(57)【要約】自動アイテムシンギュレーション用のシステム、方法、及び器具が記載される。本システムは、シンギュレーションステーション（２０５）を含み、そこに第１のロボット装置（２０２）によって複数の異種アイテムを配置し、これらを振動によって上記のシンギュレーションテーブルの上に移行させる。シンギュレーションテーブルが作動し、シンギュレーションテーブルの動きにより、アイテムが、重なり合わないよう配置され、互いに対して距離を置いて分離され、シンギュレーションテーブルに沿って採取コンベヤ（２１４）に向かって移行する。重なり合わないよう配置されて分離されたアイテムが採取コンベヤ上に到着すると、それらは検出され、第２のロボット装置（２０４）によって個別に採取され、シンギュレーションステーションから移行される。【選択図】図２
2019521053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイテムシンギュレーション方法であって、
第１のロボット装置を使用して、複数のアイテムをトートからシンギュレーションテーブルに移行させることを含み、
前記複数のアイテムのうちの少なくとも２つのアイテムが、異なるサイズ及び異なる形状を有し、
前記複数のアイテムのうちの少なくとも２つのアイテムが、前記シンギュレーションテーブルに移行したときに少なくとも部分的に重なり合うよう配置され、
シンギュレーションテーブルを作動させて、
前記少なくとも２つのアイテムを、重なり合わないよう配置させること、
前記複数のアイテムのうちの他のアイテムに対して、前記複数のアイテムを少なくとも部分的に距離を置いて分離させること、
前記シンギュレーションテーブルの振動の結果として、前記複数のアイテムを前記シンギュレーションテーブルに沿って移行させること、及び
第１のアイテムを採取コンベヤに移行させることを少なくとも含み、前記方法はさらに、
前記採取コンベヤを作動させて、前記第１のアイテムを採取場所に搬送すること、ならびに
前記採取場所から前記第１のアイテムを第２のロボット装置で採取することを含む、前記方法。
【請求項２】
前記採取場所で前記第１のアイテムの画像を取得することと、
前記画像を処理して、前記アイテムの形状または前記アイテムに関する採取箇所の少なくとも１つを決定することとをさらに含み、
採取することが、前記アイテムまたは前記採取箇所の前記形状に少なくとも部分的に基づいて前記アイテムを採取することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のロボット装置が、吸着、接着、電気接着、または磁気のうちの少なくとも１つを利用して、前記採取箇所で前記アイテムを採取するように構成された収斂性エンドエフェクタを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記シンギュレーションテーブルが、前記複数のアイテムが前記シンギュレーションテーブルに沿って移動するにつれて、前記複数のアイテムのシンギュレーションをさらに引き起こす、正の順方向勾配、負の順方向勾配、または側方勾配のうちの少なくとも１つを含む、先行請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記シンギュレーションテーブルが、前記シンギュレーションテーブルの前記振動に応答して、前記複数のアイテムを移行させるテクスチャ加工された表面を含む、先行請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
シンギュレーションステーションであって、
複数の異なるアイテムをシンギュレーションテーブルに移行させるように構成された第１のロボット装置を含み、
前記シンギュレーションテーブルが、
作動時に前記シンギュレーションテーブルを動かすアクチュエータと、
アイテムを、前記複数の異なるアイテムのうちの他のアイテムに対して少なくとも部分的に分離させるとともに、前記シンギュレーションテーブルの変えられる動きに応じて、表面に沿って移行させる前記表面とを含み、前記シンギュレーションステーションはさらに、
前記複数の異なるアイテムから前記アイテムを採取し、前記アイテムを前記シンギュレーションステーションから移行させるように構成された第２のロボット装置を含む、前記シンギュレーションステーション。
【請求項７】
前記複数の異なるアイテムのうちのアイテムが前記シンギュレーションテーブルを離れて移行する際に、前記アイテムを受け取るように、前記シンギュレーションテーブルに隣接して配置された採取コンベヤであって、採取場所に前記アイテムを搬送するように構成された前記採取コンベヤをさらに含み、
前記第２のロボット装置が、前記採取場所からアイテムを採取するように構成される、請求項６に記載のシンギュレーションステーション。
【請求項８】
前記採取場所の上に配置されて、前記採取場所に配置されたアイテムの画像を取得する頭上カメラをさらに含み、
前記第２のロボット装置が、前記採取場所に配置された前記アイテムの前記画像の処理から決定されるアイテム位置情報に少なくとも部分的に基づく、前記アイテム上の採取箇所に対応する採取位置を受け取るように構成される、請求項６または請求項７に記載のシンギュレーションステーション。
【請求項９】
前記シンギュレーションテーブルが複数の区分を含み、前記複数の区分のそれぞれが、前記アイテムを、前記複数の異なるアイテムのうちの他のアイテムに対して少なくとも部分的に分離させるとともに、前記区分の変えられる動きに応じて、表面に沿って移行させる前記表面を含み、
前記アイテムが少なくとも２つの区分のそれぞれに沿って異なる方向に移行するように、前記少なくとも２つの区分が異なる方向に配向される、請求項６〜８のいずれかに記載のシンギュレーションステーション。
【請求項１０】
前記第１のロボット装置が、６方向で位置決め可能なロボットアーム、単一軸のメカトロニクス装置、または無人航空機のうちの少なくとも１つである、請求項６〜９のいずれかに記載のシンギュレーションステーション。
【請求項１１】
前記アイテムと、前記アイテムを採取するために使用される前記第２のロボット装置のエンドエフェクタとの間の距離を測定するように構成された距離測定素子をさらに含む、請求項６〜１０のいずれかに記載のシンギュレーションステーション。
【請求項１２】
前記距離測定素子が、前記第２のロボット装置の前記エンドエフェクタに結合され、
前記エンドエフェクタが前記アイテムを採取するように構成される、請求項１１に記載のシンギュレーションステーション。
【請求項１３】
前記第２のロボット装置が、
吸着、接着、電気接着、または磁気のうちの少なくとも１つを利用して、前記アイテムを採取するように構成された収斂性エンドエフェクタをさらに含む、請求項６〜１２のいずれかに記載のシンギュレーションステーション。
【請求項１４】
前記第２のロボット装置が、
前記収斂性エンドエフェクタ上に配置され、前記アイテムに接触したときに吸引して、前記アイテムの採取を可能にするように構成された複数の吸着カップをさらに含む、請求項６〜１３のいずれかに記載のシンギュレーションステーション。
【請求項１５】
前記表面の第１の区分が、第１の摩擦係数を有する第１の材料を含み、
前記表面の第２の区分が、第２の摩擦係数を有する第２の材料を含む、請求項６〜１４のいずれかに記載のシンギュレーションステーション。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
優先権
本出願は、２０１６年６月２７日に出願された「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｉｔｅｍ  Ｓｉｎｇｕｌａｔｉｏｎ」と題する米国特許出願第１５／１９３，４９５号の利益を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
多くの企業は、荷役設備が提供しているアイテム及び／またはアイテム群の保管、梱包、及び出荷を行う。例えば、多くの電子商取引会社といくらかの旧来の小売会社とは、荷役設備に在庫を格納し、荷役設備から様々な目的地（例えば、顧客、店舗）にアイテムを出荷する。荷役設備における在庫の受入れ、荷役設備内の在庫の保管、荷役設備からのアイテムの出荷、及び荷役設備内のアイテムの（例えば、入荷から保管まで、及び／または保管から出荷までの）全般的な流れまたは移動は、多くの場合、労働集約的である。多くの場合、個々のアイテムは、設備を通り抜けるそのアイテムの特定の流れの間に、複数の人間のエージェントによって取り扱われる。複数人のやりとりは、アイテムを扱うためのコスト、荷役設備を通り抜けるアイテムの流れを完了させるのに要する時間、及びアイテムの誤った取扱いの機会を増大させる。
【０００３】
発明を実施するための形態を、添付図面を参照しながら説明する。図面において、参照番号の最も左の桁（複数可）は、参照番号が現れる図を明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】一実施態様による、荷役設備の運用の全体像を示す。
【図２】一実施態様による、シンギュレーションステーションを示す。
【図３】一実施態様による、シンギュレーションステーションの別図を示す。
【図４】一実施態様による、シンギュレーションステーションのインダクションロボット及びシンギュレーションテーブルの図を示す。
【図５】一実施態様による、シンギュレーションステーションの採取ロボット装置及び採取コンベヤの図を示す。
【図６】一実施態様による、図５に示す採取ロボットの収斂性エンドエフェクタの詳細図を示す。
【図７】一実施態様による、シンギュレーションステーションにアイテムを導き入れるアイテムインダクションプロセス例を示すフロー図である。
【図８】一実施態様による、シンギュレーションステーションでアイテムを採取するアイテム採取プロセス例を示すフロー図である。
【図９】一実施態様による、コンピュータシステム例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本明細書には例として実施態様が記載されているが、当業者であれば、この実施態様が、記載される例または図に限定されるものではないことが認識されるはずである。図面及びその詳細な説明は、実施態様を、開示される特定の形態に限定することを意図するものではなく、むしろ添付の特許請求の範囲によって定義される趣旨及び範囲に含まれるあらゆる変更、均等物及び代替物を包含することを意図するものと理解されるべきである。本明細書で使用される見出しは、編成上のためだけのものであり、明細書及び特許請求の範囲の範囲を限定するのに使用されることを意図するものではない。本出願全体を通して使用される「〜することができる（ｍａｙ）」という語は、強制的な意味（すなわち、「〜しなければならない」を意味する）ではなく、許容的な意味（すなわち、「〜する可能性がある」を意味する）で使用される。同様に、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」という語は、「〜を含むが、その〜に限定されない」ことを意味する。
