物体的姿势计算系统技术方案

提供一种计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势或者相对的位置和姿势的物体的姿势计算系统。该系统具备：能够以3个接触点接触的一方的物体和另一方的物体；驱动部，其使一方的物体与另一方的物体接触；力测量部，其测量作用于一方的物体与另一方的物体之间的力；以及物体姿势计算部，其基于一方的物体与另一方的物体以3个接触点接触时由力测量部测量出的力，来计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势或者相对的位置和姿势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种物体的姿势计算系统，该物体的姿势计算系统在一方的物体与另一方的物体以3个接触点接触时，基于作用于一方的物体与另一方的物体之间的力，来计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势或者相对的位置和姿势。
技术介绍
一般来说，在计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势时，已知使用照相机、三维传感器等非接触式的传感器来测定、计算相对姿势的方法。另外，一般来说，在能够对作用于一方的物体与另一方的物体之间的力进行控制的系统的情况下，已知如下方法：使一方的物体的规定的部分与另一方的物体的规定的部分进行面对齐，或者使一方的物体嵌合于另一方的物体，由此根据动作开始时的姿势和动作结束时的姿势来计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势。日本特公平04-043744号公报中公开了以下方法：基于柔顺(compliance)装置的运动模型来控制一方的物体的位置，使得作用于一方的物体与另一方的物体之间的力成为目标值。在一方的物体和另一方的物体是能够嵌合的物体的情况下，能够通过这种方法，基于作用于一方的物体与另一方的物体之间的力使一方与另一方的物体相嵌合，根据动作开始时的姿势和动作结束时的姿势来计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势。另外，日本特开平09-091026号公报中记载了以下方法：为了对接近点的姿势误差进行修正，预先以规定的力按压与孔部分正交的平面来进行面接触，从而进行面对齐，由此计算姿势误差。在该方法中，对作用于一方的物体与另一方的物体之间的力进行控制，来使一方的物体与另一方的物体进行面对齐，根据一方的物体的动作开始时的姿势和动作结束时的姿势来计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势。并且，还公开了以下方法：基于计算出的所述相对姿势，对嵌合作业之前的接近点进行修正。在使用照相机、三维传感器等非接触式的传感器来测定、计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势的情况下，存在系统变得复杂或成本变高的情况。另外，根据一方的物体和另一方的物体的状态，例如根据一方的物体与另一方的物体的位置关系、与周边物体的干扰状况、一方的物体与另一方的物体的表面形状等状况，还存在难以计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势的情况。在使用能够对作用于一方的物体与另一方的物体之间的力进行控制的系统并根据使一方的物体嵌合于另一方的物体时的动作开始时的姿势和动作结束时的姿势来计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势的情况下，嵌合作业耗费时间，系统的循环时间增大。另外，一方的物体和另一方的物体必须是能够相嵌合的物体。另外，必须使一方的物体移动以进行嵌合作业。另外，有时伴随嵌合作业时的一方的物体的移动而产生与周边物体发生干扰等问题。另外，只要一方的物体与另一方的物体的嵌合没有正常地完成，就无法计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势。并且，在一方的物体与另一方的物体的相对姿势大的情况下，很多时候难以进行嵌合。在使用能够对作用于一方的物体与另一方的物体之间的力进行控制的系统、根据使一方的物体的面与另一方的物体的面对齐时的动作开始时的姿势和动作结束时的姿势来计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势的情况下，使面对齐的作业耗费时间，系统的循环时间增大。另外，一方的物体和另一方的物体必须是能够使面对齐的物体。另外，必须使一方的物体移动以进行面对齐作业。另外，有时伴随面对齐作业时的一方的物体的移动而产生与周边物体发生干扰等问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种适当地计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势或者相对的位置和姿势的系统。为了达到上述目的，本申请第一专利技术提供一种物体的姿势计算系统，该物体的姿势计算系统计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势、或者计算所述一方的物体与所述另一方的物体的相对的位置和姿势，该物体的姿势计算系统的特征在于，具备：所述一方的物体和所述另一方的物体，所述一方的物体和所述另一方的物体是包含凸部的物体与包含凹部的物体的组合、且是所述凸部与所述凹部能够在3个接触点接触的物体，并且，所述凹部处的所述3个接触点位于所述凹部的孔的端部，并且，当将针对所述凸部的、不与包含所述3个接触点的平面正交的轴作为凸部中心轴时，所述接触点与所述凸部中心轴的各最短距离为固定值，或者，所述接触点与所述凸部中心轴的各最短距离基于从所述接触点对所述凸部中心轴引垂线时的该垂线同所述凸部中心轴的交点与所述凸部中心轴上的所述交点以外的点的距离而确定；一个以上的驱动部，所述驱动部使所述一方的物体与所述另一方的物体相对地移动，并且，保持所述一方的物体和所述另一方的物体中的至少1个物体来使其移动；力测量部，其测量作用于所述一方的物体与所述另一方的物体之间的力；以及物体姿势计算部，其通过所述驱动部使所述一方的物体与所述另一方的物体相对地移动来使所述一方的物体与所述另一方的物体接触，基于所述一方的物体与所述另一方的物体以所述3个接触点接触时由所述力测量部测量出的力以及所述最短距离，来计算所述一方的物体与所述另一方的物体的相对姿势、或者计算所述一方的物体与所述另一方的物体的相对的位置和姿势。第二专利技术提供如下一种物体的姿势计算系统：在第一专利技术中，所述一方的物体包含2个以上的所述凸部或所述凹部，或者，所述另一方的物体包含2个以上的所述凸部或所述凹部，或者，所述一方的物体和所述另一方的物体包含2个以上的所述凸部或所述凹部。第三专利技术提供如下一种物体的姿势计算系统：在第一专利技术或第二专利技术中，所述一方的物体或者所述另一方的物体所包含的所述凸部和所述凹部中的至少1个物体是能够相对于包含所述至少1个物体的所述一方的物体或者所述另一方的物体拆装的物体。第四专利技术提供如下一种物体的姿势计算系统：在第一专利技术～第三专利技术中的任一个专利技术中，在使所述一方的物体与所述另一方的物体以所述3个接触点接触之前，以使所述一方的物体与所述另一方的物体的相对的位置和姿势变为规定的位置和姿势的范围内的方式，预先使所述一方的物体与另一方的物体移动到相对的大致位置和大致姿势。第五专利技术提供如下一种物体的姿势计算系统：在第一专利技术～第三专利技术中的任一个专利技术中，所述力测量部还测量作用于所述驱动部或者所述一方的物体或者所述另一方的物体的力，在使所述一方的物体与所述另一方的物体以所述3个接触点接触之前，基于由所述力测量部测量出的力，以使所述一方的物体与所述另一方的物体的相对的位置和姿势变为规定的位置和姿势的范围内的方式，预先使所述一方的物体与另一方的物体移动到相对的大致位置和大致姿势。第六专利技术提供如下一种物体的姿势计算系统：在第一专利技术～第三专利技术中的任一个专利技术中，所述物体的姿势计算系统还具备物体检测部，该物体检测部能够在规定的范围以内检测所述一方的物体或者所述另一方的物体的位置和姿势中的至少一方，在使所述一方的物体与所述另一方的物体以所述3个接触点接触之前，基于所述物体检测部的检测结果，以使所述一方的物体与所述另一方的物体的相对的位置和姿势变为规定的位置和姿势的范围内的方式，预先使所述一方的物体与另一方的物体移动到相对的大致位置和大致姿势。第七专利技术提供如下一种物体的姿势计算系统：在第一专利技术～第三专利技术中的任一个专利技术中，所述物体的姿势计算系统还具备空间位置指定部，该空间位置指定部由指定空间内的位置或者位置和姿势的装置以及识别所指定的所述位置或者位置和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物体的姿势计算系统，计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势、或者计算所述一方的物体与所述另一方的物体的相对的位置和姿势，该物体的姿势计算系统的特征在于，具备：所述一方的物体和所述另一方的物体，所述一方的物体和所述另一方的物体是包含凸部的物体与包含凹部的物体的组合、且是所述凸部与所述凹部能够在3个接触点接触的物体，并且，所述凹部处的所述3个接触点位于所述凹部的孔的端部，并且，当将针对所述凸部的、不与包含所述3个接触点的平面正交的轴作为凸部中心轴时，所述接触点与所述凸部中心轴的各最短距离为固定值，或者，所述接触点与所述凸部中心轴的各最短距离基于从所述接触点对所述凸部中心轴引垂线时的该垂线同所述凸部中心轴的交点与所述凸部中心轴上的所述交点以外的点的距离而确定；一个以上的驱动部，所述驱动部使所述一方的物体与所述另一方的物体相对地移动，并且，保持所述一方的物体和所述另一方的物体中的至少1个物体来使其移动；力测量部，其测量作用于所述一方的物体与所述另一方的物体之间的力；以及物体姿势计算部，其通过所述驱动部使所述一方的物体与所述另一方的物体相对地移动来使所述一方的物体与所述另一方的物体接触，基于所述一方的物体与所述另一方的物体以所述3个接触点接触时由所述力测量部测量出的力以及所述最短距离，来计算所述一方的物体与所述另一方的物体的相对姿势、或者计算所述一方的物体与所述另一方的物体的相对的位置和姿势。...

