Mobiltelefone, Mehrprozessorsysteme, prozessorbasierte oder programmierbare Unterhaltungselektronik, Netzwerkcomputer, Minicomputer und dergleichen). Informationen, die von diesen Computern und Prozessoren verarbeitet werden, können auf einem beliebigen geeigneten Anzeigemedium, einschließlich einer Flüssigkristallanzeige (liquid crystal display - LCD), dargestellt werden. Anweisungen zum Ausführen von computer- oder prozessorausführbaren Aufgaben können in oder auf einem beliebigen geeigneten computerlesbaren Medium, einschließlich Hardware, Firmware oder einer Kombination aus Hardware und Firmware, gespeichert werden. Anweisungen können in einer beliebigen geeigneten Speichervorrichtung enthalten sein, einschließlich zum Beispiel eines Flash-Laufwerks und/oder eines anderen geeigneten Mediums.
  • Die Ausdrücke „gekoppelt“ und „verbunden“ samt deren Ableitungen können hierin verwendet werden, um strukturelle Beziehungen zwischen den Komponenten zu beschreiben. Es versteht sich, dass diese Ausdrücke nicht als Synonyme füreinander bestimmt sind. Vielmehr kann „verbunden“ in bestimmten Ausführungsformen verwendet werden, um anzugeben, dass zwei oder mehr Elemente in direktem Kontakt miteinander stehen. Sofern aus dem Kontext nicht anderweitig ersichtlich, kann der Ausdruck „gekoppelt“ verwendet werden, um anzugeben, dass zwei oder mehr Elemente entweder in direktem oder in indirektem Kontakt miteinander (mit anderen Zwischenelemente dazwischen) stehen oder dass die zwei oder mehr Elemente miteinander wirken oder interagieren (z. B. als eine Ursache-Wirkungs-Beziehung, wie etwa für die Signalübertragung/den Signalempfang oder für Funktionsaufrufe) oder beides.
  • Geeignete Umgebungen
  • 1 ist eine Veranschaulichung einer beispielhaften Umgebung, in der ein Robotersystem 100 mit einem Packmechanismus arbeiten kann. Das Robotersystem 100 kann eine oder mehrere Einheiten (z. B. Roboter) beinhalten und/oder mit diesen kommunizieren, die dazu konfiguriert sind, eine oder mehrere Aufgaben auszuführen. Aspekte des Packmechanismus können von den verschiedenen Einheiten praktiziert oder umgesetzt werden.
  • Für das in 1 veranschaulichte Beispiel kann das Robotersystem 100 eine Entladeeinheit 102, eine Übertragungseinheit 104 (z. B. einen Palettierungsroboter und/oder einen Stückaufnahmeroboter), eine Transporteinheit 106, eine Ladeeinheit 108 oder eine Kombination davon in einem Lager oder einem Verteil-/Versandzentrum beinhalten. Jede der Einheiten in dem Robotersystem 100 kann dazu konfiguriert sein, eine oder mehrere Aufgaben auszuführen. Die Aufgaben können nacheinander kombiniert werden, um einen Vorgang durchzuführen, der ein Ziel erreicht, wie etwa das Entladen von Objekten von einem Lastkraftwagen oder einem Lieferwagen und das Lagern dieser in einem Lager oder das Entladen von Objekten aus Lagerbereichen und Vorbereiten dieser für den Versand. In einem anderen Beispiel kann die Aufgabe das Platzieren der Objekte an einer Zielposition (z. B. oben auf einer Palette und/oder innerhalb einer Tonne/eines Korbs/einer Kiste/eines Behälters) beinhalten. Wie nachfolgend beschrieben, kann das Robotersystem Pläne (z. B. Platzierungspositionen/-ausrichtungen, Sequenz für das Übertragen der Objekte und/oder entsprechende Bewegungspläne) für das Platzieren und/oder Stapeln der Objekte ableiten. Jede der Einheiten kann dazu konfiguriert sein, eine Sequenz von Handlungen (z. B. Betreiben einer oder mehrerer Komponenten darin) auszuführen, um eine Aufgabe auszuführen.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Aufgabe das Steuern (z. B. das Bewegen und/oder Neuausrichten) eines Zielobjekts 112 (z. B. eines von den Paketen, Kisten, Behältern, Körben, Paletten usw., die der auszuführenden Aufgabe entsprechen) von einer Startposition 114 zu einer Aufgabenposition 116 beinhalten. Zum Beispiel kann die Entladeeinheit 102 (z. B. ein Containerentladeroboter) dazu konfiguriert sein, das Zielobjekt 112 von einer Position auf einem Träger (z. B. einem Lastkraftwagen) zu einer Position auf einem Förderband zu übertragen. Außerdem kann die Übertragungseinheit 104 dazu konfiguriert sein, das Zielobjekt 112 von einer Position (z. B. dem Förderband, einer Palette oder einer Tonne) zu einer anderen Position (z. B. einer Palette, einer Tonne usw.) zu übertragen. In einem anderen Beispiel kann die Übertragungseinheit 104 (z. B. ein Palettierungsroboter) dazu konfiguriert sein, das Zielobjekt 112 von einer Startposition (z. B. einer Palette, einem Aufnahmebereich und/oder einer Fördervorrichtung) zu einer Zielpalette zu übertragen. Beim Abschließen des Vorgangs kann die Transporteinheit 106 das Zielobjekt 112 von einem Bereich, der mit der Übertragungseinheit 104 assoziiert ist, zu einem Bereich, der mit der Ladeeinheit 108 assoziiert ist, übertragen, und die Ladeeinheit 108 kann das Zielobjekt 112 (z. B. durch Bewegen der Palette, die das Zielobjekt 112 trägt) von der Übertragungseinheit 104 zu einer Lagerposition (z. B. einer Position in den Fächern) übertragen. Einzelheiten bezüglich der Aufgabe und der assoziierten Handlungen sind nachfolgend beschrieben.
  • Zum Zwecke der Veranschaulichung ist das Robotersystem 100 im Kontext eines Versandzentrums beschrieben; jedoch versteht es sich, dass das Robotersystem 100 dazu konfiguriert sein kann, Aufgaben in anderen Umgebungen/zu anderen Zwecken auszuführen, wie etwa für die Herstellung, den Zusammenbau, das Verpacken, die Gesundheitspflege und/oder andere Arten von Automatisierung. Es versteht sich außerdem, dass das Robotersystem 100 andere Einheiten beinhalten kann, wie etwa Handhabungsvorrichtungen, Serviceroboter, modulare Roboter usw., die in 1 nicht gezeigt sind. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 zum Beispiel eine Depalettierungseinheit für das Übertragen der Objekte von Korbwägen oder Paletten auf Fördervorrichtungen oder andere Paletten, eine Containerwechseleinheit für das Übertragen der Objekte von einem Container auf einen anderen, eine Verpackungseinheit für das Einwickeln der Objekte, eine Sortiereinheit für das Gruppieren von Objekten gemäß einer oder mehreren Charakteristika davon, eine Stückaufnahmeeinheit für das unterschiedliche Steuern (z. B. Sortieren, Gruppieren und/oder Übertragen) der Objekte gemäß einer oder mehreren Charakteristika davon oder eine Kombination davon beinhalten.
  • Geeignetes System
  • 2 ist ein Blockdiagramm, welches das Robotersystem 100 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie veranschaulicht. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 (z. B. an einer/einem oder mehreren der Einheiten und/oder Roboter, wie vorstehend beschrieben) zum Beispiel elektronische/elektrische Vorrichtungen, wie etwa einen oder mehrere Prozessoren 202, eine oder mehrere Speichervorrichtungen 204, eine oder mehrere Kommunikationsvorrichtungen 206, eine oder mehrere Eingabe-/Ausgabevorrichtungen 208, eine oder mehrere Betätigungsvorrichtungen 212, einen oder mehrere Transportmotoren 214, einen oder mehrere Sensoren 216 oder eine Kombination davon beinhalten. Die verschiedenen Vorrichtungen können über drahtgebundene Verbindungen und/oder drahtlose Verbindungen aneinander gekoppelt sein. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 einen Bus, wie etwa einen Systembus, einen Peripheral-Component-Interconnect(PCI)-Bus oder PCI-Express-Bus, einen HyperTransport- oder Industry-Standard-Architecture(ISA)-Bus, einen Small-Computer-System-Interface(SCSI)-Bus, einen Universal-Serial-Bus (USB), einen IIC(I2C)-Bus oder einen Institute-of-Electrical-and-Electronics-Engineers(IEEE)-Standard-1394-Bus (auch als „Firewire“ bezeichnet), beinhalten. Beispielsweise kann das Robotersystem 100 auch Brücken, Adapter, Prozessoren oder andere signalbezogene Vorrichtungen zum Bereitstellen der drahtgebundenen Verbindungen zwischen den Vorrichtungen beinhalten. Die drahtlosen Verbindungen können zum Beispiel auf zellulären Kommunikationsprotokollen (z. B. 3G, 4G, LTE, 5G usw.), drahtlosen Local-Area-Network(LAN)-Protokollen (z. B. Wireless Fidelity (WIFI)), Peer-to-Peer- oder Vorrichtung-zu-Vorrichtung-Kommunikationsprotokollen (z. B. Bluetooth, Near Field Communication (NFC) usw.), Internet-der-Dinge(Internet of Things - loT)-Protokollen (z. B. NB-loT, LTE-M usw.) und/oder anderen drahtlosen Kommunikationsprotokollen basieren.
  • Die Prozessoren 202 können Datenprozessoren (z. B. zentrale Verarbeitungseinheiten (central processing units - CPUs), Spezialcomputer und/oder integrierte Server) beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Anweisungen (z. B. Software-Anweisungen), die in den Speichervorrichtungen 204 (z. B. Computerspeicher) gespeichert sind, auszuführen. In einigen Ausführungsformen können die Prozessoren 202 in einer separaten/eigenständigen Steuerung enthalten sein, die an die anderen in 2 veranschaulichten elektronischen/elektrischen Vorrichtungen und/oder den in 1 veranschaulichten Robotereinheiten wirkgekoppelt ist. Die Prozessoren 202 können die Programmanweisungen umsetzen, um andere Vorrichtungen zu steuern bzw. eine Schnittstelle damit zu bilden, wodurch das Robotersystem 100 dazu veranlasst wird, Handlungen, Aufgaben und/oder Vorgänge auszuführen.
  • Bei den Speichervorrichtungen 204 kann es sich um nichttransitorische computerlesbare Medien handeln, auf denen Programmanweisungen (z. B. Software) gespeichert sind. Einige Beispiele für die Speichervorrichtungen 204 beinhalten flüchtigen Speicher (z. B. Cache und/oder Direktzugriffsspeicher (random-access memory - RAM)) und/oder nichtflüchtigen Speicher (z. B. Flash-Speicher und/oder Magnetplatteneinheiten). Andere Beispiele für die Speichervorrichtungen 204 können tragbare Speichervorrichtungen und/oder Cloud-Speichervorrichtungen beinhalten.
  • In einigen Ausführungsformen können die Speichervorrichtungen 204 verwendet werden, um ferner Verarbeitungsergebnisse und/oder vorbestimmte Daten/Schwellenwerte zu speichern und Zugriff darauf bereitzustellen. Zum Beispiel können die Speichervorrichtungen 204 Masterdaten 252 speichern, die Beschreibungen von Objekten (z. B. Kisten, Behältern und/oder Produkten) beinhalten, die von dem Robotersystem 100 gesteuert werden können. In einer oder mehreren Ausführungsformen können die Masterdaten 252 eine Abmessung, eine Form (z. B. Vorlagen für mögliche Stellungen und/oder von Computern erzeugte Modelle für das Erkennen des Objekts in unterschiedlichen Stellungen), ein Farbschema, ein Bild, Identifizierungsinformationen (z. B. Barcodes, Quick-Response(QR)-Codes, Logos usw. und/oder erwartete Positionen davon), ein erwartetes Gewicht, andere physische/visuelle Charakteristika oder eine Kombination davon für die Objekte, die von dem Robotersystem 100 erwartungsgemäß zu steuern sind, beinhalten. In einigen Ausführungsformen können die Masterdaten 252 steuerungsbezogene Informationen bezüglich der Objekte beinhalten, wie etwa einen Massenmittelpunkt (center of mass - CoM) an jedem der Objekte, erwartete Sensormessungen (z. B. für Kraft-, Drehmoment-, Druck- und/oder Kontaktmessungen), die einer/einem oder mehreren Handlungen/Manövern entsprechen, oder eine Kombination davon. Außerdem können die Speichervorrichtungen 204 beispielsweise Objektverfolgungsdaten 254 speichern. In einigen Ausführungsformen können die Objektverfolgungsdaten 254 ein Protokoll von gescannten oder gesteuerten Objekten beinhalten. In einigen Ausführungsformen können die Objektverfolgungsdaten 254 Bildgebungsdaten (z. B. ein Bild, eine Punktwolke, eine Live-Videoübertragung usw.) der Objekte an einer oder mehreren Positionen (z. B. speziellen Aufnahme- oder Abgabepositionen und/oder Förderbänder) beinhalten. In einigen Ausführungsformen können die Objektverfolgungsdaten 254 Positionen und/oder Ausrichtungen der Objekte an der einen oder den mehreren Positionen beinhalten.
  • Die Kommunikationsvorrichtungen 206 können Schaltungen beinhalten, die dazu konfiguriert sind, über ein Netzwerk mit externen oder entfernen Vorrichtungen zu kommunizieren. Zum Beispiel können die Kommunikationsvorrichtungen 206 Empfänger, Sender, Modulatoren/Demodulatoren (Modems), Signaldetektoren, Signalcodierer/- decodierer, Verbindungsanschlüsse, Netzwerkkarten usw. beinhalten. Die Kommunikationsvorrichtungen 206 können dazu konfiguriert sein, elektrische Signale gemäß einem oder mehreren Kommunikationsprotokollen (z. B. dem Internetprotokoll (IP), den drahtlosen Kommunikationsprotokollen usw.) zu senden, zu empfangen und/oder zu verarbeiten. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Kommunikationsvorrichtungen 206 verwenden, um Informationen zwischen Einheiten des Robotersystems 100 auszutauschen und/oder Informationen (z. B. zum Zwecke der Berichterstattung, der Datenerfassung, der Analyse und/oder der Fehlerbehebung) mit Systemen oder Vorrichtungen außerhalb des Robotersystems 100 auszutauschen.
  • Die Eingabe-/Ausgabevorrichtungen 208 können Benutzerschnittstellenvorrichtungen beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Informationen an menschliche Bediener zu kommunizieren und/oder Informationen von diesen zu empfangen. Zum Beispiel können die Eingabe-/Ausgabevorrichtungen 208 eine Anzeige 210 und/oder andere Ausgabevorrichtungen (z. B. einen Lautsprecher, eine haptische Schaltung oder eine Tastrückmeldungsvorrichtung usw.) zum Kommunizieren von Informationen an den menschlichen Bediener beinhalten. Außerdem können die Eingabe-/Ausgabevorrichtungen 208 Steuer- oder Empfangsvorrichtungen beinhalten, wie etwa eine Tastatur, eine Maus, einen Touchscreen, ein Mikrofon, einen Benutzerschnittstellen(user interface - UI)-Sensor (z. B. eine Kamera für das Empfangen von Bewegungsbefehlen), eine tragbare Eingabevorrichtung usw. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Eingabe-/Ausgabevorrichtungen 208 verwenden, um mit den menschlichen Bedienern bei der Ausführung einer Handlung, einer Aufgabe, eines Vorgangs oder einer Kombination davon zu interagieren.
  • Das Robotersystem 100 kann physische oder strukturelle Elemente (z. B. Robotersteuerarme) beinhalten, die zur Bewegung an Gelenken verbunden sind (z. B. Rotations- und/oder Translationsverschiebungen). Die strukturellen Elemente und die Gelenke können eine kinetische Kette bilden, die dazu konfiguriert ist, einen Endeffektor (z. B. den Greifer) zu steuern, der dazu konfiguriert ist, eine oder mehrere Aufgaben (z. B. Greifen, Drehen, Schweißen usw.) in Abhängigkeit von der Verwendung/dem Betrieb des Robotersystems 100 auszuführen. Das Robotersystem 100 kann die Betätigungsvorrichtungen 212 (z. B. Motoren, Aktoren, Drähte, künstlichen Muskeln, elektroaktiven Polymere) beinhalten, die dazu konfiguriert sind, die strukturellen Elemente um ein entsprechendes Gelenk oder daran anzutreiben oder zu steuern (z. B. zu verschieben und/oder neu auszurichten). In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Transportmotoren 214 beinhalten, die dazu konfiguriert sind, die entsprechenden Einheiten/Gehäuse von Ort zu Ort zu transportieren.
  • Das Robotersystem 100 kann die Sensoren 216 beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Informationen zu erhalten, die verwendet werden, um die Aufgaben umzusetzen, wie etwa zum Steuern der strukturellen Elemente und/oder zum Transportieren der Robotereinheiten. Die Sensoren 216 können Vorrichtungen beinhalten, die dazu konfiguriert sind, eine oder mehrere physikalische Eigenschaften des Robotersystems 100 (z. B. einen Zustand, eine Bedingung und/oder eine Position von einem oder mehreren strukturellen Elementen/Gelenken davon) und/oder einer unmittelbaren Umgebung zu detektieren oder zu messen. Einige Beispiele der Sensoren 216 können Beschleunigungsmesser, Gyroskope, Kraftsensoren, Dehnungsmesser, Berührungssensoren, Drehmomentsensoren, Positionscodierer usw. beinhalten.
  • In einigen Ausführungsformen können die Sensoren 216 zum Beispiel eine oder mehrere Bildgebungsvorrichtungen 222 (z. B. visuelle und/oder Infrarotkameras, 2D- und/oder 3D-Bildaufnahmekameras, Abstandsmessvorrichtungen, wie etwa Lidar oder Radar usw.) beinhalten, die dazu konfiguriert sind, die unmittelbare Umgebung zu detektieren. Die Bildgebungsvorrichtungen 222 können Darstellungen der detektierten Umgebung erzeugen, wie etwa digitale Bilder und/oder Punktwolken, die durch Maschinen-/Computervision verarbeitet werden können (z. B. zur automatischen Inspektion, Roboterführung oder für andere Roboteranwendungen). Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben, kann das Robotersystem 100 (z. B. über die Prozessoren 202) das digitale Bild und/oder die Punktwolke verarbeiten, um das Zielobjekt 112 aus 1, die Startposition 114 aus 1, die Aufgabenposition 116 aus 1, eine Stellung des Zielobjekts 112, ein Konfidenzmaß bezüglich der Startposition 114 und/oder der Stellung oder eine Kombination davon zu identifizieren.
  • Zur Steuerung des Zielobjekts 112 kann das Robotersystem 100 (z. B. über die verschiedenen vorstehend beschriebenen Schaltungen/Vorrichtungen) ein Bild eines speziellen Bereichs (z. B. einer Aufnahmeposition, wie etwa innerhalb des Lastkraftwagens oder auf dem Förderband) erfassen und analysieren, um das Zielobjekt 112 und die Startposition 114 davon zu identifizieren. Gleichermaßen kann das Robotersystem 100 ein Bild eines anderen speziellen Bereichs (z. B. einer Ablageposition zum Platzieren von Objekten auf dem Förderband, einer Position zum Platzieren von Objekten innerhalb des Containers oder einer Position auf der Palette zum Stapeln) erfassen und analysieren, um die Aufgabenposition 116 zu identifizieren. Zum Beispiel können die Bildgebungsvorrichtungen 222 eine oder mehrere Kameras, die dazu konfiguriert sind, Bilder des Aufnahmebereichs zu erzeugen, und/oder eine oder mehrere Kameras, die dazu konfiguriert sind, Bilder des Aufgabebereichs (z. B. Ablagebereichs) zu erzeugen, beinhalten. Basierend auf den erfassten Bildern, wie nachfolgend beschrieben, kann das Robotersystem 100 die Startposition 114, die Aufgabenposition 116, die assoziierten Stellungen, einen Pack-/Platzierungsplan, eine Übertragungs-/Packsequenz und/oder andere Verarbeitungsergebnisse bestimmen. Einzelheiten bezüglich des Packalgorithmus sind nachfolgend beschrieben.
  • In einigen Ausführungsformen können die Sensoren 216 beispielsweise Positionssensoren 224 (z. B. Positionscodierer, Potentiometer usw.) beinhalten, die dazu konfiguriert sind, Positionen von strukturellen Elementen (z. B. den Roboterarmen und/oder den Endeffektoren) und/oder entsprechenden Gelenken des Robotersystems 100 zu detektieren. Das Robotersystem 100 kann die Positionssensoren 224 verwenden, um Positionen und/oder Ausrichtungen der strukturellen Elemente und/oder der Gelenke während der Ausführung der Aufgabe zu verfolgen.
  • Verarbeitung des Diskretisierungsmodells
  • 3A und 3B sind Veranschaulichungen von diskretisierten Daten, die verwendet werden, um Objekte gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie zu planen und zu packen. 3A veranschaulicht diskretisierte Objekte und 3B veranschaulicht eine diskretisierte Packplattform für das Packen von Objekten und Planen davon. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 aus 1 (z. B. über die Prozessoren 202 aus 2) durchgehende Flächen/Kanten von Objekten der realen Welt (z. B. Paketen, Paletten und/oder anderen Objekten, die mit der Aufgabe assoziiert sind) in diskrete Gegenstücke (z. B. Längeneinheiten und/oder Flächeneinheiten) abbilden. Außerdem kann das Robotersystem 100 diskretisierte Modelle/Darstellungen der erwarteten Objekte, die in den Masterdaten 252 aus 2 gespeichert sind, beinhalten.
  • In einigen Ausführungsformen, wie in 3A veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 diskretisierte Objektmodelle 302 verwenden, um Stapelplatzierungen von Objekten zu planen/abzuleiten. Die diskretisierten Objektmodelle 302 (in gepunkteten Linien gezeigt) können äußere physische Abmessungen, Formen, Kanten, Flächen oder eine Kombination davon (in durchgezogenen Linien gezeigt) für bekannte und/oder erwartete Objekte (z. B. Pakete, Kisten, Behälter usw.) gemäß einer Diskretisierungseinheit (z. B. einer Längeneinheit) darstellen. In einigen Ausführungsformen, wie in 3B veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 ein oder mehrere diskretisierte Plattformmodelle 304 verwenden, um Stapelplatzierungen von Objekten zu planen/abzuleiten. Die diskretisierten Plattformmodelle 304 können eine Platzierungsfläche (z. B. eine obere Fläche der Palette) gemäß der Diskretisierungseinheit darstellen. In einigen Ausführungsformen kann die Diskretisierungseinheit eine Länge beinhalten, die von einem Systembetreiber, einem System-Designer, einer vorbestimmten Eingabe/Einstellung oder einer Kombination davon voreingestellt wird.
  • In einigen Ausführungsformen können die diskretisierten Plattformmodelle 304 Draufsichten von einer oder mehreren Paletten mit Standardgröße (z. B. Paletten mit 1,1 m mal 1,1 m) beinhalten. Dementsprechend können die diskretisierten Plattformmodelle 304 pixelierten 2D-Darstellungen der oberen Flächen der Palette entlang einer horizontalen Ebene (z. B. der x-y-Ebene) gemäß einem von dem Robotersystem 100 verwendeten Rastersystem entsprechen. In einigen Ausführungsformen können die diskretisierten Objektmodelle 302 Draufsichten (z. B. x-y-Ebene, wie auf der linken Seite in 3A veranschaulicht) und/oder horizontale/Profilansichten (z. B. x-z-Ebene, wie auf der rechten Seite veranschaulicht) für die Objekte, die von dem Robotersystem 100 erwartet werden bzw. diesem bekannt sind, beinhalten. Dementsprechend können die diskretisierten Objektmodelle 302 pixelierten 2D-/3D-Darstellungen der Objekte entsprechen.
  • Als ein veranschaulichendes Beispiel kann das Robotersystem 100 Einheitspixel 310 (z.B. Polygone, wie etwa Quadrate, mit einer oder mehreren Abmessungen gemäß der Diskretisierungseinheit) verwenden, um Bereiche/Flächen von angezielten Objekten (z. B. über die diskretisierten Objektmodelle 302) und Beladeplattformen (z. B. über die diskretisierten Plattformmodelle 304) zu beschreiben. Dementsprechend kann das Robotersystem 100 die Objekte und die Beladeplattformen entlang den x-y-Achsen pixelieren. In einigen Ausführungsformen kann sich die Größe der Einheitspixel 310 (z. B. der Diskretisierungseinheit) gemäß den Abmessungen der Objekte und/oder Abmessungen der Beladeplattformen verändern. Die Größe der Einheitspixel 310 kann auch (z. B. über eine voreingestellte Regel/Gleichung und/oder eine Auswahl des Bedieners) eingestellt werden, um erforderliche Ressourcen (z. B. Rechenzeiten, erforderlichen Speicher usw.) mit der Packgenauigkeit abzustimmen. Wenn die Größe abnimmt, können beispielsweise die Rechenzeiten und die Packgenauigkeit zunehmen. Dementsprechend stellt die Diskretisierung der Packaufgaben (z. B. die Zielpakete und die Packplattformen) unter Verwendung einstellbarer Einheitspixel 310 eine erhöhte Flexibilität für das Palettieren der Pakete bereit. Das Robotersystem 100 kann einen Ausgleich zwischen den Rechenressourcen/der Rechenzeit und der Packgenauigkeit gemäß eindeutigen Szenarien, Mustern und/oder Umgebungen steuern.
  • Für die in 3A und 3B veranschaulichten Szenarien kann das Robotersystem 100 Objekte erwarten/verarbeiten, die einer ersten Paketart 321, einer zweiten Paketart 322, einer dritten Paketart 323, einer vierten Paketart 324 und/oder einer fünften Paketart 325 entsprechen. Das Robotersystem 100 kann die Pakete auf einer Platzierungspalette 340, die der Aufgabenposition 116 aus 1 entspricht, planen und platzieren/stapeln. Für die Platzierungsplanung kann das Robotersystem 100 die diskretisierten Objektmodelle 302, einschließlich eines ersten Objektmodells 331, eines zweiten Objektmodells 332, eines dritten Objektmodells 333, eines vierten Objektmodells 334 und/oder eines fünften Objektmodells 335, die jeweils die entsprechenden Pakete darstellen, unter Verwendung der Einheitspixel 310 erzeugen und/oder verwenden. Gleichermaßen kann das Robotersystem 100 das diskretisierte Plattformmodell 304 für die Platzierungspalette 340 unter Verwendung der Einheitspixel 310 erzeugen und/oder verwenden.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die tatsächliche Abmessung des Objekts aufrunden (z. B. für die diskretisierten Objektmodelle 302, wie etwa für das dritte Objektmodell 333 und/oder das vierte Objektmodell 334), sodass die Einheitspixel 310 sich über die tatsächlichen Umfangskanten des Objekts hinaus erstrecken. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die tatsächlichen Abmessungen der Plattformfläche abrunden (z. B. für die diskretisierten Plattformmodelle 304), sodass die Einheitspixel 310 sich überlappen und/oder in den tatsächlichen Umfangskanten des Objekts enthalten sind.
  • Basierend auf den diskretisierten Daten/Darstellungen kann das Robotersystem 100 einen Platzierungsplan 350 für das Platzieren/Packen der Pakete auf die Platzierungspalette 340 erzeugen. Der Platzierungsplan 350 kann geplante Positionen auf der Platzierungspalette 340 für die angezielten Pakete beinhalten. Das Robotersystem 100 kann den Platzierungsplan 350 für das Platzieren von einem oder mehreren von verfügbaren Paketen, die für das Beladen/Palettieren bestimmt sind, erzeugen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 den Platzierungsplan 350 für das Stapeln einer Reihe von Paketen von den verfügbaren Paketen (z. B. aufgenommenen Paketen und/oder ausgehenden beauftragten Paketen) erzeugen.
  • Das Robotersystem 100 kann den Platzierungsplan 350 gemäß einer Reihe von Platzierungsregeln, Platzierungsbedingungen, Parametern, Anforderungen usw. erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 den Platzierungsplan 350 basierend auf Paketen, die gemäß der Reihe gruppiert sind, wie etwa gemäß den Paketarten (z. B. Paketarten 321-325), den Pakethöhen, der vom Kunden festgelegten Priorität, der Zerbrechlichkeit (z. B. dem maximal unterstützten Gewicht, wie etwa für darauf gestapelte Pakete), dem Gewichtsbereich oder einer Kombination davon, erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 den Platzierungsplan 350 gemäß den Stapelbedingungen, wie z. B. Stapeln der größeren Pakete weiter weg von der Depalettierungseinheit, erzeugen. Andere Beispiele für die Platzierungsregeln, Bedingungen, Parameter, Anforderungen usw. können Paketabmessungen, kollisionsfreie Anforderung, Stapelstabilität, Gruppierungsbedingungen (z. B. Paketarten, Pakethöhen, Priorität usw.), Pakettrennungsanforderungen oder das Fehlen davon, Maximierung der insgesamt beladenen Pakete oder eine Kombination davon beinhalten. Einzelheiten zur Platzierungsplanung sind nachfolgend beschrieben.
  • Für das in 3B veranschaulichte Beispiel kann das Robotersystem 100 den 2D-Platzierungsplan (z. B. den Platzierungsplan 350) für eine Reihe von Paketen, die den Paketarten 321-325 entsprechen, erzeugen. Das Robotersystem 100 kann den Platzierungsplan 350 erzeugen, der drei Pakete der ersten Paketart 321, vier Pakete der zweiten Paketart 322, vier Pakete der dritten Paketart 323, fünf Pakete der vierten Paketart 324 und vier Pakete der fünften Paketart 325 platziert. Der Platzierungsplan 350 kann die Pakete gruppieren, um benachbarte Gruppierungen von Paketen mit ähnlicher Höhe (z. B. gleich oder innerhalb einer Schwellengrenze voneinander) zu maximieren. Dementsprechend kann das Robotersystem 100 die vier der zweiten Paketart 322 in einer Anordnung von 2x2 in der unteren linken Ecke der Platzierungspalette 340 gruppieren. Eine zweite Gruppierung von Paketen (z. B. den Paketen der ersten Paketart 321, der vierten Paketart 324 und der fünften Paketart 325) kann um die anfänglich platzierte Gruppe platziert werden. Dementsprechend können der durchgehende Flächenbereich für die erste Gruppierung (z. B. bei einer Höhe von vier Einheitspixeln 310) und der Flächenbereich für die zweite Gruppierung (z. B. bei einer Höhe von zwei Einheitspixeln 310) maximiert werden. Außerdem kann das Robotersystem 100 die Pakete der dritten Paketart 323 basierend auf einer oder mehreren Anforderungen, wie etwa Zerbrechlichkeit (z. B. die Anzahl an unterstützten Elementen einschränkend) und/oder Trennungsanforderungen, trennen. Gleichermaßen kann das Robotersystem 100 den 2D-Platzierungsplan gemäß Grenzanforderungen (z. B. einem oder mehreren der Einheitspixel 310 von der Kante der Platzierungspalette 340) erzeugen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 den Platzierungsplan 350 basierend auf einer 2D-Planung (z. B. x-y-Grundfläche, wie etwa Draufsicht) und/oder 3D-Planung (z. B. x-z- oder y-z-Grundfläche, wie etwa Profilansicht) erzeugen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 den Platzierungsplan 350 basierend auf iterativ ableitenden möglichen 2D-Platzierungen entlang der x-y-Ebene erzeugen, wobei die möglichen Platzierungen gemäß den Platzierungsregeln, -bedingungen usw. getestet werden, eine Platzierungsbewertung berechnet wird oder eine Kombination davon erfolgt. Das Robotersystem 100 kann den Platzierungsplan 350 basierend auf dem Auswählen des 2D-Platzierungsplans erzeugen, der die Platzierungsbewertung optimiert (z. B. am höchsten oder am niedrigsten). In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 den 2D-Platzierungsplan verwenden, um ferner einen 3D-Plan zu erzeugen (z. B. einen Stapelplan; in 3B nicht gezeigt). Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 den 3D-Platzierungsplan basierend auf dem Verwenden des 2D-Platzierungsplans als eine Schicht innerhalb eines Stapels erzeugen. Anders formuliert, kann das Robotersystem 100 die erzeugte 2D-Platzierung über/auf eine oder mehrere Schichten (z. B. andere 2D-Platzierungspläne) und/oder unter eine oder mehrere Schichten platzieren.
  • Als ein veranschaulichendes Beispiel kann das Robotersystem 100 Höhen der platzierten Objekte beim Ableiten der 2D-Pläne schätzen und berücksichtigen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Objekthöhen (z. B. diejenigen, die in den Masterdaten gespeichert sind) pixelieren, wie in 3D gezeigt. Außerdem kann das Robotersystem 100 die vorbestimmten Höhendaten des platzierten Objekts auf jedem der Einheitspixel, die von dem Objekt belegt sind, abbilden. Mit den auf jedem der Pixel abgebildeten Höhen leitet das Robotersystem 100 Platzierungsflächen des entstandenen 2D-Platzierungsplans 350 ab. Die Platzierungsflächen können jeweils einer abgeleiteten Fläche/Ebene entsprechen, die darauf platzierte Objekte aufweisen und stützen kann, wie etwa aufgrund gleicher oder ähnlicher Höhen von Objekten, die die abgeleitete Fläche bilden.
  • Das Robotersystem 100 kann Platzierungsflächen basierend auf dem Identifizieren von Gruppierungen von Einheitspixeln, die Höhenwerte aufweisen, die sich innerhalb eines Schwellenbereichs voneinander befinden, ableiten. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Platzierungsflächen basierend auf dem Identifizieren einer maximalen Höhe für den Platzierungsplan 350 ableiten. Basierend auf der maximalen Höhe kann das Robotersystem 100 die Einheitspixel in dem Platzierungsplan 350 mit Höhen, die einem Schwellenbereich von der maximalen Höhe entsprechen oder innerhalb von diesem liegen, identifizieren. Das Robotersystem 100 kann einen Umriss basierend auf sich verbindenden Ecken und/oder sich erstreckenden Kanten der äußersten/Umfangseinheitspixel mit geeigneten Höhen ableiten, um die Platzierungsfläche abzuleiten. Das Robotersystem 100 kann den Prozess für Regionen außerhalb der Platzierungsbereiche unter Verwendung von geringeren Höhen rekursiv wiederholen. Für das in 3B veranschaulichte Beispiel kann das Robotersystem 100 eine erste Platzierungsfläche 352, eine zweite Platzierungsfläche 354 und eine dritte Platzierungsfläche 356 ableiten. Die erste Platzierungsfläche 352 kann dem rechteckigen Bereich entsprechen, der in der unteren linken Ecke des Platzierungsplans 350 mit der maximalen Höhe von vier Einheitspixeln gezeigt ist. Die zweite Platzierungsfläche 354 kann dem umgebenden Bereich (mit gestrichelten Linien gezeigt) mit der Höhe von zwei Einheitspixeln entsprechen. Die dritte Platzierungsfläche 356 kann dem separaten Bereich auf der rechten Seite des Platzierungsplans 350 mit der Höhe von einem Einheitspixel entsprechen. Einzelheiten zur 2D- und 3D-Platzierungsplanung sind nachfolgend beschrieben.
  • 3C ist eine Veranschaulichung eines Platzierungsplanungsprozesses gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie. Das Robotersystem 100 kann (z. B. über den einen oder die mehreren Prozessoren 202 aus 2) den Platzierungsplan 350 aus 3B für eine Reihe von verfügbaren Paketen 362 ableiten. Die verfügbaren Pakete 362 können den Objekten entsprechen, die für einen ausgehenden Versand und/oder eine Lagerung gepackt werden müssen. Zum Beispiel können die verfügbaren Pakete 362 eingehenden Objekten, die über einen eingehenden Versand aufgenommen wurden, und/oder gelagerten Objekten, die für einen ausgehenden Versand beauftragt wurden, entsprechen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 einen Lieferplan, eine Auftragsliste usw. verwenden, um die verfügbaren Pakete 362 in Echtzeit zu identifizieren, wie etwa direkt als Reaktion auf das Empfangen des Plans, der Liste usw. (d. h. innerhalb einer Schwellendauer davon). Dementsprechend kann das Robotersystem 100 die identifizierten verfügbaren Pakete 362 verwenden, um den Platzierungsplan 350 in Echtzeit abzuleiten. Demnach kann das Robotersystem 100 Echtzeit-Bedingungen, -Verfügbarkeit und/oder -Notwendigkeiten verwenden, um den Platzierungsplan 350 abzuleiten, anstelle von systemunabhängigen Packsimulatoren, die eine hypothetische Anzahl/Reihe/Kombination von Paketen verwenden, um Pläne abzuleiten, die unabhängig von Echtzeit-Bedingungen angewandt werden. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 Vorrichtungen (z. B. einen oder mehrere der Prozessoren 202) verwenden, die sich an der Position zum Aufnehmen, Lagern und/oder Senden der Objekte befinden, wie etwa einem Versandzentrum und/oder einem Lager.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100, wie nachfolgend ausführlich erörtert, die verfügbaren Pakete 362 gruppieren und/oder sequenzieren. Das Robotersystem 100 kann die sortierte Reihe der verfügbaren Pakete 362 verwenden, um den Platzierungsplan 350 abzuleiten. Das Robotersystem 100 kann eindeutige Platzierungspositionen/-kombinationen für die verfügbaren Pakete 362 bestimmen und beurteilen, um den Platzierungsplan 350 abzuleiten. Anders formuliert, kann das Robotersystem 100 eine Reihe von möglichen Platzierungskombinationen 364 bestimmen und diese gemäß einer Reihe von vorbestimmten Anforderungen, Bedingungen, Gewichten, Kosten, anschließenden Auswirkungen oder einer Kombination davon beurteilen (z. B. bewerten). Basierend auf der Beurteilung kann das Robotersystem 100 eine Platzierungskombination auswählen, um den Platzierungsplan 350 abzuleiten.
  • In mindestens einer Ausführungsform kann das Robotersystem 100 den Platzierungsplan 350 unter Verwendung eines Algorithmus ableiten, der Platzierungen der sequenzierten Pakete iterativ beurteilt. Wie in 3C veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 beispielsweise mit der Ableitung beginnen, indem eine anfängliche Platzierung für das erste Paket bei den verfügbaren Paketen 362 bestimmt wird. Dementsprechend kann das Robotersystem 100 das entsprechende diskretisierte Objektmodell 302 aus 3A über dem diskretisierten Plattformmodell 304 aus 3B an einer anfänglichen Position (z. B. einer Ecke, einer mittleren Position und/oder einer anderen voreingestellten Position) überlappen. Das Robotersystem 100 kann übrige Pakete 372 basierend auf dem Entfernen des platzierten Pakets (z. B. des ersten Pakets) von den verfügbaren Paketen 362 verfolgen.
  • Basierend auf der anfänglichen Platzierung kann das Robotersystem 100 eine Reihe von möglichen Platzierungen für das zweite Pakete bei den verfügbaren Paketen 362 bestimmen. Das Robotersystem 100 kann die Reihe von möglichen Platzierungen gemäß einer vorbestimmten Regel, einem vorbestimmten Muster oder einer Kombination davon bestimmen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Platzierungspositionen gemäß einem Muster von Positionen relativ zu dem/den vorher platzierten Paket(en) (z. B. relativ zu dem/den vorher platzierten Paket(en)) bestimmen. Außerdem kann das Robotersystem 100 die Platzierungspositionen basierend auf einem minimalen/maximalen Trennungsabstand oder einem Fehlen davon, der zwischen einem oder mehreren der Pakete erforderlich ist, bestimmen. Ferner kann das Robotersystem 100 die Platzierungspositionen basierend auf dem Drehen des Pakets (d. h. dem entsprechenden diskretisierten Objektmodell 302) um ein vorbestimmtes Ausmaß, wie etwa 90 Grad, bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Platzierungsmöglichkeiten gemäß einem vorbestimmten Schwellenwert und/oder Muster einschränken. Ferner kann das Robotersystem 100 die übrigen Pakete 372 entsprechend aktualisieren.
  • Das Robotersystem 100 kann den vorstehend beschriebenen Prozess wiederholen und die verfügbaren Pakete 362 iterativ verarbeiten, bis eine Stoppbedingung erreicht ist. Einige Beispiele für die Stoppbedingung können darstellen, dass alle Pakete platziert wurden (d. h. die übrigen Pakete 372 leer sind), die Platzierungen nicht verbessert werden können (z. B. gleiche Beurteilung wie die vorherige Stufe/Wiederholung), keine Pakete mehr über dem diskretisierten Plattformmodell 304 platziert werden können, oder eine Kombination davon.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die möglichen Platzierungen und die entsprechenden möglichen Platzierungskombinationen 364 mit einem Suchbaum 374 verfolgen. Eine Wurzel des Suchbaums 374 kann der anfänglichen Platzierung entsprechen und jede Ebene oder Stufe kann mögliche Platzierungen des nachfolgenden Pakets bei den verfügbaren Paketen 362 beinhalten. Die unterschiedlichen Gruppen können verbunden werden, um einen Zweig zu bilden, der einer eindeutigen Kombination von Platzierungen für die Reihe von Paketen entspricht.
  • Für mögliche Platzierungen jedes Pakets kann das Robotersystem 100 redundante Grundrisse identifizieren und beseitigen (z. B. durch „X“ in 3C dargestellt). Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 bei jeder Stufe des Suchbaums 374 die entstandenen Grundrisse der möglichen Platzierungspositionen/-kombinationen vergleichen (z. B. überlagern). Basierend auf dem Vergleich kann das Robotersystem 100 Duplikate der entstandenen Grundrisse beseitigen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 ferner vertauschte, gedrehte und/oder gespiegelte Versionen der entstandenen Grundrisse vergleichen, um zugehörige Duplikate zu beseitigen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 einen Grundriss um 90 Grad drehen und/oder den Grundriss an einer oder mehreren Spiegelachsen (z. B. einer diagonalen Linie, die sich über gegenüberliegende Ecken erstreckt, eine Winkelhalbierende, die sich entlang x- und/oder y-Richtungen erstreckt, oder einer Kombination davon) vertauschen und diesen mit anderen Grundrissen vergleichen.
  • Außerdem kann das Robotersystem 100 für mögliche Platzierungen jedes Pakets Platzierungen, die eine oder mehrere Anforderungen/Einschränkungen missachten, identifizieren und beseitigen. Ein Beispiel für die Anforderungen/Einschränkungen kann auf Kollisionswahrscheinlichkeiten basieren. Das Robotersystem 100 kann einen Anfahrtsweg für jede Platzierungsposition und eine entsprechende Kollisionswahrscheinlichkeit gemäß dem bereits bestehenden Grundriss, einer oder mehreren Abmessungen der Pakete, einer Position des Übertragungsroboters, einem vorherigen Ereignis oder einem vorherigen Verlauf oder einer Kombination davon berechnen. Das Robotersystem 100 kann die Platzierungen, bei denen die Kollisionswahrscheinlichkeit einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, beseitigen. Ein weiteres Beispiel für die Anforderungen/Einschränkungen kann ein unterstütztes Gewicht für das Stapeln (z. B. Platzieren direkt auf/über einem oder mehreren stützenden Paketen) des Pakets sein. Für eines oder mehrere der Pakete unter der Platzierungsposition kann das Robotersystem 100 ein Stützgewicht (d. h. ein kombiniertes Gewicht von Paketen oder Teilen davon direkt darüber) basierend auf dem Gewicht des platzierten Pakets berechnen. Das Robotersystem 100 kann die Platzierungen, bei denen das Stützgewicht eine Zerbrechlichkeitsanforderung (z. B. ein maximal unterstütztes Gewicht) für eines oder mehrere der Pakete unter der Platzierungsposition missachtet (z. B. überschreitet oder sich innerhalb eines Schwellenbereichs davon befindet), beseitigen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Platzierungskombinationen 364 unter Verwendung einer Prioritätswarteschlange 376 (z. B. einer Bergstruktur usw.) verfolgen und/oder beurteilen. Die Prioritätswarteschlange 376 kann die Platzierungskombinationen 364 gemäß einer Sequenz von Präferenzen sortieren. Das Robotersystem 100 kann jede der Platzierungskombinationen 364 gemäß einem oder mehreren vorbestimmten Kriterien beurteilen oder bewerten. Die Kriterien können eine oder mehrere Kosten in Verbindung mit bereits platzierten Elementen und/oder eine oder mehrere heuristische Bewertungen in Verbindung damit, wie die derzeitige Platzierung zukünftige Platzierungen oder Möglichkeiten beeinflusst, beinhalten.
  • Ein Beispiel für die Kriterien kann die Maximierung der Grundrissdichte beinhalten. Das Robotersystem 100 kann die Grundrissdichte für einen Außenumfang 382 für eine Gruppierung von Paketen berechnen. In einigen Ausführungsformen kann der Außenumfang 382 basierend auf freiliegenden Kanten/Außenumfangskanten der Gruppierung der Pakete bestimmt werden. Das Robotersystem 100 kann ferner umgebende/zugehörige Bereiche umschließen, indem es zwei oder mehr Kanten verlängert und einen Schnittpunkt findet und/oder indem es eine Linie zieht, die eine oder mehrere Ecken des Grundrisses verbindet. Das Robotersystem 100 kann die Grundrissdichte als Verhältnis zwischen einem tatsächlichen belegten Bereich 384 (z. B. einer Anzahl an Einheitspixeln 310, die dem schattierten Bereich entsprechen) und einem leeren Bereich 386 (z. B. einer Anzahl an Einheitspixeln 310, die den umschlossenen/zugehörigen Bereichen entsprechen) berechnen. Das Robotersystem 100 kann dazu konfiguriert sein, Platzierungspläne, die den leeren Bereich 386 minimieren, zu bevorzugen (z. B. durch Zuweisen einer höheren/niedrigeren Punktzahl).
  • Stapelregeln
  • Die 4A-4C sind Veranschaulichungen von Stapelregeln gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie. Das Robotersystem 100 kann die Stapelregeln verwenden, um Pakete übereinander zu platzieren, wie etwa zum Stapeln/Platzieren einer oder mehrerer Schichten von Paketen über einer oder mehreren anderen Schichten von Paketen. Das Robotersystem 100 kann die Stapelregeln verwenden, um die Stabilität der gestapelten Pakete zu verbessern und zu verhindern, dass Pakete während der Bewegung der Palette verrutschen und/oder Kippen. Zum Zwecke der Veranschaulichung zeigen die 4A-4C ein oberes Paket 452, das sich direkt über einem oder mehreren stützenden Paketen 454 befindet und von diesen gestützt wird (z. B. diese direkt berührt).
  • 4A veranschaulicht eine Horizontalversatzregel 402, die verwendet wird, um 3D-Platzierungen zu erzeugen (z. B. den 3D-Platzierungsplan 350). Die Horizontalversatzregel 402 kann eine Regulierung, eine Anforderung oder eine Kombination davon zum Steuern horizontaler Versätze von vertikalen Kanten/Flächen zwischen gestapelten Elementen beinhalten. Zum Beispiel kann die Horizontalversatzregel 402 auf einer Überlappungsanforderung 422, einer Überstandsanforderung 424 oder einer Kombination davon basieren. Die Überlappungsanforderung 422 kann einen Mindestbetrag (z. B. einen Prozentsatz oder ein Verhältnis von Länge, Breite und/oder Flächenbereich) der Überlappung zwischen den gestapelten Paketen beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann die Überlappungsanforderung 422 erfordern, dass ein Mindestbetrag der horizontalen Abmessung/des horizontalen Flächenbereichs des oberen Pakets 452 mit der/dem des stützenden Pakets 454 überlappt. Die Überstandsanforderung 424 kann einen Mindestbetrag (z. B. einen Prozentsatz oder ein Verhältnis von Länge, Breite und/oder Flächenbereich) des Überstands beinhalten, wie etwa einen Teil des oberen Pakets 452, der sich horizontal über eine Umfangskante/Fläche des stützenden Pakets 454 hinaus erstreckt.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Horizontalversatzregel 402 auf Gewicht, Abmessung und/oder Massenmittelpunkt (CoM) 412 basieren. Zum Beispiel können die Überlappungsanforderung 422 und/oder die Überstandsanforderung 424 auf den CoM-Positionen 412 basieren, wie etwa zum Beurteilen eines Abstands zwischen den CoM-Positionen 412 des oberen Pakets 452 und des stützenden Pakets 454 relativ zu einem Abstand zwischen der oberen CoM-Position und einer horizontalen Kante/Fläche des stützenden Pakets 454 und/oder eines Überstandabstands (z. B. eines Maßes entlang einer horizontalen Richtung eines Teils des oberen Pakets 452, der sich über (eine) Umfangskante(n) des stützenden Pakets 454 hinaus erstreckt). In einigen Ausführungsformen kann die Horizontalversatzregel 402 auf einer CoM-Versatzanforderung 426 basieren, die erfordert, dass sich die CoM-Positionen 412 der oberen Pakete 452 und der stützenden Pakete 454 innerhalb eines Schwellenwerts befindet. Der Schwellenwert kann einen vorbestimmten Abstand, eine Schwellengrenze für ein Verhältnis zwischen dem Versatzabstand zwischen den CoM-Positionen 412 relativ zu einer horizontalen Abmessung, einen Überstandsabstand, einen überlappten Abstand oder eine Kombination davon beinhalten.
  • 4B veranschaulicht eine Stütztrennungsregel 404, die verwendet wird, um 3D-Platzierungen zu erzeugen (z. B. einen Stapelplan). Die Stütztrennungsregel 404 kann eine Regulierung, eine Anforderung oder eine Kombination davon zum Steuern eines horizontalen Trennungsabstands 414 zwischen den stützenden Paketen 454 beinhalten. Der horizontale Trennungsabstand 414 kann einem horizontalen Abstand zwischen Umfangsflächen/-kanten von benachbarten stützenden Paketen 454 entsprechen. In einigen Ausführungsformen kann die Stütztrennungsregel 404 ferner auf Positionen und/oder Beträgen von überlappenden Flächen zwischen dem oberen Paket 452 und den stützenden Paketen 454 basieren. Zum Beispiel kann die Stütztrennungsregel 404 erfordern, dass der horizontale Trennungsabstand 414 um einen vorbestimmten Prozentsatz größer ist als Überstandsabstände. Außerdem kann die Stütztrennungsregel 404 erfordern, dass sich der horizontale Trennungsabstand 414 unter die CoM-Position 412 des oberen Pakets 452 erstreckt.
  • 4C veranschaulicht eine Vertikalversatzregel 406, die verwendet wird, um 3D-Platzierungen zu erzeugen (z. B. den 3D-Platzierungsplan 350). Die Vertikalversatzregel 406 kann eine Regulierung, eine Anforderung oder eine Kombination davon zum Steuern einer Stützhöhendifferenz 416 zwischen vertikalen Positionen der stützenden Pakete 454 beinhalten. Die Stützhöhendifferenz 416 kann einem vertikalen Abstand zwischen oberen Teilen von entsprechenden stützenden Paketen 454 entsprechen, wie etwa für Teile, die das obere Paket 452, das über den entsprechenden stützenden Paketen 454 platziert ist, wahrscheinlich berühren. In einigen Ausführungsformen kann die Vertikalversatzregel 406 erfordern, dass die Stützhöhendifferenz 416 unter einer vorbestimmten Schwellenanforderung für das Stapeln eines oder mehrerer Pakete auf die stützenden Pakete 454 liegt. In einigen Ausführungsformen kann die Stütztrennungsregel 404 basierend auf der Schichthöhe variieren. Wenn beispielsweise das obere Paket 452 (z. B. das gestützte Paket) Teil der obersten Schicht ist, kann die Einschränkung für die Stützhöhendifferenz 416 größer sein als für die unteren Schichten.
  • Das Robotersystem 100 kann Stapelpläne (z. B. eine 3D-Kombination von mehreren 2D-Platzierungsplänen) gemäß den Stapelregeln erzeugen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die 2D-Platzierungspläne (z. B. den Platzierungsplan 350 aus 3B) gemäß Höhenanforderungen (z. B. zum Halten der Höhen der Paketgruppierungen innerhalb eines Schwellenabstands) erzeugen. Anschließend kann das Robotersystem 100 die Stapelpläne basierend auf einem vertikalen Überlappen (z. B. Stapeln) der 2D-Platzierungspläne erzeugen.
  • Stapelsequenz
  • 5A ist eine Veranschaulichung eines Beispiels für einen Stapelplan 502 (z. B. einen Plan, der eine 3D-Abbildung der verfügbaren Pakete darstellt, und/oder die Platzierungspläne 350, die Schichten innerhalb der 3D-Abbildung entsprechen) gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie. Zum Zwecke der Veranschaulichung ist der Stapelplan 502 mit einer ersten Schicht 512, einer zweiten Schicht 514 und einer dritten Schicht 516 für einen ersten Stapel 520 der Pakete veranschaulicht (z. B. mindestens der Pakete 1-1 bis 1-4, 2-1 bis 2-2 und 3-1 bis 3-3). Jede der ersten Schicht 512, der zweiten Schicht 514 und der dritten Schicht 516 kann ein Teil des Platzierungsplans 350 sein. Die erste Schicht 512 kann sich auf der Unterseite befinden, sodass die Pakete (z. B. mindestens die Pakete 1-1, 1-2, 1-3 und 1-4) darin die Platzierungspalette 340 direkt berühren. Die Pakete (z. B. mindestens die Pakete 2-1 und 2-2) in der zweiten Schicht 514 können sich direkt auf der ersten Schicht 512 (d. h. direkt Kontakt damit aufweisen) und darüber befinden. Gleichermaßen können sich die Pakete (z. B. mindestens die Pakete 3-1 und 3-2) der dritten Schicht 516 direkt auf der zweiten Schicht 514 befinden und diese berühren.
  • Wie nachfolgend erörtert, kann das Robotersystem 100 jede der Schichten getrennt planen, während vertikale Parameter (z. B. unterstütztes Gewicht, Schichthöhe usw.) berücksichtigt werden. Bei dem Erzeugen des Stapelplans 502 kann das Robotersystem 100 die getrennten Schichten gemäß den vertikalen Parameter und/oder den Stapelregeln vertikal kombinieren und/oder sequenzieren. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Schichten gemäß einer vertikalen Platzierung der Pakete planen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die erste Schicht 512 derart erzeugen, dass sie alle Pakete beinhaltet, die die Platzierungspalette 340 direkt berühren, wie etwa die unteren zwei Pakete in einem zweiten Stapel 522 beinhaltend. Außerdem kann das Robotersystem 100 das mit „3-3“ gekennzeichnete Paket als Teil der zweiten Schicht 514 planen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Schichten neu planen und/oder anpassen (z. B. Platzierungsplan 350), wenn der Stapelplan 502 erzeugt wird. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Schichten anpassen, um die Stapel-/Platzierungssequenz zu vereinfachen. Wie in 5A veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 die Schichten derart anpassen, dass der zweite Stapel 522 als separater Stapel anzusehen ist (d. h. von der ersten, zweiten und dritten Schicht 512-516 getrennt). Dementsprechend kann das Robotersystem 100 dazu imstande sein, die Pakete des zweiten Stapels 522 getrennt/unterschiedlich von den Schichten des ersten Stapels 520 zu planen und/oder zu stapeln.
  • Außerdem kann das Robotersystem 100 in einigen Ausführungsformen größere Pakete, die der Übertragungseinheit 104 aus 1 (z. B. dem Palettierungsroboter) am nächsten sind, zu einer höheren Schicht bewegen, um die Stapelsequenz zu vereinfachen. Unter der Annahme, dass sich die Übertragungseinheit 104 rechts von der in 5A veranschaulichten Platzierungspalette 340 befindet, kann das Paket „3-3“ zu einem Hindernis werden (d. h. aufgrund seiner Höhe), wenn es vor den mit „3-1“ und „3-2“ gekennzeichneten Paketen platziert wird. Dementsprechend kann das Robotersystem 100 die Schichten derart anpassen, dass das „3-3“-Paket Teil einer höheren Schicht (z. B. der dritten Schicht 516 anstelle der zweiten Schicht 512) ist. Infolgedessen kann, wenn das Robotersystem 100 die Pakete gemäß den Schichten platziert, das „3-3“-Paket nach dem „3-1“- und dem „3-2“-Paket platziert werden.
  • In anderen alternativen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Stapel- oder Platzierungssequenzen basierend auf dem Analysieren des Stapelplans 502 getrennt berechnen, ohne dass es an die Schichten gebunden ist. Zum Zwecke der Erörterung ist 5B eine Veranschaulichung einer Stapelsequenz 530 (z. B. einer Identifizierung einer Platzierungsreihenfolge für die verfügbaren Pakete), die nicht an das Stapeln der Pakete gemäß den Schichten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie gebunden ist. Die Stapelsequenz 530 kann zum Platzieren eines gestapelten Pakets 532 über einem stützenden Paket und horizontal zwischen zwei Endpaketen dienen. Die Stapelsequenz 530 kann derart sein, dass das (mit „1“ gekennzeichnete) Paket, das sich am weitesten weg von der Übertragungseinheit 104 (in 5B nicht veranschaulicht, der Annahme nach rechts der Platzierungspalette 340 befindlich) befindet, zuerst platziert werden kann und das zweite (mit „2“ gekennzeichnete) Paket anschließend auf der Platzierungspalette 340 platziert wird. Das Robotersystem 100 kann die Stapelsequenz 530 derart berechnen, dass das gestapelte (mit „3“ gekennzeichnete) Paket 532 vor (z. B. als drittes von) einem der (mit „4“ gekennzeichneten) Endpakete 534 platziert wird. Wie vorstehend erörtert, kann das Robotersystem 100 die Stapelsequenz 530 basierend auf dem Anpassen des einen der Endpakete 534, um zu einer zweiten Schicht mit dem gestapelten Paket 532 zu gehören, oder basierend auf dem unabhängigen Berechnen der Stapelreihenfolge anhand des Stapelplans 502 berechnen.
  • Betriebsablauf
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren 600 zum Betreiben des Robotersystems 100 aus 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Technologie. Das Verfahren 600 kann zum Erzeugen von 2D-/3D-Packplänen für das Platzieren von Paketen (z. B. Behältern und/oder Kisten) auf eine Plattform (z. B. eine Palette) und/oder zum für das entsprechende Platzieren der Pakete dienen. Das Verfahren 600 kann basierend auf dem Ausführen der Anweisungen, die auf einer oder mehreren der Speichervorrichtungen 204 aus 2 gespeichert sind, mit einem oder mehreren der Prozessoren 202 aus 2 umgesetzt werden.
  • Bei Block 602 kann das Robotersystem 100 eine Paketreihe (z. B. die verfügbaren Pakete 362 aus 3C) und ein Ziel (z. B. die Aufgabenposition 116 aus 1, wie etwa eine Palette und/oder einen Container für das Aufnehmen der Pakete) identifizieren. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Paketreihe identifizieren, um die verfügbaren Pakete 362 darzustellen, einschließlich der Pakete, die für das Packen zur Verfügung stehen, sich an einem Start befinden, zur Platzierung festgelegt sind und/oder in einem Auftrag/einer Anforderung/einem Plan aufgeführt sind. Außerdem identifiziert das Robotersystem 100 eine Größe oder eine Abmessung eines Bereichs (z. B. einer oberen Ladefläche der Palette, wie etwa der Platzierungspalette 340 aus FGI. 3) der Aufgabenposition 116, in dem die Pakete platziert werden können. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 eine Größe, eine Abmessung, eine Art oder eine Kombination davon für eine Palette identifizieren.
  • Bei Block 604 kann das Robotersystem 100 diskretisierte Modelle (z. B. die diskretisierten Objektmodelle 302 aus 3A und/oder die diskretisierten Plattformmodelle 304 aus 3B) erzeugen und/oder darauf zugreifen, die der Paketreihe entsprechen und die verfügbaren Pakete 362 und/oder die Aufgabenposition 116 darstellen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 (z. B. in Echtzeit, wie etwa nach dem Empfangen des Auftrags und/oder vor dem Beginn des Packvorgangs, oder systemunabhängig) die diskretisierten Modelle basierend auf dem Unterteilen physischer Abmessungen der Objekte und/oder des Plattformbereichs (z. B. der oberen Fläche der Palette gemäß dem Einheitspixel 310 aus 3B) erzeugen. Das Einheitspixel 310 kann vorbestimmt werden (z. B. von einem Hersteller, einem auftraggebenden Kunden und/oder einem Betreiber), wie etwa 1 Millimeter (mm) oder 1/16 Zoll (in) oder größer (z. B. 5 mm oder 20 mm). In einigen Ausführungsformen kann das Einheitspixel 310 (z. B. als Prozentsatz oder Bruchteil) auf einer Abmessung oder einer Größe von einem oder mehreren der Pakete und/oder der Plattform basieren.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 auf die diskretisierten Modelle zugreifen, die in den Speichervorrichtungen 204 und/oder einer anderen Vorrichtung (z. B. einer Speichervorrichtung, einer Datenbank und/oder einem Server eines Paketlieferanten, auf die bzw. den über die Kommunikationsvorrichtungen 206 aus 2 zugegriffen wird) gespeichert sind. Das Robotersystem 100 kann auf die vorbestimmten diskretisierten Modelle zugreifen, die die verfügbaren Pakete 362 und/oder die Aufgabenposition 116 darstellen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 auf die diskretisierten Objektmodelle 302 zugreifen, die den verfügbaren Paketen 362 entsprechen, indem die Masterdaten 252 aus 2 (z. B. eine vorbestimmte Tabelle oder eine Nachschlagetabelle) hinsichtlich der verfügbaren Pakete und ihrer entsprechenden Modelle durchsucht werden. Gleichermaßen kann das Robotersystem 100 auf das diskretisierte Plattformmodell 304 zugreifen, welches die Plattform, wie etwa die identifizierte Palette, darstellt, auf der die verfügbaren Pakete zu platzieren sind.
  • Bei Block 606 kann das Robotersystem 100 Paketgruppierungen (z. B. Untergruppierungen der verfügbaren Pakete) bestimmen. Das Robotersystem 100 kann die Paketgruppierungen basierend auf den verfügbaren Paketen 362 für das Platzieren dieser auf der identifizierten Plattform (z. B. der Platzierungspalette 340) bestimmen. Das Robotersystem 100 kann die Paketgruppierungen gemäß Ähnlichkeiten und/oder Mustern in einer oder mehreren Charakteristika der verfügbaren Pakete 362 bestimmen. In einigen Ausführungsformen, wie in Block 621 veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 die Paketgruppierung durch Gruppieren der verfügbaren Pakete 362 gemäß Gruppierungsbedingungen/-anforderungen bestimmen. Einige Beispiele für die Gruppierungsbedingungen/-anforderungen können eine Paketpriorität (z. B. wie durch einen oder mehrere Kunden festgelegt), eine Zerbrechlichkeitseinstufung (z. B. ein maximales Gewicht, das von dem Paket gestützt werden kann), ein Gewicht, eine Paketabmessung (z. B. eine Pakethöhe), eine Paketart oder eine Kombination davon beinhalten. Bei der Gruppierung der verfügbaren Pakete 362 kann das Robotersystem 100 die Masterdaten 252 hinsichtlich der verschiedenen Charakteristika der verfügbaren Pakete 362 durchsuchen, die mit den Gruppierungsbedingungen/-anforderungen übereinstimmen.
  • Bei Block 608 kann das Robotersystem 100 eine Verarbeitungsreihenfolge (z. B. eine Sequenz für das Berücksichtigen/Ableiten der Platzierungspositionen) für die verfügbaren Pakete 362 und/oder die Gruppierungen davon (d. h. die Paketgruppierungen) berechnen. In einigen Ausführungsformen, wie bei Block 622 veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 die Verarbeitungsreihenfolge gemäß einer oder mehreren Sequenzierungsbedingungen/-anforderungen berechnen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Platzierungsplanung der Paketgruppierungen gemäß einer Anzahl an Paketen innerhalb jeder der Gruppierungen priorisieren, um etwa die Paketgruppierungen mit größerer Anzahl an Paketen früher in der Platzierungsplanung zu verarbeiten. In einigen Ausführungsformen können die Sequenzierungsbedingungen die Gruppierungsbedingungen überlappen, wie etwa für die Gewichtsbereiche, die Zerbrechlichkeitseinstufungen usw. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Verarbeitung der schwereren und/oder der weniger zerbrechlichen Pakete für eine frühe Verarbeitung und/oder für die Platzierung in unteren Schichten priorisieren.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Platzierungsplanung gemäß einem kombinierten horizontalen Bereich priorisieren. Das Robotersystem 100 kann Flächenbereiche von oberen Flächen der Pakete in den Gruppierungen unter Verwendung von Informationen, die in den Masterdaten 252 festgelegt sind, berechnen (z. B. durch Multiplizieren entsprechender Breiten und Längen) oder darauf zugreifen. Bei dem Berechnen des kombinierten horizontalen Bereichs kann das Robotersystem 100 die Flächenbereiche von Paketen mit der gleichen Art und/oder Höhe innerhalb eines Schwellenbereichs hinzufügen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Platzierungsplanung von Gruppierungen, die den größeren kombinierten horizontalen Bereich aufweisen, für eine frühere Verarbeitung und/oder für die Platzierung in unteren Schichten priorisieren.
  • Für eine oder mehrere Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 einen Puffer mit Kennungen und/oder Mengen der verfügbaren Pakete 362 laden. Das Robotersystem 100 kann die Kennungen im Puffer gemäß den Gruppierungen sequenzieren. Ferner kann das Robotersystem 100 die Kennungen im Puffer gemäß der Verarbeitungsreihenfolge sequenzieren. Dementsprechend können die sequenzierten Werte im Puffer den verfügbaren Paketen 362 und/oder den übrigen Paketen 372, die in 3C veranschaulicht sind, entsprechen.
  • Wie in Block 624 veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 beispielsweise die Verarbeitungsreihenfolge für eine anfängliche Reihe (z. B. die Paketreihe) der verfügbaren Pakete 362 berechnen, bevor der entsprechende Stapelplan 502 aus 5 umgesetzt wird, wie etwa, bevor beliebige der Pakete in der Paketreihe auf der Plattform platziert werden. In einigen Ausführungsformen, wie in Block 626 veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 die Verarbeitungsreihenfolge für eine übrige Reihe der verfügbaren Pakete 362 nach dem Einleiten oder während des Umsetzens des entsprechenden Stapelplans 502 berechnen. Wie beispielsweise durch eine Rückkopplungsschleife aus Block 616 veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 die Verarbeitungsreihenfolge für die übrige Reihe (z. B. einen Teil der verfügbaren Pakete 362, die nicht zur Plattform übertragen wurden und/oder an einer Startposition bleiben) gemäß einer oder mehreren Auslösebedingungen berechnen. Beispielhafte Auslösebedingungen können Stapelfehler (z. B. verlorengegangene oder heruntergefallene Pakete), Kollisionsereignisse, vorbestimmte Neuauslösezeitpunkte oder eine Kombination davon beinhalten.
  • Bei Block 610 kann das Robotersystem 100 2D-Pläne (z. B. die Platzierungspläne 350 aus 3B) für das Platzieren der verfügbaren Pakete 362 entlang einer horizontalen Ebene erzeugen. Beispielsweise kann das Robotersystem 100 die Platzierungspläne 350 erzeugen, um die 2D-Abbildungen der verfügbaren Pakete 362 entlang der horizontalen Ebene darzustellen. Das Robotersystem 100 kann zwei oder mehr Platzierungspläne basierend auf den diskretisierten Modellen erzeugen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Platzierungspläne 350 basierend auf dem Vergleichen der diskretisierten Objektmodelle 302 mit dem diskretisierten Plattformmodell 304 erzeugen. Das Robotersystem 100 kann unterschiedliche Platzierungen/Anordnungen der diskretisierten Objektmodelle 302 bestimmen, diese mit dem diskretisierten Plattformmodell 304 überlappen/vergleichen und die Anordnungen, die sich bei Überlappung innerhalb der Grenzen des diskretisierten Plattformmodells 304 befinden, validieren/bewahren. Das Robotersystem 100 kann die Pakete, die nicht innerhalb der Grenzen des diskretisierten Plattformmodells 304 platziert werden können, für eine andere Schicht (z. B. einen anderen Teil der Platzierungspläne 350) festlegen. Dementsprechend kann das Robotersystem 100 iterativ Platzierungspositionen für die Platzierungspläne 350 ableiten, die 2D-Schichten des Stapelplans 502 darstellen, bis jedes der Pakete in der Paketreihe einer Position in den Platzierungsplänen 350 zugewiesen wurde.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Platzierungspläne 350 basierend auf den Paketgruppierungen erzeugen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Anordnungen für die Pakete innerhalb einer Paketgruppierung bestimmen, bevor Platzierungen von Paketen in einer anderen Gruppierung berücksichtigt werden. Wenn Pakete innerhalb einer Paketgruppe über eine Schicht hinausragen (d. h. nicht in eine Schicht oder einen Teil des diskretisierten Plattformmodells 304 passen können) und/oder nachdem alle Pakete einer Gruppierung platziert wurden, kann das Robotersystem 100 Positionen für die Pakete in der nächsten Gruppierung einem beliebigen übrigen/nicht belegten Bereich im diskretisierten Plattformmodell 304 zuweisen. Das Robotersystem 100 kann die Zuweisungen iterativ wiederholen, bis keines der nicht zugewiesenen Pakete über übrige Räume des diskretisierten Plattformmodells 304 passt.
