JP2023160842A - 自動パッケージスキャンおよび登録メカニズムを備えたロボットシステム、ならびにその動作方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2018年10月30日出願の米国仮特許出願番号第62/752,756号の利益を主張し、さらに、2019年5月24日出願の米国仮特許出願番号第62/852,963号の利益を主張し、参照によりその両方の全体が本明細書に組み込まれる。本出願は、2019年3月1日出願の米国特許出願番号第16/290,741号であり、現在、米国特許番号第10,369,701号と、2019年1月25日出願の米国特許出願番号第16/258,120号とにも関連し、さらに、2019年8月13日出願の米国特許出願番号第16/539,790号に関連し、参照によりそれら3つ全ての全体が本明細書に組み込まれる。
図1は、パッケージスキャン登録メカニズムを備えたロボットシステム100が動作し得る環境の例である。ロボットシステム100は、1つまたは複数のタスクを実行するように構成された1つまたは複数のユニット(例えば、ロボット)を含むことができる、および/または、それらと通信できる。梱包メカニズムの態様は、様々なユニットによって実践または実施できる。
図2は、本明細書で紹介した1つまたは複数の実施形態による、ロボットシステム100を示すブロック図である。ある実施形態においては、例えば、ロボットシステム100(例えば、上記のユニットおよび/またはロボットの1つまたは複数において)1つまたは複数のプロセッサ202、1つまたは複数の記憶装置204、1つまたは複数の通信装置206、1つまたは複数の入出力装置208、1つまたは複数の駆動装置212、1つまたは複数の運搬モータ214、1つまたは複数のセンサ216、または、これらの組み合わせ等、電子/電気デバイスを含み得る。様々なデバイスは、有線接続および/または無線接続を介して互いに結合されてよい。例えば、ロボットシステム100は、システムバス、ペリフェラルコンポーネントインターコネクト(PCI:Peripheral Component Interconnect)バスもしくはPCIエクスプレスバス、ハイパートランスポート(HyperTransport)もしくはインダストリスタンダートアーキテクチャ(ISA:industry standard architecture)バス、小型コンピュータシステムインタフェース(SCSI)バス、ユニバーサルシリアルバス(USB)、IIC(I2C)バス、または、電気電子技術者協会(IEEE:Institute of Electrical and Electronics Engineers)規格1394バス(「ファイヤワイヤ」とも言われる)等のバスを含み得る。また、例えば、ロボットシステム100は、ブリッジ、アダプタ、プロセッサ、または、デバイス間に有線接続を提供するための他の信号に関連するデバイスを含み得る。無線接続は、例えば、セルラー通信プロトコル(例えば、3G、4G、LTE、5G等)、無線ローカルエリアネットワーク(LAN)プロトコル(例えば、ワイヤレスフィデリティ(WIFI))、ピアツーピアもしくはデバイスツーデバイス通信プロトコル(例えば、ブルートゥース(登録商標)、近距離無線通信(NFC)等)、インターネットオブシングズ(IoT)プロトコル(例えば、NB-IoT、LTE-M等)、および/または、他の無線通信プロトコルに基づいてよい。
図3は、本明細書で紹介した1つまたは複数の実施形態による、図1のロボットシステム100の図である。ロボットシステム100は、エンドエフェクタ304(例えば、把持部)を含むロボットアーム302(例えば、図1の移動ユニット104の例)を含み得る。ロボットアーム302は、図1のスタート位置114と図1のタスク位置116との間で対象物体112を移動するように構成されてよい。図3に示すように、スタート位置114は、対象スタック310(例えば、物体のグループ)を載せたパレット308を有し得る。ロボットアーム302のタスク位置116は、コンベヤ306(例えば、図1の運搬ユニット106の例)の載置位置(例えば、開始/放出点)であってよい。例えば、ロボットアーム302は、対象スタック310から物体を掴み取るように、且つ、物体を他の目的地/タスクに運搬するためにコンベヤ306に載せるように構成されてよい。
