一种码垛机器人及其控制方法、装置、存储介质及处理器

摘要

本发明公开了一种码垛机器人及其控制方法、装置、存储介质及处理器，该方法包括：确定首个目标物在预设的传送带上的传输速度，并确定首个目标物的形状；首个目标物，是在传送带移动的过程中，在传送带上的一个以上目标物中，任一时刻首个出现在码垛机器人的目标夹取物范围内的一个目标物；根据首个目标物的传输速度，确定码垛机器人的末端对首个目标物的夹取时间；并根据首个目标物的形状，确定码垛机器人的末端对首个目标物的夹取方式；根据夹取时间和夹取方式，控制码垛机器人的末端对首个目标物进行夹取。该方案，通过使码垛机器人能够针对不同物品进行码垛，以提升码垛机器人的通用性。

权利要求

1.一种码垛机器人的控制方法，其特征在于，包括：确定首个目标物在预设的传送带上的传输速度，并确定所述首个目标物的形状，包括：通过毫米波探测器，按设定形状中的n个设定点位发射毫米波，并获取所述首个目标物基于n个设定点位的所述毫米波反馈的反射波，并获取n个设定点位处的所述反射波的反馈时间，n为正整数；将n个设定点位处的所述反射波的反馈时间和光速，确定n个设定点位处的所述反射波的反射距离；根据n个设定点位处的所述反射波的反射距离，确定所述首个目标物的形状；所述首个目标物，是在所述传送带移动的过程中，在所述传送带上的一个以上目标物中，任一时刻首个出现在所述码垛机器人的目标夹取物范围内的一个目标物；所述首个目标物的形状，包括：所述首个目标物的m个平面，m为正整数；对所述首个目标物的夹取方式，包括：所述首个目标物的夹取面，所述首个目标物的夹取角度，以及对所述首个目标物的夹取力度；根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式，包括：确定所述首个目标物的m个平面中面积最大的一个平面；确定所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差，并确定所述面积差是否超过设定误差；若所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差未超过设定误差，则确定所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面，作为对所述首个目标物的夹取面；

若所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差超过设定误差，则在所述首个目标物的m个平面中的其余平面中，重新确定所述其余平面中面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差，以重新确定对所述首个目标物的夹取面；若在所述首个目标物的m个平面中无法确定所述首个目标物的夹取面，则以所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面，作为对所述首个目标物的夹取面；根据对所述首个目标物的夹取面，确定对所述首个目标物的夹取角度和对所述首个目标物的夹取力度；

根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间；并根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式；

根据所述夹取时间和所述夹取方式，控制所述码垛机器人的末端对所述首个目标物进行夹取。

2.根据权利要求1所述的码垛机器人的控制方法，其特征在于，确定所述首个目标物在预设的传送带上的传输速度，包括：

确定所述首个目标物在所述传送带上的位置；所述位置，包括：第一位置和第二位置；

所述第一位置，为第一次获取的所述首个目标的位置；所述第二位置，为第二次获取的所述首个目标的位置；

根据所述第一位置与所述第二位置之间的距离差和时间差，确定所述首个目标物的传输速度。

3.根据权利要求2所述的码垛机器人的控制方法，其特征在于，确定所述首个目标物在所述传送带上的位置，包括：

通过毫米波探测器，向所述首个目标物发射毫米波，并接收所述首个目标物基于所述毫米波的反射波；

根据所述毫米波的发射时间与所述反射波的接收时间之间的时间差、以及光速，确定所述首个目标物距离所述码垛机器人的距离，作为所述码垛机器人的位置。

4.根据权利要求2所述的码垛机器人的控制方法，其特征在于，根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间，包括：根据所述首个目标物的传输速度、以及所述首个目标物在所述传送带上的当前位置，确定所述首个目标物到达所述码垛机器人的时间，并将该时间确定为所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间。

5.根据权利要求4所述的码垛机器人的控制方法，其特征在于，根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间，还包括：在所述首个目标物自其在所述传送带上的当前位置到达所述码垛机器的抓取位置的达到时间大于目标到达时间的情况下，延长所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间；

在所述首个目标物自其在所述传送带上的当前位置到达所述码垛机器的抓取位置的达到时间小于目标到达时间的情况下，缩短所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间。

6.根据权利要求1所述的码垛机器人的控制方法，其特征在于，根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式，还包括：若所述首个目标物的形状在设定时间内发生了变化，则确定所述首个目标物的姿态发生了变化，并根据所述首个目标物的姿态变化后的所述首个目标物的形状，重新确定对所述首个目标物的夹取面、夹取角度和夹取力度；

在所述首个目标物的m个平面中无法确定所述首个目标物的夹取面，以所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面作为对所述首个目标物的夹取面的情况下，加大对所述首个目标物的夹取力度。

7.一种码垛机器人的控制装置，其特征在于，包括：确定单元，被配置为确定首个目标物在预设的传送带上的传输速度，并确定所述首个目标物的形状，包括：通过毫米波探测器，按设定形状中的n个设定点位发射毫米波，并获取所述首个目标物基于n个设定点位的所述毫米波反馈的反射波，并获取n个设定点位处的所述反射波的反馈时间，n为正整数；将n个设定点位处的所述反射波的反馈时间和光速，确定n个设定点位处的所述反射波的反射距离；根据n个设定点位处的所述反射波的反射距离，确定所述首个目标物的形状；所述首个目标物，是在所述传送带移动的过程中，在所述传送带上的一个以上目标物中，任一时刻首个出现在所述码垛机器人的目标夹取物范围内的一个目标物；所述首个目标物的形状，包括：所述首个目标物的m个平面，m为正整数；对所述首个目标物的夹取方式，包括：所述首个目标物的夹取面，所述首个目标物的夹取角度，以及对所述首个目标物的夹取力度；控制单元，根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式，包括：确定所述首个目标物的m个平面中面积最大的一个平面；确定所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差，并确定所述面积差是否超过设定误差；若所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差未超过设定误差，则确定所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面，作为对所述首个目标物的夹取面；若所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差超过设定误差，则在所述首个目标物的m个平面中的其余平面中，重新确定所述其余平面中面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差，以重新确定对所述首个目标物的夹取面；若在所述首个目标物的m个平面中无法确定所述首个目标物的夹取面，则以所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面，作为对所述首个目标物的夹取面；根据对所述首个目标物的夹取面，确定对所述首个目标物的夹取角度和对所述首个目标物的夹取力度；

控制单元，被配置为根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间；并根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式；

所述控制单元，还被配置为根据所述夹取时间和所述夹取方式，控制所述码垛机器人的末端对所述首个目标物进行夹取。

8.根据权利要求7所述的码垛机器人的控制装置，其特征在于，所述确定单元，确定所述首个目标物在预设的传送带上的传输速度，包括：确定所述首个目标物在所述传送带上的位置；所述位置，包括：第一位置和第二位置；

所述第一位置，为第一次获取的所述首个目标的位置；所述第二位置，为第二次获取的所述首个目标的位置；

根据所述第一位置与所述第二位置之间的距离差和时间差，确定所述首个目标物的传输速度。

9.根据权利要求8所述的码垛机器人的控制装置，其特征在于，所述确定单元，确定所述首个目标物在所述传送带上的位置，包括：通过毫米波探测器，向所述首个目标物发射毫米波，并接收所述首个目标物基于所述毫米波的反射波；

根据所述毫米波的发射时间与所述反射波的接收时间之间的时间差、以及光速，确定所述首个目标物距离所述码垛机器人的距离，作为所述码垛机器人的位置。

10.根据权利要求8所述的码垛机器人的控制装置，其特征在于，所述确定单元，根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间，包括：

根据所述首个目标物的传输速度、以及所述首个目标物在所述传送带上的当前位置，确定所述首个目标物到达所述码垛机器人的时间，并将该时间确定为所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间。

11.根据权利要求10所述的码垛机器人的控制装置，其特征在于，所述确定单元，根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间，还包括：

在所述首个目标物自其在所述传送带上的当前位置到达所述码垛机器的抓取位置的达到时间大于目标到达时间的情况下，延长所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间；

在所述首个目标物自其在所述传送带上的当前位置到达所述码垛机器的抓取位置的达到时间小于目标到达时间的情况下，缩短所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间。

12.根据权利要求7所述的码垛机器人的控制装置，其特征在于，所述控制单元，根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式，还包括：若所述首个目标物的形状在设定时间内发生了变化，则确定所述首个目标物的姿态发生了变化，并根据所述首个目标物的姿态变化后的所述首个目标物的形状，重新确定对所述首个目标物的夹取面、夹取角度和夹取力度；

在所述首个目标物的m个平面中无法确定所述首个目标物的夹取面，以所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面作为对所述首个目标物的夹取面的情况下，加大对所述首个目标物的夹取力度。

13.一种码垛机器人，其特征在于，包括：如权利要求7至12中任一项所述的码垛机器人的控制装置。

14.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至6中任一项所述的码垛机器人的控制方法。

15.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至6中任一项所述的码垛机器人的控制方法。

说明书

一种码垛机器人及其控制方法、装置、存储介质及处理器

技术领域

[0001] 本发明属于码垛机器人技术领域，具体涉及一种码垛机器人及其控制方法、装置、存储介质及处理器，尤其涉及一种智能调速和辨型的码垛机器人及其控制方法、装置、存储
介质及处理器。

背景技术

[0002] 在工厂自动化快速发展的当今社会，越来越多的制造企业开始选择使用码垛机器人来代替人工进行高效安全作业，相应的码垛机器人产业也迎来了发展的春天。在当今的
工厂自动化进程中，首当其冲的是码垛机器人的大量应用。在产品生产线上，人工码垛工作
强度大、效率低、易出现安全事故，所以使用码垛机器人来代替人工码垛是大势所趋。但是，
相关方案中，码垛机器人只能进行单一物品的码垛，普遍适用性低，通用性较差。

[0003] 上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于，提供一种码垛机器人及其控制方法、装置、存储介质及处理器，以解决码垛机器人只能进行单一物品的码垛，存在码垛机器人的通用性较差的问题，达
到通过使码垛机器人能够针对不同物品进行码垛，以提升码垛机器人的通用性的效果。

[0005] 本发明提供一种码垛机器人的控制方法，包括：确定所述首个目标物在预设的传送带上的传输速度，并确定所述首个目标物的形状；所述首个目标物，是在所述传送带移动
的过程中，在所述传送带上的一个以上目标物中，任一时刻首个出现在所述码垛机器人的
目标夹取物范围内的一个目标物；根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人
的末端对所述首个目标物的夹取时间；并根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器
人的末端对所述首个目标物的夹取方式；根据所述夹取时间和所述夹取方式，控制所述码
垛机器人的末端对所述首个目标物进行夹取。

