JP2023540999A - ロボット水平選別のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

定義された入力物品領域に隣接して位置付けられる、ロボットピックアンドプレース機械を伴う、物品選択ユニットと、水平多自由度ガントリシステムと、物品運搬箱アレイとを備える、物品選別ユニットを含むことができ、水平ガントリシステムは、物品運搬箱アレイの上方に位置付けられ、物品選択ユニットはさらに、ガントリシステムに結合され、それによって作動される、物品保持および配置システムを備える、物品選別のためのシステムならびに方法。本システムおよび方法は、物品の集合から物品を単体化し、物品運搬箱のセットのうちの１つの中に選別することができる。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、本参照によってその全体として組み込まれる、２０２０年９月４日に出願された、米国仮出願第６３／０７５，０４６号の利益を主張する。

（政府の権利）
本発明は、米国科学財団によって授与された付与番号２０１４６８９下で政府の支援を受けて行われた。政府は、本発明におけるある権利を有する。

本発明は、概して、自動物品選別の分野に関し、より具体的には、ロボット水平選別のための新しく有用なシステムおよび方法に関する。

何百億個もの小包が、毎年、米国内で発送される。これらの小包はそれぞれ、発送システムの中に誘導され、隔離されたルートまたは地域別の発送の処理を促進するように選別されなければならない。自動化の進歩にもかかわらず、小包選別は、困難かつ多くの労力を要する問題のままである。

（標的投下型選別器等の）線形選別器は、効果的であるが、所望される出力の数が、増加するにつれて、システムのコスト、サイズ、および複雑性が、正当化できない状態になる。

典型的な手動小包選別ステーションは、小包のための１箇所の入力面積と、約５０箇所の出力場所とを有する。単一の設備が、１，０００箇所超の宛先に選別し得る。しかしながら、１，０００箇所の出力部を伴うコンベヤベースの選別方法は、巨大かつ高価であろう。多くの状況では、敷地が、単純に、利用可能な自動化された選別解決策のうちの１つを収容するための床空間を有していないであろう。逆に、ロボットが、物品をそのすぐ近傍に選別する場合、ロボットの到達性は、出力物の数を限定し、これは、多くの高スケーリング問題に対する実践的解決策にはならない。

したがって、自動物品選別分野において、新しく有用なロボット水平選別のためのシステムおよび方法を生成する必要性が、存在する。本発明は、そのような新しく有用なシステムおよび方法を提供する。

図１Ａは、本システムの一変形例の概略図である。

図１Ｂは、選別するときの物品フローのインジケーションを伴う、本システムの一変形例の概略図である。

図２は、本システムの一変形例の上面図の概略図である。

図３は、移送システムを伴う、本システムの変形例の上面図の概略図である。

図４は、物品選択ユニットが複数の物品選別ユニットとインターフェースをとる、システム変形例の上面図の概略図である。

図５は、物品選択ユニットおよび複数の物品選別ユニットが接続コンベヤシステムを通して結合される、システム変形例の上面図の概略図である。

図６は、物品を垂直に異なる物品選別ユニットに分配するための垂直コンベヤを伴う、システム変形例の側面図の概略図である。

図７は、動作可能に統合された２つの物品選別ユニットを伴う、システム変形例の上面図の概略図である。

図８は、共有される物品選別ユニットと動作可能に統合された複数の物品選択ユニットを伴う、システム変形例の上面図の概略図である。

図９は、複数の選択可能なエンドエフェクタを伴う、本システムの第１の変形例の詳細な略図である。

図１０は、複数の選択可能なエンドエフェクタを伴う、本システムの第２の変形例の詳細な略図である。

図１１は、変更可能なエンドエフェクタシステムの詳細な略図である。

図１２は、物品保持および配置システムの作動されたトレイ変形例の側面図の概略図である。

図１３Ａ－１３Ｃは、異なる作動状態にある、側面から示される、物品トレイの略図である。 図１３Ａ－１３Ｃは、異なる作動状態にある、側面から示される、物品トレイの略図である。 図１３Ａ－１３Ｃは、異なる作動状態にある、側面から示される、物品トレイの略図である。

図１４は、潜在的回転点のための陰影が付けられた領域を伴う、物品トレイの具象側面図である。

図１５は、物品運搬箱の上方の配置位置にある、物品トレイの側面図の略図である。

図１６Ａは、例示的スロット付き物品トレイの上面図の略図である。

図１６Ｂは、例示的スロット付き物品トレイの側面図の略図である。

図１６Ｃは、例示的スロット付き物品トレイの斜視図の略図である。

図１７Ａは、例示的スロット付き移送トレイの斜視図の略図である。

図１７Ｂは、例示的スロット付き移送トレイの側面図の略図である。

図１８Ａは、スロット付き移送トレイと係合している、例示的スロット付き物品トレイの斜視図の略図である。

図１８Ｂは、スロット付き移送トレイと係合している、例示的スロット付き物品トレイの側面図の略図である。

図１９は、スロット付き移送トレイから物品を収集する、スロット付き物品トレイのシーケンスの略図である。

図２０は、選択された物品運搬箱が除去されている、本システムの変形例の概略図である。

図２１は、基部から延在する送り出しピンを用いて郵袋を保持するための、物品運搬箱の例示的画像表現である。

図２２は、物品選別ユニットのアセンブリの送り出し溝を伴うプレートの画像表現である。

図２３は、第１の方法のフローチャート表現である。

図２４は、物品処理を伴う方法変形例のフローチャートである。

図２５は、物品識別を伴う方法変形例のフローチャートである。

図２６は、物品採寸を使用する、方法変形例のフローチャートである。

図２７は、物品選択ユニットと物品選別ユニットとの間の直接移送を伴う、方法変形例のフローチャートである。

図２８は、移送システムを使用した、物品選択ユニットと物品選別ユニットとの間の間接移送を伴う、方法変形例のフローチャートである。

図２９は、スロット付き移送トレイを使用した間接移送を伴う、方法変形例のフローチャートである。

図３０および３１は、本方法のフローチャート表現である。 図３０および３１は、本方法のフローチャート表現である。

図３２は、本システムおよび／または方法を実装する際に使用され得る、例示的システムアーキテクチャである。

実施形態の説明
本発明の実施形態の以下の説明は、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図しておらず、むしろ、当業者が、本発明を作製し、使用することを可能にすることを意図する。

１．概観
ロボット水平選別のためのシステムおよび方法は、物品入力領域からの物品の単体化ならびに識別を自動化するためのロボットピックアンドプレース機械を含む、物品選別ユニットと、コンテナのアレイ内の指定された場所の中に物品を配置するための二次選別システムを含む、物品選別ユニットとを使用する、モジュール式かつ容易に拡張可能な物品選別解決策として機能する。本システムおよび方法において、ロボットピックアンドプレース機械は、二次選別システムと同期して動作され、それらの物品を所望の出力場所まで移動させる。本システムおよび方法は、編成されていない物品を採取し、それらを自動的に複数の出力に選別するように機能する。

一変形例では、ロボットピックアンドプレース機械は、ロボットアームであり、二次選別機械は、水平ガントリシステムである。水平ガントリシステムは、物品を保持し、物品を標的化された出力場所内に配置するために使用される、作動されたトレイを含んでもよい。水平ガントリシステムは、代替として、物品を保持し、物品を配置するための第２のロボットピックアンドプレース機械または他のタイプの構成要素を含んでもよい。図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、水平ガントリシステムは、２次元に沿った水平な並進部を有することができる。本明細書に説明されるように、本システムおよび方法は、多数の変形例ならびに形態の実装を含んでもよい。１つの可能性として考えられる変形例は、複数の物品選別ユニット（例えば、複数の水平ガントリシステムおよび／または垂直ガントリシステム）の結合を含んでもよい。別の可能性として考えられる変形例では、複数の物品選択ユニットが、同一の物品選別ユニットと協働して稼働してもよい。別の可能性として考えられる変形例では、１つの物品選択ユニットが、（例えば、その物品選択ユニットの２つの対向する側上の１つずつの）２つの物品選別ユニットと連携して動作してもよい。

本システムおよび方法は、好ましくは、１つまたはそれを上回る入力領域から選別されていない物品を選択するために使用される。物品は、入力領域の中の入力物品容器内に含有されてもよく、本明細書では、そのようなものとして説明されるが、入力物品の表現の形態は、いかなる特定のコンテナタイプにも限定されない。ロボットピックアンドプレース機械は、物品を握持またはピッキングすることによって、入力領域からの物品を単体化する。

ロボットピックアンドプレース機械および／または物品選択ユニットの他の構成要素は、加えて、物品の寸法ならびに重量等の情報を寄せ集めることができる。物品を走査すること、物品を評価する（例えば、物品の品質、サイズ、またはタイプを分類する）こと、物品をマーキングもしくは別様に修飾する（例えば、スタンプする、またはラベルを適用する）こと、もしくは任意の好適な形態の処理を実施すること等の個々の物品処理が、加えて、実施されてもよい。いくつかの変形例では、物品の走査が、物品選別ユニットへのより確実な引継およびコンテナの中への配置を促進するために、物品の設置を計画立案するステップにおいて使用されてもよい。

ロボットピックアンドプレース機械は、次いで、物品を出力場所内に移動させる、二次選別システムの中に物品を設置する。これらの２つの機能は、分離されているため、本システムの全体的スループットは、有意により高くあることができる。出力システムのサイズは、入力（ピッキング／走査システム）の速度に統計的に合致するように設計される。

本明細書では、ロボットシステムによる選別を受ける物体を特徴付ける、「物品」が、参照されるであろう。物品は、選別組織を必要とする、パッケージ、小包、製品、原材料商品（例えば、製造部品）、および／または任意の好適なタイプの物体等、任意の好適なタイプの物体であることができる。発送または他の動作的文脈の場合では、物品は、種々の性質を有し得る。小包処理センターでは、物品は、例えば、箱詰め商品、袋詰め商品、および／または小包であり得る。物品は、発送されるべき場所を示す、宛先性質を有し得る。物品は、最小在庫管理単位（ＳＫＵ）識別子または代替の製品識別子に対応し得る、物品タイプ性質を有し得る。

本明細書では、いったん選別された物品を保持するために使用される受器を特徴付けるために使用される、「物品運搬箱」または略して「運搬箱」もまた、参照される。形状因子および種々の運搬箱が、大幅に変動することができ、本システムならびに方法は、箱、容器、トレイ、袋、ゲイロード、および同等物等の異なるタイプの運搬箱に適合され得る。

本明細書では、物品が、ピッキングおよび適切な運搬箱内への選別に先立って最初に保持または保管される方法を特徴付けるために使用される、「物品容器」もまた、参照される。運搬箱と同様に、形状因子および種々の物品容器も、大幅に変動することができ、本システムならびに方法は、箱、容器、トレイ、袋、および同等物等の異なるタイプの物品容器に適合されてもよい。物品容器は、物品の任意の好適な各種のものを含んでもよいが、概して、多数の異なる物品運搬箱の中への選別を要求するであろう。物品運搬箱および容器は、任意の好適な形状因子を使用してもよく、ある場合には、同一のタイプのコンテナを使用してもよい。いくつかの変形例では、形状因子は、本明細書に説明されるように、本システムおよび方法の特定の変形例ならびに実装のためにカスタマイズされてもよい。

本システムおよび方法は、種々の用途のために物品の効率的な選別を提供する際に使用され得る。

１つの例示的用途では、本システムおよび方法は、小包を発送のために統合するために使用されることができる。例えば、小包処理敷地が、本システムおよび方法を使用し、後続の発送処理のために宛先（例えば、郵便コードまたは送達ルート）別に小包を選別してもよい。選別されていない手紙および／またはパッケージは、大型の物品容器の中に収集されることができ、次いで、本システムならびに方法は、異なる送達ルート／宛先のためにそれらをより小さい物品運搬箱の中に選別することを促進することができる。

小包以外の物品のコンパクトかつモジュール式の選別の高い必要性が、存在するが、本システムおよび方法は、それらの用途にも同様に適用されることができる。

別の例示的用途では、本システムおよび方法は、同一または異なる物品のケースが異なる出力を横断して分割される、交差ドッキングのために使用されてもよい。交差ドッキング設備内に配設されると、本システムおよび方法は、供給網動作効率を改良することができる。

別の例示的用途では、本システムおよび方法は、返送商品処理ならびに／もしくは商品再備蓄のために使用されることができる。例えば、返送された商品の混合された物品容器が、再陳列、再備蓄、または他の後続の処理のために適切に選別され得る。別の実施例では、新たに受信された物品オーダが、店舗内の物品備蓄品を補充するための適切な容器の中に選別され得る。本システムおよび方法のサイズならびに自動化されたアフォーダンスは、小売店舗のバックヤードまたは（例えば、電子商取引返品等のための）オーダ履行センターにおけるもの等の種々の環境において使用され得るようなものである。

別の例示的用途では、本システムおよび方法は、物品の集合が、各物品運搬箱が特定のオーダと関連付けられ得る、個々の物品運搬箱の中に選別される、オーダ履行のために使用されてもよい。類似の様式において、本システムおよび方法はまた、産業商品または消費財のための動的もしくはカスタマイズされたキッティングのために使用されてもよい。

本システムおよび方法は、いくつかの潜在的な恩恵を提供し得る。本システムおよび方法は、常時、そのような恩恵を限定するようには限定されておらず、本システムおよび方法が利用され得る方法に関する例示的表現として提示されているにすぎない。恩恵の列挙は、網羅的であることを意図しておらず、他の恩恵も、加えて、または代替として、存在し得る。

１つの潜在的恩恵として、本システムおよび方法は、多種多様なタイプの物品と併用可能であり得る。特に、小包の場合、手紙、絵葉書、箱、チューブ、発泡包材、ポリ袋、および同等物等の多種多様なパッケージタイプが、存在し得る。本システムおよび方法は、可能性として、深度カメラならびにカラーカメラとの組み合わせにおいて、識別推論を使用して未知の物品のロボット握持の計画立案および実行を促進することができる。本システムおよび方法のロボット計画立案は、加えて、乱雑化した状況における物品に到達する問題、ならびに角または到達しにくい位置にある物品に到達する問題に対処することができる。

別の潜在的恩恵として、本システムおよび方法は、物品の自動選別のための空間効率的解決策を提供し得る。このように、本システムおよび方法は、多数の異なる選別グループへの選別を可能にすることができる。いくつかの実装では、選別グループの数は、２０～６０の範囲に及び得る。当業者は、そのような範囲が、実装に応じて変化し得ることを理解するであろう。いくつかの変形例が、ニーズおよび空間制限に応じて、本容量を有意に拡張し得る。同様に、本システムおよび方法はまた、より少ない選別グループのためにも修正され得る。

関連する潜在的恩恵として、本システムおよび方法は、選別解決策を展開するために容易かつ迅速であり得る、実質的にモジュール式の解決策をもたらし得る。選別システムの複数の事例が、１つの敷地内に展開され得る。同様に、いくつかの変形例が、複数の物品選択ユニット、物品選別ユニット、および／または補助コンベヤもしくは輸送システム（例えば、容器、運搬箱、または物品を移動させるための自動化ロボット）間での連携された動作を使用してもよい。

別の潜在的恩恵として、本システムおよび方法は、作業者が本システムと直接相互作用し得る環境内に安全に統合され得る方法において実装され得る。本システムおよび方法は、そのような通常の相互作用が安全かつ便宜的であるような、安全システムを含むことができる。例えば、出力物品運搬箱は、本システムの動作を停止する必要なく、または作業者を危険に曝すことなく選別された物品で充填されると、本システムから容易に除去され得る。人間作業者が本システムおよび方法の動作の間に安全に相互作用するための方法は、それによって、その柔軟性ならびに使い易さを向上させる。例えば、人間作業者は、選別システムの動作を休止または改変することなく充填された物品運搬箱を手動で除去し得る。

別の潜在的恩恵として、本システムおよび方法は、さらなる自動化のための便宜的な物理インターフェースを提供することができる。これは、本システムおよび方法を、入力物品容器または出力物品運搬箱を移動させる、入力ならびに出力コンベヤもしくは可動式ロボット等の他の自動システムの動作に容易に統合させることができる。

２．システム
図１Ａおよび１Ｂに示されるように、ロボット水平選別のためのシステムは、ロボットピックアンドプレース機械１１１ならびに入力物品領域１１２を伴う物品選択ユニット１１０と、物品保持および配置システム１２２を伴う水平並進システム１２１と、出力運搬箱アレイ１２３とを含む、物品選別ユニット１２０とを含むことができる。本システムは、図１Ｂに示されるように、物品が入力物品領域１１２から出力運搬箱アレイ１２３の出力運搬箱に流れる際の物品の選別を可能にすることができる。

物品選択ユニット１１０および物品選別ユニット１２０は、好ましくは、図２に示されるように、物体がその間で移送され得るような部分的に重複する到達範囲を有する、ロボットピックアンドプレース機械１１１ならびに二次選別機構１２２の到達可能領域と隣接して配列される。しかしながら、いくつかの変形例は、図３に示されるように、物品選択ユニット１１０と物品選別ユニット１２０との間で物品を移送するための能動的移送システムまたは受動的移送システム１３０を使用してもよい。

本システムおよび方法は、種々の異なるモジュール式構成を含んでもよい。図２－８は、本システムが構成され得る方法のいくつかの例示的変形例を示す。

図４に示されるように、物品選択ユニット１１０は、物品を物品選別ユニット１２０まで移送するために使用される、２つまたはそれを上回る到達可能領域を有するように構成されてもよい。一変形例では、これは、第１の到達可能領域が第１の物品選別ユニット１２０の到達可能領域と重複し、第２の到達可能領域が第２の物品選別ユニット１２０の到達可能領域と重複する、２つの到達可能領域のうちの一方を使用する、物品選択ユニット１１０を含むことができる。これらの到達可能領域は、対向側等、ロボットピックアンドプレース機械１１１の周囲の異なる位置の周囲に画定されてもよい。別の変形例では、本システムは、図４に示されるように、ロボットピックアンドプレース機械の周囲の異なる位置における、２つの移送システム１３０を含んでもよい。

図５に示されるように、中間コンベヤシステムを含む、移送システム１３０は、物品選択ユニット１１０および物品選別ユニット１２０の統合を促進し得る。これは、１つの物品選択ユニット１１０が、ロボットピックアンドプレース機械１１１の到達可能領域が物品選別ユニット１２０の到達可能領域と直接重複しない、すなわち、移送システム１３０が、到達可能領域の本間隔に能動的に橋架し得る方法において複数の物品選別ユニット１２０とインターフェースをとり得るように使用されてもよい。より具体的には、移送システム１３０は、物品を物品選別ユニット１２０のセットのうちの１つの１つまたはそれを上回る引継ステーション（すなわち、移送トレイ１３１）まで輸送するための１つまたはそれを上回るコンベヤを伴う、中間コンベヤシステム１３２を含む。中間コンベヤシステムは、ロボットピックアンドプレース機械１１１によって到達可能であり、物品選別ユニット１２０のセットのうちの１つの物品選別ユニット１２０まで移送するために引継ステーションに物品を運搬する、初期領域を含むことができる。

図６に示されるように、別の変形例では、複数の選別ユニット１２０はまた、垂直にスタックされ得、その場合、移送システムが、ピッキングされた物品を、これが物品選別ユニット１２０のセットのうちの１つによって選別される、別のレベルに移動させる、垂直中間コンベヤシステムを含む。より具体的には、移送システム１３０は、物品を物品選別ユニット１２０のセットのうちの１つに輸送するための１つまたはそれを上回るコンベヤを伴う、中間垂直コンベヤシステム１３３を含む。引継ステーションが、使用されてもよい。代替として、垂直コンベヤシステム１３３は、移送のための適切な位置に物品を保持してもよい。

図７に示されるように、複数の選別ユニット１２０が、相互とインターフェースをとり、選別グループの数を拡張させ得る。物品選別ユニット１２０は、保持される物品の隣接する物品選別ユニット１２０への移送のために位置付け可能である、物品保持および配置システムを含んでもよい。より具体的には、（第１の物品選別ユニット１２０の）第１の水平並進システム１２１は、選別移送位置に位置付け可能である、第１の物品保持および配置システム１２２を有してもよく、（第２の物品選別ユニット１２０の）第２の水平並進システム１２１も同様に、選別移送位置に位置付け可能である、第２の物品保持および配置システム１２２を有してもよい。故に、選別移送位置は、第１の物品選別ユニット１２０および第２の物品選別ユニット１２０の到達可能領域であるもの、より具体的には、第１の物品保持ならびに配置システム１２２が保持された物品を第２の物品保持および配置システム１２２の中に配置し得るものであることができる。

図８に示されるように、別の構成変形例として、複数の物品選択ユニット１１０が、１つの物品選別ユニット１２０との組み合わせにおいて使用されてもよい。一変形例では、各物品選択ユニットは、物品選別ユニット１２０の到達可能領域と重複する、到達可能領域を有してもよい。物品選択ユニット１１０は、物品選別ユニット１２０の同一の側に隣接してもよい。物品選択ユニット１１０は、代替として、物品保持および配置システム１２２が異なる側から取り出すように適合され得る、物品選別ユニット１２０の異なる部位上にあってもよい。別の変形例では、移送システム１３０は、物品選択ユニット１１０のうちの１つまたはそれを上回るものの到達可能領域を物品選別ユニット１２０に橋架するために２つの領域間の物品輸送のためのコンベヤシステムもしくは他の手段（例えば、シュートまたは傾斜部）を使用してもよい。

本明細書では、本システムは、主として、１つの物品選択ユニット１１０が１つの物品選別ユニット１２０とインターフェースをとるときに実装されるであろうように説明される。一変形例は、１つの物品選別ユニット１２０と直接インターフェースをとる、物品選択ユニット１１０を含む。別の変形例は、移送システム１３０を通して物品選別ユニット１２０と間接的にインターフェースをとる、物品選択ユニット１１０を含む（例えば、物品選択ユニット１１０は、移送システム１３０に物品を設置し、物品選別ユニットは、移送システム１３０から物品を収集する）。本明細書に説明される変形例は、そのような構成に適用されるようにいかようにも限定されることはなく、当業者によって理解され得るように、変形例は、本システムの他の構成および実装にも適用され得る。

物品選択ユニット１１０は、編成されていない集合からの物品の選択のためのモジュール式システムとして機能する。説明されるように、物品選択は、好ましくは、物品容器として実装される、１つまたはそれを上回る入力物品領域１１２から選択する、１つまたはそれを上回るロボットピックアンドプレース機械１１１を含むことができる。物品選択ユニット１１０は、好ましくは、１つまたはそれを上回るコンピュータプロセッサと、１つまたはそれを上回るコンピュータプロセッサによって実行されると、物品選択ユニット１１０に、物品を握持させ、随意に、任意の物品処理（例えば、バーコードを走査すること）を実施させ、握持された物品を物品選別ユニット１２０を移送するための位置内に並進および配向させる命令を記憶する、１つまたはそれを上回るコンピュータ可読媒体（例えば、非一過性コンピュータ可読媒体）とを備える、制御システム１４０を含む、もしくはそれと通信する。

ロボットピックアンドプレース機械１１１は、物品と相互作用し、物品を入力物品領域１１２から物品選別ユニット１２０に移送するための領域に移動させるために使用される、自動化システムとして機能する。

ロボットピックアンドプレース機械１１１は、好ましくは、物品に一時的に物理的に結合し（例えば、握持する、または取り付けられる）、その物品のある操作を実施するために使用される、作動システムと、エンドエフェクタとを含む。作動システムは、エンドエフェクタを移動させ、１つまたはそれを上回る物品に結合される（例えば、物品を握持する）と、空間内で物品を移動させ、配向するために使用される。好ましくは、ロボットピックアンドプレース機械１１１は、物品を捕捉し、物品を操作し（物品を移動させる、および／または再度配向する）、次いで、終了すると物品を設置するために使用される。物品の設置は、加えて、物品保持および配置システム１２２内への適切な位置付けのための特定の位置ならびに配向への物品の配向と、設置とを含み得る。別の変形例では、物品の設置は、物品保持および配置システム１２２まで移送されたときの適切な位置付けのために、物品を移送システム１３０内に配向し、設置するステップを含んでもよい。

ロボットピックアンドプレース機械１１１は、加えて、物品上のバーコードまたは識別子を走査することもしくは任意の好適なタスクを実施すること等、他の物品関連タスクを促進してもよい。一変形例では、ロボットピックアンドプレース機械１１１は、物品を識別するために握持された物品を走査することができる。検出された物品識別子が、物品が物品保持および配置システム１２２によって配置され得る、最終出力運搬箱を決定するステップにおいて使用されてもよい。付加的変形例または代替変形例として、ロボットピックアンドプレース機械１１１は、物品を採寸するために寸法カメラもしくは他のセンサシステムを使用することができる。採寸は、物品の空間特性（すなわち、物品寸法）を決定するステップを含むことができる。１つの実装では、物品寸法は、物品の境界体積（例えば、物品の幅、高さ、および奥行）を定義するステップを含むことができる。物品寸法は、少なくとも部分的に、移送システム１３０および／または物品保持ならびに配置システム１２２内に物品を設置するときに、設置配向を計画立案するステップにおいて使用されてもよい。これは、物品寸法に基づいて物品を物品運搬箱の中に配置し、移送位置を選択する、満足の行くモデル化結果を伴う、モデル化を含むことができる。

本明細書では、ロボットピックアンドプレース機械１１１は、より簡潔には、ロボットシステム１１１と称され得る。種々のロボットシステム１１１が、使用され得る。１つの好ましい実装では、ロボットシステム１１１は、圧力ベースの吸込カップ式エンドエフェクタを使用する、関節運動式アームである。ロボットシステム１１１は、種々の特徴または設計を含んでもよい。

作動システムは、空間を通してエンドエフェクタを並進させるように機能する。作動システムは、好ましくは、種々の物品との相互作用のための種々の場所にエンドエフェクタを移動させるであろう。作動システムは、加えて、または代替として、特定の経路に沿ってエンドエフェクタおよび握持される物品を移動させる、エンドエフェクタならびに／もしくは握持される物品を配向する、および／またはエンドエフェクタの任意の好適な操作を提供する際に使用され得る。一般に、作動システムは、エンドエフェクタの全般的移動のために使用される。

作動システムは、エンドエフェクタの移動を助長するために使用される、種々のタイプの機械のうちの１つのであってもよい。１つの好ましい変形例では、作動システムは、相互接続されるアーム区画を通して結合される、複数の作動自由度を含む、ロボット関節運動式アームである。作動されるロボットアームの１つの好ましい変形例は、６自由度を含む、６軸ロボットアームである。作動システムは、代替として、４軸または５軸ロボットアーム等のより少ない自由度を伴う、ロボットアーム、もしくは７軸ロボットアーム等、付加的な関節運動式の自由度を伴うものであってもよい。

他の変形例では、作動システムは、直交座標ロボット、円筒座標ロボット、極座標ロボット、水平多関節ロボット、デルタロボット等の並列ロボット等の任意の種々のロボットシステム１１１、および／または制御された作動のためのロボットシステム１１１の任意の他の変形例であってもよい。

作動システムは、好ましくは、エンドアーム区画を含む。エンドアーム区画は、好ましくは、作動システムの最終作動自由度部分から延在する、剛性構造である。関節運動式ロボットアームでは、最後のアーム区画が、エンドエフェクタに結合する。下記に説明されるように、エンドアーム区画の端部は、変更可能なエンドエフェクタシステムの一部である、ヘッド選択器を含むことができる。

一変形例では、エンドアーム区画は、加えて、ロボットシステム１１１の握持および巧妙性を改良し得る、少なくとも１つの応柔性関節を含む、またはそれに接続してもよい。

応柔性関節は、好ましくは、エンドエフェクタの近傍に位置付けられる、少なくとも１つの付加的な自由度として機能する。応柔性関節は、好ましくは、作動システムのエンドアーム区画の遠位端に位置付けられ、応柔性関節は、「手首」関節として機能することができる。応柔性関節は、好ましくは、エンドエフェクタが物品と相互作用する場所の近傍に、補助的な量の巧妙性を提供し、これは、物品と相互作用するときに、種々の状況の間に有用であることができる。

本システムの多器具変更変形例では、応柔性関節は、好ましくは、各取付可能なエンドエフェクタヘッドが制御可能な応柔性と併用され得るように、ヘッド選択器構成要素に先行する。代替として、１つまたはそれを上回る複数のエンドエフェクタが、応柔性関節を有してもよい。

多ヘッド器具の変形例では、応柔性関節が、多ヘッドエンドエフェクタの共有される取付点に統合されてもよい。このように、接続されたエンドエフェクタの使用は、応柔性関節において共通の自由度を共有することができる。代替として、多ヘッドエンドエフェクタの１つまたはそれを上回る複数のエンドエフェクタが、応柔性関節を含んでもよい。このように、各個々のエンドエフェクタは、独立的な応柔性を有することができる。

