具体实施方式

以下示例中更具体地描述了本公开，这些示例仅旨在举例说明，其中的许多修改和变化对本领域技术人员而言是显而易见的。现在详细描述本公开的各种实施例。参考附图，贯穿附图，相同的数字表示相同的部件。如本文的说明中及整个权利要求中所使用的，“一”、“一个”和“所述”的含义包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外，如本文的说明及整个权利要求中所使用的，“在...中”的含义包括“在...中”和“在...上”，除非上下文另外明确指出。此外，为了方便读者，在说明中可能使用标题或副标题，这不会影响本公开的范围。另外，以下对本说明中使用的一些术语进行更具体地定义。

本说明书中使用的术语在本公开的上下文中以及在使用各术语的特定上下文中通常具有其本领域的普通含义。在下文或说明书的其他位置讨论了用于描述本公开的一些术语，以向从业者提供关于本公开的描述的附加指导。应当理解，可以以一种以上的方式陈述同一事物。因此，备选的语言和同义词可用于本文讨论的任何一个或多个术语，术语是否在此阐述或讨论也没有任何特殊意义。在此提供了某些术语的同义词，但一个或多个同义词的列举不排除使用其他同义词。在本说明书中任何位置使用的示例，包括在此讨论的任何术语的示例，仅是示例性的，绝不限制本公开或任何示例性术语的范围和含义。同样，本公开不限于本说明书中给出的各种实施例。

应当理解，当称一个元件在另一元件“上”时，该元件可以直接在该另一元件上，或者在它们之间可以存在中间元件。相反，当称一个元件“直接在”另一个元件“上”时，则不存在中间元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任意和所有组合。

应当理解，尽管本文可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。

此外，相对术语，例如“下部”或“底部”以及“上部”或“顶部”，在本文中可用于描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。应当理解，除附图中描绘的取向外，相对术语还旨在涵盖装置的不同取向。例如，如果将附图之一中的装置翻转，则描述为在其他元件的“下”侧的元件将定向在其他元件的“上”侧。因此，根据附图的特定取向，示例性术语“下部”可包含“下部”和“上部”这两个取向。类似地，如果将其中一个附图中的装置翻转，则描述为在其他元件“之下”或“下方”的元件将定向为在其他元件“之上”。因此，示例性术语“在...之下”或“在...下方”可以包含上方和下方两个取向。

本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义，除非另外定义。还应当理解，诸如在常用词典中定义的术语应被解释为具有与它们在相关领域和本公开的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释，除非在本文中明确定义。

如本文所使用的，“大约”、“左右”、“大致”或“接近”应通常是指在给定值或范围的百分之二十以内，优选地为百分之十以内，更优选地为百分之五以内。这里给出的数值是近似的，意指如果没有明确说明，则可以对术语“大约”、“左右”、“大致”或“接近”进行推断。

如本文所使用的，“多个”是指两个或更多个。

如本文所使用的，术语“包括”、“包含”、“承载”、“具有”、“含有”、“涉及”等应被理解为开放式的，即意指包括但不限于。

如本文所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应被解释为表示使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，可以以不同的顺序(或同时)执行方法内的一个或多个步骤。

如本文所使用的，术语“模块”可以指代以下各项的一部分或包括专用集成电路(ASIC)、电子电路、组合逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)、执行代码的处理器(共享的、专用的或处理器组)、提供上述功能的其他合适的硬件部件、或上述一些或全部的组合，例如在片上系统中。术语“模块”可以包括存储由处理器执行的代码的存储器(共享的、专用的或存储器组)。

如本文所使用的，术语“代码”可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、功能、类和/或对象。如上文所使用的，术语“共享”是指可以使用单个(共享)处理器执行来自多个模块的一些或全部代码。另外，来自多个模块的一些或全部代码可以由单个(共享)存储器存储。如上文所使用的，术语“组”是指可以使用一组处理器执行来自单个模块的一些或全部代码。另外，可以使用一组存储器存储来自单个模块的一些或全部代码。

如本文所使用的，术语“接口”通常指代在部件之间的交互点处用于在部件之间执行数据通信的通信工具或装置。通常，接口可以适用于硬件和软件，并且可以是单向接口或双向接口。物理硬件接口的示例可以包括电连接器、总线、端口、缆线、终端和其他I/O设备或部件。与接口通信的部件例如可以是计算机系统的多个部件或外围设备。

