JP2016144841A - 3次元センサを備えた搬送ロボットシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本願の2番目の発明によれば、1番目の発明に係るロボットシステムが、前記把持装置によって把持されている前記搬送対象物の3次元情報を、前記3次元センサによって第三の3次元情報として取得する第三の3次元情報取得部をさらに備えており、前記形状情報取得部が、前記第一の3次元情報、前記第二の3次元情報及び前記第三の3次元情報に基づいて、前記搬送対象物の3次元形状情報を取得するように構成される。
本願の3番目の発明によれば、1番目又は2番目の発明に係るロボットシステムにおいて、少なくとも1つの前記対象物を搬送した後において、前記第一の3次元情報取得部が、以前の搬送工程を実行する際に取得された前記第二の3次元情報を前記第一の3次元情報として取得するように構成される。
本願の4番目の発明によれば、1番目から3番目のいずれかの発明に係るロボットシステムにおいて、前記3次元センサが、前記ロボットとは別個の架台に取付けられている。
本願の5番目の発明によれば、1番目から3番目のいずれかの発明に係るロボットシステムにおいて、前記3次元センサが、前記ロボットのアーム先端部に取付けられている。
本願の6番目の発明によれば、積重ねられた複数の対象物を順次搬送して載置部に載置するロボットシステムであって、前記複数の対象物の3次元情報を取得する3次元センサと、前記複数の対象物のうちの少なくとも1つを把持する把持装置を備えるロボットと、積重ねられた前記複数の対象物の3次元情報を、前記3次元センサによって第一の3次元情報として取得する第一の3次元情報取得部と、前記第一の3次元情報に基づいて、前記複数の対象物のうち、搬送されるべき搬送対象物を特定するとともに、該搬送対象物の位置を取得する対象物位置取得部と、前記把持装置によって把持されている前記搬送対象物の3次元情報を、前記3次元センサによって第三の3次元情報として取得する第三の3次元情報取得部と、前記第一の3次元情報及び前記第三の3次元情報に基づいて、前記第一の3次元情報を取得する際に前記3次元センサの死角に位置する部位を含む前記搬送対象物の3次元形状情報を取得する形状情報取得部と、前記形状情報取得部によって取得される前記搬送対象物の3次元形状情報に基づいて、前記搬送対象物を前記載置部に載置するときに、前記載置部に接触するようになる前記搬送対象物の接触部から前記把持装置又は前記ロボットの基準点までの距離と、前記搬送対象物を前記載置部に安定的に載置できるようになる前記搬送対象物の安定姿勢と、の少なくとも一方を取得する載置情報取得部と、前記接触部から前記基準点までの距離と前記安定姿勢との少なくとも一方に基づいて、前記搬送対象物を前記載置部に載置するときの前記ロボットの位置及び姿勢を計算する位置姿勢計算部と、を備えるロボットシステムが提供される。
本願の7番目の発明によれば、6番目の発明に係るロボットシステムにおいて、前記第三の3次元情報を取得する際の前記ロボットの位置及び姿勢の少なくとも一方が、前記搬送対象物を前記把持装置によって把持したときとは異なる。
図5A、図5B及び図6を参照して、第一実施例について説明する。本実施例において、対象物50は直方体形状を有している。前述したように、図5A及び図5Bに示される3次元情報X1、X2は、多数の3次元点の集合の位置情報から構成される。第一の3次元情報X1と第二の3次元情報X2とを比較することによって、搬送対象物51の3次元形状情報が求められる。
図7A、図7B、図8及び図9を参照して、第二実施例について説明する。本実施例は、載置工程において、搬送対象物51を安定的に載置するための安定姿勢を取得する必要がある場合に対応する。図7Aに示されるように、対象物50が錐台形状を有する場合、積重ねられた搬送対象物51の底部の面積が非常に小さい。そのため、搬送対象物51を載置部52に安定的に載置するためには、搬送対象物51の安定姿勢を搬送工程において取得する必要がある。そこで、本実施例では、把持装置33の基準点Oから搬送対象物51の接触部までの距離に加えて、搬送対象物51の安定姿勢を取得する。
図10〜図15を参照して、第三実施例について説明する。本実施例において、対象物50は、図11に示されるように円柱形状を概ね有している。
なお、H2-1は、H2の逆行列である。
図16〜図21を参照して、第四実施例について説明する。本実施例においては、搬送対象物51の安定姿勢を求めるために、複数の方向から搬送対象物51の第三の3次元情報を取得する。例えば、図16に示されるように、正六角柱の対象物50に凹部50aが形成されている場合、凹部50aに隣接する第一の面50bを載置部52に向けて対象物50を載置すると、対象物50の姿勢が不安定になって倒れる虞がある。この場合、対象物50の安定姿勢は、凹部50aとは反対側の第二の面50cを載置部52に向けた姿勢である。このような安定姿勢を求めるには、複数の方向から対象物50の3次元情報を取得する必要がある。
(1)積重ねられた対象物の3次元形状及び寸法が未知である場合、又は対象物の個体差が大きい場合であっても、搬送工程を適切に実行できる。それにより、農産物、木材、鉱物などの一定の形状を有しない対象物の搬送工程も容易に実行できる。
