[發明專利]用機器人取出散裝物品的裝置和方法

有效

• 申請號: 201410608765.3
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104608126A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 后藤健文
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;李家浩

技術領域

本發明涉及一種使用具有把持部的機器人取出散裝在三維空間中的物品的物品取出裝置和物品取出方法。

背景技術

作為這種裝置，目前已知以下的裝置，即針對用三維測定機測定散裝的物品所得到的三維點集合，使用三維匹配處理識別物品的位置。例如在日本特開2011-179909號公報(JP2011-179909A)中記載了該裝置。另外，還已知以下的裝置，即用三維測定機測定散裝的物品，抽出通過把持部能夠把持的區域。例如在日本特開2011-093058號公報(JP2011-093058A)中記載了該裝置。

在日本JP2011-179909A記載的裝置中，事先根據CAD模型等取得物品的三維模型圖案，另一方面用三維測定機測定三維空間中的物品的表面，取得三維點集合(距離圖像)，將三維點集合分割為由從三維點集合抽出的邊沿包圍住的部分區域。另外，首先將部分區域的一個設定為物品區域，重復進行對該物品區域的三維模型圖案的匹配處理、向物品區域追加其他部分區域的更新處理的2個處理，由此測量物品的位置和姿勢。

在日本JP2011-093058A記載的裝置中，預先存儲由通過把持機構確定的把持機構區域、根據把持機構所把持的對象物的把持部分來確定的把持部分區域而構成的把持區域，在大小與把持區域相等的區域、即大小與把持部分區域相等的區域整體中存在物體，但抽出在大小與把持機構區域相等的區域中不存在物體的區域作為可把持區域。

但是，JP2011-179909A記載的裝置需要預先對物品的每一個品種生成三維模型圖案，要花費時間。特別在物品有多個品種的情況下，需要生成品種數量的模型圖案，需要很大的時間。另外，在不定形的物品的情況下，起初就無法生成模型圖案而無法應用。進而，在將把持部移動到根據物品的位置姿勢確定的取出位置時，把持部有可能與其他物品沖撞。

另外，日本JP2011-093058A記載的裝置需要預先設定物品的把持部分區域。進而，根據物品的形狀和姿勢，有時不會把持部分區域在三維測定機側露出，在該情況下，難以取出物品。

發明內容

作為本發明的一個形式的物品取出裝置具備：機器人，其具有能夠開閉的把持部；三維測定機，其測定散裝在三維空間中的多個物品的表面位置，取得多個三維點的位置信息；把持部模型設定部，其設定包含處于開放狀態的把持部的實體部分的區域即實體區域、實體區域的內側的把持區域的把持部模型；位置姿勢候選設定部，其設定1個以上的位置姿勢候選作為把持部的位置和姿勢的候選；把持可能性計算部，其根據通過三維測定機取得的位置信息和在把持部模型設定部中設定的把持部模型，假設將把持部配置為通過位置姿勢候選設定部設定的各個位置姿勢候選而通過各位置姿勢候選計算把持部對物品的把持成功可能性；位置姿勢設定部，其根據通過把持可能性計算部計算出的把持成功可能性，從通過位置姿勢候選設定部設定的位置姿勢候選中選擇1個以上的位置姿勢候選，設定為把持部位置姿勢；機器人控制部，其控制機器人使得把持部向通過位置姿勢設定部設定的把持部位置姿勢移動而取出物品。

另外，本發明的另一個形式是，一種使用具有可開閉的把持部的機器人取出散裝在三維空間中的物品的物品取出方法，其特征在于，用三維測定機測定多個物品的表面位置，取得多個三維點的位置信息，設定包含位于開放狀態的把持部的實體部分的區域即實體區域、實體區域的內側的把持區域的把持部模型，設定1個以上的位置姿勢候選作為把持部的位置和姿勢的候選，根據通過三維測定機取得的位置信息和把持部模型，假設將上述把持部配置為各個上述位置姿勢候選而通過各位置姿勢候選計算上述把持部對物品的把持成功可能性，根據把持成功可能性，從位置姿勢候選中選擇1個以上的位置姿勢候選，設定為把持部位置姿勢，控制機器人使得把持部向所設定的把持部位置姿勢移動而取出物品。

附圖說明

根據與附圖關聯的以下的實施方式的說明來進一步了解本發明的目的、特征以及優點。

圖1是表示本發明的一個實施方式的物品取出裝置的概要結構的圖。

圖2是表示圖1的抓取器的概要結構的立體圖。

圖3A是示意地表示圖1的抓取器的動作的圖。

圖3B是示意地表示圖3A中的動作的后續動作的圖。

圖4是表示通過圖1的機器人控制裝置執行的處理的一個例子的流程圖。

圖5是表示通過圖1的三維測定機取得的三維點集合的一個例子的圖。

圖6是說明把持成功可能性的計算公式的圖。