与文档和紧固件识别相关的系统和方法
本申请是申请日为2016年12月19日、申请号为201680082208.X、发明名称为“与文档和紧固件识别相关的系统和方法”的中国专利申请(其对应PCT申请的申请日为2016年12月19日、申请号为PCT/US2016/067583)的分案申请。
交叉引用
本申请要求2015年12月19日提交的标题为“Method and Apparatus UtilizingComputer Vision System to Identify Document Fasteners”的美国临时申请第62/233,934号、2015年12月19日提交的标题为“Method and Apparatus Utilizing RoboticAutomation to Remove Document Fasteners”的美国临时申请第62/233,938号以及2015年12月19日提交的标题为“Multi-function Robotic Apparatus for DocumentPreparation and Imaging”的美国临时申请第62/233,947号的权益，在此通过引用将其全部内容并入本文。
背景技术
通常可以将信息存储在物理文档文件中。可以将这些物理文档文件打包在档案库、仓库和/或保险库中。访问存储在物理文档文件中的信息可能是昂贵和耗时的。物理文档可能是组织混乱的。文档通常可以包括附连到其上的一个或多个紧固件。物理文档不仅会难以定位和运送，而且一旦物理文档被识别出来，从物理文档中提取信息也是非常耗时的。
发明内容
根据一些方面，一种文档处理的方法可以包括按顺序激活照明源的多个照明模块以照亮文档，其中所述多个照明模块相对于所述文档位于不同的位置处；每当所述文档被所述多个照明模块中的照明模块照亮时对所述文档进行成像以提供多个图像；基于所述多个图像获得所述文档的阴影轮廓；和借助于至少一个处理器使用所述阴影轮廓来识别所述文档的边界和附连到所述文档的紧固件(fastener)的存在中的至少一个。
在一些实施例中，识别所述文档的边界包括识别具有小于0.1mm的厚度的边缘。在一些实施例中，识别所述紧固件的存在包括在所述紧固件是倒置紧固件(invertedfastener)的时候进行识别。
在一些实施例中，所述方法包括，当所述紧固件是所述倒置紧固件时：使用抽吸施加器将抽吸力(suction force)施加在所述文档的一部分上以从文档基座抬起所述文档；将第一文档平台定位在抬起的文档下；将第二文档平台定位在抬起的文档上以将文档放置在所述第一文档平台和所述第二文档平台之间并与所述第一文档平台和所述第二文档平台接触；和围绕水平轴旋转所述第一文档平台和所述第二文档平台以翻转所述文档。
在一些实施例中，移除所识别的紧固件包括：将文档传送端部执行器耦合到机器人臂；将所述文档的顶表面与耦合到所述机器人臂的所述文档传送端部执行器接触，以在所述文档上施加抽吸力以将所述文档从文档所定位于其上的文档基座抬起，以将所述文档与所述文档基座上的其他文档分开；旋转所述文档传送端部执行器的文档夹持器以接触所述文档的底表面以将所述文档固定抵靠所述文档传送端部执行器；将文档平台定位在抬起的文档下方以维持所述文档与所述其他文档的分开；释放由所述文档传送端部执行器施加在所述文档上的所述抽吸力以将所述文档放置在所述文档平台上；和从所述机器人臂释放所述文档传送端部执行器并将紧固件移除端部执行器耦合到所述机器人臂。
在一些实施例中，该方法包括：将所述文档的顶表面与所述紧固件移除端部执行器的文档接触部分接触以将所述文档保持在所述文档平台上；将所述紧固件移除端部执行器的紧固件移除舌片插入所述紧固件和所述文档的顶表面之间；用所述紧固件移除端部执行器的紧固件夹具夹紧所述紧固件以将所述紧固件的至少一部分定位在所述紧固件插入舌片和所述紧固件夹具之间；和将所述紧固件夹具和所述紧固件移除舌片移动远离所述文档以移除所述紧固件。
在一些实施例中，所述文档进一步包括附连到其上的钉(staple)，并且其中识别所述文档的边界和紧固件的存在中的至少一个包括识别所述钉的存在。
在一些实施例中，该方法包括基于附连到所述文档的所述紧固件的类型信息来识别用于机器人臂的对应的紧固件移除端部执行器。
根据一些方面，一种文档处理系统可以包括：文档基座，所述文档基座被配置为接收文档；照明源，所述照明源包括配置为照亮所述文档的多个照明模块，其中所述多个照明模块中的每一个相对于所述文档基座位于不同的位置处并且被配置为按顺序被点亮以照亮所述文档；成像设备，所述成像设备被配置为每当所述文档被所述多个照明模块中的每一个照亮时捕获多个图像，所述多个图像包括所述文档的至少一个图像；和控制器单元，所述控制器单元被配置为基于所述多个图像来获得所述文档的阴影轮廓，并且使用所述阴影轮廓来识别所述文档的边界和附连到所述文档的紧固件的存在中的至少一个。
在一些实施例中，多个照明模块各自包括多个LED。
在一些实施例中，该系统包括文档传送端部执行器，其包括：主体；抽吸施加器，所述抽吸施加器从所述主体的下表面延伸，其中所述抽吸施加器被配置为将抽吸力施加在文档的至少一部分上以抬起所述文档；和文档夹持器，所述文档夹持器包括可旋转臂，所述可旋转臂被配置为朝着所述主体旋转以接触所述文档并且将所述文档夹持在所述文档夹持器与所述主体的下表面之间。
在一些实施例中，该系统包括文档平台，所述文档平台被配置为被定位在抬起的文档下方以将所述文档与所述基座上的其他文档分开。在一些实施例中，所述控制器单元被配置为识别倒置紧固件的存在，所述系统还包括：第一文档平台，所述第一文档平台被配置为被定位在抬起的文档下方以将所述文档与所述基座上的其他文档分开；和第二文档平台，所述第二文档平台被配置为被定位在抬起的文档上方，其中所述文档被夹在所述第一文档平台和所述第二文档平台之间，并且其中所述第一文档平台和所述第二文档平台被配置为围绕水平轴旋转以翻转所述文档。
在一些实施例中，所述系统包括机器人臂，并且其中所述控制器单元被配置为使用耦合到所述机器人臂的端部执行器来指导所述紧固件的移除。
在一些实施例中，所述系统包括紧固件移除端部执行器，所述紧固件移除端部执行器包括：一对文档接触部分，所述一对文档接触部分被配置为接触所述文档的顶表面以将所述文档保持在适当位置；在所述一对文档接触部分之间的紧固件移除舌片，其中所述紧固件移除舌片被配置为被插入在所述紧固件和所述文档的顶表面之间；和在所述紧固件移除舌片上方的紧固件夹具，所述紧固件夹具被配置为夹紧所述紧固件以将所述紧固件的至少一部分定位在所述紧固件插入舌片和所述紧固件夹具之间，其中所述紧固件夹具和所述紧固件插入舌片远离所述文档的移动移除紧固件。
在一些实施例中，所述紧固件是钉，并且其中所述移除舌片和所述夹具中的至少一个包括与所述钉的冠部的对应宽度相同的宽度。
根据一些方面，一种用于文档处理的自动化系统包括：被配置为接收文档的文档输入装置，其中所述文档包括附连到其上的紧固件；被配置为收集关于所述文档和所述紧固件的信息的检测单元；被配置为从所述检测单元接收所述信息以生成已处理信息的控制器单元；和被配置为使用基于已处理信息选择的工具来操纵所述文档和所述紧固件中的至少一个的交互单元。
在一些实施例中，检测单元包括：包括多个照明模块的照明源，所述多个照明模块被配置为从不同位置按顺序照亮所述文档和所述紧固件；和图像捕获设备，所述图像捕获设备被配置为每当所述多个照明模块中的照明模块照亮所述文档和所述紧固件时捕获所述文档和所述紧固件的多个图像，其中所述多个图像包括所述文档和所述紧固件的至少一个图像，其中所述控制器被配置为比较所述多个图像以生成所述已处理信息。
在一些实施例中，所述工具包括紧固件移除工具，其中所述交互单元被配置为可释放地耦合到所述工具，并且其中所述控制器被配置为指导所述交互单元耦合到所述工具以用于操纵所述文档和所述紧固件中的至少一个以移除所述紧固件。
在一些实施例中，所述控制器被配置为使用所述已处理信息来确定所述文档和所述紧固件中的至少一个的特性，并且其中所述控制器被配置为基于所述特性自主地控制所述交互单元的移动以用于操纵所述文档和所述紧固件中的至少一个，其中所述第一部分在所述电机的旋转轴线基本平行的方向沿着所述电机的所述第一部分而被固定。
根据下面的具体实施方式，本公开的其他方面和优点对于本领域技术人员来说将变得显而易见，其中仅通过图示用于执行本公开所设想的最佳模式的说明来仅示出和描述了本公开的示例性实施例。如将认识到的那样，本公开能够具有其他和不同的实施例，并且其若干细节能够在各种明显的方面进行修改，所有这些都没有脱离本公开。因此，附图和说明书本质上被认为是说明性的，而不是限制性的。
参考并入
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体地和单独地指出以通过引用并入。
附图说明
通过参考以下具体实施方式来获得对本发明的特征和优点的更好理解，所述具体实施方式阐述了利用本发明的原理的说明性实施例以及附图，附图中：
图1是识别系统的示例的示意图。
图2是文档和紧固件识别系统的示例的示意图。
图3A至图3E是由图2的文档和紧固件识别系统生成的预处理的和已处理的图像。
图4是文档传送端部执行器的示例的示意图。
图5A和图5B分别是紧固件移除端部执行器的示例的正视图和侧视图的示意图。
图6是端部执行器的另一个示例的示意图。
图7是红外紧固件识别系统的示例的示意图。
图8是抬起和扫描紧固件识别系统的示例的示意图。
图9是感应式感测紧固件识别系统的示例的示意图。
图10是用于识别单页文档和/或紧固件的示例过程的过程流程图。
图11是用于移除紧固件的过程的示例的过程流程图。
图12是用于移除紧固件的过程的另一个示例的过程流程图。
具体实施方式
尽管本文已经示出和描述了本发明的一些实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，这样的实施例仅作为示例而被提供。本领域技术人员现在将想到许多变化、改变和替换而未偏离本发明。应该理解的是，可以在实践本发明时采用本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。
无数的信息通常被政府机构以及私人实体存储在物理文档中。这些文档可以被保存在大量的档案库、仓库和/或保险库中。这些文档可能已被或者可能未被预先分类。文档的堆叠(stack)可以包括各种尺寸、形状、厚度、材料的文档，和/或可以包括相对于堆叠中的其他文档以不同方式朝向的文档。这些文档可能具有或者可能没有附连到其上的紧固件。可以使用广泛的各种不同类型的紧固件。文档可以以各种方式被包装、和/或被存储在不同类型的容器内。作为一个示例，尺寸为大约10英寸乘12英寸乘15英寸的Bankers
物理文档文件可能难以定位、搜索和/或操纵。依靠人工方法来定位、访问、操纵和/或从文档中提取信息可能是昂贵的、不可靠的和/或受到隐私问题的影响。例如，人工处理大量文档可能很慢、容易出错、由于文档和/或紧固件中的化学品的暴露而对人体健康造成损害、和/或当涉及包含敏感信息的文档时引起安全问题。定位特定文档和/或运送这些文档可能是费力且昂贵的。在物理文档上的信息的储存也可能容易丢失——例如当物理文档丢失、被毁坏和/或被错误标记时。
出于本文所描述的至少一个或多个原因，提取存储在物理文档上的信息可能是困难的，由此阻碍或阻止了对大量的存储信息的访问。
本文所描述的系统和方法涉及使以下一项或多项自动化：
(1)诸如从物理文档的堆叠中识别单页物理文档，(2)识别附连到一页或多页物理文档的任何紧固件的类型，以及(3)基于紧固件类型使用适当移除工具移除任何紧固件。这种系统和方法可以被用来使存储在物理文档上的信息的自动化数字化。可以将该系统和方法并入到自动化的端到端过程中，其包括例如从容器移除文档、操纵文档以使得可以提取存储在文档上的信息、从文档提取信息、以及重新包装文档以供进一步处理。自动化的端到端过程可以包括更多或更少的步骤，并且可以以各种顺序执行步骤。
本文所描述的涉及自动化识别单页文档、附连到其上的任何紧固件和/或紧固件的移除的系统和方法可以便于操纵单页文档，使得存储在文档上的信息可以被数字地扫描和数字地存储。将物理文档上存储的信息转换为数字信息可以使信息易于通过数字搜索访问。数字化信息可以被存储于在安全位置处的远程服务器上，和/或可以根据请求容易且可靠地被复制。数字信息可以比存储在物理文档上的信息更容易被搜索，并且可以容易地被发送到目标目的地。数字信息的访问可以不涉及任何人类中介机构，从而减少或消除没有访问权限的个人意外或不希望地访问敏感信息。信息数字化的自动化可以提高可靠性，降低成本，和/或避免敏感信息暴露于人为错误。自动化过程可以便于提高处理大量文档的速度和可靠性。