【技术特征摘要】
2015.09.09 JP 2015-1774711.一种物体的姿势计算系统，计算一方的物体与另一方的物体的相对姿势、或者计算所述一方的物体与所述另一方的物体的相对的位置和姿势，该物体的姿势计算系统的特征在于，具备：所述一方的物体和所述另一方的物体，所述一方的物体和所述另一方的物体是包含凸部的物体与包含凹部的物体的组合、且是所述凸部与所述凹部能够在3个接触点接触的物体，并且，所述凹部处的所述3个接触点位于所述凹部的孔的端部，并且，当将针对所述凸部的、不与包含所述3个接触点的平面正交的轴作为凸部中心轴时，所述接触点与所述凸部中心轴的各最短距离为固定值，或者，所述接触点与所述凸部中心轴的各最短距离基于从所述接触点对所述凸部中心轴引垂线时的该垂线同所述凸部中心轴的交点与所述凸部中心轴上的所述交点以外的点的距离而确定；一个以上的驱动部，所述驱动部使所述一方的物体与所述另一方的物体相对地移动，并且，保持所述一方的物体和所述另一方的物体中的至少1个物体来使其移动；力测量部，其测量作用于所述一方的物体与所述另一方的物体之间的力；以及物体姿势计算部，其通过所述驱动部使所述一方的物体与所述另一方的物体相对地移动来使所述一方的物体与所述另一方的物体接触，基于所述一方的物体与所述另一方的物体以所述3个接触点接触时由所述力测量部测量出的力以及所述最短距离，来计算所述一方的物体与所述另一方的物体的相对姿势、或者计算所述一方的物体与所述另一方的物体的相对的位置和姿势。2.根据权利要求1所述的物体的姿势计算系统，其特征在于，所述一方的物体包含2个以上的所述凸部或所述凹部，或者，所述另一方的物体包含2个以上的所述凸部或所述凹部，或者，所述一方的物体和所述另一方的物体包含2个以上的所述凸部或所述凹部。3.根据权利要求1或2所述的物体的姿势计算系统，其特征在于，所述一方的物体或者所述另一方的物体所包含的所述凸部和所述凹部中的至少1个物体是能够相对于包含所述至少1个物体的所述一方的物体或者所述另一方的物体拆装的物体。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的物体的姿势计算系统，其特征在于，在使所述一方的物体与所述另一方的物体以所述3个接触点接触之前，以使所述一方的物体与所述另一方的物体的相对的位置和姿势变为规定的位置和姿势的范围内的方式，预先使所述一方的物体与另一方的物体移动到相对的大致位置和大致姿势。5.根据权利要求1～3中的任一项所述的物体的姿势计算系统，其特征在于，所述力测量部还测量作用于所述驱动部或者所述一方的物体或者所述另一方的物体的力，在使所述一方的物体与所述另一方的物体以所述3个接触点接触之前，基于由所述力测量部测量出的力，以使所述一方的物体与所述另一方的物体的相对的位置和姿势变为规定的位置和姿势的范围内的方式，预先使所述一方的物体与另一方的物体移动到相对的大致位置和大致姿势。6.根据权利要求1～3中的任一项所述的物体的姿势计算系统，其特征在于，所述物体的姿势计算系统还具备物体检测部，该物体检测部能够在规定的范围以内检测所述一方的物体或者所述另一方的物体的位置和姿势中的至少一方，在使所述一方的物体与所述另一方的物体以所述3个接触点接触之前，基于所述物体检测部的检测结果，以使所述一方的物体与所述另一方的物体的相对的位置和姿势变为规定的位置和姿势的范围内的方式，预先使所述一方的物体与...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩竹隆裕，王凯濛，陈文杰，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP