DE112017004816T5

DE112017004816T5 - Förderer-screening während des robotergestützten entladens von artikeln

Info

Publication number: DE112017004816T5
Application number: DE112017004816.8T
Authority: DE
Inventors: Matthew R. Wicks; Pavan Tankasala Sriram; Joseph Adams Jeremy; Nicholas Kuntemeier Andrew; George Clucas Dominic; Karthikeyan Yuvaraj
Original assignee: Intelligrated Headquarters LLC
Current assignee: Intelligrated Headquarters LLC
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2019-06-27
Also published as: US20180111765A1; US10239701B2; GB2569506A; GB2569506B; WO2018075884A1; GB201905329D0

Abstract

Ein robotergestütztes Materialhandhabungssystem weist eine Steuerung auf, die eine Nasenfördererfläche in der Nähe eines Artikelstapels positioniert, einen Robotermanipulator verwendet, um einen oder mehrere Artikel pro Vorgang auf den Nasenförderer von dem Artikelstapel zu bewegen, und eine Abtastung der Nasenfördererfläche empfängt, um jeweilige Positionen von Artikeln zu erfassen, die auf der Nasenfördererfläche aufgenommen sind. Die Steuerung bestimmt, ob die jeweiligen Positionen von etwaigen abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung durch die zwei oder mehr parallelen Förderer mit einer ersten Geschwindigkeit verhindern. Wenn dies erfasst wird, bewirkt die Steuerung, dass mindestens einer der zwei oder mehr parallelen Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeitet und mindestens ein anderer von zwei oder mehr parallelen Förderern mit einer zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die nicht gleich der ersten Geschwindigkeit ist, so dass Kartons einen schmaleren hinteren Förderer nicht blockieren oder überlasten.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der am 20. Oktober 2016 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/410.435 und der am 26. Oktober 2016 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/413.122 , beide mit dem Titel „3D - 2D Vision System for Robotic Carton Unloading“, und der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/417.368 , eingereicht am 04. November 2016 und der nicht vorläufigen US-Anmeldung Nr. 15/483.151 , eingereicht am 20. April 2017, beide mit dem Titel „Conveyor Screening During Robotic Article Unloading“, deren Offenlegungen hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit aufgenommen werden.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Systeme für maschinelles Sehen und insbesondere ein autonomes Fahrzeug, das Artikel mit maschinellem Sehen erkennt, die auf einem robotergestützten Materialhandhabungssystem transportiert werden.
HINTERGRUND
LKW und Anhänger, die mit Fracht und Produkten beladen sind, fahren quer durch das Land, um Produkte an Lade- und Entladestellen in Läden, Lagerhäusern und Verteilerzentren zu liefern. LKW können einen Anhänger ziehen oder als Sattelanhänger konfiguriert sein. Um die Gemeinkosten im Einzelhandel zu reduzieren, wurde der Produktvorrat reduziert, und Produkte auf dem Transportweg sind heutzutage Teil des Produktvorrates des Ladens. Das rasche Entladen der LKW an den Entladerampen von Lagerhäusern und regionalen Verteilerzentren erfuhr einen neuen Aufschwung zum Auffüllen des dezimierten Lagerbestands.
LKW werden normalerweise mit Gabelstaplern beladen und entladen, falls die Ladung palettiert ist, und mit Arbeitskräften, wenn die Produkte in den LKW gestapelt sind. Das manuelle Abladen großer Transportmengen mit menschlichen Arbeitskräften kann körperlich anstrengend und aufgrund der aufgewendeten Zeit und Arbeitskraft teuer sein. Darüber hinaus können heiße oder kalte Bedingungen innerhalb eines engen Raumes eines LKW-Anhängers oder Schiffscontainers als unangenehme Arbeit angesehen werden. Folglich besteht ein Bedarf an einem verbesserten Entladesystem, das große Mengen gestapelter Kisten und Fracht von LKW-Anhängern schneller und billiger als menschliche Arbeitskräfte entladen kann.
Um wirtschaftlich zu sein, muss die Automatisierung des Ladens oder Entladens relativ schnell sein. Bekannte Ansätze zur schnellen Entladung von Kartons hatten eine äußerst geringe Akzeptanz. Jeder Karton wird im Allgemeinen vereinzelt nach hinten befördert, wodurch die Geschwindigkeit, mit der die Kartons entladen werden können, begrenzt wird. Einige Prototyp-LKW-Entlader haben versucht, den Durchsatz zu erhöhen und so ihre Kapitalrendite (ROI) zu verbessern, indem sie mehr als einen Karton pro Zeiteinheit auf eine sich seitlich bewegende Förderfläche legen, die auf eine rückwärtige, sich in Längsrichtung bewegende Förderfläche umgeleitet wird.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Transportieren von Artikeln auf einem robotergestützten Materialhandhabungssystem dar. In einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren das Positionieren einer Nasenfördererfläche eines robotergestützten Materialhandhabungssystems in der Nähe eines Artikelstapels, wobei die Nasenfördererfläche zwei oder mehr parallele Förderer aufweist, die distal zu einem hinteren Förderer sind, der seitlich schmaler als die Nasenfördererfläche ist, und diesen proximal beschicken. Das Verfahren beinhaltet robotisches Bewegen von einem oder mehreren Artikeln pro Vorgang von dem Artikelstapel auf den Nasenförderer. Das Verfahren beinhaltet ein Abtasten der Nasenfördererfläche, um jeweilige Positionen von Artikeln zu detektieren, die auf der Nasenfördererfläche aufgenommen sind. Das Verfahren beinhaltet das Bestimmen, ob die jeweiligen Positionen von etwaigen abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung durch die zwei oder mehr parallelen Förderer mit einer ersten Geschwindigkeit verhindern. Als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen Positionen von abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung verhindern, beinhaltet das Verfahren das Bewirken, dass mindestens einer der zwei oder mehreren parallelen Förderer mit der ersten Geschwindigkeit und mindestens ein anderer der zwei oder mehreren parallelen Förderer mit einer zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die nicht gleich der ersten Geschwindigkeit ist.
In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein robotergestütztes Materialhandhabungssystem zum Entladen von Artikeln in einem Artikelstapel bereit. Das robotergestützte Materialhandhabungssystem ist über einen Boden beweglich. In einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet das robotergestützte Materialhandhabungssystem einen beweglichen Robotermanipulator, der an einem mobilen Körper befestigt ist. Der bewegliche Robotermanipulator weist an einem Ende einen Endeffektor auf. Der Endeffektor ist gestaltet, einen oder mehrere Artikel aus dem Artikelstapel zu entladen. Ein Fördersystem ist an dem beweglichen Körper montiert. Das Fördersystem nimmt den einen oder die mehreren Kartons vom Endeffektor auf und bewegt den einen oder die mehreren Artikel zu einer Rückseite des robotergestützten Materialhandhabungssystems. Das Fördersystem beinhaltet: (I) eine Nasenfördererfläche und (ii) einen hinteren Förderer. Der Nasenförderer weist zwei oder mehr parallele Förderer auf, die distal zu dem hinteren Förderer sind, der seitlich schmaler ist als die Nasenfördererfläche, und diesen proximal beschicken. Ein Artikelerfassungssystem weist einen oder mehrere Sensoren auf, die jeweils mit einem von dem beweglichen Körper und dem beweglichen Robotermanipulator gekoppelt sind, um die Nasenfördererfläche abzutasten. Das Artikelerfassungssystem verfügt über ein Abtastverarbeitungssubsystem in Verbindung mit einem oder mehreren Sensoren. Das Abtastverarbeitungssubsystem detektiert das Vorhandensein und die Position von Artikeln auf der Grundlage einer empfangenen Abtastung der Nasenfördererfläche im Vergleich zu einer Basislinienabtastung. Eine Steuerung ist in Verbindung mit dem Artikelerfassungssystem, dem mobilen Körper, dem Robotermanipulator und dem Fördersystem. Die Steuerung veranlasst den mobilen Körper, die Nasenfördererfläche in der Nähe eines Artikelstapels zu positionieren. Die Steuerung veranlasst den Robotermanipulator, einen oder mehrere Artikel pro Vorgang von dem Artikelstapel auf den Nasenförderer robotisch zu bewegen. Die Steuerung empfängt eine Abtastung der Nasenförderfläche vom Artikelerfassungssystem, um die jeweiligen Positionen der auf der Nasenförderfläche aufgenommenen Artikel zu erfassen. Die Steuerung bestimmt, ob die jeweiligen Positionen von etwaigen abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung durch die zwei oder mehr parallelen Förderer mit einer ersten Geschwindigkeit verhindern. Als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen Positionen von abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung verhindern, bewirkt die Steuerung, dass mindestens einer der zwei oder mehreren parallelen Förderer mit der ersten Geschwindigkeit und mindestens ein anderer der zwei oder mehreren parallelen Förderer mit einer zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die nicht gleich der ersten Geschwindigkeit ist.
Die vorstehende Zusammenfassung beinhaltet Vereinfachungen, Verallgemeinerungen und Auslassungen von Details und soll nicht als eine umfassende Beschreibung des beanspruchten Gegenstands dienen, sondern vielmehr eine kurze Übersicht über einige der damit zusammenhängenden Funktionalitäten bereitstellen. Andere Systeme, Verfahren, Funktionalitäten, Funktionen und Vorteile des beanspruchten Gegenstands werden für eine fachkundige Person beim Prüfen der folgenden Figuren und der detaillierten schriftlichen Beschreibung offensichtlich sein oder werden.
Figurenliste
Die Beschreibung der veranschaulichenden Ausführungsformen kann im Zusammenhang mit den Figuren gelesen werden. Es versteht sich, dass aus Gründen der Einfachheit und Klarheit der Darstellung Elemente, die in den Figuren dargestellt sind, nicht unbedingt maßstabsgerecht gezeichnet sind. Zum Beispiel sind die Abmessungen von einigen der Elemente gegenüber anderen Elementen übertrieben dargestellt. Ausführungsformen, die Lehren dieser Offenbarung mit einbeziehen, sind in Bezug auf die hierin dargestellten Figuren dargestellt und beschrieben, wobei:

1 veranschaulicht eine Seitenansicht mit Funktionsblockdiagramm eines robotergestützten Materialhandhabungssystems und eines ausfahrbaren Förderers zum Entladen von Kartons aus einem Kartonstapelbehälter unter Verwendung eines Sichtsystems, das ein Mehrquadrantensystem ist und zweidimensionales (2D) und dreidimensionales (3D) Sehen kombiniert, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
2 veranschaulicht eine isometrische Draufsicht auf das robotergestützte Materialhandhabungssystem von 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
3 veranschaulicht eine untere isometrische Ansicht des robotergestützten Materialhandhabungssystems von 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
4 veranschaulicht eine Vorderseitenansicht eines vorderen Abschnitts des robotergestützten Materialhandhabungssystems von 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
5 veranschaulicht eine Seitenansicht eines vorderen Abschnitts des robotergestützten Materialhandhabungssystems von 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
6 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer exemplarischen Computerumgebung für eine On-Board-Entladesteuerung des robotergestützten Materialhandhabungssystems von 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
7 veranschaulicht ein Funktionsblockdiagramm eines Sichtsystems des robotergestützten Materialhandhabungssystems von 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
8 veranschaulicht eine Draufsicht des robotergestützten Materialhandhabungssystems von 1, das seitlich versetzt zu einem ausfahrbaren Förderer liegt, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
9 veranschaulicht eine Draufsicht einer mit Abtastzonen versehenen vorderen Nasenfördererfläche und eines vereinzelnden Rückwärtsfördererabschnitts des robotergestützten Materialhandhabungssystems von 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
10 veranschaulicht eine obere schematische Ansicht der Abtastzonen von 9, die Artikel enthalten, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
11 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen der Produktstauerkennung des vorderen vereinzelnden Abschnitts des robotergestützten Materialhandhabungssystems unter Verwendung von 3D-Sensordaten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
12 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen von Produkten in einzelnen distalen, zentralen und proximalen Zonen des vorderen Abschnitts des robotergestützten Materialhandhabungssystems unter Verwendung einer Tiefenkarte und von Infrarotbildern gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
13 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Fördern von Artikeln auf einer Nasenfördererfläche eines robotergestützten Materialhandhabungssystems gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
14A - 14B veranschaulichen ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Fördern von Artikeln von einer Nasenfördererfläche mit fünf parallelen Förderern auf einen hinteren Förderer, der mit den zentralen drei parallelen Förderern ausgerichtet ist, und
15A - 15F veranschaulichen Draufsicht-Diagramme einer Folge des Förderns von Artikeln von der Nasenfördererfläche des robotergestützten Materialhandhabungssystems von 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Der robotische Kartonbelader oder -entlader beinhaltet dreidimensionale (3D) und zweidimensionale (2D) Sensoren, um jeweils eine 3D-Punktwolke und ein 2D-Bild eines Kartonstapels innerhalb eines Transportträgers wie eines LKW-Anhängers oder Schiffscontainers zu erfassen. Die Kantenerkennung erfolgt über die 3D-Punktwolke, wobei Segmente, die zu klein sind, um Teil eines Produkts wie beispielsweise eines Kartons zu sein, verworfen werden. Segmente, die zu groß sind, um einem Karton zu entsprechen, werden als 2D-Bild verarbeitet, um zusätzliche Kanten zu erkennen. Die Ergebnisse der 3D- und 2D-Kantenerkennung werden in einen kalibrierten 3D-Raum des Materialkarton-Be- oder -Entladers umgewandelt, um eine Be- oder Entladung des Ladungsträgers durchzuführen. Die Bildverarbeitung kann auch ein mögliches Blockieren der Produktfolge von einzeln steuerbaren parallelen Förderern einer Nasenfördererfläche des robotischen Kartonbeladers oder -entladers erkennen.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine maßgeschneiderte Rot-Grün-Blau- und Tiefen-Sichtlösung (RGB-D) für autonome LKW-Entlader bereitgestellt. Ein RGB-D-Sensorsystem wurde mit einer Kombination aus industriellem Tiefen- und RGB-Sensor entwickelt; speziell zugeschnitten auf die Bedürfnisse eines LKW-Entladers. Vier solcher Einheiten zusammen ergeben die RGB-, Tiefen- und RGB-D-Daten über die gesamte Breite und Höhe eines Anhängers. Jede der RGB-Kameras weist eindeutige Projektionsparameter auf. Unter Verwendung dieser und der relativen Position des Tiefen- und RGB-Sensors wird das 3D vom Tiefensensor auf 2D-ROB-Bilddaten vom RGB-Sensor abgebildet und umgekehrt. Die Daten aus 3D und 2D RGB können auf der höheren Ebene zusammengefügt werden, um eine ganze Szene zu erhalten.