如上所述，夹持装置可以用于抓取物体。例如，图1A至图1C示出了根据本公开的某些实施例的夹持装置。如图1A所示，夹持装置100由基座110和两个臂状部件120形成，每个臂状部件120由可以相对于基座110旋转的多个可移动部分形成。图1A示出了处于夹持状态的夹持装置100，其中臂状部件120可以形成特定角度以在由臂状部件120形成的空间内夹持物体130。相比之下，图1B示出了处于关闭状态的夹持装置100，图1C示出了处于打开状态的夹持装置100。

然而，软包装可以由允许任意改变软包装的形状的柔软的、可变形的材料形成。在这种情况下，没有用于如图1A至图1C所示的夹持装置100夹持软包装的固定表面。因此，为了确保成功夹持，本公开的一个方面提供了一种具有刚性夹持部件的软包装。

图2A和图2B示出了根据本公开的某些实施例的软包装。如图2A所示，软包装200包括：包装主体210和四个刚性夹持部件220。包装主体210在扁平的空状态下为大致矩形形状。四个刚性夹持部件220设置在包装主体210的四个拐角处。包装主体210由柔软的可变形材料制成，因此允许包装主体210在包装过程中发生变形。图2B示出了处于包装状态的软包装，其中包装主体210变形以将物体包装在其中。相比之下，每个刚性夹持部件220由“刚性”材料形成，意味着刚性夹持部件220的刚度比可变形材料好得多，使得刚性夹持部件220可以不像包装主体210一样容易变形。在这种情况下，刚性夹持部件220为机器人系统的交互提供了相对坚固的部分。如图2A所示，每个刚性夹持部件220是刚性环结构，用于被机器人装置(例如，图1A至图1C所示的夹持装置100)或任何其他夹持装置或吊钩装置夹持。

在操作中，软包装的包装主体210上可能没有足够大的安装表面来保证成功夹持。然而，每个刚性夹持部件220的刚性环结构可以提供多个夹持结构或钩挂结构，以供机器人系统夹持或钩挂在其中。例如，机器人系统可以包括多个机器人装置(每个机器人装置可以是夹持装置100，或任何其他夹持装置或吊钩装置)，可以操作每个机器人装置以夹持或钩住对应的一个刚性夹持部件220的刚性环结构，从而实现对软包装200的拾取。

在某些实施例中，每个刚性夹持部件220的刚性环结构可以是磁性的，使得夹持装置100可以容易地对刚性环结构的位置进行检测。

在图2A所示的实施例中，包装主体210在扁平的空状态下呈大致矩形形状。在某些实施例中，包装主体210可以具有圆形形状或椭圆形形状，刚性环结构沿圆形或椭圆形形状的包装主体210的外围分布。圆形或椭圆形包装主体210上的刚性环结构的数量可以是两个、三个、四个或四个以上，刚性环结构优选沿包装主体210的外围均匀分布。在某些实施例中，包装主体210可以具有三角形形状、梯形形状或其他多边形形状，并且多个刚性环结构优选地位于包装主体210的外围，例如，包装主体210的拐角。

在该实施例中，刚性环结构形成圆形孔。在其他实施例中，刚性环结构可以具有椭圆形或多边形形状。在某些实施例中，多边形形状包括三角形、矩形或梯形、五边形、六边形、八边形、十二边形等。在某些实施例中，当刚性环结构具有五边形或六边形形状时，根据机器人操作装置的形状，机器人操作装置或机器人臂可以容易地拾起刚性环结构，并牢固地握住刚性环结构。

在某些实施例中，每个刚性夹持部件220还可以包括视觉引导结构，该视觉引导结构被构造为由机器人系统的计算机视觉系统进行检测，使得计算机视觉系统可以确定每个刚性夹持部件220的位置。在某些实施例中，视觉引导结构可以是彩色结构，具有与包装主体210不同的颜色，使得计算机视觉系统更容易识别出视觉引导结构。例如，如图2C所示，刚性夹持部件220划分为四个部分，每部分具有特定的红色、蓝色、绿色和黄色，从而使得视觉系统容易地识别出刚性夹持部件220。为了有效地辅助系统的操作，刚性夹持部件220的颜色数量可以是1至3种或大于4种，同一软包装200的刚性夹持部件220可以具有相同的颜色图案或不同的颜色图案。在某些实施例中，实现视觉引导结构的简单方式是为每个刚性夹持部件220提供彩色环结构，使得彩色环结构既可以用作刚性环结构，也可以用作彩色视觉引导结构。