[0006] 在一些实施方式中，确定所述首个目标物在预设的传送带上的传输速度，包括：确定所述首个目标物在所述传送带上的位置；所述位置，包括：第一位置和第二位置；所述第
一位置，为第一次获取的所述首个目标的位置；所述第二位置，为第二次获取的所述首个目
标的位置；根据所述第一位置与所述第二位置之间的距离差和时间差，确定所述首个目标
物的传输速度。

[0007] 在一些实施方式中，根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间，还包括：在所述首个目标物自其在所述传送带上的当前
位置到达所述码垛机器的抓取位置的达到时间大于目标到达时间的情况下，延长所述码垛
机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间；在所述首个目标物自其在所述传送带上的当
前位置到达所述码垛机器的抓取位置的达到时间小于目标到达时间的情况下，缩短所述码
垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间。

[0008] 在一些实施方式中，根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间，包括：根据所述首个目标物的传输速度、以及所述首个目
标物在所述传送带上的当前位置，确定所述首个目标物到达所述码垛机器人的时间，并将
该时间确定为所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间。

[0009] 在一些实施方式中，确定所述首个目标物在所述传送带上的位置，包括：通过毫米波探测器，向所述首个目标物发射毫米波，并接收所述首个目标物基于所述毫米波的反射
波；根据所述毫米波的发射时间与所述反射波的接收时间之间的时间差、以及光速，确定所
述首个目标物距离所述码垛机器人的距离，作为所述码垛机器人的位置。

[0010] 在一些实施方式中，确定所述首个目标物的形状，包括：通过毫米波探测器，按设定形状中的n个设定点位发射毫米波，并获取所述首个目标物基于n个设定点位的所述毫米
波反馈的反射波，并获取n个设定点位处的所述反射波的反馈时间，n为正整数；将n个设定
点位处的所述反射波的反馈时间和光速，确定n个设定点位处的所述反射波的反射距离；根
据n个设定点位处的所述反射波的反射距离，确定所述首个目标物的形状。

[0011] 在一些实施方式中，所述首个目标物的形状，包括：所述首个目标物的m个平面，m为正整数；对所述首个目标物的夹取方式，包括：所述首个目标物的夹取面，所述首个目标
物的夹取角度，以及对所述首个目标物的夹取力度；根据所述首个目标物的形状，确定所述
码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式，包括：确定所述首个目标物的m个平面中
面积最大的一个平面；确定所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应
的另一夹取平面之间的面积差，并确定所述面积差是否超过设定误差；若所述面积最大的
一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差未超过设定误
差，则确定所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面，
作为对所述首个目标物的夹取面；若所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平
面所对应的另一夹取平面之间的面积差超过设定误差，则在所述首个目标物的m个平面中
的其余平面中，重新确定所述其余平面中面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平
面所对应的另一夹取平面之间的面积差，以重新确定对所述首个目标物的夹取面；若在所
述首个目标物的m个平面中无法确定所述首个目标物的夹取面，则以所述面积最大的一个
平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面，作为对所述首个目标物的夹取
面；根据对所述首个目标物的夹取面，确定对所述首个目标物的夹取角度和对所述首个目
标物的夹取力度。

[0012] 在一些实施方式中，根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式，还包括：若所述首个目标物的形状在设定时间内发生了变化，
则确定所述首个目标物的姿态发生了变化，并根据所述首个目标物的姿态变化后的所述首
个目标物的形状，重新确定对所述首个目标物的夹取面、夹取角度和夹取力度；在所述首个
目标物的m个平面中无法确定所述首个目标物的夹取面，以所述面积最大的一个平面、与所
述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面作为对所述首个目标物的夹取面的情况下，
加大对所述首个目标物的夹取力度。

[0013] 与上述方法相匹配，本发明另一方面提供一种码垛机器人的控制装置，包括：确定单元，被配置为确定所述首个目标物在预设的传送带上的传输速度，并确定所述首个目标
物的形状；所述首个目标物，是在所述传送带移动的过程中，在所述传送带上的一个以上目
标物中，任一时刻首个出现在所述码垛机器人的目标夹取物范围内的一个目标物；控制单
元，被配置为根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目
标物的夹取时间；并根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个
目标物的夹取方式；所述控制单元，还被配置为根据所述夹取时间和所述夹取方式，控制所
述码垛机器人的末端对所述首个目标物进行夹取。

[0014] 在一些实施方式中，所述确定单元，确定所述首个目标物在预设的传送带上的传输速度，包括：确定所述首个目标物在所述传送带上的位置；所述位置，包括：第一位置和第
二位置；所述第一位置，为第一次获取的所述首个目标的位置；所述第二位置，为第二次获
取的所述首个目标的位置；根据所述第一位置与所述第二位置之间的距离差和时间差，确
定所述首个目标物的传输速度。

[0015] 在一些实施方式中，所述确定单元，确定所述首个目标物在所述传送带上的位置，包括：通过毫米波探测器，向所述首个目标物发射毫米波，并接收所述首个目标物基于所述
毫米波的反射波；根据所述毫米波的发射时间与所述反射波的接收时间之间的时间差、以
及光速，确定所述首个目标物距离所述码垛机器人的距离，作为所述码垛机器人的位置。

[0016] 在一些实施方式中，所述确定单元，根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间，包括：根据所述首个目标物的传输速度、以
及所述首个目标物在所述传送带上的当前位置，确定所述首个目标物到达所述码垛机器人
的时间，并将该时间确定为所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间。

[0017] 在一些实施方式中，所述确定单元，根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间，还包括：在所述首个目标物自其在所述传
送带上的当前位置到达所述码垛机器的抓取位置的达到时间大于目标到达时间的情况下，
延长所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间；在所述首个目标物自其在所述
传送带上的当前位置到达所述码垛机器的抓取位置的达到时间小于目标到达时间的情况
下，缩短所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间。

[0018] 在一些实施方式中，所述确定单元，确定所述首个目标物的形状，包括：通过毫米波探测器，按设定形状中的n个设定点位发射毫米波，并获取所述首个目标物基于n个设定
点位的所述毫米波反馈的反射波，并获取n个设定点位处的所述反射波的反馈时间，n为正
整数；将n个设定点位处的所述反射波的反馈时间和光速，确定n个设定点位处的所述反射
波的反射距离；根据n个设定点位处的所述反射波的反射距离，确定所述首个目标物的形
状。

[0019] 在一些实施方式中，所述首个目标物的形状，包括：所述首个目标物的m个平面，m为正整数；对所述首个目标物的夹取方式，包括：所述首个目标物的夹取面，所述首个目标
物的夹取角度，以及对所述首个目标物的夹取力度；所述控制单元，根据所述首个目标物的
形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式，包括：确定所述首个目标
物的m个平面中面积最大的一个平面；确定所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一
个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差，并确定所述面积差是否超过设定误差；若所
述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差
未超过设定误差，则确定所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的
另一夹取平面，作为对所述首个目标物的夹取面；若所述面积最大的一个平面、与所述面积
最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差超过设定误差，则在所述首个目标物
的m个平面中的其余平面中，重新确定所述其余平面中面积最大的一个平面、与所述面积最
大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差，以重新确定对所述首个目标物的夹取
面；若在所述首个目标物的m个平面中无法确定所述首个目标物的夹取面，则以所述面积最
大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面，作为对所述首个目标
物的夹取面；根据对所述首个目标物的夹取面，确定对所述首个目标物的夹取角度和对所
述首个目标物的夹取力度。

[0020] 在一些实施方式中，所述控制单元，根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式，还包括：若所述首个目标物的形状在设定时间
内发生了变化，则确定所述首个目标物的姿态发生了变化，并根据所述首个目标物的姿态
变化后的所述首个目标物的形状，重新确定对所述首个目标物的夹取面、夹取角度和夹取
力度；在所述首个目标物的m个平面中无法确定所述首个目标物的夹取面，以所述面积最大
的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面作为对所述首个目标物的
夹取面的情况下，加大对所述首个目标物的夹取力度。

[0021] 与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种码垛机器人，包括：以上所述的码垛机器人的控制装置。

[0022] 与上述方法相匹配，本发明再一方面提供一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以上所述的码垛机器人
的控制方法。

[0023] 与上述方法相匹配，本发明再一方面提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行以上所述的码垛机器人的控制方法。

[0024] 由此，本发明的方案，通过确定传送带上最靠近码垛机器人的目标物的传输速度和形状，根据目标物的传输速度和形状，确定码垛机器人末端对目标物的夹取时间和夹取
方式，以指导码垛机器人的末端抓取目标物，从而，通过使码垛机器人能够针对不同物品进
行码垛，以提升码垛机器人的通用性。

[0025] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

[0026] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0027] 图1为本发明的码垛机器人的控制方法的一实施例的流程示意图；

[0028] 图2为本发明的方法中确定所述首个目标物在预设的传送带上的传输速度的一实施例的流程示意图；

[0029] 图3为本发明的方法中确定所述首个目标物在所述传送带上的位置的一实施例的流程示意图；

[0030] 图4为本发明的方法中确定所述首个目标物的形状的一实施例的流程示意图；

[0031] 图5为本发明的方法中确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式的一实施例的流程示意图；

[0032] 图6为本发明的码垛机器人的控制装置的一实施例的结构示意图；

[0033] 图7为智能调速和辨型的码垛机器人的一实施例的工作状态示意图；

[0034] 图8为智能调速和辨型的码垛机器人的一实施例的内部信号处理流程示意图。

[0035] 结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

[0036] 1‑码垛机器人本体；2‑毫米波探测器；3‑生产线传送带；4‑第一个目标物；5‑第二个目标物；102‑确定单元；104‑控制单元。

具体实施方式

[0037] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一
部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做
出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0038] 根据本发明的实施例，提供了一种码垛机器人的控制方法，如图1所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该码垛机器人的控制方法可以包括：步骤S110至步骤S130。

[0039] 在步骤S110处，确定所述首个目标物在预设的传送带上的传输速度，并确定所述首个目标物的形状。所述首个目标物，是在所述传送带移动的过程中，在所述传送带上的一
个以上目标物中，任一时刻首个出现在所述码垛机器人的目标夹取物范围内的一个目标
物。所述传送带，是生产线传送带3。

[0040] 具体地，码垛机器人，如码垛机器人本体1，是可将目标物进行识别、搬运、码垛的装置。生产线传送带3，为生产过程中进行目标物转移的装置，生产完毕的目标物被放置于
生产线传送带3上，可以运输至码垛机器人本体1的附近进行搬运码垛处理。码垛机器人本
体1，置于生产线传送带3的正前方，可根据实际生产线现场进行布置。

[0041] 在一些实施方式中，结合图2所示本发明的方法中确定所述首个目标物在预设的传送带上的传输速度的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S110中确定所述首个目标物
在预设的传送带上的传输速度的具体过程，包括：步骤S210和步骤S220。

[0042] 步骤S210，确定所述首个目标物在所述传送带上的位置。所述位置，包括：第一位置和第二位置。所述第一位置，为第一次获取的所述首个目标的位置。所述第二位置，为第
二次获取的所述首个目标的位置。

[0043] 在一些实施方式中，结合图3所示本发明的方法中确定所述首个目标物在所述传送带上的位置的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S210中确定所述首个目标物在所述
传送带上的位置的具体过程，包括：步骤S310和步骤S320。

[0044] 步骤S310，通过毫米波探测器，向所述首个目标物发射毫米波，并接收所述首个目标物基于所述毫米波的反射波。

[0045] 步骤S320，根据所述毫米波的发射时间与所述反射波的接收时间之间的时间差、以及光速，确定所述首个目标物距离所述码垛机器人的距离，作为所述码垛机器人的位置。

[0046] 具体地，通过毫米波探测器，如设置在所述码垛机器人上的毫米波探测器2、或设置在所述传送带的正前方的毫米波探测器2，向所述首个目标物发射毫米波，并接收所述首
个目标物基于所述毫米波的反射波；根据所述毫米波的发射时间与所述反射波的接收时间
之间的时间差、以及光速，确定所述首个目标物距离所述码垛机器人的距离，作为所述码垛
机器人的位置。利用毫米波探测器探测首个目标物的形状，毫米波探测器的成本远低于高
速相机、传感器组合，优势明显，可以显著降低智能调速码垛机器人的使用成本，大幅度降
低智能调速和辨型的码垛机器人的综合成本，更利于推广应用。

[0047] 其中，当毫米波探测器2监测到目标物时，会将接收到的毫米波进行混波处理，混波合成部分是将毫米波探测器2接收到的反射毫米波加载至特定频率的载波中，进行信号
的调制混合，输出合成的信号混波合成后的波要经过滤波器的滤波处理，滤波器部分就是
将已经合成的信号进行滤波处理，毫米波探测器2接收到的反射毫米波在不可避免的会混
入一些杂波，为了提高信号处理的准确性，在此处需要将杂波进行滤除，消除传播过程中的
一些干扰杂波，使波形更为准确，相应的后续计算出的数据也更为准确。信号波形滤波后就
要进行数模转换处理，只有数字信号才能用于运动学算法计算处理，经过AD转换器的转换，
将信号波形转换为数字波形。

[0048] 例如：毫米波探测器2，是可以发送并接收毫米波的设备，其内部除了发送接收天线，还配有多级信号处理，可以输出有效信号。毫米波探测器2内置于码垛机器人本体1的第
一关节处，处于生产线传送带3的正前方，毫米波探测器2发射出的毫米波可以完整覆盖生
产线传送带3并接收返回毫米波。码垛机器人的控制器，对于毫米波转换后的信号可以做到
实时处理，再经过算法处理便可以将物品定位定型。从而，利用毫米波探测器和定位定型算
法，可以快速的将目标物定位、定型，配合码垛机器人可以实现智能调速码垛。

[0049] 步骤S220，根据所述第一位置与所述第二位置之间的距离差和时间差，确定所述首个目标物的传输速度。

[0050] 具体地，当码垛机器人本体1置于生产线传送带3的正前方，毫米波探测器2置于生产线传送带3的正前方，这样，毫米波探测器2发送的毫米波可以完全覆盖目标物(如第一个
目标物4、第二个目标物5等)的前进方向，才能准确的辨别每一个即将被抓取目标物的形状
姿态及实时位置。生产线传送带3则根据实际生产效率将其传送速度设置在合理的范围内，
过快或者过慢都会影响实际的码垛效率。使用于配有传送带传输目标物的码垛生产线，当
码垛机器人抓取第一个目标物后，毫米波探测器2可以马上获取第二个目标物的形状及速
度数据，并经过计算输出抓取第二个目标物的速度、抓取位置指令，可以根据目标物的速度
进行实时调整抓取码垛速率，实现智能调速和辨型。

[0051] 例如：速度计算，包括：目标物速度 l1为检测器第一次检测目标物的距离，l2第二次检测目标物的距离，t为两次检测之间时间间隔；其中， v为光
速，t1为检测器在第一检测点发出毫米波到接收到反射波的时间间隔，t2同理。在此工况下，
由于检测距离较短，所以检测过程中毫米波的传输时间造成的误差可以忽略不计。

[0052] 在一些实施方式中，结合图4所示本发明的方法中确定所述首个目标物的形状的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S110中确定所述首个目标物的形状的具体过程，包
括：步骤S410至步骤S430。

[0053] 步骤S410，通过毫米波探测器，按设定形状中的n个设定点位发射毫米波，并获取所述首个目标物基于n个设定点位的所述毫米波反馈的反射波，并获取n个设定点位处的所
述反射波的反馈时间，n为正整数。

[0054] 步骤S420，将n个设定点位处的所述反射波的反馈时间和光速，确定n个设定点位处的所述反射波的反射距离。

[0055] 步骤S430，根据n个设定点位处的所述反射波的反射距离，确定所述首个目标物的形状。

[0056] 具体地，利用毫米波探测器，通过实时发射接收毫米波可以进行目标物辨型，毫米波速度快，穿透力强，在短距离传输过程中可以做到快速辨型，指导码垛机器人末端夹具进
行抓取并码垛，从而，通过辨别目标物的形状，识别出目标物每个面的角度方位，方便码垛
机器人夹具抓取。具体可以获取每个目标的形状姿态的多组数据，如每隔0.5s获取一次毫
米波反射数据，根据反射波取点计算出目标物的外形，在接下来的时间内不断获取发射数
据并计算，并与之前数据进行对比，判断目标物姿态是否发生改变，若改变则及时更新其姿
态指令。

[0057] 例如：通过辨别目标物的形状，识别出目标物每个面的角度方位中，角度方位是指目标物每个面在空间中的角度方位，当确定目标物形状后其各个面在空间中的角度方位即
可确定。比如：面前的桌子上随意放置了一些骰子，每个骰子面对你的角度方位都是不一样
的。

[0058] 毫米波探测器2在一个点位发出的波碰到目标物后会被反射，毫米波探测器2接收到反射波后通过计算即可获取目标物中单点距离检测器的长度。单点或者少数点位只能确
认位置，不能确认形状及姿态。本发明的方案中，使用高密度毫米波束，毫米波探测器2发出
的发射波各点位之间呈正六边形(蜂巢)，每一个点位都被三个蜂巢共用。当毫米波探测器2
接收到反射波时，会计算每一个点位距离毫米波探测器2的位置，接下来对比该点位与蜂巢
内其他点位的距离差，同时6个点位形成一个平面，一个点位周围三个平面再次形成一个大
平面，依次逻辑，平面突变的位置即为棱角区域。结合整体各个小蜂巢的平面情况，得到整
体目标物的形状，且此种检测在实时进行，目标物的姿态变化也可实时掌握。

[0059] 例如：单个点位的毫米波发射时频率为f0、f1、f2、......、fn，各个点位发射的毫米波频率各不相同，但是都属于毫米波范围内。频率为f0的毫米波0点位在发射时波中会加入
时间标志位t，则该0点位发射的毫米波频率为f0t。0点位在t0时间发射频率为f0t0的毫米波，
并且在t1时间接收到反射波f'0t0，首个时间间隔数据T0＝t1‑t0，经过混波合成、滤波器和
数模转换后可以得到t1、t0的数字数据，此时目标物距离 v为毫米波传播速度。此
时进行目标物实时距离输出H0，需要注意的是H0并不是目标物在t0时刻的实时距离，而是在
t0与t1中间时刻的实时位置。

[0060] 进而，毫米波的发射点位呈蜂巢状，每个点位都存在与三个蜂巢面中，每个蜂巢中的6个点位可以确定一个面，同一点位所处的三个蜂窝面又可以确定更大的一个平面，依照
此原理可以进行目标物的形状判断。依据实时距离输出，同一个蜂巢内6个点位可以得到6
个实时距离H1、H2、H3、H4、H5、H6，在此情况下，每一个实时距离信息都可以在一个二维坐标中
形成一个坐标，与该点位的发射位置的坐标可以形成一个坐标对，6个点位的发射位置的坐
标是固定的，6个点位的发射位置的坐标之间的相对关系也是固定的，6组坐标对以及发射
位置坐标关系确定，就可计算出实时位置6个坐标之间的相互关系，从而可以确定实时位置
6个点的平面，也就能够确定该组点位的毫米波探测到的空间平面l1。确定了一组蜂巢点位
探测的平面m1后同理可以确定多组目标物的平面m2、m3......mn,在空间中平面l1有六组平
面与之相连接，使用已有的多组空间平面坐标信息，通过点位坐标的联系可以获取更大的
平面信息，从而可以得到目标物某个面的实时位置信息。

[0061] 进而，可以获得目标物多个面的实时位置信息，在目标物的各个面连接处，会有多个蜂巢点位的实时位置坐标并不能形成平面，其位置坐标形成的为折面，且与之相邻的多
个蜂巢点位得到的实时位置坐标与其情况相同，则在空间中可以形成两面相交的位置信
息，在不同时刻此相交信息总是存在，则将其判断为目标物的棱角。

[0062] 这样，根据波形中反馈信号的点位反馈时间来确定目标物的姿态，清楚的定位目标物各个边角，得到目标物的形状、姿态信息，就可以对目标物进行形状和姿态辨别，判断
出该目标物是否是棱角分明物料、各个面处于什么角度，从而实现本发明的方案的智能辨
型功能，以指导码垛机器人使用合适的角度对其进行抓取。其中，毫米波指的是波长在毫米
级别的波，为了判断是否是同一点位，最常用的是将每个点位的波设置为不同波长(差距很
小)，或者每个点位的波波长相同，在不同点位的波中增加标志位波信号，方便检测器获取
反射波后进行点位判断。

[0063] 在步骤S120处，根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间；并根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端
对所述首个目标物的夹取方式。

[0064] 在一些实施方式中，步骤S120中根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间，包括：根据所述首个目标物的传输速度、以及
所述首个目标物在所述传送带上的当前位置，确定所述首个目标物到达所述码垛机器人的
时间，并将该时间确定为所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间。

