DE102015104732B4

DE102015104732B4 - Informationsverarbeitungsvorrichtung, verfahren zum steuern einer informationsverarbeitungsvorrichtung, greifsystem und speichermedium

Info

Publication number: DE102015104732B4
Application number: DE102015104732.2A
Authority: DE
Inventors: c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Uchiyama Shinji; c/o CANON KABUSHIKI KAISHA Yoshikawa Hiroshi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2019-01-24
Anticipated expiration: 2035-03-28
Also published as: US10132613B2; DE102015104732A1; JP6338421B2; JP2015197312A; US20150276383A1

Abstract

Informationsverarbeitungsvorrichtung (12, 40), mit:
einer Bildbeschaffungseinrichtung (42) zum Beschaffen eines Bildes eines Zielobjekts, auf das ein Muster projiziert wird;
einer Entfernungsbeschaffungseinrichtung (43) zum Beschaffen, basierend auf dem Bild, einer Vielzahl von Entfernungswerten, die jeweils eine Entfernung zu dem Zielobjekt angeben;
einer Bestimmungseinrichtung (44) zum Bestimmen des Entfernungswerts, der ein Rauschen ist, das durch eine Mehrfachreflexion des Musters erzeugt wird, unter den Entfernungswerten, die durch die Entfernungsbeschaffungseinrichtung (43) beschafft werden;
einer ersten Verarbeitungseinrichtung (121, 123) zum Durchführen einer ersten Verarbeitung unter Verwendung der beschafften Entfernungswerte ohne den Entfernungswert, der als das Rauschen bestimmt ist, wobei die erste Verarbeitung entweder eine Verarbeitung zum Bestimmen ist, ob das Zielobjekt vorhanden ist oder nicht, oder eine Verarbeitung zum Bestimmen ist, ob eine Interferenz zwischen einem Messpunkt und einem Roboter zum Greifen oder Halten des Zielobjekts auftritt, basierend auf dem Entfernungswert, der durch die Entfernungsbeschaffungseinrichtung beschafft wird; und
einer zweiten Verarbeitungseinrichtung (122) zum Durchführen einer zweiten Verarbeitung zum Erhalten einer Position und einer Haltung des Zielobjekts unter Verwendung der Vielzahl von Entfernungswerten, die durch die Entfernungsbeschaffungseinrichtung beschafft werden und den Entfernungswert enthalten, der als das Rauschen bestimmt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Informationsverarbeitungsvorrichtung, ein Verfahren zum Steuern einer Informationsverarbeitungsvorrichtung, ein Greifsystem und ein Speichermedium.
Beschreibung des Standes der Technik
Wenn Bildaufnahmezielobjekte einen hohen Glanz aufweisen und Oberflächen der Bildaufnahmezielobjekte angeordnet sind, so dass diese einen einspringenden Winkel bilden, tritt zwischen den Bildaufnahmezielobjekten wahrscheinlich eine mehrfache Lichtreflexion, das heißt eine Mehrfachreflexion, auf. Eine Mehrfachreflexion wird ebenso als gegenseitige bzw. wechselseitige Reflexion bezeichnet, da die Reflexion zwischen den Bildaufnahmezielobjekten gegenseitig bzw. wechselseitig auftritt. Wenn eine Mehrfachreflexion auftritt, werden Objekte, die einander gegenüberliegen, in einem aufgenommenen Bild unerwartet in den Bildaufnahmezielobjekten reflektiert. Wenn eine gewöhnliche Bildverarbeitung in einem Zustand angewendet wird, in dem eine unerwartete Reflexion auftritt, wird der Abschnitt der unerwarteten Reflexion durch den anderen Bereich beeinträchtigt. Eine unerwartete Reflexion besitzt insbesondere Einfluss bei einer aktiven Entfernungs- bzw. Abstandsmesseinrichtung, die eine eindimensionale Linienlichtprojektion oder eine zweidimensionale Musterlichtprojektion verwendet und die Entfernung zu einem Bildaufnahmezielobjekt misst.
Mit der aktiven Entfernungsmesseinrichtung wird die Entfernung unter Verwendung des Prinzips der Triangulation gemessen, basierend auf der Richtung, in der das projizierte Licht von einer Leuchteinrichtung austritt, und der Richtung, in der das projizierte Licht in eine Bildaufnahmeeinrichtung eintritt, nachdem dieses an dem Bildaufnahmezielobjekt reflektiert wurde.
Wenn ein Bildaufnahmezielobjekt eine hohe Oberflächenstreuungseigenschaft aufweist, ist ein großer Teil des Lichts, der von dem Bildaufnahmezielobjekt in die Bildaufnahmeeinrichtung eintritt, primär reflektiertes Licht, und dementsprechend arbeitet die Entfernungsmessung unter Verwendung des Prinzips der Triangulation effektiv. Wenn jedoch die vorstehend erwähnte unerwartete Reflexion aufgrund einer Mehrfachreflexion auftritt, wird die Einfallsrichtung des projizierten Lichts fehlerhaft erkannt und ein Fehler tritt in der gemessenen Entfernung auf, was eine Rauscherzeugung ergibt.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2009-145175 offenbart ein Verfahren, durch das Rauschen unter Verwendung der Charakteristika der Weise, auf die Rauschen aufgrund einer Mehrfachreflexion erzeugt wird, entfernt wird. Mit diesem Verfahren wird bestimmt, dass ein Rauschen erzeugt wurde, und das Rauschen wird dann entfernt, wenn ein Winkel, der zwischen einer Oberfläche, die direkt der Entfernungsmesseinrichtung gegenüberliegt, und der Richtung eines Vektors, der den betreffenden Messpunkt und einen benachbarten Messpunkt verbindet, gebildet ist, groß ist. Dieses Verfahren verwendet eine Charakteristik, dass das Rauschen, das durch die Mehrfachreflexion erzeugt wird, wahrscheinlich eine steile Charakteristik mit Bezug auf die Oberfläche, die der Entfernungsmesseinrichtung direkt gegenüberliegt, aufweist.
Das japanische Patent Nr. 3800842 offenbart ein Verfahren, durch das Rauschen unter Verwendung einer Charakteristik, dass ein Bild aufgrund einer Reflexion, die eine gerade Anzahl von Malen auftritt, invertiert bzw. umgekehrt wird, entfernt wird. Mit diesem Verfahren wird die zunehmende und abnehmende Richtung von Raumcodes bzw. räumlichen Codes („spatial codes“) auf einem aufgenommenen Bild, das erhalten wird, während ein Lichtmuster von einer Projektionseinrichtung projiziert wird, im Voraus bestimmt, und es wird bestimmt, dass eine Mehrfachreflexion aufgetreten ist, wenn die zunehmende und abnehmende Richtung der Raumcodes entgegengesetzt zu der bestimmten zunehmenden und abnehmenden Richtung der Codes ist. Dieses Verfahren verwendet die Charakteristik, dass ein Bild aufgrund einer Reflexion, die eine gerade Anzahl von Malen auftritt, invertiert bzw. umgekehrt wird, und die Tatsache, dass eine dominante Komponente von mehrfach reflektiertem Licht eine sekundär reflektierte Lichtkomponente ist.
Mit dem in der Patentoffenlegungsschrift JP 2009-145175 A offenbarten Verfahren kann zwar ein Rauschpunkt, der durch eine Mehrfachreflexion erzeugt wird, effektiv entfernt werden, aber unterdessen kann es Fälle geben, in denen ein Messpunkt, der kein Rauschen ist, fehlerhaft als Rauschen bestimmt und entfernt wird, da eine Beziehung zwischen einem betreffenden Messpunkt und einem benachbarten Messpunkt in der Nähe einer Stufe zwischen Objekten ebenso steil ist.
Ähnlich kann mit dem in dem japanischen Patent JP 3 800 842 B2 beschriebenen Verfahren ein Rauschpunkt, der durch eine Mehrfachreflexion erzeugt wird, die eine gerade Anzahl von Malen auftritt, erfolgreich entfernt werden, aber unterdessen gibt es Fälle, in denen eine zunehmende und abnehmende Richtung der Raumcodes in der Nähe einer Stufe zwischen Objekten ebenso entgegengesetzt wird, und dementsprechend wird ein nahegelegener Messpunkt entfernt und eine fehlende Information bezüglich des Messpunkts in der Nähe der Stufe beeinträchtigt in manchen Fällen die Genauigkeit.
Die Druckschrift US 2012/0154577 A1 offenbart eine Bildverarbeitungsvorrichtung mit einer Projektionseinheit, die ein Muster auf ein Objekt projiziert. Wenn bestimmt wird, dass es einen Bereich mit Mehrfachreflexionen gibt, wird keine Entfernungsmessung durchgeführt.
Weitere Vorrichtungen sind in den Druckschriften US 2014/0078490 A1 , US 2009/0201292 A1 , US 2013/0010070 A1 , und US 2013/0238125 A1 gezeigt.
Die Druckschrift EP 2 065 678 B1 offenbart ein Entfernungsmesssystem, das Licht auf ein Erfassungsobjekt strahlt und Informationen über die Entfernung zu dem Objekt berechnet.
Die Druckschrift US 2014/0071459 A1 zeigt eineFormmesseinrichtung zum Anpassen einer Haltung eines Messobjekts in einen Zustand, der zur Formmessung geeignet ist, bevor die Formmessung durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des vorstehenden Problems vorgenommen und stellt eine Technik bereit, um sowohl den Einfluss von Rauschen, das durch eine Mehrfachreflexion erzeugt wird, als auch den Einfluss eines Nebeneffekts einer Rauschentfernungsverarbeitung auf eine Informationsverarbeitung, die gemessene Entfernungswerte verwendet, zu reduzieren.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Greifsystem gemäß Patentanspruch 13 bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren gemäß Patentanspruch 14 bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein computer-lesbares Speichermedium gemäß Patentanspruch 15 bereitgestellt.
Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüche dargelegt.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die anhängigen Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Robotersystems mit einer Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1.
2 ist ein Diagramm, das Projektionsmuster (4 Bits) und Gray-Codes in einem Raumcodierverfahren darstellt.
3 ist ein Diagramm, das das Prinzip einer Entfernungsmessung basierend auf einer Triangulation darstellt.
4A und 4B sind Diagramme, die den Mechanismus einer Rauscherzeugung aufgrund einer Mehrfachreflexion darstellen.
5 ist ein Diagramm, das das Prinzip einer Mehrfachreflexionsrauschenbestimmung unter Verwendung einer Vektorrichtung mit Bezug auf einen benachbarten Messpunkt darstellt.
6A und 6B sind Diagramme, die einen Nebeneffekt einer Mehrfachreflexionsrauschenbestimmung unter Verwendung einer Vektorrichtung mit Bezug auf einen benachbarten Messpunkt darstellen.
7A bis 7F sind Diagramme, die eine Verarbeitung zum Bestimmen darstellen, ob eine Palette leer ist.
8A bis 8F sind Diagramme, die eine CAD-Datenmodellanpassungsverarbeitung darstellen.
9 ist ein Diagramm, das einen Verarbeitungsablauf in Ausführungsbeispiel 1 darstellt.
10 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Informationsverarbeitungseinheit gemäß Ausführungsbeispiel 2.
11A bis 11F sind Diagramme, die eine Interferenzbestimmungsverarbeitung darstellen.
12 ist ein Diagramm, das einen Verarbeitungsablauf in Ausführungsbeispiel 2 darstellt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass die relative Anordnung von Komponenten, die numerischen Ausdrücke und numerischen Werte, die in diesen Ausführungsbeispielen dargelegt sind, den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, solange dies nicht speziell anderweitig ausgeführt ist.
Erstes Ausführungsbeispiel
Das vorliegende Ausführungsbeispiel beschreibt ein Beispiel, bei dem eine Verarbeitung zwischen dem Fall des Durchführens einer Weiterverarbeitung nach einer Entfernung von Mehrfachreflexionsrauschen von gemessenen Entfernungswerten und dem Fall des Durchführens einer Weiterverarbeitung ohne eine Entfernung von Mehrfachreflexionsrauschen von gemessenen Entfernungswerten umgeschaltet wird, in Abhängigkeit von der Art der Weiterverarbeitung, wobei sowohl der Einfluss von Rauschen, das durch eine Mehrfachreflexion erzeugt wird, als auch der Einfluss eines Nebeneffekts, der durch eine Rauschentfernungsverarbeitung verursacht wird, reduziert werden. Als Arten der Weiterverarbeitung werden eine erste Verarbeitung, in der Rauschen entfernt wird (Verarbeitung zum Bestimmen des Vorhandenseins eines Zielobjekts, wobei die Verarbeitung für den Einfluss von Rauschen anfällig ist), und eine zweite Verarbeitung beschrieben, bei der ein Rauschen nicht entfernt wird (Modellanpassungsverarbeitung, die für den Einfluss von Rauschen relativ unanfällig ist).
Zuerst wird eine beispielhafte funktionale Konfiguration einer Informationsverarbeitungsvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines Blockdiagramms in 1 beschrieben. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 1 umfasst eine Entfernungsmesseinrichtung 11, die die Entfernung zu einem Messzielobjekt 5 und zu einer Palette 51 misst, in der das Messzielobjekt 5 gelagert ist, und eine Informationsverarbeitungseinheit 12, die eine Informationsverarbeitung unter Verwendung von Entfernungswerten durchführt, die durch die Entfernungsmesseinrichtung 11 erhalten werden. Die Entfernungsverarbeitungseinheit 12 ist mit einem Roboter 6 verbunden, der das Messzielobjekt 5 greift, und kann den Roboter 6 basierend auf einem Informationsverarbeitungsergebnis steuern. Zum Beispiel kann die Informationsverarbeitungseinheit 12 auf ein Greifsystem zum Erkennen der Position und Haltung bzw. Lage des Messzielobjekts 5 und Steuern des Roboters 6 zum Greifen des Messzielobjekts 5 basierend auf den Entfernungswerten des Messzielobjekts 5 und Modelldaten angewendet werden.
Die Entfernungsmesseinrichtung 11 umfasst eine Projektionseinheit 30, die ein Lichtmuster auf das Messzielobjekt 5 projiziert, eine Bildaufnahmeeinheit 20, die ein Bild des Messzielobjekts 5, auf das das Lichtmuster projiziert wird, aufnimmt, und eine Bildverarbeitungseinheit 40, die die Projektionseinheit 30 und die Bildaufnahmeeinheit 20 steuert und die Entfernung zu dem Messzielobjekt 5 basierend auf einem Raumcodierverfahren misst.
Zuerst wird die Projektionseinheit 30 beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Projektionseinheit 30 eine Lichtquelle 31, ein optisches Beleuchtungssystem 32, ein Anzeigeelement 33, eine Projektionsblende 34 und ein optisches Projektionssystem 35.
Die Lichtquelle 31 ist irgendeine Art einer Licht aussendenden Einrichtung wie etwa eine Halogenlampe oder eine LED (Leuchtdiode). Das optische Beleuchtungssystem 32 ist ein optisches System mit einer Funktion des Führens des Lichts, das von der Lichtquelle 31 ausgestrahlt wird, zu dem Anzeigeelement 33, und zum Beispiel wird ein optisches System verwendet, das zum Angleichen der Luminanz geeignet ist, wie etwa eine Koehler-Beleuchtung oder eine Diffuserplatte. Das Anzeigeelement 33 ist ein Element mit einer Funktion des räumlichen Steuerns der Transmittanz oder der Reflektanz des Lichts von dem optischen Beleuchtungssystem 32 gemäß einem zugeführten Muster, und zum Beispiel wird eine Transmissions-LCD (Flüssigkristallanzeige), ein Reflexions-LCOS (Flüssigkristall auf Silizium), ein DMD (digitale Mikrospiegeleinrichtung) oder Ähnliches verwendet. Bezüglich der Zufuhr eines Musters zu dem Anzeigeelement 33 kann eine Vielzahl von Arten von Mustern, die in der Projektionseinheit 30 gehalten werden, sequentiell zu dem Anzeigeelement 33 zugeführt werden, oder eine Vielzahl von Arten von Mustern, die in einer externen Einrichtung (zum Beispiel einer Bildverarbeitungseinheit 40) gehalten werden, kann sequentiell beschafft und an das Anzeigeelement 33 zugeführt werden. Das optische Projektionssystem 35 ist ein optisches System, das dazu konfiguriert ist, das Licht, das von dem Anzeigeelement 33 geführt wird, zu veranlassen, ein Bild bei einer speziellen Position auf dem Messzielobjekt 5 zu bilden. Die Projektionsblende 34 wird zum Steuern der Blendenzahl des optischen Projektionssystems 35 verwendet. Die Blendenzahl ist ein Wert, der durch Teilen der Brennweite einer Linse durch die effektive Apertur bzw. Blende erhalten wird, und ist ein Index, der die Helligkeit der Linse angibt. Je kleiner die Blendenzahl ist, desto heller ist die Linse (das heißt, desto größer ist die Menge an Licht, die die Linse durchläuft), und desto schneller kann die Verschlussgeschwindigkeit eingestellt werden.
Als Nächstes wird die Bildaufnahmeeinheit 20 beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Bildaufnahmeeinheit 20 ein optisches Bildaufnahmesystem 23, eine Bildaufnahmeblende 22 und einen Bildsensor 21. Das optische Bildaufnahmesystem 23 ist ein optisches System, das dazu konfiguriert ist, auf dem Bildsensor 21 ein Bild einer spezifischen Position auf dem Messzielobjekt 5 zu bilden. Die Bildaufnahmeblende 22 wird zum Steuern der Blendenzahl F des optischen Bildaufnahmesystems 23 verwendet. Der Bildsensor 21 ist irgendeine Art eines fotoelektrischen Umwandlungselements wie etwa ein CMOS-Sensor (CMOS, komplementärer Metalloxidhalbleiter) oder ein CCD-Sensor (CCD, ladungsgekoppelte Einrichtung). Es sei angemerkt, dass ein analoges Signal, das durch die fotoelektrische Umwandlung durch den Bildsensor 21 erzeugt wurde, durch eine (nicht gezeigte) Steuerungseinheit in der Bildaufnahmeeinheit 20 abgetastet und quantisiert wird und in ein digitales Bildsignal umgewandelt wird. Des Weiteren erzeugt diese Steuerungseinheit ein Bild (aufgenommenes Bild), wobei jedes Pixel von diesem einen Luminanzabstufungswert (Dichtewert, Pixelwert) aufweist, von diesem digitalen Bildsignal, und sendet dieses aufgenommene Bild nach Bedarf an einen Speicher in der Bildaufnahmeeinheit 20 und die Bildverarbeitungseinheit 40.
Als Nächstes wird die Bildverarbeitungseinheit 40 beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Bildverarbeitungseinheit 40 eine Projektions-/Bildaufnahmesteuerungseinheit 41, eine Decodiereinheit 42, eine Entfernungsmesseinheit 43 und eine Mehrfachreflexionsrauschenbestimmungseinheit 44.
Die Projektions-/Bildaufnahmesteuerungseinheit 41 steuert die Bildaufnahmeeinheit 20, um ein Bild des Messzielobjekts 5 jedes Mal dann aufzunehmen, wenn die Art des Lichtmusters, das durch die Projektionseinheit 30 zugeführt wird, umgeschaltet wird. Das heißt, die Bildaufnahmeeinheit 20 und die Projektionseinheit 30 werden gesteuert, um synchron miteinander zu arbeiten, und als ein Ergebnis kann die Bildaufnahmeeinheit 20 Bilder des Messzielobjekts 5 aufnehmen, auf das verschiedene Arten des Lichtmusters projiziert werden. Die Projektions-/Bildaufnahmesteuerungseinheit 41 startet eine Operation basierend auf einer Anweisung von dem Roboter 6.
