專利名稱：用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的設(shè)備和方法
用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的設(shè)備和方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的實(shí)施方式總體上涉及信息技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，通過例如數(shù)控機(jī)械等工具對(duì)物體進(jìn)行操縱已變得日益普及。例如，在生產(chǎn)和加工領(lǐng)域中，通常利用機(jī)器人(robot)等機(jī)械對(duì)要加工的產(chǎn)品、原料等物體進(jìn)行搬運(yùn)、傳送、碼垛甚至組裝、測(cè)試等操縱。又如，在碼頭、港口等場(chǎng)所，需要利用起重機(jī)、搬運(yùn)機(jī)等各種機(jī)械設(shè)備對(duì)貨物進(jìn)行操縱。這只是操縱目標(biāo)對(duì)象的若干示例， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到需要利用工具來操縱物體的其他應(yīng)用和領(lǐng)域。
不失一般性地，被操縱的物體可以稱作“目標(biāo)對(duì)象”。應(yīng)當(dāng)理解，在本申請(qǐng)的上下文中，目標(biāo)對(duì)象可以包括實(shí)體目標(biāo)對(duì)象，例如上文描述的產(chǎn)品、貨物、原料等；也可以包括虛擬目標(biāo)對(duì)象，例如通過仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等計(jì)算機(jī)技術(shù)手段而被操縱的目標(biāo)對(duì)象。此外，本申請(qǐng)中所稱的“操縱”表示應(yīng)用于目標(biāo)對(duì)象的任何動(dòng)作，包括但不限于抓取、搬運(yùn)、傳送、碼垛、封裝、加工、控制，等等。
與目標(biāo)對(duì)象的操縱有關(guān)的其他對(duì)象可以稱作“要素”。例如，如本領(lǐng)域中已知的，利用工具操縱目標(biāo)對(duì)象通常至少涉及以下三個(gè)要素目標(biāo)對(duì)象的物料或稱來料，即目標(biāo)對(duì)象的構(gòu)成或組成部分；用于抓取目標(biāo)對(duì)象的夾具(gripper)；以及用于對(duì)目標(biāo)對(duì)象執(zhí)行操縱的機(jī)械或工具(不是一般性地，以下統(tǒng)稱為“機(jī)器人”)。參見圖IA-圖1C，其分別示出了物料、夾具和機(jī)器人的若干示例。在操作中，夾具通常被裝配在機(jī)器人上或由機(jī)器人操控，使得機(jī)器人可以利用夾具來抓取物料以及執(zhí)行其他動(dòng)作。應(yīng)當(dāng)理解，上文列舉的僅僅是“要素”的若干示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到與目標(biāo)對(duì)象操縱有關(guān)的其他要素。
在生產(chǎn)實(shí)踐中，一個(gè)重要的環(huán)節(jié)是根據(jù)與目標(biāo)對(duì)象(例如，產(chǎn)品)的操縱有關(guān)的多個(gè)要素中的某些已知要素的參數(shù)，來確定其他要素的參數(shù)?？紤]一個(gè)示例，在機(jī)器人碼垛應(yīng)用中，當(dāng)已經(jīng)知道將要搬運(yùn)和安置的目標(biāo)對(duì)象的物料后，可以獲得該物料的屬性或稱參數(shù)， 包括但不限于物料的重量、尺寸、形狀因子(球體、立方體，等等)、材質(zhì)(例如，表面光滑或粗糙及其程度，是否易碎，等等)、在不同負(fù)載下的加速度/速度限制(例如，吸盤類的夾具移動(dòng)過快可能導(dǎo)致物料掉落)，等等。繼而，根據(jù)目標(biāo)對(duì)象的物料參數(shù)，可以在可用的夾具中挑選其參數(shù)與物料參數(shù)相匹配的夾具。最后，根據(jù)已知的物料參數(shù)和上一步選定的夾具參數(shù)，可以選擇具有匹配參數(shù)的機(jī)器人類型。
在現(xiàn)有技術(shù)中，根據(jù)已知的要素參數(shù)來確定其他要素參數(shù)的過程是由方案工程師以人工方式完成的。這通常是一個(gè)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的過程。方案工程師往往必須花費(fèi)大量的時(shí)間對(duì)眾多可用要素的參數(shù)進(jìn)行排列、組合和比較，最終才能確定出最為適合當(dāng)前應(yīng)用的要素參數(shù)。而且在實(shí)踐中，哪些要素的參數(shù)是已知的往往是變化的。例如，在某些情況下，物料的參數(shù)可能是已知的；而在另一些情況下，物料和夾具的參數(shù)可能都是已知的；還可能存在其他各種可能的情況。這種已知量的不確定性進(jìn)一步增加了上述確定過程的人力、物力和時(shí)間成本。此外，方案工程師所做的選擇在很大程度上依賴于其主觀的經(jīng)驗(yàn)和判斷，存在不確定性和易錯(cuò)性。