In einer exemplarischen Ausführungsform führt ein 3D-Sensor einen Förderer-Screening-Vorgang durch. Unter Verwendung von 3D-Punktwolkendaten, Infrarotbild und Tiefenkarte als Eingangsdaten decken zwei 3D-Sensorvorrichtungen den gesamten Förderbereich ab. Die Daten der 3D-Punktwolke werden verwendet, um die Höhe der Box zu schätzen. Die höchste Box wird herangezogen, um eine Entscheidung über einen Schwellenwert zur Vorhersage eines Fördererstauszenarios zu treffen. Ein Schwellenwert kann geringfügig kleiner als die lichte Höhe des Förderers für die Entladung des Produkts vom LKW-Entlader selbst oder eine nachgeschaltete lichte Höhe eingestellt werden. Die Tiefenkarte oder das Infrarotbild wird verwendet, um ein Screening des Förderers durchzuführen, um die Anwesenheit des Produkts auf dem Förderer zu erkennen. Eine Förderer-Vorlage ohne Produkt wird mit der Eingabe verglichen, um ein Differenzbild zu erhalten. Das Differenzbild wird unter Verwendung vordefinierter Zonen ausgewertet. Eine Anordnung von Produkten, die in verschiedenen Zonen des Förderers vorhanden ist, wird bereitgestellt. Daraus können sequenzierte Vereinzelungsvorgänge konstruiert werden, um die Entladung zu beschleunigen. In einem Aspekt wird ein Basisbild von einem 3D-Sensor als eine Basis zum Vergleich benötigt. Das Basisbild kann erfasst und ständig verwendet werden oder beim Hochfahren erfasst werden. Die Kameras sind so angeordnet, dass das Sichtfeld den gesamten relevanten Bereich abdeckt. Die Perspektive ist wichtig, um die Schattenbildung zu minimieren. Aktive Rauschquellen sollten detektiert und reduziert werden. Das Verschließen, Bewegen oder Beseitigen der erfassten Rauschquellen wird bevorzugt. Der relevante Bereich und die enthaltenen Zonen werden innerhalb des gegebenen Gesichtsfeldes identifiziert.
Zum Einrichten: (i) Ein Basisbild eines 3D-Sensors kann als Vergleichsbasis verwendet werden. Das Basisbild kann erfasst und ständig verwendet werden oder beim Hochfahren erfasst werden, (ii) Die Kameras können so angeordnet werden, dass das Sichtfeld den gesamten relevanten Bereich abdeckt. Die Perspektive kann Schattenbildung minimieren. (iii) aktive Rauschquellen sollten erfasst und reduziert werden. Das Verschließen, Bewegen oder Beseitigen der erfassten Rauschquellen wird bevorzugt. (iv) Der relevante Bereich und die enthaltenen Zonen werden innerhalb des gegebenen Gesichtsfeldes identifiziert.
Während der Laufzeit: (i) die Förderer-Screeninganwendung wird von einer externen Quelle (z. B. SPS) ausgelöst; (ii) Eine Antwort bestätigt den Empfang des Auslösers. Dies ist die periodische Nachrichtenantwort, welche Zonen im relevanten Bereich innerhalb des Sichtfeldes belegt sind. (iii) Intern wird der Sensor ausgelöst, um Bilder mit einer bevorzugten Rate aufzunehmen, um Leerlaufzeiten zu minimieren und die ideale Reaktionszeit auf das Überwachungssystem (z. B. SPS) einzuhalten. (iv) Erfasste Bilder vom Sensor werden mit dem Basisbild verglichen, um Produkte in den angegebenen Zonen zu identifizieren. (iv) Wenn Produkte in einer bestimmten Zone erkannt werden, wird ein Zonenbelegungsbit für diese Zone auf true gesetzt und an das Überwachungssystem (z. B. SPS) zurückgegeben. (iv) Der Vorgang ist abgeschlossen, wenn das Überwachungssystem eine Trigger-Off-Meldung an die Förderer-Screeninganwendung sendet, bis die Reaktionen aufhören.
Es gibt nur zwei Rollen in diesem System - den Bediener und den Instandhalter. Der Bediener schaltet das Steuersystem (z. B. SPS) ein und löst damit die Screeninganwendung des Förderers ein und aus. Der Instandhalter kann die Positionierung der Sensoren in Bezug auf den relevanten Bereich verwalten; Rauschquellen des Sensors reduzieren oder eliminieren; etwaige Filterstufen einstellen; und potentiell das Basisbild erfassen, um den Betrieb zu beginnen. Diese Rollen könnten von dem gleichen Individuum ausgeführt werden.
Nach der Inbetriebnahme des Produkts wird erwartet, dass die Lebensdauer lang ist. Eine durchschnittliche Umgebungstemperatur, konstante Versorgungsspannung, Stoß- und Schwingungsisolierung, Isolierung von Hochleistungsstrahlern, wenn sie richtig gesteuert werden, verlängern die Lebensdauer der Sensoren und des Systems. Am Ende der Lebensdauer pro Komponente werden mehr positive und negative Fehlalarme erwartet. Totpunkte können am Sensor so weit überwacht werden, dass bei Erreichen einer minimalen Anzahl von Punkten der Sensor zum Austausch vorgemerkt werden kann. Komponententeile sind wartungsfähig, sofern Originalteile oder kompatible Ersatzteile beschafft werden können.
In einem Aspekt ist die Sensoranordnung für das Förderer-Screening zur Produkterkennung schneller und liefert Zoneninformationen für einen intelligenteren Betrieb des Fördersystems, was zu einer Verringerung der Zykluszeit der gesamten Maschine führt und die Effizienz der Maschine erhöht. Zwei 3D-Sensorsysteme bieten ein höheres Sichtfeld auf den Förderer und minimieren falsch-positive Erkennungen. Bietet ein zuverlässiges und robustes Förderer-Screening im Vergleich zu herkömmlichen LiDARs, deren Möglichkeiten durch die Bereitstellung von Erkennung nur im 2D-Raum eingeschränkt sind. Der Stauregenerationsmodus des Förderers hilft den Steuersystemen, bei größeren oder mehrfach gestapelten Kisten auf dem Förderer angemessen zu reagieren.
In der folgenden detaillierten beispielhafter Ausführungsformen werden spezifische exemplarische Ausführungsformen, bei denen die Offenbarung praktiziert werden kann, ausreichend ausführlich beschrieben, damit fachkundige Personen die offenbarten Ausführungsformen praktizieren können. Beispielsweise wurden in diesem Dokument spezifische Einzelheiten wie spezifische Verfahrensreihenfolgen, Strukturen, Elemente und Verbindungen nach spezifischen Verfahren dargestellt. Allerdings versteht es sich, dass die dargestellten spezifischen Einzelheiten nicht dazu eingesetzt zu werden brauchen, um Ausführungsformen dieser Offenbarung zu praktizieren. Es versteht sich ebenso, dass andere Ausführungsformen verwendet und logische, architektonische, programmatische, mechanische, elektrische oder sonstige Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom allgemeinen Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Die folgende Detailbeschreibung ist daher nicht in einem einschränkenden Sinn zu verstehen, und der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung ist durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert.
Verweise in den Spezifikationen auf „eine Ausführungsform“, „Ausführungsformen“ oder „eine oder mehrere Ausführungsformen“ bedeuten, dass eine im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschriebene bestimmte Funktion, Struktur oder Eigenschaft in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Das Auftreten derartiger Ausdrücke an verschiedenen Stellen innerhalb der Spezifikation bezieht sich nicht unbedingt in allen Fällen auf dieselbe Ausführungsform, noch schließen sich separate oder alternative Ausführungsformen mit anderen Ausführungsformen gegenseitig aus. Ferner werden verschiedene Funktionen beschrieben, die bei einigen Ausführungsformen dargelegt werden, und bei anderen nicht. Analog werden verschiedene Anforderungen beschrieben, die Anforderungen für einige Ausführungsformen sein können, aber für andere Ausführungsformen nicht.
Es versteht sich, dass die Verwendung spezifischer Komponenten-, Vorrichtungs- bzw. Parameternamen bzw. entsprechender Akronyme davon, wie beispielsweise der hierin beschriebenen ausführenden Dienstprogramme, Logik und/oder Firmware, nur beispielhaft sind und keine Beschränkungen der beschriebenen Ausführungsformen bedeuten sollen. Die Ausführungsformen können daher mit unterschiedlicher Nomenklatur und/oder Terminologie beschrieben werden, die dazu dienen, die Komponenten, Vorrichtungen, Parameter, Verfahren und/oder Funktionen in diesem Schriftstück uneingeschränkt zu beschreiben. Verweise auf spezifische Protokoll- oder Markenbezeichnungen bei der Beschreibung eines oder mehrerer Elemente, Funktionen oder Konzepte der Ausführungsformen sind lediglich als Beispiele einer einzigen Implementierung bereitgestellt und derartige Verweise schränken nicht die Ausweitung der beanspruchten Ausführungsformen auf Ausführungsformen ein, bei denen unterschiedliche Namen für Elemente, Funktionen, Protokolle oder Konzepte verwendet werden. Daher gilt jeder hierin verwendete Begriff in seiner weitesten Auslegung angesichts des Kontexts, in dem der Begriff verwendet wird.
1 veranschaulicht ein robotergestütztes Materialhandhabungssystem 100 mit einem Manipulator, wie beispielsweise einer Roboterarmanordnung 102, der Kartons 104 von einem Kartonstapel 106 in einem Kartonstapelbehälter 108, wie beispielsweise einem Anhänger, Versandbehälter, einer Lagereinheit usw., ablädt. Die Roboterarmanordnung 102 setzt die Kartons 104 auf ein Fördersystem 110 des robotergestützten Materialhandhabungssystems 100, das die Kartons 104 zurück zu einem ausfahrbaren Förderer 112 fördert, der einem mobilen Körper 114 des robotergestützten Materialhandhabungssystems 100 in den Kartonstapelbehälter 108 folgt. Der ausfahrbare Förderer 112 fördert wiederum die Kartons 104 zu einem Materialhandhabungssystem 116 wie in einem Warenlager, Lagerhaus, Auslieferungszentrum, usw.
In einer oder mehreren Ausführungsformen entlädt das robotergestützte Materialhandhabungssystem 100 autonom einen Kartonstapel 106, der auf einem Boden 118 des Kartonstapelbehälters 108 ruht. Der mobile Körper 114 ist selbstfahrend und über den Boden 118 von außen in den innersten Teil des Kartonstapelbehälters 108 beweglich. Rechter und linker Unterarm 120 der Roboterarmanordnung 102 sind jeweils an einem unteren Ende 122 schwenkbar an dem mobilen Körper 114 an gegenüberliegenden Seiten des Fördersystems 110 befestigt, das dazwischen verläuft. Der rechte und linke Unterarm 120 rotieren um eine Unterarmachse 124, die senkrecht zu einer Längsachse 126 des Fördersystems 110 verläuft. Eine Oberarmanordnung 128 der Roboterarmanordnung 102 weist ein hinteres Ende 130 auf, das schwenkbar an einem oberen Ende 132 jeweils des rechten und linken Unterarms 120 befestigt ist, um sich schwenkbar um eine Oberarmachse 134 zu drehen, die senkrecht zu der Längsachse 126 des Fördersystems 110 und parallel zu der Unterarmachse 124 verläuft. Ein Manipulatorkopf 136 ist an einem vorderen Ende 138 der Oberarmanordnung 128 befestigt und greift mindestens einen Karton 104 auf einmal vom Kartonstapel 106, der auf dem Boden 118 ruht, um ihn zum Fördersystem 110 zu bewegen. Die schwenkbare und simultane gespiegelte Bewegung der rechten und linken Unterarme 120 hält die Oberarmachse 134 auf einer relativen Höhe oberhalb des Fördersystems 110, wodurch ermöglicht wird, dass der mindestens eine Karton 104 vom Fördersystem 110 ohne Behinderung durch die Roboterarmanordnung 102 gefördert werden kann, sobald der Manipulatorkopf 136 frei ist. In einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet das robotergestützte Materialhandhabungssystem 100 eine Hebevorrichtung 140, die zwischen dem mobilen Körper 114 und einem vorderen Abschnitt 142 des Fördersystems 110 angeordnet ist. Die Hebevorrichtung 140 bewegt den vorderen Abschnitt 142 des Fördersystems 110 in Bezug auf den Boden 118, um den Abstand unter dem mindestens einen Karton 104 während der Bewegung vom Kartonstapel 106 zum Fördersystem 110 zu verringern.
Ein übergeordnetes System kann einem bestimmten Kartonstapelbehälter 108 eine autonome Roboterfahrzeugsteuerung 144 des robotergestützten Materialhandhabungssystems 100 zuweisen und Informationen über den Fortschritt des Be-/Entladens empfangen sowie einen Kanal für die Fernsteuerung bereitstellen. Ein menschlicher Bediener könnte selektiv eingreifen, wenn er mit einem Fehler beim Laden oder Entladen konfrontiert wird. Das übergeordnete System kann ein Host-System 146 enthalten, das externe Bestellvorgänge abwickelt, die durch das Materialhandhabungssystem 116 auszuführen sind. Alternativ oder zusätzlich kann ein Lagerausführungssystem (Warehouse Execution System, WES) 148 die vertikale Integration eines Lagerverwaltungssystems (Warehouse Management System, WMS) 150 bereitstellen, das die Auftragserfüllung, die Personalverwaltung und die Bestandsverfolgung für eine Einrichtung 152, wie beispielsweise ein Auslieferungszentrum, übernimmt. WES 148 kann ein vertikal integriertes Lagerlagersteuersystem (Warehouse Control System, WCS) 154 enthalten, das die Automatisierung steuert, die die von dem WMS 150 angeforderten Aufträge und Bestandsbewegungen ausführt.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das robotergestützte Materialhandhabungssystem 100, sobald es durch die WES 148 beauftragt oder manuell aktiviert wurde, autonom unter der Steuerung einer Roboterfahrzeugsteuerung 154 folgendermaßen arbeiten: (I) Bewegen in einen Kartonstapelbehälter 108, (ii) Durchführen eines Be- oder Entladevorgangs in dem Kartonstapelbehälter 108 und (iii) Verlassen des Kartonstapelbehälters 108. Um innerhalb des Kartonstapelbehälters 108 zu navigieren und Kartons 104 darin schnell zu handhaben, beinhaltet ein Kartonerkennungssystem 166 der Roboterfahrzeugsteuerung 154 Sensoren 157, die jeweils am mobilen Körper 114 und dem beweglichen Robotermanipulator (Roboterarmanordnung 102) angeordnet sind, um ein zweidimensionales (2D) RGB-Bild und eine dreidimensionale (3D) Punktwolke von mindestens einem Teil des Kartonstapels 106 bereitzustellen, der auf einem Boden 159 eines Kartonstapelbehälters 108 ruht. Der Kartonstapelbehälter 108 kann stationär oder mobil sein, wie z. B. Transportträger für Straße, Schiene oder Schifffahrt auf schiffbaren Gewässern.
