TW202246023A - 機器人泡棉施配器 - Google Patents

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羅伯特 莫雷諾
安德魯 杜普瑞
薩爾瓦多 佩雷斯
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美商靈巧公司
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Abstract

本發明揭示一種施配間隔物材料之裝置。該裝置可結合一機器人碼垛/卸垛系統實施。該裝置可包含：一安裝硬體，其經組態以將該裝置安裝於一機械臂之一末端執行器上或該末端執行器鄰近處；一通信介面，其經組態以接收一控制信號；及一致動器，其經組態以回應於該控制信號而自一間隔物材料供應施配一定數量之間隔物材料。

Description

機器人泡棉施配器
本申請案大體上係關於一種機器人泡棉施配器。
裝運及配送中心、倉庫、裝運碼頭、航空貨運站、大賣場及裝運及接收物品之非同質組之其他活動使用諸如包裝及拆開箱、條板箱、容器、傳送帶中及棧板上等等之異種物品之策略。將異種物品包裝於箱、條板箱中、棧板上等等實現藉由起重設備(諸如叉車、起重機等等)處置所得物品組且使物品能夠更高效包裝儲存(例如在一倉庫中)及/或裝運(例如在卡車、貨艙等等中)。
在一些背景中，物品可在大小、重量、密度、膨鬆度、剛性、封裝強度等等上不同，使得任何給定物品或物品組可或可不具有使該等物品能夠支援需要包裝之一給定其他物品(例如在一箱、容器、棧板等等中)之大小、重量、重量分佈等等之屬性。當組裝一棧板或其他異種物品組時，必須小心選擇及堆疊物品以確保碼垛堆疊不倒塌、傾斜或否則變得不穩定(例如，無法由諸如一叉車等等之設備處置)且避免物品損壞。
當前，棧板通常經手動堆疊及/或拆開。例如，工人選擇(例如)基於一裝運發票或艙單等等來堆疊物品且使用人類判斷及直覺來選擇較大且較重物品放在底下。然而，在一些情況中，物品僅經由一傳送帶或其他機構到達及/或依所列之一順序等等自貯存倉選擇以導致一不穩定碼垛或否則包裝組。
在諸多環境中，機器人之使用歸因於(例如)各種物品、一給定棧板上待包裝物品之順序、數目及混合變動及必須自其拾取物品以放置於棧板或其他容器上之容器及/或進給機構之各種類型及位置而變得更具挑戰性。另外，物品、物品順序、物品數目及物品類型之混合之此等變動可導致一棧板上之一物品堆疊不穩定。
本發明可依各種方式實施，包含作為：一程序；一設備；一系統；一物質組成；體現於一電腦可讀儲存媒體上之一電腦程式產品；及/或一處理器，諸如經組態以執行儲存於耦合至一處理器之一記憶體上及/或由該記憶體提供之指令之處理器。在本說明書中，此等實施方案或本發明可採取之任何其他形式可指稱技術。一般而言，可在本發明之範疇內改動所揭示程序之步驟之順序。除非另有說明，否則一組件(諸如描述為經組態以執行一任務之一處理器或一記憶體)可實施為暫時經組態以在一給定時間執行任務之一通用組件或經製造以執行任務之一特定組件。如本文中所使用，術語「處理器」係指經組態以處理資料(諸如電腦程式指令)之一或多個裝置、電路及/或處理核心。
下文連同繪示本發明之原理之附圖提供本發明之一或多個實施例之一詳細描述。本發明結合此等實施例描述，但本發明不限於任何實施例。本發明之範疇僅受申請專利範圍限制且本發明涵蓋各種替代、修改及等效物。以下描述中闡述各種具體細節以提供本發明之一透徹理解。此等細節僅供例示且本發明可根據申請專利範圍實踐，無需一些或所有此等具體細節。為清楚起見，未詳細描述在與本發明相關之技術領域中已知之技術材料以免未不必要地使本發明不清楚。
如本文中所使用，「棧板」包含一或多個物品可堆疊或放置於其上或其中之一平台、收容器或其他容器。此外，如本文中所使用，棧板可結合封裝及分配一組之一或多個物品使用。作為一實例，術語「棧板」包含支撐物品且可經由一叉車、一液壓車、一起重機等等移動之典型扁平運輸結構。如本文中所使用，一棧板可由包含木材、金屬、金屬合金、聚合物等等之各種金屬構造。
如本文中所使用，一物品或一組物品之碼垛包含自一源位置(諸如一傳送結構)拾取一物品及將物品放置於一棧板上(諸如棧板上之一物品堆疊上)。
如本文中所使用，卸垛包含自一棧板(諸如自棧板上之一物品堆疊)拾取一物品、移動物品及將物品放置於一目的地位置(諸如一傳送結構)處。
機器人碼垛及/或卸垛混合大小之物件(諸如不同尺寸之箱)之一個技術挑戰係具有一上表面之一層對物品堆疊穩定性之穩定性影響，因為物品放置/堆疊於上表面上。一般而言，需要構建具有適合於形成下一層之基礎之一上表面之各層。在一些實施例中，一上表面之適合性至少部分基於上表面平坦(例如水平或平面等等)之一程度、上表面之一剛性、上表面之高度或平坦度之一可變性等等之一或多者來量測/判定。在一些實施例中，若一層之上表面之一平均剛性超過一剛性臨限值，則判定上表面係適合的。作為一實例，若一高度變動小於一可變性臨限值，則可判定一層之上表面係適合的。作為一實例，若一層之上表面之一水平/平坦度之一變動小於一可變性臨限值，則可判定上表面係適合的。作為一實例，若一層之上表面之至少一部分(例如一界定最小表面區域)之一剛性不低於一最小剛性臨限值，則可判定上表面係適合的。
揭示使用機器人施配及/或接取泡棉或其他間隔物來執行機器人混合物件碼垛及卸垛之技術。在各種實施例中，本文中所揭示之一機器人系統程式化判定：自一滑槽、傳送帶或其他物件源拾取物件；自系統已將先前經由滑槽、傳送帶或其他物件源到達之物件放置於其中之一緩衝區或收容器擷取物件；或機器人施配或抓取泡棉或其他剛性或半剛性間隔物(例如預定及/或動態且機器人形成之尺寸之塊)以在一棧板中快速且高效構建下一層。
在各種實施例中，當卸垛時，本文中所揭示之一機器人系統辨識先前放置於一層中之一泡棉或其他間隔物，且至少部分基於辨識泡棉或其他間隔物，系統將泡棉或其他間隔物自棧板層移動至一收容器或傳送工具而非一傳送帶或除間隔物之外的混合物件放置至其之其他目的地(例如)用於進一步輸送至一下游目的地。在一些實施例中，泡棉或其他間隔物可在一未來碼垛中重複使用。
揭示至少部分基於一源位置之一屬性或狀態及/或一目的地位置之屬性或狀態在源位置與目的地位置之間取放物品之各種實施例。一源位置及/或目的地位置之屬性可包含位置之一高度、一待移動物品與位置(例如目的地位置)之間的一相對距離等等。物品可結合一碼垛程序、一卸垛程序、一單粒化程序及/或一配套程序(例如一組物品之組裝)等等移動。
各種實施例提供一種裝置，其包含：一安裝硬體，其經組態以將裝置安裝於一機械臂之一末端執行器上或該末端執行器鄰近處；一通信介面，其經組態以接收一控制信號；及一致動器，其經組態以回應於控制信號而自一間隔物材料供應施配一定數量之間隔物材料。在一些實施例中，裝置可為一間隔物或間隔物材料之一施配器。機械臂可包括於一機器人碼垛系統中。在一些實施例中，機器人碼垛系統可判定一間隔物將結合一或多個物品之碼垛放置，且產生控制信號來引起致動器施配一定數量之間隔物材料。末端執行器可為一手爪。手爪可為一基於吸力之手爪，諸如一氣壓驅動手爪。
根據各種實施例，一或多個間隔物或一間隔物材料結合一或多個物品之碼垛使用。可結合碼垛施配及/或使用之間隔物材料數量可為一預界定數量。在一些實施例中，提供至裝置(例如間隔物/間隔物材料之一施配器)之一控制信號可指示施配為/用作間隔物之間隔物材料之數量。
一機器人碼垛系統可回應於判定一間隔物或一定數量之間隔物材料之使用將改良導致棧板上之一改良物品堆疊(例如，提高物品堆疊之穩定性)而判定結合碼垛一或多個物品使用間隔物或一定數量之間隔物材料。在一些實施例中，判定結合將一組N個物品放置於棧板上放置一或多個間隔物將導致棧板上之一改良物品堆疊係至少部分基於一堆積密度、一水平頂面及一穩定性之一或多者。在一些實施例中，判定結合將一組N個物品放置於棧板上放置一或多個間隔物將導致棧板上之一改良物品堆疊係至少部分基於判定具有一組N個物品之物品堆疊之一堆積密度高於未藉由一或多個間隔物將一組N個物品放置於棧板上時之一堆積密度。在一些實施例中，判定結合將一組N個物品放置於棧板上放置一或多個間隔物將導致棧板上之一改良物品堆疊係至少部分基於判定一頂面比未藉由一或多個間隔物將一組N個物品放置於棧板上時之一頂面更水平。在一些實施例中，判定結合將一組N個物品放置於棧板上放置一或多個間隔物將導致棧板上之一改良物品堆疊係至少部分基於判定具有一組N個物品之物品堆疊之一穩定性高於未藉由一或多個間隔物將一組N個物品放置於棧板上時之一穩定性。
根據各種實施例，一間隔物結合提高一棧板上之一物品堆疊之一穩定性放置於棧板或物品堆疊上。作為一實例，間隔物可回應於判定物品堆疊之一穩定性經估計(例如，可能)在使用間隔物時提高而放置。作為另一實例，間隔物可回應於判定物品堆疊之一穩定性小於一臨限穩定性值及/或物品堆疊之穩定性經估計小於一臨限穩定性值而結合一組物品(例如一組N個物品，N係一整數)之放置來放置。
根據各種實施例，一物品堆疊之穩定性可至少部分基於一物品堆疊之一模型及/或放置一組一或多個物品之一模擬來判定。一電腦系統可獲得(例如，判定)一物品堆疊之一當前模型，且模型化(例如，模擬)一組物品之放置。結合模型化物品堆疊，可判定物品堆疊之一預期穩定性。物品堆疊之模型化可包含結合一組物品之放置之模型化來模型化一間隔物之放置。
在一些實施例中，物品堆疊(或模擬物品堆疊)之穩定性可至少部分基於物品堆疊(或模擬物品堆疊)之一頂面之一或多個屬性來判定。例如，頂面之一平坦程度之一量測可結合判定物品堆疊之穩定性來使用。一平坦表面上之一箱之放置可導致一穩定物品放置及/或堆疊。作為另一實例，頂面上之一平坦區域之一表面區域可結合判定一物品在物品堆疊上之放置之穩定性或預期穩定性來使用。物品堆疊之一頂面上之一平坦區域相對於放置於物品堆疊上之一物品之一底面越大，物品堆疊之穩定性將滿足(例如，超過)一臨限穩定性值之可能性越大。
根據各種實施例，一機器人碼垛系統產生一棧板或棧板上之一或多個物品之一堆疊之一模型，且至少部分基於棧板或棧板上之一或多個物品之堆疊之模型來判定間隔物或間隔物材料結合一或多個物品之碼垛放置。機器人碼垛系統可產生一棧板或棧板上之一或多個物品之一堆疊之至少一頂面之一模型，判定接著放置於棧板上之一組N個物品(例如，N係一正整數)，判定結合將一組N個物品放置於棧板上放置一或多個間隔物將導致比未藉由間隔物放置一組N個物品之一所得堆疊改良之棧板之一物品堆疊，產生一或多個控制信號來引起致動器施配對應於一或多個間隔物之一定數量之間隔物材料，且結合將一組N個物品放置於棧板上來將一或多個控制信號提供至致動器。
根據各種實施例，待碼垛物品中之物品(例如物品類型)之變動可依一穩定方式(例如物品堆疊之穩定性根據其來滿足一臨限穩定性值之一方式)使物品之碼垛複雜化。在一些實施例中，系統僅能夠預測特定數目個待碼垛物品。例如，系統可具有待碼垛之N個物品之一佇列/緩衝區，其中N係一正整數。N可為堆疊於一棧板上之物品之一總數之一子集。例如，N可相對於堆疊於棧板上之物品之總數相對較小。因此，系統僅能夠使用下N個已知物品來最佳化物品之堆疊。例如，系統可根據物品堆疊之當前狀態(例如一當前模型)及與下N個待堆疊物品相關聯之一或多個屬性來判定堆疊一或多個物品之一計畫。在一些實施例中，一或多個間隔物之使用可提供下N個物品將堆疊之方式之靈活性及/或可提高物品堆疊之穩定性。
各種實施例包含在一棧板上碼垛相對大量混合箱或物品。待碼垛之各種箱及物品可具有不同屬性，諸如高度、形狀、大小、剛性、封裝類型等等。各種箱或物品之一或多個屬性之間的變動可引起物品難以依一穩定方式放置於一棧板上。在一些實施例中，系統可判定具有比所放置之物品下方之箱或其他物品大之一表面區域(例如一更大底面)之一物品之一目的地位置(例如其中將放置一物品之一位置)。在一些實施例中，具有不同高度(例如不同箱高度)之物品可放置於棧板之相對較高區域(例如大於等於一最大棧板高度乘以0.5之一高度臨限值之一高度、大於等於一最大棧板高度乘以2/3之一高度臨限值之一高度、大於等於一最大棧板高度乘以0.75之一高度臨限值之一高度、大於等於一最大棧板高度乘以另一預界定值之一高度臨限值之一高度)。
根據各種實施例，一間隔物或一間隔物材料係剛性塊。例如，間隔物或一間隔物材料可為一剛性泡棉塊。在一些實施例中，一間隔物或一間隔物材料包括聚胺基甲酸酯。
在一些實施例中，間隔物材料供應包括複數個預切塊。複數個預切塊可預載至將複數個預切塊偏置至一施配端之一彈簧負載匣中。回應於一預切塊自匣施配，複數個預切塊之另一者被推動至下一同軸位置以自匣施配。
在一些實施例中，間隔物材料供應包括一塊較大間隔物材料、一條間隔物材料及一卷間隔物材料之一或多者。一裝置(例如施配間隔物材料之一裝置)或一機器人系統可包括經組態以自間隔物材料供應切割一定數量之間隔物材料之一切割器。回應於控制信號提供至致動器，致動器可引起切割器自間隔物材料供應切割一定數量之間隔物材料。
在一些實施例中，間隔物材料供應包括一液體前驅物。回應於控制信號提供至致動器，致動器引起一定數量之間隔物材料施配至一棧板或棧板上之一物品堆疊之一表面上。所施配前驅物可在施配至棧板或棧板上之物品堆疊之表面上之後硬化。
在一些實施例中，間隔物材料供應包括一擠製材料。回應於控制信號提供至致動器，擠製材料填充至一所要大小及一所要硬度之一或多者。擠製材料可回應於判定擠製材料填充至所要大小及所要硬度之一或多者而密封。在一些實施例中，擠製材料填充有一流體。流體可為空氣、水等等之一或多者。
在各種實施例中，一機器人控制之施配器工具或機器填充箱之間及/或鄰近於箱之空隙以準備表面區域用於放置下一箱/層。在一些實施例中，系統可使用一機械臂來拾取/放置預界定切割材料及/或可動態修整材料以適應放置下一物品之表面區域之需要。在一些實施例中，機器人控制之施配器或包括機器人控制之施配器之機器人碼垛系統包括一裝置，其用於修整設定來自一長管及/或封裝之一長方體之大小且結合準備表面區域用於系統判定無法正常安放於棧板表面區域上(例如前一層之一上表面上)之下一箱或物品來將長方體放置於一既有棧板上。間隔物可包含(但不限於)泡棉、一充氣塑膠包、木材、金屬、塑膠等等。裝置可將長方體(例如間隔物)直接放置於棧板上，及/或裝置可將長方體(例如間隔物)施配於機械臂附近，且末端執行器可將長方體(例如間隔物)重新定位/放置於棧板表面區域上。裝置可施配一預定量(例如一校正量或一預期量)之間隔物材料以校正或改良層上(例如層之上表面上)之箱或物品之間的表面區域差異以準備表面區域用於下一箱或物品。
根據各種實施例，一物品至少部分基於與將物品自一源位置移動至一目的地位置相關聯之一成本函數來移動。物品可結合一碼垛程序、一卸垛程序、一單粒化程序及/或一配套程序(例如組裝一組物品)等等移動。在一些實施例中，與取放一物品相關聯之一路徑/軌跡、源位置及/或目的地位置之一或多者至少部分基於對應於將物品自一源位置移動至一目的地位置之一成本函數來選擇。在一些實施例中，一組物品自對應源位置移動至目的地位置之一順序至少部分基於與一組物品中之一或多個物品相關聯之一或多個成本函數之對應值。例如，一組物品將移動之一順序至少部分基於移動一組物品之一組合成本函數(例如移動一組物品中之各種物品之一聚合所得值)來選擇。移動一組物品之順序可至少部分基於最佳化組合成本函數(例如，諸如減少移動一組物品之一總成本)來最佳化。
各種實施例提高一物品堆疊之穩定性。各種實施例之實施方案可提高較高層上之箱之穩定性。由於一物品層之不均勻頂面或物品之不均勻高度及/或剛性，物品堆疊之穩定性會在碼垛一組混合物品時受損。由於物品堆疊於未對所堆疊物品提供完全或足夠支撐之一表面上，所以物品可引起整個物品堆疊不穩定。在其中較低或鄰近物品未提供足夠支撐之一背景中，一間隔物或間隔物材料之使用可藉由對一物品提供支撐來提高穩定性。因此，在碼垛一組物品之背景中，一或多個間隔物或間隔物材料之使用可允許碼垛各種混合物品(例如，各種物品之一堆疊可依堆疊之一穩定性滿足一臨限穩定性值之一方式堆疊)。在碼垛一組物品之背景中，一或多個間隔物或間隔物材料之使用亦可使系統物品組能夠依物品堆疊之一頂面相對平坦之一方式碼垛，其可允許封蓋物品堆疊(例如，具有一開口底部之一箱可放置於物品堆疊上方，使得物品堆疊之圓周及物品頂層之至少部分由箱囊封)。物品堆疊之封蓋可對物品堆疊提供支撐。
本申請案主張2021年4月16日申請之標題為「ROBOTIC FOAM DISPENSER」之美國臨時專利申請案第63,175,772號的優先權，該案係以引用的方式併入本文中用於全部目的。
圖1A係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例的一圖式。
在所展示之實例中，機器人系統100包含一機械臂102。在此實例中，機械臂102係固定的，但在各種替代實施例中，機械臂102可完全或部分移動，例如安裝於一軌道上、在一機動底盤上完全移動等等。如圖中所展示，機械臂102用於自一傳送帶(或其他源) 104拾取任意及/或異種物品(例如箱、封裝等等)且將其堆疊於一棧板(例如平台或其他收容器) 106上。棧板(例如平台或其他收容器) 106可包括一棧板、一收容器或底座，其在四個角具有輪子且在四側之三者上至少部分封閉，有時指稱三側「輥式棧板」、「防滾籠」及/或「滾輪」或「籠」、「手推車」。在其他實施例中，可使用具有更多、更少及/或不具有側之一輥式或無輪棧板。在一些實施例中，圖1A中未展示之其他機器人可用於將收容器106推動至裝載/卸載位置中及/或一卡車或其他運輸目的地等等中。
在一些實施例中，複數個收容器106可圍繞機械臂102安置(例如在一臨限接近度內或否則在機械臂之範圍內)。機械臂102可同時(例如並發及/或同步)將一或多個物品堆疊於複數個棧板上。複數個棧板之各者可與一艙單及/或訂單相關聯。例如，各棧板可與一預設目的地(例如客戶、位址等等)相關聯。在一些例項中，複數個棧板之一子集可與一相同艙單及/或訂單相關聯。然而，複數個棧板之各者可與不同艙單及/或訂單相關聯。機械臂102可將對應於一相同訂單之複數個物品分別放置於複數個棧板上。機器人系統100可判定複數個棧板上之一配置(例如物品之一堆疊)(例如一訂單之複數個物品如何分配於複數個棧板之間、任何一個棧板上之物品將如何堆疊等等)。機器人系統100可將一或多個物品(例如一訂單之(若干)物品)儲存於一緩衝或暫存區域中，而一或多個其他物品堆疊於一棧板上。作為一實例，一或多個物品可儲存於緩衝或暫存區域中直至使得機器人系統100判定一或多個物品在棧板上(例如在堆疊上)之各自放置滿足(例如超過)一臨限配合或臨限穩定性。臨限配合或臨限穩定性可為一預界定值或至少部分基於歷史資訊憑經驗判定之一值。一機器學習演算法可結合判定一物品在一堆疊上之放置是否預期滿足(例如超過)一臨限配合或臨限穩定性及/或結合判定臨限配合或臨限穩定性(例如量測一模擬或模型以評估是否將物品放置於堆疊上所依之臨限值)來實施。
在所展示之實例中，機械臂102配備有一吸力型末端執行器(例如末端執行器108)。末端執行器108具有複數個吸盤110。機械臂102用於將末端執行器108之吸盤110定位於待拾取之一物品上(如所展示)，且一真空源提供吸力來抓取物品、自傳送帶104提升物品及將物品放置於收容器106上之一目的地位置處。可實施各種類型之末端執行器。
在各種實施例中，安裝於末端執行器108上之3D或其他攝影機112及安裝於其中部署機器人系統100之一空間中之攝影機114、116之一或多者用於產生影像資料，其用於識別傳送帶104上之物品及/或判定抓取、拾取/放置及將物品堆疊於收容器106上(或視情況將物品放置於緩衝或暫存區域中)之一計畫。在各種實施例中，未展示之額外感測器(例如體現於傳送帶104及/或機械臂102中及/或鄰近於傳送帶104及/或機械臂102之重量或力感測器、吸盤110之x-y平面及/或z方向(垂直方向)中之力感測器等等)可用於識別傳送帶104及/或其中(例如藉由機器人系統100)定位及/或重新定位物品之其他源及/或暫存區域上之物品、判定該等物品之屬性、抓取該等物品、拾取該等物品、使該等物品移動通過一判定軌跡及/或將該等物品放置於收容器106上或收容器106中之一目的地位置中。
在所展示之實例中，攝影機112安裝於末端執行器108之本體之側上，但在一些實施例中，攝影機112及/或額外攝影機可安裝於其他位置中，例如在末端執行器108之本體之下側上(例如，自吸盤110之間的一位置指向下)、或在機械臂102之分段或其他結構上或其他位置。在各種實施例中，諸如112、114及116之攝影機可用於讀取在傳送帶104上之物品上可見及/或包括傳送帶104上之物品之文字、商標、照片、圖紙、影像、標記、條碼、QR碼或其他編碼及/或圖形資訊或內容。
在所展示之實例中，機器人系統100包括經組態以回應於控制信號而自一間隔物材料供應施配一定數量之間隔物材料128之一施配器裝置126。施配器裝置126可安置於機械臂102上或工作空間之接近度內(例如工作空間之一臨限距離內)。例如，施配器裝置126可揭示於機械臂102之工作空間內，使得施配器裝置126將間隔物材料施配於收容器106 (例如棧板)上或該收容器周圍或機械臂102之末端執行器108之一預定距離內。在一些實施例中，施配器裝置126包括經組態以將施配器裝置126安裝於機械臂102之一末端執行器108上或該末端執行器鄰近處之一安裝硬體。安裝硬體係一支架、一帶子及一或多個緊固件等等之至少一者。作為一實例，施配器裝置126可包括偏置施配器裝置126內之供應材料以自施配器裝置126噴射施配之一偏置裝置/機構。施配器裝置126可包含用於控制間隔物材料128之施配(例如，防止在未致動一閘控結構之情況下施配間隔物材料128且容許間隔物材料128之施配回應於致動而施配)之閘控結構。
施配器裝置126可包括經組態以接收一控制信號之一通信介面。例如，施配器裝置126可與諸如控制電腦118之一或多個終端機通信。施配器裝置126可經由一或多個有線連接及/或一或多個無線連接與一或多個終端機通信。在一些實施例中，施配器裝置126將資訊傳送至一或多個終端機。例如，施配器裝置126可向控制電腦118發送施配器裝置126之一狀態之一指示(例如施配器裝置126是否正常操作之一指示)、包括於施配器裝置126中之間隔物材料之一類型之一指示、施配器裝置126中之間隔物材料之一供應量之一指示(例如施配器裝置是否滿載、清空、半滿等等之一指示)。控制電腦118可結合控制施配器裝置126使用以施配一定數量之間隔物材料。例如，控制電腦118可判定一間隔物將結合碼垛一或多個物品使用以致提高收容器106上/收容器106中之物品堆疊之預期穩定性之一穩定性。控制電腦118可判定用於結合碼垛一或多個物品使用之間隔物材料之數量(例如間隔物之一數目、間隔物材料之一量等等)。例如，用於結合碼垛一或多個物品使用之間隔物材料之數量可至少部分基於判定用於碼垛一或多個物品之一計畫來判定。
在一些實施例中，施配器裝置126包括經組態以回應於控制信號而自間隔物材料128之一供應施配一定數量之間隔物材料之一致動器。回應於判定一間隔物/間隔物材料將結合碼垛一或多個物品使用，控制電腦118可產生控制信號來引起致動器施配一定數量之間隔物材料。控制信號可包括將用作間隔物之間隔物材料128之數量之一指示。
根據各種實施例，一間隔物或一間隔物材料128係剛性塊。例如，間隔物或一間隔物材料可為一剛性泡棉塊。在一些實施例中，一間隔物或一間隔物材料包括聚胺基甲酸酯。
在一些實施例中，間隔物材料128之供應包括複數個預切塊。複數個預切塊可預載至將複數個預切塊偏置至一施配端之一彈簧負載匣中。回應於一預切塊自匣施配，複數個預切塊之另一者被推動至下一同軸位置以自匣施配。
在一些實施例中，間隔物材料128之供應包括一塊較大間隔物材料、一條間隔物材料及一卷間隔物材料之一或多者。施配器裝置126或一機器人系統100可包括經組態以自間隔物材料128之供應切割一定數量之間隔物材料之一切割器。回應於信號提供至致動器，致動器可引起切割器自間隔物材料128之供應切割一定數量之間隔物材料128。