而且方案工程師所做出的選擇通常無法被其他工程師參考和借鑒， 甚至他/她自己在今后的工作中也難以參考先前結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本領(lǐng)域中需要一種用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的設(shè)備和方法，其能夠根據(jù)已知的要素參數(shù)自動(dòng)地、智能地選擇其他要素的參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的設(shè)備，包括獲取裝置，配置用于獲取與所述目標(biāo)對(duì)象的操縱相關(guān)的多個(gè)要素中的至少一個(gè)要素的參數(shù)； 以及選擇裝置，其耦合至所述獲取設(shè)備，配置用于根據(jù)獲取的所述參數(shù)從庫中選擇與所述至少一個(gè)要素相匹配的、所述多個(gè)要素中其他要素的參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的方法，包括獲取與所述目標(biāo)對(duì)象的操縱相關(guān)的多個(gè)要素中至少一個(gè)要素的參數(shù)；以及從庫中選擇與所述至少一個(gè)要素的參數(shù)相匹配的、所述多個(gè)要素中其他要素的參數(shù)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可以根據(jù)與目標(biāo)對(duì)象的操縱有關(guān)的多個(gè)要素(例如，物料、夾具和機(jī)器人)中任意一個(gè)或多個(gè)已知的要素參數(shù)，自動(dòng)地和智能地選擇與之相匹配的其他要素參數(shù)。以此方式，傳統(tǒng)上以人工方式完成的這一參數(shù)選擇過程可以自動(dòng)地執(zhí)行。 而且，如下文詳述的，目標(biāo)對(duì)象及其相關(guān)的要素參數(shù)的有關(guān)信息可以記錄在指定的庫中，以便在將來的選擇中使用。此外，利用本發(fā)明的實(shí)施方式，可以消除對(duì)主觀人為因素的依賴， 使得要素參數(shù)的選擇更為準(zhǔn)確、可靠，從而最大限度地滿足應(yīng)用需求。同時(shí)，利用本發(fā)明的實(shí)施方式，工作周期可得以縮短，從而提高工作效率。


通過參考附圖閱讀下文的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得易于理解。在附圖中，以示例性而非限制性的方式示出了本發(fā)明的若干實(shí)施方式，其中圖IA到圖IC示出了與目標(biāo)對(duì)象的操縱有關(guān)的若干要素的示例；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的用于推薦選擇結(jié)果的圖形用戶界面 (GUI)的示意圖；圖4示出了適于用來實(shí)施圖2所示設(shè)備的片上系統(tǒng)(SoC)的結(jié)構(gòu)框圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的方法的流程圖；圖6示出了適于用來實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。在附圖中，相同或?qū)?yīng)的標(biāo)號(hào)表示相同或?qū)?yīng)的元素。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出了一種用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的設(shè)備和方法。利用該設(shè)備和/或方法，可以根據(jù)已知的要素參數(shù)自動(dòng)地、智能地選擇其他要素參數(shù)， 從而提高工作效率，縮短時(shí)間周期。下面將參考若干示例性實(shí)施方式來描述本發(fā)明的原理和精神。應(yīng)當(dāng)理解，給出這些實(shí)施方式僅僅是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，而并非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。如上文所述，圖IA-圖IC分別示出了物料、夾具和機(jī)器人的若干示例。應(yīng)當(dāng)理解， 盡管本申請(qǐng)將主要以圖IA-圖IC中示出的這些要素為例來闡釋本發(fā)明的思想，但是這些要素僅僅是示例性的。還可以存在與目標(biāo)對(duì)象的操縱有關(guān)的任何其他要素，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制?，F(xiàn)在參考圖2，其示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的設(shè)備200的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，設(shè)備200包括獲取裝置202，其可配置用于獲取與目標(biāo)對(duì)象的操縱相關(guān)的多個(gè)要素中的至少一個(gè)要素的參數(shù)201。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，獲取裝置202可配置用于直接從用戶(例如，方案工程師)處獲取參數(shù)201。備選地或附加地，要素的參數(shù)201也可以是根據(jù)相關(guān)信息由獲取裝置202檢索或生成。例如，在某些實(shí)施方式中，用戶可以提供目標(biāo)對(duì)象的標(biāo)識(shí)(ID)、描述、 規(guī)格、設(shè)計(jì)規(guī)范和/或訂單信息等相關(guān)信息。此時(shí)，獲取裝置202可以利用這些信息作為輸入，在例如數(shù)據(jù)庫和/或網(wǎng)絡(luò)資源中進(jìn)行檢索，從而確定當(dāng)前目標(biāo)對(duì)象的某些要素的參數(shù)。 例如，在給出目標(biāo)對(duì)象的規(guī)格時(shí)，通?？梢酝ㄟ^例如檢索產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫而獲得該目標(biāo)對(duì)象的物料信息(材質(zhì)、尺寸等)。應(yīng)當(dāng)理解，獲得要素參數(shù)的其他方式也是可能的，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。