本發(fā)明涉及物流領(lǐng)域，尤其涉及一種物品三維定位方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

物流領(lǐng)域中自動化程度普遍偏低，近年新興的一些物流自動化設(shè)備服務(wù)于物流領(lǐng)域也難以適應(yīng)復(fù)雜的品類區(qū)分及高速的作業(yè)節(jié)拍要求。物流機(jī)器人普遍應(yīng)用在物品平面揀選，而在機(jī)器人的三維定位引導(dǎo)作業(yè)的方面至今仍然沒有一個(gè)成熟可靠的方法。

現(xiàn)有技術(shù)中，利用待揀選物品層高和深度的數(shù)據(jù)庫記錄或者雙目視覺技術(shù)可以獲知物品高度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對有高度的物品進(jìn)行揀選作業(yè)。但現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫對待揀選物品層高和深度的記錄會出現(xiàn)復(fù)核難度大等問題，并且在一個(gè)覆蓋幾十萬種品類的大型倉庫中用數(shù)據(jù)庫記錄過于龐大和繁雜；另外雙目視覺由于成本昂貴、精度低和匹配庫龐大等問題也影響著應(yīng)用的廣度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問題是提供一種物品三維定位方法、裝置和系統(tǒng)，以提高物品三維定位的準(zhǔn)確性，以便實(shí)現(xiàn)物流機(jī)器人對具有高度作業(yè)要求的物品進(jìn)行揀選作業(yè)。

根據(jù)本發(fā)明一方面，提出一種物品三維定位方法，包括：確定待揀選物品在輸送線上的平面位置信息；確定待揀選物品的高度信息；將待揀選物品在輸送線上的平面位置信息和高度信息轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系的位置信息，以便機(jī)器人對待揀選物品進(jìn)行揀選作業(yè)。

進(jìn)一步地，確定待揀選物品在輸送線上的平面位置信息包括：通過工業(yè)相機(jī)獲取待揀選物品的輪廓信息；根據(jù)輪廓信息確定工業(yè)相機(jī)拍攝時(shí)刻待揀選物品的中心點(diǎn)在輸送線上的平面位置信息，其中以工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影為原點(diǎn)。

進(jìn)一步地，確定待揀選物品在輸送線上的平面位置信息還包括：通過輸送線編碼器采集待揀選物品在輸送線運(yùn)動方向的偏移量，進(jìn)而確定待揀選物品的中心點(diǎn)相對于工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影的平面位置信息。

進(jìn)一步地，確定待揀選物品的高度信息包括：當(dāng)待揀選物品沿著輸送線移動至激光線測量傳感器的下方時(shí)，獲取激光線測量傳感器到待揀選物品的測量距離；根據(jù)激光線測量傳感器的安裝位置到輸送線的垂直距離與測量距離之差確定待揀選物品的高度信息。

進(jìn)一步地，將待揀選物品在輸送線上的平面位置信息和高度信息轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系的位置信息包括：確定機(jī)器人相對于輸送線的高度，以及機(jī)器人相對于工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影的位置信息；將以工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影為原點(diǎn)的待揀選物品的中心點(diǎn)的平面位置信息轉(zhuǎn)換為以機(jī)器人在輸送線上的投影為原點(diǎn)的平面位置信息；根據(jù)機(jī)器人相對于輸送線的高度與待揀選物品的高度信息確定待揀選物品的頂部到機(jī)器人的垂直距離；根據(jù)待揀選物品的中心點(diǎn)以機(jī)器人在輸送線上的投影為原點(diǎn)的平面位置信息、以及待揀選物品的頂部到機(jī)器人的垂直距離，確定待揀選物品的頂部中心點(diǎn)相對于機(jī)器人的三維位置信息。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出一種物品三維定位裝置，包括：平面位置確定單元，用于確定待揀選物品在輸送線上的平面位置信息；高度信息確定單元，用于確定待揀選物品的高度信息；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換單元，用于將待揀選物品在輸送線上的平面位置信息和高度信息轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系的位置信息；位置信息發(fā)送單元，用于將待揀選物品在機(jī)器人坐標(biāo)系的位置信息發(fā)送至機(jī)器人，以便機(jī)器人對待揀選物品進(jìn)行揀選作業(yè)。

進(jìn)一步地，平面位置確定單元還用于通過工業(yè)相機(jī)獲取待揀選物品的輪廓信息，根據(jù)輪廓信息確定工業(yè)相機(jī)拍攝時(shí)刻待揀選物品的中心點(diǎn)在輸送線上的平面位置信息，其中以工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影為原點(diǎn)。

進(jìn)一步地，平面位置確定單元還用于通過輸送線編碼器采集待揀選物品在輸送線運(yùn)動方向的偏移量，進(jìn)而確定待揀選物品的中心點(diǎn)相對于工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影的平面位置信息。

進(jìn)一步地，高度信息確定單元用于當(dāng)待揀選物品沿著輸送線移動至激光線測量傳感器的下方時(shí)，獲取激光線測量傳感器到待揀選物品的測量距離，根據(jù)激光線測量傳感器的安裝位置到輸送線的垂直距離與測量距離之差確定待揀選物品的高度信息。

進(jìn)一步地，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換單元用于確定機(jī)器人相對于輸送線的高度，以及機(jī)器人相對于工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影的位置信息；將以工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影為原點(diǎn)的待揀選物品的中心點(diǎn)的平面位置信息轉(zhuǎn)換為以機(jī)器人在輸送線上的投影為原點(diǎn)的平面位置信息；根據(jù)機(jī)器人相對于輸送線的高度與待揀選物品的高度信息確定待揀選物品的頂部到機(jī)器人的垂直距離；根據(jù)待揀選物品的中心點(diǎn)以機(jī)器人在輸送線上的投影為原點(diǎn)的平面位置信息、以及待揀選物品的頂部到機(jī)器人的垂直距離，確定待揀選物品的頂部中心點(diǎn)相對于機(jī)器人的三維位置信息。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出一種物品三維定位系統(tǒng)，包括工業(yè)相機(jī)、輸送線編碼器、激光線測量傳感器和上述物品三維定位裝置。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出一種物品三維定位裝置，包括：存儲器；以及耦接至存儲器的處理器，處理器被配置為基于存儲在存儲器的指令執(zhí)行上述的方法。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序指令，該指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的方法的步驟。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將獲得的待揀選物品在輸送線上的平面位置信息和高度信息轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系的位置信息，以便機(jī)器人對待揀選物品進(jìn)行揀選作業(yè)，由于能夠準(zhǔn)確獲知待揀選物品的三維位置信息，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)物流機(jī)器人對具有高度作業(yè)要求的物品進(jìn)行揀選作業(yè)。

通過以下參照附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會變得清楚。

附圖說明

構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

參照附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本發(fā)明，其中：

圖1為本發(fā)明物品三維定位方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。

圖2為本發(fā)明物品三維定位方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。

圖3為待揀選物品在工業(yè)坐標(biāo)系中的三維位置信息。

圖4為本發(fā)明物品三維定位裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明物品三維定位系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明激光線測量傳感器的通訊程序架構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明物品三維定位裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明物品三維定位裝置的再一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到：除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。

同時(shí)，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個(gè)部分的尺寸并不是按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制的。

以下對至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。

對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。

在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可以具有不同的值。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明物品三維定位方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。該物品三維定位方法包括以下步驟：