【０００６】
自動アイテムシンギュレーション用のシステム、方法、及び器具が記載される。本システムは、シンギュレーションステーションを含み、そこで複数の異種アイテムをそのシンギュレーションステーションのシンギュレーションテーブルの上に移行させることができる。例えば、第１のロボット装置は、複数の様々なアイテムを含むトートを入荷することができ、その一部または全部が、別種及び／または別サイズのものであってもよい。ロボット装置は、トートからシンギュレーションテーブルの上にアイテムを移行させる。一実施態様では、ロボット装置は、アイテムが重力の下にトートからシンギュレーションテーブルの上に移行するように、トートを回転させることによってアイテムを移行させることができる。
【０００７】
アイテムがシンギュレーションテーブルに移行するとき、アイテムのいくつかは互いに、接触しているか、部分的に重なり合っているか、立てかけられている（本明細書では重なり合うよう配置されると称する）場合がある。以下にさらに説明するように、シンギュレーションテーブルは、シンギュレーションパターンに従って動く（例えば、振動する）ように構成される。シンギュレーションテーブルの動きによって、アイテムが接触しなくなるように、及び／または重なり合って配置されなくなるように、アイテムは、互いに対して距離を置いて重なり合わないよう配置されて分離する。さらに、シンギュレーションテーブルの表面材料、構成、勾配、及び／または動きによって、アイテムは、シンギュレーションテーブル伝いに採取コンベヤの方へ移行する。アイテムが採取コンベヤに到達するときに、アイテムは、採取コンベヤによって、採取場所に搬送される。
【０００８】
アイテムが採取場所内にある場合、そのアイテムは第２のロボット装置によって検出されて採取される。以下にさらに説明するように、第２のロボット装置は収斂性エンドエフェクタを含むことができ、収斂性エンドエフェクタは、吸引、接着、電気接着、または磁気のうちの少なくとも１つを利用して、採取場所からアイテムを採取し、そのアイテムをシンギュレーションステーションから移行させる。
【０００９】
本明細書で説明するように、シンギュレーションステーションの実施態様を、荷役設備内の様々な段階で利用することができる。例えば、荷役設備に最初に入荷されるときに、異種アイテムを分離するために、入荷ステーションでシンギュレーションステーションを利用することができる。アイテム入荷時のそのようなシンギュレーションは、分離されたアイテムが識別スキャナを通過して正確に識別され得るように、有益であり得る。例えば、アイテムが１つ以上のビジュアルタグ（例えば、バーコード、ボーコードなど）及び／またはアクティブタグもしくはパッシブタグ（例えば、無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグ）を含む場合、分離アイテムは、タグを基にアイテムを検出して識別するタグ識別システムを、自律的に通過することができる。
【００１０】
別の例として、シンギュレーションステーションは、採取されたアイテムを分離するために仕分けステーションで利用されてもよく、そのようにして、それらのアイテムが関連付けられた注文に従って、それらが個別の梱包ステーションに転送され得る。例えば、エージェントは、同種または別種の複数の個別のアイテムを同じトートの中に採取することができる。これらのアイテムの一部または全ては、別々の注文に関連付けられている場合がある。アイテムのトートが仕分けステーションに到着すると、アイテムはシンギュレーションステーションに移行され、分離され、シンギュレーションステーションから自律的に移行して、各アイテムが関連付けられた注文に従って転送される。
【００１１】
本明細書で使用する「出荷セット」とは、荷役設備を通って処理されて、荷役設備から出荷されるか、または他の方法で搬送されることになる１つ以上のアイテムのことである。出荷セットには、注文の全てのアイテム、注文の全てよりも少ないアイテム、荷役設備から別の場所へ（例えば、別の荷役設備へ）移送されることになる１つ以上のアイテムなどが含まれ得る。
【００１２】
一実施態様において、本明細書に記載の様々なシステム及び方法を利用するように構成された荷役設備であり得る荷役設備のブロック図を、図１に示す。この例では、複数の顧客１００が、電子商取引用ウェブサイトなどの配給元に注文１２０を出すことができ、各注文１２０は、顧客に出荷されることになる１つ以上のアイテム、または注文に指定された別のエンティティに出荷されることになる１つ以上のアイテムを在庫１３０から指定する。
【００１３】
荷役設備には、典型的には、様々な業者から出荷される仕入れ品を入荷し、入荷した仕入れ品を在庫１３０に格納する入荷作業１８０が含まれる。注文１２０を履行するために、図のようにピッキング作業１４０によって、各注文で指定された１つ以上のアイテムを、荷役設備の在庫１３０（仕入れ品保管庫と称する場合もある）から取り出すか、または「ピッキングする」ことができる。一部の実施態様では、注文のアイテムは、フルフィルメント指示が生成される前に、プラニングサービスによって、フルフィルメント用に複数の出荷セットに分割されてもよい（図示せず）。
【００１４】
在庫場所からのアイテムのピッキングを、さまざまなピッキング技法のいずれかを使用して行うことができる。例えば、アイテムは、ピッキングされるべきアイテムを示すピッキングリストを受け取った人間のピッキングエージェントによってピッキングされてもよい。ピッキングリスト上のアイテムは、同一の及び／または別々の注文に対応する場合がある。これの代わりに、またはこれに加えて、モバイルドライブ装置などの１つ以上の自動化技術を使用して、在庫場所からアイテムをピッキングすることができる。理解されるように、エージェントまたはロボット装置は、様々なアイテム、別々の注文に関連するアイテムの一部もしくは全部、及び／または別種のアイテムをピッキングすることができる。エージェントがアイテムをピッキングするとき、トートが満杯になるか、エージェントがアイテムのピッキングを完了するまで、アイテムは全て同じトートに収納される。
【００１５】
ピッキングされたアイテムでトートが満たされたときに、トートを、アイテムのそれぞれの注文または出荷セットに仕分けするために、仕分けステーション１５０に転送する。アイテムは、任意の順序で仕分けステーションに到着してもよく、仕分けステーション１５０は、アイテムを対応する出荷セットに仕分けする。ピッキングされたアイテムは、アイテムのそれぞれの出荷セットへの仕分け作業１５０のために、荷役設備内の１つ以上のステーションに配送され、次いで出荷セットのアイテムを容器に詰め込む１つ以上の梱包ステーション１６０に移送することができる。転送作業１６５では、梱包済みアイテムを顧客へ出荷する目的で、梱包された注文品を出荷作業１７０のために仕分けすることができる。これの代わりに、またはこれに加えて、仕分けされたアイテムを、荷役設備内の他の処理ステーションに転送する、他の荷役設備に転送するなど、してもよい。
【００１６】
ここで留意すべきは、ピッキング、梱包、及び出荷がなされた出荷セットには、必ずしも顧客が注文したアイテムの全てが含まれているわけではないということである。つまり、出荷される出荷セットには、１つのフルフィルメント設備から一度に出荷可能な注文アイテムのサブセットのみを含めることができる。また、荷役設備の様々な作業は、１つの建物もしくは設備で行われてもよいし、またはその代わりに２つ以上の建物もしくは設備にわたって分散し、もしくはさらに分割されて行われてもよいことに留意されたい。
【００１７】
ここで留意すべきは、図１によって示される作業の割付及び順序は、多くのあり得る荷役設備作業の実施態様の単なる一例に過ぎないことである。他のタイプの荷役設備、製造設備または受注処理設備は、様々な実施態様に従って、異なった、より少ない、または追加の操作及び設備を含むことができる。荷役設備は、アイテムが処理される任意の種類の設備であってよく、荷役設備には、受注処理センター、レンタルセンター、小売業者センター、物流センター、梱包設備、出荷施設、図書館、美術館、倉庫保管施設などが含まれるがこれらに限定されない。
【００１８】
図２は、一実施態様による、シンギュレーションステーション２００を示す。シンギュレーションステーションは、トート受入れ場所２２０、第１のロボット装置２０２、シンギュレーションテーブル２０５、採取コンベヤ２１４、採取場所２１５、及び第２のロボット装置２０４を含む。シンギュレーションステーション２００またはその近くに、１つ以上の撮像素子２１６−１、２１６−２を備え、アイテムがシンギュレーションステーション２００を通って移行するときに、アイテムの画像を取得するように構成することもできる。撮像素子２１６−１、２１６−２は、第１のロボット装置２０２、第２のロボット装置２０４、シンギュレーションテーブル２０５、及び採取コンベヤ２１４と共に、シンギュレーションコントローラ２２２と通信し、シンギュレーションコントローラ２２２によって制御することができる。
【００１９】
シンギュレーションコントローラ２２２は、荷役設備に対してローカルであってもリモートであってもよい、１つ以上のコンピューティング資源上で動作させることができる。コンピューティング資源は、プロセッサ、ストレージ、ソフトウェア、データアクセス、及び、ネットワークを介して維持されてアクセス可能な他のコンポーネントのコンピューティングインフラストラクチャとして実装されるネットワークアクセス可能なコンピューティングプラットフォームの一部を形成してもよい。シンギュレーションステーション２００のコンポーネントは、有線技術（例えば、ワイヤ、ＵＳＢ、光ファイバケーブルなど）、無線技術（例えば、ＲＦ、セルラ、衛星、ブルートゥース（登録商標）など）、及び／または他の接続技術に相当し得るネットワークを介して、コンピューティング資源に通信可能に結合することができる。
【００２０】
コンピューティング資源は、一般にデータセンターで使用されるサーバファーム、スタックなど、いくつもの方法で配置され得る１つ以上のサーバを含むことができる。さらに、サーバは、シンギュレーションコントローラ２２２を格納し得る１つ以上のプロセッサ及びメモリを含むことができる。
【００２１】