如圖2所示，設(shè)備200還包括選擇裝置204，其耦合至獲取裝置202，并可配置用于從庫中選擇與所述至少一個(gè)要素的參數(shù)相匹配的、所述多個(gè)要素中其他要素的參數(shù)。具體地，當(dāng)獲取裝置202獲取要素參數(shù)201之后，其可以通過任何適當(dāng)?shù)臋C(jī)制將該要素參數(shù)201 傳遞給選擇裝置204。選擇裝置204以參數(shù)201作為輸入，在庫205中進(jìn)行查找和檢索，以選擇與該參數(shù)201相匹配的、其他要素的參數(shù)。庫205可以是能夠存儲(chǔ)與目標(biāo)對(duì)象的操縱有關(guān)的要素信息的任何適當(dāng)庫。例如， 在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，庫205可以是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)模型庫，其存儲(chǔ)有物料、 夾具、機(jī)器人等要素的二維和/或三維模型以及相關(guān)參數(shù)/信息。特別地，庫205可以存儲(chǔ)有通用CAD數(shù)據(jù)，和/或所代表物料的某些參數(shù)化信息，如重量、材質(zhì)類型等(這些參數(shù)化信息未必被包含在通用CAD數(shù)據(jù)中)。此外，庫205可以按照任何適當(dāng)?shù)姆绞絹斫M織存儲(chǔ)于其中的信息。例如，庫205可以是關(guān)系數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、列表、散列(哈希)甚至平面(flat)文件，等等。應(yīng)當(dāng)理解，庫205可以具有其他任何適當(dāng)?shù)男问胶?或信息組織方式，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。如上所述，在實(shí)踐中，與目標(biāo)對(duì)象的操縱相關(guān)的多個(gè)要素至少包括目標(biāo)對(duì)象的物料、用于抓取該目標(biāo)對(duì)象的夾具、以及用于執(zhí)行操縱的機(jī)器人(參見圖IA-圖1C)。下面，將以這三個(gè)要素為例，詳細(xì)描述選擇裝置204如何執(zhí)行要素參數(shù)的選擇。首先考慮這樣的一個(gè)示例，S卩，目標(biāo)對(duì)象的物料參數(shù)是已知的。這是實(shí)踐中經(jīng)常出現(xiàn)的情況之一，因?yàn)樵谏a(chǎn)加工中，首先確定的往往是產(chǎn)品的物料信息。在這種情況下，獲取裝置202可配置用于獲取目標(biāo)對(duì)象的物料的參數(shù)。這里所稱的“物料的參數(shù)”可以包括但不限于重量、尺寸、形狀因子(球體、立方體，等等)、材質(zhì)(例如，表面光滑或粗糙及其程度，易碎性，等等)、在不同負(fù)載下的加速度/速度限制，等等。如上文所述，獲取裝置202 可以通過各種方式獲取目標(biāo)對(duì)象的物料參數(shù)，例如由用戶輸入、根據(jù)相關(guān)信息檢索/生成， 等等。獲取裝置202將獲取的物料參數(shù)傳遞至選擇裝置204。相應(yīng)地，選擇裝置204可配置用于根據(jù)物料的參數(shù)來選擇夾具和機(jī)器人的參數(shù)。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，選擇裝置204可配置用于首先根據(jù)物料參數(shù)選擇夾具的參數(shù)。在此，夾具的參數(shù)例如可以包括但不限于最大負(fù)載(或者“額定負(fù)載”或“標(biāo)稱負(fù)載”，即夾具能夠承受的最大重量)、最大抓取尺寸、適用類型(例如，是否適合抓取易碎的/非易碎的、表面光滑/粗糙的目標(biāo)對(duì)象等等)。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，可以基于預(yù)定約束來選擇匹配的要素參數(shù)。換言之，對(duì)參數(shù)的選擇應(yīng)當(dāng)確保所選的要素與已知要素之間滿足預(yù)定的約束或者條件。這里需要強(qiáng)調(diào)的是，在本申請(qǐng)的上下文中，術(shù)語“約束”表示各個(gè)要素之間的結(jié)構(gòu)性、連接性、機(jī)械性、物理性和/或生產(chǎn)實(shí)踐中固有的約束，并非意指任何人為規(guī)則。例如，對(duì)于夾具的“最大負(fù)載”這一參數(shù)，一個(gè)示例性約束可以是夾具的最大負(fù)載應(yīng)大于物料的重量。可以理解，該約束可歸屬于物理約束的范疇，因?yàn)橐坏┮?具體地， 夾具與物料)之間違反該約束，將導(dǎo)致操縱由于物理原因(重量)而失敗(例如，由于物料過重而造成夾具的損壞，或物料的掉落)。當(dāng)然，還可以設(shè)置其他約束來限制夾具的最大負(fù)載的上限，以避免使用負(fù)載過大的夾具從而造成浪費(fèi)。對(duì)于夾具的“最大抓取尺寸”這一參數(shù)，一個(gè)示例性約束可以是夾具的最大抓取尺寸應(yīng)大于物料的尺寸，并且適合物料的形狀因子?？梢岳斫?，該約束可歸屬于結(jié)構(gòu)性或連接性約束的范疇，因?yàn)橐坏┮刂g違反該約束，將導(dǎo)致操縱由于結(jié)構(gòu)性原因而失敗(例如，因物料和夾具的形狀因子無法匹配，而導(dǎo)致二者無法有效地耦合)。類似于“最大負(fù)載”， 也可以約束“最大抓取尺寸”的上限。類似地，對(duì)于夾具的“適用類型”這一參數(shù)，一個(gè)示例性約束可以是夾具的使用類型應(yīng)與物料的材質(zhì)相符?？梢岳斫?，該約束可歸屬于結(jié)構(gòu)性或連接性約束的范疇，因?yàn)橐坏┮刂g違反該約束，將導(dǎo)致操縱由于連接的原因而失敗(例如，如果使用只能抓取光滑物料的夾具去抓取粗糙物料，將導(dǎo)致二者之間的連接或耦合不穩(wěn)定)。應(yīng)當(dāng)理解，上面列舉的僅僅是物料參數(shù)與夾具參數(shù)之間若干示例性約束。根據(jù)具體的需求和應(yīng)用場(chǎng)景，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將選擇裝置204配置為采用其他任何適當(dāng)?shù)募s束ο還應(yīng)理解，基于約束的參數(shù)選擇僅僅是本發(fā)明的一類實(shí)施方式。選擇裝置204可被配置為根據(jù)其他任何適當(dāng)?shù)姆绞絹磉x擇匹配的要素參數(shù)。例如，在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，選擇裝置204可被配置用于按照神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neural Network)進(jìn)行操作，其輸入是已知要素(例如，物料)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，輸出是其他要素(例如，夾具)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。通過對(duì)該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，選擇裝置204可以使用它來實(shí)現(xiàn)對(duì)待定要素參數(shù)的選擇。 又如，選擇裝置204還可以配置為基于統(tǒng)計(jì)模型來選擇待定的要素參數(shù)。應(yīng)當(dāng)理解，其他選擇方式也是可行的，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。繼續(xù)這一示例，當(dāng)選擇裝置204根據(jù)物料參數(shù)選擇了匹配的夾具參數(shù)之后，其繼而可被配置用于選擇匹配的機(jī)器人參數(shù)。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，選擇裝置204同樣可以配置用于根據(jù)預(yù)定的約束來選擇機(jī)器人的參數(shù)。例如，對(duì)于機(jī)器人的“最大負(fù)載”這一參數(shù)，一個(gè)示例性約束是機(jī)器人的最大負(fù)載大于單次操縱的物料重量與夾具重量的總和。 備選地或附加地，選擇裝置204可被配置為應(yīng)用其他約束，和/或采用其他不同方式來選擇機(jī)器人的參數(shù)。在上文的描述中，選擇裝置204基于獲取裝置202提供的物料參數(shù)，首先選擇夾具參數(shù)，而后選擇機(jī)器人參數(shù)。然而，這一順序并不是必須的。在備選實(shí)施方式中，選擇裝置 204也可以配置用于首先選擇機(jī)器人參數(shù)，而后選擇夾具的參數(shù)，這對(duì)于本領(lǐng)域人員而言是易見的。已經(jīng)描述了選擇裝置204基于物料參數(shù)來選擇夾具參數(shù)和機(jī)器人參數(shù)的實(shí)施方式。在實(shí)踐中，另一種常見的情況是，物料和夾具的參數(shù)可能都是事先可知的。在這種情況下，獲取裝置202可配置用于獲取物料和夾具的參數(shù)，并且選擇裝置204可配置用于選擇與物料和夾具的參數(shù)相匹配的機(jī)器人的參數(shù)。類似地，獲取裝置202還可配置用于獲取物料和機(jī)器人的參數(shù)，并且選擇裝置204可配置用于選擇與物料和機(jī)器人的參數(shù)相匹配的夾具的參數(shù)。同樣，在某些情況下，獲取裝置202還可配置用于獲取夾具和機(jī)器人的參數(shù)，并且選擇裝置204可配置用于選擇與夾具和機(jī)器人的參數(shù)相匹配的物料的參數(shù)。上文已經(jīng)結(jié)合具體實(shí)施方式
描述了獲取裝置202和選擇裝置204的配置和操作。 然而，應(yīng)當(dāng)理解，上述描述僅僅是示例性的。實(shí)際上，獲取裝置202可以配置用于獲取與目標(biāo)對(duì)象的操縱有關(guān)的多個(gè)要素中的任何一個(gè)或多個(gè)要素的參數(shù)。相應(yīng)地，選擇裝置204可以配置用于基于所獲取的參數(shù)，來確定所述多個(gè)要素中其他要素的匹配參數(shù)。而且，選擇裝置204可以根據(jù)各種不同的方式(例如，基于約束、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計(jì)模型，等等)來選擇待定的要素參數(shù)。在選擇裝置204選擇待定參數(shù)的過程中，一種可能的情況是同時(shí)存在不止一個(gè)要素，其參數(shù)與已知的要素參數(shù)相匹配。換言之，合格的候選不止一個(gè)。以上文描述的選擇機(jī)器人參數(shù)為例，可能存在不止一個(gè)機(jī)器人的參數(shù)滿足給定的約束(例如，大于物料和夾具的總重)。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可以根據(jù)各種不同方式來確定唯一的參數(shù)及其相應(yīng)要素。例如，在某些實(shí)施方式中，選擇裝置204可以在所有合格的候選中進(jìn)行隨機(jī)選擇。又如，選擇裝置204可以配置用于訪問庫205中存儲(chǔ)的信息，從而基于先前的歷史經(jīng)驗(yàn)做出選擇。再如，選擇裝置204可以配置用于在做出選擇時(shí)考慮相應(yīng)要素的其他特性或?qū)傩?，例如功耗、續(xù)航時(shí)間、操作成本、當(dāng)前操作者的熟練程度，等等。備選地或附加地， 選擇裝置204可以借助于例如用戶界面(UI)向用戶提出查詢，從而由用戶交互地選擇想要使用的要素類型。應(yīng)當(dāng)理解，這僅僅是若干示例，其他方式也是可行的，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。繼續(xù)參考圖2，如圖所示，設(shè)備200還可以包括推薦裝置206，其耦合至選擇裝置 204，可配置用于向設(shè)備200的用戶(例如，方案工程師)推薦所述選擇裝置的選擇結(jié)果。選擇結(jié)果例如可以通過圖形用戶界面(⑶I)向用戶呈現(xiàn)。所呈現(xiàn)的選擇結(jié)果可以包括待定的要素參數(shù)、要素的類型或型號(hào)、要素的可視表示、要素的參數(shù)/性能列表和/或其他任何相關(guān)fe息。例如，參考圖3，其示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的用于推薦選擇結(jié)果的圖形用戶界面(⑶I)的示意圖。在⑶I 300中，顯示待確定參數(shù)的要素的圖例302。具體地，在圖3的示例中，該要素是夾具。如圖3所示，當(dāng)存在多個(gè)圖例以至于無法一次呈現(xiàn)在GUI300中時(shí)，例如可以使用滾動(dòng)條304或者其他任何適當(dāng)?shù)目丶?。在圖3所示的示例中，當(dāng)前可用的所有夾具都以圖例的形式被呈現(xiàn)給用戶，特別地，其參數(shù)與已知要素(例如，物料)的參數(shù)不匹配的夾具帶有叉形標(biāo)記，并且相應(yīng)的“選擇”按鈕變灰，以便向用戶指示該夾具是不適當(dāng)?shù)?。另一方面，可供選擇的要素可以按照例如推薦優(yōu)先級(jí)從高到底的順序向用戶呈現(xiàn)。 在另一些實(shí)施方式中，可以只顯示參數(shù)匹配的要素。備選地或附加地，在⑶I 300中，當(dāng)用戶例如利用鼠標(biāo)等指點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)擊、懸停等操作時(shí)，例如可以在彈出窗口(未示出)中呈現(xiàn)相應(yīng)要素的詳細(xì)參數(shù)和任何其他有關(guān)信肩、ο應(yīng)當(dāng)理解，圖3所示的⑶I 300僅僅是推薦選擇結(jié)果的一種方式。推薦裝置206 可以配置用于以現(xiàn)在已知或?qū)黹_發(fā)的任何適當(dāng)方式來呈現(xiàn)進(jìn)而推薦選擇裝置204的選擇結(jié)果，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。返回圖2，設(shè)備200還可以包括記錄裝置208，其耦合至選擇裝置204和庫205，配置用于將關(guān)于目標(biāo)對(duì)象以及所述多個(gè)要素的信息記錄(存儲(chǔ))在庫205中。通過將每次選擇的信息記錄在庫205中，這些信息可以作為歷史決策信息供其他用戶和/或在今后的操縱中加以參考。例如，在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，可以對(duì)這些記錄的信息進(jìn)行挖掘和學(xué)習(xí)，從而動(dòng)態(tài)地修改、刪除和/或增加某些約束條件。備選地或附加地，記錄的信息還可被用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或統(tǒng)計(jì)模型，從而使后續(xù)選擇更加準(zhǔn)確。而且，還可以根據(jù)記錄的信息總結(jié)特定用戶的偏好或習(xí)慣，從而提供個(gè)性化的服務(wù)。上文已經(jīng)結(jié)合若干具體實(shí)施方式
描述了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備200的結(jié)構(gòu)和操作。應(yīng)當(dāng)理解，圖2中示出并在上文描述的設(shè)備200可以利用多種方式來實(shí)施。例如，在某些實(shí)施方式中，設(shè)備200可以實(shí)現(xiàn)為集成電路(IC)芯片。在另一些實(shí)施方式中，設(shè)備200可以采用片上系統(tǒng)(SoC)以及相應(yīng)的軟件和/或固件來實(shí)現(xiàn)。還可以使用其他任何適當(dāng)?shù)姆绞絹韺?shí)施設(shè)備200，本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。參考圖4，其示出了適于用來實(shí)施圖2所示的設(shè)備200的片上系統(tǒng)(SoC)400的結(jié)構(gòu)框圖。SoC 400可以與電子電路、微處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出(I/O)邏輯、通信接口和組件、運(yùn)行整個(gè)設(shè)備所需的其他硬件、固件和/或軟件集成。SoC 400還可以包括集成數(shù)據(jù)總線(未示出)，其耦合SoC的各個(gè)組件以用于組件之間的數(shù)據(jù)通信。包括SoC 400的設(shè)備還可以利用不同組件的多個(gè)組合來實(shí)現(xiàn)。在圖4的示例中，SoC 400包括各種組件，諸如輸入輸出(I/O)邏輯410(例如用以包括電子電路)以及微處理器412(例如，任何微控制器或者數(shù)字信號(hào)處理器)。SoC 400還包括存儲(chǔ)器414，其可以是任何類型的隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)，低延遲非易失性存儲(chǔ)器(例如，閃存)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)和/或其他適當(dāng)?shù)碾娮訑?shù)據(jù)存儲(chǔ)。SoC 400還可以包括各種固件和/或軟件，諸如操作系統(tǒng)416，其可以是由存儲(chǔ)器414維護(hù)并由微處理器412執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。SoC 400還可以包括其他各種通信接口和組件、網(wǎng)絡(luò)接口組件、其他硬件、固件和/或軟件。特別地，如圖所示，SoC 400可以包括獲取塊402、選擇塊404、推薦塊406以及記錄塊408，其分別對(duì)應(yīng)于上文參考圖2描述的獲取裝置202、選擇裝置204、推薦裝置206以及記錄裝置208。這些塊402-408可以作為硬件、軟件和/或固件模塊，獨(dú)立地或者與信號(hào)處理和控制電路等其他實(shí)體相集成地操作，用以實(shí)現(xiàn)在此描述的各種實(shí)施方式和/或特征。
9
下面參考圖5，示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的方法500的流程圖。方法500開始之后，在步驟502，獲取與目標(biāo)對(duì)象的操縱相關(guān)的多個(gè)要素中至少一個(gè)要素的參數(shù)。接下來，在步驟504，從庫中選擇與所述至少一個(gè)要素的參數(shù)相匹配的、所述多個(gè)要素中其他要素的參數(shù)。在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，方法500可以繼續(xù)執(zhí)行到步驟506，在此，向所述設(shè)備的用戶推薦步驟504中獲得的選擇結(jié)果。而后，方法可進(jìn)行到步驟508，在此，可將關(guān)于目標(biāo)對(duì)象以及所述多個(gè)要素的信息記錄在庫中?？梢岳斫?，方法500中記載的步驟502-508分別對(duì)應(yīng)于上文參考圖2描述的設(shè)備 200中的裝置202-208的操作和/或功能。由此，上文參考設(shè)備200的各個(gè)裝置而描述的特征同樣適用于方法500的各個(gè)步驟。而且，方法500中記載的各個(gè)步驟可以按照不同的順序執(zhí)行和/或并行執(zhí)行。例如，步驟506和步驟508之間可以按照任意順序執(zhí)行。本發(fā)明的范圍在此方面不受限制。圖6示出了適于用來實(shí)施本發(fā)明實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖。如圖6所示，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以包括CPU(中央處理單元)601、RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)602、R0M(只讀存儲(chǔ)器)603、系統(tǒng)總線604、硬盤控制器605、鍵盤控制器606、串行接口控制器607、并行接口控制器608、顯示控制器609、硬盤610、鍵盤611、串行外部設(shè)備612、并行外部設(shè)備613和顯示器614。在這些部件中，與系統(tǒng)總線604相連的有CPU 601、RAM 602、ROM 603、硬盤控制器605、鍵盤控制器606、串行控制器607、并行控制器608和顯示控制器609。硬盤610與硬盤控制器605相連，鍵盤611與鍵盤控制器606相連，串行外部設(shè)備612與串行接口控制器607相連，并行外部設(shè)備613與并行接口控制器608相連，以及顯示器614與顯示控制器 609相連。應(yīng)當(dāng)理解，圖6所述的結(jié)構(gòu)框圖僅僅為了示例的目的而示出的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。在某些情況下，可以根據(jù)需要增加或者減少其中的一些設(shè)備。特別地，除硬件實(shí)施方式之外，本發(fā)明的實(shí)施方式可以通過計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在例如圖6所示的RAM 602、ROM 603、硬盤610和/或任何適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)介質(zhì)中，或者通過網(wǎng)絡(luò)從適當(dāng)?shù)奈恢孟螺d到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)600上。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以包括計(jì)算機(jī)代碼部分，其包括可由適當(dāng)?shù)奶幚碓O(shè)備(例如，圖6中示出的CPU 601)執(zhí)行的程序指令。所述程序指令至少可以包括用于獲取與所述目標(biāo)對(duì)象的操縱相關(guān)的多個(gè)要素中的至少一個(gè)要素的參數(shù)的指令；以及用于根據(jù)獲取的所述參數(shù)從庫中選擇與所述至少一個(gè)要素相匹配的、所述多個(gè)要素中其他要素的參數(shù)的指令。上文已經(jīng)結(jié)合附圖，詳細(xì)描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的設(shè)備和方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可以根據(jù)與目標(biāo)對(duì)象的操縱有關(guān)的多個(gè)要素(例如，物料、夾具和機(jī)器人) 中任意一個(gè)或多個(gè)已知的要素參數(shù)，自動(dòng)地和智能地選擇與之相匹配的其他要素的參數(shù)。 這樣，不再需要以人工方式完成參數(shù)確定過程。而且，目標(biāo)對(duì)象及其相關(guān)的要素參數(shù)可以記錄在庫中，以便在將來的選擇中使用。此外，通過使用本發(fā)明的實(shí)施方式，可以消除對(duì)主觀人為因素的依賴，確定最符合特定應(yīng)用的要素組合。同時(shí)，操作周期可得以縮短，由此提高工作效率。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的實(shí)施方式可以通過硬件、軟件或者軟件和硬件的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。 硬件部分可以利用專用邏輯來實(shí)現(xiàn)；軟件部分可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，由適當(dāng)?shù)闹噶顖?zhí)行系統(tǒng)，例如微處理器或者專用設(shè)計(jì)硬件來執(zhí)行。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解上述的方法和系統(tǒng)可以使用計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令和/或包含在處理器控制代碼中來實(shí)現(xiàn)，例如在諸如磁盤、CD或DVD-ROM的載體介質(zhì)、諸如只讀存儲(chǔ)器(固件)的可編程的存儲(chǔ)器或者諸如光學(xué)或電子信號(hào)載體的數(shù)據(jù)載體上提供了這樣的代碼。本發(fā)明的設(shè)備及其模塊可以由諸如超大規(guī)模集成電路或門陣列、諸如邏輯芯片、晶體管等的半導(dǎo)體、或者諸如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、 可編程邏輯設(shè)備等的可編程硬件設(shè)備的硬件電路實(shí)現(xiàn)，也可以用由各種類型的處理器執(zhí)行的軟件實(shí)現(xiàn)，也可以由上述硬件電路和軟件的結(jié)合例如固件來實(shí)現(xiàn)。本說明書中提及的通信網(wǎng)絡(luò)可以包括各類網(wǎng)絡(luò)，包括但不限于局域網(wǎng)(“LAN”)， 廣域網(wǎng)(“WAN”)，基于IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng))以及端對(duì)端網(wǎng)絡(luò)(例如，ad hoc對(duì)等網(wǎng)絡(luò))。此外，盡管在附圖中以特定順序描述了本發(fā)明方法的操作，但是，這并非要求或者暗示必須按照該特定順序來執(zhí)行這些操作，或是必須執(zhí)行全部所示的操作才能實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。相反，流程圖中描繪的步驟可以改變執(zhí)行順序。附加地或備選地，可以省略某些步驟， 將多個(gè)步驟合并為一個(gè)步驟，或是將一個(gè)步驟分解為多個(gè)步驟。雖然已經(jīng)參考若干具體實(shí)施方式
描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于所公開的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明旨在涵蓋所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)所包括的各種修改和等同布置。所附權(quán)利要求的范圍符合最寬泛的解釋，從而包含所有這樣的修改及等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的設(shè)備，包括獲取裝置，配置用于獲取與所述目標(biāo)對(duì)象的操縱相關(guān)的多個(gè)要素中至少一個(gè)要素的參數(shù)；以及選擇裝置，其耦合至所述獲取設(shè)備，配置用于從庫中選擇與所述至少一個(gè)要素的參數(shù)相匹配的、所述多個(gè)要素中其他要素的參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括推薦裝置，其耦合至所述選擇裝置，配置用于向所述設(shè)備的用戶推薦所述選擇裝置的選擇結(jié)果。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括記錄裝置，其耦合至所述選擇裝置以及耦合至所述庫，配置用于將關(guān)于所述目標(biāo)對(duì)象以及所述多個(gè)要素的信息記錄在所述庫中。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)要素選自所述目標(biāo)對(duì)象的物料；用于抓取所述目標(biāo)對(duì)象的夾具；以及用于執(zhí)行所述操縱的機(jī)器人。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述獲取裝置配置用于獲取物料的參數(shù)，并且其中所述選擇裝置配置用于選擇與所述物料的參數(shù)相匹配的夾具和機(jī)器人的參數(shù)。
6.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述獲取裝置配置用于獲取物料和夾具的參數(shù)，并且其中所述選擇裝置配置用于選擇與所述物料和夾具的參數(shù)相匹配的機(jī)器人的參數(shù)。
7.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述獲取裝置配置用于獲取物料和機(jī)器人的參數(shù)， 并且其中所述選擇裝置配置用于選擇與所述物料和機(jī)器人的參數(shù)相匹配的夾具的參數(shù)。
8.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述獲取裝置配置用于獲取夾具和機(jī)器人的參數(shù)， 并且其中所述選擇裝置配置用于選擇與所述夾具和機(jī)器人的參數(shù)相匹配的物料的參數(shù)。
9.如權(quán)利要求4-8任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述物料的所述參數(shù)包括以下至少一個(gè) 重量、尺寸、形狀因子、材質(zhì)、加速度/速度限制。
10.如權(quán)利要求4-8任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述夾具的所述參數(shù)包括以下至少一個(gè) 最大負(fù)載、最大抓取尺寸、適用類型、在不同負(fù)載下的加速度/速度限制。
