KR20170013925A

KR20170013925A - 다수의 흡입 컵 제어

Info

Publication number: KR20170013925A
Application number: KR1020167036583A
Authority: KR
Inventors: 존 제벤버겐; 에단 루블리
Original assignee: 엑스 디벨롭먼트 엘엘씨
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2015-07-14
Publication date: 2017-02-07
Also published as: CN106660212A; WO2016010968A1; JP2017520417A; US9205558B1; JP6374993B2; AU2015289915B2; EP3169490A4; EP3169490A1; AU2015289915A1

Abstract

예시적인 실시 예들은 다수의 흡입 컵들을 갖는 흡입 그리퍼의 제어를 제공할 수 있다. 하나의 예시적인 시스템은 흡입 그리퍼 및 제어 시스템을 포함한다. 흡입 그리퍼는 진공 펌프, 진공 펌프에 결합된 복수의 흡입 컵들, 및 흡입 컵들에 대응하는 복수의 센서들을 포함할 수 있으며, 여기서 센서는 진공 펌프와 흡입 컵 사이에 위치하고 흡입 컵의 진공 압력을 측정한다. 제어 시스템은 흡입 그리퍼로 하여금 하나 이상의 액티브 흡입 컵들을 통해 물체에 흡입을 가하게 하도록 진공 펌프를 활성화시키고, 대응 센서들로부터 하나 이상의 액티브 흡입 컵들의 진공 압력을 나타내는 센서 데이터를 수신하고, 하나 이상의 액티브 흡입 컵들로부터 비활성화시키기 위한 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하고, 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 비활성화시키도록 구성될 수 있다.

Description

다수의 흡입 컵 제어{MULTIPLE SUCTION CUP CONTROL}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2014년 7월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 제14/333,288호의 우선권을 주장하며, 상기 전체 내용은 본원에 참고로 인용된다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에서 설명된 자료들은 본 출원에서의 청구범위에 대한 종래 기술은 아니며, 이 섹션에서의 포함에 의해 종래 기술인 것으로 인정되지도 않는다.

파지 컴포넌트(gripping component)를 포함하는 로봇 암과 같은 로봇 시스템들은 물체들을 픽업하는 것 또는 이동시키는 것을 수반하는 애플리케이션들을 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 로봇 디바이스는 물체들로 컨테이너를 채우거나, 물체들의 스택을 생성하거나 또는 트럭 베드로부터 물체들을 언로딩하기 위해 이용될 수 있다. 일부 경우에, 물체들 전부는 동일한 타입을 가질 수 있다. 다른 경우에, 컨테이너나 트럭은 박스형 물품들, 캔들, 타이어들 또는 다른 적층가능한 물체들과 같이 상이한 타입의 물체들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이러한 로봇 시스템들은 상기 환경에서 물체들이 있는 장소의 미리 결정된 지식에 기초하여 물체들을 픽업하도록 로봇 암에 지시할 수 있다.

본 개시내용은 복수의 흡입 컵들을 포함하는 흡입 그리퍼의 제어를 제공할 수 있는 방법들 및 장치들을 제공한다. 진공 펌프는 그리퍼로 하여금 물체를 파지하게 하기 위해서 흡입 그리퍼의 하나 이상의 액티브 흡입 컵들을 통해 물체에 흡입을 가하도록 제어될 수 있다. 그 다음 흡입 컵들에 대응하는 디지털 또는 아날로그 센서들은 하나 이상의 액티브 흡입 컵들의 진공 압력을 측정하는데 사용될 수 있다. 디지털 또는 아날로그 센서들로부터의 센서 데이터에 기초하여, 제어 시스템은 비활성화될 하나 이상의 액티브 흡입 컵들을 식별할 수 있다.

일례에서, 흡입 그리퍼 및 제어 시스템을 포함하는 시스템이 개시된다. 상기 흡입 그리퍼는 진공 펌프, 상기 진공 펌프에 결합된 복수의 흡입 컵들, 및 상기 흡입 컵들에 대응하는 복수의 센서들을 포함할 수 있으며, 여기서 센서는 상기 진공 펌프와 상기 흡입 컵들 중 대응하는 하나의 흡입 컵 사이에 위치하고 상기 흡입 컵들 중 상기 대응하는 하나의 흡입 컵의 진공 압력을 측정한다. 상기 제어 시스템은 상기 흡입 그리퍼로 하여금 상기 복수의 흡입 컵들로부터 하나 이상의 액티브 흡입 컵들을 통해 물체에 흡입을 가하게 하도록 상기 진공 펌프를 활성화시키고, 상기 대응하는 센서들로부터 상기 하나 이상의 액티브 흡입 컵들의 상기 진공 압력을 나타내는 센서 데이터를 수신하게 하고, 상기 수신된 센서 데이터에 기초하여, 상기 하나 이상의 액티브 흡입 컵들로부터 비활성화시키기 위한 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하게 하고, 상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 비활성화시키게 하도록 구성될 수 있다.

다른 예에서, 흡입 그리퍼로 하여금 상기 흡입 그리퍼의 하나 이상의 액티브 흡입 컵들을 통해 물체에 흡입을 가하게 하도록 진공 펌프를 활성화시키는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 하나 이상의 흡입 컵들에 대응하는 하나 이상의 센서들로부터 상기 하나 이상의 흡입 컵들의 진공 압력을 나타내는 센서 데이터를 수신하는 단계를 추가로 포함하며, 여기서 센서는 상기 진공 펌프와 상기 흡입 컵들 중 대응하는 하나의 흡입 컵 사이에 위치하고 상기 흡입 컵들 중 상기 대응하는 하나의 흡입 컵의 상기 진공 압력을 결정한다. 상기 수신된 센서 데이터에 기초하여, 상기 방법은 컴퓨팅 디바이스에 의해, 상기 하나 이상의 흡입 컵들로부터 비활성화시키기 위한 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 비활성화시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

다른 예에서, 컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅 시스템으로 하여금 기능들을 수행하게 하는 명령어들을 내부에 저장한 비-일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체가 개시된다. 상기 기능들은 흡입 그리퍼로 하여금 상기 흡입 그리퍼의 하나 이상의 흡입 컵들을 통해 물체에 흡입을 가하게 하도록 진공 펌프를 활성화시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 기능들은 상기 하나 이상의 흡입 컵들에 대응하는 하나 이상의 센서들로부터 상기 하나 이상의 흡입 컵들의 진공 압력을 나타내는 센서 데이터를 수신하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 센서는 상기 진공 펌프와 상기 흡입 컵들 중 대응하는 하나의 흡입 컵 사이에 위치하고 상기 흡입 컵들 중 상기 대응하는 하나의 흡입 컵의 상기 진공 압력을 결정한다. 상기 수신된 센서 데이터에 기초하여, 상기 기능들은 상기 하나 이상의 흡입 컵들로부터 비활성화시키기 위한 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 상기 기능들은 상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 비활성화시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

또 다른 예에서, 시스템은 흡입 그리퍼로 하여금 상기 흡입 그리퍼의 하나 이상의 흡입 컵들을 통해 물체에 흡입을 가하도록 진공 펌프를 활성화시키기 위한 수단을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 상기 하나 이상의 흡입 컵들에 대응하는 하나 이상의 센서들로부터 상기 하나 이상의 흡입 컵들의 진공 압력을 나타내는 센서 데이터를 수신하기 위한 수단을 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 센서는 상기 진공 펌프와 상기 흡입 컵들 중 대응하는 하나의 흡입 컵 사이에 위치하고 상기 흡입 컵들 중 상기 대응하는 하나의 흡입 컵의 상기 진공 압력을 결정한다. 상기 수신된 센서 데이터에 기초하여, 상기 시스템은 상기 하나 이상의 흡입 컵들로부터 비활성화시키기 위한 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하기 위한 수단을 또한 포함할 수 있다. 상기 시스템은 상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 비활성화시키기 위한 수단을 추가로 포함할 수 있다.

전술한 개요는 예시적일 뿐이며, 임의의 방식으로 제한하는 것으로 의도되지는 않는다. 위에서 설명된 예시적인 양태들, 실시 예들 및 피처들에 추가하여, 도면들, 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면들을 참조하여 추가 양태들, 실시 예들 및 피처들이 명백해질 것이다.

도 1a는 예시적인 실시 예에 따른, 이동가능 카트 상에 장착된 로봇 암을 도시한다.
도 1b는 예시적인 실시 예에 따른, 로봇 디바이스를 예시하는 기능 블록도이다.
도 2a는 예시적인 실시 예에 따른, 로봇 암 및 박스들의 스택을 도시한다.
도 2b는 예시적인 실시 예에 따른, 로봇 암 상에 장착된 센서에 의한 도 2a의 박스들의 스택의 스캐닝을 도시한다.
도 2c는 예시적인 실시 예에 따른, 박스를 이동시키는 도 2a의 로봇 암을 도시한다.
도 3은 예시적인 실시 예에 따른, 방법의 블록도이다.
도 4a는 예시적인 실시 예에 따른, 다수의 흡입 컵들을 갖는 그리퍼를 도시한다.
도 4b는 예시적인 실시 예에 따른, 다수의 흡입 컵들 및 대응하는 센서들을 갖는 그리퍼를 도시한다.
도 4c는 예시적인 실시 예에 따른, 도 4b의 센서들로부터의 예시적인 센서 데이터를 도시한다.
도 4d는 예시적인 실시 예에 따른, 상이한 액티브 흡입 컵들을 갖는 도 4a의 그리퍼를 도시한다.

예시적인 방법들 및 시스템들이 본 명세서에 설명된다. 본 명세서에 설명된 임의의 예시적인 실시 예 또는 피처는 반드시 다른 실시 예들 또는 피처들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서에 설명된 예시적인 실시 예들은 제한하려는 것은 아니다. 개시된 시스템들 및 방법들의 특정 양태들은 본 명세서에서 모두 고려되는 매우 다양한 상이한 구성들로 결합 및 배열될 수 있다는 점이 손쉽게 이해될 것이다.

또한, 도면들에 도시된 특정 배열들은 제한하는 것으로서 간주되어서는 안 된다. 다른 실시 예들은 주어진 도면에 도시된 각각의 요소를 더 많이 또는 더 적게 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 또한, 예시된 요소들 중 일부는 결합되거나 생략될 수 있다. 또한, 예시적인 실시 예는 도면들에 예시되지 않은 요소들을 포함할 수 있다.

예시적인 실시 예들은 다수의 흡입 컵들을 갖는 흡입 그리퍼의 제어를 제공할 수 있다. 로봇 조작기(예를 들어, 로봇 암)는 박스들과 같은 물체들을 픽업 및/또는 이동시키기 위해서 이러한 그리퍼를 구비할 수 있다. 예시적인 흡입 그리퍼는 물체에 부착할 수 있는 다수의 흡입 컵들을 포함할 수 있다. 물체를 파지하기 위해서, 상기 흡입 그리퍼는 상기 물체의 표면에 인접하거나 또는 연결되는 하나 이상의 액티브 흡입 컵들을 통해 상기 물체에 흡입을 가할 수 있다. 일부 예들에서, 공통 진공 펌프는 상기 액티브 흡입 컵들을 통해 흡입을 가하는데 사용될 수 있다. 추가의 예들에서, 이용가능한 흡입 컵들의 상이한 서브 세트들은 다른 흡입 컵들이 비활성화되는 동안 특정 물체를 파지하기 위해 활성화될 수 있다.

예들에서, 아날로그 또는 디지털 센서들은 상기 흡입 그리퍼의 개별 흡입 컵들의 진공 압력을 측정하는데 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 아날로그 또는 디지털 센서는 특정 흡입 컵의 사용 레벨을 결정하기 위해서 상기 특정 흡입 컵과 상기 공통 진공 펌프 사이에 일렬로 배치될 수 있다. 또 다른 예들에서, 제어 시스템은 인-라인 센서들로부터의 센서 데이터를 사용하여 (예를 들어, 상기 진공 펌프가 상기 비활성화된 흡입 컵들을 통해 흡입을 가하지 않도록 하나 이상의 밸브들을 폐쇄함으로써) 비활성화시키기 위한 하나 이상의 흡입 컵들을 식별할 수 있다. 하나 이상의 흡입 컵들을 비활성화시킴으로써, 상기 그리퍼는 나머지 액티브 흡입 컵들을 통해 파지된 물체에 더 큰 흡입력을 가할 수 있다.

예시적 실시 예에서, 제어 시스템은 우선 상기 흡입 그리퍼를 물체 상에 위치시키는 배향을 결정하여, 하나 이상의 흡입 컵들이 상기 물체와 접촉할 수 있게 한다. 예를 들어, 상기 제어 시스템은 상기 그리퍼를 어떻게 위치시킬 지를 결정하기 위해 상기 물체의 크기 및 형상을 나타내는 하나 이상의 광학 센서들로부터의 광학 센서 데이터를 사용할 수 있다. 그 다음, 상기 제어 시스템은 상기 물체와 접촉하는 상기 흡입 컵들을 활성화시켜 상기 물체에 흡입을 가할 수 있게 한다. 그 다음, 상기 인-라인 센서들은 상기 액티브 흡입 컵들의 각각의 상기 진공 압력을 나타내는 센서 데이터를 상기 제어 시스템에 제공할 수 있다. 상기 제어 시스템은 상기 개별 흡입 컵들의 상기 진공 압력 측정들을 이용하여 상기 물체를 파지하는 데 사용된 액티브 흡입 컵들의 세트를 수정할 수 있다.