Die Steuerung 144 stellt eine beispielhafte Umgebung bereit, innerhalb derer eine oder mehrere der beschriebenen Funktionen der verschiedenen Ausführungsformen der Offenbarung implementiert sein können. Eine Steuerung 144 kann als eine einzelne Vorrichtung oder als verteiltes Verarbeitungssystem implementiert sein. Die Steuerung 144 beinhaltet Funktionskomponenten, die über eine Systemverbindung aus einem oder mehreren Leitern oder Glasfasergewebe kommunizieren, die der Klarheit halber als Systembus 156 dargestellt sind. Der Systembus 156 kann einen Datenbus, einen Adressbus und einen Kommunikationsbus für Datenübertragung, Adressen und Steuerungsinformationen zwischen beliebigen dieser gekoppelten Einheiten beinhalten. Funktionskomponenten der Steuerung 144 können ein Prozessorsubsystem 158 beinhalten, das aus einer oder mehreren Zentraleinheiten (CPUs), digitalen Signalprozessoren (DSPs) und einem Prozessorspeicher besteht. Das Prozessorsubsystem 158 kann jede Instrumentalität oder Gesamtheit von Instrumentalitäten beinhalten, die dazu betrieben werden kann/können, um Informationen, Wissen oder Daten in jeder Form für geschäftliche, wissenschaftliche, Steuerungs- oder sonstige Zwecke, einschließlich der Steuerung von Automationsausrüstungen eines Materialhandhabungssystems zu berechnen, zu klassifizieren, zu verarbeiten, zu übertragen, aufzunehmen, abzurufen, hervorzubringen, zu wechseln, zu speichern, anzeigen, zu manifestieren, zu erkennen, aufzeichnen, zu reproduzieren, zu handhaben oder zu nutzen.
Gemäß verschiedenen Aspekten der Offenbarung kann ein Element oder ein beliebiger Abschnitt eines Elements oder eine beliebige Kombination von Elementen mit einem Prozessorsubsystem 158 implementiert werden, das eine oder mehrere physische Vorrichtungen mit Prozessoren einschließt. Zu nicht einschränkenden Beispielen für Prozessoren gehören Mikroprozessoren, Mikrocontroller, Digitalsignalprozessoren (DSPs), anwenderprogrammierbare Gatteranordnungen (Field Programmable Gate Arrays, FPGAs), programmierbare Logikvorrichtungen (Programmable Logic Devices, PLDs), Zustandsmaschinen, gesteuerte Logik, diskrete Hardwareschaltungen und andere geeignete Hardware, die dazu konfiguriert ist, die verschiedenen Funktionen durchzuführen, die in dieser Offenbarung beschrieben sind. Ein oder mehrere Prozessoren in dem Verarbeitungssystem können Befehle ausführen. Ein Verarbeitungssystem, das Befehle ausführt, um ein Ergebnis zu bewirken, ist ein Verarbeitungssystem, das dazu konfiguriert ist, Aufgaben durchzuführen, die das Ergebnis bewirken, wie durch Bereitstellen von Befehlen an eine oder mehrere Komponenten des Verarbeitungssystems, die bewirken würden, dass diese Komponenten Aktionen durchführen, die entweder alleine oder in Kombination mit anderen Aktionen, die durch andere Komponenten des Verarbeitungssystems durchgeführt werden, das Ergebnis bewirken würden.
Die Steuerung 144 kann eine Netzwerkschnittstellen-(I/F)-Vorrichtung 160 beinhalten, die es der Steuerung 144 ermöglicht, mit anderen Vorrichtungen, Diensten und Komponenten zu kommunizieren oder eine Schnittstelle herzustellen, die sich außerhalb der Steuerung 144 befinden, wie beispielsweise WES 148. Diese vernetzten Vorrichtungen, Dienste und Komponenten können mittels eines oder mehrere Kommunikationsprotokolle mit der Steuerung 144 über ein externes Netzwerk über eine Schnittstelle verbunden sein, wie das Beispielnetzwerk 162. Das Netzwerk 162 kann ein lokales Netzwerk, ein Großraumnetzwerk, ein persönliches Netzwerk u. ä. sein und die Verbindung mit dem und / oder zwischen Netzwerk und Steuerung 144 kann drahtgebunden oder drahtlos oder eine Kombination von beiden sein. Zu Zwecken der Erörterung ist das Netzwerk 162 der Einfachheit halber als eine einzelne kollektive Komponente angegeben. Es versteht sich jedoch, dass das Netzwerk 162 eine oder mehrere direkte Verbindungen mit anderen Vorrichtungen, sowie einen komplexeren Satz von Zusammenschaltungen, wie sie innerhalb eines Großraumnetzwerks bestehen können, z. B. dem Internet oder einem privaten Intranet, umfassen kann. Verschiedene Verbindungen im Netzwerk 162 können drahtgebunden oder drahtlos erfolgen. Die Steuerung 144 kann über eine Vorrichtungsschnittstelle 168 mit einer Reihe von On-Board-Vorrichtungen wie Leuchten, Anzeigen, manuellen Bedienelementen usw. kommunizieren. Die Vorrichtungsschnittstelle 168 kann drahtlose Verbindungen und drahtgebundene Verbindungen beinhalten. So kann beispielsweise die Steuerung 144 den ausfahrbaren Förderer 112 anweisen, dem robotergestützten Materialhandhabungssystem 100 in den Kartonstapelbehälter 108 zu folgen oder das robotergestützte Materialhandhabungssystem 100 aus dem Kartonstapelbehälter 108 zu führen.
Die Steuerung 144 kann mehrere verteilte Subsysteme beinhalten, die bestimmte Funktionen des robotergestützten Materialhandhabungssystems 100 verwalten. Eine Automatisierungssteuerung 170 kann Standort- und räumliche Kalibrierinformationen vom 3D/2D-Kartonerkennungssystem 166 empfangen und diese Daten verwenden, um die Bewegung des mobilen Körpers 114 über eine Fahrzeugschnittstelle 172 und die Bewegung durch Nutzlastkomponenten wie die Roboterarmanordnung 102 und die Hebevorrichtung 140 zu koordinieren, der den vorderen Abschnitt 142 des Fördersystems 110 bewegt.
Das 3D/2D-Kartonerkennungssystem 166 kann eine Tiefenabtastung mit binokularen Prinzipien, Radarprinzipien oder Sonarprinzipien beinhalten. Um die Abhängigkeit von gleichbleibenden Umgebungslichtbedingungen zu vermeiden, kann ein Beleuchtungskörper 169 eine gleichmäßige oder einstellbare Beleuchtungsstärke in einer oder mehreren Spektralbandbreiten wie visuelles Licht oder Infrarot bereitstellen. Die Beleuchtung kann eng im sichtbaren Spektrum definiert werden, was die Filterung des größten Teils des Umgebungslichts ermöglicht. Alternativ kann die Beleuchtung außerhalb des Sichtbereichs liegen, so dass die Beleuchtung für menschliche Bediener nicht störend ist. Das 3D/2D-Kartonerkennungssystem 166 kann 2D- und 3 D-Sensordaten von den vorderen RGB-D-Sensoren 176 empfangen, die einen Innenraum des Kartonstapelbehälters 108 und den Kartonstapel 106 anzeigen. Der/die vordere/n 3D/2D-Sensor/en 178 kann/können den vorderen Abschnitt 142 des Fördersystems 110 einsehen, um Abmessungen von Kartons 104 und wo diese empfangen werden zu erfassen, z. B. zur Stauminderung, zur effizienten Vereinzelungssteuerung von nebeneinander liegenden Kartons 104, usw. Für diese und andere Zwecke kann das 3D/2D-Kartonerkennungssystem 166 verschiedene Anwendungen oder Komponenten beinhalten, die später in der vorliegenden Anwendung beschriebene Prozesse durchführen. So kann beispielsweise das 3D/2D-Kartonerkennungssystem 166 ein 2D-Prozessmodul 180, ein 3D-Prozessmodul 182, ein 3D-geführtes 2D-Prozessmodul 184, ein Detektionssektor/Quadrantenkombinatormodul 186 und ein Förderzonen-Vereinzelungsmodul 188 beinhalten.
Der Systemspeicher 164 kann vom Prozessorsubsystem 158 zum Halten von Funktionskomponenten wie Daten und Software wie beispielsweise einem 3D/2D-Kartonerkennungssystem 166 verwendet werden. Software im weiteren Sinne kann bedeuten: Anweisungen, Befehlssätze, Codes, Codesegmente, Programmcode, Programme, Unterprogramme, Software-Module, Anwendungen, SoftwareAnwendungen, Software-Pakete, Routinen, Subroutinen, Objekte, ausführbare Programme, Ausführungsthreads, Verfahren, Funktionen, usw., unabhängig davon, ob diese als Software, Firmware, Middleware, Microcode, Hardwarebeschreibungssprache, Funktionsblockschaubild (FBD), Kontaktplan (LD), strukturierter Text (ST), Befehlsliste (IL) und Ablaufsprache (SFC) oder anderweitig bezeichnet werden. Die Software kann sich auf einem computerlesbaren Medium befinden.
Der Deutlichkeit halber kann der Systemspeicher 164 sowohl einen flüchtigen oder nichtflüchtigen Direktzugriffsspeicher als auch einen nichtflüchtigen Datenspeicher beinhalten. Der Systemspeicher 164 enthält eine oder mehrere Arten von computerlesbaren Medien, die nichtflüchtig oder flüchtig sein können. Ein computerlesbares Medium schließt beispielhaft eine magnetische Speichervorrichtung (z. B. Festplatte, Diskette, Magnetstreifen), eine optische Platte (z. B. Compact Disc (CD), Digital Versatile Disk (DVD)), eine Smartcard, eine Flash-Speicher-Vorrichtung (z. B. Karte, Stick, Key Drive), Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Random Access Memory, RAM), Festwertspeicher (Read Only Memory, ROM), programmierbaren ROM (PROM), löschbaren PROM (EPROM), elektrisch löschbaren PROM (EEPROM), ein Register, einen Wechseldatenträger und ein beliebiges anderes geeignetes Medium zum Speichern von Software und/oder Befehlen ein, auf die durch einen Computer zugegriffen werden kann und die durch einen Computer gelesen werden können. Das computerlesbare Medium kann sich in dem Verarbeitungssystem, außerhalb des Verarbeitungssystems oder über mehrere Entitäten, einschließlich des Verarbeitungssystems, verteilt befinden. Das computerlesbare Medium kann in einem Computerprogrammprodukt ausgeführt sein. Beispielhaft kann ein Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Medium in Verpackungsmaterialien einschließen. Der Fachmann wird erkennen, wie die beschriebene Funktionalität, die in dieser Offenbarung dargestellt wird, je nach der bestimmten Anwendung und den allgemeinen Ausführungsbeschränkungen, denen das Gesamtsystem unterliegt, am besten zu implementieren ist.
2 veranschaulicht, dass die Oberarmanordnung 128 des robotergestützten Materialhandhabungssystems 100 ein drehbares Portal 201 beinhaltet, dessen hinteres Ende 130 schwenkbar an der Oberarmachse 134 an dem linken und rechten Unterarm 120 befestigt ist. Eine zentrale Befestigungsfläche 135 erstreckt sich unter dem drehbaren Portal 201. Das drehbare Portal 201 weist eine seitliche Führung 203 an einem erweiterten Ende 205 auf. Die Oberarmanordnung 128 beinhaltet einen Endarm 207, der zur seitlichen Bewegung proximal an der seitlichen Führung 203 des drehbaren Portals 201 und distal am Manipulatorkopf 136 befestigt ist. Der Endarm 207 wird seitlich verschoben, um eine größere seitliche Fläche zu erreichen. Dadurch kann ein geringeres Gewicht und ein wendigerer Manipulatorkopf 136 eingesetzt werden. Die 2 - 5 veranschaulichen, dass sich ein Geräteschrank 209 über einen hinteren Förderer 212 des Fördersystems 110 bogenförmig erstreckt. Unter besonderer Bezugnahme auf 5 definiert die lichte Höhe unter dem Geräteschrank 209 eine Stauhöhe 210, die basierend auf Sensordaten von 3D/2D-Sensoren 178, die am Geräteschrank 209 montiert sind, für alle Kartons bestimmt werden kann, die auf einer Nasenfördererfläche 214 des vorderen Teils 142 des Fördersystems 110 aufgenommen werden.
In einer exemplarischen Ausführungsform können die 3D/2D-Sensoren 178 beispielsweise den rechten Nasensensor 211, der eine rechte Seite der Nasenfördererfläche 214 abtastet, und einen linken Nasensensor 213, der eine linke Seite der Nasenfördererfläche 214 abtastet, beinhalten. Jeder Nasensensor 211, 213 kann einen oder mehrere von einem 2D-Infrarotsensor, einem 3D-Tiefensensor und einem 2D-RGB-Sensor einschließen. Die vorderen 3D/2D-Sensoren 176 können räumlich getrennte Sensoren beinhalten, die in verschiedenen Spektren und Abmessungen arbeiten, um Artikel wie Produkte, Kartons, Boxen, Kisten, Taschen usw. (Kartons 104) unter einer Reihe von Stapelanordnungen, Lichtverhältnissen usw. zu erkennen. Die Montage von Sensoren am Endeffektor (Manipulatorkopf 136) ermöglicht auch die Variation eines Blickwinkels, wie z. B. den Blick nach unten auf den Kartonstapel 106, um die obersten Kartons 104 besser zu unterscheiden. Unter besonderer Bezugnahme auf 3 fördert ein seitlich verschiebender Übergangsförderer 216 Artikel vom hinteren Förderer 212 auf den ausfahrbaren Förderer 112.
Unter besonderer Bezugnahme auf die 2 und 4 beinhalten die vorderen 3D/2D-Sensoren 176 in einer exemplarischen Ausführungsform einen oberen linken 2D-Sensor 217, einen oberen linken 3D-Sensor 219, einen oberen rechten 2D-Sensor 221 und einen oberen rechten 3D-Sensor 223 auf dem Manipulatorkopf 136. Die vorderen 3D/2D Sensoren 176 beinhalten einen unteren linken 2D-Sensor 227, einen unteren linken 3D-Sensor 229, einen rechten unteren 2D-Sensor 231 und einen rechten unteren 3D-Sensors 233 auf dem vorderen Ende des beweglichen Körpers 114.
