机器人系统技术方案

本发明专利技术提供一种机器人系统。该机器人系统包括：投影单元，该投影单元用于将缝隙光投射到指定的放置区域上并沿指定方向移动所述缝隙光；摄像单元，该摄像单元用于拍摄在放置区域上的工件上移动的所述缝隙光；估计投影区域确定单元，该估计投影区域确定出单元用于确定估计投影区域，使得所述估计投影区域沿基本平行于移动方向的长度沿所述交叉方向朝向图像的中央变大；投影位置检测单元，该投影位置检测单元用于检测缝隙光在所述估计投影区域内的投影位置。上述机器人系统还包括用于抓取工件的机器人。

【技术实现步骤摘要】

本文公开的实施方式涉及机器人系统。
技术介绍
日本申请公报No. 2008-87074公开了一种机器人系统，其中，由机器人自动地执行从零乱地保持(散装)工件的容器拾取工件的工作。在该机器人系统中，对散装工件的三维形状进行测量，并且由机器人从容器拾取依照所述三维形状而选择的抓取目标工件。在这方面,广泛使用光切法(light sectioning method)来测量三维形状。在光切法中，使朝向工件投射的缝隙光(即，线型光)沿指定的移动方向移动。通过照相机顺序地多次拾取在工件上移动的缝隙光的图像。然后，沿着平行于缝隙光的移动方向的方向顺次地读取由此拍摄的图像中的各个像素，从而检测缝隙光在工件上的投影位置。基于三点之间的位置关系，即缝隙光在工件上的投影位置、缝隙光的光源位置和缝隙光被照相机接收的接收位置，根据三角原理来测量工件的三维形状。在上述机器人系统中，对缝隙光在工件上的投影区域进行估计，并且沿着缝隙光的移动方向顺次地有选择地读取与所述估计投影区域对应的像素。这使得可以缩短检测缝隙光在工件上的投影位置所需的时间。然而，在用于估计缝隙光的投影区域的传统机器人系统中，没有考虑特别的措施来优化所述估计投影区域。由此，存在以下问题机器人拾取工件的速度和精度可能会降低。
技术实现思路
鉴于上述问题，本文描述的实施方式提供了一种机器人系统，该机器人系统能够优化缝隙光的估计投影区域，并最终提高由机器人执行的拾取工件的速度和精度。根据上述实施方式的上述方面，提供一种机器人系统，该机器人系统包括投影单元，该投影单元用于将缝隙光投射到装载有工件的指定的放置区域，并且用于沿指定的移动方向移动所述缝隙光；摄像单元，该摄像单元用于对在装载于所述放置区域上的工件上移动的缝隙光进行多次拍摄；估计投影区域确定单元，该估计投影区域确定单元用于确定出估计投影区域，使得所述估计投影区域在与所述移动方向交叉的交叉方向上横跨由所述摄像单元拍摄的图像而延伸，并且使得所述估计投影区域在与所述移动方向基本平行的方向上的长度沿着所述交叉方向朝向所述图像的中央变大；投影位置检测单元，该投影位置检测单元用于检测所述估计投影区域内所述缝隙光的投影位置；以及机器人，该机器人用于基于由所述投影位置检测单元检测到的所述投影位置来抓取所述工件。根据本专利技术的上述方面，可以提供一种机器人系统，该机器人系统能够优化缝隙光的所述估计投影区域，并且最终提高由机器人执行的拾取工件的速度和精度。附图说明从以下结合附图给出的对于实施方式的描述，本专利技术的目的和特征将变得明确，其中图1是示出根据一个实施方式的机器人系统的部件的示意图2是示出根据所述实施方式的控制装置的构造的框图3是图示由根据所述实施方式的三维形状测量单元所执行的三维形状测量方法的视图4是示出根据所述实施方式的预扫描的说明 阅图5A是示出在执行根据所述实施方式的预扫描时拍摄的放置区域的图像的示意图; 图5B是示出根据所述实施方式的估计投影区域(范围)的示意图6A是示出根据所述实施方式的扫描的说明图6B是示出在执行根据所述实施方式的扫描时拍摄的图像和位于该图像中的估计投影区域(范围)的示意图7A至7C是示出检测缝隙光在图像的左侧区域、中央区域和右侧区域中的投影位置的方法的说明图8A和8B是示出在缝隙光的纵向两端和纵向中央处缝隙光的亮度分布图表的示意图9A至9C是示出按照图像接图像的基准(image-by-1mage basis)设置的估计投影区域(范围)的说明图，图9A示出了当缝隙光的位置位于图像的X轴负向侧时的估计投影区域，图9B示出了当缝隙光的位置位于图像的X轴中央处的估计投影区域，并且图9C示出了当缝隙光的位置位于图像的X轴正向侧时的估计投影区域；以及 图10是示出由根据所述实施方式的控制装置执行的程序的流程图。具体实施例方式现在将参照形成本文的一部分的附图来详细描述本文公开的机器人系统的实施方式。本公开内容不限于下面描述的实施方式。图1是示出根据所述实施方式的机器人系统的部件的示意图。如图1所示，机器人系统I包括投影单元4、摄像单元5、控制装置6和机器人7。投影单元4为光投射单元，用于将缝隙光40投射到放置有工件3的指定的放置区域2上，并且用于沿着指定的移动方向移动缝隙光40。投影单元4在控制装置6的控制下执行缝隙光40的投影和移动。投影单元4的构造稍后将参照图4来描述。摄像单元5为用于对在放置于放置区域2上的工件3上移动的缝隙光40顺序地进行多次成像的照相机。摄像单元5在控制装置6的控制下将拍摄的图像顺序地输出至控制装置6。控制装置6为用于大致控制机器人系统I的总体操作的装置。控制装置6向投影单元4输出缝隙光投射指令，并且向摄像单元5输出摄像指令。基于从摄像单元5获取的图像，控制装置6测量工件3的三维形状并且确定工件3的位置和姿态。然后，控制装置6在位置和姿态已被确定的多个工件3中选择抓取目标工件3。控制装置6向机器人7输出任务指令，用于使机器人7执行从放置区域2拾取抓取目标工件3的任务。稍后将参照图2描述控制装置6的构造。接下来，将参照图2描述控制装置6的构造。图2是示出根据本实施方式的控制装置6的构造的框图。如图2所示，控制装置6连接到投影单元4、摄像单元5和机器人7，以大致控制机器人系统I的总体操作。控制装置6包括控制单元8和存储单元9。控制单元8为包括CPU (中央处理器)、存储器等的操作处理单元。控制单元8包括投影控制单元81、摄像控制单元82、估计投影区域确定单元83、投影位置检测单元84、三维形状测量单元85、任务指令单元86等。存储单元9为诸如硬盘驱动器或闪存之类的信息存储装置。存储单元9存储图像信息91和估计投影区域信息92。投影控制单元81为用于在执行稍后将描述的预扫描和扫描时向投影单元4输出特定指令并控制投影单元4的操作的处理单元。本文使用的术语“预扫描”指的是将缝隙光40投射到其上未装载有工件3的放置区域2上并且例如将缝隙光40从放置区域2的左端移动到放置区域2的右端的过程。本文使用的术语“扫描”指的是将缝隙光40投射到装载有工件3的放置区域2上并且将缝隙光40沿指定的移动方向移动的过程。摄像控制单元82为用于在由投影单元4进行缝隙光40的投射时向摄像单元5输出特定指令以控制摄像单元5的操作的处理单元。响应于从摄像控制单元82输入的指令，摄像单元5对在放置区域2上移动的缝隙光40和放置在放置区域2上的工件3顺序地进行多次拍摄。摄像控制单元82顺序地获取由摄像单元5拍摄的各个图像的图像信息91，并且将图像信息91存储在存储单元9中。估计投影区域确定单元83为用于确定在扫描期间将被投射缝隙光40的估计投影区域的处理单元。估计投影区域确定单元83从存储在存储单元9中的图像信息91获取与在预扫描期间拍摄的图像对应的图像信息91，并且基于由此获取的图像信息91来确定出估计投影区域。估计投影区域确定单元83确定出估计投影区域，使得估计投影区域在与缝隙光40的移动方向交叉(例如，以直角交叉)的交叉方向上横跨所述图像而延伸，并且使得估计投影区域在与缝隙光40的移动方向平行的方向上的长度沿所述交叉方向朝向图像的中央变大。稍后将参照图4至图6B描述确定估计投影区域的顺序。此外，在本实施方式中，“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人系统，该机器人系统包括：投影单元，该投影单元用于将缝隙光投射到装载有工件的指定的放置区域上，并且用于沿指定的移动方向移动所述缝隙光；摄像单元，该摄像单元用于对在装载于所述放置区域上的所述工件上移动的所述缝隙光进行多次拍摄；估计投影区域确定单元，该估计投影区域确定单元用于确定出估计投影区域，使得所述估计投影区域在与所述移动方向交叉的交叉方向上横跨由所述摄像单元拍摄的图像而延伸，并且使得所述估计投影区域在与所述移动方向基本平行的方向上的长度沿着所述交叉方向朝向所述图像的中央变大；投影位置检测单元，该投影位置检测单元用于检测所述估计投影区域内所述缝隙光的投影位置；以及机器人，该机器人用于基于由所述投影位置检测单元检测到的所述投影位置来抓取所述工件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：一丸勇二，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：