일부 예들에서, 상기 제어 시스템은 액티브 흡입 컵들의 그룹으로부터 가장 낮은 진공 압력을 갖는 특정 개수의 흡입 컵들을 비활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 초기에 10개의 흡입 컵들이 물체를 파지하기 위해 비활성화될 수 있고, 그 다음 10개 중 가장 낮은 진공 압력을 갖는 2개의 흡입 컵들이 비활성화될 수 있다. 다른 예들에서, 특정 임계 레벨(예를 들어, 10 인치 수은 미만 또는 20 인치 수은 미만)의 진공 압력을 갖는 임의의 액티브 흡입 컵은 비활성화될 수 있다. 추가의 예들에서, 센서들은 양호한 흡입을 달성하지 못한 흡입 컵들을 식별 및 비활성화시키는데 도움을 줄 수 있다(예를 들어, 흡입 컵들이 물체를 정확하게 파지하도록 위치하지 않거나 상기 물체의 특정 표면이 파지하기 어려울 때).

추가 예들에서, 상기 제어 시스템은 상기 흡입 그리퍼에 의해 상기 물체에 가해진 전체 파지력을 최대화하기 위해 상기 흡입 컵들 중 하나 이상을 비활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 시스템은 개별 컵들의 진공 압력의 현재 레벨에 기초하여 흡입 컵들의 상이한 서브 세트들을 활성화할 때 상기 그리퍼에 의해 달성될 상기 파지력을 예측할 수 있다. 추가의 예들에서, 하나 이상의 흡입 컵들을 비활성화한 후에, 상기 제어 시스템은 나머지 액티브 흡입 컵들의 상기 진공 압력을 나타내는 상기 인-라인 센서들로부터의 추가 센서 데이터를 수신할 수 있다. 일부 예들에서, 상기 제어 시스템은 그 다음 추가 흡입 컵들을 비활성화시키고 및/또는 상기 흡입 그리퍼의 상기 파지력을 더욱 최적화하도록 소정의 비활성화된 흡입 컵들을 재활성화할 수 있다.

추가 예들에서, 개별 흡입 컵들의 상기 진공 압력을 나타내는 센서 데이터는 물체들을 픽업 및/또는 이동시키도록 상기 흡입 그리퍼의 다수의 사용을 위해 수신 및 저장될 수 있다. 일부 예들에서, 시간에 따라 수신된 이러한 센서 데이터는 교체를 위한 하나 이상의 흡입 컵들을 식별하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 센서 데이터가 특정 흡입 컵(예를 들어, 상부 좌측 흡입 컵)의 반복된 열악한 성능을 나타내는 경우, 및/또는 상기 제어 시스템이 종종 물체들을 픽킹(picking)하는 동안 상기 특정 흡입 컵을 활성화시키지 않는 경우, 상기 흡입 컵은 새로운 흡입 컵으로 교체되도록 플래그될 수 있다.

예들에서, 흡입 그리퍼는 물체들을 픽업 및/또는 이동시키기 위해 로봇 디바이스에 연결되어 상기 로봇 디바이스에 의해 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 궤적은 상기 흡입 그리퍼가 물체를 떨어뜨리는 것 없이(예를 들어, 너무 빨리 이동시키고 및/또는 상기 그리퍼에 너무 큰 힘을 가함으로써) 상기 물체를 이동시키도록 결정될 수 있다. 추가 예들에서, 상기 궤적은 상기 흡입 그리퍼에 의해 상기 물체에 가해진 총 파지력의 척도에 부분적으로 기초하여 결정될 수 있는데, 이는 개별적인 액티브 흡입 컵들의 상기 진공 압력에 기초하여 추정될 수 있다.

일부 예들에서, 상기 로봇 디바이스는 또한 상기 그리퍼 상의 힘을 측정하기 위한 힘-토크 센서를 구비할 수 있다. 추가의 예들에서, 힘-토크 센서로부터의 데이터는 상기 흡입 그리퍼에 의해 가해진 상기 파지력을, 주어진 궤적을 통한 이동으로 인해 야기되는 상기 그리퍼 상의 측정된 힘과 비교함으로써 상기 물체를 떨어뜨리는 것을 방지하기 위해 궤도를 결정 또는 수정하는데 사용될 수 있다.

추가 예들에서, 상기 흡입 그리퍼의 상기 인-라인 센서들로부터의 센서 데이터는 장래에 이동하는 물체들에 대한 파지 전략들을 리파인(refine)하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 상이한 타입들의 물체들을 파지하기 위한 상기 그리퍼 및/또는 흡입 컵들의 위치 설정은 상기 그리퍼 및/또는 흡입 컵들의 과거 성능에 기초하여 시간에 따라 개선될 수 있다. 추가의 예들에서, 상이한 타입들의 물체들에 대해 어떤 흡입 컵들이 활성화되는지는 시간에 따라서도 또는 그 대신에 조정될 수 있다. 일부 예들에서, 하나 이상의 기계 학습 알고리즘들이 상기 흡입 그리퍼의 상기 인-라인 센서들로부터의 데이터 피드백과 함께 사용되어 미래의 파지 전략들도 결정하거나 리파인할 수 있다.

이하, 다양한 실시 예들에 대해 상세하게 참조가 이루어질 것이며, 이들의 예들은 첨부 도면들에 예시되어 있다. 다음의 상세한 설명에서, 본 개시내용 및 설명된 실시 예들의 철저한 이해를 제공하기 위해서 다수의 특정 상세가 제시된다. 그러나, 본 개시내용은 이러한 특정 상세들 없이 실시될 수 있다. 다른 경우에, 실시 예들의 양태들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 잘 알려진 방법들, 절차들, 컴포넌트들 및 회로들은 상세하게 설명되지 않았다.

다양한 실시 예들에 따르면, 저장 컨테이너 내로 또는 차량으로부터와 같이 박스들 및/또는 다른 물체들의 자동화된 로딩 및/또는 언로딩을 위한 방법들 및 시스템들이 본 명세서에 설명된다. 일부 예시적인 실시 예들에서, 박스들 또는 물체들은 자동으로 조직화되어 팰릿들 상에 배치될 수 있다. 예들 내에서, 더 용이한 저장 및 수송을 위해 물체들로부터 팰릿들을 생성하는 프로세스 및/또는 트럭들에 로딩/언로딩하는 프로세스를 자동화하는 것은 다수의 산업 및 비즈니스 이점들을 제공할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 팰릿들을 생성하는 프로세스 및/또는 트럭들에 로딩/언로딩하는 프로세스를 자동화하는 것은 물체들을 이동시키거나 다른 기능들을 수행하기 위해 하나 이상의 로봇 디바이스를 통합하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 로봇 디바이스는 휠형 베이스(wheeled base), 홀로노믹 베이스(holonomic base)(예를 들어, 임의의 방향으로 이동할 수 있는 베이스), 또는 천장, 벽 또는 바닥 상의 레일들과 결합함으로써 이동형으로 될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 베이스는 상승된 베이스일 수 있다.

일부 예들에서, 하나 이상의 센서, 하나 이상의 컴퓨터 및 하나 이상의 로봇 암을 포함하는 시스템이 설명된다. 센서들은 시각 데이터 및/또는 3차원(3D) 깊이 정보를 캡처하기 위해 하나 이상의 물체를 포함하는 환경을 스캔할 수 있다. 다음에, 스캔들로부터의 데이터는 디지털 환경 재현(digital environment reconstruction)을 제공하기 위해 더 큰 영역들의 표현으로 통합될 수 있다. 추가적인 예들에서, 다음에, 재현된 환경은 픽업할 물체들을 식별하고, 물체들에 대한 픽킹 위치들을 결정하고, 및/또는 하나 이상의 로봇 암 및/또는 이동형 베이스에 대한 무충돌 궤적들을 계획하기 위해 이용될 수 있다.

본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "박스들"이라는 용어는, 팰릿 상에 배치되거나 또는 트럭이나 컨테이너 상에 로딩되거나 트럭이나 컨테이너로부터 언로딩될 수 있는 임의의 물체 또는 물품을 지칭할 것이다. 예를 들어, 직사각형 입방체들에 추가하여, "박스들"은 캔들, 드럼들, 타이어들 또는 임의의 다른 "단순한" 형상의 기하학적 물품들을 지칭할 수 있다. 추가적으로, "로딩" 및 "언로딩"은 각각 다른 것을 암시하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 예가 트럭에 로딩하기 위한 방법을 설명하는 경우, 트럭에 언로딩하기 위해서도 실질적으로 동일한 방법이 또한 이용될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, "팰리타이징(palletizing)"은, 팰릿 상에 박스들을 로딩하고, 팰릿 상의 박스들이 팰릿 상에서 수송되거나 저장될 수 있도록 하는 방식으로 박스들을 적층하거나 배열하는 것을 지칭한다. 추가로, "팰리타이징" 및 "디팰리타이징(depalletizing)"이라는 용어들은 각각 다른 것을 암시하는데 이용될 수 있다.

물론, 본 명세서에서의 예들은 또한 박스들과는 다른 물체들에 대해 그리고 다양한 크기들 및 형상들의 물체들에 대해 적용될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 로봇 조작기가 홀로노믹 카트(예를 들어, 카트가 임의의 방향으로 이동하는 것을 허용하는 휠들을 갖는 카트) 상에 장착될 수 있다. 도 1a는 로봇 조작기를 포함하는 예시적인 홀로노믹 카트를 도시한다. 일부 실시 예들에서, 이동가능 카트(112)는 이 카트(112) 상에 장착된 로봇 암(102)을 포함할 수 있다. 로봇 암(102)은 환경 내의 물체들을 파지하기 위한 파지 컴포넌트(104)를 포함할 수 있다. 카트는 하나 이상의 휠(114)을 포함할 수 있고, 이러한 휠들은 2 자유도로 동작하는 홀로노믹 휠들일 수 있다. 추가 실시 예들에서, 랩 어라운드 전방 컨베이어 벨트(110)가 홀로노믹 카트(112) 상에 포함될 수 있다. 일부 예들에서, 랩 어라운드 전방 컨베이어 벨트는, 트럭 컨테이너나 팰릿으로부터 박스들을 언로딩할 때 또는 트럭 컨테이너나 팰릿으로 박스들을 로딩할 때 로봇이 그것의 그리퍼를 좌측이나 우측으로 회전시킬 필요가 없는 것을 허용할 수 있다.

다른 예들에서, 로봇 조작기는 상이한 타입의 이동가능 장치 상에 장착될 수도 있고 결코 이동가능 베이스 상에 장착되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 로봇 조작기는 공장 설정 내의 고정된 위치에 장착될 수 있다. 다른 예시적인 실시 예들에서, 하나 이상의 로봇 조작기가 트럭이나 컨테이너의 레일들 상에 장착될 수 있다. 이러한 예들에서, 로봇 조작기들은 트럭이나 컨테이너에 로딩하거나 언로딩하는데 이용될 수 있다.

도 1b는 예시적인 실시 예에 따른 로봇 디바이스(100)를 예시하는 기능 블록도이다. 로봇 디바이스(100)는 기계적 시스템(120), 감지 시스템(130), 제어 시스템(140)뿐만 아니라 전원(150)과 같은 다양한 서브시스템들을 포함할 수 있다. 로봇 디바이스(100)는 더 많거나 더 적은 서브시스템들을 포함할 수 있고, 각각의 서브시스템은 다수의 요소를 포함할 수 있다. 또한, 로봇 디바이스(100)의 서브시스템들 및 요소들 각각은 상호접속될 수 있다. 따라서, 로봇 디바이스(100)의 설명된 기능들 중 하나 이상은 추가적인 기능적 또는 물리적 컴포넌트들로 분할되거나, 또는 더 적은 기능적 또는 물리적 컴포넌트들로 결합될 수 있다. 일부 추가 예들에서, 추가적인 기능적 및/또는 물리적 컴포넌트들이 도 1a 및 도 1b에 의해 예시된 예들에 추가될 수 있다.

기계적 시스템(120)은, 로봇 암(102), 그리퍼(104), 컨베이어 벨트(110), (이동가능 또는 홀로노믹) 카트(112) 및 하나 이상의 휠(114)을 포함하여, 도 1a와 관련하여 위에서 설명된 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 기계적 시스템(120)은 추가적으로 모터(122)를 포함할 수 있으며, 이 모터는 전기 전력에 의해 전력 공급되는 전기 모터일 수 있거나, 또는 가스 기반 연료 또는 태양열 발전(solar power)과 같은 다수의 상이한 에너지 소스에 의해 전력 공급될 수 있다. 추가적으로, 모터(122)는 전원(150)으로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다. 전원(150)은 로봇 디바이스(100)의 다양한 컴포넌트들에 전력을 제공할 수 있으며, 예를 들어 재충전가능 리튬 이온 또는 납산 배터리(lead-acid battery)를 나타낼 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 이러한 배터리들의 하나 이상의 뱅크는 전기 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 전력 공급 재료들 및 타입들도 또한 가능하다.