6 veranschaulicht exemplarisch Komponenten eines Materialhandhabungssystems 600, welches das robotergestützte Materialhandhabungssystem 601 beinhaltet, das für den Einsatz in verschiedenen Ausführungsformen geeignet ist. Das robotergestützte Materialhandhabungssystem 601 kann einen externen Monitor 602, ein Netzwerkschnittstellenmodul 604, ein HMI-Modul 606, ein Ein-/Ausgabemodul (I/O-Modul 608), einen Roboterarm und ein Fördersystem 615 beinhalten, das ein Antriebs-/Sicherheitsmodul 612 und ein Bewegungsmodul 614 beinhaltet, eine speicherprogrammierbare Steuerung (oder SPS 618), ein Basisbewegungsmodul 620, das ein Fahrzeugsteuermodul 622 und ein Handsteuermodul 624 beinhaltet, und ein Sichtsystem 626 (oder Visualisierungssystem), das eine oder mehrere persönliche Rechenvorrichtungen 628 (oder „PCs“) und Sensorvorrichtungen 630 beinhalten kann. In einigen Ausführungsformen kann das Sichtsystem 626 des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 einen PC 628 einschließen, der mit jeder Sensorvorrichtung 630 verbunden ist. In Ausführungsformen, in denen mehr als eine Sensorvorrichtung 630 in dem robotergestützten Materialhandhabungssystem 601 vorhanden ist, können die PCs 628 für jede Sensorvorrichtung 630 miteinander vernetzt sein und einer der PCs 628 kann als ein Master-PC 628 arbeiten, der Daten von den anderen angeschlossenen PCs 628 empfängt, und kann die Datenverarbeitung der empfangenen Daten und seiner eigenen Daten durchführen (z. B. die Koordinatentransformation, Duplikateliminierung, Fehlerprüfung usw.) und kann die kombinierten und verarbeiteten Daten von allen PCs 628 an die SPS 618 ausgeben. In einigen Ausführungsformen kann das Netzwerkschnittstellenmodul 604 keine SPS-Eingangsleitung zwischen ihm und dem PC 628 aufweisen, und die SPS 618 kann als die Fahrzeugsteuereinheit bzw. das Antriebs-/Sicherheitssystem dienen. Die Sensorvorrichtungen 630 können 2D-Bilderfassungsvorrichtungen (ICDs) 631 und 3D-Bilderfassungsvorrichtungen (ICDs) 633 beinhalten, die in Sektoren für verschiedene Betrachtungsabschnitte oder Blickwinkel unterteilt sind. Untergruppen können rückseitig montierte Sensoren 635, am Endeffektor montierte Sensoren 637 und am Fahrzeug montierte Sensoren 639 beinhalten.
Das robotergestützte Materialhandhabungssystem 601 kann mit entfernten Standorten oder Systemen mit einem Netzwerkschnittstellenmodul 604 (z. B. einem Wi-Fi™-Funkgerät usw.) über ein Netzwerk 603, wie z. B. ein lokales Wi-Fi™-Netzwerk, verbunden sein. Insbesondere kann das Netzwerkschnittstellenmodul 604 es dem robotergestützten Materialhandhabungssystem 601 ermöglichen, eine Verbindung mit einem externen Monitor 602 herzustellen. Der externe Monitor 602 kann nach Belieben entweder die Leitstelle eines entfernten Lagers oder Verteilungscenters, ein Handsteuergerät oder ein Computer sein, und kann eine passive Fernbetrachtung durch das Sichtsystem 626 des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 bereitstellen. Andererseits kann der externe Monitor 602 die in dem Sichtsystem 626 inhärente Programmierung außer Kraft setzen und aktiv Kommando und Steuerung des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 übernehmen. Die Programmierung für das robotergestützte Materialhandhabungssystem 601 kann auch durch externe Systeme wie den externen Monitor 602 kommuniziert, betrieben und von Fehlern bereinigt werden. Beispiele für einen externen Monitor 602, der Kommando und Steuerung übernimmt, können einen entfernt befindlichen menschlichen Bediener oder ein entferntes System wie ein Lager- oder ein Distributionsserversystem (d. h. eine entfernte Vorrichtung wie oben beschrieben) einschließen. Beispielhafte Ausführungsformen der Verwendung eines externen Monitors 602 zum Übernehmen von Kommando und Steuerung des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 können menschliche oder computergesteuerte Eingriffe in die Bewegung des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 einschließen, wie von einer Ladebucht zu einer anderen, oder auch, dass der externe Monitor 602 die Steuerung des Roboterarms zum Entfernen eines Artikels übernimmt (z. B. Box, Karton, usw.), der nur schwer mit autonomen Routinen zu entladen ist. Der externe Monitor 602 kann einen beliebigen von Folgendem umfassen: einen visuellen Monitor, eine Tastatur, einen Joystick, einen E/A-Port, ein CD-Lesegerät, einen Computer, einen Server, eine Handprogrammiervorrichtung oder eine beliebige andere Vorrichtung, die verwendet werden kann, um einen Teil der oben beschriebenen Ausführungsformen auszuführen.
Das robotergestützte Materialhandhabungssystem 601 kann ein Mensch-Maschinen-Schnittstellenmodul 606 (oder HMI-Modul 606) einschließen, das zum Steuern bzw. Empfangen von Ausgabeinformationen für den Roboterarm und das Fördersystem 615 bzw. das Basisbewegungsmodul 620 verwendet werden kann. Das HMI-Modul 606 kann verwendet werden, um einen Joystick, eine Anzeige und ein Tastenfeld zu steuern (oder selbst ein solches Element beinhalten), die für eine Neuprogrammierung verwendet werden können, und die die autonome Steuerung der Maschine außer Kraft setzt und das robotergestützte Materialhandhabungssystem 601 von Punkt zu Punkt verfährt. Die Aktoren 609 können einzeln oder in jeder Kombination durch das Sichtsystem 626 über das E/A-Modul 608 betätigt werden können, und die Abstandssensoren 610 können verwendet werden, um die Führung des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 in einen entladenen Bereich (z. B. einen Anhänger) zu unterstützen. Das E/A-Modul 608 kann die Aktoren 609 und Abstandssensoren 610 mit der SPS 618 verbinden. Der Roboterarm und das Fördersystem 615 können alle notwendigen Komponenten zum Bewegen des Arms bzw. des Förderers, wie Antriebe/Motoren und Bewegungsprotokolle steuern. Das Basis-Bewegungsmodul 620 kann aus den Komponenten zur Bewegung des gesamten robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 bestehen. Mit anderen Worten kann das Basis-Bewegungsmodul 620 aus den Komponenten bestehen, die zur Steuerung des Fahrzeugs hinein in und hinaus aus Entladebereichen notwendig sind.
Die SPS 618, die die gesamten elektromechanischen Bewegungen des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 steuern oder beispielhafte Funktionen steuern kann, wie zum Beispiel die Steuerung des Roboterarms oder eines Fördersystems 615. Beispielsweise kann die SPS 618 den Manipulatorkopf des Roboterarms in Position zum Greifen von Artikeln (z. B. Boxen, Kartons, usw.) von einer Wand von Artikeln bewegen. Als weiteres Beispiel kann die SPS 618 die Aktivierung, Geschwindigkeit und Drehrichtung von Kickrollen und/oder verschiedene Einstellungen eines Stützmechanismus steuern, der zum Bewegen eines vorderen Regalförderers ausgelegt ist, wie beispielsweise den vorderen Abschnitt 142 des Fördersystems 110 (1). Die SPS 618 und andere elektronische Elemente des Sichtsystems 626 können in einer Elektronikbox (nicht gezeigt) unter einem Förderer angeordnet sein, angrenzend an einen Förderer, oder anderswo auf dem robotergestützten Materialhandhabungssystem 601. Die SPS 618 kann den gesamten oder einen Teil des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 autonom betreiben und kann Positionsinformationen von den Abstandssensoren (nicht gezeigt) empfangen. Das E/A-Modul 608 kann die Aktoren und die Abstandssensoren 610 mit der SPS 618 verbinden.
Das robotergestützte Materialhandhabungssystem 601 kann ein Sichtsystem 626 beinhalten, das Sensorvorrichtungen 630 (z. B. Kameras, Mikrofone, 3D-Sensoren usw.) und eine oder mehrere Rechenvorrichtungen 628 (als Personalcomputer oder „PC“ 628 bezeichnet) umfasst. Das robotergestützte Materialhandhabungssystem 601 kann die Sensorvorrichtungen 630 und den einen oder die mehreren PCs 628 des Sichtsystems 626 verwenden, um vor dem robotergestützten Materialhandhabungssystem 601 in Echtzeit oder fast in Echtzeit zu scannen. Der Vorwärtsscannen kann durch die SPS 618 als Reaktion auf das Bestimmen des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 ausgelöst werden, wie zum Beispiel ein Auslöser, der als Reaktion darauf gesendet wird, dass das robotergestützte Materialhandhabungssystem 601 in Position ist, um Kartons in einem Entladebereich zu erkennen. Die Vorwärtsscanfunktionen können zur Kollisionsvermeidung verwendet werden, an die Erkennung von menschlichen Formen (Sicherheit) übermittelt werden, zur Größenerfassung eines Entladebereichs (z. B. Lastwagen oder Anhänger) genutzt werden und zum Scannen des Bodens des Entladebereichs nach losen Artikeln (z. B. Kartons, Schachteln, usw.). Die 3D-Fähigkeiten des Sichtsystems 626 können auch eine Tiefenwahrnehmung, Kantenerkennung bereitstellen und können ein 3D-Bild einer Artikelwand (oder eines Kartonstapels) erzeugen. Das Sichtsystem 626 kann allein oder zusammen mit der SPS 618 betrieben werden, um Kanten, Formen und die Nähe/Entfernungsdistanz von Artikeln vor dem robotergestützten Materialhandhabungssystem 601 zu erkennen. Zum Beispiel können die Kanten und Abstände jedes separaten Kartons in der Wand von Artikeln in Bezug auf das robotergestützte Materialhandhabungssystem 601 gemessen und berechnet werden, und das Sichtsystem 626 kann allein oder zusammen mit der SPS 618 arbeiten, um spezifische Kartons zur Entfernung auszuwählen.
In einigen Ausführungsformen, kann das Sichtsystem 626 der SPS Informationen bereitstellen wie: spezifische XYZ-Koordinatenpositionen von Kartons, die zur Entnahme aus dem Entladebereich bestimmt sind, und einen oder mehrere Bewegungspfade für den Roboterarm oder den mobilen Körper des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601. Die SPS 618 und das Sichtsystem 626 können unabhängig voneinander oder gemeinsam arbeiten, wie beispielsweise eine iterative Bewegung und visuelle Prüfabläufe für die Kartonvisualisierung, anfängliche Referenzfahrt und Prüfungen der Bewegungsgenauigkeit. Dasselbe Verfahren kann während der Fahrzeugbewegung verwendet werden, oder während der Kartonentnahme als Genauigkeitstest. Alternativ kann die SPS 618 den Bewegungs- und Visualisierungsvorgang als Prüfung einsetzen, um festzustellen, ob einer oder mehrere Kartons aus dem Kartonstapel gefallen sind oder seit der letzten Sichtprüfung neu positioniert wurden. Während verschiedene Rechenvorrichtungen bzw. Prozessoren in 6, wie etwa die SPS 618, das Fahrzeugsteuermodul 622 und der PC 628 einzeln beschrieben wurden, können die hierin beschriebenen Rechenvorrichtungen bzw. Prozessoren in Bezug auf 6 und alle anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden und die hierin als von separaten Rechenvorrichtungen bzw. Prozessoren ausgeführten Operationen können von weniger Rechenvorrichtungen bzw. Prozessoren ausgeführt werden, wie einer einzigen Rechenvorrichtung oder einem Prozessor, dessen unterschiedliche Module die hierin beschriebenen Operationen ausführen. Als Beispiele können unterschiedliche Prozessoren, die auf einer einzigen Leiterplatte kombiniert sind, die hierin beschriebenen Operationen ausführen, die verschiedenen Rechenvorrichtungen und/oder Prozessoren zugeschrieben werden, ein einzelner Prozessor, der mehrere Threads/Module ausführt, kann hierin beschriebene Operationen ausführen, die verschiedenen Rechenvorrichtungen und/oder Prozessoren usw. zugeordnet sind.
Ein ausfahrbares Fördersystem 632 kann Artikel von dem robotergestützten Materialhandhabungssystem 601 zu anderen Teilen eines Materialhandhabungssystems 600 befördern. Während das robotergestützte Materialhandhabungssystem 601 vor oder zurück fährt, kann eine Sichtvorrichtung 634 auf der einen oder das ausfahrbare Fördersystem 632 und das robotergestützte Materialhandhabungssystem 601 ein Ziel 636 auf der anderen Seite abbilden. Das Sichtsystem 626 kann eine Bildverarbeitung durchführen, um Änderungen in Größe, Ausrichtung und Position des Ziels 636 innerhalb des Sichtfeldes der Sichtvorrichtung 636 zu erkennen. Die Vorrichtungsschnittstellen 638, 640 des ausfahrbaren Fördersystems 632 bzw. des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 können Sichtinformationen oder Bewegungsbefehle übermitteln. So kann beispielsweise die SPS 618 einen Verlängerungsbewegungsaktor 642 auf dem ausfahrbaren Fördersystem 632 steuern, der den Bewegungen des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 entspricht, um das ausfahrbare Fördersystem 632 und das robotergestützte Materialhandhabungssystem 601 in der Ausrichtung und im richtigen Abstand zu halten. In einer Ausführungsform verwenden die Vorrichtungsschnittstellen 638, 640 ein drahtloses Kommunikationsprotokoll mit kurzer Reichweite, wie beispielsweise ein Personal Access Network (PAN)-Protokoll. Beispiele für PAN-Protokolle, die in den verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden können, sind die drahtlosen Kommunikationsprotokolle und -standards Bluetooth®, IEEE 802.15.4 und Zigbee®.