正确检测紧固件的存在和/或识别紧固件的类型，然后成功移除紧固件，可能是一项复杂的任务。人工识别并移除紧固件可能是复杂的、繁琐的且耗时的。移除不同类型的紧固件可涉及多种类型的紧固件移除工具的使用，并且避免损坏文档可能是困难的。紧固件的自动化识别可涉及精确地确定特征是否为误报，诸如精确地识别正被处理的文档上出现的影印紧固件。
如本文所描述的文档和紧固件识别系统可以被配置为识别诸如来自文档堆叠的单页文档，识别文档或文档堆叠上的任何文档紧固件设备的存在，识别存在的紧固件的类型和/或使用适当的工具移除紧固件。该系统可以被配置为自动化识别单页文档，任何文档紧固件的存在和类型，和/或移除紧固件。该系统可以被配置为操纵包含书面和/或打印信息的各种文档类型以准备用于成像的文档，使得存储在文档上的信息可以被存储在数字存储库中。例如，可以随后扫描分开的文档页片，使得其上打印和/或写入的信息可以被数字地捕获。在一些实施例中，本文所描述的一个或多个系统可以被配置为将成组的、附连的、堆叠的和/或绑定的记录分开成个体页片。可以由本文所描述的一个或多个系统处理的文档的类型可以包括但不限于法律、财务和/或历史记录。本文所描述的一个或多个系统可以被配置为处理由各种材料制成的具有各种尺寸、形状和/或厚度的文档。
本文所描述的系统可以被用来移除各种紧固件。这种系统可以自动化识别和移除紧固件，从而提供一种成本有效、省时且可靠的准备文档的方法，使得存储在其上的信息可以被数字化。
在一些实施例中，本文所描述的一个或多个系统可以适合于移除钉。由于其尺寸相对较小且结构精巧，所以识别和/或移除钉可能特别有挑战性。由于其尺寸小，存在于文档上的钉可能会被错过和/或检测系统中的错误可能在实际上没有钉时错误地指示存在钉。当从文档中拉出钉时，由于其一条或多条腿部的断裂倾向而可能难以移除钉。本文所描述的一个或多个系统可以被配置为提供钉的准确识别和可靠移除。
参考图1，示出了识别系统100的示例的示意图。可以将目标材料提供给识别系统以进行处理。目标材料可以包括一个或多个文档。可以存在单个文档。可替代地或另外地，多个文档可以作为堆叠、堆垛或任何其他方式而存在。识别系统可以包括一个或多个组件以收集关于目标材料的信息。识别系统可以使用该信息来识别目标材料中的一页文档，和/或目标材料上的任何紧固件的存在和/或特性。在一些实施例中，识别系统可以包括一个或多个组件以与包括附连到其上的任何紧固件的目标材料交互，以便实现紧固件的移除。
识别系统100可以被配置为识别文档的一个或多个页片，和/或与文档上的任何紧固件有关的信息。该文档可以是单页或者可以包括可以借助一个或多个紧固件而紧固在一起的多页。页片可以是一页纸或任何其他介质类型，如本文其他地方详细提供的那样。文档可以被识别和/或与其他文档相区分。可以从文档内的其他页片或其他文档的其他页片识别和/或区分单页文档。页片的边界(例如边缘)可以被识别。页片的边界对于检测和区分该页片与其他页片可能是有用的。
文档可以包括一个或多个紧固件。可替代地，文档可以没有紧固件。识别系统100可以被配置为收集与文档上的任何紧固件有关的信息，诸如文档上是否存在任何紧固件、紧固件的类型、紧固件的位置、紧固件的尺寸或与紧固件有关的任何其他信息。
识别系统100可以包括检测单元102、控制器单元104和/或交互单元106。检测单元可以被配置为收集关于目标材料的信息以识别单页文档，和/或收集与紧固件有关的信息。例如，检测单元可以包括一个或多个检测器组件，其被配置为收集与目标材料和/或附连到目标材料的紧固件有关的信息。检测单元和控制器单元可以彼此电通信，使得检测单元可以将收集的信息提供给控制器单元以用于分析。检测单元可以基于由检测单元收集的信息来接收来自控制器单元的指令。控制器单元还可以与交互单元电通信，使得控制器单元可以指导交互单元基于由检测单元采集的信息来执行一个或多个任务。交互单元可以被配置为接收来自控制器单元的指令并且执行一个或多个任务以使得能够识别单页文档和/或附连到目标材料的一个或多个紧固件，和/或移除紧固件。
虽然检测单元102和交互单元106在本文中被描述为是一个系统的一部分，但应该理解的是，检测单元和交互单元可以是分开的系统的一部分。例如，可以使用与被配置为与文档和/或紧固件交互的自动化系统不同的系统来将收集关于文档和/或其上的任何紧固件的信息自动化。
可以将目标材料呈现给识别系统100。识别系统可以被配置为接收以各种形式呈现的目标材料。目标材料可以包括一个文档或文档的堆叠。可以由系统的操作员手动地和/或通过自动化过程将文档或文档的堆叠呈现给识别系统。可以将文档或文档的堆叠呈现为单页文档、多页文档、单个堆叠的文档、多个堆叠的文档。文档或文档的堆叠可以呈现在容器中，诸如文件盒、盒子(例如，Bankers
本文对文档堆叠的任何描述都可以应用于以任何方式呈现的多个文档。在一些实施例中，文档堆叠可以包括具有各种特性的文档。文档堆叠可以包括具有不同材料形状、尺寸和/或厚度的文档。这些文档可以是彼此不同的类型。在一些实例中，文档内的各种页片可以是彼此不同的类型。不同类型的文档可以具有不同的特性。文档堆叠可以包括一个或多个文档，其在其至少一部分上具有粘合剂。在一些实施例中，由识别系统100处理的堆叠中的一个或多个文档可以与堆叠中的一个或多个其他文档朝向不同。可选地，文档内的一个或多个页片可以与文档内的一个或多个其他页片、或者与不同的文档朝向不同。在一些实施例中，文档堆叠可以包括具有相同或基本相同特性的文档。例如，文档可以是相同的材料、形状、尺寸、朝向和厚度。文档和/或文档的页片可以是相同的类型。
检测单元102可以被用来识别单页文档的一个或多个边缘，其包括其上存储有信息的任何数量的柔性材料中的一个或多个。单页文档的识别可以便于将页片彼此分开以供后续处理，例如用于扫描来自各页片的信息。在一些实施例中，检测单元可以被配置为识别单页纸，包括打印纸、书写纸和/或绘图纸。在一些实施例中，检测单元可以被配置为识别单页宣纸和/或热敏纸。单页纸可以在文档堆叠中，包括纸堆叠或包括其他类型的柔性材料的堆叠。单页纸可以在可以包括可以被紧固在一起的一页或多页的文档内。在一些实施例中，一个或多个文档可以是其他类型的柔性材料，包括卡片纸、文件文档夹、卡板、醋酸纤维薄膜、聚酯薄膜、合成纸、缩微胶片、棉纸、X光胶片、蓝图、地图、布、羊皮纸、它们的组合和/或类似物。在一些实施例中，柔性材料包括纸。单个文档可以包括单一类型的柔性材料或多种类型的柔性材料。多个文档可以包括单一类型的柔性材料或多种类型的柔性材料。柔性材料可以具有各种尺寸和/或形状。在一些实施例中，目标材料可以包括多页柔性材料，其中柔性材料包括不同的尺寸、形状、厚度和/或朝向。
在一些实施例中，识别系统100可以被配置为识别具有小于约0.3毫米(mm)、0.2mm、0.1mm、0.05mm或0.1mm的厚度的柔性材料片。在一些实施例中，柔性材料可以具有高达约5mm、约4mm、约3mm、约2mm的厚度。在一些实施例中，识别系统可以被配置为识别具有约0.01mm至约5mm，包括约0.01mm至约4
mm、约0.01mm至约3mm或约0.01mm到约4mm的厚度的柔性材料片。识别系统可以能够检测和/或区分厚度小于本文所描述的任何值、大于本文所描述的任何值、或落入本文所描述的任何两个值之间的范围内的页片。
如本文所述，在一些实施例中，柔性材料可以是纸。纸可以是任何数量的尺寸、形状和/或厚度。例如，检测单元102可以被配置为识别具有小于约0.3mm、0.2mm、0.1mm、0.05mm或0.01mm的厚度的纸页片的边缘。在一些实施例中，纸可以具有高达约5
mm、约4mm、约3mm、约2mm的厚度。在一些实施例中，识别系统可以被配置为识别具有约0.01mm至约5mm、包括约0.01mm至约4mm、约0.01mm至约3mm、或者约0.01mm至约4mm的厚度的纸页片。检测单元可以能够检测和/或区分厚度小于本文所述的任何值、大于本文所述的任何值、或落入本文所描述的任何两个值之间的范围内的纸页片。在一些实施例中，检测单元可以被配置为识别文档的堆叠中的单页纸，包括朝向与堆叠中紧邻的文档不同的一页纸，所述紧邻的文档例如是所述纸下方的文档。
在一些实施例中，文档可以是包括本文所述的一种或多种柔性材料的任何数量的不同类型的产品。在一些实施例中，文档可以是可折叠卡片、名片、在一个表面的至少一部分上具有粘合剂的页片(例如，
在一些实施例中，例如使用由检测单元102收集的信息，识别系统100可以被配置为确定是否有任何紧固件存在于文档或文档的堆叠上。在一些实施例中，识别系统可以被配置为确定文档上的紧固件是什么类型。例如，使用由检测单元收集的信息，识别系统可以被配置为确定紧固件是否是本文所描述的一种或多种类型的紧固件。在一些实施例中，识别系统可以被配置为确定紧固件在文档或文档堆叠上的位置。例如，识别系统可以被配置为确定一个或多个紧固件位于文档或文档堆叠上的何处，包括当文档或文档堆叠在该文档或文档堆叠上的各个位置上包括附连到其上的多个紧固件的时候。在一些实施例中，识别系统可以被配置为确定文档或文档堆叠上的一个或多个紧固件的朝向。例如，识别系统可以被配置为确定紧固件的横向角度，和/或紧固件是否被倒置。在一些实施例中，控制器单元104可以被配置为处理由检测单元收集的信息以进行本文所描述的一个或多个确定。
识别系统100可以有利地被配置为：(1)识别各种组成和/或尺寸的单页文档，和/或(2)识别与任何紧固件有关的信息，例如在文档或文档堆叠上的任何紧固件的任何类型、位置和/或朝向。识别系统可以能够处理不限于单一类型的材料、文档所定位的朝向和/或尺寸的文档，并且可以以各种方式将一个或多个紧固件附连到其上。由这样的系统处理的预分类文档可以被减少或消除，便于文档的自动化处理而无需人工干预或者基本无需人工干预，从而至少部分地由于人为错误减少而提高了文档处理的速度、降低了相关联的成本和/或改善了文档处理的可靠性。如本文所述，识别系统可以被配置为处理文档以准备用于数字化过程的文档，其中存储在文档上的信息被提取并以数字方式存储。识别系统可以被配置为处理各种特性的文档，包括具有以各种方式附连到其上的不同紧固件的文档，所述识别系统可以便于文档上的信息的数字化，使得可以以降低的成本提供信息的数字访问。
在一些实施例中，识别系统100可以被配置为识别任何数量的不同类型的紧固件。例如，检测单元可以被配置为在各种类型的紧固件之间进行区分，以便确定各种类型的紧固件中的哪种在文档或文档堆叠上，包括紧固件被附连到文档或文档堆叠的方式。紧固件可以是被配置为将多个文档保持在一起的任何数量的不同器具，诸如被配置为将多个文档保持在一起的各种类型的机械设备。例如，紧固件可以包括一个或多个部分，该一个或多个部分被配置为被定位在文档的相对表面上，紧固件被配置为将所述文档保持在一起。在一些实施例中，紧固件可以包括一个或多个部分，该一个或多个部分延伸穿过其所附连到的每个文档的对应部分。例如，紧固件可以包括：穿过每个文档的一个或多个部分，该一个或多个部分被配置为将所述每个文档绑定在一起；以及一个或多个其他部分，该一个或多个其他部分被配置为被定位在由紧固件绑定的多个文档中的顶部文档和底部文档的相对表面上。识别系统可以被配置为识别诸如回形针、弹簧夹、金属钉、冲孔紧固件、橡皮筋、螺旋装订、活页夹、弹簧活页夹、图书装订、双叉紧固件(例如双叉金属紧固件)、螺旋环、环形装订、gachuck夹、plastiklip塑料夹、角夹、蝶形夹、猫头鹰夹、圆形纸夹、纸环、粘合剂(例如胶带)、它们的组合和/或类似物。在一些实施例中，紧固件可以包括文档夹，其包括风琴文档夹。在一些实施例中，检测单元102可以被配置为检测和/或识别包括塑料钉和有色金属钉的钉。如本文进一步详细描述的，交互单元106可以包括一个或多个端部执行器，其被配置为移除所识别的紧固件。
在一些实施例中，检测单元102包括用于感测诸如文档和/或紧固件之类的物体的一个或多个组件。所述一个或多个组件可以提供光学感测、热感测、激光成像、红外成像、电容感测、质量感测、横跨电磁谱的至少一部分的振动感测以及磁感应感测中的一个或多个。在一些实施例中，检测单元包括一个或多个触觉模态。触觉感测可以被用来检测文档或文档堆叠上的任何异常情况。在一些实施例中，检测单元可以被配置为提供声学感测，包括使用超出人类听觉范围的频率进行感测。在一些实施例中，由检测单元收集的信息可以被用来诸如通过检测文档的边界来确定文档的形状。在一些实施例中，检测单元可以被用来确定文档或文档堆叠上的一个或多个紧固件的形状、材料、朝向和/或位置。
在一些实施例中，检测单元102可以被配置为应用一种或多种技术，所述技术被配置为检测金属材料，诸如以检测包括金属材料的紧固件。在一些实施例中，检测单元可以被配置为施加磁场以便于检测包括铁、镍、钴和/或其组合的铁磁材料。