[0065] 具体地，获取目标物速度V、实时距离l，可以计算出目标物的到达时间 而目标物的到达时间T也是码垛机器人手臂到达夹取位置的时间，控制器会下达运动指令，码垛
机器人在目标物的到达时间T内到达抓取位置。在实际工况中，针对同一目标物，目标物的
到达时间T总是在不断的变化，同时码垛机器人控制器也在不断进行判断，若码垛机器人控
制器当前的运动指令无法满足在目标物的到达时间T内到达抓取位置，则会重新下达新的
运动指令，以保证在标物的到达时间T内到达抓取位置。

[0066] 例如：每隔0.5s获取一次实时速度，计算其与最佳抓取位置的距离，获取其到达最佳抓取位置的时间，输出对其的抓取时间。

[0067] 由此，通过根据同一点位不同时刻的反馈信号计算出目标物的运动速度，同时也可以计算出其与抓取位置的距离，结合目标物的速度、到抓取位置的距离可以得到目标物
的到达时间，从而指导码垛机器人在合适的时间合适的位置对其进行抓取，以及时抓取目
标物。

[0068] 在一些实施方式中，步骤S120中根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间，还包括以下任一种确定情况：

[0069] 第一种确定情况：在所述首个目标物自其在所述传送带上的当前位置到达所述码垛机器的抓取位置的达到时间大于目标到达时间的情况下，延长所述码垛机器人的末端对
所述首个目标物的夹取时间。

[0070] 第二种确定情况：在所述首个目标物自其在所述传送带上的当前位置到达所述码垛机器的抓取位置的达到时间小于目标到达时间的情况下，缩短所述码垛机器人的末端对
所述首个目标物的夹取时间。

[0071] 其中，目标物速度不同，到达时间不同。实际判断标准为目标物到达时间，目标物到达时间＝实时距离/实时速度，机器人完成上一次码垛并回到抓取位置的时间≤目标时
间即目标物到达时间。

[0072] 具体地，当第一个目标物4被抓取后，码垛机器人对下一个目标物进行同样操作直至其被抓取。两个目标之间的距离间隔是随机的，针对两个目标物的抓取命令中间会有一
定的时间间隔，在本发明的方案中，只有当目标物达到抓取位置时控制器才会输出抓取指
令并对其进行码垛，抓取指令是根据计算结果输出的，根据计算结果，当下一个目标物距离
抓取位置较远时，码垛机器人可以较慢的速度到达抓取位置进行抓取，当下一个目标物距
离抓取位置较近时，码垛机器人可以以较快的速度到达抓取位置，让前后两次抓取并码垛
的作的无缝衔接，实现本发明的方案的智能调速码垛。

[0073] 在一些实施方式中，所述首个目标物的形状，包括：所述首个目标物的m个平面，m为正整数。对所述首个目标物的夹取方式，包括：所述首个目标物的夹取面，所述首个目标
物的夹取角度，以及对所述首个目标物的夹取力度。

[0074] 步骤S120中根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式的具体过程，参见以下示例性说明。

[0075] 下面结合图5所示本发明的方法中确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S120中确定所述码垛机器人的末端对
所述首个目标物的夹取方式的具体过程，包括：步骤S510至步骤S550。

[0076] 步骤S510，确定所述首个目标物的m个平面中面积最大的一个平面。确定所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差，并确
定所述面积差是否超过设定误差。m与n可以相同也可以不同。

[0077] 步骤S520，若所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差未超过设定误差，则确定所述面积最大的一个平面、与所述面积
最大的一个平面所对应的另一夹取平面，作为对所述首个目标物的夹取面。

[0078] 步骤S530，若所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差超过设定误差，则在所述首个目标物的m个平面中的其余平面中，
重新确定所述其余平面中面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一
夹取平面之间的面积差，以重新确定对所述首个目标物的夹取面。

[0079] 步骤S540，若在所述首个目标物的m个平面中无法确定所述首个目标物的夹取面，则以所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面，作为
对所述首个目标物的夹取面。

[0080] 步骤S550，根据对所述首个目标物的夹取面，确定对所述首个目标物的夹取角度和对所述首个目标物的夹取力度。

[0081] 其中，夹取角度是指码垛机器人末端夹具会旋转到与抓取面平行的角度(夹具会落在抓取平面而不会落在棱角上)。夹取力度：已确定两个抓取面及其空间坐标，可以计算
出两个抓取面之间的距离，依照此数据控制夹具抓手移动距离，使之与目标物抓取面之间
的距离匹配，即确定抓取力度。实际使用时，夹具抓手之间的距离会略小于目标物抓取面之
间的距离。比如：吃饭时用筷子夹土豆块，土豆块杂乱无章，但是筷子总能夹在两个平整的
面，并且会挪动手腕使筷子夹在土豆块两个平整的面上。

[0082] 具体地，蜂巢点法可以确定目标物的平面，正常情况下可以确认目标物的n个平面，n为正整数。此时控制器进行判断：n个面中选取面积最大的面如第一面M1，再选取与之
对应的面如第二面M2，判断第一面M1与第二面M2的面积相差是否超过20％。若第一面M1与第
二面M2的面积相差未超过20％，则选取此两个面进行抓取。若第一面M1与第二面M2的面积相
差超过20％，则选取面积第二大的面如第三面M3，再次进行同等判断，直至选择出合适的抓
取面。若所有的面都不符合要求，则选取最大面积的面如第一面M1及其对应的面如第二面
M2，并且增加抓取力度。

[0083] 在一些实施方式中，所述首个目标物的形状，还包括：所述首个目标物的姿态。步骤S120中根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹
取方式，还包括以下任一种确定情形：

[0084] 第一种确定情形：若所述首个目标物的形状在设定时间内发生了变化，则确定所述首个目标物的姿态发生了变化，并根据所述首个目标物的姿态变化后的所述首个目标物
的形状，重新确定对所述首个目标物的夹取面、夹取角度和夹取力度。

[0085] 第二种确定情形：在所述首个目标物的m个平面中无法确定所述首个目标物的夹取面，以所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面作
为对所述首个目标物的夹取面的情况下，加大对所述首个目标物的夹取力度。

[0086] 具体地，可以确定目标物的各个面的实时空间坐标，在多个时间点内各个面的相对位置不发生变化，则可以输出目标物的形状信息X。在多个时间点内，目标物的各个面的
相对位置不发生改变，但是各个面相对于前一时间点的位置发生的不是统一变化，即该面
随着时间增加不仅仅发生平移变化，还发生了平面旋转变化，则可以判断目标物发生了姿
态变化，随着时间增加，可以实时掌握目标物的姿态变化情况。

[0087] 其中，某个点位在tn时的坐标数据与之周围组内点位并未在同一平面中，但是在tn之前多个时间点以及tn之后多个时间点此点位可以和周围组内点位形成平面，则判断tn时
刻的位置信息有误，可以舍弃。若某个点位在任何时刻都无法和周围组内点位形成平面，则
判断该点确实为目标物平面实际情况。同样的逻辑，在步骤6中则可判断某个最小蜂巢面的
坐标偏差是实际数据还是偶然误差。在确定目标物的各个面的空间位置信息后，可确定对
目标物的抓取面。

[0088] 例如：第一个目标物4，为生产线中待码垛的产品，其姿态可以随意放置，两个目标物之间的间距不进行控制，按照生产进度将其放置于生产线传送带3上。两个目标物之间的
间距不进行刻意控制，两个目标物之间的最小到达时间间隔大于码垛机器人最快码垛周
期。第二个目标物5，当第一个目标物4处于生产线传送带3上时，毫米波探测器2仅能检测到
第一个目标物4，当第一个目标物4脱离生产线传送带3时，毫米波探测器2可检测到第二个
目标物5，并且根据反馈信号确定第二个目标物5的姿态、速度等信息。

[0089] 第一个目标物4、第二个目标物5可以以随意姿态被放置在生产线传送带3中，随生产线传送带3运输至码垛机器人本体1附近，在第一个目标物4被抓取前，毫米波探测器2可
对其进行实时监测，判断其形状姿态及实时速度。第一个目标物4被抓取后，毫米波探测器2
的检测对象改变为第二个目标物5，并对其进行同样的检测及判断。这样，码垛机器人控制
器，可以实时计算目标物达到时间和实时姿态，并且根据其到达时间和实时姿态生成抓取
指令，无论后续目标物到达的时间如何、姿态如何，码垛机器人都可以连续作业，不需要人
工干预。

[0090] 由此，码垛机器人不仅可以智能根据目标物的形状进行自适应角度力度抓取，还可以根据前后两个目标物的间距智能调节码垛速度，极大地增加了产品生产线的生产效
率，并且具有安全、可靠、精准度高等特点，具有明显的产业优势。

[0091] 在步骤S130处，根据所述夹取时间和所述夹取方式，控制所述码垛机器人的末端对所述首个目标物进行夹取，以实现对所述首个目标物的码垛。

[0092] 具体地，将码垛机器人，如智能调速和辨型的码垛机器人(即码垛机器人本体1)，布置于生产线传送3的末端，在此时需要合理调节码垛机器人本体1和生产线传送带3末端
的距离，目标物(如第一个目标物4、第二个目标物5等)要在码垛机器人1的移动范围内被抓
取。

[0093] 这样，码垛机器人，如智能调速和辨型的码垛机器人，通过辨别出目标物的形状后，智能选择对目标物的抓取面，并且实时根据反射波数据计算目标物姿态是否发生改变，
根据实时计算结果指导码垛机器人的末端夹具对夹取面进行夹取，使得智能调速和辨型的
码垛机器人可以实时识别目标物形状并指导末端夹具进行抓取码垛，从而可以对任意形状
的目标物进行抓取码垛，提了升码垛机器人的通用性。

[0094] 经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过确定传送带上最靠近码垛机器人的目标物的传输速度和形状，根据目标物的传输速度和形状，确定码垛机器人末端对
目标物的夹取时间和夹取方式，以指导码垛机器人的末端抓取目标物，从而，通过使码垛机
器人能够针对不同物品进行码垛，以提升码垛机器人的通用性。

[0095] 根据本发明的实施例，还提供了对应于码垛机器人的控制方法的一种码垛机器人的控制装置。参见图6所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该码垛机器人的控制装
置可以包括：确定单元102和控制单元104。

[0096] 其中，确定单元102，被配置为确定所述首个目标物在预设的传送带上的传输速度，并确定所述首个目标物的形状。所述首个目标物，是在所述传送带移动的过程中，在所
述传送带上的一个以上目标物中，任一时刻首个出现在所述码垛机器人的目标夹取物范围
内的一个目标物。所述传送带，是生产线传送带3。该确定单元102的具体功能及处理参见步
骤S110。