备选地，刚性环结构和视觉引导结构可以是分开的结构。例如，图2D示出了根据本公开的不同实施例的软包装200'。如图2D所示的软包装200'与如图2A所示的软包装200之间的差异在于，每个刚性夹持部件220不仅包括刚性环结构，还包括其上具有计算机可识别码的标签225。在某些实施例中，标签225也必须是刚性且不容易变形的，以使得其上的计算机可识别码可以是普遍可识别的。如图2D所示，标签225上的计算机可识别码是快速响应(QR)码，该快速响应(QR)码可以包含有软包装200'的信息，使得计算机视觉系统可以通过扫描QR码来识别软包装200'的信息。另外，标签225还可以帮助计算机视觉系统更准确地定位对应刚性夹持部件220的刚性环结构。在某些实施例中，标签225上的计算机可识别码也可以是条形码、水印、Apriltag码或任何其他形式的计算机可识别码。每个拐角中的标签225可以彼此相同或不同。当四个拐角中的标签225彼此不同时，每个标签225可以包括与对应拐角相对应的特定信息。

应当注意，尽管图2D示出了标签225形成在包装主体210上，标签225的位置可以改变。例如，在某些实施例中，标签225可以是从包装主体210延伸的部分。

如上所述，处理软包装200的机器人装置不限于如图1A至图1C所示的夹持装置100。在某些实施例中，夹持装置可以是可扩展的夹持装置，具有构造为可在常规状态和扩展状态之间切换的可扩展夹持部件。当可扩展夹持部件处于常规状态时，可扩展夹持部件的尺寸小于每个刚性夹持部件220的刚性环结构的内部尺寸，以使可扩展夹持部件被构造为插入到刚性环结构中。当可扩展夹持部件处于常规状态时，扩展可扩展夹持部件的尺寸以适配于每个刚性夹持部件220的刚性环结构的内部尺寸，以使可扩展夹持部件被构造为夹持刚性环结构。可扩展夹持装置的示例可以在市场上获得。例如，IDG扩展夹持器，其是一种气动夹持器，可以扩展其中的三个小型指部以抓住孔型物品。或者，可扩展夹持装置例如是通过压缩弹性扩展器或使气囊膨胀来抓住孔的扩展夹持器。因此，可以使用刚性夹持部件220中的一个或两个刚性夹持部件220来执行对软包装的操作。在其他实施例中，也可以使用三个或全部四个刚性夹持部件220以使用机器人或夹持器来操作软包装200。

在本公开的另一方面，提供了一种机器人系统以处理如上所述的软包装。例如，图3是根据本公开的一个实施例的机器人系统的示意图。如图3所示，机器人系统300包括控制器310、多个机器人装置320和计算机视觉系统330。控制器310用于控制机器人装置320和计算机视觉系统330以处理软包装，该软包装可以是如以上任一实施例中所述的软包装200。每个机器人装置320可以是夹持装置100，或任何其他夹持装置或吊钩装置。计算机视觉系统330可以是扫描装置，扫描装置可以包括用于捕捉软包装200的图像的相机，扫描装置还可以包括用于识别软包装200的刚性夹持部件220的位置的对应软件部件，例如，图像识别软件。控制器310连接到机器人装置320和计算机视觉系统330，以便控制机器人装置320处理软包装200，并控制计算机视觉系统330识别软包装200的刚性夹持部件220的位置。

图4是根据本公开的一个实施例的机器人系统的控制器的示意图。如图4所示，控制器400可以是计算装置，包括处理器412、存储器414和存储有计算机可执行代码418的存储装置416。

处理器412对控制器410的操作进行控制。在某些实施例中，处理器412可以是中央处理单元(CPU)。存储器414可以是易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)，用于在控制器410操作期间存储数据和信息。在某些实施例中，存储器414可以是易失性存储器阵列。在某些实施例中，控制器410可以在一个以上处理器412和/或一个以上存储器414上运行。

存储装置416是非易失性数据存储介质或用于存储控制器410的计算机可执行代码418的装置。存储装置516例如可以包括闪存、存储卡、USB驱动器或其他类型的非易失性存储装置，例如，硬盘驱动器、软盘、光盘驱动器或任何其他类型的数据存储装置。在某些实施例中，控制器410可以具有一个以上的存储装置416。

计算机可执行代码418包括代码或指令，当在处理器412处执行该代码或指令时，可以执行某些特征，以控制如图3所示的机器人装置320和计算机视觉系统330的操作。具体地，这些特征的示例可以包括但不限于控制机器人装置320抓取软包装200的一个或多个刚性夹持部件220的刚性环结构；控制计算机视觉系统330捕捉软包装200的图像；以及处理软包装的图像以识别刚性夹持部件220的位置。

应当注意，在对软包装200进行处理时，软包装200并不总是单独出现。例如，多个软包装200可以由如图3所示的机器人系统300累积并一起处理。在这种情况下，可以将待处理的每个软包装200放入包装堆中。由于在堆放和运输过程中所有软包装200都可能被无序堆放，因此一些软包装200可能变形或被其他包装或物体夹在闭塞位置，以使并非所有四个刚性夹持部件220都能露出。在这种情况下，对于每个软包装200，只要软包装200没有完全埋在堆中，就可能使软包装200的至少一个拐角露出，以由机器人系统300的计算机视觉系统330检测到。因此，软包装200可以提供至少一个刚性夹持部件220，以由机器人系统300抓取。换句话说，在软包装200的所有四个拐角均具有刚性夹持部件220的情况下，可以更好地保证软包装200被成功抓取。此外，在某些实施例中，如果机器人系统300的计算机视觉系统330未检测到四个刚性夹持部件220中的一些刚性夹持部件，则机器人系统300可以识别出软包装200的至少一部分被遮挡。如果机器人系统300检测到多个软包装200被遮挡，则机器人系统300可以确定软包装200被无序堆放。

在某些实施例中，机器人系统300可以被构造为控制机器人装置320执行对软包装200的翻转动作。例如，如果机器人系统300的控制器400确定软包装200具有至少两个可识别的刚性夹持部件220，则机器人系统300可以使用该至少两个可识别的刚性夹持部件220来进行软包装200的翻转。具体地，控制器400可以控制机器人装置320抓取软包装200的至少两个可识别刚性夹持部件220的刚性环结构，使得至少两个可识别刚性夹持部件220的每个刚性环结构被一个机器人装置320抓取。换句话说，软包装200被至少两个机器人装置320抓取。然后，控制器400可以控制抓取软包装200的至少两个刚性夹持部件220的至少两个机器人装置320翻转软包装200。

在本公开的另一方面，可以使用如图3所示的机器人系统300和如图4所示的控制器400来执行处理软包装的方法。例如，图5是根据本公开的一个实施例的使用机器人系统处理软包装的方法的流程图。在某些实施例中，如图5所示的方法可以在如图3所示的机器人系统300和如图4所示的控制器400上实现，由如图5所示的方法处理的软包装可以是上述任一实施例所述的软包装200。需要特别指出的是，除非在本公开中另有陈述，否则该方法的步骤可以以不同的顺序排列，因此并不限于图5所示的顺序。

如图5所示，当提供如图4所示的机器人系统300时，在过程510处，可以提供软包装200以进行处理。软包装200可以包括柔软的、可变形的包装主体210和多个刚性夹持部件220。然后，在过程520处，控制器400可以控制计算机视觉系统330来捕捉软包装200的图像。在某些实施例中，每个刚性夹持部件220还可以包括视觉引导结构，例如彩色结构或标签，该视觉引导结构容易被计算机视觉系统330检测到。在过程530处，控制器400可以处理软包装200的图像以识别软包装200的刚性夹持部件220的位置。一旦识别出软包装200的刚性夹持部件220的位置，在过程540处，控制器400就可以控制机器人装置320抓取刚性夹持部件220。

在对多个软包装或对软包装与刚性包装的混合包装进行操作期间，软包装的一个或多个拐角可能被其他包装挡住。图6是根据本公开的一个实施例的待处理的多个软包装的示意图。返回参考图3的描述并且如图6所示，多个软包装600堆叠在平台650上。每个软包装600具有四个刚性夹持部件620。然而，每个软包装600露出的供机器人操作的刚性夹持部件620的数量是变化的。基于每个软包装的尺寸、取向及其在堆叠中的位置，每个软包装露出的刚性夹持部件620可以是一个、两个、三个或四个。因此，根据本公开的一些实施例，可能每个软包装600至少具有一个暴露在外部的刚性夹持部件620，使得如图3所示的机器人可以容易地使用一个、两个、三个或四个露出的刚性夹持部件620拾起任意一个软包装。

前述对本公开的示例性实施例的描述仅出于说明和描述的目的给出，而并不旨在穷举或将本公开限制为所公开的精确形式。根据以上教导，可以进行许多修改和变化。

选择和描述实施例是为了解释本公开的原理及其实际应用，以便使本领域的其他技术人员能够利用本公开和各种实施例并进行各种修改，以适合于预期的特定用途。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，备选实施例对于本公开所属领域的技术人员是显而易见的。因此，本公开的范围由所附权利要求限定，而不是前述描述和其中描述的示例性实施方式限定。