在一些實施例中，間隔物材料128之供應包括液體前驅物。回應於信號提供至致動器，致動器引起一定數量之間隔物材料128施配至一棧板或棧板上之一物品堆疊之一表面上。所施配前驅物可在施配至棧板或棧板上之物品堆疊之表面上之後硬化。
在一些實施例中，間隔物材料供應包括一擠製材料。回應於信號提供至致動器，擠製材料填充至一所要大小及一所要硬度之一或多者。擠製材料可回應於判定擠製材料填充至所要大小及所要硬度之一或多者而密封。在一些實施例中，擠製材料填充有一流體。流體可為空氣、水等等之一或多者。在一些實施例中，擠製材料填充有一凝膠。
在各種實施例中，一機器人控制之施配器工具或機器填充箱之間及/或鄰近於箱之空隙以準備表面區域用於放置下一箱/層。在一些實施例中，機器人系統100可使用一機械臂102來拾取/放置預界定切割材料及/或可動態修整間隔物材料128以適應放置下一物品之表面區域之需要。在一些實施例中，機器人控制之施配器裝置126或包括機器人控制之施配器之機器人碼垛系統包括一裝置，其用於修整設定來自一長管及/或封裝之一長方體之大小且結合準備表面區域用於系統判定無法正常配合於棧板表面區域上(例如前一層之一上表面上)之下一箱或物品來將長方體放置於一既有棧板上。間隔物可包含(但不限於)泡棉、一充氣塑膠包、木材、金屬、塑膠等等。施配器裝置126可將長方體(例如間隔物)直接放置(例如噴射、施配等等)於棧板上，及/或裝置可將長方體(例如間隔物)施配於機械臂附近，且末端執行器可將長方體(例如間隔物)重新定位/放置於棧板表面區域上。施配器裝置126可施配一預定量(例如一校正量或一預期量)之間隔物材料128以校正或改良層上(例如層之上表面上)之箱或物品之間的表面區域差異以準備表面區域用於下一箱或物品。
進一步參考圖1，在所展示之實例中，機器人系統100包含一控制電腦118，在此實例中，控制電腦118經組態以經由無線通信(但在各種實施例中，在有線及無線通信之一或兩者中)與諸如機械臂102、傳送帶104、末端執行器108及感測器(諸如攝影機112、114及116及/或圖1中未展示之重量、力及/或其他感測器)之元件通信。在各種實施例中，控制電腦118經組態以使用來自感測器(諸如攝影機112、114及116及/或圖1中未展示之重量、力及/或其他感測器)之輸入來查看、識別及判定裝載至收容器106中及/或自收容器106卸載之物品之一或多個屬性。在各種實施例中，控制電腦118使用儲存於控制電腦118上及/或控制電腦118可存取之一庫中之物品模型資料來識別一物品及/或其屬性，例如基於影像及/或其他感測器資料。控制電腦118使用對應於一物品之一模型來判定及實施將物品與其他物品一起堆疊於一目的地(例如收容器106)中/該目的地上之一計畫。在各種實施例中，物品屬性及/或模型用於判定抓取、移動及放置一物品於一目的地位置(例如判定其中將放置物品之一判定位置，作為將物品堆疊於收容器106中/收容器106上之一計畫/重新計畫程序之部分)中之一策略。
在所展示之實例中，控制電腦118連接至一「按需」遙控裝置122。在一些實施例中，若控制電腦118無法在一全自動模式中進行(例如，抓取、移動及放置一物品之一策略無法判定及/或依使得控制電腦118不具有在一全自動模式中完成物品取放之一策略之一方式失敗)，則控制電腦118提示一人類使用者124 (例如)藉由使用遙控裝置122操作機械臂102及/或末端執行器108抓取、移動及放置物品來干預。
關於機器人系統100之操作之一使用者介面可由控制電腦118及/或遙控裝置122提供。使用者介面可提供機器人系統100之一當前狀態，包含關於棧板(或與其相關聯之物品堆疊)之一當前狀態、碼垛或卸垛之一當前訂單或艙單、機器人系統100之一效能(例如按時間碼垛/卸垛之物品之一數目)等等之資訊。一使用者可選擇使用者介面上之一或多個元件或否則將一輸入提供至使用者介面以啟動或暫停機器人系統100及/或機器人系統100中之一特定機械臂。
根據各種實施例，機器人系統100實施一機器學習程序以模型化一棧板之一狀態以致產生棧板上之一堆疊之一模型。機器學習程序可包含用於模型化棧板之狀態之一自適應及/或動態程序。機器學習程序可界定及/或更新/精進機器人系統100藉由其來產生棧板之狀態之一模型之一程序。模型可至少部分基於來自機器人系統100中之一或多個感測器之輸入(例如自機器人系統100中之一或多個感測器獲得之資訊)來產生，例如機械臂102之工作空間內之一或多個感測器或感測器陣列。模型可至少部分基於堆疊之一幾何形狀、一視覺回應(例如由工作空間中之一或多個感測器獲得之資訊)及機器學習程序等等來產生。機器人系統100可結合判定碼垛/卸垛一或多個物品之一高效(例如最大化/最佳化一效率)方式來使用模型，且碼垛/卸垛方式可由一最小臨限穩定性值定界。用於碼垛/卸垛一或多個物品之程序可由一使用者管理員組態。例如，藉由其來最大化碼垛/卸垛程序之一或多個度量可為可組態的(例如由使用者/管理員設定)。
在碼垛一或多個物品之背景中，機器人系統100可產生棧板之狀態之模型，結合判定是否將一物品放置於棧板上(例如堆疊上)及選擇將物品放置於棧板上之一計畫，包含其中將放置物品之一目的地位置、物品沿其自一源位置(例如一當前目的地，諸如一傳送帶)移動至目的地位置之一軌跡。機器人系統100亦可結合判定釋放物品之一策略或否則將物品放置於棧板上(例如將一力施加於物品以使物品貼合堆疊)來使用模型。模型化棧板之狀態可包含模擬在棧板上(例如堆疊上)之不同目的地位置處放置物品及判定預期由在不同位置處放置物品導致之對應不同預期配合及/或預期穩定性(例如穩定性度量)。機器人系統100可選擇預期配合及/或預期穩定性滿足(例如超過)一對應臨限值之一目的地位置。另外或替代地，機器人系統100可選擇最佳化預期配合(例如堆疊上之物品之預期配合)及/或預期穩定性(例如堆疊之預期穩定性)之一目的地位置。
相反地，在自一棧板(例如棧板上之一堆疊)卸垛一或多個物品之背景中，機器人系統100 (例如控制電腦118)可產生棧板之狀態之模型，結合判定是否移除棧板上(例如堆疊上)之一物品及選擇自棧板移除物品之一計畫。棧板之狀態之模型可結合判定自棧板移除物品之一順序來使用。例如，控制電腦118可使用模型來判定移除一物品是否預期引起棧板(例如堆疊)之狀態之穩定性下降至低於一臨限穩定性。機器人系統100 (例如控制電腦118)可模擬自棧板移除一或多個物品且選擇自棧板移除物品之一順序以最佳化棧板(例如堆疊)之狀態之穩定性。機器人系統100可使用模型來判定自棧板移除之下一物品。例如，控制電腦118可至少部分基於判定移除物品期間及/或移除物品之後的堆疊之一預期穩定性超過一臨限穩定性來選擇一物品作為自棧板移除之下一物品。模型及/或機器學習程序可結合判定自堆疊拾取一物品之策略來使用。例如，在選擇一物品作為自堆疊移除之下一物品之後，機器人系統100可判定拾取物品之策略。拾取物品之策略可至少部分基於棧板之狀態(例如堆疊之一判定穩定性)、物品之一屬性(例如一大小、形狀、重量或預期重量、重心、封裝類型等等)、物品之一位置(例如相對於堆疊中之一或多個其他物品)、堆疊上之另一物品之一屬性(例如一鄰近物品之一屬性等等)等等。
根據各種實施例，一機器學習程序結合改良抓取策略(例如抓取一物品之策略)來實施。機器人系統100可獲得關於待碼垛/卸垛之一或多個物品之屬性資訊。屬性資訊可包括物品之一定向、一材料(例如一封裝類型)、一大小、一重量(或預期重量)或一重心等等之一或多者。機器人系統100亦可獲得一源位置(例如關於自其拾取物品之輸入傳送帶之資訊)，且可獲得關於其上將放置物品之一棧板(或將自其判定目的地棧板之棧板組，諸如對應於物品堆疊順序之一組棧板)之資訊。結合判定取放物品之一計畫，機器人系統100可使用關於物品之資訊(例如屬性資訊、目的地位置等等)來判定拾取物品之一策略。拾取策略可包含拾取位置之一指示(例如其中機械臂102將諸如經由末端執行器接合物品之物品上之一位置)。拾取策略可包含為拾取物品所施加之一力及/或機械臂102將藉由其來抓取物品同時將物品自一源位置移動至目的地位置之一固持力。機器人系統100可使用機器學習程序來至少部分基於關於物品之資訊(例如屬性資訊、目的地位置等等)與拾取物品之效能(例如與過去反覆取放物品或類似物品(諸如共用一或多個類似屬性之物品)相關聯之歷史資訊)之間的一相關聯性來改良拾取策略。
根據各種實施例，機器人系統100可回應於判定使用間隔物或一定數量之間隔物材料128將改良導致棧板上之物品之一改良堆疊(例如，提高物品堆疊之穩定性)而判定結合碼垛一或多個物品來使用間隔物或一定數量之間隔物材料128。在一些實施例中，判定結合將一組N個物品放置於棧板上放置一或多個間隔物將導致棧板上之物品之一改良堆疊係至少部分基於一堆積密度、一水平頂面及一穩定性之一或多者。在一些實施例中，判定結合將一組N個物品放置於棧板上放置一或多個間隔物將導致棧板上之物品之一改良堆疊係至少部分基於判定具有一組N個物品之物品堆疊之一堆積密度高於未藉由一或多個間隔物將一組N個物品放置於棧板上時之一堆積密度。在一些實施例中，判定結合將一組N個物品放置於棧板上放置一或多個間隔物將導致棧板上之物品之一改良堆疊係至少部分基於判定一頂面比未藉由一或多個間隔物將一組N個物品放置於棧板上時之一頂面水平。在一些實施例中，判定結合將一組N個物品放置於棧板上放置一或多個間隔物將導致棧板上之物品之一改良堆疊係至少部分基於判定具有一組N個物品之物品堆疊之一穩定性高於未藉由一或多個間隔物將一組N個物品放置於棧板上時之一穩定性。N可為一正整數(例如小於將在整個棧板中碼垛之物品之一總數之一正整數)。
作為一實例，因為N可小於將碼垛之物品之一總數，所以機器人系統100可能使其物品堆疊之最佳化受限(例如，機器人系統可僅計畫一次放置N個物品)。因此，一或多個間隔物之使用增加與放置N個物品相關聯之自由度之數目。機器人系統100可使用一或多個間隔物來最佳化N個物品之堆疊(或達成具有N個物品之一「足夠好」堆疊，諸如滿足一最小穩定性臨限值之一堆疊)。機器人系統100可結合判定是否使用一或多個間隔物、待使用間隔物之一數目、間隔物之一放置等等來使用一成本函數。例如，成本函數可包含一穩定性值、放置一或多個物品之一時間、物品堆疊之一堆積密度、物品堆疊之上表面之頂部之一平坦度值或變動程度及供應材料之一成本等等之一或多者。
根據各種實施例，控制電腦118控制機器人系統100結合提高一收容器106 (例如一棧板)上物品堆疊之一穩定性將一間隔物放置於收容器106或一物品堆疊上。作為一實例，可回應於判定物品堆疊之一穩定性估計(例如可能，諸如超過一預界定可能性臨限值之一概率)在使用間隔物時提高而放置間隔物。作為另一實例，控制電腦118可控制機器人系統回應於判定物品堆疊之一穩定性小於一臨限穩定性值及/或物品堆疊之穩定性估計小於結合放置一組物品(例如一組N個物品，N係一整數)之一臨限穩定性值而使用間隔物。
根據各種實施例，控制電腦118可至少部分基於一物品堆疊之一模型及/或放置一組一或多個物品之一模擬來判定一物品堆疊之穩定性。一電腦系統可獲得(例如，判定)一物品堆疊之一當前模型，且模型化(例如，模擬)一組物品之放置。結合模型化物品堆疊，可判定物品堆疊之一預期穩定性。物品堆疊之模型化可包含結合模型化一組物品之放置來模型化一間隔物之放置。
在一些實施例中，控制電腦118可至少部分基於物品堆疊(或模擬物品堆疊)及/或間隔物之一頂面之一或多個屬性來判定物品堆疊(或模擬物品堆疊)之穩定性。例如，頂面之一平坦程度之一量測可結合判定物品堆疊之穩定性使用。將一箱放置於一平坦表面上可導致物品之一穩定放置及/或堆疊。作為另一實例，頂面上之一平坦區域之一表面區域可結合判定一物品在物品堆疊上放置之穩定性或預期穩定性來使用。物品堆疊之一頂面上之一平坦區域相對於放置於物品堆疊上之一物品之一底面越大，物品堆疊之穩定性將滿足(例如，超過)一臨限穩定性值之可能性越大。
根據各種實施例，機器人系統100產生一棧板或棧板上之一或多個物品之一堆疊之一模型，且至少部分基於棧板或棧板上之一或多個物品之堆疊之模型來結合一或多個物品之碼垛判定間隔物或間隔物材料放置。機器人系統100可產生一棧板或棧板上之一或多個物品之一堆疊之至少一頂面之一模型，判定接著放置於棧板上之一組N個物品(例如，N係一正整數)，判定結合將一組N個物品放置於棧板上放置一或多個間隔物將導致比未藉由間隔物放置一組N個物品之一所得堆疊改良之棧板上之一物品堆疊，產生一或多個控制信號來引起致動器施配對應於一或多個間隔物之一定數量之間隔物材料，且結合將一組N個物品放置於棧板上將一或多個控制信號提供至致動器。
根據各種實施例，待碼垛物品之間的物品(例如物品類型)之變動可使物品之碼垛依一穩定方式(例如物品堆疊之穩定性根據其來滿足一臨限穩定性值之一方式)複雜化。在一些實施例中，控制電腦118僅能夠預測特定數目個待碼垛物品。例如，系統可具有N個待碼垛物品之一佇列/緩衝區，其中N係一正整數。N可為堆疊於一棧板上之物品之一總數之一子集。例如，N可相對於堆疊於棧板上之物品之總數相對較小。因此，機器人系統100僅能夠使用下N個已知物品來最佳化物品之堆疊。例如，機器人系統100可根據物品堆疊之當前狀態(例如一當前模型)及與接著堆疊之N個物品相關聯之一或多個屬性來判定堆疊一或多個物品之一計畫。在一些實施例中，一或多個間隔物之使用可提供接著堆疊N個物品之方式之靈活性及/或可提高物品堆疊之穩定性。
各種實施例包含在一棧板上碼垛相對大量混合箱或物品。待碼垛之各種箱及物品可具有不同屬性，諸如高度、形狀、大小、剛性、封裝類型等等。各種箱或物品之一或多個屬性之間的變動可引起物品難以依一穩定方式放置於一棧板上。在一些實施例中，機器人系統100 (例如控制電腦118)可判定具有比放置一物品下方之箱或其他物品大之一表面區域(例如一更大底面)之物品之一目的地位置(例如其中將放置一物品之一位置)。在一些實施例中，具有不同高度(例如不同箱高度)之物品可放置於棧板之相對較高區域上(例如大於等於一最大棧板高度乘以0.5之一高度臨限值之一高度、大於等於一最大棧板高度乘以2/3之一高度臨限值之一高度、大於等於一最大棧板高度乘以0.75之一高度臨限值之一高度、大於等於一最大棧板高度乘以另一預界定值之一高度臨限值之一高度)。
根據各種實施例，一機器學習程序結合改良間隔物材料施配/使用策略(例如結合碼垛一或多個物品使用間隔物材料之策略)來實施。機器人系統100可獲得關於待碼垛/卸垛之一或多個物品之屬性資訊、關於結合碼垛/卸垛一或多個物品使用之一或多個間隔物之屬性資訊。屬性資訊可包括物品之一定向、一材料(例如一間隔物材料類型)、一大小、一重量(或預期重量)或一重心、一剛性、一尺寸等等之一或多者。機器人系統100亦可獲得一源位置(例如關於物品將自其拾取之輸入傳送帶之資訊)，且可獲得關於物品將放置於其上之一棧板(或目的地棧板將自其判定之一組棧板，諸如對應於堆疊物品順序之一組棧板)之資訊。結合判定取放物品之一計畫，機器人系統100可使用關於物品之資訊(例如屬性資訊、目的地位置等等)來判定碼垛物品(例如，拾取及/或放置物品)之一策略。碼垛策略可包含一拾取位置(例如其中機械臂102將(諸如)經由末端執行器接合物品之物品上之一位置)及一目的地位置(例如棧板/收容器106或物品堆疊上之一位置)之一指示。碼垛策略可包含為拾取物品所施加之一力及/或機械臂102將藉由其來抓取物品同時將物品自一源位置移動至目的地位置之一固持力、機械臂使物品沿其移動至目的地位置之一軌跡、結合將物品放置於目的地位置處使用之間隔物材料之一數量(若存在)之一指示及放置間隔物材料之一計畫。機器人系統100可使用機器學習程序來至少部分基於關於物品之資訊(例如屬性資訊、目的地位置等等)與以下之一或多者之間的一相關聯性來改良碼垛策略：(i)拾取及/或放置物品之效能(例如與過去反覆取放物品或類似物品(諸如共用一或多個類似屬性之物品)相關聯之歷史資訊)；(ii)在物品放置於目的地位置處之後的物品堆疊之一穩定性之效能，諸如相對於使用物品堆疊之一模型產生之一預期穩定性(例如與過去反覆碼垛物品或類似物品(諸如共用一或多個類似屬性之物品)相關聯之歷史資訊)；及(iii)物品及/或間隔物材料放置於目的地位置處之後的物品堆疊之一穩定性之效能，諸如相對於使用物品堆疊之一模型產生之一預期穩定性(例如與過去反覆碼垛物品或類似物品及/或間隔物(諸如共用一或多個類似屬性之物品/間隔物)相關聯之歷史資訊)。在一些實施例中，機器人系統100可使用機器學習程序來至少部分基於關於所碼垛之間隔物及/或一或多個物品之資訊(例如屬性資訊、目的地位置等等)與使用一或多個間隔物碼垛一組物品相對於使用一或多個間隔物碼垛一組物品之一預期穩定性(例如基於使用物品堆疊之一模型模擬物品碼垛之預期穩定性)之一穩定性效能之間的一相關聯性來改良結合碼垛策略使用一或多個間隔物。
圖1B係繪示包含用於施配一間隔物之一裝置之一機器人系統之一實施例的一圖式。
參考圖1B，提供機械臂102之一實例(例如圖1A之機器人系統100之機械臂102)。在所展示之實例中，機器人系統包含施配器裝置126a。施配器裝置126a經組態以回應於控制信號而施配一定數量之間隔物材料128 (例如，來自一間隔物材料供應136)。在一些實施例中，施配器裝置126a包含經組態以接收一控制信號(例如結合致動一致動器使用或用於施配間隔物材料128之一信號)之一通信介面130a。例如，通信介面130a自諸如機器人系統100之控制電腦118之一控制系統接收控制信號。在一些實施例中，施配器裝置126a包含經組態以回應於控制信號而自一間隔物材料供應136施配一定數量之間隔物材料128之一致動器。作為一實例，致動器包含一致動器模組132a及一或多個推板134a及/或134b (或用於自施配器裝置126a施配間隔物材料128之此其他類似裝置或模組)。回應於致動器模組132a接收一控制信號(例如對應於施配/噴射間隔物材料128之一指令之信號)，致動器模組132a致動推板134a及/或134b施配間隔物材料128。例如，推板134a及/或134b之致動引起推板134a及/或134b對施配器材料(例如間隔物材料128)或包括於施配器裝置126a中之間隔物材料供應136施加力以引起施配器材料(例如間隔物材料128)自施配器裝置126a噴射或施配。施配器材料(例如間隔物材料128)可執行(諸如)一特定大小之塊。在一些實施例中，施配器裝置126a包括於機械臂102中(或與機械臂102整合)。在一些實施例中，施配器裝置126a包括於機器人系統中(或與機器人系統整合)，諸如安置於機械臂102之接近度內。施配器裝置126a可包含經組態以將施配器裝置126a安裝於一機械臂102之一末端執行器上或該末端執行器鄰近處之安裝硬體。在所展示之實例中，安裝硬體包含一安裝臂138a及/或一安裝板138b之一或多者。可實施各種其他安裝硬體(例如一支架、一帶子及一或多個緊固件等等)。
圖1C係繪示包含用於施配一間隔物之一裝置之一機器人系統之一實施例的一圖式。
參考圖1C，提供機械臂102之一實例(例如圖1A之機器人系統100之機械臂102)。在所展示之實例中，機器人系統包含施配器裝置126b。施配器裝置126b經組態以回應於控制信號而施配一定數量之間隔物材料(例如，來自一間隔物材料供應)。在一些實施例中，間隔物材料係一流體或凝膠。例如，間隔物材料可呈流體或凝膠形式，且間隔物材料可硬化以回應於施配而變成一相對更剛性間隔物。間隔物材料(例如流體或凝膠)可儲存於一箱140a中，諸如儲存間隔物材料供應之一箱(或容納間隔物材料供應之其他類似容體)。施配器裝置126b包含或連接至將間隔物材料自箱140a中之間隔物材料供應傳送至一噴嘴用於施配之一軟管142a (或其他此通道)。
在一些實施例中，施配器裝置126b包含經組態以接收一控制信號(例如結合致動一致動器使用或用於施配間隔物材料及/或用於引起間隔物材料自諸如箱140a中之間隔物材料供應傳送至施配器裝置126b之一噴嘴或出口之一信號)之一通信介面130b。例如，通信介面130b自諸如機器人系統100之控制電腦118之一控制系統接收控制信號。在一些實施例中，施配器裝置126b包含經組態以回應於控制信號而自一間隔物材料供應施配一定數量之間隔物材料之一致動器模組132b。回應於致動器模組132b接收一控制信號(例如對應於施配/噴射間隔物材料之一指令之信號)，致動器模組132b引起施配器材料自箱140a流動且自施配器裝置126b施配或噴射(諸如經由一噴嘴)。作為一實例，致動器模組132致動(例如打開/關閉)一或多個閥以引起間隔物材料自箱140a流動及/或自施配器裝置126b施配。在一些實施例中，施配器裝置126b包括於機械臂102中(或與機械臂102整合)。在一些實施例中，施配器裝置126b包括於機器人系統中(或與機器人系統整合)，諸如安置於機械臂102 (例如機械臂102之一末端執行器108)之接近度內。施配器裝置126b可包含經組態以將施配器裝置126b安裝於一機械臂102之一末端執行器上或該末端執行器鄰近處之安裝硬體。在所展示之實例中，安裝硬體包含一安裝臂138c之一或多者。可實施各種其他安裝硬體(例如一支架、一帶子及一或多個緊固件等等)。
圖1D係繪示包含用於施配一間隔物之一裝置之一機器人系統之一實施例的一圖式。
參考圖1D，提供機械臂102之一實例(例如圖1A之機器人系統100之機械臂102)。在所展示之實例中，機器人系統包含施配器裝置126c。施配器裝置126c經組態以回應於控制信號而施配一定數量之間隔物材料(例如，來自一間隔物材料供應)。在一些實施例中，間隔物材料包含施配至一塑膠袋或其他擠製材料150 (例如一聚合材料等等)中之一流體或凝膠152。例如，一間隔物包含填充(例如，至一判定/預定容積、形狀或剛性等等)有諸如一流體或凝膠152之間隔物材料之塑膠袋或其他擠製材料150。回應於判定塑膠袋或其他擠製材料150已填充至一臨限位準(例如一預定容積、形狀、剛性等等)，施配器裝置126c可密封塑膠袋或其他擠製材料150。塑膠袋或其他擠製材料150可儲存於一箱140b中，諸如一箱(或容納間隔物材料供應之其他類似容體)。諸如一流體或凝膠152之間隔物材料可儲存於一箱140c中，諸如儲存間隔物材料供應之一箱(或容納間隔物材料供應之其他類似容體)。施配器裝置126c包含或連接至一或多個軟管142b及/或142c (或其他此通道)，其將塑膠袋或其他擠製材料150及間隔物材料自箱140b及/或箱140c中之間隔物材料供應傳送至一或多個噴嘴用於施配。作為一實例，一第一噴嘴146經組態以施配塑膠袋或其他擠製材料150，且一第二噴嘴148經組態以施配諸如一流體或凝膠152之間隔物材料。在一些實施例中，塑膠袋或其他擠製材料150及流體或凝膠152自施配器裝置126c共同施配。
在一些實施例中，施配器裝置126c包含經組態以接收一控制信號(例如結合致動一致動器使用或用於施配塑膠袋或其他擠製材料150及流體或凝膠152及/或用於引起塑膠袋或擠製材料150及流體或凝膠152自箱140b及/或140c傳送至施配器裝置126c之一或多個噴嘴或出口之一信號)之一通信介面130c。例如，通信介面130c自諸如機器人系統100之控制電腦118之一控制系統接收控制信號。在一些實施例中，施配器裝置126c包含經組態以回應於控制信號而施配一定數量之間隔物(例如一定數量之塑膠袋或其他擠製材料150及流體或凝膠152及/或引起來自箱140b及/或140c之擠製材料150及流體或凝膠152)之一致動器模組132c。回應於致動器模組132c接收一控制信號(例如對應於施配/噴射間隔物之一指令之信號)，致動器模組132c引起間隔物材料自箱140c流出且自施配器裝置126c施配或噴射，諸如經由一或多個噴嘴(例如一第一噴嘴146及/或一第二噴嘴148)。作為一實例，致動器模組132致動(例如打開/關閉)一或多個閥以引起塑膠袋或其他擠製材料150及流體或凝膠152自箱140b及/或140c流出及/或自施配器裝置126c施配。在一些實施例中，施配器裝置126c包括於機械臂102中(或與機械臂102整合)。在一些實施例中，施配器裝置126c包括於機器人系統中(或與機器人系統整合)，諸如安置於機械臂102 (例如機械臂102之一末端執行器108)之接近度內。施配器裝置126c可包含經組態以將施配器裝置126c安裝於一機械臂102之一末端執行器上或該末端執行器鄰近處之安裝硬體。在所展示之實例中，安裝硬體包含一安裝臂138c之一或多者。可實施各種其他安裝硬體(例如一支架、一帶子及一或多個緊固件等等)。
