(57)【要約】  本発明は、キャリア（１）の上に配置された物品（２）を探索し収集する方法に関する。スキャン動作は、キャリアの上で行われる。走査はラインレーザスキャナ（８）によって行われる。走査の結果は、走査された領域を示す仮想面（１８）を生成するのに使用される。仮想面は、キャリア（１）から収集される物品（２）に対応する事前定義の仮想物品（１５）と比較される。これにより、事前定義の仮想物品と適合する仮想面（１８）の一部が特定される。次にロボットアーム（５）が仮想面の特定された部分に対応する場所に移動され、この場所でキャリア（１）から物品を収集するようになる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア（１）上に配置された物品（２）を探索し収集するための方法であって、
ａ）ラインレーザスキャナ（８）を使用して、前記キャリア（１）の少なくとも一部の上でスキャン動作を行うステップと、
ｂ）走査された領域を示す仮想三次元面を生成するために前記走査の結果を使用するステップと、
ｃ）前記仮想三次元面を前記キャリア（１）から選別される物品（２）に対応する事前定義の仮想物品（１５）と比較し、これにより前記事前定義の仮想物品（１５）に最も密接に適合する前記仮想三次元面の一部を特定するステップと、
ｄ）前記仮想三次元面の特定された部分に対応する場所にロボットアーム（５）を移動させ、この場所で前記キャリア（１）から物品（２）を収集させるステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記スキャン動作中前記スキャナ（８）が、前記キャリア（１）の上の経路内で移動される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スキャナ（８）が、前記キャリアの上の直線経路をたどる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記スキャナ（８）が、前記ロボットアーム（５）から分離したユニットである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記スキャナ（８）が、前記ロボットアーム（５）の上に配置され、前記キャリア（１）の上での前記スキャナ（８）の移動が前記ロボットアーム（５）によって行われる、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記仮想三次元面を事前定義の仮想物品（１５）と比較する前記ステップが、前記仮想物品（１５）が前記仮想三次元面の一部と嵌合するまで前記仮想物品（１５）を回転することを含み、前記仮想物品（１５）の回転に関する情報を使用して、前記キャリア（１）上の前記物品（２）をどのように収集するかを決定する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記キャリア（１）から収集される前記物品（２）が、前記ロボットアーム（５）上の把持部（６）によって選別され、前記把持部（６）が把持フィンガ（７）を有し、前記把持フィンガの少なくとも１つが前記キャリア（１）上の前記物品（２）を把持するために別の把持フィンガ（７）に対して移動される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記仮想三次元面の２つ以上の部分（２）が同程度に前記仮想物品（１５）に適合する場合、前記仮想三次元面の別々の部分の間で選択するためにランダム選択が使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記仮想三次元面を事前定義の仮想物品（１５）と比較する前記ステップが、前記仮想物品（１５）が前記仮想三次元面の一部と嵌合するまで、前記仮想物品（１５）を回転することを含み、前記仮想三次元面の２つ以上の部分が同程度に前記仮想物品に適合する場合、前記仮想三次元面の別々の部分の間で選択するために前記仮想物品（１５）の配向に関する情報が使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記キャリア（１）が収納容器（１）である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記キャリア（１）がコンベアである、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