トート受入れ場所２２０は、第１のロボット装置２０２に係合されて操作され得るトートを受け入れるための、第１のロボット装置に隣接する任意の空間または構成であってもよい。一部の実施態様では、複数のトートを含むパレットまたはカートであって、各トートが複数のアイテムを含むパレットまたはカートを、トート受入れ場所２２０に配置することができる。一部の実施態様では、トートは、１人以上のエージェントによって荷役設備の在庫場所からピッキングされたアイテムを含むことができ、アイテムは様々な出荷セットに対応することができる。同様に、トートは様々なサイズ及び形状であってもよく、その各々は第１のロボット装置による係合を可能にする係合場所を備え得る。
【００２２】
第１のロボット装置２０２は、トート受入れ場所２２０でトートを係合すること、トートをシンギュレーションテーブル２０５上に移動させること、及びアイテムが重力の下にトートからシンギュレーションテーブル２０５上に移行するように、トートを回転させることができる任意の種類の自律的な装置であり得る。一実施態様では、第１のロボット装置は、フック、クランプ、及び／または、トートの係合、持上げ、移動、及び回転が可能な他形態のリフトで構成される６方向で位置決め可能なロボットアームであってもよい。
【００２３】
他の実施態様では、第１のロボット装置２０２は、単一軸のメカトロニクス装置であってもよく、この装置は、その軸を中心に回転して、アイテムを受入れ場所２０６の上に移行させるように構成される。さらに別の例では、第１のロボット装置２０２は、複数のアイテム及び／または、複数のアイテムを含むトートを係合するように構成された、無人航空機（ＵＡＶ）などの航空機であってもよく、係合したアイテムをシンギュレーションステーション２００まで空中輸送して、係合した複数のアイテムを受入れ場所２０６の上に移行させる。さらに、シンギュレーションステーションは、第１のロボット装置２０２なしで構成されてもよく、アイテムは、シンギュレーションステーションの受入れ場所２０６に手動で移行されてもよい。例えば、人間であるエージェントが、複数のアイテムを含むトートを受け取り、それらのアイテムをトートから受入れ場所２０６の上に移行させてもよい。
【００２４】
図３〜図４に関して以下にさらに説明するように、シンギュレーションテーブル２０５は１つ以上の分割部分を含むことができ、その各々を一緒にまたは個別に稼働させることができる。図示される実施態様において、シンギュレーションテーブル２０５は受入れ場所２０６を含み、第１のロボット装置が最初にトートからアイテムをその上に移行させる。シンギュレーションテーブル２０５の受入れ場所２０６は、ほぼ水平の向きになっていてよい。他の実施態様では、受入れ場所２０６が、正の順方向勾配、負の順方向勾配、いずれかの向きの側方勾配、または順方向勾配（正または負）と側方勾配との組合せのいずれかであるように、受入れ場所２０６は傾斜していてもよい。同様に、全体的な表面の形状は、だいたいにおいて、平面、クラウン形状、ドーム形、凹形、凸形、不規則形状、または任意の他の形状もしくは形状の組合せであってもよい。さらに、アイテムが上に置かれる受入れ場所の上面を形成する材料は、様々な素材のうちの任意の１つ以上で形成されてもよい。例えば、シンギュレーションテーブル２０５の受入れ場所２０６の上面は、金属、プラスチック、ゴム、布地、カーペット、木材、タイル、ナイロンなどであってもよい。一部の実施態様では、受入れ場所の種々の部分が、異なった材料で形成されてもよく、及び／または異なった形状を有してもよく、それによって受入れ場所のその部分に置かれるアイテムとそのアイテムとの間に、異なる摩擦係数をもたらす。例えば、軽量アイテムを分離するのに有益な第１の摩擦係数をもたらす第１の材料が、仕分けテーブルの第１の区分に含まれてもよく、より重いアイテムを分離するのに有益な第２の摩擦係数をもたらす第２の材料が、仕分けテーブルの第２の区分に含まれてもよい。
【００２５】
潜在的に様々な構成（形状、材料、角度）を有するシンギュレーションテーブルの受入れ場所２０６に加えて、受入れ場所がアクティブであってもよい。具体的には、シンギュレーションテーブル２０５の受入れ場所２０６を、例えば、モータ、サーボ機構、発振器などのアクチュエータに結合させてもよく、このアクチュエータが、アイテムが上に置かれる受入れ場所２０６の表面を震わせる、揺らす、振り動かす、または他の方法で動かす。一部の実施態様では、アクチュエータが、異なる時間に、及び／または受入れ場所の異なる部分に沿って、異なる形態の動きを引き起こすように、受入れ場所２０６を複数のアクチュエータに結合させてもよい。以下にさらに説明するように、受入れ場所２０６の動きは、受入れ場所の構成と単独で、または受入れ場所の構成と関連して、受入れ場所に配置されたアイテムを、受入れ場所に沿って物理的に移行または移動させ、互いから距離を置いて重なり合わないよう配置して分離させる。
【００２６】
シンギュレーションテーブル２０５の受入れ場所２０６が動くとき、アイテムは、受入れ場所２０６に沿ってシンギュレーションテーブル２０５の接合区分２０８に向かい、その上に移行する。シンギュレーションテーブル２０５の接合区分２０８は、受入れ場所と同じように、様々な形状、サイズ、表面材料、及び／または他の特性を有し得る。図示の例では、接合区分２０８は、約１８０度のターンを含み、アイテムが接合区分２０８を通って移行する際に、アイテムが各段を移り降りるように、受入れ場所２０６から下方への一続きの段として段階的に接続され得る。
【００２７】
受入れ場所２０６と同様に、シンギュレーションテーブル２０５の接合区分２０８は、ほぼ水平の向きになっていてよい。他の実施態様では、接合区分２０８は一続きの段を含み、接合区分２０８が、正の順方向勾配、負の順方向勾配、いずれかの向きの側方勾配、または順方向勾配（正または負）と側方勾配との組合せのいずれかであるように、接合区分２０８は傾斜していてもよい。同様に、接合区分２０８の全体的な表面の形状は、だいたいにおいて、平面、クラウン形状、ドーム形、凹形、凸形、不規則形、または他の任意の形状であってもよい。さらに、アイテムが上に置かれる接合区分２０８の上面を形成する材料は、様々な素材のうちの任意の１つ以上で形成されてもよい。例えば、シンギュレーションテーブル２０５の接合区分２０８の上面は、金属、プラスチック、ゴム、布地、カーペット、木材、タイル、ナイロンなどであってもよい。一部の実施態様では、接合区分２０８の種々の部分が、異なった材料で形成されてもよく、及び／または異なった形状を有してもよく、それによって各種のアイテムに伴って異なる摩擦係数をもたらす。
【００２８】
潜在的に様々な構成（形状、材料、角度）を有するシンギュレーションテーブルの接合区分２０８に加えて、受入れ場所と同じように、接合区分２０８がアクティブであってもよい。具体的には、シンギュレーションテーブル２０５の接合区分２０８を、例えば、モータ、サーボ機構、発振器などのアクチュエータに結合させてもよく、このアクチュエータが、接合区分２０８の表面を震わせる、揺らす、振り動かす、または他の方法で動かす。一部の実施態様では、受入れ場所２０６の表面領域を動かすアクチュエータを使用して、接合区分２０８の表面を動かすこともできる。他の実施態様では、受入れ場所のアクチュエータとは別個の１つ以上のアクチュエータを使用することによって、接合区分２０８を動かすことができる。例えば、アクチュエータが、異なる時間に、及び／または接合区分の異なる部分に沿って、異なる形態の動きを引き起こすように、接合区分２０８を複数のアクチュエータに結合させてもよい。
【００２９】
別々のアクチュエータを使用してシンギュレーションテーブルの種々の区分を動かす実施態様では、そのシンギュレーションテーブルの種々の区分を、別々のシンギュレーションパターンに従って動かしてもよい。これは、別種の複数アイテムが異なった特性を有する場合に有益であり得る。例えば、軽いアイテムは、第１のシンギュレーションパターンに由来する動きに応答して、表面に沿って良好に移行及び移動をなし、重いアイテムは、第２のシンギュレーションパターンに応答して、表面に沿って良好に移行及び移動をなすようにすることができる。このような場合、それぞれの区分で種々のシンギュレーションパターンを使用して、複数のアイテムをさらに引き離し、分離させることができる。
【００３０】
図示された例では、接合区分２０８の対向する端部には、シンギュレーションテーブルの移行区分２１０がある。受入れ場所２０６及び接合区分２０８と同様に、移行区分は、ほぼ水平の向きになっていてもよく、または移行区分は、傾斜／勾配していてもよい。この図示された例では、移行区分２１０は順方向勾配を有し、したがって、アイテムが移行区分を下って採取コンベヤ２１４の上に移行する。他の実施態様では、移行区分２１０は一続きの段を含み、移行区分２１０が、負の順方向勾配、いずれかの向きの側方勾配、または順方向勾配（正または負）と側方勾配との組合せであるように、移行区分２１０は傾斜していてもよい。同様に、移行区分２１０の全体的な表面の形状は、だいたいにおいて、平面、クラウン形状、ドーム形、凹形、凸形、不規則形、または他の任意の形状であってもよい。さらに、アイテムが上に置かれる移行区分２１０の上面を形成する材料は、様々な素材のうちの任意の１つ以上で形成されてもよい。例えば、シンギュレーションテーブル２０５の移行区分２１０の上面は、金属、プラスチック、ゴム、布地、カーペット、木材、タイル、ナイロンなどであってもよい。一部の実施態様では、移行区分２１０の種々の部分が、異なった材料で形成されてもよく、及び／または異なった形状を有してもよく、それによって各種のアイテムに伴って異なる摩擦係数をもたらす。
【００３１】
潜在的に様々な構成（形状、材料、角度）を有するシンギュレーションテーブル２０５の移行区分２１０に加えて、受入れ場所及び接合区分と同じように、移行区分２１０がアクティブであってもよい。具体的には、シンギュレーションテーブル２０５の移行区分２１０を、例えば、モータ、サーボ機構、発振器などのアクチュエータに結合させてもよく、このアクチュエータが、移行区分２１０の表面を震わせる、揺らす、振り動かす、または他の方法で動かす。一部の実施態様では、受入れ場所２０６の表面領域及び／または接合区分２０８の表面を動かすアクチュエータを使用して、移行区分２１０の表面を動かすこともできる。他の実施態様では、受入れ場所及び／または接合区分のアクチュエータ（複数可）とは別個の１つ以上のアクチュエータを使用することによって、移行区分２１０を動かすことができる。例えば、アクチュエータが、異なる時間に、及び／または移行区分の異なる部分に沿って、異なる形態の動きを引き起こすように、移行区分２１０を複数のアクチュエータに結合させてもよい。
【００３２】