圖2係繪示用於碼垛及/或卸垛一物品之一程序之一實施例的一流程圖。
參考圖2，程序200可由圖1之機器人系統100實施。例如，程序200可由控制電腦118實施。
在210中，獲得一物品清單。物品清單可對應於將共同碼垛於一或多個棧板上之一組物品。根據各種實施例，待碼垛之一組物品至少部分基於將履行一艙單或訂單之一指示來判定。例如，回應於接收一訂單，可產生訂單之一物品清單。作為另一實例，可產生對應於發送至相同接收者之複數個訂單之一物品清單。
物品可位於一倉庫內之一貨架或其他位置上。為碼垛物品，將物品移動至碼垛物品之一機器人系統。例如，物品可放置於一或多個傳送帶上，傳送帶將物品移動至將物品碼垛至一或多個棧板上之一或多個機械臂之範圍內。回應於獲得物品清單，至少物品與一特定機械臂、對應於特定機械臂之一預界定區及/或一特定棧板(例如一棧板識別符、定位至一預界定區中之一棧板)等等相關聯。
在230中，執行計畫(或重新計畫)以產生基於物品清單及可用感測器資訊拾取/放置物品之一計畫。計畫可包含擷取物品清單上之一或多個物品且將此等物品放置於對應一或多個傳送帶上以將物品運載至一機械臂之一或多個策略。根據各種實施例，物品清單上之物品提供至可應用機械臂用於碼垛之一順序至少部分基於物品清單判定。
在一些實施例中，取放一物品之計畫可包含結合物品之放置使用一或多個間隔物之一計畫。例如，計畫可包含在放置物品之前或放置物品之後放置一或多個間隔物之一計畫/策略。放置一或多個間隔物之計畫/策略可至少部分基於棧板上之物品堆疊之一模型(例如物品堆疊之一當前模型)來判定。機器人系統可模擬放置物品(例如，在物品棧板/堆疊上之不同位置處，及/或具有不同數目個間隔物或此等間隔物之位置)。
物品經放置於傳送帶上之順序可至少粗略地基於物品及一或多個棧板上之一預期物品堆疊。例如，系統判定將物品放置於傳送帶上之順序可產生物品之一(若干)預期堆疊之一模型，且基於模型來判定順序(例如，以首先輸送形成堆疊之基底/底部之物品且逐步將物品輸送至堆疊較高處)。若物品清單上之物品將碼垛於複數個棧板上，則預期形成各自堆疊之基底/底部(或否則相對靠近堆疊之底部)的物品可在預期實質上位於堆疊之中部或頂部之物品之前被放置於傳送帶上。將被碼垛於複數個棧板上之各種物品可係彼此散置的，且機器人系統可在到達機械臂之後分類物品(例如，機械臂可至少基於物品(諸如物品之識別符或物品之一屬性)來將物品取放至一可應用棧板上)。因此，對應於對應堆疊之基底/底部部分的物品可係彼此散置的，且用於各棧板/堆疊之各種物品可在構建對應堆疊時被放置於傳送帶上。
在一些實施例中，一組物品移動(例如，碼垛及/或卸垛)之順序及/或方式係至少部分基於與移動一組物品相關聯的一成本或與移動一組物品中之至少一者相關聯的一成本。系統可基於最小化/最佳化移動一組物品或一組物品之至少一者的成本來判定一組物品中之至少一者將被移動的順序及/或方式。最小化/最佳化成本可為判定與移動經受一或多個條件(例如受限空域、穩定性臨限值、移動物品之時間等等)之物品/一組物品相關聯的一最小/最佳成本。在一些實施例中，最小化/最佳化移動物品/一組物品之成本包含判定移動(若干)物品使得一成本滿足一或多個成本值臨限值之一順序及/或方式。一組物品移動之順序可係基於移動一組物品中之物品(或一組物品中物品之一子集)之一總成本來判定。判定一物品移動之方式可包含判定取放物品之計畫或策略，諸如判定物品沿其移動之一路徑或軌跡。物品移動之方式可係至少部分基於移動物品之一成本。例如，移動物品之一方式可係至少部分基於一或多個成本值臨限值或至少部分基於選擇最小化/最佳化物品移動之一方式來判定。系統可判定物品可移動之一組不同方式(例如不同路徑/軌跡、棧板/堆疊上之不同目的地位置、不同數目個間隔物、其中放置數個間隔物之不同位置、由根據不同方式移動物品導致之預期穩定性等等)，且可選擇一組不同方式中之一最佳者。在一些實施例中，結合移動一物品使用之一成本臨限值包含回應於將物品放置於一目的地位置處之物品堆疊之一穩定性(例如一預期穩定性)。一組不同方式之最佳者可係基於一成本函數來選擇。例如，結合判定一組不同方式之一最佳者的成本函數可係至少部分基於物品堆疊之一預期穩定性。其他變數可被包含於成本函數中，諸如完成移動物品之一時間、與工作空間中之其他物件碰撞或預期碰撞之一可能性等等。在一些實施例中，使用/判定可選擇移動物品之一組不同方式之最佳者之一足夠好方式。例如，一組不同方式之最佳者的足夠好方式可為滿足一或多個臨限值的移動物品方式(例如，移動物品之一成本小於一最大成本臨限值，超過一最小穩定性臨限值，等等)。
系統可針對屬於物品清單之物品產生一或多個預期堆疊之一模型。模型可至少部分基於諸如一配合臨限值或穩定性臨限值、其他堆積度量(例如密度)等等之一或多個臨限值來產生。例如，系統可產生其一預期穩定性值滿足(例如，超過)穩定性臨限值之一堆疊之一模型。堆疊物品之模型及/或模擬可包含判定一或多個間隔物之使用是否將改良配合值或穩定性值、其他堆積度量及若為是，則判定間隔物之一數目及其中將放置間隔物之位置。模型可使用一機器學習程序產生。機器學習程序可基於諸如先前物品堆疊(例如先前堆疊中物品之屬性、關於先前堆疊之效能度量，諸如穩定性、密度、配合等等)之歷史資訊反覆更新。在一些實施例中，與碼垛物品清單上之物品有關之(若干)堆疊之模型至少部分基於物品之一或多個屬性產生。在一些實施例中，與碼垛物品清單上之N個物品(例如，將碼垛系統已知之一組N個物品)有關之(若干)堆疊之模型至少部分基於物品之一或多個屬性產生。
一物品之各種屬性可在判定計畫之前或判定計畫期間獲得。屬性可包含一物品之一大小、一物品之一形狀、一物品之一封裝類型、一物品之一識別符、一物品之一重心、物品是否易碎之一指示、物品之一頂部或底部之一指示等等。作為一實例，關於物品之至少一子集之一或多個屬性可至少部分基於物品清單來獲得。一或多個屬性可至少部分基於由一或多個感測器獲得之資訊及/或藉由執行屬性至物品之一映射之一查找來獲得(例如物品類型、諸如序列號之物品識別符、型號等等)。
在250中，拾取物品且透過一(預定/計畫)軌跡將物品移動至對應傳送帶上將放置物品之位置附近之一位置，且根據230中判定及/或更新之計畫將物品放置於目的地位置處。
在所展示之實例中，(重新)計畫及計畫實施方案(230、250)一直持續至提供物品清單上之物品之高階目標完成(270)，此時程序200結束。在各種實施例中，重新計畫(230)可由諸如以下條件觸發：非預期及/或無法識別之一物品到達、一感測器讀數指示一屬性具有除基於物品識別及/或相關聯物品模型資訊預期之值之外的一值、判定物品堆疊之一穩定性小於一最小穩定性臨限值、指示施配器裝置中(或工作空間內)之一間隔物材料供應小於一最小間隔物供應值等等。非預期條件之其他實例包含(但不限於)判定一預期物品缺失、重新評估物品識別且判定一物品並非原始識別物品、偵測到一物品重量或其他屬性與所識別物品不一致、掉落或需要重新抓取物品、判定一稍後到達物品太重以致無法如原始及/或當前計畫所設想般堆疊於一或多個其他物品上及偵測到堆疊於收容器上之一組物品之不穩定性。
圖3係繪示用於選擇及提供物品用於碼垛之一程序之一實施例的一流程圖。
參考圖3，程序300可由圖1之機器人系統100實施。例如，程序300可由控制電腦118實施。程序300可結合圖2之程序200及/或圖4之系統400執行。
在310中，獲得一物品清單。物品清單可對應於將共同碼垛於一或多個棧板上之一組物品。根據各種實施例，待碼垛之一組物品至少部分基於將履行一艙單或訂單之一指示來判定。作為一實例，物品可為箱。物品可為包括不同屬性之箱，諸如大小、形狀、剛性、標籤、堆積類型、重心等等之一或多者。
在320中，執行計畫(或重新計畫)以產生基於物品清單及可用感測器資訊拾取/放置物品之一計畫。計畫可包含擷取物品清單上之一或多個物品且將此等物品放置於對應一或多個傳送帶上以將物品運載至一機械臂之一或多個策略。根據各種實施例，物品清單上之物品提供至可應用機械臂用於碼垛之一順序至少部分基於物品清單判定。
在一些實施例中，取放一物品之計畫可包含結合放置物品使用一或多個間隔物之一計畫。例如，計畫可包含在放置物品之前或放置物品之後放置一或多個間隔物之一計畫/策略。放置一或多個間隔物之計畫/策略可至少部分基於棧板上之物品堆疊之一模型(例如物品堆疊之一當前模型)判定。機器人系統可模擬放置物品(例如，在物品棧板/堆疊上之不同位置處，及/或具有不同數目個間隔物或此等間隔物之位置)。
根據各種實施例，機器人系統可判定使用一定數量之間隔物或間隔物材料。在一些實施例中，一間隔物可為一預切割形狀及/或大小。在一些實施例中，一間隔物材料供應可包括，待使用之一定數量之間隔物材料自其切割或否則移除之間隔物材料之一總量，諸如一卷間隔物材料或一較大塊。結合碼垛一或多個物品使用之間隔物材料之數量或量可至少部分基於物品堆疊之一穩定性及/或一預期穩定性(諸如基於放置一物品之一模擬)判定。間隔物材料之數量或量可至少部分基於以下之一或多者判定：(i)一物品堆疊之一穩定性(或預期穩定性)、(ii)物品堆疊中一層之頂面之一平坦度或高度之一變動(或預期變動)、(iii)物品堆疊中一層之一頂面之一剛性(或預期剛性)(例如形成頂層之物品之一剛性)、(iv)物品堆疊中(若干)物品之一堆積密度(或預期密度)。
系統可產生屬於物品清單之物品之一或多個預期堆疊之一模型。模型可至少部分基於諸如一配合臨限值或穩定性臨限值、其他堆積度量(例如密度)等等之一或多個臨限值來產生。例如，系統可產生其一預期穩定性值滿足(例如，超過)穩定性臨限值之一堆疊之一模型。堆疊物品之模型及/或模擬可包含判定一或多個間隔物之使用是否將改良配合值或穩定性值、其他堆積度量及若為是，則判定間隔物之一數目及其中將放置間隔物之位置。模型可使用一機器學習程序產生。機器學習程序可基於諸如先前物品堆疊(例如先前堆疊中物品之屬性、關於先前堆疊之效能度量，諸如穩定性、密度、配合等等)之歷史資訊反覆更新。在一些實施例中，與碼垛物品清單上之物品有關之(若干)堆疊之模型至少部分基於物品之一或多個屬性產生。在一些實施例中，與碼垛物品清單上之N個物品(例如，將碼垛系統已知之一組N個物品)有關之(若干)堆疊之模型至少部分基於物品之一或多個屬性產生。
一物品之各種屬性可在判定計畫之前或判定計畫期間獲得。屬性可包含以下之任何一或多者之任何組合：一物品之一大小、一物品之一形狀、一物品之一封裝類型、一物品之一識別符、一物品之一重心、一物品(或一物品之一封裝)之一剛性、物品上之一標籤、物品是否易碎之一指示、物品之一頂部或底部之一指示等等。作為一實例，關於物品之至少一子集之一或多個屬性可至少部分基於物品清單來獲得。一或多個屬性可至少部分基於由一或多個感測器獲得之資訊及/或藉由執行屬性至物品之一映射之一查找來獲得(例如物品類型、諸如序列號之物品識別符、型號等等)。
在330中，執行是否將放置一或多個間隔物(或一定數量之間隔物材料)之一判定。機器人系統可至少部分基於碼垛一組物品、下一物品或下N個物品之一計畫來判定是否將放置一或多個間隔物。
回應於在330中判定不放置一或多個間隔物，程序300進行至340，其中拾取物品且透過一(預定/計畫)軌跡將物品移動至對應傳送帶上將放置物品之位置附近之一位置，且根據320中判定及/或更新之計畫將物品放置於目的地位置處。程序300接著可進行至360。
回應於在330中判定將放置一或多個間隔物，程序300可進行至350，其中根據計畫放置一或多個間隔物。在一些實施例中，放置一或多個間隔物可包括自一施配器裝置獲得一間隔物。例如，間隔物可至少部分基於將一控制信號提供至機器人系統(例如機器人系統中之施配器裝置)來自施配器裝置獲得，且控制信號可引起施配器裝置施配間隔物(或特定數量之間隔物材料)。
在一些實施例中，施配器裝置可包含：一安裝硬體，其經組態以將裝置安裝於一機械臂之一末端執行器上或該末端執行器鄰近處；一通信介面，其經組態以接收控制信號；及一致動器，其經組態以回應於控制信號而自一間隔物材料供應施配一定數量之間隔物材料。機械臂可包括於一機器人碼垛系統中。在一些實施例中，機器人碼垛系統可判定將結合碼垛一或多個物品放置一間隔物，且產生控制信號來引起致動器施配一定數量之間隔物材料。末端執行器可為一手爪。手爪可為一基於吸力之手爪，諸如一氣壓驅動手爪。
可結合碼垛施配及/或使用之一定數量之間隔物材料可為一預界定數量。在一些實施例中，提供至裝置(例如間隔物/間隔物材料之一施配器)之一控制信號可指示施配為/用作間隔物之間隔物材料之數量。
在一些實施例中，間隔物材料供應包括一塊較大間隔物材料、一條間隔物材料及一卷間隔物材料之一或多者。施配器裝置或一機器人系統可包括經組態以自間隔物材料供應切割一定數量之間隔物材料之一切割器。回應於控制信號提供至致動器，致動器可引起切割器自間隔物材料供應切割一定數量之間隔物材料。
在一些實施例中，間隔物材料供應包括一液體前驅物。回應於控制信號提供至致動器，致動器引起一定數量之間隔物材料施配至一棧板或棧板上之一物品堆疊之一表面上。所施配前驅物可在施配至棧板或棧板上之物品堆疊之表面上之後硬化。在一些實施例中，間隔物材料供應包括一擠製材料。回應於控制信號提供至致動器，擠製材料填充至一所要大小及一所要硬度之一或多者。擠製材料可回應於判定擠製材料填充至所要大小及所要硬度之一或多者而密封。在一些實施例中，擠製材料填充有一流體。流體可為空氣、水等等之一或多者。一流體可基於經由一或多個輸送管(其遠端接近施配器裝置(例如，鄰近於或靠近機械臂之末端執行器))輸送。輸送管之近端可操作地連接至一流體供應。
在一些實施例中，施配器裝置將一或多個間隔物施配至其中間隔物與物品堆疊一起定位之位置。在一些實施例中，一或多個間隔物施配至一暫存區域或靠近機械臂之末端執行器或施配器裝置之一位置，且回應於施配一或多個間隔物，可控制機械臂將一或多個間隔物移動至對應位置。其中施配一或多個間隔物之位置可至少部分基於與施配及移動一或多個間隔物相關聯之一成本函數來判定。例如，其中施配一或多個間隔物之位置可經判定以最小化/最佳化一成本函數或使得與一或多個間隔物相關聯之一成本小於一預界定最大成本。
回應於根據計畫將一或多個間隔物放置於對應位置中，程序300可進行至340。
在所展示之實例中，(重新)計畫及計畫實施方案(320、330、340、350)一直持續至提供物品清單上之物品之高階目標完成(360)，此時程序300結束。在各種實施例中，重新計畫(320)可由諸如以下條件觸發：非預期及/或無法識別之一物品到達、一感測器讀數指示一屬性具有除基於物品識別及/或相關聯物品模型資訊預期之值之外的一值、判定物品堆疊之一穩定性小於一最小穩定性臨限值、指示施配器裝置中(或工作空間內)之一間隔物材料供應小於一最小間隔物供應值等等。非預期條件之其他實例包含(但不限於)判定一預期物品缺失、重新評估物品識別且判定一物品並非原始識別物品、偵測到一物品重量或其他屬性與所識別物品不一致、掉落或需要重新抓取物品、判定一稍後到達物品太重以致無法如原始及/或當前計畫所設想般堆疊於一或多個其他物品上及偵測到堆疊於收容器上之一組物品之不穩定性。
圖4係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例的一圖式。在所展示之實例中，系統400包含一機械臂401。在此實例中，機械臂401係固定的，但在各種替代實施例中，機械臂401可完全或部分移動，例如安裝於一軌道上、在一機動底盤上完全移動等等。在其他實施方案中，系統400可包含具有一工作空間之複數個機械臂。如圖中所展示，機械臂401用於拾取來自一或多個傳送帶(或其他源) 408及410 (例如傳送帶)之任意及/或異種物品及諸如棧板402、棧板404及/或棧板406之一棧板(例如平台或其他收容器)上之物品。在一些實施例中，圖4中未展示之其他機器人可用於將棧板402、棧板404及/或棧板406推動/牽拉至裝載/卸載位置中及/或一卡車或其他運輸目的地等等中。
如圖4中所繪示，系統400可包括一或多個預界定區。例如，棧板402、棧板404及/或棧板406經展示為位於預界定區內。預界定區可藉由在地面上或否則結構地(諸如經由系統400中所展示之框架)標記或標籤來表示。在一些實施例中，預界定區可圍繞機械臂401徑向定位。在一些情況中，將一單一棧板插入至一預界定區中。在其他情況中，將一或多個棧板插入至一預界定區中。各預界定區可位於機械臂401之範圍內(例如使得機械臂401可將物品放置於一對應棧板上或自對應棧板卸垛物品，等等)。在一些實施例中，預界定區或位於一預界定區內之棧板之一者用作其中暫時儲存物品之一緩衝或暫存區域(例如，諸如一直暫時儲存至將物品放置於一預界定區中之一棧板上)。
一或多個物品可提供(例如，運載)至機械臂401之工作空間，諸如經由傳送帶408及/或傳送帶410。系統400可控制傳送帶408及/或傳送帶410之一速度。例如，系統400可獨立於傳送帶410之速度來控制傳送帶408之速度，或系統400可控制傳送帶408及/或傳送帶410之速度。在一些實施例中，系統400可暫停傳送帶408及/或傳送帶410 (例如，允許機械臂401有足夠時間取放物品)。在一些實施例中，傳送帶408及/或傳送帶410運載一或多個艙單(例如訂單)之物品。例如，傳送帶408及傳送帶410可運載一相同艙單及/或不同艙單之物品。類似地，一或多個棧板/預界定區可與一特定艙單相關聯。例如，棧板402及棧板404可與一相同艙單相關聯。作為另一實例，棧板402及棧板406可與不同艙單相關聯。
系統400可控制機械臂401自諸如傳送帶408或傳送帶410之一傳送帶拾取一物品且將物品放置於諸如棧板402、棧板404或棧板406之一棧板上。機械臂401可至少部分基於與物品相關聯之一計畫來拾取物品且將物品移動至一對應目的地位置(例如一棧板或一棧板上之堆疊上之一位置)。在一些實施例中，系統400判定與物品相關聯之計畫(諸如當物品在傳送帶上時)，且系統400可在拾取物品之後更新計畫(例如基於物品之一獲得屬性(例如重量)或回應於由工作空間中之一感測器獲得之資訊，諸如與另一物品或人之一預期碰撞之一指示等等)。系統400可獲得與物品相關聯之一識別符，例如條碼、QR碼或關於物品之其他識別符或資訊。例如，當物品運載於傳送帶上時，系統400可掃描/獲得識別符。回應於獲得識別符，系統400可結合判定其上將放置物品之棧板來使用識別符，諸如藉由對物品識別符至艙單之一映射及/或艙單至棧板之一映射執行一查找。回應於判定對應於物品所屬之艙單/訂單之一或多個棧板，系統400可至少部分基於棧板上之物品堆疊之一模型或模擬及/或棧板上之物品之一放置來選擇其上將放置物品之一棧板。系統400亦可判定選定棧板上其中將放置物品之一特定位置(例如目的地位置)。另外，可判定將物品移動至目的地位置之一計畫，包含可沿其移動物品之一計畫路徑或軌跡。在一些實施例中，當機械臂401移動物品時，更新計畫，例如結合執行一積極措施來改變或適應與工作空間中之一或多個物品/物件相關聯之一偵測狀態或條件(例如，避免一預期碰撞事件、導致物品之一量測重量大於一預期重量、減小物品移動時物品上之剪切力等等)。
根據各種實施例，系統400包括一或多個感測器及/或感測器陣列。例如，系統400可包含傳送帶408及/或傳送帶410之接近度內之一或多個感測器，諸如感測器412、感測器414及/或感測器418。感測器418可為在物品在其下方在傳送帶408上傳遞時掃描物品(例如，獲得物品之資訊)之一掃描器。一或多個感測器可獲得與傳送帶上之一物品相關聯之資訊，例如關於物品上之標籤之一識別符或資訊或物品之一屬性，諸如物品之尺寸。在一些實施例中，系統400包含獲得關於一預界定區及/或區中之一棧板之資訊之一或多個感測器及/或感測器陣列。例如，系統400可包含獲得與棧板406或棧板406所在之預界定區相關聯之資訊之一感測器416。感測器可包含一或多個2D攝影機、3D (例如RGBD)攝影機、紅外及其他感測器以產生一工作空間(或一工作空間之部分，例如一棧板及棧板上之物品堆疊)之三維圖。關於一棧板之資訊可結合判定棧板及/或棧板上之一物品堆疊之一狀態來使用。作為一實例，系統400可至少部分基於關於一棧板之資訊來產生棧板上之一物品堆疊之一模型。系統400繼而可結合判定將一物品放置於一棧板上之一計畫來使用模型。作為另一實例，系統400可至少部分基於關於棧板之資訊來判定一物品堆疊完成。
系統400可傳送一棧板之一狀態及/或機械臂401在一預界定區內之操作。棧板之狀態及/或機械臂之操作可傳送給一使用者或其他人類操作者。例如，系統400可包含關於系統400之狀態(例如一棧板、一預定區、一機械臂等等之一狀態)之資訊經由其來至一終端機(諸如按需遙控裝置122及/或由一人類操作者使用之一終端機)之一通信介面(圖中未展示)。作為另一實例，系統400可包含一預界定區之接近度內之一狀態指示器，例如狀態指示器420及/或狀態指示器422。
狀態指示器420可結合傳送一棧板之一狀態及/或機械臂401在對應預界定區內之操作來使用。例如，若系統400相對於棧板406所在之預界定區活動，則狀態指示器可諸如經由開啟一綠色燈或否則經由狀態指示器420傳送資訊或活動狀態之一指示來指示。回應於判定機械臂401在一預界定區內將一或多個物品積極碼垛於棧板上，可判定系統400相對於預界定區活動。作為另一實例，若系統400相對於棧板406所在之預界定區不活動，則狀態指示器可諸如經由開啟一紅色燈或否則經由狀態指示器420傳送資訊或活動狀態之一指示來指示。回應於判定機械臂401未在預界定區內將一或多個物品積極碼垛於棧板上(例如回應於一使用者暫停該預界定區(或單元))或回應於判定在棧板406上碼垛物品完成，可判定系統400不活動。一人類操作者或使用者可使用狀態指示器作為進入對應預界定區是否安全之一指示。例如，一使用者參與自對應預界定區移除完成棧板或將空棧板插入至對應預界定區中可參考對應狀態指示器且確保在狀態指示器指示預界定區內之操作不活動時進入預界定區。
根據各種實施例，系統400可使用由工作空間內之一或多個感測器獲得之資訊來判定關於棧板及/或堆疊於棧板上之物品之一異常狀態。例如，系統400可至少部分基於由(若干)感測器獲得之資訊來判定一棧板相對於機械臂401及/或對應預界定區未對準。作為另一實例，系統400可至少部分基於由(若干)感測器獲得之資訊來判定一堆疊不穩定、一棧板上之物品在經歷一紊流等等。回應於偵測到異常狀態，系統可傳送異常狀態之一指示，諸如由一操作者使用之一按需遙控裝置或其他終端機。在一些實施例中，回應於偵測到異常狀態，系統400可自動將棧板及/或對應區設定為一不活動狀態。作為向一操作者通知異常狀態之附加或替代，系統400可執行一積極措施。積極措施可包含控制機械臂401至少部分校正異常狀態(例如重新堆疊掉落物品、重新對準棧板等等)。在一些實施方案中，回應於偵測到一插入棧板未對準(例如不正確地插入至預界定區)，系統400可校準用於模型化一堆疊及/或將物品放置於棧板上以校正未對準之程序。例如，系統400可在判定及實施將一物品放置於棧板上之一計畫時產生及使用對應於未對準之一偏移。在一些實施例中，系統400回應於判定一異常程度小於一臨限值而執行積極措施來部分校正異常狀態。判定一異常程度小於一臨限值之實例包含(i)判定棧板之未對準小於一臨限未對準值、(ii)判定移位、錯位或掉落物品之一數目小於一臨限數目、(iii)判定移位、錯位或掉落物品之一大小滿足一大小臨限值等等。
一人類操作者可經由諸如一有線網路及/或一無線網路之一網路與系統400通信。例如，系統400可包括系統400經由其來連接至一或多個網路之一通信介面。在一些實施例中，經由網路連接至系統400之一終端機提供人類操作者可經由其來將指令提供至系統400及/或人類操作者可經由其來獲得關於系統400之一狀態之資訊(例如機械臂之一狀態、一特定棧板之一狀態、一特定艙單之一碼垛程序之一狀態等等)之一使用者介面。人類操作者可經由使用者介面之一輸入來將一指令提供至系統400。例如，一人類操作者可使用使用者介面來暫停機械臂、暫停關於一特定艙單之一碼垛程序、暫停一特定棧板之一碼垛程序、在活動/不活動之間切換一棧板/預界定區之一狀態等等。
在一些實施例中，系統至少部分基於一成本函數(例如與移動物品相關聯之一成本)碼垛/卸垛物品。在圖4中所繪示之實例中，傳送帶408及傳送帶410具有不同高度，即，傳送帶410相對高於傳送帶408。例如，傳送帶408之支腳409具有一高度h1，且傳送帶410之支腳411具有一高度h2，且高度h2大於高度h1。類似地，在圖4中所繪示之實例中，棧板402、棧板404及棧板406上之物品堆疊之狀態係不同的，即，堆疊之一高度(例如堆疊上之頂部物品停留之高度)係不同的。因而，在一碼垛程序之情況中，取決於物品之源位置(例如傳送帶408或傳送帶410)及目的地位置(例如棧板402、棧板404或棧板406)，物品將移動之距離可為不同的。類似地，取決於源位置及/或目的地位置，用於移動一物品之一判定路徑或軌跡之一長度可為不同的。在將一物品自一棧板卸垛至一傳送帶之情況中，將一物品自堆疊之上半部(例如最新插入至系統中之一完整棧板或一預界定最大棧板高度)移動至一相對較高傳送帶(例如傳送帶410)之成本可低於將物品移動至相對較低傳送帶(例如傳送帶408)；且將一物品自堆疊之下半部(例如，相對於最插入至系統中之一完整棧板或一預界定最大棧板高度)移動至一相對較低傳送帶之成本可低於將物品移動至一相對較高傳送帶。
根據各種實施例，系統至少部分基於源位置與目的地位置之間的一距離來判定源位置及/或目的地位置。例如，系統可判定一源位置與一目的地位置之間的一歐幾里得(Euclidean)距離。在一些實施例中，系統判定對應於源位置及目的地位置之各種排列或組合之一組歐幾里得距離，且系統至少部分基於距離來判定源位置及目的地位置之一或多者。在一些實施例中，源位置與目的地位置之間的距離係一成本函數中之一變數，且源位置及/或目的地位置至少部分基於將物品自對應源位置移動至對應目的地位置之一成本來判定。
根據各種實施例，將自其拾取物品之源位置可至少部分基於源位置之一屬性(例如傳送帶之一高度、堆疊之一高度等等)來判定。源位置之屬性可結合判定將物品自源位置移動至目的地位置之一成本使用。例如，源位置之屬性可影響機械臂將物品自源位置移動至目的地位置之一工作量、源位置與目的地位置處之物品之間的一距離、物品將沿其自源位置行進至目的地位置之路徑/軌跡之一長度。在一些實施例中，源位置在物品提供至機械臂401之前(例如，在物品位於機械臂401之範圍內之前)判定。在碼垛物品之一實例中，物品在其上提供至機械臂401或系統400之傳送帶可在上游被控制(例如藉由取放一特定傳送帶上之物品、藉由使用一閘控結構來導引物品或否則將物品移動至判定源位置)。例如，一系統可包含一傳送帶網路，一物品可放置於一傳送帶上游，且系統可包含至少部分基於源位置之判定來用其將物品選擇性導引至各種下游傳送帶之一閘結構。作為另一實例，一系統可實施一下游傳送帶選擇以基於物品之一或多個特性(例如大小、封裝類型、剛性、重量等等)判定物品放置於其上之傳送帶。作為另一實例，物品可自一原始源位置(例如一貨架、一收容器等等)拾取且將物品放置於傳送帶408上。在前述實例中，碼垛物品之計畫之至少部分之判定在物品到達機械臂401之前(例如，在物品位於機械臂401之範圍內之前及/或在物品由諸如感測器412、感測器414及/或418之感測器掃描之前)判定。例如，一控制電腦可至少部分粗略判定碼垛物品之一順序。控制電腦可判定關於物品碼垛之方式之一屬性(諸如物品碼垛之順序之一屬性)，且控制電腦可至少部分基於屬性來選擇將物品提供至機械臂401之傳送帶(例如，判定源位置)。屬性之實例包含(i)物品將在棧板之下半部處碼垛之一指示、(ii)物品將在棧板之上半部處碼垛之一指示、(iii)物品將放置於物品堆疊上低於一或多個臨限高度之一指示、(iv)物品將放置於物品堆疊上高於一或多個臨限高度之一指示等等。可實施各種其他屬性。在一些實施例中，碼垛(若干)物品之計畫在物品位於機械臂401之範圍內時更新及/或由獲得輸入至系統400之物品(例如輸入至機械臂401之範圍之物品)之資訊之感測器(諸如感測器412、感測器414及/或感測器418)掃描。
在圖4中之系統400之實例中，若判定物品移動至棧板402，則系統可判定自傳送帶408移動物品之成本低於物品自傳送帶410移動時。因此，系統可控制物品路由至傳送帶408 (例如藉由控制一閘控結構、藉由將物品自一原始源位置取放至傳送帶408上等等)。系統接著可結合判定源位置使用棧板上之物品堆疊之一當前狀態。在一些實施例中，回應於獲得待碼垛之一物品清單，系統產生用於堆疊對應於物品清單之一組物品之一模擬或模型。模擬或模型可結合判定源位置及/或控制物品移動至源位置以供機械臂401取放來使用。
在所展示之實例中，系統400包括經組態以回應於控制信號而自一間隔物材料供應施配一定數量之間隔物材料之一施配器裝置426。施配器裝置426可安置於機械臂401上或工作空間之接近度內(例如工作空間之一臨限距離內)。例如，施配器裝置426可揭示於機械臂401之工作空間內，使得施配器裝置426將間隔物材料施配於一棧板(例如棧板)上或該棧板周圍或機械臂401之末端執行器之一預定距離內。在一些實施例中，施配器裝置426包括經組態以將施配器裝置426安裝於機械臂401之一末端執行器上或該末端執行器鄰近處之一安裝硬體。安裝硬體係一支架、一帶子及一或多個緊固件等等之至少一者。在圖4中所繪示之實例中，施配器裝置426可安置於工作空間之一框架(例如其中操作機械臂401之單元之一框架)上。在一些實施例中，系統包括複數個施配器裝置。例如，複數個預界定區可各具有在對應預界定區內將物品碼垛於一棧板上時結合施配間隔物/間隔物材料使用之一施配器裝置。
在一些實施例中，施配器裝置426可包括偏置施配器裝置426內之供應材料以自施配器裝置426噴射施配之一偏置裝置/機構。施配器裝置426可包含用於控制間隔物材料之施配(例如，防止供應材料在未致動一閘控結構之情況下施配且容許間隔物材料之施配回應於致動而施配)之閘控結構。
施配器裝置426可包括經組態以接收一控制信號之一通信介面。例如，施配器裝置426可與諸如一控制電腦之一或多個終端機通信。施配器裝置426可經由一或多個有線連接及/或一或多個無線連接與一或多個終端機通信。在一些實施例中，施配器裝置426將資訊傳送至一或多個終端機。例如，施配器裝置426可向控制電腦發送施配器裝置426之一狀態之一指示(例如施配器裝置426是否正常操作之一指示)、包括於施配器裝置426中之間隔物材料之一類型之一指示、施配器裝置426中之間隔物材料之一供應量之一指示(例如施配器裝置是否已滿載、清空、半滿等等之一指示)。控制電腦(或與控制電腦連接之其他終端機)可使用由施配器裝置426傳送之資訊來提供關於施配器裝置之一通知或指示(例如剩餘供應材料量較低或為空之一指示、施配器堵塞等等)。控制電腦可結合控制施配器裝置426用於施配一定數量之間隔物材料。例如，控制電腦可判定一間隔物將結合碼垛一或多個物品使用以致提高物品堆疊在棧板402、404及/或406上之預期穩定性之一穩定性。控制電腦可判定結合碼垛一或多個物品使用之間隔物材料之數量(例如間隔物之一數目、間隔物材料之一量等等)。例如，結合碼垛一或多個物品使用之間隔物材料之數量可至少部分基於判定碼垛一或多個物品之一計畫來判定。
在一些實施例中，施配器裝置426將一或多個間隔物施配至其中間隔物與物品堆疊一起定位之位置。在一些實施例中，一或多個間隔物經施配至一暫存區域或靠近機械臂401之末端執行器或施配器裝置426之一位置，且回應於施配一或多個間隔物，可控制機械臂401將一或多個間隔物移動至對應位置。其中施配一或多個間隔物之位置可至少部分基於與施配及移動一或多個間隔物相關聯之一成本函數來判定。例如，其中施配一或多個間隔物之位置可經判定以最小化/最佳化一成本函數或使得與一或多個間隔物相關聯之一成本小於一預界定最大成本。作為一實例，其中施配一或多個間隔物之位置可位於一對應棧板上(例如，結合在棧板402上碼垛物品，一間隔物可暫時放置/暫存於棧板402上之一位置或對應預界定區處，且間隔物隨後可移動至適當位置)。
在一些實施例中，施配器裝置426包括經組態以回應於控制信號而自一間隔物材料供應施配一定數量之間隔物材料之一致動器。回應於判定一間隔物/間隔物材料將結合碼垛一或多個物品使用，控制電腦可產生控制信號來引起致動器施配一定數量之間隔物材料。控制信號可包括用作間隔物之間隔物材料之數量之一指示。
根據各種實施例，一間隔物或一間隔物材料係剛性塊。例如，間隔物或一間隔物材料可為一剛性泡棉塊。在一些實施例中，一間隔物或一間隔物材料包括聚胺基甲酸酯。
在一些實施例中，間隔物材料供應包括複數個預切塊。複數個預切塊可預載至將複數個預切塊偏置至一施配端之一彈簧負載匣。回應於一預切塊自匣施配，複數個預切塊之另一者被推動至下一同軸位置以自匣施配。
在一些實施例中，間隔物材料供應包括一塊較大間隔物材料、一條間隔物材料及一卷間隔物材料之一或多者。施配器裝置426或一系統400包括經組態以自間隔物材料供應切割一定數量之間隔物材料之一切割器。回應於控制信號提供至致動器，致動器可引起切割器自間隔物材料供應切割一定數量之間隔物材料。
在一些實施例中，間隔物材料供應包括一液體前驅物。回應於控制信號提供至致動器，致動器引起一定數量之間隔物材料施配至一棧板或棧板上之一物品堆疊之一表面上。施配前驅物可在施配至棧板或棧板上之物品堆疊之表面上之後硬化。
在一些實施例中，間隔物材料供應包括一擠製材料。回應於控制信號提供至致動器，擠製材料填充至一所要大小及一所要硬度之一或多者。擠製材料可回應於判定擠製材料填充至所要大小及所要硬度之一或多者而密封。在一些實施例中，擠製材料填充有一流體。流體可為空氣、水等等之一或多者。在一些實施例中，擠製材料填充有一凝膠。
在各種實施例中，一機器人控制之施配器工具或機器填充箱之間及/或鄰近於箱之空隙以準備表面區域用於放置下一箱/層。在一些實施例中，系統400可使用一機械臂401來拾取/放置預界定切割材料及/或可動態修整間隔物材料以適應放置下一物品之表面區域之需要。在一些實施例中，機器人控制之施配器裝置426或包括機器人控制之施配器之機器人碼垛系統包括一裝置，其用於修整設定來自一長管及/或封裝之一長方體之大小且結合準備表面區域用於系統判定無法正常配合於棧板表面區域上(例如前一層之一上表面上)之下一箱或物品來將長方體放置於一既有棧板上。間隔物可包含(但不限於)泡棉、一充氣塑膠包、木材、金屬、塑膠等等。施配器裝置426可將長方體(例如間隔物)直接放置(例如噴射、施配等等)於棧板上，及/或裝置可將長方體(例如間隔物)施配於機械臂附近，且末端執行器可將長方體(例如間隔物)重新定位/放置於棧板表面區域上。施配器裝置426可施配一預定量(例如一校正量或一預期量)之間隔物材料以校正或改良層上(例如層之上表面上)之箱或物品之間的表面區域差異以準備表面區域用於下一箱或物品。
在各種實施例中，系統400之元件可被添加、移除、換出等等。在此一例項中，例如，一控制電腦初始化及登記新元件，執行操作測試，且開始/恢復配套操作以併入新添加元件。
圖5A係繪示根據各種實施例之用於碼垛及/或卸垛物品之機器人系統之一實例的一圖式。在圖5A中所繪示之實例中，系統500包括碼垛/卸垛來自一或多個傳送帶(諸如傳送帶510及/或傳送帶515)之一或多個物品之一機械臂505。
根據各種實施例，系統500包括複數個傳送帶或物品可相對於其結合碼垛/卸垛移動之其他位置。在圖5A中所繪示之實例中，系統500包括傳送帶510及傳送帶515。傳送帶510及傳送帶515具有不同對應高度，例如，傳送帶510具有小於傳送帶515之一高度。結合物品相對於棧板535碼垛/卸垛，機械臂505使物品來回移動於傳送帶。在一些實施例中，結合碼垛/卸垛使用之傳送帶至少部分基於傳送帶之一屬性來判定。傳送帶之屬性之實例包含傳送帶之高度、傳送帶之相對高度、一堆疊高度臨限值等等。關於傳送帶之各種其他屬性可結合判定物品相對於棧板535碼垛/卸垛之一計畫/策略使用。系統500之一控制電腦(圖中未展示)可至少部分基於與使一物品來回移動於對應傳送帶相關聯之一判定成本來判定結合一物品(或一組物品)之碼垛/卸垛使用之傳送帶。在圖5A中所繪示之實例中，機械臂505將物品自一傳送帶(例如傳送帶510)移動至一棧板525。系統500可判定與將物品520自傳送帶510移動至棧板535 (例如，沿路徑525)相關聯之一成本小於與將一物品自傳送帶515移動至棧板535 (例如，沿路徑530)相關聯之一成本。
在一些實施例中，在沿一傳送帶發送一物品供機械臂505碼垛之前，系統500判定與將物品520自傳送帶510移動至棧板535相關聯之一成本及與將一物品自傳送帶515移動至棧板535相關聯之一成本。自傳送帶510及515移動物品之各自成本可基於棧板535上之物品堆疊之一當前狀態及/或預期物品運載於機械臂505之範圍內時之物品堆疊之一預期狀態及/或機械臂505將物品自傳送帶移動至棧板535之一預期時間來判定。回應於判定與將物品自傳送帶移動至棧板相關聯之成本，系統可基於對應於將物品移動至棧板535之一較低成本之此傳送帶來判定沿其運載物品之傳送帶(例如源位置)。回應於判定源位置，系統500將物品提供於對應傳送帶(例如傳送帶510)上。在一些實施例中，將一物品自一傳送帶移動至一棧板之成本係源位置(例如傳送帶)與目的地位置(例如棧板535或棧板535上之堆疊上之一位置)之間的一距離。距離可經判定為源位置與目的地位置之間的歐幾里得距離。
在一些實施例中，物品沿其運載至機械臂505之傳送帶基於棧板之堆疊之一狀態與一堆疊高度臨限值比較來判定。作為一實例，堆疊高度臨限值可預設為一最大棧板高度之中點。使用圖5A中所繪示之實例，若一堆疊之一高度(或堆疊上之物品之一預期目的地位置)低於堆疊高度臨限值，則回應於系統500判定一堆疊之高度(或堆疊上之物品之一預期目的地位置)低於堆疊高度臨限值，系統500判定沿傳送帶510提供物品(例如，該傳送帶510對應於相對於此物品之源位置)用於碼垛。相反地，在一些實例中，若一堆疊之一高度(或堆疊上之物品之一預期目的地位置)高於堆疊高度臨限值，則系統可判定沿傳送帶515提供物品用於碼垛。在卸垛之實例中，若一堆疊之高度高於堆疊高度臨限值，則系統500可判定傳送帶515為目的地位置；及若一堆疊之高度低於堆疊高度臨限值，則系統500可判定傳送帶510為目的地位置。在一些實施方案中，結合碼垛使用之堆疊高度臨限值可相同於結合卸垛使用之堆疊高度臨限值。在一些實施例中，用於碼垛之堆疊高度臨限值不同於用於卸垛之堆疊高度臨限值。
根據各種實施例，在物品自棧板535卸垛期間，系統500可判定物品堆疊包括一或多個間隔物或間隔物材料(例如，散置於諸如待卸垛產品之物品之間)。回應於判定物品堆疊包括一間隔物/間隔物材料，系統500可判定移動/移除間隔物之一計畫。移動間隔物之計畫可包含判定在卸垛程序中間隔物將移動至之一暫存區(例如，判定依不引起物品堆疊變得不穩定之一方式或否則依使物品堆疊不穩定(諸如超過關於穩定性之一臨限值)之一方式移動間隔物)。在一些實施例中，系統500自棧板535拾取間隔物/間隔物材料(諸如間隔物538)且將間隔物/間隔物材料放入至收容器536中。作為一實例，間隔物/間隔物材料可諸如結合一稍後碼垛程序回收或否則再利用。
圖5B係繪示根據各種實施例之用於碼垛及/或卸垛物品之機器人系統之一實例的一圖式。在圖5B中所繪示之實例中，系統500包括相對高於圖5A中所繪示之棧板535上之堆疊之棧板535上之一堆疊。
結合物品540之碼垛/卸垛，系統500可判定物品540將移動至其/自其移動之傳送帶。結合碼垛/卸垛使用之傳送帶之判定可至少部分基於傳送帶之一屬性，諸如傳送帶之一高度(例如與一堆疊高度臨限值550相關之傳送帶之高度)。
在一些實施例中，系統500可判定物品540來回移動於傳送帶515 (例如，沿路徑542)之成本低於物品540來回移動於傳送帶510 (例如，沿路徑545)之成本。回應於判定物品540來回移動於傳送帶515之成本係最小成本(或至少小於物品來回移動於傳送帶510之成本)，系統500結合物品540之碼垛/卸垛使用傳送帶515。
在一些實施例中，系統500可使用傳送帶與棧板535上之堆疊之間的一距離(例如一歐幾里得距離)作為判定結合物品540之碼垛/卸垛使用之傳送帶之一基礎。例如，傳送帶515上之物品與棧板535上之堆疊上之位置之間的距離小於傳送帶510上之一位置與棧板535上之堆疊上之位置之間的距離。因此，系統500可判定結合物品540之碼垛/卸垛使用傳送帶515。
在一些實施例中，系統500可至少部分基於棧板之一堆疊之一當前狀態(或物品將移動時之堆疊之預期狀態)、一堆疊高度臨限值550及傳送帶之一屬性(例如傳送帶之一高度、傳送帶之一相對高度等等)來判定用於物品540之碼垛/卸垛之傳送帶。在圖5B中所繪示之實例中，棧板535上之物品堆疊之高度大於堆疊高度臨限值550。因此，系統500可判定使物品來回移動於傳送帶515。相反地，若棧板535上之物品堆疊之高度低於堆疊高度臨限值550，則系統500可判定使物品來回移動於傳送帶510 (例如，基於傳送帶510具有低於傳送帶515之一高度等等)。
根據各種實施例，機械臂儲存一預界定最大棧板高度。在一些實施方案中，預界定最大棧板高度在1.5 m至2.1 m之間。在一些實施方案中，預界定最大棧板高度係1.5 m。在一些實施方案中，預界定最大棧板高度係2.1 m。最大棧板高度可由一使用者/管理員組態或可至少部分基於機械臂之長度或機械臂可將一物品準確及/或穩定定位於一堆疊上之一高度(例如其中機械臂可肢接/定向機器人之一手腕使得末端執行器(例如，在基於吸盤之一末端執行器等等之情況中)正交於地面之一最大高度)來判定。一或多個高度臨限值可至少部分基於預界定最大棧板高度來設定，且一或多個高度臨限值可結合判定用於拾取及/或放置物品之傳送帶使用。例如，一第一高度臨限值可經設定為預界定最大棧板高度之三分之二(2/3)之一高度。回應於判定棧板(例如棧板535)上堆疊之高度超過第一高度臨限值，系統可結合拾取及/或放置一物品使用具有一較大高度之傳送帶(例如傳送帶515)。作為另一實例，一第二高度臨限值可經設定為預界定最大棧板高度之三分之一(1/3)之一高度。回應於判定棧板(例如棧板535)上堆疊之高度低於第二高度臨限值，系統可結合拾取及/或放置一物品使用具有一較小高度之傳送帶(例如傳送帶510)。在一些實施例中，回應於判定堆疊之一高度在第一高度臨限值與第二高度臨限值之間，系統可結合拾取及/或放置一物品使用傳送帶510或傳送帶515 (例如，系統可使用一成本函數中之其他變數來判定高度，諸如與目的地位置之一距離等等)。其他相對高度可用於設定第一高度臨限值及/或第二高度臨限值。在一些實施方案中，第一高度臨限值經設定為預界定最大棧板高度之四分之三(3/4)及/或第二高度臨限值經設定為預界定最大棧板高度之四分之一(1/4)。在一些實施例中，第一高度臨限值及第二高度臨限值可至少部分基於相對於各種傳送帶及對應傳送帶高度之一距離(例如一行進距離)來預設。
圖6A係繪示組裝於一機器人系統之一實施例中以碼垛及/或卸垛異質物品之一棧板之一實例的一圖式。在各種實施例中，堆疊於棧板602上之圖6A中所展示之物品可已由一機器人系統(諸如圖1A之機器人系統100及/或圖4之系統400)根據一電腦判定(及/或更新)計畫(如同圖2之程序200)堆疊。
在所展示之實例中，物品604、606及608堆疊於一第一(最底)層中，且物品610、612、614及616堆疊於物品604、606及608之頂部上之一層中。物品618及620已堆疊於頂部上。
在各種實施例中，所展示之物品可已經選擇及指定以基於物品識別及/或屬性(例如，如基於影像、重量及/或其他感測器資料所判定及/或量測)如圖6A中所展示般放置。例如，物品604、606及608可已基於其(相對)大小、重量、剛性、強度及/或支撐堆疊於頂部上之重量之其他能力指示(物品及/或封裝)來放置於底層中，如圖中所展示。
在各種實施例中，各物品之放置、定向等等藉由應用一或多個試探法、演算法或其他工具及/或技術來判定。例如，各物品至少部分藉由判定整個棧板內及/或當前堆疊及/或配置之一層中之一位置來添加以提供一相對(更)平坦頂面來形成下一層之基礎、最小化堆疊表面區域、最小化當前層周長等等。在各種實施例中，可使用以下試探法之一或多者：放置下一物品以維持質心靠近棧板之中心；維持機械臂之一清楚運動路徑用於後續物品；維持攝影機對所有頂層箱或未裝箱物品之可見性；等等。在一些實施例中，上述試探法之一或多者可結合判定關於一物品堆疊之穩定性之一值等等使用。
在所展示之實例中，物品610及612呈圓形(至少橫截面)，且在一些實施例中，將在選擇放置其之一位置時考量其形狀。例如，如圖6A中所展示，其中物品610及612受其他鄰近物品約束之一內部位置可在一層之邊緣或末端上之一位置上方選擇。
在各種實施例中，物品618及620可已基於一或多個屬性(諸如其重量(或密度)、支撐堆疊於其頂部上之重量之能力等等)來選擇放置於頂部上。
在一些實施例中，一或多個間隔物或間隔物材料可結合改良物品堆疊之一度量使用。度量可包含穩定性、堆積密度、可堆疊於一棧板上之物品之數目等等之一或多者。作為一實例，若物品614在待堆疊之一組N個物品中不可用，則將物品618放置於物品610及612上可為不穩定的。因而，機器人系統可獲得一間隔物或間隔物材料用於提高穩定性。例如，機器人系統可獲得呈物品614之大小及/或形狀之一間隔物且將間隔物放置於其中堆疊物品614之位置中。在缺乏物品614時將一間隔物放置於此一位置中可提高穩定性，諸如藉由在間隔物與物品610及612之間形成一水平頂層表面。間隔物之放置亦可引起層之頂面之高度變動減小。
圖6B係繪示組裝於一機器人系統之一實施例中以碼垛及/或卸垛異質物品之一棧板之一實例的一圖式。在此實例中，省略包含於圖6A中所展示之實例中之物品614。在各種實施例中，圖6B中所展示之堆疊物品之一計畫可由一控制電腦(諸如圖1A之控制電腦118或包括於圖4之系統400中之一控制電腦)產生。在所展示之實例中，一演算法產生計畫可將堆疊於物品610、612上之物品618視為處於一穩定位置中。例如，可不存在圍繞任何點或軸線之經運算淨力矩，其將導致一控制電腦判定所展示之位置不穩定。然而，實際上，將物品放置於棧板602上之計畫之略微偏離可導致物品618在堆疊於(例如)物品610、612上之後不處於一穩定位置中。在一些實施例中，用於放置物品618之一機械臂及末端執行器(例如吸盤、手爪)包含用於偵測不穩定性之感測器及邏輯。例如，影像資料可經處理且可指示物品向右傾斜，如圖中所展示。或在釋放物品618之前，末端執行器中之力感測器可用於偵測物品在被釋放時將不穩定。例如，在各種實施例中，若物品在被下壓但尚未釋放時倒塌(或提供不均勻阻力)，則系統判定物品不穩定。在一些實施例中，機器人系統(諸如)回應於獲得關於堆疊或放置於堆疊上之物品之穩定性/不穩定性之資訊或回應於放置物品等等而動態更新堆疊之模型。
在各種實施例中，非預期不穩定性之偵測觸發回應性動作。例如，其他物品(例如圖6A中之物品614)可放置於適當位置中以進一步支撐不穩定物品。或物品可經移位至一不同鄰近位置(例如，在所展示之實例中，左靠)以查看物品在新位置中是否穩定。或物品可自堆疊移除且移動至一緩衝或暫存區域，其中暫時儲存物品直至機器人系統判定一更理想目的地位置(例如，由於額外物品堆疊於棧板上且形成其中物品將較佳配合或導致較佳穩定性之一空間)。在各種實施例中，若自動化處理無法判定一解決方案，則可觸發人為干預(例如，經由遙控、手動等等)。在一些實施例中，回應於偵測到一非預期不穩定性而執行之回應性動作可包含獲得及放置一或多個間隔物或間隔物材料。一或多個間隔物可預切割成特定預界定形狀/大小，或機器人系統可根據使用間隔物之計畫設定間隔物大小/形狀。例如，機器人系統可自一聚合/前驅物塊或一卷間隔物材料等等切割間隔物。
