[发明专利]用于支持对目标对象进行操纵的设备和方法

说明书

技术领域

本发明的实施方式总体上涉及信息技术领域，更具体地，涉及用于支持对目标对象进行操纵的设备和方法。

背景技术

随着信息技术和机械技术的发展，通过例如数控机械等工具对物体进行操纵已变得日益普及。例如，在生产和加工领域中，通常利用机器人(robot)等机械对要加工的产品、原料等物体进行搬运、传送、码垛甚至组装、测试等操纵。又如，在码头、港口等场所，需要利用起重机、搬运机等各种机械设备对货物进行操纵。这只是操纵目标对象的若干示例，本领域技术人员可以想到需要利用工具来操纵物体的其他应用和领域。

不失一般性地，被操纵的物体可以称作“目标对象”。应当理解，在本申请的上下文中，目标对象可以包括实体目标对象，例如上文描述的产品、货物、原料等；也可以包括虚拟目标对象，例如通过仿真、虚拟现实、增强现实等计算机技术手段而被操纵的目标对象。此外，本申请中所称的“操纵”表示应用于目标对象的任何动作，包括但不限于抓取、搬运、传送、码垛、封装、加工、控制，等等。

与目标对象的操纵有关的其他对象可以称作“要素”。例如，如本领域中已知的，利用工具操纵目标对象通常至少涉及以下三个要素：目标对象的物料或称来料，即目标对象的构成或组成部分；用于抓取目标对象的夹具(gripper)；以及用于对目标对象执行操纵的机械或工具(不是一般性地，以下统称为“机器人”)。参见图1A-图1C，其分别示出了物料、夹具和机器人的若干示例。在操作中，夹具通常被装配在机器人上或由机器人操控，使得机器人可以利用夹具来抓取物料以及执行其他动作。应当理解，上文列举的仅仅是“要素”的若干示例，本领域技术人员可以想到与目标对象操纵有关的其他要素。

在生产实践中，一个重要的环节是根据与目标对象(例如，产品)的操纵有关的多个要素中的某些已知要素的参数，来确定其他要素的参数。考虑一个示例，在机器人码垛应用中，当已经知道将要搬运和安置的目标对象的物料后，可以获得该物料的属性或称参数，包括但不限于：物料的重量、尺寸、形状因子(球体、立方体，等等)、材质(例如，表面光滑或粗糙及其程度，是否易碎，等等)、在不同负载下的加速度/速度限制(例如，吸盘类的夹具移动过快可能导致物料掉落)，等等。继而，根据目标对象的物料参数，可以在可用的夹具中挑选其参数与物料参数相匹配的夹具。最后，根据已知的物料参数和上一步选定的夹具参数，可以选择具有匹配参数的机器人类型。

在现有技术中，根据已知的要素参数来确定其他要素参数的过程是由方案工程师以人工方式完成的。这通常是一个费时、费力的过程。方案工程师往往必须花费大量的时间对众多可用要素的参数进行排列、组合和比较，最终才能确定出最为适合当前应用的要素参数。而且在实践中，哪些要素的参数是已知的往往是变化的。例如，在某些情况下，物料的参数可能是已知的；而在另一些情况下，物料和夹具的参数可能都是已知的；还可能存在其他各种可能的情况。这种已知量的不确定性进一步增加了上述确定过程的人力、物力和时间成本。此外，方案工程师所做的选择在很大程度上依赖于其主观的经验和判断，存在不确定性和易错性。而且方案工程师所做出的选择通常无法被其他工程师参考和借鉴，甚至他/她自己在今后的工作中也难以参考先前结果。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本领域中需要一种用于支持对目标对象进行操纵的设备和方法，其能够根据已知的要素参数自动地、智能地选择其他要素的参数。

根据本发明的一个方面，提出一种用于支持对目标对象进行操纵的设备，包括：获取装置，配置用于获取与所述目标对象的操纵相关的多个要素中的至少一个要素的参数；以及选择装置，其耦合至所述获取设备，配置用于根据获取的所述参数从库中选择与所述至少一个要素相匹配的、所述多个要素中其他要素的参数。

根据本发明的又一方面，提供一种用于支持对目标对象进行操纵的方法，包括：获取与所述目标对象的操纵相关的多个要素中至少一个要素的参数；以及从库中选择与所述至少一个要素的参数相匹配的、所述多个要素中其他要素的参数