[0097] 具体地，码垛机器人，如码垛机器人本体1，是可将目标物进行识别、搬运、码垛的装置。生产线传送带3，为生产过程中进行目标物转移的装置，生产完毕的目标物被放置于
生产线传送带3上，可以运输至码垛机器人本体1的附近进行搬运码垛处理。码垛机器人本
体1，置于生产线传送带3的正前方，可根据实际生产线现场进行布置。

[0098] 在一些实施方式中，所述确定单元102，确定所述首个目标物在预设的传送带上的传输速度，包括：

[0099] 所述确定单元102，具体还被配置为确定所述首个目标物在所述传送带上的位置。所述位置，包括：第一位置和第二位置。所述第一位置，为第一次获取的所述首个目标的位
置。所述第二位置，为第二次获取的所述首个目标的位置。该确定单元102的具体功能及处
理还参见步骤S210。

[0100] 在一些实施方式中，所述确定单元102，确定所述首个目标物在所述传送带上的位置，包括：

[0101] 所述确定单元102，具体还被配置为通过毫米波探测器，向所述首个目标物发射毫米波，并接收所述首个目标物基于所述毫米波的反射波。该确定单元102的具体功能及处理
还参见步骤S310。

[0102] 所述确定单元102，具体还被配置为根据所述毫米波的发射时间与所述反射波的接收时间之间的时间差、以及光速，确定所述首个目标物距离所述码垛机器人的距离，作为
所述码垛机器人的位置。该确定单元102的具体功能及处理还参见步骤S320。

[0103] 具体地，通过毫米波探测器，如设置在所述码垛机器人上的毫米波探测器2、或设置在所述传送带的正前方的毫米波探测器2，向所述首个目标物发射毫米波，并接收所述首
个目标物基于所述毫米波的反射波。根据所述毫米波的发射时间与所述反射波的接收时间
之间的时间差、以及光速，确定所述首个目标物距离所述码垛机器人的距离，作为所述码垛
机器人的位置。利用毫米波探测器探测首个目标物的形状，毫米波探测器的成本远低于高
速相机、传感器组合，优势明显，可以显著降低智能调速码垛机器人的使用成本，大幅度降
低智能调速和辨型的码垛机器人的综合成本，更利于推广应用。

[0104] 其中，当毫米波探测器2监测到目标物时，会将接收到的毫米波进行混波处理，混波合成部分是将毫米波探测器2接收到的反射毫米波加载至特定频率的载波中，进行信号
的调制混合，输出合成的信号混波合成后的波要经过滤波器的滤波处理，滤波器部分就是
将已经合成的信号进行滤波处理，毫米波探测器2接收到的反射毫米波在不可避免的会混
入一些杂波，为了提高信号处理的准确性，在此处需要将杂波进行滤除，消除传播过程中的
一些干扰杂波，使波形更为准确，相应的后续计算出的数据也更为准确。信号波形滤波后就
要进行数模转换处理，只有数字信号才能用于运动学算法计算处理，经过AD转换器的转换，
将信号波形转换为数字波形。

[0105] 例如：毫米波探测器2，是可以发送并接收毫米波的设备，其内部除了发送接收天线，还配有多级信号处理，可以输出有效信号。毫米波探测器2内置于码垛机器人本体1的第
一关节处，处于生产线传送带3的正前方，毫米波探测器2发射出的毫米波可以完整覆盖生
产线传送带3并接收返回毫米波。码垛机器人的控制器，对于毫米波转换后的信号可以做到
实时处理，再经过算法处理便可以将物品定位定型。从而，利用毫米波探测器和定位定型算
法，可以快速的将目标物定位、定型，配合码垛机器人可以实现智能调速码垛。

[0106] 所述确定单元102，具体还被配置为根据所述第一位置与所述第二位置之间的距离差和时间差，确定所述首个目标物的传输速度。该确定单元102的具体功能及处理还参见
步骤S220。

[0107] 具体地，当码垛机器人本体1置于生产线传送带3的正前方，毫米波探测器2置于生产线传送带3的正前方，这样，毫米波探测器2发送的毫米波可以完全覆盖目标物(如第一个
目标物4、第二个目标物5等)的前进方向，才能准确的辨别每一个即将被抓取目标物的形状
姿态及实时位置。生产线传送带3则根据实际生产效率将其传送速度设置在合理的范围内，
过快或者过慢都会影响实际的码垛效率。使用于配有传送带传输目标物的码垛生产线，当
码垛机器人抓取第一个目标物后，毫米波探测器2可以马上获取第二个目标物的形状及速
度数据，并经过计算输出抓取第二个目标物的速度、抓取位置指令，可以根据目标物的速度
进行实时调整抓取码垛速率，实现智能调速和辨型。

[0108] 例如：速度计算，包括：目标物速度 l1为检测器第一次检测目标物的距离，l2第二次检测目标物的距离，t为两次检测之间时间间隔。其中， v为光
速，t1为检测器在第一检测点发出毫米波到接收到反射波的时间间隔，t2同理。在此工况下，
由于检测距离较短，所以检测过程中毫米波的传输时间造成的误差可以忽略不计。

[0109] 在一些实施方式中，所述确定单元102，确定所述首个目标物的形状，包括：

[0110] 所述确定单元102，具体还被配置为通过毫米波探测器，按设定形状中的n个设定点位发射毫米波，并获取所述首个目标物基于n个设定点位的所述毫米波反馈的反射波，并
获取n个设定点位处的所述反射波的反馈时间，n为正整数。该确定单元102的具体功能及处
理还参见步骤S410。

[0111] 所述确定单元102，具体还被配置为将n个设定点位处的所述反射波的反馈时间和光速，确定n个设定点位处的所述反射波的反射距离。该确定单元102的具体功能及处理还
参见步骤S420。

[0112] 所述确定单元102，具体还被配置为根据n个设定点位处的所述反射波的反射距离，确定所述首个目标物的形状。该确定单元102的具体功能及处理还参见步骤S430。

[0113] 具体地，利用毫米波探测器，通过实时发射接收毫米波可以进行目标物辨型，毫米波速度快，穿透力强，在短距离传输过程中可以做到快速辨型，指导码垛机器人末端夹具进
行抓取并码垛，从而，通过辨别目标物的形状，识别出目标物每个面的角度方位，方便码垛
机器人夹具抓取。具体可以获取每个目标的形状姿态的多组数据，如每隔0.5s获取一次毫
米波反射数据，根据反射波取点计算出目标物的外形，在接下来的时间内不断获取发射数
据并计算，并与之前数据进行对比，判断目标物姿态是否发生改变，若改变则及时更新其姿
态指令。

[0114] 毫米波探测器2在一个点位发出的波碰到目标物后会被反射，毫米波探测器2接收到反射波后通过计算即可获取目标物中单点距离检测器的长度。单点或者少数点位只能确
认位置，不能确认形状及姿态。本发明的方案中，使用高密度毫米波束，毫米波探测器2发出
的发射波各点位之间呈正六边形(蜂巢)，每一个点位都被三个蜂巢共用。当毫米波探测器2
接收到反射波时，会计算每一个点位距离毫米波探测器2的位置，接下来对比该点位与蜂巢
内其他点位的距离差，同时6个点位形成一个平面，一个点位周围三个平面再次形成一个大
平面，依次逻辑，平面突变的位置即为棱角区域。结合整体各个小蜂巢的平面情况，得到整
体目标物的形状，且此种检测在实时进行，目标物的姿态变化也可实时掌握。

[0115] 例如：单个点位的毫米波发射时频率为f0、f1、f2、......、fn，各个点位发射的毫米波频率各不相同，但是都属于毫米波范围内。频率为f0的毫米波0点位在发射时波中会加入
时间标志位t，则该0点位发射的毫米波频率为f0t。0点位在t0时间发射频率为f0t0的毫米波，
并且在t1时间接收到反射波f'0t0，首个时间间隔数据T0＝t1‑t0，经过混波合成、滤波器和
数模转换后可以得到t1、t0的数字数据，此时目标物距离 v为毫米波传播速度。此
时进行目标物实时距离输出H0，需要注意的是H0并不是目标物在t0时刻的实时距离，而是在
t0与t1中间时刻的实时位置。

[0116] 进而，毫米波的发射点位呈蜂巢状，每个点位都存在与三个蜂巢面中，每个蜂巢中的6个点位可以确定一个面，同一点位所处的三个蜂窝面又可以确定更大的一个平面，依照
此原理可以进行目标物的形状判断。依据实时距离输出，同一个蜂巢内6个点位可以得到6
个实时距离H1、H2、H3、H4、H5、H6，在此情况下，每一个实时距离信息都可以在一个二维坐标中
形成一个坐标，与该点位的发射位置的坐标可以形成一个坐标对，6个点位的发射位置的坐
标是固定的，6个点位的发射位置的坐标之间的相对关系也是固定的，6组坐标对以及发射
位置坐标关系确定，就可计算出实时位置6个坐标之间的相互关系，从而可以确定实时位置
6个点的平面，也就能够确定该组点位的毫米波探测到的空间平面l1。确定了一组蜂巢点位
探测的平面m1后同理可以确定多组目标物的平面m2、m3......mn,在空间中平面l1有六组平
面与之相连接，使用已有的多组空间平面坐标信息，通过点位坐标的联系可以获取更大的
平面信息，从而可以得到目标物某个面的实时位置信息。

[0117] 进而，可以获得目标物多个面的实时位置信息，在目标物的各个面连接处，会有多个蜂巢点位的实时位置坐标并不能形成平面，其位置坐标形成的为折面，且与之相邻的多
个蜂巢点位得到的实时位置坐标与其情况相同，则在空间中可以形成两面相交的位置信
息，在不同时刻此相交信息总是存在，则将其判断为目标物的棱角。

[0118] 这样，根据波形中反馈信号的点位反馈时间来确定目标物的姿态，清楚的定位目标物各个边角，得到目标物的形状、姿态信息，就可以对目标物进行形状和姿态辨别，判断
出该目标物是否是棱角分明物料、各个面处于什么角度，从而实现本发明的方案的智能辨
型功能，以指导码垛机器人使用合适的角度对其进行抓取。其中，毫米波指的是波长在毫米
级别的波，为了判断是否是同一点位，最常用的是将每个点位的波设置为不同波长(差距很
小)，或者每个点位的波波长相同，在不同点位的波中增加标志位波信号，方便检测器获取
反射波后进行点位判断。

[0119] 控制单元104，被配置为根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间；并根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人
的末端对所述首个目标物的夹取方式。该控制单元104的具体功能及处理参见步骤S120。

[0120] 在一些实施方式中，所述确定单元102，根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间，包括：

[0121] 所述确定单元102，具体还被配置为根据所述首个目标物的传输速度、以及所述首个目标物在所述传送带上的当前位置，确定所述首个目标物到达所述码垛机器人的时间，
并将该时间确定为所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间。

[0122] 具体地，获取目标物速度V、实时距离l，可以计算出目标物的到达时间 而目标物的到达时间T也是码垛机器人手臂到达夹取位置的时间，控制器会下达运动指令，码
垛机器人在目标物的到达时间T内到达抓取位置。在实际工况中，针对同一目标物，目标物
的到达时间T总是在不断的变化，同时码垛机器人控制器也在不断进行判断，若码垛机器人
控制器当前的运动指令无法满足在目标物的到达时间T内到达抓取位置，则会重新下达新
的运动指令，以保证在标物的到达时间T内到达抓取位置。

[0123] 例如：每隔0.5s获取一次实时速度，计算其与最佳抓取位置的距离，获取其到达最佳抓取位置的时间，输出对其的抓取时间。

[0124] 由此，通过根据同一点位不同时刻的反馈信号计算出目标物的运动速度，同时也可以计算出其与抓取位置的距离，结合目标物的速度、到抓取位置的距离可以得到目标物
的到达时间，从而指导码垛机器人在合适的时间合适的位置对其进行抓取，以及时抓取目
标物。

[0125] 在一些实施方式中，所述确定单元102，根据所述首个目标物的传输速度，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间，还包括：

[0126] 所述确定单元102，具体还被配置为在所述首个目标物自其在所述传送带上的当前位置到达所述码垛机器的抓取位置的达到时间大于目标到达时间的情况下，延长所述码
垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间。

[0127] 所述确定单元102，具体还被配置为在所述首个目标物自其在所述传送带上的当前位置到达所述码垛机器的抓取位置的达到时间小于目标到达时间的情况下，缩短所述码
垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取时间。

[0128] 具体地，当第一个目标物4被抓取后，码垛机器人对下一个目标物进行同样操作直至其被抓取。两个目标之间的距离间隔是随机的，针对两个目标物的抓取命令中间会有一
定的时间间隔，在本发明的方案中，只有当目标物达到抓取位置时控制器才会输出抓取指
令并对其进行码垛，抓取指令是根据计算结果输出的，根据计算结果，当下一个目标物距离
抓取位置较远时，码垛机器人可以较慢的速度到达抓取位置进行抓取，当下一个目标物距
离抓取位置较近时，码垛机器人可以以较快的速度到达抓取位置，让前后两次抓取并码垛
的作的无缝衔接，实现本发明的方案的智能调速码垛。

[0129] 在一些实施方式中，所述首个目标物的形状，包括：所述首个目标物的m个平面，m为正整数。对所述首个目标物的夹取方式，包括：所述首个目标物的夹取面，所述首个目标
物的夹取角度，以及对所述首个目标物的夹取力度。

[0130] 所述控制单元104，根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标物的夹取方式，包括：

[0131] 所述控制单元104，具体还被配置为确定所述首个目标物的m个平面中面积最大的一个平面。确定所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取
平面之间的面积差，并确定所述面积差是否超过设定误差。该确定单元102的具体功能及处
理还参见步骤S510。

[0132] 所述控制单元104，具体还被配置为若所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差未超过设定误差，则确定所述面积最大的
一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面，作为对所述首个目标物的
夹取面。该确定单元102的具体功能及处理还参见步骤S520。

[0133] 所述控制单元104，具体还被配置为若所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差超过设定误差，则在所述首个目标物的m
个平面中的其余平面中，重新确定所述其余平面中面积最大的一个平面、与所述面积最大
的一个平面所对应的另一夹取平面之间的面积差，以重新确定对所述首个目标物的夹取
面。该确定单元102的具体功能及处理还参见步骤S530。

[0134] 所述控制单元104，具体还被配置为若在所述首个目标物的m个平面中无法确定所述首个目标物的夹取面，则以所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的一个平面所对
应的另一夹取平面，作为对所述首个目标物的夹取面。该确定单元102的具体功能及处理还
参见步骤S540。

[0135] 所述控制单元104，具体还被配置为根据对所述首个目标物的夹取面，确定对所述首个目标物的夹取角度和对所述首个目标物的夹取力度。该确定单元102的具体功能及处
理还参见步骤S550。

[0136] 具体地，蜂巢点法可以确定目标物的平面，正常情况下可以确认目标物的n个平面，n为正整数。此时控制器进行判断：n个面中选取面积最大的面如第一面M1，再选取与之
对应的面如第二面M2，判断第一面M1与第二面M2的面积相差是否超过20％。若第一面M1与第
二面M2的面积相差未超过20％，则选取此两个面进行抓取。若第一面M1与第二面M2的面积相
差超过20％，则选取面积第二大的面如第三面M3，再次进行同等判断，直至选择出合适的抓
取面。若所有的面都不符合要求，则选取最大面积的面如第一面M1及其对应的面如第二面
M2，并且增加抓取力度。

[0137] 在一些实施方式中，所述首个目标物的形状，还包括：所述首个目标物的姿态。所述控制单元104，根据所述首个目标物的形状，确定所述码垛机器人的末端对所述首个目标
物的夹取方式，还包括以下任一种确定情形：

[0138] 第一种确定情形：所述控制单元104，具体还被配置为若所述首个目标物的形状在设定时间内发生了变化，则确定所述首个目标物的姿态发生了变化，并根据所述首个目标
物的姿态变化后的所述首个目标物的形状，重新确定对所述首个目标物的夹取面、夹取角
度和夹取力度。

[0139] 第二种确定情形：所述控制单元104，具体还被配置为在所述首个目标物的m个平面中无法确定所述首个目标物的夹取面，以所述面积最大的一个平面、与所述面积最大的
一个平面所对应的另一夹取平面作为对所述首个目标物的夹取面的情况下，加大对所述首
个目标物的夹取力度。

[0140] 具体地，可以确定目标物的各个面的实时空间坐标，在多个时间点内各个面的相对位置不发生变化，则可以输出目标物的形状信息X。在多个时间点内，目标物的各个面的
相对位置不发生改变，但是各个面相对于前一时间点的位置发生的不是统一变化，即该面
随着时间增加不仅仅发生平移变化，还发生了平面旋转变化，则可以判断目标物发生了姿
态变化，随着时间增加，可以实时掌握目标物的姿态变化情况。

[0141] 其中，某个点位在tn时的坐标数据与之周围组内点位并未在同一平面中，但是在tn之前多个时间点以及tn之后多个时间点此点位可以和周围组内点位形成平面，则判断tn时
刻的位置信息有误，可以舍弃。若某个点位在任何时刻都无法和周围组内点位形成平面，则
判断该点确实为目标物平面实际情况。同样的逻辑，在步骤6中则可判断某个最小蜂巢面的
坐标偏差是实际数据还是偶然误差。在确定目标物的各个面的空间位置信息后，可确定对
目标物的抓取面。

[0142] 例如：第一个目标物4，为生产线中待码垛的产品，其姿态可以随意放置，两个目标物之间的间距不进行控制，按照生产进度将其放置于生产线传送带3上。两个目标物之间的
间距不进行刻意控制，两个目标物之间的最小到达时间间隔大于码垛机器人最快码垛周
期。第二个目标物5，当第一个目标物4处于生产线传送带3上时，毫米波探测器2仅能检测到
第一个目标物4，当第一个目标物4脱离生产线传送带3时，毫米波探测器2可检测到第二个
目标物5，并且根据反馈信号确定第二个目标物5的姿态、速度等信息。

[0143] 第一个目标物4、第二个目标物5可以以随意姿态被放置在生产线传送带3中，随生产线传送带3运输至码垛机器人本体1附近，在第一个目标物4被抓取前，毫米波探测器2可
对其进行实时监测，判断其形状姿态及实时速度。第一个目标物4被抓取后，毫米波探测器2
的检测对象改变为第二个目标物5，并对其进行同样的检测及判断。这样，码垛机器人控制
器，可以实时计算目标物达到时间和实时姿态，并且根据其到达时间和实时姿态生成抓取
指令，无论后续目标物到达的时间如何、姿态如何，码垛机器人都可以连续作业，不需要人
工干预。

[0144] 由此，码垛机器人不仅可以智能根据目标物的形状进行自适应角度力度抓取，还可以根据前后两个目标物的间距智能调节码垛速度，极大地增加了产品生产线的生产效
率，并且具有安全、可靠、精准度高等特点，具有明显的产业优势。

[0145] 所述控制单元104，还被配置为根据所述夹取时间和所述夹取方式，控制所述码垛机器人的末端对所述首个目标物进行夹取，以实现对所述首个目标物的码垛。该控制单元
104的具体功能及处理还参见步骤S130。

[0146] 具体地，将码垛机器人，如智能调速和辨型的码垛机器人(即码垛机器人本体1)，布置于生产线传送3的末端，在此时需要合理调节码垛机器人本体1和生产线传送带3末端
的距离，目标物(如第一个目标物4、第二个目标物5等)要在码垛机器人1的移动范围内被抓
取。

[0147] 这样，码垛机器人，如智能调速和辨型的码垛机器人，通过辨别出目标物的形状后，智能选择对目标物的抓取面，并且实时根据反射波数据计算目标物姿态是否发生改变，
根据实时计算结果指导码垛机器人的末端夹具对夹取面进行夹取，使得智能调速和辨型的
码垛机器人可以实时识别目标物形状并指导末端夹具进行抓取码垛，从而可以对任意形状
的目标物进行抓取码垛，提了升码垛机器人的通用性。

[0148] 由于本实施例的装置所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图5所示的方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说
明，在此不做赘述。

[0149] 经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过确定传送带上最靠近码垛机器人的目标物的传输速度和形状，根据目标物的传输速度和形状，确定码垛机器人末端对目
标物的夹取时间和夹取方式，以指导码垛机器人的末端抓取目标物，不仅可以智能根据目
标物的形状进行自适应角度力度抓取，还可以根据前后两个目标物的间距智能调节码垛速
度。

[0150] 根据本发明的实施例，还提供了对应于码垛机器人的控制装置的一种码垛机器人。该码垛机器人可以包括：以上所述的码垛机器人的控制装置。

[0151] 在一些方案中，码垛机器人使用高速相机进行目标物辨型，成本较高，且识别后物品方向仍会改变，影响抓取码垛的准确性。比如：目标物被放置于传送带时若有初速度，则
会在传送带上有位置旋转，不同时刻其棱角方位可能不同，若目标物是不规则形状物体则
更可能发生角度变化。