在步驟110，確定待揀選物品在輸送線上的平面位置信息，例如，通過攝像裝置獲取待揀選物品的輸送線上的輪廓信息，根據(jù)待揀選物品輪廓信息可以獲知待揀選物品在輸送線上的中心點(diǎn)。其中，攝像裝置可以為工業(yè)相機(jī)，具體可以為2D工業(yè)智能相機(jī)，平面位置信息可以以攝像裝置在輸送線上的投影為原點(diǎn)，以輸送線移動方向?yàn)閄軸，以輸送線移動方向的垂直方向?yàn)閅軸，其中X軸和Y軸都在輸送線的平面上，此時(shí)可以確定攝像裝置在拍攝時(shí)刻，待揀選物品的中心點(diǎn)在輸送線上的平面位置信息(X，Y)。另外，由于輸送線是移動的，攝像裝置拍攝待揀選物品的輪廓后，若輸送線移動了X’，則此時(shí)待揀選物品的中心點(diǎn)在輸送線上的平面位置信息為(X+X’，Y)。

在步驟120，確定待揀選物品的高度信息。例如，在輸送線的上方設(shè)置激光線測量傳感器，當(dāng)待揀選物品移動到激光線測量傳感器的下方時(shí)，激光線測量傳感器向該物品發(fā)送激光線，根據(jù)返回的信息可以確定激光線測量傳感器到物品頂部的測量距離L，另外由于安裝激光線測量傳感器時(shí)，可以獲知激光線測量傳感器到輸送線的垂直距離H，因此根據(jù)激光線測量傳感器的安裝位置到輸送線的垂直距離與測量距離之差可以確定待揀選物品的高度信息H_cargo，其中，H_cargo＝H-L。

在步驟130，將待揀選物品在輸送線上的平面位置信息和高度信息轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系的位置信息，以便機(jī)器人對待揀選物品進(jìn)行揀選作業(yè)。即將待揀選物品的頂部中心點(diǎn)相對于以攝像裝置在輸送線上的投影為原點(diǎn)的坐標(biāo)系中的三維位置信息(X+X’，Y，H_cargo)轉(zhuǎn)換為機(jī)器人能夠識別的位置信息，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的三維引導(dǎo)作業(yè)。

在該實(shí)施例中，將獲得的待揀選物品在輸送線上的平面位置信息和高度信息轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系的位置信息，以便機(jī)器人對待揀選物品進(jìn)行揀選作業(yè)，由于能夠準(zhǔn)確獲知待揀選物品的三維位置信息，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)物流機(jī)器人對具有高度作業(yè)要求的物品進(jìn)行揀選作業(yè)。

圖2為本發(fā)明物品三維定位方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。該物品三維定位方法包括以下步驟：

在步驟210，通過工業(yè)相機(jī)獲取待揀選物品的輪廓信息。其中，工業(yè)相機(jī)具體可以為2D工業(yè)智能相機(jī)，工業(yè)相機(jī)可以設(shè)置在輸送線的上方，當(dāng)待揀選物品移動到輸送線上某個(gè)位置時(shí)，通過該工業(yè)相機(jī)可以獲知待揀選物品的輪廓信息。

在步驟220，根據(jù)待揀選物品的輪廓信息獲知待揀選物品的中心點(diǎn)在工業(yè)相機(jī)拍照時(shí)刻在輸送線上的平面位置信息(X，Y)，其中，以工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影為原點(diǎn)(0，0)，以輸送線運(yùn)動方向?yàn)閄軸，以輸送線水平面上與X軸垂直的方向?yàn)閅軸，例如，待揀選物品中心點(diǎn)的平面位置為(200，50)，單位為毫米。

在步驟230，通過輸送線編碼器采集待揀選物品在輸送線運(yùn)動方向的偏移量，即從工業(yè)相機(jī)曝光時(shí)刻開始，輸送線移動了X’毫米，例如輸送線移動了50毫米。

在步驟240，根據(jù)待揀選物品的中心點(diǎn)在工業(yè)相機(jī)拍照時(shí)刻在輸送線上的平面位置信息和在輸送線運(yùn)動方向的偏移量，確定待揀選物品的中心點(diǎn)相對于工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影的平面位置信息(X_encoder，Y)，其中，X_encoder＝X+X’＝200+50＝250。

在步驟250，通過激光線測量傳感器獲取到待揀選物品的測量距離。例如，在輸送線上方設(shè)置激光線測量傳感器，當(dāng)待揀選物品移動到激光線測量傳感器的下方時(shí)，激光線測量傳感器通過向該物品發(fā)送激光線可以獲知激光線測量傳感器到物品頂部的測量距離L。

在步驟260，根據(jù)激光線測量傳感器的安裝位置到輸送線的垂直距離與測量距離之差確定待揀選物品的高度信息。例如，激光線測量傳感器到輸送線的垂直距離為H，則待揀選物品的高度H_cargo＝H-L，例如，激光線測量傳感器的安裝高度H為1000毫米，激光線測量傳感器到待揀選物品的測量距離為100毫米，則該待揀選物品高度為900毫米。

在步驟270，對待揀選物品的平面位置信息和高度信息融合得出待揀選物品在作業(yè)坐標(biāo)系中的三維位置信息，例如如圖3所示，其中，作業(yè)坐標(biāo)系以工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影為原點(diǎn)，以輸送線運(yùn)動方法為X軸，以輸送線水平面上與X軸垂直的方向?yàn)閅軸，以激光線測量傳感器到輸送線的垂直方向?yàn)閆軸，可以獲知待揀選物品的頂部中心點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(X_encoder，Y，H_cargo)＝(250，50，900)。

在步驟280，將待揀選物品在作業(yè)坐標(biāo)系中的三維位置信息轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系中的三維位置信息。其中，機(jī)器人坐標(biāo)系以機(jī)器人為原點(diǎn)，以機(jī)器人平行于輸送線的方向?yàn)閄軸，以機(jī)器人水平面上與X軸垂直的方向?yàn)閅軸，以機(jī)器人垂直于輸送線的方向?yàn)閆軸。將以工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影為原點(diǎn)的待揀選物品的中心點(diǎn)的平面位置信息轉(zhuǎn)換為以機(jī)器人在輸送線上的投影為原點(diǎn)的平面位置信息，例如，機(jī)器人在工業(yè)相機(jī)的前方600毫米，則待揀選物品在機(jī)器人坐標(biāo)系中的平面位置信息為(-350，50)，其中，-350＝250-600。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，若定義X軸的正方向不同，轉(zhuǎn)換到機(jī)器人坐標(biāo)系中的值不同，例如，以機(jī)器人相對于相機(jī)的方向?yàn)閄軸正方向，則待揀選物品在機(jī)器人坐標(biāo)系中的平面位置信息為(350，50)。另外，還可以先確定機(jī)器人相對于輸送線的高度，例如為1500毫米，根據(jù)機(jī)器人相對于輸送線的高度與待揀選物品的高度信息確定待揀選物品的頂部到機(jī)器人的垂直距離為1500-900＝600毫米，則待揀選物品以機(jī)器人垂直于輸送線的方向?yàn)閆軸的坐標(biāo)為600，即待揀選物品的頂部中心點(diǎn)在機(jī)器人坐標(biāo)系中的三維位置信息為(-350，50，600)。

在步驟290，機(jī)器人根據(jù)待揀選物品的頂部中心點(diǎn)在機(jī)器人坐標(biāo)系中的三維位置信息進(jìn)行揀選操作。例如，機(jī)器人判斷待揀選物品的位置在可揀選范圍內(nèi)容，則進(jìn)行揀選操作。

在該實(shí)施例中，通過工業(yè)相機(jī)獲知待揀選物品的平面位置信息，通過輸送線編碼器獲知待揀選物品相對于相機(jī)曝光時(shí)刻的偏移位置信息，通過激光線測量傳感器或者待揀選物品的高度信息，進(jìn)而獲知待揀選物品在工業(yè)坐標(biāo)系中的三維位置信息，將待揀選物品在工業(yè)坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，以便機(jī)器人對待揀選物品進(jìn)行揀選操作，可以實(shí)現(xiàn)對物流自動化中的物流自動化設(shè)備自動揀選進(jìn)行實(shí)時(shí)物流機(jī)器人三維空間作業(yè)引導(dǎo)控制，能夠有效的控制物流機(jī)器人在自動揀選工況下的應(yīng)用及降低控制成本。