Die rückseitig montierten Sensoren 635, 2D-ICDs 631, 3D-ICD 633 und der zugehörige PC 628 können als Artikelerkennungssystem 650 eingesetzt werden, um Artikel zu erkennen, die auf dem robotergestützten Materialhandhabungssystem 601 platziert wurden. Um den Durchsatz zu erhöhen oder aufgrund von möglichem Taumeln schlecht gestapelter Artikel eines Kartonstapels, können mehrere Artikel auf einen vorderen Abschnitt des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 gelegt werden, die nicht gleichzeitig ohne mögliches Stauen nach hinten befördert werden können. Das Artikelerkennungssystem 650 erübrigt es jedoch, jeden Artikel oder Karton einzeln zur Seite oder in die Mitte einer robotergestützten Materialhandhabung zu vereinzeln, bevor ein Zug von vereinzelten Artikeln transportiert wird. Das Artikelerkennungssystem 650 kann mehr als einen Artikel gleichzeitig nach hinten bewegen, um die Vorteile einer inhärenten Entwirrungsfunktion des robotergestützten Materialhandhabungssystems 601 zu nutzen.
7 veranschaulicht einen Datenfluss innerhalb eines exemplarischen Sichtsystems 700 des robotergestützten Materialhandhabungssystems 100 (1). Ein Endeffektor 702 schließt eine erste RGD-D-Einheit 704 und eine zweite RGD-D-Einheit 706 ein. Ein Fahrzeug 708 beinhaltet eine Nasen-IR-RGB-D-Einheit 710, die zum Förderer-Screening positioniert ist und eine RGB-Einheit 712, eine 3D-Einheit 714 und eine IR-Einheit 716 einschließt. Das Fahrzeug 708 beinhaltet eine dritte RGB-D-Einheit 718 und eine vierte RGB-D-Einheit 720, jede mit einem RGB-Sensor 722 und einen Tiefensensor 724. Ein erster PC 726 ist in Verbindung mit der ersten und zweiten RGD-D-Einheit 704, 706 und mit einer SPS 728, die eine Automatisierungssteuerung des robotergestützten Materialhandhabungssystems 100 (1) ausführt. Ein zweiter PC 730 ist in Verbindung mit der dritten RGB-D-Einheit 718 und der SPS 728. Ein dritter PC 732 ist in Verbindung mit der vierten RGB-D-Einheit 720 und der SPS 728. Ein vierter PC 734 ist in Verbindung mit der vierten RGB-D-Einheit 720 und der SPS 728. Der erste, zweite, dritte und vierte PC 726, 730, 732, 734 beinhalten jeweils ein 2D-Prozessmodul 736 und ein 3D-Prozessmodul 738. Die SPS 728 sendet ein Auslösesignal 740 zu dem ersten, zweiten, dritten und vierten PC 726, 730, 732, 734. Der erste, zweite, dritte und vierte PC 726, 730, 732, 734 sendet seinerseits ein Auslösesignal 742 nach Daten zur jeweils zugeordneten ersten, zweiten, dritten und vierten RGB-D-Einheit 704, 706, 718, 720 und zur Nasen-IR-RGB-D-Einheit 710. Die erste, zweite, dritte und vierte RGB-D-Einheiten 704, 706, 718, 720 antworten mit RGB-D-Daten 744. Die Nasen-IR-RGB-D-Einheit 710 antwortet mit IR-RGB-D-Daten 746. Der erste, zweite und dritte PC 726, 730, 732 analysieren die RGB-D-Daten 744 und stellen eine kartesische 3D-Anordnung 748 der Boxenpositionen für die zugeordneten Sektoren oder Quadranten. Der vierte PC 734 analysiert die IR-RGB-D-Daten 746 und erzeugt Zonen-Anwesenheits- und -Höhendaten 752. Die SPS 728 kann diese Daten konsolidieren oder einer der ersten, zweiten, dritten und vierten PCs 726, 730, 732, 734 kann diese Rolle für die SPS 728 übernehmen.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Sichtsystem zur Produkterfassung an Fördersystemen verwendet, die 3D-Sensoren verwenden. Eine Förderer-Screeninganwendung bestimmt die Anwesenheit von Produkten auf dem Förderer, um Verbesserungen der Abgabegeschwindigkeit zu ermöglichen. Die Förderer-Screeninganwendung dient auch als ein Produktstauerkennungsmodul und „Zu hoch“-Erkennungsmodul. Eine Zone eines Förderers mit individuell steuerbaren Zonen ermöglicht eine optimierte Vereinzelung, um die Zykluszeit zu verkürzen und den Durchsatz eines robotergestützten Materialhandhabungssystems zu erhöhen. Eine Belegungsanordnung, die von der Förderer-Screening-Anwendung erzeugt wird, kann in sequentielle Vektoren umgewandelt werden, die das Produkt vom Förderer in beschleunigter Weise sequenzieren, ohne einen Stau zu erzeugen. 3D-Sensoren, Infrarotsensoren, Tiefensensoren usw. können einzeln oder in Kombination verwendet werden, um eine bessere Produkterkennung zu erreichen, als dies bei einfachen Anwesenheitssensorvorrichtungen wie Fotoaugen oder 2D Light Detection and Ranging (LIDAR) Sensoren mit einzelnem Blickwinkel der Fall ist, die verdeckte Produkte nicht erkennen können. Durch den Einsatz von 3D-Flächenscannern, die über dem Förderer montiert sind, kann das Sichtsystem solche Okklusionen vermeiden oder entschärfen. Wenn das Produkt anhand von Position und Höhe auf dem Förderer korrekt identifiziert wird, können Automatisierungssteuerungen eine Reihe von einzeln gesteuerten Vereinzelungsbändern des Förderers sequenzieren, um die Zeit bis zum Austragen der Produkte zu verkürzen. Zusätzlich kann die Kenntnis der Höhen der Produkte verwendet werden, um stromabwärtiges Stauen ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Sensoren zu verhindern. Beispielsweise kann ein Höhenschwellenwert auf der Grundlage einer Stromabwärtshöhenbeschränkung des Materialhandhabungssystems eingestellt werden. Diese Funktionalität kann mit zusätzlicher Verfolgung erweitert werden, um die Anzahl von Kisten auf dem Förderer genauer zu zählen, selbst wenn diese Kisten Seite an Seite angeordnet sind, was eine in der Distributionsbranche und Paketindustrie übliche Herausforderung ist.
Die Sensoranordnung für das Förderer-Screening zur Produkterkennung liefert genauere Informationen über Gegenstände auf dem Förderer, was einen intelligenteren Betrieb des Fördersystems ermöglicht. Das Sensorsystem liefert Kisten-Höheninformationen, so dass es als „Zu groß“-Erkennungssensor dienen kann, wodurch zusätzliche Sensoren entfallen. Dies stellt eine Verbesserung gegenüber den traditionellen 2D-LiDARs bereit, die Beschränkungen bei der Bereitstellung von Detektionen nur in dem 2D-Raum aufweisen. System, das verbesserte Kisten-Zählwerte liefert.
8 veranschaulicht das robotergestützte Materialhandhabungssystem 100 mit dem vorderen Abschnitt 142 des Fördersystems 110, das in der Lage ist, Artikel (nicht dargestellt) schnell in Längsrichtung zu trennen, ohne den hinteren Förderer 212 zu blockieren oder zu überlasten. Der hintere Förderer 212 ist schmaler als die Nasenfördererfläche 214 und transportiert Artikel über den seitlich verschiebbaren Übergangsförderer 216 auf den ausfahrbaren Förderer 112.
9 zeigt die Nasenfördererfläche 214, die in der Nähe eines Karton- oder Artikelstapels 106 angeordnet werden kann. Die Nasenfördererfläche 214 weist fünf einzeln steuerbare und geschwindigkeitsregulierbare Förderer auf, die in Längsrichtung ausgerichtet und seitlich aneinandergereiht sind. Insbesondere von links nach rechts beinhaltet die Nasenförderfläche 214 einen ersten parallelen Förderer 801, einen zweiten parallelen Förderer 802, einen dritten parallelen Förderer 803, einen vierten parallelen Förderer 804, einen fünften parallelen Förderer 805. Der hintere Förderer 212 ist schmaler als die Nasenfördererfläche 214. Somit leitet ein linker Umlenker 806 Artikel vom ersten parallelen Förderer 801 auf den ersten parallelen Förderer 802 und ein rechter Umlenker 808 leitet Artikel vom fünften parallelen Förderer 805 auf den vierten parallelen Förderer 804 um.
Um jeden parallelen Förderer 801 - 805 selektiv mit einer Geschwindigkeit zu betreiben, die für den Transport von Artikeln ohne Verklemmen geeignet ist, scannt das Artikelerkennungssystem 650 (6) die Nasenfördererfläche 214. In einer Ausführungsform wird jeder parallele Förderer 801 - 805 in drei Zonen abgetastet: (i) distale Zone, (ii) zentrale Zone und (iii) proximale Zone. Insbesondere weist der erste parallele Förderer 801 (oder „B1“) die distale Zone Z2, die zentrale Zone Z8 und die proximale Zone Z14 auf. Der zweite parallele Förderer 802 (oder „B2“) weist die distale Zone Z3, die zentrale Zone Z9 und die proximale Zone Z15 auf. Der dritte parallele Förderer 803 (oder „B3“) weist die distale Zone Z4, die zentrale Zone Z10 und die proximale Zone Z16 auf. Der vierte parallele Förderer 804 (oder „B4“) weist die distale Zone Z5, die zentrale Zone Z11 und die proximale Zone Z17 auf. Der fünfte parallele Förderer 805 (oder „B5“) weist die distale Zone Z6, die zentrale Zone Z12 und die proximale Zone Z18 auf. Zum Erkennen von Artikeln, die versehentlich seitlich von der Nasenfördererfläche verschoben wurden, scannt das Artikelerkennungssystem 650 (6) eine linke distale Zone Z1 und eine linke proximale Zone Z13 angrenzend an den ersten parallelen Förderer 801. Das Artikelerkennungssystem 650 (6) scannt auch eine rechte distale Zone Z7 und eine linke proximale Zone Z19 angrenzend an den fünften parallelen Förderer 805.
10 veranschaulicht ein Szenario 1000, bei dem Artikel empfangen wurden oder in verschiedene Zonen auf der Nasenfördererfläche 214 bewegt wurden, die eine selektive Förderung zur Vermeidung von Staus oder beschädigten Produkten erfordern. Der Karton 1004a in der Zone Z13 kann einen Gegenstand darstellen, der vom vorderen Abschnitt 142 des robotergestützten Materialhandhabungssystems 100 gefallen ist. Eine Fehleranzeige kann verwendet werden, um eine Bewegung des robotergestützten Materialhandhabungssystems 100 zu verhindern, die den Karton 1004a beschädigen könnte. Eine automatische, ferngesteuerte oder manuelle Reaktion kann ausgelöst werden, um den Karton 1004a zurückzuholen. Der Karton 1004b in der Zone Z2, die die distale Zone von B1 ist, ist der einzige Karton auf der linken Seite der Nasenfördererfläche 214. In Anbetracht dieser Situation kann das robotergestützte Materialhandhabungssystem 100 die Rückwärtsförderung mit einer ersten Geschwindigkeit, d. h. einer vollen Fördergeschwindigkeit, beschleunigen. Der Karton 1004c in der distalen Zone Z4 von B3 befindet sich in der Mitte der Nasenfördererfläche 214. In einer exemplarischen Ausführungsform kann das robotergestützte Materialhandhabungssystem 100 mit dem Fördern eines beliebigen Artikels beginnen, der sich auf dem zentralen Abschnitt der Nasenfördererfläche 214 befinden kann, während die Nasenfördererfläche 214 ein Homing durchführt. Die Nasenfördererfläche 214 kann abgewinkelt oder angehoben werden, um näher an den jeweiligen Kartons zu sein, die robotisch bewegt werden. Während der Robotermanipulator (nicht gezeigt) für einen anderen Vorgang neu positioniert wird, kann sich die Nasenfördererfläche 214 zurück in Ausrichtung mit dem hinteren Förderer 212 bewegen. Alternativ kann ein Übergangsbrückenförderer (nicht gezeigt) Kartons von der Nasenfördererfläche 214 auf den hinteren Förderer 212 leiten. Gestapelte Kartons 1004d, 1004e befinden sich in der distalen Zone Z5 von B4. Das Artikelerkennungssystem 650 (6) kann erkennen, dass diese Kartons 1004d, 1004e zu hoch sind, um rückwärts befördert zu werden, ohne dass sie sich verklemmen oder aufgrund unzureichender lichter Höhe beschädigt werden. Eine Fehlermeldung kann eine automatische, ferngesteuerte oder manuelle Reaktion auslösen, um beispielsweise die Kartons 1004d, 1004e zu entstapeln. In anderen Fällen kann es erforderlich sein, dass ein großer Artikel neu positioniert werden muss, um eine geringere Höhe zu erreichen, oder dass er manuell getragen werden muss. Der Karton 1004f in der distalen Zone Z6 von B5 ist ein Karton, der nicht mit der gleichen Geschwindigkeit mit allen Kartons in B4 nach hinten befördert werden sollte, da er sich beim Umleiten von B5 auf B4 möglicherweise verklemmen könnte.
11 veranschaulicht ein Verfahren 1100 zum Durchführen der Produktstauerkennung des vorderen vereinzelnden Abschnitts des robotergestützten Materialhandhabungssystems unter Verwendung von 3D-Sensordaten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Verfahren 1100 beinhaltet das Empfangen von 3D-Sensordaten als Punktwolke (Block 1102) ein. Das Verfahren 1100 beinhaltet das Drehen der Punktwolke, um die Förderfläche als horizontale Bezugsebene zu positionieren (Block 1104). Das Verfahren 1100 beinhaltet die Extraktion der Höhe der höchsten Box auf der Fördererfläche (Block 1106). Das Verfahren 1100 beinhaltet das Bestimmen, ob die extrahierte Höhe größer als ein Stauhöhenschwellenwert ist (Entscheidungsblock 1108). Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1108, dass die extrahierte Höhe größer als ein Stauhöhenschwellenwert ist, beinhaltet das Verfahren 1100 die Anzeige, dass ein Produkt auf der Fördererfläche blockiert und nicht zum Entladen freigegeben ist (Block 1110). Dann endet das Verfahren 1100. Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1108, dass die extrahierte Höhe nicht größer als ein Stauhöhenschwellenwert ist, beinhaltet das Verfahren 1100 die Anzeige, dass das Produkt auf der Fördererfläche zum Entladen freigegeben ist (Block 1112). Dann endet das Verfahren 1100.
