货箱位置检测方法、检测系统及计算设备与流程

1.本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种货箱位置检测方法、检测系统及计算设备。


背景技术：

2.目前，用于仓库的桁架机器人货箱存取系统(包括桁架机器人)是一种仓库设备，能够自动完成货箱的存储和拣选，具备高存储密度和高拣选效率的特点。桁架机器人在存储货箱时，不依赖货架，而是直接在地面上码放货箱，且货箱可以层叠码放。桁架机器人可以安装在高于货箱最大码放高度的横梁上，并在地面的正上方进行码放或者拣选货箱。需要说明的是，货箱在水平方向的位置是预先定义好的，可以根据水平位置，垂直向下存放货箱或者抓取箱子。
3.现有技术中，桁架机器人在取放货箱的过程中，会出现货箱歪斜的情况，导致取放机构无法从正上方垂直抓取货箱。因此，需要桁架机器人能够检测到这种情况，并做出相应的处理。
4.因此，需要提供一种货箱位置检测方法，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供了一种货箱位置检测方法及检测系统，以解决或至少缓解上面存在的问题。
6.根据本发明的一个方面，提供了一种货箱位置检测方法，在计算设备中执行，其中，多个货箱适于层叠放置，所述方法包括：获取待抓取的目标货箱的深度数据；根据所述深度数据进行聚类，以确定所述目标货箱的实际轮廓；判断所述实际轮廓是否超出所述目标货箱的标准轮廓预定距离；如果是，则确定目标货箱歪斜，并进行报警。
7.可选地，在根据本发明的货箱位置检测方法中，还包括：根据所述深度数据以及目标货箱的大小，确定所述目标货箱的实际深度值；确定目标货箱所在的层数和高度，根据所述层数和高度确定所述目标货箱的标准深度值；计算所述实际深度值与所述标准深度值的差值，判断所述差值是否在预定差值范围内；如果不在预定差值范围内，则确定所述目标货箱的位置被占用或悬空，并进行报警。
8.可选地，在根据本发明的货箱位置检测方法中，所述深度数据包括所述目标货箱的深度点云；根据所述深度数据进行聚类，以确定所述目标货箱的实际轮廓，包括：根据所述目标货箱的标准位置和目标货箱的大小，从所述深度点云中获取位于所述目标货箱内的每个深度点，作为基准点，以及，将所述深度点云中除基准点之外的每个深度点作为待确定深度点；将每个待确定深度点，分别与每个基准点进行比较，以确定所述待确定深度点是否与至少一个基准点的距离小于第一阈值；如果是，则将所述待确定深度点确定为基准点；根据所有基准点，确定所述目标货箱的实际轮廓。
9.可选地，在根据本发明的货箱位置检测方法中，在根据所述深度数据进行聚类后，
还包括：确定所述目标货箱的周围货箱的轮廓；根据所述目标货箱的实际轮廓和所述周围货箱的轮廓，确定所述目标货箱是否与周围货箱发生碰撞。
10.可选地，在根据本发明的货箱位置检测方法中，所述预定距离包括第一预定距离；判断所述实际轮廓是否超出所述目标货箱的标准轮廓预定距离，包括：判断所述实际轮廓是否超出所述目标货箱的标准轮廓第一预定距离；如果是，则确定目标货箱歪斜，并进行报警。
11.可选地，在根据本发明的货箱位置检测方法中，所述计算设备与桁架机器人通信连接，所述桁架机器人包括取放机构；所述预定距离还包括第二预定距离，所述第二预定距离小于所述第一预定距离；判断所述实际轮廓是否超出所述目标货箱的标准轮廓预定距离，还包括：判断所述实际轮廓是否超出所述目标货箱的标准轮廓第二预定距离；如果是，则确定目标货箱偏移，并根据所述实际轮廓和标准轮廓确定所述目标货箱的偏移量；根据所述偏移量，判断所述目标货箱移动至标准位置后是否会与周围货箱发生碰撞；如果否，则控制所述取放机构抓取所述目标货箱，并控制桁架机器人带动所述目标货箱移动至标准位置后，释放所述目标货箱；如果是，则控制所述取放机构直接抓取或释放所述目标货箱。
12.可选地，在根据本发明的货箱位置检测方法中，根据所述实际轮廓和标准轮廓确定所述目标货箱的偏移量，包括：提取所述实际轮廓的第一矩形框、所述标准轮廓的第二矩形框；确定所述第一矩形框的四条边超出所述第二矩形框的对应边的最大距离及方向；根据所述最大距离和方向，确定所述目标货箱的偏移量。
13.可选地，在根据本发明的货箱位置检测方法中，所述计算设备与取放机构相连；在获取待抓取的目标货箱的深度数据之前，还包括：控制所述取放机构移动至目标货箱的正上方。
14.可选地，在根据本发明的货箱位置检测方法中，所述取放机构上安装有多个传感器，所述多个传感器适于采集目标货箱的深度数据；所述计算设备与所述多个传感器通信连接，适于获取所述多个传感器采集的深度数据。