圖4為本發(fā)明物品三維定位裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該物品三維定位裝置可以為工業(yè)控制器，包括平面位置確定單元410、高度信息確定單元420、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換單元430和位置信息發(fā)送單元440，其中：

平面位置確定單元410用于確定待揀選物品在輸送線上的平面位置信息，例如，通過攝像裝置獲取待揀選物品的輸送線上的輪廓信息，根據(jù)待揀選物品輪廓信息可以獲知待揀選物品在輸送線上的中心點(diǎn)。平面位置信息可以以攝像裝置在輸送線上的投影為原點(diǎn)，以輸送線移動方向?yàn)閄軸，以輸送線移動方向的垂直方向?yàn)閅軸，其中X軸和Y軸都在輸送線的平面上，此時(shí)可以確定攝像裝置在拍攝時(shí)刻，待揀選物品的中心點(diǎn)在輸送線上的平面位置信息(X，Y)。另外，由于輸送線是移動的，攝像裝置拍攝待揀選物品的輪廓后，若輸送線移動了X’，則此時(shí)待揀選物品的中心在輸送線上的平面位置信息為(X+X’，Y)。

高度信息確定單元420用于確定待揀選物品的高度信息。例如，在輸送線的上方設(shè)置激光線測量傳感器，當(dāng)待揀選物品移動到激光線測量傳感器的下方時(shí)，激光線測量傳感器向該物品發(fā)送激光線，根據(jù)返回的信息可以確定激光線測量傳感器到該物品頂部的測量距離L，另外由于安裝激光線測量傳感器時(shí)，可以獲知激光線測量傳感器到輸送線的垂直距離H，因此根據(jù)激光線測量傳感器的安裝位置到輸送線的垂直距離與測量距離之差確定待揀選物品的高度信息H_cargo。

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換單元430用于將待揀選物品在輸送線上的平面位置信息和高度信息轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系的位置信息。即將待揀選物品的頂部中心點(diǎn)相對于以攝像裝置在輸送線上的投影為原點(diǎn)的坐標(biāo)系中的三維位置信息(X+X’，Y，H_cargo)轉(zhuǎn)換為機(jī)器人能夠識別的位置信息，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的三維引導(dǎo)作業(yè)。

位置信息發(fā)送單元440用于將待揀選物品在機(jī)器人坐標(biāo)系的位置信息發(fā)送至機(jī)器人，以便機(jī)器人對待揀選物品進(jìn)行揀選作業(yè)。

在該實(shí)施例中，將獲得的待揀選物品在輸送線上的平面位置信息和高度信息轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系的位置信息，以便機(jī)器人對待揀選物品進(jìn)行揀選作業(yè)，由于能夠準(zhǔn)確獲知待揀選物品的位置信息，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)物流機(jī)器人對具有高度作業(yè)要求的物品進(jìn)行揀選作業(yè)。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，平面位置確定單元410用于通過工業(yè)相機(jī)獲取待揀選物品的輪廓信息，根據(jù)待揀選物品的輪廓信息獲知物品的中心點(diǎn)在工業(yè)相機(jī)拍照時(shí)刻在輸送線上的平面位置信息。其中，工業(yè)相機(jī)具體可以為2D工業(yè)智能相機(jī)，工業(yè)相機(jī)可以設(shè)置在輸送線的上方，當(dāng)待揀選物品在輸送線上移動到某個(gè)位置時(shí)，通過該工業(yè)相機(jī)可以獲知待揀選物品的輪廓信息。以工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影為原點(diǎn)，以輸送線運(yùn)動方法為X軸，以輸送線水平面上與X軸垂直的方向?yàn)閅軸，則可以根據(jù)待揀選物品的輪廓信息獲知物品的中心點(diǎn)在工業(yè)相機(jī)拍照時(shí)刻在輸送線上的平面位置信息(X，Y)。