別々のアクチュエータを使用してシンギュレーションテーブルの種々の区分を動かす実施態様では、そのシンギュレーションテーブルの種々の区分を、別々のシンギュレーションパターンに従って動かしてもよい。これは、別種の複数アイテムが異なった特性を有する場合に有益であり得る。例えば、軽いアイテムは、第１のシンギュレーションパターンに由来する動きに応答して、表面に沿って良好に移行及び移動をなし、重いアイテムは、第２のシンギュレーションパターンに応答して、表面に沿って良好に移行及び移動をなすようにすることができる。このような場合、それぞれの区分で種々のシンギュレーションパターンを使用して、複数のアイテムをさらに引き離し、分離させることができる。
【００３３】
理解されるように、シンギュレーションテーブル２０５は任意数の区分を有することができ、図２に示した本明細書の他の箇所で説明される３区分のシンギュレーションテーブル２０５は、説明のために提供されたものに過ぎず、限定するものと見なされるべきではない。他の実施態様では、シンギュレーションテーブル２０５は、さらなる区分またはより少ない区分を含むことができ、その区分は、アイテムがシンギュレーションテーブル２０５の受入れ場所２０６から採取コンベヤ２１４に向かって移行する際に、アイテムの分離を促進する任意の種類の構成を有することができる。
【００３４】
一部の実施態様では、１つ以上の撮像素子２１６−１（例えば、カメラ）をシンギュレーションテーブル２０５に隣接して配置して、アイテムがシンギュレーションテーブルによって分離され、シンギュレーションテーブル２０５に沿って移行するときに、それらアイテムの画像を取得することができる。撮像素子はシンギュレーションコントローラ２２２と通信し、取得したシンギュレーションテーブル２０５上のアイテムの画像を、シンギュレーションコントローラ２２２に提供することができる。シンギュレーションコントローラは、画像を処理して、シンギュレーションコントローラに属する区分の、どのシンギュレーションパターンが、及び／または、どの構成が、別種アイテムのより良好なシンギュレーション及び分離をもたらすかを決定することができる。そのような情報は、シンギュレーションテーブル２０５のそれぞれの区分によって利用される１つ以上のシンギュレーションパターンを選択して、シンギュレーションテーブル２０５上で移行されるアイテムに基づいてアイテムを分離するために、シンギュレーションコントローラによって維持され、将来のシンギュレーションにおいて使用されてもよい。一部の実施態様では、画像を、１つ以上の物体検出アルゴリズムを使用して処理して、シンギュレーションテーブル２０５上に位置するアイテム及び／またはアイテムの種類を決定することもできる。
【００３５】
採取コンベヤ２１４は、シンギュレーションテーブルに隣接して配置され、アイテムがシンギュレーションテーブル２０５を離れて移行する際に、分離されたアイテムを受け取るように構成される。一部の実施態様では、採取コンベヤ２１４は、アイテムシンギュレーション機能を提供することもできる。例えば、アイテムがシンギュレーションテーブル２０５を離れて採取コンベヤ２１４上に移行するときに、採取コンベヤがそのアイテムをシンギュレーションテーブル２０５から遠ざける方に搬送している間、シンギュレーションテーブルの動きを一時期停止させることがある。これは、分離されたアイテムがシンギュレーションテーブル２０５の端部に達したときに、依然として互いに近接しているアイテムを、さらに分離させることができる。例えば、２つのアイテムがシンギュレーションテーブル２０５の端部に達したときに互いに接近している場合、第１のアイテムがピックコンベアに移行すると、第２のアイテムがシンギュレーションテーブルから採取コンベヤ２１４に移行しないように、シンギュレーションテーブルの動きが停止する。さらに、採取コンベヤが作動して、採取コンベヤ上に移行したアイテムをシンギュレーションテーブル２０５から遠ざける方に、したがって隣接するアイテムから離すように動かし、それによってさらに２つのアイテムをさらに分離する。採取コンベヤが第１のアイテムを設定された距離だけ移動させると、シンギュレーションテーブルが動きを再開し、それによってシンギュレーションテーブルから採取コンベヤ上へのアイテムの、分離された形での移行をもたらす。
【００３６】
採取コンベヤは、分離されたアイテムを、シンギュレーションテーブルから採取場所２１５に搬送する。採取場所は、第２のロボット装置２０４（本明細書では採取ロボット装置とも呼ばれる）が採取コンベヤから採取場所２１５内にあるアイテムを採取することができるように、第２のロボット装置２０４の届く範囲にある採取コンベヤの一部分であってもよい。
【００３７】
以下にさらに説明するように、採取場所が撮像素子２１６−２の視野の範囲内であるように、１つ以上の撮像素子２１６−２（例えば、カメラ）を配置することができる。カメラは、シンギュレーションコントローラ２２２によって処理される、採取場所の画像を取得して、採取場所内にアイテムが存在するかどうかを判断してもよい。同様に、画像を処理して、アイテムが第２のロボット装置２０４によって採取される位置を示すアイテムの形状及び／または採取箇所を判断することができる。例えば、採取場所２１５がカメラの視野の範囲内にあるような単一のカメラを、頭上に配置することができる。アイテムが採取コンベヤによって採取場所２１５に搬送されるときに、カメラは採取場所の画像を取得し、取得した画像をシンギュレーションコントローラ２２２に送ることができる。
【００３８】
シンギュレーションコントローラは画像を処理し、アイテムが採取される採取場所の範囲内の座標を決定する。例えば、採取場所は一連の座標（例えば、ｘ座標、ｙ座標）に分割され、頭上カメラは固定位置にあり、カメラによって形成された画像のピクセルを、採取場所の座標に対応するように較正することができる。アイテムが採取場所に搬送されると、画像が取得されて処理されて、画像内のアイテムの位置が決定される。例えば、エッジ検出アルゴリズム、物体検出アルゴリズム、グレースケールアルゴリズムなどの１つ以上の画像処理アルゴリズムを使用して、画像を処理し、採取場所２１５の範囲内に位置決めされた対象物の境界形状を決定することができる。
【００３９】
対象物の形状に基づいて、採取箇所が決定される。採取箇所は、対象物の決定された形状内の中心座標空間であってもよい。他の実施態様では、対象物の重量分布または他の特徴を、採取場所からアイテムを採取する採取箇所を選ぶための要素として、考慮して含めることができる。
【００４０】
採取箇所は第２のロボット装置２０４に与えられ、第２のロボット装置は、収斂性エンドエフェクタを利用して、受け取った採取箇所に基づき、採取場所からアイテムを採取する。第２のロボット装置２０４、すなわち採取ロボット装置は、採取場所からアイテムを採取し、アイテムをシンギュレーションステーションから移行することができる任意の種類の自律ユニットであってもよい。一実施態様では、第２のロボット装置２０４は、収斂性エンドエフェクタで構成される６方向で位置決め可能なロボットアームである。収斂性エンドエフェクタは、例えば吸引、接着、電気接着、または磁気を利用して、採取場所からアイテムを採取することができる。他の実施態様では、エンドエフェクタは、収斂性ではない場合がある。例えば、エンドエフェクタは、アイテムに隣接して配置され、シンギュレーションステーションから遠ざけるようにアイテムを拭い取ったり、押したり、または別の方法で採取場所からアイテムを動かしたりするために使用される物理的表面であってもよい。さらに別の例では、第２のロボット装置２０４は、採取場所からアイテムを採取し、または別の方法で移動させることができるエンドエフェクタを伴って構成されたＵＡＶであってもよい。
【００４１】
アイテムの採取後に、アイテムは、第２のロボット装置２０４によってシンギュレーションステーションから移行される。例えば、シンギュレーションステーションが仕分けステーション１５０（図１）の一部として含まれる場合、シンギュレーションステーションは、コンベヤ２１８と、アイテムをスキャンして識別するアイテム識別コンポーネント２１９とを含むアイテム識別ステーションに隣接していてもよい。他の実施態様では、第２のロボット装置は、採取アイテムをシンギュレーションステーションから別のトートの中に、別のコンベヤの上に、出荷作業へ、及び／または採取アイテムが移行されるべき他の場所またはステーションに移行させることができる。
【００４２】
図３は、一実施態様による、シンギュレーションステーション３００の別図を示す。図に示すように、シンギュレーションステーション３００は、第１のロボット装置３０２と、受入れ場所３０６と、接合区分３０８と、移行区分３１０とを含むシンギュレーションテーブル３０５とを含む。この例では、第１のロボット装置３０２は、様々なサイズ及び形状の複数のアイテム３０７をシンギュレーションテーブル３０５上に移行させている。シンギュレーションテーブル３０５の動きに応じて、アイテムは移行し、互いから離れる。例えば、アイテム３０７−１など、アイテムの一部は、他のアイテムより先に、重なり合わないよう配置されて移行され、シンギュレーションテーブルの移行区分に入るところである。このアイテム３０７−１は、シンギュレーションテーブル３０５の動きに応じてアイテムを移動させているシンギュレーションテーブル３０５と接触する大きな表面領域を有するため、他のアイテムとは異なる速度で移行している。
【００４３】
分離されたアイテムを、移行区分３１０から採取場所３１５に、搬送するように構成された採取コンベヤ３１４が、移行区分に隣接している。採取場所の頭上及び上方に、撮像素子３１６が配置される。撮像素子３１６は、採取場所３１５が撮像素子３１６の視野の範囲内であるように、方向を合わせられている。一部の実施態様では、採取場所３１５は、撮像素子３１６に向かって照射する照射面またはバックライト３１７を備える。アイテムが採取場所に配置され、バックライト３１７が照らされると、撮像素子によって得られた画像は、明るい領域、すなわちアイテムを含まない採取場所の部分と、暗い領域、すなわちアイテムを含む採取場所の部分との間のコントラストがより一層大きくなる。明るい領域と暗い領域との間の境界線を利用して、画像を迅速に処理して対象物の形状を決定し、採取箇所を選択することができる。
【００４４】
採取コンベヤ上のアイテムの存在を検出するために、採取コンベヤに沿って１つ以上のアイテム検出コンポーネント３１９−１、３１９−２を配置してもよい。アイテム検出コンポーネントは、例えば、採取コンベヤ上のアイテムの有無を検出するために使用することができる光電子センサ（フォトアイとも呼ばれる）、圧力センサ、撮像素子、及び／または他のコンポーネントであり得る。一部の実施態様では、頭上カメラ３１６をアイテム検出コンポーネントとして使用してもよい。