  • Gleichermaßen kann das Robotersystem 100 die Platzierungspläne 350 basierend auf der Verarbeitungsreihenfolge (z. B. basierend auf den Paketgruppierungen gemäß der Verarbeitungsreihenfolge) erzeugen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 eine Testanordnung basierend auf dem Zuweisen von Paketen und/oder Gruppierungen gemäß der Verarbeitungsreihenfolge bestimmen. Das Robotersystem 100 kann dem/der frühesten sequenzierten Paket/Gruppierung eine anfängliche Platzierung für die Testanordnung zuweisen und dann die nachfolgenden Paketen/Gruppierungen gemäß der Verarbeitungsreihenfolge testen/zuweisen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Verarbeitungsreihenfolge für die Pakete/Gruppierungen über die Schichten hinweg (z. B. über die Teile der Platzierungspläne 350 hinweg) bewahren. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Verarbeitungsreihenfolge neuberechnen und aktualisieren (wie unter Verwendung der gestrichelten Rückkopplungslinie in 6 veranschaulicht), nachdem jede Schicht ausgefüllt wurde.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 als ein veranschaulichendes Beispiel für die vorstehend beschriebenen Prozesse die 2D-Pläne durch Identifizieren der unterschiedlichen Paketarten (z. B. der ersten, zweiten, dritten, vierten und/oder fünften Paketart 321-325 aus 3A) innerhalb der Paketreihe erzeugen. Anders formuliert, kann das Robotersystem 100 bei Block 632 eindeutige Pakete (z. B. wie durch die Paketarten dargestellt) innerhalb jeder der Paketgruppierung und/oder der Paketreihe identifizieren.
  • Bei Block 634 kann das Robotersystem 100 Platzierungspositionen für jedes der verfügbaren Pakete 362 (z. B. iterativ) ableiten. Bei Block 636 kann das Robotersystem 100 eine anfängliche Platzierungsposition für das eindeutige Paket, das gemäß der Verarbeitungsreihenfolge das erste in der Sequenz ist, bestimmen. Das Robotersystem 100 kann die anfängliche Platzierungsposition gemäß einem vorbestimmten Muster bestimmen, wie vorstehend beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 anfängliche Platzierungen für jedes eindeutige Paket berechnen. Die entstandenen anfänglichen Platzierungen können jeweils zu einer eindeutigen Platzierungskombination (z. B. einem Teil des Suchbaums 374 aus 3C) entwickelt werden, wie etwa durch Verfolgen des Platzierungsplans 350 über Iterationen hinweg. Bei Block 638 kann das Robotersystem 100 mögliche Platzierungspositionen für die nachfolgenden Pakete gemäß der Verarbeitungsreihenfolge und/oder die übrigen Pakete 372 ableiten und verfolgen, wie vorstehend beschrieben. Dementsprechend kann das Robotersystem 100 die Platzierungskombinationen 364 aus 3C iterativ ableiten.
  • Beim Ableiten der Platzierungskombinationen 364 (z. B. von möglichen Platzierungskombinationen) kann das Robotersystem 100 Positionen des diskretisierten Objektmodells 302 des entsprechenden Pakets basierend auf dem iterativen Ableiten und Beurteilen von möglichen Stapelszenarien (z. B. möglichen Kombinationen von eindeutigen Platzierungspositionen für die verfügbaren Pakete) testen/beurteilen. Die möglichen Stapelszenarien können jeweils basierend auf dem Identifizieren eindeutiger möglicher Positionen (z. B. gemäß einer vorbestimmten Sequenz/Regel für Platzierungspositionen) für die Pakete gemäß der vorstehend erörterten Sequenz abgeleitet werden. Die möglichen Stapelszenarien und/oder die eindeutigen Platzierungspositionen können gemäß einem oder mehreren Platzierungskriterien (z. B. Anforderungen, Einschränkungen, Platzierungskosten und/oder heuristischen Bewertungen) beurteilt werden. Zum Beispiel können die Platzierungskriterien erfordern, dass die diskretisierten Objektmodelle 302 vollständig in die horizontalen Grenzen des diskretisierten Plattformmodells 304 passen, wenn sie an der ausgewählten Position platziert werden. Außerdem können die Platzierungskriterien erfordern, dass die Platzierung der diskretisierten Objektmodelle 302 innerhalb eines Schwellenabstands oder darüber hinaus relativ zu der anfänglichen Platzierungsposition (z. B. entlang einer horizontalen Richtung) und/oder der vorherigen Platzierungsposition, wie etwa für benachbarte Platzierungen oder Trennungsanforderungen, liegt. Andere Beispiele für die Platzierungskriterien können Präferenzen für benachbart platzierte Pakete beinhalten, die die geringste(n) Differenz(en) bei einer oder mehreren Paketabmessungen (z. B. Höhe), den Zerbrechlichkeitseinstufungen, den Gewichtsbereichen der Pakete oder einer Kombination davon aufweisen. In einigen Ausführungsformen können die Platzierungskriterien Kollisionswahrscheinlichkeiten beinhalten, die Positionen und/oder Charakteristika (z. B. der Höhe) von bereits zugewiesenen Paketen in der Schicht relativ zu einer Referenzposition (z. B. der Position des Palettierungsroboters) entsprechen können. Dementsprechend kann das Robotersystem 100 mehrere eindeutige Platzierungskombinationen (d. h. mögliche Platzierungspläne für jede Schicht und/oder die möglichen Stapelszenarien, in denen jede Schicht mehrere Schichten beinhaltet) der Paketplatzierungspositionen erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Platzierungen der Kombination basierend auf dem Erzeugen und Aktualisieren des Suchbaums 374 über die Platzierungsiterationen hinweg verfolgen.
  • Bei Block 640 kann das Robotersystem 100 eine Platzierungsbewertung für jede Kombinations-/Paketplatzierung berechnen/aktualisieren. Das Robotersystem 100 kann die Platzierungsbewertung gemäß einer oder mehreren der Platzierungsbedingungen/-präferenzen (z. B. Paketabmessungen, Kollisionswahrscheinlichkeiten, Zerbrechlichkeitseinstufungen, Gewichtsbereichen der Pakete, Trennungsanforderungen, Paketmengenbedingungen) berechnen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 Präferenzfaktoren (z. B. Multiplikatorgewichte) und/oder Gleichungen verwenden, um eine Präferenz für Folgendes zu beschreiben: Trennungsabstände zwischen Paketen, Differenzen bei Paketabmessungen/Zerbrechlichkeitseinstufungen/Paketgewichten für benachbarte Pakete, die Kollisionswahrscheinlichkeiten, durchgehende/benachbarte Flächen mit derselben Höhe, ein statistisches Ergebnis davon (z. B. durchschnittliche, maximale, minimale, Standardabweichung usw.) oder eine Kombination davon. Jede Kombination kann gemäß den Präferenzfaktoren und/oder den Gleichungen bewertet werden, die von einem Systemhersteller, einem Auftrag und/oder einem Systembetreiber vordefiniert werden können. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Platzierungsbewertung am Ende der gesamten Platzierungsiterationen berechnen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Sequenz der Platzierungskombinationen 364 in der Prioritätswarteschlange 376 aus 3C nach jeder Platzierungsiteration aktualisieren. Das Robotersystem 100 kann die Sequenz basierend auf der Platzierungsbewertung aktualisieren.
  • Das Robotersystem 100 kann die Platzierungsiterationen stoppen, wie etwa, wenn ein möglicher Platzierungsplan beendet ist, und zwar basierend auf dem Bestimmen eines Status einer leeren Quelle, eines Status einer vollständigen Schicht oder eines Status einer unveränderten Bewertung. Der Status der leeren Quelle kann darstellen, dass alle der verfügbaren Pakete platziert wurden. Der Status der vollständigen Schicht kann darstellen, dass kein anderes Paket in den übrigen Bereichen des berücksichtigten diskretisierten Plattformmodells 304 platziert werden kann. Der Status der unveränderten Bewertung kann darstellen, dass die Platzierungsbewertung für die Kombination über eine oder mehrere aufeinanderfolgende Platzierungsiterationen konstant bleibt. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Platzierungsiterationen unter Verwendung unterschiedlicher anfänglicher Platzierungspositionen und/oder einer unterschiedlichen Verarbeitungsreihenfolge (z. B. für das Neusortieren von Gruppen mit demselben Sequenzierungswert/derselben Sequenzierungsbewertung in Verbindung mit den Sequenzierungsbedingungen) wiederholen, um andere Teile möglicher Stapelszenarien abzuleiten. Anders formuliert, kann das Robotersystem 100 mehrere 2D-Platzierungspläne erzeugen, wobei jeder 2D-Platzierungsplan eine Schicht innerhalb eines 3D-Stapels darstellen kann (z. B. einen Teil der möglichen Stapelszenarien). In anderen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 den 3D-Effekt iterativ berücksichtigen, wenn ein 2D-Platzierungsplan abgeleitet wird, und mit dem Ableiten der nächsten Schicht als eine nächste Iteration beginnen, wenn der 2D-Platzierungsplan voll wird.
  • Bei Block 612 kann das Robotersystem 100 einen Stapelplan (z. B. den Stapelplan 502) erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 mit dem Erzeugen des Stapelplans 502 beginnen, wenn die Platzierungsposition des verarbeiteten Pakets ein oder mehrere bereits platzierte/verarbeitete Pakete überlappt.
  • Bei dem Erzeugen des Stapelplans 502 und/oder Beurteilen der 2D-Pläne kann das Robotersystem 100 jede der Platzierungskombinationen 364 und/oder jeden der Platzierungspläne in 3D-Zustände umwandeln, wie bei Block 652 veranschaulicht. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Höhenwerte für die Pakete den Platzierungskombinationen 364 zuweisen. Anders formuliert, kann das Robotersystem 100 eine Konturenabbildung (eine Schätzung einer Tiefenabbildung) basierend auf dem Hinzufügen der Pakethöhen zu Platzierungskombinationen 364 erzeugen.
  • Bei den 3D-Zuständen kann das Robotersystem 100 die Platzierungskombinationen 364 gemäß einer oder mehreren Stapelregeln (z. B. der Horizontalversatzregel 402 aus 4A, der Stütztrennungsregel 404 aus 4B und/oder der Vertikalversatzregel 406 aus 4C) beurteilen. Als ein veranschaulichendes Beispiel kann das Robotersystem 100, wenn das platzierte Paket auf/über einem oder mehreren bereits verarbeiteten Paketen gestapelt wird, beliebige der Platzierungskombinationen 364 beseitigen, die die Überlappungsanforderung 422 aus 2, die Überstandsanforderung 424 aus 4A, die Vertikalversatzregel 406, die CoM-Versatzanforderung 426 aus 4A oder eine Kombination davon missachten, wie vorstehend beschrieben. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 beliebige der Platzierungskombinationen 364 beseitigen, die die Zerbrechlichkeitseinstufungen von einem oder mehreren Paketen unter dem verarbeiteten Paket missachten, wie etwa durch Schätzen der gestützten Gewichte an den überlappten Paketen und Vergleichen dieser mit den entsprechenden Zerbrechlichkeitseinstufungen.
  • Für die übrigen Platzierungskombinationen 364 kann das Robotersystem 100 3D-Platzierungsbewertungen berechnen oder die Platzierungsbewertung aktualisieren, wie bei Block 654 veranschaulicht. Das Robotersystem 100 kann vorbestimmte Präferenzen (z. B. Gewichte und/oder Gleichungen) in Verbindung mit Platzierungskosten und/oder heuristischen Werten für 3D-Platzierungen verwenden. Die vorbestimmten 3D-Präferenzen können den 2D-Präferenzen, Gruppierungspräferenzen, Sequenzierungsbedingungen oder einer Kombination davon ähneln. Zum Beispiel können die 3D-Präferenzen dazu konfiguriert sein, Kollisionswahrscheinlichkeiten basierend auf dem 3D-Zustand zu berechnen und Bewertungen zu berechnen, die die Platzierungskombinationen mit geringeren Kollisionswahrscheinlichkeiten bevorzugen. Außerdem kann das Robotersystem 100 die Bewertungen basierend auf den übrigen Paketen 372, Größen von Stützbereichen mit gemeinsamer Höhe, Anzahl von gepackten Elementen im 3D-Zustand, der Differenz zwischen den Höhen der verarbeiteten Pakete oder einer Kombination davon berechnen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Sequenz der Platzierungskombinationen 364 in der Prioritätswarteschlange 376 gemäß den Bewertungen aktualisieren.
  • Nachdem die 3D-Zustände verarbeitet wurden, kann das Robotersystem 100 die 2D-Pläne durch Ableiten einer Platzierung für das nächste Paket der übrigen Pakete 372 aktualisieren, wie etwa bei Block 610. Das Robotersystem 100 kann den vorstehend beschriebenen Prozess bis zu einer Stoppbedingung wiederholen, wie etwa, wenn alle der verfügbaren Pakete 362 verarbeitet wurden (d. h. leerer Wert/leere Reihe für die übrigen Pakete 372) und/oder wenn die Platzierungskombinationen 364 nicht verbessert werden können (auch als nicht verbesserte Kombinationen bezeichnet). Einige Beispiele für nicht verbesserte Kombinationen können beinhalten, dass die derzeit verarbeitete Platzierung die letzte der Platzierungskombinationen 364 in der Prioritätswarteschlange 376 aufgrund einer oder mehreren der Missachtungen beseitigt und/oder dass die Platzierungsbewertung für die bevorzugten Kombinationen über eine Schwellenanzahl an Iterationen hinweg konstant bleibt.
  • Wenn die Stoppbedingung detektiert wurde, wie etwa bei Block 656, kann das Robotersystem 100 eine der abgeleiteten Platzierungskombinationen 364 gemäß den Platzierungsbewertungen (z. B. den 2D- und/oder den 3D-bezogenen Bewertungen) auswählen. Dementsprechend kann das Robotersystem 100 die ausgewählte Platzierungskombination als den Stapelplan 502 (z. B. eine Reihe der Platzierungspläne 350) festlegen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 als ein veranschaulichendes Beispiel die Funktionen von Block 610 und 612 unterschiedlich umsetzen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 bei Block 610 den 2D-Plan (z. B. einen Teil des Platzierungsplans 350) für eine untere Schicht erzeugen, wie vorstehend beschrieben. Dabei kann das Robotersystem 100 dazu konfiguriert sein, größere Präferenzen (z. B. größere Parametergewichtungen) für das Entsprechen der Pakethöhen, größere Paketgewichte und/oder ein größeres unterstütztes Gewicht für die Pakete bei der Berücksichtigung der Platzierungen und/oder der Verarbeitungsreihenfolge zuzuordnen. Das Robotersystem 100 kann den ersten 2D-Plan für die Basisschicht ableiten, wie vorstehend für Block 610 beschrieben.
  • Sobald die erste 2D-Schicht vollständig/voll ist, wie vorstehend beschrieben, wodurch die Basisschicht gebildet wird, kann das Robotersystem 100 den Platzierungsplan in 3D-Zustände umwandeln, wie für Block 612/652 beschrieben. Unter Verwendung der 3D-Informationen kann das Robotersystem 100 einen oder mehrere planare Abschnitte/Bereiche (z. B. die Platzierungsflächen 352-356 aus 3B) der Basisschicht identifizieren, wie vorstehend beschrieben. Unter Verwendung der planaren Abschnitte kann das Robotersystem 100 Paketplatzierungen für die nächste Schicht über der Basisschicht iterativ/rekursiv ableiten. Das Robotersystem 100 kann jeden der planaren Abschnitte als neue Teile der diskretisierten Plattformmodelle 304 berücksichtigen und unterschiedliche Platzierungen testen/beurteilen, wie vorstehend für Block 610 beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die 2D-Platzierungen unter Verwendung der Platzierungsflächen ableiten, jedoch die Bewertung für die Gesamtheit der Platzierungspalette 340 berechnen. Dementsprechend kann das Robotersystem 100 dazu konfiguriert sein, Präferenzen für größere Platzierungsbereiche für nachfolgende Schichten zu folgen, ohne auf die vorherigen Platzierungsbereiche beschränkt zu sein.
  • Sobald der iterative Platzierungsprozess für die zweite Schicht stoppt, kann das Robotersystem 100 planare Abschnitte (z. B. obere Flächen mit Höhen innerhalb eines Schwellenbereichs) für die abgeleitete Schicht berechnen, um die 2D-Platzierungen der übrigen Paketen/Gruppierungen für die nächste darüberliegende Schicht zu erzeugen. Der iterative Schichtungsprozess kann fortgesetzt werden, bis die Stoppbedingung erfüllt wurde, wie vorstehend beschrieben.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 bei Block 612 2D-Pläne separat erzeugen (z. B. zwei oder mehr der Platzierungspläne 350). Das Robotersystem 100 kann den Stapelplan 502 basierend auf dem vertikalen Kombinieren (z. B. Anordnen/Überlappen der 2D-Platzierungspläne entlang einer vertikalen Richtung) der 2D-Pläne erzeugen.
  • Bei Block 614 kann das Robotersystem 100 eine Packsequenz (z. B. die Stapelsequenz 530 aus 5B) basierend auf dem Stapelplan 502 berechnen. Beispielsweise kann die Packsequenz zur Identifizierung der Platzierungsreihenfolge der verfügbaren Pakete 362 dienen. In einigen Ausführungsformen, wie bei Block 662 veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 die Packsequenz Schicht für Schicht berechnen. Anders formuliert, kann das Robotersystem 100 die Packsequenz für jede Schicht berechnen und dann die Sequenzen gemäß der Reihenfolge/Position der Schichten von unten nach oben verbinden. Beim Berechnen der Packsequenz kann das Robotersystem 100 in einigen Ausführungsformen die Platzierungspläne anpassen, wie bei Block 672 veranschaulicht. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Platzierungspläne durch erneutes Zuweisen eines oder mehrerer der Pakete (z. B. Pakete mit Höhen, die die Kollisionswahrscheinlichkeiten für nachfolgende Veränderungen/Übertragungen erhöhen) von einem Platzierungsplan einer unteren Schicht zu einem Platzierungsplan einer oberen Schicht anpassen. Alle Pakete, die von dem neu zugewiesenen Paket gestützt werden, können auch einer weiter höheren Schicht zugewiesen werden. Anders formuliert, können die neu zugewiesenen Pakete in derselben horizontalen Platzierung bleiben und einer höheren Schicht zugeordnet werden, sodass die Pakete später platziert werden können, wie in 5B veranschaulicht. Bei Block 674 kann das Robotersystem 100 die Packsequenz (z. B. die Stapelsequenz 530) basierend auf dem angepassten Platzierungsplan berechnen, wie etwa durch Packen/Verändern von Objekten, die den höheren Schichten zugewiesen sind, nach den Objekten, die den unteren Schichten zugewiesen sind.
  • In anderen Ausführungsformen, wie bei Block 664 veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 die Packsequenz unabhängig von den Schichtzuweisungen berechnen. Anders formuliert, kann das Robotersystem 100 die Packsequenz derart berechnen, dass Pakete, die einer unteren Schicht zugewiesen sind, nach Paketen platziert werden können, die einer höheren Schicht zugewiesen sind.
  • Beim Berechnen der Packsequenz, sowohl innerhalb von Schichten als auch zwischen diesen, kann das Robotersystem 100 die Positionen der Pakete im Stapelplan 502 gemäß einer oder mehreren Paketabmessungen (z. B. Höhen), relativen Platzierungspositionen oder einer Kombination davon analysieren. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 Platzierungen von Kisten weiter weg von einer Einheits-/Referenzposition (z. B. Position des Palettierungsroboters) vor näher zugewiesenen Paketen sequenzieren. Außerdem kann das Robotersystem 100 größere/schwerere Pakete früher platzieren, wenn sich ihre zugewiesenen Positionen entlang den Umfängen des Platzierungsplans und entfernt von der Einheitsposition sind.
  • Bei Block 616 kann das Robotersystem 100 den Stapelplan 502 für das Platzieren der verfügbaren Pakete 362 auf der Plattform umsetzen. Das Robotersystem 100 kann den Stapelplan 502 basierend auf dem Kommunizieren von einem/einer oder mehreren Bewegungsplänen, Aktorbefehlen/-einstellungen oder einer Kombination davon an die entsprechende Vorrichtung/Einheit (z. B. die Übertragungseinheit 104 aus 1, die Betätigungsvorrichtungen 212 aus 2, die Sensoren 216 aus 2 usw.) gemäß dem Stapelplan 502 umsetzen. Das Robotersystem 100 kann ferner den Stapelplan 502 basierend auf dem Ausführen der kommunizierten Informationen an den Vorrichtungen/Einheiten umsetzen, um die verfügbaren Pakete 362 von einer Startposition zur Zielplattform zu übertragen. Dementsprechend kann das Robotersystem 100 die verfügbaren Pakete 362 gemäß der 3D-Abbildung platzieren, wobei eines oder mehrere der verfügbaren Pakete 362 auf anderen Paketen platziert/gestapelt werden, wie etwa durch das schichtweise Platzieren der verfügbaren Pakete 362. Ferner kann das Robotersystem 100 die Pakete gemäß der Packsequenz verändern/übertragen. Somit kann das Robotersystem 100 die Pakete Schicht für Schicht oder ohne derartige Einschränkungen platzieren, wie vorstehend beschrieben.
  • Die Diskretisierung der Aufgaben und die 2D-/3D-Schichtung, wie vorstehend beschrieben, stellen verbesserte Effizienz, Geschwindigkeit und Genauigkeit für das Packen von Objekten bereit. Dementsprechend können die Reduzierung der Bedienereingaben und die Erhöhung der Genauigkeit ferner menschliche Arbeit für den automatisierten Packprozess verringern. In einigen Umgebungen kann das Robotersystem 100, wie vorstehend beschrieben, die Notwendigkeit für Sequenzierungspuffer, die etwa oder mehr als 1 Million US-Dollar kosten können, beseitigen.
  • Verarbeiten von Paketen
  • Durch das Verwenden eines vorübergehenden Lagerbereichs für das Lagern der verfügbaren Pakete 362, das Identifizieren der verfügbaren Pakete 362 in Echtzeit und das Erzeugen eines simulierten Stapelplans für die verfügbaren Pakete 362 in Echtzeit, z. B., wenn die Pakete an der Startposition 114 ankommen, kann das Robotersystem 100 die Notwendigkeit beseitigen, dass die verfügbaren Pakete 362 (a) mit identifizierenden Attributen (z. B. unter Verwendung eines Barcodes) gekennzeichnet werden, bevor sie dem Robotersystem 100 bereitgestellt werden, und (b) in einer Stapelsequenz aufgenommen werden, was auch den Bedarf nach separaten Sequenziermaschinen beseitigt. Durch das Minimieren des Verbrauchs von Ressourcen und das Verbessern des Packmechanismus führen die offenbarten Ausführungsformen dadurch zu einem verbesserten Robotersystem.