감지 시스템(130)은, 로봇 암(102)이 이동함에 따라 환경에 대한 정보를 감지하는 2D 센서들 및/또는 3D 깊이 센서들일 수 있는 센서(106) 및 센서(108)와 같이 로봇 암(102)에 부착된 하나 이상의 센서를 이용할 수 있다. 감지 시스템은 박스들을 효율적으로 픽킹하고 이동시키기 위해 제어 시스템(140)(예를 들어, 모션 계획 소프트웨어를 구동하는 컴퓨터)에 의해 이용될 수 있는 환경에 대한 정보를 결정할 수 있다. 제어 시스템(140)은 디바이스 상에 위치될 수 있거나 또는 디바이스와 원격 통신할 수 있다. 추가 예들에서, 전방 내비게이션 센서(116) 및 후방 내비게이션 센서(118)와 같이 이동형 베이스 상에 고정된 마운트들을 갖는 하나 이상의 2D 또는 3D 센서, 및 센서(106) 및 센서(108)와 같이 로봇 암 상에 장착된 하나 이상의 센서로부터의 스캔들은, 트럭 또는 다른 컨테이너의 측면, 바닥, 천장 및/또는 전방 벽을 포함하는 환경의 디지털 모델을 구축하도록 통합될 수 있다. 이러한 정보를 이용하여, 제어 시스템(140)은 이동형 베이스가 언로딩이나 로딩을 위한 위치로 내비게이트하게 할 수 있다.

추가적인 예들에서, 평면 표면 정보는 벽, 바닥 및/또는 박스 정면을 모델링하기 위해 3D 센서들로부터 추출될 수 있다. 바닥을 모델링한 이후에, 바닥 평면 상으로의 물체들의 프로젝션은 박스들과 같은 타겟 물체들 및/또는 장애물들의 세그먼트화를 가능하게 할 수 있다. 바닥 평면 프로젝션은 평면들로서 정확하게 모델링되지 않을 수 있는 컨테이너나 트럭의 주름진 측면들을 모델링하는데 또한 이용될 수 있다. 추가 예들에서, 측벽 각도, 바닥 평면 롤 및 피치, 및/또는 측벽들로부터의 거리는 충돌없이 이동형 베이스를 컨테이너 내로 조종하는데 이용될 수 있다. 단일 라인 스캔보다는 오히려 확장된 3D 정보를 이용하는 것은 내비게이션 정보의 추출을 강건하게 하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 측벽들은 3D 센서에 의해 캡처되는 수직 규모를 가질 수 있다. 단일 라인의 깊이 정보를 이용하는 스캔 시스템들은 더 적은 정보를 취득하기 때문에 덜 강건하고/하거나, 수직으로 스캔하는 경우에 더 느릴 수 있다. 추가적인 예들에서, 전방 평면 모델링은 트럭 언로딩에서 픽킹할 물체들의 다음 그룹까지의 거리를 결정할 수 있다.

추가 예들에서, 로봇 암(102)은 디지털 흡입 그리드 그리퍼와 같은 그리퍼(104)를 구비할 수 있다. 이러한 실시 예들에서, 그리퍼는, 원격 감지 또는 단일 지점 거리 측정에 의해 및/또는 흡입이 달성되는지를 검출함으로써 턴 온 또는 오프될 수 있는 하나 이상의 흡입 밸브를 포함할 수 있다. 추가적인 예들에서, 디지털 흡입 그리드 그리퍼는 관절식 연장부(articulated extension)를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 레올로지 유체들 또는 분말들로 흡입 그리퍼들을 작동시킬 가능성은 높은 곡률들을 갖는 물체들에 대한 추가 파지를 가능하게 할 수 있다.

일부 실시 예들에서, 그리퍼는 잠재적으로 수개의 박스 또는 물체에 걸치고, 커버된 물체들의 일부 또는 전부에 대해 흡입을 턴 온할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 흡입 또는 부착 디바이스들은 "디지털" 그리드일 수 있고, 그에 의해 로봇 디바이스는 파지하기 위해 감지된 박스들에 맞는 임의의 개수의 흡입 디바이스를 턴 온할 수 있다. 일부 구현 예들에서, 시스템은 박스들에서의 심(seam)(인접 박스들 사이의 간격)을 알아차릴 수 있고, 그에 의해 흡입기들은 심의 양 측에서 작동되어 즉시 양 박스들을 픽업할 수 있고, 그에 의해 스루풋을 2배로 할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 흡입기들은 특정량의 시간 이후에 이들이 표면을 성공적으로 파지할 수 있는지를 감지할 수 있으며, 그 이후에 자동으로 셧오프될 수 있다. 추가 실시 예들에서, 흡입기들의 섹션들은 박스들의 최상부를 파지하기 위해 접힐 수 있다. 예를 들어, 그리퍼들은 초기에 전체 연장부(full extension)에서 시작하고, 다음에 파지되는 표면을 따를 수 있다.

추가 예들에서, 로봇 암은 흡입 파지를 개선하기 위해 위글 이동(wiggle movement)을 구현할 수 있다. 추가적인 실시 예들에서, 로봇 암은 박스를 그것의 주변으로부터 세그먼트화하는 것을 돕기 위해 박스를 좌우로 위글링할 수 있다. 다른 실시 예들에서, 암은 다른 물체들을 밀치는 것을 회피하도록 박스의 픽업 시에 위글링할 수 있다. 이러한 실시 예들에서, 흡입을 이용하여 물체를 픽업하기 위해 물체에 부착하려고 할 때, 로봇 암은 물체에 대해 견고한 밀봉(firm seal)을 이루기 위해 위글 모션을 이용할 수 있다. 추가 예들에서, 로봇 암은 로봇 암이 물체를 픽업하고 있을 때 물체를 위글링할 수 있고, 그에 의해 박스는 더 부드럽게 다른 물품들과의 마찰 또는 중첩 접촉(overlap contact)을 깰 수 있다. 이것은, 너무 곧장 또는 너무 신속하게 물체를 위로 당기는 것이 다른 물품들로 하여금 공중으로 토스되게 하는 상황을 회피하는 것을 도울 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 판지 박스들은 흡입 디바이스가 부착하기 어렵게 하는 오목한, 볼록한 또는 다른 방식으로 구겨진 정면들을 가질 수 있다. 따라서, 흡입 디바이스가 흡입 접촉을 할 때 이 디바이스를 위글링하는 것은 판지 박스들 및 다른 비평면 물체들에 대해 더 신뢰성 있는 파지를 가능하게 할 수 있다. 추가 예들에서, 박스를 처음 파지할 때, 소수의 중심 흡입 디바이스들이 턴 온될 수 있고, 암은 박스를 꺼내기 시작할 때 앞뒤로 위글링할 수 있다. 이것은 다른 박스들과의 표면 부착을 깨고, 박스를 꺼내기 시작하는 것을 도울 수 있다. 일단 박스가 적어도 부분적으로 꺼내지면, 박스는 다음에 다른 박스들로부터 더 용이하게 세그먼트화될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 클러터에 있는 물체를 픽업하는 동안에 위글링하는 것은 픽업된 물체로부터 다른 물체들을 제거하고, 그에 의해 주변 물체들의 원하지 않는 픽업을 방지할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 물품들의 세그먼트화는 성공적인 파지를 위해 필요할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 평활한 표면 패치(smooth surface patch)가 2개의 별개의 물체에 속할 수 있다. 이러한 경우에, 물체들과의 조작기 상호작용은 물체들을 서로로부터 양호하게 세그먼트화하기 위해 신(scene)을 교란시키는데 이용될 수 있다. 모션 분리에 있어서, 컨베이어 상의, 슬라이드 상의, 토트(tote)에서 이동하는 및/또는 토트 내에서 액티브하게 밀쳐지는(actively jostled) 물체들의 자연적인 또는 강제적인 이동은 물체 세그먼트화를 증대시키기 위해서 스테레오 깊이(stereo depth)를 계산하도록 광학 흐름, 시차, 또는 시간 지연 뷰들에 의해 추적될 수 있다.

다른 예들에서, 감지 시스템에 의해 이용되는 센서들 중 하나 이상은 카메라 또는 카메라들과 알려진 오프셋 패턴 프로젝터 사이의 깊이 삼각측량을 가능하게 하기 위해 신으로 패턴을 프로젝션하는 것과 같은 액티브 비전 기술들을 이용하는 깊이 감지 디바이스에 레지스터링된 RGBaD(RGB+active Depth) 컬러 또는 흑백 카메라일 수 있다. 이러한 타입의 센서 데이터는 강건한 세그먼트화를 가능하게 하는 것을 도울 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 물체를 어디에 및/또는 어떻게 배치할지(예를 들어, 물체를 고정구 리셉터클 내로 맞추는 것)를 알기 위해 물체의 포즈를 발견하고/하거나 물체를 식별하는데 표면 상의 인쇄된 텍스트, 3D 표면 특성, 컬러, 텍스처 코히런스(texture coherence) 또는 바코드와 같은 지시들(cues)이 또한 이용될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 쉐도우 또는 텍스처 차이들이 또한 물체들을 세그먼트화하는데 이용될 수 있다.

로봇 디바이스(100)의 많은 또는 모든 기능은 제어 시스템(140)에 의해 제어될 수 있다. 제어 시스템(140)은 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체, 예컨대 메모리(146)에 저장된 명령어들(144)을 실행하는 적어도 하나의 프로세서(142)(적어도 하나의 마이크로프로세서를 포함할 수 있음)를 포함할 수 있다. 제어 시스템(140)은 분산형 방식으로 로봇 디바이스(100)의 개별적인 컴포넌트들 또는 서브시스템들을 제어하는 역할을 할 수 있는 복수의 컴퓨팅 디바이스를 또한 나타낼 수 있다.

일부 실시 예들에서, 메모리(146)는 도 1a 및 도 1b와 관련하여 위에서 설명된 것들을 포함하여 로봇 디바이스(100)의 다양한 기능들을 실행하기 위해 프로세서(142)에 의해 실행가능한 명령어들(144)(예를 들어, 프로그램 로직)을 포함할 수 있다. 메모리(146)는, 기계적 시스템(120), 센서 시스템(130) 및/또는 제어 시스템(140) 중 하나 이상으로 데이터를 송신하고, 이들로부터 데이터를 수신하고, 이들과 상호작용하고/하거나 이들을 제어하는 명령어들을 포함하여 추가적인 명령어들을 또한 포함할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 지각-안내 로봇(perception-guided robot)이 설명된다. 예를 들어, 로봇 디바이스는, 박스를 픽업하고 가야 할 필요가 있는 장소에 이 박스를 배치하도록 로봇 암에 안내하기 위해 계획과 함께 지각의 조합을 이용할 수 있다. 도 2a는 예시적인 실시 예에 따른 박스들의 스택과 도 1a의 로봇 디바이스의 일부를 예시한다. 도시된 바와 같이, 로봇 디바이스는, 위에서 설명된 바와 같은 컨베이어(110), 센서들(106 및 108), 및 파지 컴포넌트(104)를 갖는 로봇 암(102)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 로봇 디바이스는 도 1a와 관련하여 설명된 바와 같이 홀로노믹 카트 상에 장착될 수 있거나, 상이한 타입의 이동가능 장치 상에 장착될 수 있거나, 레일들이나 트랙들 상에 장착될 수 있거나, 또는 고정식일 수 있다. 로봇 디바이스는 박스들의 형상들과 크기들의 이종 혼합물을 포함하는 박스들의 스택(220)으로부터 박스들을 픽킹하도록 제어될 수 있다.

예들에서, 2D 및/또는 3D의 물체들의 모델을 포함하는 가상 환경이 결정되어, 박스들을 픽업하기 위한 계획 또는 전략을 개발하는데 이용될 수 있다. 일부 예들에서, 로봇은 도 2b에 도시된 바와 같이 물체들을 포함하는 환경을 스캔하기 위해 하나 이상의 센서를 이용할 수 있다. 로봇 암(102)이 이동함에 따라, 이 암 상의 센서(106)는 개별적인 박스들의 위치들 및/또는 형상들을 결정하기 위해 박스들의 스택(220)에 대한 센서 데이터를 캡처할 수 있다. 추가적인 예들에서, 3D 환경의 더 큰 픽처는 개별적인(예를 들어, 3D) 스캔들로부터의 정보를 통합함으로써 구축될 수 있다. 이러한 스캔들을 수행하는 센서들은 고정된 위치들에, 로봇 암 상에 및/또는 다른 로케이션들에 배치될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 스캔들은 다수의 상이한 기술 중 임의의 것 또는 이들 모두에 따라 구축되고 이용될 수 있다.

일부 예들에서, 스캔들은 하나 이상의 3D 센서가 장착되어 있는 로봇 암을 이동시킴으로써 이루어질 수 있다. 암 위치로부터의 피드백은 센서가 위치하는 장소에 대한 포즈 정보를 제공할 수 있으며, 통합을 돕는데 이용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 스캔들은 하나 이상의 2D 센서를 이용하여, 예를 들어 환경에서의 키포인트들을 추적하고 모션을 레버리징함으로써 이루어질 수 있다. 추가 예들에서, 스캔들은 주어진 필드를 커버하는 시야들(FOV들)을 갖는 고정-마운트 카메라로부터 이루어질 수 있다. 추가적인 예들에서, 스캔들은 미세 포즈 추정을 돕기 위해 시각적으로 레지스터링되어, 잠재적으로는 더 양호한 통합 결과들을 제공할 수 있다.

추가 예들에서, (예를 들어, 상이한 센서들로부터의) 정보를 통합하기 위해 3D 체적 또는 표면 모델을 이용하여 가상 환경이 구축될 수 있다. 이것은 하나의 센서가 큰 환경을 커버하기에 불충분할 수 있는 경우들에서와 같이 시스템이 더 큰 환경 내에서 동작하는 것을 허용할 수 있다. 이러한 기술들은 캡처된 디테일 레벨을 또한 증가시킬 수 있으며, 이는 로봇 디바이스가 다양한 태스크들을 수행하는 것을 도울 수 있다. 구체적으로, 정보의 통합은 (예를 들어, 잡음 레벨을 떨어뜨림으로써) 단일 스캔 단독으로부터의 경우보다 더 미세한 디테일을 산출할 수 있다. 이것은 양호한 물체 검출, 표면 픽킹 또는 다른 애플리케이션들을 가능하게 할 수 있다.

추가 예들에서, 광각 환경 재현은, 환경을 감지하고 그 정보를 단순한 수학적 3D 기하학적 형태들(예를 들어, 평면들, 원기둥들, 원뿔들, 반구들 등)의 단순화된 기하학적 모델로 추출함으로써 수행될 수 있다. 일부 경우에, 이러한 기술들은 모션 계획을 더 용이하게 하고/하거나 모델들의 위반(예를 들어, 충돌들)을 검출하는 것을 더 용이하게 할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이러한 기술들은 파라미터 설명이 환경을 확장시키는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, 그라운드는 그것을 폐색하는 물체들 뒤에 확장되는 평면으로서 취급될 수 있다.

추가적인 예들에서, 환경 내의 평면들 또는 다른 수학적 표면들이 3D로 추출될 수 있다. 이러한 알려진 "이상적인" 표면 검출들은 환경의 더 정확한 모델로 결합될 수 있다. 예를 들어, 관심 있는 물체들이 있는 장소를 검출하고 충돌들을 회피하기 위해 벽들 및 다른 장애물들의 전체 규모들(또는 그것의 수학적 설명)을 결정하는데 평면들이 이용될 수 있다. 또한, 물체들의 수학적 표현은 사람이 환경에 들어갈 때와 같은 변칙들(anomalies)을 찾는데 이용될 수 있다. 이러한 이벤트들은 이상적인 모델을 위반할 수 있으며, 이는 그들의 검출을 더 용이하게 할 수 있다.

다른 예들에서, 박스들과 같은 특정 물체들은 단순한 평면 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 금속은 원기둥의 기하학적 형태를 가질 수 있고, 타이어는 토러스의 기하학적 형태를 가질 수 있다. 예시적인 시스템들은 이러한 특정 물체들의 특성을 레버리징하여, 이들을 모델링하고/하거나 이 물체들에 대한 모션 계획 방법을 결정할 수 있다. 예를 들어, 특정 형상들의 알려진 템플릿들이 이용되어, 특정 형상에 매칭하는 것으로 보이는 환경 내의 물체들의 검출된 피처들을 리파인할 수 있다.

일부 예들에서, 2D 및 3D 정보는 하나 이상의 파사드를 통해 적어도 부분적으로 표현될 수 있다. 파사드는 깊이 맵(예를 들어, 제3 디멘젼으로서의 거리의 2D 맵)으로서 표현되는 물체들의 세트를 포함하는 근사-평면 구조물(near-planar construct)로서 정의될 수 있다. 파사드들의 예들은 트럭에서의 박스들의 벽, 박스들이나 다른 물체들을 포함하는 팰릿 스택의 최상부, 뒤섞인 물체들의 빈(bin)의 최상부를 포함할 수 있다.

추가 예들에서, 파사드는 예를 들어 박스들이 어느 순서로 픽업되어야 하는지를 계획하기 위해 박스들로부터 구축될 수 있다. 예를 들어, 도 2c에 도시된 바와 같이, 박스(222)는 픽업할 다음 박스로서 로봇 디바이스에 의해 식별될 수 있다. 박스(222)는 센서(106 및 108)와 같은 하나 이상의 센서에 의해 수집된 센서 데이터에 기초하여 구축된 박스들의 스택(220)의 전방 벽을 나타내는 파사드 내에서 식별될 수 있다. 다음에, 제어 시스템은, 가능하게는 박스의 형상과 위치, 박스들의 스택(220)의 최상부에서의 박스의 위치에 기초하여, 및/또는 박스들에 대한 타겟 컨테이너 또는 로케이션의 특성들에 기초하여, 박스(222)가 픽킹할 다음 박스라고 결정할 수 있다. 다음에, 로봇 암(102)은, (예를 들어, 박스(222)를 저장 영역 내로 수송하기 위해) 그리퍼(104)를 이용하여 박스(222)를 픽업하고 컨베이어 벨트(110) 상에 박스(222)를 배치하도록 제어될 수 있다.

추가적인 예들에서, 파사드는 3D 표면 정보의 정사 프로젝션(orthographic projection)으로서 표현될 수 있다. 이 표현은 특정 애플리케이션에 대한 관심 영역들을 결정하기 위해 파사드의 파싱을 허용할 수 있다. 예를 들어, 트럭 언로딩에서, 픽킹할 다음 박스의 상부 좌측 코너가 파사드 표현에 기초하여 결정될 수 있다. 다른 예들에서, 통합된 3D 환경의 정사 프로젝션은 애플리케이션 관련 태스크들을 수행하기 위해 넓은-FOV, 용이하게 파싱되는 표현(wide-FOV, easily-parsed representation)을 제공하도록 결정될 수 있다. 하나의 이러한 태스크는 픽킹할 박스의 코너 또는 코너들(예를 들어, 최상부 좌측)을 찾는 것일 수 있다. 다른 이러한 태스크는 빈으로부터 물체들을 픽킹하기 위한 양호한 표면들(예를 들어, 비교적 평탄하고 큼)을 찾는 것을 수반할 수 있다.

추가 예들에서, 스택 또는 팰릿으로/으로부터 박스들을 로딩/언로딩하기 위한 프로그레스를 계획하고 추적하는 것을 돕기 위해 박스들의 스택의 3D 모델이 모델로서 구축 및 이용될 수 있다. 파사드의 임의의 하나의 실제 카메라 뷰는 관점 폐색(point of view occlusions) 및 원근 왜곡(perspective distortion)을 겪을 수 있다. 따라서, 로봇 암 이동들을 통한 다수의 RGBD 뷰 및/또는 카트 베이스나 고정된 로케이션들로부터의 상이한 뷰들이 결합되어, 픽킹될 박스들의 단일 파사드를 생성할 수 있다.

다른 예들에서, 3D 모델은 충돌 회피를 위해 이용될 수 있다. 예들 내에서, 무충돌 궤적을 계획하는 것은 환경에서 표면들 및 물체들의 3D 로케이션을 결정하는 것을 수반할 수 있다. 궤적 최적화기는 장애물들의 존재 시에 경로들을 최적화하기 위해 환경 재현에 의해 제공되는 3D 정보를 이용할 수 있다. 추가 예들에서, 최적화기는 실시간으로 작동하며, 많은 종류의 제약들을 수락할 수 있다. 이러한 제약의 예로서, 최적화기는 궤적 전체에 걸쳐 엔드 이펙터 레벨을 유지하려고 시도할 수 있다.

추가적인 예들에서, 환경은 3D 지점들의 세트 또는 메시로서 캡처될 수 있다. 로봇 암은 신속한 충돌 체킹을 위해 평면 세그먼트들의 볼록 껍질(convex hull)로서 표현될 수 있다. 환경의 일정한 또는 빈번한 업데이팅은 로봇 암이 변화들에 신속하게 응답하는 것을 허용할 수 있다. 추가 예들에서, 최적화기는 그것의 경로 전체에 걸쳐 빈번한 연속적인 충돌 체킹을 수행할 수 있다. 최적화기는 예컨대 물체들로부터 특정 거리를 유지하거나 또는 주어진 각도로부터 목표 위치에 접근하기 위해 코스트들의 형태의 임의의 제약들을 수락할 수 있다. 추가적으로, 최적화기는, 조인트 공간(joint space)에서 작동하고 와인드업의 트랙을 유지하고 다수의 역운동학 솔루션으로부터 목표 위치들을 선택함으로써, 로봇 장애 상태들을 회피할 수 있다. 모션 계획을 위한 하나의 전략은 선택된 목표 조인트 위치가 다음 이동을 위해 수락가능할 것인지 확인하기 위해 수개의 이동을 예견하는 것을 수반할 수 있다.

일부 실시 예들에서, 로봇 암, 카메라, 케이블 및/또는 다른 컴포넌트에 대한 충돌 회피와 같은 경로 제약들은 제약 기반 계획 솔버(constraint based planning solver)에 넣어지고, 지각을 위해 암을 이동시키기 위한 최상의 경로를 산출하기 위해 해석될(solved) 수 있다. 추가적으로, 일부 실시 예들에서, 솔버는 물체를 픽업, 이동 및 배치하기 위한 최상의 경로를 결정할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 3D 및/또는 시각 센서들은 작업 공간에 대한 그들의 포즈를 결정하도록 교정될 수 있다. 고정된 센서들의 경우에, 교정은 작업 공간에서의 그들의 고정된 포즈를 결정할 수 있다. 암 상의 센서의 경우에, 교정은 센서가 부착되어 있는 암 링크로부터 센서의 오프셋 포즈를 결정할 수 있다.

예시들 내에서, 교정 기술들은 작업 공간에서의 임의의 개수의 센서들의 교정을 허용할 수 있다. 교정은 다양한 파라미터들 및 계수들 중 일부 또는 전부를 결정하는 것을 수반할 수 있다. 예를 들어, 교정은 초점 거리 및 이미지 중심과 같은 하나 이상의 내인성 파라미터를 해석할 수 있다. 다른 예시적인 예로서, 교정은 방사상 및 접선 왜곡의 모델들과 같은 하나 이상의 왜곡 계수를 결정할 수 있다. 또 다른 예로서, 교정은 하나 이상의 외인성 파라미터를 해석할 수 있는데, 여기서 물체는 신에서 동일한 패턴을 식별한 다른 센서들 또는 패턴에 대해 신에 있다.

일부 예들에서, 교정은 2D 또는 3D의 피처들의 알려진 세트일 수 있는 교정 패턴을 이용함으로써 적어도 부분적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 도트들의 알려진 패턴이 이용될 수 있는데, 여기서 각각의 도트와 다른 도트들 사이의 거리가 알려진다. 교정은 물체의 다수의 상이한 뷰를 수집함으로써 적어도 부분적으로 수행될 수 있다. 추가 예들에서, 상이한 위치들에서 교정 패턴의 다수의 뷰를 캡처하는 것은 (1) 카메라의 하나 이상의 계수의 교정 및/또는 (2) 교정 패턴이 고정된 장소에 의해 확립되는 좌표계에 대해 카메라가 있는 장소의 지식을 허용할 수 있다. 특정 실시 예들에서, 신에서의 카메라는 로봇 암 상의 교정 패턴을 식별할 수 있는 한편, 동시에 암 상의 카메라는 신에서의 교정 패턴을 식별한다.

추가적인 예들에서, 교정은 신에 고정된 카메라를 수반할 수 있다. 이 경우, 교정 패턴이 로봇 암 상에 배치될 수 있다. 로봇 암은 로봇 암 상의 교정 패턴의 다수의 뷰가 수집될 때 신을 통해 이동하도록 구성될 수 있다. 이것은 카메라의 교정을 도울 수 있고/있거나 카메라의 좌표계를 로봇의 좌표계와 관련시키는데 유용할 수 있다. 또한, 각각의 디바이스와 다른 디바이스의 관계는 로봇 암이 이동할 때 각각의 디바이스에 의해 결정될 수 있다.

특정 예들에서, 교정은 로봇 암 상에 위치된 카메라를 수반할 수 있다. 교정 패턴은 벽 또는 테이블 상에 장착될 수 있다. 다음에, 카메라가 사방에 이동되어, 상이한 로봇 또는 로봇 암 위치들로부터 교정 패턴의 다수의 뷰를 수집할 수 있다. 상이한 3D 또는 2D 뷰들(예를 들어, 2, 20, 200)이 수집될 때, 이러한 뷰들은 교정 관계들을 해석하기 위해 이용될 수 있다. 교정 이후에, 암 상의 카메라가 이동할 때, 시스템은 신에서의 교정 패턴의 로케이션에 기초하여 설정된 좌표계에 대해 그것이 있는 장소를 결정할 수 있다. 특정 실시 예들에서, 교정 패턴 및 카메라 양쪽 모두는 이동가능할 수 있다. 예를 들어, 로봇 암이 박스들을 배치하도록 구성될 수 있는 컨베이어 벨트 상에 교정 패턴이 위치될 수 있다. 교정 이후에, 시스템은 컨베이어 벨트 상의 그 스폿에 대해 카메라가 있었던 장소를 결정할 수 있다.

추가 예들에서, 3D 센서 교정의 강건한 추정을 위해 2-스테이지 프로세스로 비선형 최적화가 수행될 수 있다. 하나의 스테이지에서, 타겟 및 센서들의 상대적인 포즈 오프셋들로부터 초기화가 도출될 수 있다. 다른 스테이지에서, 초기화가 주어지면, 타겟 지점들과 함께 카메라들의 최적 포즈를 찾기 위해 배치 번들 조정(batch bundle adjustment)이 이용될 수 있다. 교정은 조인트 길이 및 조인트 각도 오프셋과 같은 로봇 파라미터들의 추정으로 확장될 수 있다.

다른 예들에서, 카메라에 대한 교정 패턴 또는 교정 패턴에 대한 카메라의 알려진 정밀한 로봇 모션이 교정 결과들을 개선하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 정밀하게 카메라가 어떻게 이동하는지에 대한 정보는 더 정확한 카메라 교정을 획득하기 위해 이용될 수 있다. 즉, 카메라가 50mm만큼 우측으로 이동되는 경우, 교정 물체로부터의 대응하는 (원근 프로젝션) 양의 이동이 검출될 수 있다. 이 정보는 파라미터들의 추적 및 교정을 공동으로 또는 별개로 최적화하는데 이용될 수 있다.

