[发明专利]用机器人取出散乱堆积的物品的装置以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及识别在三维空间散乱堆积的物品的位置以及姿势、并使用机器人取出识别后的物品的物品取出装置以及物品取出方法。

背景技术

作为这种装置，以往公知有如下装置，即，针对用照相机拍摄散乱堆积的物品而得到的二维图像、用三维测定机测定散乱堆积的物品而得到的三维点集合，使用图形匹配来对物品的位置进行识别。该装置例如记载于日本特开2011-179909号公报(JP2011-179909A)。

在JP2011-179909A记载的装置中，预先由CAD模型等取得物品的三维模型图形，另一方面，用三维测定机测定三维空间内的物品的表面而取得三维点集合(距离图像)，将三维点集合分割为由从三维点集合抽出的边缘包围的部分区域。而且，首先将一个部分区域设定为物品区域，通过反复进行三维模型图形对该物品区域的匹配处理、和将其它部分区域加入物品区域的更新处理这两个处理，来测量物品的位置以及姿势。

然而，JP2011-179909A记载的装置需要预先按照物品的每个品种制作三维模型图形，从而需要劳力和时间。尤其，在物品为多品种的情况下，需要制作品种数量的模型图形，从而需要大量的劳力和时间。另外，在不定形的物品的情况下，本来就无法制作模型图形，从而不可能适用。并且，在物品散乱堆积的状态下，难以通过图形匹配来得到能够决定物品的三维姿势的程度的充分的三维点集合。

发明内容

作为本发明的一个方式的物品取出装置具备：机器人，其具有能够保持物品的机械手；三维测定机，其测定在三维空间散乱堆积的多个物品的表面位置，并取得物品表面的多个三维点的位置信息；密度运算部，其基于由三维测定机测定到的位置信息，对表示三维空间内的多个三维点的分布程度的密度分布进行运算；极大位置运算部，其基于由密度运算部运算出的密度分布，对密度成为极大的密度极大位置进行运算；机械手位置姿势运算部，其基于由极大位置运算部运算出的密度极大位置，对能够取出位于密度极大位置或者其附近的物品的机械手的位置以及姿势、亦即机械手位置姿势进行运算；以及机器人控制部，其以使机械手向由机械手位置姿势运算部运算出的机械手位置姿势移动来取出物品的方式对机器人进行控制。

另外，本发明的其它的方式是使用具有能够保持物品的机械手的机器人来取出在三维空间散乱堆积的多个物品的物品取出方法，其特征在于，用三维测定机测定散乱堆积的多个物品的表面位置，取得物品表面的多个三维点的位置信息，基于由三维测定机测定到的位置信息，对表示三维空间内的多个三维点的分布程度的密度分布进行运算，基于运算出的密度分布，对密度成为极大的密度极大位置进行运算，基于运算出的密度极大位置，对能够取出位于密度极大位置或者其附近的物品的上述机械手的位置以及姿势、亦即机械手位置姿势进行运算，并以使机械手向运算出的机械手位置姿势移动来取出物品的方式对机器人进行控制。

附图说明

本发明的目的、特征以及优点通过以下的与附图相关的实施方式的说明，会变得更加清楚。该附图中：

图1是表示本发明的一个实施方式的物品取出装置的简要结构的图；

图2是表示由图1的机器人控制装置执行的处理的一个例子的流程图；

图3是表示由图1的三维测定机取得的三维点集合的一个例子的图；

图4是表示从图3的三维点集合求出的连结集合的一个例子的图；

图5是说明连结集合的概念图；

图6是表示求解连结集合的处理的详细情况的流程图；

图7是表示将属于连结集合的三维点进行了近似而得的平面和平面上的法线矢量的图；

图8是表示将属于连结集合的三维点正投影于平面的投影点的一个例子的图；

图9是表示求解投影点的密度的测量点的一个例子的图；

图10是表示与密度极大点对应的机械手位置姿势的一个例子的图；

图11是表示图10的机械手位置姿势的编号的一个例子的图；

图12是表示本发明的实施方式的物品取出装置的动作的一个例子的图；

图13是表示与图12的动作连续的动作的一个例子的图；

图14是表示与图13的动作连续的动作的一个例子的图；

图15是表示图1的机器人控制装置的内部结构的框图。

具体实施方式