检测单元102可以包括被配置为收集与文档相关的信息的各种感测组件，以使得能够识别单页文档和/或存在于其上的任何紧固件的存在和类型。检测单元可以被配置为使用各种技术来检测和/或识别单页文档和/或紧固件。在一些实施例中，检测单元可以被配置为接触文档和/或紧固件以例如通过一个或多个触觉模态来测量文档和/或紧固件的一个或多个特性。在一些实施例中，检测单元可以被配置为收集关于文档和/或紧固件的信息而不物理接触文档和/或紧固件。在一些实施例中，检测单元可以包括发射源和测量设备中的一个或多个。在一些实施例中，检测单元可以被配置为发出被配置为探测文档和/或紧固件的检测信号，包括例如电磁信号和/或声学信号。在一些实施例中，检测单元包括发射源和测量设备。例如，测量设备可以被配置为测量由文档和/或紧固件发出和/或由文档和/或紧固件反射的电磁辐射信号，这至少部分地是由于文档和/或紧固件对由发射源发出的检测信号的响应。如本文进一步详细描述的，检测单元可以包括用于光度立体视觉系统的一个或多个组件。在一些实施例中，检测单元可以包括用于收集关于文档和/或紧固件的信息的测量设备，而无需或基本上无需发射用于测量的任何检测信号。例如，如本文进一步详细描述的，检测单元可以包括用于红外传感器和/或电感传感器的一个或多个组件。
在一些实施例中，检测单元102可以包括被配置为用一种或多种类型的电磁辐射来照亮文档或文档堆叠的照明源。在一些实施例中，电磁辐射可以包括可见光谱、红外光谱、紫外光谱和电离辐射光谱中的一个或多个中的照明。在一些实施例中，电离辐射可以包括X射线。
在一些实施例中，检测单元102可以被配置为使用光度立体视觉来照亮文档或文档堆叠以用于分析。检测单元可以被配置为提供信息以能够确定与目标材料相关的三维(3-D)信息。在一些实施例中，检测单元可以被配置为获取信息以确定一页文档的边界以便于识别单页文档。在一些实施例中，检测单元可以被配置为提供一页文档的边缘检测。
再次参考图1，交互单元106可以被配置为执行各种任务来操纵文档、文档堆叠和/或紧固件。交互单元可以包括被配置为执行这样的任务的一个或多个工具。在一些实施例中，交互单元可以包括用于耦合到一个或多个工具的一个或多个定位组件，例如以便于将一个或多个工具移动到期望的位置和/或朝向。例如，一个或多个定位组件可以包括一个或多个机械臂，用于将一个或多个工具带到文档、文档堆叠和/或紧固件，和/或相对于文档、文档堆叠和/或紧固件定位一个或多个工具的朝向。在一些实施例中，一个或多个组件可以包括一个或多个机器人臂。一个或多个定位组件可以被耦合诸如被可释放地耦合到用于执行期望任务的适当工具。这些工具可以是可互换的。例如，取决于期望的任务，一个或多个定位组件可以被配置为在不同工具之间切换。工具可以交换、替换、移除和/或重新附连到一个或多个定位组件。在一些实施例中，工具是不可互换的。
交互单元106可以包括用于移动文档和/或文档堆叠的一个或多个工具，诸如以在第一位置和第二位置之间传送文档和/或文档堆叠。在一些实施例中，交互单元可以包括用于改变文档和/或文档堆叠的朝向的一个或多个工具，诸如以旋转文档和/或文档堆叠。在一些实施例中，交互单元可以包括用于翻转文档和/或文档堆叠的工具。在一些实施例中，交互单元可以包括用于将文档或文档堆叠与另一文档和/或文档堆叠分开的一个或多个工具。在一些实施例中，交互单元可以包括用于操纵紧固件的一个或多个工具，诸如以从文档和/或文档堆叠移除紧固件。
在一些实施例中，交互单元106可以被配置为使用各种技术(包括使用来自检测单元102的指导)将文档或文档堆叠与另一文档和/或文档堆叠分开。交互单元可以被配置为将文档或文档堆叠与另一文档和/或文档堆叠分开并分成组——包括通过文档夹(例如，通过文件文档夹和/或风琴文档夹)，附连和/或绑定组以及/或分成单页。在一些实施例中，交互单元可以被配置为将文档或文档堆叠与另一文档和/或文档堆叠分开，包括打开文档夹(例如，风琴文档夹和/或文件文档夹)和/或从文档夹中移除文档或文档堆叠。在一些实施例中，交互单元可以被配置为通过物理地接触文档或文档堆叠来执行分开。在一些实施例中，交互单元可以被配置为通过使用空气压力来执行分开，例如使用大于和/或小于大气压力的空气压力。在一些实施例中，交互单元可以被配置为通过使用重力来执行分开，诸如通过将文档或文档堆叠放置在倾斜平面上以使得重力能够将文档或文档堆叠与任何其他文档和/或文档堆叠分开。在一些实施例中，交互单元可以包括机械辊，其可以被用来便于使用重力进行分开。例如，机械辊可以被用来接触文档或文档堆叠以便于分开。
在一些实施例中，交互单元106的一个或多个定位组件可以包括一个或多个机器人臂。机器人臂可以是多轴机器人臂。在一些实施例中，机器人臂可以具有两个或更多个运动轴。在一些实施例中，机器人臂可以是双轴机器人臂、三轴机器人臂、四轴机器人臂、五轴机器人臂或六轴机器人臂。在一些实施例中，机器人臂可以是单轴机器人臂。
在一些实施例中，交互单元106的一个或多个工具可以包括端部执行器，其被配置为耦合到诸如机器人臂之类的位置组件。在一些实施例中，机器人臂可以被配置为在任何一个时间被耦合到一个端部执行器。在一些实施例中，机器人臂可以被配置为在任何一个时间被耦合到多于一个端部执行器。在一些实施例中，机器人臂可以被配置为在不同的端部执行器之间进行切换。例如，一旦使用端部执行器的任务完成，机器人臂可以被配置为释放端部执行器并且耦合到适于执行后续任务的不同端部执行器。在一些实施例中，整个机器人臂可以被切换出。
在一些实施例中，一个或多个端部执行器可以耦合到用于执行各种任务的诸如机器人臂之类的位置组件。在一些实施例中，一个或多个端部执行器可以被配置用于紧固件移除。在一些实施例中，一个或多个端部执行器可以被配置用于文档操纵，诸如以操纵单页文档和/或多页文档。在一些实施例中，一个或多个端部执行器可以被配置为操纵一个或多个紧固件和一个或多个文档。一个或多个端部执行器可以可释放地耦合到机器人臂。例如，机器人臂可以被配置为基于检测到的紧固件的类型而在合适的移除工具之间进行切换。
在一些实施例中，可以使用多于一个机器人臂。在一些实施例中，用于紧固件移除的机器人臂可以不同于被配置用于操纵文档页片的机器人臂。
在一些实施例中，识别系统100可以被配置为提供用于进一步处理的文档，诸如提供为了将存储在文档上的信息数字化而移除了紧固件的文档。在一些实施例中，可以扫描由识别系统提供的已处理的文档，使得可以提取存储在其上的信息。例如，可以使用一种或多种光学扫描技术来提取关于文档的信息。可以应用一种或多种字符识别算法来将信息转换为数字格式。在一些实施例中，可以使用光学字符识别(OCR)过程来提取来自文档的信息。
识别系统100可以使得能够完全自动化地识别单页文档、紧固件的存在和类型、和/或紧固件的移除。识别系统可以是组装线的一部分，其被配置为使得能够自动化数字化存储在物理文档上的信息。在一些实施例中，检测单元102和交互单元106中的每一个可以被配置为在无需或基本无需人类交互的情况下操作。检测单元和交互单元可以被配置为一起操作以完全自动化识别文档和/或紧固件，和/或从呈现给识别系统的文档中移除紧固件。例如，系统可以被配置为在接收到来自操作员的用以启动过程的输入之后处理文档或文档堆叠，诸如以识别文档页片、紧固件的存在和类型、和/或紧固件的移除。在一些实施例中，识别系统可以是半自动化的。例如，识别系统可以被配置为在处理文档或文档堆叠之后(例如在处理期间的一个或多个点处)接收来自操作员的输入。在该过程期间可以由系统提示操作员输入确认命令和/或关于正被处理的文档或文档过程的一个或多个参数。识别系统100可以是组装线的一部分，其被配置为完全自动化或半自动化存储在文档或文档堆叠上的信息的数字化。
控制器单元104可以被配置为控制识别系统100的一个或多个其他组件，诸如以使得能够过程的自动化以识别文档页片、紧固件的存在和类型、和/或紧固件的移除。控制器单元104可以包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器包括中央处理单元(CPU)。在一些实施例中，处理器可以包括单核处理器。在一些实施例中，处理器可以包括多核处理器。在一些实施例中，控制器单元包括用于并行处理的多个处理器。控制器单元可以具有存储器(例如，随机存取存储器、只读存储器和/或闪存)和电子储存单元(例如硬盘)中的一个或多个。电子储存单元可以是用于存储数据的数据储存单元和/或数据存储库。在一些实施例中，控制器单元可以具有用于与一个或多个其他组件和/或系统进行通信的通信接口(例如，网络适配器)。例如，如本文进一步详细描述的，控制器单元可以被配置为与识别系统100的一个或多个其他组件通信，诸如检测单元102和/或交互单元106。在一些实施例中，控制器单元可以与一个或多个远程系统通信，诸如位于不同房间、不同建筑物和/或不同设施中的远程服务器。在一些实施例中，控制器单元可以具有一个或多个外围设备，诸如高速缓存、其他存储器、数据储存器和/或电子显示适配器。存储器、储存单元、接口和/或外围设备可以通过通信总线来与控制器单元的处理器通信，诸如主板。
控制器单元104的诸如处理器和控制器单元的存储器可以与检测单元102和/或交互单元106通信。控制器单元可以被配置为接收来自检测单元的信息，诸如由检测单元收集的与正被处理的文档或文档堆叠相关的信息。控制器单元存储器可以被配置为存储从检测单元接收的信息和/或用于执行本文描述的分析的各种算法。在一些实施例中，控制器单元可以被配置为使用一个或多个算法来处理来自检测单元的与文档或文档堆叠相关的信息。例如，控制器单元的处理器可以执行可以以程序或软件来体现的一系列机器可读指令。可以将指令存储在存储器位置中，例如控制器单元的存储器中。可以将指令引导至处理器，其随后可以编程或以其他方式配置处理器以实现本公开的方法。由处理器执行的操作的示例可以包括提取、解码、执行和/或回写。在一些实施例中，处理器可以被配置为使用与文档、文档堆叠和/或紧固件相关的信息来执行各种算法以执行如本文所述的分析。
在一些实施例中，控制器单元可以与一个或多个远程服务器通信。在一些实施例中，可以远程地执行来自检测单元102的信息的各种分析中的一个或多个，并且将分析发射给控制器单元104。控制器单元可以借助通信接口而可操作地耦合到计算机网络(“网络”)，诸如耦合到有线和/或无线网络。网络可以是因特网、互联网和/或外联网，也可以是与因特网通信的内联网和/或外联网。网络在一些情况下是电信和/或数据网络。在一些实施例中，网络包括局域网(“LAN”)和/或广域网(“WAN”)。该网络可以包括一个或多个计算机服务器，其可以实现分布式计算，诸如云计算。网络在一些情况下借助计算机系统而可以实现对等网络，其可以使得耦合到计算机系统的设备能够充当客户端或服务器。
控制器单元104可以被配置为基于分析向检测单元和/或交互单元发送指令以控制检测单元102和/或交互单元106的移动，以便如本文所述地实现识别和操纵过程的自动化，诸如以实现全自动化或半自动化过程。
在一些实施例中，控制器单元104的处理器可以是电路诸如集成电路的一部分。控制器单元的一个或多个其他组件可以被包括在电路中。在一些情况下，电路是专用集成电路(ASIC)。在一些实施例中，控制器单元的储存单元可以存储文档，诸如驱动器、库和已保存的程序。控制器单元可以存储用户数据，例如用户偏好和用户程序。控制器单元在一些情况下可以包括位于控制器单元外部的一个或多个附加的数据储存单元，诸如位于通过内联网或因特网来与控制器单元通信的远程服务器上。如本文所述，控制器单元可以通过网络来与一个或多个远程计算机系统通信。例如，控制器单元可以与用户的远程计算机系统通信。远程计算机系统的示例包括个人计算机(例如，便携式PC)、平板或平板PC(例如，
本文所述的方法可以通过存储在控制器单元104的电子储存位置上的机器(例如，计算机处理器)可执行代码来实现，诸如例如存储在控制器单元的存储器或电子储存单元上。可以以软件的形式提供机器可执行或机器可读代码。在使用期间，代码可以由控制器单元的处理器执行。在一些情况下，可以从储存单元检索代码并将其存储在存储器中以供处理器随时访问。在一些情况下，可以排除电子储存单元，并将机器可执行指令存储在存储器中。
代码可以被预先编译并被配置用于与具有适于执行代码的处理器的机器一起使用，或者可以在运行时期间被编译。代码可以用编程语言来提供，可以选择编程语言以使代码能够以预编译(pre-
compiled)或随时编译(as-compiled)的方式执行。
