[发明专利]用于识别和处理各种物体的感知系统和方法

说明书

公开了一种下落感知系统，其包括具有内部体积、开放顶部和开放底部的开放外壳结构、以及多个感知单元，所述多个感知单元定位成在所述内部体积内、在所述开放壳体的所述开放顶部和所述开放底部之间的多个位置处捕获感知数据。

优先权

本申请要求2016年8月4日提交的美国专利申请序列第15/228,692号以及2015年12月18日提交的美国临时专利申请序列第62/269,640号的优先权，这些申请的全部公开内容通过引用并入本文。

背景技术

本发明总体涉及感知系统，并且尤其涉及与机器人和其他分拣系统结合使用的扫描系统，该扫描系统旨在用于要求机器人或其他分拣系统适应处理各种类型的物体的动态环境中。

例如许多订单履行操作通过采用被称为波次拣选的过程来实现高效率。在波次拣选中，从仓库货架中拣选订单商品并将这些订单商品放置在特定位置(例如，放进货箱)，该特定位置处包含有将在下游进行分捡的多个订单。在分拣阶段，识别单个物品，并将多物品订单商品合并到例如单个货箱或货架位置，使得它们被打包，然后被发运给客户。分拣这些物品的过程一直是通过手工完成的。人工分拣员从导入货箱中拣选物品，找到该物品上的条形码，用手持式条形码扫描器扫描条形码，根据扫描出的条形码确定用于该物品的合适货箱或货架位置，然后将物品放入所确定的货箱或货架位置，其中针对该订单的所有物品都被限定为属于该货箱或货架位置。还提出了用于订单履行的自动化系统。参见例如美国专利申请公开第2014/0244026号，其公开了结合使用机械臂与弓形结构，该弓形结构可移动到机械臂的可及范围内。

通过扫描代码来识别物品的其他方式或者需要手动处理，或者需要控制或约束代码位置，使得固定式代码扫描器或机器人握持的代码扫描器(例如条形码扫描器)能可靠地检测到该代码。手动操作的条形码扫描器通常是固定式的或手持式的系统。利用固定式系统(诸如，在销售点系统处使用的系统)，操作者握住物品并将其放置在扫描器的前方，使得条形码面向扫描设备的传感器，扫描器连续扫描并对其能够检测到的任何条形码进行解码。如果没有立即检测到物品，则握住该物品的人通常需要改变该物品在固定式扫描器前面的位置或朝向，以使条形码对于扫描器更为可见。对于手持式系统，操作扫描器的人在物品上查找条形码，然后握住扫描器，使得物品的条形码对扫描器可见，然后按下手持式扫描器上的按钮开始扫描条形码。

类似地，自动条形码扫描器也是固定式或手持式系统，并运用相同的原理。在工业应用中通常使用的条形码扫描器的情况下，必须严格控制条形码的可能位置，以使条形码对于一个或多个扫描器可见。例如，一个或多个条形码扫描器可以放置在相对于传送机的固定位置，使得它们可以在物品(通常为盒子)经过扫描器时扫描该物品。参见例如美国专利第5,495,097号。在这些安装方案中，条形码的放置范围相对有限，因为条形码位于贴在盒子的四个侧面或顶部或底部(例如，如果上下颠倒)之一的标签上，可以使用简单的机械装置在最适合扫描的取向上呈现。

在所有这些情况下，系统使用传感器、相机或激光反射率传感器以及软件来检测条形码并对其进行解码。这些方法具有固有的局限性，包括能够可靠地扫描条形码的、相对于检测系统的取向的距离范围。首先，条形码必须面向扫描器；其次，到条形码的范围必须能够可靠地区分各个元素；第三，条形码的倾斜和偏斜必须使得各个元素能被可靠地区分。采用的传感器类型以及软件检测和解码方案的鲁棒性决定了这些性能参数。

因此，仍然需要一种用于机器人和其他分拣系统的物体识别系统，其能够适应各种取向的各种物体的自动识别和处理。

发明内容

根据一个实施例，本发明提供一种下落感知系统，其包括具有内部体积、开放顶部和开放底部的开放外壳结构、以及多个感知单元，所述多个感知单元定位成在所述内部体积内、在所述开放壳体的所述开放顶部和所述开放底部之间的多个位置处捕获感知数据。