応柔性関節は、好ましくは、関節が少なくとも部分的に応柔性様式において移動するように選択的に作製され得る、制御可能応柔性関節である。応柔性様式において移動するとき、応柔性関節は、好ましくは、外力に応答して作動することができる。好ましくは、応柔性関節は、応柔性関節が外力に応答して回転し得るように、制御可能な回転自由度を有する。応柔性関節は、加えて、好ましくは、制御される様式において作動するように選択的に作製されることができる。１つの好ましい変形例では、制御可能応柔性関節は、応柔性モードで係合されると、（少なくともある角度範囲内で）自由に回転し、制御されたモードで係合されると、制御された様式において回転するように作動され得る、１回転自由度を有する。応柔性の線形作動は、加えて、または代替として、応柔性関節に設計されてもよい。応柔性関節は、加えて、または代替として、可変もしくは部分的に応柔性の形態の作動のために制御されてもよく、応柔性関節は、作動され得るが、特定の閾値を上回る力に対して応柔性である。

エンドエフェクタは、物品との直接的相互作用を促進するように機能する。好ましくは、本システムは、物品を握持するために使用され、握持は、物理的操作のために物品と物理的に結合するステップを説明する。制御可能な握持は、好ましくは、エンドエフェクタが、物品と選択的に接続／結合（「握持」または「ピッキング」）し、物品から選択的に接続解除／結合解除（「落下」もしくは「設置」）することを可能にする。エンドエフェクタは、吸込力を通して物品を制御可能に「握持」する、物品を狭持する、磁場を印加する、および／または任意の適している力を通してもよい。本明細書では、本システムは、主として、物品の吸込ベースの握持に関して説明されるが、本明細書に説明される変形例は、必ずしも吸込ベースのエンドエフェクタに限定されるわけではない。

１つの好ましい変形例では、エンドエフェクタは、圧力システムに接続される、（より簡潔には、吸込ヘッドと称され得る）吸込エンドエフェクタヘッドを含む。吸込ヘッドは、好ましくは、１つまたはそれを上回る吸込カップを含む。吸込カップは、種々のサイズ、剛性、形状、および他の構成において入荷されることができる。吸込ヘッド構成のいくつかの実施例は、単一の吸込カップ構成、４つの吸込カップ構成、および／または他の変形例を含むことができる。吸込ヘッドのサイズ、材料、幾何学形状もまた、異なる用途を標的とするように変更されることができる。圧力システムは、概して、１つまたはそれを上回るホースを通して吸込ヘッドに接続される、少なくとも１つの真空ポンプを含むであろう。

１つの好ましい変形例では、本システムのエンドエフェクタは、図９および図１０の例示的変形例に示されるように、複数の選択可能なエンドエフェクタヘッドを含む、多ヘッドエンドエフェクタ器具を含む。各エンドエフェクタヘッドは、個々に制御される圧力システムに接続されることができる。本システムは、１つまたは複数の圧力システムを選択可能にアクティブ化し、多ヘッドエンドエフェクタ器具の１つまたは複数のエンドエフェクタを使用して握持してもよい。エンドエフェクタヘッドは、握持計画立案モデルからの動的制御入力に基づいて選択され、使用されてもよい。圧力システムは、代替として、空気流を方向転換させるための制御可能な弁を使用してもよい。代替として、エンドエフェクタヘッドの全てまたは亜集合が、共有される圧力システムに接続され得る。２つまたはそれを上回るエンドエフェクタヘッドが、同時にアクティブ化されてもよく、物品が、エンドエフェクタヘッドのうちの１つまたはそれを上回るものによって握持されてもよい。異なるエンドエフェクタが、好ましくは、離間される。それらは、実質的に同一の方向に角度付けられてもよいが、エンドエフェクタは、代替として、エンドアーム区画から非平行方向に外向きに指向されてもよい。

図９の断面図に示されるように、多ヘッドエンドエフェクタ器具の１つの例示的変形例は、２ヘッド把持器であることができる。本変形例は、深い容器またはコンテナの角内に到達し、小さい物品（例えば、鉛筆のような小さい物品）ならびにより大きい物品（箱等）を捕捉するように特殊化されてもよい。一変形例では、把持ヘッドエンドエフェクタはそれぞれ、ばね機構上で線形に摺動することが可能となり得る。エンドエフェクタヘッドは、圧力システムに接続する、ホースに結合されてもよい。ホースは、中心シャフトの周囲で螺旋状にコイル状に巻かれ、吸込ヘッドを真空発生器に接続する（ための移動を可能にする）ことができる。

図１０に示されるように、多ヘッドエンドエフェクタ器具の別の例示的変形例は、多４ヘッド把持器であることができる。本変形例に示されるように、カメラまたはバーコードリーダ等の種々のセンサが、ここでパーム内に示される、多ヘッドエンドエフェクタ器具に統合されることができる。吸込カップエンドエフェクタヘッドが、集合的に広範な用途（例えば、小さい箱のためのもの、大きい箱のためのもの、緩いポリ袋のためのもの、より硬質なポリ袋のためのもの）を有するように選択されることができる。複数の把持器の組み合わせが、異なるサイズの物品をピッキングすることができる。いくつかの変形例では、本多ヘッドエンドエフェクタ器具は、位置付けの誤差を許容するために、ばねプランジャによってロボットに接続されてもよい。

本システムの別の好ましい変形例は、エンドエフェクタが変更されることを可能にするように機能する、変更可能なエンドエフェクタシステムを含む。変更可能なエンドエフェクタシステムは、好ましくは、作動システム（例えば、エンドアーム区画）の遠位端、エンドエフェクタヘッドのセット、およびヘッド保持デバイスに統合される、ヘッド選択器を含む。エンドエフェクタヘッドは、好ましくは、握持計画立案モデルからの動的制御入力に基づいて選択され、使用される。ヘッド選択器およびエンドエフェクタヘッドは、好ましくは、選択器ならびにヘッドの取付部位にともに取り付けられる。１つまたはそれを上回るエンドエフェクタヘッドは、使用されていないとき、および使用されているとき、ヘッド保持デバイス内に保管されることができる。ヘッド保持デバイスは、加えて、保管の間に保管されたエンドエフェクタヘッドをより容易な選択のために配向することができる。ヘッド保持デバイスは、加えて、エンドエフェクタヘッドの運動を少なくとも１つの方向に部分的に制限し、ヘッド選択器への取付またはそれからの取外を促進してもよい。

ヘッド選択器システムは、複数のエンドエフェクタヘッドを選択可能に取り付け、取り外すように機能する。エンドエフェクタヘッドは、物品と係合するための物理的部位として機能する。エンドエフェクタは、具体的には、異なる状況のために構成されることができる。いくつかの変形例では、ヘッド選択器システムが、多ヘッドエンドエフェクタ器具との組み合わせにおいて使用されてもよい。例えば、１つまたは複数のエンドエフェクタヘッドが、取外可能であり、ヘッド選択器システムを通して変更されてもよい。

変更可能なエンドエフェクタシステムは、エンドエフェクタが変更されることを可能にする際の種々の設計を使用してもよい。一変形例では、変更可能なエンドエフェクタは、エンドエフェクタヘッドが制御された機構の使用を伴うことなく、ロボットシステム１１１に取り付けられ、それから取り外される、受動的変形例である。受動的変形例では、ロボットシステム１１１の作動および／または空気圧制御能力が、異なるエンドエフェクタヘッドに係合し、それを係脱するために使用されてもよい。静的磁石、物理的固定具（ねじ山、送り出し／整合構造、摩擦嵌合、またはスナップ嵌合固定具）、ならびに／もしくは他の静的機構もまた、エンドエフェクタヘッドおよびヘッド選択器を一時的に取り付けるために使用され得る。

別の変形例では、変更可能なエンドエフェクタは、選択されたエンドエフェクタヘッドと係合し、それを係合解除するためのあるアクティブ化された機構（例えば、機械式、電気機械式、電磁気式等）を使用する、能動的システムである。本明細書では、受動的変形例は、主として、説明において使用されるが、本システムおよび方法の変形例も、同様に、能動的または代替的変形例と併用され得る。

変更可能なエンドエフェクタシステムの１つの好ましい変形例が、吸込ヘッドエンドエフェクタを伴う圧力システムを使用する、ロボットシステム１１１との併用のために設計される。ヘッド選択器はさらに、エンドエフェクタヘッドに圧力を導くように機能することができる。ヘッド選択器は、圧力システムがエンドエフェクタヘッドに結合されるように、画定された内部貫通孔を含むことができる。エンドエフェクタヘッドは、概して、吸込ヘッドであろう。吸込エンドエフェクタヘッドのセットは、図１１に示されるように、種々の設計を有することができる。

ヘッド選択器および／またはエンドエフェクタヘッドは、画定された貫通孔に外接する、シール要素を含んでもよい。シールは、圧力システムがヘッド選択器およびエンドエフェクタヘッドの取付を補強することを可能にすることができる。本力は、エンドエフェクタが物品を捕捉するときにアクティブ化され、エンドエフェクタヘッドが、外側物品が装填されるときに取り付けられたままであることに役立つはずである。

ロボットシステム１１１は、好ましくは、ロボットシステム１１１のロボット制御を管理するための握持計画立案および制御システムを含む。機械学習モデルは、握持成功のより高い信頼性を伴う場所、物品並進および配向の成功のより高い信頼性（例えば、握持されたときの物品のモーメントアームを最小限化する）、物品識別を妨害する場所では握持しない（例えば、バーコードを遮断する物品の領域内では握持しない）、より高い信頼性、ならびに／もしくは物品選択ユニット１１０のタスクの完了の成功に影響を及ぼす他の側面を伴う場所にマップする、入力物品領域１１２内の物品に関する握持場所を選択するステップにおいて使用される、計画立案握持において使用されることができる。

入力物品領域１１２は、選別に先立って物品を保持するように機能する。好ましい変形例では、入力物品領域１１２は、選別されていない物品を含有する、１つまたはそれを上回る入力物品容器を含む。物品容器は、ロボットシステム１１１に隣接して設置されることができ、好ましくは、ロボットシステム１１１の到達可能範囲内にある。１つの実装では、入力物品領域１１２は、物品容器が挿入および除去され得る、定義された空間である。このように、作業者、コンベヤシステム、またはロボットシステムは、物品容器を定位置に移動させ、随意に、空の（もしくは別様に終了した）物品容器を除去してもよい。

物品および／または物品容器は、コンベヤ、シュート、自律型の可動式ロボットを使用して、もしくは任意の好適な機構を使用して、入力物品領域を通して移動される、またはそれに追加されてもよい。一変形例では、本システムは、物品処理システムに結合され、それによって、物品入力コンベヤが、物品をある源から入力物品領域１１２の中に移動させる。一変形例では、入力された物品は、物品識別を伴うことなく供給されてもよく、そのため、本システムは、物品のための宛先出力運搬箱を選択するステップにおいて使用され得る、物品識別子（またはある他の性質）を決定するステップを促進することができる。別の変形例では、入力された物品は、１つまたはそれを上回る物品が、ロボットシステム１１１によって握持されるときに物品識別子（もしくは性質）が既知となり、それによって、宛先出力運搬箱が、握持に先立って物品と関連付けられ得るように供給され得るように構成されてもよい。そのような変形例では、物品選択ユニット１１０による物品選択の順序は、宛先出力運搬箱が、物品を受容するための容量を有するときに、物品が選別のために握持されるように、出力運搬箱の容量レベルを考慮してもよい。

物品選択ユニット１１０は、好ましくは、感知システム１１３を含む。感知システムは１１３、物体および環境のデータを収集するように機能する。感知システム１１３は、好ましくは、画像データを収集するように機能する、撮像システムを含む。撮像システムは、好ましくは、入力物品領域１１２と、随意に、物品が物品選別ユニット１２０まで移送される領域とを網羅する、着目領域の視野を伴う、少なくとも１つの撮像デバイスを含むことができる。撮像システムは、加えて、明確に異なる領域、重複領域、および／または明確に異なる非重複領域の複数の視点から画像データを収集するために使用される、複数の撮像デバイスを含んでもよい。撮像デバイス（例えば、１つの撮像デバイスまたは複数の撮像デバイス）のセットは、視覚撮像デバイス（例えば、カメラ）を含んでもよい。撮像デバイスのセットは、加えて、または代替として、深度カメラ等の他のタイプの撮像デバイスを含んでもよい。他の好適なタイプの撮像デバイスも、加えて、または代替として、使用され得る。

感知システム１１３は、制御システム１４０に通信され、物品の握持計画立案を促進する、データを収集してもよい。例えば、入力物品領域１１２内の集合の画像データが、１つまたはそれを上回る握持計画（例えば、物品選択のための点、もしくは物品に接近し、握持し、ピッキングするための運動計画）を出力する、分析モデルによって処理されることができる。

感知システム１１３は、加えて、または代替として、物品識別のための１つまたはそれを上回るセンサを含んでもよい。これは、バーコードを走査するためのセンサおよび／またはＲＦＩＤタグリーダを含み得る。一例示的実装では、本システムは、４つのバーコードスキャナ、すなわち、２つの側面スキャナと、１つの上部スキャナと、底部スキャナとを含んでもよい。２つの側面バーコードスキャナは、物品を回転させながら物品の側面におけるバーコードを捕捉することができる。上部スキャナは、移送トレイまたは物品トレイ内への物品設置の後等に、上部からバーコードを捕捉することができる。底部スキャナは、物品が物品容器から除去されるにつれて、下方からバーコードを捕捉することができる。透明な遮蔽体が、物品が、落下された場合に、遮蔽体から偏向して離れるであろうように、底部スキャナの上方に配置されることができる。任意の好適な感知システムが、宛先出力運搬箱を決定するために使用され得る、物品の情報を収集するために使用されてもよい。

感知システム１１３は、加えて、または代替として、物品採寸のための１つまたはそれを上回るセンサを含んでもよい。感知システム１１３は、物品を採寸するために１つまたはそれを上回る寸法カメラ（例えば、深度センサ）もしくは他のセンサシステムを含み得る。採寸は、物品の空間特性（すなわち、物品寸法）を決定するステップを含むことができる。１つの実装では、物品寸法は、物品の境界体積（例えば、物品の幅、高さ、および奥行）を定義するステップを含むことができる。物品寸法は、少なくとも部分的に、移送システム１３０および／または物品保持ならびに配置システム１２２内に物品を設置するときに設置配向を計画立案するステップにおいて使用されてもよい。

ロードセル、近接センサ、ＲＦＩＤ追跡システム、および同等物等の他のセンサもまた、本システムの種々の側面のステータスを監視するために使用され得る。

物品選択ユニット１１０は、加えて、他の形態の物品処理を促進するために使用され得る、他の補足システムを含んでもよい。例えば、物品選択ユニット１１０は、ラベルが選別に先立って生産され、物品に適用されることを可能にするように機能する、ラベルプリンタと、貼付器とを含むことができる。

