取箱方法、取还箱方法及搬运机器人
文献发布时间：2024-04-18 20:01:23
技术领域
本发明涉及仓储物流技术领域，尤其涉及一种取箱方法、取还箱方法及搬运机器人。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
搬运机器人是仓储物流中常见的取还箱设备，搬运机器人可以根据还箱指令将货箱搬运至货架的层板上，也可根据取箱指令将货箱从货架的层板上取出，以供操作人员拣选。目前，为了提高仓储的空间使用率，货箱摆放越来越密集，在货架上的货箱出现倾斜时，若倾角角度较大，搬运机器人在取该倾斜的货箱的过程中，容易接触其他货箱，导致货物异位，或者致使搬运机器人故障，而无法继续取箱。
发明内容
本发明的目的是至少解决在搬运机器人在取倾斜的货箱过程中容易导致货物异位或致使搬运机器人故障的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的第一方面提出了一种取箱方法，应用于具有抱箱组件的搬运机器人，所述取箱方法包括：
获取目标货箱的位置信息，所述目标货箱的位置信息至少包括所述目标货箱相对于预设位置的偏转角度；
判断所述偏转角度是否超出预设角度范围；
若所述偏转角度超出预设角度范围，控制所述抱箱组件将所述目标货箱调整至所述目标货箱相对于预设位置的偏转角度处于预设角度范围内；
根据所述偏转角度处于预设角度范围内，控制所述抱箱组件执行取箱动作，以取出所述目标货箱。
根据本发明的取箱方法，在目标货箱相对于预设位置的偏转角度处于预设角度范围内时，可直接控制抱箱组件执行取箱动作；在目标货箱相对于预设位置的偏转角度超出预设角度范围时，先控制抱箱组件将目标货箱调整至目标货箱相对于预设位置的偏转角度处于预设角度范围内，再控制抱箱组件执行取箱动作。这样在目标货箱偏转较大时，抱箱组件先调整目标货箱的位置，然后抱箱组件针对调整后目标货箱进行取箱，在取箱过程中，降低了抱箱组件或目标货箱接触其他货箱的概率，避免了货箱移位或由于接触其他货箱而导致搬运机器人发生故障的可能。
另外，根据本发明的取箱方法，还可具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述取箱方法还包括：
所述预设位置为获取所述目标货箱的位置信息时，所述抱箱组件所处的位置。
在本发明的一些实施例中，所述获取目标货箱的位置信息，包括：获取所述搬运机器人上的三维成像模组探测的目标货箱的位置信息。
在本发明的一些实施例中，在所述判断所述偏转角度是否处于预设角度范围内之前，还包括：
根据所述偏转角度大于零，控制所述抱箱组件沿第一方向旋转至与所述目标货箱正对的位置。
在本发明的一些实施例中，控制所述抱箱组件将所述目标货箱调整至所述目标货箱相对于预设位置的偏转角度处于预设角度范围内，包括：
控制与所述目标货箱正对的所述抱箱组件伸出预设长度，并拾取所述目标货箱；
控制拾取了所述目标货箱的所述抱箱组件携带所述目标货箱沿第一方向的反方向旋转，以使所述目标货箱旋转至预设角度范围内。
在本发明的一些实施例中，控制拾取了所述目标货箱的所述抱箱组件携带所述目标货箱沿第一方向的反方向旋转，包括：
控制拾取了所述目标货箱的所述抱箱组件携带所述目标货箱沿所述第一方向的反方向旋转至所述抱箱组件与所述目标货箱所在的货架的层板正对的位置。
在本发明的一些实施例中，所述控制所述抱箱组件执行取箱动作，以取出所述目标货箱，包括：控制与所述目标货箱正对的抱箱组件伸出至预设取箱位置，并拾取所述目标货箱；
控制拾取了所述目标货箱的所述抱箱组件携带所述目标货箱回缩，并在回缩到位后释放所述目标货箱，以完成取箱。
在本发明的一些实施例中，所述抱箱组件包括两个间隔设置的伸缩叉，所述位置信息还包括所述目标货箱的宽度；
所述控制所述抱箱组件沿第一方向旋转至与所述目标货箱正对的位置之后，还包括：
控制与所述目标货箱正对的所述抱箱组件的两所述伸缩叉相互背离移动至两所述伸缩叉之间的宽度大于所述目标货箱的宽度，以使两所述伸缩叉能够沿所述目标货箱的宽度方向的两侧拾取所述目标货箱。
在本发明的一些实施例中，若所述偏转角度超出预设角度范围，控制所述抱箱组件执行的动作包括：
控制大于所述目标货箱的宽度的两所述伸缩叉分别沿所述目标货箱的宽度方向的两侧伸出预设长度，而后控制两所述伸缩叉相互靠近夹取所述目标货箱；