  • 7 ist eine beispielhafte Umgebung, in der das Robotersystem 100 arbeiten kann, um Pakete zur Platzierung auf einer Plattform unter Verwendung eines simulierten Stapelplans, der nachfolgend ausführlich erörtert wird, zu verarbeiten. Das Robotersystem 100 kann für das Verarbeiten von Paketen zur Platzierung an einem bestimmten Ziel, z. B. einem Lager oder einem Träger, verwendet werden. Das Robotersystem 100 in dem Beispiel aus 7 ist als die Pakete von einem Träger palettierend und die palettierten Pakete in einem Lager platzierend veranschaulicht. Jedoch kann das Robotersystem 100 auch zur Platzierung der Pakete von dem Lager in einen Träger, z. B. einen Lastkraftwagen, umgesetzt werden.
  • In einigen Umsetzungen kann die Übertragungseinheit 104 des Robotersystems 100 eine Reihe von Paketen von der Entladeeinheit 102 zur Platzierung an der Aufgabenposition 116 (auch als Palette oder Plattform bezeichnet) aufnehmen. Beispielsweise kann die Reihe von Paketen alle möglichen Teile der verfügbaren Pakete 362 beinhalten, die von dem Robotersystem 100 zur Platzierung an der Aufgabenposition 116 aufgenommen werden können. In einigen Ausführungsformen kann dem Robotersystem 100 Vorwissen über die Reihe von Paketen bereitgestellt werden, wie etwa die Gesamtanzahl der verfügbaren Pakete 362, die an der Startposition 114 ankommen. In anderen Ausführungsformen weist das Robotersystem 100 kein Vorwissen über die Reihe von Paketen auf und kann ohne Vorwissen über die Gesamtanzahl der verfügbaren Pakete 362, die an der Startposition 114 ankommen, arbeiten.
  • Das Robotersystem 100 kann die Übertragungseinheit 104 umsetzen, um einen Lagerbereich 705 zu nutzen, bei dem es sich um einen Bereich handelt, der sich von der Aufgabenposition 116 unterscheidet, um eines oder mehrere der verfügbaren Pakete 362 vorübergehend zu lagern, bis die verfügbaren Pakete 362 gemäß dem simulierten Stapelplan an der Aufgabenposition 116 platziert werden können. Der Lagerbereich 705 kann in einer von vielen Konfigurationen gestaltet sein, die für die Übertragungseinheit 104 geeignet ist, um die Pakete darin zu platzieren und/oder Pakete daraus zu entnehmen. Zum Beispiel kann der Lagerbereich 705 dazu konfiguriert sein, ein oder mehrere Lagerregale 710 mit Fächern oder Platzierungspositionen zu beinhalten, die in der Form eines Amphitheaters oder einer Treppenform angeordnet sein können. In einem anderen Beispiel können die Lagerregale 710 als mehrere Reihen und Säulen angeordnet sein.
  • 7 veranschaulicht ein Beispiel für die verfügbaren Pakete 362, z. B. die Pakete „B“ - „E“, als Teil der Reihe von Paketen, die nacheinander in einer Sequenz über einen Transportmechanismus, wie etwa ein Förderband 110, an der Startposition 114 ankommen, um von dem Robotersystem 100 verarbeitet zu werden. Die Teile der verfügbaren Pakete 362, die sich an der Startposition 114 befinden, können als das Zielobjekt 112 bezeichnet werden. Das Förderband 110 kann dazu konfiguriert sein, grundlegende Funktionen bereitzustellen, wie etwa Ein- und Ausschaltsteuerung und Geschwindigkeitssteuerung. In einigen Ausführungsformen stellt das Förderband 110 keine eingebauten oder integrierten intelligenten Funktionen bereit und erfordert im Allgemeinen die Steuerung und/oder Aktivierung/Deaktivierung der Betriebsfunktionen durch externe Systeme oder Bediener.
  • Das Robotersystem 100 kann einen oder mehrere dreidimensionale (3D) Sensoren 715 für das Abtasten der verfügbaren Pakete 362 beinhalten. Zum Beispiel kann das Förderband 110 mit einem oder mehreren der 3D-Sensoren 715 ausgestattet sein, um Sensorinformationen zu erzeugen, wie etwa 3D-Punktwolkeninformationen, die von dem Robotersystem 100 verwendet werden können, um ein oder mehrere Paketattribute in Verbindung mit jedem der verfügbaren Pakete 362 zu berechnen. Einige Beispiele der Paketattribute, die basierend auf den Sensorinformationen von den 3D-Sensoren 715 berechnet wurden, können Paketabmessungen (d. h. eine Pakethöhe, eine Paketbreite und eine Paketlänge) und/oder Einzelheiten zur Paketausrichtung beinhalten. Zusätzliche Einzelheiten hinsichtlich der Paketattribute werden nachfolgend erörtert. Die Platzierung der 3D-Sensoren 715 kann vorkonfiguriert sein. In einigen Ausführungsformen können die 3D-Sensoren 715 nahe der Startposition 114 installiert sein. Zum Beispiel können die 3D-Sensoren 715 über der Startposition 114 positioniert sein und zu der oberen Fläche des Förderbands 110 gerichtet sein, um eine Draufsicht der verfügbaren Pakete 362 und insbesondere des Zielobjekts 112 zu erzeugen. Wenn die verfügbaren Pakete 362 nacheinander die 3D-Sensoren 715 passieren, können die 3D-Sensoren 715 die verfügbaren Pakete 362 abtasten, um die Sensorinformationen zu erzeugen.
  • Die Übertragungseinheit 104 kann die verfügbaren Pakete 362, die von den 3D-Sensoren 715 als Zielobjekt 112 abgetastet wurden, aufnehmen und das Zielobjekt 112 an einer Lagerposition im Lagerbereich 705 lagern. Die Lagerposition ist eine physische Position innerhalb des Lagerbereichs 705, wie etwa der spezifische Teil der Lagerregale 710 und/oder eine Position in einem Fach der Lagerregale 710, zur Platzierung und Lagerung von Objekten, wie etwa den verfügbaren Paketen 362. Beispiele für die verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 sind mit den verfügbaren mit „S“ und „T“ gekennzeichneten Paketen 362, die auf dem Lagerregal 710 positioniert sind, veranschaulicht.
  • Nach dem Platzieren der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 kann das Robotersystem 100 Lagerpositionsinformationen der verfügbaren Pakete 362, z. B. in den Verfolgungsdaten 254 aus 2, protokollieren. Die Lagerpositionsinformationen können Informationen über die Lagerposition der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 sein. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 eine Datenstruktur erzeugen, die als „Lagerkarte“ bezeichnet wird, bei der es sich um eine Darstellung des Lagerbereichs 705 handeln kann. Die Lagerkarte kann Lagereinträge beinhalten, bei denen es sich um die Dateneinträge der Datenstruktur handeln kann, die jedem der verfügbaren Objekte 362 im Lagerbereich 705 entsprechen. Die Lagereinträge in der Lagerkarte können eine Paketidentifizierung (-ID), die Lagerpositionsinformationen und/oder die Paketattribute (z. B. physische Abmessungen) von jedem der verfügbaren Pakete 362, die vorübergehend im Lagerbereich 705 gelagert sind, speichern. Die Paket-ID kann von dem Robotersystem 100 erzeugt werden (d.h. als ein zugewiesener Wert, der der Reihenfolge entspricht, in der die verfügbaren Pakete 362 aufgenommen werden) oder anhand des Pakets bestimmt werden, z. B. anhand eines Barcodes, der mit dem Paket assoziiert ist und der von einem Barcode-Scanner (nicht veranschaulicht) automatisch gelesen werden kann, während das Paket auf dem Förderband 110 transportiert wird.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem einen Lagerkapazitätszähler für den Lagerbereich 705 führen. Bei einer Umsetzung kann der Lagerkapazitätszähler ein Wert sein, der das Ausmaß des Lagerplatzes oder die Anzahl der Lagerpositionen im Lagerbereich 705, die derzeit von den verfügbaren Paketen 362 belegt sind, darstellt. Bei einer weiteren Umsetzung kann der Lagerkapazitätszähler ein Wert sein, der das Ausmaß des Lagerplatzes oder die Anzahl der Lagerpositionen im Lagerbereich 705, die derzeit zur Lagerung verfügbar oder nicht belegt sind, darstellt. Beispielsweise kann das Robotersystem 100 den Lagerkapazitätszähler durch Erhöhen oder Verringern des Werts des Lagerkapazitätszählers führen, wenn Teile der verfügbaren Pakete 362 zu dem Lagerbereich 705 hinzugefügt oder von diesem entfernt werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 Paketgruppierungen für die verfügbaren Pakete 362, die in dem Lagerbereich 715 gelagert sind, erzeugen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Paketgruppierungen basierend auf den Paketattributen, wie etwa der Pakethöhe und/oder dem Paketgewicht, von jedem der verfügbaren Pakete 362, die in dem Lagerbereich 715 gelagert sind, erzeugen. Die Erzeugung der Paketgruppierungen wird nachfolgend ausführlich erörtert.
  • Das Robotersystem 100 kann eine Simulationsfunktion ausführen, um den simulierten Stapelplan für die verfügbaren Pakete 362 und insbesondere für die verfügbaren Pakete 362, die derzeit in dem Lagerbereich 705 gelagert sind, zu erzeugen. Im Allgemeinen ist es das Ziel des Robotersystems 100, den simulierten Stapelplan zu erzeugen, um mindestens einen Teil der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 als einheitliche Packschicht unter Verwendung der verfügbaren Pakete 362 zu platzieren, sodass die obere Fläche der einheitlichen Paketschicht dieselbe Höhe aufweist. In einem Beispiel kann die einheitliche Packschicht als eine einzelne Schicht der verfügbaren Pakete 362 erzeugt werden, sodass die Pakethöhe von jedem der verfügbaren Pakete 362 in der einheitlichen Packschicht gleich ist (d. h. dieselben oder ähnliche Werte der Pakethöhe teilen). Als ein spezifisches Beispiel kann die Simulationsfunktion den simulierten Stapelplan basierend auf den Paketgruppierungen erzeugen, die gemäß der Pakethöhe kategorisiert sind.
  • In einem weiteren Beispiel kann die einheitliche Packschicht als eine Kombinationsschicht erzeugt werden. In einer Ausführungsform kann die als die Kombinationsschicht erzeugte einheitliche Packschicht als Kombination eines einzelnen Teils der verfügbaren Pakete 362 und eines Paketstapels von einem oder mehreren der verfügbaren Pakete 362 erzielt werden, wobei die Pakethöhe des einzelnen Teils der Pakete die Summe der Pakethöhe des einen oder der mehreren Pakete in dem Paketstapel ist (d. h., sodass die obere Fläche der Kombinationsschicht dieselbe Höhe aufweist). Als eine Veranschaulichung kann die Kombinationsschicht einen einzelnen Teil der verfügbaren Pakete 362 (d. h. mit einer Pakethöhe „X“) und den Paketstapel von mehreren Teilen der verfügbaren Pakete (d. h. zwei oder mehr der verfügbaren Pakete 362 mit einer kombinierten Stapelhöhe, bei der es sich um eine Summe der Pakethöhe für jedes der verfügbaren Pakete 362 im Paketstapel handelt, insgesamt „X“) beinhalten, sodass die obere Fläche der Kombinationsschicht dieselbe Höhe aufweist (d. h. „X“). In einer weiteren Ausführungsform kann die als die Kombinationsschicht erzeugte einheitliche Packschicht mit mehreren Teilen der Paketstapel erzielt werden, solange die Summe der Pakethöhe der verfügbaren Pakete 362 in jedem der Paketstapel gleich ist. Weitere Einzelheiten zur Erzeugung des simulierten Stapelplans, der die einheitliche Packschicht als Kombinationsschicht erzielt, werden nachfolgend erörtert. Durch das Erzeugen des simulierten Stapelplans, der die einheitliche Packschicht beinhaltet, kann das Robotersystem 100 eine stabile Basis für das Stapeln weiterer Schichten der verfügbaren Pakete 362 bereitstellen.
  • Die Erzeugung des simulierten Stapelplans, um die einheitliche Packschicht zu erzielen, kann das Erfüllen einer Stapelflächenbereichsanforderung beinhalten. Die Stapelflächenbereichsanforderung kann eine Anforderung an den Abstand und/oder Lücken zwischen den verfügbaren Paketen 362, die die einheitliche Paketschicht bilden, und/oder eine Anforderung an einen kombinierten horizontalen Bereich der oberen Fläche der verfügbaren Pakete 362, die die einheitliche Paketschicht bilden, sein. Der kombinierte horizontale Bereich der oberen Fläche der verfügbaren Pakete 362 bezieht sich auf die Summe des Flächenbereichs der oberen Fläche für jedes der verfügbaren Pakete 362, die die obere Fläche der einheitlichen Packschicht bilden. Die Stapelflächenbereichsanforderung kann eine Kombinationsflächenanforderung und/oder eine Paketabstandsanforderung beinhalten.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Stapelflächenbereichsanforderung der Kombinationsbereichsanforderung beinhalten, dass der kombinierte horizontale Bereich der oberen Fläche der einheitlichen Packschicht größer ist als ein Flächenbereichsschwellenwert. Beispielsweise kann der Flächenbereichsschwellenwert auf einem Prozentsatz der horizontalen Platzierungsfläche der Aufgabenposition 116 basieren. Als ein weiteres Beispiel kann der Flächenbereichsschwellenwert vorbestimmt sein, wie etwa durch den Systembenutzer.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Stapelflächenbereichsanforderung der Paketabstandsanforderung beinhalten, dass Spaltregionen und/oder leere Räume zwischen den verfügbaren Paketen 362, die die obere Fläche der einheitlichen Paketschicht bilden, einen Abstandsschwellenwert unterschreiten können. Beispielsweise kann der Abstandsschwellenwert von dem Robotersystem 100 derart dynamisch eingestellt werden, dass es sich dabei um einen Bereich handelt, der kleiner ist als ein Bereich, der basierend auf den Paketabmessungen eines beliebigen der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 berechnet wird. Demnach wären die Spaltregionen und/oder leeren Räume nicht ausreichend groß, um es einem beliebigen der verfügbaren Pakete 362 zu ermöglichen, zwischen die verfügbaren Pakete 362, die die obere Fläche der einheitlichen Packschicht bilden, zu fallen. In einem weiteren Beispiel kann der Abstandsschwellenwert vorbestimmt sein, wie etwa durch einen Systembenutzer.
  • Das Erzeugen des simulierten Stapelplans, der die einheitliche Packschicht erzielt, wobei die Stapelflächenbereichsanforderung erfüllt wird (d. h. sowohl die Kombinationsbereichsanforderung als auch die Paketabstandsanforderung), stellt den Vorteil einer stabilen Fläche für das Maximieren der Platzierung von zusätzlichen Teilen der verfügbaren Pakete 362 bereit. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 dann die obere Fläche der einheitlichen Paketschicht als neue Teile der diskretisierten Plattformmodelle 304 verwenden, die einen maximierten Platzierungsbereich aufweisen, um Paketplatzierungen für die nächste Schicht über der einheitlichen Paketschicht iterativ/rekursiv abzuleiten.
  • Es versteht sich, dass die sich derzeit im Lagerbereich 705 befindlichen verfügbaren Pakete 362 unter einigen Umständen nicht durch die Simulationsfunktion angeordnet werden können, um den simulierten Stapelplan zu erzeugen, der die einheitliche Packschicht erzielt. In diesen Situationen kann das Robotersystem 100 den simulierten Stapelplan als einen Restpaketplan erzeugen. In einigen Ausführungsformen kann es sich bei dem Restpaketplan um einen Plan handeln, um alle der übrigen Teile der verfügbaren Pakete 362, die sich derzeit im Lagerbereich 705 befinden, an der Aufgabenposition 116 zu platzieren. Der Restpaketplan kann von der Simulationsfunktion erzeugt werden, um ein oder mehrere Palettierungskriterien für das Platzieren der verfügbaren Pakete 362 an der Aufgabenposition 116 zu erfüllen.
  • Bei dem Palettierungskriterium kann es sich um Anforderungen hinsichtlich der Packdichte und/oder der Anzahl der verfügbaren Pakete 362 an der Aufgabenposition 116 handeln. Beispielsweise kann das Palettierungskriterium Anforderungen beinhalten, wie etwa eine volumetrische Packeffizienz, eine erwartete Anzahl an Paketen auf der Palette, die maximal stapelbare Höhe eines Stapels der verfügbaren Pakete 362 an der Aufgabenposition 116 oder eine Kombination davon für das Platzieren der verfügbaren Pakete 361 an der Aufgabenposition 116. Die volumetrische Packeffizienz kann eine Beziehung, wie etwa ein Verhältnis, zwischen dem Gesamtvolumen der verfügbaren Pakete 362 und einer Packvolumenkapazität der Aufgabenposition 116 sein, wobei es sich um einen Wert für die Gesamtvolumenobjekte oder -pakete handeln kann, die von der Aufgabenposition 116 getragen werden können. Beispielsweise kann es sich bei der volumetrischen Packeffizienz um ein Verhältnis zwischen der Summe des Paketvolumens aller verfügbaren Pakete 362, die an der Aufgabenposition 116 zu platzieren sind (d. h. gemäß dem simulierten Stapelplan), und der Packvolumenkapazität der Aufgabenposition 116 handeln. Die erwartete Anzahl an Paketen kann eine Mindestanzahl der verfügbaren Pakete 362, die erwartungsgemäß an der Aufgabenposition 116 zu platzieren sind, sein. Die maximale Stapelhöhe kann eine Grenze für die Gesamthöhe der gestapelten Pakete (z. B. die Summe der Pakethöhen für jedes der verfügbaren Pakete 362, wenn die verfügbaren Pakete 362 übereinander gestapelt sind) an der Aufgabenposition 116 sein.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Simulationsfunktion in Echtzeit ausführen, z. B., nachdem ein neuer Teil der verfügbaren Pakete 362 an der Startposition angekommen ist oder zu dem Lagerbereich 705 hinzugefügt wurde. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Simulationsfunktion ausführen, wenn ein erstes Paket der verfügbaren Pakete 362 von den 3D-Sensoren 715 abgetastet wurde, und fährt damit fort, den simulierten Stapelplan zu aktualisieren, wenn nachfolgende Teile der verfügbaren Pakete 362 aufgenommen werden. Als ein spezifisches Beispiel kann das Robotersystem 100, wenn das erste Paket „S“ der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 gelagert ist, den simulierten Stapelplan basierend auf dem ersten Paket „S“ erzeugen und kann das Robotersystem 100, wenn das zweite Paket „T“ der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 gelagert ist, den simulierten Stapelplan basierend auf dem ersten Paket „S“ und dem zweiten Paket „T“ aktualisieren.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Aktualisieren des simulierten Stapelplans eines oder mehrere von Aktualisieren von Platzierungsinformationen, wie etwa einer Sequenzidentifizierung (-ID) der verfügbaren Pakete 362, Aktualisieren einer Platzierungsposition der verfügbaren Pakete 362 an der Zielposition 114 und/oder Aktualisieren einer Platzierungsausrichtung der verfügbaren Pakete 364 beinhalten. Die Sequenz-ID kann die Reihenfolge angeben, in der die verfügbaren Pakete 362 an der Aufgabenposition 116 platziert werden. In einigen Ausführungsformen können die Platzierungsinformationen für die verfügbaren Pakete 362 in den Lagereinträgen der Lagerkarte gespeichert sein. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der Ausführung der Simulationsfunktion, um den simulierten Packplan zu erzeugen, werden nachfolgend erörtert.
  • Während des Paketverarbeitungsvorgangs kann das Robotersystem 100 das Vorhandensein eines Palettierungsauslösers bestimmen. Bei dem Palettierungsauslöser kann es sich um ein Ereignis handeln, das die Platzierung durch das Robotersystem 100 von einem oder mehreren der verfügbaren Pakete 362 von dem Lagerbereich 705 in die Aufgabenposition 116 gemäß dem simulierten Stapelplan auslösen kann. In einigen Ausführungsformen kann der Palettierungsauslöser auf einem auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslöser für eine oder mehrere Einheiten des Robotersystems 100, einen auf einem Stapelplan basierenden Auslöser, einen auf einer Lagerkapazität basierenden Auslöser oder dem Empfangen eines Befehls für die Platzierungseinleitung basieren. Der auf einem Stapelplan basierende Auslöser kann auftreten, wenn die Simulationsfunktion den simulierten Stapelplan, der die einheitliche Packschicht erzielt, die die Stapelflächenbereichsanforderung erfüllt, erzeugt oder aktualisiert.
  • Der auf einer Zeitbegrenzung basierende Auslöser kann auf der Einheitsbetriebszeit des Robotersystems 100 basieren. Bei einigen Umsetzungen kann der auf einer Zeitbegrenzung basierende Auslöser auf einem Versandplan (d. h. der Zeit, zu der eine vollständig beladene Palette zu versenden ist) für die verfügbaren Pakete 362, die an der Aufgabenposition 116 zu platzieren sind, basieren. Bei einer weiteren Umsetzung kann der auf einer Zeitbegrenzung basierende Auslöser auf der Zeitdauer basieren, während der das Robotersystem 100 die verfügbaren Pakete 362 nicht an der Aufgabenposition 116 platziert hat. Beispielsweise kann der auf einer Zeitbegrenzung basierende Auslöser auftreten, wenn die Einheitsbetriebszeit einen Betriebsschwellenwert überschreitet. Bei einigen Umsetzungen kann die Einheitsbetriebszeit eine Zeitdauer sein, für die die Übertragungseinheit 104 keines der verfügbaren Pakete 362 an der Aufgabenposition 116 platziert hat. Bei anderen Umsetzungen kann die Einheitsbetriebszeit die Gesamtzeitdauer sein, die die Übertragungseinheit 104 mit Palettierungsvorgängen für den aktuellen Teil der Aufgabenposition 116 verbracht hat. Der Betriebszeitschwellenwert kann eine vordefinierte Zeitdauer sein, die von dem Robotersystem 100 oder dem Systembenutzer basierend auf den Leerlaufzeitanforderungen und/oder dem Versandplan bestimmt werden kann.
  • Der auf einer Lagerkapazität basierende Auslöser kann auf dem Lagerkapazitätszähler basieren. Zum Beispiel kann der auf einer Lagerkapazität basierende Auslöser auftreten, wenn der Lagerkapazitätszähler einen Lagerkapazitätsschwellenwert überschreitet. Der Lagerkapazitätsschwellenwert kann angeben, dass sich der Lagerbereich 705 der maximalen Lagerkapazität annähert. Zum Beispiel kann der Lagerkapazitätsschwellenwert ein vordefinierter Wert sein, der einen Prozentsatz oder eine Anzahl der Lagerpositionen im Lagerbereich 705 darstellt.
