对工件的取出工序进行仿真的机器人仿真装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种对工件的取出工序进行仿真的机器人仿真装置。机器人仿真装置具备：第1平面计算部，其计算通过2个摄像机模型的焦点而延伸，将对预定测量区域进行摄像时的2个摄像机模型的视野以相等间隔进行分割的第1平面组；第2平面计算部，其计算当通过投影仪模型对测量区域照射了条纹状的图案光时，沿着在测量区域中投影的明暗的边界而延伸，并与第1平面组交叉的第2平面组；交线计算部，其计算第1平面组和第2平面组的多条交线；三维信息计算部，其计算多条交线与工件模型表面的多个交点的排列作为三维信息；位置姿态计算部，其根据三维信息来计算工件模型的位置和姿态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对通过机器人将散装的工件依次取出的取出工序进行仿真的机器人仿真装置。
技术介绍
机器人仿真装置用于在虚拟空间内对机器人的工件把持等预定动作进行仿真。仿真结果用于评价机器人的控制程序，并且根据需要来变更程序或作业空间内物体的位置关系。对通过机器人将散装的工件按顺序把持并输送到预定位置的取出工序进行仿真的机器人仿真装置是公知的。在相关技术中，例如在虚拟空间中配置用于检测工件的位置和姿态的摄像机的三维模型来执行取出工序的仿真。JP2007-241857A中公开了对具有视觉传感器的机器人的动作以离线方式进行仿真的机器人仿真装置。该机器人仿真装置被构成为根据虚拟空间中由传感器模型对工件模型摄像而得到的二维虚拟图像，确定应当取出的对象工件模型，并测量对象工件模型的位置和姿态。JP2007-326160A中公开了被构成为通过配置在虚拟空间中的摄像机模型来取得工件模型的虚拟图像的机器人仿真装置。在该机器人仿真装置中，根据所取得的虚拟图像来修正与机器人模型对应的示教点。JP2013-101045A中公开了根据由摄像机得到的二维图像、由距离传感器得到的三维信息，来识别物品的位置和姿态的识别装置。该相关技术意在通过对根据三维信息检测物品的二维位置的搜索条件进行设定，来缩短二维图像的图像处理所需要的时间。JP2007-245283A中公开了具备用于取得工件的图像数据的摄像机的工件姿态检测装置。该工件姿态检测装置被构成为以预先存储的工件的多个稳定姿态中的、最符合由摄像机取得的图像数据中的工件姿态的稳定姿态为基准，来检测工件的姿态。该相关技术意在缩短匹配(matching)处理所需要的计算时间。JP2009-128191A中公开了一种物体识别装置，其通过将应当识别的对象物体的三维表面形状数据、和对使用距离传感器等得到的实际状态进行采样而得的三维表面形状数据进行对照，来识别物体的位置和姿态。JP2014-013146A中公开了被构成为具备以彼此不同的视点对工件进行摄像的2个摄像机，测量工件的三维位置的三维测量装置。该三维测量装置根据由第1摄像机得到的第1图像、按照根据第1图像计算的第2摄像机的切出范围所切出第2摄像机的第2图像，来测量工件的三维位置。在工件的取出工序中，有时通过距离传感器来取得工件的三维信息。因此，需要一种能够通过距离传感器取得在虚拟空间中散装的工件的三维信息，并由此执行取出工序的仿真的机器人仿真装置。
技术实现思路
本申请的第1种形态，提供了一种机器人仿真装置，其根据通过具备投影仪和2个摄像机的距离传感器取得的工件的三维信息，在虚拟空间内对由机器人将散装的多个工件按顺序取出的取出工序进行仿真，其中，具备：模型配置部，其在所述虚拟空间中配置以三维方式表现所述机器人、所述多个工件、所述距离传感器的所述2个摄像机和所述投影仪的机器人模型、多个工件模型、2个摄像机模型以及投影仪模型，所述模型配置部被构成为将所述多个工件模型在散装状态下配置在所述虚拟空间中，并且被构成为以使所述2个摄像机模型的视野和所述投影仪模型的投影范围包含针对散装的所述工件模型而设定的测量区域的方式，将所述2个摄像机模型和所述投影仪模型配置在所述虚拟空间中，该机器人仿真装置还具备：第1平面计算部，其计算通过所述2个摄像机模型的焦点而延伸，并将对所述测量区域进行摄像时的所述2个摄像机模型的视野以相等间隔进行分割的第1平面组；第2平面计算部，其计算当通过所述投影仪模型对所述测量区域照射了条纹状的图案光时，沿着在所述测量区域中投影的明暗的边界而延伸，并与所述第1平面组交叉的第2平面组；交线计算部，其计算所述第1平面组和所述第2平面组的多条交线；三维信息计算部，其计算所述多条交线与所述工件模型表面的多个交点的排列作为三维信息；位置姿态计算部，其根据所述三维信息来计算所述工件模型的位置和姿态；仿真执行部，其根据通过所述位置姿态计算部计算的所述工件模型的位置和姿态，执行基于所述机器人模型的所述取出工序的仿真。