物品選別ユニット１２０は、物品選択ユニット１１０から選択された物品を受容し、これを物品運搬箱のアレイのうちの１つまで並進させるように機能する。物品選別ユニットは、物品選択ユニット１１０から直接、または間接的に物品を収集する。選別ユニットは、物品選択ユニット１１０の動的かつ適応的な物品単体化および握持能力を、多くの出力グルーピングへのスケーラブルな選別に換する。物品選別ユニット１２０は、１つまたはそれを上回る物品選択ユニット１１０と協働して動作する。いくつかの事例では、移送システム１３０は、物品選択ユニット１１０による設置および物品選別ユニット１２０による収集の後に物品を一時的に保持し、随意に、それを輸送する、中間構成要素として使用される。

好ましい変形例では、物品選別ユニット１２０は、水平に分散された出力運搬箱アレイ１２３を横断したグルーピングを実施する、物品保持および配置システム１２２を伴う、ガントリシステム１２１を含む。議論されるように、いくつかの構成変形例が、出力運搬箱アレイ１２３の垂直分布を可能にし得る。

物品選別ユニット１２０は、好ましくは、１つまたはそれを上回るコンピュータプロセッサによって実行されると、物品選別ユニット１２０に、物品保持および配置システム１２２を物品選択ユニット１１０から移送された物品を受容するための位置内に位置付けさせ、物品保持および配置システム１２２を標的化された出力物品運搬箱の上方の位置内に移動させ、物品を標的化された出力物品運搬箱内に配置される命令を記憶する、１つまたはそれを上回るコンピュータ可読媒体（例えば、非一過性コンピュータ可読媒体）を備える、制御システム１３０を含む、もしくはそれと通信する。出力運搬箱容量センサ１２４が、加えて、１つまたはそれを上回る出力物品運搬箱の現在の容量レベルを感知してもよい。

単一の物品選別ユニット１２０変形例では、（物品グルーピングの数を定義する）全ての出力物品運搬箱が、物品選別ユニット１２０によってアクセス可能である。

いくつかの用途では、物品選別ユニットを追加するための決定は、出力グルーピングの所望の数および物品選択ユニットならびに物品選別ユニットの物品取扱速度に基づいてもよい。１つの最適化された実装では、物品選択ユニットの物品選択処理時間（例えば、物品の握持、バーコード走査等、物品を処理するステップ、および移送のために物品を配向するステップのための時間）ならびに物品選別ユニットの物品選別処理時間（例えば、物品を受容するステップ、定位置に移動させるステップ、および物品を配置するステップのための時間）は、実質的に等しい。物品タイプ、サイズ、および重量の変動が、握持成功率ならびに物品が移動され得る速度に影響を及ぼし得、そのため、処理時間が、異なる物品間で変動し得る。

いくつかの変形例では、複数の物品選別ユニットが、グルーピングの数を拡張させるために結合されてもよい。これは、物品選別処理時間を物品選択処理時間に近接するように保ち、任意の１つのユニットの待機時間を短縮させるために使用されてもよい。一変形例では、垂直自由度が、異なる垂直に配列された物品選別ユニット１２０間で選択された物品を並進させるために使用されてもよい。別の変形例では、物品選択ユニット１２０は、物品が、それらの間で移送され得るように、結合されてもよい。

ガントリシステム１２１は、選別のために使用される、作動システムとして機能する。ガントリシステム１２１は、少なくとも２自由度（線形）を伴って作動される、水平ガントリシステムであることができる。このように、水平ガントリシステムは、２Ｄ面積を横断して物品保持および配置システム１２２（それによって、保持される物品）を並進させることができる。１つの実装では、水平ガントリシステムは、図１Ａおよび１Ｂに示されるように、直角に配列される、２つの結合された線形アクチュエータから成る、２軸線形アクチュエータである。作動に対する種々の他のアプローチが、代替として、使用されてもよい。いくつかの変形例では、水平ガントリシステム１２１は、出力運搬箱アレイが物品運搬箱の線形アレイである場合、１自由度に沿って作動してもよい。

本明細書では、ガントリシステム１２１は、水平ガントリシステムとして説明されるが、ガントリシステム１２１は、代替として、垂直ガントリシステムであってもよい。垂直ガントリシステムは、出力運搬箱の壁を横断して物品を選別するように機能し得る。さらに別の変形例では、ガントリシステム１２１は、出力運搬箱１２３の３Ｄアレイへの選別を可能にするように、３自由度（線形）を含んでもよい。

ガントリシステム１２１は、好ましくは、異なる位置に移動され得るように、ガントリシステム１２１の作動システムに結合される、物品保持および配置システム１２２を含む。物品保持および配置システム１２２はまた、物品を位置付けの間に保持し、次いで、物品を標的化された物品運搬箱内に配置するための機構としての役割も果たす。物品保持および配置システム１２２は、種々のアプローチを通して実装され得、すなわち、２つの変形例は、作動された物品トレイと、第２のロボットピックアンドプレース機械とを含む。

物品保持および配置システム１２２の変形例が、図１２に示されるように作動された物品トレイであることができ、これは、物品を受容／収集するときならびに物品を移動させるときに物品を保持する、作動された表面またはコンテナとして機能する。物品保持および配置システム１２２は、加えて、物品を標的化された領域の中に制御可能に配置するように機能することができる。

作動された物品トレイは、好ましくは、少なくとも部分的なコンテナと、配置機構とを含む。１つの好ましい変形例では、作動された物品トレイは、回転関節運動式コンテナを含む。コンテナは、１つが辺縁表面を画定し、第２のものが背面を画定する、２つの交差表面を含むことができる。２つの交差表面は、物体が着座し得る、谷部を形成することができる。２つの表面が、直角である、または任意の好適な角度にあり得る。コンテナは、加えて、図１２に示されるような２つの側壁またはトレイの２つの隣接する角を形成するような、他の側面構造を含んでもよい。箱、手紙、または他のタイプの物品が、並進の間にコンテナ内に留まるように、コンテナ内に設置され、回転され得、次いで、コンテナは、物品を配置するように回転されることができる。運動の間、コンテナは、上向きに回転され、物品が、停止、開始、または方向を変更するときにコンテナから外に摺動する余地を軽減させてもよい。

物品トレイは、物品選択ユニット１１０に向かって配向される、画定された受容端を有することができる。物品運搬箱は、好ましくは、物品トレイから配置される物を格納するように画定される、開口部を有する。例えば、物品運搬箱は、物品トレイの幅より広い、幅と、予期される物品を受容するために十分である高さとを伴う、開口部を有する。これらの寸法は、物品選択ユニット１１０によって設置されたときに物品の設置配向を通知するように、本システム内に構成されてもよい。

回転関節運動式コンテナは、コンテナが保持位置にある、第１の作動状態と、コンテナが配置位置の中に角度付けられる、第２の作動状態とを有することができる。輸送の間に、物品トレイは、好ましくは、保持位置にあり、保持された物品が、物品トレイ内に着座するように、下側点（最高壁表面の縁より低い）に、物品トレイの凹面形部分（物品トレイの壁表面によって画定される）が与えられることができる。側面は、輸送の間に物品が外に摺動しないように防止することができる。図１３Ａ、１３Ｂ、および１３Ｃに示される１つの例示的変形例では、回転関節運動式コンテナは、図１３Ａの実施例に示されるように、物品選択ユニット１１０から物品を受容または取り出すための挿入状態として機能する、第１の作動状態と、図１３Ｂの実施例に示されるように、輸送の間にガントリシステム１２１によって物品を保持するための搬送状態として機能する、第２の作動状態と、図１３Ｃの実施例に示されるように、標的化された物品運搬箱の中に物品を配置するための配置状態として機能する、第３の作動状態とを有することができる。

回転関節運動式コンテナは、物品が、標的化された出力場所に制御される様式において外に摺動することを助長するように画定される、回転点を有することができる。回転関節運動式コンテナは、好ましくは、コンテナの側面の中心領域内に画定される、回転点を有する。回転点は、より具体的には、中心領域内にあるが、陰影が付けられた領域が、いくつかの実装では回転点の潜在的な場所を示すために使用される、図１４の例示的具象的画像に示されるように、先端（先端は、物品が外に摺動される場所である）と比較して裏壁より近接している部分にあることができる。枢動点に対する代替策として、回転関節運動式コンテナは、コンテナが軌道または経路に沿って移動される間、回転することによって配置位置内に回転してもよい。

図１５に示されるように、物品トレイの回転点は、予期される物品運搬箱サイズのために構成および調節されてもよい。物品トレイの拡張アーム（すなわち、表面）の長さは、配置するときに十分なクリアランスを有するように構成されることができる。本実施例では、８インチのクリアランスが、本システムによって取り扱われる最も長い物体のために構成されることができる。同様に、傾斜角が、物品トレイから物品運搬箱の中への確実な移送のために構成されることができる。本実施例では、７０度が、図１５の実施例におけるように示される。

ある特定の変形例では、物品トレイは、トレイが、物品トレイの静置表面を画定し、相補的な移送システム１３０と噛合または係合する突出構造のセットを含む、スロット付き物品トレイであることができる。図１６Ａ－１６Ｃに示されるように、スロット付き物品トレイ１６２１は、後方停止部１６２４を伴う中心保持トレイ１６２３に接続する、スロット付き拡張アーム１６２２を有することができる。拡張アーム１６２２は、物品を収集するために係合するときのわずかな不整合に対処するためにテーパ状であることができる。相補的な移送システム１３０では、移送システム１３０は、図１７Ａおよび１７Ｂに示されるようなスロット付き移送トレイを含むことができる。スロット付き移送トレイ１７３１は、拡張アーム１７３２のセットを伴うスロット付き表面を含むことができる。一変形例では、スロット付き移送トレイは、加えて、スロット付き傾斜部１７３３を含むことができる。スロット付き傾斜部は、物品トレイの拡張アームがそれを通して通過し、物品の確実な移送を助長することを可能にすることができる。傾斜部は、加えて、大きく定寸された物品が、移送の間に前方に押動されたときに引っ掛かる余地を軽減させることによって物品の平滑な移送を促進し得る。加えて、拡張アーム１７３２のうちの１つまたはそれを上回るものは、スロット付き物品トレイのキャリアアームもしくは他の部分からのクリアランスを可能にするように長さが調節されてもよい。拡張アーム１７３２のセットは、物品トレイのスロット付き拡張アーム１６２２（例えば、物品トレイの突出構造）が、図１８Ａおよび１８Ｂに示されるように、物品を収集するときにスロット付き物品保持器内の画定されたスロットを通して通過し得るように、スロット付き拡張アーム１６２２を補完することができる。そのような変形例では、物品トレイは、図１９に示されるように、拡張アーム１６２２が、移送システム１３０上で静置している物品の下方から上昇し、次いで、物品が、物品トレイを回転された搬送状態にある状態で引き出すことによって除去され得るように、定位置に挿入されてもよい。

作動された物品トレイは、代替として、他の設計構成を使用してもよい。例えば、作動された物品トレイは、代替として、コンテナ内に含有された物品が、機構が開放されるときに配置され得るように、標的投下型ドア、ハッチ、または別の開放機構を伴うコンテナであってもよい。

物品保持および配置システム１２２の別の変形例は、選別ロボットピックアンドプレース機械であることができる。これは、上記に説明されるロボットシステム１１１またはその変形例のうちの１つにおけるもの等のロボットシステムであることができる。本変形例では、物品は、機械によって握持または把持され、次いで、適切な物品運搬箱内に落下される。本変形例では、選別ロボットピックアンドプレース機械の基部が、運搬箱アレイ１２３を中心として移動され得るように、ガントリシステム１２１の作動された部分に結合されることができる。選別ロボットピックアンドプレース機械がある可動域を提供する、ある変形例では、選別ロボットピックアンドプレース機械は、ガントリシステム１２１の到達可能範囲を増加させ得る。１つの実装では、ガントリシステムは、物品選択ユニット１１０から外向きに延在する、単一の軸に沿って作動を提供してもよく、選別ロボットピックアンドプレース機械は、本軸に対して直角に物品を位置付けるように配向され得る、関節運動式アームである。別の変形例では、選別ロボットピックアンドプレース機械は、より限定された可動域を伴うロボットシステムであってもよく、ある場合には、エンドエフェクタにすぎなくてもよい。例えば、ガントリシステム１２１は、物品を把持および落下させ得るような、上記に説明されるもの等の剛性に固定されたエンドエフェクタを有してもよい。

出力運搬箱アレイ１２３は、物品を受容するための物品運搬箱の配列として機能する。出力運搬箱アレイ１２３は、好ましくは、物品選別ユニット１２０の到達可能領域内に配列される、複数の物品運搬箱を含む。物品運搬箱は、好ましくは、ガントリシステム１２１の真下にグリッド方式において配列される。複数の物品運搬箱１２３は、物品の箱、容器、トレイ、袋、ゲイロード、コンテナ、他のコンテナへのシュート、および／または他の受器である、物品運搬箱を含んでもよい。複数の物品運搬箱１２３は、概して、１つのタイプの物品運搬箱を含むであろうが、複数の物品運搬箱１２３は、同様に定寸される、または種々のサイズを有する、複数のタイプの物品運搬箱を含んでもよい。

出力運搬箱アレイ１２３は、好ましくは、複数の物品運搬箱の２次元アレイである。物品運搬箱は、一変形例では、グリッド状に配列される、一変形例では、物品選別ユニット１２０は、物品運搬箱が１つまたはそれを上回る側面から保守点検可能であるように構成および配列される、出力運搬箱アレイ１２３を有する。例えば、アレイは、物品運搬箱が物品選別ユニット１２０の１つまたはそれを上回る側面に追加される、もしくはそこから除去される、長方形グリッドを有してもよい。１つの実装では、出力運搬箱アレイ１２３は、ｎ個の行に沿って配列される、４～６つの物品運搬箱を含む。物品運搬箱は、側面から摺動され得る、カート上にあってもよい。１つの実装では、カートは、２つの対向側から中に摺動されることができる。一実施例では、４つまたは６つの運搬箱が、１０個またはそれを上回る行に沿って配列される。出力運搬箱アレイ１２３内の行の数（ならびに列の数）は、異なる使用事例のために構成され得る。

いくつかの代替実装では、物品運搬箱は、種々の配列内に位置してもよい。一実施例では、物品運搬箱は、物品選別ユニット１２０によって到達可能である画定された面積内に任意の好適な配列において設置され得る。物品運搬箱の場所が、検出され、次いで、出力運搬箱として使用され得る。