15.根据本发明的一个方面，提供一种检测系统，用于货箱存取系统，包括：多个传感器，安装在所述货箱存取系统的取放机构上，适于采集目标货箱的深度数据；计算设备，与所述多个传感器通信连接，适于获取所述多个传感器采集的深度数据，并适于执行如上所述的货箱位置检测方法。
16.根据本发明的一个方面，提供一种计算设备，包括：至少一个处理器；存储器，存储有程序指令，其中，程序指令被配置为适于由上述至少一个处理器执行，所述程序指令包括用于执行如上所述的故障信息显示方法的指令。
17.根据本发明的一个方面，提供一种存储有程序指令的可读存储介质，当该程序指令被计算设备读取并执行时，使得该计算设备执行如上所述的故障信息显示方法。
18.根据本发明的技术方案，提供了一种货箱位置检测方法，在货箱存取系统的桁架机器人取放货箱过程中，通过多个传感器采集目标货箱的深度数据，计算设备根据深度数据进行聚类，可以确定目标货箱的实际轮廓，通过判断目标货箱的实际轮廓是否超出目标货箱的标准轮廓预定距离，可以确定目标货箱是否歪斜，在确定目标货箱歪斜的情况下进行报警。这样，本发明能实现在取放货箱过程中检测到货箱歪斜情况，并针对目标货箱歪斜的情况进行预警，以便及时做出相应处理，使得取放机构能够从正上方垂直抓取货箱。
19.进一步地，本发明可以根据目标货箱的实际轮廓超出标准轮廓的距离范围大小，来进一步确定目标货箱属于严重歪斜还是轻微偏移的情况，针对轻微偏移情况，可以在确保目标货箱不会与周围货箱发生碰撞的情况下将其回正到标准位置。
20.此外，本发明还可以根据深度数据以及目标货箱的大小，来确定目标货箱的实际深度值，根据目标货箱所在的层数和高度来确定目标货箱的标准深度值。通过计算实际深度值与标准深度值的差值，判断该差值是否在预定差值范围内，可以确定目标货箱的位置是否被占用或悬空，并进行报警。这样，本发明实现了针对货箱位置被占用或悬空的情况进行预警。
21.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
22.为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。
23.图1示出了根据本发明一个实施例的货箱存取系统500的结构示意图；
24.图2示出了根据本发明一个实施例中取放机构110安装在横梁120上的结构示意图；
25.图3示出了根据本发明一个实施例的检测系统300的示意图；
26.图4示出了根据本发明一个实施例的计算设备400的示意图；
27.图5示出了根据本发明一个实施例的货箱位置检测方法500的流程图；
28.图6示出了根据本发明一个实施例中在货箱存取系统100的取放机构110正下方建立标定板150的示意图。
具体实施方式
29.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
30.图1示出了根据本发明一个实施例的货箱存取系统100的结构示意图。
31.如图1所示，货箱存取系统100包括存放区域105、一个或多个桁架机器人。多个货箱106可以呈多行多列多层放置在存放区域105，其中，存放区域中位于同一水平位置的多个货箱可以层叠码放。通过桁架机器人可以从存放区域105提取货箱，也可以将货箱释放至存放区域105的目标位置。
32.根据本发明的一个实施例，如图1所示，桁架机器人包括：横梁120、取放机构110、中转机构130，取放机构110和中转机构130分别安装在横梁120的两侧。其中，横梁120布置
在存放区域105的上方。可以理解，本发明的货箱存取系统100可以设置一个或多个桁架机器人，相应地，存放区域105的上方可以布置一个或多个横梁120。
33.如图1所示，取放机构110架设在横梁120上，取放机构110可以从存放区域105抓取目标货箱，并将目标货箱提供给中转机构130。具体地，通过取放机构110可以从目标货箱的正上方抓取目标货箱(即，根据目标货箱的水平位置抓取目标货箱)，并可以带动该目标货箱沿竖直方向(z轴方向)做升降运动。
34.图2示出了根据本发明一个实施例中取放机构110安装在横梁120上的结构示意图。参见图2，取放机构110上还可以安装多个传感器310。在一个实施例中，多个传感器310可用于采集目标货箱(待抓取的货箱)的深度数据。
35.如图1所示，中转机构130可以安装在横梁120上并与取放机构110相对布置。换言之，中转机构130与取放机构110相对布置在横梁120的两侧。中转机构130可以沿横梁120水平运动，从而带动目标货箱水平运动，以便将目标货箱运送至输送线上。