12 veranschaulicht ein Verfahren 1200 zum Erfassen von Produkten oder Artikeln in einzelnen Zonen des vorderen Teils des robotergestützten Materialhandhabungssystems unter Verwendung einer Tiefenkarte und Infrarotbildern. In einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren 1200 die Vorbereitung eines 2D-Bildes entweder aus einer Tiefenkarte oder einem Infrarotbild (Block 1202). Das Verfahren 1200 beinhaltet das Zugreifen auf die Förderer-Vorlage ohne Produkte (Block 1204). Das Verfahren 1200 beinhaltet das Finden eines Differenzergebnisses zwischen dem aktuellen 2D-Bild und der Förderer-Vorlage (Block 1206). Das Verfahren 1200 beinhaltet das Detektieren von Produkten durch Erzeugen einer Differenzmaske (Block 1208). Das Verfahren 1200 beinhaltet das Zerlegen des entsprechenden Fördererbereichs in Zonen (Block 1210). Das Verfahren 1200 beinhaltet das Assoziieren von detektierten Produkten mit jeder einzelnen Zone unter Verwendung der Differenzkarte (Block 1212). Das Verfahren 1200 beinhaltet ein Erzeugen eines Vektors für die einzelnen Zonen mit oder ohne Produkte (Block 1214). Das Verfahren 1200 endet.
13 veranschaulicht ein Verfahren 1300 zum Fördern von Artikeln auf einem robotergestützten Materialhandhabungssystem. In einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren 1300 das Positionieren einer Nasenfördererfläche eines robotergestützten Materialhandhabungssystems in der Nähe eines Artikelstapels (Block 1302). Die Nasenfördererfläche weist zwei oder mehr parallele Förderer auf, die distal zu einem hinteren Förderer sind, der seitlich schmaler ist als die Nasenfördererfläche, und diesen proximal beschicken. In einer oder mehreren Ausführungsformen wird einer der parallelen Förderer auf einen anderen der mindestens zwei parallelen Förderer umgeleitet, der nicht bereits einen Artikel an der Umleitungsstelle haben darf. Das Verfahren 1300 beinhaltet robotisches Bewegen von einem oder mehreren Artikeln pro Vorgang von dem Artikelstapel auf den Nasenförderer (Block 1304). Das Verfahren 1300 beinhaltet ein Abtasten der Nasenfördererfläche, um jeweilige Positionen von Artikeln zu detektieren, die auf der Nasenfördererfläche aufgenommen sind (Block 1306). Das Verfahren 1300 beinhaltet das Bestimmen, ob ein Artikel zu einer lateralen Seite der Nasenfördererfläche verschoben wurde (Entscheidungsblock 1308). Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1308, dass ein Artikel auf eine seitliche Seite der Nasenfördererfläche verschoben wurde, beinhaltet das Verfahren 1300 das Anzeigen eines Fehlerzustands, um jede Bewegung des robotergestützten Materialhandhabungssystems zu unterbrechen, die den verschobenen mindestens einen Artikel (Block 1310) beeinflussen würde. Dann endet das Verfahren 1300. Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1308, dass ein Artikel nicht auf eine seitliche Seite der Nasenfördererfläche verschoben wurde, beinhaltet das Verfahren 1300 das Bestimmen, ob ein Artikel zu hoch ist, um ohne Blockieren transportiert zu werden (Entscheidungsblock 1312). Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1312, dass ein Artikel zu hoch ist, um ohne Verklemmen transportiert zu werden, beinhaltet das Verfahren 1300 das Anzeigen eines Fehlerzustands, um jede Bewegung des mindestens einen parallelen Förderers und des Rückwärtsförderers zu unterbrechen, die einen Stau mit dem mindestens einen Artikel (Block 1314) erzeugen könnte. Dann endet das Verfahren 1300.
Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1312, dass ein Artikel nicht zu groß ist, um ohne Verklemmen transportiert zu werden, beinhaltet das Verfahren 1300 das Bestimmen, ob die jeweiligen Positionen eines gescannten Artikels eine sofortige Rückwärtsförderung durch die zwei oder mehr parallelen Förderer mit einer ersten Geschwindigkeit verhindern (Entscheidungsblock 1316). Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1312, dass die jeweiligen Positionen von abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung verhindern, beinhaltet das Verfahren 1300 das Bewirken, dass mindestens einer der zwei oder mehreren parallelen Förderer mit der ersten Geschwindigkeit und mindestens ein anderer der zwei oder mehreren parallelen Förderer mit einer zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die nicht gleich der ersten Geschwindigkeit ist (Block 1318). Dann kehrt das Verfahren 1312 zu Block 1306 zurück, um zu überwachen, ob Positionen von Artikeln eine Änderung im Betrieb der Nasenfördererfläche rechtfertigen. In einer beispielhaften Ausführungsform bewegen sich Artikel, die näher an der Mitte der Nasenfördererfläche sind, schneller als jene, die näher nach außen sind, wenn zwei Artikel, wie beispielsweise Kartons, vereinzelt werden müssen. In einer oder mehreren Ausführungsformen können jedoch Außenartikel mit höherer Geschwindigkeit transportiert werden, um vor den Innenartikeln vereinzelt zu werden.
Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1316, dass die jeweiligen Positionen der gescannten Artikel eine sofortige Rückwärtsförderung nicht verhindern, beinhaltet das Verfahren 1300 das Bewirken, dass die mindestens zwei oder mehr parallelen Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeiten (Block 1320). Dann kehrt das Verfahren 1300 zu Block 1302 zurück, um mehr Artikel zu entladen. Beispielsweise kann ein Artikel auf den mindestens zwei parallelen Förderern vorhanden sein und somit kann jeder mögliche parallele Förderer, den der Artikel kontaktieren kann, mit einer schnellen Geschwindigkeit laufen, um die Nasenfördererfläche so schnell wie möglich freizugeben, ohne dass sich zwei Gegenstände am hinteren Förderer behindern können. Zum Beispiel kann der hintere Förderer die Fähigkeit haben, Artikel zu entwirren und eine Reihe von vereinzelten Artikeln zu erzeugen, wenn keine Seite-an-Seite-Artikel zugeführt werden.
14A - 14B veranschaulichen ein exemplarisches Verfahren für eine Ausführungsform eines robotergestützten Materialhandhabungssystems mit einer Nasenfördererfläche mit ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften parallelen Förderern. Der erste parallele Förderer leitet auf den zweiten parallelen Förderer und der fünfte parallele Förderer auf den vierten parallelen Förderer um. In einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren 1400 das Bewirken, dass der dritte parallele Förderer arbeitet, um jeden Artikel zu befördern, der sich in einem zentralen Abschnitt der Nasenfördererfläche befindet (Block 1402). Das Verfahren 1400 beinhaltet das Abtasten jedes parallelen Förderers auf das Vorhandensein eines Artikels in jeweils drei Zonen: (i) distal, (ii) zentral und (iii) proximal (Block 1403). Das Verfahren 1400 beinhaltet das Bestimmen, ob eine Seite der Nasenfördererfläche in jeder Zone des ersten und zweiten parallelen Förderers blockiert ist (Entscheidungsblock 1404). Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1404, dass eine Seite der Nasenfördererfläche in einer beliebigen Zone der ersten und zweiten parallelen Förderer blockiert ist, beinhaltet das Verfahren 1400 das Bewirken, dass sowohl der zweite als auch der dritte parallele Förderer mit einer ersten Geschwindigkeit arbeiten (Block 1406). Der erste, vierte und fünfte parallele Förderer bleiben stationär. Das Verfahren 1400 enthält das erneute Scannen der Nasenfördererfläche nach einer Intervallzeit (Block 1408). Das Verfahren 1400 beinhaltet das Bestimmen, ob zumindest ein Abschnitt des zweiten parallelen Förderers leer ist neben dem ersten Artikel auf dem zweiten parallelen Förderer, indem erfasst wird, dass der Artikel auf dem zweiten Transportband sich nun in der zentralen Zone befindet (Entscheidungsblock 1410). Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1410, dass sich der Artikel auf dem zweiten Förderer noch nicht von der distalen Zone zur zentralen Zone bewegt hat, kehrt das Verfahren 1400 zum Block 1408 zurück, um zu warten und erneut zu scannen. Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1410, dass sich der Artikel auf dem zweiten Förderer von der distalen Zone zur zentralen Zone bewegt hat, beinhaltet das Verfahren 1400 das Bewirken, dass der erste parallele Förderer mit einer zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die langsamer als die erste Geschwindigkeit ist (Block 1412). Das Verfahren 1400 enthält das erneute Scannen der Nasenfördererfläche nach einer Intervallzeit (Block 1414). Das Verfahren 1400 beinhaltet das Bestimmen, ob mindestens ein zusätzlicher Abschnitt des zweiten parallelen Förderers angrenzend an den ersten Artikel auf dem zweiten parallelen Förderer leer ist, indem erfasst wird, dass sich der Artikel auf dem zweiten Förderer jetzt in der proximalen Zone befindet (Entscheidungsblock 1416). Als Reaktion auf das Bestimmen in Entscheidungsblock 1416, dass sich der Artikel auf dem zweiten Förderer noch nicht von der zentralen Zone zur proximalen Zone bewegt hat, kehrt das Verfahren 1400 zu Block 1414 zurück, um zu warten und erneut zu scannen. Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1416, dass sich der Artikel auf dem zweiten Förderer sich zumindest von der zentralen Zone zur proximalen Zone bewegt hat, beinhaltet das Verfahren 1400 das Bewirken, dass der erste parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeitet (Block 1418). Dann kehrt das Verfahren 1400 zu Block 1402 zurück, um zu verifizieren, dass der erste und der zweite Förderer leer sind, bevor Artikel auf dem vierten und fünften Förderer befördert werden.
Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1404, dass eine Seite der Nasenfördererfläche in keiner Zone der ersten und zweiten parallelen Förderer blockiert ist, beinhaltet das Verfahren 1400 das Bestimmen, ob die andere Seite der Nasentransportfläche der vierten und fünften parallelen Förderer in einer entsprechenden Zone blockiert ist (Entscheidungsblock 1420). Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1420, dass die andere Seite der Nasenfördererfläche der vierten und fünften parallelen Förderer in einer entsprechenden Zone blockiert ist, beinhaltet das Verfahren 1400 den Betrieb der dritten und vierten parallelen Förderer mit einer ersten Geschwindigkeit (Block 1422). Der erste, zweite und fünfte parallele Förderer bleiben stationär.
Das Verfahren 1400 enthält das erneute Scannen der Nasenfördererfläche nach einer Intervallzeit (Block 1424). Das Verfahren 1400 beinhaltet das Bestimmen, ob zumindest ein Abschnitt des vierten parallelen Förderers leer ist neben dem ersten Artikel auf dem fünften parallelen Förderer, indem erfasst wird, dass der Artikel auf dem zweiten Transportband sich nun in der zentralen Zone befindet (Entscheidungsblock 1426). Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1426, dass sich der Artikel auf dem vierten Förderer noch nicht von der distalen Zone zur zentralen Zone bewegt hat, kehrt das Verfahren 1400 zum Block 1424 zurück, um zu warten und erneut zu scannen. Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1426, dass sich der Artikel auf dem vierten Förderer von der distalen Zone zur zentralen Zone bewegt hat, beinhaltet das Verfahren 1400 das Bewirken, dass der fünfte parallele Förderer mit einer zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die langsamer als die erste Geschwindigkeit ist (Block 1428). Das Verfahren 1400 enthält das erneute Scannen der Nasenfördererfläche nach einer Intervallzeit (Block 1430). Das Verfahren 1400 beinhaltet das Bestimmen, ob zumindest ein zusätzlicher Abschnitt des vierten parallelen Förderers leer ist neben dem ersten Artikel auf dem fünften parallelen Förderer, indem erfasst wird, dass der Artikel auf dem vierten Transportband sich nun in der proximalen Zone befindet (Entscheidungsblock 1432). Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1432, dass sich der Artikel auf dem vierten Förderer noch nicht von der zentralen Zone zur proximalen Zone bewegt hat, kehrt das Verfahren 1400 zum Block 1430 zurück, um zu warten und erneut zu scannen. Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1432, dass sich der Artikel auf dem vierten Förderer sich zumindest von der zentralen Zone zur proximalen Zone bewegt hat, beinhaltet das Verfahren 1400 das Bewirken, dass der fünfte parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeitet (Block 1434). Dann kehrt das Verfahren 1400 zu Block 1424 zurück, um zu verifizieren, dass der vierte und fünfte Förderer leer sind.
Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1420, dass die andere Seite der Nasenfördererfläche der vierten und fünften parallelen Förderer in einer entsprechenden Zone nicht blockiert ist, beinhaltet das Verfahren 1400 das Bestimmen, ob etwaige Artikel auf der Nasenfördererfläche erkannt werden (Entscheidungsblock 1436). Wenn beide Seiten nicht blockiert sind, können Artikel immer noch in der Mitte der Nasenfördererfläche, speziell des dritten parallelen Förderers, verbleiben. Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1436, dass etwaige Artikel auf der Nasenfördererfläche erkannt wurden, werden dann alle parallelen Förderer mit der ersten Geschwindigkeit betrieben (Block 1438). Das Verfahren 1400 enthält das erneute Scannen der Nasenfördererfläche nach einer Intervallzeit (Block 1440). Dann kehrt das Verfahren 1400 zum Entscheidungsblock 1436 zurück, um zu sehen, ob die Nasenfördererfläche frei ist. Als Reaktion auf das Bestimmen im Entscheidungsblock 1436, dass keine Artikel auf der Nasenfördererfläche erkannt wurden, werden dann alle parallelen Förderer für einen bestimmten Zeitraum mit der zweiten Geschwindigkeit betrieben (Block 1442). Das Verfahren 1400 beinhaltet das Stoppen aller parallelen Förderer (Block 1444). Dann endet das Verfahren 1400.