诸如控制器单元104之类的本文提供的系统和方法的一个或多个方面可以在编程中体现。本技术的各个方面可以被认为是典型地以机器(或处理器)可执行代码和/或相关联数据的形式的“产品”或“制造品”，这些代码和/或相关联数据被携带或体现于机器可读介质中。可以将机器可执行代码存储在控制器单元的电子储存单元上，诸如存储器(例如，只读存储器、随机存取存储器、闪存)或硬盘。“储存”型介质可以包括计算机、处理器等的有形存储器或其相关联模块(诸如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等)中的任何或全部，其可以在任何时刻提供非暂时性储存以用于软件编程。所有或部分软件有时可以通过因特网或其他各种电信网络进行通信。例如，这样的通信可以使软件能够从一台计算机或处理器加载到另一台，例如从管理服务器或主计算机加载到应用服务器的计算机平台中。因此，另一种可承载软件元素的介质类型包括光学、电子和电磁波，诸如通过本地设备之间的物理接口所使用的、通过有线和光学陆线网络以及通过各种空中链路。承载这种波的物理元件，诸如有线或无线链路、光链路等，也可以被认为是承载该软件的介质。如本文所使用的，除非限于非暂时性，否则有形的“储存”介质，诸如计算机或机器“可读介质”之类的术语是指参与向处理器提供用于执行的指令的任何介质。
因此，诸如计算机可执行代码的机器可读介质可以采取许多形式，包括但不限于有形储存介质、载波介质或物理传输介质。非易失性储存介质包括例如光盘或磁盘，诸如任何(一个或多个)计算机等中的任何储存设备，诸如可用于实现附图中所示的数据库等。易失性储存介质包括动态存储器，诸如这样的计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴电缆；铜线和光纤，包括构成计算机系统内的总线的导线。载波传输介质可以采取电信号或电磁信号的形式，或者诸如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的声波或光波的形式。因此，计算机可读介质的常见形式包括例如：软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡纸带、具有孔图案的任何其他物理储存介质、RAM、ROM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或盒式磁带、传输数据或指令的载波、传输这种载波的电缆或链路或计算机可以从其中读取编程代码和/或数据的任何其他介质。在将一个或多个指令的一个或多个序列携带到处理器以供执行的过程中可以涉及这些形式的计算机可读介质中的许多形式。
控制器单元104可以包括用户界面(UI)或与用户界面(UI)通信。UI的示例包括但不限于图形用户界面(GUI)和基于web的用户界面。操作员可以能够使用用户界面来输入用于控制系统的信息。例如，操作员可以能够使用用户界面来输入一个或多个参数以启动过程和/或作为过程的一部分——包括当被系统提示时。用户界面可以包括电子显示器。电子显示器可以被配置为允许操作员查看与识别系统100的一个或多个组件相关的信息和/或先前、当前正在和/或将由系统完成的过程的一个或多个参数。电子显示器可以使操作员能够查看由检测单元102收集的信息。
如本文所述，如本文所述的一个或多个系统和/或过程可以实现用于处理文档和/或文档堆叠的全自动化和/或半自动化过程，诸如以识别文档页片、紧固件的存在和类型、和/或紧固件的移除。在一些实施例中，文档和/或紧固件的识别和/或紧固件的移除的自动化可以在对文档进行处理以将存储在其上的信息数字化的过程中有利地提供增加的吞吐量。
尽管作为识别系统100的不同组件参照图1描述了检测单元102、控制器单元104和交互单元106，但应该理解的是，在一些实施例中，检测单元102、控制器单元104和交互单元中的一个或多个可以是一个组件的一部分。
在一些实施例中，检测单元和交互单元中的一个或多个可以是不同系统的一部分。例如，检测单元可以是第一自动化系统的一部分，并且由第一自动化系统处理的文档可以被传送到第二自动化系统进一步处理，其中所述第一自动化系统与包括交互单元的第二自动化系统是分开的和/或位于不同位置。
图2是文档和紧固件识别系统200的示例的示意图。文档和紧固件识别系统200可以是如参考图1所描述的识别系统100的示例。文档和紧固件识别系统200可以包括照明源210、图像捕获设备230、机器人臂240、文档基座250、第一文档平台260和第二文档平台270。文档和紧固件识别系统200可以包括与文档和紧固件识别系统200的一个或多个组件电通信的控制器202，所述一个或多个组件诸如是照明源210、图像捕获设备230、机器人臂240、文档基座250、第一文档操纵器260和/或第二文档操纵器270，以控制该一个或多个组件和/或从该一个或多个组件接收用于控制所述组件的信息。控制器202可以包括用于接收和处理来自图像捕获设备230的图像数据的处理器。
文档和紧固件识别系统200可以包括用以允许操作员与系统交互的用户界面204。例如，操作员可以能够使用用户界面来手动地控制系统的一个或多个组件和/或输入用于控制系统的信息。用户界面可以允许操作员与系统进行交互。操作员可以使用用户界面输入用以启动和/或控制过程的值。在一些实施例中，操作员可以使用用户界面来输入一个或多个值，使得系统可以自主操作。例如，文档、文档堆叠、多个文档和/或多个文档堆叠可以被装载到系统上(例如，通过操作员和/或自动化过程)，诸如被装载到系统的输入端口上，并且系统可以被配置为处理文档而无需进一步的操作员输入。在一些实施例中，操作员可以输入一个或多个参数以启动过程，并且系统可以被配置为完全自动化地完成该过程，而无需操作员的进一步干预。在一些实施例中，系统可以被配置为接收开始指令，并且系统可以完成该过程而无需来自操作员的进一步指令。例如，在操作员输入“开始”命令后，系统可以继续使用照明源210来照亮文档或文档堆叠，使用图像捕获设备230来捕获文档或文档堆叠的多个图像，并且使用机器人臂240、第一文档操纵器260和第二文档操纵器270中的一个或多个来操纵文档或文档堆叠。在一些实施例中，系统可以被配置为基于由操作员输入的一个或多个参数来处理文档、文档堆叠、多个文档和/或多个文档堆叠，所述一个或多个参数诸如是与文档、文档堆叠、多个文档和/或多个文档堆叠的一个或多个特性相关的一个或多个参数。
在一些实施例中，系统200可以被配置为是半自主的，使得系统被配置为在启动之后在系统的操作期间的一个或多个点处接收来自操作员的输入。例如，系统200可以被配置为提示操作员输入以输入正被处理的文档、文档堆叠、多个文档和/或多个文档堆叠的一个或多个特性，和/或确认文档、文档堆叠、多个文档和/或多个文档堆叠的操作和/或检测特性。例如，可以要求操作员在系统进一步进行之前在过程的一个或多个步骤期间输入“确认”命令。在一些实施例中，诸如基于来自操作员的输入，系统可以被配置为以全自动化模式和半自动化模式两者操作。在一些实施例中，诸如通过输入“暂停”和/或“停止”命令，系统可以被配置为允许操作员在该过程期间进行干预。
在一些实施例中，操作员可以使用用户界面来手动地控制系统的一个或多个组件，诸如照明源210、图像捕获设备230、机器人臂240、文档基座250、第一文档平台260和第二文档平台270中的一个或多个。在一些实施例中，用户界面可以与系统位于同一位置。在一些实施例中，用户界面可以远离系统，例如以实现系统的远程操作和/或由系统执行的过程的一个或多个参数的远程查看。在一些实施例中，用户界面可以位于不同的房间、建筑物和/或设施中。在一些实施例中，用户界面可以位于同一房间、建筑物和/或设施中。
在一些实施例中，用户界面204可以包括可视显示器206。在一些实施例中，可视显示器可以包括系统200的各种参数的显示，包括正在处理的文档和/或文档堆叠的一个或多个参数。如将在本文中进一步详细描述的，可视显示器可以被配置为向操作员显示未处理的图像，诸如由图像捕获设备230捕获的图像和/或已处理的图像，诸如由控制器202的处理器使用来自未处理的图像的信息来提供的已处理的图像。在一些实施例中，可视显示器可以显示系统的组件的一个或多个状态指示符，包括照明源210、图像捕获设备230、机器人臂240、文档基座250、第一文档平台260和第二文档平台270中的一个或多个的状态指示符。可视显示器可以被配置为向操作员显示由该操作员或先前操作员输入的值。可视显示器可以显示系统的过程历史。
在一些实施例中，文档和紧固件识别系统200可以被配置为至少部分地通过分析由文档和紧固件识别系统200捕获的任何阴影来识别单个文档的一个或多个边缘和/或文档或文档堆叠上的紧固件的存在。在一些实施例中，文档和紧固件识别系统200可以被配置为提供文档或文档堆叠的光度立体视觉分析。该分析可以被用来识别单个文档的边缘和/或关于紧固件(如果存在)的信息。
文档基座250可以被配置为接收由文档和紧固件识别系统200分析的文档或文档堆叠。例如，可以将文档或文档堆叠接收在文档基座250的上表面252上。可以将文档或文档堆叠手动定位——诸如由操作员——在文档基座上。在一些实施例中，文档或文档堆叠可以通过自动化过程而被定位在文档基座上。例如，可以在输入处将文档或文档堆叠呈现给文档和紧固件识别系统200，并且可以通过自动化过程将文档或文档堆叠定位在文档基座上。文档或文档的堆叠可以被呈现为单页文档、多页文档、单个文档堆叠、多个文档堆叠。
文档或文档堆叠可以以各种形式被呈现给系统200。在一些实施例中，系统200可以被配置为将文档或文档堆叠接收在诸如文件盒、盒子、箱子和/或文档夹之类的容器中。例如，包含文档堆叠的容器可以被装载到识别系统的接收端口上并且容器可以被系统移动到期望的高度，以将一个或多个文档从容器内传送到基座250。该系统可以包括一个或多个机械组件以诸如经由轨道垂直和/或横向移动容器。例如，容器可以被系统升高，降低和/或横向移动，以到达用于将文档从容器传送到基座250的期望位置。一旦达到期望的位置，系统可以被配置为自动化从容器传送文档。如本文所述，可以使用一个或多个传感器来预设和/或确定容器的期望高度。
可以相对于文档基座250来定位照明源210，使得定位在基座250上的文档或文档堆叠可被照明源210照亮。照明源可以被定位在文档基座250上方并且朝向成使得来自照明源的照明提供对基座上的文档或文档堆叠的期望照明。例如，照明源可以被朝向成使得提供照明的一个或多个照明设备面对基座的上表面252表面。在一些实施例中，通过其发射照明的照明设备的表面朝向相对于基座的上表面成约30°至约90°的角度，包括成约30°至约80°的角度、约30°至约60°、约45°至约90°或约45°至约60°。照明源的朝向角可以小于本文所述的任何值、大于本文所述的任何值、或落入本文所述的任何两个值之间的范围内。可以相对于基座250来定位照明源210，使得系统200的其他组件不会在文档或文档堆叠被照明源210照亮时在放置在基座250上的文档或文档堆叠的任何部分上投射任何阴影。投射在文档或文档堆叠上的阴影可能导致紧固件的识别和/或文档的一个或多个边缘的误报。
照明源210可以包括多个照明模块。可以相对于基座250将多个照明模块分别定位在不同位置处，使得基座250上的文档或文档堆叠可以由相对于文档或文档堆叠位于不同位置处的源来照亮。例如，照明模块可以相对于彼此处于不同位置。从不同位置照亮文档或文档堆叠可提供三维特征的不同阴影轮廓的捕获，诸如单个文档的边缘和/或从文档或文档堆叠的顶部突出的任何三维对象，诸如紧固件。
在一些实施例中，照明源210可以包括四个照明模块212、214、216和218。四个照明模块可以被定位在基座250上并围绕基座250。例如，其中一个照明模块可以位于0°位置、90°位置、180°位置和270°位置中的每一个处。在一些实施例中，四个照明模块可以围绕基座不同地定位。四个照明模块可以与基座等距或基本等距，以便于通过四个照明模块中的每一个以相同或相似的照明强度照亮文档或文档堆叠。四个照明模块可以处于距基座的上表面252不同的垂直距离处。垂直距离可以被选择为使得基座上的文档或文档堆叠被照明模块充分照亮。在一些实施例中，一个或多个照明模块距基座250的上表面252的垂直距离可以是约4英尺(ft)至约10ft，包括约4ft至约8ft、或者约4ft到约6ft。一个或多个照明模块距基座的上表面的垂直距离可小于本文所述的任何值、大于本文所述的任何值、或落入本文所描述的任何两个值之间的范围内。
在一些实施例中，可以使用不同数量的照明模块。在一些实施例中，可以使用少于四个的照明模块，诸如两个或三个。在一些实施例中，可以使用四个以上的照明模块，诸如五个、六个、七个、八个或更多个。多个照明模块可以被定位成使得它们的模块均匀或基本均匀地径向分布在基座250上。包括n个照明模块的照明源可以具有位于基座周围的360°/n个位置中的每一个处的模块。例如，包括五个照明模块的系统可以包括在0°位置、72°位置、144°位置、216°位置和288°位置中的每一个处的模块。