11.如權(quán)利要求4-8任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述機(jī)器人的所述參數(shù)包括最大負(fù)載。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述庫是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD模型庫，其存儲(chǔ)有通用CAD數(shù)據(jù)和/或物料的參數(shù)化信息。
13.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中對(duì)所述目標(biāo)對(duì)象的所述操縱包括以下至少一個(gè)抓取、搬運(yùn)、傳送、碼垛、封裝、加工、控制。
14.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備利用片上系統(tǒng)SoC和集成電路IC的至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)。
15.一種用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的方法，包括獲取與所述目標(biāo)對(duì)象的操縱相關(guān)的多個(gè)要素中至少一個(gè)要素的參數(shù)；以及從庫中選擇與所述至少一個(gè)要素的參數(shù)相匹配的、所述多個(gè)要素中其他要素的參數(shù)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括向所述設(shè)備的用戶推薦所述選擇的選擇結(jié)果。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括將關(guān)于所述目標(biāo)對(duì)象以及所述多個(gè)要素的信息記錄在所述庫中。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述多個(gè)要素選自所述目標(biāo)對(duì)象的物料；用于抓取所述目標(biāo)對(duì)象的夾具；以及用于執(zhí)行所述操縱的機(jī)器人。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述獲取包括獲取物料的參數(shù)，并且其中所述選擇包括選擇與所述物料的參數(shù)相匹配的夾具和機(jī)器人的參數(shù)。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述獲取包括獲取物料和夾具的參數(shù)，并且其中所述選擇包括選擇與所述物料和夾具的參數(shù)相匹配的機(jī)器人的參數(shù)。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述獲取包括獲取物料和機(jī)器人的參數(shù)，并且其中所述選擇包括選擇與所述物料和機(jī)器人的參數(shù)相匹配的夾具的參數(shù)。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述獲取包括獲取夾具和機(jī)器人的參數(shù)，并且其中所述選擇包括選擇與所述夾具和機(jī)器人的參數(shù)相匹配的物料的參數(shù)。
23.如權(quán)利要求18-22任一項(xiàng)所述的方法，其中所述物料的所述參數(shù)包括以下至少一個(gè)重量、尺寸、形狀因子、材質(zhì)、加速度/速度限制。
24.如權(quán)利要求18-22任一項(xiàng)所述的方法，其中所述夾具的所述參數(shù)包括以下至少一個(gè)最大負(fù)載、最大抓取尺寸、適用類型、在不同負(fù)載下的加速度/速度限制。
25.如權(quán)利要求18-22任一項(xiàng)所述的方法，其中所述機(jī)器人的所述參數(shù)包括最大負(fù)載。
26.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述庫是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD模型庫，其存儲(chǔ)有通用CAD數(shù)據(jù)和/或物料的參數(shù)化信息。
27.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中對(duì)所述目標(biāo)對(duì)象的所述操縱包括以下至少一個(gè) 抓取、搬運(yùn)、傳送、碼垛、封裝、加工、控制。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種用于支持對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行操縱的設(shè)備和方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，公開了一種設(shè)備，包括獲取裝置，配置用于獲取與所述目標(biāo)對(duì)象的操縱相關(guān)的多個(gè)要素中的至少一個(gè)要素的參數(shù)；以及選擇裝置，其耦合至所述獲取設(shè)備，配置用于根據(jù)獲取的所述參數(shù)從庫中選擇與所述至少一個(gè)要素相匹配的、所述多個(gè)要素中其他要素的參數(shù)。還公開了相應(yīng)的方法。利用本發(fā)明的實(shí)施方式，可以提高操縱目標(biāo)對(duì)象的效率和智能性，降低工作周期和成本。
文檔編號(hào)B65G43/08GK102530514SQ20101062478
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者方心宇, 江萬里, 王海鵬, 陳黎 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司