JP2013184279A - 情報処理装置、情報処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1のセンサを用いて対象物体の集合を計測した結果から、1以上の対象物体の位置姿勢を求める。把持部を有するロボットを制御して、1以上の対象物体のうち1つの対象物体を把持対象物体として把持部に把持させる。把持部が把持している対象物体を計測するための第2のセンサが上記制御後に行った計測の結果から、把持部が把持対象物体の把持に成功しているか否かを判断する。把持部が把持対象物体の把持に失敗している場合、1以上の対象物体のうち把持対象物体に対して相互作用のある1つを選択し、選択した対象物体を把持部に把持させるようにロボットを制御する。
【選択図】図1
Description
本実施形態では、対象物体に関する2次元情報(2次元画像)と3次元情報(距離画像や3次元点群データを求めるための2次元画像)とを取得する為の第1のセンサ(プロジェクタとカメラ)を用いてパレット内に山積みされた対象物体の位置姿勢を計測する。
そして、Pの収束判定を行い、収束していれば終了し、そうでなければ繰り返し補正計算を行う。収束判定では、例えば、Pがほとんど変化しないことをもって収束したと判定する。このように収束するまで繰り返すことで、位置姿勢を算出できる。
第1の実施形態では、パレット内にある把持候補物体の位置姿勢に基づき撮影画像上で一番近い位置の対象物体を次の把持候補とした。これに対する変形例として、取出しに失敗した対象物体に重なっている対象物体を次の把持候補とすることもできる。対象物体が重なっていることは、図8(a)に示すようにステップS402で対象物体の位置姿勢計測を行った際のモデルを撮影画像に投影配置して外形が干渉していることから判定してもよい。また、図8(b)に示すように対象物体の位置姿勢を元に撮影画像上に対象物体を囲うバウンディングボックスを配置してバウンディングボックス同士が干渉していることから判定してもよい。図8(a)、(b)共に対象物体103’に対象物体103”が干渉していると判定する。対象物体103’の取出しに失敗した場合は、次に把持すべき対象物体として対象物体103”を選択する。なお、2つの領域の干渉判定については既知の技術であるためここでは説明を省略する。
本実施形態では、ロボットでの取出しに失敗したと判断した場合、パレット内にある対象物体の位置姿勢に基づき3次元空間的に相互作用のある対象物体を選択する。本実施形態と第1の実施形態との差異は、対象物体選択部117の動作(S410)のみである。然るに以下では、本実施形態における対象物体選択部117の動作について説明し、以下で特に説明しない限りは、第1の実施形態と同様であるものとする。
第2の実施形態では、パレット内にある対象物体の位置姿勢に基づき取出しに失敗した対象物体よりも下にある対象物体を次の把持候補とした。第2の実施形態の変形例として、取出しに失敗した対象物体に3次元的に干渉している対象物体を次の把持候補にすることもできる。対象物体が干渉していることは、ステップS402で対象物体の位置姿勢計測を行った際のモデルを3次元空間に配置してモデル表面が干渉している、あるいは極めて近接している位置(例えば1mm以内)にあることから判定してもよい。また、対象物体の位置姿勢を元に3次元空間に対象物体を囲うバウンディングボックスを配置してバウンディングボックス同士が干渉していることから判定してもよい。2つの空間の干渉判定については既知の技術であるためここでは説明を省略する。
本実施形態では、対象物体に関する2次元情報(2次元画像)と3次元情報(距離画像や3次元点群データを求めるための2次元画像)とを取得する第1のセンサ(プロジェクタとカメラ)を用いてパレット内に山積みされた対象物体の位置姿勢を計測する。
第3の実施形態では、パレット内にある対象物体の位置姿勢に基づき撮影画像上で一番近い位置の対象物体を次の把持候補とした。これに対する変形例として、取出しに失敗すると予測した対象物体に重なっている対象物体を次の把持候補とすることもできる。対象物体が重なっていることは、図8(a)に示すようにステップS1002で対象物体の位置姿勢計測を行った際のモデルを撮影画像に投影配置して外形が干渉していることから判定してもよい。また、図8(b)に示すように対象物体の位置姿勢を元に撮影画像上に対象物体を囲うバウンディングボックスを配置してバウンディングボックス同士が干渉していることから判定してもよい。なお、2つの領域の干渉判定については既知の技術であるためここでは説明を省略する。
本実施形態では、ロボットでの取出しに失敗すると予測した場合、パレット内にある対象物体の位置姿勢に基づき3次元空間的に相互作用のある対象物体を選択する。本実施形態と第3の実施形態との差異は、対象物体選択部915の動作(S1007)のみである。然るに以下では、本実施形態における対象物体選択部915の動作について説明し、以下で特に説明しない限りは、第3の実施形態と同様であるものとする。
第4の実施形態では、パレット内にある対象物体の位置姿勢に基づき取出しに失敗すると予測した対象物体よりも下にある対象物体を次の把持候補とした。第4の実施形態の変形例として、取出しに失敗すると予測した対象物体に3次元的に干渉している対象物体を次の把持候補にすることもできる。対象物体が干渉していることは、ステップS1002で対象物体の位置姿勢計測を行った際のモデルを3次元空間に配置してモデル表面が干渉している、あるいは極めて近接している位置(例えば1mm以内)にあることから判定してもよい。また、対象物体の位置姿勢を元に3次元空間に対象物体を囲うバウンディングボックスを配置してバウンディングボックス同士が干渉していることから判定してもよい。2つの空間の干渉判定については既知の技術であるためここでは説明を省略する。
第1,2の実施形態では、対象物体の位置姿勢を固定されたセンサ部を用いて計測し、対象物体の取出し状態をロボットに装着したセンサ部を用いて計測した。この変形例として、対象物体の位置姿勢をロボットに装着したセンサ部を用いて計測し、対象物体の取出し状態を固定されたセンサ部を用いて計測してもよい。
第1の実施形態では、対象物体の位置姿勢を固定的に配置したセンサを利用して計測し、ロボットによる取出し状態をロボットに装着したセンサを利用して計測する。ロボットによる取出しに失敗したと判断した場合は、パレット内にある対象物体の位置姿勢に基づき2次元画像上で一番近い位置の対象物体を相互作用のある対象物体として選択して把持指示する。このようにすることで、取出しに失敗した対象物体を積極的に動かすことができ、把持対象の候補を減らさずに効率的な作業を行うことができる。また、次の対象物体を把持することと、取出しに失敗した対象物体を動かすこととを同時に行うため、作業工程のタクトタイムを短くすることができる。
上記の「取出し状態」は、ロボットが対象物体を取出した状態、もしくは取出す状態を示すものであればどのようなものであってもよい。取出し状態の例としては、第1の実施形態、第2の実施形態の対象物体の把持が成功したか否かを示す情報であってもよいし、第3の実施形態、第4の実施形態の対象物体の把持が成功するか否かを示す情報であってもよい。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (13)
- 第1のセンサを用いて対象物体の集合を計測した結果から、1以上の対象物体の位置姿勢を求める計算手段と、
把持部を有するロボットを制御して、前記1以上の対象物体のうち1つの対象物体を把持対象物体として前記把持部に把持させる制御手段と、
前記把持部が把持している対象物体を計測するための第2のセンサが前記制御後に行った計測の結果から、前記把持部が把持対象物体の把持に成功しているか否かを判断する判断手段と、
前記把持部が前記把持対象物体の把持に失敗している場合、前記1以上の対象物体のうち前記把持対象物体に対して相互作用のある1つを選択する選択手段とを備え、
前記制御手段は、前記選択手段が選択した対象物体を前記把持部に把持させるように前記ロボットを制御する
ことを特徴とする情報処理装置。 - 前記計算手段は、
前記第1のセンサが撮影した前記集合の撮影画像を取得し、該撮影画像を用いて、前記1以上の対象物体の位置姿勢を求めることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記判断手段は、
前記第2のセンサが撮影した撮影画像を取得し、該撮影画像を用いて、前記把持対象物体の位置姿勢を求めるための計算処理を行い、
該計算処理が失敗した場合には、前記把持部が把持対象物体の把持に失敗したと判断する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の情報処理装置。 - 前記選択手段は、
前記1以上の対象物体のうちこれまでに未選択の対象物体であって前記把持対象物体に最も近い位置の対象物体を選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記選択手段は、
前記1以上の対象物体のうちこれまでに未選択の対象物体であって前記把持対象物体と重なっている対象物体を選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記選択手段は、
前記1以上の対象物体のうちこれまでに未選択の対象物体であって前記第1のセンサからの距離が前記把持対象物体よりも遠い対象物体を選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記選択手段は、
前記1以上の対象物体のうちこれまでに未選択の対象物体であって前記把持対象物体と近接している対象物体を選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 更に、
前記ロボットと、
前記第1のセンサと、
前記第2のセンサと
を備えることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の情報処理装置。 - センサを用いて対象物体の集合を計測した結果から、1以上の対象物体の位置姿勢を求める計算手段と、
前記1以上の対象物体のうちの1つの対象物体について前記計算手段が求めた結果に基づいて、ロボットが有する把持部が該1つの対象物体の把持に成功するか否かを予測する予測手段と、
前記予測手段が失敗すると予測した場合には、前記1以上の対象物体のうち前記1つの対象物体に対して相互作用のある1つを選択する選択手段と、
前記ロボットを制御して、前記選択手段が選択した1つの対象物体を前記把持部に把持させる制御手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 更に、
前記ロボットと、
前記センサと
を備えることを特徴とする請求項9に記載の情報処理装置。 - 情報処理装置が行う情報処理方法であって、
前記情報処理装置の計算手段が、第1のセンサを用いて対象物体の集合を計測した結果から、1以上の対象物体の位置姿勢を求める計算工程と、
前記情報処理装置の制御手段が、把持部を有するロボットを制御して、前記1以上の対象物体のうち1つの対象物体を把持対象物体として前記把持部に把持させる制御工程と、
前記情報処理装置の判断手段が、前記把持部が把持している対象物体を計測するための第2のセンサが前記制御後に行った計測の結果から、前記把持部が把持対象物体の把持に成功しているか否かを判断する判断工程と、
前記情報処理装置の選択手段が、前記把持部が前記把持対象物体の把持に失敗している場合、前記1以上の対象物体のうち前記把持対象物体に対して相互作用のある1つを選択する選択工程とを備え、
前記制御工程では、前記選択工程で選択した対象物体を前記把持部に把持させるように前記ロボットを制御する
ことを特徴とする情報処理方法。 - 情報処理装置が行う情報処理方法であって、
前記情報処理装置の計算手段が、センサを用いて対象物体の集合を計測した結果から、1以上の対象物体の位置姿勢を求める計算工程と、
前記情報処理装置の予測手段が、前記1以上の対象物体のうちの1つの対象物体について前記計算工程で求めた結果に基づいて、ロボットが有する把持部が該1つの対象物体の把持に成功するか否かを予測する予測工程と、
前記情報処理装置の選択手段が、前記予測工程で失敗すると予測した場合には、前記1以上の対象物体のうち前記1つの対象物体に対して相互作用のある1つを選択する選択工程と、
前記情報処理装置の制御手段が、前記ロボットを制御して、前記選択工程で選択した1つの対象物体を前記把持部に把持させる制御工程と
を備えることを特徴とする情報処理方法。 - コンピュータを、請求項1乃至10の何れか1項に記載の情報処理装置の各手段として機能させるためのコンピュータプログラム。
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