キャリア上に配置された物品（２）を探索し収集するための構成であって、物品（２）が上に配置され得るキャリアの少なくとも一部で走査するために配置されたラインレーザスキャナ（８）と、物品を捕らえるように適合されたロボットアーム（５）を有するロボット（４）と、ラインレーザスキャナ（８）に接続されたコンピュータ（１１）とを備え、前記コンピュータ（１１）がさらに、スキャン動作中前記スキャナ（８）から受信したデータに基づいて、仮想三次元面を生成するように設計されたコンピュータソフトウエアを有し、前記コンピュータ（１１）がまた、仮想物品（１５）を示すソフトウエア、および前記仮想物品（１５）を前記仮想三次元面の別々の部分と比較し、前記仮想面のどの一部または部分が、前記仮想物品（１５）と最も密接に適合するのかを判定するためのソフトウエアを有し、前記コンピュータが（１１）さらに前記ロボット（４）に接続され、前記仮想物品と最も密接に適合する前記仮想三次元面の一部に対応する前記キャリア上の場所に前記ロボットアーム（５）の移動を誘導し、その場所で物品（２）を収集するためのソフトウエアを有する構成。
【請求項１３】
前記ラインレーザスキャナ（８）が前記ロボット（４）から分離され、前記スキャナ（８）が移動するためにその上に配置される誘導構造体（９）によって画定される所定の経路内で移動するように配置される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記誘導構造体（９）が、前記ラインレーザスキャナのために直線経路を画定するビーム（９）である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ラインレーザスキャナ（８）が前記ロボットアーム（５）上に配置される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ロボットアーム（５）が、把持フィンガ（７）を備える把持部（６）を有することによって、物品を捕らえるように適合され、前記把持フィンガ（７）の少なくとも１つが可動である、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を選別するのに可動式ロボットアームを備えたロボットが使用される、収納容器などのキャリアから物品を探索し収集するための方法および構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの産業上の用途において、次の処理のために物品を機械に送るために、収納容器またはペレットなどのキャリアから物品を収集することが必要である。このような動作は、産業ロボットによって行われることが多い。物品を選別する際にロボットを助けるために機械視覚を備えた産業ロボットを使用して、キャリアから物品を選別することが提案されてきた。例えば米国特許第４４１２２９３号は、視覚を具現化するロボットシステム、および収納容器の中に堆積された、円柱状の外面を有し不規則に配向された工作物を取得するための平行な顎把持部を開示している。視覚のために、ロボットシステムは、コンピュータにインターフェース接続するビデオカメラを使用する。収納容器選択システムはまた、米国特許第６、７２１、４４４号に開示されている。
【０００３】
本発明の目的は、キャリアから物品を探索し収集する方法および構成に関する。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、キャリア上に配置された物品を探索し収集する方法に関する。方法は、レーザラインスキャナを使用することによって、キャリアの少なくとも１部の上でスキャン動作を実行するステップと、走査された領域を示す仮想三次元面を生成するために走査結果を使用するステップとを含む。仮想三次元面は、キャリアから選別される物品に対応する事前定義の仮想物品と比較される。これにより、事前定義の仮想物品と最も密接に適合する三次元面の一部が特定される。次にロボットアームが、仮想三次元面の特定された部分に対応する場所に移動され、この場所でキャリアから物品を収集するようになる。
【０００５】
一実施形態において、スキャン動作中、スキャナはキャリアの上の経路内を移動される。好ましくはスキャナは、キャリア上の直線経路をたどる。しかしながら、本発明の実施形態はまた、スキャン動作中スキャナは１つの位置に留まるが、レーザが領域全体を走査することができるように、軸の周りでスキャナが回転／枢動されることを想定することができる。
【０００６】
有利な実施形態において、スキャナはロボットアームから分離されたユニットである。  しかしながら、スキャナがロボットアーム自体に配置される実施形態を想定することも可能である。このような実施形態において、ロボットアームが行う動きの中でスキャナはキャリアの上で移動されてよい。