図4A~4Dは、本明細書で紹介した1つまたは複数の実施形態による、高さ計算と物体のスキャンのシーケンス(例えば、様々な例示の処理状態)を示す。図4Aは、高さが未知の状態402を示す。高さが未知の状態402に関して、図1のロボットシステム100は、図3のロボットアーム302を動作させて、または、動作させるための命令を実行して、エンドエフェクタ304と対象物体112をタスク位置116の上に水平方向に重なるように配置できる。高さが未知の状態402は、物体高さ320の計算に先行する。したがって、ロボットシステム100は、タスク位置116(すなわち、コンベヤ306)の方に対象物体112を下降させることができる。高さが未知の状態402中、ロボットシステム100は、スキャンセンサ330に関連付けられたスキャンゾーンの外側(例えば、上および/または下)に対象物体112を配置し得る。したがって、スキャンセンサ330は、非アクティブなままであってよい。
図5は、本明細書で紹介した1つまたは複数の実施形態による、図1のロボットシステム100の図である。図5に示すロボットシステム100の態様は、図3に示す態様と類似し得るが、1つまたは複数のセンサが異なる位置に配置されている。
図6A~6Dは、本明細書で紹介した1つまたは複数の実施形態による、高さ計算および物体スキャンのシーケンス(例えば、様々な例示の処理状態)を示す。図1のロボットシステム100は、エンドエフェクタ504の位置/高さ、および/または、図1の対象物体112にしたがって、ソース交差センサ516を動作できる/ソース交差センサ516の動作の命令を実行できる。
図7は、本明細書で紹介した1つまたは複数の実施形態による、図1のロボットシステム100を動作させる方法700のフロー図である。方法700は、図1のスタート位置114(例えば、パレットおよび/またはコンテナ)から図1のタスク位置116(例えば、コンベヤ)に認識されていない物体を移動するため等、異なるタスクを実行しながら、認識されていない物体を登録する方法である。方法700は、交差センサ(例えば、図3の目的地交差センサ316、および/または、図5のソース交差センサ516)および/またはスキャンセンサ(例えば、図3のスキャンセンサ330および/または図5のスキャンセンサ530)を用いて、認識されていない物体に関する情報を取得する方法であってよい。取得された情報を使用して、認識されていない物体を登録できる。方法700は、図2の記憶装置204の1つまたは複数に記憶された命令を図2のプロセッサ202の1つまたは複数を用いて実行することに基づいて実施されてよい。
開示の技術の実施例の上記の詳細な説明は、網羅的なものではなく、また、開示の技術を上記特定の形態に制限することを意図してはいない。開示の技術の具体的な例を説明の目的で前述したが、当業者であれば認識するように、様々な同等の修正が、開示の技術の範囲内で可能である。例えば、プロセスまたはブロックを所与の順序で提示したが、代替の実施態様は、異なる順序で、ステップを有するルーチンを行ってよい、または、ブロックを有するシステムを採用してよい、また、一部のプロセスもしくはブロックは、削除、移動、追加、さらに分割、組み合わせ、および/または、修正されて、代替またはサブコンビネーションを提供してよい。これらのプロセスまたはブロックは、それぞれ、様々な異なる方法で実施されてよい。また、プロセスまたはブロックは、順次行われるとして示されている場合があるが、これらのプロセスまたはブロックは、代わりに、並行に実行もしくは実施されてよい、または、異なる時に行われてよい。さらに、本明細書に記載する具体的な数はいずれも、例に過ぎず、代替実施態様は、異なる値または範囲を採用してよい。
Claims (20)
- ロボットシステムを動作する方法であって、
スタート位置にある認識されていない物体の上面を表す画像データを受信することと、
前記画像データに表された前記上面の周囲の辺の第1のセットを識別することと、
前記周囲の辺の第1のセットの少なくとも一部に基づいて、前記認識されていない物体をタスク位置に移動する動作を実施することと、
前記認識されていない物体を移動する前記動作を実施している間、交差基準高さにある横方向に向いた交差基準に対する前記認識されていない物体の進入または退出であるイベントを検出することと、
前記認識されていない物体の物体高さを前記イベントに基づいて計算することと、
前記認識されていない物体の垂直方向に向いた表面またはその一部の位置を、前記物体高さと前記周囲の辺の第1のセットとに基づいて導出することと、
前記垂直方向に向いた表面がスキャンセンサに提示する姿勢を表すスキャン位置を、前記垂直方向に向いた表面の前記導出された位置に基づいて導出することと、
前記認識されていない物体を移動して前記垂直方向に向いた表面をスキャンセンサに対して露出させる動作を、前記スキャン位置に基づいて実施することと、
前記垂直方向に向いた表面またはその一部をスキャンする前記スキャンセンサからの出力であるスキャン結果を生成することと、
前記認識されていない物体の新しい記録であり、前記スキャン結果を含む新しい登録データを作成することと、
を含む、方法。 - 前記認識されていない物体を移動して前記垂直方向に向いた表面を前記スキャンセンサに対して露出させる前記動作を実施することに基づいて、前記スキャンセンサを動作させる1つまたは複数のコマンドを生成することをさらに含み、
前記スキャン結果は、前記垂直方向に向いた表面上のバーコードおよび/またはクイックレスポンス(QR)コード(登録商標)によって表される値である、請求項1に記載の方法。 - 前記認識されていない物体を移動して、前記認識されていない物体の複数の部分を前記スキャンセンサに対して提示するスキャン操作を、前記スキャン位置に基づいて導出することと、
前記垂直方向に向いた表面を移動する動作を実施した後、前記認識されていない物体の前記垂直方向に向いた表面および/または複数の表面の複数の部分を前記スキャンセンサに提示する前記スキャン操作にしたがって動作を実施することと、
前記スキャン操作にしたがって前記動作を実施して、前記垂直方向に向いた表面および/または前記複数の表面の前記複数の部分をスキャンすることに基づいて、前記スキャンセンサを動作させる1つまたは複数のコマンドを生成することと、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記スキャン操作は、垂直軸を中心に前記認識されていない物体を回転させることに対応する、請求項3に記載の方法。
- 前記物体高さおよび/または前記周囲の辺の第1のセットに基づいて、前記垂直方向に向いた表面の寸法を計算することと、
前記寸法が閾値を超える時、前記垂直方向に向いた表面の前記導出された位置に基づいて、第2のスキャン位置を導出することと、
をさらに含み、
前記スキャン位置および前記第2のスキャン位置は、前記垂直方向に向いた表面の異なる端部または角部を前記スキャンセンサに提示する位置であり、
前記スキャン操作は、前記認識されていない物体を前記スキャン位置から前記第2のスキャン位置に移動する操作であり、
前記スキャンセンサを動作させる前記1つまたは複数のコマンドは、前記スキャン操作にしたがった動作を実施している間、前記スキャンセンサがアクティブなままであることを表す、請求項3に記載の方法。 - 少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに接続され、前記プロセッサによって実行可能である;
スタート位置にある認識されていない物体を表す画像データを受信する命令と、
前記認識されていない物体をタスク位置に移動する動作を含むタスクを前記画像データに基づいて実施することと、
前記認識されていない物体を移動する前記動作を実施している間、前記画像データに表されていなかった前記認識されていない物体の少なくとも一部をスキャンする動作を実施することと、
前記認識されていない物体の前記少なくとも一部をスキャンする前記動作を実施することに基づいて、スキャン結果を生成することと、
前記認識されていない物体の新しい記録であり、前記スキャン結果を含む新しい登録データを作成することと、
を行わせる命令を記憶する少なくとも1つのメモリデバイスと、
を含む、ロボットシステム。 - 前記少なくとも1つのメモリデバイスは、
前記タスクを実施している間、前記認識されていない物体に対応する追加データを取得する命令と、
前記認識されていない物体の物体高さを前記追加データに基づいて計算する命令と、
前記画像データに表されていなかった前記認識されていない物体の前記少なくとも一部をスキャンセンサに提示する姿勢を表すスキャン位置を前記物体高さに基づいて導出する命令と、
前記スキャン位置にしたがって前記認識されていない物体を配置するコマンドおよび/または設定と、
前記スキャン位置にしたがって前記認識されていない物体を配置している間および/または配置後に前記スキャンセンサを動作させる作動コマンドと、