  • Der Platzierungseinleitungsbefehl kann eine Anweisung oder ein Befehl sein, mit der Platzierung der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 in die Aufgabenposition 116 zu beginnen. Der Platzierungseinleitungsbefehl kann eine Anweisung, die von dem Robotersystem 100 empfangen wird, oder eine Anweisung, die von dem Systembenutzer empfangen wird, sein. Zum Beispiel kann der Platzierungseinleitungsbefehl, der von dem Systembenutzer empfangen wird, auftreten, wenn der Systembenutzer eine Taste drückt, die mit dem Robotersystem 100 assoziiert ist, um anzugeben, dass keine weiteren Pakete zu verarbeiten sind.
  • In einigen Ausführungsformen muss das Robotersystem 100, wenn das Robotersystem 100 das Vorhandensein des auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslösers, des auf einer Lagerkapazität basierenden Auslösers bestimmt oder den Platzierungseinleitungsbefehl empfängt, womöglich den simulierten Stapelplan als den Restpaketplan für die Platzierung der verfügbaren Pakete 362, die im Lagerbereich 705 übrig sind, an der Aufgabenposition 116 gemäß dem Palettierungskriterium erzeugen. Weitere Einzelheiten bezüglich der Bestimmung des Vorhandenseins des Palettierungsauslösers werden nachfolgend erörtert.
  • In einigen Ausführungsformen ist dem Robotersystem 100 (z. B. über eine Benutzereingabe) vor der Bestimmung des simulierten Stapelplans die Menge der verfügbaren Pakete 362 in der Reihe von Paketen bekannt. Wenn das Robotersystem 100 die Anzahl an verfügbaren Paketen 362, die an der Aufgabenposition 116 zu platzieren sind, kennt, kann das Robotersystem 100 den simulierten Stapelplan unter Berücksichtigung der Gesamtanzahl der verfügbaren Pakete 362 in der Reihe von Paketen erzeugen. Jedoch ist dem Robotersystem 100 in einigen Ausführungsformen die Menge der verfügbaren Pakete 362 nicht bekannt. Strategien für das Erzeugen des simulierten Stapelplans können sich in beiden Fällen unterscheiden, was von Faktoren, wie etwa dem Palettierungskriterium, abhängig sein kann. Wenn beispielsweise das Robotersystem 100 weiß, dass 36 der verfügbaren Pakete 362 zu palettieren sind, und wenn die erwartete Anzahl an Paketen auf der Palette auf 25 festgelegt ist, jedoch eine Priorität derart festgelegt ist, dass die volumetrische Packeffizienz zu maximieren ist, kann das Robotersystem 100 unter der Annahme, dass jedes der verfügbaren Pakete 362 gleiche oder ähnliche Paketabmessungen aufweist, zwei Teile des simulierten Stapelplans von 18 Paketen jeweils für zwei Paletten erzeugen (z. B., sodass die volumetrische Effizienz bei beiden Paletten gleichmäßig genutzt wird) und mit dem Palettieren beginnen, sobald der simulierte Stapelplan die ersten 18 geeigneten Pakete der verfügbaren Pakete 362 für die Platzierung identifiziert. Im Gegensatz dazu kann das Robotersystem 100, wenn die Anzahl der verfügbaren Pakete 362 dem Robotersystem 100 nicht im Voraus bekannt ist, die verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 lagern, bis der Palettierungsauslöser, wie etwa der auf einer Zeitbegrenzung basierende Auslöser, der auf einer einheitlichen Schicht basierende Auslöser oder der auf einer Lagerkapazität basierende Auslöser, aufgetreten ist, um mit dem Palettieren gemäß dem simulierten Stapelplan für das Platzieren der 25 Pakete zu beginnen, wobei es sich um die erwartete Anzahl an Paketen auf der Palette handelt, wobei eine Palette 25 Pakete aufweisen kann und eine andere 11 Pakete aufweisen kann.
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel 800 für verschiedene Phasen bei der Platzierung der verfügbaren Pakete 362 an der Aufgabenposition 116 in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht. In einigen Ausführungsformen kann das Beispiel 800 in der Umgebung aus 7 umgesetzt werden. Wie vorstehend beschrieben, kann das Robotersystem 100, nachdem die verfügbaren Pakete 362 die 3D-Sensoren 715 an der oder auf ihrem Weg zur Startposition 114 passiert haben, die Paketattribute der verfügbaren Pakete 362 bestimmen, die verfügbaren Pakete 362 vorübergehend im Lagerbereich 705 lagern, die Simulationsfunktion ausführen, um den simulierten Stapelplan basierend auf den Paketattributen zu erzeugen oder zu aktualisieren, das Vorhandensein des Palettierungsauslösers bestimmen und zu dem Palettieren der verfügbaren Pakete 362, die vorübergehend im Lagerbereich 705 gelagert sind, an der Aufgabenposition 116 übergehen. Wenn beispielsweise das erste Paket „P1“ der verfügbaren Pakete 362 den Scanner 715 passiert, kann das Robotersystem 100 die Paketattribute, die mit dem ersten Paket assoziiert sind (z. B. physische Abmessungen des Pakets „P1“), unter Verwendung der Sensorinformationen, die von den 3D-Sensoren 715 empfangen werden, bestimmen und lagert das erste Paket auf dem Lagerregal 710 des Lagerbereichs 705, wie in der ersten Platzierung 805 veranschaulicht.
  • Nach dem Platzieren des Pakets „P1“ auf dem Lagerregal 710 des Lagerbereichs 705 protokolliert das Robotersystem 100 die Lagerpositionsinformationen des Pakets „P1“ in der Lagerkarte. Die Lagerpositionsinformationen können die Lagerposition des Pakets „P1“ im Lagerbereich 705 beinhalten. Das Robotersystem 100 kann die Lagerpositionsinformationen der verfügbaren Pakete 362 verwenden, um Anweisungen für die Übertragungseinheit 104 zu erzeugen, um die verfügbaren Pakete 362 aus dem Lagerbereich 705 zu entnehmen, wie etwa, wenn die verfügbaren Pakete 362 von dem Lagerbereich 705 zur Platzierung an der Aufgabenposition 116 bewegt werden. Das Robotersystem 100 kann auch die Paket-ID (sofern vorhanden) und die Paketattribute, wie etwa die physischen Abmessungen (z. B. die Pakethöhe, Paketlänge und Paketbreite) und/oder das Paketgewicht, in der Lagerkarte speichern. Die Lagerkarte kann Teil der Verfolgungsdaten 254 sein. Das Robotersystem 100 kann auch die Simulationsfunktion ausführen, um den simulierten Stapelplan für das Platzieren des Pakets „P1“ an der Aufgabenposition 116 (z. B. auf der Palette) zu bestimmen, wie in der ersten Platzierung 805 veranschaulicht. Beispielsweise gibt der simulierte Stapelplan, der nach dem Verarbeiten des ersten Pakets „P1“ erzeugt werden kann, an, dass das Paket „P1“ an der Aufgabenposition 116 in einer festgelegten Ecke der Aufgabenposition 116 zu platzieren ist, wobei die größte Fläche des Pakets „P1“ mit der Aufgabenposition 116 in Kontakt ist. Das Robotersystem 100 kann das Vorhandensein des Palettierungsauslösers, wie etwa des auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslösers, des auf einer einheitlichen Schicht basierenden Auslösers, des auf einer Lagerkapazität basierenden Auslösers, oder den Empfang des Platzierungseinleitungsbefehls bestimmen. In der ersten Platzierung 805 ist der Palettierungsauslöser nicht aufgetreten und deshalb geht das Robotersystem 100 zu dem Aufnehmen des nächsten Pakets, „P2“, über.
  • Das Robotersystem 100 kann das Verarbeiten der verfügbaren Pakete 362 mit einem Paket „P2“ fortsetzen. Zum Beispiel bestimmt das Robotersystem 100, wenn das Paket „P2“ an der Startposition 114 ankommt, die Paketattribute, die mit dem Paket „P2“ assoziiert sind, und lagert das Paket im Lagerbereich 705, wie in der zweiten Platzierung 806 veranschaulicht. Das Robotersystem 100 protokolliert die Lagerpositionsinformationen und die Paketattribute des Pakets „P2“ in der Lagerkarte. Die Simulationsfunktion aktualisiert den simulierten Stapelplan, damit er das Paket „P2“ zur Platzierung an der Aufgabenposition 116 zusammen mit dem Paket „P1“ aufnimmt, wie in der zweiten Platzierung 806 veranschaulicht. Das Robotersystem 100 bestimmt, ob der Palettierungsauslöser aufgetreten ist. In der zweiten Platzierung 806 ist der Palettierungsauslöser nicht aufgetreten und deshalb geht das Robotersystem 100 zu dem Aufnehmen des nächsten Pakets, „P3“, über.
  • Das Robotersystem 100 kann das Verarbeiten der verfügbaren Pakete 362 mit einem Paket „P3“ fortsetzen. Zum Beispiel bestimmt das Robotersystem 100, wenn das Paket „P3“ an der Startposition 114 ankommt, die Paketattribute, die mit dem Paket „P3“ assoziiert sind, und lagert das Paket „P3“ im Lagerbereich 705, wie in der dritten Platzierung 807 veranschaulicht. Das Robotersystem 100 protokolliert die Lagerpositionsinformationen und die Paketattribute des Pakets „P3“ in der Lagerkarte. Die Simulationsfunktion aktualisiert den simulierten Stapelplan, der das Paket „P3“ zur Platzierung an der Aufgabenposition 116 zusammen mit den Paketen „P1“ und „P2“ beinhaltet. In einigen Ausführungsformen bestimmt die Simulationsfunktion, dass ein Paket noch nicht für die Platzierung an der Aufgabenposition 116 geeignet ist (z. B., da die Form und Größe noch nicht für eine effiziente Platzierung des Pakets mit den anderen bereits verarbeiteten Paketen geeignet sind), und nimmt deshalb das Paket nicht in den Stapelplan auf, wie in der dritten Platzierung 807 veranschaulicht. Das Robotersystem 100 bestimmt, ob der Palettierungsauslöser aufgetreten ist. In der dritten Platzierung 807 ist der Palettierungsauslöser nicht aufgetreten und deshalb geht das Robotersystem 100 zu dem Aufnehmen des nächsten Pakets, „P4“, über.
  • Das Robotersystem 100 kann das Verarbeiten der verfügbaren Pakete 362 mit einem Paket „P4“ fortsetzen. Zum Beispiel bestimmt das Robotersystem 100, wenn das Paket „P4“ an der Startposition 114 ankommt, die Paketattribute, die mit dem Paket „P4“ assoziiert sind, und lagert das Paket im Lagerbereich 705, wie in der vierten Platzierung 808 veranschaulicht. Das Robotersystem 100 protokolliert die Lagerpositionsinformationen und die Paketattribute des Pakets „P4“ in der Lagerkarte. Die Simulationsfunktion aktualisiert den simulierten Stapelplan, damit er das Paket „P4“ zur Platzierung an der Aufgabenposition 116 zusammen mit den Paketen „P1“ - „P3“ aufnimmt, wie in der vierten Platzierung 808 veranschaulicht. Die vierte Platzierung 808 veranschaulicht das Aktualisieren des simulierten Stapelplans, um die Position und Ausrichtung der Pakete „P1“ und „P2“ neu anzuordnen, wenn die Platzierung von „P4“ simuliert wird. Da die Pakete „P2“ und „P4“ denselben Wert „h1“ der Pakethöhe aufweisen, können sie benachbart voneinander platziert werden, um die einheitliche Packfläche zu erzielen, während „P1“ an einer anderen Position an der Aufgabenposition 116 neu ausgerichtet und neu positioniert wird. Es ist anzumerken, dass das Paket „P3“ noch immer nicht im Stapelplan enthalten ist. Das Robotersystem 100 bestimmt, ob der Palettierungsauslöser aufgetreten ist. In der vierten Platzierung 808 ist der Palettierungsauslöser nicht aufgetreten und deshalb geht das Robotersystem 100 zu dem Aufnehmen des nächsten Pakets, „P5“, über.
  • Das Robotersystem 100 kann das Verarbeiten der verfügbaren Pakete 362 mit einem Paket „P5“ fortsetzen. Zum Beispiel bestimmt das Robotersystem, wenn das Paket „P5“ an der Startposition 114 ankommt, die Paketattribute, die mit dem Paket „P5“ assoziiert sind, und lagert das Paket „P5“ im Lagerbereich 705, wie in der fünften Platzierung 809 veranschaulicht. Das Robotersystem 100 protokolliert die Lagerpositionsinformationen und die Paketattribute des Pakets „P5“ in der Lagerkarte. Die Simulationsfunktion aktualisiert den simulierten Stapelplan, damit er das Paket „P5“ zur Platzierung an der Aufgabenposition 116 zusammen mit den Paketen „P1“ - „P4“ aufnimmt, wie in der fünften Platzierung 809 veranschaulicht. Es ist anzumerken, dass das Paket „P3“ noch immer nicht im Stapelplan enthalten ist. Das Robotersystem 100 bestimmt, ob der Stapelplan ein oder mehrere Palettierungskriterien erfüllt. In einigen Ausführungsformen bestimmt das Robotersystem 100, dass der Palettierungsauslöser der erwarteten Anzahl an Paketen (z. B. 5 Paketen) in der fünften Platzierung 809 zusammen mit dem Erfüllen des Palettierungskriteriums der volumetrischen Packeffizienz aufgetreten ist. Dementsprechend geht das Robotersystem 100 zu dem Platzieren der Pakete „P1“, „P2“, „P4“ und „P5“ an der Aufgabenposition 116 über, wie in dem Palettierungsvorgang 810 veranschaulicht.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 einen anderen Wert für die erwartete Anzahl der Pakete (z. B. mehr als 5 der verfügbaren Pakete 362) aufweisen und bestimmt, dass der Palettierungsauslöser in der fünften Platzierung 809 nicht aufgetreten ist. Dementsprechend geht das Robotersystem 100 dazu über, das nächste Paket „P6“ aufzunehmen. Zum Beispiel bestimmt das Robotersystem 100, wenn das Paket „P6“ an der Startposition 114 ankommt, die Paketattribute, die mit dem Paket „P6“ assoziiert sind, und lagert das Paket „P6“ im Lagerbereich 705, wie in der sechsten Platzierung 811 veranschaulicht. Das Robotersystem 100 protokolliert die Lagerpositionsinformationen und die Paketattribute des Pakets „P6“ in der Lagerkarte. Die Simulationsfunktion aktualisiert den simulierten Stapelplan, damit er das Paket „P6“ zur Platzierung an der Aufgabenposition 116 zusammen mit den Paketen „P1“ - „P5“ aufnimmt, wie in der sechsten Platzierung 811 veranschaulicht. Es ist anzumerken, dass das Paket „P3“ noch immer nicht im Stapelplan enthalten ist. Das Robotersystem 100 bestimmt, ob der Palettierungsauslöser aufgetreten ist. In einigen Ausführungsformen bestimmt das Robotersystem 100, dass der Palettierungsauslöser des auf einer einheitlichen Schicht basierenden Auslösers aufgetreten ist, da der simulierte Stapelplan die einheitliche Packschicht als die Kombinationsschicht erzielt hat. Insbesondere erzielte der simulierte Stapelplan der sechsten Platzierung 811 die einheitliche Packschicht, da die Paketstapel „P4“ und „P5“ und die Paketstapel „P2“ und „P6“ jeweils die Summe (d. h. die Summe von „h2“ und „h3“) der Pakethöhe von insgesamt „h1“ aufweisen, die der Pakethöhe „h1“ des Pakets „P1“ entspricht, um die Kombinationsschicht bereitzustellen (d. h. die obere Fläche der Pakete, die die einheitliche Packschicht bilden, befinden sich auf derselben Höhe). Dementsprechend geht das Robotersystem 100 zu dem Platzieren der Pakete „P1“, „P2“ und „P4“ bis „P6“ an der Aufgabenposition 116 über, wie in dem Palettierungsvorgang 812 veranschaulicht. Das Robotersystem 100 kann die Lagerposition der Pakete „P1“, „P2“ und „P4“ - „P6“ im Lagerbereich 705 unter Verwendung der Lagerkarte bestimmen und diese entsprechend (d. h. basierend auf der Sequenz-ID für jedes der Pakete) zur Platzierung an der Aufgabenposition 116 aus dem Lagerbereich 705 entnehmen. Das Paket „P3“ bleibt noch immer im Lagerbereich 705 und kann für die Platzierung an der Aufgabenposition 116 mit den Paketen, die anschließend verarbeitet werden, z. B. Paket „P7“ und so weiter, berücksichtigt werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 das Förderband 110 steuern, wie etwa stoppen oder starten, oder eine Geschwindigkeit des Förderbands 110 verändern (d. h. reduzieren oder erhöhen). Wenn beispielsweise das Robotersystem 100 bestimmt, dass ein Teil der verfügbaren Pakete 362, die im Lagerbereich 705 gelagert sind, zu palettieren ist, muss das Robotersystem 100 womöglich das Förderband 110 stoppen oder die Geschwindigkeit von diesem reduzieren, sodass die Verarbeitung des nächsten Teils der verfügbaren Pakete 362 verzögert wird, bis die verfügbaren Pakete 362, die zu palettieren sind, an der Aufgabenposition 116 platziert werden. Das Robotersystem 100 kann das Förderband 110 starten oder die Geschwindigkeit von diesem erhöhen, um das nächste verfügbare Paket zu liefern, nachdem der Palettierungsvorgang abgeschlossen wurde.
  • 9 ist ein Ablaufdiagramm eines Prozesses 900 zur Platzierung verfügbarer Pakete an einer Aufgabenposition unter Verwendung eines vorübergehenden Lagerbereichs in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen, In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 900 in der Umgebung der 1 und 7 umgesetzt werden. Ferner ist die zumindest unter Bezugnahme auf 8 beschriebene Paketplatzierung in einigen Ausführungsformen ein veranschaulichendes Beispiel für den Prozess 900. Der Prozess 900 kann basierend auf dem Ausführen der Anweisungen, die auf einer oder mehreren der Speichervorrichtungen 204 aus 2 gespeichert sind, mit einem oder mehreren der Prozessoren 202 aus 2 umgesetzt werden.
  • Das Robotersystem 100 kann den Prozess zur Platzierung der verfügbaren Pakete 362 aus 3 bei Block 901 einleiten. Wie in Block 901 veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 Zielinformationen über die Aufgabenposition 116 aus 7 (z. B. eine Palette, eine Plattform, eine Tonne und/oder einen Container für das Aufnehmen/Platzieren der verfügbaren Pakete 362) bestimmen. Zum Beispiel können die Zielinformationen für die Aufgabenposition 116 die physischen Abmessungen, die Packvolumenkapazität, die maximale Stapelhöhe oder eine Kombination davon beinhalten. In einer Ausführungsform kann das Robotersystem 100 die Zielinformationen bestimmen, die eine Größe oder eine Abmessung einer Platzierungsfläche der Aufgabenposition 116, an der die verfügbaren Pakete 362 platziert werden können (z. B. einer oberen Ladefläche der Palette, wie etwa der Platzierungsplatte 340 aus 3), beinhalten.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Robotersystem 100 die Zielinformationen bestimmen, die die Packvolumenkapazität der Aufgabenposition 116 beinhalten. Zum Beispiel kann die Packvolumenkapazität ein vorbestimmter Wert sein, der von dem Rechensystem 100 empfangen wird, in den Masterdaten 252 gespeichert wird oder von dem Rechensystem 100 in Echtzeit berechnet wird, wie etwa durch die horizontalen Abmessungen (d. h. x- und y-Abmessungen) der Platzierungsfläche, multipliziert mit einer Packhöhe (d. h. der z-Abmessung) für die Aufgabenposition 116. Beispielsweise kann es sich bei der Packhöhenabmessung für die Aufgabenposition 116 um einen Wert handeln, der der Konfiguration der Aufgabenposition 116 entspricht, wie etwa der Höhe der Wände für eine Tonne oder einer maximalen Höhe, die mit dem stabilen Stapeln von Objekten auf einer Palette korreliert. In einem weiteren Beispiel kann die Packhöhenabmessung für die Aufgabenposition 116 der maximalen Stapelhöhe der Aufgabenposition 116 entsprechen.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Robotersystem 100 die Zielinformationen bestimmen, die die diskretisierten Plattformmodelle 304 aus 3B, die der Aufgabenposition 116 entsprechen, beinhalten. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 (z. B. systemunabhängig oder in Echtzeit) die diskretisierten Plattformmodelle 304 basierend auf dem Teilen der physischen Abmessungen der Aufgabenposition 116 (z. B. der oberen Fläche der Palette) gemäß dem Einheitspixel 310 aus 3B erzeugen. Das Einheitspixel 310 kann ein vorbestimmter Wert oder eine vorbestimmte Abmessung sein (z. B. von einem Hersteller, einem auftraggebenden Kunden und/oder einem Betreiber), wie etwa 1 Millimeter (mm) oder 1/16 Zoll (in) oder größer (z. B. 5 mm oder 20 mm). In einigen Ausführungsformen kann das Einheitspixel 310 auf einer Abmessung oder einer Größe der Plattform (z. B. einem Prozentsatz oder einem Bruchteil) basieren.
  • Bei Block 902 kann das Robotersystem 100 einen Plan erzeugen und/oder umsetzen, um die Reihe von Paketen, einschließlich eines oder mehrerer der verfügbaren Pakete 362, an der Startposition 114 aus 7 aufzunehmen. Zum Beispiel kann der Plan für das Aufnehmen der Reihe von Paketen Anweisungen für das Aufnehmen eines der verfügbaren Pakete 362 nach einem anderen an der Startposition 112 beinhalten, die von dem Förderband 110 aus 7 zur Startposition 114 transportiert werden können. Der Plan für das Aufnehmen der Reihe von Paketen kann das Identifizieren des Teils der verfügbaren Pakete 362, der sich derzeit an der Startposition 114 befindet, als das Zielobjekt 112 aus 7 beinhalten.
  • Bei Block 903 kann das Robotersystem 100 einen Plan für das Verarbeiten jedes der verfügbaren Pakete 362 in einer Reihe erzeugen und/oder umsetzen. Zum Beispiel kann der Plan für das Verarbeiten der verfügbaren Pakete 362 das Bestimmen der Paketattribute der verfügbaren Pakete 362 und insbesondere des Zielobjekts 114 und das Lagern der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 aus 7 beinhalten. Bei einer Umsetzung kann der Plan für das Verarbeiten der verfügbaren Pakete 362 einen Block 920 für das Bestimmen der Paketattribute, einen Block 922 für das Bestimmen einer Paketidentifizierung (-ID) der verfügbaren Pakete 362, einen Block 924 für das Lagern der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705, einen Block 926 für das Protokollieren von Informationen für die verfügbaren Pakete 362, einen Block 928 für das Aktualisieren des Lagerkapazitätszählers oder eine Kombination davon beinhalten.