【００４５】
他の実施態様では、第１のアイテム検出コンポーネント３１９−１を、移行区分３１０と採取コンベヤとの間の接合部にまたはその近傍に配置して、移行区分３１０から採取コンベヤ３１４上へのアイテムの移行を検出することができる。そのような構成では、採取コンベヤは、対象物検出時に作動して、シンギュレーションテーブルから採取場所３１５に対象物を搬送することができる。同様に、移行区分３１０を動かすのを、検出されたアイテムがシンギュレーションテーブルから移行して離れるまで、終了させてもよい。
【００４６】
一部の実施態様では、第２のアイテム検出コンポーネント３１９−２を、採取場所にまたはその近傍に配置して、採取場所３１５内の対象物の存在を検出することができる。採取場所内に対象物を検出した時点で、撮像素子３１６が採取場所の範囲内の対象物の画像を取得して、対象物の形状及び／または採取箇所を処理して決定できるように、採取コンベヤの動きを停止してもよい。
【００４７】
最終的に、上に述べたように、かつ以下にさらに述べるように、第２のロボット装置３０４は、採取場所に隣接して配置され、採取場所３１５からアイテムを採取し、アイテムをシンギュレーションステーション３００から移行させるように構成される。
【００４８】
図４は、一実施態様による、シンギュレーションステーションの第１のロボット装置４０２及びシンギュレーションテーブル４０５の図を示す。上に述べたように、第１のロボット装置４０２は、複数のアイテム４０７を含むトート４０３に係合し、トートをシンギュレーションステーション４００に移行させるとともに、アイテム４０７がトート４０３からシンギュレーションテーブル４０５の受入れ場所４０６に移行するように、トートを回転させることができる。例えば、第１のロボット装置４０２は、トート４０３を把持する把持機構４０４を含むことができる。同様に、ロボット装置は、アイテムがトートからシンギュレーションテーブル４０５の受入れ場所４０６上に移行するように、トート４０３を回転させるために使用することができる回転関節４０９を含むことができる。上記の通り、他の実施態様において、ロボット装置４０２は他の形態をとってもよい。例えば、ロボット装置４０２は、単一の軸を中心に回転し、アイテムをトートから受入れ場所４０６上に移行させるように構成される単一軸のメカトロニクス装置を含むことができる。他の実施態様では、ロボット装置は、複数のアイテム、または複数のアイテムを含むトートを係合するように構成され、アイテムを仕分けステーションまで空中輸送するように構成され、かつアイテムを受入れ場所に移行させるように構成されたＵＡＶであってもよい。
【００４９】
トートから受入れ場所へのアイテムの移行は、ロボット装置４０２によるトート４０３の回転速度によって制御することができる。例えば、一部の実施態様では、ロボット装置４０２は、第１のロボット装置４０２にトートをゆっくりと回転させる命令を受け取り、その結果、異なるアイテムが異なる時間にトートから出て、受入れ場所４０６上に移行することができる。同様に、一部の実施態様では、アイテムがトート４０３から受入れテーブル４０５の受入れ場所４０６の違う部分の上に移行するように、トートが回転しているときに、トートの位置を受入れ場所４０６に対して移動させてもよい。同様に、受入れ場所４０６が、各種の表面を有する複数の異なる部分を含む実施態様では、受入れ場所４０６のそれぞれの表面領域種類に基づき、相違するアイテムを移行区分の異なった部分に移行させてもよい。
【００５０】
上に述べたように、シンギュレーションテーブル４０５の１つ以上の区分の上面は、例えば、様々な異なるテクスチャを有してもよく、異なる材料で形成されてもよく、異なる形状を有してもよい。例えば、移行区分４０８の第１の部分は、第１の材料４２０−１で形成された上面を有してもよく、移行区分４０８の第２の部分は、第２の材料４２０−２で形成されてもよい。同様に、移行区分４１０及び／または受入れ場所４０６は、材料４２０−３、４２０−４などの、複数の異なる材料で形成された上面を有してもよい。理解されるように、シンギュレーションテーブル４０５の異なる区分の形状、角度、勾配など、及び区分の上面を形成するために使用される材料は、変えてもよい。例えば、シンギュレーションテーブル４０５の様々な区分の様々な上面に異なる材料を使用してもよく、及び／またはシンギュレーションテーブル４０５の様々な区分の様々な部分に異なる材料を使用してもよい。例えば、上面の材料は、金属、プラスチック、ゴム、布地、カーペット、木材、タイル、ナイロンなどであってもよい。
【００５１】
同様に、シンギュレーションテーブルの区分の形状、角度及び／または向きは変えてもよい。さらに、上に述べたように、シンギュレーションステーションの区分の表面が、シンギュレーションパターンに従って動作するアクチュエータに応答して動くように、シンギュレーションテーブル４０５の区分の１つ以上はアクティブであってもよい。シンギュレーションパターンは、テーブルの表面領域の動きの方向、速度、振幅、周波数などを指定することができる。シンギュレーションテーブルの区分の動きには、上下の動き、左右の動き、卵形の動き、円形の動き、角度をなす動き、または任意の他のパターン及び／またはパターンの組合せが含まれるが、これらに限定されない任意の形態の変えられる動きであってもよい。
【００５２】
一部の実施態様では、シンギュレーションパターンはランダムであり得、シンギュレーションテーブルの区分の上面の異なった変えられる動作を、ある期間にわたって生成する。別の例では、シンギュレーションパターンは、シンギュレーションテーブルに移行されたアイテムに少なくとも部分的に基づいて、シンギュレーションコントローラによって決定されてもよい。例えば、シンギュレーションコントローラは、異なるアイテム種に対して良好な移行及びシンギュレーションをもたらすシンギュレーションパターンを決定することができる。一例では、重いアイテムは、大きな振幅を持つ低周波数の動きを伴うシンギュレーションパターンに応答して、良好に移行しかつ分離することができる。比較すると、軽いアイテムは、高周波数及び小振幅のシンギュレーションパターンに応答して、良好に移行しかつ分離する。
【００５３】
一部の実施態様では、シンギュレーションテーブルに沿ってアイテムが移行して分離するときのアイテムの画像を取得し、処理して、種々のアイテムと種々のシンギュレーションパターンとに対するシンギュレーション応答を決定することができる。処理された情報に基づいて、種々のアイテム及び／または、異なるシンギュレーションパターンに応答する仕方に基づいた様々なアイテムの種類について、シンギュレーションパターンを決定することができる。アイテム特性は、アイテムのより良いシンギュレーション及び／または移行をもたらすシンギュレーションパターンに基づいて更新されてもよい。
【００５４】
異なるアイテム種（例えば、異なるアイテム特性を有する）の複数のアイテムに対して、アイテムのシンギュレーションを最適化するために、異なるシンギュレーションパターンを交互に実行することができる。あるいは、シンギュレーションテーブルに沿った複数の異なるアイテムの最新の移行及びシンギュレーションに基づき、アイテムの画像を処理し、異なるシンギュレーションパターンをアクティブにしてもよい。
【００５５】
図５は、一実施態様による、シンギュレーションステーションの採取ロボット装置５０４及び採取コンベヤ５１４の図を示す。上に述べたように、採取コンベヤ５１４は、シンギュレーションテーブル５０５に隣接して配置され、アイテムがシンギュレーションテーブルの移行区分５１０を離れて採取コンベヤ上に移行する際に、アイテム５０７を受け取る。例えば、アイテム５０７−１及びアイテム５０７−２は、シンギュレーションテーブルの移行区分５１０から離れて移行し、採取コンベヤ５１４によって採取場所５１５に向けて搬送される。
【００５６】
アイテム５０７−１が採取場所内にあると検出されたとき、採取コンベヤは動きを停止し、採取場所５１５の画像が頭上撮像素子５１６によって取得される。画像は、シンギュレーションコントローラによって処理されて、アイテムの形状とアイテム上の採取箇所（例えば、中心点）とが決定される。採取箇所は採取場所５１５の範囲内の座標位置に対応し、その座標位置はシンギュレーションコントローラ経由で採取ロボット装置５０４に与えられる。
【００５７】
一部の実施態様では、採取場所は、採取場所５１５の内部に配置された対象物の識別を高めるために、バックライト５１７で照明される。頭上撮像素子５１６によってアイテムの画像が取得されると、対象物が存在しない照射領域と、対象物が存在する暗領域との識別が、シンギュレーションコントローラによって迅速に処理されて、対象物の形状を判定し、対象物の対応する採取箇所を選択することができる。例えば、撮像素子は、デジタルカメラであってもよく、このデジタルカメラは、デジタルカメラによって生成される画像の各ピクセルが採取場所の座標位置に対応するように、採取場所５１５のサイズ及び形状で較正される。画像を、１つ以上の画像処理アルゴリズムを使用して処理して、対象物の外周部を決定することができ、採取箇所は対象物の中心の座標位置にすることができる。他の実施態様では、カメラ対を利用して対象物の３次元描写を生成し、その結果、その対象物の形状及び／または構成に基づいて採取箇所を選択することができる。さらに他の例では、他形態のイメージングまたは対象物検出を使用して、採取場所５１５内の対象物の形状及び／または位置を決定し、対象物上の採取箇所を選択することができる。
【００５８】
決定された採取箇所は採取ロボット装置５０４に与えられ、採取ロボット装置５０４は、採取場所５１５内の受け取った採取箇所に収斂性エンドエフェクタ５１３を移動させ、吸引、接着、電気接着、または磁気のうちの少なくとも１つを利用して、採取場所からアイテムを採取する。例えば、採取ロボット装置５０４は、収斂性エンドエフェクタに負の吸引力を生成して、採取場所からアイテムを採取するように、収斂性エンドエフェクタ５１３に付けられた吸い込み管５１１を含むことができる。他の実施態様では、収斂性エンドエフェクタを使用するのではなく、ロボット装置５０４は、分離されたアイテムに隣接して配置されて、採取場所からアイテムを押し出すか、または別の方法で移動させ、アイテムをシンギュレーションステーションから移行させる、固い延長部、平面またはアームを含むことができる。例えば、採取ロボット装置５０４は、採取されたアイテムをコンベヤ５１８に移行させることができ、このコンベヤ５１８は、アイテムをシンギュレーションステーションから遠ざける方に移行させる。
【００５９】
