[发明专利]模型生成装置、位置姿态计算装置以及搬运机器人装置

说明书

本发明提供一种模型生成装置、位置姿态计算装置以及搬运机器人装置。生成物品的三维模型的模型生成装置具有：三维计测器，其对分别以任意姿态配置于三维空间上的多个物品进行三维计测，取得计测数据；模型计测数据提取部，其将由三维计测器计测出的多个物品的计测数据视为从多个假想的计测位置计测一个物品而得的模型计测数据的集合，分别针对多个假想的计测位置提取出对应的模型计测数据；以及模型计测数据整合部，其通过对模型计测数据提取部所提取出的模型计测数据进行整合来生成物品的三维模型。

技术领域

本发明涉及通过三维计测器来计测对象物品，使用计测数据来生成对象物品的三维模型的模型生成装置。并且，本发明还涉及根据对象物品的三维模型与计测数据来计算对象物品的位置姿态的位置姿态计算装置。并且，本发明还涉及根据对象物品的三维模型与计测数据来计算对象物品的位置姿态，机器人根据计算出的物品的位置姿态来搬运对象物品的搬运机器人装置(Handlingrobot)。

背景技术

在对照由三维计测器计测出的计测数据与三维模型来计算出对象物品(以下，有时简称为“物品”)的位置姿态的装置中，需要事先制作出对象物品等的三维模型。并且，主要通过以下两种方法来制作三维模型。

在第一方法中，使用对象物品的CAD数据。日本特开2010-079453号公报公开了从CAD数据来生成位置姿态估计用的三维模型的技术。在专利文献1中，从CAD数据中生成在对该对象物品进行了三维计测时能够取得和能够期待的计测数据，根据生成的计测数据生成位置姿态估计用的三维模型。

在第二方法中，实际上通过三维计测器来计测对象物品来三维模型。但是，一般的三维计测器只在上方对露出的物品的表面进行计测。因此，为了计算出各种各样的物品位置姿态，需要预先从各种各样的视点来计测物品。在日本特开2010-113398号公报中，一边使物品的姿态一点一点地变化一边重复进行三维计测与位置姿态的计算，根据计算出的位置姿态整合各计测数据从而生成物品的三维模型。

但是，所述的现有方法存在以下那样的问题。

在日本特开2010-079453号公报的方法中，需要预先准备CAD数据。由于未必能够使用对象物品的CAD数据，因此在这样的情况下无法制作三维模型。此外，不能保证如期待那样针对所有的物品表面进行三维计测。利用了光学系统的三维计测器针对特定的表面特性、例如在物品表面局部存在的黑色区域进行三维计测是困难的。但是，在从CAD数据生成了三维模型的情况下，不能考虑那样的表面特性。就算将那样的表面特性模型化也会产生模型化误差，在生成的三维模型与实际的计测数据之间可能产生背离。

日本特开2010-113398号公报的方法需要每次使物品的姿态一点一点变化来重复进行三维计测与位置姿态的计算。例如，在一边使凸轮轴那样的旋转体每次绕轴旋转20度一边进行计测的情况下，合计需要进行18次计测。并且，在制作不仅绕轴而且能够计算出所有的物品位置姿态那样的三维模型时，计测次数非常巨大，制作三维模型的工时也与此成比例地增大。因此，制作三维模型需要大量的时间。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够使用三维计测器通过一次或者较少次数的计测就能简单地生成不存在CAD数据的对象物品的三维模型的模型生成装置、包含这样的模型生成装置的位置姿态计算装置以及搬运机器人装置。

为了达成上述的目的，根据第一发明，提供一种生成物品的三维模型的模型生成装置，其特征在于，所述模型生成装置具有：三维计测器，其对分别以任意姿态配置于三维空间上的多个物品进行三维计测，取得计测数据；模型计测数据提取部，其将由该三维计测器计测出的所述多个物品的计测数据视为从多个假想的计测位置计测一个物品而得的模型计测数据的集合，分别针对所述多个假想的计测位置提取出对应的模型计测数据；以及模型计测数据整合部，其通过对该模型计测数据提取部所提取出的模型计测数据进行整合来生成所述物品的三维模型。