[發明專利]輪廓線測量裝置以及機器人系統

有效

• 申請號: 201510599190.8
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN105444691B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 并木勇太;藁科文和
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G06T7/13
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 范勝杰,文志

技術領域

本發明涉及使用立體照相機測量對象物的三維輪廓線形狀的輪廓線測量裝置以及機器人系統。

背景技術

為了使用工業機器人對工件進行各種作業，需要掌握工件的三維輪廓線形狀。在工件沒有個體差異的情況下，能夠從設計數據得到工件的輪廓形狀的信息。但是，例如在工件是鑄件的情況下，針對每個鑄模工件存在個體差異，因此需要測量各個工件的輪廓線形狀。

關于這點，目前已知一種裝置，通過使用了2臺照相機的立體方法，得到工件的正確的三維輪廓線信息(例如日本特開2012-202732號公報以及日本特開2013-130508號公報)。在日本特開2012-202732號公報以及日本特開2013-130508號公報所記載的裝置中，通過2臺照相機從不同的位置拍攝工件，從如此得到的一對圖像中分別抽出邊緣線(輪廓線的圖像)。并且，求出從相同的極面得到的極線和各個圖像上的邊緣線的交點。并且，使各圖像上的交點相互對應，使用這些對應點求出工件的輪廓線上的三維點的位置。

不過，在這些專利文獻所記載的裝置中，在存在多個與極線相交的邊緣線的情況下，各圖像上的交點不是1對1對應，從而難以求出對應點。

發明內容

本發明的一個方式的輪廓線測量裝置具備第一照相機和第二照相機，其拍攝對象物分別取得第一對象物圖像和第二對象物圖像。輪廓線測量裝置具備：極面生成部，其根據第一照相機和第二照相機的位置姿勢，生成與對象物交叉的多個極面；極線計算部，其計算將多個極面投影到第一照相機的拍攝面上的多個第一極線和投影到第二照相機的拍攝面上的多個第二極線。輪廓線測量裝置具備：基準輪廓線設定部，其設定對象物的三維的基準輪廓線；基準輪廓線圖像計算部，其分別計算將基準輪廓線投影到第一照相機的拍攝面和第二照相機的拍攝面上的第一基準輪廓線圖像和第二基準輪廓線圖像。輪廓線測量裝置具備邊緣線抽出部，其在第一基準輪廓線圖像的附近設定第一圖像處理區域，從第一圖像處理區域內的第一對象物圖像抽出對象物的輪廓線的圖像即第一邊緣線，另一方面，在第二基準輪廓線圖像的附近設定第二圖像處理區域，從第二圖像處理區域內的第二對象物圖像中抽出對象物的輪廓線的圖像即第二邊緣線。輪廓線測量裝置具備：邊緣點生成部，其分別生成第一邊緣線和多個第一極線的交點即多個第一邊緣點以及第二邊緣線和多個第二極線的交點即多個第二邊緣點；對應點選擇部，其從多個第一邊緣點和多個第二邊緣點中選擇一對邊緣點，該一對邊緣點由使用相互相同的極面生成的，并且與基準輪廓線的相互相同部位對應的第一邊緣點和第二邊緣點組成。輪廓線測量裝置具備三維點計算部，其根據經過一對邊緣點的第一照相機的視線和第二照相機的視線，計算對象物的輪廓線上的三維點。

另外，本發明的另一方式的輪廓線測量裝置具備第一照相機和第二照相機，其拍攝對象物分別取得第一對象物圖像和第二對象物圖像。輪廓線測量裝置具備：基準輪廓線設定部，其設定對象物的三維的基準輪廓線；基準輪廓線圖像計算部，其分別計算將基準輪廓線分別投影到第一照相機的拍攝面和第二照相機的拍攝面上的第一基準輪廓線圖像和第二基準輪廓線圖像。輪廓線測量裝置具備邊緣線抽出部，其在第一基準輪廓線圖像的附近設定第一圖像處理區域，從該第一圖像處理區域內的第一對象物圖像中抽出對象物的輪廓線的圖像即第一邊緣線，另一方面，在第二基準輪廓線圖像的附近設定第二圖像處理區域，從該第二圖像處理區域內的第二對象物圖像中抽出對象物的輪廓線的圖像即第二邊緣線。輪廓線測量裝置具備：第一邊緣點生成部，其在第一邊緣線上生成多個第一邊緣點；極面生成部，其根據第一照相機和第二照相機的位置姿勢，生成分別經過多個第一邊緣點的多個極面；極線計算部，其計算將多個極面投影到第二照相機的拍攝面上的多個極線。輪廓線測量裝置具備：第二邊緣點生成部，其生成多個極線和第二邊緣線的交點即多個第二邊緣點；對應點選擇部，其從多個第一邊緣點和多個第二邊緣點中選擇一對邊緣點，該一對邊緣點由第一邊緣點和從該第一邊緣點求出的第二邊緣點組成，并且與基準輪廓線的相互相同部位對應。輪廓線測量裝置具備三維點計算部，其根據經過一對邊緣點的第一照相機的視線和第二照相機的視線，計算對象物的輪廓線上的三維點。

并且，本發明的另一方式為機器人系統，其具備：機器人；控制該機器人的機器人控制裝置；以及上述的輪廓線測量裝置，在機器人的機械臂前端部安裝構成輪廓線測量裝置的第一照相機和第二照相機，或者通過機器人的機械臂前端部抓持由第一照相機和第二照相機拍攝的對象物。

附圖說明

通過對與附圖相關聯的以下的實施方式進行說明，本發明的目的、特征以及優點更加明確。在該附圖中：