信息處理裝置、處理系統(tǒng)、物體移動系統(tǒng)和物體移動方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及信息處理裝置、處理系統(tǒng)、物體移動系統(tǒng)和物體移動方法。一種用于通過重復拍攝物體的圖像、使用由圖像拍攝獲取的圖像識別物體的位置以及移動所識別的物體的處理來移動多個物體的移動方法包括：獲取在第一狀態(tài)中隨機放置在相互分隔的第一空間和第二空間中的每一個中的多個物體的圖像；在第一狀態(tài)中的圖像的整個區(qū)域中設(shè)定與第一空間對應(yīng)的第一部分區(qū)域和與第二空間對應(yīng)的第二部分區(qū)域；通過使用第一狀態(tài)中的圖像識別第一部分區(qū)域中的第一物體的位置和第二部分區(qū)域中的第二物體的位置；以及，通過使用機器人移動所識別的第一物體和第二物體。
【專利說明】
信息處理裝置、處理系統(tǒng)、物體移動系統(tǒng)和物體移動方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明的多個方面總體上涉及信息處理裝置、處理系統(tǒng)、物體移動系統(tǒng)和物體移動方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在工業(yè)制品的組裝線中，越來越多的機器人開始代替操作人員執(zhí)行用于從托盤(箱子)逐個取出隨機放置(堆疊)而沒有排列的工件(物體)的動作和用于排列工件的動作。使用這種機器人的工件移動系統(tǒng)拍攝以各種取向隨機放置在托盤(箱子)中的多個工件的圖像(成像處理)。然后，工件移動系統(tǒng)處理通過圖像拍攝所獲得的圖像以獲取工件的二維或三維信息。然后，工件移動系統(tǒng)執(zhí)行用于通過使用獲取的信息獲得工件的位置和取向以識別工件的位置和取向的計算(識別處理)。然后，工件移動系統(tǒng)控制機器人操作器，使得識別的工件從托盤被拾取并且被排列(拾取處理)。
[0003]當多個隨機放置的工件中的特定工件被保持并且移動時，并且，在保持的工件接觸其它工件的情況下，或者在由于特定工件的移動而在其它的工件之間出現(xiàn)重量不平衡的情況下，多個隨機放置的其它工件的狀態(tài)崩塌(collapse)。因此，多個隨機放置的其它工件的位置和取向改變。因此，在移動下一工件之前，需要再次執(zhí)行成像處理和識別處理。因此，用于保持和移動多個工件的總時間(節(jié)拍時間(takt time))被拉長。
[0004]為了解決該問題，日本專利N0.4199264討論了用于確定隨機堆疊的工件的狀態(tài)是否已改變的確定單元的設(shè)置。日本專利N0.4199264討論了這樣一種情況，S卩，當隨機堆疊的工件的狀態(tài)被確定沒有改變時，通過使用在過去拍攝的圖像檢測工件并且在不執(zhí)行成像處理的情況下取出下一工件。日本專利N0.5201411討論了這樣一種情況，S卩，在從托盤取出工件之后，拍攝工件的二維圖像，并且，當拍攝的圖像與在取出工件之前拍攝的另一二維圖像之間的差異處于允許范圍內(nèi)時，在沒有通過激光執(zhí)行的距離測量的情況下取出下一工件。
[0005]但是，根據(jù)在日本專利N0.4199264和日本專利N0.5201411中討論的發(fā)明，在隨機堆疊的工件的狀態(tài)在從隨機放置工件的位置執(zhí)行工件的移動之后崩塌的情況下，需要再次拍攝隨機堆疊的工件的圖像和識別工件的位置并然后移動工件的處理。更具體而言，每當隨機堆疊的工件的狀態(tài)崩塌時，必須執(zhí)行工件的圖像拍攝和識別。并且，即使隨機堆疊的工件的狀態(tài)沒崩塌，也花費用于確定隨機堆疊的工件的狀態(tài)是否已改變的時間。因此，根據(jù)在日本專利N0.4199264和日本專利N0.5201411中討論的發(fā)明，從拍攝多個工件到完成工件的移動仍然花費長的時間段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的多個方面針對提供用于縮短從拍攝多個物體的圖像到完成物體移動的時間段的信息處理裝置、處理系統(tǒng)、物體移動系統(tǒng)和物體移動方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，信息處理裝置包括:被配置為獲取物體的拍攝圖像的獲取單元;被配置為通過使用圖像識別物體的位置的識別單元;和被配置為指示移動單元移動所識別的物體的指示單元，其中，獲取單元獲取在第一狀態(tài)中隨機放置在相互分隔的第一空間和第二空間中的每一個中的多個物體的通過圖像拍攝所拍攝的圖像，其中，在第一狀態(tài)中的圖像的整個區(qū)域中，識別單元基于第一空間與第二空間之間的分隔件設(shè)定與第一空間對應(yīng)的第一部分區(qū)域和與第二空間對應(yīng)的第二部分區(qū)域，并且，通過使用第一狀態(tài)中的圖像識別第一部分區(qū)域中的第一物體和第二部分區(qū)域中的第二物體的位置，并且其中，指示單元指示移動單元移動識別的第一物體和第二物體。
[0008]從參照附圖對示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的各方面的其它特征將變得清晰。
【附圖說明】
[0009]圖1是示出根據(jù)第一示例性實施例的物體移動系統(tǒng)的示圖。
[0010]圖2是示出物體移動方法的流程圖。
[0011]圖3是示出通過圖像拍攝所獲得的圖像的示圖。
[0012]圖4是示出根據(jù)物體移動方法的處理的示圖。
[0013]圖5A是示出距離測量單元的構(gòu)成的例子的示圖。圖5B是示出分隔件的布局的示圖。圖5C和圖f5D是分別示出由圖案光投影執(zhí)行的指出的構(gòu)成例子的示圖。
[0014]圖6是示出分隔件的形狀的示圖。
[0015]圖7是示出根據(jù)第四示例性實施例的物體移動系統(tǒng)的示圖。
[0016]圖8是示出由根據(jù)第四示例性實施例的圖像拍攝所獲得的圖像的示圖。
[0017]圖9A是示出多個托盤的布局的示圖。圖9B和圖9C是分別示出由投影執(zhí)行的指出的構(gòu)成例子的示圖。圖9D是示出推薦墻壁布局位置的示圖。
[0018]圖10是示出多個托盤的分隔部件的形狀的示圖。
【具體實施方式】
[0019]圖1示出根據(jù)第一示例性實施例的物體移動系統(tǒng)I。物體移動系統(tǒng)I包含處理單元(信息處理裝置)100、距離測量單元(傳感器單元)200、機器人300(移動單元)和托盤400。在物體移動系統(tǒng)I中，機器人300保持隨機放置在托盤400中的工件(物體)600中的每一個。機器人300從托盤400移出工件600并且排列工件600。例如，工件600為器件的多個部分。
[0020]處理單元100包含用于指示距離測量單元200并且獲取通過距離測量單元200拍攝的圖像的傳感器控制單元(獲取單元)101。處理單元100還包括用于通過使用通過由距離測量單元200執(zhí)行的圖像拍攝所獲得的圖像識別工件的位置的識別單元102和用于指示機器人300移動識別的工件的機器人指示單元103。
[0021]距離測量單元200包含用于三角測量的多個光學系統(tǒng)，并且被配置為基于三角測量的原理執(zhí)行距離測量。例如，在基于立體方法執(zhí)行距離測量的情況下，距離測量單元200包含分別具有諸如電荷耦合器件(CCD)傳感器的圖像傳感器和諸如透鏡的成像光學系統(tǒng)的多個光學系統(tǒng)。在基于圖案投影方法執(zhí)行距離測量的情況下，光學系統(tǒng)中的一個是具有圖像傳感器和成像光學系統(tǒng)的光學系統(tǒng)，并且，另一個是具有光源、用于產(chǎn)生投影圖案的圖案產(chǎn)生單元、以及投影光學系統(tǒng)的光學系統(tǒng)。
[0022]例如，機器人300為具有用于在尖端夾持工件的操作器(夾持單元)的機器人手或受控夾持裝置。機器人300可包含多個機器人。機器人300包含用于控制機器人300的控制單元，該控制單元使得能夠基于關(guān)于工件的位置和取向的輸入信息夾持和移動工件。但是，輸入信息不限于關(guān)于工件的位置和取向的信息，并且，可包含關(guān)于用于移動工件的操作器的軌跡和角度的信息以及關(guān)于操作器的動作定時的信息。
[0023]托盤400具有用于分隔托盤400的內(nèi)部區(qū)域的分隔件500(分隔部件)。在本示例性實施例中，托盤400包含通過分隔件500相互分隔的兩個空間(第一空間A和第二空間B)。但是，分隔的空間的數(shù)量不限于兩個，并且，空間可被分隔成三個或更多個。
[0024]下面將描述利用物體移動系統(tǒng)I的物體移動方法。圖2是示出物體移動方法的流程圖。在步驟S201中，操作員在相互分隔的第一空間A和第二空間B中的每一個中隨機放置多個工件。在隨機放置的工件的狀態(tài)中，多個工件沒有被排列，而被隨機放置在隨機的位置和取向。在這種狀態(tài)下，多個工件可能或者可能不相互重疊，或者可能被堆疊。在本示例性實施例中，隨機放置在第一空間A和第二空間B中的每一個中的多個工件是基于相同的設(shè)計制造的相同類型的物體。但是，工件不限于相同類型的物體，并且，本示例性實施例也適用于使用不同類型的物體的情況。
[0025]下面將描述工件的圖像拍攝。在步驟S202中，傳感器控制單元101指示距離測量單元200執(zhí)行圖像拍攝。在從傳感器控制單元101接收到成像指令時，距離測量單元200開始拍攝在第一狀態(tài)中隨機放置在第一空間A和第二空間B中的每一個中的多個工件的圖像(成像處理)。在通過圖案投影方法進行距離測量的情況下，距離測量單元200在隨機放置在第一空間A和第二空間B中的每一個中的多個工件上投影圖案光，以拍攝在圖像傳感器的成像視野內(nèi)被多個工件反射的圖案光的圖像。距離測量單元200可一并地在第一空間A和第二空間B中的多個工件上、或者在不同的定時在第一空間A和第二空間B中的每一個上投影圖案光。在完成工件的圖像拍攝時，距離測量單元200向傳感器控制單元101傳送在成像視野內(nèi)拍攝的第一狀態(tài)中的第一空間A和第二空間B中的多個工件的圖像。
[0026]傳感器控制單元101獲取由距離測量單元200拍攝的圖像并然后向識別單元102傳送第一狀態(tài)中的圖像。在步驟S203中，在第一狀態(tài)中的獲取圖像的整個區(qū)域中，識別單元102基于分隔第一空間A和第二空間B的分隔件500的位置設(shè)定與第一空間A對應(yīng)的第一部分區(qū)域和與第二空間B對應(yīng)的第二部分區(qū)域(設(shè)定處理)。第一部分區(qū)域和第二部分區(qū)域是進行工件的位置和取向的識別的區(qū)域(識別目標區(qū)域)，并且，是從第一狀態(tài)中的圖像的整個區(qū)域的內(nèi)部提取的部分區(qū)域。由于工件處于托盤400中，因此，識別目標區(qū)域被設(shè)定為托盤400內(nèi)的區(qū)域。由于托盤400被分隔件500分隔成多個空間，因此多個識別目標區(qū)域被設(shè)定。
[0027]圖3是示出識別目標區(qū)域的設(shè)定的例子的示圖。參照圖3，圖像210是通過圖像拍攝所獲得的示例性圖像。圖像210示出托盤圖像410、分隔件圖像510和工件圖像610。識別單元102通過使用從托盤圖像410和分隔件圖像510獲取的輪廓信息來設(shè)定與由分隔件500分隔的多個空間對應(yīng)的多個識別目標區(qū)域。更具體而言，識別單元102設(shè)定與第一空間A對應(yīng)的第一部分區(qū)域120和與第二空間B對應(yīng)的第二部分區(qū)域121。使用的信息不限于輪廓信息。例如，識別單元102可基于關(guān)于距離測量值的信息計算托盤400和分隔件500的位置和取向，并且基于關(guān)于托盤400和分隔件500的計算的位置和取向的信息設(shè)定托盤400的各空間的多個識別目標區(qū)域。并且，第一部分區(qū)域120可以是第一空間A中的特定部分區(qū)域。這也適用于第二空間B。雖然在上述的例子中識別單元102在步驟S203中通過使用由步驟S202中的圖像拍攝所獲得的圖像來設(shè)定識別目標區(qū)域，但是，當能夠用工具固定托盤400和分隔件500的放置位置時，用戶能夠在存儲器中預先登記(預先存儲)多個識別目標區(qū)域。用戶也能夠從多個預先登記的識別目標區(qū)域中選擇識別目標區(qū)域。更具體而言，除了在步驟S202中所拍攝的圖像以外，為了設(shè)定還拍攝另一圖像，并且，通過使用圖像預設(shè)各區(qū)域。更具體而言，例如，拍攝不存在多個工件時的托盤400的圖像，并且，檢測包含托盤400的分隔件500的邊界。然后，基于檢測的邊界預設(shè)各區(qū)域，并且，在存儲器中登記(存儲)設(shè)定的區(qū)域。所登記的區(qū)域的每一個在通過步驟S202中的圖像拍攝所獲得的圖像的區(qū)域中重疊，從而設(shè)定識別目標區(qū)域。
[0028]在本示例性實施例中，在執(zhí)行第一識別處理之前，執(zhí)行步驟S203—次。步驟S203以托盤400和分隔件500的位置在完成工件的移動之前保持不變?yōu)榍疤帷Ｔ谶@種情況下，由于不需要改變識別目標區(qū)域，因此，步驟S203僅需要被執(zhí)行一次。但是，處理不限于此。當托盤400或分隔件500的位置改變了時，為了再次限定識別目標區(qū)域，步驟S203可被執(zhí)行多次。并且，例如，在從托盤400取出工件時由于托盤400的錐形底面工件在托盤400的一個特定位置處匯集的情況下，也可為了再次限定識別目標區(qū)域多次執(zhí)行步驟S203。
[0029]在步驟S204(第一識別處理)和S205(第二識別處理)中，識別單元102從設(shè)定的識別目標區(qū)域參照和比較關(guān)于登記的工件的信息和通過圖像拍攝獲取的關(guān)于距離測量值和輪廓的信息，以識別(確定)工件的位置和取向。公知的識別方法是適用的。識別單元102通過使用各種方法對各物體確定中心位置、邊緣位置和諸如圍繞各軸的旋轉(zhuǎn)角的取向。然后，識別單元102輸出、存儲和顯示各條數(shù)據(jù)。識別單元102確定由機器人300取出的工件或候選組。由于設(shè)定多個識別目標區(qū)域，因此，識別單元102識別物體的位置和取向并且確定對于各識別目標區(qū)域要移動的工件或候選組。處理不限于此，并且，識別單元102可計算與識別目標區(qū)域無關(guān)地要移動的工件的候選組，并且，基于識別目標區(qū)域判別候選組。因此，在基于在一個成像處理中獲取的信息確定要從各識別目標區(qū)域移動的工件或候選組的方面，可通過各種方式修改算法模式。包含這種修改的算法被統(tǒng)稱為多個識別處理。
[0030]可在緊接著成像處理之后、緊接著設(shè)定處理之后或者緊接著識別處理之后執(zhí)行用于從通過圖像拍攝所獲得的圖像計算距離測量值的處理。當在緊接著成像處理之后執(zhí)行所述處理時，識別單元102獲取通過圖像拍攝所獲得的圖像并然后計算所獲取的圖像的整個區(qū)域的距離測量值。當在緊接著設(shè)定處理之后執(zhí)行所述處理時，識別單元102可通過例如從圖像提取輪廓來設(shè)定識別目標區(qū)域，并然后僅對某個范圍的設(shè)定區(qū)域計算距離測量值。這使得能夠減少計算量，由此使得效率提高。當在緊接著識別處理之后執(zhí)行所述處理時，識別單元102可通過從獲取的圖像提取輪廓來識別工件的輪廓并然后僅對輪廓的內(nèi)部或者對包含輪廓的有限區(qū)域計算距離測量值。這使得能夠減少計算量，由此使得效率提高?？筛鶕?jù)距離測量和輪廓提取的精度并且根據(jù)計算機的規(guī)范以各種方式改變計算距離測量值的定時。
[0031]然后，機器人指示單元103指示機器人300從識別單元102獲取關(guān)于識別的工件的位置和取向的信息并然后保持和移動所識別的工件。在各步驟S206(第一移動處理)和步驟S207(第二移動處理)中，機器人300根據(jù)來自機器人指示單元103的指令保持和移動隨機放置的工件。機器人300根據(jù)識別目標區(qū)域或識別的工件的數(shù)量多次執(zhí)行移動處理。更具體而言，機器人指示單元103指示機器人300從隨機放置工件的第一空間A夾持和移動第一識別工件(第一物體)并且從隨機放置工件的第二空間B夾持和移動第二識別工件(第二物體)。在這種情況下，在機器人300已從第一空間A移動工件之后，第一空間A中的隨機放置的工件的狀態(tài)可改變。但是，在這種情況下，由于通過分隔件500第一空間A與第二空間B分隔，因此，第二空間B中的隨機放置的工件的狀態(tài)被保持。即使在機器人300從第一空間A移動工件之后，機器人300仍能夠從第二空間B夾持和移動識別的工件。更具體而言，基于在一個成像處理中獲得的圖像，機器人300能夠從第一空間A和第二空間B中的每一個移動工件。
[0032]在步驟S208中，處理單元100確定工件的移動是否完成了規(guī)定的次數(shù)、規(guī)定數(shù)量的工件是否被移動了或者所有的工件是否被移動了。在處理單元100確定完成了工件的移動(在步驟S208中為“是”)的情況下，處理退出流程圖。在處理單元100確定沒有完成工件的移動(在步驟S208中為“否”)的情況下，那么在步驟S209中，處理單元100前進到隨后的成像處理。更具體而言，在從傳感器控制單元101接收到成像指令時，距離測量單元200拍攝在與第一狀態(tài)不同的第二狀態(tài)中隨機放置在第一空間A和第二空間B中的每一個中的多個物體的圖像。第二狀態(tài)是第一工件已從第一空間A移動且第二工件已從第二空間B移動的狀態(tài)，并且，其它工件的位置和取向可能已改變。然后，處理單元100重復執(zhí)行步驟S204(識別處理)?步驟S209(成像處理)。換句話說，在最近的成像處理和隨后的成像處理中包含與多個設(shè)定的識別目標區(qū)域的數(shù)量對應(yīng)的至少多個識別處理。一個成像處理包含用于獲取執(zhí)行一次距離測量所需要的拍攝圖像的多個處理，因此，要獲取的圖像的數(shù)量的不限于一個。例如，當通過圖案投影的三角測量被用作距離測量方法時，一般在圖案投影中使用空間編碼方法。為了執(zhí)行一次距離測量，處理單元100投影具有不同周期的多個圖案，并然后通過使用圖案的多個拍攝圖像執(zhí)行處理，由此以足夠的精度實現(xiàn)距離測量。并且，為了在執(zhí)行一次距離測量時減少由于圖像傳感器噪聲或環(huán)境波動導致的隨機出現(xiàn)的誤差(隨機誤差)，一般也執(zhí)行用于拍攝多個圖像并然后將多個拍攝圖像平均化的方法。以這種方式，一個成像處理可包含用于針對距離測量方法拍攝多個圖像的處理和用于拍攝多個圖像的處理以減少誤差。
[0033]常規(guī)上，能夠僅在拍攝隨機放置在一個空間中的多個工件的圖像、基于通過圖像拍攝所獲得的圖像識別工件的位置、移動識別的工件和拍攝空間中的剩余工件的圖像之后移動下一工件。換句話說，能夠在一個成像處理中僅移動一個工件。
[0034]根據(jù)本示例性實施例，由于托盤400通過分隔件500被分隔成多個空間，因此，從一個空間取出工件不改變在另一空間中隨機放置的工件的狀態(tài)。因此，即使在不再次執(zhí)行成像處理的情況下，也能夠從另一空間取出工件。因此，如果對通過分隔件500分隔的各空間設(shè)定識別目標區(qū)域，那么，僅通過執(zhí)行一次的成像處理，可通過從各識別目標區(qū)域取起工件的方式取出工件。這使得能夠縮短從拍攝多個工件到完成工件的移動的總節(jié)拍時間。
[0035]常規(guī)上，當取出同一類型的工件時，工件被隨機放置在沒通過分隔件分隔空間的托盤中。因此，對于同一類型的多個工件，能夠在一個成像處理中從一個空間僅移動一個工件。在這種情況下，移動一個工件會導致隨機放置工件的狀態(tài)的崩塌。換句話說，在本示例性實施例中，即使對于同一類型的工件，托盤也被分隔成多個空間。因此，能夠在一個成像處理中多次執(zhí)行工件的移動，由此變得能夠縮短到完成工件的移動的總節(jié)拍時間。
[0036]雖然在本示例性實施例中使用具有一個分隔件的托盤，但托盤不限于此?？梢允褂镁哂卸鄠€分隔件的托盤。
[0037]圖4是示出用于執(zhí)行處理(序列)的過程的例子的示圖。以時序示出各處理。為了簡化描述，省略設(shè)定識別目標區(qū)域的處理。
[0038]在第一示例性實施例中，如處理A所示，在完成成像處理之后，執(zhí)行用于識別第一部分區(qū)域中的第一工件的位置的第一識別處理，并然后執(zhí)行用于識別第二部分區(qū)域中的第二工件的位置的第二識別處理。在完成第二識別處理之后，執(zhí)行用于移動第一工件的第一移動處理并然后執(zhí)行用于移動第二工件的第二移動處理，并然后執(zhí)行成像處理(處理A)。該過程適于能夠事先針對識別目標區(qū)域的數(shù)量重復執(zhí)行識別處理的情況，特別是適于能夠并行處理多個識別處理的情況。
[0039]在第二示例性實施例中，如處理B所示，對一個識別目標區(qū)域依次執(zhí)行識別處理和移動處理，并且，針對識別目標區(qū)域的數(shù)量重復該序列。更具體而言，在完成第一識別處理之后執(zhí)行第一移動處理，并且，在開始第一移動處理的完成之后執(zhí)行第二識別處理。在完成第一移動處理之前，可與第一移動處理并行地處理第二識別處理。然后，執(zhí)行隨后的成像處理2。在能夠并行執(zhí)行移動處理和識別處理的情況下，這是有效的。該構(gòu)成使得能夠在機器人300執(zhí)行移動動作的同時在下一個識別目標區(qū)域上執(zhí)行識別處理，由此變得能夠進一步縮短總節(jié)拍時間。
[0040]如處理C所示，可在完成第一移動處理之后并且在第二移動處理之前開始用于拍攝第一空間A中的工件的圖像的成像處理2A。但是，在成像處理2A中，由于機器人300已移動第二空間B中的工件，因此，第二空間B中的工件不能被拍攝。因此，在完成第二移動處理之后，執(zhí)行用于拍攝第二空間B中的工件的圖像的成像處理2B。更具體而言，在完成第一成像處理之后，交替執(zhí)行用于第一空間的圖像拍攝和用于第二空間的圖像拍攝。這使得能夠與識別處理和移動處理并行地執(zhí)行成像處理2A和2B，由此變得能夠進一步縮短總節(jié)拍時間。