36.根据本发明的一个实施例，如图1所示，货箱存取系统100包括相对布置的两排立柱104，其中，每排立柱104上分别设有轨道101。横梁120的两端分别滑动连接于设置在两排立柱104上的两个轨道101，从而可以沿轨道101滑动。也即是，横梁120的两端分别可以相对两个轨道101滑动，从而使得横梁120可以相对轨道101运动。
37.在一个实施例中，轨道101布置在第一方向(x轴方向)，横梁120布置在第二方向(y轴方向)，其中，第一方向与第二方向相互垂直。也就是说，轨道101与横梁120相互垂直布置。在该实施例中，横梁120可以相对轨道101在第一方向(x轴方向)运动。中转机构130可以相对横梁120在第二方向(y轴方向)运动。而且，取放机构110可以抓取货箱并可以带动该货箱沿竖直方向(z轴方向)做升降运动。基于此，根据本发明的桁架机器人可以实现带动货箱沿xyz轴方向运动。
38.在一个实施例中，横梁120的两端分别可通过牵引轮与轨道101滑动连接，以使横梁120可以相对轨道101在第一方向运动。
39.在本发明的实施例中，货箱存取系统100还包括计算设备(图1中未示出)。计算设备可以与桁架机器人及其取放机构110通信连接，从而可以控制取放机构运动至目标货箱的正上方，以通过取放机构110抓取目标货箱。并且，计算设备可以控制桁架机器人的各个机构相配合工作，以实现控制取放机构从目标货箱的正上方抓取目标货箱，以及，通过桁架机器人带动目标货箱移动至目标位置或标准位置。
40.图3示出了根据本发明一个实施例的检测系统300的示意图。检测系统300可用于货箱存取系统100，具体应用于货箱存取系统100中的桁架机器人，通过检测系统300可以检测到取放机构取放货箱过程中的货箱歪斜情况，并进行预警。
41.如图3所示，检测系统300包括多个传感器310、计算设备。计算设备与多个传感器310通信连接，并且，计算设备与货箱存取系统100中的桁架机器人通信连接。在一个实施例中，如图2所示，多个传感器310可以安装在货箱存取系统100中的桁架机器人的取放机构110上，通过多个传感器310可以采集目标货箱(待抓取的货箱)的深度数据，并可以将采集到的目标货箱的深度数据发送至计算设备。
42.在本发明的一个实施例中，多个传感器310具体可以为三维成像传感器。应当指出，本发明对多个传感器的具体类型和型号不做限定。在一些具体实施例中，多个传感器
310例如可以实现为激光雷达、tof相机、结构光相机、双目相机等，但本发明不限于此，只要多个传感器能实现为计算设备提供目标货箱的深度数据即可。此外，本发明对多个传感器安装在取放机构上的具体位置也不做限定。
43.在本发明的实施例中，计算设备可以获取到多个传感器310采集的深度数据，根据深度数据进行聚类，以确定目标货箱的实际轮廓。继而，判断实际轮廓是否超出目标货箱的标准轮廓预定距离。如果确定实际轮廓超出目标货箱的标准轮廓预定距离，可以确定目标货箱歪斜，并进行报警。这样，便实现针对取放机构取放货箱过程中的货箱歪斜情况进行预警。
44.在本发明的实施例中，计算设备适于执行货箱位置检测方法500。本发明的货箱位置检测方法500将在下文中详述。
45.在一个实施例中，本发明的计算设备可以实现为如下文所述的一种计算设备400，使得本发明的货箱位置检测方法500可以在计算设备400中执行。
46.图4示出了根据本发明一个实施例的计算设备400的示意图。如图4所示，在基本配置402中，计算设备400典型地包括系统存储器406和一个或者多个处理器404。存储器总线408可以用于在处理器404和系统存储器406之间的通信。
47.取决于期望的配置，处理器404可以是任何类型的处理，包括但不限于：微处理器(μp)、微控制器(μc)、数字信息处理器(dsp)或者它们的任何组合。处理器404可以包括诸如一级高速缓存410和二级高速缓存412之类的一个或者多个级别的高速缓存、处理器核心414和寄存器416。示例的处理器核心414可以包括运算逻辑单元(alu)、浮点数单元(fpu)、数字信号处理核心(dsp核心)或者它们的任何组合。示例的存储器控制器418可以与处理器404一起使用，或者在一些实现中，存储器控制器418可以是处理器404的一个内部部分。
48.取决于期望的配置，系统存储器406可以是任意类型的存储器，包括但不限于：易失性存储器(诸如ram)、非易失性存储器(诸如rom、闪存等)或者它们的任何组合。系统存储器406可以包括操作系统420、一个或者多个应用422以及程序数据444。应用422实际上是多条程序指令，其用于指示处理器404执行相应的操作。在一些实施方式中，应用422可以布置为在操作系统上使得处理器404利用程序数据444进行操作。
