模型生成装置、位置姿态计算装置以及搬运机器人装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种模型生成装置、位置姿态计算装置以及搬运机器人装置。生成物品的三维模型的模型生成装置具有：三维计测器，其对分别以任意姿态配置于三维空间上的多个物品进行三维计测，取得计测数据；模型计测数据提取部，其将由三维计测器计测出的多个物品的计测数据视为从多个假想的计测位置计测一个物品而得的模型计测数据的集合，分别针对多个假想的计测位置提取出对应的模型计测数据；以及模型计测数据整合部，其通过对模型计测数据提取部所提取出的模型计测数据进行整合来生成物品的三维模型。

Model generating device, position and attitude calculating device, and carrying robot device

The present invention provides a model generation device, position and orientation computing device, and carrying robot device. Model generation device to generate three-dimensional model objects with 3D measurement, the 3D meter at arbitrary attitude configured on multiple items of 3-D space were measured, to obtain measurement data; model measurement data extraction of multiple items which will be measured for three-dimensional measurement measurement as data from a plurality of imaginary measuring position measuring an object and model measurement data set, respectively for a plurality of imaginary measuring position to extract the corresponding model measurement data and measurement data; model integration, 3D model based on the measured data extraction model the extracted model measurement data are integrated to generate items.

【技术实现步骤摘要】
模型生成装置、位置姿态计算装置以及搬运机器人装置
本专利技术涉及通过三维计测器来计测对象物品，使用计测数据来生成对象物品的三维模型的模型生成装置。并且，本专利技术还涉及根据对象物品的三维模型与计测数据来计算对象物品的位置姿态的位置姿态计算装置。并且，本专利技术还涉及根据对象物品的三维模型与计测数据来计算对象物品的位置姿态，机器人根据计算出的物品的位置姿态来搬运对象物品的搬运机器人装置(Handlingrobot)。
技术介绍
在对照由三维计测器计测出的计测数据与三维模型来计算出对象物品(以下，有时简称为“物品”)的位置姿态的装置中，需要事先制作出对象物品等的三维模型。并且，主要通过以下两种方法来制作三维模型。在第一方法中，使用对象物品的CAD数据。日本特开2010-079453号公报公开了从CAD数据来生成位置姿态估计用的三维模型的技术。在专利文献1中，从CAD数据中生成在对该对象物品进行了三维计测时能够取得和能够期待的计测数据，根据生成的计测数据生成位置姿态估计用的三维模型。在第二方法中，实际上通过三维计测器来计测对象物品来三维模型。但是，一般的三维计测器只在上方对露出的物品的表面进行计测。因此，为了计算出各种各样的物品位置姿态，需要预先从各种各样的视点来计测物品。在日本特开2010-113398号公报中，一边使物品的姿态一点一点地变化一边重复进行三维计测与位置姿态的计算，根据计算出的位置姿态整合各计测数据从而生成物品的三维模型。但是，所述的现有方法存在以下那样的问题。在日本特开2010-079453号公报的方法中，需要预先准备CAD数据。由于未必能够使用对象物品的CAD数据，因此在这样的情况下无法制作三维模型。此外，不能保证如期待那样针对所有的物品表面进行三维计测。利用了光学系统的三维计测器针对特定的表面特性、例如在物品表面局部存在的黑色区域进行三维计测是困难的。但是，在从CAD数据生成了三维模型的情况下，不能考虑那样的表面特性。就算将那样的表面特性模型化也会产生模型化误差，在生成的三维模型与实际的计测数据之间可能产生背离。日本特开2010-113398号公报的方法需要每次使物品的姿态一点一点变化来重复进行三维计测与位置姿态的计算。例如，在一边使凸轮轴那样的旋转体每次绕轴旋转20度一边进行计测的情况下，合计需要进行18次计测。并且，在制作不仅绕轴而且能够计算出所有的物品位置姿态那样的三维模型时，计测次数非常巨大，制作三维模型的工时也与此成比例地增大。