控制拾取了所述目标货箱的所述抱箱组件携带所述目标货箱沿第一方向的反方向旋转至所述抱箱组件与所述目标货箱所在的货架的层板正对的位置；
基于所述预设长度等于所述抱箱组件伸出至预设取箱位置的伸出长度，控制与所述目标货箱所在的货架正对的所述抱箱组件的两伸缩叉携带所述目标货箱回缩，以取出所述目标货箱；
基于所述预设长度小于或大于所述抱箱组件伸出至预设取箱位置的伸出长度，控制与所述目标货箱所在的货架正对的所述抱箱组件的两伸缩叉调整至预设取箱位置后，控制所述两伸缩叉携带所述目标货箱回缩，以取出所述目标货箱。
在本发明的一些实施例中，所述控制与所述目标货箱正对的抱箱组件伸出至预设取箱位置，包括：
获取所述搬运机器人上的三维成像模组探测的目标货箱的位置信息，所述位置信息包括所述目标货箱与所述三维成像模组之间的距离；
根据所述目标货箱与所述三维成像模组之间的距离、所述三维成型模组与所述目标货箱的预设距离以及该预设距离对应的所述抱箱组件需伸出的预设伸出长度，计算所述抱箱组件的伸出长度；
控制所述抱箱组件伸出至所述抱箱组件的伸出长度达到计算的所述抱箱组件的伸出长度，此时，所述抱箱组件伸出至所述预设取箱位置。
在本发明的一些实施例中，所述取箱方法还包括：
获取所述抱箱组件伸出之前及所述抱箱组件在伸出过程中的所述抱箱组件的移动路径的障碍信息，在所述移动路径被遮挡时，控制所述抱箱组件停止伸出。
在本发明的一些实施例中，所述取箱方法还包括：
控制搬运机器人行走至与所述目标货箱正对的目标位置；
控制处于所述目标位置的抱箱组件调整至与所述目标货箱对应的目标高度，以使所述搬运机器人的三维成像模组能够探测所述目标货箱的位置信息。
在本发明的一些实施例中，所述控制处于所述目标位置的抱箱组件调整至与所述目标货箱对应的目标高度之后，还包括：
基于所述搬运机器人上的二维成像模组获取的标识的位置信息，确定抱箱组件与标识的位置偏差，基于该位置偏差，控制所述搬运机器人在预定移动阈值范围内移动相应的距离；和/或控制所述抱箱组件升降相应的高度。
本发明的第二方面提出了一种取还箱方法，应用于具有抱箱组件的搬运机器人，所述取还箱方法包括还箱步骤和取箱步骤；
所述取箱步骤按照本发明的第一方面提出的取箱方法执行。
根据本发明的取还箱方法，取箱步骤按照本发明第一方面提出的取箱方法执行，在目标货箱相对于预设位置的偏转角度处于预设角度范围内时，可直接控制抱箱组件执行取箱动作；在目标货箱相对于预设位置的偏转角度超出预设角度范围时，先控制抱箱组件将目标货箱调整至目标货箱相对于预设位置的偏转角度处于预设角度范围内，再控制抱箱组件执行取箱动作。这样在目标货箱偏转较大时，抱箱组件先调整目标货箱的位置，然后抱箱组件针对调整后目标货箱进行取箱，在取箱过程中，降低了抱箱组件或目标货箱接触其他货箱的概率，避免了货箱移位或由于接触其他货箱而导致搬运机器人发生故障的可能。
另外，根据本发明的取还箱方法，还可具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述还箱步骤包括：
控制搬运机器人行走至用于放置目标货箱的目标箱位正对的目标位置；
控制处于目标位置的抱箱组件调整至所述目标箱位对应的目标高度；
控制处于目标高度的抱箱组件执行还箱动作，将所述抱箱组件上的目标货箱放置到目标箱位。
在本发明的一些实施例中，所述控制处于目标位置的抱箱组件调整至所述目标箱位对应的目标高度之后，还包括：
基于二维成像模组获取的目标箱位的标识的位置信息，得到所述抱箱组件与所述标识之间的水平位置偏差和高度位置偏差；
基于获得的所述水平位置偏差，控制所述搬运机器人水平移动，以调整所述抱箱组件的水平位移；
基于获得的所述高度位置偏差，控制所述抱箱组件升降，以调整所述抱箱组件的高度位移。
在本发明的一些实施例中，所述搬运机器人的抱箱组件包括两个间隔设置的伸缩叉；
所述控制处于目标高度的抱箱组件执行还箱动作，包括：
获取两所述伸缩叉的移动路径是否被遮挡的障碍信息；
若两所述伸缩叉的移动路径均未被遮挡时，控制两所述伸缩叉伸出执行还箱动作；
若两所述伸缩叉的移动路径中的其中一个被遮挡，另一个未被遮挡，控制所述搬运机器人向未被遮挡的所述伸缩叉所在的一侧移动，在所述搬运机器人移动过程中，实时获取两个伸缩叉的移动路径是否被遮挡，直至两个伸缩叉的移动路径均未被遮挡时，控制两所述伸缩叉伸出执行还箱动作。