一部の実施態様では、採取ロボット装置５０４がアイテムの採取を実行した後、採取場所５１５の第２の画像を頭上撮像素子５１６によって取得し、シンギュレーションコントローラによって処理して、そのアイテムがもはや採取場所にないことを判断することができる。このような確認は、アイテムの採取が成功したという肯定的な指標をもたらす。比較して、アイテムが第２の画像内で検出される場合には、採取が成功しなかったと判断され、更新された採取箇所が決定されてもよい。例えば、アイテムが移動しているが採取場所に残っている場合、更新される採取箇所はアイテムの新しい位置に基づいて決定されてもよい。同様に、アイテム上の中心点を採取するのではなく、引き続いて起こる採取の試行のために採取箇所をオフセットすることができる。
【００６０】
アイテムが採取不能であると判定される前に、後続の採取の試行が所定の回数（例えば、３回）だけ実行されてもよい。アイテムが採取不能であると判定された場合、第２のロボット装置は、そのアイテムに隣接して収斂性エンドエフェクタ５１３を位置付け、そのアイテムを採取場所５１５から拭い取らせるか、またはスライドさせて、シンギュレーションステーションから遠ざけるように指示されてもよい。
【００６１】
各採取、採取位置、採取の試行、成功した採取、失敗した採取、及び判定された採取可能ではないアイテムを示す情報が、シンギュレーションコントローラに提供され得る。シンギュレーションコントローラは、その情報を利用して、同一または類似の種類のアイテムのために、採取箇所を開拓することができる。例えば、アイテム上の中心点から約２０ミリメートルオフセットされた採取箇所を有するアイテムの採取が成功したと判定された場合、その後、同じまたは類似の種類のアイテムが採取場所に到来したときに、中央の採取箇所からアイテムを採取しようとするのではなく、シンギュレーションコントローラは、最初に採取ロボット装置に、約２０ミリメートルオフセットされた採取箇所からアイテムを採取するように指示することができる。
【００６２】
図６は、一実施態様による、図５に示す採取ロボット装置の収斂性エンドエフェクタ６１０の詳細図を示す。図に示すように、収斂性エンドエフェクタ６１０は、複数の吸着カップ６１２−１、６１２−２、６１２−３、及び６１２−４を含む。これら吸着カップは吸い込み管６１１に結合され、吸い込み管６１１が吸着カップを介して負の吸引力を生成してカップにアイテムを固定できるようにする。図示した例では、収斂性エンドエフェクタ６１０は、正方形のパターンで配置された４つの吸着カップ６１２を含む。他の実施態様において、収斂性エンドエフェクタ６１０は、さらなる吸着カップまたはより少ない吸着カップを含んでもよく、吸着カップは、任意の構成の収斂性エンドエフェクタ６１０に配置されてもよい。例えば、一部の実施態様では、吸着カップを、エンドエフェクタ６１０の側部に配置し、例示された吸着カップ６１２に対して約９０度に配向させてもよい。このような構成では、エンドエフェクタ６１０の側面に位置する吸着カップは、側方からアイテムを採取し、採取場所からアイテムを引っ張る、押す、または別の方法で移動させるように使用することができる。
【００６３】
また、収斂性エンドエフェクタ６１０は、吸着カップ６１２及び収斂性エンドエフェクタ６１０に対して下方に向けられた距離測定素子６１３を含む。距離測定素子６１３は、吸着カップ６１２と、収斂性エンドエフェクタ６１０によって採取されるアイテムとの間の距離を測定するために使用することができる。距離測定素子は、素子と対象物との間の距離を測定することができる任意の種類の素子であってよい。例えば、距離測定素子は、飛行時間センサ、赤外線センサ、光検出と測距（ＬＩＤＡＲ）センサ、音響航法と測距（ＳＯＮＡＲ）センサなどであってもよい。
【００６４】
収斂性エンドエフェクタ６１０は、吸着カップ６１２をアイテムに向けて整列させ、アイテムとの間に真空を生じさせることができ、その結果、アイテムが収斂性エンドエフェクタによって採取されるように、１つ以上のジンバルまたは回転部材６１４、６１６によって採取ロボット装置に結合されてもよい。
【００６５】
図７は、一実施態様による、シンギュレーションステーションにアイテムを導き入れるアイテムインダクションプロセス７００の例を示すフロー図である。本プロセスは、論理フローグラフ内のブロックの集まりとして示される。ブロックの一部は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せで実装され得る動作を表す。ソフトウェアという観点から、ブロックは、１つ以上のプロセッサによって実行されるときに、記述された動作を実行する、１つ以上のコンピュータ可読媒体に格納されたコンピュータ実行可能命令を表す。一般に、コンピュータ実行可能命令には、特定の機能を実行するか、または特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などが含まれる。
【００６６】
コンピュータ可読媒体には、非一過性のコンピュータ可読記憶媒体を含めることができ、これには、ハードドライブ、フロッピーディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気カードもしくは光カード、ソリッドステートメモリデバイス、または、電子命令を記憶するのに好適な他の種類の記憶媒体が含まれ得る。さらに、一部の実施態様では、コンピュータ可読媒体には、一過性のコンピュータ可読信号（圧縮形式または非圧縮形式）を含めることができる。コンピュータ可読信号の例には、搬送波を使用して変調されているかどうかにかかわらず、コンピュータプログラムを動作または実行させるコンピュータシステムがアクセスするように構成され得る信号（インターネットまたは他のネットワークを介してダウンロードまたはアップロードされる信号を含む）が含まれるが、これに限定されない。最後に、動作が記載される順序は、限定として解釈されることを意図するものではなく、記載される任意数の動作を、任意の順序に及び／または並列に組み合わせて、プロセスを実装することができる。同様に、記載されたものに比べて追加の動作または少ない動作を、本明細書に記載された様々な実施態様で利用してもよい。
【００６７】
例示的なプロセス７００は、７０２にあるように、第１のロボット装置が、第１のロボット装置にトート受入れ場所からアイテムの入ったトートを採取させる命令を受け取ることから始める。例えば、シンギュレーションコントローラは、トート受入れ場所の特定の位置からトートを採取するように、第１のロボット装置に指示を与えることができる。他の実施態様では、第１のロボット装置は、トートの存在を自律的に検出し、トートに対して把持機構を位置決めし、トート受入れ場所からトートを採取するように構成することができる。
【００６８】
採取されたトートに基づいて、トートに含まれる複数のアイテムを決定し、それらアイテムに対応するアイテム特性を、７０４にあるように決定する。例えば、トートが採取されるとき、トートが識別され、シンギュレーションコントローラは、採取されたトートに含まれるアイテムを示す情報を保持することができる。採取されたトートに含まれるアイテムに基づいて、アイテム特性を決定してもよい。
【００６９】
７０６にあるように、決定されたアイテム特性に基づいて、トートのトート位置及びトート回転特性を決定することができ、これらは、アイテムがシンギュレーションステーションのシンギュレーションテーブルの受入れ場所に移行するように、第１のロボット装置によってトートがどこでどのように回転されるべきかを指示する。上に述べたように、シンギュレーションステーションは、複数の異なる構成、形状、及び／または表面材料を含むことができる。アイテム特性に基づき、アイテムを、受入れ場所の特定の部分に、受入れ場所のその部分の表面領域及び／または構成に基づき、移行させることができる。他の実施態様では、トートを回転させるときにトートの位置を変化させ、アイテムが異なる位置で受入れ場所に移行するようにしてもよい。
【００７０】
７０８にあるように、トートを、決定されたトート位置及びトート回転特性に基づいて、アイテムがトートからシンギュレーションステーションのシンギュレーションテーブルの受入れ場所に移行するように、シンギュレーションステーションの決定された位置の上方で回転させる。アイテムがシンギュレーションステーションに移行するとき、７１０にあるように、アイテムの分離及び移行を監視する。例えば、アイテムを、重なり合わないよう配置して、他のアイテムに対して分離し、シンギュレーションステーションのシンギュレーションテーブルに沿って移行させるときに、アイテムの描写を含む一連の画像を、取得することができる。７１２にあるように、これらの画像を処理し、シンギュレーションテーブルの形状や材料など、及びシンギュレーションテーブルの個別の区分を動かすために使用されるシンギュレーションパターンと併せて、トートから移行された各アイテムのアイテム特性を更新することができる。
【００７１】
図８は、一実施態様による、シンギュレーションステーションでアイテムを採取するアイテム採取プロセス８００の例を示すフロー図である。例示的なプロセスは、８０２にあるように、シンギュレーションステーションの採取場所内のアイテムを検出することから始める。アイテムが採取コンベヤによってアイテム採取場所に移されると、８０４にあるように、採取場所の画像を取得する。上に述べたように、採取場所が撮像素子の視野の範囲内であるように、１つ以上の撮像素子（例えば、カメラ）を配置することができる。
【００７２】
８０６にあるように、取得した画像を処理して、アイテム形状及びアイテム採取箇所を決定する。例えば、１つ以上のエッジ検出アルゴリズム、物体検出アルゴリズムなどを利用して、アイテムの外周部形状を決定することができる。一部の実施態様では、画像を処理して、アイテム種を決定し、及び／またはアイテムを決定することもできる。例えば、対象物の種類を検出するために、文字認識アルゴリズム、物体検出アルゴリズム及び／または他の処理アルゴリズムを利用することができる。一部の実施態様では、アイテムまたはアイテムの種類を、単にアイテムの形状に基づいて決定してもよい。例えば、シンギュレーションステーションに現在位置している複数のアイテムの全ての異なる種類は、トートからシンギュレーションステーションに移行したアイテムを基に区別ができる。寸法情報を同様にそれらのアイテムに備えて、保持してもよい。したがって、アイテムまたはアイテム種は、シンギュレーションステーション上にあることが分かっている潜在的なアイテムの形状と、採取場所内のアイテムの決定された形状とに基づいて決定してもよい。そのような情報を使用して、アイテムの採取箇所を更新し、または決定することができる。
【００７３】