一変形例では、出力運搬箱アレイ１２３は、物品運搬箱が位置付けられ得る、画定された空き空間であってもよい。いくつかの変形例では、本システムは、物品運搬箱を動的に検出し、検出された物品運搬箱を物品出力グルーピングに割り当ててもよい。別の変形例では、物品運搬箱は、編成された配列を有してもよい。ある場合には、物品運搬箱のための関連付けられるグルーピングの設置は、アレイ内の位置と実質的に静的に関連付けられてもよい。例えば、第２行および第４列にある物品運搬箱が、常時、特定のルート向けの小包のために割り当てられてもよい。別の変形例では、物品運搬箱のグルーピング関連付けが、動的に割り当てられてもよい。本割当は、過去の傾向および予期される物品選別の予測に基づいて自動的に調節されてもよい。例えば、より一般的なグルーピングが、物品選択ユニット１１０により近接する位置に割り当てられ、選別処理時間を短縮させてもよい。本割当は、加えて、入力物品領域１１２からの物品の識別に基づいて、動的に割り当てられてもよい。これは、選別を必要とする現在の物品に適合するように機能する。

好ましくは、物品運搬箱アレイ１２３は、複数の物品運搬箱に嵌合する、画定された空洞を伴うアセンブリを含む。アセンブリは、物品運搬箱の位置付けを保持および／または誘導するように機能する、構造であり得る。物品運搬箱アレイのアセンブリは、少なくとも部分的に、物品運搬箱アレイ内の物品運搬箱の位置を画定するための整合機構のセットを含んでもよい。

物品運搬箱は、好ましくは、図２０に示されるように、運搬箱アレイ１２３に選択的に追加され、それから除去されることができる。いくつかの変形例では、物品運搬箱アレイ１２３は、物品運搬箱を追加および／または除去するための少なくとも半自動式の作動システムを含む。他の変形例では、自動化システムが、物品運搬箱を除去、追加、または別様に交換するステップを促進し得る。一変形例では、物品運搬箱または物品運搬箱の集合が、自動化ロボットシステム内に位置付けられ、そこから取り出されてもよい。例えば、ロボット搬送デバイスは、１つまたはそれを上回る物品運搬箱の真下に移動し、１つまたはそれを上回る物品運搬箱と係合し、１つまたはそれを上回る物品運搬箱を除去してもよい。同様に、ロボット搬送デバイスは、新しい物品運搬箱を出力運搬箱アレイ１２３内の定位置に移動させてもよい。

一変形例では、物品運搬箱は、車輪付きコンテナであることができる。物品運搬箱はまた、充填された物品運搬箱が、運搬箱アレイ１２３から外に移動され、新しい物品運搬箱が運搬箱アレイ１２３の中に移動され得るようなタイプのコンベヤシステム上のコンテナであってもよい。

図２１に示される一変形例では、物品運搬箱カートは、その上に袋が位置付けられ得る、剛性のアセンブリを含んでもよい。車輪付きカートは、異なる幅の袋が、それらにわたってしっかりと嵌合され、定位置に保持され得るように、調節可能に開放され得る、外向きに延在する２つの顎状部を有することができる。

運搬箱アレイ１２３は、物品運搬箱の配列を構造的に誘導および制限するように機能する、運搬箱アレイ整合設備を含んでもよい。種々の設備または機構が、物品運搬箱の位置付けを機械的に制限するように実装されてもよい。一変形例では、整合設備は、運搬箱アレイ１２３を横断して平行に延在し、それによって、物品運搬箱が挿入され得る、明確に異なる行（または列）を画定する、ガイドレールのセットであり得る。一変形例では、物品運搬箱は、挿入されるときに整合されるような、送り出し機構を伴う基部を含む。図２１に示されるように、物品運搬箱を保持するカートは、図２２に示されるような物品選択ユニットアセンブリ内に内部的に位置付けられるプレートによって形成される、画定された送り出し溝の中に入り込み得る、下方に延在するピンを有してもよい。これは、カートを画定された基準点または基準線に送り出すように機能する。１つの実装では、カートの前輪が、床上のレールまたは隆起区分にわたって上昇し、ガントリシステム１２１に対するアセンブリに関する空間内のカート位置を制約するための２つの付加的な基準線を提供してもよい。加えて、そのような整合設備は、物品運搬箱またはカートが定位置にあるときを検出するためのセンサを含んでもよい。例えば、瞬時スイッチまたは近接センサが、カートが整合設備の中に入れられたときを検出してもよい。

出力運搬箱容量センサ１２４は、物品運搬箱の容量レベルを測定する、および／または物品運搬箱が近接しているときを検出するように機能する。種々のセンサ機構が、使用されてもよい。１つの実装では、深度センサまたは撮像システムが、ガントリシステム１２１に下向きに取り付けられることができる。深度センサは、物品運搬箱にわたって通過するにつれて、物品運搬箱の容量レベルを予測するステップにおいて使用される、画像データを検出または収集することができる。物品運搬箱の容量は、物品がその中に配置される度に測定されてもよい。

一変形例では、出力運搬箱容量センサ１２４は、出力運搬箱容量センサ１２４が出力運搬箱アレイ１２３を横断して移動され得るように、ガントリシステム１２１に結合される。物品運搬箱の容量は、ガントリシステム１２１が遷移しているとき、および／または物品を配置する間等、その使用の間に、容量センサが物品運搬箱にわたって通過するにつれて、測定されてもよい。

別の変形例では、各物品運搬箱は、容量を個々に報告するための容量センサシステムを含んでもよい。例えば、ロードセル、近接センサ、光学または機械スイッチ、ならびに／もしくは他のセンサシステムが、代替として、採用されてもよい。関連する変形例では、変位された固定場所からの複数の物品運搬箱を監視し得る、容量センサのアレイまたはセンサが、使用されてもよい。例えば、出力運搬箱アレイ１２３の上方に搭載されたカメラが、少なくとも物品運搬箱の亜集合を監視してもよい。

いくつかの変形例では、本システムは、物品選択ユニット１１０と物品選別ユニット１２０との間での物品の引継を促進するように機能する、移送システム１３０を含んでもよい。移送システムは、好ましくは、１つまたはそれを上回る物品選択ユニット１１０から物品を受容し、物品選別ユニット１２０に移送される物品を有する、中間構成要素である。特に、ロボットシステム１１１は、物品を物品移送システム１３０の中に設置し、物品は、物品保持および配置システム１２２の中に（例えば、物品トレイの中に）移送される。

移送システム１３０は、物品選択ユニット１１０と物品選別ユニット１２０との間の物品の引継の度に使用される、構成要素であってもよい。移送システム１３０は、代替として、異なるシナリオのために物品を選択するために動的に使用され得る、構成要素であってもよい。例えば、移送システム１３０は、物品選択ユニット１１０および物品選別ユニット１２０が直接重複する到達可能領域を有していないときに、物品選別ユニット１２０のセットのうちの１つへの物品の移送のために使用されてもよい。別の実施例では、移送システム１３０は、物品選別ユニット１２０が、現在、別の物品を収集する準備ができていない（例えば、依然として、以前に収集された物品を選別している）ときに、物品の移送のために使用されてもよい。

移送システム１３０は、いくつかの変形例では、ロボットシステム１１１による物品の設置が、物品が物品保持および配置システム１２２によって収集されるときと実質的に同一であるように、物品を実質的に静的にする。移送システム１３０は、代替変形例では、物品を入力領域から出力領域まで移動させ、ロボットシステムは、入力領域内に物品を設置し、移送システム１３０は、入力領域から出力領域までの物品の移動を促進し、物品は、物品保持および配置システム１２２によって出力領域内で収集される。

一変形例では、移送システム１３０は、物品が、物品選択ユニット１１０と物品選別ユニットとの間での引継の間に設置および保持され得る表面またはコンテナとして機能する、実質的に静的な移送トレイを含む。一変形例では、移送トレイは、略平坦な表面（例えば、中実、格子付き、スロット付き、または別様）であり得る。移送トレイは、代替として、非水平面（ここでは、「水平」は、地面に対して平行な平面を指すために使用される）に沿って画定される側壁および／または表面を伴う、コンテナであり得る。

静的移送トレイが、好ましくは、物品選択ユニット１１０と物品選別ユニット１２０との間またはそれらに隣接した領域内に位置付けられる。一変形例では、移送トレイは、任意の一度に単一の物品を受容および保持することを対象としている。代替として、複数の物品が、移送トレイ上に設置されてもよい。例えば、広い移送トレイが、複数の物品を横並びに保持し得る。制御システム１４０は、物品選別ユニット１２０が、移送トレイ上の物品のセットのうちの１つを収集し、その特定の物品のための標的化された運搬箱内に選別するように制御され得るように、異なる物品の場所を記憶することができる。

一変形例では、移送システム１３０は、静的移送トレイと同様に、物品を受容および保持するが、物品保持ならびに配置システム１２２がスロット付き移送トレイから物品を能動的に取り出し得るような構造を有するように機能する、スロット付き移送トレイを含んでもよい。本明細書に説明されるように、そのような変形例は、概して、スロット付き物品トレイを含む、物品保持および配置システム１２２を伴うであろう。スロット付き移送トレイは、概して、上記に説明されるような静的移送トレイであろうが、スロット付きトレイは、移送システム１３０の他の変形例と併用されてもよい。例えば、スロット付きコンベヤシステムは、同様に機能し得、物品が、コンベヤシステムの経路に沿って搬送されるだけではなく、スロット付き物品トレイによって能動的に取り出され得る。

スロット付き移送トレイは、ロボットシステム１１１によって設置されるときに物体の配向を実質的に維持しながら、物品が物品保持および配置システム１２２によって収集されるという利益を有し得る。

上記に説明される静的トレイと同様に、スロット付き移送トレイが、ある任意の一度に単一の物品を保持するために使用されてもよい。代替として、複数の物品が、移送トレイ上に設置されてもよい。例えば、広い移送トレイが、複数の物品を横並びに保持し得る。物品選別ユニット１２０は、複数の物品のうちの１つを動的に収集し得る。

別の変形例では、移送システム１３０は、物品保持および配置システム１２２への物品の移送を促進するように移送トレイを作動させるように機能する、作動された移送トレイを含んでもよい。作動された移送トレイは、並進および／または回転してもよい。一実施例では、作動された移送トレイは、保持された物品を物品保持ならびに配置システム１２２の物品トレイの中に配置するように回転してもよい。

別の変形例では、移送システム１３０は、配置された物品が入力領域から出力領域まで摺動、落下、または別様に移動し得るように、シュートもしくは傾斜部等の受動導管である、またはそれを含み得る。

別の変形例では、移送システム１３０は、経路に沿って物品を並進させるように機能する、コンベヤシステムである、またはそれを含み得る。

一変形例では、移送システム１３０は、移送システムに存在するとき、物品に対して作用し得る、センサまたは他の要素を装備してもよい。特に、移送システム１３０は、物品が、物品選別ユニット１２０に移送されることに先立って計量され得るように、重量センサを含み得る。一実施例では、重量センサは、移送トレイの中に統合される、ロードセル（または重量を推測／測定するための他の種類の圧力センサ、歪みセンサ、デジタルスケール、もしくは同等物）であり得る。

制御システム１４０は、物品選択ユニット１１０、物品選別ユニット１２０、随意に、移送システム１３０の連携された動作を管理するように機能する。

制御システム１４０は、１つまたはそれを上回るコンピュータプロセッサと、１つまたはそれを上回るコンピュータプロセッサによって実行されると、物品選択ユニット１１０に、物品を握持させ、随意に、任意の物品処理（例えば、バーコードを走査するステップ）を実施させ、握持される物品を物品選別ユニット１２０に移送するために定位置に並進および配向させ、さらに、物品選別ユニット１２０に、物品保持ならびに配置システム１２２を物品選択ユニット１１０から移送された物品を受容もしくは収集するための定位置に位置付けさせ、物品保持ならびに配置システム１２２を標的化された出力物品運搬箱の上方の定位置に移動させ、物品を標的化された出力物品運搬箱の中に配置させる命令を記憶する、１つまたはそれを上回るコンピュータ可読媒体（例えば、非一過性コンピュータ可読媒体）とを含むことができる。類似の様式において、制御システム１４０は、移送システム１３０が、制御される必要がある能動構成要素を含む場合、移送システム１３０の制御を管理してもよい。

制御システム１４０は、物品選択ユニット１１０、物品選別ユニット１２０、随意に、移送システム１３０に通信可能に接続される、中央に位置するコンピューティングデバイスであってもよい。制御システム１４０は、代替として、入力物品領域１１２から最終出力物品運搬箱への物品の選別を促進するように連携して動作し得る、制御サブシステムを伴う、２つまたはそれを上回るコンピューティングデバイスから成ってもよい。いくつかの変形例では、本システムのいくつかの構成要素または機能性は、外部制御の必要性を伴うことなく自動的に動作してもよい。

制御システム１４０は、本システムの１つまたはそれを上回るセンサに通信可能に接続され、本システムの動作における収集されたデータの使用を促進してもよい。例えば、出力運搬箱容量センサ１２４が、物品の選択を制御するステップ、物品のための出力運搬箱の割当、出力運搬箱アレイ１２３内の物品運搬箱に対する変化に関して信号伝達するステップにおいて使用され得る、１つまたはそれを上回る出力物品運搬箱の現在の容量レベルを感知してもよい。

一変形例では、物品選択ユニット１１０および物品選別ユニット１２０は、自己動作の一部を管理するステップにおいて使用される、個別の内部制御システムを含む。制御システム１４０は、そのようなシステムの連携された動作を促進し得る。

１つの実装では、物品選択ユニット１１０および物品選別ユニット１２０は、一方または両方の状態が、他方の動作に影響を及ぼす様式において動作される。一実施例では、物品選別ユニット１２０の状態（例えば、現在の物品の選別のステータスおよび／または出力物品運搬箱の容量）が、物品の選択に影響を及ぼし得る一方、物品選択の状態は、物品選別ユニット１２０が計画立案し、割り振る方法を改変することができる。

代替実装では、２つのシステムは、実質的に相互から独立して制御されてもよい。独立的動作は、好ましくは、本システムの連携された動作をもたらすことができる。一実施例では、物品選択ユニット１１０は、出力領域が物品を受容し得る場合、およびそのとき（例えば、いかなる他の物品も、出力領域内に存在しないとき、ならびに／もしくは物品保持および配置システム１２２が、物品を受容するために定位置にあるとき）に、独立して物品をピッキングし、取り出し、物品を出力領域の中に設置する。物品識別が、物品選別ユニットに通信され得、これは、次いで、現在の物品に関する標的化された出力を設定するために使用されることができる。物品選別ユニット１１０は、物品が、識別され、取出領域内で利用可能である場合、およびそのときに、物品を標的化された出力に選別することができる。

動作を連携させるための他の代替アプローチが、使用されてもよい。

本システムは、加えて、ユーザ入力の収集および／または本システムの状態に関する情報を出力することを可能にするように機能する、ユーザ管理システムを含んでもよい。管理システムは、本システムの動作可能な構成および設定が設定され得る、ダッシュボードを含んでもよい。管理システムは、代替として、端末、ボタン、または他の形態のユーザ入力部、ディスプレイ、ライト、（オーディオアラートのための）オーディオシステム、および同等物であり得る、１つまたはそれを上回る入力もしくは出力ＵＩ要素を含んでもよい。

ユーザ管理システムは、本システムのステータスを出力するための１つまたはそれを上回るユーザインターフェースを含んでもよい。一実施例では、複数の物品運搬箱のための物品グルーピングの識別子が、人間オペレータが選別の間または後に物品運搬箱の識別を把握し得るように、１つまたはそれを上回るユーザインターフェースを通して通信されてもよい。

ユーザインターフェース出力が、加えて、出力運搬箱アレイ１２３内の物品運搬箱に対する変化を信号伝達するステップにおいて使用されてもよい。作業者および／または自動システムが、出力信号を使用し、出力運搬箱アレイ１２３から物品運搬箱を交換するときならびに方法を把握してもよい。

３．方法
物品のロボット選別のための方法は、物品の選別されていない集合を物品運搬箱内に保持されるグループに適切に選別するように機能し、物品選択ユニットにおいて、入力された物品から物品を単体化するステップと、単体化された物品を物品選択ユニットから物品選別ユニットまで移送するステップと、物品選別ユニット内の物品を物品運搬箱のアレイ内の標的化された物品運搬箱に並進させるステップと、物品を標的化された物品運搬箱の中に配置するステップとを含むことができる。１つの好ましい変形例では、単体化は、好ましくは、ロボットピックアンドプレースシステムに関して上記に説明されるもの等のエンドエフェクタを伴うロボットアームを使用して、ピッキングするステップを含み、物品を並進させるステップは、好ましくは、２次元のガントリシステムを用いて水平に並進させるステップを含む。

本方法は、物品選別ユニットと物品選別ユニットの協業可能な動作を可能にすることができる。本方法は、選別するステップから物品をピッキングするタスクを多数の可能性として考えられる出口（例えば、「多数」は、３０またはそれを上回る数であり得る）に分断することができる。

図２３に示されるように、物品のロボット選別のための方法Ｓ１００は、静的に位置付けられたロボットシステムを用いて、物品入力領域から物品をピッキングするステップＳ１１０と、ロボットシステムを用いて物品を移送位置内に配向するステップＳ１１２と、物品を移送位置から物品選別ユニットの受容機構まで移送するステップＳ１２０と、物品選別ユニットを使用して、物品を物品運搬箱のアレイの指定された物品運搬箱まで並進させるステップＳ１３０と、物品を物品運搬箱の中に配置するステップＳ１４０とを含むことができる。

本方法は、種々の方法において実装され得、したがって、選別するステップに先立って物品を処理すること、物品運搬箱の中への物品のより成功した配置のために、物品を設置するための方法を決定するステップにおいて、物品の検出された属性を使用して、物品を選別するために動的に識別すること、物品の引継のための中間構成要素として移送システムを使用して、物品選択ユニットと物品選別ユニットとの間での物品を移送すること指示すること等、本方法の異なる変形例が、可能にされ得る。

図２４に示されるように、物品の処理を可能にする、１つの方法変形例は、静的に位置付けられたロボットシステムを用いて、物品入力領域から物品をピッキングするステップＳ１１０と、ロボットシステムによって握持されている間に物品を処理するステップＳ１１１と、ロボットシステムを用いて物品を移送位置内に配向するステップＳ１１２と、物品を物品選別ユニットの受容機構まで移送するステップＳ１２０と、物品選別ユニットを使用して、物品を物品運搬箱のアレイの指定された物品運搬箱の上方まで並進させるステップＳ１３０と、物品を物品運搬箱の中に配置するステップＳ１４０とを含むことができる。物品を処理するステップは、物品を識別するステップ、採寸のために物品を走査するステップ、ラベルを適用するステップ、または物品を用いた任意の好適なタスクを実施するステップ等の処理の変形例を含んでもよい。

図２５に示されるように、選別するための方法を決定するための識別のための処理を使用する、１つの方法変形例は、静的に位置付けられたロボットシステムを用いて、物品入力領域から物品をピッキングするステップＳ１１０と、物品の識別子を決定し、標的化された物品運搬箱を決定するステップ（Ｓ１１１）と、ロボットシステムを用いて物品を移送位置内に配向するステップＳ１１２と、物品を物品選別ユニットの受容機構まで移送するステップＳ１２０と、物品選別ユニットを用いて物品を物品運搬箱のアレイの標的化された物品運搬箱の上方まで並進させるステップＳ１３０と、物品を物品運搬箱の中に配置するステップＳ１４０とを含むことができる。

図２６に示されるように、加えて、または代替として、物品が、より良好な配置のために物品運搬箱の中にさらに最適に位置付けられ得るような形態の物品を使用するための処理を使用する、１つの方法変形例は、静的に位置付けられたロボットシステムを用いて、物品入力領域から物品をピッキングするステップＳ１１０と、物品の寸法性質を決定するステップ（Ｓ１１１）と、寸法性質に基づいて、ロボットシステムを用いて物品を移送位置内に配向するステップＳ１１２と、物品を物品選別ユニットの受容機構まで移送するステップＳ１２０と、物品選別ユニットを使用して、物品を物品運搬箱のアレイの物品運搬箱まで並進させるステップＳ１３０と、物品を物品運搬箱の中に配置するステップＳ１４０とを含むことができる。好ましくは、物品は、物品が物品運搬箱の中により良好に摺動し、反転する、物品運搬箱の入口内に捕捉される、または予測されていない様式において物品運搬箱に進入することを回避し得るように配向されることができる。より具体的には、物品を配向するステップは、寸法性質に基づいて、物品運搬箱の中への制御された物品の配置のために物品を移送位置内に配向するステップを含むことができる。本方法は、物品寸法を使用した物体挙動のモデル化を採用してもよい。代替として、発見的手法が、好ましい配向を決定するステップにおいて使用されてもよい。

図２７に示されるように、物品選択ユニットと物品選別ユニットとの間で物品を直接移送する、１つの方法変形例は、静的に位置付けられたロボットシステムを用いて、物品入力領域から物品をピッキングするステップＳ１１０と、ロボットシステムを用いて物品を物品選別ユニットの受容機構の移送位置内に配向するステップ（Ｓ１１２）と、ロボットシステムにおいて、物品を物品選別ユニットの受容機構の中に設置するステップＳ１２０と、物品選別ユニットを用いて、物品を物品運搬箱のアレイの物品運搬箱の上方まで並進させるステップＳ１３０と、物品を物品運搬箱の中に配置するステップＳ１４０とを含むことができる。

図２８に示されるように、物品選択ユニットと物品選別ユニットとの間で物品を間接的に移送するための移送システムを使用する、１つの方法変形例は、静的に位置付けられたロボットシステムを用いて、物品入力領域から物品をピッキングするステップＳ１１０と、ロボットシステムを用いて物品を移送システムにおける移送位置内に配向するステップ（Ｓ１１２）と、ロボットシステムにおいて、物品を移送システムに設置し、物品選別ユニットにおいて、移送システムから物品を取り出すステップ（Ｓ１２０）と、物品選別ユニットを用いて物品を物品運搬箱のアレイの物品運搬箱の上方まで並進させるステップＳ１３０と、物品を物品運搬箱の中に配置するステップＳ１４０とを含むことができる。

図２９に示されるように、移送システムのスロット付き移送トレイ変形例を使用する、１つの方法変形例は、静的に位置付けられたロボットシステムを用いて、物品入力領域から物品をピッキングするステップＳ１１０と、ロボットシステムを用いて物品をスロット付き移送トレイにおける移送位置内に配向するステップ（Ｓ１１２）と、ロボットシステムにおいて、スロット付き移送トレイ上に物品を設置し、物品選別ユニットにおいて、スロット付き物品トレイをスロット付き移送トレイを通して移動させ、物品をスロット付き物品トレイの中に収集するステップ（１２０）と、物品選別ユニットを用いて物品を物品運搬箱のアレイの物品運搬箱の上方まで並進させるステップＳ１３０と、物品を物品運搬箱の中に配置するステップＳ１４０とを含むことができる。

いくつかの実装では、本方法は、加えて、物品運搬箱が、満杯になり、より多くの物品のための容量を伴う物品運搬箱と取り換えられると除去され得るような、物品運搬箱の管理を促進してもよい。故に、本方法は、図３０に示されるように、物品運搬箱の容量を感知し、容量条件が満たされると、物品運搬箱の変化を信号伝達するステップＳ１５０を含んでもよい。

いくつかの実装では、本方法は、加えて、効率を自動的に改良する、または新しいグルーピングを動的に調節するための選別システムのための方法であり得る、グルーピング割当の自動化された管理を促進してもよい。故に、本方法は、図３１に示されるように、物品運搬箱アレイ内にグルーピング場所を動的に割り当てるステップＳ１６０を含んでもよい。

本方法は、好ましくは、上記に説明されるもの等のロボット水平選別システムとの組み合わせにおいて実装されるが、代替として、任意の好適なロボットまたは自動化システムとの組み合わせにおいて使用されてもよい。

静的に位置付けられたロボットシステムから、物品入力領域から物品をピッキングするステップを含む、ブロックＳ１１０は、物品の集合から物品を単体化するように機能する。物品の集合は、選別されていない集合であることができる。例えば、物品は、ゲイロードまたは容器内の物品の集合であり得る。代替として、物品は、より編成された方式において供給されてもよく、さらに、コンベヤシステムを通して給送されてもよい。

物品をピッキングするステップは、好ましくは、上記に説明されるように、ロボットピックアンドプレース機械を使用して物品を握持するステップを含む。故に、ロボットシステムは、エンドエフェクタを伴うロボット関節運動式アームであり得る。任意の好適なロボットシステムが、代替として、物品を選択するステップにおいて使用されてもよい。ロボットシステムは、概して、これが固定された位置にある点で、静的である。いくつかの変形例では、ロボットシステムは、床領域を横断した限定された可動域を伴う、可動式であり得る。いくつかの他の変形例では、ロボットシステムは、可動式ロボットであり得る。

本方法の１つの潜在的恩恵は、多種多様な物品タイプを取り扱うための能力である。故に、本方法は、選別されていない物品に対するカスタマイズされた、計画立案された握持試行に従って物品を動的にピッキングする、インテリジェントなロボットシステムとの組み合わせにおいて実装されることができる。１つの実装では、物品をピッキングするステップは、握持計画を発生させ、選択するステップと、選択された握持計画を実施するステップと、物品の後続の取扱を進行させるステップ（例えば、Ｓ１１１またはＳ１１２）とを含むことができる。

一変形例の握持計画を発生させ、選択するステップは、入力物品領域から画像データを収集するステップと、画像データを着目領域マスクにセグメント化するステップと、訓練された握持品質モデルを通して画像データを評価し、候補握持計画のセットを発生させるステップと、候補握持計画を処理するステップと、握持計画を選択するステップとを含むことができる。これは、次にピッキングするべき物品を決定し、使用するべきエンドエフェクタ、握持および抽出のための運動経路、物品のグループから物品をピッキングするステップに関わる、重要となる特徴（例えば、バーコードまたは住所ラベル）ならびに／もしくは他の側面における、回避するべき握持点または標的握持部を選択するステップにおいて使用されてもよい。物品をピッキングするための任意の代替アプローチが、代替として使用されてもよい。

一変形例として、物品をピッキングするステップは、現在物品選別ユニットによって選別されている物品に関する、物品選別ユニットの予期される物品処理時間に基づいて、選択のための物品を決定するステップを含んでもよい。例えば、物品が、より重く（より緩徐な移動を要求する）、出力運搬箱アレイの遠端における物品運搬箱内に配置され、より長い予期される物品処理時間をもたらす場合、入力物品領域からの物品が、ピッキングされ得、これは、他の入力物品より長い時間を要し、それによって、より長い物品処理時間窓を利用し得る。逆に、物品が、軽量であり、出力運搬箱アレイの近傍端における物品運搬箱内に配置されており、より短い予期される物品選別処理時間をもたらす場合、入力物品領域からの物品は、ピッキングされ得、これは、ピッキングすることがより時間がかかり得る物品と比較して、物品選別ユニットが同程度に長くアイドル状態のままであることを回避するように、迅速に握持され、処理されることができる。

別の変形例として、物品をピッキングするステップは、予期される運搬箱アレイステータスに基づいて、選択のための物品を決定するステップを含んでもよい。例えば、容量に到達したため、変更を必要とする、または変更されている運搬箱のためのものであることが予測もしくは予期される物品が、回避されてもよい。いくつかの事例では、物品のグルーピングは、バーコードを走査させることによる物品の処理まで、未知であり得る。これらの状況では、握持された物品が、利用可能ではない物品運搬箱とともに指定された物品であるものとして識別された場合、本方法は、その物品の物品処理を放棄するステップに進み、新しい物品を処理するステップに進むことができる。物品運搬箱は、容量に達しているために利用可能ではない場合があり、物品運搬箱は、非満杯の物品運搬箱に変更される、またはおそらく、いかなる現存する物品運搬箱も、その出力グルーピングと関連付けられることはない。物品処理を放棄するステップは、物品を落下させるステップを含んでもよい。物品を放棄するステップはまた、物品入力領域または保持面積内に物品を設置するステップを含んでもよく、これは、再走査を回避する、ならびに／もしくは後続の試行の間の成功した握持のための確率を増加させるための物品握持処理を可能にし得る。

ロボットシステムによって握持される（すなわち、ピッキングされる）間に物品を処理するステップを含む、ブロックＳ１１１の随意のプロセスは、握持される間に物品を用いた１つまたはそれを上回る動作を実施するように機能する。これは、物品を識別するために処理するステップ、物品を特性評価するステップ、物品を修飾するステップ、または物品を用いた任意の好適な動作を実施するステップのためのプロセスを含むことができる。いくつかの実装では、複数のプロセスが、同時におよび／または順次的に使用されてもよい。

一変形例では、握持される間に物品を処理するステップは、物品の識別子を決定するステップを含むことができる。これは、物品の識別に関する情報が、物品をピッキングするステップに先立って未知であるときに使用され得る。故に、物品は、指定されたグルーピングを決定するために走査または撮像されてもよい。例えば、小包に関して、住所が、走査され、小包のために使用するためのルートグループを決定するために使用されてもよい。物品の識別子を決定するステップは、バーコード（または他の好適なタイプの機械可読コードもしくは情報）を走査するステップ、ＲＦＩＤタグを読み取るステップ、または別のタイプの無線識別子信号を読み取るステップ、コンピュータビジョン分析を使用して物品を視覚的に分類するステップ、ならびに／もしくはある他の識別または分類手法を使用するステップを含んでもよい。

物品の識別子を決定した後、次いで、いくつかの変形例では、本方法は、物品の識別子に基づいて、物品の標的化された物品運搬箱を決定するステップを含むことができる。言い換えると、物品は、ピッキングされ、走査され、その識別を決定し、次いで、識別に基づいて、データベースにクエリし、標的化された１つまたはそれを上回る物品運搬箱を決定することができる。物品選別ユニットは、次いで、物品を配置のために物品運搬箱まで並進させるとき（例えば、Ｓ１３０）、物品を標的化された物品運搬箱内に選別するステップを促進することができる。

別の変形例では、握持される間に物品を処理するステップは、物品の１つまたはそれを上回る寸法を感知もしくは検出するように機能する、物品の寸法性質を決定するステップを含むことができる。一変形例では、物品の寸法性質を決定するステップは、物品の境界体積（例えば、高さ、幅、および奥行）を決定するステップを含むことができる。別の変形例では、物品の寸法性質を決定するステップは、物品の表面の完全または部分的３Ｄ走査を収集するステップを含んでもよい。寸法性質を決定するステップは、物品の１つまたはそれを上回る寸法メトリックを感知するステップを含むことができる。これは、物品を寸法カメラまたは他の感知システムの範囲内で移動させるステップを伴ってもよい。これは、加えて、物品の異なるビューを走査するためのセンサの視界内で物品を操作するステップを伴ってもよい。寸法を感知するステップに加えて、画像データが、ＡＩ分類器モデルまたは他の技法を使用して物体の寸法ならびに／もしくは形態を予測するために使用されてもよい。

寸法性質は、任意の好適な目的のために使用され得るが、ある特定の変形例では、寸法性質は、物品運搬箱の中への配置のための物品の設置配向を予測するステップにおいても使用され得る。言い換えると、物品の寸法および／または形状が、物品を物品運搬箱の中に配置するときに、成功した配置のための高い信頼性を有するように、物品が物品選別ユニットの物品トレイ内に最良に配置され得る方法を理解するために使用されることができる。これは、より不規則的形態の物品が、反転し、物品運搬箱を逸し得る状況を回避することができる。一実施例では、物品の寸法性質は、物品が、１つまたはそれを上回る軸においてコンテナ開口部より大きいかどうかを決定し、次いで、配置されるときに、物体が、物品運搬箱の画定された開口部内に嵌合する寸法を伴う辺を伴う、物品運搬箱に進入するように、物品を配向するステップにおいて使用されることができる。

物品の寸法性質を決定するステップを含む、変形例は、加えて、ロボットシステムを用いて物品を移送位置内に配向する変形例Ｓ１１２を含んでもよく、移送位置は、寸法性質に基づく。

ロボットシステムを用いて物品を移送位置内に配向するステップを含む、ブロックＳ１１２は、物品の移送を実施するために、またはそのように調製するために、ロボットシステムを使用して、物品の位置を移動させるように機能する。物品を配向するステップは、好ましくは、ロボットシステムを使用して、物品を物品入力領域内のある位置から物品を移送するための別の場所まで並進させるステップを含む。

上記に議論されるように、物品を配向するステップは、加えて、物品の寸法性質に基づいて、物品を推測的かつ事前対応的に配向してもよい。寸法性質は、上記で議論されるように、物品を処理する間に検出されてもよいが、代替として、物品寸法が、物品識別子を使用して取出可能である場合等に、他のソースを通して決定されてもよい。配向は、加えて、標的化された物品運搬箱内の物品の現在のレベルおよび表面性質を考慮してもよい。例えば、物品は、標的化された物品運搬箱内の物品の集合の中により良好に嵌合するように位置付けられてもよい。

物品の寸法性質の付加的または代替的使用として、寸法性質は、物品が標的化された物品運搬箱内に保管され得るかどうかを決定するために使用されてもよい。これは、物品運搬箱が過充填された状態になるように物品を物品運搬箱の中に設置することを回避するように機能することができる。本明細書において議論されるように、物品運搬箱の容量レベルが、感知または別様に追跡されてもよい。物品は、物品の（運搬箱の中への配置の後の）予測された静置姿勢が嵌合する（例えば、容量を超えない）であろう場合、標的化された物品運搬箱の中に配置されることができる。物品が、標的化された物品運搬箱内に嵌合しないと予測される場合、本システムは、新しい物品の選別に動的に切り替えることができる。これは、加えて、物品が、後に配置され得るように、満杯の全体運搬箱を除去する、および／または新しい運搬箱を装填するように信号伝達し得る。

直接移送変形例では、ロボットシステムを用いて物品を移送位置内に配向するステップＳ１１２は、ロボットシステムを用いて物品を物品選別ユニットの受容機構の移送位置内に配向するステップを含み、これは、物品を直接物品選択ユニットから物品選別ユニットの中に移送するように機能する。好ましくは、受容機構は、物品トレイまたは他の好適なタイプの受容機構である。物品トレイ受容機構に関して、物品は、物品トレイの上方の移送位置まで移動および配向され、次いで、物品トレイの中に下置、落下、または別様に配置される。このように、ブロックＳ１２０は、ロボットシステムにおいて、物品を物品選別ユニットの受容機構の中に設置するステップＳ１２０を含むことができる。

選別ロボットピックアンドプレース機械である、受容機構を伴う変形例では、物品は、選別ロボットピックアンドプレース機械の到達可能範囲内の移送位置の中に移動および配向されてもよい。本方法は、選別ロボットピックアンドプレース機械において、物品が移送位置にあるとき、ロボットシステムから物品を握持するステップを含むことができる。

間接移送変形例では、移送システムは、物品選択ユニットと物品選別システムとの間の中間導管として使用され得る。間接移送変形例では、ロボットシステムを用いて物品を移送位置内に配向するステップＳ１１２は、ロボットシステムを用いて物品を移送システムにおける移送位置内に配向するステップを含む。これは、物品を移送システムまで移動させるように機能する。本変形例は、加えて、ロボットシステムにおいて、物品を移送システム上に配置するステップを含むことができる。言い換えると、ロボットシステムは、物品が、一時的に移送システムに移送されるように、物品を手放す、または解放することができる。上記に議論されるように、これは、物品が、物品運搬箱の中へのより良好な配置を助長する、予測された配向にあるように、これを下置するステップを伴ってもよい。物品は、これがブロックＳ１２０の間に物品選別ユニットに引き継がれ得るまで、移送システムに保持されることができる。

種々の形態の移送システムが、本明細書に議論されるように使用され得、静的移送トレイ、スロット付き移送トレイ、コンベヤシステム、および／または他の構成要素変形例を含んでもよい。一例示的実装では、移送システムは、スロット付き移送トレイであることができる。故に、本方法は、ロボットシステムを用いて、物品をスロット付き移送トレイにおける移送位置内に配向し、ロボットシステムにおいて、物品をスロット付き移送トレイ上に設置するステップを含むことができる。

物品を移送位置から物品選別ユニットの受容機構まで移送するステップを含む、ブロックＳ１２０は、物品を物品選別ユニットまで移送するように機能する。好ましくは、物品は、物品選別ユニットのガントリシステムによって移動可能である、物品トレイの中に配置される。物品を移送するステップの実装は、移送の形態に依存し得る。いくつかの変形例では、本方法は、物品の直接移送を使用することができ、他の変形例では、本方法は、間接移送を使用することができる。

上記に議論されるように、直接移送変形例では、物品は、物品選択ユニット（例えば、ロボットシステム）から物品選別ユニットの受容機構まで直接移送されてもよい。１つの好ましい実装では、物品が、特定の位置まで移動され、ガントリシステムの作動された物品トレイが、物品の下方まで移動される。本段階は、加えて、ガントリシステムを移送位置および移送状態に位置付けるステップを含む。受容機構は、受容位置に設定され、物品の保持を促進してもよい。例えば、作動された物品トレイが、物品のコンテナとしての役割を果たすように回転されてもよい。ロボットシステムはまた、作動された物品トレイ内での好ましい配列のために物品を動的に配向してもよい。例えば、伸長状の物品が、作動された物品トレイによって最良に保持されるような特定の方法において配向されてもよい。いったん定位置に到達すると、ロボットシステムは、物品を落下させ、それによって、物品をガントリシステムまで移送することができる。

間接移送では、物品は、物品が保持されている移送システムから、物品選別ユニットの受容機構まで移送されてもよい。物品が、移送システムに保持されているため、機構は、物品を移送させるために使用され得る。

スロット付き移送トレイを使用する変形例に関して、物品トレイは、スロット付き物品トレイであってもよい。スロット付き物品トレイ変形例は、物品選別ユニットにおいて、スロット付き物品トレイをスロット付き移送トレイを通して移動させ、物品をスロット付き移送部の中に収集するステップ（１２０）を含んでもよい。スロット付き物品トレイおよびスロット付き移送トレイの「歯」（すなわち、延在突出部）は、スロット付き物品トレイが上昇する、ならびに／もしくはスロット付き移送トレイを通して回転し、それによって、移送トレイから物品を収集し得るように、噛合することができる。いくつかの変形例では、物品は、そのよう移送が、スロット付き物品トレイを用いて生じるときに、その配向を実質的に維持するであろう。

（物品選別ユニットを使用して）物品を物品運搬箱のアレイの指定された物品運搬箱まで並進させるステップを含む、ブロックＳ１３０は、物品を、指定された物品運搬箱の中に物品を配置するための位置に移動させるように機能する。物品は、好ましくは、指定された物品運搬箱の上方の定位置に移動される。位置は、好ましくは、物品の指定されたグルーピングに基づいて決定される。上記に議論されるように、グルーピングは、物品を処理するときに検出される、または任意の好適な様式において決定されてもよい。物品を並進させるステップは、受容機構（例えば、物品トレイ）を物品運搬箱アレイの領域まで移動させるためのガントリシステムの移動を含むことができる。

物品を物品運搬箱の中に配置するステップを含む、ブロックＳ１４０は、物品を物品運搬箱の中に置くように機能する。ガントリシステムと併用される物品保持および配置システムは、種々の異なる機構を使用してもよい。作動された物品トレイの実施例では、物品トレイは、物品を物品運搬箱の中に摺動させるように傾転または別様に作動してもよい。ガントリシステムの厳密な位置付けは、部分的に物品の形態に基づく運搬箱の中への物品のモデル化された配置に基づいて、調節されてもよい。故に、本方法は、物品の寸法性質を使用して作動された物品トレイからの物品の配置をモデル化するステップと、モデル化された配置に基づいて物品トレイの位置付けを調節するステップとを含んでもよい。

物品運搬箱の容量を感知し、容量条件が満たされると物品運搬箱の変化を信号伝達するステップを含む、付加的なブロックＳ１５０は、物品運搬箱の交換を管理するように機能する。本プロセスは、物品運搬箱を交換するステップを可能にする。好ましい実装では、物品運搬箱アレイの亜集合が、一度に交換される。物品の選別は、利用可能である物品運搬箱に関して継続し得る。

物品運搬箱の容量を感知するステップは、運搬箱容量感知システムを使用することができる。一変形例では、物品運搬箱の容量を感知するステップは、物品が物品を指定された物品運搬箱まで並進させている間、少なくとも物品運搬箱の亜集合の物品運搬箱容量を感知するステップを含む。運搬箱容量センサは、感知を実施する間に物品運搬箱にわたって通過し得るように、物品トレイ（すなわち、受容機構）またはその近傍に位置付けられることができる。運搬箱容量センサは、物品運搬箱内の物品のレベルを読み取り、個々の運搬箱容量を決定する、深度センサであり得る。

本方法は、容量に到達している物品運搬箱を除去する、および／または物品容量を伴う物品運搬箱を装填するための完全自律プロセスもしくは半自動プロセスを使用してもよい。

完全自律システムでは、物品運搬箱は、物品運搬箱が除去され得るように、自動化されたコンベヤシステムまたは他の並進デバイスに取り付けられてもよい。同様に、空の（または少なくとも満杯ではない）物品運搬箱が、物品運搬箱アレイの未充填領域内に装填されてもよい。１つの実装では、自律型ロボット、パレットジャック、またはタグが、容量に到達すると、物品運搬箱と係合し、物品運搬箱アレイからそれらを除去してもよい。同様に、新しい物品運搬箱が、自動的に未充填物品運搬箱空間の中に挿入されることができる。

半自動システムでは、物品運搬箱の変化を信号伝達するステップは、アラートをトリガし、除去されるべき物品運搬箱を示すステップを含んでもよい。アラートは、同様に、割り当てられたグルーピングおよび物品運搬箱に関する次のタスクを示し得る。これは、手動で、またはいくつかの機構の補助を通して物品運搬箱を除去する、ならびに／もしくは物品運搬箱を装填し得る、人間作業者にアラートしてもよい。

物品運搬箱は、概して、物品運搬箱が容量条件を満たすと、（自律的または半自律アプローチを使用して）排出のために信号伝達される。容量条件が、物品運搬箱の満杯程度に基づき得る。しかしながら、本方法は、加えて、物品運搬箱を交換するための予期される時間および可用性をモデル化することができる。例えば、物品運搬箱は、容量限界値に到達する前に除去され、多すぎる物品運搬箱に同時の交換を必要とさせることを回避してもよい。別の条件として、物品運搬箱は、本方法が運搬箱アレイ内に割り振られるグルーピングの異なる混合物を有することの恩恵を決定すると、排出され得る。例えば、稀な物品運搬箱は、その位置に設置される新しい物品運搬箱が、ブロックＳ１６０を通して異なるグルーピングに再度割り当てられ得るような物品を殆ど有していないときに、排出されてもよい。