在本发明的一些实施例中，所述控制所述搬运机器人向未被遮挡的所述伸缩叉所在的一侧移动包括：
控制所述搬运机器人向未被遮挡的所述伸缩叉所在的一侧在预设水平移动阈值范围内移动。
本发明的第三方面提出了一种搬运机器人，所述搬运机器人包括控制器，所述控制器用于执行本发明第一方面提出的取箱方法，或所述控制器用于执行本发明第二方面提出的取还箱方法。
根据本发明的搬运机器人，搬运机器人的控制器用于执行本发明第一方面提出的取箱方法，或所述控制器用于执行本发明第二方面提出的取还箱方法；在目标货箱相对于预设位置的偏转角度处于预设角度范围内时，可直接控制抱箱组件执行取箱动作；在目标货箱相对于预设位置的偏转角度超出预设角度范围时，先控制抱箱组件将目标货箱调整至目标货箱相对于预设位置的偏转角度处于预设角度范围内，再控制抱箱组件执行取箱动作。这样在目标货箱偏转较大时，抱箱组件先调整目标货箱的位置，然后抱箱组件针对调整后目标货箱进行取箱，在取箱过程中，降低了抱箱组件或目标货箱接触其他货箱的概率，避免了货箱移位或由于接触其他货箱而导致搬运机器人发生故障的可能。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明实施方式的取箱方法的流程图；
图2示意性地示出了根据本发明实施方式的控制抱箱组件将目标货箱调整至目标货箱相对于预设位置的偏转角度处于预设角度范围内步骤的流程图；
图3示意性地示出了根据本发明实施方式的控制与目标货箱正对的抱箱组件伸出至预设取箱位置步骤的流程图；
图4示意性地示出了根据本发明实施方式的控制搬运机器人移动至目标货箱对应位置的步骤的流程图；
图5示意性的示出了根据本发明一个具体实施例的取箱方法的流程图；
图6示意性地示出了根据本发明实施方式的还箱步骤的示意图；
图7示意性地示出了根据本发明实施例方式的抱箱机构的示意图。
附图标记如下：
1-障碍检测传感器；2-三维成像模组；3-伸缩叉；4-二维成像模组；5-箱体。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，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方式所限制。相反，提供这些实施方式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。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
目前，为了提高仓储的空间使用率，也即提高仓储的容量，现有仓储中，货架上的货箱的摆放越来越向密集型靠拢，货架的同一高度的层板上，相邻货箱之间的宽度越来越小。货架上的货箱较多，至少部分货箱不可避免的会出现倾斜，由于相邻货箱之间的宽度较小，搬运机器人在取该倾斜的货箱的过程中，搬运机器人或者目标货箱容易接触其他货箱，导致货物异位，或者致使搬运机器人故障，而无法继续取箱。
针对该问题，如图1-图7所示，根据本发明的实施方式，提出了一种取箱方法，应用于具有抱箱组件的搬运机器人。
该搬运机器人包括移动底盘、升降装置、抱箱机构和检测装置。移动底盘能够在地面上行走，升降装置安装在移动底盘，抱箱机构设置在升降装置上，升降装置能够带动抱箱组件在高度方向上升降。抱箱机构包括箱体5和抱箱组件，抱箱组件包括伸缩叉3，箱体5用于承托货箱，伸缩叉3设置在箱体5上，伸缩叉3通过伸出和缩回实现取箱。检测装置包括三维成像模组2、二维成像模组4及红外传感器等，其用于检测搬运机器人运行需要的相关信息。
该取箱方法基于搬运机器人的控制器实现，如图1所示，该取箱方法包括：
步骤S110：获取目标货箱的位置信息，目标货箱的位置信息至少包括目标货箱相对于预设位置的偏转角度。
可以理解的是，在取箱方法中，目标货箱也即需要取出的货箱，该货箱通常放置于货架的层板上。目标货箱的位置信息，也即目标货箱处于货架的层板上时的三维位置信息。