本申请的第2种形态，在第1种形态的机器人仿真装置中，所述模型配置部还被构成为将对散装的所述工件模型进行摄像的第2摄像机配置在所述虚拟空间中，该机器人仿真装置还具备二维图像取得部，其从所述第2摄像机取得散装的所述工件模型的二维图像，所述位置姿态计算部根据所述三维信息和所述二维图像来计算所述工件模型的位置和姿态。本专利技术的这些及其他目的、特征和优点，通过参照附图所示的本专利技术的示例性实施方式的详细说明而变得更明确。附图说明图1是包含一种实施方式的机器人仿真装置的机器人系统的整体图。图2是机器人仿真装置的显示部的显示例。图3是一种实施方式的机器人仿真装置的功能框图。图4是表示通过一种实施方式的机器人仿真装置所执行的取出工序的仿真工序的流程的流程图。图5A是表示投影仪模型的投影范围和摄像机模型的视野的图。图5B是表示投影仪模型和摄像机模型的位置关系的例子的俯视图。图6是表示第1平面的图。图7是表示第2平面的图。图8A是表示第1平面和第2平面的交线的图。图8B是表示第1平面组和第2平面组的俯视图。图9是表示第1平面和第2平面的交线与工件模型的表面的交点的图。图10A是说明根据工件模型的表面上的交点计算工件模型的位置和姿态的例子的图。图10B是说明根据工件模型的表面上的交点计算工件模型的位置和姿态的例子的图。图10C是说明根据工件模型的表面上的交点计算工件模型的位置和姿态的例子的图。图11是其他实施方式的机器人仿真装置的功能框图。图12是表示摄像机模型的视野的图。图13是通过图12的摄像机模型所摄像的二维图像的例子。图14是用于说明二维图像的使用例的图。图15是用于说明二维图像的使用例的图。图16是用于说明二维图像的使用例的图。具体实施方式以下，参照附图来说明本专利技术的实施方式。对于图示的实施方式的构成要素，为了有助于理解本专利技术，适当地变更了比例尺。此外，对于相同或对应的构成要素，在多个附图中使用相同的参考标号。图1是包含一种实施方式的机器人仿真装置10的机器人系统50的整体图。机器人仿真装置10例如是生成机器人程序，并构成为能够在虚拟空间中执行的、以离线方式使用的数字计算机。机器人仿真装置10尽管未图示，但具备执行各种运算处理的CPU；存储CPU的运算结果的RAM；存储各种程序、数据等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人仿真装置，其根据通过具备投影仪和2个摄像机的距离传感器取得的工件的三维信息，在虚拟空间内对由机器人将散装的多个工件按顺序取出的取出工序进行仿真，所述机器人仿真装置的特征在于，具备：模型配置部，其在所述虚拟空间中配置以三维方式表现所述机器人、所述多个工件、所述距离传感器的所述2个摄像机和所述投影仪的机器人模型、多个工件模型、2个摄像机模型以及投影仪模型，所述模型配置部被构成为将所述多个工件模型在散装状态下配置在所述虚拟空间中，并且被构成为以使所述2个摄像机模型的视野和所述投影仪模型的投影范围包含针对散装的所述工件模型而设定的测量区域的方式，将所述2个摄像机模型和所述投影仪模型配置在所述虚拟空间中，该机器人仿真装置还具备：第1平面计算部，其计算通过所述2个摄像机模型的焦点而延伸，并将对所述测量区域进行摄像时的所述2个摄像机模型的视野以相等间隔进行分割的第1平面组；第2平面计算部，其计算当通过所述投影仪模型对所述测量区域照射了条纹状的图案光时，沿着在所述测量区域中投影的明暗的边界而延伸，并与所述第1平面组交叉的第2平面组；交线计算部，其计算所述第1平面组和所述第2平面组的多条交线；三维信息计算部，其计算所述多条交线与所述工件模型表面的多个交点的排列作为三维信息；位置姿态计算部，其根据所述三维信息来计算所述工件模型的位置和姿态；以及仿真执行部，其根据通过所述位置姿态计算部计算的所述工件模型的位置和姿态，执行基于所述机器人模型的所述取出工序的仿真。...

【技术特征摘要】
2014.03.12 JP 2014-0487901.一种机器人仿真装置，其根据通过具备投影仪和2个摄像机的距离传
感器取得的工件的三维信息，在虚拟空间内对由机器人将散装的多个工件按顺
序取出的取出工序进行仿真，
所述机器人仿真装置的特征在于，
具备：模型配置部，其在所述虚拟空间中配置以三维方式表现所述机器人、
所述多个工件、所述距离传感器的所述2个摄像机和所述投影仪的机器人模
型、多个工件模型、2个摄像机模型以及投影仪模型，
所述模型配置部被构成为将所述多个工件模型在散装状态下配置在所述
虚拟空间中，并且被构成为以使所述2个摄像机模型的视野和所述投影仪模型
的投影范围包含针对散装的所述工件模型而设定的测量区域的方式，将所述2
个摄像机模型和所述投影仪模型配置在所述虚拟空间中，
该机器人仿真装置还具备：
第1平面计算部，其计算通过所述2个摄像机模型的焦点而延伸，并将对
所述测量区域进行摄像时的所述2个摄像机模型的视野以相等间隔进行分割

【专利技术属性】
技术研发人员：后平宽之，长塚嘉治，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP