工件位置姿势计算装置以及搬运系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种工件位置姿势计算装置以及搬运系统。工件位置姿势计算装置能够使用三维匹配高效地计算工件的位置以及姿势。工件位置姿势计算装置具备：工件位置姿势计算部，其对照包括通过三维测量器取得的工件的三维位置信息的测量数据和工件的三维模型来计算工件的位置以及姿势。另外，工件位置姿势计算装置还具备：测量数据排除部，其根据计算出的工件的位置以及姿势，将在工件位置姿势计算部进行的以后的计算中应该使用的测量数据的一部分排除。

【技术实现步骤摘要】
工件位置姿势计算装置以及搬运系统
本专利技术涉及计算工件的位置以及姿势的工件位置姿势计算装置、以及具备工件位置姿势计算装置的搬运系统。
技术介绍
已知三维匹配，其对照对象物的三维位置信息和对象物模型来确定对象物的实际位置。三维匹配需要使用6自由度的参数进行计算，所以施加给计算机的负荷大。已知一种为了将三维匹配高速化而限制搜索范围的技术(参照日本特开2012-218119号公报以及日本特开2012-125878号公报)。
技术实现思路
要求一种使用三维匹配来高效地计算对象物的位置以及姿势的技术。根据本专利技术，提供一种计算工件5的位置以及姿势的工件位置姿势计算装置6，具备：三维测量器4，其测量配置在三维空间中的至少一个工件5，取得包括上述至少一个工件5的三维位置信息的测量数据60；三维模型存储部61，其存储上述工件5的三维模型5A；位置姿势计算数据生成部62，其生成在计算上述工件5的位置以及姿势时所使用的至少一个位置姿势计算数据63；工件位置姿势计算部64，其使用各个上述位置姿势计算数据63，对照上述测量数据60和上述三维模型5A来计算上述工件5位置以及姿势；以及测量数据排除部65，其根据通过上述工件位置姿势计算部64计算出的上述工件5的位置以及姿势，将在上述工件位置姿势计算部64进行的以后的计算中应该使用的上述测量数据60的一部分排除。在优选的实施方式中，上述位置姿势计算数据63包括优先度，上述工件位置姿势计算部64依次使用具有高优先度的位置姿势计算数据63，对照上述测量数据60和上述三维模型5A来计算上述工件5的位置以及姿势。在优选的实施方式中，上述位置姿势计算数据63包括将上述测量数据60和上述三维模型5A对照时应该搜索的姿势范围。在优选的实施方式中，上述位置姿势计算数据63包括将上述测量数据60和上述三维模型5A对照时应该搜索的位置范围。在优选的实施方式中，上述位置姿势计算数据63还包括与不应该通过上述测量数据排除部65排除的上述测量数据60相关的信息。在优选的实施方式中，上述工件位置姿势计算部64计算上述工件5的位置以及姿势，并且计算表示计算结果的置信度的分数，上述位置姿势计算数据63包括分数阈值，在判定是否根据通过上述工件位置姿势计算部64计算出的工件5的位置姿势来排除上述测量数据60的一部分时使用分数阈值，上述测量数据排除部65在上述分数超过了上述分数阈值的情况下，将上述测量数据的一部分排除。在优选的实施方式中，上述测量数据排除部65使用通过上述工件位置姿势计算部64计算出的上述工件5的位置以及姿势来对上述三维模型5A进行坐标转换，并且将存在于坐标转换后的上述三维模型附近的测量数据60排除。在优选的实施方式中，上述位置姿势计算数据生成部62响应手动输入来生成上述位置姿势计算数据63。在优选的实施方式中，上述位置姿势计算数据63包括使用物理模拟进行推定的上述工件5的位置以及姿势的发生概率。在优选的实施方式中，上述位置姿势计算数据63包括根据统计数据进行推定的上述工件5的位置以及姿势的发生概率。在优选的实施方式中，上述位置姿势计算数据生成部62根据上次的上述工件位置姿势计算部64的计算结果，生成追加的位置姿势计算数据63。在优选的实施方式中，提供一种通过机器人2搬运工件5的搬运系统10，该搬运系统具备能够搬运工件5的机器人2、上述工件位置姿势计算装置6，根据通过上述工件位置姿势计算装置6计算出的上述工件5的位置以及姿势，由上述机器人2搬运上述工件5。在优选的实施方式中，提供一种搬运系统10，该搬运系统具备能够搬运工件5的机器人2、上述工件位置姿势计算装置6，根据通过上述工件位置姿势计算装置6计算出的上述工件5的位置以及姿势，由上述机器人2搬运上述工件5，上述位置姿势计算数据生成部62根据通过上述工件位置姿势计算部64计算出的上述工件5的位置以及姿势中的、通过上述机器人2搬运的上述工件5以外的至少一个上述工件5的位置以及姿势，生成追加的上述位置姿势计算数据。附图说明通过参照附图所示的本专利技术例示的实施方式的详细说明，能够更加明确本专利技术的这些以及其他目的、特征和优点。图1是表示一个实施方式的搬运系统的结构例的图。图2是说明在图1的实施方式的搬运系统中执行的搬运处理的流程图。图3是工件位置姿势计算装置的功能框图。图4是表示位置姿势不同的2个工件的图。图5是表示工件的三维模型以及根据其进行排除的测量数据的图。图6是表示工件的装载例的图。图7是用于说明工件的位置姿势的置信度的图。图8A是用于说明变更工件的位置姿势的发生概率的处理的图。图8B是用于说明变更工件的位置姿势的发生概率的处理的图。图8C是用于说明变更工件的位置姿势的发生概率的处理的图。图8D是用于说明变更工件的位置姿势的发生概率的处理的图。图8E是用于说明变更工件的位置姿势的发生概率的处理的图。图9是用于说明位置姿势计算数据的追加的图。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。图示的实施方式的结构要素为了有助于本专利技术的理解而适当变更了比例尺。对相同或相应的结构要素使用相同的参照标记。图1表示一个实施方式的搬运系统的结构例。搬运系统10具备机器人2、机器人控制装置3、三维测量器4以及工件位置姿势计算装置6。机器人2具有通过电动机驱动的多个关节，例如是图示那样的6轴垂直多关节机器人。机器人2构成为在根据机构部的尺寸以及构造决定的动作范围中，能够以任意的姿势将臂的前端定位在任意的位置。机器人2经由通信电缆等通信单元与机器人控制装置3连接。设置在机器人2的各关节上的电动机由机器人控制装置3控制。机器人2在臂前端的手腕处具备机械爪21。机械爪21由机器人控制装置3控制，为了可释放地把持工件5而进行开闭动作。机器人控制装置3是具备CPU、ROM、RAM、非易失性存储器以及输入输出接口等的数字计算机。三维测量器4在散乱堆积的工件5的上方被固定在支架41上。三维测量器4相对于工件5被设置在预定的位置关系上，使得视野中包括散乱堆积的工件5。三维测量器4检测工件5的表面，取得位于工件5的表面上的多个点的三维位置信息(以下有时称为“测量数据”)。三维测量器4经由通信电缆等通信单元与工件位置姿势计算装置6连接。在另外的实施方式中，三维测量器4也可以设置在机器人2的手腕上。三维测量器4是任意类型的非接触方式的检测器。三维测量器4例如也可以是使用2个照相机的立体方式的检测器，也可以是通过激光狭缝光扫描对象物的表面的类型的检测器，也可以是使用投影仪等将图案光投影到对象物的类型的检测器，或者也可以是构成为计算在对象物的表面进行反射并返回到投光器的飞行时间的检测器。工件位置姿势计算装置6从三维测量器4取得多个工件5的测量数据，并计算这些工件5的位置以及姿势(以下有时将“位置以及姿势”称为“位置姿势”)。工件位置姿势计算装置6是具备了CPU、ROM、RAM、非易失性存储器以及输入输出接口等的数字计算机。工件位置姿势计算装置6经由通信电缆等通信单元与机器人控制装置3连接，能够相互发送接收数据和信号。图1中独立地示出工件位置姿势计算装置6以及机器人控制装置3，但是机器人控制装置3也可以具有工件位置姿势计算装置6的功能。搬运系统10根据通过工件位置姿势计算装置6检测出的工件5的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工件位置姿势计算装置，计算工件的位置以及姿势，其特征在于，该工件位置姿势计算装置具备：三维测量器，其测量配置在三维空间中的至少一个工件，取得包括上述至少一个工件的三维位置信息的测量数据；三维模型存储部，其存储上述工件的三维模型；位置姿势计算数据生成部，其生成在计算上述工件的位置以及姿势时所使用的至少一个位置姿势计算数据；工件位置姿势计算部，其使用各个上述位置姿势计算数据，对照上述测量数据和上述三维模型来计算上述工件的位置以及姿势；以及测量数据排除部，其根据通过上述工件位置姿势计算部计算出的上述工件的位置以及姿势，将在上述工件位置姿势计算部进行的以后的计算中应该使用的上述测量数据的一部分排除。

【技术特征摘要】
2015.11.30 JP 2015-2329911.一种工件位置姿势计算装置，计算工件的位置以及姿势，其特征在于，该工件位置姿势计算装置具备：三维测量器，其测量配置在三维空间中的至少一个工件，取得包括上述至少一个工件的三维位置信息的测量数据；三维模型存储部，其存储上述工件的三维模型；位置姿势计算数据生成部，其生成在计算上述工件的位置以及姿势时所使用的至少一个位置姿势计算数据；工件位置姿势计算部，其使用各个上述位置姿势计算数据，对照上述测量数据和上述三维模型来计算上述工件的位置以及姿势；以及测量数据排除部，其根据通过上述工件位置姿势计算部计算出的上述工件的位置以及姿势，将在上述工件位置姿势计算部进行的以后的计算中应该使用的上述测量数据的一部分排除。2.根据权利要求1所述的工件位置姿势计算装置，其特征在于，上述位置姿势计算数据包括优先度，上述工件位置姿势计算部依次使用具有高优先度的位置姿势计算数据，对照上述测量数据和上述三维模型来计算上述工件的位置以及姿势。3.根据权利要求1或2所述的工件位置姿势计算装置，其特征在于，上述位置姿势计算数据包括将上述测量数据和上述三维模型对照时应该搜索的姿势范围。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的工件位置姿势计算装置，其特征在于，上述位置姿势计算数据包括将上述测量数据和上述三维模型对照时应该搜索的位置范围。5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的工件位置姿势计算装置，其特征在于，上述位置姿势计算数据还包括与不应该通过上述测量数据排除部排除的上述测量数据相关的信息。6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的工件位置姿势计算装置，其特征在于，上述工件位置姿势计算部计算上述工件的位置以及姿势，并且计算表示计算结果的置信度的分数，上述位置姿势计算数据包括分数阈值，在判定是否根据通过上述工件位置姿势计算部计算出的工件的位置姿势...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤俊之，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP