JP2018176334A5 - - Google Patents

Description

上記課題を解決するために、本発明の一側面である情報処理装置は、複数の物体を含む第１領域を撮像することにより得られる第１画像に基づいて、前記複数の物体の中から把持装置の把持対象の物体を決定する決定部と、前記第１領域の外側であって前記把持装置の一部が占有する領域を含む第２領域を撮像することにより得られる第２画像に基づいて、前記把持装置が前記把持対象の物体を把持する際に前記把持対象の物体以外の物体と前記把持装置とが干渉するか否かの判定を行う判定部と、を有する。

まず、図６（Ａ）を用いて、記憶部２０６に予め記憶したハンド座標系７２とワーク座標系１１との相対位置姿勢に基づいてハンドモデルを配置し、着目領域を特定する方法を説明する。図６（Ａ）は、ワーク１０を把持する際のハンドモデル７０とワーク１０との配置関係を示す図である。ロボットハンド３０によりワーク１０を把持する際のハンドモデル７０とワーク１０との配置関係を示す。本実施形態における着目領域は、把持対象ワーク１２の把持を行う際のロボットハンド３０の占有領域である。着目領域は、ロボットハンド３０の三次元形状を表すハンドモデル７０、および、把持を行う際のハンドモデル７０とワーク１０との相対関係を用いて着目領域を特定する。情報処理装置１は、予め、記憶部２０６にハンドモデルに設定された固有の座標系（ハンド座標系７２）とワーク座標系１１とのワーク１０を把持する際の相対位置および相対姿勢を記憶しておく。そして、図５（Ａ）に示すように、把持対象ワーク１２に対し、記憶している相対位置姿勢に基づいてハンドモデル７０を配置し、ハンドモデル７０が配置された領域をバラ積み空間における着目領域７１として特定する。

（ステップＳ１３００）
特定部２０３は、撮像画像の計測領域４１に対する着目領域７１の見切れの有無を判定する。図５（Ａ）を用いて詳細に説明する。計測領域４１内において、把持対象ワーク１２を把持するハンドモデル７０と周囲にある物体とで干渉は発生していない。しかし、計測領域４１外においてハンドモデル７０と干渉ワーク１３とで干渉が発生している。ただし、この干渉は、計測領域４１の外で起きているため、撮像した距離画像を用いた干渉判定では検出できない。干渉有無を正しく判定するには、ハンドモデル７０のうち、計測領域４１に含まれていない部位を含む新たな画像を撮像し取得する必要がある。

制御部２０４は、図５（Ｂ）に示すように、ハンドのアプローチ方向すなわちハンド座標系７２のＺ軸と、撮像装置４０の光軸４２とが一致するように、制御部２０４は第２の位置姿勢を決定する。このとき、撮像画像面にハンドモデル７０を投影した時に画像領域内に収まるよう、撮像画像のＸ軸／Ｙ軸における短手／長手方向と、ハンド座標系７２のＸ軸／Ｙにおける短手／長手方向とが互いに一致するような姿勢が望ましい。例えば、撮像装置４０の光軸４２回りの姿勢は、撮像装置４０の座標系のＸ軸とハンド座標系７２のＸ軸とが一致するように第２の位置姿勢を決定する。また、撮像装置４０の光軸４２方向の位置については、たとえば、ハンドモデルが撮像装置４０における距離計測可能な奥行き範囲の中央に位置するように設定する。あるいは、距離計測可能な奥行き範囲の最遠面と、ハンドモデル７０のＺ軸方向最遠面とが一致するようにしてもよい。なお、第２の位置姿勢の決定に関して、ロボットハンド３０のアプローチ方向と撮像装置４０の光軸４２とを一致させた後の光軸まわりの姿勢および光軸方向の位置は、他の方法で決定してもよい。計測領域４１が、撮像されていない着目領域７１を十分含むように決定できればいかなる方法でもかまわない。