15A veranschaulicht ein veranschaulichendes Szenario 1500a des Betriebs der Nasenfördererfläche 214 mit Kartons 1004a - 1004d zunächst in den distalen Zonen Z2 und Z4 - Z6 jeweils des ersten Parallelförderers 801 („B1“), des dritten Parallelförderers 803 („B3“), des vierten Parallelförderers 804 („B4“) und des fünften Parallelförderers 805 („B5“). Während des Homing arbeitet B3 mit einer langsamen (zweiten) Geschwindigkeit „V2“ und bewegt den Karton 1004b zu 1004b' in der zentralen Zone Z10. 15B veranschaulicht ein Szenario 1500b nach einem Zeitraum nach Szenario 1500a (15A). Nach dem Homing der Nasenfördererfläche 214 wird erkannt, dass sie nur einen Karton auf der linken Seite von B1 und B2 aufweist. Daher arbeiten B1 - B3 mit voller (erster) Geschwindigkeit und befördern den Karton 1004a zur proximalen Zone Z15 von B2 und den Karton 1004b runter von der Nasenfördererfläche 214. 15C veranschaulicht ein Szenario 1500c nach einem Zeitraum nach Szenario 1500b (15B). Es wird erkannt, dass die Nasenförderfläche 214 eine blockierte rechte Seite sowohl von B4 als auch B5 aufweist, wodurch ein Befördern mit voller Geschwindigkeit verhindert wird. Zusätzlich wurde die Beförderung der Kartons 1004c und 1004d durch den vierten und fünften parallelen Förderer 804, 805 verzögert, bis die linke Seite und die Mitte frei sind. 15D veranschaulicht ein veranschaulichendes Szenario 1500d nach einem Zeitraum nach Szenario 1500c (15C). Der Karton 1004c wurde auf B4 von der distalen Zone Z5 zur zentralen Zone Z11 bewegt, wodurch ermöglicht wird, dass B5 mit der zweiten, langsameren Geschwindigkeit „V₂“ betrieben werden kann. 15E veranschaulicht ein veranschaulichendes Szenario 1500e nach einem Zeitraum nach Szenario 1500d ( 15D). Der Karton 1004c wurde auf B4 von der zentralen Zone Z11 zur proximalen Zone Z17 bewegt, wodurch ermöglicht wird, dass B5 mit der ersten, höheren Geschwindigkeit „V₁“ betrieben werden kann. 15F veranschaulicht ein veranschaulichendes Szenario 1500f nach einem Zeitraum nach Szenario 1500e (15E). Der Karton 1004d wurde auf B5 von der zentralen Zone Z12 bewegt, um auf die proximale Zone Z17 von B4 umgelenkt zu werden, in Vorbereitung auf das Verlassen der Nasenfördererfläche 214.
Wie hier verwendet, können Prozessoren beliebige programmierbare Mikroprozessoren, Mikrocomputer oder mehrere Prozessorchips sein, die durch Softwareanweisungen (Anwendungen) konfiguriert werden können, um eine Vielfalt von Funktionen auszuführen, einschließlich der Funktionen der verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen. In den verschiedenen Vorrichtungen, können mehrere Prozessoren vorgesehen sein, wie beispielsweise ein Prozessor für drahtlose Kommunikationsfunktionen und ein Prozessor für die Ausführung von anderen Anwendungen. Typischerweise können Softwareanwendungen in dem internen Speicher gespeichert sein, bevor auf sie zugegriffen wird und sie in die Prozessoren geladen werden. Die Prozessoren können ausreichenden internen Speicher zum Speichern der Anwendungssoftwareanweisungen einschließen. In vielen Vorrichtungen kann der interne Speicher ein flüchtiger oder nichtflüchtiger Speicher, wie ein Flash-Speicher, oder eine Mischung aus beiden sein. Für die Zwecke dieser Beschreibung bezieht sich ein allgemeiner Verweis auf die Speicher auf die durch die Prozessoren zugänglichen Speicher, einschließlich interner Speicher oder entfernbarer Speicher, die in die verschiedenen Vorrichtungen und Speicher innerhalb der Prozessoren gesteckt werden.
Die vorstehenden Verfahrensbeschreibungen und die Prozessablaufdiagramme werden lediglich als veranschaulichende Beispiele bereitgestellt und sollen nicht erfordern oder implizieren, dass die Schritte der verschiedenen Ausführungsformen in der dargestellten Reihenfolge ausgeführt werden müssen. Wie durch einen Fachmann auf dem Stand der Technik erkannt werden kann, ist die Reihenfolge der Schritte bei der Ausführung in den vorhergehenden Ausführungsformen beliebig. Wörter wie „danach“, „dann“, „als Nächstes“ usw. sind nicht dazu gedacht, die Reihenfolge der Schritte zu begrenzen; diese Worte werden einfach verwendet, um den Leser durch die Beschreibung der Verfahren zu führen. Ferner ist jede Bezugnahme auf Anspruchselemente im Singular, zum Beispiel unter Verwendung der Artikel „ein“, „eine“ oder „der/die/das“ nicht so auszulegen, dass sie das Element auf das Singular einschränkt.
Die verschiedenen illustrativen logischen Blöcke, Module, Schaltungen, und Algorithmusschritte, beschrieben in Verbindung mit den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen können als elektronische Hardware als Computersoftware oder als Kombinationen von beiden implementiert werden. Um diese Austauschbarkeit von Hardware und Software klar zu veranschaulichen, sind oben verschiedene veranschaulichende Komponenten, Blöcke, Module, Schaltungen und Schritte im Allgemeinen hinsichtlich ihrer Funktionalität beschrieben worden. Ob eine solche Funktionalität als Hardware oder Software implementiert wird, hängt von den besonderen Anwendungs- und Designbeschränkungen des Gesamtsystems ab. Erfahrene Techniker können die beschriebene Funktionalität in unterschiedlichen Weisen für jede bestimmte Anwendung implementieren, aber derartige Implementierungsentscheidungen sollten nicht als Verursachen einer Abweichung von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung interpretiert werden.
Die Hardware, die verwendet wird, um die verschiedenen illustrativen Logiken, logischen Blöcke, Module und Schaltungen, die in Verbindung mit den hierin offenbarten Ausführungsformen beschrieben sind, kann mit einem Universalprozessor, einem digitalen Signalprozessor (DSP), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA), oder einer anderen programmierbaren Logikvorrichtung, diskreter Gate- oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten oder einer beliebige Kombination davon, implementiert oder ausgeführt werden, um die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen. Ein Prozessor für allgemeine Zwecke kann ein Mikroprozessor sein, aber, als Alternative, kann der Prozessor irgendein herkömmlicher Prozessor, eine Steuerung, eine Mikrosteuerung, oder eine Zustandsmaschine sein. Ein Prozessor kann auch als eine Kombination von Rechenvorrichtungen implementiert sein, z. B. eine Kombination eines DSP und eines Mikroprozessors, einer Vielzahl von Mikroprozessoren, einem oder mehreren Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern oder jeder anderen derartigen Konfiguration. Alternativ können einige Schritte oder Verfahren durch eine Schaltung ausgeführt werden, die für eine gegebene Funktion spezifisch ist.
In einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen können die beschriebenen Funktionen in Hardware, Software, Firmware oder einer beliebigen Kombination davon implementiert werden. Wenn sie in Software implementiert sind, können die Funktionen als eine oder mehrere Anweisungen oder als Code auf einem nichtflüchtigen prozessorlesbaren, computerlesbaren oder serverlesbaren Medium oder einem nichtflüchtigen prozessorlesbaren Speichermedium gespeichert oder übertragen werden. Die hierin offenbarten Schritte eines Verfahrens oder Algorithmus können in einem prozessorausführbaren Softwaremodul oder durch prozessorausführbare Softwareanweisungen ausgeführt werden, die sich auf einem nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedium, einem nichtflüchtigen, serverlesbaren Speichermedium bzw. einem nichtflüchtigem prozessorlesbaren Speichermedium befinden können. In verschiedenen Ausführungsformen können solche Anweisungen gespeicherte prozessorausführbare Anweisungen oder gespeicherte prozessorausführbare Softwareanweisungen sein. Materielle, nichtflüchtige computerlesbare Speichermedien können beliebige verfügbare Medien sein, auf die durch einen Computer zugegriffen werden kann. Beispielhaft, und nicht einschränkend, können solche nicht flüchtigen computerlesbaren Medium RAM, ROM, EEPROM, CD ROM oder andere optische Plattenspeicher, magnetische Plattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen, oder irgendein anderes Medium aufweisen, die zum Speichern von gewünschtem Programmcode in der Form von Anweisungen oder Datenstrukturen verwendet werden und auf die von einem Computer aus zugegriffen werden kann. Festplatten und Discs, wie hier verwendet, beinhalten Compact Disc (CD), Laserdisk, optische Platten, Digital Versatile Disc (DVD), Floppy Disk und Blu-ray™ Disc, wobei Festplatten üblicherweise Daten magnetisch wiedergeben, während Discs Daten optisch mit Lasern wiedergeben. Kombinationen der obigen sollten auch innerhalb des Geltungsbereichs nicht vergänglicher computerlesbarer Medien einbezogen werden. Darüber hinaus können die Operationen von einem Verfahren oder Algorithmus als einzelne oder eine beliebige Kombination oder Satz von Codes bzw. Befehlen auf einem greifbaren, nichtflüchtigen prozessorlesbaren Speichermedium/oder computerlesbaren Medium hinterlegt sein, das in ein Computerprogrammprodukt eingebunden sein kann.
Während die Offenbarung in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Äquivalente anstelle von Elementen davon verwendet werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um ein bestimmtes System, eine bestimmte Vorrichtung oder eine bestimmte Komponente davon an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne vom wesentlichen Umfang derselben abzuweichen. Daher ist es beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen beschränkt ist, die zum Ausführen dieser Offenbarung offenbart sind, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen einschließen wird, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen. Darüber hinaus bezeichnet die Verwendung der Begriffe erster, zweiter usw. keine Reihenfolge oder Wichtigkeit, stattdessen werden die Begriffe erster, zweiter usw. verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden.
Zur Verdeutlichung wird das robotergestützte Materialhandhabungssystem 100 (1) hierin als Kartons entladend beschrieben, bei denen es sich um Wellpappeboxen, Holzkisten, Polymer- oder Harzbehälter, Lagerbehälter usw. handeln kann. Der Manipulatorkopf kann ferner Artikel, die in Folie eingeschweißte Produkte oder Einzelprodukte sind, handhaben. In einer oder mehreren Ausführungsformen können Aspekte der vorliegenden Innovation auf andere Arten von Manipulatorköpfen ausgedehnt werden, die sich besonders für bestimmte Arten von Behältern oder Produkten eignen. Der Manipulatorkopf kann mechanische Greifvorrichtungen, elektrostatische Klebeflächen, elektromagnetische Anziehung usw. verwenden. Aspekte der vorliegenden Innovation können auch auf einem einzigen herkömmlichen Gelenkarm verwendet werden.
Die hier verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht einschränken. So, wie sie hierin verwendet werden, sollen die Singularformen „eine/r/s“ und „der/die/das“ ebenfalls die Pluralformen einschließen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorgibt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“, wenn sie in dieser Patentschrift verwendet werden, das Vorhandensein von angegebenen Funktionen, Einheiten, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen und/oder Komponenten bezeichnen, nicht aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einer oder mehreren anderen Funktionen, Einheiten, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen von diesen ausschließen.
Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wurde zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt, soll aber nicht erschöpfend oder auf die Offenbarung in der offenbarten Form beschränkt sein. Viele Modifikationen und Variationen sind für fachkundige Personen ohne weiteres offensichtlich, ohne vom Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Grundsätze der Offenbarung und die praktische Anwendung bestmöglich zu erläutern, um es dadurch fachkundigen Dritten zu ermöglichen, die Offenbarung für verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen zu verstehen, wie sie für die bestimmte vorgesehene Verwendung geeignet sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62410435 [0001]
US 62413122 [0001]
US 62417368 [0001]
US 15483151 [0001]

Claims

Was beansprucht wird:
Verfahren zum Befördern von Artikeln auf einem robotergestützten Materialhandhabungssystem, wobei das Verfahren umfasst: Positionieren einer Nasenfördererfläche eines robotergestützten Materialhandhabungssystems in der Nähe eines Artikelstapels, wobei die Nasenfördererfläche zwei oder mehr parallele Förderer aufweist, die distal zu einem hinteren Förderer sind, der seitlich schmaler als die Nasenfördererfläche ist, und diesen proximal beschicken; robotisches Bewegen von einem oder mehreren Artikeln pro Vorgang von dem Artikelstapel auf den Nasenförderer; Abtasten der Nasenfördererfläche, um jeweilige Positionen von Artikeln zu detektieren, die auf der Nasenfördererfläche aufgenommen sind; Bestimmen, ob die jeweiligen Positionen von abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung durch die zwei oder mehr parallelen Förderer mit einer ersten Geschwindigkeit verhindern; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen Positionen von abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung verhindern, Bewirken, dass mindestens einer der zwei oder mehr parallelen Förderer mit der ersten Geschwindigkeit und mindestens ein anderer der zwei oder mehr parallelen Förderer mit einer zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die nicht gleich der ersten Geschwindigkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bestimmen, ob ein einzelner Artikel auf der Nasenfördererfläche vorhanden ist, und als Reaktion auf das Bestimmen, dass ein einzelner Artikel auf der Nasenfördererfläche vorhanden ist, Bewirken, dass jeder der zwei oder mehr parallelen Förderer, die den einzelnen Artikel kontaktieren, mit der ersten Geschwindigkeit arbeiten.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Erkennen, ob ein Artikel, der auf der Nasenfördererfläche vorhanden ist, über einem Schwellenwert für die Stauhöhe liegt; und als Reaktion auf das Erkennen, dass zumindest ein Artikel auf der Nasenfördererfläche über dem Schwellenwert für die Stauhöhe liegt, Anzeigen eines Fehlerzustands, um die Bewegung des mindestens einen parallelen Förderers und Rückwärtsförderers zu unterbrechen, die einen Stau mit dem mindestens einen Artikel verursachen könnte.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bestimmen, ob ein Artikel zu einer seitlichen Seite der Nasenfördererfläche verschoben ist; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass ein Artikel auf eine seitliche Seite der Nasenfördererfläche verschoben wurde, Anzeigen eines Fehlerzustands, um jede Bewegung des robotergestützten Materialhandhabungssystems zu unterbrechen, die den verschobenen mindestens einen Artikel beeinflussen würde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: die zwei oder mehr parallelen Förderer einen ersten parallelen Förderer, der außerhalb des Rückwärtsförderers ausgerichtet ist, und einen zweiten parallelen Förderer, der an dem hinteren Förderer ausgerichtet ist, umfassen; das robotergestützte Materialhandhabungssystem einen Umlenker umfasst, der Artikel von dem ersten parallelen Förderer auf den zweiten parallelen Förderer lenkt; das Bestimmen, ob die jeweiligen Positionen von abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung durch die zwei oder mehr parallelen Förderer mit einer ersten Geschwindigkeit verhindern, das Erkennen eines ersten Artikels auf dem ersten parallelen Förderer und das Erkennen eines zweiten Artikels auf dem zweiten parallelen Förderer umfasst; das Bewirken, dass der mindestens eine und der mindestens eine andere der zwei oder mehr parallelen Förderer jeweils mit der ersten Geschwindigkeit und der zweiten Geschwindigkeit arbeiten, folgendes umfasst: Bewirken, dass der zweite parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeitet, und Bewirken, dass der erste parallele Förderer mit der zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die langsamer ist als die erste Geschwindigkeit; erneutes Abtasten der Nasenfördererfläche; Bestimmen, ob zumindest ein Teil des zweiten parallelen Förderers in der Nähe des ersten Artikels auf dem zweiten parallelen Förderer leer ist, und als Reaktion auf das Bestimmen, dass zumindest der Abschnitt des zweiten parallelen Förderers angrenzend an den ersten Artikel auf dem zweiten parallelen Förderer leer ist, Bewirken, dass der erste parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: die zwei oder mehr parallelen Förderer einen ersten, zweiten und dritten parallelen Förderer umfassen, wobei jeder parallele Förderer jeweils in eine distale Zone, eine zentrale Zone und eine proximale Zone eingeteilt ist; der erste parallele Förderer außen auf einer seitlichen Seite des Rückwärtsförderers ausgerichtet ist; der zweite parallele Förderer auf einer Fahrseite benachbart zu dem ersten parallelen Förderer angeordnet ist und an einem Abschnitt des Rückwärtsförderers ausgerichtet ist; der dritte parallele Förderer benachbart zu dem zweiten parallelen Förderer auf einer gegenüberliegenden Seite zu dem ersten parallelen Förderer angeordnet ist und an einem anderen Abschnitt des Rückwärtsförderers ausgerichtet ist; die Nasenfördererfläche einen Umlenker umfasst, der Artikel von dem ersten parallelen Förderer auf den zweiten parallelen Förderer lenkt; das Bestimmen, ob die jeweiligen Positionen von abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung durch die zwei oder mehr parallelen Förderer mit einer ersten Geschwindigkeit verhindern, das Erkennen eines ersten Artikels entweder auf dem ersten parallelen Förderer oder auf dem zweiten parallelen Förderer umfasst; Bewirken, dass der zweite und dritte parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeiten; erneutes Abtasten der Nasenfördererfläche; Bestimmen, ob die jeweiligen distalen Zonen des zweiten und dritten parallelen Förderers leer sind; als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen distalen Zonen des zweiten und dritten parallelen Förderers leer sind, Bewirken, dass der erste parallele Förderer mit der zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die langsamer als die erste Geschwindigkeit ist. erneutes Abtasten der Nasenfördererfläche; Bestimmen, ob die jeweiligen distalen und zentralen Zonen des zweiten und dritten parallelen Förderers leer sind; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen distalen und zentralen Zonen des zweiten und dritten parallelen Förderers leer sind, Bewirken, dass der erste parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei: die zwei oder mehr parallelen Förderer ferner einen vierten und fünften parallelen Förderer umfassen; der vierte parallele Förderer benachbart zu dem dritten parallelen Förderer auf einer entgegengesetzten Seite zu dem zweiten parallelen Förderer angeordnet und an einem zusätzlichen Abschnitt des Rückwärtsförderers ausgerichtet ist; der fünfte parallele Förderer benachbart zu dem vierten parallelen Förderer auf einer gegenüberliegenden Seite zu dem dritten parallelen Förderer angeordnet und außen auf einer anderen seitlichen Seite des hinteren Förderers ausgerichtet ist; die Nasenfördererfläche umfasst: (i) einen weiteren Umlenker, der Artikel von dem fünften parallelen Förderer auf den vierten parallelen Förderer leitet; wobei das Verfahren ferner umfasst: Bestimmen, ob die jeweiligen distalen, zentralen und proximalen Zonen des ersten und zweiten parallelen Förderers leer sind; als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen distalen, zentralen und proximalen Zonen des ersten und zweiten parallelen Förderers nicht leer sind, Warten während eines Zeitintervalls, um zu ermöglichen, dass der erste und zweite parallele Förderer leer werden, und erneutes Abtasten der Nasenfördererfläche; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen distalen, zentralen und proximalen Zonen des ersten und zweiten parallelen Förderers leer sind: Bewirken, dass der dritte und vierte parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeiten; erneutes Abtasten der Nasenfördererfläche; Bestimmen, ob die jeweiligen distalen Zonen des dritten und vierten parallelen Förderers leer sind; als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen distalen Zonen des dritten und vierten parallelen Förderers leer sind, Bewirken, dass der fünfte parallele Förderer mit der zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die langsamer als die erste Geschwindigkeit ist; erneutes Abtasten der Nasenfördererfläche; Bestimmen, ob die jeweiligen distalen und zentralen Zonen des dritten und vierten parallelen Förderers leer sind; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen distalen und zentralen Zonen des dritten und vierten parallelen Förderers leer sind, Bewirken, dass der fünfte parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeitet.
