物品搬运装置、机器人系统和物品搬运方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能准确判断由输送机搬运的多个工件的重叠并对搬运的多个工件稳定地进行作业的物品搬运装置。该物品搬运装置(10)具备：输送机(11)，其搬运工件(W1、W2)；拍摄单元(40)，其对搬运的工件(W1、W2)进行拍摄并获取三维图像；工件识别单元，其基于由拍摄单元(40)获取的三维图像，来检测工件(W1、W2)的三维形状和姿态；存储单元(80)，其存储基准工件的三维形状、以及基准工件在没有与其他工件重叠的状态下的姿态；以及重叠判断单元，其基于由存储单元(80)存储的基准工件的三维形状和姿态、以及由工件识别单元检测出的工件(W1、W2)的三维形状和姿态，来判断工件(W1、W2)有没有重叠。

Articles Handling Device, Robot System and Articles Handling Method

【技术实现步骤摘要】
物品搬运装置、机器人系统和物品搬运方法
本专利技术涉及物品搬运装置、机器人系统和物品搬运方法。
技术介绍
一直以来，已知有一种如下的物品搬运装置：其通过摄影装置，对随机放置在输送机上并通过输送机的运转而移动的多个工件进行拍摄，并且使用由摄影装置拍摄后的图像并由机器人进行工件取出作业(例如参照专利文献1、2)。由专利文献1公开的物品搬运装置是对在输送机上不重叠放置的多个工件的各重心的水平面上的平均值进行计算，并识别出作为作业对象的离计算出的重心的平均值最远的重心的工件。由专利文献2公开的物品搬运装置是利用由照相机获取的工件的二维图像，并提取出作为作业对象候补的与其他工件不重叠的工件。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-55995号公报专利文献2：日本特开2014-237188号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献1公开的物品搬运装置中，由于前提是对由输送机搬运的与其他工件不重叠的工件进行作业，因此，在由输送机搬运重叠的工件过来的状态下，无法对该工件实施作业。另外，在专利文献2公开的物品搬运装置中，由于使用工件的二维图像来判断工件的重叠，因此，在输送机与工件是相同颜色的情况下，可能会无法准确地判断工件的重叠。在该情况下，虽然能够通过照明的对比度而在某种程度上判断出工件的重叠，但根据物品搬运装置所处的环境，还存在无法设置照明的情况。本专利技术的目的在于，提供一种能够准确地判断由输送机搬运的多个工件的重叠、并且能够对搬运的多个工件稳定地进行作业的物品搬运装置、机器人系统和物品搬运方法。用于解决课题的方案本专利技术的一个方式是提供一种物品搬运装置，所述物品搬运装置包括：输送机，其搬运工件；拍摄单元，其对由所述输送机搬运的所述工件进行拍摄并获取三维图像；工件识别单元，其基于由所述拍摄单元获取的三维图像，来检测所述工件的三维形状和姿态；存储单元，其存储基准工件的三维形状、以及所述基准工件在没有与其他工件重叠的状态下的姿态；重叠判断单元，其基于由所述存储单元存储的所述基准工件的三维形状和姿态、以及由所述工件识别单元检测出的所述工件的三维形状和姿态，来判断所述工件有没有重叠。根据本方式，通过拍摄单元，对由输送机搬运的工件进行拍摄并获取三维图像。通过工件识别单元，来检测在由拍摄单元获取的三维图像中所包含的工件的三维形状和姿态。将由工件识别单元检测出的工件的三维形状、与存储在存储单元中的基准工件的三维形状进行比较，来判断检测出的工件是否是预先存储在存储单元中的基准工件。在检测出的工件是存储在存储单元中的基准工件的情况下，将检测出的工件的姿态、与存储在存储单元中的基准工件的姿态进行比较。由此，来判断检测出的工件是否在输送机上与其他工件重叠。通过判断工件的重叠，能够选出对与其他工件重叠的工件不进行作业，并能够仅对不使其他工件的位置和姿态发生变化的工件进行作业。另外，由于基于工件的三维形状和姿态来判断工件有没有重叠，所以，即使输送机的颜色与工件的颜色相同，以及在拍摄时没有使对比度发生变化的照明等，也能够判断出工件有没有重叠。在上述方式中，所述物品搬运装置包括：获取所述输送机的搬运速度的输送机信息获取单元，所述工件识别单元利用由所述输送机信息获取单元获取的搬运速度、以及由所述拍摄单元在不同时刻获取的多个三维图像，对同一个所述工件的三维形状和姿态进行特定。通过输送机使工件沿一个方向移动的同时，在不同时刻由拍摄单元对工件进行拍摄，能够从不同的视点获取同一个工件的三维图像。并存在如下情况：未包含在从一个视点获取的三维图像中的工件的三维形状，可以被包含在从其他视点获取的三维图像中。而且，利用由输送机信息获取单元获取的输送机的搬运速度，能够使获取到的三维图像相互对应。由此，能够更准确地特定出工件的三维形状和姿态。在上述方式中，所述物品搬运装置包括基准工件设定单元，在由所述输送机以与其他工件不重叠的方式搬运所述工件时，所述基准工件设定单元将由所述工件识别单元特定出的所述工件的三维形状和姿态、作为新的所述基准工件的三维形状和姿态而存储在所述存储单元中。像这样，即使是尚未存储在存储单元中的新的工件，在该工件不与其他工件重叠的状态下也能够由输送机进行搬运并特定出三维形状和姿态，在该情况下，能够将其作为新的基准工件的三维形状和姿态存储在存储单元中。由此，能够对之后的工件进行重叠判断。在上述方式中，所述物品搬运装置包括：干扰区域设定单元，其在由所述工件识别单元检测出的所述工件的三维形状的外侧、设定规定的干扰区域；干扰判断单元，其在由所述拍摄单元获取的三维图像中，判断由所述干扰区域设定单元设定的所述干扰区域与其他所述工件之间有没有干扰。像这样，当由工件识别单元检测出工件的三维形状时，通过干扰区域设定单元，在工件的三维形状的外侧设定规定的干扰区域。在由拍摄单元获取的三维图像中，对干扰区域与其他工件之间是否发生干扰进行判断。在存在其他工件干扰了干扰区域的情况下，即使工件彼此之间不重叠，例如，也存在处理工件的机器人手与其他工件接触的可能性。因此，通过对工件周围的干扰区域与其他工件之间有没有干扰进行判断，从而不用改变其他工件的位置和姿态。在上述方式中，所述干扰区域设定单元可以根据所述工件的种类，来设定不同的所述干扰区域。像这样，例如，根据工件的种类，由于存在机器人手抓持工件的区域不同的情况、以及机器人手的形状本身不同的情况，因此，与对所有种类的工件设定共同的干扰区域的情况相比，不用过多地限制对工件进行的作业。在上述方式中，所述物品搬运装置包括：接收输入的输入单元，所述干扰区域设定单元基于所述输入单元接收到的输入，对所述工件的所述干扰区域的形状和尺寸中的至少一个进行调整。像这样，通过输入单元接收输入，能够改变设定在工件上的干扰区域的形状和尺寸，例如，根据用于由输送机搬运的工件的机器人手等，能够自由地调整干扰区域。在上述方式中，所述物品搬运装置包括图像显示单元，其显示由所述拍摄单元获取的三维图像、以及由所述干扰区域设定单元设定的所述干扰区域。像这样，使用物品搬运装置的用户，通过目视来确认在图像显示单元中所显示的工件的三维形状和干扰区域，同时还能够自由地改变干扰区域。另外，本专利技术的其他方式是提供一种机器人系统，包括：上述的物品搬运装置；和机器人，所述机器人对由所述重叠判断单元判断出与其他所述工件不重叠的所述工件进行作业，并且对由所述重叠判断单元判断出的与其他所述工件重叠的所述工件不进行作业。根据本方式，由于在由物品搬运装置的输送机搬运的工件内、机器人仅对与其他工件没有重叠的工件进行作业，因此，能够防止机器人与重叠的其他工件接触、从而使其他工件的位置和姿态发生变化。另外，本专利技术的其他方式是提供一种物品搬运方法，包含如下步骤：拍摄步骤，对由输送机搬运的工件进行拍摄并获取三维图像；工件识别步骤，基于获取的三维图像，对所述工件的三维形状和姿态进行检测；以及重叠判断步骤，基于由所述工件识别步骤检测出的所述工件的三维形状和姿态、以及已存储的基准工件的三维形状和姿态，判断所述工件与其他工件有没有重叠。专利技术效果根据本专利技术，可发挥如下效果：能够准确地判断由输送机搬运的多个工件的重叠，并且能够对搬运的多个工件稳定地进行作业。附图说明图1是包括本专利技术实施方式的物品搬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物品搬运装置，其特征在于，具备：输送机，其搬运工件；拍摄单元，其对由所述输送机搬运的所述工件进行拍摄并获取三维图像；工件识别单元，其基于由所述拍摄单元获取的三维图像，来检测所述工件的三维形状和姿态；存储单元，其存储基准工件的三维形状、以及所述基准工件在没有与其他工件重叠的状态下的姿态；以及重叠判断单元，其基于由所述存储单元存储的所述基准工件的三维形状和姿态、以及由所述工件识别单元检测出的所述工件的三维形状和姿态，来判断所述工件有没有重叠。

【技术特征摘要】
2017.12.26 JP 2017-2495941.一种物品搬运装置，其特征在于，具备：输送机，其搬运工件；拍摄单元，其对由所述输送机搬运的所述工件进行拍摄并获取三维图像；工件识别单元，其基于由所述拍摄单元获取的三维图像，来检测所述工件的三维形状和姿态；存储单元，其存储基准工件的三维形状、以及所述基准工件在没有与其他工件重叠的状态下的姿态；以及重叠判断单元，其基于由所述存储单元存储的所述基准工件的三维形状和姿态、以及由所述工件识别单元检测出的所述工件的三维形状和姿态，来判断所述工件有没有重叠。2.根据权利要求1所述的物品搬运装置，其特征在于，所述物品搬运装置具备：输送机信息获取单元，其获取所述输送机的搬运速度，所述工件识别单元利用由所述输送机信息获取单元获取的搬运速度、以及由所述拍摄单元在不同时刻获取的多个三维图像，对同一个所述工件的三维形状和姿态进行特定。3.根据权利要求2所述的物品搬运装置，其特征在于，所述物品搬运装置具备：基准工件设定单元，在由所述输送机以与其他工件不重叠的方式搬运所述工件时，所述基准工件设定单元将由所述工件识别单元特定出的所述工件的三维形状和姿态、作为新的所述基准工件的三维形状和姿态而存储在所述存储单元中。4.根据权利要求1至3中任一项所述的物品搬运装置，其特征在于，所述物品搬运装置具备：干扰区域设定单元，其在由所述工件识别单元...

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