预设位置是用于获取目标货箱的偏转状态而定义的位置。货箱放置在货架的层板上时，通常期望货箱处于标准状态，在该标准状态的货箱的宽度方向与货架的层板的宽度平行，长度方向与层板的深度方向平行，高度方向与层板的高度方向平行；以货箱的形状大致为长方体为例，在标准状态下，货箱的长度方向对应于层板的深度方向，货箱的宽度方向对应于层板的宽度方向，货箱的高度方向对应于层板的高度方向。目标货箱的偏转角度可理解为目标货箱相对标准状态的货箱的偏转角度。
需要解释的是，货箱的宽度方向、高度方向和长度方向是三个相互垂直的方向，同理，层板的深度方向、宽度方向和高度方向是三个相互垂直的方向。其中，宽度方向和长度方向形成的平面与层板的板面平行，抱箱组件的伸出方向大致可理为货箱的长度方向和层板的深度方向，操作人员位于取放货箱的位置并面向货架的层板时，操作人员的左右方向也即是层板和货箱的宽度方向。
在一种可能的实现方式中，由于目标货箱的偏转角度对抱箱组件执行取箱动作影响较大，所以可以以获取目标货箱的位置信息时，抱箱组件所在的位置作为预设位置。此时，目标货箱相对于预设位置的偏转角度，也即目标货箱相对于抱箱组件所在位置的偏转角度，该偏转角度也是目标货箱相对于抱箱组件的偏转角度。具体而言，获取目标货箱的位置信息时，抱箱组件通常已经根据设定程序行走至与货架的层板正对的目标位置，也即抱箱组件的伸出方向与层板的深度方向正对。所以目标货箱相对于预设位置的偏转角度，可理解为目标货箱的沿长度方向延伸的中心线与抱箱的伸出方向之间的夹角，目标货箱为长方体时，也即目标货箱的长度方向与抱箱的伸出方向之间的夹角。
需要说明的是，预设位置也可以是层板的深度方向或标准状态下的货箱的长度方向等，只要能参照获取到目标货箱相对标准状态下的货箱在水平面上的偏转角度即可。
在一个具体实施例中，步骤S110包括获取搬运机器人上的三维成像模组探测的目标货箱的位置信息。
三维成像模组2可设置在抱箱机构的箱体5上，具体参照图7所示，三维成像模组2设置在箱体5的后侧上方。三维成像模组2具体可以是深度相机，三维成型模组可以探测目标货箱的位置信息，具体能够探测目标货箱表面到深度相机的距离L，目标货箱相对于抱箱组件的中心的横向偏移Δ，目标货箱相对于抱箱组件的偏转角度θ，目标货箱的宽度W。
本实施方式取箱方法，还包括步骤S111：根据偏转角度大于零，控制抱箱组件沿第一方向旋转至与目标货箱正对的位置。
其中，控制器在记录偏转角度时无论是朝向哪个方向偏转，只要不是零均记录为正值，也即只要目标货箱相对预设位置存在偏转，偏转角度即大于零。
步骤S111通常在步骤S120之前，也即在检测到目标货箱相对于预设位置存在大于零的偏转角度后，即可控制抱箱组件沿第一方向旋转至与目标货箱正对的位置。具体的，第一方向也即靠近目标货箱正对的方向，可使抱箱组件向目标货箱正对的方向旋转与偏转角度相同的角度，以消除目标货箱与抱箱组件的相对角度，使抱箱组件与目标货箱正对设置，从而方便于抱箱组件向目标货箱正对伸出，以拾取目标货箱。
可以理解的是，在步骤S120之前，调整抱箱组件沿第一方向旋转至目标货箱正对的位置，保证了抱箱组件正对目标货箱伸出以执行取箱动作，可避免目标货箱自身的偏转影响抱箱组件的伸出动作，提高了取箱过程的稳定性。
步骤S120：判断偏转角度是否超出预设角度范围。若偏转角度超出预设角度范围，先执行步骤S130，再执行步骤S140；若偏转角度处于预设角度范围内，说明目标货箱正常，搬运机器人在取箱过程中基本不会碰触其他货箱，所以可直接执行步骤S140。
预设角度范围是预先设置在控制器内的数值范围，具体的，该预设角度范围可通过与控制器连接的输入设备(例如触摸屏)输入至控制器内，该预设角度范围也可通过与控制器连接的输入设备(例如触摸屏)进行修改。控制器在记录偏转角度均以零或正值体现时，预设角度范围相应的是0°到某正值之间。
以预设角度范围是0°到5°为例。目标货箱相对于预设位置的偏转角度超过5°时，认为偏转角度超出预设角度范围，例如，目标货箱相对于预设位置的偏转角度为6°时，该偏转角度超出预设角度范围。目标货箱相对于预设位置的偏转角度处于0°到5°之间时，认为偏转角度处于预设角度范围内，例如，目标货箱相对于预设位置的偏转角度为3°时，偏转角度处于预设角度范围内。
若偏转角度超出预设角度范围，先执行步骤S130，步骤S130包括：控制抱箱组件将目标货箱调整至目标货箱相对于预设位置的偏转角度处于预设角度范围内。
具体的，如图2所示，该步骤S130通过下述步骤S1～步骤S2实现。