Die Decodiereinheit 42 decodiert basierend auf den aufgenommenen Bildern der Vielzahl von Arten von Lichtmustern, die durch die Bildaufnahmeeinheit 20 aufgenommen werden, einen Raumcode bzw. räumlichen Code („spatial code“) an jeder Position auf dem aufgenommen Bild.
Die Entfernungsmesseinheit 43 misst die Entfernung von der Bildaufnahmeeinheit 20 (optisches Bildaufnahmesystem 23) zu dem Messzielobjekt 5 basierend auf dem Prinzip einer Triangulation unter Verwendung der Raumcodes, die durch die Decodiereinheit 42 decodiert werden, und der Position auf den aufgenommenen Bildern.
Die Mehrfachreflexionsrauschenbestimmungseinheit 44 bestimmt ein Mehrfachreflexionsrauschen basierend auf den Entfernungswerten, die durch die Entfernungsmesseinheit 43 berechnet werden.
Die Informationsverarbeitungseinheit 12 führt eine Informationsverarbeitung unter Verwendung von Entfernungsinformationen, die von der Entfernungsmesseinrichtung 11 ausgegeben werden, durch. Die Informationsverarbeitungseinheit 12 umfasst eine Leerebestimmungseinheit 121 und eine Positions-/Haltungsbeschaffungseinheit 122. Die Leerebestimmungseinheit 121 bestimmt, ob irgendein Messzielobjekt 5 in der Palette 51 verbleibt oder nicht. Die Positions-/ Haltungsbeschaffungseinheit 122 berechnet die Position und die Haltung bzw. Lage des Messzielobjekts 5 basierend auf Informationen einer Entfernungspunktgruppe des Messzielobjekts 5 und CAD-Modellinformationen des Messzielobjekts 5.
In Ausführungsbeispiel 1 zum Beispiel werden durch die Projektionseinheit 30 Raumcodierbildmuster, die in 2 durch Bezugszeichen 201 bis 206 bezeichnet sind, projiziert. Diese sind Projektionsmuster in einem 4-Bit-Raumcodierverfahren. Bezugszeichen 201 bezeichnet ein vollständig beleuchtetes Muster und Bezugszeichen 202 bezeichnet ein vollständig unbeleuchtetes Muster. Bezugszeichen 203 bezeichnet ein 1-Bit positives Muster, Bezugszeichen 204 bezeichnet ein 2-Bit positives Muster, Bezugszeichen 205 bezeichnet ein 3-Bit positives Muster und Bezugszeichen 205 bezeichnet ein 4-Bit positives Muster. Eine Binarisierungsbestimmung wird unter Verwendung von aufgenommen Bildern der Raumcodiermuster der entsprechenden Bits, die durch Bezugszeichen 203 bis 206 bezeichnet sind, durchgeführt. Bei der Binarisierungsbestimmung werden genauer ein heller Musterabschnitt und ein dunkler Musterabschnitt entsprechend als 1 und 0 bestimmt. Ein Schwellenwert der Binarisierungsbestimmung kann zum Beispiel ein Mittelwert der Bildluminanzwerte von dem aufgenommenen Bild des vollständig beleuchteten Musters, das durch Bezugszeichen 201 bezeichnet ist, und dem aufgenommenen Bild des vollständig unbeleuchteten Musters sein, das durch Bezugszeichen 202 bezeichnet ist.
Nachdem die Binarisierungsbestimmung durchgeführt ist, werden Gray-Codes mit Bezug auf entsprechende Pixel des aufgenommenen Bildes erhalten, die durch Bezugszeichen 207 bezeichnet sind. Bezugszeichen 207 bezeichnet 4-Bit-Gray-Codes. Nachdem die Gray-Codes erhalten werden, können die Gray-Codes eindeutig in Raumcodes umgewandelt werden.
3 ist ein Diagramm, das das Prinzip einer Entfernungsmessung basierend auf einer Triangulation darstellt. Bezugszeichen Op bezeichnet eine Hauptpunktposition der Projektionseinheit und Bezugszeichen Oc bezeichnet eine Hauptpunktposition der Bildaufnahmeeinheit. Nachdem ein Raumcode SCp in den Bildkoordinaten xp der Projektionseinheit 30 eindeutig bestimmt ist, kann eine Linie Lp, die die Hauptpunktposition der Projektionseinheit Op und den Raumcode SCp verbindet, gezeichnet werden, und somit ist die Ausfallrichtung θp eindeutig fest.
Ähnlich, nachdem die Position SCc eines Raumcodes in Bildkoordinaten xc der Bildaufnahmeeinheit 20 eindeutig bestimmt ist, kann eine Linie Lc, die die Hauptpunktposition Oc der Bildaufnahmeeinheit und die Pixelposition SCc des Raumcodes verbindet, gezeichnet werden, und dementsprechend ist ebenso die Einfallsrichtung θc eindeutig fest. Ein Schnittpunkt der zwei Linien Lp und Lc dient als ein Messpunkt MP. Als ein Ergebnis einer Kenntnis einer Basislinienlänge BL im Voraus, die die Entfernung zwischen den Hauptpunkten der Projektionseinheit 30 und der Bildaufnahmeeinheit 20 ist, kann die Entfernung Zt zu einem Zielobjekt basierend auf dem Prinzip einer Triangulation berechnet werden.
Als Nächstes wird der Mechanismus einer Rauscherzeugung aufgrund einer Mehrfachreflexion mit Bezug auf 4A bis 4B beschrieben. 4A ist ein illustratives Diagramm in dem Fall, in dem der Einfluss der Mehrfachreflexion klein ist, und 4B ist ein illustratives Diagramm in dem Fall, in dem der Einfluss einer Mehrfachreflexion groß ist.
Wie in 4A gezeigt ist, werden in dem Fall, in dem der Einfluss einer Mehrfachreflexion klein ist, ein Lichtstrahl Lpa, dessen Ausfallsrichtung von der Projektionseinheit 30 (Op) SCpa durchläuft, und ein Lichtstrahl Lca, dessen Einfallsrichtung zu der Bildaufnahmeeinheit 20 (Oc) SCc durchläuft, verwendet, und dementsprechend kann der Messpunkt MP, der auf der Oberfläche der Palette 51 vorhanden ist, korrekt trianguliert werden.
Andererseits, wie in 4B gezeigt ist, wird in dem Fall, in dem der Einfluss der Mehrfachreflexion groß ist, das Licht, das von der Projektionseinheit 30 in die Ausfallsrichtung SCpb austritt, einmal an einem Seitenflächenabschnitt Rb der Palette reflektiert und tritt in einen Bodenflächenabschnitt MP der Palette ein. Wenn aus Sicht der Bildaufnahmeeinheit 20 die Intensität eines Lichtstrahls Lpb', der sich aus dem mehrfach reflektierten Licht ergibt, höher ist als die des Lichtstrahls Lpa, der direktes Licht ist, wird das Licht als von Lpb kommend erkannt. Gleichzeitig wird aufgrund des Prinzips einer Triangulation ein Schnittpunkt Nb von Lpb und Lcb als ein Messpunkt berechnet, und dementsprechend wird ein Rauschpunkt (Schnittpunkt Nb) mit Bezug auf den ursprünglichen Messpunkt MP erzeugt.
Obwohl die 4A und 4B ein Beispiel einer Mehrfachreflexion an dem Palettenseitenflächenabschnitt Rb beschrieben haben, tritt eine Mehrfachreflexion ebenso zwischen Messzielobjekten 5 in dem Fall auf, in dem die Messzielobjekte 5 kompliziert gestapelt sind. Eine Mehrfachreflexion tritt ebenso innerhalb eines einzelnen Messzielobjekts in dem Fall auf, in dem ein Messzielobjekt 5 eine komplizierte Form aufweist, insbesondere eine vertiefte Oberfläche.
Der Mechanismus einer Rauscherzeugung aufgrund der Mehrfachreflexion ist vorstehend beschrieben.
Als Nächstes wird mit Bezug auf 5 eine Beschreibung des Prinzips zur Bestimmung, ob ein Mehrfachreflexionsrauschen erzeugt wurde, basierend auf einer Vektorrichtung mit Bezug zu einem benachbarten Messpunkt vorgenommen.
In dem Fall, in dem eine Mehrfachreflexion nicht aufgetreten ist, wie durch Bezugszeichen 501 in 5 angegeben ist, existieren auf der Palettenbodenfläche ein Messpunkt MP1 und ein Messpunkt MP2, die nebeneinander liegen. Gleichzeitig stehen die X-Koordinatenachse der Bildaufnahmeeinheit und der Palettenbodenfläche in einer im Wesentlichen parallelen Beziehung zueinander. Aus diesem Grund nimmt der Winkel φa, der durch die X-Koordinatenachse der Bildaufnahmeeinheit und die Vektorrichtung gebildet ist, die den Messpunkt MP1 und den Messpunkt MP2 verbindet, einen kleinen Wert an, wie durch Bezugszeichen 502 in 5 angegeben ist.
Andererseits, in dem Fall, in dem eine Mehrfachreflexion aufgetreten ist, existieren ein Messpunkt Nb1 und ein Messpunkt Nb2, die nebeneinander liegen, an anderen Positionen als der Palettenbodenfläche. Gleichzeitig nimmt der Winkel φb, der durch die X-Koordinatenachse der Bildaufnahmeeinheit und die Vektorrichtung gebildet ist, die den Messpunkt Nb1 und den Messpunkt Nb2 verbindet, einen großen Wert an, wie durch Bezugszeichen 503 in 5 angegeben ist.