圖6C係繪示組裝於一機器人系統之一實施例中以碼垛及/或卸垛異質物品之一棧板之一實例的一圖式。在此實例中，省略包含於圖6A中所展示之實例中之物品614。如圖6C中所繪示，物品堆疊係不穩定的。物品618已圍繞物品612樞轉且在物品堆疊中不再平坦/平面。
圖6D係繪示組裝於一機器人系統之一實施例中以碼垛及/或卸垛異質物品之一棧板之一實例的一圖式。在此實例中，間隔物/間隔物材料625已結合碼垛物品618等等使用。間隔物/間隔物材料625之數量已基於物品608之頂面相對於物品610及/或612之頂面之一高度變動來選擇/判定。例如，間隔物/間隔物材料625之數量可經選擇以形成一實質上平面(例如，對應於間隔物625之一頂面之層之一部分實質上與其中將放置物品618之物品610及/或612之一頂面或點等高)。在一些實施例中，放置間隔物625及/或一定數量之間隔物625之一判定可結合物品618之放置執行。電腦系統(例如機器人碼垛系統)可基於待放置之物品618之一屬性及一當前堆疊之一模型(諸如物品608、610及/或612之頂面之一高度)來判定待放置間隔物/間隔物材料625之數量。在一些實施例中，放置物品618之計畫之判定可進一步基於物品616及620 (例如物品堆疊之模型)。電腦系統(例如控制電腦118)可至少部分基於物品618之一屬性(例如一大小，諸如物品618之長度/寬度)來判定物品618將放置於物品610、612及608上方且鄰近於物品616及620。回應於判定物品618將放置於物品610、612及608上且鄰近於物品616及620，電腦系統可判定物品618放置於此一位置處將引起物品堆疊不穩定(例如，物品618不會穩定放置)。例如，電腦系統可基於物品堆疊之一模型及/或物品在物品堆疊上之一模擬(例如放置物品618之後物品堆疊之一預期模型)來判定物品堆疊將不穩定。在一些實施例中，回應於判定物品堆疊將不穩定，電腦系統可判定結合物品618使用一間隔物(例如，判定其中將放置間隔物之一位置、待放置間隔物之一量等等)。
如圖6D中所繪示，所使用之間隔物(例如，結合物品618之碼垛)可為諸如預切塊之複數個間隔物。
圖6E係繪示組裝於一機器人系統之一實施例中以碼垛及/或卸垛異質物品之一棧板之一實例的一圖式。在此實例中，與圖6D中之間隔物625相比，使用物品626 (例如一間隔物)。如圖中所繪示，物品626 (例如一間隔物)可為一單一塊，諸如一預切塊或由機器人系統(例如機器人系統之一工具，諸如一施配器裝置上之一切割器)設定大小(例如切割)之一塊。作為一實例，物品626 (例如一間隔物)可經膨脹(例如，用空氣及/或其他流體)以獲得一所要大小之一間隔物。
圖6F係繪示組裝於一機器人系統之一實施例中以碼垛及/或卸垛異質物品之一棧板之一實例的一圖式。在此實例中，與圖6E之間隔物626相比，使用物品627 (例如一間隔物)。如圖中所繪示，物品627可為一較小間隔物，其係經判定以引起/形成物品堆疊之足夠穩定性之一大小。例如，物品627之寬度小於圖6E之物品626。物品626可經設定大小以對物品608之層上方之物品618提供支撐。然而，控制電腦可判定具有物品626之寬度之一物品不是實現等於或超過一最小穩定性臨限值之一穩定性所必需的。
圖6G係繪示組裝於一機器人系統之一實施例中以碼垛及/或卸垛異質物品之一棧板之一實例的一圖式。在此實例中，與圖6E中之間隔物626及圖6F中之間隔物627相比，使用間隔物628。如圖中所繪示，間隔物628可為經組合以在物品608之實質上整個頂面上方提供支撐之複數個塊。在一些實施方案中，間隔物628可為預切塊(例如，各種大小塊可由一或多個施配裝置提供)。在一些實施方案中，至少一個塊按大小切割(例如，間隔物628之個別間隔物係不同大小)。
圖6H係繪示組裝於一機器人系統之一實施例中以碼垛及/或卸垛異質物品之一棧板之一實例的一圖式。在此實例中，與圖6E中之間隔物626及圖6F中之間隔物627相比，使用間隔物629。如圖中所繪示，間隔物629可為可經膨脹或填充至一所要/足夠大小及/或剛性之一塑膠袋或其他擠製材料。間隔物629可填充有一或多個流體。流體可包含水、空氣、氣體等等。在一些實施方案中，間隔物629可至少部分填充有凝膠。
圖7A係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。在所展示之實例中，已判定一位置702用於將一物品(圖6A中未展示)放置於一棧板704上鄰近於先前放置物品706之一位置中。例如，位置702可已基於物品屬性(大小、重量、尺寸等等)判定，如同圖2之210。
圖7B係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。在所展示之實例中，物品708已依一第一準確度移動至預期位置702處或預期位置702附近之一位置。在此實例中，物品708具有一略微不規則外形，其可已導致位置702處或位置702附近之物品之不完美拾取及/或放置。在一些實施例中，關於位置702、棧板704、物品706及物品708之一或多者所接收之影像資料及/或其他感測器資料之變動或不一致性可已導致物品708之不完美放置，如圖7B中所展示。
圖7C係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。在所展示之實例中，物品708已依一第二準確度貼合計畫位置702處或計畫位置702附近之一位置。在各種實施例中，二階感測器(諸如體現於一機械臂及/或末端執行器中/上之力感測器)用於使一物品貼合一堆疊中之一更緊密配合位置。例如，機械臂可用於使一物品(諸如物品708)更緊密貼合一位置且(更完全)與鄰近物品(例如物品706)及/或其他結構(諸如側壁(例如，在具有一或多個側壁之一棧板或手推車之情況中))接觸。根據各種實施例，一機器學習程序經實施以更新執行積極措施(諸如藉由施加壓力以使物品貼合位置)之策略及/或計畫。機器學習程序可回應於策略及/或計畫由一或多個機器人系統實施而動態更新/改良。
圖7D係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。在所展示之實例中，物品708已依一第二準確度貼合計畫位置702處或計畫位置708附近之一位置。另外，一間隔物710已放置於706內且鄰近於708。間隔物710可至少部分基於物品708及/或706內之物品之一頂層之一高度來選擇/設定大小。例如，若706中之物品具有相同於物品708之一頂層高度，則間隔物710可經選擇及放置以跨物品706及708形成一水平頂層(例如，使得一較大物品可跨棧板704橫向放置)。作為另一實例，若706中之物品具有不同於物品708之一頂層高度，則間隔物710可經選擇及放置以跨物品706形成一水平頂層(例如，使得一物品可放置於物品708鄰近處及物品706及間隔物710上方)。間隔物710可包括一單一預切塊。
圖7E係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。在所展示之實例中，物品708已依一第二準確度貼合計畫位置702處或計畫位置702附近之一位置。另外，間隔物711a及間隔物711b已放置於706內且鄰近於708。間隔物711a及間隔物711b可至少部分基於物品708及/或706內之物品之一頂層之一高度來選擇/設定大小。間隔物711a及間隔物711b可分別包括一單一預切塊。在一些實施方案中，間隔物711a及間隔物711b可由機器人碼垛系統中之一切割或設定大小裝置切割。
圖7F係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。在所展示之實例中，物品708已依一第二準確度貼合計畫位置702處或計畫位置702附近之一位置。另外，間隔物712已放置於706內且鄰近於708。間隔物711a及間隔物711b可至少部分基於物品708及/或706內之物品之一頂層之一高度來選擇/設定大小。如圖中所繪示，間隔物712可為可經膨脹或填充至一所要/足夠大小及/或剛性之一塑膠袋或其他擠製材料。間隔物712可填充有一或多個流體。流體可包含水、空氣、氣體等等。在一些實施方案中，間隔物712可至少部分填充有一凝膠。
圖8A係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。在圖8A中所繪示之實例中，提供一棧板，其中未藉由間隔物及/或間隔物材料將物品放置於棧板之頂部幾個層上。如圖中所繪示，頂部幾個層之各者之頂面之可變度相對較高。另外，當一物品放置於一較高層上時，物品無法被完全支撐。
圖8B係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品及間隔物放置之一實例的一圖式。在圖8B中所繪示之實例中，提供一棧板，其中結合在頂部幾個層上碼垛物品來使用一或多個間隔物或間隔物材料。如圖中所繪示，物品及間隔物提供一較高堆積密度且間隔物/間隔物材料之使用引起各種層之頂面之高度之一較低可變度。另外，當物品放置於一層上時，間隔物及/或間隔物材料提供進一步支撐。物品堆疊之穩定性因此藉由使用間隔物及/或間隔物材料來提高。
圖9A係繪示根據各種實施例之用於碼垛一物品之一方法的一流程圖。
在910中，獲得待移動之一組物品。在一些實施例中，一機器人碼垛系統獲得待碼垛之一組物品之一指示。一組物品之指示可為一清單、一艙單等等。根據各種實施例，待碼垛之一組物品至少部分基於將履行一艙單或訂單之一指示來判定。例如，回應於接收一訂單，可產生訂單之一物品清單。作為另一實例，可產生對應於發送至相同接收者之複數個訂單之一物品清單。
在一些實施例中，待移動之一組物品對應於一訂單/艙單之待碼垛之一組物品之一子集。例如，系統可接收待碼垛之下N個物品之一指示。參考圖4中所繪示之機器人碼垛系統，一組N個物品可對應於當前移動至機械臂之範圍內(例如，移動至工作空間)之一組物品。例如，一或多個感測器(例如一感測器陣列、其他影像感測器等等)可安置於(若干)傳送帶之一末端處且一或多個感測器可獲得關於一物品之一或多個屬性(例如，當物品運載於傳送帶或將物品提供至傳送帶之滑槽上且通過一或多個感測器之範圍時)。一或多個屬性可包括可用其識別物品之一識別符，諸如一條碼、一QR碼等等。回應於獲得關於物品之一或多個屬性，系統可使一或多個屬性與物品相關聯，諸如藉由將相關聯性儲存於屬性至物品之一映射中。在一些實施例中，除工作空間內之一緩衝區或佇列中之一組物品(例如，機器人系統在一棧板上形成用於將物品放置於其上之一更佳位置之前緩衝之物品)之外，待碼垛之下N個物品亦對應於運載至機器人系統之傳送帶上之一組物品。屬性至物品之映射可儲存於一資料結構(例如可由機器人系統存取之一資料結構)中。
在920中，獲得與一組物品中之至少一個物品相關聯之一或多個屬性。在一些實施例中，與物品相關聯之一或多個屬性至少部分基於工作空間中之物品之模型來判定。工作空間上之物品之模型可包含物品相對於工作空間中之其他物品之一相對位置(例如物品在(若干)傳送帶上輸送之一順序等等)。在一些實施例中，與至少一個物品相關聯之一或多個屬性自屬性至物品之一映射獲得。在一些實施例中，機器人系統至少部分基於(諸如)藉由一物品上之一識別符(例如一條碼、一標籤、一QR碼、一商標等等)、一形狀或大小(例如，諸如在變動大小或形狀之一組已知物品之情況中)等等識別物品且至少部分基於識別符獲得關於物品之模型中之資訊來判定物品之一屬性。結合至少一個物品獲得之一或多個屬性可為將結合判定或更新取放物品之一計畫使用之屬性。在一些情況中，機器人系統結合判定移動一第二物品之一計畫來獲得工作空間內之一第一物品之屬性(例如，評估工作空間內之第一物品是否或如何影響第二物品之移動)。
在各種實施例中，電腦系統(例如一控制電腦)使用儲存於電腦系統上及/或可存取至電腦系統之一庫中之物品模型資料來識別一物品及/或其屬性，例如基於影像及/或其他感測器資料。電腦系統使用對應於一物品之一模型來判定及實施使物品與其他物品一起堆疊於一目的地(諸如一棧板)中/上之一計畫。在各種實施例中，物品屬性及/或模型用於判定抓取、移動及放置一物品於一目的地位置(例如判定其中將放置物品之一判定位置，作為將物品堆疊於棧板或物品堆疊中/上之一計畫/重新計畫程序之部分)中之一策略。
在930中，獲得棧板或棧板上之物品堆疊之一模型。
在碼垛一或多個物品之背景中，機器人碼垛系統可結合判定是否將一物品放置於棧板上(例如堆疊上)及選擇將物品放置於棧板上之一計畫(包含其中將放置物品之一目的地位置、物品將沿其自一源位置(例如一當前目的地，諸如一傳送帶)移動至目的地位置之一軌跡)來產生棧板之狀態之模型。機器人碼垛系統亦可結合判定釋放物品或否則將物品放置於棧板上(例如，將一力施加至物品以使物品貼合堆疊)之一策略使用模型。棧板之狀態之模型化可包含模擬將物品放置於棧板上(例如堆疊上)之不同目的地位置處及判定棧板/物品堆疊之某些特性之對應不同預期值。例如，預期值可包含預期配合、預期由將物品放置於不同位置處導致之預期穩定性(例如一穩定性度量)、一堆積密度、一預期頂面高度、將物品移動至對應目的地位置之一預期成本等等之一或多者。機器人碼垛系統可選擇其預期配合及/或預期穩定性滿足(例如，超過)一對應臨限值之一目的地位置。另外或替代地，機器人碼垛系統可選擇最佳化預期配合(例如堆疊上之物品之預期配合)及/或預期穩定性(例如堆疊之預期穩定性)之一目的地位置。在一些實施例中，物品之放置之模型化/模擬包含模型化/模擬結合使用一或多個間隔物或間隔物材料將物品放置於一或多個目的地位置處。其中將放置一物品之目的地位置之選擇可至少部分基於關於物品之放置及/或放置物品之堆疊狀態之一或多個預期值，且目的地位置/計畫自其選擇之物品之放置之模型化/模擬之一組可能目的地位置或反覆包含其中使用一或多個間隔物/間隔物材料之模型/模擬(例如，提高物品或物品堆疊之預期穩定性)。
在自一棧板(例如棧板上之一堆疊)卸垛一或多個物品之背景中，機器人系統可結合判定是否移除棧板上(例如堆疊上)之一物品及選擇自棧板移除物品之一計畫來產生棧板之狀態的模型。棧板之狀態的模型可結合判定自棧板移除物品之一順序使用。例如，機器人系統可使用模型來判定一物品之移除是否預期引起棧板(例如堆疊)之狀態的穩定性降至低於一臨限穩定性。機器人系統可模擬自棧板移除一或多個物品且選擇最佳化棧板(例如堆疊)之狀態的穩定性之自棧板移除物品的一順序。機器人系統可使用模型來判定自棧板移除之下一物品。例如，機器人系統可至少部分基於判定物品移除期間及/或物品移除之後之堆疊的一預期穩定性超過一臨限穩定性來選擇一物品作為自棧板移除的下一物品。模型及/或機器學習程序可結合判定自堆疊拾取一物品之策略使用。例如，在一物品經選擇為自堆疊移除的下一物品之後，機器人系統可判定拾取物品的策略。拾取物品之策略可至少部分基於棧板之狀態(例如堆疊之一判定穩定性)、物品之一屬性(例如一大小、形狀、重量或預期重量、重心、封裝類型等等)、物品之一位置(例如，相對於堆疊中之一或多個其他物品)、堆疊上之另一物品之一屬性(例如一鄰近物品之一屬性等等)等等。
根據各種實施例，一機器人碼垛系統實施一機器學習程序以模型化一棧板之一狀態以致產生棧板上之一堆疊之一模型。機器學習程序可包含用於模型化棧板之狀態之一自適應及/或動態程序。機器學習程序可界定及/或更新/精進機器人碼垛系統藉由其來產生棧板之狀態之一模型的一程序。模型可係至少部分基於來自機器人碼垛系統中之一或多個感測器(諸如一機器人(例如一機械臂)之工作空間內的一或多個感測器或感測器陣列)的輸入(例如自該一或多個感測器獲得之資訊)來產生。模型可係至少部分基於堆疊之一幾何形狀、一視覺回應(例如由工作空間中之一或多個感測器獲得的資訊)及機器學習程序等等來產生。機器人碼垛系統可結合判定用於碼垛/卸垛一或多個物品之一高效的(例如，最大化/最佳化一效率)方式來使用模型，且用於碼垛/卸垛之方式可係由一最小臨限穩定性值定界。用於碼垛/卸垛一或多個物品之程序可係由一使用者管理員組態。例如，用於碼垛/卸垛之程序藉由其來最大化之一或多個度量可係可組態的(例如，由使用者/管理員設定)。在一些實施例中，機器人碼垛系統可結合判定使用一或多個間隔物/間隔物材料是否預期改良堆疊之狀態(例如堆積密度、穩定性、頂面平坦度/可變性等等)來使用模型。例如，機器人碼垛系統可判定放置一間隔物與將下一物品放置於物品堆疊上同時發生是否預期改良堆疊之狀態(例如，在放置物品之後)。
根據各種實施例，一機器學習程序係結合改良抓取策略(例如抓取一物品之策略)實施。機器人碼垛系統可獲得關於待碼垛/卸垛之一或多個物品的屬性資訊。屬性資訊可包括物品之一定向、一材料(例如一封裝類型)、一大小、一重量(或預期重量)或一重心等等之一或多者。機器人碼垛系統亦可獲得一源位置(例如關於物品將自其拾取之輸入傳送帶的資訊)，且可獲得關於其上將放置物品之一棧板(或自其判定目的地棧板的一組棧板，諸如對應於針對其堆疊物品之訂單的一組棧板)的資訊。結合判定取放物品之一計畫，機器人碼垛系統可使用關於物品之資訊(例如屬性資訊、目的地位置等等)來判定拾取物品之一策略。拾取策略可包含一拾取位置(例如其中機械臂將諸如經由末端執行器接合物品之物品上之一位置)之一指示。拾取策略可包含經施加以拾取物品之一力及/或機械臂將藉由其來抓取物品同時將物品自一源位置移動至目的地位置之一固持力。機器人碼垛系統可使用機器學習程序而至少部分基於關於物品之資訊(例如屬性資訊、目的地位置等等)與拾取物品之效能(例如與取放物品或類似物品(諸如共用一或多個類似屬性之物品)之過去反覆相關聯的歷史資訊)之間之一相關聯性來改良拾取策略。用於判定目的地位置及軌跡之模型及/或將物品放置於目的地位置處之策略可經更新以較佳反映成功策略及/或不成功策略，包含策略及/或歷史資訊與經受此策略之物品或此一物品之一或多個屬性的一相關聯性。
在一些實施例中，可產生一棧板上之物品之一模型。例如，模型可針對一棧板上之物品堆疊產生。模型可在一新物品添加至棧板(例如，放置於棧板上)時更新。替代地或另外，模型可依可由一使用者/管理員組態之預界定時間間隔更新。物品相對於一特定棧板之模型可在每次判定一物品由一機械臂拾取/放置時及/或每次機器人系統判定物品與對應於一或多個棧板之一艙單相關聯時模型化。然而，在一些實施例中，物品相對於一棧板之模型可回應於判定與一艙單相關聯之一物品將移動而快取及獲得。機器人系統可獲得快取模型且回應於判定自模型產生以來一或多個物品已放置於棧板上而更新模型。在一些實施例中，機器人系統在機械臂將一物品放置於棧板上之後更新及快取模型以避免在下一物品放置於棧板時必須運算/更新模型。
在一些實施例中，機器人系統結合判定其上將放置物品之棧板或堆疊來使用物品相對於棧板之對應模型。例如，機器人系統可模擬/模型化將物品放置於其上可放置物品之棧板之一或多者上，且在物品放置於棧板上時判定與棧板或棧板上之物品相關聯之一或多個預期特性。相關聯之一或多個特性可包括關於棧板上之物品之一穩定性(例如物品堆疊之一穩定性)之一度量、關於棧板上之物品之一密度之一度量、物品相對於棧板上之其他物品之一配合等等之一或多者。
在一些實施例中，機器人系統結合判定是否結合將一或多個物品放置於堆疊上使用一間隔物或間隔物材料來使用物品相對於棧板之對應模型。例如，機器人系統可模擬/模型化將物品放置於其上可放置物品之棧板之一或多者及一或多個間隔物上，且在物品及一或多個間隔物放置於棧板上時判定與棧板或棧板上之物品相關聯之一或多個預期特性。與棧板或棧板上之物品相關聯之一或多個特性可包括關於棧板上之物品之一穩定性(例如物品堆疊之一穩定性)之一度量、關於棧板上之物品之一密度之一度量、物品相對於棧板上之其他物品之一配合等等之一或多者。機器人系統可模擬放置物品及/或一或多個物品之不同計畫/策略，諸如模擬將物品放置於不同位置處或將一或多個間隔物放置於不同位置處或依一不同序列放置等等。機器人系統可識別放置一物品之一最佳或最優計畫(例如一目的地位置、待使用間隔物之一數目及間隔物(若存在)之一位置、放置物品及間隔物(若存在)之一序列等等)。在一些實施例中，具有小於一最大成本臨限值之一成本函數值之一計畫或具有超過一對應最小穩定性臨限值之一穩定性度量值之一計畫經選定為一計畫。例如，選擇放置物品之一足夠好計畫(例如，減少模擬大量可能結果之運算時間及成本)。
在各種實施例中，3D攝影機、力感測器及其他感測器及/或感測器陣列用於偵測及判定待拾取及/或放置物品(及/或間隔物或間隔物材料)之屬性。其類型經判定之物品(例如，具有足夠置信度，如由(例如)一程式化判定之置信度分數所指示)可使用源自一物品類型特定模型之策略抓取及放置。無法識別之物品使用非特定於一給定物品類型之策略取放。例如，可使用採用大小、形狀及重量資訊之一模型。感測器及/或感測器陣列可安置於一機械臂之一工作空間中或該工作空間周圍。
在各種實施例中，物品類型、各自屬性及抓取策略之一庫用於判定及實施取放各物品及/或間隔物或間隔物材料之一策略。在一些實施例中，庫係動態的。例如，庫可經擴增以添加新遇到之物品及/或關於一物品所瞭解之額外屬性，諸如在一給定背景中有效或無效之抓取策略。在一些實施例中，若機器人系統卡住，則可調用人為干預。機器人系統可經組態以基於一人類遙控者如何干預使用機械臂(例如，經由遙控取放一物品)觀察(例如，使用感測器)及學習(例如，更新一庫及/或模型)。在一些實施例中，遙控可包含較高階形式之回饋，諸如一人在一2D RGB影像中指示機器人應抓取一物件之一特定點。
在一些實施例中，本文中所揭示之一機器人碼垛系統可參與收集及儲存(例如，添加至庫)屬性及/或策略之一程序以識別及拾取/放置未知或新發現類型之一物品。例如，系統可依各種角度及/或位置固持物品以使3D攝影機及/或其他感測器能夠產生感測器資料以擴增及/或產生特徵化物品類型且儲存如何識別及拾取/放置該類型之物品之一模型之一庫條目。
在各種實施例中，制定取放物品於一棧板上或一棧板中之一高階計畫。例如，基於感測器資訊應用策略以藉由根據計畫取放個別物品來實施計畫。可觸發偏離計畫及/或重新計畫，例如，機器人系統卡住，偵測棧板上之物品堆疊(例如，藉由電腦視覺、力感測器等等)以變得不穩定，等等。一部分計畫可基於已知資訊(例如在一傳送帶上可見之下N個物品、一發票或艙單上之下N個物品等等)及在接收額外資訊(例如下一可見物品等等)時進行之調整形成。在一些情況中，系統經組態以暫存(例如放在一邊、觸手可及)判定為可能不太適合堆疊於系統當前構建之一層或容器(諸如一棧板中之一較低(或較高)層或容器中等等)中之物品。一旦知道關於待拾取/放置之下一物品之更多資訊，則產生及實施考量暫存(緩衝)物品及下一物品之一策略。
在一些實施例中，回應於判定一或多個棧板上不存在對應於物品當前所屬之艙單之適合位置，機器人系統可判定取放物品於一緩衝或暫存區域中。緩衝或暫存區域可為工作空間內之一預設區域，其中在機器人系統判定一或多個棧板之一者上存在一理想位置(例如滿足關於穩定性、配合及/或效率等等之準則之一位置)以前至少暫時儲存物品。機器人系統可判定在當前物品之前將一或多個上游物品(例如在一臨限時間及/或臨限數目個物品內經由傳送帶輸送之物品)放置於棧板上將導致一較佳堆疊(例如較佳配合、穩定性、效率等等)。回應於此一判定，機器人結構可控制機械臂在取放當前物品之前取放一或多個上游物品。作為一實例，當前物品可暫時移動至緩衝/暫存區域，同時或直至機械臂堆疊一或多個上游物品。
機器人碼垛系統可包括獲得關於複數個預界定區之一或多者之資訊之一或多個感測器或感測器陣列。一或多個感測器或感測器陣列可獲得關於安置於一預界定區內之一棧板(例如與棧板相關聯之一識別符、棧板之一狀態等等)及/或棧板上之一物品堆疊之資訊。例如，一或多個感測器或感測器陣列可獲得預界定區中之棧板上之一或多個物品之一堆疊可自其模型化之資訊。機器人碼垛系統可使用由一或多個感測器或感測器陣列獲得之資訊來判定一對應預界定區中之一棧板之一定向、判定一插入棧板是否適當定向或否則判定相對於插入至對應預界定區中之棧板校準機器人碼垛系統。作為一實例，回應於判定機器人碼垛系統將相對於棧板校準，機器人碼垛系統可向一終端機提供棧板將重新定向之一通知(例如請求/警告一人類操作者重新定向棧板之一通知)。作為另一實例，回應於判定機器人系統將相對於棧板校準，機器人系統可判定棧板之一當前定向之一偏移(例如，相對於棧板之一適當定向)，且至少部分基於當前定向之偏移來判定將物品放置於棧板上之一計畫或策略。