[0152] 另外，在一些方案中，码垛机器人利用传感器进行目标物定位、定速，延时较高，准确度低，且为了保证定位定速准确需要大量使用传感器，整体成本会增加。

[0153] 考虑到码垛机器人的应用，极大地增加了产品生产线的生产效率，并且具有安全、可靠、精准度高等特点，具有明显的产业优势。因此，为了适应多样化的产品码垛需求，码垛
机器人也逐渐发展出更为智能的码垛流程，不仅可以智能根据目标物的形状进行自适应角
度力度抓取，还可以根据前后两个目标物的间距智能调节码垛速度。

[0154] 毫米波技术是一种新兴的探距探型技术，在数据采集、数据处理方面和其他长波有很大的不同，毫米波传播距离短，但是穿透力强。并且，随着工控领域内使用的CPU(即中
央处理器)运算能力的快速增强，对于毫米波转换后的信号可以做到实时处理，再经过算法
处理便可以将物品定位定型。从而，利用毫米波探测器和定位定型算法，可以快速的将目标
物定位、定型，配合码垛机器人可以实现智能调速码垛。

[0155] 在一些实施方式中，本发明的方案，提供一种智能调速和辨型的码垛机器人的控制方案，智能调速和辨型的码垛机器人辨别出目标物的形状后，智能选择对目标物的抓取
面，并且实时根据反射波数据计算目标物姿态是否发生改变，根据实时计算结果指导码垛
机器人的末端夹具对夹取面进行夹取，使得智能调速和辨型的码垛机器人可以实时识别目
标物形状并指导末端夹具进行抓取码垛，从而可以对任意形状的目标物进行抓取码垛。

[0156] 具体地，本发明的方案中，辨型指的是辨别目标物的形状，识别出目标物每个面的角度方位，方便码垛机器人夹具抓取。辨别出目标物的形状，包括：利用毫米波探测器，通过
实时发射接收毫米波可以进行目标物辨型，毫米波速度快，穿透力强，在短距离传输过程中
可以做到快速辨型，指导码垛机器人末端夹具进行抓取并码垛。毫米波探测器发出的毫米
波，只是一种自然存在且能设备生成的一种波，和光一样，类似于通过获取反射波来获取信
息(眼睛视物就是这个道理)。本发明的方案中，利用毫米波作为信息传递工具，完成本发明
方案。

[0157] 其中，可以获取第二个目标的形状姿态的多组数据，如每隔0.5s获取一次毫米波反射数据，根据反射波取点计算出目标物的外形，在接下来的时间内不断获取发射数据并
计算，并与之前数据进行对比，判断目标物姿态是否发生改变，若改变则及时更新其姿态指
令。

[0158] 本发明的方案中，智能调速和辨型的码垛机器人，可以根据传送带上目标物的距离、速度进行实时调节码垛机器人运动速率，实现无间隙码垛作业。

[0159] 相关方案中，码垛机器人是在特定的时间内在特定的位置用特定的角度抓取目标物，若目标物的到达时间周期不固定或者姿态不固定，则需人工干预码垛机器人作业，效率
低下。而本发明的方案中的码垛机器人控制器，可以实时计算目标物达到时间和实时姿态，
并且根据其到达时间和实时姿态生成抓取指令，无论后续目标物到达的时间如何、姿态如
何，码垛机器人都可以连续作业，不需要人工干预。

[0160] 本发明的方案，毫米波探测器的成本远低于高速相机、传感器组合，优势明显，可以显著降低智能调速码垛机器人的使用成本，大幅度降低智能调速和辨型的码垛机器人的
综合成本，更利于推广应用。

[0161] 下面结合图7和图8所示的例子，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。

[0162] 图7为智能调速和辨型的码垛机器人的一实施例的工作状态示意图。

[0163] 在图7所示的例子中，码垛机器人本体1，是可将目标物进行识别、搬运、码垛的装置。生产线传送带3，为生产过程中进行目标物转移的装置，生产完毕的目标物被放置于生
产线传送带3上，可以运输至码垛机器人本体1的附近进行搬运码垛处理。码垛机器人本体
1，置于生产线传送带3的正前方，可根据实际生产线现场进行布置。

[0164] 毫米波探测器2，是可以发送并接收毫米波的设备，其内部除了发送接收天线，还配有多级信号处理，可以输出有效信号。毫米波探测器2内置于码垛机器人本体1的第一关
节处，处于生产线传送带3的正前方，毫米波探测器2发射出的毫米波可以完整覆盖生产线
传送带3并接收返回毫米波。

[0165] 第一个目标物4，为生产线中待码垛的产品，其姿态可以随意放置，两个目标物之间的间距不进行控制，按照生产进度将其放置于生产线传送带3上。两个目标物之间的间距
不进行刻意控制，两个目标物之间的最小到达时间间隔大于码垛机器人最快码垛周期。

[0166] 第二个目标物5，当第一个目标物4处于生产线传送带3上时，毫米波探测器2仅能检测到第一个目标物4，当第一个目标物4脱离生产线传送带3时，毫米波探测器2可检测到
第二个目标物5，并且根据反馈信号确定第二个目标物5的姿态、速度等信息。

[0167] 实施时，根据图7所示的例子，将本发明的方案中的智能调速和辨型的码垛机器人(即码垛机器人本体1)，布置于生产线传送3的末端，在此时需要合理调节码垛机器人本体1
和生产线传送带3末端的距离，目标物(如第一个目标物4、第二个目标物5等)要在码垛机器
人1的移动范围内被抓取。

[0168] 同样地，目标物(如第一个目标物4、第二个目标物5等)被码垛的位置、被码垛的垛型、及每个垛型中含有目标物的数量，都应作为必要条件进行设置。例如：可以在码垛机器
人示教器中进行设置。被码垛位置就是目标物要被放置的位置，被码垛的垛型是和目标物
类型有关的，比如针对长方体目标物，第一层为横向排列，第二层为纵向排列；数量和目标
物类型、码垛垛型有关，比如带外包装的水杯可以码垛多层数量几百个，而空调外机只能码
垛一层数量四个。

[0169] 当码垛机器人本体1置于生产线传送带3的正前方，毫米波探测器2置于生产线传送带3的正前方，这样，毫米波探测器2发送的毫米波可以完全覆盖目标物(如第一个目标物
4、第二个目标物5等)的前进方向，才能准确的辨别每一个即将被抓取目标物的形状姿态及
实时位置。例如：一个正方体被放置在传送带上，面对码垛机器人的一面是不固定的，有可
能是一个完整的面，有可能是一个棱角和两个斜面，这称之为不同姿态。

[0170] 生产线传送带3则根据实际生产效率将其传送速度设置在合理的范围内，过快或者过慢都会影响实际的码垛效率。

[0171] 当然，不同产品的生产传输效率是不一样的，比如商用机在打包工序通常耗时10分钟才能走向下一个码垛工序，而小家电类平均15秒就能完成打包工序走向码垛工序，在
确定合理的范围时应明确以下信息：单个产品打包完成时间、传送带距离、码垛机器人最小
码垛周期，这些数据都是要根据实际使用场景确定的，适当调整传送带速度可以保证在码
垛机器人码垛能力内最大程度发挥其码垛能力。

[0172] 第一个目标物4、第二个目标物5可以以随意姿态被放置在生产线传送带3中，随生产线传送带3运输至码垛机器人本体1附近，在第一个目标物4被抓取前，毫米波探测器2可
对其进行实时监测，判断其形状姿态及实时速度。第一个目标物4被抓取后，毫米波探测器2
的检测对象改变为第二个目标物5，并对其进行同样的检测及判断。

[0173] 本发明的方案中，使用于配有传送带传输目标物的码垛生产线，当码垛机器人抓取第一个目标物后，毫米波探测器2可以马上获取第二个目标物的形状及速度数据，并经过
计算输出抓取第二个目标物的速度、抓取位置指令，可以根据目标物的速度进行实时调整
抓取码垛速率，实现智能调速和辨型。

[0174] 其中，速度计算，包括：目标物速度 l1为检测器第一次检测目标物的距离，l2第二次检测目标物的距离，t为两次检测之间时间间隔；其中， v为光
速，t1为检测器在第一检测点发出毫米波到接收到反射波的时间间隔，t2同理。在此工况下，
由于检测距离较短，所以检测过程中毫米波的传输时间造成的误差可以忽略不计。

[0175] 进而，获取目标物速度V、实时距离l，可以计算出目标物的到达时间 而目标物的到达时间T也是码垛机器人手臂到达夹取位置的时间，控制器会下达运动指令，码垛机
器人在目标物的到达时间T内到达抓取位置。在实际工况中，针对同一目标物，目标物的到
达时间T总是在不断的变化，同时码垛机器人控制器也在不断进行判断，若码垛机器人控制
器当前的运动指令无法满足在目标物的到达时间T内到达抓取位置，则会重新下达新的运
动指令，以保证在标物的到达时间T内到达抓取位置。其中，实时距离l的获取方式，与上述
检测器第一次检测目标物的距离l1的检测方式一致。

[0176] 其中，可以获取第二个目标的形状姿态及速度的多组数据。例如：每隔0.5s获取一次实时速度，计算其与最佳抓取位置的距离，获取其到达最佳抓取位置的时间，输出对其的
抓取时间。

[0177] 图8为智能调速和辨型的码垛机器人的一实施例的内部信号处理流程示意图。如图8所示，智能调速和辨型的码垛机器人的内部信号处理流程，包括：毫米波天线发送的毫
米波，经混波合成、滤波、数模转换、算法处理和指令输出，得到码垛机器人的运动指令。在
图8所示的例子中，毫米波天线位于图7中的毫米波探测器2处，可以进行毫米波的发射和接
收。

[0178] 当毫米波探测器2监测到目标物时，会将接收到的毫米波进行混波处理，混波合成部分是将毫米波探测器2接收到的反射毫米波加载至特定频率的载波中，进行信号的调制
混合，输出合成的信号混波合成后的波要经过滤波器的滤波处理，滤波器部分就是将已经
合成的信号进行滤波处理，毫米波探测器2接收到的反射毫米波在不可避免的会混入一些
杂波，为了提高信号处理的准确性，在此处需要将杂波进行滤除，消除传播过程中的一些干
扰杂波，使波形更为准确，相应的后续计算出的数据也更为准确。信号波形滤波后就要进行
数模转换处理，只有数字信号才能用于运动学算法计算处理，经过AD转换器的转换，将信号
波形转换为数字波形。