に基づいて前記認識されていない物体の少なくとも一部をスキャンする動作を実施する命令と、を含む、請求項6に記載のロボットシステム。 - 前記画像データは、前記認識されていない物体の上面を表し、
前記少なくとも1つのメモリデバイスは、
前記画像データに表された前記上面の1つまたは複数の周囲の辺の位置を識別する命令と、
前記画像データに表されていなかった前記認識されていない物体の前記少なくとも一部の位置を表す対象位置を、前記1つまたは複数の周囲の辺と前記物体高さとに基づいて、導出する命令と、
前記スキャンセンサによって検出可能な空間を表すスキャンゾーンを決定する命令と、
前記対象位置と前記スキャンゾーンとに基づいて、前記スキャン位置を導出する命令と、を含む、請求項7に記載のロボットシステム。 - 前記画像データに表されていなかった前記認識されていない物体の前記少なくとも一部は、前記認識されていない物体の垂直方向に向いた表面、または、その周囲の部分を含む、請求項7に記載のロボットシステム。
- 前記スキャン位置は、前記垂直方向に向いた表面の第1の角部に対応し、
前記少なくとも1つのメモリデバイスは、
前記物体高さに基づいて導出され、前記垂直方向に向いた表面の第2の角部を前記スキャンセンサに提示する姿勢を表す前記第2のスキャン位置と、
前記垂直方向に向いた表面を垂直におよび/または水平に移動させるために前記スキャン位置と前記第2のスキャン位置とにしたがって導出されたスキャン操作と、
に基づいて、スキャン動作を実施する命令を含む、請求項9に記載のロボットシステム。 - 前記少なくとも1つのメモリデバイスは、
前記垂直方向に向いた表面上のアクセス可能な識別子をスキャンすることから生じる識別子の値を受信することと、
前記識別子の値を受信する時に把持部位置を決定することと、
前記垂直方向に向いた表面上の前記識別子の位置を表す前記識別子位置を、前記把持部位置に基づいて導出することと、
前記識別子の値と前記識別子位置とを含む前記スキャン結果を生成することと、
に基づいて、前記識別子位置を含む前記スキャン結果を生成する命令を含む、請求項10に記載のロボットシステム。 - 前記少なくとも1つのメモリデバイスは、前記認識されていない物体を、垂直軸を中心に回転させて、複数の表面を前記スキャンセンサに提示するコマンドおよび/または設定をさらに生成することに基づいて、前記認識されていない物体の少なくとも一部をスキャンする動作を実施する命令を含む、請求項7に記載のロボットシステム。
- 前記少なくとも1つのメモリデバイスは、
前記認識されていない物体の前記少なくとも一部の視覚表現であるスキャンされた画像を受信する命令と、
前記スキャンされた画像に基づいて、前記スキャン結果を生成する命令と、を含む、請求項6に記載のロボットシステム。 - 前記少なくとも1つのメモリデバイスは、
前記垂直方向に向いた表面上のアクセス可能な識別子に対応する識別子の値を、前記スキャンされた画像を視覚的に処理することに基づいて、決定する命令と、
前記垂直方向に向いた表面上の前記識別子の位置を表す識別子位置を、前記スキャンされた画像を視覚的に処理することに基づいて導出する命令と、
前記識別子の値と前記識別子位置とを含む前記スキャン結果を生成する命令と、を含む、請求項13に記載のロボットシステム。 - 前記少なくとも1つのメモリデバイスは、
前記スキャンされた画像で前記認識されていない物体の周囲の辺を識別する命令と、
前記識別された周囲の辺の内部の前記スキャンされた画像のクロップされた部分を含む前記スキャン結果を生成する命令と、を含む、請求項13に記載のロボットシステム。 - プロセッサ命令を記憶した有形で非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体であって、前記プロセッサ命令は、ロボットシステムによって前記ロボットシステムの1つまたは複数のプロセッサを介して実行されると、前記ロボットシステムに;
スタート位置にある認識されていない物体を表す画像データを受信することと、
前記認識されていない物体の少なくとも部分を前記画像データに基づいて突き止めることと、
前記認識されていない物体をタスク位置に移動するタスクを、前記突き止められた部分の少なくとも一部に基づいて実施することと、
前記タスクを実施している間、追加情報を取得することと、
前記画像データに表されていなかった前記認識されていない物体の少なくとも一部をスキャンセンサに提示する1つまたは複数のスキャン位置を、前記取得された追加情報に基づいて導出することと、