추가적인 예들에서, 로봇은 진행 중인 교정을 보고, 더 양호한 교정을 위해 정보를 최대화하는 방식으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 그것은 일부 뷰 영역들이 보이지 않는다고 검출하고, 그러한 뷰들로 이동할 수 있다.

추가 예들에서, 일반적으로 혼잡한 수집 영역으로부터 정의된 빈까지의 이종의 분류별 물품들의 실제 조작을 위한 시스템이 제시된다. 일부 실시 예들에서, 물품들을 포함하는 픽 로케이션은 정밀한 물체 배향(들)에 민감하지 않을 수 있고, 물품들은 함께 혼합될 수 있다. 추가적인 예들에서, 물품들에 대한 배치 로케이션은 물체 배향에 민감할 수도 있고 민감하지 않을 수도 있다. 일부 예들에서, 픽-앤-플레이스 영역들(pick-and-place regions)은 소정의 허용오차를 가지고 물체를 픽킹 또는 배치하기 위해 수락가능한 3D 영역들로서 정의될 수 있다. 픽-앤-플레이스 영역은 유사하고/하거나 이질적인 물체들로 매우 혼잡해질 수 있다. 다른 실시 예들에서, 물품들은 정렬된 물품을 특정 배향으로 유지하는 금속 또는 플라스틱 스냅들과 같은 고정구로부터 오거나 또는 이러한 고정구에 넣어질 수 있다.

추가적인 예들에서, 픽-앤-플레이스 로케이션 양쪽 모두의 환경 모델링은 (예를 들어, 배치 영역이 가득차거나 픽 영역이 비어있을 때) 이벤트 보고뿐만 아니라 지능형 파지 로케이션 및 모션을 위해 이용될 수 있다. 일부 예들에서, 물체 경계 체적들(object bounding volumes)이 계산될 수 있고/있거나, 물체들의 두드러진 피처들이 발견될 수 있다(예컨대, 텍스처, 컬러, 바코드 또는 OCR). 일부 실시 예들에서, 물체들은 물체 타입이나 물체 ID에 의해 인덱싱된 로케이션 할당들의 데이터베이스에 대해 매칭함으로써 할당된 목적지 로케이션으로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 물체의 로케이션들은 바코드의 판독, 물체의 크기의 고려로부터 및/또는 특정 종류의 물체의 인식에 의해 도출될 수 있다.

일부 예들에서, 로봇 디바이스에 대한 계획은 물체들에 대한 타겟 로케이션 내에서 물체들의 특정 구성들을 달성하기 위해 결정될 수 있다. 예를 들어, 팰릿들의 구축/해체 또는 로딩/언로딩에 대한 목표는, 1) 박스들 사이에 최소 공극들을 갖는 조밀 패킹, 및/또는 2) 쉽게 붕괴되지 않을 안정적인 패킹을 달성하는 것일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 안정성은, 일반적으로, 무거운 물체들이 최하부에 있고, 가벼운 물체들이 최상부에 있는 것을 요구할 수 있다. 다른 예들에서, 팰릿들은 넌-인터레이스 컬럼 스택(non-interlaced column stacks), 컬럼 기울기(column leans) 또는 불량 스택의 다른 특성들을 회피하도록 생성될 수 있다.

추가 예들에서, 팰릿 또는 트럭/컨테이너는 후속 언로딩 프로세스들에서 인간 운영자들에 의한 작업이 최소화되도록 로딩될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 물품들은, 언패킹 시에, 첫번째로 필요한 물품들이 최상부에 있고, 두번째로 필요한 물품들이 하나의 층 아래에 있거나 하도록 후입 선출(last in, first out) 순서로 배치될 수 있다. 다른 예들에서, 팰릿들의 로딩은 물품들이 패킹 셀들을 향하여 어떻게 움직이는지에 독립적일 수 있다. 따라서, 일부 실시 예들에 따르면, 시스템은 랜덤 순서 또는 사전에 알려진 순서로 전송된 패키지들을 핸들링할 수 있다. 추가로, 일부 실시 예들에서, 시스템은 즉각적으로 물품들의 움직임에서의 변화들에 적응할 수 있다. 추가 예들에서, 하나 이상의 박스는 경로를 따라 그들의 순서가 변경될 수 있는 임시 저장 영역에 박스들을 유지함으로써 레코딩 및 버퍼링될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 2D 시뮬레이터 및/또는 3D 시뮬레이터는 트럭이나 컨테이너 로딩/언로딩을 위해 또는 팰릿 로딩/언로딩을 위해 이용될 수 있다. 일부 예들에서, 박스들의 스택의 상태는 물리 세계에서 캡처되어 시뮬레이터에 입력될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 하나의 박스로부터 모든 박스까지의 박스들의 가변 크기 큐가 픽킹할 다음 박스를 찾기 위해 시뮬레이터에 의해 이용될 수 있다. 예를 들어, 시뮬레이터에 의해 2개의 박스 또는 4개의 박스 또는 10개의 박스의 큐가 고려될 수 있다.

추가 예들에서, 시뮬레이터는 휴리스틱 알고리즘들(heuristic algorithms)에 의해 및/또는 무차별 또는 다중-해상도 검색(brute force or multi-resolution search)에 의해 최상의 박스 배치를 찾기 위해 큐 내의 박스들에 걸쳐 검색할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 시스템은 이전에 더 대략적인 레벨로 발견된 최상의 사이트들 주위의 박스들의 점점 더 미세한 배치로 증분할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 일단 특정 다음 박스의 배치가 결정되었으면, 물리 플래너는 박스를 결정된 로케이션들로 효율적으로 이동시키기 위해 모션 계획에 이용될 수 있다. 추가 예들에서, 물리적 및 시뮬레이션된 스택들은 스택의 품질(예를 들어, 밀도, 안정성 및/또는 순서 배치)에 대해 연속적으로 모니터링될 수 있다. 일부 예들에서, 모든 박스가 배치되었거나 또는 타겟 컨테이너가 더 이상 다른 박스에 맞지 않을 수 있을 때까지 프로세스가 반복될 수 있다.

도 3은 예시적인 실시 예에 따라, 다수의 흡입 컵들을 갖는 흡입 그리퍼의 제어를 허용할 수 있는 방법(300)을 도시하는 흐름도이다. 방법(300)은 도 1a-1b와 관련하여 도시되고 기술된 바와 같이, 이동 가능한 카트 상에 장착된 로봇 암을 포함하는 디바이스와 같은 흡입 그리퍼가 구비될 수 있는 임의의 로봇 디바이스를 사용하여 수행될 수 있다. 다른 예들에서, 방법(300)은 상이한 타입의 이동 가능한 장치 상에, 레일 또는 트랙 상에, 또는 고정식 로케이션에 장착된 로봇 조작기를 사용하여 수행될 수 있다. 추가의 예들에서, 방법(300)의 일부 또는 전부는 흡입 그리퍼 내에, 로봇 디바이스 상에, 및/또는 로봇 디바이스와 원격 통신하여 위치하는 하나 이상의 제어 시스템들에 의해 수행될 수 있다. 추가로, 단일 로봇 암 상에 엔드-이펙터-장착 흡입 그리퍼(end-effector-mounted suction gripper)를 갖는 예들이 기술될 수 있지만, 다양한 대안적인 실시 예들은 다른 타입의 로봇 조작기들을 포함할 수 있거나, 로봇 조작기와 통합된 다른 자동화 시스템들을 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서에 설명된 흐름도들과 관련하여 설명된 기능성은 도 3에 도시된 흐름도와 관련하여 설명된 단계들, 결정들 및/또는 특정 논리 기능들을 달성하기 위해 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 코드의 부분들, 특수 기능 및/또는 구성된 일반 기능 하드웨어 모듈들로서 구현될 수 있다는 점에 유의한다. 이용되는 경우, 프로그램 코드는 예를 들어 디스크나 하드 드라이브를 포함하는 저장 디바이스와 같은 임의의 타입의 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장될 수 있다.

추가로, 도 3에 도시된 흐름도의 각각의 블록은 프로세스에서 특정 논리 기능들을 수행하도록 배선되는 회로를 나타낼 수 있다. 구체적으로 표시되지 않는 한, 도 3에 도시된 흐름도에서의 기능들은, 설명된 방법의 전체 기능성이 유지되는 한, 수반되는 기능성에 종속하여, 일부 예들에서는 심지어는 역순으로, 또는 별개로 설명된 기능들의 실질적으로 동시적 실행을 포함하여, 도시되거나 논의된 것으로부터 순서가 바뀌어 실행될 수 있다.

도 3의 블록(302)에 도시된 바와 같이, 방법(300)은 흡입 그리퍼로 하여금 하나 이상의 흡입 컵들을 통해 물체에 흡입을 가하게 하도록 진공 펌프를 활성화시키는 단계를 초기에 포함할 수 있다. 특히, 흡입 그리퍼는 각각 물체의 표면에 부착할 수 있는 소정 수의 흡입 컵들(예를 들어, 4 또는 9 또는 16)을 구비할 수 있다. 제어 시스템은 진공 펌프가 액티브 흡입 컵들을 통해 흡입을 가하게 하여(예를 들어, 물체를 파지하도록) 흡입 컵들 중 하나 이상을 "활성화"할 수 있다. 일부 예들에서, 하나 이상의 흡입 컵들이 또한 비활성화되어, 진공 펌프가 비활성화된 흡입 컵들을 통해 흡입을 가하지 않을 수 있다. 예를 들어, 각각의 비활성화된 흡입 컵에 대응하는 밸브는 폐쇄되어, 진공 펌프를 비활성화된 흡입 컵들로부터 분리시킬 수 있다.

예들에서, 흡입 그리퍼는 물체를 픽업 및/또는 이동시키기 위해 흡입 그리퍼를 사용하는 로봇 조작기(예: 로봇 암)에 부착될 수 있다. 다른 예들에서, 로봇 조작기 및/또는 흡입 그리퍼의 제어 시스템은 그리퍼의 흡입 컵들의 일부 또는 전부가 물체에 인접하고 물체를 파지하도록 활성화될 수 있도록 흡입 그리퍼를 초기에 위치시킬 수 있다. 추가 예들에서, 로봇 조작기는 물체의 형상 및/또는 크기를 검출할 수 있는 하나 이상의 광학 센서들(예를 들어, 깊이 및/또는 시각 센서들)을 구비할 수 있다. 제어 시스템은 광 센서들로부터의 데이터를 사용하여 그리퍼를 위치시키고 및/또는 그리퍼의 어느 흡입 컵들이 초기에 활성화하는지를 결정할 수 있다.

일부 예들에서, 모든 흡입 컵들은 물체의 표면과 접촉하여 위치할 수 있으며 물체를 파지하도록 초기에 활성화될 수 있다. 예를 들어, 흡입 그리퍼는 16개의 흡입 컵들을 포함할 수 있으며 모든 16개의 흡입 컵들은 특정 타입의 물체들을 픽업하도록 활성화될 수 있다. 추가 예들에서, 흡입 컵들은 물체의 상이한 표면들에 고정되도록 배향될 수 있다. 예를 들어, 일례에서, 8개의 흡입 컵들은 박스의 상부 표면에 부착되도록 배향될 수 있고 다른 8개의 흡입 컵들은 박스의 전면에 부착될 수 있다. 추가의 예들에서, 흡입 그리퍼는 물체의 다수의 면들을 파지하도록 상이한 배향들을 갖는 그리퍼의 다수의 표면들 상에 흡입 컵들의 그룹들을 포함할 수 있다.

추가 예들에서, 흡입 그리퍼의 흡입 컵들의 특정 부분만이 물체를 파지하도록 초기에 활성화될 수 있다. 예를 들어, 흡입 그리퍼는 16개의 흡입 컵들을 포함할 수 있지만, 흡입 컵들 중 단지 10개만이 물체를 파지하기 위해서 특정 물체에 고정되도록 위치할 수 있다. 다른 예들에서, 흡입 컵들의 특정 서브 그룹들은 물체의 어느 표면들이 파지될 수 있는지에 따라 물체를 픽킹하기 위해서 활성화될 수 있다. 예를 들어, 시스템은 박스의 상부 표면만을 사용하여 박스를 파지하기 위해 "탑 픽(top pick)"을 수행할 수 있으며, 탑 픽을 위해 박스의 상부 표면에 흡입을 가하기 위해 사용된 흡입 컵들만이 활성화될 수 있다.

추가 예들에서, 지각 제어 시스템은 어떻게 그리퍼를 위치 결정하는 지 및/또는 어느 흡입 컵들이 특정 물체를 픽킹하도록 활성화되는 지를 결정하기 위해 광학 센서 데이터 및/또는 다른 타입의 데이터를 레버리지할 수 있다. 추가의 예들에서, 3 차원 시각 데이터는 흡입 컵 성능에 대한 물체 표면들의 표면 품질의 평가를 결정하는데 사용될 수 있다. 표면 품질의 평가는 파지 시작 전에, 배치 및/또는 진공 흐름을 포함하여, 흡입 컵들의 상태를 초기화하는 데 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 이러한 초기화는 진공 센서 피드백에 기초한 제어 알고리즘이 보다 신속히 수렴하게 할 수 있다.

추가 예들에서, 표면 품질 메트릭은 표면의 곡률(예를 들어, 표면이 평면에 얼마나 가깝게 있는가), 표면의 연속성(예를 들어, 표면이 홀들 또는 다른 변형들을 갖는지 여부), 및/또는 표면의 질감(예를 들어, 표면이 거칠거나 부드러운 지 여부)에 기초할 수 있다. 추가의 예들에서, 표면 품질 메트릭은 또한 면적(예를 들어, 흡입 컵이 전체 영역 또는 영역의 특정 부분을 덮을 지 여부)에 기초할 수도 있다. 특정 표면에서의 흡입 컵 성능을 나타내는 다른 인자들은 메트릭의 표면 품질을 결정하기 위해 또는 대신 사용될 수 있다.

일부 예에서, 표면 품질 메트릭은 양호한 파지 배치를 찾기 위해 파지 탐색 알고리즘의 일부로서 사용될 수 있다. 다른 예들에서, 표면 품질 메트릭은 그리퍼가 발휘할 가능성이 있는 그리퍼 힘을 추정하는 데 사용될 수도 있다. 일부 경우들에 있어서, 이러한 추정은 제어 알고리즘에 의해 파지를 중단하거나 좀 더 보수적인 궤도를 선택하여 물체를 이동시키는데 사용될 수 있다. 추가의 예들에서, 표면 품질 메트릭 및 가능성이 있는 그리퍼 힘의 대응하는 추정치는 진공 흡입 컵 제어 알고리즘 이전에 사용될 수 있다.

도 4a는 예시적인 실시 예에 따라, 다수의 흡입 컵들을 갖는 흡입 그리퍼를 도시한다. 보다 구체적으로, 흡입 그리퍼(400)는 박스(402)와 같은 물체들을 파지하기 위한 다수의 흡입 컵들(404-420)을 포함할 수 있다. 흡입 그리퍼(400)는 물체에 흡입을 가하기 위해서 흡입 컵들(404-420) 중 어느 하나 또는 모두를 통해 흡입을 가할 수 있는 진공 펌프(430)을 추가로 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 흡입 그리퍼(400)는 엔드 이펙터에 장착되거나 그렇지 않으면 그리퍼에 의해 파지된 물체들을 이동시키기 위해 로봇 조작기에 결합될 수 있다. 도 4a에서, 흡입 그리퍼(400)는 9 개의 흡입 컵들로 도시되어 있지만, 상이한 개수의 흡입 컵들이 사용될 수 있다. 추가로, 진공 펌프 또는 흡입 컵들과 같은 흡입 그리퍼의 컴포넌트들은 상이한 방식들로 구성될 수 있고 및/또는 여기에 구체적으로 도시된 것과는 다른 위치들에 배치될 수도 있다.

추가의 예들에서, 흡입 그리퍼(400)의 흡입 컵들(404-420) 중 하나 이상이 물체를 파지하도록 활성화될 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 흡입 컵들을 진공 펌프로부터 분리시키는 밸브들을 개방함으로써 특정 흡입 컵들을 먼저 활성화시킨 다음, 진공 펌프를 활성화시켜 개방된 흡입 컵들을 통해 흡입을 가할 수 있다. 일부 예들에서, 흡입 컵들(404-420)의 특정 부분만이 특정 물체를 파지하도록 활성화될 수 있다. 예를 들어, 도 4a의 음영 원들에 의해 도시된 바와 같이, 박스(402)의 표면에 인접하여 위치된 6개의 흡입 컵들(406, 408, 412, 414, 418, 및 420)은 흡입 그리퍼(400)로 하여금 박스(402)를 파지하도록 하기 위해서 활성화될 수 있다. 추가로, 흡입 그리퍼(400)의 다른 흡입 컵들(404, 410, 및 416)은 도 4a에서 개방된 원들로 도시된 바와 같이, 박스(402)를 픽킹하는 동안 비활성화될 수 있다. 따라서, 흡입 그리퍼(430)는 초기에는 박스(402)를 파지하는 동안 액티브 흡입 컵들(406, 408, 412, 414, 418, 및 420)을 통해서만 흡입을 가할 수 있다. 추가의 예들에서, 그리퍼(400)의 제어 시스템은 광 센서 데이터를 사용하여 어떻게 그리퍼(400)를 위치시킬 지 및/또는 어느 흡입 컵들이 박스(402)를 파지하도록 초기에 활성화되는 지를 결정할 수 있다.

도 3을 다시 참조하면, 방법(300)은 블록(304)에 의해 도시된 바와 같이, 하나 이상의 센서들로부터 하나 이상의 액티브 흡입 컵들의 진공 압력을 나타내는 센서 데이터를 수신하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 하나 이상의 디지털 또는 아날로그 센서들은 개별 흡입 컵들의 진공 압력을 측정하기 위해 흡입 컵들과 진공 펌프 사이에 일렬로 위치할 수 있다. 센서 데이터는 물체를 파지하는 동안 개별 흡입 컵들의 활용도를 측정하기 위해서 흡입 그리퍼가 흡입 컵들을 활성화시켜 물체에 흡입을 가한 후에 수신될 수 있다.

일부 예들에서, 센서들은 개별 흡입 컵들의 진공 응답 레벨(예를 들어, 0 내지 30 인치 수은의 진공 응답 레벨)을 측정할 수 있다. 다른 예들에서, 센서들은 센서 데이터를 다른 방식들로 또는 대신 보고할 수 있다. 예를 들어, 센서들은 특정 흡입의 진공 압력이 임계 레벨 이상(예를 들어, 10 인치 수은 이상) 인지 여부만을 보고할 수 있다. 추가의 예들에서, 센서들은 물체를 파지한 후 특정 시점에서, 특정 시간 간격으로, 및/또는 연속적으로 센서 데이터를 보고할 수 있다.

도 4b는 예시적인 실시 예에 따라, 다수의 흡입 컵들 및 대응하는 센서들을 갖는 흡입 그리퍼를 도시한다. 보다 구체적으로, 흡입 그리퍼(400)는 흡입 컵들(404-420)에 대응하는 디지털 또는 아날로그 센서들(454-470)을 포함할 수 있다. 센서들(454-470)은 흡입 컵들(404-420)의 진공 압력을 측정하기 위해서 진공 펌프(430)와 흡입 컵들(404-420) 사이에 위치할 수 있다.

일부 예들에서, 센서들(454-470)의 각각은 특정 대응하는 흡입 컵의 진공 응답을 측정하기 위해 흡입 컵들(404-420) 중 특정한 하나의 흡입 컵에 대응할 수 있다. 예를 들어, 센서(456)는 흡입 컵(406)이 활성화될 때 흡입 컵(406)의 진공 압력을 측정하기 위해 흡입 컵(406)에 대응할 수 있고, 센서(462)는 흡입 컵(412)이 활성화될 때 흡입 컵(412)의 진공 압력을 측정하기 위해 흡입 컵(412)에 대응할 수 있고, 기타 등등일 수 있다. 추가의 예들에서, 센서 데이터는 액티브 흡입 컵들에 대응하는 센서들로부터만 수신될 수 있다. 예를 들어, 도 4b를 참조하면, 센서 데이터는 단지 박스(402)를 파지하기 위해 흡입 그리퍼(400)에 의해 사용되는 6개의 액티브 흡입 컵들(406, 408, 412, 414, 418, 및 420)에 대응하는 센서들(456, 458, 462, 464, 468, 및 470)로부터 수신될 수 있다.

일부 예들에서, 하나의 센서는 도 4b에 도시된 바와 같이 대응하는 흡입 컵의 진공 압력을 측정하기 위해 각각의 흡입 컵에 대응할 수 있다. 다른 예들에서, 센서들은 단지 흡입 그리퍼로부터 특정 흡입 컵들의 진공 압력을 측정하기 위해 포함될 수 있다. 예를 들어, 센서는 흡입 컵들의 여러 서브 그룹들의 각각으로부터 하나의 흡입 컵에 대해 포함될 수 있으며, 여기서 상이한 서브 그룹들은 물체들의 상이한 표면들 및/또는 상이한 섹션들을 파지하는데 사용될 수 있다. 이러한 예에서, 하나의 흡입 컵에 대해 수신된 센서 데이터는 전체 서브 그룹을 제어(예를 들어, 서브 그룹 내의 모든 흡입 컵들을 턴 오프 또는 턴 온)하는데 사용될 수 있다. 다른 예에서, 센서는 대신 (예를 들어, 단일 센서를 지나서 다수의 컵들을 라우팅함으로써) 개별 흡입 컵들보다는 흡입 컵들의 서브 그룹들 전체의 진공 응답을 측정할 수 있다. 다른 예들에서, 상이한 타입 또는 구성의 센서들은 단일 흡입 그리퍼 내에서도 함께 사용될 수 있다.

도 3을 다시 참조하면, 방법(300)은 블록(306)에 의해 도시된 바와 같이, 하나 이상의 액티브 흡입 컵들로부터 비활성화시키기 위한 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어 시스템은 개별 흡입 컵들의 진공 압력을 나타내는 인-라인 센서들로부터 수신된 센서 데이터를 사용하여 흡입 그리퍼의 성능을 향상시키기 위해 비활성화시키기 위한 하나 이상의 흡입 컵들을 식별한다.

일부 예들에서, 제어 시스템은 액티브 흡입 컵들의 그룹으로부터 최악의 성능을 갖는 특정 개수의 흡입 컵들을 비활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 10개의 액티브 흡입 컵들 중에서 가장 낮은 진공 압력을 갖는 2개 또는 3개의 흡입 컵들을 비활성화할 수 있다. 하나 이상의 흡입 컵들을 비활성화시킴으로써, 진공 펌프는 나머지 액티브 흡입 컵들을 통해 좀 더 큰 흡입력을 가할 수 있다.

추가의 예들에서, 제어 시스템은 특정 임계 레벨 미만의 진공 응답을 갖는 흡입 컵들을 비활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 임계 레벨은 8 인치 수은으로 설정될 수 있으며, 8 인치 수은 미만인 센서를 갖는 임의의 흡입 컵은 비활성화될 수 있다. 추가 예들에서, 임계 레벨은 파지될 물체의 크기 또는 타입, 액티브 흡입 컵들의 수, 및/또는 상이한 임계 레벨들을 이용하는 그리퍼의 과거 성능과 같은 인자들에 따라 변할 수 있다.

또 다른 추가의 예들에서, 제어 시스템은 흡입 그리퍼의 전체 파지력을 최대화하기 위해 흡입 컵들을 비활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 액티브 흡입 컵들의 상이한 조합들에 대한 흡입 그리퍼의 파지력을 예측하기 위해 개별 흡입 컵들의 진공 응답을 이용할 수 있다. 추가의 예들에서, 제어 시스템은 전체적인 파지력을 최대화하는 흡입 컵들의 세트를 식별하기 위해 최적화 문제를 해결할 수 있다. 다른 예들에서, 하나 이상의 휴리스틱들은 비활성화하기 위한 흡입 컵들을 식별하는데 사용될 수도 있다. 추가의 예들에서, 이들 휴리스틱들은 하나 이상의 기계 학습 알고리즘들을 이용하여 학습될 수 있다. 예를 들어, 물체의 특정 표면 또는 섹션을 파지하는 하나 이상의 흡입 컵들이 열악한 진공 응답을 갖는 경우, 물체의 동일한 표면 또는 섹션을 파지하는 하나 이상의 다른 흡입 컵들이 또한 비활성화되어야 한다고 결정될 수 있다.

추가 예들에서, 제어 시스템은 하나 이상의 시점에서 하나 이상의 흡입 컵들을 활성화 및/또는 비활성화하기 위해 실시간 스위칭을 채택할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 흡입 컵들을 비활성화한 후에, 제어 시스템은 여전히 활성 상태인 하나 이상의 흡입 컵들의 진공 압력을 나타내는 추가 센서 데이터를 수신할 수 있다. 그 다음 제어 시스템은 물체를 파지하기 위해 어느 흡입 컵들을 사용할 지를 다시 평가할 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 제어 시스템은 하나 이상의 추가 흡입 컵들을 비활성화하고 및/또는 하나 이상의 비활성화된 흡입 컵들을 다시 활성화하여 그리퍼의 성능을 더욱 세밀하게 조정할 수 있다. 추가의 예들에서, 액티브 흡입 컵들의 세트는 시간에 따라 (예를 들어, 로봇 암이 그리퍼로 물체를 파지하는 동안 물체를 움직일 때) 제어 시스템에 의해 의해 주기적으로 수정될 수 있다.

도 4c는 예시적인 실시 예에 따라, 비활성화시키기 위한 하나 이상의 흡입 컵들을 식별하기 위해 제어 시스템에 의해 사용될 수 있는 센서 데이터를 도시한다. 보다 상세하게는, 인-라인 센서들로부터 수신된 센서 데이터는 액티브 흡입 컵들(406, 408, 412, 414, 418, 및 420)의 현재 진공 압력 레벨들을 나타낼 수 있다. 진공 압력 레벨들은 도 4c에서 바아들(476, 478, 482, 484, 488, 및 490)로서 도시되는데, 이는 대응하는 흡입 컵들(406, 408, 412, 414, 418, 및 420)의 각각의 진공 응답의 상이한 레벨들을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 바아(476)는 바아(488)보다 높을 수 있는데, 이는 흡입 컵(406)이 흡입 컵(418)보다 강한 진공 응답을 갖는다는 것을 나타낸다. 일부 예들에서, 진공 응답은 0 내지 30 인치 수은으로부터 측정될 수 있으며, 여기서 30은 풀-스케일 진공이다.

추가의 예들에서, 흡입 그리퍼(400)의 제어 시스템은 바아들(476, 478, 482, 484, 488, 및 490)에 의해 표시된 센서 데이터에 기초하여 비활성화하기 위한 액티브 흡입 컵들(406, 408, 412, 414, 418, 및 420) 중 하나 이상을 식별할 수 있다. 예를 들어, 일례에서, 제어 시스템은 액티브 흡입 컵들의 그룹으로부터 가장 낮은 진공 압력을 갖는 2개의 흡입 컵들을 비활성화시킬 수 있다. 따라서, 제어 시스템은 흡입 컵(418) 및 흡입 컵(420)을 비활성화시킬 수 있다. 다른 예들에서, 비활성화시키기 위한 흡입 컵들을 식별하는 상이한 방법들이 대신 또는 마찬가지로 이용될 수 있다. 예를 들어, 흡입 컵들(418 및 420)은 바아들(488 및 490)에 의해 표시된 그들의 대응하는 진공 압력 레벨들이 진공의 임계 레벨 미만일 수 있기 때문에 비활성화되는 것으로 식별될 수 있다. 다른 예에서, 최적화 문제에 대한 해결책은 흡입 그리퍼(400)의 전체 파지력이 흡입 컵들(418 및 420)을 비활성화시킴으로써 개선될 수 있음을 나타낼 수 있다. 추가의 예들에서, 액티브 흡입 컵들의 그룹으로부터의 하나 이상의 상이한 흡입 컵들은 마찬가지로 또는 대신 비활성화될 수 있다.

도 3을 다시 참조하면, 방법(300)은 블록(308)에 의해 도시된 바와 같이, 하나 이상의 식별된 흡입 컵들을 비활성화시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 비활성화될 흡입 컵들을 식별한 후, 제어 시스템은 전체 그리퍼 성능을 향상시키기 위해 흡입 컵들을 비활성화시킬 수 있다. 일부 예들에서, 제어 시스템은 진공 펌프가 비활성화된 흡입 컵들을 통해 흡입을 가하지 못하게 함으로써 하나 이상의 흡입 컵들을 비활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 그리퍼는 흡입 컵들을 진공 펌프로부터 분리시키는 흡입 컵들에 대응하는 개폐 가능 밸브들을 포함할 수 있다. 특정 흡입 컵을 비활성화시키기 위해서, 제어 시스템은 그 다음 대응하는 밸브를 폐쇄시키게 할 수 있다. 추가의 예들에서, 비활성화된 흡입 컵들을 통해 진공 펌프가 흡입을 가하는 것을 방지하는 다른 메커니즘들은 밸브들 대신에 또는 밸브들에 추가로도 이용될 수 있다.

도 4d는 예시적인 실시 예에 따라, 흡입 컵들 중 하나 이상이 비활성화된 후에 다수의 흡입 컵들을 갖는 흡입 컵을 도시한다. 보다 구체적으로, 제어 시스템은 진공 펌프(430)가 흡입 컵들(418 및 420)을 통해 박스(402)에 흡입을 가하는 것을 방지함으로써 흡입 그리퍼(400)의 흡입 컵들(418 및 420) 중 2개를 비활성화시킬 수 있다. 일부 예들에서, 흡입 컵들(418 및 420)에 대응하는 밸브들은 흡입 컵들을 비활성화시키기 위해 흡입 컵들(418 및 420)로부터 진공 펌프(430)를 분리하기 위해서 폐쇄될 수 있다. 추가 예들에서, 나머지 액티브 흡입 컵들(406, 408, 412, 및 414)을 통해 진공 펌프(430)에 의해 가해진 진공 압력은 흡입 컵들(418 및 420)을 비활성화시킴으로써 증가될 수 있다. 추가의 예들에서, 흡입 그리퍼(400)의 전체 파지력은 흡입 컵들(418 및 420)을 비활성화시킴으로써 증가될 수도 있다.

추가 예들에서, 제어 시스템은 흡입 컵들(418 및 420)이 비활성화된 후에 나머지 액티브 흡입 컵들(406, 408, 412, 및 414)의 진공 압력을 나타내는 추가 센서 데이터를 수신할 수 있다. 추가의 예들에서, 제어 시스템은 그 다음 전체 시스템 성능을 추가로 리파인하기 위해 액티브 흡입 컵들(406, 408, 412, 및 414)로부터 하나 이상의 추가 흡입 컵들을 비활성화시킬 수 있고 및/또는 비활성화된 흡입 컵들(418 및 420) 중 하나 또는 둘 다를 재활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 흡입 컵들(418 및 420)을 비활성화하면, 나머지 액티브 흡입 컵들 중 하나 이상의 성능이 예기치 않게 저하될 수 있는데, 이는 박스(402)를 파지하는데 사용된 액티브 흡입 컵들의 세트의 추가 수정들을 유발할 수 있다. 또 다른 예에서, 상이한 흡입 컵들은 박스를 움직이는데 사용된 궤적 내에 박스가 어디에 있는 지에 따라 비활성화 및/또는 재활성화될 수 있다.

추가의 예들에서, 도 4a 내지 도 4d의 흡입 그리퍼(400)와 같은 흡입 그리퍼는 흡입 그리퍼를 이용하여 물체들을 이동시키기 위해 로봇 조작기(예를 들어, 로봇 암)에 장착되거나 그렇지 않으면 결합될 수 있다. 예를 들어, 로봇 조작기는 전술한 바와 같이 박스 또는 다른 물체들을 팰릿 또는 파사드로 또는 이로부터 로딩 또는 언로딩하도록 제어될 수 있다. 일부 예들에서, 로봇 조작기는 하나 이상의 흡입 컵들이 물체에 인접하도록 먼저 흡입 그리퍼를 위치시킬 수 있다. 그 다음, 인접한 흡입 컵들은 물체를 파지하기 위해 초기에 활성화될 수 있다. 추가의 예들에서, 도 3의 방법(300)과 같은 예시적인 방법들은 로봇 조작기에 의한 물체의 이동 전에 및/또는 이동 중에 물체를 파지하는데 사용된 흡입 컵들의 세트를 리파인하는데 이용될 수 있다.

추가 예들에서, 그리퍼가 물체를 떨어뜨리지 않게 하면서 로봇 조작기가 파지된 물체를 이동시키도록 궤도가 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 액티브 흡입 컵들의 특정 서브 세트를 초래하는 흡입 그리퍼의 특정 최적화는 물체에 소정량의 파지력을 생성할 수 있다. 일부 예들에서, 이러한 총 파지력은 개별 흡입 컵들의 진공 압력을 나타내는 인-라인 센서들로부터의 센서 데이터를 사용하여 추정될 수 있다. 총 파지력은 그리퍼가 물체를 떨어뜨리지 않게 하는 궤적을 결정하는데 사용될 수 있는 그리퍼의 현재 최대 파지 능력을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 물체의 속도 또는 가속도는 물체에 현재 파지력이 주어지면, 그리퍼가 물체를 떨어 뜨리게 할 수 있는 레벨에 도달하는 것을 방지하도록 제어될 수 있다.

추가의 예들에서, 로봇 조작기는 그리퍼의 힘(예를 들어, 그리퍼로 물체를 이동시켜서 생기는 힘)을 측정하기 위해 힘-토크 센서를 구비할 수도 있다. 일부 예들에서, 힘-토크 센서로부터의 센서 데이터는 또한 로봇 조작기가 물체를 이동시키기 위한 궤적을 결정하기 위해 제어 시스템에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 궤적이 그리퍼로 하여금 물체를 떨어뜨리지 않게 한다는 것으로 결정하기 위해 물체가 이동될 때 물체 상의 흡입 그리퍼의 파지력 및 그리퍼 자체가 겪는 힘 둘 다를 고려할 수 있다. 추가의 예들에서, 제어 시스템은 물체를 떨어뜨리지 않고 물체를 안전하게 이동시키기 위해 힘-토크 센서로부터의 수신된 센서 데이터에 기초하여 궤도를 주기적으로 수정할 수 있다. 또 다른 예들에서, 힘-토크 센서로부터의 센서 데이터는 또한 제어 시스템에 의해 언제 및/또는 어느 흡입 컵들이 비활성화 및/또는 활성화되는 지에도 영향을 주는데 사용될 수 있다.

추가 예들에서, 로봇 조작기는 시간에 따라 흡입 그리퍼를 이용하여 상이한 물체들을 이동시키도록 제어될 수 있다. 일부 예들에서, 인-라인 센서들로부터의 센서 데이터는 교체를 위해 흡입 그리퍼의 하나 이상의 흡입 컵들을 플래그하기 위해 제어 시스템에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 흡입 그리퍼에 의해 사용된 다른 흡입 컵들과 비교하여 일관되게 성능이 낮은 특정 흡입 컵이 식별될 수 있다. 이러한 예에서, 성능이 낮은 흡입 컵이 식별되어 교체용 흡입 컵으로 대체될 수 있다.

또 다른 예시적인 실시 예에서, 제어 시스템은 누설 흡입 컵을 테스트하기 위해 연속적으로 개별 흡입 컵들 및/또는 흡입 컵들의 그룹들을 통해 순환할 수 있다. 예를 들어, 제어 알고리즘은 초기에 오프 상태의 모든 흡입 컵들로 픽업될 물체 위에 그리퍼를 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 그런 다음, 흡입 컵이 누설되는 지 확인하기 위해 일련의 순서로 각각의 흡입 컵은 턴 온될 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 각각의 흡입 컵을 순차적으로 활성화시키고, 흡입 컵이 누설되는 지를 결정하기 위해 평형 상태를 대기한 다음, 누설된 경우 흡입 컵을 비활성화시킬 수 있다.

추가의 예들에서, 흡입 컵들을 연속적으로 시험하는 그러한 제어 알고리즘은 본원에 설명된 하나 이상의 다른 제어 전략들과 함께 사용될 수 있다. 다른 예들에서, 제어 알고리즘은 보다 적극적인 전략이 결함 있는 흡입 컵들을 식별하고 및/또는 물체에 대한 양호한 파지를 달성하지 못하는 경우 대체 접근법으로서 이용될 수 있다. 추가의 예들에서, 특히 펌프가 흐름을 유지할 수 없기 때문에 하나 또는 여러 개의 흡입 컵들에서의 흡입 손실은 모든 흡입 컵들에서 압력을 상승시키게 하는 경우, 연속적으로 흡입 컵들을 시험하는 것은 그리퍼 내에서 덜 민감한 센서들의 사용을 허용할 수 있다.

추가 예들에서, 제어 알고리즘은 2개 이상의 흡입 컵들의 그룹들을 연속적으로 시험할 수 있다. 일부 예들에서, 병렬로 시험될 수 있는 흡입 컵들의 수는 최악의 예측 유량을 가정하여 계산될 수 있다. 제어 시스템이 한 번에 다수의 측정되지 않은 흡입 컵들을 활성화하도록 허용하면, 테스트 프로세스를 더 빨리 완료하게 할 수 있다. 특히, 평형 상태의 대기는 시험될 흡입 컵들의 각각의 그룹에 대해 상환될 수 있다. 다른 예들에서, 각각의 흡입 컵의 성능을 예측하는 사전 지식이 이용 가능할 수 있으며, 이는 또한 수렴을 가속화하는데 이용될 수 있다.

추가의 예들에서, 로봇 조작기 및/또는 흡입 그리퍼에 의해 이용된 파지 전략들은 인-라인 센서들로부터의 센서 데이터를 이용하여 시간 경과에 따라 리파인될 수 있다. 예를 들어, 물체들을 파지하기 위한 상이한 흡입 컵들의 활용도를 나타내는 센서 데이터는 어떻게 그리퍼를 위치시키는 지 및/또는 어느 흡입 컵들이 초기에 활성화되어 장래에 물체들을 파지하는 지를 결정하는데 사용될 수 있다. 추가의 예들에서, 어떻게 액티브 흡입 컵들의 세트를 리파인하는 지(예를 들어, 어느 흡입 컵들이 활성화 및/또는 비활성화하는 지)는 과거의 흡입 컵 성능 데이터를 사용하여 결정될 수도 있다. 추가 예들에서, 제어 시스템은 흡입 그리퍼에 대한 장래의 제어 결정들을 향상시키기 위해 기계 학습 프로세스를 적용할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 인공 신경망(artificial neural network), 지원 벡터 머신(support vector machines), 유전 알고리즘(genetic algorithms), 베이지안 추론(Bayesian inference), 베이스 넷(Bayes nets), 보강 학습 방법(reinforcement learning method), 회귀 분석(regression analysis), 및/또는 결정 트리(decision trees )를 포함하는 다수의 상이한 가능한 기계 학습 프로세스들 중 어느 하나 또는 전부를 적용할 수 있다.

본 개시내용은 다양한 양태들의 예시들로서 의도되는 본 출원에 설명된 특정 실시 예들에 관하여 제한되지는 않는다. 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 그것의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 많은 수정 및 변형이 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 열거된 것들에 추가하여, 본 개시내용의 범위 내의 기능적으로 등가의 방법들 및 장치들은 전술한 설명으로부터 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 이러한 수정들 및 변형들은 첨부 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

위의 상세한 설명은 첨부 도면들을 참조하여 개시된 시스템들, 디바이스들 및 방법들의 다양한 피처들 및 기능들을 설명한다. 도면들에서, 컨텍스트가 달리 지시하지 않는 한, 유사한 심볼들은 전형적으로 유사한 컴포넌트들을 식별한다. 도면들에서 그리고 본 명세서에서 설명된 예시적인 실시 예들은 제한하는 것은 아니다. 본 명세서에 제시된 발명 대상의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않으면서, 다른 실시 예들이 이용될 수 있으며 다른 변경들이 이루어질 수 있다. 본 개시내용의 양태들은, 일반적으로 본 명세서에 설명되며 도면들에 예시된 바와 같이, 본 명세서에서 모두 명시적으로 고려되는 매우 다양한 상이한 구성들로 배열, 대체, 결합, 분리 및 설계될 수 있다는 점이 손쉽게 이해될 것이다.

위에서 설명된 방법(300)의 블록과 같이 정보의 처리를 나타내는 블록은 본 명세서에 설명된 방법 또는 기술의 특정 논리 기능들을 수행하도록 구성될 수 있는 회로에 대응할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 정보의 처리를 나타내는 블록은 (관련 데이터를 포함하는) 프로그램 코드의 일부, 세그먼트 또는 모듈에 대응할 수 있다. 프로그램 코드는 방법 또는 기술에서의 특정 논리 기능들 또는 액션들을 구현하기 위해 프로세서에 의해 실행가능한 하나 이상의 명령어를 포함할 수 있다. 프로그램 코드 및/또는 관련 데이터는, 디스크나 하드 드라이브 또는 다른 저장 매체를 포함하는 저장 디바이스와 같은 임의의 타입의 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장될 수 있다.

컴퓨터 판독가능 매체는, 레지스터 메모리, 프로세서 캐시 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같이 짧은 시간 기간 동안 데이터를 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체와 같은 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체를 또한 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 예를 들어, 판독 전용 메모리(ROM), 광학 또는 자기 디스크, 컴팩트 디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM)와 같은 이차 또는 영속적 장기 스토리지와 같이 더 긴 시간 기간 동안 프로그램 코드 및/또는 데이터를 저장하는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체를 또한 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한 임의의 다른 휘발성 또는 비휘발성 저장 시스템들일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 예를 들어 컴퓨터 판독가능 저장 매체 또는 유형의(tangible) 저장 디바이스로 고려될 수 있다.

또한, 하나 이상의 정보 전송을 나타내는 블록은 동일한 물리 디바이스에서 소프트웨어 및/또는 하드웨어 모듈들 사이의 정보 전송들에 대응할 수 있다. 그러나, 상이한 물리 디바이스들에서 소프트웨어 모듈들 및/또는 하드웨어 모듈들 사이에 다른 정보 전송들이 이루어질 수 있다.

도면들에 도시된 특정 배열들은 제한하는 것으로서 간주되어서는 안 된다. 다른 실시 예들은 주어진 도면에 도시된 각각의 요소를 더 많이 또는 더 적게 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 또한, 예시된 요소들 중 일부는 결합되거나 생략될 수 있다. 또한, 예시적인 실시 예는 도면들에 예시되지 않은 요소들을 포함할 수 있다.

다양한 양태들 및 실시 예들이 본 명세서에 개시되었지만, 다른 양태들 및 실시 예들이 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 양태들 및 실시 예들은 예시를 위한 것이며, 제한하는 것으로 의도되지는 않고, 실제 범위는 다음의 청구범위들에 의해 표시된다.

Claims

시스템으로서,
진공 펌프;
상기 진공 펌프에 결합된 복수의 흡입 컵들; 및
상기 흡입 컵들에 대응하는 복수의 센서들 - 상기 진공 펌프와 상기 흡입 컵들 중 대응하는 하나의 흡입 컵 사이에 센서가 위치하여 상기 흡입 컵들 중 상기 대응하는 하나의 흡입 컵의 진공 압력을 측정함 -
을 포함하는 흡입 그리퍼; 및
상기 흡입 그리퍼로 하여금 상기 복수의 흡입 컵들로부터 하나 이상의 액티브 흡입 컵들을 통해 물체에 흡입을 가하게 하도록 상기 진공 펌프를 활성화시키고;
상기 대응하는 센서들로부터 상기 하나 이상의 액티브 흡입 컵들의 상기 진공 압력을 나타내는 센서 데이터를 수신하고;
상기 수신된 센서 데이터에 기초하여, 상기 하나 이상의 액티브 흡입 컵들로부터 비활성화시키기 위한 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하고;
상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 비활성화시키도록
구성된 제어 시스템
을 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 통해 상기 진공 펌프가 흡입을 가하는 것을 방지하여 상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 비활성화시키도록 추가로 구성되는, 시스템.
제1항에 있어서, 상기 흡입 그리퍼는 상기 복수의 흡입 컵들에 대응하는 복수의 밸브들을 추가로 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵에 대응하는 적어도 하나의 밸브를 폐쇄하여 상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 비활성화시키도록 추가로 구성되는, 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 흡입 그리퍼에 의해 상기 물체에 가해진 파지력의 양을 최대화하기 위해 비활성화시키기 위한 상기 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하도록 추가로 구성되는, 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어 시스템은 하나 이상의 다른 액티브 흡입 컵들보다 낮은 진공 압력을 갖는 상기 액티브 흡입 컵들 중 하나 이상을 식별함으로써 비활성화시키기 위한 상기 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하도록 추가로 구성되는, 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어 시스템은,
상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 비활성화시킨 후, 상기 대응하는 센서들로부터 하나 이상의 나머지 액티브 흡입 컵들의 상기 진공 압력을 나타내는 추가 센서 데이터를 수신하고;
상기 추가 센서 데이터에 기초하여, 상기 하나 이상의 나머지 액티브 흡입 컵들로부터 비활성화시키기 위한 적어도 하나의 추가 흡입 컵을 식별하고;
상기 적어도 하나의 식별된 추가 흡입 컵을 비활성화시키도록 추가로 구성되는, 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어 시스템은,
상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 비활성화시킨 후, 상기 대응하는 센서들로부터 하나 이상의 나머지 액티브 흡입 컵들의 상기 진공 압력을 나타내는 추가 센서 데이터를 수신하고;
상기 추가 센서 데이터에 기초하여, 재활성화시키기 위한 적어도 하나의 비활성화된 흡입 컵을 식별하고;
상기 적어도 하나의 식별된 비활성화된 흡입 컵을 재활성화시키도록 추가로 구성되는, 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어 시스템은 교체를 위한 하나 이상의 흡입 컵들을 식별하기 위해 상기 수신된 센서 데이터를 사용하도록 추가로 구성되는, 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어 시스템은,
순차적으로 상기 하나 이상의 액티브 흡입 컵들을 통해 흡입을 가함으로써 상기 흡입 그리퍼로 하여금 상기 하나 이상의 액티브 흡입 컵들을 통해 물체에 흡입을 가하게 하고;
상기 하나 이상의 액티브 흡입 컵들로부터 적어도 하나의 누설 흡입 컵을 식별하고 - 상기 적어도 하나의 누설 흡입 컵은 상기 흡입 그리퍼가 상기 적어도 하나의 누설 흡입 컵을 통해 흡입을 가할 때 공기를 누설함 -;
상기 적어도 하나의 누설 흡입 컵을 비활성화시키도록 추가로 구성되는, 시스템.
제1항에 있어서, 상기 흡입 그리퍼에 결합된 로봇 조작기를 추가로 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 로봇 조작기로 하여금 상기 흡입 그리퍼를 이용하여 상기 물체를 이동시키게 하기 위해서 상기 로봇 조작기로 하여금 상기 흡입 그리퍼의 상기 하나 이상의 액티브 흡입 컵들을 상기 물체 상으로 이동시키게 하도록 추가로 구성되는, 시스템.
제10항에 있어서, 적어도 하나의 광학 센서를 추가로 포함하며, 상기 제어 시스템은 상기 물체를 나타내는 상기 적어도 하나의 광학 센서로부터의 광학 센서 데이터에 기초하여 상기 하나 이상의 액티브 흡입 컵들을 결정하도록 추가로 구성되는, 시스템.
제11항에 있어서, 상기 제어 시스템은,
상기 광학 센서 데이터에 기초하여 상기 물체의 적어도 하나의 표면 상의 예상된 흡입 컵 성능을 나타내는 적어도 하나의 표면 품질 메트릭을 결정하고;
상기 적어도 하나의 표면 품질 메트릭을 이용하여 상기 하나 이상의 액티브 흡입 컵들을 결정하도록 추가로 구성되는, 시스템.
제10항에 있어서, 상기 제어 시스템은,
상기 물체에 상기 흡입 그리퍼에 의해 가해진 힘의 총량을 결정하고;
상기 흡입 그리퍼에 의해 상기 물체에 가해진 상기 힘의 총량에 기초하여, 상기 물체와의 흡입을 유지하도록 추정된 방식으로 상기 로봇 조작기로 하여금 상기 흡입 그리퍼를 이용하여 상기 물체를 이동시키게 하는 궤적을 결정하도록 추가로 구성되는, 시스템.
제13항에 있어서,
상기 로봇 조작기에 결합된 힘-토크 센서를 추가로 포함하고, 상기 제어 시스템은,
상기 흡입 그리퍼에 대한 적어도 하나의 힘을 나타내는 상기 힘-토크 센서로부터 센서 데이터를 수신하고;
상기 힘-토크 센서로부터 수신된 상기 센서 데이터를 사용하여 상기 물체와의 흡입을 유지하도록 추정된 방식으로 상기 로봇 조작기로 하여금 상기 흡입 그리퍼를 이용하여 상기 물체를 이동시키게 하는 상기 궤적을 결정하도록 추가로 구성되는, 시스템.
제10항에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 물체에 흡입을 가하는 동안 상기 하나 이상의 액티브 흡입 컵들의 상기 진공 압력을 나타내는 상기 수신된 센서 데이터를 사용하여, 상기 로봇 조작기로 하여금 제2 물체를 이동시키게 하기 위해 활성화시키기 위한 상기 흡입 그리퍼에 대한 하나 이상의 흡입 컵들의 제2 세트를 결정하도록 추가로 구성되는, 시스템.
컴퓨터에 의해 구현되는 방법으로서,
흡입 그리퍼로 하여금 상기 흡입 그리퍼의 하나 이상의 흡입 컵들을 통해 물체에 흡입을 가하게 하도록 진공 펌프를 활성화시키는 단계;
상기 하나 이상의 흡입 컵들에 대응하는 하나 이상의 센서들로부터 상기 하나 이상의 흡입 컵들의 진공 압력을 나타내는 센서 데이터를 수신하는 단계 - 상기 진공 펌프와 상기 흡입 컵들 중 대응하는 하나의 흡입 컵 사이에 센서가 위치하여 상기 흡입 컵들 중 상기 대응하는 하나의 흡입 컵의 상기 진공 압력을 결정함 -;
상기 수신된 센서 데이터에 기초하여, 컴퓨팅 디바이스에 의해, 상기 하나 이상의 흡입 컵들로부터 비활성화시키기 위한 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 비활성화시키는 단계를 포함하는, 컴퓨터에 의해 구현되는 방법.
제16항에 있어서, 상기 흡입 그리퍼에 의해 상기 물체에 가해진 파지력의 양을 최대화하기 위해 비활성화시키기 위한 상기 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하는 단계를 추가로 포함하는, 컴퓨터에 의해 구현되는 방법.
제16항에 있어서, 진공 압력의 임계 레벨 미만의 진공 압력을 갖는 하나 이상의 흡입 컵들을 식별함으로써 비활성화시키기 위한 상기 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하는 단계를 추가로 포함하는, 컴퓨터에 의해 구현되는 방법.
컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅 시스템으로 하여금 다음과 같은 기능들을 수행하게 하는, 명령어들을 내부에 저장한 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 상기 기능들은,
흡입 그리퍼로 하여금 상기 흡입 그리퍼의 하나 이상의 흡입 컵들을 통해 물체에 흡입을 가하게 하도록 진공 펌프를 활성화시키는 기능;
상기 하나 이상의 흡입 컵들에 대응하는 하나 이상의 센서들로부터 상기 하나 이상의 흡입 컵들의 진공 압력을 나타내는 센서 데이터를 수신하는 기능 - 상기 진공 펌프와 상기 흡입 컵들 중 대응하는 하나의 흡입 컵 사이에 센서가 위치하여 상기 흡입 컵들 중 상기 대응하는 하나의 흡입 컵의 상기 진공 압력을 결정함 -;
상기 수신된 센서 데이터에 기초하여, 상기 하나 이상의 흡입 컵들로부터 비활성화시키기 위한 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하는 기능; 및
상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 비활성화시키는 기능을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 비활성화시키는 기능은 상기 진공 펌프가 상기 적어도 하나의 식별된 흡입 컵을 통해 흡입을 가하는 것을 방지하는 기능을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
제20항에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅 시스템으로 하여금, 상기 흡입 그리퍼에 의해 상기 물체에 가해진 파지력의 양을 최대화하기 위해 비활성화시키기 위한 상기 적어도 하나의 흡입 컵을 식별하는 기능을 수행하게 하는 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
제20항에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅 시스템으로 하여금, 로봇 조작기로 하여금 상기 흡입 그리퍼를 이용하여 상기 물체를 이동시키게 하기 위해 상기 흡입 그리퍼에 결합된 상기 로봇 조작기로 하여금 상기 흡입 그리퍼의 상기 하나 이상의 액티브 흡입 컵들을 상기 물체 상으로 이동시키게 하는 기능을 수행하게 하는 명령어들을 추가로 포함하는, 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.