機器人碼垛系統可將一或多個物品(例如一訂單之(若干)物品)儲存於一緩衝或暫存區域中，同時一或多個其他物品堆疊於一棧板上。作為一實例，一或多個物品可儲存於緩衝或暫存區域中，直至機器人碼垛系統判定一或多個物品在棧板上(例如堆疊上)之各自放置滿足(例如，超過)一臨限配合或臨限穩定性。臨限配合或臨限穩定性可為一預界定值或至少部分基於歷史資訊憑經驗判定之一值。一機器學習演算法可結合一物品在一堆疊上之放置是否預期滿足(例如，超過)一臨限配合或臨限穩定性及/或結合判定臨限配合或臨限穩定性(例如量測一模擬或模型以評估是否將物品放置於堆疊上所依之臨限值)來實施。
機器人系統可判定移動物品之一計畫，包含目的地位置及關於一間隔物之使用之資訊(例如待使用間隔物之數目、(若干)間隔物之位置等等)，其對應於在用於將物品放置於棧板上之不同模擬/模型中具有最高對應組合分數之一計畫。在一些實施例中，移動物品之計畫至少部分基於模擬及一成本函數來判定。例如，可判定其組合分數滿足(例如，超過)一臨限值之一組計畫，且機器人系統可自一組計畫中選擇相對於成本函數具有最高效結果(例如最低成本)之計畫作為結合放置物品使用之計畫。在一些實施例中，自其選擇計畫(例如目的地位置、間隔物之數目、間隔物之位置等等)之一組計畫至少部分基於以下判定：(i)各計畫具有滿足最小特性值(例如配合、穩定性、效率等等之特性值)之對應特性；及(ii)各目的地位置具有滿足臨限組合分數值之一組合分數。
一棧板上之物品之穩定性可受與一物品相關聯之一或多個屬性影響。屬性可包含一物品之一形狀、一物品之一重心(或物品之一預期重心)、封裝之一類型(例如一紙板箱、一塑膠袋等等)、物品之一重量、物品易碎之一指示等等。作為一實例，相對較輕之一物品或一不規則形狀物品可引起一物品堆疊在物品放置於堆疊之一下部時相對不穩定。在一物品係一枕頭之情況中，與將枕頭放置於堆疊之底部處或底部/中間附近相比，一物品堆疊之穩定性可藉由將枕頭放置於堆疊之頂部處或頂部附近來提高。機器人碼垛系統可獲得與一物品相關聯之一或多個屬性。例如，機器人碼垛系統可在物品提供於傳送帶上時(例如，當物品在機械臂之接近度內時)或在物品經判定為自傳送帶拾取之下一物品時獲得一或多個屬性。在一些實施例中，獲得一或多個屬性包括獲得(例如，掃描)物品上之一或多個識別符，諸如一條碼、一QR碼、一近場通信標籤/標記等等。屬性可結合物品、物品類型等等預存。例如，回應於獲得與物品相關聯之一識別符，機器人系統可對物品(或物品之識別符)至屬性之一映射執行一查找。在一些實施例中，一屬性由一或多個上游感測器或電腦獲得且結合物品儲存。機器人系統可自一資料結構擷取由一或多個上游感測器獲得之與一物品相關聯之屬性。一感測器或感測器陣列可結合判定物品之一大小使用。感測器或感測器陣列可安置於傳送帶上或傳送帶周圍或機械臂之工作空間內。另外或替代地，機器人系統可回應於拾取物品而判定與物品相關聯之一或多個屬性。例如，物品之一重量可經由一或多個感測器(諸如一力感測器、或一電流感測器或量測提升物品所消耗之一工作量之其他感測器等等)回應於拾取物品而判定。作為另一實例，機械臂可在可獲得與物品相關聯之一識別符(例如物品上之一條碼)之一或多個感測器之一臨限範圍/區域內移動物品，且識別符可用於獲得一預存屬性。
與一物品相關聯之一或多個屬性可用於判定拾取/放置物品之計畫。例如，機器人碼垛系統可判定物品沿其自一源位置(例如傳送帶上之一位置)移動至目的地位置(例如其上將放置物品之棧板上之位置)之一軌跡。作為另一實例，與物品相關聯之一或多個屬性可在模擬將物品放置於棧板上之不同位置處或對應艙單之不同棧板上之不同位置處時結合判定目的地位置來使用。
在一些實施例中，機器人碼垛系統基於與將一物品自源位置移動至目的地位置相關聯之一效率或成本函數來判定移動物品之計畫，包含目的地位置及關於一間隔物之使用之資訊(例如待使用間隔物之數目、(若干)間隔物之位置等等)。作為一實例，機器人碼垛系統可基於最佳化效率或成本函數來判定計畫。作為另一實例，機器人碼垛系統可判定計畫，使得一最小效率臨限值及/或一成本函數之一最小值臨限值由物品自源位置至目的地位置之對應移動滿足。關於一計畫之一效率之一或多個值可包含機械臂移動物品之一預期時間、源位置與目的地位置之間的一高度差、源位置與目的地位置之間的一距離(例如一歐幾里德距離等等)等等。在一些實施例中，一成本函數包括關於拾取/放置目的地位置處之物品之一或多個變數、棧板上之物品堆疊之一預期穩定性(例如，在物品放置於目的地位置處之後)、目的地位置處之物品之配合之一量測、用於碼垛對應於一特定艙單之所有物品之棧板之一數目、預期使用之一間隔物數目或間隔物材料量等等。成本函數可包含包含於成本函數中之一或多個變數之一或多個權重。在判定移動一物品之成本時包含之變數可包含以下之一或多者：(i)機械臂將物品自源位置移動至目的地位置預期花費之一時間量；(ii)機械臂移動物品預期施加之一工作量；(iii)物品移動之一距離；(iv)物品沿其移動之一路徑或軌跡等等；(v)下游傳送可用性；(vi)待移動物品或目的地位置處之一(若干)物品之一或多個特性，包含物品大小、物品重量、物品封裝類型、物品剛性、一目的地位置表面之平坦度及/或表面均勻度、目的地位置處之(若干)物品之一特性(大小、重量、封裝類型、剛性等等)等等。各種其他變數可在判定與移動物品相關聯之成本時被包含，諸如與間隔物或間隔物材料之使用相關聯之成本(例如預期使用之一間隔物數目或間隔物材料量等等)。移動一組物品之順序可基於移動一組物品之一總成本來判定(例如，可判定移動一組物品中之一物品之個別成本，且可基於個別成本來判定移動一組物品之一總成本)。在一些實施例中，在判定移動一物品之一成本時包含之變數(例如成本函數中之一變數)可具有不同權重。例如，與提升一物品相關聯之時間及/或工作可大於與降低一物品相關聯之時間及/或工作。因此，即使提升一物品與某一位置之間的距離相同於將物品降低至一不同位置，但與將物品移動至不同位置相關聯之成本可為不同的。
根據各種實施例，系統至少部分基於最佳化移動經受一或多個條件之一物品或一組物品之一成本來判定移動物品或一組物品之一計畫。一或多個條件可包含系統在移動物品時遵守之條件或規則。條件之實例可包含以下之一或多者：(i)在移動期間避免物品與另一物品/物件之間碰撞；(ii)物品在一預界定區域內移動(例如，避免機械臂在留給人類或另一機器人之一區域中操作)；(iii)諸如基於物品之移動之源位置及/或目的地位置處之一物品堆疊之一穩定性臨限值；(iv)機械臂移動之一速度；(v)機械臂移動物品預期花費之一時間；(vi)物品成功移動之一可能性；(vii)機械臂之末端執行器與物品之間的力之一穩定性(例如抓取物品之一穩定性)；等等。各種其他條件可結合定界系統移動使用。
在一些實施例中，若一棧板當前位於一機械臂之一預界定區中及/或計畫在一預界定區可用之一未來時間插入至一預界定區中，則棧板可被視為與機械臂相關聯。在此一情況中，機器人系統可判定物品將放置於此一待插入棧板上，且機器人系統可判定取放物品之計畫包括自傳送帶拾取物品及將物品放置於一緩衝或暫存區域中，直至對應棧板插入至預界定區中且物品經判定為放置於此棧板上。
根據各種實施例，判定用於取放一物品之一組路徑或軌跡，且自一組路徑或軌跡選擇物品將沿其移動之路徑或軌跡。路徑或軌跡可基於與組內之對應路徑或軌跡相關聯之各種性質來選擇。可結合選擇路徑或軌跡使用之與對應路徑或軌跡相關聯之性質之實例包含物品將移動之一速度、其中將拾取物品之一目的地位置、物品根據特定路徑或軌跡取放於目的地位置處之一成功概率、工作空間內之另一物品或物件是否與特定路徑或軌跡相交之一指示、限制工作空間中之一區域或面積與特定路徑或軌跡相交之一指示等等。在一些實施例中，物品將根據特定路徑或軌跡取放於目的地位置處之成功概率係針對一組路徑或軌跡之至少一子集判定，且路徑或軌跡基於對應成功概率相對於對應於其他路徑或軌跡之成功概率來選擇。作為一實例，路徑或軌跡回應於判定對應於路徑或軌跡之成功概率超過一臨限概率或超過子集內之其他路徑或軌跡之一臨限數目或百分比而選擇。
根據各種實施例，待碼垛/卸垛之一物品、一物品將自其獲得之一源位置及/或一目的地位置可至少部分基於移動物品之一成本(例如一成本函數之一結果)來判定。成本可至少部分基於一預界定成本函數(其可包含關於取放物品之一或多個變數)來判定。機器人碼垛系統可依最佳化移動物品之一成本及/或移動一物品滿足一或多個成本值臨限值之一方式判定待碼垛/卸垛之一物品、一物品將自其獲得之一源位置及/或一目的地位置。
在940中，選擇待放置之一物品。在一些實施例中，機器人碼垛系統自待移動之一組物品選擇待放置之一物品。物品可至少部分基於物品移動至工作空間(例如，至機械臂之範圍內)之一順序來選擇。物品可至少部分基於物品之一屬性來選擇。例如，機器人系統可模擬/模型化物品之一子集之放置且基於模擬/模型之一結果判定待選擇之物品(例如，選定物品之放置可導致一更佳或更具成本效益之物品堆疊)。
在950中，執行是否放置間隔物材料之一判定。在一些實施例中，機器人碼垛系統至少部分基於移動物品(或移動先前物品，諸如若計畫指示一間隔物或間隔物材料將在物品之後放置等等)之計畫來判定是否放置一間隔物或間隔物材料。移動物品之計畫可至少部分基於物品之一屬性來判定。例如，移動物品之計畫可回應於物品之放置之一模擬/模型化而判定。回應於(或結合)判定移動物品之計畫，機器人碼垛系統判定移動物品之計畫是否包含使用/放置一間隔物或間隔物材料。例如，是否放置間隔物材料之判定可至少部分基於判定一間隔物或間隔物材料之使用預期改良物品堆疊之一狀態，諸如一堆積密度、一穩定性、一層之一頂面之一高度變動等等。
回應於在950中判定未放置間隔物材料，程序900進行至960。在960中，將物品放置於棧板或物品堆疊上。機器人系統可至少部分基於移動物品之計畫(例如，根據一抓取策略、一軌跡等等)來將物品放置於棧板或物品堆疊上。回應於將物品放置於棧板或物品堆疊上，程序900進行至980。
回應於在950中判定將執行間隔物材料，程序900進行至970，其中將間隔物材料放置於棧板或棧板上之物品堆疊上。機器人系統可至少部分基於移動間隔物或間隔物材料之計畫(例如，根據一抓取策略、一軌跡等等)來將間隔物或間隔物材料放置於棧板或物品堆疊上。移動間隔物或間隔物材料之計畫可為移動物品(或移動先前物品)之計畫之一子集。
回應於判定已放置間隔物材料，程序900進行至960。
回應於在960中將物品放置於棧板或物品堆疊上，程序900進行至980，其中機器人系統判定一組物品中之物品之放置/碼垛是否完成。在所展示之實例中，選擇待放置之物品、判定是否放置間隔物材料、放置物品及視情況放置間隔物材料(940、950、960及970)一直持續至碼垛一組物品之高階目標完成(980)，此時程序900結束。在各種實施例中，重新計畫可由諸如以下條件觸發：非預期及/或無法識別之一物品到達、一感測器讀數指示一屬性具有除基於物品識別及/或相關聯物品模型資訊預期之值之外的一值、判定物品堆疊之一穩定性小於一最小穩定性臨限值、施配器裝置中(或工作空間內)之一間隔物材料供應小於一最小間隔物供應值之一指示等等。非預期條件之其他實例包含(但不限於)判定一預期物品缺失、重新評估物品識別且判定一物品並非原始識別物品、偵測到一物品重量或其他屬性與所識別物品不一致、掉落或需要重新抓取物品、判定一稍後到達物品太重以致無法如原始及/或當前計畫所設想般堆疊於一或多個其他物品上及偵測到堆疊於收容器上之一組物品之不穩定性。
圖9B係繪示根據各種實施例之用於碼垛一物品之一方法的一流程圖。圖9B之程序950-1可結合圖9A之程序900實施，諸如結合程序900之950。
在950-1a中，將x設定為等於零。變數x可結合反覆模擬放置一物品及0或更多個間隔物使用。在一些實施例中，變數x對應於模擬中使用之間隔物之一數目等等。變數x可為等於或大於0之一整數。
在950-1b中，將n設定為等於1。變數n可結合反覆模擬放置n個物品使用。在一些實施例中，變數x對應於模擬中使用之間隔物之數目等等。變數n可為等於或大於1且小於N之一整數，N係表示待碼垛物品之一數目之一整數。
在950-1c中，執行使用x個間隔物(或x個間隔物材料)將n個物品放置於棧板或物品堆疊上之一模擬。在一些實施例中，機器人碼垛系統至少部分基於物品堆疊之模型(例如對應於棧板或物品堆疊之一當前狀態之一模型)來模擬放置(若干)物品及(若干)間隔物。使用x個間隔物將n個物品放置於棧板或物品堆疊上之模擬可包含判定移動(若干)物品及/或(若干)間隔物之一或多個計畫及根據對應一或多個計畫模擬(若干)物品及/或(若干)間隔物之放置。
在950-1d中，至少部分基於模擬來判定關於棧板或物品堆疊之一模型。在一些實施例中，包含模擬放置之(若干)物品及/或(若干)間隔物之一更新模型基於模擬來產生。模型可使用一機器學習演算法或程序來更新。
在950-1e中，至少部分基於模型來判定關於棧板或物品堆疊之一或多個特性。例如，回應於將(若干)物品及/或(若干)間隔物放置至物品堆疊之模擬而產生之模型結合判定關於棧板或物品堆疊之一或多個特性使用。關於棧板或物品堆疊之一或多個特性可包含配合(例如物品相對於棧板上之其他物品之配合)、穩定性、堆積密度、效率、成本之特性值或量測。
在950-1f中，系統判定x是否等於間隔物之臨限數目。在一些實施例中，間隔物之臨限數目(諸如)由一使用者或管理員預界定。在一些實施例中，間隔物之臨限數目至少部分基於與結合放置一物品使用間隔物相關聯之一成本函數來判定。例如，若使用x個間隔物之一成本超過(或在一界定量內)一最大成本值，則系統可判定已達到間隔物之臨限數目。
回應於在950-1f中判定x不等於間隔物之臨限數目，程序950-1進行至950-1g (其中使x遞增)，且反覆執行950-1c、950-1d、950-1e及950-1f，直至x等於間隔物之臨限數目。
回應於在950-1f中判定x等於間隔物之臨限數目，程序950-1進行至950-1h，其中系統判定n是否等於物品之臨限數目。在一些實施例中，物品之臨限數目(諸如)由一使用者或管理員預界定。物品之臨限數目可設定為N，對應於緩衝區中物品之數目或系統已知即將用於碼垛之數目。在一些實施例中，物品之臨限數目至少部分基於與執行一模擬相關聯之一成本函數來判定。例如，系統運算放置物品之潛在結果越深或越遠(例如，系統運算其可能結果之物品之數目越多)，完成此運算/模擬之時間越長，且此運算/模擬所需之運算功率越大。
回應於在950-1h中判定n不等於物品之臨限數目，程序950-1進行至950-1i (其中使n遞增)，且反覆執行950-1c、950-1d、950-1e、950-1f、950-1g及950-1h，直至n等於物品之臨限數目。
回應於在950-1h中判定n等於物品之臨限數目，程序950-1進行至950-1j，其中系統判定棧板或物品堆疊是否藉由使用至少一個間隔物來改良。在一些實施例中，機器人碼垛系統可至少部分基於模擬使用不同數目個間隔物反覆執行之選定物品及未來物品之放置來判定結合放置在程序900之940中選擇之物品來使用至少一個間隔物。模型/模擬之結果可用於判定棧板或物品堆疊是否藉由至少一個間隔物來改良。
在一些實施例中，棧板或物品堆疊是否藉由使用至少一個間隔物來改良之判定係至少部分基於(i)不具有間隔物之一或多個物品(例如n個物品)之一模擬結果與(ii)一或多個間隔物之一或多個模擬之一結果之間的一比較。模擬結果可為一更新模型及/或關於對應模型之棧板或物品堆疊之一或多個特性。關於棧板或物品堆疊之一或多個特性可包含配合(例如物品相對於棧板上之其他物品之配合)、穩定性、堆積密度、效率、成本之特性值或量測。
回應於在950-1j中判定棧板或物品堆疊未藉由至少一個間隔物來改良，程序950-1進行至950-1k，其中機器人碼垛系統判定不使用間隔物材料。在一些實施例中，在950-1k中，機器人碼垛系統可向圖9A之程序900之950提供間隔物材料不結合碼垛選定物品使用之一指示。
回應於在950-1j中判定棧板或物品堆疊藉由至少一個間隔物來改良，程序950-1進行至950-1l，其中機器人碼垛系統判定使用間隔物材料。在一些實施例中，在950-1l中，機器人碼垛系統可向圖9A之程序900之950提供是否使用間隔物材料之一指示及間隔物/間隔物材料之一數量或量之一指示。機器人系統亦可提供其中將放置(若干)間隔物及/或間隔物材料之一位置之一指示。在一些實施例中，放置(若干)間隔物及/或間隔物材料之一計畫提供至圖9A之程序900之950。
圖9C係繪示根據各種實施例之用於碼垛一物品之一方法的一流程圖。圖9C之程序950-2可結合圖9A之程序900實施，諸如結合程序900之950。
在950-2a中，執行未藉由一間隔物(或間隔物材料)放置物品之一模擬。未藉由間隔物放置物品之模擬可包含獲得關於棧板或物品堆疊之一當前狀態之一模型、模擬物品之放置及判定一更新模型。更新模型可指示在放置物品之後棧板或物品堆疊之一預期狀態。
在950-2b中，判定關於棧板或物品堆疊之一第一組之一或多個特性值。關於棧板或物品堆疊之第一組之一或多個特性可包含配合(例如物品相對於棧板上之其他物品之配合)、穩定性、堆積密度、效率、成本之特性值或量測。在一些實施例中，一或多個特性值至少部分基於更新模型(例如在950-2b中產生之更新模型，其在本文中亦可指稱無間隔物之更新模型)來獲得。
在950-2c中，執行藉由一或多個間隔物(或間隔物材料)放置物品之一模擬。藉由一或多個間隔物放置物品之模擬可包含獲得關於棧板或堆疊物品之一當前狀態之一模型、模擬物品及一或多個間隔物之放置及判定一更新模型(其在本文中亦可指稱具有間隔物之更新模型)。更新模型可指示在放置物品及一或多個間隔物之後棧板或物品堆疊之一預期狀態。在一些實施例中，結合碼垛物品連同一單一間隔物或預定量之間隔物材料來執行模擬。在一些實施例中，結合碼垛物品連同預界定複數個間隔物來執行模擬。在一些實施例中，結合碼垛物品連同待使用之一間隔物數目或間隔物材料量之一最佳估計來執行模擬。待使用之一間隔物數目或間隔物材料量之最佳估計可基於一機器學習程序來判定，機器學習程序使用關於(若干)間隔物之使用及物品之碼垛及/或一物品堆疊之穩定性之歷史資訊來訓練。
在950-2d中，判定關於棧板或物品堆疊之一第二組之一或多個特性值。關於棧板或物品堆疊之第二組之一或多個特性可包含配合(例如物品相對於棧板上之其他物品之配合)、穩定性、堆積密度、效率、成本之特性值或量測。在一些實施例中，第二組之一或多個特性值至少部分基於具有間隔物之更新模型獲得。
在950-2e中，結合判定第二組之一或多個特性值是否指示一改良棧板或物品堆疊來比較第一組之一或多個特性值與第二組之一或多個特性值。在一些實施例中，機器人碼垛系統至少部分基於第一組之一或多個特性值與第二組之一或多個特性值之一比較來判定一或多個間隔物之使用是否預期導致一改良棧板或物品堆疊。
在一些實施例中，第一組之一或多個特性值與第二組之一或多個特性值之比較包含判定對應於第一組之一或多個特性值之一第一組合分數及對應於第二組之一或多個特性值之一第二組合分數。第一組合分數及第二組合分數可分別聚合對應特性值(例如，根據一成本或優度函數)。判定對應於一組之一或多個特性值之一組合分數可包含獲得一或多個特性值之權重、基於權重及一或多個特性值來判定加權之一或多個特性值及基於加權之一或多個特性值來判定組合分數(例如，加總加權之一或多個特性值)。
回應於在950-2e中判定第二組之一或多個特性值不指示一改良棧板或物品堆疊(例如，一間隔物之使用未改良預期棧板或物品堆疊)，程序950-2進行至950-2f，其中機器人碼垛系統判定不使用間隔物材料。在一些實施例中，在950-2f中，機器人碼垛系統可向圖9A之程序900之950提供間隔物材料不結合碼垛選定物品使用之一指示。
回應於在950-2e中判定第二組之一或多個特性值指示一改良棧板或物品堆疊(例如，一間隔物之使用改良預期棧板或物品堆疊)，程序950-2進行至950-2g，其中機器人碼垛系統判定使用間隔物材料。在一些實施例中，在950-2g中，機器人碼垛系統可向圖9A之程序900之950提供是否使用間隔物材料之一指示及間隔物/間隔物材料之一數量或量之一指示。機器人系統亦可提供其中將放置(若干)間隔物及/或間隔物材料之一位置之一指示。在一些實施例中，放置(若干)間隔物及/或間隔物材料之一計畫提供至圖9A之程序900之950。
圖10A係繪示根據各種實施例之用於結合碼垛一或多個物品放置一間隔物之一方法的一流程圖。在一些實施例中，圖10A之程序1000可結合碼垛一組物品執行。
在1010中，判定結合碼垛至少一個物品使用一或多個間隔物。在一些實施例中，機器人碼垛系統至少部分基於判定一或多個間隔物之使用預期改良物品堆疊(例如堆疊之一穩定性、堆疊之一堆積密度、一或多個層之頂面之一變動等等)來判定一或多個間隔物將結合碼垛至少一個物品使用。判定一或多個間隔物將結合碼垛至少一個物品使用係至少部分基於物品之一模擬放置。機器人系統可進一步判定一預期物品堆疊及關於預期物品堆疊之一或多個特性值之一模型。關於預期物品堆疊之一或多個特性值可對應於預期物品堆疊之優度之一或多個量測。
在1020中，判定結合碼垛至少一個物品使用之間隔物材料之一數量。間隔物/間隔物材料之數量可基於物品之頂面相對於另一物品之頂面之一高度變動(例如一預期變動)來選擇/判定。例如，間隔物/間隔物材料之數量可經選擇以形成一實質上平面。待使用之間隔物材料之數量可基於使用不同量/數量之間隔物材料碼垛至少一個物品及選擇其預期物品堆疊係最佳(例如最穩定、最具成本效益同時滿足一最小穩定性臨限值等等)之間隔物材料之量/數量之一或多個模擬。
在1030中，獲得一定數量之間隔物材料。在一些實施例中，機器人碼垛系統控制一施配裝置施配一定數量之間隔物材料。例如，機器人碼垛系統可將一控制信號提供至施配器裝置(例如機器人系統100之施配器裝置126)以引起一致動器引起一定數量之間隔物材料施配。在一些實施方案中，一定數量之間隔物材料可施配至機械臂(例如，機械臂可抓取來自施配器裝置之間隔物材料，或施配器裝置可在機械臂之一末端執行器之接近度內施配間隔物材料，末端執行器其後接合間隔物材料)。在一些實施方案中，一定數量之間隔物材料可施配至機械臂之工作空間內之一預界定位置。在一些實施方案中，一定數量之間隔物材料可施配至結合控制信號指示之一位置以施配間隔物材料。在一些實施例中，機器人碼垛系統設定間隔物材料之大小(例如，使用工具自諸如一塊聚合間隔物材料之一前驅物切割間隔物材料，或將一流體插入至一前驅物中以引起間隔物材料擴展至一所要大小/形狀)。
在1040中，將一定數量之間隔物材料放置於一對應判定位置處。在一些實施例中，機器人碼垛系統可判定放置一定數量之間隔物材料之一計畫。放置一定數量之間隔物材料之計畫可經判定為碼垛至少一個物品之一計畫之部分(例如，放置一定數量之間隔物材料可為碼垛至少一個物品之計畫之一子常式/部分)。在一些實施例中，機器人碼垛系統可回應於判定將使用一或多個間隔物而判定放置一定數量之間隔物材料之計畫。例如，回應於偵測到一物品堆疊不穩定或不滿足一最小穩定性臨限值而執行之一積極措施可包含判定使用一或多個間隔物來提高物品堆疊之穩定性。放置間隔物材料之計畫可包含一抓取策略、一軌跡及其中將放置間隔物材料之一目的地位置。
圖10B係繪示根據各種實施例之用於結合碼垛一或多個物品獲得一間隔物之一方法的一流程圖。圖10B之1030可結合圖10A之1030實施。
在1031中，將一控制信號傳送至一致動器以引起施配一定數量之間隔物材料。
在1032中，自施配器(例如施配器裝置)獲得一定數量之間隔物材料。自施配器獲得一定數量之間隔物材料可包括自施配器將一定數量之間隔物材料施配至之一位置獲得間隔物材料。
圖10C係繪示根據各種實施例之用於結合碼垛一或多個物品獲得一間隔物之一方法的一流程圖。圖10C之1032-1可結合圖10B之1030之1032實施。
在1032-1a中，至少部分基於間隔物材料之數量來判定待獲得之間隔物材料之預設大小之一數目。回應於判定結合碼垛至少一個物品使用之間隔物材料之一數量，機器人碼垛系統可判定間隔物材料之預設大小之數目對應於間隔物材料之數量。例如，若施配器裝置包括一特定大小之複數個預切塊，則機器人碼垛系統可判定獲得一定數量之間隔物材料所需之預切塊之數目。在一些實施例中，判定間隔物材料之數量對應於判定預切塊(例如預切割間隔物)之一數目。
在1032-1b中，至少部分基於預設大小之數目自一間隔物材料供應切割間隔物。在一些實施例中，回應於判定待獲得之間隔物材料之預設大小之數目，機器人碼垛系統控制一工具或裝置自一間隔物材料供應(例如一塊前驅物間隔物材料、一卷間隔物材料等等)切割間隔物材料之預設大小之數目。
圖10D係繪示根據各種實施例之用於結合碼垛一或多個物品獲得一間隔物之一方法的一流程圖。圖10D之1032-2可結合圖10B之1030之1032實施。
在1032-2a中，至少部分基於間隔物材料之數量來判定待獲得間隔物材料之預設大小之一數目。回應於判定結合碼垛至少一個物品使用之間隔物材料之一數量，機器人碼垛系統可判定間隔物材料之預設大小之數目對應於間隔物材料之數量。間隔物材料之預設大小之數目可至少部分基於間隔物材料之預設大小至間隔物之大小(例如在使用一流體、凝膠等等膨脹之後間隔物之一大小)之一映射。例如，若施配器裝置包括諸如癟縮塑膠袋之複數個預設大小之擠製材料，則機器人碼垛系統可判定可經膨脹以獲得一定數量之間隔物材料之癟縮塑膠袋之數目。在一些實施例中，機器人碼垛系統包括用於自一間隔物材料前驅物獲得一間隔物(例如一間隔物材料)之一模型。
在1032-2b中，自一間隔物材料供應獲得間隔物材料之數個預設大小。
在1032-2c中，將一流體插入至一間隔物材料中以具有一或多個預定特性。在一些實施例中，流體包括一氣體(諸如空氣等等)、一液體(諸如水或其他溶液)等等之一或多者。一或多個預定特性可包括一大小、一形狀、一硬度等等之一或多者。
圖11A係繪示用於將一物品放置於一棧板上之一程序之一實施例的一流程圖。在各種實施例中，程序1100由一控制電腦(諸如圖1A之控制電腦118及/或圖4之系統400之一控制電腦)執行以(例如)根據一計畫取放連續物品。
在所展示之實例中，在1110中，判定一目的地位置及到達位置之軌跡用於取放下一物品。例如，可判定一預定(例如，根據一計畫)及/或動態判定(例如，基於物品識別、感測器資料、先前放置物品之位置等等)位置及物品將沿其移動至該位置之一軌跡或路徑。在1120中，使用一或多個一階感測器(例如影像資料)依第一準確度將物品移動至目的地位置(例如，如同圖7B中所展示之實例)。在1130中，使用一或多個二階感測器(例如力感測器)使物品貼合位置(如同圖7C)及/或偵測不穩定性(如同圖5B)或其他非預期條件。若在1140中判定物品已成功放置，則在1150中，處理繼續下一物品，針對其執行程序1100之下一反覆。若在1140中判定物品未成功放置(例如物品不在由影像資料判定之預期位置中、物品不穩定、堆疊不穩定等等)，則在1160中，系統經由自動化處理再試以牢固放置物品(例如，若如此嘗試之一進一步策略可用及/或調用人為干預(例如，經由按需遙控))，直至在1140中判定物品已成功放置。
在一些實施例中，在1160中，機器人碼垛系統判定是否結合放置物品使用一間隔物或改良偵測到之不穩定性。回應於判定使用一間隔物，機器人碼垛系統可判定放置間隔物之一計畫且實施放置間隔物之計畫。
在各種實施例中，本文中所揭示之一機器人碼垛系統經組態以動態制定及/或更新放置及堆疊物品之一計畫。例如，無法提前知道待放置之下一(批)物品，且需要調整計畫。例如，若軟及/或易碎物品已放置或計畫放置於一較低層中且偵測到較重物品(緊接)到達，則可動態調整計畫以緩衝(放置於一暫存區域中)軟及/或易碎物品以允許較重物品先放置於較低級中。在一些實施例中，若軟及/或易碎物品已放置(例如在棧板上)，則可將物品移至緩衝(暫存)區域以允許較重物品放置於較低級中之其位置中。
根據各種實施例，一機器學習程序可結合更新用於判定目的地位置及軌跡之程序或模型及/或將物品放置於目的地位置處之策略來使用。例如，用於判定目的地位置及軌跡之模型及/或將物品放置於目的地位置處之策略較佳反映成功策略及/或不成功策略，包含策略及/或歷史資訊與經受此策略之物品或此一物品之一或多個屬性之相關聯性。
圖11B係繪示用於判定將一物品放置於一棧板上之一計畫之一程序之一實施例的一流程圖。在一些實施例中，圖11B之程序1110對應於或結合圖11A之程序1100之1110來實施。程序1110由一控制電腦(諸如圖1A之控制電腦118及/或圖4之系統400之一控制電腦)執行以(例如)判定拾取/放置一物品之計畫。
在1111中，獲得對應於一物品之一識別符。在一些實施例中，系統至少部分基於由一或多個感測器獲得之資訊來獲得識別符。例如，識別符可為一條碼、一QR碼、一近場通信標籤等等，工作空間中之一或多個感測器(諸如系統之一輸入處之一感測器(例如掃描器))可獲得關於識別符之資訊。系統之輸入處之感測器可為位於將物品運送至系統之一傳送帶之接近度內之一感測器。在一些實施例中，對應於物品之識別符自一資料結構獲得，諸如托盤或傳送帶槽至物品及/或物品識別符之一映射。資料結構可已由擷取物品且提供物品用於碼垛之一上游系統設定。
在1112中，判定對應於物品所屬之一艙單之一或多個棧板。在一些實施例中，系統可結合判定物品所屬之艙單來使用對應於物品之識別符。例如，系統可執行關於物品識別符至艙單之一映射之一查找等等。回應於判定物品所屬之艙單，系統可判定對應於艙單之一或多個棧板。作為一實例，若一物品艙單包括足夠多物品使得艙單上之所有物品不配合一單一棧板，則系統可判定其上可放置物品之複數個棧板(且仍滿足關於物品之艙單之履行)。作為另一實例，若系統同時將物品堆疊於複數個棧板上，則系統可判定複數個棧板之哪一或多個棧板對應於艙單。
在1113中，判定對應於物品所屬之艙單之一或多個棧板之至少一者之一模型。根據各種實施例，系統獲得對應於艙單之各棧板之一模型。系統可獲得對應於艙單且使系統積極將物品碼垛於棧板上(例如，棧板所在之預界定區不暫停或設定為不活動)之棧板之模型。
在一些實施例中，系統可獲得關於一棧板之一快取模型(例如棧板上之物品堆疊之一模型)。作為一實例，快取模型可包括棧板上之物品堆疊之一當前模型。作為另一實例，快取模型可包括根據棧板上之物品堆疊之一先前狀態之一模型。回應於判定快取模型對應於棧板上之物品堆疊之一先前狀態，系統可產生對應於棧板上之物品堆疊之一當前狀態之一新模型或更新快取模型以對應於當前狀態。
在一些實施例中，系統產生對應於物品所屬之艙單之一或多個棧板之至少一者之模型。系統可至少部分基於由工作空間中之一或多個感測器(例如獲得關於棧板所在之預界定區之資訊之一感測器)獲得之資訊來產生一棧板上之一物品堆疊之一模型。
在1114中，判定其上將放置物品之一棧板。在一些實施例中，其上將放置物品之棧板至少部分基於關於棧板之對應模型來判定。若物品將放置於棧板上，則棧板可至少部分基於一更新模型或模擬結合評估物品之一預期堆疊來判定。在複數個棧板對應於物品所屬之艙單之情況中，系統可基於判定物品最佳配合一棧板(例如物品堆疊)等等來選擇其上將放置物品之棧板。
根據各種實施例，系統可至少部分基於棧板之一狀態及/或複數個棧板之一狀態來判定其上將放置物品之棧板。系統可判定複數個棧板之一或多者上之一堆疊之一狀態且至少部分基於判定物品具有一最佳配合之一堆疊來判定其上將放置物品之棧板。判定物品具有一最佳配合之堆疊可至少部分基於堆疊之一穩定性、堆疊之一模型及/或包括物品之堆疊之一模型(例如在物品放置於堆疊上之後)、尚待堆疊之預期一或多個物品(例如至少部分基於一訂單及/或艙單)等等。關於物品之一或多個屬性或特性可結合判定其上將放置物品之棧板來使用(例如，大小、形狀、封裝類型、物品類型等等可結合模型化堆疊及/或判定將物品放置於一堆疊上之何處來使用)。
系統可產生棧板之狀態之模型，結合判定是否將一物品放置於棧板上(例如在堆疊上)及選擇將物品放置於棧板上之一計畫，包含其中將放置物品之一目的地位置、將物品自一源位置(例如一當前目的地，諸如一輸送機)移動至目的地位置所沿之一軌跡。系統亦可結合判定釋放物品或否則將物品放置於棧板上(例如對物品施加一力以使物品貼合堆疊)之一策略來使用模型。棧板之狀態之模型化可包含模擬在棧板上(例如在堆疊上)之不同目的地位置處放置物品及判定預期由在不同位置處放置物品導致之對應不同預期配合及/或預期穩定性(例如一穩定性度量)。系統可選擇預期配合及/或預期穩定性滿足(例如超過)一對應臨限值之一目的地位置。另外或替代地，系統可選擇最佳化預期配合(例如堆疊上之物品之預期配合)及/或預期穩定性(例如堆疊之預期穩定性)之一目的地位置。
在1115中，判定將物品移動至一目的地位置之一計畫。在一些實施例中，回應於判定其上將放置物品之棧板，系統判定其中將放置物品之棧板上之一目的地位置。系統亦可判定移動物品(諸如自輸入(例如傳送帶)拾取物品且將物品放置於目的地位置處(例如棧板上))之一計畫。系統可至少部分基於物品之一或多個屬性及/或棧板之模型(例如棧板之一當前狀態/性質，諸如棧板上之物品堆疊之一狀態)來判定移動物品之計畫。移動物品之計畫可至少部分基於將物品自源位置移動至目的地位置之一預期成本(例如沿路徑/軌跡移動物品之成本)等等來判定。在一些實施例中，移動物品之計畫至少部分基於棧板上之物品堆疊之一狀態及源位置之一屬性(例如傳送帶之一高度)。
根據各種實施例，判定將物品移動至目的地位置之計畫可包含執行複數個模擬(分別包含模擬物品及不同數目個間隔物(例如零或多個間隔物)之放置、放置於不同位置中之間隔物之數目等等)及基於最佳計畫或滿足一或多個最小準則(例如，小於一最大成本臨限值，優於一最小穩定性臨限值等等)之一計畫子集來判定移動物品之計畫。判定將物品移動至目的地位置之計畫可包含結合將物品放置於目的地位置物品處來判定放置一間隔物之一計畫。
圖11C係繪示用於判定一物品移動至一棧板之一程序之一實施例的一流程圖。在一些實施例中，圖11C之程序1111對應於或結合圖11B之程序1110之1111來實施。程序1111由一控制電腦(諸如圖1A之控制電腦118及/或圖4之系統400之一控制電腦)執行以(例如)判定拾取/放置一物品之一計畫。
在1111a中，獲得待移動之一組物品。例如，系統可獲得待移動之一組物品之一艙單。艙單可對應於待提供給一客戶之一訂單或裝運等等。艙單可包含對應於待移動之各種物品之識別符。
在1111b中，獲得與物品將自其移動至一棧板之一源位置(或可能源位置)相關聯之一或多個屬性。屬性可包含一位置、一高度、一相對高度(例如，相對於一堆疊高度臨限值、棧板之一當前或預期狀態等等)等等。可獲得源位置之各種其他屬性。
在1111c中，獲得物品之至少一子集將移動至之一組棧板之一或多個狀態。在一些實施例中，可同時(例如並發或同步)碼垛艙單上之物品。獲得艙單之物品可移動至之可能棧板之一狀態。一棧板之狀態可為棧板之一當前狀態或棧板之一預期狀態，諸如棧板在一特定時間之一狀態。判定棧板之預期狀態之特定時間可為物品預期移動至棧板之時間、物品預期到達機械臂用於碼垛之一時間等等。棧板之狀態可對應於棧板之一高度、棧板上堆疊之一模型或模擬、棧板之一穩定性等等。
在1111d中，至少部分基於源位置及棧板之一狀態之一屬性來判定待移動之一物品。在一些實施例中，系統至少部分基於源位置之一屬性及棧板之一狀態來判定來自艙單之物品之一子集或組將碼垛之一順序。待移動之物品可至少部分基於物品之一屬性(例如高度)來進一步判定。各種物品之屬性可結合判定移動物品使用以考量移動物品之對應成本及物品之一預期穩定性(例如，物品碼垛之順序可影響堆疊之特性，諸如穩定性、密度等等)。
圖12A係繪示將一物品提供至一機器人以機器人進行相關碼垛之一程序之一實施例的一流程圖。程序1200可由圖4之系統400實施。
在1205中，獲得待移動之一組物品。例如，系統可獲得待移動之一組物品之一艙單。艙單可對應於提供給一客戶之一訂單或裝運等等。艙單可包含對應於待移動之各種物品之識別符。
在1210中，獲得與一組物品中之一物品相關聯之一或多個屬性。作為一實例，一或多個屬性可自屬性至物品之一映射(例如屬性至物品之識別符之一映射)獲得。作為另一實例，一或多個屬性可至少部分基於感測器資料來獲得。感測器資料可使用機械臂之一工作空間內之一或多個感測器獲得。
各種物品之屬性可結合判定提供物品之一順序及/或判定物品將提供至其用於碼垛之一源位置來使用。各種物品之屬性可用於運算將各種物品自不同源位置移動至一目的地位置(例如棧板上堆疊上之一位置)之成本。在一些實施例中，各種物品之屬性用於模型化或模擬一物品堆疊之碼垛及/或判定與將物品移動至堆疊相關聯之堆疊之一或多個預期屬性。堆疊之預期屬性可包含一密度、一穩定性、一高度、一形狀或輪廓、一重心、一剛性等等。
在1215中，獲得物品可經由其提供至一機器人之一組源位置之一屬性。例如，如圖4之系統400中所繪示，複數個傳送帶可用於將物品提供至機械臂401。系統中之各種源位置(例如傳送帶)可具有不同屬性，且一特定位置之一屬性可結合判定一源位置使用。一源位置之屬性可包含一位置(例如相對於機器人之一位置、一絕對位置)、一高度、傳送帶運載物品之一速度、一相對高度(例如相對於堆疊高度臨限值之一高度、相對於一棧板上堆疊之一當前高度之一高度)、位置是否將在堆疊之當前/預期高度小於堆疊高度臨限值時使用之一指示等等。
在1220中，選擇一物品及物品將在其上提供至機器人之源位置，且提供物品。在一些實施例中，系統模型化或模擬一組物品在一或多個棧板上之堆疊或碼垛。系統可基於棧板之一預期堆疊來提供物品(例如，形成基底或靠近堆疊之底部之物品可在將靠近物品之頂部堆疊之物品之前提供)。在一些實施例中，物品碼垛或提供至機器人之順序及物品自其提供至機器人之源位置至少部分基於將物品自選定源位置移動至對應棧板上之目的地位置之成本來判定。例如，系統可基於最小化/最佳化將物品移動至目的地位置之成本來判定源位置。作為一繪示實例，若物品堆疊低於一特定高度(諸如一堆疊高度臨限值)或物品在堆疊中之位置低於特定高度，則系統可判定將物品提供至具有一相對較低高度之源位置以減少與將物品自源位置移動至目的地位置相關聯之距離/成本。作為另一繪示實例，若物品堆疊高於一特定高度(諸如一堆疊高度臨限值)或物品在堆疊中之位置將高於特定高度，則系統可判定將物品提供至具有一相對較大高度之源位置以減少與將物品自源位置移動至目的地位置相關聯之距離/成本。
在所展示之實例中，物品及源位置之選擇及物品之提供一直持續至一組物品(或待碼垛物品)中之所有物品完成(1225)，此時程序1200結束。
圖12B係繪示卸垛一物品之一程序之一實施例的一流程圖。程序1250可由圖4之系統400實施。
在1255中，獲得待移動之一組物品。例如，機器人碼垛系統可獲得待移動之一組物品之一艙單。艙單可對應於提供給一客戶之一訂單或裝運等等。艙單可包含對應於待移動之各種物品之識別符。
在1260中，獲得與一組物品中之一物品相關聯之一或多個屬性。作為一實例，一或多個屬性可自屬性至物品之一映射(例如屬性至物品之識別符之一映射)獲得。作為另一實例，一或多個屬性可至少部分感測器資料來獲得。感測器資料可使用機器人碼垛系統之一工作空間內之一或多個感測器獲得。
各種物品之屬性可結合判定提供物品之一順序及/或判定物品將提供至其用於碼垛/卸垛之一源位置來使用。各種物品之屬性可用於運算將物品自不同源位置移動至一目的地位置(例如棧板上堆疊上之一位置)之成本。在一些實施例中，各種物品之屬性用於模型化或模擬一物品堆疊之碼垛及/或判定與將物品移動至堆疊相關聯之堆疊之一或多個預期屬性。堆疊之預期屬性可包含一密度、一穩定性、一高度、一形狀或輪廓、一重心、一剛性等等。
在1265中，獲得物品可經由其提供至一機器人之一組目的地位置之一屬性。例如，如圖4之系統400中所繪示，複數個傳送帶可用於將物品提供至機械臂401。系統中之各種目的地位置(例如傳送帶)可具有不同屬性，且一特定位置之一屬性可結合判定一目的地位置使用。一目的地位置之屬性可包含一位置(例如相對於機器人之一位置、一絕對位置)、一高度、傳送帶運載物品之一速度、一相對高度(例如相對於堆疊高度臨限值之一高度、相對於一棧板上堆疊之一當前高度之一高度)、位置是否將在堆疊之當前/預期高度小於堆疊高度臨限值時使用之一指示等等。
在1270中，獲得源位置之一屬性。在一些實施例中，系統獲得棧板上物品堆疊之一狀態。例如，源位置之屬性可包含物品堆疊之一高度及/或物品堆疊是否高於一堆疊高度臨限值之一指示。獲得源位置之屬性可包含使用感測器資料產生堆疊之一模型/模擬。
在1275中，選擇一物品及物品將在其上提供至機器人之目的地位置，且移動物品。在一些實施例中，系統模型化或模擬一組物品在一或多個棧板上之堆疊或碼垛。機器人碼垛系統可至少部分基於物品堆疊之一模型來移動物品。例如，機器人碼垛系統可基於堆疊之一當前穩定性、堆疊在物品自堆疊移除之後的一預期穩定性等等來判定物品移動。在一些實施例中，物品卸垛之順序及/或物品移動至之目的地位置至少部分基於將物品自選定源位置移動至目的地位置(例如選定傳送帶)之成本來判定。例如，機器人碼垛系統可基於最小化/最佳化將物品移動至目的地位置之成本來判定源位置。作為一繪示實例，若物品堆疊低於一特定高度(諸如一堆疊高度臨限值)，則系統可判定將物品提供至具有一相對較低高度之源位置(例如一較低傳送帶)以減少與將物品自源位置移動至目的地位置相關聯之距離/成本。作為另一繪示實例，若物品堆疊高於一特定高度(諸如一堆疊高度臨限值)，則機器人碼垛系統可判定將物品提供至具有一相對較大高度之目的地位置以減少與將物品自源位置移動至目的地位置相關聯之距離/成本。
在所展示之實例中，物品及源位置之選擇及物品之提供一直持續至一組物品(或待碼垛物品)中之所有物品完成(1280)，此時程序1250結束。
圖13係繪示繪示用於將物品放置於一棧板上之一程序之一實施例的一流程圖。在各種實施例中，程序1300由一控制電腦(諸如圖1A之控制電腦118及/或圖4之系統400之控制電腦)基於感測器資料(諸如由工作空間中之感測器(諸如攝影機112、114及116)產生之影像資料)執行。在各種實施例中，程序1300用於動態判定物品屬性及放置，例如基於至少部分基於影像資料判定之物品大小及形狀。
在所展示之實例中，在1310中接收及處理影像資料。例如，可接收及合併來自兩個或更多個攝影機之影像資料以產生三維空間中之一組合組點。
在1320中，將在1310中接收及處理之影像資料擬合至一模型。例如，可比較組合組點與包括一物品模型庫之對應資料且可判定一「最佳配合」或「最佳匹配」模型。在一些實施例中，物品模型庫至少部分基於使用來自歷史模型之資訊及此等模型之實施結果來改良或更新之一機器學習程序動態更新。
在1330中，使用(例如)來自最佳配合模型之資料來填充影像資料中之間隙且判定物品之一邊界容器(例如在所有維度上呈矩形或幾乎呈矩形之一物品之一邊界「盒」)。
視情況在1340中，將邊界容器之一圖形描繪疊加於物品之組合及/或原始影像(例如原始視訊)上以將一組合顯示提供至(例如)監測操作之一人類使用者。
在1350中，使用在1320中判定之模型及在1330中判定之邊界容器來判定其中將放置物品之一目的地位置(例如在一棧板上)。在一些實施例中，可在判定放置位置中顯示邊界容器，例如在取放物品之操作之一視覺顯示及/或表示中。
圖14係繪示用於將一物品放置於一棧板上之一程序之一實施例的一流程圖。在各種實施例中，程序1400由一控制電腦(諸如圖1A之控制電腦118及/或圖4之系統400之控制電腦)執行。在所展示之實例中，在1402中接收及處理物品資料。物品資料之實例包含(但不限於)影像資料、光學或其他掃描器輸出、物品重量、物品識別符、物品大小等等。
在1404中，嘗試使物品資料與一模型(例如包括一物品模型庫之一模型)匹配。物品模型庫可(諸如)經由一機器學習程序動態更新。例如，可讀取物品或其封裝上之標記以識別物品且查找一物品特定模型。在一些實施例中，感測器讀數可指向不同方向。在一些實施例中，可自考量移除離群值(例如統計上不相關之一物品)及/或隨機選擇之感測器資料以判定剩餘資料是否可與一物品模型匹配(例如依一指定置信度)。若為是，則捨棄來自該感測器之感測器資料且在1406中判定已找到一匹配。
若在1406中基於在1402中接收之資料判定已找到與一物品特定模型之一匹配，則在1408中使用基於該模型之一策略來判定抓取、拾取、移動及/或放置物品之一策略。
若在1406中判定無法找到與一物品特定模型之一匹配，則在1410中判定物品之大小、重量、形狀、封裝類型、重心及/或其他屬性且嘗試使其與該大小、重量、形狀等等之物品相關聯之一模型匹配。若在1412中判定已找到與此一模型之一匹配，則在1414中使用判定模型來判定抓取、拾取、移動及/或放置物品之一策略。否則，在1416中觸發人為干預以(例如)手動輸入一策略及/或映射至一策略之一物品識別及/或藉由遙控、手動等等完成關於物品之所有或部分操作。
在1418中判定處理物品是否已產生關於物品及/或物品類型之額外或新資訊。若為是，則在1420中使用新資訊來產生及/或更新物品及/或物品類型之一模型。新資訊可包含一量測重量、一重心、一封裝類型等等。若未出現新資訊及/或一旦此資訊已反映於(若干)任何適用模型中，則程序結束。
在一些實施例中，偵測到一新物品或物品類型觸發其中可判定且更完全或精確判定物品之屬性之一發現程序。例如，系統可使用機械臂拾取物品且將其固持於不同位置中及/或不同方向上以產生物品之(額外)影像或視圖用於模型化或更完全模型化物品。
在各種實施例中，本文中所揭示之用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統包含在操作端具有一基於吸力、手爪式或其他末端執行器之一機械臂。在各種實施例中，末端執行器可包含用於碼垛及/或卸垛異質物品之一或多個感測器，如本文中所揭示。例如，末端執行器可包含用於促進一物品之一階取放之影像感測器及用於促進物品貼合位置(例如鄰近於其他物品、側壁及/或其他結構)之一或多個力感測器。在另一實例中，在一些實施例中，一基於吸力之末端執行器可包含用於偵測何時已安全抓取物件表面及/或偵測物件何時脫離或剪斷之氣壓感測器。
根據各種實施例，程序1400可結合判定抓取物品之一策略等等來實施。對應於物品之模型可包括於將物品自源位置(例如輸送機)移動至目的地位置之計畫中。
圖15係繪示用於使用一機械臂來判定堆疊於一棧板上之一物品之一屬性之一程序之一實施例的一流程圖。在各種實施例中，圖15之程序1500可由一控制電腦(諸如圖1A之控制電腦118及/或圖4之系統400之一控制電腦)實施。在所展示之實例中，在1502中使用一機械臂及/或末端執行器來探測一物品以判定物品之一或多個屬性，例如物品有多柔、多重、多緻密等等。例如，若物品受輕微壓力，則其被判定為柔軟的。若物品因其大小而較輕(如基於影像資料所判定)，則物品被判定不緻密。若在1504中已判定物品柔軟及/或不緻密(例如，低於一柔軟度/密度臨限值)，則在1506中視需要緩衝物品以放置於堆疊之一上層中。緩衝物品可包含至少暫時將物品移動及放置於緩衝或暫存區域中直至系統判定其中可放置物品之一新空間(例如至少部分基於物品之屬性，例如大小、包裝類型、剛性、柔軟度等等)。若在1504中未判定物品柔軟或不緻密，則將物品添加至堆疊，無需在1506中緩衝。
圖16係繪示用於使用一機械臂來偵測及回應堆疊於一棧板上之一組物品之不穩定性之一程序之一實施例的一流程圖。在各種實施例中，圖16之程序1600可由一控制電腦(例如圖1A之控制電腦118及/或圖4之系統400之一控制電腦)實施。在各種實施例中，程序1600用於偵測堆疊不穩定性，例如基於內部(例如力)及/或外部(例如影像)感測器資料。
在所展示之實例中，在1602中監測堆疊穩定性。例如，工作空間/環境中之攝影機可用於偵測堆疊已開始傾斜、坍塌、滑動等等。或機械臂及/或末端執行器上之力感測器可用於偵測堆疊或其部分已變得不穩定，諸如當機械臂將一物品放置於堆疊上時。若在1604中判定堆疊已變得不穩定，則在1606中執行一積極措施。
積極措施可提高堆疊之穩定性或否則消除堆疊之一異常。積極措施之一實例包含(例如)以塑膠自動包裹部分堆疊以防止滑移且加強堆疊之穩定性及結構。積極措施之另一實例包含控制機械臂移除已自堆疊滑移/掉落之一物品及將物品放回至堆疊上(在物品佔用之以前位置或其中判定物品較佳配合或對應於堆疊之提高穩定性之一新位置中)，或替代地，機械臂將物品移動/放置至一緩衝或暫存區域直至系統判定其中將放置物品之一新位置形成(例如，其滿足各種準則，例如滿足關於配合、密度、穩定性等等之一或多個臨限值)。積極措施之另一實例包含將一通知傳送至一人類操作者，諸如經由將一通知發送至人類操作者之一終端機及在終端機之一使用者介面上顯示一通知以警告人類操作者不穩定性或異常。
根據各種實施例，至少部分基於堆疊之一模型來判定/選擇積極措施。例如，系統可至少部分基於由工作空間/環境中之一感測器獲得之資訊來產生堆疊之一更新模型。系統可判定不穩定性之一原因且判定補救不穩定性之一計畫。例如，若系統判定不穩定性由一特定物品引起，則系統可控制機械臂移除特定物品(或包含特定物品之一組物品)且重新堆疊特定物品(或移除之一組物品之至少一子集)。系統可基於偵測到之不穩定性等等來更新移動/放置物品之模型。
在一些實施例中，積極措施可包含判定是否將一間隔物或間隔物材料放置於物品堆疊上及回應於判定是否將一間隔物或間隔物材料放置於物品堆疊上而判定將間隔物/間隔物材料放置於物品堆疊上之一計畫且實施放置間隔物/間隔物材料之計畫。在一些實施例中，放置間隔物/間隔物材料之計畫可包含將間隔物插入至一腔或物品堆疊上之其他位置中。在一些實施例中，放置間隔物/間隔物材料之計畫可包含自物品堆疊移除一或多個物品、將一或多個間隔物放置於一或多個間隔物位置處及重新堆疊自物品堆疊移除之一或多個物品。
若在1604中(再次)未判定堆疊已變得不穩定且無論如何一旦完成整個堆疊(例如棧板或其他收容器)(1608)，則在1610中自動包裹堆疊及/或其剩餘未包裹部分且程序結束。
本文中已描述各種方法/程序。各種方法/程序中之各種步驟可依不同於本文中所描述之順序之順序執行。
儘管已為了理解清楚而較為詳細描述前述實施例，但本發明不限於所提供之細節。存在實施本發明之諸多替代方式。所揭示實施例係繪示性而非限制性的。
100:機器人系統 102:機械臂 104:傳送帶 106:棧板 108:末端執行器 110:吸盤 112:攝影機 114:攝影機 116:攝影機 118:控制電腦 122:遙控裝置 124:人類使用者 126:施配器裝置 126a:施配器裝置 126b:施配器裝置 126c:施配器裝置 128:間隔物材料 130a:通信介面 130b:通信介面 130c:通信介面 132a:致動器模組 132b:致動器模組 132c:致動器模組 134a:推板 134b:推板 136:間隔物材料供應 138a:安裝臂 138b:安裝板 138c:安裝臂 140a:箱 140b:箱 140c:箱 142a:軟管 142b:軟管 142c:軟管 146:第一噴嘴 148:第二噴嘴 150:塑膠袋/其他擠製材料 152:流體/凝膠 200:程序 210:接收指示使一組異種物品來回取放於一收容器之一高階目標的資料 230:執行計畫/重新計畫以基於目標及可用感測器資訊來拾取/放置(下一)物品 250:根據計畫拾取/放置物品 270:完成 300:程序 310:獲得物品清單 320:執行計畫/重新計畫以基於物品清單及可用感測器資訊來拾取/放置(下一)物品 330:放置一或多個間隔物 340:根據計畫拾取/放置物品 350:根據計畫放置一或多個間隔物 360:完成 400:系統 401:機械臂 402:棧板 404:棧板 406:棧板 408:傳送帶 409:支腳 410:傳送帶 411:支腳 412:感測器 414:感測器 416:感測器 418:感測器 420:狀態指示器 422:狀態指示器 426:施配器裝置 500:系統 505:機械臂 510:傳送帶 515:傳送帶 520:物品 525:路徑 530:路徑 535:棧板 536:收容器 538:間隔物 540:物品 542:路徑 545:路徑 550:堆疊高度臨限值 602:棧板 604:物品 606:物品 608:物品 610:物品 612:物品 614:物品 616:物品 618:物品 620:物品 625:間隔物/間隔物材料 626:物品/間隔物 627:物品 628:間隔物 629:間隔物 702:位置 704:棧板 706:物品 708:物品 710:間隔物 711:間隔物 711b:間隔物 712:間隔物 900:程序 910:獲得待移動之一組物品 920:獲得關於一組物品中之一物品的(若干)屬性 930:獲得棧板或棧板上之物品堆疊的模型 940:選擇待放置之物品 950:判定是否放置間隔物材料 950-1:程序 950-1a:設定x=0 950-1b:設定n=1 950-1c:模擬使用x個間隔物將n個物品放置於棧板或棧板上之物品堆疊上 950-1d:基於模擬判定關於棧板或物品堆疊之一模型 950-1e:結合判定關於棧板或物品堆疊之一或多個特性值來使用模型 950-1f:x=間隔物之臨限數目 950-1g:設定x=x+1 950-1h:n=物品之臨限數目 950-1i:設定n=n+1，設定x=0 950-1j:棧板或物品堆疊藉由至少一個間隔物改良 950-1k:判定不使用放置間隔物材料 950-1l:判定使用間隔物材料 950-2:程序 950-2a:模擬未藉由間隔物來放置物品 950-2b:判定關於棧板或物品堆疊之一或多個特性值 950-2c:模擬藉由間隔物放置物品 950-2d:判定關於棧板或物品堆疊之一或多個特性值 950-2e:具有間隔物之棧板之棧板的一或多個特性值指示棧板比不具有間隔物之棧板的一或多個特性值改良 950-2f:判定不使用放置間隔物材料 950-2g:判定使用放置間隔物材料 960:將物品放置於棧板或物品堆疊上 970:將間隔物材料放置於棧板或棧板上之物品堆疊上 980:完成 1000:程序 1010:判定結合碼垛至少一個物品使用一或多個間隔物 1020:判定結合碼垛至少一個物品使用之間隔物材料之一數量 1030:獲得一定數量之間隔物材料 1031:將一控制信號傳送至致動器以引起施配一定數量之間隔物材料 1032:自一施配器獲得一定數量之間隔物材料 1032-1a:基於間隔物材料之數量來判定待獲得間隔物材料之預設大小之一數目 1032-1b:至少部分基於預設大小之數目自一間隔物材料供應切割間隔物 1032-2a:基於間隔物材料之數量來判定待獲得間隔物材料之預設大小之一數目 1032-2b:自一間隔物材料供應獲得間隔物材料之數個預設大小 1032-2c:將流體插入至間隔物材料中以獲得具有一或多個預定特性(例如大小、形狀、硬度等等)的一或多個間隔物 1040:將一定數量之間隔物材料放置至一對應判定位置 1100:程序 1110:判定目的地位置及到達位置之軌跡 1111:獲得對應於物品之識別符 1111a:獲得待移動之一組物品 1111b:獲得與待移動之一組物品之一源位置相關聯的一或多個屬性 1111c:獲得物品之至少一子集將移動至之棧板的狀態 1111d:基於關於源位置及/或棧板之狀態之屬性來判定待移動之物品 1112:判定對應於物品所屬之艙單之(若干)棧板 1113:獲得對應於物品所屬之艙單之(若干)棧板的模型 1114:判定其上將放置物品之棧板 1115:判定將物品移動至目的地位置之計畫 1120:使用(若干)一階感測器依第一準確度將物品移動至判定位置 1130:使用(若干)二階感測器使物品貼合位置及/或偵測不穩定性或其他非預期條件 1140:成功 1150:轉至下一物品 1160:再試或調用人為干預 1200:程序 1205:獲得待移動之一組物品 1210:獲得關於一組物品中之一物品之(若干)屬性 1215:獲得物品可經由其提供至機器人之一組源位置的屬性 1220:選擇物品及在其上將物品提供至機器人之源位置，且提供物品 1225:完成 1250:程序 1255:獲得待移動之一組物品 1260:獲得關於一組物品中之一物品的(若干)屬性 1265:獲得物品可經由其提供至機器人之一組目的地位置的屬性 1270:獲得源位置之屬性 1275:選擇物品及其上將提供物品之目的地位置，且移動物品 1280:完成 1300:程序 1310:接收及處理影像資料 1320:擬合至模型 1330:填充視訊中之間隙且判定邊界容器 1340:(視情況)將邊界容器之描繪疊加於物品上以提供組合顯示 1350:使用模型及邊界容器來判定物品放置 1400:程序 1402:接收及處理物品資料 1404:嘗試與模型匹配 1406:找到匹配 1408:使用基於模型之策略來抓取及移動 1410:判定大小、重量及形狀 1412:找到匹配 1414:使用形狀等等，基於抓取及移動策略 1416:觸發人為干預 1418:新資訊 1420:產生/更新模型 1500:程序 1502:使用機械臂及/或末端執行器來探測物品柔軟度、密度等等 1504:柔軟或不緻密 1506:視需要緩衝以放置於上層中 1600:程序 1602:監測堆疊穩定性 1604:不穩定 1606:執行積極措施 1608:完成 1610:自動包裹堆疊 h1:高度 h2:高度
以下[實施方式]及附圖中揭示本發明之各種實施例。
圖1A係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例的一圖式。
圖1B係繪示包含用於施配一間隔物之一裝置之一機器人系統之一實施例的一圖式。
圖1C係繪示包含用於施配一間隔物之一裝置之一機器人系統之一實施例的一圖式。
圖1D係繪示包含用於施配一間隔物之一裝置之一機器人系統之一實施例的一圖式。
圖2係繪示用於碼垛及/或卸垛一物品之一程序之一實施例的一流程圖。
圖3係繪示用於選擇及提供物品用於碼垛之一程序之一實施例的一流程圖。
圖4係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例的一圖式。
圖5A係繪示根據各種實施例之用於碼垛及/或卸垛物品之機器人系統之一實例的一圖式。
圖5B係繪示根據各種實施例之用於碼垛及/或卸垛物品之機器人系統之一實例的一圖式。
圖6A係繪示組裝於用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板之一實例的一圖式。
圖6B係繪示組裝於用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板之一實例的一圖式。
圖6C係繪示組裝於用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板之一實例的一圖式。
圖6D係繪示組裝於用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板之一實例的一圖式。
圖6E係繪示組裝於用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板之一實例的一圖式。
圖6F係繪示組裝於用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板之一實例的一圖式。
圖6G係繪示組裝於用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板之一實例的一圖式。
圖6H係繪示組裝於用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板之一實例的一圖式。
圖7A係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。
圖7B係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。
圖7C係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。
圖7D係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。
圖7E係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。
圖7F係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。
圖8A係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品放置之一實例的一圖式。
圖8B係繪示用於碼垛及/或卸垛異質物品之一機器人系統之一實施例中之一棧板上之物品及間隔物放置之一實例的一圖式。
圖9A係繪示根據各種實施例之用於碼垛一物品之一方法的一流程圖。
圖9B係繪示根據各種實施例之用於碼垛一物品之一方法的一流程圖。
圖9C係繪示根據各種實施例之用於碼垛一物品之一方法的一流程圖。
圖10A係繪示根據各種實施例之用於結合碼垛一或多個物品放置一間隔物之一方法的一流程圖。
圖10B係繪示根據各種實施例之用於結合碼垛一或多個物品獲得一間隔物之一方法的一流程圖。
圖10C係繪示根據各種實施例之用於結合碼垛一或多個物品獲得一間隔物之一方法的一流程圖。
圖10D係繪示根據各種實施例之用於結合碼垛一或多個物品獲得一間隔物之一方法的一流程圖。
圖11A係繪示用於將一物品放置於一棧板上之一程序之一實施例的一流程圖。
圖11B係繪示用於判定在一棧板上移動一物品之一計畫之一程序之一實施例的一流程圖。
圖11C係繪示用於判定一物品移動至一棧板之一程序之一實施例的一流程圖。
圖12A係繪示將一物品提供至一機器人以使機器人進行相關碼垛之一程序之一實施例的一流程圖。
圖12B係繪示卸垛一物品之一程序之一實施例的一流程圖。
圖13係繪示用於將物品放置於一棧板上之一程序之一實施例的一流程圖。
圖14係繪示用於將一物品放置於一棧板上之一程序之一實施例的一流程圖。
圖15係繪示用於使用一機械臂判定堆疊於一棧板上之一物品之一屬性之一程序之一實施例的一流程圖。
圖16係繪示用於使用一機械臂偵測及回應堆疊於一棧板上之一組物品之不穩定性之一程序之一實施例的一流程圖。
300:程序
310:獲得物品清單
320:執行計畫/重新計畫以基於物品清單及可用感測器資訊來拾取/放置(下一)物品
330:放置一或多個間隔物？
340:根據計畫拾取/放置物品
350:根據計畫放置一或多個間隔物
360:完成？

Claims (44)

  1. 一種裝置，其包括： 一安裝硬體，其經組態以將該裝置安裝於一機械臂之一末端執行器上或該末端執行器鄰近處； 一通信介面，其經組態以接收一控制信號；及 一致動器，其經組態以回應於該控制信號而自一間隔物材料供應施配一定數量的間隔物材料。
  2. 如請求項1之裝置，其中該安裝硬體係一支架、一帶子及一或多個緊固件中之至少一者。
  3. 如請求項1之裝置，其中該末端執行器係一手爪。
  4. 如請求項3之裝置，其中該手爪係一基於吸力之手爪。
  5. 如請求項1之裝置，其中該機械臂係包括於一機器人碼垛系統中。
  6. 如請求項5之裝置，進一步包括： 一或多個處理器，其等經組態以將該控制信號提供至該通信介面， 其中： 該機器人碼垛系統包括一或多個處理器；且 該一或多個處理器經組態以： 判定一間隔物將結合一或多個物品之碼垛放置；及 產生該控制信號以引起該致動器施配該數量之間隔物材料。
  7. 如請求項6之裝置，其中該數量之間隔物材料係一預界定數量。
  8. 如請求項6之裝置，其中該控制信號包括用作該間隔物之間隔物材料之該數量之一指示。
  9. 如請求項6之裝置，其中該一或多個處理器經進一步組態以將該控制信號發送至該致動器。
  10. 如請求項6之裝置，其中： 該一或多個處理器經進一步組態以產生一棧板或該棧板上之一或多個物品之一堆疊之一模型；且 至少部分基於該棧板或該棧板上之一或多個物品之該堆疊之該模型來判定該間隔物結合一或多個物品的碼垛放置。
  11. 如請求項5之裝置，其中： 該機器人碼垛系統包括一或多個處理器；且 該一或多個處理器經組態以： 產生一棧板或該棧板上之一或多個物品之一堆疊之至少一頂面的一模型； 判定接著待放置於該棧板上的一組N個物品； 判定結合將該組N個物品放置於該棧板上來放置一或多個間隔物將導致比未藉由間隔物放置該組N個物品之一所得堆疊改良的該棧板上的一物品堆疊； 產生一或多個控制信號以引起該致動器施配對應於該一或多個間隔物之該數量的間隔物材料；及 結合將該組N個物品放置於該棧板上來將該一或多個控制信號提供至該致動器。
  12. 如請求項11之裝置，其中N係一正整數。
  13. 如請求項11之裝置，其中判定結合將該組N個物品放置於該棧板上來放置一或多個間隔物預期導致該棧板上之一改良物品堆疊係至少部分基於一堆積密度、一水平頂面及一穩定性中之一或多者。
  14. 如請求項11之裝置，其中判定結合將該組N個物品放置於該棧板上來放置一或多個間隔物預期導致該棧板上之一改良物品堆疊係至少部分基於判定具有該組N個物品之該物品堆疊之一堆積密度高於該組N個物品未藉由該一或多個間隔物來放置於該棧板上時之一堆積密度。
  15. 如請求項11之裝置，其中判定結合將該組N個物品放置於該棧板上來放置一或多個間隔物預期導致該棧板上之一改良物品堆疊係至少部分基於判定一頂面比該組N個物品未藉由該一或多個間隔物來放置於該棧板上時之一頂面更水平。
  16. 如請求項11之裝置，其中判定結合將該組N個物品放置於該棧板上來放置一或多個間隔物預期導致該棧板上之一改良物品堆疊係至少部分基於判定具有該組N個物品之該物品堆疊之一穩定性高於該組N個物品未藉由該一或多個間隔物來放置於該棧板上時之一穩定性。
  17. 如請求項11之裝置，其中判定結合將該組N個物品放置於該棧板上來放置一或多個間隔物預期導致比未藉由間隔物來放置該組N個物品之一所得堆疊改良之該棧板上之一物品堆疊包括： 執行未使用任何間隔物來放置該組N個物品之一模擬； 至少部分基於未使用任何間隔物放置該組N個物品之該模擬來判定一第一模型； 執行使用一或多個間隔物來放置該組N個物品之一模擬； 至少部分基於使用該一或多個間隔物放置該組N個物品之該模擬來判定一第二模型；及 比較該第一模型與該第二模型，該第二模型經判定為比該第二模型更佳。
  18. 如請求項17之裝置，其中比較該第一模型與該第二模型包括： 判定關於該第一模型之一特性值； 判定關於該第二模型之一特性值；及 基於該第一模型及該第二模型之該等特性值之一比較來判定該第二模型指示比該第一模型改良之一物品堆疊。
  19. 如請求項1之裝置，其中該間隔物材料係一剛性塊。
  20. 如請求項1之裝置，其中該間隔物材料係一剛性泡棉塊。
  21. 如請求項1之裝置，其中該間隔物材料包括聚胺基甲酸酯。
  22. 如請求項1之裝置，其中該間隔物材料供應包括一或多個預切塊。
  23. 如請求項1之裝置，其中： 該間隔物材料供應包括複數個預切塊； 該複數個預切塊經預載至將該複數個預切塊偏置至一施配端之一彈簧負載匣中；且 回應於一預切塊自該匣施配，該複數個預切塊之另一者被推動至下一同軸位置以自該匣施配。
  24. 如請求項23之裝置，其中回應於該致動器接收一控制信號，該致動器引起該複數個預切塊之至少一者自該匣施配。
  25. 如請求項1之裝置，其中該間隔物材料供應包括一塊較大間隔物材料、一條間隔物材料及一卷間隔物材料中之一或多者。
  26. 如請求項25之裝置，其中： 該裝置進一步包括經組態以自該間隔物材料供應切割該數量之間隔物材料之一切割器。
  27. 如請求項26之裝置，其中回應於該控制信號被提供至該致動器，該致動器引起該切割器自該間隔物材料供應切割該數量之間隔物材料。
  28. 如請求項1之裝置，其中： 該間隔物材料供應包括一液體前驅物； 回應於該控制信號被提供至該致動器，該致動器引起該數量之間隔物材料被施配至一棧板或該棧板上之一物品堆疊之一表面上；且 該施配液體前驅物在被施配至該棧板或該棧板上之該物品堆疊之該表面上之後硬化。
  29. 如請求項1之裝置，其中： 該間隔物材料供應包括一擠製材料；且 回應於該控制信號被提供至該致動器，將該擠製材料填充至一所要大小及一所要硬度中之一或多者。
  30. 如請求項29之裝置，其中回應於判定將該擠製材料填充至該所要大小及該所要硬度之該一或多者而密封該擠製材料。
  31. 如請求項29之裝置，其中該擠製材料經填充有一流體。
  32. 如請求項1之裝置，進一步包括： 一或多個處理器，其等經組態以將該控制信號提供至該通信介面， 其中： 該機械臂係包括於一機器人碼垛系統中；且 該一或多個處理器經組態以： 控制該機械臂將所施配之該數量的間隔物材料自該數量之材料被施配至的一位置移動至一目的地位置。
  33. 如請求項32之裝置，其中： 該一或多個處理器判定改良一棧板上之一組物品之一堆疊之一計畫；且 至少部分基於該計畫來判定該目的地位置。
  34. 如請求項1之裝置，其中該數量之間隔物材料經施配至該末端執行器之一抓手中，且控制該末端執行器將該數量之間隔物材料放置於一棧板或該棧板上之一物品堆疊上。
  35. 如請求項1之裝置，進一步包括： 一連接器，用於接收用於驅動該末端執行器、該機械臂、該通信介面及該致動器之一或多者的電力。
  36. 如請求項1之裝置，進一步包括： 一連接器，用於接收用於驅動該末端執行器、該機械臂及該致動器中之一或多者的壓縮流體。
  37. 如請求項1之裝置，其中該通信介面係一有線通信介面。
  38. 如請求項1之裝置，其中該通信介面係一無線通信介面。
  39. 一種機器人系統，其包括： 一通信介面；及 一或多個處理器，其經耦合至該通信介面且經組態以： 經由該通信介面來接收與經堆疊於一目的地位置上或該目的地位置中之複數個物品相關聯的資料； 至少部分基於該接收資料來產生將該等物品堆疊於該目的地位置上或該目的地位置中之一計畫，其包含藉由針對各物品： 至少部分基於與該物品相關聯之一特性及以下中之至少一者來判定該目的地位置：(i)一或多個物品將被堆疊於其上之一平台或收容器之一特性及(ii)該平台或收容器上之一或多個物品之一既有堆疊， 其中該計畫包含結合將該等物品之至少一個物品放置於該對應目的地位置處來放置一間隔物；及 至少部分藉由控制一機械臂根據該計畫拾取該等物品且將該等物品堆疊於該目的地位置上或該目的地位置中來實施該計畫，其包含結合放置該至少一個物品來使用該間隔物。
  40. 如請求項39之系統，其中產生該計畫進一步包含： 至少部分基於與該物品相關聯之一特性及以下中之至少一者來判定該目的地位置：(i)一或多個物品將被堆疊於其上之一平台或收容器之一特性及(ii)該平台或收容器上之一或多個物品之一既有堆疊。
  41. 如請求項40之系統，其中： 該目的地位置係自其中安置平台或收容器之複數個區中判定；且 該複數個區之各者係在一機械臂之一範圍內。
  42. 如請求項39之系統，其中： 該機械臂包括一間隔物施配器；且 控制該機械臂根據該計畫將該等物品堆疊於該目的地位置上或該目的地位置中包括： 產生一控制信號以引起該間隔物施配器結合放置該至少一個物品來施配該間隔物。
  43. 如請求項42之系統，其中控制該機械臂根據該計畫將該等物品堆疊於該目的地位置上或該目的地位置中進一步包括： 至少部分基於該計畫來判定該間隔物將結合該至少一個物品之碼垛放置。
  44. 如請求項43之系統，其中： 控制該機械臂根據該計畫將該等物品堆疊於該目的地位置上或該目的地位置中進一步包括： 判定結合該至少一個物品之碼垛使用之該間隔物之一數量；且 使用經產生以引起該間隔物施配器施配該間隔物之該控制信號來結合該至少一個物品之碼垛以施配該數量的間隔物。
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