【０００７】
仮想三次元面を事前定義の仮想物品と比較するステップは、仮想物品が仮想三次元面の一部に嵌合するまで、これを移動および／または回転することを含めてよい。仮想物品の移動および／または回転に関する情報を使用して、キャリア上の物品をどのように収集するかを決定する。
【０００８】
キャリアから収集された物品は、ロボットアームの把持部によって選別することができ、把持部は、キャリア上の物品を把持するために、少なくともその１つが別の把持フィンガに対して移動される把持フィンガを備えてよい。
【０００９】
仮想三次元面の２つ以上の部分が同程度に仮想物品に適合する場合、仮想三次元面の別々の部分の間で選択するためにランダム選択を使用することができる。
【００１０】
仮想三次元面を事前定義の仮想物品と比較するステップは、仮想物品が仮想三次元面の一部と嵌合するまでこれを回転することを含めてよく、仮想三次元面の２つ以上の部分が同程度に仮想物品に適合する場合、仮想三次元面の別々の部分の間で選択するために仮想物品の配向に関する情報を使用することができる。
【００１１】
一実施形態において、キャリアは収納容器である。他のキャリアもまた可能である。例えば、キャリアは、ベルトコンベアなどのコンベアであってよい。キャリアはまたペレットの場合もある。
【００１２】
本発明はまた、キャリア上に配置された物品を探索し収集するための構成に関する。構成は、物品が配置されて得るキャリアの少なくとも一部で走査するために配置されたラインレーザスキャナを備える。構成はさらに、物品を捕らえるように適合されたロボットアームを有するロボット、およびラインレーザスキャナに接続されたコンピュータを備える。コンピュータはさらに、スキャン動作中スキャナから受信したデータに基づいて、仮想三次元面を生成するように設計されたコンピュータソフトウエアを有する。コンピュータはまた、仮想物品を示すソフトウエアと、仮想物品を仮想三次元面の別々の部分と比較し、仮想面のどの一部または部分が、仮想物品と最も密接に適合するのかを判定するためのソフトウエアとを有する。コンピュータはロボットに接続され、仮想物品と最も密接に適合する仮想三次元面の一部に対応するキャリア上の場所にロボットアームの移動を誘導し、その場所で物品を収集するためのソフトウエアを有する。好ましくは、キャリアから収集された物品は、その場所だけではなくその配向によっても定義される。
【００１３】
ラインレーザスキャナは、ロボットから分離され、移動するためにスキャナが上に配置される誘導構造体によって画定される所定の経路内で移動するように配置されてよい。誘導構造体はラインレーザスキャナのために直線経路を画定するビームであってよい。
あるいは、ラインレーザスキャナはロボットアーム上に配置される。
【００１４】
ロボットアームは、少なくとも１つの把持フィンガが可動である把持フィンガを備える把持部を有することによって、物品を捕らえるように適合されてよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
最初に、図１から図３を参照して本発明の構成を以下に記載する。本発明の主題である構成は、キャリア１上に配置された物品２を探索し収集するために使用される。図１において、キャリア１は、物品２がそこから選別される収納容器または箱１である。構成は、スキャン動作を実行するように配置されるラインレーザスキャナ８を備え、これを使用して、物品２を上に配置することができるキャリア１の少なくとも一部で走査することができる。ラインレーザにおいて、スポットレーザ源からの光は、直線に引き伸ばされる。これはガラス、プレキシガラスまたは石英でできた好適なレンズを使用することによって実現することができる。図１で最もよくわかるように、レーザスキャナ８は、ラインレーザ光線１０を放出することができるレーザエミッタ１６と、エミッタ１６から放出され、面から反射されるレーザビームを検出することができるレーザ検知器１７とを備える。レーザエミッタ１６は、例えば、カナダ、ケベック州、モントリオール、ケズマルク２７５のＳｔｏｃｋｅｒＹａｌｅ ＣａｎａｄａによるＬａｓｉｒｉｓ（商標）の名前で市販されている種類のラインレーザであってよい。しかしながら、当然のことながら他のレーザエミッタも可能である。構成はさらに、物品２を捕らえるように構成されたロボットアーム５を有するロボット４を備える。ワイヤ接続であり得る、あるいは無線接続の場合もある接続部１２を介して、コンピュータ１１がラインレーザスキャナ８に接続される。