12 第一の3次元情報取得部
14 対象物位置取得部
16 第二の3次元情報取得部
18 形状情報取得部
20 載置情報取得部
22 位置姿勢計算部
24 第三の3次元情報取得部
30 ロボット
31 アーム
32 手首
33 把持装置
40 3次元センサ
41 架台
50 対象物
51 搬送対象物
60 ロボット制御装置
X1 第一の3次元情報
X2 第二の3次元情報
X3 第三の3次元情報
Y 抽出点集合
Claims (7)
- 積重ねられた複数の対象物を順次搬送して載置部に載置するロボットシステムであって、
前記複数の対象物の3次元情報を取得する3次元センサと、
前記複数の対象物のうちの少なくとも1つを把持する把持装置を備えるロボットと、
積重ねられた前記複数の対象物の3次元情報を、前記3次元センサによって第一の3次元情報として取得する第一の3次元情報取得部と、
前記第一の3次元情報に基づいて、前記複数の対象物のうち、搬送されるべき搬送対象物を特定するとともに、該搬送対象物の位置を取得する対象物位置取得部と、
前記搬送対象物を前記把持装置によって把持するとともに前記ロボットによって残りの対象物から離れて移動させた後、前記残りの対象物の3次元情報を、前記3次元センサによって第二の3次元情報として取得する第二の3次元情報取得部と、
前記第一の3次元情報及び前記第二の3次元情報に基づいて、前記第一の3次元情報を取得する際に前記3次元センサの死角に位置する部位を含む前記搬送対象物の3次元形状情報を取得する形状情報取得部と、
前記形状情報取得部によって取得される前記搬送対象物の3次元形状情報に基づいて、前記搬送対象物を前記載置部に載置するときに、前記載置部に接触するようになる前記搬送対象物の接触部から前記把持装置又は前記ロボットの基準点までの距離と、前記搬送対象物を前記載置部に安定的に載置できるようになる前記搬送対象物の安定姿勢と、の少なくとも一方を取得する載置情報取得部と、
前記接触部から前記基準点までの距離と前記安定姿勢との少なくとも一方に基づいて、前記搬送対象物を前記載置部に載置するときの前記ロボットの位置及び姿勢を計算する位置姿勢計算部と、を備えるロボットシステム。 - 前記把持装置によって把持されている前記搬送対象物の3次元情報を、前記3次元センサによって第三の3次元情報として取得する第三の3次元情報取得部をさらに備えており、
前記形状情報取得部が、前記第一の3次元情報、前記第二の3次元情報及び前記第三の3次元情報に基づいて、前記搬送対象物の3次元形状情報を取得するように構成される、請求項1に記載のロボットシステム。 - 少なくとも1つの前記対象物を搬送した後において、前記第一の3次元情報取得部が、以前の搬送工程を実行する際に取得された前記第二の3次元情報を前記第一の3次元情報として取得するように構成される、請求項1又は2に記載のロボットシステム。
- 前記3次元センサが、前記ロボットとは別個の架台に取付けられている、請求項1から3のいずれか1項に記載のロボットシステム。
- 前記3次元センサが、前記ロボットのアーム先端部に取付けられている、請求項1から3のいずれか1項に記載のロボットシステム。
- 積重ねられた複数の対象物を順次搬送して載置部に載置するロボットシステムであって、
前記複数の対象物の3次元情報を取得する3次元センサと、
前記複数の対象物のうちの少なくとも1つを把持する把持装置を備えるロボットと、
積重ねられた前記複数の対象物の3次元情報を、前記3次元センサによって第一の3次元情報として取得する第一の3次元情報取得部と、
前記第一の3次元情報に基づいて、前記複数の対象物のうち、搬送されるべき搬送対象物を特定するとともに、該搬送対象物の位置を取得する対象物位置取得部と、
前記把持装置によって把持されている前記搬送対象物の3次元情報を、前記3次元センサによって第三の3次元情報として取得する第三の3次元情報取得部と、
前記第一の3次元情報及び前記第三の3次元情報に基づいて、前記第一の3次元情報を取得する際に前記3次元センサの死角に位置する部位を含む前記搬送対象物の3次元形状情報を取得する形状情報取得部と、
前記形状情報取得部によって取得される前記搬送対象物の3次元形状情報に基づいて、前記搬送対象物を前記載置部に載置するときに、前記載置部に接触するようになる前記搬送対象物の接触部から前記把持装置又は前記ロボットの基準点までの距離と、前記搬送対象物を前記載置部に安定的に載置できるようになる前記搬送対象物の安定姿勢と、の少なくとも一方を取得する載置情報取得部と、
前記接触部から前記基準点までの距離と前記安定姿勢との少なくとも一方に基づいて、前記搬送対象物を前記載置部に載置するときの前記ロボットの位置及び姿勢を計算する位置姿勢計算部と、を備えるロボットシステム。 - 前記第三の3次元情報を取得する際の前記ロボットの位置及び姿勢の少なくとも一方が、前記搬送対象物を前記把持装置によって把持したときとは異なる、請求項6に記載のロボットシステム。
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