[發明專利]測量系統、測量裝置、測量方法以及測量程序

在審

• 申請號: 202180073083.5
• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN116419829A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 付星斗
• 申請（專利權）人: 歐姆龍株式會社
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 趙雨桐

本發明提供能夠縮短測量對象物的3D數據所需的時間的測量系統等。測量系統具備：3D傳感器，搭載于機器人，且測量表示對象物的表面各點的三維坐標的3D數據；位移檢測裝置，檢測機器人的各關節的位移；驅動裝置，驅動機器人的各關節；傳感器控制部，以在一個或多個測量點測量對象物的3D數據的方式控制3D傳感器；合成部，將在通過機器人對對象物進行第一操作之前測量出的對象物的3D數據、與在通過機器人對對象物進行了第一操作之后在一個或多個測量點測量出的對象物的3D數據進行3D合成；以及機器人控制部，根據由通過3D合成而得到的3D數據表示的對象物的表面各點的三維坐標，向驅動裝置輸出控制機器人的第二操作的驅動指令。

技術領域

本發明涉及測量系統、測量裝置、測量方法以及測量程序。

背景技術

在工廠自動化的領域中，例如進行如下圖像處理，該圖像處理用于使用距離傳感器測量表示工件的表面各點的三維坐標的點群(點云)，并根據通過測量而得到的點群識別或檢查工件。

這種圖像處理中使用的距離傳感器被稱為機器人視覺，其測量方式有各種方式。例如，有從固定的測量點測量工件的點群的方式、在使測量點移動的同時測量工件的點群的方式、針對一個工件從一個測量點測量點群的方式、以及針對一個工件從多個不同的測量點測量多個點群的方式等。

在從固定的測量點測量工件的點群的方式、或者針對一個工件測量一個點群的方式中，由于根據工件的不同而其形狀復雜、或者受到來自被鏡面加工的工件的反射面的反射的影響，有時無法以充分的精度識別工件。相對于此，通過從多個不同的測量點分別測量工件的點群，能夠測量工件的外觀不同的多個不同的點群，與從固定的測量點測量工件的點群的方式、或者針對一個工件測量一個點群的方式相比，能夠以更高的精度識別工件。

作為這種圖像處理，例如已知有如非專利文獻1中記載那樣的基于模型的算法。該算法使用記述了多個點的位置或法線的關系的被稱為PPF(Point?Pair?Feature：點對特征)的特征量，能夠應用于物體的位置及姿勢的推測處理、或者物體的點群的配準處理。該特征量是在從物體的點群中選擇兩點(點對)的組合中算出的四維特征量。四維分別是兩點間的距離、連結兩點的線段與其各點的法線方向所成的角度、兩點的法線間的角度。在散列表中以其特征量為關鍵字存儲兩點的點編號。在匹配處理中，通過在從散列表檢索到對應點之后，求出點對間的剛體變形參數，由此識別物體。在匹配處理之后，計算相鄰測量點間的距離傳感器的旋轉量及移動量，并根據該計算結果進行在該相鄰測量點測量出的兩個點群的配準。

非專利文獻2中記載了基于模型的其他算法。該算法根據使用距離圖像傳感器測量出的距離圖像傳感器周邊的距離圖像來推測距離圖像傳感器的位置及姿勢。在該算法中，計算相鄰測量點間的距離圖像傳感器的旋轉量及移動量，并根據該計算結果進行在該相鄰測量點測量出的兩個距離圖像的配準。

使用非專利文獻1、2中記載的算法的配準是作為精配準(Fine?Registration)的預處理而進行的粗配準(Coarse?Registration)。

在非專利文獻3中，作為用于使物體的多個點群間的對應點彼此的距離最小化的算法，記載了使用ICP(Iterative?Closest?Point：迭代最近點)。ICP相對于構成一個點群的各點而搜索另一個點群中的最接近點，并將其設為臨時的對應點。推測使這樣的對應點間的距離最小化的剛體變換，并反復進行對應點的搜索和剛體變換推測，從而使點群間的對應點彼此的距離最小化。ICP是作為粗配準的后處理而進行的精配準。

現有技術文獻

專利文獻

非專利文獻1：Drost,Bertram,et?al.“Model?globally,match?locally：Efficient?and?robust?3D?object?recognition.”Computer?Vision?and?PatternRecognition(CVPR),2010IEEE?Conference?on.Ieee,2010.