方法を参照してより詳細に説明するように、コンピュータ１１は、スキャン動作中スキャナ８から受信したデータに基づいて、仮想三次元面を生成するように設計されたコンピュータソフトウェアを有する。コンピュータ１１はまた、仮想物品１５を示すソフトウエアと、仮想物品１５を仮想三次元面の別々の部分と比較し、仮想面のどの一部または部分が、仮想物品１５に最も密接に適合するかを判定するためのソフトウエアとを有する。仮想物品１５は、キャリア１から選別すべき物理的物品２に対応することを理解されたい。仮想物品１５は、例えば、物品２の測定または走査に基づいてよい。あるいは、仮想物品１５は、対応する物理的物品２を製造するために使用されるＣＡＤモデルに基づいてよい。コンピュータ１１はさらに、ロボット４に接続され、仮想物品に最も密接に適合する仮想三次元面の一部に対応するキャリア上の場所にロボットアーム５の動きを誘導し、その位置で、および物品２が収集される向きに適合する向きで物品２を収集するためのソフトウエアを有する。例示の目的で、コンピュータ１１は、ロボット４から離れて示されている。しかしながら、コンピュータ１１はまたロボット４の一体式部分である場合があることを理解されたい。
【００１６】
図１から３に示す実施形態において、ラインレーザスキャナ８は、ロボット４から分離され、移動するためにスキャナ８が上に配置される誘導構造体９によって画定される所定の経路内で移動するように構成される。好ましい実施形態において、誘導構造体９は、ラインレーザスキャナのために直線経路を画定するビーム９である。しかしながら、ラインレーザスキャナ８はまた、ロボットアーム５の上に配置されてよい。このような実施形態は、図８に概略的に示される。
【００１７】
原則として、ロボットアーム５は、物品２を収集するための多くの異なるデバイスを有してよい。例えば、吸引カップ、または金属物品２を収集するために磁石を備えることがある。しかしながら、本発明の好ましい実施形態において、ロボットアーム５は把持フィンガ７を有する把持部６を使用することによって、物品を捕らえるように適合される。少なくとも１つの把持フィンガ７が可動である。図１において、２つの把持フィンガ７が示されているが、グリッパー７は３つ以上の把持フィンガ７を有することができることを理解されたい。例えば、３、４、５またはそれ以上の把持フィンガ７を有することができる。好ましくは、少なくとも２つの把持フィンガ７が可動であり、互いに対して可動である。異なる軸の周りで把持部６が枢動され、これにより把持部６が収集する物品２に対して正しい向きで把持部６を配置することができるように、把持部６は、ロボットアーム５に接合されることが好ましい。可動フィンガ７を有する把持部６を使用することは、より優れた精度を実現することができ、把持の信頼性が高くなるという利点を伴う。把持部６は、好ましくは互いに垂直な軸の周りを枢動することができるように配置される。好ましくは把持部６は、互いに垂直な少なくとも３つの軸の周りで枢動することができる。本発明の有利な実施形態において、把持部６は、４つ以上の軸の周りで枢動することができる。例えば把持部６は、６つの軸の周りで枢動することができるように配置されてよい。
【００１８】
図４ａー４ｃ、５ａ−５ｃおよび６ａ−６ｃを参照して、把持フィンガの動作を以下に簡単に説明する。図４ａにおいて、把持部６は、収集される物品２の上に配置される。図４ｂに示すように、物品２をフィンガ７の間に配置することができるように、把持フィンガ７が分離される、すなわち互いから離される。図４ｃに示すように把持部６を有するアーム５が物品２と接触するように移動し、フィンガ７が互いに向かって移動し、物品２がフィンガ７の間で把持される。ロボットアーム５によって、物品２を持ち上げることができる。  
図５ａにおいて、把持部６は、貫通穴３および内壁２０を備える物品２を収集するのに使用される。フィンガ７はまず一緒にまとめられ、次に図５ｂに示すように、貫通穴３の中に挿入される。次にフィンガ７は互いから離され、内壁２０に接触するようにされる。フィンガ７の内壁２０に対する圧力によって、安定した把持が保証され、物品２を持ち上げることができる。
【００１９】
図６ａ−６ｃにおいて、１つのフィンガ７が物品２の外面で物品２と接触し、別のフィンガ７が物品の内壁２０と接触する把持動作が示されている。
【００２０】
図４ａ−６ｃに示すそれぞれの把持は、所与の物品２を収集するのに全て一様に良好に適してはいないことを理解されたい。収集される特定の各物品２の形状によって、異なる把持が好まれてよい。特定の各物品に関して、把持部６の移動の方向は、物品に接近するのに最適であってよいことを理解されたい。
【００２１】