因此，制作三维模型需要大量的时间。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够使用三维计测器通过一次或者较少次数的计测就能简单地生成不存在CAD数据的对象物品的三维模型的模型生成装置、包含这样的模型生成装置的位置姿态计算装置以及搬运机器人装置。为了达成上述的目的，根据第一专利技术，提供一种生成物品的三维模型的模型生成装置，其特征在于，所述模型生成装置具有：三维计测器，其对分别以任意姿态配置于三维空间上的多个物品进行三维计测，取得计测数据；模型计测数据提取部，其将由该三维计测器计测出的所述多个物品的计测数据视为从多个假想的计测位置计测一个物品而得的模型计测数据的集合，分别针对所述多个假想的计测位置提取出对应的模型计测数据；以及模型计测数据整合部，其通过对该模型计测数据提取部所提取出的模型计测数据进行整合来生成所述物品的三维模型。根据第二专利技术，在第一专利技术中，所述模型计测数据提取部具有：扫描部，其将所述计测数据输出至示教画面；区域设定部，其在被输出了所述计测数据的所述示教画面上设定从多个物品选择出的一个物品的区域；临时模型生成部，其以存在于该区域设定部所设定的所述区域内的计测数据为基础，生成临时模型；以及检测部，其使用所述临时模型来检测所述多个物品的余下的物品的位置姿态，所述模型计测数据提取部以由所述检测部检测出的所述余下的物品的位置姿态为基础提取出模型计测数据，所述模型计测数据整合部通过将所述模型计测数据整合到所述临时模型来生成三维模型。根据第三专利技术，在第二专利技术中，所述检测部从姿态接近所述临时模型的初始姿态的物品依次进行检测，所述模型计测数据提取部根据所述检测部的检测结果，按照接近所述临时模型的初始姿态由近到远的顺序来提取模型计测数据，所述模型计测数据整合部每当所述模型计测数据被提取出来时，逐次地将模型计测数据整合到所述临时模型。根据第四专利技术，在第二或者第三专利技术中，所述模型计测数据提取部具有：检测成败指示部，其用于供操作员指示所述检测部的检测结果的成败。根据第五专利技术，在第二至第四中的任一专利技术中，所述模型计测数据提取部以在所述检测部检测出的物品的位置姿态的附近存在的所述计测数据为基础，提取出所述模型计测数据。根据第六专利技术，在第二至第五中的任一专利技术中，所述模型计测数据整合部具有：不正确模型计测数据除去部，即使在所述模型计测数据提取部将错误的计测数据作为模型计测数据而不正确地提取出来并且所述模型计测数据整合部将不正确地提取出的不正确模型计测数据整合到了所述临时模型时，所述不正确模型计测数据除去部也能以所述计测数据与所述临时模型的整合性为基础，从所述临时模型中提取出所述不正确模型计测数据而将其除去。根据第七专利技术，在第二至第六中的任一专利技术中，所述模型计测数据整合部在将所述模型计测数据整合到所述临时模型时，当在所述模型计测数据与所述临时模型之间存在重复部分时，在从所述模型计测数据除去了该重复部分之后，将所述模型计测数据整合到所述临时模型。根据第八专利技术，在第二至第六中的任一专利技术中，所述模型计测数据整合部在将所述模型计测数据整合到所述临时模型时，当在所述模型计测数据与所述临时模型之间存在重复部分时，以所述模型计测数据的该重复部分为基础更新临时模型的该重复部分。根据第九专利技术，在第一至第八中的任一专利技术中，所述模型计测数据整合部进行将根据所述检测部所检测出的物品的位置姿态计算出的所述假想的计测位置以及模型计测数据中的至少一方作为参数的最佳化，进行要生成的模型的高精度化。根据第十专利技术，在第一至第九中的任一专利技术中，所述三维计测器在对配置于三维空间上的多个物品进行了三维计测之后，变更物品的载置状态，重复一次以上地进行所述多个物品的新三维计测，所述模型计测数据提取部和所述模型计测数据整合部以通过多次的三维计测而获得的多个计测数据为基础生成所述物品的三维模型。根据第十一专利技术，提供一种位置姿态计算装置，其特征在于，具有：第一至第十中的任一模型生成装置；以及位置姿态计算部，其根据所述模型生成装置所生成的三维模型与通过所述三维计测器获得的计测数据之间的对应关系，计算出所述物品的位置姿态。根据第十二专利技术，提供一种搬运机器人装置，其特征在于，具有：能够搬运物品的机器人；第一至第十中的任一模型生成装置；以及位置姿态计算部，其根据所述模型生成装置所生成的三维模型与通过所述三维计测器获得的计测数据之间的对应关系，计算出所述物品的位置姿态，所述机器人根据所述位置姿态计算部计算出的所述物品的位置姿态来搬运所述物品。从附图所示的本专利技术典型的实施方式的详细说明中，可以进一步明确本专利技术的这些目的、特征以及优点和其他的目的、特征以及优点。附图说明图1是基于本专利技术的搬运机器人装置的概要图。图2是包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生成物品的三维模型的模型生成装置，其特征在于，所述模型生成装置具有：三维计测器，其对分别以任意姿态配置于三维空间上的多个物品进行三维计测，取得计测数据；模型计测数据提取部，其将由该三维计测器计测出的所述多个物品的计测数据视为从多个假想的计测位置计测一个物品而得的模型计测数据的集合，分别针对所述多个假想的计测位置提取出对应的模型计测数据；以及模型计测数据整合部，其通过对该模型计测数据提取部所提取出的模型计测数据进行整合来生成所述物品的三维模型。

