CN110871444A - 信息处理装置以及信息处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信息处理装置以及信息处理方法。信息处理装置(10)具备：三维传感器(12)，其检测被支持部件(30)支持的检测对象物(T、T1、T2)的三维形状；阈值设定部(14)，其设定离设置检测对象物(T、T1、T2)的支持部件(30)的支持面(30a)的高度阈值(Zth、Zth1、Zth2)；以及2值化处理部(16)，其将高度阈值(Zth、Zth1、Zth2)作为基准，对表示三维形状的三维信息进行2值化处理，生成表示检测对象物(T、T1、T2)的二维形状的二维信息。

Description

信息处理装置以及信息处理方法
技术领域
本发明涉及信息处理装置以及信息处理方法。
背景技术
在机器人技术领域中，在机器人通过机械手把持部件(检测对象物)时，有时会根据通过摄像机取得的该部件的二维图像来校正手指的倾斜等(参照日本特开2018-103292号公报)。
但是，在没有充分的照度的情况下或部件与背景的各个色彩相同的情况下，在通过摄像机拍摄的图像中，会有不能区别部件和背景等不能够准确地提取部件的形状的情况。因此，不能够适当地进行用于把持部件的手指的倾斜等的校正处理，结果机器人不能够把持部件。
发明内容
本发明的目的为提供生成用于使机器人适当地把持检测对象物的、表示检测对象物的形状的信息的信息处理装置以及信息处理方法。
本发明的第一方式为一种信息处理装置，具备：三维传感器，其检测被支持部件支持的检测对象物的三维形状；阈值设定部，其设定离设置上述检测对象物的上述支持部件的支持面的高度阈值；以及2值化处理部，其将上述高度阈值作为基准，对表示上述三维形状的三维信息进行2值化处理，生成表示上述检测对象物的二维形状的二维信息。
本发明的第二方式为通过信息处理装置执行的信息处理方法，包括：检测被支持部件支持的检测对象物的三维形状的三维形状检测步骤；设定离设置上述检测对象物的上述支持部件的支持面的高度阈值的阈值设定步骤；以及将上述高度阈值作为基准，对表示上述三维形状的三维信息进行2值化处理，生成表示上述检测对象物的二维形状的二维信息的2值化步骤。
根据本发明，能够生成用于使机器人适当地把持检测对象物的、表示检测对象物的形状的信息。
附图说明
根据参照附图所说明的以下实施方式，能够容易地了解上述目的、特征以及优点。
图1表示实施方式的信息处理装置的功能块。
图2是表示实施方式的信息处理装置的处理的一例的流程图。
图3A表示用于说明实施方式的信息处理装置的处理的检测对象物的一例，图3B表示用于说明实施方式的信息处理装置的处理的检测对象物的另外一例。
图4A用于说明实施方式的信息处理装置的处理的一例，图4B用于说明实施方式的信息处理装置的处理的另外一例。
图5A例示通过二维传感器检测检测对象物而生成的图像，图5B例示通过三维传感器检测检测对象物，不进行2值化处理而生成的图像，图5C例示基于实施方式的信息处理装置拍摄检测对象物而生成的二维信息的图像。
图6A例示通过二维传感器检测检测对象物而生成的图像，图6B例示通过三维传感器检测检测对象物，不进行2值化处理而生成的图像，图6C例示基于实施方式的信息处理装置拍摄检测对象物而生成的二维信息的图像。
具体实施方式
以下，列举优选的实施方式，参照附图来详细说明本发明的信息处理装置以及信息处理方法。
[实施方式]
图1表示本实施方式的信息处理装置10的功能块。信息处理装置10具备三维传感器12、阈值设定部14、2值化处理部16以及输出部18等。
三维传感器12例如具有CCD或CMOS等的摄像元件。三维传感器12可以通过TOF(Time Of Flight飞行时间)来检测摄像对象的三维形状，也可以使用2个摄像元件通过它们的视差来检测摄像对象的三维形状。三维传感器12生成表示三维形状的三维图像(也记载为三维信息)。
这里，如果将支持检测对象物T的支持部件30的支持面30a规定为XY平面(参照图3A、图4A、图4B)，则三维传感器12被设置在与XY平面正交的Z方向，并且与检测对象物T的支持部件30相反一侧(上方侧)。如果将重力作用的方向设为下方，将与下方相反的方向设为上方，则从三维传感器12看来，支持部件30以及检测对象物T位于下方侧。
三维信息包括作为支持部件30的支持面30a的XY平面中的XY坐标位置(也记载为二维坐标位置)。进一步，如果将与支持面30a正交，并且从支持面30a向上方的距离设为高度Z，则三维信息包括各个XY坐标位置处的表示离检测对象物T的支持面30a的高度Z的信息(也记载为高度信息)。
阈值设定部14设定离设置检测对象物T的支持部件30的支持面30a的高度Z的阈值(也记载为高度阈值Zth)。阈值设定部14可以将用户输入的值设定为高度阈值Zth，也可以根据表示用户输入的表示检测对象物T的种类的信息来设定高度阈值Zth。
2值化处理部16以高度阈值Zth为基准，将三维信息进行2值化处理。即，2值化处理部16以高度阈值Zth为基准，将三维信息中包括的高度信息进行2值化。本实施方式的2值化处理部16对XY平面中检测对象物T的高度为高度阈值Zth以上的XY坐标位置分配1，对不足高度阈值Zth的XY坐标位置分配0。2值化后的三维信息能够表示为二维图像。以下，将对三维信息2值化后得到的二维图像，即被分配给各个XY坐标位置的0或1的值也记载为二维信息。另外，在本实施方式中，被分配给各个XY坐标位置的1、0在每个图像中设为与白、黑对应的值。
输出部18将二维信息输出给机器人控制装置20。机器人控制装置20是用于控制机器人22的装置，机器人22例如是在前端具备具有把持检测对象物T的多个手指的机械手的多关节臂机器人。机器人控制装置20根据二维信息校正机器人22的臂、机械手或手指的各轴方向、或手指与手指之间的间隔等。机器人控制装置20根据该校正后的内容来控制机器人22，使其把持检测对象物T。
信息处理装置10例如能够通过CPU(Central Processing Unit中央处理单元)或MPU(Micro Processing Unit微处理单元)等处理器、ROM(Read Only Memory只读存储器)或RAM(Random Access Memory随机存取存储器)等存储器、三维传感器以及各种接口电路等来构成。处理器使用存储在存储器中的程序和各种信息来执行处理，从而能够实现2值化处理部16的功能。根据经由用户接口电路输入的检测对象物T的种类等，处理器使用存储在存储器中的程序和各种信息来执行处理，从而能够实现阈值设定部14的功能。通过输入输出接口电路或通信接口电路能够实现输出部18的功能。
图2是表示本实施方式的信息处理装置10的处理的一例的流程图。在步骤S1中，阈值设定部14设定高度阈值Zth。接着，在步骤S2中，三维传感器12检测检测对象物T的三维形状。这样，生成表示三维形状的三维信息。在步骤S3中，2值化处理部16将在步骤S1设定的高度阈值Zth作为基准，将三维信息中的高度信息2值化，从而生成二维信息。在步骤S4中，输出部18将在步骤S3中由2值化处理部16生成的二维信息输出给机器人控制装置20。
图3A表示用于说明本实施方式的信息处理装置10的处理的检测对象物T(以下也记载为T1)的一例。图3B表示用于说明本实施方式的信息处理装置10的处理的检测对象物T(以下也记载为T2)的另外一例。图3B所示的检测对象物T2例如是内部装满了流动体(例如汤)、粉末(例如小麦粉)等的袋子。
图4A用于说明本实施方式的信息处理装置10的处理的一例。图4B用于说明本实施方式的信息处理装置10的处理的另外一例。图4A表示从与Z轴垂直的方向俯视到的检测对象物T1以及支持部件30。图4B表示从与Z轴垂直的方向俯视到的检测对象物T2以及支持部件30。另外，为了容易理解，将支持面30a的高度Z设为0。
图4A所示的检测对象物T1有较高的高度。因此，机器人22的检测对象物T1的把持位置为高的位置。因此，阈值设定部14将比较高的位置设定为高度阈值Zth(以下也记载为Zth1)。该设定好的高度阈值Zth1是从机器人22的检测对象物T1的把持位置进入预定范围内的高度位置。2值化处理部16对检测对象物T1中高度Z为Zth1以上的部分分配1，对不足Zth1的部分分配0。
图4B所示的检测对象物T2在沿着支持面30a的方向有延展，高度Z低。因此，机器人22的检测对象物T2的把持位置成为低的位置。因此，阈值设定部14将低的位置设定为高度阈值Zth(以下也记载为Zth2)。如上所述，该设定好的高度阈值Zth2是从机器人22的检测对象物T2的把持位置进入预定范围内的高度位置。由此，2值化处理部16对检测对象物T2中高度Z为Zth2以上的部分分配1，对不足Zth2的部分分配0。
以下，参照图5A～图5C，关于检查图3A所示的检测对象物时的本实施方式的信息处理装置10的处理效果，与比较例对比描述。
图5A例示通过二维传感器检测图3A所示的检测对象物T1而生成的图像。如图5A所示，当照明的照度不足时或照明的角度有问题时，检测对象物T1中要保持的部分的边界线不清晰，不能够准确地识别要把持的部分的形状。因此，机器人控制装置20在使用了该图像时，可能无法确切地得到用于使机器人22把持检测对象物T1的手指等的轴的校正处理等(以下也记载为校正处理等)所需要的检测对象物T1的二维形状的信息。
图5B例示通过三维传感器检测出图3A所示的检测对象物T1，不进行上述2值化处理而生成的图像。如图5B所示，根据支持面30a的检测对象物T1的设置位置，不仅检测出检测对象物T1的上表面，也检测出侧面。这样，对于机器人22为了把持检测对象物T1所需要的二维形状，会混入不需要的侧面的部分(侧面部分)，检测对象物T1中要把持的部分的形状的边界线变得不清晰，不能够准确地识别要把持部分的形状。其结果为，机器人控制装置20不能够适当地进行用于使机器人22把持检测对象物T1的校正处理等。