Robotergestütztes Materialhandhabungssystem zum Entladen von Artikeln in einem Artikelstapel, wobei das robotergestützte Materialhandhabungssystem auf einem Boden beweglich ist, wobei das robotergestützte Materialhandhabungssystem umfasset: einen mobilen Körper; einen beweglichen Robotermanipulator, der an dem beweglichen Körper befestigt ist und einen Endeffektor an einem Ende davon umfasst, wobei der Endeffektor dazu ausgelegt ist, einen oder mehrere Artikel von dem Artikelstapel zu entladen; ein Fördersystem, das an dem beweglichen Körper befestigt und dazu ausgelegt ist, den einen oder die mehreren Kartons von dem Endeffektor aufzunehmen und den einen oder die mehreren Artikel in Richtung einer Rückseite des robotergestützten Materialhandhabungssystems zu bewegen, wobei das Fördersystem Folgendes umfasst: (i) eine Nasenfördererfläche und (ii) einen hinteren Förderer, wobei der Nasenförderer zwei oder mehr parallele Förderer aufweist, die distal zu dem hinteren Förderer sind, der seitlich schmaler ist als die Nasenfördererfläche, und diesen proximal beschicken; ein Artikelerfassungssystem, umfassend: einen oder mehrere Sensoren, die jeweils mit einem von dem beweglichen Körper und dem beweglichen Robotermanipulator gekoppelt sind, um die Nasenfördererfläche abzutasten; ein Abtastverarbeitungsuntersystem in Verbindung mit dem einen oder den mehreren Sensoren, wobei das Abtastverarbeitungssubsystem das Vorhandensein und die Position von Artikeln auf der Grundlage einer empfangenen Abtastung der Nasenfördererfläche im Vergleich zu einer Basislinienabtastung erkennt; und eine Steuerung in Verbindung mit dem Artikelerfassungssystem, dem mobilen Körper, dem Robotermanipulator und dem Fördersystem, wobei die Steuerung: den mobilen Körper dazu veranlasst, die Nasenfördererfläche in der Nähe eines Artikelstapels zu positionieren; den Robotermanipulator dazu veranlasst, einen oder mehrere Artikel pro Vorgang robotisch von dem Artikelstapel auf den Nasenförderer zu bewegen; eine Abtastung der Nasenförderfläche vom Artikelerfassungssystem empfängt, um die jeweiligen Positionen der auf der Nasenförderfläche aufgenommenen Artikel zu erfassen; bestimmt, ob die jeweiligen Positionen von abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung durch die zwei oder mehr parallelen Förderer mit einer ersten Geschwindigkeit verhindern; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen Positionen von abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung verhindern, bewirkt, dass mindestens einer der zwei oder mehr parallelen Förderer mit der ersten Geschwindigkeit und mindestens ein anderer der zwei oder mehr parallelen Förderer mit einer zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die nicht gleich der ersten Geschwindigkeit ist.
Robotergestütztes Materialhandhabungssystem nach Anspruch 8, wobei die Steuerung: bestimmt, ob ein einzelner Artikel auf der Nasenfördererfläche vorhanden ist; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass ein einzelner Artikel auf der Nasenfördererfläche vorhanden ist, bewirkt, dass jeder der zwei oder mehr parallelen Förderer, die den einzelnen Artikel kontaktieren, mit der ersten Geschwindigkeit arbeiten.
Robotergestütztes Materialhandhabungssystem nach Anspruch 8, wobei die Steuerung: erkennt, ob ein Artikel, der auf der Nasenfördererfläche vorhanden ist, über einem Schwellenwert für die Stauhöhe liegt; und als Reaktion auf das Erkennen, dass zumindest ein Artikel auf der Nasenfördererfläche über dem Schwellenwert für die Stauhöhe liegt, einen Fehlerzustand anzeigt, um die Bewegung des mindestens einen parallelen Förderers und Rückwärtsförderers zu unterbrechen, die einen Stau mit dem mindestens einen Artikel verursachen könnte.
Robotergestütztes Materialhandhabungssystem nach Anspruch 10, wobei die Steuerung: bestimmt, ob ein Artikel auf eine seitliche Seite der Nasenfördererfläche verschoben ist; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass ein Artikel auf eine seitliche Seite der Nasenfördererfläche verschoben wurde, einen Fehlerzustand anzeigt, um jede Bewegung des robotergestützten Materialhandhabungssystems zu unterbrechen, die den verschobenen mindestens einen Artikel beeinflussen würde.
Robotergestütztes Materialhandhabungssystem nach Anspruch 8, wobei: die zwei oder mehr parallelen Förderer einen ersten parallelen Förderer, der außerhalb des Rückwärtsförderers ausgerichtet ist, und einen zweiten parallelen Förderer, der an dem hinteren Förderer ausgerichtet ist, umfassen; das robotergestützte Materialhandhabungssystem einen Umlenker umfasst, der Artikel von dem ersten parallelen Förderer auf den zweiten parallelen Förderer lenkt; und die Steuerung: durch das Erkennen eines ersten Artikels auf dem ersten parallelen Förderer und das Erkennen eines zweiten Artikels auf dem zweiten parallelen Förderer bestimmt, ob die jeweiligen Positionen von abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung durch die zwei oder mehr parallelen Förderer mit der ersten Geschwindigkeit verhindern; bewirkt, dass der mindestens eine und der mindestens eine andere der zwei oder mehr parallelen Förderer jeweils mit der ersten Geschwindigkeit arbeiten durch: Bewirken, dass der zweite parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeitet, und Bewirken, dass der erste parallele Förderer mit der zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die langsamer ist als die erste Geschwindigkeit; erneutes Abtasten der Nasenfördererfläche; Bestimmen, ob zumindest ein Teil des zweiten parallelen Förderers in der Nähe des ersten Artikels auf dem zweiten parallelen Förderer leer ist, und als Reaktion auf das Bestimmen, dass zumindest der Abschnitt des zweiten parallelen Förderers angrenzend an den ersten Artikel auf dem zweiten parallelen Förderer leer ist, Bewirken, dass der erste parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeitet.
Robotergestütztes Materialhandhabungssystem nach Anspruch 8, wobei: die zwei oder mehr parallelen Förderer einen ersten, zweiten und dritten parallelen Förderer umfassen, wobei jeder parallele Förderer jeweils in eine distale Zone, eine zentrale Zone und eine proximale Zone eingeteilt ist; der erste parallele Förderer außen auf einer seitlichen Seite des Rückwärtsförderers ausgerichtet ist, der zweite parallele Förderer auf einer Fahrseite benachbart zu dem ersten parallelen Förderer angeordnet ist und an einem Abschnitt des Rückwärtsförderers ausgerichtet ist, der dritte parallele Förderer benachbart zu dem zweiten parallelen Förderer auf einer gegenüberliegenden Seite zu dem ersten parallelen Förderer angeordnet ist und an einem anderen Abschnitt des Rückwärtsförderers ausgerichtet ist; die Nasenfördererfläche einen Umlenker umfasst, der Artikel von dem ersten parallelen Förderer auf den zweiten parallelen Förderer lenkt; und die Steuerung: bestimmt, ob die jeweiligen Positionen von abgetasteten Artikeln eine sofortige Rückwärtsförderung durch die zwei oder mehr parallelen Förderer mit einer ersten Geschwindigkeit verhindern, wobei dies das Erkennen eines ersten Artikels entweder auf dem ersten parallelen Förderer oder auf dem zweiten parallelen Förderer umfasst; veranlasst, dass der zweite und dritte parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeiten; die Nasenfördererfläche erneut abtastet; bestimmt, ob die jeweiligen distalen Zonen des zweiten und dritten parallelen Förderers leer sind; als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen distalen Zonen des zweiten und dritten parallelen Förderers leer sind, bewirkt, dass der erste parallele Förderer mit der zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die langsamer als die erste Geschwindigkeit ist, die Nasenfördererfläche erneut abtastet; bestimmt, ob die jeweiligen distalen und zentralen Zonen des zweiten und dritten parallelen Förderers leer sind; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen distalen und zentralen Zonen des zweiten und dritten parallelen Förderers leer sind, bewirkt, dass der erste parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeitet.
Robotergestütztes Materialhandhabungssystem nach Anspruch 13, wobei: die zwei oder mehr parallelen Förderer ferner einen vierten und fünften parallelen Förderer umfassen; der vierte parallele Förderer benachbart zu dem dritten parallelen Förderer auf einer entgegengesetzten Seite zu dem zweiten parallelen Förderer angeordnet ist und an einem zusätzlichen Abschnitt des Rückwärtsförderers ausgerichtet ist; der fünfte parallele Förderer benachbart zu dem vierten parallelen Förderer auf einer gegenüberliegenden Seite zu dem dritten parallelen Förderer angeordnet ist und außen auf einer anderen seitlichen Seite des hinteren Förderers ausgerichtet ist; die Nasenfördererfläche umfasst: (i) einen weiteren Umlenker, der Artikel von dem fünften parallelen Förderer auf den vierten parallelen Förderer leitet; und die Steuerung: bestimmt, ob die jeweiligen distalen, zentralen und proximalen Zonen des ersten und zweiten parallelen Förderers leer sind; als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen distalen, zentralen und proximalen Zonen des ersten und zweiten parallelen Förderers nicht leer sind, während eines Zeitintervalls wartet, um zu ermöglichen, dass der erste und zweite parallele Förderer leer werden, und die Nasenfördererfläche erneut abtastet; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen distalen, zentralen und proximalen Zonen des ersten und zweiten parallelen Förderers leer sind: bewirkt, dass der dritte und vierte parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeiten; die Nasenfördererfläche erneut abtastet; bestimmt, ob die jeweiligen distalen Zonen des dritten und vierten parallelen Förderers leer sind; als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen distalen Zonen des dritten und vierten parallelen Förderers leer sind, bewirkt, dass der fünfte parallele Förderer mit der zweiten Geschwindigkeit arbeitet, die langsamer als die erste Geschwindigkeit ist; die Nasenfördererfläche erneut abtastet; bestimmt, ob die jeweiligen distalen und zentralen Zonen des dritten und vierten parallelen Förderers leer sind; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die jeweiligen distalen und zentralen Zonen des dritten und vierten parallelen Förderers leer sind, bewirkt, dass der fünfte parallele Förderer mit der ersten Geschwindigkeit arbeitet.