動作中、本発明は以下のように機能する。配置された物品２は、例えば図１および図２に示すように収納容器１、または図３に示すようなベルトコンベアであり得るキャリア１の上に到達する。キャリア１はまた、例えばペレットなど他のものであってよい。スキャナ８は、ラインレーザスキャナ８を使用してキャリア１の少なくとも一部の上でスキャン動作を実行する。走査された領域は、キャリア１上に位置する物品２の堆積物に対応する面１４を有する。スキャン動作の結果は、走査された領域を示す仮想三次元面１８を生成するのに使用される、すなわち仮想面１８は実際の面１４に対応する。この動作は、図７に概略的に示すように、コンピュータ１１上で行うことができる。図７に示すように、仮想面１８は、互いに垂直な３つの異なる軸ｘ、ｙ、ｚに沿って変化することができる座標によって画定される。次に仮想三次元面１８は、キャリア１から収集される物品２に対応する事前定義の仮想物品１５と比較される。比較によって、事前定義の仮想物品１５と最も密接に適合する仮想三次元面１８の一部が特定される。次にロボットアーム５が、仮想三次元面の特定された部分に対応する場所に移動され、その場所でキャリア１から物品２を収集するようになる。また、収集される物品の向きに適切に適合するように、把持部６は枢動されてよい。
【００２２】
厳密に言えば、面は二次元である。本明細書で使用されるように、用語「三次元面」は、三次元物品の面、すなわち２面以上にかけて延在し得る面として理解するべきである。用語「仮想三次元面」代替として、三次元物品の外面を示す仮想面と言うことができる。
仮想三次元面１８と事前定義の仮想物品１５を比較するステップは、以下のように実行することができる。図８に示すように、仮想物品１５は、仮想三次元面１８の一部と嵌合するまで移動され回転される。仮想物品１５の移動および回転に関する情報は、キャリア１上の物理的物品２の配向および場所に直接対応し、この情報を使用して、キャリア１上の物品２をどのように収集するかを決定することができる。適合は、スピンイメージまたはスピンイメージ表現（例えば、Ａ．Ｅ．Ｊｏｈｎｓｏｎ および Ｍ．Ｈｅｂｅｒｔの「Ｕｓｉｎｇ Ｓｐｉｎ Ｉｍａｇｅｓ ｆｏｒ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｂｊｅｃｔ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｌｕｔｔｅｒｅｄ ３Ｄ ｓｃｅｎｅｓ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｐａｔｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ、 ２１(５、４３３-４４９頁、１９９９を参照)などの形状検出を使用することによって、実行することができる。あるいは、ＩＣＰ（Iterative Closest Point)、またはスピンイメージおよびＩＣＰの組み合わせを使用することが可能な場合がある。
【００２３】
仮想三次元面１８の２つ以上の部分が同程度に仮想物品１５に適合する場合、仮想三次元面の別々の部分から、したがって収集される別々の物品の間で選択するためにランダム選択を使用することができる。あるいは、仮想三次元面１８の２つ以上の部分が同程度に仮想物品に適合する場合、仮想三次元面の別々の部分の間で選択するのに、仮想物品１５の配向に関する情報を使用することができる。先に示したように、全ての物品２に関して全ての把持が一様に良好に適しているわけではない。所与の物品２に関して、好ましい把持は、ロボット４を制御するコンピュータ１１のソフトウエア内に含まれてよい。貫通穴３を備える物品２に関して、好ましい把持は、（例えば）図５ａ−５ｃに示す把持であり得る。キャリア１上の所与の物品に関して、恐らく実際には１つの把持のみが可能であろう。仮想面１８の２つ以上の部分が十分均一に仮想物品１５と適合する場合、ロボット４を制御するソフトウエアは、好ましい把持に対応する仮想面１８の部分を選択するための指示を含むことができる。これは、第１視野でキャリア上の２つの物品２が、範囲内で十分均等に見えるときも、発明の構成に、キャリア上の別々の物品２の間で知的選択をする機会を与える。所与の物品２にどの把持が可能かチェックするために、ソフトウエアは、仮想面１８の対応する部分に嵌合するために仮想物品１５がどのように移動され回転されるのかをチェックする。この移動に関する情報は直接、実際の物品の配向に関する情報に変換することができる。当然のことながら、同様の情報を使用してロボットアーム５の上の把持部６の移動を制御し、好ましい把持を使用することができるように、把持部６がどの方向から物品２に接近するのかを決定することができる。これは、収集する各物品を完璧に把持するために、把持部６が正確に誘導することができるという利点を伴う。接近する方向の中には、把持部とキャリア１の部分との間、または把持部と、収集される物品以外の他の物品２との間に衝突のリスクを伴う場合があるため、把持部６が物品に接近する方向も重要である。いくつかの物品はまた、他の方向からよりも、ある方向から把持しやすい形状を有する場合がある。