（第５実施形態）
第１実施形態では、位置姿勢を任意に制御可能な垂直多関節ロボットであるロボットアーム３１の先端のロボットハンド３０に撮像装置４０を取り付けて、バラ積みピッキングの干渉判定を行う方法について述べた。本実施形態では、ＸＹＺ方向の位置のみ制御可能な３軸スライダーに撮像装置４０を取り付けてバラ積みピッキングの干渉判定を行う方法について述べる。３軸スライダーに取り付けられた撮像装置４０は、スライダーにより３自由度の並進移動が可能である。ここでは、スライダーの制御可能な３方向とパレットの縦横高さ方向とが一致し、かつ、スライダーの制御可能な３方向と、撮像装置座標系の各軸の方向が一致するように撮像装置４０を取り付けるものとする。しかし、これに限られるものではなく、スライダーの設置方法および撮像装置４０の取り付け方は任意の方法でよい。

Claims (13)

1. 複数の物体を含む第１領域を撮像することにより得られる第１画像に基づいて、前記複数の物体の中から把持装置の把持対象の物体を決定する決定部と、
   前記第１領域の外側であって前記把持装置の一部が占有する領域を含む第２領域を撮像することにより得られる第２画像に基づいて、前記把持装置が前記把持対象の物体を把持する際に前記把持対象の物体以外の物体と前記把持装置とが干渉するか否かの判定を行う判定部と、を有することを特徴とする情報処理装置。
2. 前記第２領域を特定する特定部を有することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記第２領域に基づいて撮像装置による撮像範囲を変更する変更部を有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。
4. 前記判定部は、前記第１画像と前記第２画像に基づいて、前記把持対象の物体以外の物体と前記把持対象の物体を把持する前記把持装置とが干渉するか否かの判定を行うことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の情報処理装置。
5. 前記特定部は、前記把持対象の物体を把持する際に前記把持装置が占有する領域、または、前記把持対象の物体を把持する際の動作軌跡において前記把持装置が占有する領域を、前記第２領域として設定することを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
6. 前記把持装置の三次元形状モデルと、前記把持対象の物体を把持する際の前記把持対象の物体と前記把持装置の相対位置および相対姿勢を記憶する記憶部をさらに有し、
   前記特定部は、前記決定部が決定した前記把持対象の物体に対して、前記相対位置および相対姿勢に基づいて前記把持装置の三次元形状モデルを配置して、前記第２領域を特定することを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
7. 前記物体に対する前記物体を把持する際の前記把持装置の位置および姿勢を記憶する記憶部をさらに有し、
   前記特定部は、前記決定部が決定した前記把持対象の物体に対して、前記記憶部が記憶した前記把持装置の位置および姿勢に基づいて、前記第２領域を特定することを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
8. 前記特定部は、前記第１画像に、前記把持対象の物体を把持する際の前記把持装置が占有する領域を投影し、前記第２領域を特定することを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
9. 前記撮像装置の位置または姿勢を変更することによって、前記撮像範囲を変更することを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
10. 物体の位置および姿勢を計測する計測装置であって、
    物体を撮像する撮像装置と、
    請求項１乃至９のいずれか１項に記載の情報処理装置と、を備え、
    前記情報処理装置は、前記撮像装置が撮像した画像に基づいて、前記把持対象の物体の位置および姿勢を計測する計測部を有することを特徴とする計測装置。
11. 請求項１０に記載の計測装置と、
    前記物体を把持して移動させる把持装置と、を備え、
    前記計測装置は、前記判定部により前記干渉がないと判定された場合に、前記把持装置に前記把持対象の物体の位置および姿勢を出力し、
    前記把持装置は、前記出力された前記把持対象の物体の位置および姿勢に基づいて、前記把持対象の物体を把持する、ことを特徴とするシステム。
12. 物体を把持する際の干渉を判定する干渉判定方法であって、
    複数の物体を含む第１領域を撮像することにより得られる第１画像に基づいて、前記複数の物体の中から把持装置の把持対象の物体を決定する工程と、
    前記第１領域の外側であって前記把持装置の一部が占有する領域を含む第２領域を撮像することにより得られる第２画像に基づいて、前記把持装置が前記把持対象の物体を把持する際に前記把持対象の物体以外の物体と前記把持装置とが干渉するか否かの判定を行う工程と、
    を有することを特徴とする干渉判定方法。
13. 請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の情報処理装置を用いて、前記物体を把持する際の干渉を判定する工程と、前記把持対象の物体の計測を行う工程と、該計測の結果に基づいて前記把持対象の物体を処理する工程と、を含むことを特徴とする物品の製造方法。