[0041]雖然處理所需要的時間段被示為仿佛它們在所有的處理中相同，但需要的時間段不限于此，并且，可相互不同。例如，存在識別單元102的處理時間比機器人300的移動時間短的情況?？稍谧R別處理或移動處理期間恒定地執(zhí)行成像處理。
[0042]在第三示例性實施例中，以下將描述用于將空間分隔成多個空間的分隔部件的適當布局和形狀。圖5A是示出包含第一光學單元220和第二光學單元230并且被配置為基于三角測量的原理執(zhí)行距離測量的距離測量單元200的構(gòu)成例子的示圖。例如，在基于立體方法執(zhí)行距離測量的情況下，第一光學單元220和第二光學單元230中的每一個包含圖像傳感器和成像光學系統(tǒng)。在基于圖案投影方法執(zhí)行距離測量的情況下，第一光學單元220和第二光學單元230中任一個包含圖像傳感器和成像光學系統(tǒng)，并且，它們中的另一個包含光源、用于產(chǎn)生投影圖案的圖案產(chǎn)生單元和投影光學系統(tǒng)。第一光學單元220提供光軸240，并且，第二光學單元230提供光軸241。
[0043]在托盤400具有分隔件500的情況下，如圖5B所示，希望減少由分隔件500導致的阻塞(occlus1n)。阻塞指的是前面物體遮蔽后面物體并使其不可見的狀態(tài)。如果出現(xiàn)阻塞，那么物體后面的工件不能被識別，因此，需要操作員或其它手段的識別和拾取。因此，用于移動工件的總節(jié)拍時間延長。阻塞的因素中的一個是第一光學單元220與第二光學單元230之間的距離。阻塞沿與包含光軸240和241的面平行的方向出現(xiàn)。因此，為了減少由分隔件500導致的阻塞，希望沿包含光軸240和241的面布局分隔件500的縱向520(當在成像畫面中觀察時)。
[0044]由于用戶難以識別包含光軸240和241的面，因此，希望指出關(guān)于分隔件500的推薦布局的信息。指出方法的例子包括在顯示單元(用于顯示通過包含于距離測量單元200中的各光學單元拍攝的圖像)上顯示以在拍攝圖像中組合用于分隔空間的分隔部件的推薦布局的方式產(chǎn)生的圖像。
[0045]作為指出方法的另一例子，在距離測量單元200包含投影單元的情況下，投影單元產(chǎn)生用于指出關(guān)于分隔部件的推薦布局的信息的圖案光，并且，投影光學系統(tǒng)投影與分隔部件的布局有關(guān)的圖案光。以這種方式投影圖案光以指出實際托盤布局空間中的推薦布局位置使得用戶能夠在直接監(jiān)視推薦的布局位置的同時移動托盤400和分隔件500，并因此是更希望的。圖5C和圖f5D分別示出由圖案光投影執(zhí)行的指出的構(gòu)成例子。投影光221是用于指出分隔件500的推薦布局位置的圖案光。通過在投影光221的照射位置處配置分隔件500，變得能夠減少由分隔件500導致的阻塞。雖然在本示例性實施例中投影光221指出分隔件500的位置，但指出方法不限于此。投影光221可指出間接指出分隔件500的位置的信息。例如，在分隔件500被固定到托盤400的情況下，變得能夠通過指出托盤400的位置間接地指出分隔件500的位置，使得分隔件500可被安裝在推薦的布局位置處。
[0046]以下將參照圖6描述分隔的優(yōu)選形狀的例子。圖6是示出與分隔件500的縱向520垂直地切取的分隔件500的截面圖。如上所述，在沿包含光軸240和241的面配置縱向520的情況下，截面與包含光軸240和241的面垂直。
[0047]由分隔件500導致的阻塞的另一因素是包含于距離測量單元200中的各光學單元的開口的影響。光束222和223是當執(zhí)行分隔件500的附近的距離測量時使用的光束的例子。光束222和223中的每一個形成根據(jù)包含于距離測量單元200中的各光學單元的開口的尺寸沿距離測量方向收斂的形狀。當分隔件500阻擋收斂的光束222和223時，出現(xiàn)阻塞。適于減少阻塞的分隔件500的形狀具有由托盤400的床面401(內(nèi)底)和分隔件500的側(cè)面502形成的傾斜銳角530以及由床面401 (內(nèi)底)和分隔件500的側(cè)面503形成的傾斜銳角531。
[0048]該構(gòu)成減少分隔件500阻擋光束222和223的可能性，由此變得能夠減少阻塞。傾角530和531的更具體的數(shù)值可基于距離測量單元200的開口的尺寸、光學系統(tǒng)的設(shè)計值和光束阻擋允許值被確定，并且，可在滿足銳角條件的范圍內(nèi)改變。為了使光束222和223的阻擋最小化，必須設(shè)定傾角530和531，使得當從托盤400的床面401觀看距離測量單元200時包含于距離測量單元200中的各光學單元的有效直徑的整個范圍是可見的。
[0049]通過上述的構(gòu)成，變得能夠減少阻塞的出現(xiàn)并且以高的精度執(zhí)行工件的位置和取向的識別。
[0050]以下，將參照圖7描述第四示例性實施例。圖7示出物體移動系統(tǒng)2。在本示例性實施例中，作為根據(jù)第一示例性實施例的具有分隔件500的托盤400的替代，在可通過距離測量單元200執(zhí)行距離測量的視野(距離測量視野)的范圍內(nèi)配置多個托盤。其它構(gòu)成與根據(jù)第一示例性實施例的構(gòu)成類似。參照圖7，托盤402和403被放置在距離測量視野201的范圍內(nèi)。通過該構(gòu)成，由于托盤402和403相互獨立，因此，從托盤402和403中的任一個取出工件不改變托盤402和403中的另一個中的隨機放置的工件的狀態(tài)。因此，可在不再次執(zhí)行成像處理的情況下從托盤402和403中的另一個取出工件。因此，通過對托盤402和403的每一個設(shè)定識別目標區(qū)域，僅通過執(zhí)行成像處理一次，可通過從各識別目標區(qū)域中的每一個拾取工件的方式取出工件。這使得能夠縮短用于取出工件的總節(jié)拍時間。雖然在本示例性實施例中設(shè)置兩個托盤402和403，但構(gòu)成不限于此?？稍O(shè)置三個或更多個托盤。[0051 ]圖8示出表示托盤40 2的圖像412、托盤40 3的圖像413和工件圖像610的拍攝圖像210?；趶耐斜P402和403的圖像412和413獲取的輪廓信息，根據(jù)托盤的數(shù)量設(shè)定通過點線繪制的多個識別目標區(qū)域130和131。用于設(shè)定識別目標區(qū)域的基礎(chǔ)不限于輪廓信息。例如，托盤402和403中的每一個的位置和取向基于關(guān)于距離測量值的信息被計算，并且，基于托盤402和403中的每一個的計算的位置和取向?qū)ν斜P402和403中的每一個設(shè)定識別目標區(qū)域。
[0052]以下將參照圖9A?9D和圖10描述根據(jù)本示例性實施例的多個托盤402和403的優(yōu)選布局和形狀。距離測量單元200的構(gòu)成與根據(jù)第一示例性實施例的圖5A所示的構(gòu)成類似。更具體而言，距離測量單元200包括第一光學單元220和第二光學單元230。光軸240由第一光學單元220規(guī)定，并且，光軸241由第二光學單元230規(guī)定。如圖9A所示，沿托盤布置方向421配置托盤402和403。托盤402和403分別具有用于相互分隔的內(nèi)壁430和431(分隔部件)。壁430和431具有與在第一示例性實施例中描述的分隔件500類似的效果，并因此產(chǎn)生阻塞。如果出現(xiàn)阻塞，那么被物體遮蔽的工件不能被識別并因此需要操作員或其它手段的識別和拾取。因此，用于取出工件的總節(jié)拍時間延長。因此，希望減少由內(nèi)壁430和431導致的阻塞。阻塞的因素中的一個是第一光學單元220與第二光學單元230之間的距離。阻塞沿與包含光軸240和241的面平行的方向出現(xiàn)。因此，為了減少由內(nèi)壁430和431導致的阻塞，希望與包含光軸240和241的面垂直地配置托盤布置方向421。
[0053]由于用戶難以識別包含光軸240和241的面，因此，進一步希望指出托盤402和403中的每一個的推薦布局位置。指出方法的例子包括顯示以在由包含于距離測量單元200中的各光學單元拍攝的圖像中組合托盤402和403中的每一個的推薦布局位置的方式產(chǎn)生的圖像。作為指出方法的另一例子，在距離測量單元200包含投影單元的情況下，投影單元能夠產(chǎn)生和投影用于指出托盤402和403中的每一個的推薦布局位置的圖案光。
[0054]圖9B和圖9C示出由投影執(zhí)行的指出的構(gòu)成例子。投影光224指出托盤402和403中的每一個的推薦布局位置。用戶在投影光224的照射位置處配置托盤402和403，由此變得能夠減少由壁430和431導致的阻塞。雖然在本示例性實施例中引入了用于指出各托盤的位置的例子，但指出方法不限于此。還能夠更直接地指出托盤402和403相互面對的內(nèi)壁430和431的位置。圖9D示出投影光224指出托盤402和403相互面對的內(nèi)壁430和431的推薦布局位置的例子。
[0055]以下將參照圖10描述內(nèi)壁430和431的適當形狀的例子。圖10是示出沿托盤布置方向421切取的內(nèi)壁430和431的截面圖。由內(nèi)壁430和431導致的阻塞的另一因素是包含于距離測量單元200中的各光學單元的開口的影響。光束225和226是當執(zhí)行內(nèi)壁430和431的附近的距離測量時使用的光束的例子。光束225和226中的每一個形成根據(jù)包含于距離測量單元200中的各光學單元的開口的尺寸沿距離測量方向收斂的形狀。當內(nèi)壁430和431阻擋收斂的光束225和226時，出現(xiàn)阻塞。適于減少阻塞的內(nèi)壁430和431的形狀與由托盤402的床面(內(nèi)底)和內(nèi)壁430形成的傾斜銳角440以及由托盤403的床面和內(nèi)壁431形成的傾斜銳角441有關(guān)。該構(gòu)成減少內(nèi)壁430和431阻擋光束225和226的可能性，由此變得能夠減少阻塞。傾角440和441的更具體的數(shù)值可基于距離測量單元200的開口的尺寸、光學系統(tǒng)的設(shè)計值和光束阻擋允許值被確定，并且，可在滿足銳角條件的范圍內(nèi)改變。為了使光束225和226的阻擋最小化，必須設(shè)定傾角440和441，使得當從托盤402和403的床面觀看距離測量單元200時包含于距離測量單元200中的各光學單元的有效直徑的整個范圍是可見的。
[0056]以下將描述作為獨立的裝置構(gòu)成工件識別裝置3(處理系統(tǒng))的第五示例性實施例。工件識別裝置3包括根據(jù)第一示例性實施例的距離測量單元200和處理單元100，并且，被配置為實現(xiàn)工件識別。在以這種方式使得工件識別裝置獨立的情況下，能夠通過使用例如根據(jù)本示例性實施例的工件識別裝置3、商業(yè)機器人和根據(jù)第一和第二示例性實施例的托盤和分隔件來設(shè)計系統(tǒng)。由于各種類型的機器人操作器已是商業(yè)可用的，因此，用戶能夠從不同的選項選擇最適于他/她的目標應(yīng)用的一個。特別地，設(shè)置根據(jù)本示例性實施例的工件識別裝置3對已具有機器人的用戶來說是有意義的。
[0057]根據(jù)本示例性實施例的工件識別裝置3包括距離測量單元200和處理單元100。距離測量單元200具有與根據(jù)第一示例性實施例的圖5A所示的距離測量單元類似的構(gòu)成，SP，距離測量單元200包含第一光學單元220和第二光學單元230。處理單元100具有與根據(jù)第一示例性實施例的圖1所示的處理單元類似的構(gòu)成。
[0058]并且，由距離測量單元200和處理單元100執(zhí)行的用于移動工件的處理的流程與根據(jù)第一示例性實施例的流程類似。在處理單元100識別工件并然后輸出工件識別結(jié)果的處理中，處理單元100向機器人的處理單元和相關(guān)的控制系統(tǒng)輸出關(guān)于識別的工件的位置和取向的信息。在接收到該輸出時，機器人能夠基于關(guān)于工件的位置和取向的信息取出工件。但是，輸出信息不限于關(guān)于識別的工件的位置和取向的信息，并且可包含關(guān)于用于取出工件的機器人操作器的軌跡的信息和關(guān)于機器人操作器的動作定時的信息?？稍诰o接著識別處理之后或者緊挨著隨后的成像處理之前執(zhí)行輸出工件識別結(jié)果的處理。通過考慮用于執(zhí)行處理的計算機的計算規(guī)范和輸出規(guī)范，能夠改變處理，使得在適當?shù)亩〞r輸出工件識別結(jié)果。
[0059]成像處理可包含等待來自機器人和用于控制機器人的系統(tǒng)的輸入的處理。該處理針對在完成用于由機器人執(zhí)行的取出多個識別的工件的動作之后開始隨后的成像處理。該處理是等待來自執(zhí)行機器人動作和成像處理的定時控制的外部系統(tǒng)的輸入的處理。
[0060]上述的構(gòu)成使得能夠提供用于縮短從執(zhí)行多個工件的成像到完成工件的移動的時間間隔的處理系統(tǒng)。還能夠?qū)⑻幚韱卧?00(信息處理裝置)配置為獨立的單元，并且，組合處理單元100與各種類型的距離測量單元和機器人。
[0061]還能夠通過網(wǎng)絡(luò)對象或各種類型的存儲介質(zhì)向系統(tǒng)或裝置供給用于導致處理單元100執(zhí)行要由處理單元100執(zhí)行的上述處理的軟件(程序)，并且，系統(tǒng)或裝置的計算機(信息處理裝置)(或中央處理單元(CPU)或微處理單元(MPU))讀取并且執(zhí)行程序。
[0062]其它實施例
[0063]也可通過讀出并執(zhí)行記錄于存儲介質(zhì)(也可被更完整地稱為“非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)”)上的計算機可執(zhí)行指令(例如，一個或更多個程序)以執(zhí)行上述實施例中的一個或更多個的功能并且/或者包含用于執(zhí)行上述實施例中的一個或更多個的功能的一個或更多個電路(例如，應(yīng)用特定集成電路(ASIC))的系統(tǒng)或裝置的計算機，或者，通過由系統(tǒng)或裝置的計算機通過例如讀出并執(zhí)行來自存儲介質(zhì)的計算機可執(zhí)行指令以執(zhí)行上述實施例中的一個或更多個的功能并且/或者控制一個或更多個電路以執(zhí)行上述實施例中的一個或更多個的功能執(zhí)行的方法，實現(xiàn)本發(fā)明的實施例。計算機可包括一個或更多個處理器(例如，中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU))，并且可包含單獨的計算機或單獨的處理器的網(wǎng)絡(luò)，以讀出并執(zhí)行計算機可執(zhí)行指令。計算機可執(zhí)行指令可例如從網(wǎng)絡(luò)或存儲介質(zhì)被提供給計算機。存儲介質(zhì)可包含例如硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、分布式計算系統(tǒng)的存儲器、光盤(諸如緊致盤(CD)、數(shù)字萬用盤(DVD)或藍光盤(BD)?)、快擦寫存儲器設(shè)備和記憶卡等中的一個或更多個。
[0064]其它實施例
[0065]本發(fā)明的實施例還可以通過如下的方法來實現(xiàn)，S卩，通過網(wǎng)絡(luò)或者各種存儲介質(zhì)將執(zhí)行上述實施例的功能的軟件(程序)提供給系統(tǒng)或裝置，該系統(tǒng)或裝置的計算機或是中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU)讀出并執(zhí)行程序的方法。
[0066]雖然已參照示例性實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有這樣的修以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
【主權(quán)項】
1.一種信息處理裝置，其特征在于包括: 被配置為獲取物體的拍攝圖像的獲取單元； 被配置為通過使用圖像識別物體的位置的識別單元;和 被配置為指示移動單元移動所識別的物體的指示單元， 其中，獲取單元獲取在第一狀態(tài)中隨機放置在相互分隔的第一空間和第二空間中的每一個中的多個物體的通過圖像拍攝所拍攝的圖像， 其中，在第一狀態(tài)中的圖像的整個區(qū)域中，識別單元基于第一空間與第二空間之間的分隔件設(shè)定與第一空間對應(yīng)的第一部分區(qū)域和與第二空間對應(yīng)的第二部分區(qū)域，并且，通過使用第一狀態(tài)中的圖像識別第一部分區(qū)域中的第一物體的位置和第二部分區(qū)域中的第二物體的位置，以及 其中，指示單元指示移動單元移動所識別的第一物體和第二物體。2.一種處理系統(tǒng)，其特征在于包括: 被配置為執(zhí)行物體的圖像拍攝的傳感器單元;和 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理裝置， 其中，傳感器單元執(zhí)行在第一狀態(tài)中隨機放置在相互分隔的第一空間和第二空間中的每一個中的多個物體的圖像拍攝，以及 其中，在通過由傳感器單元執(zhí)行的圖像拍攝所獲取的第一狀態(tài)中的圖像的整個區(qū)域中，信息處理裝置的識別單元設(shè)定第一部分區(qū)域和第二部分區(qū)域。3.一種物體移動系統(tǒng)，其特征在于包括: 被配置為移動物體的移動單元;和 根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理系統(tǒng)。4.一種用于通過重復拍攝物體的圖像、使用由圖像拍攝所獲取的圖像識別物體的位置以及移動所識別的物體的處理來移動多個物體的移動方法，其特征在于該移動方法包括: 通過執(zhí)行在第一狀態(tài)中隨機放置在相互分隔的第一空間和第二空間中的每一個中的多個物體的圖像拍攝來獲取第一狀態(tài)中的圖像； 在第一狀態(tài)中的圖像的整個區(qū)域中，基于第一空間與第二空間之間的分隔件設(shè)定與第一空間對應(yīng)的第一部分區(qū)域和與第二空間對應(yīng)的第二部分區(qū)域； 作為第一識別，通過使用作為第一狀態(tài)中的圖像的一部分的第一部分區(qū)域的圖像識別第一部分區(qū)域中的第一物體的位置； 作為第二識別，通過使用作為第一狀態(tài)中的圖像的一部分的第二部分區(qū)域的圖像識別第二部分區(qū)域中的第二物體的位置； 作為第一移動，移動通過第一識別所識別的第一物體;和 作為第二移動，移動通過第二識別所識別的第二物體。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動方法，其中，在第一移動和第二移動之后，執(zhí)行隨后的圖像拍攝。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動方法，其中，并行執(zhí)行第一移動和第二移動。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動方法，其中，第一空間和第二空間通過托盤內(nèi)的間隔件相互分隔或者以使用多個托盤的方式相互分隔。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動方法，還包括顯示關(guān)于相互分隔第一空間和第二空間的分隔部件的推薦布局的信息。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動方法，其中，在顯示時，用于顯示通過圖像拍攝所獲取的圖像的顯示單元在圖像中顯示關(guān)于布局的信息。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動方法，其中，在獲取時，為了在物體上投影圖案光，使用用于在物體上投影圖案光的投影光學系統(tǒng)，并且，拍攝被物體反射的圖案光，以及 其中，在顯示時，投影光學系統(tǒng)投影與布局有關(guān)的圖案光。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動方法，其中，分隔部件的推薦布局是分隔部件的推薦方向。12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動方法，其中，第一空間和第二空間通過多個托盤相互分隔，以及 其中，移動方法還包括顯示關(guān)于所述多個托盤的推薦布局的信息。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的移動方法，其中，所述多個托盤的推薦布局是所述多個托盤的布置。14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動方法，其中，在獲取時，為了拍攝物體的圖像，使用用于三角測量的多個光學系統(tǒng)，以及 其中，在獲取時，將用于相互分隔第一空間和第二空間的分隔部件的縱向設(shè)置為在成像畫面中沿著包含所述多個光學系統(tǒng)的光軸的平面。15.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動方法，其中，在獲取時，為了拍攝托盤中的物體的圖像，使用用于三角測量的多個光學系統(tǒng)，以及 其中，在獲取時，以使得在與包含所述多個光學系統(tǒng)的光軸的面垂直的截面內(nèi)由分隔部件的側(cè)面和托盤的內(nèi)底形成的角度變?yōu)殇J角的方式，設(shè)置用于相互分隔第一空間和第二空間的分隔部件。
【文檔編號】B25J9/18GK105922268SQ201610107874
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月26日
【發(fā)明人】結(jié)城寬之, 內(nèi)山晉二
【申請人】佳能株式會社