物品運搬箱アレイ内にグルーピング場所を動的に割り当てるステップを含む、ブロックＳ１６０は、物品運搬箱アレイ内に位置付けるためのグルーピングのマッピングを決定するように機能する。グルーピング場所を割り当てるステップは、選別システムからの物品運搬箱の排出まで、割り当てられた物品運搬箱を追跡するステップを伴うであろう。本プロセスは、グルーピングを動的に割り当てるために使用されることができる。例えば、本方法は、割り振られるべきグルーピングの全ての先行知識を有する必要がない場合がある。代わりに、本方法は、入力物品を処理するステップから生じる、グルーピングに基づいて、物品運搬箱場所にグルーピングを動的に割り当ててもよい。履歴データ、入力物品の分析、提供された物品データ、および／または他の情報が、予期される物品選別要件に基づいてグルーピング場所を推測的に割り当てるために使用されてもよい。種々の要因が、考慮されてもよい。例えば、予期されるより重い物品が、移送場所の近傍に割り当てられる、対応するグルーピング場所を有し、物品運搬箱内での設置のための距離を最小限化してもよい。別の実施例では、より一般的であることが予期されるグルーピングが、移送場所により近接して割り当てられてもよい。別の実施例では、より一般的であることが予期されるグルーピングは、複数の物品運搬箱に重複して割り当てられてもよく、次いで、１つが容量に到達したときに使用されもよく、他の物品運搬箱は、そのグルーピングの物品が、依然として、物品運搬箱が交換される間にも処理され得るように使用されてもよい。別の実施例では、あまり一般的ではないグルーピングは、運搬箱アレイの遠端にある場所に割り当てられてもよい。

４．システムアーキテクチャ
本実施形態の他のシステムおよび方法は、少なくとも部分的に、コンピュータ可読命令を記憶するコンピュータ可読媒体を受容するように構成される機械として具現化ならびに／もしくは実装されることができる。命令は、アプリケーション、アプレット、ホスト、サーバ、ネットワーク、ウェブサイト、通信サービス、通信インターフェース、ユーザコンピュータまたはモバイルデバイスのハードウェア／ファームウェア／ソフトウェア要素、リストバンド、スマートフォン、またはそれらの任意の適切な組み合わせと統合されたコンピュータ実行可能構成要素によって実行され得る。実施形態の他のシステムおよび方法は、少なくとも部分的に、コンピュータ可読命令を記憶するコンピュータ実行可能媒体を受容するように構成された機械として具現化および／または実装され得る。命令は、上記に説明されるタイプの装置およびネットワークと統合される、コンピュータ実行可能構成要素によって実行されることができる。コンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、光学デバイス（ＣＤまたはＤＶＤ）、ハードドライブ、フロッピー（登録商標）ドライブ、もしくは任意の好適なデバイス等の任意の好適なコンピュータ可読媒体上に記憶されることができる。コンピュータ実行可能構成要素は、プロセッサであることができるが、任意の好適な専用のハードウェアデバイスも、（代替として、または加えて）命令を実行することができる。

一変形例では、システムは、１つまたはそれを上回るコンピュータプロセッサによって実行されると、コンピューティングプラットフォームに、静的に位置付けられたロボットシステムから、物品入力領域から物品をピッキングするステップ、随意に、ロボットシステムによって握持される間に物品を処理するステップ、ロボットシステムを用いて物品を物品選別ユニットの受容機構の上方の移送位置内に配向し、物品を物品選別ユニットの受容機構まで移送するステップ、物品選別ユニットを用いて物品を物品運搬箱のアレイの指定された物品運搬箱の上方まで並進させるステップ、物品を物品運搬箱の中に配置するステップ、随意に、物品運搬箱の容量を感知し、容量条件が満たされると物品運搬箱の変化を信号伝達するステッと、随意に、グルーピング場所を物品運搬箱アレイ内に動的に割り当てるステップ等、本明細書に説明されるシステムもしくは方法のものを含む動作を実施させる命令を記憶する、１つまたはそれを上回るコンピュータ可読媒体（例えば、非一過性コンピュータ可読媒体）を備える。

図３２は、本システムの一実装の例示的なコンピュータアーキテクチャ図である。いくつかの実装では、本システムは、通信チャネルおよび／またはネットワークを経由して通信する、複数のデバイス内に実装される。いくつかの実装では、本システムの要素は、別個のコンピューティングデバイス内に実装される。いくつかの実装では、システム要素のうちの２つまたはそれを上回るものが、同一のデバイス内に実装される。本システムおよび本システムの一部は、本システムとしての役割を果たす、またはその範囲内にあり得る、コンピューティングデバイスもしくはシステムに統合されてもよい。

通信チャネル１００１は、プロセッサ１００２Ａ－１００２Ｎ、メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））１００３、読取専用メモリ（ＲＯＭ）１００４、プロセッサ読取可能記憶媒体１００５、ディスプレイデバイス１００６、ユーザ入力デバイス１００７、およびネットワークデバイス１００８とインターフェースをとる。示されるように、コンピュータインフラストラクチャが、物品選択ユニット１１０１、物品選別ユニット１１０２、および／または他の好適なコンピューティングデバイスを接続する際に使用されてもよい。

プロセッサ１００２Ａ－１００２Ｎは、ＣＰＵ（中央処理ユニット）、ＧＰＵ（グラフィカル処理ユニット）、マイクロプロセッサ、テンソル処理ユニット等のＭＬ／ＤＬ（機械学習／深層学習）処理ユニット、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、カスタムプロセッサ、および／または任意の好適なタイプのプロセッサ等の多くの形態をとってもよい。

プロセッサ１００２Ａ－１００２Ｎおよびメインメモリ１００３（またはある副次的組み合わせ）は、処理ユニット１０１０を形成することができる。いくつかの実施形態では、処理ユニットは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、および機械可読記憶媒体のうちの１つまたはそれを上回るものに通信可能に結合される、１つまたはそれを上回るプロセッサを含み、処理ユニットの１つまたはそれを上回るプロセッサは、バスを介してＲＡＭ、ＲＯＭ、および機械可読記憶媒体のうちの１つまたはそれを上回るものによって記憶される、命令を受信し、１つまたはそれを上回るプロセッサは、受信された命令を実行する。いくつかの実施形態では、処理ユニットは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）である。いくつかの実施形態では、処理ユニットは、ＳｏＣ（システムオンチップ）である。いくつかの実施形態では、処理ユニットは、本システムの要素のうちの１つまたはそれを上回るものを含む。

ネットワークデバイス１００８は、本システムおよび／または外部システムのデバイス等の他のデバイス間でデータならびにコマンドを交換するための、１つまたはそれを上回る有線もしくは無線インターフェースを提供してもよい。そのような有線および無線インターフェースは、例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インターフェース、Ｗｉ－Ｆｉインターフェース、イーサネット（登録商標）インターフェース、近距離無線通信（ＮＦＣ）インターフェース、ならびに同等物を含む。

ソフトウェアプログラムのための構成（オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、およびデバイスドライバ等）を備える、コンピュータならびに／もしくは機械可読実行可能命令は、プロセッサ読取可能記憶媒体１００５、ＲＯＭ１００４、または任意の他のデータ記憶システムからメモリ１００３内に記憶されることができる。

１つまたはそれを上回るコンピュータプロセッサによって実行されると、個別の機械実行可能命令は、通信チャネル１００１を介して（処理ユニット１０１０の）プロセッサ１００２Ａ－１００２Ｎのうちの少なくとも１つによってアクセスされ、次いで、プロセッサ１００１Ａ－１００１Ｎのうちの少なくとも１つによって実行されてもよい。ソフトウェアプログラムによって生成または使用される、データベース、データレコード、もしくは他の記憶される形態のデータもまた、メモリ１００３内に記憶あれることができ、そのようなデータは、ソフトウェアプログラムの機械実行可能命令の実行の間にプロセッサ１００２Ａ－１００２Ｎのうちの少なくとも１つによってアクセスされる。

プロセッサ読取可能記憶媒体１００５は、ハードドライブ、フラッシュドライブ、ＤＶＤ、ＣＤ、光ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、フラッシュ記憶装置、ソリッドステートドライブ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、電子回路、半導体メモリデバイス、および同等物のうちの１つ（またはそれらのうちの２つまたはそれを上回るものの組み合わせ）である。プロセッサ読取可能記憶媒体１００５は、オペレーティングシステム、ソフトウェアプログラム、デバイスドライバ、および／または他の好適なサブシステムもしくはソフトウェアを含むことができる。

本明細書で使用されるように、「第１」、「第２」、「第３」等は、種々の要素、構成要素、領域、層、および／または区分を特徴付け、区別するために使用される。これらの要素、構成要素、領域、層、および／または区分は、これらの用語によって限定されるべきではない。数値用語の使用は、１つの要素、構成要素、領域、層、および／または区分を別の要素、構成要素、領域、層、ならびに／もしくは区分から区別するために使用され得る。そのような数値用語の使用は、文脈によって明確に示されない限り、シーケンスまたは順序を含意するものではない。そのような数値の参照は、本明細書における実施形態および変形例の教示から逸脱することなく、同義的に使用され得る。

当業者は、前述の詳細な説明から、および図ならびに請求項から、修正および変更が、以下の請求項において定義されるような本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の実施形態に対して行われ得ることを認識するであろう。

Claims (20)

1. システムであって、
   定義された入力物品領域に隣接して位置付けられるロボットピックアンドプレース機械を伴う物品選択ユニットと、
   物品選別ユニットであって、前記物品選別ユニットは、水平多自由度ガントリシステムと、物品運搬箱アレイとを備え、前記水平ガントリシステムは、前記物品運搬箱アレイの上方に位置付けられ、
   前記物品選別ユニットは、さらに、前記ガントリシステムに結合され、それによって作動される物品保持および配置システムを備える、
   物品選別ユニットと、
   制御システムであって、前記制御システムは、１つまたはそれを上回るプロセッサと、１つまたはそれを上回る非一過性コンピュータ可読媒体とを備え、前記１つまたはそれを上回る非一過性コンピュータ可読媒体は、命令を記憶しており、前記命令は、１つまたはそれを上回るコンピュータプロセッサによって実行されると、前記物品選択ユニットに、物品を握持させ、前記物品を移送位置内に配向させ、前記物品を前記物品選別ユニットまで移送させ、前記物品を前記物品運搬箱アレイ内の指定された物品運搬箱に並進させ、前記物品を前記物品運搬箱の中に配置させる、制御システムと
   を備える、システム。
2. 前記ピックアンドプレース機械の到達可能範囲は、前記ガントリシステムによって作動されたとき、前記物品保持および配置システムの到達可能範囲と重複する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記物品選択ユニットと前記物品選別ユニットとの間に位置付けられる移送システムをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記移送システムは、スロット付き移送トレイを備え、前記物品保持および配置システムは、スロット付き物品トレイである、請求項３に記載のシステム。
5. 前記物品保持および配置システムは、回転的に作動される物品コンテナである、請求項１に記載のシステム。
6. 前記物品保持および配置システムは、選別ロボットピックアンドプレース機械である、請求項１に記載のシステム。
7. 前記物品選別ユニットはさらに、運搬箱容量センサを備える、請求項１に記載のシステム。
8. 方法であって、
   静的に位置付けられたロボットシステムから、物品入力領域から物品をピッキングすることと、
   前記ロボットシステムを使用して、前記物品を移送位置内に配向することと、
   前記物品を物品選別ユニットの受容機構まで移送することと、
   前記物品選別ユニットを使用して、前記物品を物品運搬箱のアレイの指定された物品運搬箱まで並進させることと、
   前記物品を前記物品運搬箱の中に配置することと
   を含む、方法。
9. 前記物品を配向することは、前記受容機構の上方の前記移送位置内に配向することを含み、前記物品を前記受容機構まで移送することは、前記ロボットシステムにおいて、前記物品を前記受容機構の中に設置することを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記物品を配向することは、移送システムにおける前記移送位置内に配向することを含み、前記物品を前記受容機構まで移送することは、前記ロボットシステムにおいて、前記物品を前記移送システムの中に設置することと、前記物品選別ユニットにおいて、前記移送システムから前記物品を取り出すこととを含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記受容機構は、スロット付き物品トレイであり、前記移送システムは、スロット付き移送トレイであり、前記移送システムから前記物品を取り出すことは、前記スロット付き移送トレイを通して前記スロット付き物品トレイを移動させ、前記スロット付き移送トレイの中に前記物品を収集することを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記物品を配向しながら、前記物品の寸法性質を決定することをさらに含み、前記物品を配向することは、前記寸法性質に基づいた物品運搬箱の中への制御された物品配置のために前記物品を移送位置内に配向することを含む、請求項８に記載の方法。
13. 前記ロボットシステムを用いて前記物品を配向しながら、前記物品の識別子を決定し、前記識別子に基づいて前記指定された物品運搬箱を決定する、請求項８に記載の方法。
14. 前記物品運搬箱のアレイの容量を感知することと、容量条件が満たされたときに物品運搬箱の変化を信号伝達することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
15. グルーピング場所を前記物品運搬箱アレイ内に動的に割り当てることをさらに含む、請求項８に記載の方法。
16. 非一過性コンピュータ可読媒体であって、前記非一過性コンピュータ可読媒体は、命令を記憶しており、前記命令は、コンピューティングプラットフォームの１つまたはそれを上回るコンピュータプロセッサによって実行されると、前記コンピューティングプラットフォームに、
    静的に位置付けられたロボットシステムから、物品入力領域から物品をピッキングすることと、
    前記ロボットシステムを使用して、前記物品を移送位置内に配向することと、
    前記物品を物品選別ユニットの受容機構まで移送することと、
    前記物品選別ユニットを使用して、前記物品を物品運搬箱のアレイの指定された物品運搬箱まで並進させることと、
    前記物品を前記物品運搬箱の中に配置することと
    を実施させる、非一過性コンピュータ可読媒体。
17. 前記物品を配向することは、前記受容機構の上方の前記移送位置内に配向することを含み、前記物品を前記受容機構まで移送することは、前記ロボットシステムにおいて、前記物品を前記受容機構の中に設置することを含む、請求項１６に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
18. 前記物品を配向することは、移送システムにおける前記移送位置内に配向することを含み、前記物品を前記受容機構まで移送することは、前記ロボットシステムにおいて、前記物品を前記移送システムの中に設置することと、前記物品選別ユニットにおいて、前記移送システムから前記物品を取り出すこととを含む、請求項１６に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
19. 前記受容機構は、スロット付き物品トレイであり、前記移送システムは、スロット付き移送トレイであり、前記移送システムから前記物品を取り出すことは、前記スロット付き移送トレイを通して前記スロット付き物品トレイを移動させ、前記スロット付き移送トレイの中に前記物品を収集することを含む、請求項１８に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
20. 前記物品を配向しながら、前記物品の寸法性質を決定することをさらに含み、前記物品を配向することは、前記寸法性質に基づいた物品運搬箱の中への制御された物品配置のために前記物品を移送位置内に配向することを含む、請求項１６に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。

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