49.计算设备400还包括储存设备432，储存设备432包括可移除储存器436和不可移除储存器438。
50.计算设备400还可以包括储存接口总线434。储存接口总线434实现了从储存设备432(例如，可移除储存器436和不可移除储存器438)经由总线/接口控制器430到基本配置402的通信。操作系统420、应用422以及数据424的至少一部分可以存储在可移除储存器436和/或不可移除储存器438上，并且在计算设备400上电或者要执行应用422时，经由储存接口总线434而加载到系统存储器406中，并由一个或者多个处理器404来执行。
51.计算设备400还可以包括有助于从各种接口设备(例如，输出设备442、外设接口444和通信设备446)到基本配置402经由总线/接口控制器430的通信的接口总线440。示例的输出设备442包括图像处理单元448和音频处理单元450。它们可以被配置为有助于经由一个或者多个a/v端口452与诸如显示器或者扬声器之类的各种外部设备进行通信。示例外设接口444可以包括串行接口控制器454和并行接口控制器456，它们可以被配置为有助于经由一个或者多个i/o端口458和诸如输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸
输入设备)或者其他外设(例如打印机、扫描仪等)之类的外部设备进行通信。示例的通信设备446可以包括网络控制器460，其可以被布置为便于经由一个或者多个通信端口464与一个或者多个其他计算设备462通过网络通信链路的通信。
52.网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以体现为在诸如载波或者其他传输机制之类的调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块，并且可以包括任何信息递送介质。“调制数据信号”可以这样的信号，它的数据集中的一个或者多个或者它的改变可以在信号中编码信息的方式进行。作为非限制性的示例，通信介质可以包括诸如有线网络或者专线网络之类的有线介质，以及诸如声音、射频(rf)、微波、红外(ir)或者其它无线介质在内的各种无线介质。这里使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质二者。
53.在根据本发明的计算设备400中，计算设备400的应用422中包括执行货箱位置检测方法500的多条程序指令，这些程序指令可以指示处理器404执行本发明的货箱位置检测方法500。
54.图5示出了根据本发明一个实施例的货箱位置检测方法500的流程图。货箱位置检测方法500适于在计算设备(例如前述计算设备400)中执行。该计算设备及其执行的货箱位置检测方法500可用于货箱存取系统100，具体应用于货箱存取系统100的桁架机器人。
55.如图5所示，方法500始于步骤510。
56.在步骤510中，计算设备400获取待抓取的目标货箱的深度数据。
57.如前文所述，在本发明的一个实施例中，货箱存取系统100的取放机构110上可以安装多个传感器310，多个传感器310可用于采集目标货箱的深度数据。计算设备400可以与货箱存取系统100的取放机构110相连，且计算设备400与安装在取放机构110上的多个传感器310通信连接。
58.在一个实施例中，在执行步骤510之前，计算设备400首先可以控制取放机构110移动至目标货箱(待抓取的货箱)的正上方。接着，在步骤510中，计算设备400可以获取多个传感器310采集的目标货箱的深度数据。
59.这里，多个传感器310具体可以为三维成像传感器。应当指出，本发明对多个传感器的具体类型和型号不做限定。在一些具体实施例中，多个传感器310例如可以实现为激光雷达、tof相机、结构光相机、双目相机等，但本发明不限于此，只要多个传感器能实现为计算设备提供目标货箱的深度数据即可。此外，本发明对多个传感器安装在取放机构上的具体位置也不做限定。
60.随后，在步骤520中，计算设备可以根据目标货箱的深度数据进行聚类，以确定目标货箱的实际轮廓。
61.另外，在一个实施例中，计算设备在根据深度数据进行聚类后，还可以确定目标货箱的周围货箱的轮廓(实际轮廓)。进而，可以根据目标货箱的实际轮廓和周围货箱的轮廓，来确定目标货箱是否与周围货箱发生碰撞。
62.接下来，在步骤530中，判断目标货箱的实际轮廓是否超出目标货箱的标准轮廓预定距离。
