檢測對象物的三維位置的檢測方法及檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種檢測方法及檢測裝置，其在包含機器人以及被支撐在該機器人前端附近的攝像部的系統中檢測對象物的三維位置。
【背景技術】
[0002]為了使用機器人準確地進行工件搬送或工件加工等作業，需要準確地識別載置工件的位置。因此，近年來使用攝像機等來視覺地識別工件位置、特別是工件的三維位置。
[0003]在日本專利第3859371號說明書、日本特開2012 — 192473號公報及日本特開2004 — 90183號公報中，公開了利用多個攝像機獲取工件等的三維位置的方案。另外，日本特開2014 - 34075號公報及日本特開2009 — 241247號公報，公開了利用具備多個鏡頭的攝像機獲取工件等的三維位置的方案。
[0004]但是在上述的現有技術中使用了多個攝像機或多個鏡頭，從而導致構造復雜且成本變高等問題。
[0005]并且，在立體攝像機中，為了使立體像對對應起來需要極高費用。并且，當立體像對的對應質量低時，立體攝像機的可靠性也會降低。

【發明內容】

[0006]本發明是針對這種情況而做出的，目的是提供一種檢測對象物的三維位置的檢測方法及實施該方法的檢測裝置，其避免使用多個攝像機或多個鏡頭而能夠抑制成本且提高可靠性。
[0007]為了達成上述目的，根據第一方案，提供一種檢測方法，其在包含機器人以及支撐在該機器人前端附近的攝像部的系統中檢測對象物的三維位置，上述檢測方法的特征在于，在上述機器人移動時上述攝像部拍攝第一圖像以及第二圖像，存儲拍攝上述第一圖像時的上述機器人的第一位置姿態信息，存儲拍攝上述第二圖像時的上述機器人的第二位置姿態信息，從上述第一圖像檢測出對象物并存儲攝像部坐標系中的上述對象物的第一位置信息，從上述第二圖像檢測出上述對象物并存儲上述攝像部坐標系中的上述對象物的第二位置信息，使用上述機器人的上述第一位置姿態信息和上述對象物的上述第一位置信息，計算出機器人坐標系中的上述對象物的第一視線信息，并且使用上述機器人的上述第二位置姿態信息和上述對象物的上述第二位置信息，計算出上述機器人坐標系中的上述對象物的第二視線信息，根據上述第一視線信息以及上述第二視線信息的交點檢測上述對象物的三維位置。
[0008]根據第二方案，在第一方案的檢測方法中，其特征在于，檢測包含上述第一圖像內檢測出的一個或多個特征點的上述第二圖像內的一個或多個特征點，計算出上述第一圖像中的上述一個或多個特征點與上述第二圖像中的上述一個或多個特征點之間的各個距離，將該距離最短的特征點確定為上述對象物。
[0009]根據第三方案，在第一方案或第二方案的檢測方法中，其特征在于，向上述對象物投射點光源光線。
[0010]根據第四方案，在第一方案或第二方案的檢測方法中，其特征在于，在上述第二圖像內檢測位于上述第一圖像內的至少三個特征點，將上述至少三個特征點分別作為上述對象物，分別計算出上述第一視線信息以及上述第二視線信息，根據計算出的上述第一視線信息以及上述第二視線信息的各個交點檢測上述至少三個特征點各自的三維位置，由此檢測包含上述至少三個特征點的工件的三維位置姿態。
[0011]根據第五方案，提供一種檢測裝置，其在包含機器人以及支撐在該機器人前端附近的攝像部的系統中檢測對象物的三維位置，其特征在于，具備:圖像存儲部，其存儲當上述機器人移動時由上述攝像部拍攝的第一圖像以及第二圖像；位置姿態信息存儲部，其存儲拍攝上述第一圖像時的上述機器人的第一位置姿態信息以及拍攝上述第二圖像時的上述機器人的第二位置姿態信息；位置信息存儲部，其從上述第一圖像檢測出對象物并存儲攝像部坐標系中的上述對象物的第一位置信息，并且從上述第二圖像檢測出上述對象物并存儲上述攝像部坐標系中的上述對象物的第二位置信息；視線信息計算部，其使用上述機器人的上述第一位置姿態信息和上述對象物的上述第一位置信息，計算出機器人坐標系中的上述對象物的第一視線信息，并且使用上述機器人的上述第二位置姿態信息和上述對象物的上述第二位置信息，計算出上述機器人坐標系中的上述對象物的第二視線信息；以及三維位置檢測部，其根據上述第一視線信息以及上述第二視線信息的交點檢測上述對象物的三維位置。
[0012]根據第六方案，在第五方案的檢測裝置中，其特征在于，還具備:特征點檢測部，其在上述第二圖像內檢測位于上述第一圖像內的一個或多個特征點；距離計算部，其計算出上述第一圖像中的上述一個或多個特征點與上述第二圖像中的上述一個或多個特征點之間的各個距離；以及對象物確定部，其將該距離最短的特征點確定為上述對象物。
[0013]根據第七方案，在第五方案或第六方案的檢測裝置中，其特征在于，還包含向上述對象物投射點光源光線的投光器。
[0014]根據第八方案，在第五方案或第六方案的檢測裝置中，其特征在于，還具備在上述第二圖像內檢測位于上述第一圖像內的至少三個特征點的特征點檢測部，上述視線信息計算部將上述至少三個特征點分別作為上述對象物，分別計算出上述第一視線信息以及上述第二視線信息，上述三維位置檢測部根據計算出的上述第一視線信息以及上述第二視線信息的各個交點檢測上述至少三個特征點各自的三維位置，由此檢測包含上述至少三個特征點的工件的三維位置姿態。
[0015]根據附圖所示的本發明的典型實施方式的詳細說明，可以進一步了解本發明的這些目的、特征及優點和其它目的、特征及優點。
【附圖說明】
[0016]圖1是包含本發明的檢測裝置的系統的簡圖。
[0017]圖2是表示圖1所示的檢測裝置的動作的流程圖。
[0018]圖3是表示機器人及與機器人的移動對應的圖像的圖。
[0019]圖4A是表示機器人及對應圖像的第一圖。
[0020]圖4B是表示機器人及對應圖像的第二圖。
[0021]圖4C是表示機器人及對應圖像的第三圖。
[0022]圖4D是表示機器人及對應圖像的第四圖。
【具體實施方式】
[0023]以下參照附圖對本發明的實施方式進行說明。在以下的附圖中對相同的部件標記相同的參考符號。為了容易理解，這些附圖適當地變更比例尺。
[0024]圖1是包含本發明的檢測裝置的系統的簡圖。如圖1所示，系統1主要包含機器人10以及控制該機器人10的控制裝置20。圖1所示的機器人10是垂直多關節機器人，但是也可以是其它形態的機器人。另外，在機器人10的前端支撐有攝像機30。該攝像機30的位置姿態根據機器人10來決定。也可以取代攝像機30而使用其它形態的攝像部。
[0025]另外，圖1示出向對象物W投射點光源光線的投光器35。通過使用投光器35，攝像機30能夠取得清晰的圖像。因此，后述的圖像處理部31能夠良好地進行所拍攝的圖像的圖像處理。投光器35的位置姿態也可以由控制裝置20控制。并且，投光器35也可以安裝于機器人10。
[0026]控制裝置20是數字計算機，用作控制機器人10并且檢測對象物W的三維位置的檢測裝置。如圖1所示，控制裝置20包含圖像存儲部21，其存儲當機器人10移動時由攝像機30拍攝的第一圖像及第二圖像。
[0027]另外，控制裝置20包含:位置姿態信息