８０８にあるように、決定された形状及び採取箇所に基づいて、収斂性エンドエフェクタを備えた第２のロボット装置に、アイテム上の決定された採取箇所に収斂性エンドエフェクタを位置付けすることによって、採取場所からアイテムを採取させる命令が送られる。次に、採取されたアイテムを、８１０にあるように、第２のロボット装置によってシンギュレーションステーションから移行させる。アイテムは、シンギュレーションステーションからどこへでも移行することができる。例えば、シンギュレーションステーションが荷役設備の仕分けステーションに組み込まれている場合、採取されたアイテムを、そのアイテムが一意に識別されるアイテム識別ステーションに移行させることができる。他の実施態様では、アイテムを、別のコンベヤ、別のトート内などに、移行させることができる。
【００７４】
第２のロボット装置がアイテムを採取して、シンギュレーションステーションからアイテムの移行を開始または完了させた後、８１２にあるように、採取場所の第２の画像を取得する。第２の画像を処理して、アイテムが採取場所から移されたかどうかを判断する。したがって、８１４にあるように、アイテム採取が成功したかどうかの判定が行われる。採取場所内でアイテムが検出されなくなった場合、アイテムピックは成功と判定される。対照的に、アイテムが依然として採取場所内にあると判断された場合、アイテム採取は不成功であると判定される。
【００７５】
アイテム採取が成功しなかったと判定された場合、８１６にあるように、採取試行が規定された回数を超過したかどうかについての判定が行われる。規定された回数は、任意の採取試行回数であってもよく、様々なシンギュレーションステーション、様々なアイテム、様々な種類のアイテムなどに対して異なっていてもよい。採取試行回数が超えていないと判定された場合、８１８にあるように、アイテム採取箇所を調整し、例示のプロセス８００はブロック８０８に戻り、調整されたアイテム採取箇所に基づいて継続される。調整されたアイテム採取箇所は、アイテムの決定された形状の範囲内の領域で、ランダムに選択することができる。あるいは、別のアイテム採取箇所を、例えば、アイテムに付着した吸着カップや、アイテムが受入れ場所内で移動した方向などに基づいて、系統的に決定してもよい。
【００７６】
採取試行回数が超過したと判定された場合、第２のロボット装置に、アイテムに近接して収斂性エンドエフェクタを位置付けさせ、８２０にあるように、アイテムを採取場所及びシンギュレーションステーションから拭い取らせるか、または引きずらせる命令が送られる。例えば、命令は、第２のロボット装置に、採取場所から、アイテムをシンギュレーションステーションから遠ざける方に搬送する送出コンベヤの上に、アイテムを引きずらせることができる。
【００７７】
シンギュレーションステーションからアイテムを拭い取った後、または決定ブロック８１４においてアイテム採取が成功したと判定された場合、８２２にあるように、アイテムに対応するアイテム特性を、採取に伴って更新する。
【００７８】
本明細書に記載されるようなシンギュレーションコントローラの様々な動作は、様々な実装に従って、荷役設備内の様々な他のデバイスと相互作用する１つ以上のコンピュータシステム上で実行させることができる。例えば、上で論じたシンギュレーションコントローラは、１つ以上のコンピュータシステム上で機能し、動作することができる。そのようなコンピュータシステムの１つが、図９のブロック図によって示される。図示の実施態様では、コンピュータシステム９００は、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース９３０を介して、非一過性コンピュータ可読記憶媒体９２０に結合された１つ以上のプロセッサ９１０Ａ、９１０Ｂ〜９１０Ｎを含む。コンピュータシステム９００は、Ｉ／Ｏインタフェース９３０に結合されたネットワークインタフェース９４０と、１つ以上の入出力装置９５０とをさらに含む。一部の実施態様において、記述された実施態様は、コンピュータシステム９００の単一のインスタンスを使用して実装され得る一方で、他の実施態様では、コンピュータシステム９００を構成する複数のそのようなシステムまたは複数のノードが、記述された実施態様の種々の部分またはインスタンスを動作させるように構成され得ることが企図されている。例えば、一実装態様では、いくつかのデータソースまたはサービス（例えば、転送、仕分け、シンギュレーション、シンギュレーションパターン選択など）は、他のデータソースまたはサービスを実装するノードとは異なる、コンピュータシステム９００の１つ以上のノードを介して実装されてもよい。
【００７９】
様々な実施態様において、コンピュータシステム９００は、１つのプロセッサ９１０Ａを含む単一プロセッサシステム、またはいくつかのプロセッサ９１０Ａ〜９１０Ｎ（例えば、２つ、４つ、８つ、または別の適切な個数）を含むマルチプロセッサシステムであってもよい。プロセッサ９１０Ａ〜９１０Ｎは、命令を実行することができる任意の適切なプロセッサであってよい。例えば、様々な実施態様において、プロセッサ９１０Ａ〜９１０Ｎは、ｘ８６、ＰｏｗｅｒＰＣ、ＳＰＡＲＣ、もしくはＭＩＰＳ  ＩＳＡなどの様々な命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）のいずれか、または任意の他の適切なＩＳＡを実装する汎用プロセッサまたは組込みプロセッサであってもよい。マルチプロセッサシステムでは、プロセッサ９１０Ａ〜９１０Ｎのそれぞれは、一般に同じＩＳＡを実装し得るが、必ずしも同じである必要はない。
【００８０】
非一過性コンピュータ可読記憶媒体９２０は、１つ以上のプロセッサ９１０Ａ〜９１０Ｎによってアクセス可能な実行可能命令及び／またはデータを格納するように構成されてもよい。様々な実施態様において、非一過性コンピュータ可読記憶媒体９２０は、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、同時性のダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、不揮発性メモリ／フラッシュメモリ、または任意の他のメモリなどの任意の適切なメモリ技術を使用して実現され得る。図示の実施態様では、プログラム命令９２５及びデータストレージ９３５として、非一過性コンピュータ可読記憶媒体９２０内にそれぞれ格納された、上に記載されるような所望の機能及び／またはプロセスを実装するプログラム命令及びデータが示されている。他の実施態様では、プログラム命令及び／またはデータは、非一過性媒体などの異なる種類のコンピュータアクセス可能媒体に、または非一過性コンピュータ可読記憶媒体９２０もしくはコンピュータシステム９００とは別個の類似の媒体上に、受信、送信、または格納がなされてもよい。概して、非一過性のコンピュータ可読記憶媒体は、Ｉ／Ｏインタフェース９３０を介してコンピュータシステム９００に結合される磁気媒体または光媒体（例えばディスクまたはＣＤ／ＤＶＤ−ＲＯＭ）などのストレージ媒体またはメモリ媒体を含むことができる。非一過性のコンピュータ可読媒体を介して格納されるプログラム命令及びデータは、伝送媒体、または電気信号、電磁信号、もしくはデジタル信号などの信号によって伝送され得る。これらは、ネットワークインタフェース９４０を介して実装され得るような、ネットワーク及び／または無線リンクなどの通信媒体を介して伝達され得る。
【００８１】
一実施態様では、Ｉ／Ｏインタフェース９３０は、プロセッサ９１０Ａ〜９１０Ｎ、非一過性コンピュータ可読記憶媒体９２０、及び任意の周辺機器（ネットワークインタフェース９４０、または入出力装置９５０などの他の周辺インタフェースを含む）の間のＩ／Ｏトラフィックを調整するように構成してもよい。一部の実施態様では、Ｉ／Ｏインタフェース９３０は、一方のコンポーネント（例えば、非一過性コンピュータ可読記憶媒体９２０）からのデータ信号を、他方のコンポーネント（例えば、プロセッサ９１０Ａ〜９１０Ｎ）による使用に適したフォーマットに変換するために、任意の必要なプロトコル、タイミングまたは他のデータ変換を実行することができる。一部の実施態様では、Ｉ／Ｏインタフェース９３０は、例えば、周辺構成要素相互接続（ＰＣＩ）バス規格またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）規格の変形など、様々な方式の周辺バスを介して接続されるデバイスのサポートを含むことができる。一部の実施態様では、Ｉ／Ｏインタフェース９３０の機能は、例えば、ノースブリッジ及びサウスブリッジなどの２つ以上の別個のコンポーネントに分割することができる。また、一部の実施態様では、非一過性コンピュータ可読記憶媒体９２０へのインタフェースなど、Ｉ／Ｏインタフェース９３０の機能の一部または全部をプロセッサ９１０Ａ〜９１０Ｎに直接組み込むことができる。
【００８２】
ネットワークインタフェース９４０は、コンピュータシステム９００と、他のコンピュータシステム、ロボット（例えば、第１及び第２のロボット装置）などのネットワーク、またはコンピュータシステム９００のノード間に接続された他のデバイスとの間でデータを交換できるように構成されてもよい。様々な実施態様において、ネットワークインタフェース９４０は、任意の適切な種類のイーサネット（登録商標）ネットワークなどの、有線または無線の一般データネットワークを介した通信をサポートすることができる。
【００８３】
入出力装置９５０は、一部の実施態様において、１つ以上のディスプレイ、投影装置、オーディオ出力デバイス、キーボード、キーパッド、タッチパッド、スキャン装置、音声または光学認識装置、または１つ以上のコンピュータシステム９００によってデータを入力する、または検索するのに適した任意の他のデバイスを含むことができる。複数の入出力装置９５０がコンピュータシステム９００に存在してもよく、またはコンピュータシステム９００の様々なノードに分散されていてもよい。一部の実施態様では、同様の入出力装置は、コンピュータシステム９００から分離していてもよく、ネットワークインタフェース９４０を介してなど、有線接続または無線接続を介してコンピュータシステム９００の１つ以上のノードとインタラクトすることができる。
【００８４】
図９に示すように、メモリ９２０は、記載された実施態様のうちの１つ以上を実装するように構成されてもよく、及び／またはデータストレージ９３５を提供するプログラム命令９２５を含むことができ、このデータストレージ９３５は、プログラム命令９２５によってアクセス可能な様々なテーブル、データストア及び／または他のデータ構造を含むことができる。データストレージ９３５は、１つ以上のアイテム特性、シンギュレーションパターンなどを保持するための様々なデータストアを含むことができる。
【００８５】