【００２４】
さらに、スキャン動作はまた、キャリア１自体まで延在してよい。この部分のスキャン動作の結果は、把持部６がキャリア１の縁部または壁と衝突するのを回避するのに使用することができる。あるいはキャリア１の輪郭は、仮想物品１５と同様に制御ソフトウエア内で事前定義されてよい。大量の未分類の物品が堆積物内に達したとき、他の物品が、把持部がこれらの物品に接近するのを妨げるため、いくつかの物品は、最初は簡単に把持することができないことを理解されたい。したがってキャリアの縁部（例えば収納容器１の壁）に対する物品の場所および配向は、特に他の物品２が接近を制限するとき、最初は把持部６がこれらの物品に接近するのが難しいことを示すであろう。ロボットアーム５、およびロボットアーム上の把持部６を制御するソフトウエアは、これを考慮して設計されるのが好ましい。
【００２５】
その結果、キャリア１上の２つの別々の物品２の間で選択がなされるとき、ソフトウエアは、他の物品との衝突、およびキャリア１の部分との衝突の両方のリスクを考慮することができる。このようにして、把持部が収集される物品に接近すべき方向を考慮して、ソフトウエアを設計することができる。これは、物品の選択に関して別の条件を構成することができる。
【００２６】
条件「好ましい把持」は、条件「最適な適合」を補完するものとしてだけでなく、その条件の代替として使用することができることを理解されたい。実際には、これはソフトウエアが、最初に好ましい把持を可能にする物品２を特定しようとすることを示すことがある。任意で、好ましい把持を可能にする複数の物品２がある場合、最終的な選択をするのに条件「最適な適合」を使用することができる。
【００２７】
スキャン動作中、スキャナ８は、好ましくはキャリア１の上の経路内、好ましくは直線経路内を移動される。しかしながら、実際は非直線経路が想定可能であることを理解されたい。またスキャナ８は固定されてよく、スキャン動作は、直線経路に沿ってスキャナ８を移動する代わりにレーザエミッタ１６を回転することを含めてよいことを理解されたい。
【００２８】
またスキャナ８は、図９に示すようにロボットアーム５の上に配置されてよく、キャリア１の上でのスキャナ８の移動は、ロボットアーム５によって行うことができることを理解されたい。
【００２９】
したがって本発明の構成の完全なサイクルは、以下の通りである。不規則に配向され得る物品２が、図２で示すような収納容器１、または図３に示すようなベルトコンベアであり得るキャリア１上に到達する。スキャナ８がスキャン動作を実行し、スキャン動作の結果のデータがコンピュータ１１に送達され、データは、仮想三次元面１８に変換される。事前定義の仮想物品１５が、適合が確認されるまで仮想面１８と比較される。コンピュータがロボット４を制御し、把持部６を備えたアーム５を使用して、特定された物品２を収集するようにロボットに命令する。ロボットアーム５によって物品２が収集されると、ロボットアームは、例えば物品２をさらに処理するための機械であり得る別のワークステーション１９に物品を移動する。ロボットが別のワークステーションに物品を移動する間、先行するサイクルが完了する前に新規のサイクルが開始されるように、新規のスキャン動作を実行することができる。
【００３０】
本発明はとりわけ、互いの上に堆積されて到達する不規則に配向された物品を迅速かつ確実に特定し、個別に収集することができるという利点を伴う。本発明はまた、極めて正確かつ確実に把持し、最適な方向から物品を収集することを可能にする。上記に示すように、本発明の実施形態はまた、把持部６またはロボットアーム５が周辺、例えばキャリア１の縁部または壁と衝突するリスクを減少することができる。 
スキャナ８がロボット４から分離される場合、ロボットアーム５が物品を別の場所に送達する間、新規のスキャン動作を始めることができる。これはプロセスをより迅速にすることができる。
【００３１】
ラインレーザの使用は、スポットレーザでは実現することができない、スキャナの単一移動で全領域をスキャンすることができることを意味する。
【００３２】
物品を収集するためにロボットアームを使用する方法および構成を参照して、本発明を上記に記載してきた。しかしながら、三次元構造体をスキャンおよび特定するための上記に示した方法を他の目的に使用することができる実施形態を想定することもできる。例えば、ラインレーザでスキャンを実行し、仮想三次元面を生成する方法は、様々な物品内の欠陥を特定し分析するのに使用することができる。別の可能な用途は、工作物をさらに機械加工する必要性を判定する場合である。したがってロボットアームのない、および／または物品を収集する以外の他の目的で実施形態を想定することができる。したがって本発明はまた、ラインレーザデバイスで走査し、事前定義の仮想物品と比較される仮想三次元モデルを生成することによって、物品（または物品のグループ）を特定および分析するための方法（および構成）の観点から定義することができる。比較の後には、比較の結果による措置が続けられてよい。この措置は、例えば工作物に対して行われる機械加工措置であってよく、または措置は、上記に記載したように物品を収集するためのロボットアームの使用を含めてよい。
【００３３】
このような可能な方法の一例を、以下に記載する。事前定義の仮想物品は、工作物がその最終形状に達したとき工作物が有するべき形状を呈示する。スキャン動作が実行され、事前定義の仮想物品と比較される仮想三次元面またはモデルを生成するために、走査を使用する。比較は、工作物がその最終形状にまだ達していないこと示す。比較はまた、工作物が事前定義の仮想物品と異なることを明らかにする。この情報に基づいて、工作物を事前定義の仮想物品に適合させるために、カッター、ドリルまたは回転旋盤などの機械に工作物に機械加工工程を実施する指示が与えられる。工作物が所望の形状に達したかをチェックするために、再度スキャン動作を行うことができる。
【００３４】
別の可能性は、欠陥のある物品を特定する場合である。例えば、物品がキャリア上に到達する。物品がラインレーザによって走査され、走査の結果が事前定義の仮想物品と比較される。比較の結果、システムは物品が事前設定の仮想物品と適合するか否かを判定する。適合した場合、物品は正常であるとみなされる。物品は使用されるか、次のワークステーションに送られるか、または最終使用者に送達することができる。エラーがあった場合、物品は除去することができる。したがって本発明の方法および構成は、品質管理に使用することができる。さもなければ方法および構成は、キャリアから物品を選別するために使用される方法／構成と同一であってよい。
【００３５】
したがって本発明は、物品を認識するための方法の観点で定義され、方法は、ラインレーザスキャナ８を使用して、物品（または複数の物品）の少なくとも一部の上でスキャン動作すること、走査された領域を示す仮想三次元面を生成するために走査の結果を使用すること、物品（または多くの物品の中の１つの物品）に対応する事前定義の仮想物品１５と仮想三次元面を比較すること、および比較の結果に応じた措置を実行することを含む。必然的に本発明はまた、このような方法を実行するための構成の観点で定義することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の構成を示す図である。
【図２】図１に示されるのと同様の構成の側面図である。
【図３】図２と対応し、本発明の構成用の幾分異なる環境を示す図である。
【図４ａ】把持動作を示す図である。
【図４ｂ】把持動作を示す図である。
【図４ｃ】把持動作を示す図である。
【図５ａ】図４ａ−４ｃに示す動作の変形体を示す図である。
【図５ｂ】図４ａ−４ｃに示す動作の変形体を示す図である。
【図５ｃ】図４ａ−４ｃに示す動作の変形体を示す図である。
【図６ａ】さらに別の把持動作を示す図である。
【図６ｂ】さらに別の把持動作を示す図である。
【図６ｃ】さらに別の把持動作を示す図である。
【図７】実際の面を示す仮想面がどのように生成されるかを示す概略図である。
【図８】仮想物品がどのように仮想面と適合するかを示す概略図である。
【図９】図１の実施形態の代替物を構成する実施形態の概略図である。
【図１】
2009511288.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009511288.tif 000005
【図４ａ】
2009511288.tif 000006
【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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