步骤S1：控制与目标货箱正对的抱箱组件伸出预设长度，并拾取目标货箱。
其中，预设长度是预先设定在控制器的长度数值，其可以通过与控制器连接的输入设备输入或更改。
在一种情况下，预设长度小于抱箱组件伸出至预设取箱位置的伸出长度，此时，抱箱组件伸出预设长度时，拾取的是目标货箱的前端部。这种设置方式，可避免抱箱组件伸出过长时易受目标货箱相邻的货箱影响而导致无法拾取目标货箱。
目标货箱的前端部是目标货箱靠近抱箱组件的一端，也即抱箱组件伸出时最先靠近的目标货箱的部分。
预设取箱位置是抱箱组件伸出能够拾取目标货箱，并能够将目标货箱取出的位置。该位置通常对应于目标货箱的与抱箱组件配合的位置，例如，抱箱组件从目标货箱的侧面伸出后在目标货箱的后侧形成止挡，也即抱箱组件通过作用于目标货箱的后侧壁，以取出目标货箱时，该预设取箱位置是目标货箱的后侧壁后侧对应的位置；再例如，抱箱组件从目标货箱的侧面伸出并与目标货箱侧面的卡件配合，以取出目标货箱时，该预设取箱位置是目标货箱侧面的卡件对应的位置。
在另一种情况下，预设长度等于抱箱组件伸出至预设取箱位置的伸出长度，此时，抱箱组件伸出预设长度时，拾取的是目标货箱的预设取箱位置。对应于该种情况下，在步骤S2对目标货箱进行偏转调整后，抱箱组件可以直接回缩以取出目标货箱，操作方便。
在再一种情况下，预设长度也可能大于抱箱组件伸出至预设取箱位置的伸出长度，以方便对抱箱组件进行偏转调整。
步骤S2：控制拾取了目标货箱的抱箱组件携带目标货箱沿第一方向的反方向旋转，以使目标货箱旋转至预设角度范围内。
可以理解的是，目标货箱沿第一方向的反方向旋转，也即是将目标货箱调正的过程。
在一个具体实现方式中，该步骤S2可以是：控制拾取了目标货箱的抱箱组件携带目标货箱沿第一方向的反方向旋转至抱箱组件与目标货箱所在的货架的层板正对的位置。
由于步骤S111中，抱箱组件旋转至与目标货箱正对的位置，在目标货箱相对层板发生偏转时，抱箱组件也不再与层板正对。抱箱组件在拾取目标货箱后，两者旋转时的运动是同步的，所以在步骤S2中，可通过监控抱箱组件的状态调整而认为目标货箱调整。并且，将目标货箱调正的目的很大程度上是为了避免取箱时抱箱组件碰触与目标货箱相邻的货箱，所以通过监控抱箱组件与层板之间的状态是最直接的。进一步，抱箱组件的状态与获取目标货箱的位置信息的三维成像模组是息息相关的，所以抱箱组件的状态便于监控判，抱箱组件与层板之间的位置信息获取方便，且准确度较高。
在偏转角度处于预设角度范围内或将目标货箱通过步骤S130调整到偏转角度处于预设角度范围内时，执行步骤S140。
步骤S140：控制抱箱组件执行取箱动作，以取出目标货箱。
具体的，步骤S140包括：控制与目标货箱正对的抱箱组件伸出至预设取箱位置，并拾取目标货箱；控制拾取了目标货箱的抱箱组件携带目标货箱回缩，并在回缩到位后释放目标货箱，以完成取箱。
其中，目标货箱的相对预设位置的偏转角度是直接处于预设角度范围内时，也即无需经过步骤S130调整时，在步骤S120之后，直接控制与目标货箱正对的抱箱组件伸出至预设取箱位置，并拾取目标货箱。在目标货箱经过步骤S130调整的情况下，抱箱组件已经伸出了预设长度，所以抱箱组件在预设长度的基础上继续向前伸出至预设取箱位置即可。
在一种实现方式中，参照图3所示，控制与目标货箱正对的抱箱组件伸出至预设取箱位置，通过下述步骤S210～步骤S230实现。
步骤S210：获取搬运机器人上的三维成像模组探测的目标货箱的位置信息，位置信息包括目标货箱与三维成像模组之间的距离。
该步骤S210可通过步骤S110实现，也即在步骤S110通过搬运机器人上的三维成像模组探测目标货箱的位置信息时，该位置信息也包括目标货箱与三维成像模组之间的距离。本实施例中，步骤S110和步骤S210为相同的步骤。
步骤S220：根据目标货箱与三维成像模组之间的距离、三维成型模组与目标货箱的预设距离以及该预设距离对应的抱箱组件需伸出的预设伸出长度，计算抱箱组件的伸出长度。
其中，抱箱组件的伸出长度参照公式L3＝L1+(L-L2)计算。其中，L1为抱箱组件需伸出的预设伸出长度，L2为三维成型模组与目标货箱的预设距离，L为三维成像模组探测的目标货箱与三维成像模组之间的距离；L3为抱箱组件的伸出长度。