平面位置確定單元410還用于通過輸送線編碼器采集待揀選物品在輸送線運(yùn)動方向的偏移量，根據(jù)待揀選物品的中心點(diǎn)在工業(yè)相機(jī)拍照時(shí)刻在輸送線上的平面位置信息和在輸送線運(yùn)動方向的偏移量，確定待揀選物品的中心點(diǎn)相對于工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影的平面位置信息，如(X+X’，Y)。

高度信息確定單元420用于通過激光線測量傳感器獲取到待揀選物品的測量距離，根據(jù)激光線測量傳感器的安裝位置到輸送線的垂直距離與測量距離之差確定待揀選物品的高度信息。例如，在輸送線上方設(shè)置激光線測量傳感器，當(dāng)待揀選物品移動到激光線測量傳感器的下方時(shí)，激光線測量傳感器通過向該物品發(fā)送激光線獲知激光線測量傳感器到該物品頂部的距離，若知道激光線測量傳感器的安裝高度，則可以確定待揀選物品的高度信息H_cargo。

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換單元430用于將待揀選物品在作業(yè)坐標(biāo)系中的三維位置信息轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系中的三維位置信息，其中對待揀選物品的平面位置信息和高度信息融合得出待揀選物品在作業(yè)坐標(biāo)系中的三維位置信息。例如，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換單元430用于確定機(jī)器人相對于輸送線的高度，以及機(jī)器人相對于工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影的位置信息；將以工業(yè)相機(jī)在輸送線上的投影為原點(diǎn)的待揀選物品的中心點(diǎn)的平面位置信息轉(zhuǎn)換為以機(jī)器人在輸送線上的投影為原點(diǎn)的平面位置信息；根據(jù)機(jī)器人相對于輸送線的高度與待揀選物品的高度信息確定待揀選物品的頂部到機(jī)器人的垂直距離；根據(jù)待揀選物品的中心點(diǎn)以機(jī)器人在輸送線上的投影為原點(diǎn)的平面位置信息、以及待揀選物品的頂部到機(jī)器人的垂直距離，確定待揀選物品的頂部中心點(diǎn)相對于機(jī)器人的三維位置信息。

位置信息發(fā)送單元440用于將待揀選物品在機(jī)器人坐標(biāo)系的位置信息發(fā)送至機(jī)器人，以便機(jī)器人對待揀選物品進(jìn)行揀選作業(yè)。

在該實(shí)施例中，通過工業(yè)相機(jī)獲知待揀選物品的平面位置信息，通過輸送線編碼器獲知待揀選物品相對于相機(jī)曝光時(shí)刻的偏移位置信息，通過激光線測量傳感器或者待揀選物品的高度信息，進(jìn)而獲知待揀選物品在工業(yè)坐標(biāo)系中的三維位置信息，將待揀選物品在工業(yè)坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，以便機(jī)器人對待揀選物品進(jìn)行揀選操作，可以實(shí)現(xiàn)對物流自動化中的物流自動化設(shè)備自動揀選進(jìn)行實(shí)時(shí)物流機(jī)器人三維空間作業(yè)引導(dǎo)控制，能夠有效的控制物流機(jī)器人在自動揀選工況下的應(yīng)用及降低控制成本。

圖5為本發(fā)明物品三維定位系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該物品三維定位系統(tǒng)包括工業(yè)相機(jī)510、輸送線編碼器520、激光線測量傳感器530和物品三維定位裝置540，其中，物品三維定位裝置540可以為工業(yè)控制器，且已在上述實(shí)施例中進(jìn)行了詳細(xì)介紹，此處不再進(jìn)一步闡述。