  • Wie im Block 920 veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 die Paketattribute des Zielobjekts 112 bestimmen. Die Paketattribute können eine oder mehrere Eigenschaften beinhalten, die eine Form, eine Größe oder Paketabmessungen (d. h. Höhe, Breite, Länge, Umfang, Durchmesser), ein Gewicht, andere physische Eigenschaften des Zielobjekts 114, die Position und/oder den Standort des Zielobjekts 112 an der Startposition 114, die Trennung zwischen dem Zielobjekt 112 und benachbarten Teilen der verfügbaren Pakete 362 oder eine Kombination davon kennzeichnen oder sich auf diese beziehen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Paketattribute des Zielobjekts 112 bestimmen, die die Paketabmessungen beinhalten, und zwar basierend auf Sensorinformationen (d. h. den 3D-Punktwolkeninformationen), die von dem Sensor 216 aus 2 (z. B. den 3D-Sensoren 715 aus 1) empfangen werden. Beispielsweise kann das Robotersystem 100 die Sensorinformationen analysieren, um das Paketattribut der Paketlänge und/oder der Paketbreite basierend auf den Messungen der detektierten Kanten in der 3D-Punktwolke, die dem Zielobjekt 114 entsprechen, zu bestimmen (d. h. der Länge und Breite, die der oberen Fläche des Zielobjekts 112 in Bezug auf eine Draufsicht des Zielobjekts 114 entsprechen). Gleichermaßen kann das Robotersystem 100 die Sensorinformationen analysieren, um das Paketattribut des Paketumfangs oder Paketdurchmessers für das Zielobjekt 112 mit einer zylindrischen Form zu bestimmen. In einem weiteren Beispiel kann das Robotersystem 100 die Sensorinformationen analysieren, um die Paketattribute der Pakethöhe basierend auf der Differenz zwischen Werten der 3D-Punktwolke zu berechnen, die der Fläche des Zielobjekts 112, die sich am nächsten zu dem 3D-Sensor 705 befindet bzw. diesem zugewandt ist (d. h. der oberen Fläche des Zielobjekts 112), und der Fläche des Förderbands 110, die sich am nächsten zu dem 3D-Sensor 705 befindet bzw. diesem zugewandt ist (d. h. der oberen Fläche des Förderbands 110), entsprechen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Paketattribute bestimmen, die die diskretisierten Objektmodelle 302 aus 3A beinhalten. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die diskretisierten Objektmodelle 302, die dem Zielobjekt 112 entsprechen, basierend auf den Paketabmessungen erzeugen und/oder auf diese zugreifen. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 (z. B. systemunabhängig oder in Echtzeit, wie etwa nach dem Aufnehmen der verfügbaren Pakete 362 und/oder vor dem Beginnen mit dem Packvorgang) die diskretisierten Objektmodelle 302 basierend auf dem Teilen von physischen Abmessungen des Zielobjekts 112 erzeugen. Das Einheitspixel 310 kann ein vorbestimmter Wert einer Abmessung sein (z. B. von einem Hersteller, einem auftraggebenden Kunden und/oder einem Betreiber), wie etwa 1 mm oder 1/16 in oder größer (z. B. 5 mm oder 20 mm). In einigen Ausführungsformen kann das Einheitspixel 310 (z. B. als Prozentsatz oder Bruchteil) auf einer Abmessung oder einer Größe von einem oder mehreren der verfügbaren Pakete 362 basieren. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 auf die diskretisierten Objektmodelle 304 zugreifen, die in den Speichervorrichtungen 204 und/oder einer anderen Vorrichtung (z. B. einer Speichervorrichtung, einer Datenbank und/oder einem Server eines Paketlieferanten, auf die bzw. den über die Kommunikationsvorrichtungen 206 aus 2 zugegriffen wird) gespeichert sind.
  • Wie im Block 922 veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 die Paket-ID des Zielobjekts 112 bestimmen. Zum Beispiel kann die Paket-ID von dem Robotersystem 100 erzeugt werden, wie etwa ein zugewiesener Wert gemäß der Reihenfolge, in der die verfügbaren Pakete 362 an der Startposition 114 aufgenommen werden. Als ein weiteres Beispiel kann die Paket-ID anhand des Pakets bestimmt werden, z. B. anhand eines Barcodes, der mit dem Paket assoziiert ist und mit einem Barcode-Scanner (nicht veranschaulicht) automatisch gelesen werden kann.
  • Wie in Block 924 veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 einen Plan für das Lagern der verfügbaren Pakete 362 (d. h. des Zielobjekts 112) im Lagerbereich 705 erzeugen und/oder umsetzen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 den Plan für das Lagern des Zielobjekts 112 erzeugen, der Anweisungen für die Übertragungseinheit 104 beinhaltet, das Zielobjekt 112 zu greifen, zu transportieren und an der Lagerposition im Lagerbereich 705, die nicht von einem anderen Teil der verfügbaren Pakete 362 belegt ist, zu platzieren.
  • Der Plan für das Lagern der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 kann in einigen Ausführungsformen Anweisungen für die Übertragungseinheit 104 zum Platzieren der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 in verschiedenen Anordnungen beinhalten. Zum Beispiel können die Anweisungen beinhalten, dass die Übertragungseinheit 104 die Pakete seitlich (d. h. nebeneinander) auf einem der Lagerregale 710 platziert, bevor sie sich zu einem anderen der Lagerregal 710 bewegt. In einem anderen Beispiel können die Anweisungen für die Übertragungseinheit 104 das Platzieren der Pakete im Lagerbereich 705 auf zufällige Weise beinhalten. In noch einem weiteren Beispiel können die Anweisungen als Platzierungspläne, wie etwa die zumindest unter Bezugnahme auf die 3A-3C beschriebenen Platzierungspläne, für das Platzieren der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 erzeugt werden. Die Platzierungspläne können die Anzahl der Lagerregale 710, die Abmessungen der Lagerregale 710, die lasttragende Kapazität der Lagerregale 710 oder andere Faktoren für das Platzieren der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 berücksichtigen. Unabhängig davon können die verfügbaren Pakete 362 derart im Lagerbereich 705 platziert werden, dass die Übertragungseinheit 104 den verfügbaren Lagerplatz im Lager 705 zum Lagern und/oder Entnehmen eines oder mehrerer der verfügbaren Pakete 362 effizient nutzen kann.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 die Paketattribute, die das Paketgewicht des Zielobjekts 112 beinhalten, während des Transports des Zielobjekts 112 bestimmen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 das Paketgewicht basierend auf Sensorinformationen, die von den Sensoren 216 aus 2 (z. B. Drehmoment- oder Kraftsensoren) der Übertragungseinheit 104 während eines anfänglichen Anhebens des Zielobjekts 112 empfangen werden.
  • Wie in Block 926 veranschaulicht, kann das Robotersystem 100 Informationen über die verfügbaren Pakete 362, die zum Lagerbereich 705 übertragen werden, protokollieren. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Lagerpositionsinformationen der verfügbaren Pakete 362 in der Lagerkarte protokollieren. Die Lagerpositionsinformationen können Informationen sein, die der Lagerposition der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 entsprechen und unter Verwendung von 2D- und/oder 3D-Sensoren bestimmt werden können. Das Robotersystem 100 kann die Paketattribute, die Paket-ID oder eine Kombination davon für jedes der verfügbaren Pakete 362 speichern. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Paketattribute und die Paket-ID, die dem Zielobjekt 112 entsprechen, als Lagereintrag, der das Zielobjekt 112 darstellt, in den Masterdaten 252 speichern.
  • Bei Block 928 kann das Robotersystem 100 den Lagerkapazitätszähler für den Lagerbereich 705 aktualisieren. Als Beispiel kann das Robotersystem 100 den Lagerkapazitätszähler durch Erhöhen des Werts des Lagerkapazitätszählers, der der Anzahl der verfügbaren Pakete 362 entspricht, die zu dem Lagerbereich 705 hinzugefügt wird, aktualisieren.
  • Bei einem Block 904 kann das Robotersystem 100 die Paketgruppierungen (z. B. Untergruppierungen der verfügbaren Pakete) für die verfügbaren Pakete 362, die derzeit im Lagerbereich 705 gelagert sind, bestimmen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Paketgruppierungen gemäß Ähnlichkeiten der Paketattribute der verfügbaren Pakete 362, die derzeit im Lagerbereich 705 gelagert sind, bestimmen. Insbesondere kann das Robotersystem 100 die Paketgruppierungen gemäß der Pakethöhe bestimmen. Anders formuliert, weist jedes der verfügbaren Pakete 362 in einer der Paketgruppierungen denselben (oder einen ähnlichen) Wert der Pakethöhe wie die anderen Teile der verfügbaren Pakete 362 innerhalb der Paketgruppierung auf. Das Robotersystem 100 kann eine oder mehrere der Paketgruppierungen aktualisieren, wenn die verfügbaren Pakete 362 in den und aus dem Lagerbereich 705 bewegt werden. Während des Verarbeitens des Zielobjekts 112 (d.h. vor, während oder nach dem Bewegen des Zielobjekts 112 zum Lagerbereich 705) kann das Robotersystem 100 beispielsweise die Pakethöhe des Zielobjekts 112 mit der Pakethöhe der Paketgruppierungen vergleichen. Wenn das Robotersystem 100 eine Übereinstimmung zwischen der Pakethöhe des Zielobjekts 112 und der Pakethöhe von einer der Paketgruppierungen feststellt, kann das Robotersystem 100 das Zielobjekt 112 zu der bestimmten der Paketgruppierungen hinzufügen. Anderenfalls kann das Robotersystem 100 einen neuen Teil der Paketgruppierungen, der der Pakethöhe des Zielobjekts 112 entspricht, erzeugen, der anschließend zu weiteren Teilen der verfügbaren Pakete 362 mit der Pakethöhe desselben Werts hinzugefügt werden kann.
  • Bei Block 906 kann das Robotersystem 100 die Simulationsfunktion ausführen, um den simulierten Stapelplan für die verfügbaren Pakete 362, die derzeit im Lagerbereich 705 gelagert sind, zu erzeugen oder zu aktualisieren. Der simulierte Stapelplan beinhaltet Einzelheiten zur Anordnung der verfügbaren Pakete 362 an der Aufgabenposition 116. Der simulierte Stapelplan kann auch Informationen über eine Stapelsequenz-ID beinhalten, mit der die verfügbaren Pakete 362 an der Aufgabenposition 116, wie etwa auf der Palette oder Plattform, zu platzieren sind.
  • Das Robotersystem 100 kann den simulierten Stapelplan iterativ erzeugen oder aktualisieren, wenn die verfügbaren Pakete 362 an der Startposition 114 ankommen, nachdem eines der verfügbaren Pakete 362 zum Lagerbereich 705 hinzugefügt wurde, in eine der Paketgruppierungen eingeteilt wurde oder eine Kombination davon. In einer Ausführungsform kann das Robotersystem 100 die Simulationsfunktion unabhängig für jede der Paketgruppierungen basierend auf der Pakethöhe ausführen, um den simulierten Stapelplan zu erzeugen, der die einheitliche Paketschicht erzielt. Im Fall des Erzeugens der einheitlichen Paketschicht als einzelne Schicht der verfügbaren Pakete kann das Robotersystem 100 beispielsweise den simulierten Stapelplan als 2D-Pläne (z. B. die Platzierungspläne 350 aus 3B) für das Platzieren der verfügbaren Pakete 362 entlang einer horizontalen Ebene basierend auf den diskretisierten Modellen erzeugen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Platzierungspläne 350 basierend auf dem Vergleichen der diskretisierten Objektmodelle 302, die den verfügbaren Paketen 362 entsprechen, die zu einer der Paketgruppierungen gehören, mit dem diskretisierten Plattformmodell 304 erzeugen. Das Robotersystem 100 kann unterschiedliche Platzierungen/Anordnungen der diskretisierten Objektmodelle 302 bestimmen, diese mit dem diskretisierten Plattformmodell 304 überlappen/vergleichen und die Anordnungen, die sich bei Überlappung innerhalb der Grenzen des diskretisierten Plattformmodells 304 befinden, validieren/bewahren.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Robotersystem 100 im Fall des Erzeugens des simulierten Stapelplans zum Erzielen der einheitlichen Packschicht als Kombinationsschicht die Simulationsfunktion unabhängig von den Paketgruppierungen ausführen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Simulationsfunktion ausführen, um Paketabmessungen (d. h. die Paketlänge, Paketbreite, Pakethöhe) für jedes der verfügbaren Pakete 362 zu berücksichtigen, die sich derzeit in unterschiedlichen Ausrichtungen (d. h. Drehen der Pakete in drei Abmessungen) im Lagerbereich 705 befinden, wenn es keine Ausrichtungsbeschränkungen für die verfügbaren Pakete 362 gibt (d. h., die verfügbaren Pakete 362 müssen derart platziert werden, dass eine spezifische Fläche nach oben/weg von oder nach unten/zu der Platzierungsfläche der Aufgabenposition 116 zeigt). Um das Beispiel weiterzuführen, kann das Robotersystem 100 die Simulationsfunktion ausführen, um die Summe der Pakethöhen von einem oder mehreren Paketstapeln der verfügbaren Pakete 362 zu berücksichtigen, die mit den Paketabmessungen von anderen Teilen der verfügbaren Pakete 362 verglichen werden kann, um zu bestimmen, ob die Kombinationsschicht erzielt werden kann (wie z. B. in der Platzierung 811 aus 8 veranschaulicht). Insbesondere kann die Simulationsfunktion den simulierten Stapelplan erzeugen, um Kombinationen von einzelnen Teilen der verfügbaren Pakete 362 in unterschiedlichen Ausrichtungen zu berücksichtigen, die mit den Paketstapeln von einem oder mehreren der verfügbaren Pakete 362 an der Aufgabenposition 116 platziert werden, wobei die Pakethöhe des einzelnen Teils der Pakete gleich der Summe der Pakethöhe des einen oder der mehreren Pakete im Paketstapel ist. Gleichermaßen kann die Kombinationsschicht mit mehreren Teilen der Paketstapel erzielt werden, solange die Summe der Pakethöhe der verfügbaren Pakete 362 im Paketstapel gleich ist. Es ist anzumerken, dass die Pakethöhe als die Paketabmessung bestimmt wird, die senkrecht zur Ebene des Platzierungsbereichs der Aufgabenposition 116 ist und unabhängig von der Pakethöhe, die basierend auf den Sensorinformationen bestimmt wurde (d. h. bei Block 920), sein kann.
  • Um zu bestimmen, ob der simulierte Stapelplan die einheitliche Packschicht erzielt hat, kann das Robotersystem 100 dementsprechend iterativ Platzierungspositionen für jedes der verfügbaren Pakete 362 ableiten (z. B. gemäß den diskretisierten Objektmodellen 302), insbesondere, nachdem ein neuer Teil der verfügbaren Pakete 362 zum Lagerbereich 705 hinzugefügt wurde, bis die Stapelflächenbereichsanforderung, einschließlich der Kombinationsbereichsanforderung und/oder der Paketabstandsanforderung, erfüllt ist. Als ein Beispiel für die Kombinationsbereichsanforderung kann das Robotersystem 100 den kombinierten horizontalen Bereich als die Summe des oberen Flächenbereichs für jedes der verfügbaren Pakete 362 berechnen, die verwendet wird, um die obere Fläche der einheitlichen Packschicht (die sich derzeit in einem nicht vollständigen Zustand befinden kann) zu bilden, nachdem eines der verfügbaren Pakete 362 zum simulierten Stapelplan hinzugefügt wurde. Das Robotersystem 100 kann bestimmen, dass die einheitliche Packschicht die Kombinationsbereichsanforderung erfüllt hat, wenn die Summe des oberen Flächenbereichs für jedes der verfügbaren Pakete 362, die verwendet wird, um die obere Fläche der einheitlichen Packschicht zu bilden, den Oberflächenbereichsschwellenwert überschreitet.
  • Als ein weiteres Beispiel kann das Robotersystem 100 für die Paketabstandsanforderung nach jeder iterativ abgeleiteten Platzierung der verfügbaren Pakete 362 im simulierten Stapelplan jede/n der Spaltregionen und/oder leeren Räume zwischen den verfügbaren Paketen 362 identifizieren und mit dem Abstandsschwellenwert vergleichen. Das Robotersystem 100 kann feststellen, dass die einheitliche Packschicht die Paketabstandsanforderung erfüllt hat, wenn jede/r der Spaltregionen und/oder leeren Räume den Abstandsschwellenwert unterschreitet.
  • Bei Block 907 kann das Robotersystem 100 das Vorhandensein des Palettierungsauslösers bestimmen, einschließlich des auf einer einheitlichen Schicht basierenden Auslösers, des auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslösers, des auf einer Lagerkapazität basierenden Auslösers oder des Empfangens des Platzierungseinleitungsbefehls. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 das Vorhandensein des Palettierungsauslösers überprüfen, nachdem jedes der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 gelagert wurde und/oder der simulierte Stapelplan aktualisiert wurde. In einer Ausführungsform kann das Robotersystem 100 bestimmen, dass der Palettierungsauslöser aufgetreten ist, wenn das Robotersystem den Platzierungseinleitungsbefehl empfängt, der von einer Quelle außerhalb des Robotersystems 100, wie etwa dem Systembenutzer, ausgehen kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Robotersystem 100 das Vorhandensein eines auf einer einheitlichen Schicht basierenden Auslösers basierend auf der Beurteilung des simulierten Stapelplans bestimmen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 den simulierten Stapelplan (wie etwa für eine oder mehrere der Paketgruppierungen) beurteilen und feststellen, dass der auf einer einheitlichen Schicht basierende Auslöser aufgetreten ist, wenn der simulierte Stapelplan die einheitliche Paketschicht erzielt hat, die die Stapelflächenbereichsanforderung erfüllt.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann das Robotersystem 100 das Vorhandensein des auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslösers basierend auf der Einheitsbetriebszeit bestimmen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Einheitsbetriebszeit überwachen und feststellen, dass der auf einer Zeitbegrenzung basierende Auslöser aufgetreten ist, und zwar gemäß einer Feststellung, dass die Einheitsbetriebszeit, wie etwa die Einheitsleerlaufzeit für die und/oder die Gesamtbetriebszeit der Übertragungseinheit 104, den Zeitbegrenzungsschwellenwert überschreitet.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Robotersystem 100 das Vorhandensein des auf einer Lagerkapazität basierenden Auslösers basierend auf dem Lagerkapazitätszähler bestimmen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 den Lagerkapazitätszähler überwachen und feststellen, dass der auf einer Lagerkapazität basierende Auslöser aufgetreten ist, und zwar gemäß einer Feststellung, dass der Lagerkapazitätszähler für den Lagerbereich 705 den Lagerkapazitätsschwellenwert überschreitet.
  • Wenn das Robotersystem 100 bei dem Bestimmungsblock 908 das Vorhandensein des Palettierungsauslösers als den auf einer einheitlichen Schicht basierenden Auslöser bestimmt, kann der Prozess zu Block 910 übergehen, um die verfügbaren Pakete 362 an der Aufgabenposition 116 zu platzieren, und zwar gemäß dem simulierten Stapelplan, der die einheitliche Paketschicht erzielt hat. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 zusätzlich zu der Bestimmung bei Block 908 das Übergehen zu Block 910 für die Platzierung der verfügbaren Pakete 362 verzögern.
  • Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Platzierung der verfügbaren Pakete 362 in der Situation verzögern, in der der simulierte Stapelplan für eine der Paketgruppierungen die einheitliche Paketschicht erzielt hat, während sich der simulierte Stapelplan für weitere Teile der Packgruppen der Stapelflächenbereichsanforderung annähert (was als unvollständige einheitliche Packschicht bezeichnet wird). Insbesondere kann das Robotersystem 100 das Übergehen zu Block 910 verzögern, wenn die Summe der Paketgewichte für die verfügbaren Pakete 362 in dem simulierten Stapelplan eines unvollständigen Teils der einheitlichen Packschicht größer (oder erwartungsgemäß größer) ist als die des simulierten Stapelplans für den Teil der Paketgruppierungen, der die einheitliche Paketschicht, die die Stapelflächenbereichsanforderung erfüllt, erzielt hat. Somit kann das Robotersystem 100 die Platzierung der verfügbaren Pakete 362 gemäß dem Paketgewicht (d. h. die Platzierung von schwereren Paketen näher an dem Platzierungsbereich der Aufgabenposition) priorisieren. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 das Übergehen zu Block 910 verzögern, bis ein anderer Teil des Palettierungsauslösers aufgetreten ist (d. h. des auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslösers, des auf einer Lagerkapazität basierenden Auslösers oder des Empfangens des Platzierungseinleitungsbefehls), woraufhin der Prozess zu Block 910 übergehen kann, um die verfügbaren Pakete 362 gemäß dem simulierten Stapelplan zu platzieren, der die einheitliche Paketschicht, die die Stapelflächenbereichsanforderung erfüllt, erzielt hat.
  • In der Situation, in der das Robotersystem 100 das Vorhandensein des Palettierungsauslösers als den auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslöser, den auf einer Lagerkapazität basierenden Auslöser oder dem Empfangen des Platzierungseinleitungsbefehls bestimmt, kann der Prozess zu Block 909 übergehen. Bei Block 909 kann das Robotersystem 100 den simulierten Stapelplan basierend auf dem Restpaketplan erzeugen. In einer Ausführungsform kann das Robotersystem 100 die Simulationsfunktion umsetzen, um das Verfahren 600 aus 6 anzuwenden, um den simulierten Stapelplan als den Stapelplan 500 aus 5 basierend auf den verfügbaren Paketen 362, die sich derzeit im Lagerbereich 705 befinden, und gemäß dem Palettierungskriterium zu erzeugen. Zum Beispiel kann die Simulationsfunktion ausgeführt werden, um einen zweidimensionalen (2D) Platzierungsplan zu erzeugen, wobei der 2D-Platzierungsplan eine 2D-Abbildung des einen oder der mehreren der verfügbaren Pakete 362 entlang einer horizontalen Ebene der Aufgabenposition 116 darstellt. Um das Beispiel fortzuführen, kann die Simulationsfunktion ausgeführt werden, um den Restpaketplan zu erzeugen, indem mehrere Teile des 2D-Platzierungsplans in eine dreidimensionale (3D) Abbildung des einen oder der mehreren Pakete umgewandelt werden, wobei die 3D-Abbildung für eine Anordnung von einem oder mehreren der verfügbaren Pakete 362 in mehreren Schichten der Aufgabenposition 116 repräsentativ ist, wobei jede Schicht über einer anderen Schicht liegt und einen entsprechenden Teil des 2D-Platzierungsplans aufweist. Um das Beispiel weiterzuführen, kann das Erzeugen des Restpaketplans das Bestimmen der Stapelsequenz-ID für die verfügbaren Pakete 362 basierend auf dem simulierten Stapelplan beinhalten, wobei die Stapelsequenz-ID zum Identifizieren einer Platzierungsreihenfolge für die verfügbaren Pakete 362 an der Aufgabenposition 362 dient.
