放置确定方法、放置方法、放置确定系统以及机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及放置确定方法、放置方法、放置确定系统以及机器人。
【背景技术】
[0002]已提出根据外部环境执行运动或操作的机器人，包括自主地在工作环境中移动的机器人以及识别存在于工作环境中的对象并且对对象执行抓握运动的机器人。日本专利申请公开第2003-269937号(JP 2003-269937 A)公开了一种机器人，其基于距离图像来检测平面参数，使用平面参数来检测地板表面，并且使用该地板表面的平面参数来识别障碍物。日本专利申请公开第2004-001122号(JP 2004-001122 A)公开了一种机器人，其获得工作环境的三维信息，识别存在于工作环境中的要被抓握的对象的位置和姿势并且对要被抓握的对象执行抓握动作。
[0003]如上所述，根据相关技术的机器人可以识别工作环境中的障碍物，或者识别并且抓握对象。然而，当期望将放置对象(例如抓握的工具)放置在容纳对象(例如工作台上)时，这些机器人未被配置成确定该放置对象是否可以被放置在容纳对象上。在这个方面，可能产生以下问题:对于在家庭环境中移动的生活支持机器人，家庭环境中放置对象的类型和容纳对象上的障碍物的位置频繁地改变。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种可以确定放置对象是否可以被放置在容纳对象上的放置确定方法、放置方法、放置确定系统以及机器人。
[0005]根据本发明的一个方面的放置确定方法包括:指定放置对象；获得放置对象的搁置表面的形状；获得放置对象要被放置在其上的容纳对象的容纳表面的形状；将搁置表面的形状与容纳表面的形状进行比较；以及确定放置对象是否可以被放置在容纳对象上。使用这种方法，可以在考虑放置对象的形状的情况下确定放置对象是否可以被放置在容纳对象上。
[0006]在上述放置确定方法中，可以通过以下步骤来获得放置对象要被放置于其上的容纳对象的容纳表面的形状:获得容纳对象的三维点群信息；从该三维点群信息检测平面；以及从平面上的三维点群信息中获得容纳表面的形状。使用这种方法，可以获得从其中排除了存在有障碍物的任何区域的平面来作为容纳表面。
[0007]在上述放置确定方法中，通过以下步骤可以将搁置表面的形状与容纳表面的形状进行比较以及可以确定放置对象是否可以被放置在容纳对象上:在网格上绘制搁置表面的形状以获得该搁置表面的网格信息；在网格上绘制容纳表面的形状以获得该容纳表面的网格信息；将搁置表面的网格信息与容纳表面的网格信息进行比较；以及确定放置对象是否可以被放置在容纳对象上。使用这种方法，可以高速地将搁置表面的形状与容纳表面的形状彼此进行比较。
[0008]放置确定方法还可以包括:指定容纳对象上的期望放置位置；计算平面与期望放置位置之间的距离；以及将该距离与预定阈值进行比较。使用这种方法，可以确定放置对象要被放置于其上的平面是否为该对象期望被放置于其上的平面。
[0009]根据本发明的另一个方面的放置方法包括:通过上述放置确定方法来确定放置对象是否可以被放置在容纳对象上；以及当确定放置对象可以被放置在容纳对象上时，将放置对象放置在容纳对象上。使用这种方法，被确定为能够被放置在容纳对象上的放置对象可以被放置在容纳对象上。
[0010]根据本发明的另一个方面的放置确定系统包括:放置对象指定单元，其被配置成指定放置对象；搁置表面信息获取单元，其被配置成获得放置对象的搁置表面的形状；容纳表面信息获取单元，其被配置成获得放置对象要被放置于其上的容纳对象的容纳表面的形状；以及放置确定单元，其被配置成:将搁置表面的形状与容纳表面的形状进行比较，以及确定放置对象是否可以被放置在容纳对象上。使用这种布置，可以在考虑放置对象的形状的情况下确定放置对象是否可以被放置在容纳对象上。
[0011]放置确定系统还可以包括:三维点群信息获取单元，其被配置成获得容纳对象的三维点群信息；以及平面检测单元，其被配置成从该三维点群信息检测平面，并且容纳表面信息获取单元可以从平面上的三维点群信息中获得容纳表面的形状。使用这种布置，可以获得从其中排除了存在有障碍物的任何区域的平面来作为容纳表面。
[0012]在上述放置确定系统中，搁置表面信息获取单元可以在网格上绘制搁置表面的形状以获得搁置表面的网格信息，而容纳表面信息获取单元可以在网格上绘制容纳表面的形状以获得容纳表面的网格信息，以及放置确定单元可以将搁置表面的网格信息与容纳表面的网格信息进行比较，并且确定放置对象是否可以被放置在容纳对象上。使用这种布置，可以高速地将搁置表面的形状与容纳表面的形状彼此进行比较。
[0013]放置确定系统还可以包括:期望放置位置指定单元，其被配置成指定容纳对象上的期望放置位置；以及放置位置确定单元，其被配置成:计算平面与期望放置位置之间的距离，并且将该距离与预定阈值进行比较。使用这种布置，可以确定放置对象要被放置于其上的平面是否为该对象期望被放置于其上的平面。
[0014]根据本发明的另一个方面的机器人包括:上述放置确定系统；以及抓握放置对象的抓握部。当放置确定单元确定该放置对象可以被放置在容纳对象上时，抓握部将放置对象放置在容纳对象上。使用这种布置，被确定为能够被放置在容纳对象上的放置对象可以被放置在容纳对象上。
[0015]根据本发明的上述方面，提供了可以确定放置对象是否可以被放置在容纳对象上的放置确定方法、放置方法、放置确定系统以及机器人。
【附图说明】
[0016]下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中:
[0017]图1为示出了根据本发明的第一实施方式的机器人、放置对象以及容纳对象之间的关系的视图；
[0018]图2为示出了根据第一实施方式的放置确定系统的配置的视图；
[0019]图3为示出了根据第一实施方式的放置确定方法的过程的流程图；
[0020]图4为示出了根据第一实施方式的用于指定放置对象的显示画面的示例的视图；
[0021]图5A为示出了根据第一实施方式的存储在数据库中的放置对象的图标的示例的视图；
[0022]图5B为示出了根据第一实施方式的放置对象的搁置表面的形状的示例的视图；
[0023]图6为示出了根据第一实施方式的搁置表面的网格信息的视图；
[0024]图7为示出了根据第一实施方式的由图像获取单元获得的容纳对象的图像的视图；
[0025]图8A为示出了根据第一实施方式的由三维点群信息获取单元获得的容纳对象的三维点群信息的视图，其中，从与图像获取单元的视角相同的视角获得该三维点群信息；
[0026]图8B为示出了根据第一实施方式的由三维点群信息获取单元获得的容纳对象的三维点群信息的视图，其中，从与图像获取单元的视角不同的视角获得该三维点群信息；
[0027]图9为示出了根据第一实施方式的由平面检测单元检测到的平面的视图；
[0028]图10A为示出了根据第一实施方式的构成由容纳表面信息获取单元取出的平面的三维点群的视图；
[0029]图10B为示出了根据第一实施方式的容纳表面的网格信息的视图；
[0030]图11A为示出了根据第一实施方式的放置对象的搁置表面的网格信息的示意图；
[0031]图11B为示出了根据第一实施方式的容纳表面的网格信息的示意图；
[0032]图11C为示出了根据第一实施方式的将搁置表面的网格信息与容纳表面的网格信息进行比较的方法的示意图；
[0033]图11D为示出了根据第一实施方式的将搁置表面的网格信息与容纳表面的网格信息进行比较的方法的示意图；
[0034]图11E为示出了根据第一实施方式的将搁置表面的网格信息与容纳表面的网格信息进行比较的方法的示意图；以及
[0035]图12为示出了根据第一实施方式的由放置位置输出单元可视化并且显示的可用放置位置的图像