Das heißt, es kann bestimmt werden, ob ein Messpunkt von einer Mehrfachreflexion stammt oder nicht, basierend darauf, ob der durch die X-Koordinatenachse der Bildaufnahmeeinheit und den Vektor gebildete Winkel mit Bezug auf einen benachbarten Messpunkt groß oder klein ist. Obwohl der Raum in 5 unter Verwendung der X-Achse und der Z-Achse der Einfachheit halber zweidimensional ausgedrückt ist, ist der tatsächliche Raum dreidimensional, und dementsprechend wird der Winkel, der durch eine XY-Ebene (Referenzebene) und einen Vektor mit Bezug auf einen benachbarten Messpunkt gebildet wird, erhalten. Wenn der gebildete Winkel größer als ein Schwellenwert ist, wird bestimmt, dass der Messpunkt ein Rauschpunkt ist, der durch eine Mehrfachreflexion erzeugt wird. Erfahrungsgemäß ist es vorteilhaft, den Schwellenwert des gebildeten Winkels auf ungefähr 60° einzustellen. Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel ein Beispiel des Vergleichs zwischen dem Schwellenwert und dem Winkel, der mit Bezug auf die XY-Ebene in einem Kamerakoordinatensystem gebildet wird, beschreibt, kann die Bestimmung durch Vergleichen des Schwellenwerts mit einem Winkel, der mit Bezug auf die Palettenbodenfläche, anstatt der XY-Ebene gebildet wird, durchgeführt werden.
Als Nächstes wird eine Beschreibung mit Bezug auf die 6A und 6B eines Nebeneffekts der Mehrfachreflexionsrauschenbestimmung unter Verwendung der Vektorrichtung mit Bezug auf einen benachbarten Messpunkt vorgenommen. 6A stellt eine Entfernungspunktgruppe vor einer Rauschentfernung dar. 6B stellt eine Entfernungspunktgruppe dar, von der Mehrfachreflexionsrauschen unter Verwendung der Vektorrichtung mit Bezug auf benachbarte Messpunkte entfernt wurde. Die Entfernungspunktgruppe, die in 6A durch Nb14 eingeschlossen ist, gibt Rauschpunkte an, die durch eine Mehrfachreflexion an dem Palettenseitenflächenabschnitt erzeugt werden. Da die Winkel, die durch die X-Achse und die Vektorrichtungen der Rauschpunkte gebildet werden, die durch Mehrfachreflexion erzeugt werden, mit Bezug auf deren benachbarte Punkte groß sind, werden die Messpunkte in dieser Entfernungspunktgruppe als Rauschpunkte entfernt. Unterdessen ist in einem Stufenabschnitt zwischen Objekten ebenso der Winkel, der durch die X-Achse und die Vektorrichtung mit Bezug auf einen benachbarten Messpunkt gebildet wird, groß. Aus diesem Grund, wenn eine Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung angewendet wird, wird ebenso ein Messpunkt in der Nähe der Stufe entfernt.
Für die Leerebestimmungseinheit 121, die bestimmt, ob Messpunkte als eine Anhäufung innerhalb der Palette vorhanden sind oder nicht, ist der Einfluss gering, auch wenn Messpunkte in der Nähe der Stufe als Rauschen entfernt werden. Andererseits gibt es bezüglich einer Zielobjektpositions-/Haltungsberechnungsverarbeitung, bei der die Position und Haltung bzw. Lage des Messzielobjekts 5 basierend auf Informationen der Entfernungspunktgruppe des Messzielobjekts 5 und CAD-Modellinformationen des Messzielobjekts 5 berechnet werden, eine Möglichkeit einer Verringerung der Schätzgenauigkeit aufgrund des Einflusses der Daten, die in der Nähe der Stufe erhalten werden.
Eine Palettenleerebestimmungsverarbeitung ist eine Verarbeitung zum bestimmen, ob ein Messzielobjekt innerhalb der Palette (Box) zum Lagern der Messzielobjekte verbleibt oder nicht verbleibt (nachstehend als „leer“ ausgedrückt). Wenn die Palette leer ist, wird ein Benutzer der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1 informiert, dass die Palette leer ist, und wird dazu aufgefordert, die Palette zu ersetzen oder Messzielobjekte in der Palette aufzufüllen.
7A bis 7F sind nun Diagramme, die die Palettenleerebestimmungsverarbeitung zum Bestimmen des Vorhandenseins eines Messzielobjekts darstellen. 7A drückt einen Zustand aus, in dem die Palette leer ist und Mehrfachreflexionsrauschen nicht vorhanden ist. 7B drückt einen Zustand aus, in dem ein Messzielobjekt innerhalb der Palette vorhanden ist und Mehrfachreflexionsrauschen nicht vorhanden ist.
In der Palettenleerebestimmungsverarbeitung wird die Entfernung Dis zwischen jedem Messpunkt und einer Oberfläche Pbasis der Palette, auf der ein Objekt platziert wird, erhalten, und wenn die Summe der Entfernungen einen Schwellenwert übersteigt, wird bestimmt, dass ein Messzielobjekt vorhanden ist. Wenn die Summe der Entfernungen den Schwellenwert nicht übersteigt, wird bestimmt, dass die Palette leer ist. In einem leeren Zustand, wie in 7A gezeigt, ist die Entfernung Dis zwischen jedem Messpunkt und Pbasis ungefähr 0. In dem Fall, in dem ein Messzielobjekt vorhanden ist, wie in 7B gezeigt, ist der Wert der Entfernung Dis in dem Bereich, in dem das Messzielobjekt platziert ist, groß. Der Schwellenwert der Summe von Dis zum Bestimmen, dass die Palette leer ist oder dass ein Messzielobjekt vorhanden ist, muss nur basierend auf Informationen bezüglich der Größe des Messzielobjekts bestimmt werden. Zum Beispiel können Volumeninformationen verwendet werden. Wenn der Schwellenwert angemessen eingestellt ist, wird die Summe von Dis den Schwellenwert in 7A nicht überschreiten und es kann bestimmt werden, dass die Palette leer ist. Andererseits, in dem Fall von 7B, übersteigt die Summe von Dis den Schwellenwert und dementsprechend wird bestimmt, dass ein Messzielobjekt vorhanden ist.
Als Nächstes wird der Einfluss in dem Fall, in dem Mehrfachreflexionsrauschen vorhanden ist, mit Bezug auf die 7C und 7D beschrieben. 7C drückt einen Zustand aus, in dem die Palette leer ist, aber Mehrfachreflexionsrauschpunkte Nb14 vorhanden sind. In diesem Fall, obwohl kein Messzielobjekt vorhanden ist, sind Entfernungen zwischen den Mehrfachreflexionsrauschpunkten Nb14 und Pbasis vorhanden und es wird dementsprechend bestimmt, dass die Entfernungen so sind, wie sie durch Dis angegeben sind. Wenn die Summe von Dis den Schwellenwert übersteigt, wird bestimmt, dass ein Messzielobjekt vorhanden ist, obwohl kein Messzielobjekt vorhanden ist. 7D drückt einen Zustand aus, in dem ein Messzielobjekt und die Mehrfachreflexionsrauschpunkte Nb14 vorhanden sind. In diesem Fall, da das Messzielobjekt selbst ebenso vorhanden ist, wird die Summe von Dis nur groß, und ein Bestimmungsergebnis wird nicht fehlerhaft.
7E drückt ein Ergebnis des Entfernens der Mehrfachreflexionsrauschpunkte Nb14, die in 7C gezeigt sind, durch Durchführen der Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung aus. Da die Mehrfachreflexionsrauschpunkte Nb14 entfernt wurden, wird die Summe der Entfernungen Dis, die zwischen den entsprechenden Messpunkten und Pbasis erzeugt werden, den Schwellenwert nicht überschreiten, und es kann angemessen bestimmt werden, dass die Palette leer ist.
Des Weiteren zeigt 7F einen Zustand, in dem die Mehrfachreflexionsrauschpunkte Nb14, die in 7D gezeigt sind, durch Durchführen der Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung entfernt wurden. Messpunkte werden ebenso an Stufen innerhalb des Messzielobjekts und einer Stufe zwischen dem Messzielobjekt und der Palettenbodenfläche ausgeschlossen. Die Summe der Entfernungen Dis zwischen den entsprechenden Messpunkten und Pbasis ändert sich nicht stark, auch wenn manche der Messpunkte ausgeschlossen werden. Wie vorstehend beschrieben ist für die Palettenleerebestimmungsverarbeitung, bei der bestimmt wird, ob Messpunkte als eine Anhäufung innerhalb der Palette vorhanden sind oder nicht, der Einfluss klein, auch wenn Messpunkte in der Nähe einer Stufe als Rauschen entfernt werden. Dementsprechend kann gesagt werden, dass die Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung aktiv anzuwenden ist, da von dieser ein signifikanter Effekt erhalten wird.
Als Nächstes wird eine Modellanpassungsverarbeitung unter Verwendung von CAD-Daten beschrieben. Diese Verarbeitung ist zum Durchführen einer Verarbeitung zum Anpassen von Messpunkten auf einem Messzielobjekt an CAD-Daten des Messzielobjekts und Erkennen der Position und Haltung des Messzielobjekts gedacht. Als ein Ergebnis des genauen Schätzens der Position und Haltung des Messzielobjekts kann die Genauigkeit des Greifens des Messzielobjekts unter Verwendung des Roboters verbessert werden und das Messzielobjekt kann auf einem hohen Level unter Verwendung des Roboters zu einem Weiterverarbeitungsprozess übertragen werden.
Die Modellanpassungsverarbeitung unter Verwendung der CAD-Daten wird mit Bezug auf 8A bis 8F beschrieben. 8A zeigt Modelldaten MD. Der Einfachheit halber wird die Darstellung zweidimensional vorgenommen. Die Modelldaten MD sind rechteckig. 8B zeigt Messpunkte MP auf einem Messzielobjekt. In der anfänglichen Stufe der Anpassungsverarbeitung wird die Verarbeitung von einem Zustand gestartet, in dem die Messpunkte MP auf dem Messzielobjekt und die Modelldaten MD einander grob überlappen, wie in 8C gezeigt ist. Die Position und Haltung der Modelldaten MD werden geändert, so dass der Fehler zwischen den Messpunkten MP und Punkten auf den Modelldaten MD am geringsten ist. Als ein Verfahren zum Ändern der Position und Haltung ist eine Technik bekannt, die ICP-Algorithmus genannt wird (ICP, „Iterative Closest Point“). In diesem Fall, da die Messpunkte mit den Modelldaten MD zu verknüpfen sind, wird ein ICP-Algorithmus verwendet, der Punkt-zu-Ebene genannt wird. Ein ICP-Algorithmus wird in zwei Schritte aufgeteilt, nämlich (1) Verknüpfen von jedem Messpunkt mit dem nächsten bzw. nächstgelegenen Punkt von diesem auf den Modelldaten MD und (2) Berechnen einer Haltungsumwandlung, durch die der Fehler zwischen dem Messpunkt und den Punkten auf den Modelldaten MD minimiert wird. Als ein Ergebnis des wiederholten Durchführens dieser zwei Schritte wird der Fehler zwischen den Messpunkten und den Punkten auf den Modelldaten MD schrittweise verringert, und wenn der Fehler kleiner als ein fester Wert wird, wird die wiederholte Verarbeitung gestoppt, um ein Endergebnis zu erhalten. Mit dem Punkt-zu-Ebene-Algorithmus wird eine Annäherung an eine kleine Ebene unter Verwendung eines betreffenden Messpunkts und peripheren Punkten von diesem durchgeführt. Der betreffende Messpunkt wird mit dem nächsten Punkt verknüpft, durch Erhalten der Entfernung in die normale Richtung einer kleinen Ebene zwischen dem betreffenden Messpunkt und den Modelldaten MD. Ein beispielhaftes Endergebnis ist in 8D gezeigt.
8E ist ein Diagramm, das den Fall zeigt, in dem Messpunkte an Stufenabschnitten durch die Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung entfernt wurden. Messpunkte entsprechend Enden des Modells werden durch eine Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung entfernt. Speziell entsprechen NMP1 und NMP2 in 8B den entfernten Messpunkten. In dem Fall der Modellanpassungsverarbeitung, um die Haltung des Modells zu bestimmen, ist es wünschenswert, dass es Messpunkte in einem großen Bereich des Modells soweit wie möglich gibt. Diesbezüglich gibt es Fälle, in denen Messpunkte in einem Grenzbereich ebenso als Rauschen, wie in 8E gezeigt ist, durch die Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung entfernt werden, und aufgrund dessen kann möglicherweise eine Verringerung der Haltungsgenauigkeit auftreten. Eine Verringerung in der Genauigkeit erscheint als ein Phänomen, bei dem zum Beispiel eine Positionsverschiebung in einem Endergebnis der Position und Haltung der Modelldaten MD verursacht wird.
Andererseits ist 8F ein Diagramm, das den Fall zeigt, in dem Mehrfachreflexionsrauschpunkte N1 und N2 auf einer Komponente vorhanden sind. Mit dem ICP-Algorithmus, der bei der Modellanpassungsverarbeitung verwendet wird, ist es möglich, außenliegende Punkte bzw. Ausreißer unter Verwendung eines robusten Schätzverfahrens im Verlauf des Durchführens der Verarbeitung unter Verwendung vieler Punkte zu entfernen und dementsprechend ist eine Entfernung des Rauschens vor dieser Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich.
Dementsprechend kann gesagt werden, dass bezüglich der Eingabe der Modellanpassungsverarbeitung ein wünschenswerteres Ergebnis durch Eingeben von Messpunkten, auf die die Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung nicht angewendet wurde, erhalten wird.
Als Nächstes wird mit Bezug auf das Ablaufdiagramm in 9 eine Beschreibung einer Verarbeitungsprozedur eines Komponentengreifsystems mit der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1 und dem Roboter 6 gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 vorgenommen.
In Schritt S101 nimmt eine Projektions-/Bildaufnahmesteuerungseinheit 41 eine Messanweisung von dem Roboter 6 an und steuert die Projektionseinheit 30, wodurch eine Musterprojektion auf das Messzielobjekt 5 durchgeführt wird. Als die Projektionsmuster werden die Gray-Code-Muster verwendet, die in 2 beschrieben sind.
In Schritt S102 steuert die Projektions-/Bildaufnahmesteuerungseinheit 41 die Bildaufnahmeeinheit 20, um diese zu veranlassen, eine Bildaufnahmeverarbeitung synchron mit der Musterprojektion auszuführen. Nachdem die Bildaufnahmeverarbeitung durchgeführt wurde, wird ein aufgenommenes Musterbild D10 in einem (nicht gezeigten) Speicher gespeichert. Die Verarbeitung in den Schritten S101 und S120 wird für die Anzahl von Projektionsmustern wiederholt ausgeführt.
In Schritt S103 führt die Decodiereinheit 42 eine Verarbeitung zum Decodieren der Gray-Codes basierend auf einer Vielzahl von aufgenommenen Musterbildern D10 durch. Ein Ergebnis der Decodierverarbeitung wird als Raumcodewerte D11 in einem (nicht gezeigten) Speicher gespeichert. In Schritt S104 führt die Entfernungsmesseinheit 42 eine Entfernungsmessverarbeitung mit Bezug auf das Messzielobjekt 5 basierend auf den Raumcodewerten D11 durch. In Schritt S105 führt die Mehrfachreflexionsrauschenbestimmungseinheit 44 eine Mehrfachreflexionsrauschenbestimmungsverarbeitung basierend auf den gemessenen Entfernungswerten D12 aus, die in Schritt S104 gemessen werden. Hier werden gemessene Entfernungswerte D13, von denen Rauschen entfernt wurde (Korrekturwerte), die durch Entfernen des bestimmten Mehrfachreflexionsrauschens von den gemessenen Entfernungswerten erhalten werden, erzeugt.
In Schritt S106 führt die Leerebestimmungseinheit 121 eine Palettenleerebestimmungsverarbeitung basierend auf den gemessenen Entfernungswerten D13, von denen Rauschen entfernt wurde (Korrekturwerte), durch.
In Schritt S107 bestimmt die Leerebestimmungseinheit 121, ob die Palette leer ist oder nicht. Wenn bestimmt ist, dass die Palette leer ist, geht die Verarbeitung über zu Schritt S110. Wenn andererseits bestimmt ist, dass die Palette nicht leer ist, geht die Verarbeitung über zu Schritt S108.
In Schritt S108 führt die Positions-/Haltungsbeschaffungseinheit 122 die Modellanpassungsverarbeitung durch. Die Eingabedaten der Modellanpassungsverarbeitung sind die gemessenen Entfernungswerte, die in Schritt S104 beschafft werden. Wie vorstehend erwähnt ist bei der Modellanpassungsverarbeitung die Schätzgenauigkeit besser, wenn eine Entfernungspunktgruppe verwendet wird, von der das Mehrfachreflexionsrauschen nicht entfernt wurde, und dementsprechend werden die gemessenen Entfernungswerte, die in Schritt S104 beschafft werden, als die Eingabe verwendet. Das Ergebnis der Modellanpassungsverarbeitung sind Positions-/Haltungsinformationen D14 des Messzielobjekts 5. Die Position sind die XYZ-Koordinaten in dem Kamerakoordinatensystem, die Haltung sind Informationen bezüglich der Ausrichtung des Messzielobjekts 5 und es gibt verschiedene Ausdrucksverfahren von diesen. Zum Beispiel können der Euler-Winkel-Ausdruck, der Quarternion-Ausdruck, der Rotationswellen-Rotationswinkel-Ausdruck und Ähnliches verwendet werden.
In Schritt S109 informiert die Positions-/Haltungsbeschaffungseinheit 122 den Roboter 6 über die Positions-/Haltungsinformationen D14 des Messzielobjekts 5.
Der Roboter 6 führt eine Greifoperation basierend auf den Positions-/Haltungsinformationen D14, über die der Roboter 6 informiert wurde, durch.
In Schritt S110 führt die Informationsverarbeitungseinheit 12 eine Palettenauffüllmitteilungsverarbeitung durch und teilt dem Benutzer mit, dass die Palette leer ist. Das Mitteilungsverfahren umfasst ein Verfahren des visuellen Anzeigens von Informationen auf einem Anzeigeterminal (nicht gezeigt) in der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1, ein Verfahren des Ausgebens einer Tonmitteilung unter Verwendung einer Tonausgabeeinrichtung (nicht gezeigt) und Ähnliches. Der Verarbeitungsablauf in Ausführungsbeispiel 1 ist vorstehend beschrieben.
Somit wird die zu verwendende Entfernungspunktgruppe zwischen der Entfernungspunktgruppe, von der das Mehrfachreflexionsrauschen entfernt wurde, und der Entfernungspunktgruppe, von der es nicht entfernt wurde, umgeschaltet, in Abhängigkeit der Weiterverarbeitung, und beide Verarbeitungen können dadurch angemessen ausgeführt werden.
Es sei angemerkt, dass in 9 ein Beispiel des separaten Speicherns der gemessenen Entfernungswerte und der gemessenen Entfernungswerte D13, von denen Rauschen entfernt wurde (Korrekturwerte), beschrieben wurde. Als ein Ergebnis des Haltens von zwei Arten von gemessenen Entfernungswerten mit fast der gleichen Größe und einem großen Informationsvolumen wird jedoch übermäßig viel Speicher verwendet. Dann ist ebenso ein Verfahren unter Verwendung von Markerinformationen, die binäre Werte gemäß den entsprechenden gemessenen Entfernungswerten enthalten, verfügbar. In den Markerinformationen wird 1 gespeichert, wenn ein gemessener Entfernungswert als das Mehrfachreflexionsrauschen in der Mehrfachreflexionsrauschenbestimmungsverarbeitung bestimmt ist, und wird 0 gespeichert, wenn nicht. Bei der Palettenleerebestimmungsverarbeitung, die die Weiterverarbeitung ist, wird auf die Werte in den Markerinformationen Bezug genommen, und nur die Informationen eines Entfernungspunkts, dessen Marker gleich 0 ist, werden in der Verarbeitung verwendet. Als ein Ergebnis des Verwendens der Markerinformationen kann die Menge des zu verwendenden Speichers weiter reduziert werden als durch doppeltes Verwalten der Entfernungsinformationen.
Wie vorstehend beschrieben wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Rauschentfernungsverarbeitung für Verarbeitungen durchgeführt, die durch das Mehrfachreflexionsrauschen beeinträchtigt werden, und dementsprechend wird eine Verringerung der Genauigkeit aufgrund einer Mehrfachreflexion reduziert. Andererseits wird die Rauschentfernungsverarbeitung nicht auf eine Verarbeitung angewendet, die durch den Verlust einer Entfernungspunktgruppe in der Nähe von Sprungkanten beeinträchtigt wird, was ein Nebeneffekt der Rauschentfernungsverarbeitung ist, und es ist deshalb möglich, eine Verringerung der Genauigkeit zu verhindern.
Deshalb ist es möglich, sowohl den Einfluss des Rauschens, das durch Mehrfachreflexion erzeugt wird, als auch den Einfluss des Nebeneffekts der Rauschentfernungsverarbeitung auf eine Informationsverarbeitung, die die gemessenen Entfernungswerte verwendet, zu reduzieren.
Zweites Ausführungsbeispiel
Das vorliegende Ausführungsbeispiel beschreibt ein anderes Beispiel, in dem eine Verarbeitung zwischen dem Fall des Durchführens einer Weiterverarbeitung nach einem Entfernen eines Mehrfachreflexionsrauschens von gemessenen Entfernungswerten und dem Fall des Durchführens einer Weiterverarbeitung ohne eine Entfernung des Mehrfachreflexionsrauschen von gemessenen Entfernungswerten in Abhängigkeit der Art der Weiterverarbeitung umgeschaltet wird, wodurch sowohl der Einfluss des Rauschens, das durch eine Mehrfachreflexion erzeugt wird, als auch der Einfluss eines Nebeneffekts, der durch die Rauschentfernungsverarbeitung verursacht wird, reduziert werden. Als Arten der Weiterverarbeitung werden eine erste Verarbeitung, bei der Rauschen entfernt wird (Verarbeitung zum Bestimmen eines Zustands einer Interferenz zwischen Entfernungsmesspunkten und einem Roboter, der ein Zielobjekt greift, wobei die Verarbeitung für den Einfluss von Rauschen anfällig ist), und eine zweite Verarbeitung, bei der das Rauschen nicht entfernt ist (Modellanpassungsverarbeitung, die für den Einfluss von Rauschen relativ unanfällig ist), beschrieben.
Eine beispielhafte funktionale Konfiguration der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsbeispiel 2 ist ähnlich zu der, die in dem Blockdiagramm von 1 gezeigt ist, die in Ausführungsbeispiel 1 verwendet wird. Ein Unterschied zwischen Ausführungsbeispiel 2 und Ausführungsbeispiel 1 liegt in den funktionalen Blöcken, die in der Informationsverarbeitungseinheit 12 umfasst sind. In Ausführungsbeispiel 1 umfasst die Informationsverarbeitungseinheit 12 die Leerebestimmungseinheit 121 und die Positions-/Haltungsbeschaffungseinheit 122. Im Gegensatz dazu umfasst in Ausführungsbeispiel 2 die Informationsverarbeitungseinheit 12 eine Interferenzbestimmungseinheit 123 anstelle der Leerebestimmungseinheit 121, wie in 10 gezeigt ist.
Die Interferenzbestimmungseinheit 123 führt eine Interferenzbestimmungsverarbeitung zum Bestimmen aus, ob ein Messzielobjekt 5, dessen Position und Haltung durch die Positions-/Haltungsbeschaffungseinheit 122 geschätzt ist, mit einer Roboterhand, die der Roboter 6 aufweist, gegriffen oder gehalten werden kann, ohne mit umgebenden Messzielobjekten 5 oder der Palette zu kollidieren. Genauer führt die Interferenzbestimmungseinheit 123 eine Verarbeitung zum Bestimmen einer Interferenz zwischen Messpunkten und dem Roboter 6, der das Messzielobjekt 5 greift, basierend auf einem Entfernungsmessergebnis aus. Wenn das Messzielobjekt 5 unter Verwendung eines ersten Kandidaten nicht gegriffen werden kann, gibt die Interferenzbestimmungseinheit 123 eine Anforderung an die Positions-/Haltungsbeschaffungseinheit 122 aus, um einen anderen Kandidaten anzugeben.
Als die Roboterhand kann zum Beispiel eine magnetische oder haftende Hand, die ein Halten als ein Ergebnis des Drückens gegen einen flachen Oberflächenabschnitt eines Werkstücks durchführt, verwendet werden. Eine Greifhand, die ein Greifen durch Halten eines Objekts von Innen oder Außen als ein Ergebnis des Öffnens und Schließens einer Anzahl von Fingern, wie etwa zwei Finger oder drei Finger, durchführt, kann ebenso verwendet werden. Jedes andere Greiforgan, das an den Roboterarm angebracht werden kann und einen Greifmechanismus aufweist, kann verwendet werden. In der Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird eine Greifroboterhand verwendet, wie in 11A bis 11F gezeigt ist.
Die Details der Interferenzbestimmungsverarbeitung werden nun mit Bezug auf 11A bis 11F beschrieben. In jeder Zeichnung ist eine Vielzahl von Messzielobjekten 5 in der Palette 51 gestapelt. Es wird angenommen, dass die Position und Haltung eines Greifkandidatenmesszielobjekts 5g unter der Vielzahl von Messzielobjekten 5 durch die Positions-/Haltungsbeschaffungseinheit 122 geschätzt wurden. Das Greifkandidatenmesszielobjekt 5g ist durch eine Roboterhand Rh des Roboters 6 zu greifen. Es wird angenommen, dass zu dieser Zeit Formdaten der Roboterhand Rh im Voraus in der Interferenzbestimmungseinheit 123 registriert sind. Es wird ebenso angenommen, dass Greifinformationen bezüglich des Abschnitts des Greifkandidatenmesszielobjekts 5g, das durch die Roboterhand Rh zu greifen ist, und der Richtung, von der das Greifkandidatenmesszielobjekt 5g mit der Roboterhand Rh zu greifen ist, ebenso im Voraus registriert sind. Unter Verwendung der Formdaten der Roboterhand Rh und der Greifinformationen, wenn die Position und Haltung des Greifkandidatenmesszielobjekts 5g geschätzt sind, wird die positionelle Beziehung zwischen der Roboterhand Rh und dem Greifkandidatenmesszielobjekt 5g eindeutig bestimmt.
Bei der Interferenzbestimmungsverarbeitung werden die Formdaten der Roboterhand Rh in einem Zustand des Greifens des Greifkandidatenmesszielobjekts 5g in gemessenen Entfernungswertdaten angeordnet. Die Formdaten werden gehandhabt, nachdem diese in Volumendaten umgewandelt wurden. Es wird bestimmt, ob irgendwelche Messpunkte außer den Messpunkten auf dem Greifkandidatenmesszielobjekt 5g innerhalb der Volumendaten der Roboterhand Rh vorhanden sind oder nicht. Wenn ein Messpunkt innerhalb der Volumendaten vorhanden ist, wird bestimmt, dass eine Interferenz auftritt. Wenn andererseits kein Messpunkt innerhalb der Volumendaten vorhanden ist, wird bestimmt, dass keine Interferenz auftritt.
11A zeigt den Fall, in dem keine Interferenz auftritt und kein Mehrfachreflexionsrauschen vorhanden ist. Da kein Messpunkt innerhalb der Volumendaten der Roboterhand Rh vorhanden ist, wird korrekt bestimmt, dass keine Interferenz auftritt. 11B zeigt den Fall, in dem eine Interferenz auftritt und kein Mehrfachreflexionsrauschen vorhanden ist. Da ein Messpunkt MPi innerhalb der Volumendaten der Roboterhand Rh vorhanden ist, wird korrekt bestimmt, dass eine Interferenz auftritt.
11C zeigt den Fall, in dem keine Interferenz auftritt und ein Mehrfachreflexionsrauschen vorhanden ist. In der Realität tritt keine Interferenz auf. Da jedoch ein Mehrfachreflexionsrauschen Nbi innerhalb der Volumendaten der Roboterhand Rh vorhanden ist, wird fehlerhaft bestimmt, dass eine Interferenz auftritt. 11D zeigt den Fall, in dem eine Interferenz auftritt und ein Mehrfachreflexionsrauschen vorhanden ist. Tatsächlich ist das Messzielobjekt 5 an einer Position angeordnet, bei der es wahrscheinlich ist, dass ein Mehrfachreflexionsrauschen auftritt, und dementsprechend wird ein Mehrfachreflexionsrauschen nicht beobachtet bzw. beachtet. Da der Messpunkt MPi innerhalb der Volumendaten der Roboterhand Rh vorhanden ist, wird korrekt bestimmt, dass eine Interferenz auftritt.
11E zeigt den Fall, in dem keine Interferenz auftritt und eine Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung durchgeführt wurde. Das in 11C erzeugte Mehrfachreflexionsrauschen wurde durch die Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung entfernt. Aus diesem Grund ist kein Messpunkt innerhalb der Volumendaten der Roboterhand Rh vorhanden und dementsprechend wird korrekt bestimmt, dass keine Interferenz auftritt. 11F zeigt den Fall, in dem eine Interferenz auftritt und die Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung durchgeführt wurde. Messpunkte an Stufenabschnitten unter den Messpunkten in 11D wurden entfernt. Da jedoch Messpunkte an den Stufenabschnitten lediglich kleine Abschnitte sind und die meisten Messpunkte verbleiben, ist der Messpunkt Mpi innerhalb der Volumendaten der Roboterhand Rh vorhanden. Dementsprechend wird korrekt bestimmt, dass eine Interferenz auftritt.
Wie vorstehend beschrieben kann als ein Ergebnis des Anwendens der Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung in der Interferenzbestimmungsverarbeitung die Quelle des fehlerhaften Bestimmens, dass eine Interferenz auftritt, ausgeschlossen werden, und ein hoher Effekt davon wird erreicht.
Als Nächstes wird mit Bezug auf das Ablaufdiagramm in 12 eine Beschreibung einer Verarbeitungsprozedur eines Komponentengreifsystems mit der Informationsverarbeitungsvorrichtung 1 und dem Roboter 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 vorgenommen. Der Inhalt der Verarbeitung, die in Schritten durchgeführt wird, denen die gleichen Bezugszeichen gegeben sind wie denen in der Verarbeitung in Ausführungsbeispiel 1, die in 9 gezeigt ist, ist der gleiche wie der in Ausführungsbeispiel 1 und dementsprechend wird eine Beschreibung davon weggelassen.
In Schritt S201 führt die Interferenzbestimmungseinheit 122 eine Interferenzbestimmungsverarbeitung durch. In der Interferenzbestimmungsverarbeitung werden die gemessenen Entfernungswerte D13, von denen Rauschen entfernt wurde (Korrekturwerte), die in Schritt S105 erzeugt werden, eingegeben. Wie vorstehend erwähnt kann die Interferenzbestimmung unter Verwendung der gemessenen Entfernungswerte, von denen Mehrfachreflexionsrauschen entfernt wurde, korrekt durchgeführt werden.
In Schritt S202 bestimmt die Interferenzbestimmungseinheit 123, ob eine Interferenz auftritt oder nicht. Wenn bestimmt ist, dass die Interferenz auftritt, geht die Verarbeitung über zu Schritt S203. Wenn andererseits bestimmt ist, dass keine Interferenz auftritt, geht die Verarbeitung über zu Schritt S109.
In Schritt S203 führt die Positions-/Haltungsbeschaffungseinheit 122 eine nächste Kandidatenauswahlverarbeitung durch. Speziell, da vorbestimmt ist, dass die Interferenz mit dem Messzielobjekt 5, dessen Position und Haltung durch die Modellanpassungsverarbeitung geschätzt wurden, auftritt, wird der nächste Kandidat ausgewählt. Danach geht die Verarbeitung zurück zu Schritt S108.
Der Verarbeitungsablauf in Ausführungsbeispiel 2 ist wie vorstehend beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Rauschentfernungsverarbeitung für eine Verarbeitung durchgeführt, die durch Mehrfachreflexionsrauschen beeinträchtig ist, und dementsprechend wird eine Verringerung der Genauigkeit aufgrund einer Mehrfachreflexion reduziert. Andererseits wird die Rauschentfernungsverarbeitung nicht auf eine Verarbeitung angewendet, die durch den Verlust einer Entfernungspunktgruppe in der Nähe von Sprungkanten beeinträchtigt wird, was ein Nebeneffekt der Rauschentfernungsverarbeitung ist, und es ist deshalb möglich, eine Verringerung der Genauigkeit zu verhindern.
Modifikation
Es sei angemerkt, obwohl es in dem Verarbeitungsablauf weggelassen wurde, dass, wenn der nächste Kandidat in der nächsten Kandidatenauswahlverarbeitung in Schritt S203 nicht vorhanden ist, der Benutzer informiert werden kann, dass kein greifbarer Kandidat vorhanden ist.
Der Benutzer muss bestimmte Maßnahmen treffen, wie etwa ein Aufwühlen des Zustands, in dem die Messzielobjekte 5 gestapelt sind, aber nach einem Vornehmen dieser Maßnahme kann die automatische Greifoperation wieder aufgenommen werden.
Die Beschreibung wurde anhand eines Beispiels des Durchführens einer Entfernungsmessung mit dem zweidimensionalen Musterprojektionsverfahren unter Verwendung eines Projektors, der als die Projektionseinheit 30 das Anzeigeelement und das optische Projektionssystem umfasst, vorgenommen. Der Umfang, auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist, ist jedoch nicht auf das Vorstehende beschränkt. Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung ebenso auf ein Lichtabschnittverfahren anwendbar, in dem ein Abtasten unter Verwendung einer eindimensionalen Lichtlinie durchgeführt wird, um die Entfernung zu einem Messzielobjekt zu messen.
Obwohl die Modellanpassungsverarbeitung unter Verwendung von CAD-Daten als eine Verarbeitung beschrieben wurde (zweite Verarbeitung), die durch die Informationsverarbeitungseinheit 12 durchgeführt wird, und Messpunkte verwendet, von denen Mehrfachreflexionsrauschen nicht entfernt wurde, ist der Umfang, auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist, nicht auf diese Verarbeitung beschränkt. Andere Anwendungsbeispiele umfassen eine Funktionsannäherungsverarbeitung bezüglich Punktgruppendaten und eine Modellanpassungsverarbeitung unter Verwendung einer tatsächlich gemessenen Punktgruppenvorlage.
Als Erstes wird die Funktionsannäherungsverarbeitung bezüglich Punktgruppendaten beschrieben. Die Funktion zum Annähern der Punktgruppendaten wird unter Verwendung einer Ebene als ein Beispiel beschrieben. Bei der Ebenenannäherungsverarbeitung werden vier Parameter, und zwar a, b, c, und d in einer Gleichung aX+bY+cZ+d=0 einer Ebene basierend auf Messwerten (Xi, Yi, Zi) (i=1 bis N) von Daten einer Punktgruppe geschätzt, die N Punkte umfasst. Allgemein werden Simultangleichungen basierend auf den gemessenen Werten von 1 bis N Punkten erstellt und eine Lösung kleinster Quadrate („least square solution“) von a, b, c und d wird erhalten. Gleichzeitig wird ein Punkt, an dem der Fehler von der Annäherungsebene groß ist, ausgeschlossen und eine angenäherte Ebene wird erneut erhalten, und der Einfluss von Mehrfachreflexionsrauschen kann dadurch reduziert werden. Es sei angemerkt, obwohl eine Ebene als ein Beispiel in dieser Beschreibung verwendet wird, dass die Funktion, auf die die vorliegende Erfindung effektiv angewendet werden kann, nicht auf eine Ebenengleichung beschränkt ist und die vorliegende Erfindung ebenso auf eine Funktionsannäherungsverarbeitung für eine sphärische Gleichung, zum Beispiel (X-a)²+(Y-b)²+(Z-c)²=r², anwendbar ist. In dem Fall einer sphärischen Gleichung sind die Sphärenmittelkoordinaten (a, b, c) und der Radius r der Sphäre die zu schätzenden Parameter.
Als Nächstes wird die Modellanpassungsverarbeitung unter Verwendung einer tatsächlich gemessenen Punktgruppenvorlage beschrieben. Die tatsächlich gemessene Punktgruppenvorlage wird zum Beispiel durch dreidimensionales Messen der gesamten Umgebung eines Zielobjekts im Voraus und Verbinden von diesem vorbereitet. In dem Fall der Modellanpassungsverarbeitung unter Verwendung eine Punktgruppenvorlage werden die Position und Haltung unter Verwendung eines ICP-Algorithmus für Punkte auf der Punktgruppenvorlage und Messpunkte unter Verwendung der Entfernungsmesseinrichtung berechnet. In diesem Fall wird ein ICP-Algorithmus, der Punkt-zu-Punkt genannt wird, verwendet. Speziell wird in einem zugehörigen Prozess ein Punkt auf der Punktgruppenvorlage, der jedem Messpunkt am nächsten liegt, durch eine Suche erhalten. Anschließend wird eine Positions-/Haltungsumwandlung erhalten, durch die sich die Entfernungen zwischen den Messpunkten und den entsprechenden nächsten Punkten verringern. Ergebnisse des wiederholten Durchführens einer Verknüpfung und einer Berechnung der Positions-/Haltungsumwandlung konvergieren in ein Endergebnis.
Ähnlich, obwohl die Palettenleerebestimmungsverarbeitung und die Interferenzbestimmungsverarbeitung als Verarbeitung (erste Verarbeitung) beschrieben wurden, die durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung 12 durchgeführt wird und Messpunkte, von denen Mehrfachreflexionsrauschen entfernt wurde, verwendet, ist der Umfang, auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist, nicht auf die vorstehende Verarbeitung beschränkt. Andere Anwendungsbeispiele umfassen eine Formbeschaffung von einer unbekannten Szene.
Bei der Formbeschaffung von einer unbekannten Szene wird ein Zielobjekt von verschiedenen Richtungen dreidimensional gemessen und eine dreidimensionale Punktgruppe der gesamten Umgebung von dieser wird erhalten. Durch Verbinden von Ergebnissen von diesen werden dreidimensionale Formdaten des gesamten Zielobjekts beschafft. In solch einem Beispiel ist eine Beschaffung von genauen dreidimensionalen Formdaten eines Zielobjekts erforderlich und es ist dementsprechend vorzusehen, Messpunkte einzugeben, von denen Mehrfachreflexionsrauschen entfernt wurde.
Allgemein, bei einer Bestimmungsverarbeitung unter Verwendung von lokalen Daten, hängt ein Bestimmungsergebnis stark davon ab, ob ein Punkt vorhanden ist oder nicht, und es ist dementsprechend vorzuziehen, Messpunkte zu verwenden, von denen Mehrfachreflexionsrauschen entfernt wurde. Im Vergleich, bei einer Bestimmungsverarbeitung unter Verwendung eines breiten Bereichs von Daten, können statistische Bestimmungskriterien wie etwa eine robuste Schätzung verwendet werden, da viele Punkte verwendet werden können, und es ist dementsprechend vorzuziehen, Messpunkte zu verwenden, von denen Mehrfachreflexionsrauchen nicht entfernt wurde.
Des Weiteren, obwohl ein Verfahren unter Verwendung der Vektorrichtung mit Bezug auf benachbarte Messpunkte als die Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung beschrieben wurde, ist die Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist, nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung ebenso auf eine Mehrfachreflexionsrauschentfernungsverarbeitung anwendbar, die die zunehmende und abnehmende Richtung von Raumcodes verwendet, wie die Verarbeitung, die in dem japanischen Patent Nr. 3800842 beschrieben ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Einfluss von Rauschen, das durch eine Mehrfachreflexion erzeugt wird, und den Einfluss eines Nebeneffekts der Rauschentfernungsverarbeitung auf eine Informationsverarbeitung, die die gemessenen Entfernungswerte verwendet, zu reduzieren.
Andere Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können ebenso durch einen Computer eines Systems oder einer Vorrichtung, der computerausführbare Anweisungen (zum Beispiel ein oder mehrere Programme), die auf einem Speichermedium aufgezeichnet sind (welches ebenso vollständiger als ein „nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium“ bezeichnet werden kann), ausliest und ausführt, um die Funktionen von einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele auszuführen, und/oder eine oder mehrere Schaltungen (zum Beispiel anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC)) zum Durchführen der Funktionen von einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele umfasst, und durch ein Verfahren realisiert werden, das durch den Computer des Systems oder der Vorrichtung durch zum Beispiel Auslesen und Ausführen der computerausführbaren Anweisungen von dem Speichermedium zum Durchführen der Funktionen von einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und/oder Steuern der einen oder der mehreren Schaltungen zum Durchführen der Funktionen von einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele durchgeführt wird. Der Computer kann einen oder mehrere Prozessoren (zum Beispiel zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), Mikroverarbeitungseinheit (MPU)) aufweisen und kann ein Netzwerk von separaten Computern oder separaten Prozessoren umfassen, um die computerausführbaren Anweisungen auszulesen und auszuführen. Die computerausführbaren Anweisungen können dem Computer zum Beispiel von einem Netzwerk oder dem Speichermedium bereitgestellt werden. Das Speichermedium kann zum Beispiel eines oder mehrere einer Festplatte, eines Direktzugriffspeichers (RAM), eines Festwertspeichers (ROM), eines Speichers von verteilten Berechnungssystemen, einer optischen Platte (wie etwa eine Compact-Disk (CD), „Digital Versatile Disc“ (DVD), oder Blu-ray Disc (BD)™), einer Flashspeichereinrichtung, einer Speicherkarte und Ähnliches aufweisen.
Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsbeispiele beschreiben wurde, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Dem Umfang der folgenden Ansprüche ist die breiteste Interpretation zuzugestehen, so dass all solche Modifikationen und äquivalenten Strukturen und Funktionen mit umfasst sind.
Eine Informationsverarbeitungsvorrichtung umfasst: eine Bildbeschaffungseinrichtung, die ein aufgenommenes Bild eines Zielobjekts, auf das ein Muster projiziert wird, beschafft; eine Entfernungsbeschaffungseinrichtung, die basierend auf dem Bild eine Vielzahl von Entfernungswerten beschafft, die jeweils eine Entfernung zu dem Zielobjekt angeben; eine Bestimmungseinrichtung, die bestimmt, ob jeder der beschafften Entfernungswerte Rauschen ist, das durch eine Mehrfachreflexion des Musters erzeugt wird; eine erste Verarbeitungseinrichtung, die eine erste Verarbeitung unter Verwendung von Entfernungswerten durchführt, die durch Entfernen eines Entfernungswerts, der als das Rauschen bestimmt ist, von der Vielzahl von Entfernungswerten erhalten werden; und eine zweite Verarbeitungseinrichtung, die eine zweite Verarbeitung unter Verwendung der Vielzahl von Entfernungswerten durchführt, die durch die Entfernungsbeschaffungseinrichtung beschafft werden und von denen der Entfernungswert, der als Rauschen bestimmt ist, nicht entfernt wurde.

Claims

Informationsverarbeitungsvorrichtung (12, 40), mit: einer Bildbeschaffungseinrichtung (42) zum Beschaffen eines Bildes eines Zielobjekts, auf das ein Muster projiziert wird; einer Entfernungsbeschaffungseinrichtung (43) zum Beschaffen, basierend auf dem Bild, einer Vielzahl von Entfernungswerten, die jeweils eine Entfernung zu dem Zielobjekt angeben; einer Bestimmungseinrichtung (44) zum Bestimmen des Entfernungswerts, der ein Rauschen ist, das durch eine Mehrfachreflexion des Musters erzeugt wird, unter den Entfernungswerten, die durch die Entfernungsbeschaffungseinrichtung (43) beschafft werden; einer ersten Verarbeitungseinrichtung (121, 123) zum Durchführen einer ersten Verarbeitung unter Verwendung der beschafften Entfernungswerte ohne den Entfernungswert, der als das Rauschen bestimmt ist, wobei die erste Verarbeitung entweder eine Verarbeitung zum Bestimmen ist, ob das Zielobjekt vorhanden ist oder nicht, oder eine Verarbeitung zum Bestimmen ist, ob eine Interferenz zwischen einem Messpunkt und einem Roboter zum Greifen oder Halten des Zielobjekts auftritt, basierend auf dem Entfernungswert, der durch die Entfernungsbeschaffungseinrichtung beschafft wird; und einer zweiten Verarbeitungseinrichtung (122) zum Durchführen einer zweiten Verarbeitung zum Erhalten einer Position und einer Haltung des Zielobjekts unter Verwendung der Vielzahl von Entfernungswerten, die durch die Entfernungsbeschaffungseinrichtung beschafft werden und den Entfernungswert enthalten, der als das Rauschen bestimmt ist.
Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinrichtung basierend auf einem beschafften Entfernungswert an einem ersten Messpunkt und einem beschafften Entfernungswert an einem zweiten Messpunkt, der neben dem ersten Messpunkt liegt, bestimmt, dass der beschaffte Entfernungswert an dem ersten Messpunkt ein Rauschen ist, das durch die Mehrfachreflexion erzeugt wird.
Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei, wenn eine Steigung eines Vektors, der den beschafften Entfernungswert an dem ersten Messpunkt und den beschafften Entfernungswert an dem zweiten Messpunkt verbindet, größer als ein Schwellenwert ist, die Bestimmungseinrichtung (44) bestimmt, dass der beschaffte Entfernungswert an dem ersten Messpunkt ein Rauschen ist, das durch eine Mehrfachreflexion erzeugt wird.
Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Zielobjekt in einem gestapelten Zustand in einem Container gelagert ist, und die erste Verarbeitung eine Verarbeitung zum Bestimmen ist, ob das Zielobjekt in dem Container vorhanden ist oder nicht.
Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, weiterhin mit einer Mitteilungseinrichtung zum Mitteilen eines Benutzers, dass das Zielobjekt nicht vorhanden ist, wenn durch die erste Verarbeitungseinrichtung bestimmt ist, dass das Zielobjekt nicht vorhanden ist.
Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Verarbeitung eine Verarbeitung zum Anpassen eines Messpunkts auf dem Zielobjekt an Modellinformationen des Zielobjekts ist.
Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Verarbeitung eine Verarbeitung ist, die durch Rauschen mehr beeinträchtigt wird als die zweite Verarbeitung.
Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Verarbeitung eine Verarbeitung ist, die mehr einen lokalen Messpunkt verwendet als in der zweiten Verarbeitung.
Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiterhin mit: einer Projektionseinrichtung (30) zum Projizieren eines Musters auf das Zielobjekt; und einer Bildaufnahmeeinrichtung (20) zum Aufnehmen eines Bildes des Zielobjekts, auf das das Muster projiziert wurde.
Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Muster ein Streifenmuster mit einem hellen Abschnitt und einem dunklen Abschnitt ist.
Greifsystem, mit: der Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1; und einer Einrichtung (Rh) zum Halten oder Greifen des Zielobjekts.
Verfahren zum Steuern einer Informationsverarbeitungsvorrichtung (12, 40), wobei das Verfahren aufweist: einen Bildbeschaffungsschritt (42) des Beschaffens eines Bildes eines Zielobjekts, auf das ein Muster projiziert wird; einen Entfernungsbeschaffungsschritt (43) des Beschaffens, basierend auf dem Bild, einer Vielzahl von Entfernungswerten, die jeweils eine Entfernung zu dem Zielobjekt angeben; einen Bestimmungsschritt (44) des Bestimmens des Entfernungswerts, der ein Rauschen ist, das durch eine Mehrfachreflexion des Musters erzeugt wird, unter den Entfernungswerten, die durch den Entfernungsbeschaffungsschritt (43) beschafft werden; einen ersten Verarbeitungsschritt (121, 123) des Durchführens einer ersten Verarbeitung unter Verwendung der beschafften Entfernungswerte ohne den Entfernungswert, der als das Rauschen bestimmt ist, wobei die erste Verarbeitung entweder eine Verarbeitung zum Bestimmen ist, ob das Zielobjekt vorhanden ist oder nicht, oder eine Verarbeitung zum Bestimmen ist, ob eine Interferenz zwischen einem Messpunkt und einem Roboter zum Greifen oder Halten des Zielobjekts auftritt, basierend auf dem Entfernungswert, der durch die Entfernungsbeschaffungseinrichtung beschafft wird; und einen zweiten Verarbeitungsschritt (122) des Durchführens einer zweiten Verarbeitung zum Erhalten einer Position und einer Haltung des Zielobjekts unter Verwendung der Vielzahl von Entfernungswerten, die durch den Entfernungsbeschaffungsschritt beschafft werden und den Entfernungswert enthalten, der als das Rauschen bestimmt ist.
Computerlesbares Speichermedium, das ein Computerprogramm speichert, um einen Computer zu veranlassen, die Schritte des Verfahrens zum Steuern einer Informationsverarbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 12 auszuführen.