【技术特征摘要】
2015.12.17 JP 2015-2460291.一种生成物品的三维模型的模型生成装置，其特征在于，所述模型生成装置具有：三维计测器，其对分别以任意姿态配置于三维空间上的多个物品进行三维计测，取得计测数据；模型计测数据提取部，其将由该三维计测器计测出的所述多个物品的计测数据视为从多个假想的计测位置计测一个物品而得的模型计测数据的集合，分别针对所述多个假想的计测位置提取出对应的模型计测数据；以及模型计测数据整合部，其通过对该模型计测数据提取部所提取出的模型计测数据进行整合来生成所述物品的三维模型。2.根据权利要求1所述的模型生成装置，其特征在于，所述模型计测数据提取部具有：扫描部，其将所述计测数据输出至示教画面；区域设定部，其在被输出了所述计测数据的所述示教画面上设定从多个物品选择出的一个物品的区域；临时模型生成部，其以存在于该区域设定部所设定的所述区域内的计测数据为基础，生成临时模型；以及检测部，其使用所述临时模型来检测所述多个物品的余下的物品的位置姿态，所述模型计测数据提取部以由所述检测部检测出的所述余下的物品的位置姿态为基础提取出模型计测数据，所述模型计测数据整合部通过将所述模型计测数据整合到所述临时模型来生成三维模型。3.根据权利要求2所述的模型生成装置，其特征在于，所述检测部从姿态接近所述临时模型的初始姿态的物品依次进行检测，所述模型计测数据提取部根据所述检测部的检测结果，按照接近所述临时模型的初始姿态由近到远的顺序来提取模型计测数据，所述模型计测数据整合部每当所述模型计测数据被提取出来时，逐次地将模型计测数据整合到所述临时模型。4.根据权利要求2或3所述的模型生成装置，其特征在于，所述模型计测数据提取部具有：检测成败指示部，其用于供操作员指示所述检测部的检测结果的成败。5.根据权利要求2～4中任一项所述的模型生成装置，其特征在于，所述模型计测数据提取部以在所述检测部检测出的物品的位置姿态的附近存在的所述计测数据为基础，提取出所述模型计测数据。6.根据权利要求2～5中任一项所述的模型生成装置，其特征在于，所述模型计测数据整合部具有：不正确模型计测数据除去部，即使在所述模...

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