63.最后，在步骤540中，如果确定目标货箱的实际轮廓超出目标货箱的标准轮廓预定距离，则确定目标货箱歪斜，并进行报警。即，针对目标货箱歪斜的情况进行预警，以便及时
做出相应处理，使得取放机构能够从正上方垂直抓取货箱。
64.另外，在一些实施例中，在本发明的方法500中，还可以根据深度数据以及目标货箱的大小，来确定目标货箱的实际深度值。以及，确定目标货箱所在的层数和高度，根据层数和高度来确定目标货箱的标准深度值。通过计算实际深度值与标准深度值的差值，判断该差值是否在预定差值范围内，来确定目标货箱的位置是否被占用或悬空，具体地，如果实际深度值与标准深度值的差值不在预定差值范围内，则可以确定目标货箱的位置被占用或悬空，并进行报警。这样，本发明实现了针对货箱位置被占用或悬空的情况进行预警，以便进行相应处理。
65.根据本发明的一个实施例，上述深度数据具体可以包括目标货箱的深度点云。在步骤520中，计算设备可以根据目标货箱的深度点云进行聚类，来确定目标货箱的实际轮廓。具体方法如下：
66.根据目标货箱的标准位置(预定好的水平位置)和目标货箱的大小，来从深度点云中获取位于目标货箱内的每个深度点，作为基准点。并且，将深度点云中除基准点之外的每个深度点作为待确定深度点。
67.将每个待确定深度点，分别与每个基准点进行比较，以确定该待确定深度点是否与至少一个基准点的距离小于第一阈值。
68.如果确定待确定深度点与至少一个基准点的距离小于第一阈值，则将该待确定深度点也确定为基准点。
69.在比较完所有待确定深度点之后，可以根据所有基准点，来确定目标货箱的实际轮廓。
70.值得注意的是，对于目标货箱的周围货箱，同样可以根据上述方法来确定周围货箱的轮廓，以便根据目标货箱的实际轮廓和周围货箱的轮廓，来确定目标货箱是否与周围货箱发生碰撞。
71.根据本发明的一个实施例，在步骤530中，预定距离可以包括第一预定距离、第二预定距离，其中，第二预定距离小于第一预定距离。也就是说，第一预定距离是较大的距离，第二预定距离是较小的距离。
72.在判断实际轮廓是否超出目标货箱的标准轮廓预定距离时，具体可以判断实际轮廓是否超出目标货箱的标准轮廓第一预定距离。如果实际轮廓超出目标货箱的标准轮廓第一预定距离，则可以确定目标货箱歪斜(严重歪斜)，并针对目标货箱严重歪斜的情况进行报警。
73.此外，还可以判断实际轮廓是否超出目标货箱的标准轮廓第二预定距离。如果实际轮廓超出目标货箱的标准轮廓第二预定距离，则可以确定目标货箱偏移(即，轻微歪斜)。并且，针对目标货箱的偏移情况，可以根据实际轮廓和标准轮廓来确定目标货箱的偏移量。进而，根据目标货箱的偏移量，判断目标货箱移动至标准位置后是否会与周围货箱发生碰撞。
74.如果确定目标货箱在移动至标准位置后不会与周围货箱发生碰撞，则控制桁架机器人的取放机构110抓取目标货箱，并控制桁架机器人带动目标货箱移动至标准位置后，释放目标货箱。这样，实现控制目标货箱回正到标准位置。
75.如果确定目标货箱在移动至标准位置后会与周围货箱发生碰撞，则控制取放机构
直接(在原位)抓取或释放目标货箱。
76.在一个实施例中，可以按照以下方法来根据实际轮廓和标准轮廓来确定目标货箱的偏移量：
77.首先，提取实际轮廓的第一矩形框、标准轮廓的第二矩形框。
78.随后，确定第一矩形框的四条边超出第二矩形框的对应边的最大距离及方向。具体地，分别确定第一矩形框的每条边超出第二矩形框的对应边的距离，并选择超出最大距离对应的方向。
79.进而，可以根据最大距离和方向，来确定目标货箱的偏移量。
80.根据本发明的一个实施例，在计算设备执行方法500之前，可以预先对多个传感器310进行标定，具体包括多个传感器310之间的标定、以及传感器310与取放机构110之间的标定。
81.例如，对于多个传感器之间的标定，可以控制多个传感器同时拍摄同一个场景，以获取各个传感器对应的深度点云，并可以采用深度点云匹配的方法(例如icp算法)来实现多个传感器之间的标定。
82.在一个实施例中，可以利用标定板来实现传感器310与取放机构110的标定。
83.图6示出了根据本发明一个实施例中在货箱存取系统100的取放机构110正下方建立标定板150的示意图。
84.具体地，如图6所示，标定板150可以为由两个平板垂直拼接组成的l形标定板。通过将该标定板150垂直放置在取放机构110的正下方，l形标定板的相互垂直的两边分别与货箱存取系统100的x轴(轨道101所在方向)、y轴(横梁120所在方向)平行。
