[发明专利]用机器人取出散装物品的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用具有把持部的机器人取出散装在三维空间中的物品的物品取出装置和物品取出方法。

背景技术

作为这种装置，目前已知以下的装置，即针对用三维测定机测定散装的物品所得到的三维点集合，使用三维匹配处理识别物品的位置。例如在日本特开2011-179909号公报(JP2011-179909A)中记载了该装置。另外，还已知以下的装置，即用三维测定机测定散装的物品，抽出通过把持部能够把持的区域。例如在日本特开2011-093058号公报(JP2011-093058A)中记载了该装置。

在日本JP2011-179909A记载的装置中，事先根据CAD模型等取得物品的三维模型图案，另一方面用三维测定机测定三维空间中的物品的表面，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沿包围住的部分区域。另外，首先将部分区域的一个设定为物品区域，重复进行对该物品区域的三维模型图案的匹配处理、向物品区域追加其他部分区域的更新处理的2个处理，由此测量物品的位置和姿势。

在日本JP2011-093058A记载的装置中，预先存储由通过把持机构确定的把持机构区域、根据把持机构所把持的对象物的把持部分来确定的把持部分区域而构成的把持区域，在大小与把持区域相等的区域、即大小与把持部分区域相等的区域整体中存在物体，但抽出在大小与把持机构区域相等的区域中不存在物体的区域作为可把持区域。

但是，JP2011-179909A记载的装置需要预先对物品的每一个品种生成三维模型图案，要花费时间。特别在物品有多个品种的情况下，需要生成品种数量的模型图案，需要很大的时间。另外，在不定形的物品的情况下，起初就无法生成模型图案而无法应用。进而，在将把持部移动到根据物品的位置姿势确定的取出位置时，把持部有可能与其他物品冲撞。

另外，日本JP2011-093058A记载的装置需要预先设定物品的把持部分区域。进而，根据物品的形状和姿势，有时不会把持部分区域在三维测定机侧露出，在该情况下，难以取出物品。

发明内容

作为本发明的一个形式的物品取出装置具备：机器人，其具有能够开闭的把持部；三维测定机，其测定散装在三维空间中的多个物品的表面位置，取得多个三维点的位置信息；把持部模型设定部，其设定包含处于开放状态的把持部的实体部分的区域即实体区域、实体区域的内侧的把持区域的把持部模型；位置姿势候选设定部，其设定1个以上的位置姿势候选作为把持部的位置和姿势的候选；把持可能性计算部，其根据通过三维测定机取得的位置信息和在把持部模型设定部中设定的把持部模型，假设将把持部配置为通过位置姿势候选设定部设定的各个位置姿势候选而通过各位置姿势候选计算把持部对物品的把持成功可能性；位置姿势设定部，其根据通过把持可能性计算部计算出的把持成功可能性，从通过位置姿势候选设定部设定的位置姿势候选中选择1个以上的位置姿势候选，设定为把持部位置姿势；机器人控制部，其控制机器人使得把持部向通过位置姿势设定部设定的把持部位置姿势移动而取出物品。

另外，本发明的另一个形式是，一种使用具有可开闭的把持部的机器人取出散装在三维空间中的物品的物品取出方法，其特征在于，用三维测定机测定多个物品的表面位置，取得多个三维点的位置信息，设定包含位于开放状态的把持部的实体部分的区域即实体区域、实体区域的内侧的把持区域的把持部模型，设定1个以上的位置姿势候选作为把持部的位置和姿势的候选，根据通过三维测定机取得的位置信息和把持部模型，假设将上述把持部配置为各个上述位置姿势候选而通过各位置姿势候选计算上述把持部对物品的把持成功可能性，根据把持成功可能性，从位置姿势候选中选择1个以上的位置姿势候选，设定为把持部位置姿势，控制机器人使得把持部向所设定的把持部位置姿势移动而取出物品。

附图说明

根据与附图关联的以下的实施方式的说明来进一步了解本发明的目的、特征以及优点。

图1是表示本发明的一个实施方式的物品取出装置的概要结构的图。

图2是表示图1的抓取器的概要结构的立体图。

图3A是示意地表示图1的抓取器的动作的图。

图3B是示意地表示图3A中的动作的后续动作的图。

图4是表示通过图1的机器人控制装置执行的处理的一个例子的流程图。

图5是表示通过图1的三维测定机取得的三维点集合的一个例子的图。

图6是说明把持成功可能性的计算公式的图。