其中，L1和L2是已知预设在控制器内的数值，L1和L2是以标准模型得出的数值，也即以目标货箱处于层板上的理想的标准状态下建立的标准模型，抱箱组件需伸出的预设伸出长度L1是标准模型下的抱箱组件伸出至预设取货位置时需伸出的长度，三维成型模组与目标货箱的预设距离L2是标准模型下的三维成像模组与目标货箱之间的距离。在L
步骤S230：控制抱箱组件伸出至抱箱组件的伸出长度达到计算的抱箱组件的伸出长度，此时，抱箱组件伸出至预设取箱位置。
可以理解的是，通过步骤S220校正抱箱组件伸出至预设取箱位置的长度，可以使抱箱组件精准的拾取目标货箱，避免抱箱组件无法对应于预设取箱位置伸出，导致抱箱组件无法拾取货箱，而导致目标货箱在取箱过程中稳定性较差的情况发生。
本实施方式的取箱方法，在控制抱箱组件伸出前，还包括：获取抱箱组件的移动路径的障碍信息，在移动路径未被遮挡时，控制抱箱组件伸出。
在本实施方式的具体实施例中，抱箱组件的的伸出端分别设置有障碍检测传感器1。本实施例通过获取两障碍检测传感器1的检测信息，获取抱箱组件的移动路径的障碍信息。
具体的，在步骤S1之前，先获取抱箱组件的移动路径的障碍信息，在移动路径上未被遮挡时，再控制与目标货箱正对的抱箱组件伸出预设长度。在步骤S140中，针对于通过步骤S130调整的情况，控制抱箱组件松开目标货箱的前端后，先获取抱箱组件的移动路径的障碍信息，在移动路径上未被遮挡时，再控制抱箱组件继续伸出至预设取箱位置拾取目标货箱；针对无需经过步骤S130调整的情况，先获取抱箱组件的移动路径的障碍信息，在移动路径上未被遮挡时，再控制处于与目标货箱正对的抱箱组件伸出至预设取箱位置后拾取目标货箱。
进一步地，本实施方式取箱方法还包括，实时获取抱箱组件在伸出过程的移动路径的障碍信息，在移动路径被遮挡时，控制抱箱组件停止伸出。
具体的，在步骤S1中，控制与目标货箱正对的抱箱组件伸出预设长度的过程中，实时获取抱箱组件的移动路径的障碍信息，在实时获取的障碍信息显示移动路径被遮挡时，控制抱箱组件停止伸出。在步骤S140中，控制抱箱组件伸出至预设取箱位置的过程中，实时获取抱箱组件的移动路径的障碍信息，在实时获取的障碍信息显示移动路径被遮挡时，控制抱箱组件停止伸出。
本实施方式的取箱方法，还包括控制搬运机器人移动至目标货箱对应位置的步骤。如图4所示，该步骤包括步骤S310～步骤S330。
步骤S310：控制搬运机器人行走至与目标货箱正对的目标位置。
具体的，搬运机器人接收到取箱指令后，按照控制器内预先设定的路线进行移动，以行走至目标位置，在该目标位置，搬运机器人与目标货箱正对。
步骤S320：控制处于目标位置的抱箱组件调整至与目标货箱对应的目标高度。在该目标高度，搬运机器人的三维成像模组能够探测目标货箱的位置信息。
控制抱箱组件调整至目标高度具体是，搬运机器人移动到目标位置后，按照控制器内预先设定的对应高度调整至目标高度。
步骤S330：基于搬运机器人上的二维成像模组获取的标识的位置信息，确定抱箱组件与标识的位置偏差，基于该位置偏差，控制搬运机器人在预定移动阈值范围内移动相应的距离；和/或控制抱箱组件升降相应的高度。其中，标识是目标货箱对应的层板的横梁上的标识。
具体的，搬运机器人的箱体5的前端设置有二维成像模组4，具体可以是二维相机。货架的层板横梁上设置有标识，具体可以是二维码。在抱箱组件调整到目标高度后，二维成像模组4探测标识的位置信息，根据标识的位置信息对应的标识位置得出抱箱组件与标识之间的位置偏差。如果该位置偏差存在高度偏差，则控制抱箱组件升降相应的高度；如果该位置偏差存在水平偏差，则控制移动底盘移动相应的水平距离。
步骤S310和步骤S320是搬运机器人按照控制器内的标准控制程序进行的移动，但是地面不平整或者货架安装不能保证目标高度和目标位置的绝对精准，通过步骤S330，搬运机器人上的二维相机探测货架横梁上的二维码，可提升货叉组件的高度和水平位置的精准定位。
预定移动阈值范围是预先设置在控制内的阈值范围，其用于限制搬运机器人在一定范围内移动，避免搬运机器人移动范围太大而与货架、货箱等产生相互干涉，提高了搬运机器人运行的安全性能。
需要说明的是，取箱过程中，通过步骤S330校准后的抱箱组件的托盘平面低于层板，伸缩叉3高于层板，三维成像模组高于层板。