当業者であれば、コンピューティングシステム９００は単なる例示のためのものであり、実施態様の範囲を限定するものではないことを理解されるはずである。具体的には、コンピューティングシステム及びデバイスは、コンピュータ、ネットワークデバイス、インターネット家電、ロボットデバイスなどを含む、指示された機能を実行することができるハードウェアまたはソフトウェアの任意の組合せを含むことができる。コンピューティングシステム９００はまた、図示されていない他のデバイスに接続されてもよく、あるいはスタンドアロンシステムとして動作してもよい。さらに、図示されたコンポーネントによって提供される機能は、一部の実施態様において、より少数のコンポーネントに統合してもよく、または付加的なコンポーネントに分散させてもよい。同様に、一部の実施態様では、図示されたコンポーネントのいくつかの機能が提供されない場合があり、及び／または他の追加の機能を利用可能な場合がある。
【００８６】
当業者であれば、一部の実施態様では、上で論じられた方法、システム、及び装置によって提供される機能性が、例えば、多くのソフトウェアモジュールまたはルーチンに分割されるか、少数のモジュールまたはルーチンに統合されるか、及び／または追加のまたはより少数のロボット装置に分割されるなど、代替的な方法で提供され得ることを理解されるはずである。同様に、一部の実施態様では、図示された方法及びシステムは、例えば、他の図示された方法がそのような機能性をそれぞれ欠いているかまたは含んでいる場合、または提供される機能性の量が変更された場合など、説明されているよりも多くのまたは少ない機能性を提供することができる。さらに、様々な動作が特定の方法（例えば、直列にまたは並列に）及び／または特定の順序で実行されるものとして示されているが、他の実施態様では、動作は他の順序で、及び他の方法で実行されてもよいことを当業者は理解されるはずである。図面に図示され、本明細書で説明される様々な方法、装置、及びシステムは、例示的な実施態様を表す。本方法及びシステムは、他の実施態様において、ソフトウェア、ハードウェア、またはそれらの組合せで実装されてもよい。同様に、他の実施態様では、任意の方法の順序が変更されてもよいし、例えば、様々な特徴が追加され、並べ替えられ、結合され、省略され、変更されるなどしてもよい。
【００８７】
本明細書で開示される実施態様は、第１のロボット装置を使用して、複数のアイテムをトートからシンギュレーションテーブルに移行させることを含むアイテムシンギュレーション方法を含むことができ、複数のアイテムのうちの少なくとも２つのアイテムが、異なるサイズ及び異なる形状を有し、複数のアイテムのうちの少なくとも２つのアイテムが、シンギュレーションテーブルに移行したときに少なくとも部分的に重なり合うよう配置される。アイテムシンギュレーション方法は、シンギュレーションテーブルを作動させて、少なくとも２つのアイテムを、重なり合わないよう配置させること、複数のアイテムのうちの他のアイテムに対して、複数のアイテムを少なくとも部分的に距離を置いて分離させること、シンギュレーションテーブルの振動の結果として、複数のアイテムをシンギュレーションテーブルに沿って移行させること、及び第１のアイテムを採取コンベヤに移行させることを少なくとも含むこともできる。アイテムシンギュレーション方法は、採取コンベヤを作動させて、第１のアイテムを採取場所に搬送すること、及び採取場所から第１のアイテムを第２のロボット装置で採取することのうちの１つ以上を含むこともできる。
【００８８】
任意選択的に、アイテムシンギュレーション方法は、採取場所で第１のアイテムの画像を取得すること、及び画像を処理して、アイテムの形状またはアイテムに関する採取箇所の少なくとも１つを決定することのうちの１つ以上を含むこともでき、採取することが、アイテムまたは採取箇所の形状に少なくとも部分的に基づいてアイテムを採取することを含む。任意選択的に、第２のロボット装置は、吸着、接着、電気接着、または磁気のうちの少なくとも１つを利用して、採取箇所でアイテムを採取するように構成された収斂性エンドエフェクタを含むことができる。任意選択的に、シンギュレーションテーブルは、複数のアイテムがシンギュレーションテーブルに沿って移動するにつれて、複数のアイテムのシンギュレーションをさらに引き起こす、正の順方向勾配、負の順方向勾配、または側方勾配のうちの少なくとも１つを含むことができる。任意選択的に、シンギュレーションテーブルは、シンギュレーションテーブルの振動に応答して、複数のアイテムを移行させるテクスチャ加工された表面を含むことができる。
【００８９】
本明細書で開示される他の実施態様は、複数の異なるアイテムをシンギュレーションテーブルに移行させるように構成された第１のロボット装置を有するシンギュレーションステーションを含むことができる。シンギュレーションステーションは、複数の異なるアイテムからアイテムを採取し、アイテムをシンギュレーションステーションから移行させるように構成された第２のロボット装置を含むこともできる。シンギュレーションテーブルは、作動時にシンギュレーションテーブルを動かすアクチュエータと、アイテムを、複数の異なるアイテムのうちの他のアイテムに対して少なくとも部分的に分離させるとともに、シンギュレーションテーブルの変えられる動きに応じて、表面に沿って移行させるこの表面とを含むことができる。
【００９０】
任意選択的に、シンギュレーションステーションは、複数の異なるアイテムのうちのアイテムがシンギュレーションテーブルを離れて移行する際に、アイテムを受け取るように、シンギュレーションテーブルに隣接して配置された採取コンベヤを含む。採取コンベヤは、採取場所にアイテムを搬送するように構成されてもよく、第２のロボット装置は、採取場所からアイテムを採取するように構成されてもよい。任意選択的に、シンギュレーションステーションは、採取場所の上に配置されて、採取場所に配置されたアイテムの画像を取得する頭上カメラを含む。任意選択的に、第２のロボット装置は、採取場所に配置されたアイテムの画像の処理から決定されるアイテム位置情報に少なくとも部分的に基づく、アイテム上の採取箇所に対応する採取位置を受け取るように構成される。任意選択的に、シンギュレーションテーブルは、複数の区分を含み、複数の区分のそれぞれが、アイテムを、複数の異なるアイテムのうちの他のアイテムに対して少なくとも部分的に分離させるとともに、区分の変えられる動きに応じて、表面に沿って移行させる表面を含む。任意選択的に、アイテムが少なくとも２つの区分のそれぞれに沿って異なる方向に移行するように、少なくとも２つの区分が異なる方向に配向される。任意選択的に、第１のロボット装置は、６方向で位置決め可能なロボットアーム、単一軸のメカトロニクス装置、または無人航空機のうちの少なくとも１つである。任意選択的に、シンギュレーションステーションは、アイテムと、アイテムを採取するために使用される第２のロボット装置のエンドエフェクタとの間の距離を測定するように構成された距離測定素子を含む。任意選択的に、距離測定素子は、第２のロボット装置のエンドエフェクタに結合され、エンドエフェクタがアイテムを採取するように構成される。任意選択的に、第２のロボット装置は、吸着、接着、電気接着、または磁気のうちの少なくとも１つを利用して、アイテムを採取するように構成された収斂性エンドエフェクタをさらに含む。任意選択的に、第２のロボット装置は、収斂性エンドエフェクタ上に配置され、アイテムに接触したときに吸引して、アイテムの採取を可能にするように構成された複数の吸着カップをさらに含む。任意選択的に、表面は、第１の摩擦係数を有する第１の材料を含む第１の区分と、第２の摩擦係数を有する第２の材料を含む第２の区分とを有する。
【００９１】
本明細書で開示される他の実施態様は、別種の複数アイテムをシンギュレーションテーブルに移行させるように構成された第１のロボット装置を有するシステムを含むことができる。シンギュレーションテーブルは、シンギュレーションパターンに従って動くように構成され、複数のアイテムのうちの他のアイテムに対して、複数のアイテムのうちのアイテムを距離を置いて分離させる。本システムは、シンギュレーションテーブルに隣接して配置され、複数のアイテムのうちのアイテムを受け取り、このアイテムを採取場所に移行させるように構成された採取コンベヤを含むこともできる。本システムは、採取場所からアイテムを採取し、採取コンベヤからアイテムを移行させるように構成された第２のロボット装置を含むこともできる。
【００９２】
任意選択的に、システムは、シンギュレーションテーブルと通信するシンギュレーションコントローラをさらに含む。シンギュレーションコントローラは、少なくとも複数のアイテムの各アイテムの種類を決定し、複数のアイテムの各アイテムの種類に少なくとも部分的に基づいて、シンギュレーションパターンを決定し、シンギュレーションテーブルをシンギュレーションパターンに従って動かす命令をシンギュレーションテーブルに送るように構成され得る。任意選択的に、シンギュレーションパターンは、動きの振幅、動きの周波数、動きの方向、またはシンギュレーションパターンの変化のうちの少なくとも１つを指示する。任意選択的に、第２のロボット装置は、吸引を利用してアイテムを採取するように構成された収斂性エンドエフェクタと、収斂性エンドエフェクタ上に配置された距離測定素子とをさらに含み、距離測定素子が、アイテムと収斂性エンドエフェクタとの間の距離を決定するように構成される。任意選択的に、システムは、採取場所の画像を取得するように構成された撮像素子を含み、採取場所内のアイテムの位置、または採取場所からのアイテムの採取の確認のうちの少なくとも１つを判断するために画像が処理される。
【００９３】
以上のことから、例示の目的で特定の実施態様が本明細書に記載されているが、添付の特許請求の範囲及びその中に記載されている特徴の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができることが理解されよう。さらに、特定の態様は、特定の請求項の形態で以下に提示されるが、本発明者らは、あらゆる利用可能な請求項の形態における様々な態様を考慮する。例えば、現在、いくつかの態様のみが、非一過性コンピュータ可読記憶媒体に具体化されるものとして記載されているが、他の態様も同様に具体化することができる。本開示の恩恵を受ける当業者にとっては自明であるように、様々な修正及び変更がなされ得る。このような全ての修正及び変更を包含することが意図されており、したがって、上記の説明は限定的な意味ではなく例示的なものとみなされるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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