背景技術(shù)：

1、機器人通常被定義為可重新編程和多功能的操縱器，其被設(shè)計為通過可變的編程運動來移動材料、零件、工具或?qū)Ｓ迷O(shè)備以執(zhí)行任務(wù)。機器人可以是物理錨定的操縱器(例如，工業(yè)機器人臂)、在整個環(huán)境中移動的移動機器人(例如，使用腿、輪子或基于牽引的機構(gòu))、或操縱器和移動機器人的一些組合。機器人用于各種行業(yè)，包括例如制造、倉庫物流、運輸、危險環(huán)境、勘探和醫(yī)療保健。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、機器人設(shè)備可以被配置為使用例如具有附接到其上的基于真空的抓持器的機器人臂抓取物體(例如，箱子)并且將其從一個位置移動到另一個位置。例如，機器人臂可以被定位成使得抓持器的一個或多個吸盤與要抓取的物體的面接觸(或靠近)。然后可以激活機載真空系統(tǒng)以使用吸力將物體粘附到抓持器。抓持器在物體上的放置(placement)提出了若干挑戰(zhàn)。在一些場景中，要抓取的物體面可以小于抓持器，使得抓持器的至少一部分將離開(hang?off)被抓取的物體的面。在其他場景中，物體所位于的環(huán)境內(nèi)的障礙物(例如，諸如卡車的外殼的壁或頂板)可以防止接近一個或多個物體面。另外，即使當(dāng)存在多個可行的抓取時，一些抓取也可能比其他抓取更安全。確保對物體的安全抓取對于有效地移動物體而沒有損壞(例如，由于失去抓取而掉落物體)是重要的。

2、一些實施例針對快速確定高質(zhì)量、可行的抓取，以在沒有損壞的情況下從物體的堆垛中提取物體。抓持器-物體相互作用的基于物理的模型可用于在機器人設(shè)備嘗試抓取之前評估抓取的質(zhì)量?？梢钥紤]多個候選抓取，使得如果一個抓取未通過碰撞檢查或者在不良完整性的物體的一部分上進行，則可以嘗試其他(較低排名)抓取選項。這種回退抓取選項有助于限制對抓取相關(guān)干預(yù)(例如，由人進行的)的需要，從而增加機器人設(shè)備的吞吐量。另外，通過選擇更高質(zhì)量的抓取，可以減少掉落的物體的數(shù)量，從而導(dǎo)致更少的損壞的產(chǎn)品和機器人設(shè)備的整體更快的物體移動。

3、本公開的一個方面提供了一種確定用機器人設(shè)備的抓持器抓取物體的抓取策略的方法。該方法包括：由至少一個計算設(shè)備生成用于抓取目標(biāo)物體的一組抓取候選，其中，抓取候選中的每一個包括關(guān)于相對于目標(biāo)物體的抓持器放置的信息；由至少一個計算設(shè)備確定該組中的抓取候選中的每一個的抓取質(zhì)量，其中，抓取質(zhì)量是使用物理相互作用模型來確定的，該物理相互作用模型包括目標(biāo)物體和位于相應(yīng)抓取候選的抓持器放置處的抓持器之間的一個或多個力；由至少一個計算設(shè)備至少部分地基于所確定的抓取質(zhì)量來選擇抓取候選中的一個；以及由至少一個計算設(shè)備控制機器人設(shè)備以嘗試使用所選擇的抓取候選來抓取目標(biāo)物體。

4、在另一方面，生成該一組抓取候選中的抓取候選包括：選擇相對于目標(biāo)物體的抓持器放置；確定所選擇的抓持器放置是否可能不與機器人設(shè)備的環(huán)境中的一個或多個其他物體碰撞；以及當(dāng)確定所選擇的抓持器放置可能不與機器人設(shè)備的環(huán)境中的一個或多個其他物體碰撞時，生成該一組抓取候選中的抓取候選。在另一方面，該方法還包括：當(dāng)確定所選擇的抓持器放置不可能不與機器人設(shè)備的環(huán)境中的一個或多個其他物體碰撞時，拒絕將抓取候選包括在該一組抓取候選中。在另一方面，該方法還包括確定除了目標(biāo)物體之外的至少一個物體能夠與目標(biāo)物體同時被抓取，以及確定關(guān)于抓取候選的抓持器放置的信息以同時抓取目標(biāo)物體和除了目標(biāo)物體之外的至少一個物體兩者。

