[發(fā)明專利]機(jī)器人裝置及其控制方法、計(jì)算機(jī)程序以及機(jī)器人系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210249837.0
• 申請(qǐng)日: 2012-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN102896630A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 清水悟;河本獻(xiàn)太;巖井嘉昭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;B25J13/00;B25J13/08
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;陳煒

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書中公開的技術(shù)涉及一種進(jìn)行工作以自動(dòng)地為用戶布置舒適的環(huán)境的機(jī)器人裝置及其控制方法、一種計(jì)算機(jī)程序以及一種機(jī)器人系統(tǒng)，更具體地，涉及一種自動(dòng)地布置頻繁使用的物體的放置位置和姿態(tài)使得用戶能夠無困難地使用這些物體的機(jī)器人裝置及其控制方法、一種計(jì)算機(jī)程序以及一種機(jī)器人系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

近來，已實(shí)現(xiàn)了用于執(zhí)行各種任務(wù)的機(jī)器人裝置。然而，許多機(jī)器人裝置難于根據(jù)其操作內(nèi)容或周圍環(huán)境以最優(yōu)姿態(tài)操作用作操作目標(biāo)的物體。?

頻繁使用的物體通常放置在親自確定的位置，使得殘疾人、殘障人或者喪失能力的老年人能夠無困難地使用這些物體。由于這些物體的放置位置和姿態(tài)對(duì)于這些用戶而言極為重要，因此需要能夠自動(dòng)地為用戶布置舒適的環(huán)境的機(jī)器人裝置。?

此外，在將機(jī)器人握持的物體轉(zhuǎn)交給用戶時(shí)，需要能夠以其中用戶能夠容易地握持或使用物體的姿態(tài)將物體轉(zhuǎn)交給用戶的機(jī)器人。?

例如，已提出一種用于保管日用品并且根據(jù)來自用戶的指令或者自動(dòng)地將日用品放到空的空間中的整理機(jī)器人（例如，參見日本專利申請(qǐng)公開第2007-152443號(hào)）。然而，該整理機(jī)器人在將物體放到空的空間中時(shí)沒有考慮物體的最優(yōu)位置或姿態(tài)。?

此外，已提出一種用于基于相機(jī)拍攝的圖像生成環(huán)境地圖的信息處理設(shè)備（例如，參見日本專利申請(qǐng)公開第2008-304268號(hào)）。該信息處理設(shè)備使用本體圖來限制待識(shí)別的目標(biāo)物體的搜索區(qū)域（例如，用戶的臉很可能在沙發(fā)上方或者在電視機(jī)（TV）前方）。該信息處理設(shè)備可以應(yīng)用于諸如配備有相機(jī)的機(jī)器人的代理（可移動(dòng)體）。然而，未考慮目標(biāo)物體的姿態(tài)。?

此外，已提出一種物品管理系統(tǒng)，其具有目標(biāo)物體的形狀數(shù)據(jù)庫，基于數(shù)據(jù)庫的信息確定在抓握/搬送目標(biāo)物體之后的安裝等時(shí)的姿態(tài)，并且使得機(jī)器人能夠移動(dòng)或搬送目標(biāo)物體（例如，日本專利第373854號(hào)）。然而，物品管理系統(tǒng)僅抓握、搬送和安裝物體。未考慮自動(dòng)地為用戶布置舒適的環(huán)境以及與用戶交換物體的處理。此外，未考慮在復(fù)雜環(huán)境中的物體的正確姿態(tài)。?

發(fā)明內(nèi)容

期望提供一種出色的機(jī)器人裝置及其控制方法，一種計(jì)算機(jī)程序以及一種機(jī)器人系統(tǒng)，它們能夠自動(dòng)地布置頻繁使用的物體的放置位置和姿態(tài)，使得用戶能夠無困難地使用這些物體。?

再者，期望提供一種出色的機(jī)器人裝置及其控制方法，一種計(jì)算機(jī)程序以及一種機(jī)器人系統(tǒng)，它們以其中用戶能夠容易地使用物體的姿態(tài)使機(jī)器人握持的物體能夠由用戶容易地握持或者轉(zhuǎn)交給用戶。?

根據(jù)本技術(shù)的第一實(shí)施例，提供了一種機(jī)器人裝置，包括：?

環(huán)境地圖，包括周圍環(huán)境信息；?

圖像輸入單元，用于輸入周圍的圖像；?

目標(biāo)物體檢測(cè)單元，用于從圖像輸入單元的輸入圖像中檢測(cè)物體；?

物體位置檢測(cè)單元，用于檢測(cè)由目標(biāo)物體檢測(cè)單元檢測(cè)到的物體的位置；?

環(huán)境信息獲取單元，用于從環(huán)境地圖獲取由物體位置檢測(cè)單元檢測(cè)到的物體的位置的周圍環(huán)境信息；?

最優(yōu)姿態(tài)獲取單元，用于獲取關(guān)于由目標(biāo)物體檢測(cè)單元檢測(cè)到的物體的、與環(huán)境信息獲取單元獲取的周圍環(huán)境信息對(duì)應(yīng)的最優(yōu)姿態(tài)；?

物體姿態(tài)數(shù)據(jù)庫，用于保存關(guān)于每個(gè)環(huán)境的每個(gè)物體的最優(yōu)姿態(tài)；?

物體姿態(tài)檢測(cè)單元，用于從圖像輸入單元的輸入圖像中檢測(cè)物體的當(dāng)前姿態(tài)；?

物體姿態(tài)比較單元，用于將由物體姿態(tài)檢測(cè)單元檢測(cè)到的物體的當(dāng)前姿態(tài)與物體姿態(tài)數(shù)據(jù)庫中保存的物體的最優(yōu)姿態(tài)進(jìn)行比較；以及?

物體姿態(tài)校正單元，用于當(dāng)物體姿態(tài)比較單元確定在物體的當(dāng)前姿態(tài)?和最優(yōu)姿態(tài)之間存在預(yù)定的差別或更多差別時(shí)，校正物體的姿態(tài)。?

根據(jù)基于第一實(shí)施例的機(jī)器人裝置的本技術(shù)的第二實(shí)施例，機(jī)器人裝置進(jìn)一步包括：任務(wù)執(zhí)行單元，用于基于用戶的指令執(zhí)行任務(wù)。當(dāng)任務(wù)執(zhí)行單元未在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，物體姿態(tài)檢測(cè)單元對(duì)物體的當(dāng)前姿態(tài)的檢測(cè)、物體姿態(tài)比較單元進(jìn)行的與最優(yōu)姿態(tài)的比較、以及物體姿態(tài)校正單元進(jìn)行的物體的姿態(tài)校正，被配置成被自動(dòng)執(zhí)行。?

根據(jù)基于第一實(shí)施例的機(jī)器人裝置的本技術(shù)的第三實(shí)施例，機(jī)器人裝置進(jìn)一步包括：移動(dòng)單元，用于移動(dòng)機(jī)器人裝置的位置。物體姿態(tài)檢測(cè)單元被配置成在移動(dòng)單元移動(dòng)機(jī)器人裝置的當(dāng)前位置時(shí)檢測(cè)物體的當(dāng)前姿態(tài)。?

根據(jù)基于第一實(shí)施例的機(jī)器人裝置的本技術(shù)的第四實(shí)施例，最優(yōu)姿態(tài)獲取單元被配置成通過學(xué)習(xí)獲取每個(gè)物體的最優(yōu)姿態(tài)并且將所獲取的最優(yōu)姿態(tài)保存在物體姿態(tài)數(shù)據(jù)庫中。?