工業(yè)相機(jī)510和激光線測量傳感器530設(shè)置在輸送線的上方，輸送線編碼器520設(shè)置在輸送線上。工業(yè)相機(jī)510將獲得的待揀選物品的輪廓信息發(fā)送至物品三維定位裝置540，輸送線編碼器520將待揀選物品在輸送線運(yùn)動方向的偏移量發(fā)送至物品三維定位裝置540，激光線測量傳感器530將檢測到的到待揀選物品的測量距離發(fā)送至物品三維定位裝置540，物品三維定位裝置540對上述三個(gè)信息進(jìn)行處理獲得待揀選物品在作業(yè)坐標(biāo)系中的三維位置信息，將待揀選物品在作業(yè)坐標(biāo)系中的三維位置信息轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系中的三維位置信息，并將待揀選物品在機(jī)器人坐標(biāo)系中的三維位置信息發(fā)送至機(jī)器人550，以便機(jī)器人550對待揀選物品進(jìn)行揀選作業(yè)。其中，工業(yè)相機(jī)510、輸送線編碼器520、激光線測量傳感器530和物品三維定位裝置540之間可以通過TCP/IP等通訊協(xié)議進(jìn)行通信。其中，激光線測量傳感器530的通訊程序架構(gòu)可以如圖6所示。

在該實(shí)施例中，工業(yè)相機(jī)、輸送線編碼器和激光線測量傳感器分別將獲得的信息發(fā)送至物品三維定位裝置，以便物品三維定位裝置將待揀選物品在工業(yè)坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為機(jī)器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，以便機(jī)器人對具有高度作業(yè)要求的物品進(jìn)行揀選作業(yè)，降低了控流機(jī)器人在自動揀選工況下對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的依賴以及降低了工業(yè)成本。

圖7為本發(fā)明物品三維定位裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該物品三維定位裝置包括存儲器710和處理器720。其中：

存儲器710可以是磁盤、閃存或其它任何非易失性存儲介質(zhì)。存儲器用于存儲圖1-2所對應(yīng)實(shí)施例中的指令。處理器720耦接至存儲器710，可以作為一個(gè)或多個(gè)集成電路來實(shí)施，例如微處理器或微控制器。該處理器720用于執(zhí)行存儲器中存儲的指令，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人對具有高度作業(yè)要求的物品進(jìn)行揀選作業(yè)。

在一個(gè)實(shí)施例中，還可以如圖8所示，物品三維定位裝置800包括存儲器810和處理器820。處理器820通過BUS總線830耦合至存儲器810。該物品三維定位裝置800還可以通過存儲接口840連接至外部存儲裝置850以便調(diào)用外部數(shù)據(jù)，還可以通過網(wǎng)絡(luò)接口860連接至網(wǎng)絡(luò)或者另外一臺計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(未標(biāo)出)。此處不再進(jìn)行詳細(xì)介紹。

在該實(shí)施例中，通過存儲器存儲數(shù)據(jù)指令，再通過處理器處理上述指令，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人對具有高度作業(yè)要求的物品進(jìn)行揀選作業(yè)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序指令，該指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)圖1-2所對應(yīng)實(shí)施例中的方法的步驟。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、裝置、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用非瞬時(shí)性存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學(xué)存儲器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲器中，使得存儲在該計(jì)算機(jī)可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

至此，已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明。為了避免遮蔽本發(fā)明的構(gòu)思，沒有描述本領(lǐng)域所公知的一些細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上面的描述，完全可以明白如何實(shí)施這里公開的技術(shù)方案。

可能以許多方式來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法以及裝置。例如，可通過軟件、硬件、固件或者軟件、硬件、固件的任何組合來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法以及裝置。用于所述方法的步驟的上述順序僅是為了進(jìn)行說明，本發(fā)明的方法的步驟不限于以上具體描述的順序，除非以其它方式特別說明。此外，在一些實(shí)施例中，還可將本發(fā)明實(shí)施為記錄在記錄介質(zhì)中的程序，這些程序包括用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的機(jī)器可讀指令。因而，本發(fā)明還覆蓋存儲用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的程序的記錄介質(zhì)。

雖然已經(jīng)通過示例對本發(fā)明的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上示例僅是為了進(jìn)行說明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來限定。