5、在另一方面，生成該一組抓取候選中的抓取候選包括：基于關(guān)于抓持器放置的信息來確定抓持器的要激活的一組吸盤，以及將關(guān)于抓持器的要激活的一組吸盤的信息與抓取候選相關(guān)聯(lián)。在另一方面，使用物理相互作用模型來確定相應(yīng)抓取候選的抓取質(zhì)量還至少部分地基于關(guān)于抓持器的要激活的一組吸盤的信息。在另一方面，該方法還包括以物理相互作用模型表示目標(biāo)物體與抓持器的要激活的一組吸盤中的每個吸盤之間的力，以及基于目標(biāo)物體與抓持器的要激活的一組吸盤中的每個吸盤之間的物理相互作用模型力的總和來確定相應(yīng)抓取候選的抓取質(zhì)量。在另一方面，確定抓持器的要激活的一組吸盤包括在該一組吸盤中包括與目標(biāo)物體的表面完全重疊的抓持器中的所有吸盤。

6、在另一方面，該一組抓取候選包括相對于目標(biāo)物體具有第一偏移的第一抓取候選和相對于目標(biāo)物體具有第二偏移的第二抓取候選，第二偏移不同于第一偏移。在另一方面中，第一偏移相對于目標(biāo)物體的質(zhì)心，并且第二偏移相對于目標(biāo)物體的質(zhì)心。在另一方面，該一組抓取候選包括具有相對于目標(biāo)物體的第一取向的第一抓取候選和具有相對于目標(biāo)物體的第二取向的第二抓取候選，第二取向不同于第一取向。

7、在另一方面，至少部分地基于所確定的抓取質(zhì)量來選擇抓取候選中的一個包括：選擇該一組抓取候選中具有最高抓取質(zhì)量的抓取候選。在另一方面，該方法還包括由至少一個計算設(shè)備至少部分地基于與抓取候選相關(guān)聯(lián)的抓取質(zhì)量，向該一組抓取候選中的抓取候選中的每一個分配分?jǐn)?shù)，以及由至少一個計算設(shè)備選擇具有最高分?jǐn)?shù)的抓取候選。在另一方面，該方法還包括由至少一個計算設(shè)備確定所選擇的抓取候選是否可行，以及當(dāng)確定所選擇的抓取候選不可行時，由至少一個計算設(shè)備執(zhí)行至少一個動作。在另一方面，執(zhí)行至少一個動作包括從該一組抓取候選中選擇不同的抓取候選。在另一方面，從該一組抓取候選中選擇不同的抓取候選是在不修改該一組抓取候選的情況下執(zhí)行的。在另一方面，從該一組抓取候選中選擇不同的抓取候選包括選擇具有次高抓取質(zhì)量的抓取候選。在另一方面，執(zhí)行至少一個動作包括選擇要抓取的不同目標(biāo)物體。在另一方面，執(zhí)行至少一個動作包括由至少一個計算設(shè)備控制機器人設(shè)備以行駛到更靠近目標(biāo)物體的新位置。在另一方面，確定所選擇的抓取候選是否可行至少部分地基于位于機器人設(shè)備的環(huán)境中的至少一個障礙物。在另一方面，至少一個障礙物包括機器人設(shè)備的環(huán)境中的外殼的壁或頂板。在另一方面，確定所選擇的抓取候選是否可行至少部分地基于包括抓持器的機器人設(shè)備的臂的移動約束。

8、在另一方面，該方法還包括在控制機器人嘗試抓取目標(biāo)物體之后測量抓持器和目標(biāo)物體之間的抓取質(zhì)量。在另一方面，該方法還包括：當(dāng)所測量的抓取質(zhì)量小于閾值量時，由至少一個計算設(shè)備從該一組抓取候選中選擇不同的抓取候選。在另一方面，該方法還包括當(dāng)所測量的抓取質(zhì)量大于閾值量時，控制機器人設(shè)備提升目標(biāo)物體。在另一方面，該方法還包括由至少一個計算設(shè)備接收對要由機器人設(shè)備的抓持器抓取的目標(biāo)物體的選擇。

9、本公開的另一方面提供了一種機器人設(shè)備。機器人設(shè)備包括機器人臂，該機器人臂具有設(shè)置在其上的基于吸力的抓持器，該基于吸力的抓持器被配置為抓取目標(biāo)物體，以及至少一個計算設(shè)備。至少一個計算設(shè)備被配置為生成用于抓取目標(biāo)物體的一組抓取候選，其中，抓取候選中的每一個包括關(guān)于相對于目標(biāo)物體的抓持器放置的信息；確定該組中的抓取候選中的每一個的抓取質(zhì)量，其中，抓取質(zhì)量是使用物理相互作用模型來確定的，該物理相互作用模型包括目標(biāo)物體和位于相應(yīng)抓取候選的抓持器放置處的抓持器之間的一個或多個力；至少部分地基于所確定的抓取質(zhì)量來選擇抓取候選中的一個；以及控制機器人設(shè)備的臂以嘗試使用所選擇的抓取候選來抓取目標(biāo)物體。

10、在另一方面，生成該一組抓取候選中的抓取候選包括：選擇相對于目標(biāo)物體的基于吸力的抓持器的抓持器放置；確定所選擇的抓持器放置是否可能不與機器人設(shè)備的環(huán)境中的一個或多個其他物體碰撞；以及當(dāng)確定所選擇的抓持器放置可能不與機器人設(shè)備的環(huán)境中的一個或多個其他物體碰撞時，生成該一組抓取候選中的抓取候選。在另一方面，基于吸力的抓持器包括一個或多個吸盤，并且至少一個計算設(shè)備還被配置為基于關(guān)于抓持器放置的信息來確定一個或多個吸盤中要激活的一組吸盤，以及將關(guān)于一個或多個吸盤中要激活的該一組吸盤的信息與抓取候選相關(guān)聯(lián)。在另一方面，至少一個計算設(shè)備還被配置為在控制機器人嘗試抓取目標(biāo)物體之后測量抓持器和目標(biāo)物體之間的抓取質(zhì)量，當(dāng)所測量的抓取質(zhì)量小于閾值量時，從該一組抓取候選中選擇不同的抓取候選，以及當(dāng)所測量的抓取質(zhì)量大于閾值量時，控制機器人臂提升目標(biāo)物體。

11、本公開的另一方面提供了一種編碼有多個指令的非暫時性計算機可讀介質(zhì)，多個指令在由至少一個計算設(shè)備執(zhí)行時執(zhí)行方法。該方法包括：生成用于抓取目標(biāo)物體的一組抓取候選，其中，抓取候選中的每一個包括關(guān)于相對于目標(biāo)物體的抓持器放置的信息；確定該組中的抓取候選中的每一個的抓取質(zhì)量，其中，抓取質(zhì)量是使用物理相互作用模型來確定的，該物理相互作用模型包括目標(biāo)物體和位于相應(yīng)抓取候選的抓持器放置處的抓持器之間的一個或多個力；至少部分地基于所確定的抓取質(zhì)量來選擇抓取候選中的一個；以及控制機器人設(shè)備以嘗試使用所選擇的抓取候選來抓取目標(biāo)物體。

12、應(yīng)當(dāng)理解，前述概念和下面討論的附加概念可以以任何合適的組合布置，因為本公開在這方面不受限制。此外，當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，根據(jù)以下對各種非限制性實施例的詳細描述，本公開的其他優(yōu)點和新穎特征將變得顯而易見。