前記タスクを実施している間、前記画像データに表されていなかった前記認識されていない物体の前記少なくとも一部をスキャンする動作を、前記1つまたは複数のスキャン位置に基づいて実施することと、
前記認識されていない物体の前記少なくとも一部をスキャンする前記動作を実施することに基づいて、スキャン結果を生成することと、
前記認識されていない物体の新しい記録であり、前記スキャン結果を含む新しい登録データを作成することと、
を含む方法を行わせる、
有形で非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体。 - 前記追加情報を取得することは、
前記タスクの実施中、前記認識されていない物体を前記タスク位置に向けて下降させる動作を実施しながら、既知の高さにある横方向に向いた交差基準に対する前記認識されていない物体の進入および/または退出である交差イベントを検出することと、
前記1つまたは複数のスキャン位置の導出に使用される物体高さを、前記交差イベントに基づいて計算することと、
を含み、
前記タスクを実施している間、前記認識されていない物体の前記少なくとも一部をスキャンする前記動作を実施することは、
前記タスクの前記実施を少なくとも一時的に停止することと、
前記タスクの実施を一時的に止めている間、前記認識されていない物体の前記少なくとも一部をスキャンする前記動作を実施することと、
前記スキャン結果を生成した後に、前記タスクを完了するために前記認識されていない物体を前記タスク位置に向けて下降させることと、
を含む、前記方法を行わせるプロセッサ命令を有する、
請求項16に記載の有形で非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体。 - 前記追加情報を取得することは、
前記タスクの実施中、前記認識されていない物体を前記スタート位置から持ち上げる動作を実施している間に、既知の高さにある横方向に向いた交差基準に対する前記認識されていない物体の進入および/または退出である交差イベントを検出することと、
前記1つまたは複数のスキャン位置の導出に使用される物体高さを、前記交差イベントに基づいて計算することと、
を含み、
前記タスクを実施している間、前記認識されていない物体の前記少なくとも一部をスキャンする前記動作を実施することは、
前記タスクの前記実施を少なくとも一時的に停止することと、
前記タスクの実施を一時的に止めている間、前記認識されていない物体の前記少なくとも一部をスキャンする前記動作を実施することと、
前記スキャン結果を生成した後に、前記タスクを完了するために前記認識されていない物体を前記タスク位置に向けて下降させることと、
を含む、前記方法を行わせるプロセッサ命令を有する、
請求項16に記載の有形で非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体。 - 前記認識されていない物体の前記少なくとも一部は、垂直方向に向いた表面を含み、
前記認識されていない物体の前記少なくとも一部をスキャンする前記動作を実施することは、前記交差イベントを検出後、前記認識されていない物体の前記垂直方向に向いた表面を前記スキャンセンサの水平方向に向いたインスタンスに提示する動作を実施することを含み、
前記スキャン結果を生成することは、前記認識されていない物体の前記垂直方向に向いた表面をスキャンする前記動作を実施することに基づいて、前記スキャン結果を生成することを含む、前記方法を行わせるプロセッサ命令を有する、
請求項18に記載の有形で非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体。 - 前記認識されていない物体の前記少なくとも一部は、底面を含み、
前記認識されていない物体の前記少なくとも一部をスキャンする前記動作を実施することは、前記交差イベントを検出後、前記認識されていない物体の前記底面を前記スキャンセンサの上方向を向いたインスタンスに提示する前記動作を実施することを含み、
前記スキャン結果を生成することは、前記認識されていない物体の前記底面をスキャンする前記動作を実施することに基づいて、前記スキャン結果を生成することを含む、
前記方法を行わせるプロセッサ命令を有する、
請求項18に記載の有形で非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体。
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