  • Das Erzeugen des Restpaketplans, zum Beispiel gemäß dem Palettierungskriterium, kann das Entsprechen der Volumenpackeffizienz und/oder der erwarteten Anzahl an Paketen unter Einhaltung der maximalen stapelbaren Höhe der verfügbaren Pakete 362 beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann der Restpaketplan erzeugt werden, um die übrigen Teile der verfügbaren Pakete 362 auf den bestehenden Schichten von bereits platzierten Paketen, wie etwa den verfügbaren Paketen 362, die als die einheitliche Paketschicht platziert wurden, zu platzieren.
  • Bei Block 910 kann das Robotersystem 100 einen Plan für das Platzieren von mindestens einem Teil der verfügbaren Pakete 362 im Lagerbereich 705 an der Zielposition 116 gemäß dem simulierten Stapelplan umsetzen, wie etwa dem simulierten Stapelplan, der die einheitliche Stapelschicht erzielt hat, die die Stapelflächenbereichsanforderung erfüllt (z. B. über den Block 906), oder dem simulierten Stapelplan, der als der Restpaketplan erzeugt wurde (z. B. über den Block 909). Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 Anweisungen für die Übertragungseinheit 104 erzeugen, um die Pakete aus dem Lagerbereich 705 zu entnehmen und diese gemäß dem simulierten Stapelplan an der Aufgabenposition 116 zu platzieren. Das Robotersystem 100 kann die Lagerkarte verwenden, um die verfügbaren Pakete 362 und die entsprechenden Lagerpositionen im Lagerbereich 705 zu identifizieren. Einzelheiten zum Plan für die Platzierung der verfügbaren Pakete 362 an der Zielposition 116 werden nachfolgend in 10 erörtert.
  • Nach der Platzierung der verfügbaren Pakete 362 an der Zielposition 116 kann das Robotersystem 100 bei Block 911 die Lagerkarte und/oder den Lagerpositionszähler aktualisieren, um das Entfernen der verfügbaren Pakete 362 aus dem Lagerbereich 705 widerzuspiegeln. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Lagerkarte aktualisieren, um die Einträge (z. B. die Paket-ID, die Lagerpositionsinformationen, die Paketattribute, die Platzierungsinformationen usw.), die den verfügbaren Paketen 362 entsprechen, die aus dem Lagerbereich 705 entfernt wurden (d. h. bei Block 910), zu entfernen, wobei angegeben wird, dass die Lagerposition nun zur Lagerung der neuen eingehenden Teile der verfügbaren Pakete 362 verfügbar ist. Gleichermaßen kann das Robotersystem 100 den Lagerpositionszähler durch Reduzieren des aktuellen Werts des Lagerpositionszählers um die Anzahl der verfügbaren Pakete 362, die während der Umsetzung des Plans für die Platzierung der verfügbaren Pakete 362 an der Aufgabenposition entfernt wurden (d. h. bei Block 910), aktualisieren.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf Block 907 kann das Robotersystem 100, wenn das Robotersystem 100 das Vorhandensein des Palettierungsauslösers nicht feststellt, zu Block 902 übergehen. Bei Block 902 kann das Robotersystem 100 damit fortfahren, die verfügbaren Pakete 362, die sich an der Startposition 114 als nächstes in der Reihe befinden, zu verarbeiten.
  • Bei dem Bestimmungsblock 912 bestimmt das Robotersystem 100, ob es mehrere Pakete 362 gibt, die zur Verarbeitung verfügbar sind. Wenn mehrere der verfügbaren Pakete 362 aufzunehmen sind, kann der Prozess 900 zu Block 902 übergehen, wo die verfügbaren Pakete 362, die sich in der Reihe oder Sequenz als nächstes befinden, verarbeitet werden können. Wenn keine Pakete zur Platzierung auf der Plattform 116 mehr zu verarbeiten sind, endet der Prozess.
  • In einigen Ausführungsformen kann der Betrieb des Förderbands 110 gemäß dem Status des Robotersystems 100 angepasst werden. Während das Robotersystem 100 beispielsweise die verfügbaren Pakete 362 palettiert, wie etwa das Paket von dem Lagerbereich 705 zum Zielbereich 116 überträgt (z. B. in Block 910), und wenn mehrere der verfügbaren Pakete 362 auf dem Förderband 110 zu verarbeiten sind, muss das Förderband 110 womöglich gestoppt werden oder seine Geschwindigkeit muss womöglich reduziert werden, damit die Übertragungseinheit 104 eines oder mehrere der verfügbaren Pakete 362 von dem Lagerbereich 705 zur Zielposition 116 bewegen kann. Das Förderband 110 kann automatisch stoppen, z. B., wenn das Paket an der Startposition 114, d. h. das Zielobjekt 112, nicht von der Übertragungseinheit 104 für längere Zeit als eine festgelegte Dauer aufgenommen wird, oder kann in einigen Ausführungsformen von dem Robotersystem 100 gestoppt oder verlangsamt werden. In einigen Ausführungsformen kann das Robotersystem 100 einen Plan umsetzen, um die Geschwindigkeit für das Förderband 110 zu regulieren, indem Anweisungen erzeugt werden, die die Geschwindigkeit des Förderbands 110 steuern (z. B. starten, stoppen oder anpassen).
  • 10 ist ein Ablaufdiagramm eines Prozesses 1000 zur Platzierung der Pakete an einer Aufgabenposition von einem Lagerbereich in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen. In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 1000 in der Umgebung der 1 und 7 und als Teil von Block 910 aus 9 umgesetzt werden. Der Prozess 1000 kann anschließend mit der Bestimmung eines Vorhandenseins des Palettierungsauslösers bei Block 907 aus 9 beginnen.
  • Bei Block 1001 kann das Robotersystem 100 auf den simulierten Stapelplan zugreifen, um die Platzierungsreihenfolge der verfügbaren Pakete 362 gemäß dem simulierten Stapelplan zu bestimmen, wie etwa des Teils der verfügbaren Pakete 362, die sich als nächstes in der Sequenz zur Platzierung an der Aufgabenposition 116 befinden. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Platzierungsreihenfolge für jedes der verfügbaren Pakete 362 gemäß dem simulierten Stapelplan, der die einheitliche Packschicht erzielt hat, wie in Block 906 erzeugt, oder dem simulierten Stapelplan als Restpaketplan, wie in Block 909 aus 9 erzeugt (der die Stapelsequenz-ID beinhalten kann), bestimmen.
  • Bei Block 1002 kann das Robotersystem 100 einen Plan umsetzen, um den Teil der verfügbaren Pakete 362, der zur Platzierung an der Aufgabenposition 116 (z. B. auf der Plattform) identifiziert wurde (d. h. das identifizierte Paket), aus dem Lagerbereich 705 zu entnehmen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 eine Anweisung für die Übertragungseinheit 104 erzeugen, um das identifizierte Paket aus dem Lagerbereich 705 zu entnehmen. Das Robotersystem 100 kann die Lagerposition des identifizierten Pakets im Lagerbereich 705 unter Verwendung der Lagerkarte bestimmen und das identifizierte Paket entsprechend aus dem Lagerbereich 705 entnehmen.
  • Bei Block 1003 kann das Robotersystem 100 einen Plan für das Platzieren des identifizierten Pakets an der Aufgabenposition 116 gemäß dem simulierten Stapelplan umsetzen. Zum Beispiel kann das Robotersystem 100 die Übertragungseinheit 104 umsetzen, um das identifizierte Paket aus dem Lagerbereich 705 zu entnehmen und das identifizierte Paket an der Aufgabenposition 116 gemäß der Stapelsequenz-ID platzieren.
  • Bei dem Bestimmungsblock 1004 kann das Robotersystem 100 bestimmen, ob noch weitere der verfügbaren Pakete 362 in dem simulierten Stapelplan vorliegen, die noch nicht an der Aufgabenposition 116 platziert wurden. Wenn noch weitere der verfügbaren Pakete 362 an der Aufgabenposition 116 zu platzieren sind, geht der Prozess zu Block 1001 über, um den Teil der verfügbaren Pakete 362, der gemäß dem simulierten Stapelplan in der Sequenz der nächste ist, zu entnehmen. Wenn keines der verfügbaren Pakete 362 mehr an der Aufgabenposition 116 zu platzieren ist, endet der Prozess.
  • Schlussfolgerung
  • Die vorstehende detaillierte Beschreibung von Beispielen für die offenbarte Technologie erhebt keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit und soll die offenbarte Technologie nicht auf die vorstehend erörterte genaue Form begrenzen. Wenngleich konkrete Beispiele für die offenbarte Technologie vorstehend zum Zwecke der Veranschaulichung beschrieben sind, sind verschiedene äquivalente Modifikationen im Geltungsbereich der offenbarten Technologie möglich, wie ein Fachmann auf dem entsprechenden Gebiet erkennen wird. Beispielsweise können, wenngleich Prozesse oder Blöcke in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, alternative Umsetzungen Routinen durchführen, die Schritte aufweisen, oder Systeme verwenden, die Blöcke aufweisen, die durch eine andere Reihenfolge gekennzeichnet sind, und einige Prozesse oder Blöcke können gelöscht, verschoben, hinzugefügt, unterteilt, kombiniert und/oder modifiziert sein, um alternative oder Unterkombinationen bereitzustellen. Jeder dieser Prozesse oder Blöcke kann auf eine Vielzahl von verschiedenen Arten umgesetzt sein. Zudem können, wenngleich Prozesse oder Blöcke manchmal so gezeigt sind, dass sie der Reihe nach ausgeführt werden, diese Prozesse oder Blöcke stattdessen parallel durchgeführt oder umgesetzt oder zu anderen Zeitpunkten durchgeführt werden. Zudem sind jedwede konkrete Ziffern, die in der vorliegenden Schrift enthalten sind, lediglich beispielhaften Charakters; alternative Umsetzungen können abweichende Werte oder Bereiche verwenden.
  • Diese und andere Änderungen können vor dem Hintergrund der vorstehenden detaillierten Beschreibung an der offenbarten Technologie vorgenommen werden. Wenngleich die detaillierte Beschreibung bestimmte Beispiele für die offenbarte Technologie sowie die in Betracht gezogene beste Verfahrensweise beschreibt, kann die offenbarte Technologie auf vielen Wegen praktiziert werden, egal wie detailliert die vorstehende Beschreibung auch zu sein scheint. Einzelheiten des Systems können sich in der konkreten Umsetzung wesentlich unterscheiden, während diese nach wie vor durch die in der vorliegenden Schrift offenbarte Technologie eingeschlossen sind. Wie vorstehend angemerkt, sollte die zum Beschreiben von bestimmten Merkmalen oder Aspekten der offenbarten Technologie verwendete Terminologie nicht so ausgelegt werden, dass sie impliziert, dass die Terminologie in der vorliegenden Schrift dahingehend neu definiert wird, dass sie auf jedwede konkrete Eigenschaften, Merkmale oder Aspekte der offenbarten Technologie beschränkt ist, mit der diese Terminologie assoziiert ist. Dementsprechend wird die Erfindung ausschließlich durch die beigefügten Patentansprüche beschränkt. Im Allgemeinen sollten die in den nachstehenden Patentansprüchen verwendeten Begriffe nicht so ausgelegt werden, dass sie die offenbarte Technologie auf die in der Patentschrift offenbarten konkreten Beispiele beschränken, sofern der vorstehende Abschnitt der detaillierten Beschreibung derartige Begriffe nicht ausdrücklich definiert.
  • Wenngleich bestimmte Aspekte der Erfindung nachstehend in bestimmten Anspruchsformen dargestellt sind, zieht der Anmelder die verschiedenen Aspekte der Erfindung in einer beliebigen Anzahl an Anspruchsformen in Betracht. Dementsprechend behält sich der Anmelder das Recht vor, zusätzliche Patentansprüche zu verfolgen, nachdem diese Anmeldung eingereicht wurde, um derartige zusätzliche Anspruchsformen zu verfolgen, entweder in dieser Anmeldung oder in einer fortführenden Anmeldung.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • N. Diankov und Denys Kanunikov mit dem Titel „A ROBOTIC SYSTEM WITH PACKING MECHANISM“, die auf die Mujin, Inc. angemeldet wurde, das anwaltliche Aktenzeichen 131837-8005.US01 [0001]

Claims (20)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Robotersystems, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Umsetzen eines Plans für das Aufnehmen einer Reihe von Paketen an einer Startposition, wobei die Reihe von Paketen ein Paket nach dem anderen an der Startposition aufgenommen wird, wobei mindestens ein Abschnitt der Reihe von Paketen auf einer Plattform zu platzieren ist; Umsetzen eines Plans für die Verarbeitung der Reihe von Paketen, wobei das Umsetzen des Plans für die Verarbeitung der Reihe von Paketen für jedes Paket der Reihe von Paketen Folgendes beinhaltet: Bestimmen von Paketattributen, die mit dem Paket assoziiert sind, wobei die Paketattribute physische Abmessungen des Pakets beinhalten, Umsetzen eines Plans für das Platzieren des Pakets in einem Lagerbereich mit einer Übertragungseinheit, wobei sich der Lagerbereich von der Plattform unterscheidet, Protokollieren einer Lagerpositionsinformation des Pakets, wobei die Lagerpositionsinformation Informationen beinhaltet, die einer Lagerposition des Pakets im Lagerbereich entsprechen, Ausführen einer Simulationsfunktion, um einen simulierten Stapelplan für das Platzieren eines oder mehrerer Pakete, die derzeit in dem Lagerbereich gelagert sind, auf der Plattform zu erzeugen oder zu aktualisieren; Bestimmen, nach der Platzierung des Pakets im Lagerbereich, des Vorhandenseins eines Palettierungsauslösers für das Platzieren des einen oder der mehreren Pakete auf der Plattform, wobei es sich bei dem Palettierungsauslöser um einen von einem auf einer einheitlichen Schicht basierenden Auslöser, einem auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslöser, einem auf einer Lagerkapazität basierenden Auslöser oder eines Empfangens eines Befehls für eine Platzierungseinleitung handelt; und Umsetzen des simulierten Stapelplans für das Platzieren des einen oder der mehreren Pakete auf der Plattform aus dem Lagerbereich basierend auf dem Vorhandensein des Palettierungsauslösers.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausführen der Simulationsfunktion Erzeugen oder Aktualisieren des simulierten Stapelplans beinhaltet, um eine einheitliche Packschicht der Pakete, die derzeit im Lagerbereich gelagert sind, zu erzielen, sodass eine obere Fläche der einheitlichen Paketschicht dieselbe Höhe aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Erzeugen des simulierten Packplans zum Erzielen der einheitlichen Packschicht Erzeugen der einheitlichen Packschicht als einzelne Schicht der Pakete, die derzeit im Lagerbereich gelagert sind, beinhaltet, sodass eine Pakethöhe von jedem der Pakete des simulierten Packplans gleich ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Erzeugen des simulierten Packplans zum Erzielen der einheitlichen Packschicht Erzeugen der einheitlichen Packschicht als Kombinationsschicht beinhaltet, die eine Kombination aus einem einzelnen Exemplar der Pakete beinhaltet, das zusammen mit einem Paketstapel von einem oder mehreren Paketen platziert wird, wobei die Pakethöhe des einzelnen Exemplars der Pakete gleich der Summe der Pakethöhe der Pakete im Paketstapel ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Erzeugen oder Aktualisieren des simulierten Stapelplans zum Erzielen der einheitlichen Packschicht der Pakete Erfüllen einer Stapelflächenbereichsanforderung beinhaltet.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Stapelflächenbereichsanforderung beinhaltet, dass eine Kombinationsbereichsanforderung für einen horizontalen Kombinationsbereich für die obere Fläche der einheitlichen Packschicht einen Flächenbereichsschwellenwert überschreitet.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Stapelflächenbereichsanforderung beinhaltet, dass eine Paketabstandsanforderung für Spaltregionen und/oder leere Räume zwischen den Paketen, die die obere Fläche der einheitlichen Paketschicht bilden, einen Abstandsschwellenwert unterschreitet.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des Vorhandenseins des Palettierungsauslösers des auf einer einheitlichen Schicht basierenden Auslösers eine Bestimmung beinhaltet, dass der simulierte Stapelplan eine einheitliche Paketschicht erreicht hat, die eine Stapelflächenbereichsanforderung erfüllt.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des Vorhandenseins des Palettierungsauslösers des auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslösers eine Bestimmung einer Einheitenleerlaufzeit und/oder einer gesamten Betriebszeit der Übertragungseinheit beinhaltet, die einen Betriebszeitschwellenwert überschreitet.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des Vorhandenseins des Palettierungsauslösers des auf einer Lagerkapazität basierenden Auslösers eine Bestimmung eines Lagerkapazitätszählers für den Lagerbereich beinhaltet, der einen Lagerkapazitätsschwellenwert überschreitet.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des Vorhandenseins des Palettierungsauslösers Empfangen des Befehls für die Platzierungseinleitung von einer Quelle außerhalb des Robotersystems beinhaltet.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Erzeugen des simulierten Stapelplans als Restpaketplan beim Bestimmen des Vorhandenseins des auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslösers, des auf einer Lagerkapazität basierenden Auslösers oder Empfangens des Befehls für die Platzierungseinleitung, wobei der Restpaketplan zur Platzierung aller Pakete, die sich derzeit im Lagerbereich befinden, gemäß einem Palettierungskriterium dient.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Palettierungskriterium eine volumetrische Packeffizienz für das Platzieren der Pakete auf der Plattform beinhaltet.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Palettierungskrtierium eine erwartete Anzahl an Paketen für das Platzieren der Pakete auf der Plattform beinhaltet.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Palettierungskriterium eine maximal stapelbare Höhe für das Platzieren der Pakete auf der Plattform beinhaltet.
  16. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Erzeugen des simulierten Stapelplans als Restpaketplan Folgendes beinhaltet: Erzeugen eines zweidimensionalen (2D) Platzierungsplans, wobei der 2D-Platzierungsplan eine 2D-Darstellung des einen oder der mehreren Pakete entlang einer horizontalen Ebene der Plattform darstellt, und Erzeugen des Restpaketplans durch Umwandeln mehrerer Exemplare des 2D-Platzierungsplans in eine dreidimensionale (3D) Darstellung des einen oder der mehreren Pakete, wobei die 3D-Darstellung für eine Anordnung des einen oder der mehreren Pakete in mehreren Schichten auf der Plattform repräsentativ ist, wobei sich jede Schicht über einer anderen Schicht befindet und einem entsprechenden Exemplar des 2D-Platzierungsplans entspricht.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend: Bestimmen einer Stapelsequenzidentifikation (-ID) für die Pakete basierend auf dem simulierten Stapelplan, wobei die Stapelsequenz-ID zum Identifizieren einer Platzierungsreihenfolge für die Pakete auf der Plattform dient, und wobei: das Umsetzen des simulierten Packplans Platzieren des einen oder der mehreren Pakete auf der Plattform gemäß der Stapelsequenz-ID beinhaltet.
  18. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend: Umsetzen eines Plans für das Regulieren einer Geschwindigkeit einer Fördereinheit, wobei die Fördereinheit die Pakete zur Platzierung auf der Plattform nacheinander zur Startposition transportiert.
  19. Computerlesbares Speichermedium, das computerlesbare Anweisungen speichert, umfassend: Anweisungen für das Umsetzen eines Plans für das Aufnehmen einer Reihe von Paketen an einer Startposition, wobei die Reihe von Paketen ein Paket nach dem anderen an der Startposition aufgenommen wird, wobei mindestens ein Abschnitt der Reihe von Paketen auf einer Plattform zu platzieren ist; Anweisungen für das Umsetzen eines Plans für die Verarbeitung der Reihe von Paketen, wobei das Umsetzen des Plans für die Verarbeitung der Reihe von Paketen für jedes Paket der Reihe von Paketen folgendes beinhaltet: Bestimmen von assoziierten Paketattributen, einschließlich physischer Abmessungen des Pakets, Umsetzen eines Plans für das Platzieren des Pakets in einem Lagerbereich mit einer Übertragungseinheit, wobei sich der Lagerbereich von der Plattform unterscheidet, Protokollieren einer Lagerpositionsinformation des Pakets, wobei die Lagerpositionsinformation Informationen beinhaltet, die einer Lagerposition des Pakets im Lagerbereich entsprechen, Anweisungen für das Ausführen einer Simulationsfunktion, um einen simulierten Stapelplan für das Platzieren eines oder mehrerer Pakete, die in dem Lagerbereich gelagert sind, auf der Plattform zu aktualisieren oder zu erzeugen; Anweisungen für das Bestimmen, nach der Platzierung des Pakets im Lagerbereich, des Vorhandenseins eines Palettierungsauslösers für das Platzieren des einen oder der mehreren Pakete auf der Plattform, wobei es sich bei dem Palettierungsauslöser um einen von einem auf einer einheitlichen Schicht basierenden Auslöser, einem auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslöser, einem auf einer Lagerkapazität basierenden Auslöser oder eines Empfangens eines Befehls für eine Platzierungseinleitung handelt; und Anweisungen für das Umsetzen des simulierten Stapelplans für das Platzieren des einen oder der mehreren Pakete auf der Plattform aus dem Lagerbereich basierend auf dem Vorhandensein des Palettierungsauslösers.
  20. Robotersystem, umfassend: mindestens einen Prozessor; und mindestens eine Speichervorrichtung, die mit mindestens einem Prozessor verbunden ist und auf der vom Prozessor ausführbare Anweisungen für Folgendes gespeichert sind: Erzeugen von Anweisungen für das Aufnehmen einer Reihe von Paketen an einer Startposition, wobei mindestens ein Teil der Reihe von Paketen auf einer Plattform zu platzieren ist, Verarbeiten einer Reihe von Paketen, wobei die Verarbeitung der Reihe von Paketen für jedes Paket der Reihe von Paketen Folgendes beinhaltet: Bestimmen von Paketattributen, die mit dem Paket assoziiert sind, wobei die Paketattribute physische Abmessungen des Pakets beinhalten, Umsetzen eines Plans für das Platzieren des Pakets in einem Lagerbereich mit einer Übertragungseinheit, wobei sich der Lagerbereich von der Plattform unterscheidet, Protokollieren einer Lagerpositionsinformation des Pakets, wobei die Lagerpositionsinformation Informationen beinhaltet, die einer Lagerposition des Pakets im Lagerbereich entsprechen, Ausführen einer Simulationsfunktion, um einen simulierten Stapelplan für das Platzieren eines oder mehrerer Pakete, die derzeit in dem Lagerbereich gelagert sind, auf der Plattform zu erzeugen oder zu aktualisieren, Bestimmen, nach der Platzierung des Pakets im Lagerbereich, des Vorhandenseins eines Palettierungsauslösers für das Platzieren des einen oder der mehreren Pakete auf der Plattform, wobei es sich bei dem Palettierungsauslöser um einen von einem auf einer einheitlichen Schicht basierenden Auslöser, einem auf einer Zeitbegrenzung basierenden Auslöser, einem auf einer Lagerkapazität basierenden Auslöser oder eines Empfangens eines Befehls für eine Platzierungseinleitung handelt; und Umsetzen des simulierten Stapelplans für das Platzieren des einen oder der mehreren Pakete auf der Plattform aus dem Lagerbereich basierend auf dem Vorhandensein des Palettierungsauslösers.
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