如本文所述，照明源210可以被定位在文档基座250上方并且朝向成使得来自照明源的照明提供对基座上的文档或文档堆叠的期望照明。例如，照明源的多个照明模块中的每一个可以具有相对于基座250的上表面252以约30°至约90°的角度朝向的照明发射表面，包括以约30°至约80°、约30°至约60°、约45°至约90°、或约45°至约60°。照明模块的朝向角可小于本文所述的任何值、大于本文所述的任何值或落入本文所述的任何两个值之间的范围内。
多个照明模块中的每一个可以包括用于照明文档或文档堆叠的朝向文档或文档堆叠的一个或多个照明设备定向。在一些实施例中，多个照明模块中的每一个可以包括一个或多个发光二极管(LED)。LED可以被配置为发射可见光范围内的光。在一些实施例中，照明模块可以包括条形灯、环形灯和排灯中的一个或多个。在一些实施例中，照明模块可以包括用于初级和次级光学测量的照明设备。在一些实施例中，LED可以被配置为发射可见光范围之外的光(例如，具有在约400纳米(nm)至约700nm范围内的波长的电磁辐射)。在一些实施例中，照明模块可以包括荧光照明、石英卤素照明、金属卤化物照明、氙照明和/或高压钠照明中的一种或多种。
多个照明模块可以被按顺序单独照亮，使得当每个单独的照明模块被照亮时可以捕获文档或文档堆叠的一个或多个图像。照明模块可以以任何顺序被照亮。在一些实施例中，照明模块可以以顺时针顺序被照亮。在一些实施例中，照明模块可以是逆时针顺序的照明。诸如基于一个或多个系统参数和/或正被处理的文档的特性，可以手动设置和/或自动化选择模块的顺序照明。可以选择按顺序激活照明模块的速率，以增加系统200的吞吐量，同时允许图像捕获设备230有足够的时间对文档或文档堆叠成像。照明模块被照亮的速率可小于本文所述的任何值、大于本文所述的任何值、或落入本文所述的任何两个值之间的范围内。在一些实施例中，照明模块被照亮的速率比人眼可以感知的速率更快。可以基于图像捕获设备240的一个或多个参数(诸如图像捕获设备可以捕获图像的速度，包括例如图像捕获设备的曝光时间)来选择照明模块被激活的速率。例如，可以基于数码相机的曝光时间来选择照明速率。照明速率可以被选择为至少与数码相机的曝光时间一样长。在一些实施例中，可以照亮每个照明模块持续大于约0.1毫秒(msec)、约0.2毫秒、约0.5毫秒、约1毫秒、约5毫秒或约10毫秒的持续时间。在一些实施例中，可以照亮每个照明模块持续约0.1毫秒至约20秒、约1秒至约15秒、约5秒至约10秒的持续时间。
图像捕获设备230可以被定位在基座250上方，使得可以捕获基座250上的文档或文档堆叠的图像而没有任何障碍。在一些实施例中，图像捕获设备230可被定位成使得当任何照明模块诸如照明模块212、214、216和218被激活时，其阴影不会被投射在文档或文档堆叠上。在一些实施例中，图像捕获设备230位于每个照明模块上方。在一些实施例中，图像捕获设备230与每个照明模块等距或基本等距。
在一些实施例中，图像捕获设备230是数码相机。在一些实施例中，图像捕获设备230是500万像素的数码相机。相机可以具有5百万像素以外的分辨率值。相机可以具有更低或更高的分辨率，诸如约300万像素、约800万像素或约1200万像素。可以选择数码相机的分辨率以提供正被处理的文档或文档堆叠上的期望特征的捕获。在一些实施例中，图像捕获设备230可以是基于所使用的照明源210的类型所选择的另一类型的成像设备。
图像捕获设备230可以被配置为在每次由多个照明模块中的每一个——诸如多个照明模块212、214、216和218照亮文档或文档堆叠时捕获基座250上的文档或文档堆叠的一个或多个图像。如本文所述，位于不同位置的多个照明模块可以被按顺序激活，使得文档或文档堆叠的图像可以在从不同角度照亮的同时被捕获。所捕获的图像可以从图像捕获设备被发射到控制器202以用于分析，例如使得可以识别文档的边界和/或紧固件的一个或多个特征。
如本文所描述的，控制器202可以包括存储器，该存储器被配置为存储来自图像捕获设备210的信息和/或用于处理该信息的一个或多个算法。例如，用于执行信息的处理的机器可读指令可以被存储在存储器中。控制器可以包括处理器，该处理器被配置为处理来自捕获设备的已捕获图像，例如以执行机器可读指令序列以分析已捕获图像。
在一些实施例中，由控制器执行的分析包括比较由捕获设备捕获的文档或文档堆叠的图像以识别图像中的任何阴影。例如，控制器可以被配置为执行图像之间的比较以检测图像中的任何变化，诸如逐像素比较，以识别任何阴影的存在。阴影可以被文档或文档堆叠的一个或多个边缘投射到基座的上表面252上和/或投射到正被处理的文档或文档堆叠下方的一个或多个文档和/或文档堆叠上。阴影可以被文档或文档堆叠上的一个或多个紧固件投射。例如，控制器可以被配置为使用已捕获图像来生成文档或文档堆叠的阴影轮廓。
在一些实施例中，控制器202可以被配置为基于阴影轮廓来确定文档、文档堆叠和/或文档或文档堆叠上的任何紧固件的一个或多个特性。可以使用阴影轮廓来确定文档或文档堆叠的尺寸、形状、朝向和/或厚度。在一些实施例中，阴影轮廓可以被用来识别诸如单页纸照亮的文档的边界。在一些实施例中，阴影轮廓可以被用来确定正被处理的文档或文档堆叠上的紧固件的类型。在一些实施例中，阴影轮廓可以被用来确定紧固件在文档或文档堆叠上的位置和/或朝向。
控制器202可以被配置为使用存储在其中的一个或多个算法(包括一个或多个图案识别算法)作出关于文档、文档堆叠和/或紧固件的一个或多个确定。例如，可以将由控制器生成的阴影轮廓与一个或多个已知和/或参考图案进行比较，以确定文档的尺寸、形状、朝向和/或厚度、和/或紧固件的类型、位置和/或朝向。在一些实施例中，控制器可以被配置为使用阴影轮廓来确定图像中的哪些特征是三维特征。在一些实施例中，控制器可以被配置为确定所存在的三维特征中的哪一个对应于文档的边界和/或文档或文档堆叠上的实际紧固件。控制器可以被配置为忽略不是实际文档和/或紧固件的三维特征。例如，控制器可以被配置为使用存储在控制器的存储器中的一个或多个算法来处理由图像捕获设备230收集的信息，以确定图像中存在的阴影是否是由感兴趣的文档和/或实际的紧固件的特征所投射的阴影。控制器可以基于对哪个三维特征是文档的边界的特征和/或实际紧固件的特征的分析来生成指令信号，以用于控制系统的一个或多个组件以操纵文档或文档堆叠和/或紧固件以移除紧固件。控制器可以使用一个或多个图案识别算法来执行本文描述的一个或多个分析。在一些实施例中，可以将由图像捕获设备捕获的图像中存在的阴影与包括已知参考图案和/或已知参考图案的一个或多个阈值进行比较，已知参考图案诸如是已知紧固件和/或紧固件的一部分的已知参考图案和/或柔性材料和/或柔性材料的一部分的图案。控制器可以被配置为使用比较来确定实际紧固件是否存在、文档的边界、和/或文档和/或紧固件的朝向和/或位置。在一些实施例中，一个或多个分析由远离系统200的控制器执行，并且远程执行的分析例如通过一个或多个有线和/或无线网络而被发射到控制器202以用于控制系统的一个或多个组件，如本文所述。例如，远程控制器可以位于与系统200所在的设施不同的位置处，或者位于与系统200不同的设施处。
如本文进一步详细描述的，控制器202可以被配置为向机器人臂240、文档基座250、第一文档平台260和第二文档平台270中的一个或多个发送指令以操纵文档或文档堆叠和/或文档或文档堆叠上的任何紧固件。
再次参考图2，如本文所述，系统200可以包括机器人臂240，该机器人臂240包括被配置为操纵文档或文档堆叠和/或紧固件的一个或多个工具(未示出)，诸如一个或多个端部执行器。一个或多个端部执行器可以被配置为可拆卸地耦合到机器人臂，诸如在机器人臂的远侧部分242处。控制器202可以被配置为向机器人臂发送指令以控制机器人臂和/或耦合到机器人臂的一个或多个端部执行器的移动。例如，控制器可以被配置为指导机器人臂附连到适合于期望任务的一个或多个端部执行器。可以至少部分地基于关于文档或文档堆叠的尺寸、形状、朝向和/或厚度和/或文档或文档堆叠上的任何紧固件的类型、位置和/或朝向所做出的确定来选择期望的任务，如本文所述。在完成任务之后，控制器可以指导机器人臂释放一个或多个端部执行器，诸如以将一个或多个端部执行器放置在系统的储存组件中。
如将在本文中进一步详细描述的，在一些实施例中，机器人臂240可以被配置为可释放地耦合到文档传送端部执行器和/或紧固件移除端部执行器。控制器202可以被配置为基于关于文档或文档堆叠的尺寸、形状、朝向和/或厚度和/或文档或文档堆叠上的任何紧固件的类型、位置和/或朝向所做出的确定来向机器人臂发送关于要使用哪个端部执行器的指令。
系统200可以包括被配置为存储端部执行器的一个或多个端部执行器储存组件。可以存储机器人臂240未使用的端部执行器。例如，机器人臂240可以使用第一端部执行器来执行任务，并且随后在完成任务之后移动到端部执行器储存器以释放第一端部执行器，诸如将第一端部执行器定位在端部执行器储存器内的预设位置处。机器人臂然后可以从端部执行器储存器取回第二端部执行器以执行第二任务。第一和第二端部执行器可以包括一个或多个端部执行器，其被配置为操纵文档、文档堆叠和/或紧固件。一旦第二任务完成，机器人臂随后可以将第二端部执行器归还到储存器。该过程可以重复进行，直到文档或文档堆叠的所期望的操作完成，例如从文档或文档堆叠中移除了所有紧固件。例如，机器人臂可以首先取回文档传送端部执行器以将文档或文档与基座250上的(一个或多个)其他文档和/或文档堆叠分开。在分开完成之后，控制器202可以指导机器人臂将文档传送端部执行器归还到储存区域。控制器然后可以指导机器人臂耦合到紧固件移除端部执行器以从文档或文档堆叠移除紧固件。可以基于收集到的关于紧固件的信息来选择紧固件移除端部执行器。在紧固件移除步骤完成之后，控制器可以指导机器人臂归还紧固件移除端部执行器。
在一些实施例中，控制器202可以被配置为控制第一文档平台260和第二文档平台270中的一个或多个，用于操纵正由系统200处理的文档或文档堆叠。第一和/或第二平台可以与机器人臂240结合使用。在一些实施例中，控制器可以被配置为指导第一文档平台和第二文档平台诸如与耦合到机器人臂的一个或多个端部执行器相结合地抬起文档或文档堆叠和/或将其与基座250上的(一个或多个)任何其他文档或(一个或多个)文档堆叠分开。例如，耦合到机器人臂的端部执行器可以被用来例如通过使用放置在文档或文档堆叠的至少一部分上的抽吸力将文档或文档堆叠从基座抬起。第一文档平台或第二文档平台中的一个可以被移动以随后被定位在由机器人臂上的端部执行器抬起的文档或文档堆叠下方。在一些实施例中，文档平台在文档或文档堆叠下方的定位可以便于文档或文档堆叠与基座上的(一个或多个)任何其他文档或(一个或多个)文档堆叠的分开。在一些实施例中，当附连到其上的紧固件被移除时，文档或文档堆叠可以保持在第一文档平台上。例如，在使用耦合到机器人臂的一个或多个端部执行器移除紧固件的同时文档或文档堆叠可以保持在第一文档平台上。
在一些实施例中，第一文档平台260或第二文档平台270都可以被用来操纵基座250上的文档或文档堆叠，诸如以翻转文档或文档堆叠。文档或文档堆叠可以被翻转以便于移除附连到其上的一个或多个紧固件。文档或文档堆叠上的诸如钉之类的紧固件可以处于倒置位置。倒置的钉可以在文档或文档堆叠的底表面上的它的两个腿部部分之间具有桥接部分(例如冠部)。例如，桥接部分可以朝向基座250的上表面252定向，同时其两个腿部部分朝向成远离上表面，诸如朝着基座上方的照明源210。文档或文档堆叠可以被翻转以便于移除倒置的钉，使得其两个腿部之间的桥接部分朝向照明源定向。文档或文档堆叠可以被翻转，使得桥接部分朝向照明源面朝上。可以通过首先移动第一文档平台或第二文档平台中的一个以被定位在文档或文档堆叠之下，然后将第一文档平台或第二文档平台中的另一个移动到文档或文档堆叠之上来翻转文档或文档堆叠，以在两个平台之间夹住文档或文档堆叠。两个文档平台可以围绕水平轴旋转，以翻转两个文档平台之间的文档或文档堆叠。例如，两个平台可以同时接触文档或文档堆叠以将文档或文档堆叠牢固地定位在两个平台之间，使得在两个平台旋转时文档或文档堆叠保持定位在两个平台之间。可以通过两个平台将压力施用在文档或文档堆叠上，以确保当平台旋转时文档或文档堆叠不会从平台之间滑落。
在一些实施例中，第一文档平台260或第二文档平台270中的一个或多个可以是多轴组件，包括例如双轴或三轴组件。
