对象的位置获取制造技术

本发明专利技术涉及一种用于通过评价系统（１６）获取至少一个位于机器人（１２）工作区域内的一定的对象（２２）的位置的方法，其中，利用固定在机器人（１２）处的摄影机（１８）生成机器人（１２）工作区域的至少一部分的图像。该图像在摄影机（１８）运动过程中生成，并且图像数据与其它数据一起实时地供应给评价系统（１６），从其它数据中可推导出图像生成时摄影机的位置和／或定向。这些数据用于位置获取。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过评价系统(Auswertesystem)用于获取(Ermittlung)至少一 个位于机器人的工作区域内的一定的对象的位置的方法，其中，利用固定在机器人处的摄 影机(Kamera)生成(erstellen)机器人工作区域的至少一部分的图像。就此而言，概念 “对象”包括工件或物品，其例如以松散的(lose)状态位于安放面上或容器中，并且适合借 助于为此设置的工具而被抓取(aufnehmen)。
技术介绍
众所周知，为了自动获取在机器人的工作区域中的对象的位置使用由一个或多个 摄影机生成的图像。在此，还使用来自不同视角(Perspektive)的工作区域的图像。这一 方面使得对工作区域原则上不受限制的空间观测成为可能，并且另一方面由于部分冗余 的(teilredimdant)图像信息例如也使得观测仅可从一定的视角中看见的机器人的工作 区域的部分成为可能。在在各个图像生成的时刻同时存在相关坐标和各个摄影机的定向 (Orientierung)的情况下，根据一个或多个图像的图像数据获取位于机器人的工作区域中 的对象的位置的消耗明显降低。在考虑不同的边界条件的情况下(例如了解(Kenntnis)这样的平面，即，平的且 未由其它对象覆盖的对象位于该平面中)，可设想原则上同样仅借助唯一的图像进行该对 象在空间中的位置识别(Positionserkenrumg)，但是这较罕见地为与实际相关的情况。不仅已知一个或多个固定安装在机器人周围环境中的摄影机(其从不同的不改 变的视角生成机器人的工作区域的摄像(Bildaufnahme))的布置、而且已知带有一个或多 个装配在机器人上的摄影机的变型方案。对于自动的基于机器人的系统(该系统自动识别位于机器人的工作区域中的松 散的对象的位置，随后利用装配在机器人处的夹取工具夹取(greifen)对象，并且将对象 运送到机器人工作区域中的另一点处)的情况，单个摄影机在机器人处(例如在机器人的 腕关节处)的布置已证实为尤其有利。例如，在文件DE 102006059781.8中公开了这样的 一种系统。由于松散的对象在空间中位置最初未知，因此该对象的来自一定的视角的图 像可证实为对于位置获取来说为不合适的_尤其当多个这种类型的对象重叠地被倾倒 (schUtten)和/或机器人的部分对于一个摄影机视角来说遮盖对象时。借助于开头所提 及的带有布置在机器人处的摄影机的系统可能的是，从多个单独的可选择的视角中生成图 像，这在摄影机固定布置在空间中时是不可能的。因此，可通过其它合适的图像代替对于位 置获取来说不合适的图像。在借助于这种系统从不同视角生成多个图像时，机器人分别使摄影机运动到期望 的位置中。从该处在机器人停止时生成各个图像，以使得与固定安装的摄影机不同仅还是 需要一个装配在机器人处的摄影机。另一方面，由于机器人在不同位置中停止，在使用固定在机器人处的摄影机的图像数据的情况下用于对象在空间中的可视的位置识别的时间需求相应地提高。
技术实现思路
基于
技术介绍
，本专利技术的目的为，公开一种用于对象在空间中的位置识别的方法， 该方法利用固定在机器人处的一个摄影机足够并相对快速地工作。根据本专利技术，该目的通过一种用于通过评价系统获取至少一个位于机器人工作区 域内的一定的对象的位置的方法而实现，其中，利用固定在机器人处的摄影机生成机器人 工作区域的至少一部分的图像。相应地，开头所提及类型的方法的特征在于，图像在摄影机运动过程中生成，图像 数据与其它数据(从其中可推导在生成图像时摄影机的位置和/或定向)一起实时地供评 价系统使用，并且这些数据用于位置获取。从机器人的运动中生成的图像避免了由于机器人运动停止而引起的时间延迟，并 由此以有利的方式加速了位置获取的整体过程。对于通过评价系统使用图像以用于对象位置获取的主要的简化为，了解与工作区 域相关的所属的抓取地点和相应的摄影机定向。根据本专利技术设置，实时地进行图像数据的提供和机器人坐标的提供，其中，机器人 运动数据由机器人控制系统提供。概念“实时”同样包括这些技术上最小程度限制的时间 延迟，例如5ms至50ms。不仅可设想，除了图像数据还仅将图像生成时的摄影机或坐标或与 摄影机处于固定的地点关系的参考点的坐标供评价系统使用，而且将摄影机运动或参考点 运动的时间进程的总坐标与图像生成的时刻一起供评价系统使用。在根据本专利技术的方法的另一设计方案中，在至少两个地点处生成图像，在这些图 像的基础上借助于评价系统获取至少一个一定的对象的位置。通过使用多个图像-必要时甚至来自不同的视角_以有利的方式可能的是，即 使在不存在可能的几何边界条件(例如平的对象位于已知的平面中)时，也获取对象在 机器人工作区间中的空间定位。此外，在具有多于两个来自不同视角的图像时超冗余的 (Uberredundant)图像信息用于例如对象的位置确定的改善。在根据本专利技术的方法的一种优选实施形式中，通过评价系统根据模式识别 (Mustererkennung)进行至少一个一定对象的位置的获取。例如对于专业人士已知的几何 特征识别(Merkmalserkennung)、Blob分析、立体视觉(Stereo-Vison)以及光学流体的算 法_根据应用和边界条件_适用于此。这使得通过评价系统实尤为快速获取对象位置成为可能，以使得还进一步降低时 间需求。在根据本专利技术的方法的另一设计形式中，借助于评价系统选择至少一个未由其它 对象覆盖或由其它对象最少程度覆盖的一定的对象。因此，当在工作区域内存在多个可能部分或全部相叠的对象时，选择至少一个可 接近的且可在不带有通过其它对象引起的妨碍情况下从其当前位置中取出的一定的对象。 由此，使得用于多个对象的选择的适宜的顺序的计划成为可能。在根据本专利技术的方法的一个尤其优选的变型方案中，评价系统与用于机器人的控 制系统共同作用。4这以有利的方式使得通过评价系统所获取的一个或多个一定对象的位置直接反 馈到机器人运动上并由此调节回路(Regelkreis)或控制回路(Steuerimgskreis)成为可 能。因此，例如可能的是，在图像不太适合对象的位置获取时从另一视角中生成另一更加适 合位置确定的图像。关于这一点可设想的是，评价系统将摄影机位置及其定向的数据传输 到机器人控制系统以用于此外待生成的图像。随后机器人使摄影机在期望位置的方向上运 动，并在驶越该位置时生成另一图像。在根据本专利技术的方法的另一设计方案中，在获取位置和选择未由其它对象覆盖或 由其它对象最少程度覆盖的一定的对象后，摄影机借助于机器人在该选择的对象的方向上 定向并优选地沿着摄影机的光学轴线(Achse)运动到相对于该对象处于限定的间距中的 端点。通过使摄影机到达相对于选择的对象的预先限定的位置以合适的方式实现了用 于后续方法步骤(例如夹取过程)的起点。机器人腕关节的同样的预先限定的位置与此相 关_如果摄影机以有利的方式安置在机器人腕关节处。在根据本专利技术的方法的一种优选的改进方案中，在运动到端点的过程中借助于摄 影机生成至少一个其它图像，在考虑该至少一个其它图像的情况下通过评价系统重新计算 选择对象的位置。由于在这该运动过程中减小了摄影机相对于对象的距离，因此通过评价系统在考 虑来自减小的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过评价系统（１６）获取至少一个位于机器人（１２）的工作区域内的一定的对象（２２）的位置的方法，其中，利用固定在所述机器人（１２）处的摄影机（１８）生成所述机器人（１２）的工作区域的至少一部分的图像，其特征在于，所述图像在所述摄影机（１８）运动的过程中生成，图像数据与从中可推导生成图像时的所述摄影机（１８）的位置和／或定向的其它数据一起实时地供应给所述评价系统（１６），并且数据用于位置获取。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴凡，
申请(专利权)人：ABB股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]