[0179] 其中，运动学算法是一个门类名称，能够根据已有数字信号进行采点，并将其至于空间坐标系中，绘制其运动轨迹的算法都叫做运动学算法。其中，算法就是一种数据处理的
逻辑，获取数据后该如何从中获取到想要的信息，在这个过程中会涉及到的采点频率、偏离
插补、点位互锁、点位互证等逻辑中使用到很多判断与循环。

[0180] 在本发明的方案中，运动学算法，具体是根据波形中反馈信号的点位反馈时间来确定目标物的姿态，清楚的定位目标物各个边角，得到目标物的形状、姿态信息，就可以对
目标物进行形状和姿态辨别，判断出该目标物是否是棱角分明物料、各个面处于什么角度，
从而实现本发明的方案的智能辨型功能，以指导码垛机器人使用合适的角度对其进行抓
取。例如：知道目标物的形状和姿态，确定抓取面，机器人的夹具类似于夹子，转动夹具使夹
具夹住抓取面，即确定抓取角度。

[0181] 其中，毫米波指的是波长在毫米级别的波，为了判断是否是同一点位，最常用的是将每个点位的波设置为不同波长(差距很小)，或者每个点位的波波长相同，在不同点位的
波中增加标志位波信号，方便检测器获取反射波后进行点位判断。

[0182] 在本发明的方案中，计算中会根据同一点位不同时刻的反馈信号计算出目标物的运动速度，同时也可以计算出其与抓取位置的距离，结合目标物的速度、到抓取位置的距离
可以得到目标物的到达时间，从而指导码垛机器人在合适的时间合适的位置对其进行抓
取。

[0183] 其中，计算处理后会形成一系列指令输出，指导后续码垛机器人进行抓取码垛处理。当第一个目标物4被抓取后，码垛机器人对下一个目标物进行同样操作直至其被抓取。
两个目标之间的距离间隔是随机的，针对两个目标物的抓取命令中间会有一定的时间间
隔，在本发明的方案中，只有当目标物达到抓取位置时控制器才会输出抓取指令并对其进
行码垛，抓取指令是根据计算结果输出的，根据计算结果，当下一个目标物距离抓取位置较
远时，码垛机器人可以较慢的速度到达抓取位置进行抓取，当下一个目标物距离抓取位置
较近时，码垛机器人可以以较快的速度到达抓取位置，让前后两次抓取并码垛的作的无缝
衔接，实现本发明的方案的智能调速码垛。

[0184] 目标物实时位置、姿态的计算判断逻辑，包括：毫米波探测器2在一个点位发出的波碰到目标物后会被反射，毫米波探测器2接收到反射波后通过计算即可获取目标物中单
点距离检测器的长度。单点或者少数点位只能确认位置，不能确认形状及姿态；本发明的方
案中，使用高密度毫米波束，毫米波探测器2发出的发射波各点位之间呈正六边形(蜂巢)，
每一个点位都被三个蜂巢共用。

[0185] 当毫米波探测器2接收到反射波时，会计算每一个点位距离毫米波探测器2的位置，接下来对比该点位与蜂巢内其他点位的距离差，同时6个点位形成一个平面，一个点位
周围三个平面再次形成一个大平面，依次逻辑，平面突变的位置即为棱角区域。结合整体各
个小蜂巢的平面情况，得到整体目标物的形状，且此种检测在实时进行，目标物的姿态变化
也可实时掌握。

[0186] 在此算法框架下，确认目标物的形状、姿态、实时速度按照以下逻辑步骤进行：

[0187] 步骤1、单个点位的毫米波发射时频率为f0、f1、f2、......、fn，各个点位发射的毫米波频率各不相同，但是都属于毫米波范围内。

[0188] 步骤2、频率为f0的毫米波0点位在发射时波中会加入时间标志位t，则该0点位发射的毫米波频率为f0t。

[0189] 步骤3、0点位在t0时间发射频率为f0t0的毫米波，并且在t1时间接收到反射波f'0t0，首个时间间隔数据T0＝t1‑t0，经过混波合成、滤波器和数模转换后可以得到t1、t0的
数字数据，此时目标物距离 v为毫米波传播速度；此时进行目标物实时距离输出
H0，需要注意的是H0并不是目标物在t0时刻的实时距离，而是在t0与t1中间时刻的实时位
置。

[0190] 步骤4、在本发明的方案中毫米波的发射点位呈蜂巢状，每个点位都存在与三个蜂巢面中，每个蜂巢中的6个点位可以确定一个面，同一点位所处的三个蜂窝面又可以确定更
大的一个平面，依照此原理可以进行目标物的形状判断。

[0191] 步骤5、依据步骤3实时距离输出和步骤4的算法逻辑，同一个蜂巢内6个点位可以得到6个实时距离H1、H2、H3、H4、H5、H6，在此情况下，每一个实时距离信息都可以在一个二维
坐标中形成一个坐标，与该点位的发射位置的坐标可以形成一个坐标对，6个点位的发射位
置的坐标是固定的，6个点位的发射位置的坐标之间的相对关系也是固定的，6组坐标对以
及发射位置坐标关系确定，就可计算出实时位置6个坐标之间的相互关系，从而可以确定实
时位置6个点的平面，也就能够确定该组点位的毫米波探测到的空间平面l1。

[0192] 步骤6、确定了一组蜂巢点位探测的平面m1后同理可以确定多组目标物的平面m2、m3......mn,在空间中平面l1有六组平面与之相连接，使用已有的多组空间平面坐标信息，
通过点位坐标的联系可以获取更大的平面信息，从而可以得到目标物某个面的实时位置信
息。

[0193] 相关方案中，相使用的毫米波的方案中对于后期信号处理能力弱，不能精确的识别目标物的棱角的面，只能确认位置(参考汽车毫米波驻车雷达)，而本发明的方案能够精
确地确认位置。

[0194] 步骤7、在步骤6的基础上，可以获得目标物多个面的实时位置信息，在目标物的各个面连接处，会有多个蜂巢点位的实时位置坐标并不能形成平面，其位置坐标形成的为折
面，且与之相邻的多个蜂巢点位得到的实时位置坐标与其情况相同，则在空间中可以形成
两面相交的位置信息，在不同时刻此相交信息总是存在，则将其判断为目标物的棱角。

[0195] 相关方案中，识别传送带中目标物形状轮廓棱角的方案，基本全是利用高清相机、拍摄高清影像后进行图像识别来获取所需信息，成本高昂且实时性差，本发明的方案，成本
低廉且识别能力更具优势。

[0196] 步骤8、在步骤6及步骤7的基础上，可以确定目标物的各个面的实时空间坐标，在多个时间点内各个面的相对位置不发生变化，则可以输出目标物的形状信息X；在多个时间
点内，目标物的各个面的相对位置不发生改变，但是各个面相对于前一时间点的位置发生
的不是统一变化，即该面随着时间增加不仅仅发生平移变化，还发生了平面旋转变化，则可
以判断目标物发生了姿态变化，随着时间增加，可以实时掌握目标物的姿态变化情况。

[0197] 步骤9、在步骤5、步骤6和步骤7的逻辑计算中，对于已有信息必不可少的会进行判断、多次判断、舍弃部分误差数据等计算逻辑。在步骤5中，某个点位在tn时的坐标数据与之
周围组内点位并未在同一平面中，但是在tn之前多个时间点以及tn之后多个时间点此点位
可以和周围组内点位形成平面，则判断tn时刻的位置信息有误，可以舍弃；若某个点位在任
何时刻都无法和周围组内点位形成平面，则判断该点确实为目标物平面实际情况。同样的
逻辑，在步骤6中则可判断某个最小蜂巢面的坐标偏差是实际数据还是偶然误差。

[0198] 步骤10、在确定目标物的各个面的空间位置信息后，可确定对目标物的抓取面。

[0199] 在步骤10中，确定对目标物的抓取面，如智能选择对目标物的抓取面，包括：蜂巢点法(即，六个位点呈蜂巢状排列作为一组，多组点位共同协作确定平面，称其为蜂巢点法)
可以确定目标物的平面，正常情况下可以确认目标物的n个平面，n为正整数；此时控制器进
行判断：n个面中选取面积最大的面如第一面M1，再选取与之对应的面(即第一面对面的面)
如第二面M2，判断第一面M1与第二面M2的面积相差是否超过20％。若第一面M1与第二面M2的
面积相差未超过20％，则选取此两个面进行抓取。若第一面M1与第二面M2的面积相差超过
20％，则选取面积第二大的面如第三面M3，再次进行同等判断，直至选择出合适的抓取面。
若所有的面都不符合要求，则选取最大面积的面如第一面M1及其对应的面如第二面M2，并且
增加抓取力度。

[0200] 以上实施方式，仅为本发明的方案智能调速和辨型的码垛机器人的其中一种，通过更改相关部件位置、形状、速度等实现在码垛过程中智能调速和辨型码垛目的的均属于
本发明的方案范畴。

[0201] 由于本实施例的码垛机器人所实现的处理及功能基本相应于前述图6所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说
明，在此不做赘述。

[0202] 经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过确定传送带上最靠近码垛机器人的目标物的传输速度和形状，根据目标物的传输速度和形状，确定码垛机器人末端对目
标物的夹取时间和夹取方式，以指导码垛机器人的末端抓取目标物，可以快速的将目标物
定位、定型，配合码垛机器人可以实现智能调速码垛。

[0203] 根据本发明的实施例，还提供了对应于码垛机器人的控制方法的一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行
以上所述的码垛机器人的控制方法。

[0204] 由于本实施例的存储介质所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图5所示的方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相
关说明，在此不做赘述。

[0205] 经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过确定传送带上最靠近码垛机器人的目标物的传输速度和形状，根据目标物的传输速度和形状，确定码垛机器人末端对目
标物的夹取时间和夹取方式，以指导码垛机器人的末端抓取目标物，使得智能调速和辨型
的码垛机器人可以实时识别目标物形状并指导末端夹具进行抓取码垛，从而可以对任意形
状的目标物进行抓取码垛。

[0206] 根据本发明的实施例，还提供了对应于码垛机器人的控制方法的一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行以上所述的码垛机器人的控制方法。

[0207] 由于本实施例的处理器所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图5所示的方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关
说明，在此不做赘述。

[0208] 经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过确定传送带上最靠近码垛机器人的目标物的传输速度和形状，根据目标物的传输速度和形状，确定码垛机器人末端对目
标物的夹取时间和夹取方式，以指导码垛机器人的末端抓取目标物，可以根据传送带上目
标物的距离、速度进行实时调节码垛机器人运动速率，实现无间隙码垛作业。

[0209] 综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

[0210] 以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、
等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。