第一和/或第二文档平台260、270的尺寸可以被设定为容纳由系统200处理的文档或文档堆叠。在一些实施例中，第一文档平台和第二文档平台中的每一个可以包括表面上的粗糙程度，使得被配置为与文档或文档堆叠接触的表面可以与文档或文档堆叠具有期望的摩擦。在第一和/或第二平台的一个或多个表面上提供期望程度的摩擦可以便于操纵文档或文档堆叠，和/或便于从文档或文档堆叠移除一个或多个紧固件。如本文所述，诸如在从文档堆叠的文档移除一个或多个紧固件期间，将文档或文档堆叠维持或基本上维持在第一或第二平台之一上的期望位置可能是有利的。将文档或文档堆叠维持或基本上维持在文档平台上的期望位置可以使得能够成功移除紧固件。诸如当旋转两个平台以翻转文档或文档时，在两个平台之间牢固地定位文档或文档堆叠可能是所期望的。可以使用各种技术来实现所期望的摩擦。例如，可以通过形成在其上的特征在被配置为接触文档或文档堆叠的一个或两个平台的表面上提供摩擦，所述特征包括例如蚀刻到表面中的各种凹陷图案。在一些实施例中，表面可以具有涂层以提供期望的摩擦。在一些实施例中，可以选择平台的材料以提供期望的摩擦。在一些实施例中，可以通过将附加材料放置在表面上来提供摩擦，附加材料诸如是被配置为提供增加的摩擦的材料带。在一些实施例中，被配置为接触文档或文档堆叠的一个或两个平台上的表面可以具有大于约0.5、约0.6或约0.7的摩擦系数。在一些实施例中，摩擦系数可以是约0.5至约1，包括约0.6至约1或约0.7至约1。
在一些实施例中，在小于约15秒(sec)、约10秒、约5秒或约3秒内，文档和紧固件识别系统200可以被配置为处理具有附连到其上的紧固件的文档或文档堆叠，诸如从启动文档或文档堆叠的照明到完成紧固件的移除。在一些实施例中，该过程可以是约3秒至约15秒，包括约3至约10秒、约5秒至约15秒或约10秒至约15秒。例如，这些过程可以是自动化过程。在文档或文档堆叠被定位在基座250上之后、在系统的输入处，或者在文档或文档堆叠的照明过程已被启动之后，该过程可以不包括操作员输入。在一些实施例中，在少于约20秒(sec)、约15秒、约10秒或约5秒内，系统可以被配置为处理具有附连到其上的倒置紧固件的文档或文档堆叠，诸如从启动文档或文档堆叠的照明到完成紧固件的移除。在一些实施例中，该过程可以是约5秒至约20秒，包括约5至约15秒。例如，这些过程可以是自动化过程。在文档或文档堆叠放置在基座上之后、在系统的输入处、或者在文档或文档堆叠的照明过程已被启动之后，该过程可以不包括操作员输入。
在图2中仅示出了一个机器人臂240。在一些实施例中，单个机器人臂的使用可以减少文档和紧固件识别系统200的占地面积，降低操作和/或维护成本，和/或减少可能的故障源，从而增加系统信赖度。但是，应该理解的是，在一些实施例中，用于识别单个文档和/或附连到文档或文档堆叠的紧固件和/或紧固件的移除的系统可以包括多于一个机器人臂。在一些实施例中，可以包括多个机器人臂。可以将诸如端部执行器之类的各种工具耦合至机器人臂以操纵文档和/或紧固件，包括例如移除紧固件。在一些实施例中，这样的系统可以包括用于操纵文档或文档堆叠的一个或多个机器人臂以及用以操纵文档或文档堆叠上的紧固件的一个或多个其他机器人臂。
图3A至图3D是由文档和紧固件识别系统(诸如图2的文档和紧固件识别系统200)的成像设备捕获的未处理图像的示例。同时，图3E是由文档和紧固件识别系统例如使用图3A至图3D的未处理图像的信息所生成的已处理图像的示例。当文档堆叠被相对于文档堆叠在不同位置处的照明模块照亮时捕获的文档堆叠的图3A至图3E的多个未处理图像可以被用来生成图3E中所示的已处理图像。图3D的未处理图像可以是由数码相机捕获的图像。图3E的已处理图像可以是由文档和识别系统生成的图像，并且示出了被确定为三维特征的特征，诸如由文档和紧固件识别系统所识别的文档堆叠中的一个或多个文档的边缘和/或物理紧固件。
一个或多个光度立体视觉算法可以被用来处理来自未处理图像的信息，包括例如使用本领域技术人员将理解为可应用的各种图案识别算法。如本文所述，可以通过比较由图像捕获设备捕获的未处理图像来生成文档堆叠的阴影轮廓。例如，可以进行比较以确定图像中是否存在任何3-D特征，因为3-D特征可以将阴影投射到文档堆叠的表面和/或文档堆叠所在的基座上。例如，可以通过确定哪些特征是图像中的实际三维特征来生成图3E。在一些实施例中，包括在已处理图像中的信息，诸如图3E的图像，可以被系统进一步处理以确定三维特征中的哪些是实际的文档的边界和/或紧固件，使得紧固件和/或文档可以被正确地操纵。在一些实施例中，一个或多个光度立体视觉算法可以包括被配置为识别如本文所述的各种类型的柔性材料(诸如各种类型的纸)的阴影轮廓的算法。一个或多个光度立体视觉算法可以被配置为识别各种类型的紧固件，包括例如本文所述的各种类型的钉。一个或多个光度立体视觉算法可以被配置为识别紧固件和/或柔性材料的位置和/或朝向。在一些实施例中，已处理图像包括示出实际紧固件和/或文档或文档堆叠的图像，例如没有示出不是实际紧固件和/或文档和/或文档堆叠的边界的其他三维特征。
在图3A至图3D中，未处理图像示出了文档320被示出为位于基座350上。文档320可以包括包含外边缘322的第一边界和包含内边缘324的第二边界。图像示出了文档320上的第一钉302、第二钉304、第三钉306、回形针308、活页夹310的外观。图像还示出了文档310上的一对孔312。例如，一对孔312可以是由已被移除的钉所形成的孔。图3A至图3D的每一个均是当文档被相对于文档在不同位置处的照明模块照亮时的文档捕获的图像。
图3E是由文档和识别系统生成的已处理图像，其示出了由图像捕获设备捕获的三维特征。在图3E中，由于第二钉被确定为不是三维特征，所以在已处理图像中未示出第二钉304。例如，第二钉可能是影印的钉。图3E示出了文档320上的第一钉302、第三钉306、回形针308、活页夹310、一对孔312、以及文档的内边缘324和外边缘322，因为这些特征被确定为是在图像中捕获的三维特征。图3E示出了文档的边缘和紧固件的各种位置和/或朝向。已处理图像可以示出来自基座350的三维的特征。如本文所述，文档和紧固件识别系统可以被配置为进一步处理图3E中所示的信息。例如使用一个或多个图案识别算法，可以进一步处理图3E中所示的信息，以确定三维特征中的哪些是文档的边界的一部分和/或对应于实际紧固件的特征。可以处理信息以确定存在的柔性材料的类型、存在的紧固件的类型、和/或存在的文档和/或紧固件的各种其他特征(例如，位置和/或朝向)。例如，系统可以被配置为确定该对孔不是文档上的实际紧固件的一部分并且基座350的特征不是文档上的特征。在一些实施例中，文档和紧固件识别系统的控制器可以被配置为在生成用于控制系统的一个或多个其他组件以用于紧固件移除的指令信号时忽略与未对应于信息文档的边界和/或未对应于实际紧固件的一部分的三维特征相关的信息。例如，在确定用于系统的一个或多个其他组件的控制指令时，控制器可以忽略与对孔和基座相关的信息。
在一些实施例中，文档和紧固件识别系统可以使用由文档和紧固件识别系统生成的与文档和紧固件相关的信息来向一个或多个机器人臂提供指令以用于操纵文档和紧固件。例如，可以选择合适的工具，诸如用于耦合到机器人臂的端部执行器，并且可以控制机器人臂的移动，以实现期望的纸张移动和/或紧固件的移除。
图4是文档传送端部执行器400的示例的示意性侧视图。文档传送端部执行器400可以具有包括顶部分404和底部分406的主体402。顶部分可以包括机器人耦合组件408，该机器人耦合组件408被配置为将文档传送端部执行器可释放地耦合到机器人臂，诸如参考图2描述的机器人臂240。机器人耦合组件可以包括本领域技术人员所理解的多个机械耦合机构(未示出)中的一个或多个，以实现文档传送端部执行器和机器人臂之间的可释放耦合。机器人耦合组件可以被配置为允许从机器人臂快速释放和/或与机器人臂快速啮合，以实现提高的文档处理速度。在一些实施例中，耦合组件包括一个或多个电接口(未示出)，用于传输去往和来自文档传送端部执行器(诸如去往和来自机器人臂)的电信号，以用于控制文档传送端部执行器的一个或多个组件。电接口可以被配置为将来自控制器的控制信号传送到文档传送端部执行器的一个或多个组件，诸如以控制组件的移动。当文档传送端部执行器未被使用时，文档传送端部执行器可被存储在本文所述的一个或多个文档和紧固件识别系统上的端部执行器储存器处。
下部部分406可以包括抽吸施加器410，该抽吸施加器410被配置为抬起文档或文档堆叠的至少一部分。抽吸施加器可以被配置为将足够的抽吸力施加在被定位在文档基座上的文档或文档堆叠的一部分上，诸如参考图2所描述的基座208那样，使得文档或文档堆叠可以被抬起并与基座上的(一个或多个)任何其他文档和/或(一个或多个)文档堆叠分开。例如，抽吸施加器可以包括吸盘。
抽吸施加器410可以从文档传送端部执行器主体402的下表面412延伸。由抽吸施加器410施用的抽吸力可被选择为允许抬起一个文档或文档堆叠，而无需抬起基座上的(一个或多个)其他文档或(一个或多个)文档堆叠以允许文档或文档堆叠与(一个或多个)其他文档或(一个或多个)文档堆叠。由抽吸施加器施加的抽吸力可以被配置为抬起一个文档和/或多个文档。在一些实施例中，例如基于文档堆叠中的文档的数量，由文档和识别系统收集的关于文档或文档堆叠的信息可以被用来确定施加的抽吸力。
为了将抽吸力施加在文档或文档堆叠上，可以将文档传送端部执行器400带到靠近文档或文档堆叠，使得抽吸施加器410可以接触文档或文档堆叠。可以将抽吸施加器的下表面414带到与文档或文档堆叠接触，使得可以将期望的抽吸力施加到文档或文档堆叠。抽吸施加器可以被配置为靠近和/或在一个或多个已识别紧固件处接触文档或文档堆叠。在一些实施例中，抽吸施加器与文档或文档堆叠的至少一部分(诸如靠近或在已识别紧固件处的文档或文档堆叠的一部分)接触以抬起文档或文档堆叠。例如，由于施加到文档或文档堆叠的角落的抽吸力，文档或文档堆叠可以被文档传送端部执行器抬起。诸如钉之类的一个或多个紧固件可以在角落处被附连到文档或文档堆叠。可以使用收集的关于文档或文档堆叠的信息来实现抽吸施加器在文档或文档堆叠上的期望位置处的定位。例如，文档和紧固件识别系统的控制器可以被配置为使用所收集的收集信息来控制文档传送端部执行器所耦合到的机器人臂和/或文档传送端部执行器本身的移动，以在文档传送端部执行器和文档或文档堆叠之间进行期望的接触。
在一些实施例中，抽吸施加器410可以相对于主体402延伸和/或缩回以便于抽吸施加器与文档或文档堆叠之间的接触。例如，抽吸施加器可以远离主体延伸以带领抽吸施加器更靠近文档或文档堆叠，并且抽吸施加器可以在不再需要抽吸施加器之后朝着主体缩回。
参考图4，文档传送端部执行器400可以包括文档夹持器420，该文档夹持器420被配置为便于将文档或文档堆叠从文档基座抬起和/或将文档或文档堆叠传送到不同的位置。如本文所述，文档或文档堆叠可以被传送到文档平台上以移除附连到其上的任何紧固件。文档夹持器可以包括用于将夹持器可旋转地耦合到文档传送端部执行器主体402的可旋转耦合件422。文档夹持器可以包括从可旋转耦合件延伸的臂424。臂可以具有耦合到可旋转耦合件的第一端部426和包括从其延伸的文档夹具430的第二端部428。可旋转耦合件可以旋转，使得臂相对于主体旋转以带领文档夹持器朝着主体或远离主体。文档夹具可以朝着主体旋转，以便于文档或文档堆叠抵靠文档传送端部执行器的一个或多个部分。例如，抽吸施加器410可以在文档或文档堆叠上施加抽吸力，使得文档或文档堆叠可以被抬起。文档夹持器的臂可以旋转以带领文档夹具朝着主体，使得文档或文档堆叠可以被定位在文档夹具和文档传送端部执行器的一个或多个部分之间。文档传送端部执行器可以包括文档接触平台416，文档或文档堆叠可以通过夹具被定位在该文档接触平台416上。在一些实施例中，文档传送端部执行器包括接触平台。在一些实施例中，文档接触平台416可以从主体的下表面412延伸。在一些实施例中，文档或文档堆叠可以被夹持在文档夹具和文档接触平台之间，诸如在文档夹具和文档接触平台的下表面418之间。在一些实施例中，文档或文档堆叠可以被夹持在文档夹具和文档传送端部执行器的一个或多个其他部分之间，包括文档传送端部执行器主体的下表面的一个或多个部分。
夹具430的使用可以有利地提供文档或文档堆叠的安全抬起，使得文档或文档堆能够可靠地与文档或文档堆叠所放置在其上的任何其他文档或文档堆叠分开。诸如与使用没有夹具的抽吸施加器410的系统相比，使用夹具来固定文档或文档堆叠在文档或文档堆叠的分开方面提供了附加的可靠性级别。
文档夹具430可以包括适合于保持文档或文档堆叠抵靠文档传送端部执行器400的主体402的各种配置。在一些实施例中，文档夹具包括杆。例如，文档夹具的至少一部分可以包括杆。在一些实施例中，文档夹具可以包括不同的配置，包括例如具有朝向主体402的平坦表面的衬垫配置定向。文档夹具可以具有一个或多个配置以维持文档或文档堆叠抵靠在主体的下表面412，从而可以实现文档或文档堆叠的期望的传送。在一些实施例中，文档夹具可以被配置为维持文档或文档堆叠上的保持，使得文档夹持器可以被用来从基座拾取文档或文档堆叠并且将文档或文档堆叠传送到平台。当执行紧固件移除时，文档或文档堆叠可以被定位在平台上。
文档夹具430可以包括以与臂424的第二端部428成小于约180°的角度朝向的至少一部分。在一些实施例中，文档夹具包括以与臂的第二端部成约90°的角度朝向的至少一部分。文档夹具430可以部分地延伸穿过主体402的尺寸，诸如主体的宽度。文档夹具可以延伸穿过主体的整个或基本上整个尺寸。在一些实施例中，文档夹具包括从臂的第二端部垂直或基本垂直延伸的杆。在一些实施例中，杆可以延伸穿过主体的整个或基本上整个宽度。例如，杆可以经由两个臂和两个可旋转耦合件422而耦合到主体，每个臂和可旋转耦合件在主体的相对部分上。在一些实施例中，延伸穿过主体的整个或基本上整个宽度的杆可以经由一个臂和一个可旋转耦合件而耦合到主体。在一些实施例中，杆可以垂直或基本垂直于臂并且沿着主体的宽度部分地延伸。
图5A和图5B是紧固件移除端部执行器500的示例的示意图。紧固件移除端部执行器可被配置为从文档堆叠移除钉。紧固件移除端部执行器可以耦合到机器人臂，诸如参照图2所描述的机器人臂240。图5A是紧固件移除端部执行器的前视图，并且图5B是紧固件移除端部执行器的侧视图。参考图5A，紧固件移除端部执行器可以具有包括顶部分504和底部分506的主体502。顶部分可以包括机器人耦合组件508，该机器人耦合组件508被配置为将紧固件移除端部执行器可释放地耦合到机器人臂，诸如参考图2所描述的机器人臂。机器人耦合组件可以包括本领域技术人员所理解的多个耦合机构中的一个或多个，以实现紧固件移除端部执行器和机器人臂之间的可释放耦合。例如，机器人耦合组件508可以具有参照图4所描述的机器人耦合组件408的一个或多个特征。机器人耦合组件可以被配置为允许从机器人臂快速释放和/或与机器人臂快速啮合，以实现提高的文档处理速度，使得机器人臂能够基于待完成的任务在不同的端部执行器之间进行切换。在一些实施例中，耦合组件包括一个或多个电接口(未示出)，用于传输去往和来自文档传送端部执行器(诸如去往和来自机器人臂)的电信号，以用于控制紧固件移除端部执行器的一个或多个组件。
紧固件移除端部执行器500可以包括第一和第二足部结构510、紧固件移除插入件530和紧固件夹持器540。第一和第二足部结构、紧固件移除插入件和紧固件夹持器可以从主体502的下部部分506延伸。紧固件移除插入件可以被定位在紧固件夹持器下方。紧固件移除插入件和紧固件夹持器可以从主体的中心或基本中心部分延伸。第一和第二足部结构可以被定位在紧固件移除插入件和紧固件夹持器的两侧上。在一些实施例中，第一足部结构和第二足部结构可以被用来接触文档或文档堆叠，使得文档或文档堆叠被牢固地保持抵靠在放置文档或文档堆叠的表面上。可以将紧固件移除插入件插入在附连到文档或文档堆叠的紧固件(诸如钉)之间。紧固件夹持器可以被定位为抵靠紧固件移除插入件以牢固地夹紧紧固件夹持器和紧固件移除插入件之间的紧固件。然后，当第一和第二足部结构将文档或文档堆叠保持抵靠在文档或文档堆叠搁置在其上的表面上时，紧固件夹持器和移除插入件可以被移动远离文档或文档堆叠，使得可以从其移除紧固件。例如，紧固件夹持器和移除插入件然后可以被移动远离文档或文档堆叠，使得文档或文档堆叠上的钉可以被拉出。
参考图5A，第一和第二足部结构510可以各自包括从主体502延伸的一对细长部分512。紧固件移除端部执行器500的图5B中的侧视图示出了用于第一或第二足部结构之一的一对细长部分。细长部分均可以具有靠近主体的第一端部514和远离主体的第二相对端部516。足部结构的第二相对端部可以耦合到相应的文档接触部分518。细长部分可以远离主体延伸以带领文档接触部分与文档或文档堆叠接触，并且可以朝着主体缩回以释放文档或文档堆叠。例如，细长部分可以延伸成使得文档或文档堆叠可以牢固地被保持在接触部分的底表面和文档或文档堆叠所搁置在其上的表面之间的适当位置。在一些实施例中，第一和第二足部结构可以是弹簧装载的。
文档接触部分518可以具有各种配置，以在文档接触部分与文档或文档堆叠之间提供期望的接触，使得文档和文档堆叠可以在从其移除紧固件的同时被牢固地保持在适当位置。在一些实施例中，接触部分可以包括远离主体502且朝向文档或文档堆叠的文档接触表面520定向。如图5B中所示，在一些实施例中，接触部分可以被耦合到足部结构510的两个细长部分512。接触部分可以包括矩形或大致矩形的配置。例如，文档接触表面可以具有矩形或大致矩形的形状。在一些实施例中，接触表面可以具有与主体的对应尺寸相同或基本相同的长度，例如延伸主体的整个或基本上整个对应的长度。在一些实施例中，文档接触表面可以具有一个或多个其他形状，诸如包括弯曲边缘的形状。
紧固件移除插入件530可以包括具有适合于插入在紧固件与文档或文档堆叠之间的配置的舌片532。例如，舌片可以被配置用于在钉和文档或文档堆叠之间的插入。在一些实施例中，舌片可以包括薄的平坦突起。紧固件移除插入件可以相对于文档或文档堆叠移动，使得舌片的至少一部分被插入在紧固件和文档或文档堆叠之间。在一些实施例中，舌片可以包括厚度小于约3毫米(mm)的至少一部分，包括小于约2mm或约1mm。在一些实施例中，舌片可以包括一个部分，该部分具有与舌片的该部分插入在其下的紧固件的部分的宽度相同或基本相同的宽度。在一些实施例中，舌片可以具有大于紧固件的对应尺寸的约50％的宽度，包括大于约55％、约60％、约70％、约80％、约90％或约95％。例如，舌片可以具有大于舌片插入在其下的紧固件的部分的宽度约95％的的宽度。例如，舌片可以被配置为被插入在钉的一部分下方，并且被配置为被插入在钉的下方的舌片的该部分可以具有大于钉的该部分的约95％的宽度。在一些实施例中，舌片可以具有这样的宽度，使得当舌片被插入在钉和文档或文档堆叠之间时，舌片与延伸到文档或文档堆叠中的钉的两端接触。在一些实施例中，使用包括具有与紧固件的对应宽度的宽度类似的宽度的部分的舌片可以便于期望的紧固件移除。例如，使用包括具有与钉的对应宽度的宽度类似的宽度的部分(例如钉的冠部)的舌片，可以便于在不弄断钉的情况下移除钉。钉可以被移除而不会断开延伸到文档或文档堆叠中的钉的任何部分。
紧固件夹持器540可以具有被配置为与紧固件接触的紧固件夹具542。例如，紧固件夹具可以移动，使得一旦紧固件移除插入件530的舌片532被插入在紧固件和文档或文档插入件之间，其就接触紧固件。紧固件夹具可以具有各种适于与紧固件紧密接触的配置，包括被配置为接触紧固件的对应表面的平坦或基本上平坦的表面。在一些实施例中，与紧固件接触的紧固件夹具的部分可以具有与紧固件的对应尺寸相同或相似的尺寸。在一些实施例中，与紧固件接触的紧固件夹具的部分可以具有大于紧固件的对应尺寸的约50％的宽度，包括大于约55％、约60％、约70％、约80％、约90％或约95％。例如，紧固件夹具的该部分可以具有大于夹具与之接触的紧固件的该部分的宽度约95％的宽度。在一些实施例中，使用包括具有与紧固件的对应宽度类似的宽度的该部分的夹具可便于期望的紧固件移除。例如，使用包括具有与对应钉的宽度的宽度类似的宽度的部分(诸如钉的冠部的宽度)的夹具可以便于在不弄断钉的情况下移除钉。钉可以被移除而不会断开延伸到文档或文档堆叠中的钉的任何部分。
在一些实施例中，紧固件的一部分(诸如钉的冠部)可以被牢固地夹在紧固件移除插入件530和紧固件夹持器540之间。例如，钉的冠部可以通过紧固件移除舌片532和紧固件夹具542(包括具有与冠部相似或相同宽度的紧固件移除舌片和紧固件夹具)而被牢固地挤压，使得紧固件移除舌片和紧固件夹具远离由文档接触部分518保持就位的文档或文档堆叠的移动可以在没有或基本上没有弄断钉的情况下移除钉。例如，可以移除整个钉而不会在文档或文档堆叠中留下任何部分。在一些实施例中，使用舌片和夹具牢固地夹持钉的冠部便于以相同或相似的速度从文档或文档堆叠中移除钉的两个腿部，从而减少或消除在移除过程期间钉的破损。实现如此可靠的钉移除可以提供这样的文档处理系统，其能够证明错误减少、操作成本降低和/或涉及减少的操作员介入。
图6是多任务端部执行器600的示例的示意性横截面图。多任务端部执行器可以被配置为执行文档传送和紧固件移除，诸如参考图4和图5所描述的文档传送和紧固件移除。多任务端部执行器可以被配置为包括文档传送端部执行器400和紧固件移除端部执行器两者的功能性。在一些实施例中，多任务端部执行器可以被配置为移除钉。例如，用于传送文档或文档堆叠的多任务端部执行器的一个或多个组件可以具有图4的文档传送端部执行器的一个或多个特征。用于紧固件移除的多任务端部执行器的一个或多个组件可以具有图5的紧固件移除端部执行器的一个或多个特征。耦合到多任务端部执行器的机器人臂不在不同的端部执行器之间切换来实现文档传送和紧固件移除，从而减少了用于取回和/或归还端部执行器的处理时间。
多任务端部执行器可以具有主体602、抽吸施加器604、文档夹持器620、文档接触平台610、紧固件移除插入件630、紧固件夹持器640和文档接触腿部650。多任务端部执行器可以包括用于耦合到机器人臂的耦合组件(未示出)。耦合组件包括如本文所述的一个或多个特征，包括例如用于耦合到机器人臂的一个或多个机械和/或电特征。文档接触平台可以从主体延伸。在一些实施例中，主体包括文档接触平台。例如，主体的下表面包括文档接触平台的下表面612。抽吸施加器可以朝着文档或文档堆叠移动，诸如沿远离文档接触平台和/或主体的方向移动。可以移动抽吸施加器，使得抽吸施加器的下表面606可以接触文档或文档堆叠以在文档或文档堆叠上施加抽吸力。在一些实施例中，如本文所述，可以将抽吸力施加到靠近紧固件或位于紧固件处的文档或文档堆叠的一个或多个部分。可以施加足够的抽吸力来抬起文档或文档堆叠，例如将文档或文档堆叠与系统基座上的任何其他文档和/或文档分开。在将抽吸力施加到文档或文档堆叠上之后可以将抽吸施加器朝着文档接触平台的主体和/或下表面缩回，朝着主体和/或文档接触平台带领文档或文档堆叠。
文档夹持器620可随后被致动，使得文档夹持器的至少一部分被定位在抬起的文档或文档堆叠下方，使得文档或文档堆叠可以被牢固地定位在夹持器与多任务端部执行器的一个或多个其他表面之间。例如，文档夹持器可以包括第一端部622和第二端部624，第二端部靠近抽吸施加器。文档夹持器可以包括耦合到第二端部的文档夹具626。可以移动文档夹具，使得其被定位在抬起的文档或文档堆叠的下方以将文档或文档堆叠牢固地定位在夹具与抽吸施加器604的下表面606中、文档接触平台610的下表面612和/或端部执行器的一个或多个其他表面(包括端部执行器的主体的一个或多个其他表面)的一个或多个之间。
在文档被传送到期望的位置之后，多任务端部执行器600的紧固件移除组件可以被用来移除文档或文档堆叠上的一个或多个紧固件。多任务端部执行器可以包括用于插入在紧固件和文档或文档堆叠的顶表面之间的紧固件移除插入件630。例如，紧固件移除插入件可以包括如本文所述的用于移除钉的一个或多个组件和/或尺寸。多任务端部执行器可以包括用于定位在紧固件上方并且与紧固件接触的紧固件夹持器640。例如，紧固件夹持器可以包括如本文所述的用于移除钉的一个或多个组件和/或尺寸。紧固件移除插入件和紧固件夹持器可以被配置为在其间挤压诸如钉的紧固件，使得紧固件夹持器和紧固件移除插入件远离文档或文档堆叠的移动从文档或文档堆叠移除紧固件。在一些实施例中，多任务端部执行器包括文档接触腿部650，该文档接触腿部650被配置为在紧固件被移除时与文档或文档堆叠接触，以便于将文档或文档堆叠保持就位以便移除。例如，文档接触腿部可以包括下表面562，下表面562被配置为在紧固件移除期间与文档或文档堆叠的顶表面接触。文档接触腿部可以被配置为对文档或文档堆施加压力，使得文档或文档堆叠被牢固地夹在文档接触腿部和放置文档或文档堆叠的基座的顶表面之间。
在一些实施例中，文档接触腿部650的下表面652可以具有这样的形状，该形状被配置为在文档或文档堆叠上提供期望的力。例如，下表面可以具有“U”形或基本上“U”形。在一些实施例中，文档接触腿部可以具有包括“U”形或基本上“U”形的下部部分。例如，U形下部部分的三个侧面放置靠近紧固件，以允许在文档接触腿部保持文档或文档堆叠就位的同时紧固件移除插入件630和紧固件夹持器640在三个侧面内的空间内接近紧固件。
图7是红外紧固件识别系统700的示例的示意图。红外紧固件识别系统可以使用来自紧固件的红外能量来识别其在文档或文档堆叠上的位置和/或朝向。红外紧固件识别系统可以包括文档基座702和红外相机704。在文档基座上可以接收文档或文档堆叠。红外相机可以被用来捕获文档或文档堆叠的红外能量。红外能量图像可以由系统处理以生成文档或文档堆叠的热能信息，包括附连到文档或文档堆叠的一个或多个紧固件的热能。
红外相机704可以是本领域技术人员将理解的适合于检测紧固件的任何数量的红外相机。由紧固件辐射的热能可能不同于文档的热能。红外相机可以被配置为收集正被处理的文档或文档堆叠的热能，包括附连到其上的任何紧固件的热能。红外线紧固件识别系统700可以被配置为使用文档的柔性材料和紧固件之间的热能差异来检测任何紧固件的存在和/或识别存在的紧固件的类型。该系统可以被配置为精确地量化被处理的文档和/或紧固件的热能以便于识别附连到正被处理的文档的任何数量的不同类型的紧固件。
图8是抬起和扫描紧固件识别系统800的示例的示意图。抬起和扫描紧固件识别系统可以包括文档基座802、升降机804和扫描仪806。可以在文档基座上接收待处理的文档或文档堆叠。升降机可以被配置为从文档基座上抬起文档或文档堆叠。升降机可以被配置为使用各种技术(包括使用各种机械技术)来抬起文档或文档堆叠。在一些实施例中，升降机可以包括多个抽吸施加器，其被配置为将抽吸力施加在文档或文档堆叠上。在一些实施例中，升降机包括四个抽吸施加器，其被配置为被带去与定位在基座上的文档或文档堆叠的顶表面的四个不同部分接触。四个抽吸施加器可以被用来抬起文档或文档堆叠。随后，扫描仪可以被用来扫描文档堆叠的第一文档或者文档下方的平面中的任何障碍物，以识别任何紧固件的存在和/或存在的紧固件的位置。在一些实施例中，扫描仪可以包括激光扫描仪，诸如2D激光扫描仪。例如，2D激光扫描仪可以朝向成使得扫描仪可以扫描已经由抽吸施加器抬起的文档的一个或多个部分下方的平面中的障碍物。
在其上没有紧固件的单个文档将被四个抽吸施加器抬起，从而不会在文档下方留下障碍。在其上包括紧固件的文档堆叠可以在第一文档下方的平面中包括一个或多个障碍物。例如，堆叠的第一文档中的一些或全部可以由抽吸施加器抬起。由于紧固件的重量和/或由紧固件附连到(一个或多个)附加文档而可能下垂的第一文档的任何部分可以被扫描仪706检测到。例如，扫描器可以检测到在由抽吸施加器抬起的第一文档的平面下方的平面中可能存在障碍物，诸如由于第一文档的一个或多个部分由于紧固件的重量和/或附连到其上的(一个或多个)其他文档而下垂和/或来自由于通过紧固件附连的被抬起的堆叠中的(一个或多个)其他文档的一个或多个部分的障碍物。这样的技术可以使得能够精确确定紧固件的位置，诸如紧固件位于哪个象限，包括可能对其他类型的分析而言是不可见的那些紧固件。在一些实施例中，这样的抬起和扫描技术可以有利地便于识别诸如从文档或文档堆叠的自上而下表面分析可能不可见的粘合剂之类的紧固件。在一些实施例中，抬起和扫描技术可以与本文所描述的一个或多个其他方法结合使用。例如，抬起和扫描技术可以被用来精确确定紧固件的位置，使得可以使用随后更强健的紧固件识别分析来聚焦在所识别的位置上。在一些实施例中，抬起和扫描技术可以与本文所描述的一个或多个立体视觉过程结合。例如，可以使用立体视觉处理来将分析聚焦在由抬起和扫描技术所识别的文档堆叠的特定部分上以确定紧固件的类型和/或朝向。
图9是感应式感测紧固件识别系统800的示意图。感应式感测紧固件识别系统可以包括文档基座902和感应式传感器904。感应式传感器可以包括感应式传感器阵列。感应式传感器可以被配置为被带到定位在基座上的文档或文档堆叠的附近。可以移动感应式传感器和/或文档基座902，使得感应式传感器可以穿过整个文档或文档堆叠以确定是否存在任何紧固件。感应式传感器902可以被用来确定文档或文档堆叠上任何金属紧固件的存在。在一些实施例中，感应式传感器可以被用来提供紧固件位置的估计。例如，如果感应式传感器阵列中的传感器被触发以指示紧固件的存在，则紧固件可以被近似为距被触发的传感器特定距离。在一些实施例中，紧固件或紧固件的一部分可以距传感器小于约4厘米(cm)，包括距被触发的传感器小于约3cm、约2cm或约1cm。
在一些实施例中，如本文所述的感应式感测技术可以与本文所描述的一个或多个其他方法结合使用。例如，可以使用感应式感测技术来近似紧固件的位置，使得可以使用随后更强健的紧固件识别分析来聚焦在所识别的位置上。在一些实施例中，感应式感测技术可以与本文所描述的一个或多个立体视觉处理结合。例如，可以使用立体视觉处理来将分析聚焦在由感应式感测技术识别的文档堆叠的特定部分上，以确定紧固件的类型和/或朝向。
在一些实施例中，紧固件识别系统700、800和900可以包括如本文所述的一个或多个其他特征，包括例如被配置为操纵文档或文档堆叠的一个或多个组件。在一些实施例中，紧固件识别系统700、800和900可以包括一个或多个文档平台和/或机器人臂，诸如被配置为可释放地耦合到如本文所述的用于移除紧固件的一个或多个端部执行器的机器人臂。
本文所描述的一个或多个系统可以被用来使识别单页文档和/或紧固件的过程完全自动化。在一些实施例中，本文所描述一个或多个系统可以在更大的自动化过程内操作，诸如在用于将存储在物理文档上的信息进行数字化的自动化仓库中的组装线的一部分。例如，本文所描述一个或多个系统可以形成机器人工作单元或机器人工作单元的一部分。用于将存储在物理文档上的信息进行数字化的组装线可以包括多个机器人工作单元。这样的组装线可以被安装来处理大量的文档。例如，自动化设施一天可以能够处理数千箱文档。文档处理的自动化能够提高效率，诸如使得仓库排队系统能够处理数箱文档，以及实现对于已被数字化但正在等待已处理页面的质量保证的箱子的储存——例如在切碎之前。这样的自动化设施对于大型档案库来说可能是期望的，其中未扫描的箱子积压可能代表数年的扫描。这样的设施将使得能够按需快速扫描选定的箱子，并将箱子归还至永久档案库。
图10是用于识别单页文档和/或附连到文档或文档堆叠的一个或多个紧固件的文档和紧固件识别过程1000的示例。在一些实施例中，文档和紧固件识别过程1000包括光度立体视觉技术。在一些实施例中，过程1000的至少一部分可以使用本文所描述的一个或多个文档识别系统(诸如参考图2描述的文档和紧固件识别系统200)来实现。在框1002中，文档或文档堆叠可以被定位在文档和紧固件识别系统的基座上。在框1004中，文档和识别系统的照明源和图像捕获设备可以被激活以捕获文档或文档堆叠的多个图像。照明源可以包括多个照明模块，每个模块被配置为被顺序地单独照亮。例如，照明源可以包括四个照明模块，四个照明模块中的每一个包括多个LED。四个照明模块可以按顺序被照亮，使得当每个照明模块被照亮时，文档堆叠的一个或多个图像可以被成像设备捕获。四个照明模块可以相对于文档或文档堆叠位于不同位置处以从不同位置照亮文档或文档堆叠。可以使用从不同位置照亮的文档或文档堆叠的图像来确定文档或文档堆叠上的任何三维特征的阴影轮廓。
在框1006中，处理文档堆叠的图像以识别单页文档的边缘和/或存在于文档或文档堆叠上的任何紧固件的朝向和位置。例如，可以使用从单页文档的一个或多个边缘和/或文档或文档堆叠上的紧固件的已捕获图像中获得的阴影轮廓来识别单页文档的边缘和/或紧固件的朝向和位置。
图11是用于移除附连到文档或文档堆叠的紧固件的紧固件移除过程1100的示例。例如，可以移除附在文档或文档堆叠的钉。可以使用本文所述的一个或多个文档和紧固件识别系统(包括例如参考图2描述的文档和紧固件识别系统200)来执行紧固件移除过程1100。在框1102中，文档或文档堆叠可以被定位在文档和紧固件识别系统的基座上。在框1104中，文档和识别系统的照明源和图像捕获设备可以被激活以捕获文档或文档堆叠的多个图像。在框1106中，可以识别在文档或文档堆叠上的紧固件的朝向和位置。例如，可以由文档和紧固件识别系统使用从已捕获图像中获得的文档或文档堆叠上的一个或多个紧固件的阴影轮廓来确定紧固件的朝向和位置。
在框1108中，可以使用包括文档传送端部执行器的机器人臂将文档或文档堆叠从基座抬起。抬起文档或文档堆叠可以将文档或文档堆叠与基座上的(一个或多个)任何其他文档或(一个或多个)文档分开。在一些实施例中，如本文所述的一个或多个文档传送端部执行器可以被用来拾取文档堆叠，包括例如参考图4所描述的文档传送端部执行器400。使用机器人臂可以将文档传送端部执行器放置在紧固件上方。文档传送端部执行器的抽吸施加器可以被带到与文档或文档堆叠接触并被启动，使得可以将抽吸力施用在文档或文档堆叠上。抽吸力可以被用来维持文档或文档堆叠与抽吸施加器之间的接触，使得文档或文档堆叠可以从基座被抬起。在一些实施例中，文档传送端部执行器包括文档夹持器，其被配置为进一步便于文档或文档堆叠的抬起。可以激活文档夹持器，使得夹持器的文档夹具可以被带到与文档或文档堆叠接触，以将文档或文档堆叠固定抵靠端部执行器的底表面。例如，文档夹持器可以包括可旋转臂，其被配置为当臂旋转时将文档夹具带到与文档或文档堆叠接触，使得文档或文档堆叠被夹在文档夹具和端部执行器的下表面之间。
在框1110中，文档平台可以被定位在文档或文档堆叠下方。将文档平台定位在文档或文档堆叠下方可以维持文档或文档堆叠与基座上的(一个或多个)任何文档或(一个或多个)文档堆叠分开。
在框1112中，可以使用包括紧固件移除端部执行器的机器人臂来从文档或文档堆叠移除紧固件。可以使用本文所描述的一个或多个紧固件移除端部执行器，包括参考图5所描述的紧固件移除端部执行器500。例如，可以将紧固件移除端部执行器的一对文档接触部分带到与文档或文档堆叠的顶表面接触。使用文档接触部分，可以将文档或文档堆叠抵靠文档平台保持就位。在一些实施例中，端部执行器的紧固件移除插入件可以被插入在紧固件的一部分和文档或文档堆叠的顶表面之间。例如，紧固件移除插入件的舌片部分可以被定位在钉的冠部部分和文档或文档堆叠的顶表面之间。随后可以将端部执行器的紧固件夹持器带到与紧固件的至少一部分(诸如钉的冠部的至少一部分)接触。紧固件夹具可以压靠紧固件的一部分，诸如冠部的一部分。紧固件夹具和端部执行器的舌片部分然后可以远离文档或文档堆叠移动，使得可以将钉拉出。
在一些实施例中，紧固件夹具和/或舌片部分可以接触钉的冠部部分的整个或基本上整个宽度，使得可以可靠地将钉拉出而不会弄断钉。
图12是紧固件移除过程1200的另一示例。可以使用本文所述的一个或多个文档和紧固件识别系统来执行紧固件移除过程1100，包括例如参考图2描述的文档和紧固件识别系统200。紧固件移除过程1200可以被用来移除倒置的紧固件。例如，过程1200可以被用来移除附连到文档或文档堆叠的倒置的钉，诸如不是在两条腿部之间延伸的冠部部分而是钉的两个弯曲腿部面向文档和紧固件识别系统的照明源。在框1202中，文档或文档堆叠可以被定位在文档和紧固件识别系统的基座上。在框1204中，文档和识别系统的照明源和图像捕获设备可以被激活以捕获文档或文档堆叠的多个图像。在框1206中，使用已捕获图像，紧固件可以被识别为倒置。在框1208中，可以从基座上抬起文档或文档堆叠。抬起文档或文档堆叠可以将文档或文档堆叠与基座上的(一个或多个)任何其他文档或(一个或多个)文档堆叠分开。在框1210中，第一文档平台可以被定位在文档或文档堆叠下方。将第一文档平台定位在文档或文档堆叠下方可以维持文档或文档堆叠与基座上的(一个或多个)其他文档和/或(一个或多个)文档堆叠之间的分开。例如，文档或文档堆叠可以被定位在第一文档平台上并与第一文档平台接触。在框1212中，第二文档平台可以被定位在文档或文档堆叠上。第二平台可以与文档或文档堆叠接触，使得文档或文档堆叠被夹在第一文档平台和第二文档平台之间并与其接触。
在框1214中，第一文档平台和第二文档平台可以围绕水平轴旋转，使得在其之间的文档或文档堆叠被翻转。翻转文档或文档堆叠重新定向了紧固件，使其不再是倒置的，从而便于移除紧固件。在框1216中，可以使用耦合到紧固件移除端部执行器的机器人臂来从文档或文档堆叠移除紧固件。例如，紧固件移除端部执行器，诸如参考图5描述的紧固件移除端部执行器500，可以被用来移除钉。
尽管本文已经示出和描述了本发明的一些实施例，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，这样的实施例仅作为示例而被提供。在不偏离本发明的情况下本领域技术人员现在将会想到许多变型、改变和替换。应该理解的是，可以在实践本发明时采用本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。此外，旨在由此涵盖所附权利要求范围内的方法和结构及其等同物。