根据本实施方式的取箱方法，在目标货箱相对于预设位置的偏转角度处于预设角度范围内时，可直接控制抱箱组件执行取箱动作；在目标货箱相对于预设位置的偏转角度超出预设角度范围时，先控制抱箱组件将目标货箱调整至目标货箱相对于预设位置的偏转角度处于预设角度范围内，再控制抱箱组件执行取箱动作。这样在目标货箱偏转较大时，抱箱组件先调整目标货箱的位置，然后抱箱组件针对调整后目标货箱进行取箱，在取箱过程中，降低了抱箱组件或目标货箱接触其他货箱的概率，避免了货箱移位或由于接触其他货箱而导致搬运机器人发生故障的可能。
下面以一个具体实施例具体说明本实施方式的取箱方法。
在该具体实施例中，抱箱组件包括两个间隔设置的伸缩叉3，两伸缩叉3分别从目标货箱的宽度方向的侧面拾取目标货箱，抱箱组件的两个伸缩叉3的伸出端分别设置有障碍检测传感器1，抱箱组件上设置有深度相机和二维相机。
参照图5所示，该具体实施例的取箱方法包括：
步骤S001：控制搬运机器人按照规划好的路线行走至与目标货箱正对的目标位置。
步骤S002：控制抱箱组件调整至与目标货箱对应的目标高度。在该目标高度，二维相机可以探测目标货箱所在的层板的横梁上的标识的位置信息。
步骤S003：根据二维相机获取的层板的横梁上的标识的位置信息，控制搬运机器人在预定移动阈值范围内移动相应的距离；和/或控制抱箱组件升降相应的高度。
其中，控制器能够基于二维相机获取的标识的位置信息，计算抱箱组件与标识之间的位置偏差，得到位置偏差后，控制器再根据该位置偏差控制搬运机器人或抱箱组件执行相应动作。
该步骤S003完成后，抱箱组件的托盘的高度低于层板，深度相机开始探测目标货箱的位置信息。具体的深度相机可以探测目标货箱表面到深度相机的距离L，目标货箱相对于抱箱组件的中心的横向偏移Δ，目标货箱相对于抱箱组件的偏转角度θ，目标货箱的宽度W。
步骤S004：获取深度相机探测的目标货箱的位置信息。
若偏转角度θ为零，可以直接控制抱箱组件执行取箱动作。通常偏转角度θ不为零，在偏转角度θ不为零时继续执行步骤S005。
步骤S005：根据偏转角度θ大于零，控制抱箱组件沿第一方向旋转至与目标货箱正对的位置。
步骤S006：控制与目标货箱正对的抱箱组件的两伸缩叉相互背离移动至两伸缩叉之间的宽度大于目标货箱的宽度。该步骤S006的目的是使两伸缩叉能够沿目标货箱的宽度方向的两侧拾取目标货箱。
步骤S007：判断偏转角度θ是否超出预设角度范围。
若偏转角度超出预设角度范围，执行步骤S009。步骤S009具体为：获取抱箱组件的移动路径的障碍信息，在移动路径未被遮挡时，控制与目标货箱正对的抱箱组件的两伸缩叉分别从目标货箱的宽度方向的两侧伸出至预设取箱位置，控制两伸缩叉相互靠近夹紧目标货箱；而后伸缩叉携带目标货箱回缩，使目标货箱移动到托盘上，完成取箱。
若偏转角度超出预设角度范围，执行步骤S008。
步骤步骤S008包括：控制大于目标货箱的宽度的两伸缩叉分别沿目标货箱的宽度方向的两侧伸出预设长度，而后控制两伸缩叉相互靠近夹取目标货箱；控制拾取了目标货箱的抱箱组件携带目标货箱沿第一方向的反方向旋转至抱箱组件与目标货箱所在的货架的层板正对的位置；基于预设长度等于抱箱组件伸出至预设取箱位置的伸出长度，控制与目标货箱所在的货架正对的抱箱组件的两伸缩叉携带目标货箱回缩，以取出目标货箱；基于预设长度小于或大于抱箱组件伸出至预设取箱位置的伸出长度，控制与目标货箱所在的货架正对的抱箱组件的两伸缩叉调整至预设取箱位置后，控制两伸缩叉携带目标货箱回缩，以取出目标货箱。
以预设长度小于抱箱组件伸出至预设取箱位置的伸出长度为例，步骤S008通过步骤S0081～步骤S0085实现。
步骤S0081：控制大于目标货箱的宽度的两伸缩叉分别沿目标货箱的宽度方向的两侧伸出预设长度，而后控制两伸缩叉相互靠近夹取目标货箱的前端部。
其中，在步骤S0081控制伸缩叉伸出之前，先通过获取两障碍检测传感器1的检测信息，获取抱箱组件的移动路径的障碍信息。在取箱过程中，只有在两障碍检测传感器1均未检测到障碍时，抱箱组件方可伸出。
步骤S0082：控制拾取了目标货箱的前端部的抱箱组件携带目标货箱沿第一方向的反方向旋转至抱箱组件与目标货箱所在的货架的层板正对的位置。
步骤S0083：控制与目标货箱所在的货架正对的抱箱组件的两伸缩叉相互背离移动，以释放目标货箱的前端部。
步骤S0084：控制释放了目标货箱的前端部的两伸缩叉分别沿目标货箱的宽度方向的两侧继续伸出至预设取箱位置后拾取目标货箱。
具体拾取目标货箱是通过两伸缩叉相互靠近夹紧目标货箱实现。
步骤S0085：控制拾取了目标货箱的两伸缩叉携带目标货箱回缩，以取出目标货箱。
具体的，在伸缩叉回缩时，目标货箱被移动到托盘上，从而完成取箱动作。
本具体实施例的取箱方法，通过控制抱箱组件的伸缩叉3从目标货箱的两侧拉取目标货箱，伸缩叉3的伸出距离相对于后侧取箱的方式，伸出距离较短，缩短了取箱时间，提高了取货效率；基于偏转角度控制抱箱组件调整目标货箱的状态，可消除货箱歪斜占用的货箱距，能够大幅减小货箱之间的间隙，从而提高货箱的存储密度。
本实施方式还提供一种取还箱方法，应用于具有抱箱组件的搬运机器人。该取还箱方法包括还箱步骤和取箱步骤。取箱步骤按照本实施方式提供的取箱方法执行。
如图6所示，还箱步骤包括：
步骤S410：控制搬运机器人行走至用于放置目标货箱的目标箱位正对的目标位置。
步骤S420：控制处于目标位置的抱箱组件调整至目标箱位对应的目标高度。
具体的，搬运机器人接收到还箱指令后，按照控制器内预先设定的路线进行移动，以行走至目标位置，在该目标位置，目标货箱与搬运机器人正对。控制抱箱组件调整至目标高度具体是，搬运机器人移动到目标位置后，按照控制器内预先设定的对应高度调整至目标高度。
步骤S430：基于二维成像模组4获取的目标箱位的标识的位置信息，得到抱箱组件与标识之间的水平位置偏差和高度位置偏差；基于获得的水平位置偏差，控制搬运机器人移动以调整抱箱组件的水平位移；基于获得的高度位置偏差，控制抱箱组件升降以调整抱箱组件的高度位移。
步骤S430与取箱步骤的步骤S330类似。搬运机器人的箱体5的前端设置有二维成像模组4，具体可以是二维相机。货架的目标箱位的层板横梁上设置有标识，具体可以是二维码。在抱箱组件调整到目标高度后，二维成像模组4探测目标箱位对应的标识的位置信息，控制器根据标识的位置信息得出位置偏差。如果该位置偏差存在高度偏差，则控制抱箱组件升降相应的高度；如果该位置偏差存在水平偏差，则控制移动底盘移动相应的水平距离。
步骤S410和步骤S420是搬运机器人按照控制器内的标准控制程序进行的移动，但是地面不平整或者货架安装不能保证目标高度和目标位置的绝对精准，通过步骤S430，搬运机器人上的二维相机探测货架横梁上的二维码，可提升货叉组件的高度和水平位置的精准定位。在步骤S430调整完成后，箱体5的托盘的高度高于目标箱位的层板的高度。
步骤S440：控制处于目标高度的抱箱组件执行还箱动作，将抱箱组件上的目标货箱放置到目标箱位。
针对于本实施方式的具体实施例，抱箱组件包括两个间隔设置的伸缩叉3。本实施例还箱步骤的控制抱箱组件执行还箱动作包括：获取两伸缩叉3的移动路径是否被遮挡的障碍信息；若两伸缩叉3的移动路径均未被遮挡时，控制两伸缩叉3伸出执行还箱动作；若两伸缩叉3的移动路径中的其中一个被遮挡，另一个未被遮挡时，控制搬运机器人向未被遮挡的伸缩叉3所在的一侧移动，在搬运机器人移动过程中，实时获取两个伸缩叉3的移动路径是否被遮挡，直至两个伸缩叉3的移动路径均未被遮挡时，控制两伸缩叉3伸出执行还箱动作。
还箱动作具体包括：两伸缩叉3伸出至还箱标准长度，两伸缩叉3相互背离移动释放目标货箱，两伸缩叉3沿目标货箱的宽度方向的两侧回缩，完成还箱。
在控制搬运机器人向未被遮挡的伸缩叉3所在的一侧移动，具体包括：控制搬运机器人向未被遮挡的伸缩叉3所在的一侧在预设水平移动阈值范围内移动。也即，通过控制移动底盘的移动使搬运机器人向未被遮挡的伸缩叉3所在的一侧移动。
移动阈值范围是预先设定在控制器内的数值范围，该水平移动阈值范围是搬运机器人最大安全移动阈值，控制搬运机器人在水平移动阈值范围内移动，可避免搬运机器人移动过大撞到挨着的货箱或者货架立柱等。
本实施方式取还箱方法，能够实现正常和异常场景全兼容，降低人为干预，更加适用于智能仓储的应用。
本实施方式还提供一种搬运机器人，搬运机器人包括控制器，控制器用于执行本实施方式提供的取箱方法。或控制器用于本实施方式提供的取还箱方法。
本实施方式的搬运机器人与本实施方式提供的取箱方法或取还箱方法具有相同的有益效果。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。