图5C例示基于本实施方式的信息处理装置10拍摄图3A所示的检测对象物T1而生成的二维信息的图像。如图5C所示，通过2值化处理，能够抑制比高度阈值Zth1低的侧面部分混入机器人22为了把持检测对象物T1所需要的二维形状。因此，机器人控制装置20能够适当地进行校正处理等，机器人22能够适当地把持检测对象物T1。
图6A例示通过二维传感器检测图3B所示的检测对象物T2而生成的图像。如图6A所示，在照明的照度不足等情况下，检测对象物T2的边界线变会得不清晰。因此，机器人控制装置20可能不能够确切地得到用于使机器人22把持检测对象物T2的校正处理等所需要的检测对象物T2的二维形状的信息。
图6B例示通过三维传感器检测图3B所示的检测对象物T2，不进行2值化处理而生成的图像。如图6B所示，由于检测对象物T2的边缘部分的高度接近支持面30a等的理由，检测对象物T2的边界线变得不清晰。因此机器人控制装置20可能不能够确切地得到用于使机器人22把持检测对象物T2的校正处理等所需要的检测对象物T2的二维形状的信息。
图6C例示基于本实施方式的信息处理装置10拍摄图3B所示的检测对象物T2而生成的二维信息的图像。使用图4B所示的高度阈值Zth2来进行2值化处理，从而如图6C所示，能够准确地把握检测对象物T2的轮廓。通过使用这种表示清晰的轮廓的二维信息，机器人控制装置20能够适当地进行校正处理等，机器人22能够适当地把持检测对象物T2。
如以上说明的那样，根据本实施方式的信息处理装置10，能够对机器人控制装置20提供机器人22为了把持检测对象物T所需要的表示二维形状的二维信息。这样，机器人控制装置20能够进行基于二维信息的校正处理等，能够适当地控制机器人22的把持动作。
[从实施方式得到的技术思想]
以下记载从上述实施方式能够把握的技术思想。
＜第一技术思想＞
信息处理装置10具备：三维传感器12，其检测被支持部件30支持的检测对象物T、T1、T2的三维形状；阈值设定部14，其设定离设置检测对象物T、T1、T2的支持部件30的支持面30a的高度阈值Zth、Zth1、Zth2；以及2值化处理部16，其将高度阈值Zth、Zth1、Zth2作为基准，对表示三维形状的三维信息进行2值化处理，生成表示检测对象物T、T1、T2的二维形状的二维信息。
由此，能够生成用于使机器人22适当地把持检测对象物T、T1、T2的表示检测对象物T、T1、T2的形状的信息。
信息处理装置10可以还具备：输出部18，其将二维信息输出给控制把持检测对象物T、T1、T2的机器人22的机械手的动作的机器人控制装置20。由此，机器人控制装置20能够使机器人22把持检测对象物T、T1、T2。
＜第二技术思想＞
通过信息处理装置10执行的信息处理方法包括以下步骤：检测被支持部件30支持的检测对象物T、T1、T2的三维形状的三维形状检测步骤；设定离设置检测对象物T、T1、T2的支持部件30的支持面30a的高度阈值Zth、Zth1、Zth2的阈值设定步骤；以及将高度阈值Zth、Zth1、Zth2作为基准，针对表示三维形状的三维信息进行2值化处理，生成表示对象检测物T、T1、T2的二维形状的二维信息的2值化步骤。
由此，能够生成用于使机器人22适当地把持检测对象物T、T1、T2的表示检测对象物T、T1、T2的形状的信息。
信息处理方法可以还包括将二维信息输出给控制把持检测对象物T、T1、T2的机器人22的机械手的动作的机器人控制装置20的输出步骤。由此，机器人控制装置20能够使机器人22把持检测对象物T、T1、T2。

Claims (4)

1.一种信息处理装置，其特征在于，
具备：
三维传感器，其检测被支持部件支持的检测对象物的三维形状；
阈值设定部，其设定离设置上述检测对象物的上述支持部件的支持面的高度阈值；以及
2值化处理部，其将上述高度阈值作为基准，对表示上述三维形状的三维信息进行2值化处理，生成表示上述检测对象物的二维形状的二维信息。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其特征在于，
该信息处理装置还具备：输出部，其将上述二维信息输出给机器人控制装置，该机器人控制装置控制把持上述检测对象物的机器人的机械手的动作。
3.一种通过信息处理装置执行的信息处理方法，其特征在于，
该信息处理方法包括以下步骤：
检测被支持部件支持的检测对象物的三维形状的三维形状检测步骤；
设定离设置上述检测对象物的上述支持部件的支持面的高度阈值的阈值设定步骤；以及
将上述高度阈值作为基准，对表示上述三维形状的三维信息进行2值化处理，生成表示上述检测对象物的二维形状的二维信息的2值化步骤。
4.根据权利要求3所述的信息处理方法，其特征在于，
该信息处理方法还包括将上述二维信息输出给机器人控制装置的输出步骤，该机器人控制装置控制把持上述检测对象物的机器人的机械手的动作。
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