85.这样，可以确定标定板150相对于取放机构110的坐标，即，水平方向相对于取放机构的位移为0，垂直方向相对于取放机构的位移为地面高度。基于此，可以通过3d建模得到l形标定板，并转换为伪点云。通过将传感器310的实际点云与伪点云进行匹配，可以实现传感器310与取放机构110的标定。在一种实现方式中，可以采用icp算法来将传感器310的实际点云与伪点云进行匹配。
86.根据本发明的货箱位置检测方法500，在货箱存取系统的桁架机器人取放货箱过程中，通过多个传感器采集目标货箱的深度数据，计算设备根据深度数据进行聚类，可以确定目标货箱的实际轮廓，通过判断目标货箱的实际轮廓是否超出目标货箱的标准轮廓预定距离，可以确定目标货箱是否歪斜，在确定目标货箱歪斜的情况下进行报警。这样，本发明能实现在取放货箱过程中检测到货箱歪斜情况，并针对目标货箱歪斜的情况进行预警，以便及时做出相应处理，使得取放机构能够从正上方垂直抓取货箱。
87.进一步地，本发明可以根据目标货箱的实际轮廓超出标准轮廓的距离范围大小，来进一步确定目标货箱属于严重歪斜还是轻微偏移的情况，针对轻微偏移情况，可以在确保目标货箱不会与周围货箱发生碰撞的情况下将其回正到标准位置。
88.此外，本发明还可以根据深度数据以及目标货箱的大小，来确定目标货箱的实际深度值，根据目标货箱所在的层数和高度来确定目标货箱的标准深度值。通过计算实际深度值与标准深度值的差值，判断该差值是否在预定差值范围内，可以确定目标货箱的位置是否被占用或悬空，并进行报警。这样，本发明实现了针对货箱位置被占用或悬空的情况进行预警。
89.a8、如a1-a7中任一项所述的方法，其中，所述计算设备与取放机构相连；在获取待抓取的目标货箱的深度数据之前，还包括：控制所述取放机构移动至目标货箱的正上方。
90.a9、如a8所述的方法，其中，所述取放机构上安装有多个传感器，所述多个传感器适于采集目标货箱的深度数据；所述计算设备与所述多个传感器通信连接，适于获取所述多个传感器采集的深度数据。
91.本说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解。此外，术语“前”“后”“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
92.这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如可移动硬盘、u盘、软盘、cd-rom或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。
93.在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，移动终端一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的方法。
94.以示例而非限制的方式，可读介质包括可读存储介质和通信介质。可读存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在可读介质的范围之内。
95.在此处所提供的说明书中，算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与本发明的示例一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
96.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
97.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。
98.本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。
99.本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地
改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。
100.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。
101.此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。
102.如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
103.尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。

技术特征：
1.一种货箱位置检测方法，在计算设备中执行，其中，多个货箱适于层叠放置，所述方法包括：获取待抓取的目标货箱的深度数据；根据所述深度数据进行聚类，以确定所述目标货箱的实际轮廓；判断所述实际轮廓是否超出所述目标货箱的标准轮廓预定距离；如果是，则确定目标货箱歪斜，并进行报警。2.如权利要求1所述的方法，其中，还包括：根据所述深度数据以及目标货箱的大小，确定所述目标货箱的实际深度值；确定目标货箱所在的层数和高度，根据所述层数和高度确定所述目标货箱的标准深度值；计算所述实际深度值与所述标准深度值的差值，判断所述差值是否在预定差值范围内；如果不在预定差值范围内，则确定所述目标货箱的位置被占用或悬空，并进行报警。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述深度数据包括所述目标货箱的深度点云；根据所述深度数据进行聚类，以确定所述目标货箱的实际轮廓，包括：根据所述目标货箱的标准位置和目标货箱的大小，从所述深度点云中获取位于所述目标货箱内的每个深度点，作为基准点，以及，将所述深度点云中除基准点之外的每个深度点作为待确定深度点；将每个待确定深度点，分别与每个基准点进行比较，以确定所述待确定深度点是否与至少一个基准点的距离小于第一阈值；如果是，则将所述待确定深度点确定为基准点；根据所有基准点，确定所述目标货箱的实际轮廓。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，在根据所述深度数据进行聚类后，还包括：确定所述目标货箱的周围货箱的轮廓；根据所述目标货箱的实际轮廓和所述周围货箱的轮廓，确定所述目标货箱是否与周围货箱发生碰撞。5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述预定距离包括第一预定距离；判断所述实际轮廓是否超出所述目标货箱的标准轮廓预定距离，包括：判断所述实际轮廓是否超出所述目标货箱的标准轮廓第一预定距离；如果是，则确定目标货箱歪斜，并进行报警。6.如权利要求5所述的方法，其中，所述计算设备与桁架机器人通信连接，所述桁架机器人包括取放机构；所述预定距离还包括第二预定距离，所述第二预定距离小于所述第一预定距离；判断所述实际轮廓是否超出所述目标货箱的标准轮廓预定距离，还包括：判断所述实际轮廓是否超出所述目标货箱的标准轮廓第二预定距离；如果是，则确定目标货箱偏移，并根据所述实际轮廓和标准轮廓确定所述目标货箱的偏移量；根据所述偏移量，判断所述目标货箱移动至标准位置后是否会与周围货箱发生碰撞；如果否，则控制所述取放机构抓取所述目标货箱，并控制桁架机器人带动所述目标货
箱移动至标准位置后，释放所述目标货箱；如果是，则控制所述取放机构直接抓取或释放所述目标货箱。7.如权利要求6所述的方法，其中，根据所述实际轮廓和标准轮廓确定所述目标货箱的偏移量，包括：提取所述实际轮廓的第一矩形框、所述标准轮廓的第二矩形框；确定所述第一矩形框的四条边超出所述第二矩形框的对应边的最大距离及方向；根据所述最大距离和方向，确定所述目标货箱的偏移量。8.一种检测系统，用于货箱存取系统，包括：多个传感器，安装在所述货箱存取系统的取放机构上，适于采集目标货箱的深度数据；计算设备，与所述多个传感器通信连接，适于获取所述多个传感器采集的深度数据，并适于执行如权利要求1-7中任一项所述的货箱位置检测方法。9.一种计算设备，包括：至少一个处理器；和存储有程序指令的存储器，其中，所述程序指令被配置为适于由所述至少一个处理器处理，所述程序指令包括用于处理如权利要求1-7中任一项所述方法的指令。10.一种存储有程序指令的可读存储介质，当所述程序指令被计算设备读取并处理时，使得所述计算设备处理如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种货箱位置检测方法、检测系统及计算设备，涉及自动化技术领域。方法在计算设备中执行，多个货箱适于层叠放置，所述方法包括：获取待抓取的目标货箱的深度数据；根据所述深度数据进行聚类，以确定所述目标货箱的实际轮廓；判断所述实际轮廓是否超出所述目标货箱的标准轮廓预定距离；如果是，则确定目标货箱歪斜，并进行报警。根据本发明的技术方案，能实现在取放货箱过程中检测到货箱歪斜情况，并针对目标货箱歪斜的情况进行预警，以便及时做出相应处理。便及时做出相应处理。便及时做出相应处理。


技术研发人员：姚继红
受保护的技术使用者：北京德诚科技有限责任公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/9/22