JP2022028672A - ロボットモーション用のビジョンシステムの自動ハンドアイ校正のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (19)
- 校正オブジェクトとビジョンシステムカメラの視野(FOV)との間の相対運動を提供するロボットマニピュレータと連動して動作するビジョンシステムのハンドアイ校正を実行するシステムであって、
上記システムは事前校正プロセスと、空間点を使用してハンドアイ校正を実行するハンドアイ校正モジュールとを有し、
前記事前校正プロセスは、FOV内で3点校正を実行して、ロボットマニピュレータの座標空間からビジョンシステムカメラの取得した画像の座標空間への粗い変換を計算し、さらにこの粗い変換に基づいてハンドアイ校正を実行するために許容できる複数の位置でそれぞれ校正オブジェクト上の特徴の前記空間点を計算する、
上記システム、 - 前記粗い変換は、ロボットマニピュレータによるモーションの反復セットと、校正オブジェクトの特徴を視野内に維持すること、かつ、空間点の間に最小分離距離を設けるために、空間点の間のロボットモーションのステップサイズを調整すること、に基づいて計算される、請求項1に記載のシステム。
- 前記空間点は、任意選択の使用者による入力に部分的に基づいて選択される、請求項2に記載のシステム。
- 前記ロボットマニピュレータは、校正オブジェクトとFOVとの間にカンチレバー効果を引き起こす、請求項2に記載のシステム。
- 前記事前校正プロセスは、前記カンチレバー効果を補償するように構成されていて、校正オブジェクトがFOV内に留まるように前記空間位置を計算する、請求項4に記載のシステム。
- 前記ビジョンシステムカメラは、ロボットマニピュレータに関して取り付けられていて、ロボットマニピュレータと連動して移動する、請求項4に記載のシステム。
- 前記ロボットマニピュレータは、多軸ロボットとモーションステージのいずれか1つを含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記校正オブジェクトは、ロボットマニピュレータに関して取り付けられていて、ロボットマニピュレータと連動して移動する、請求項4に記載のシステム。
- 前記ロボットマニピュレータは、多軸ロボットとモーションステージのいずれか1つを含む、請求項8に記載のシステム。
- ハンドアイ校正は、それぞれのモーションステップサイズを定義するモーションステップのシーケンスで実行され、前記モーションステップサイズは(a)ビジョンシステムカメラの取得した画像ピクセルのサイズと、(b)現在のモーションステップまで取得した校正オブジェクトの画像の少なくとも1つから決定されたビジョンシステムカメラのFOVのサイズのうちと、のうちの少なくとも1つに基づく、請求項1に記載のシステム。
- 前記粗い変換は、(a)3段階モーションプロセスと、(b)校正オブジェクトの特徴を視野内に維持し、かつ、空間点の間に最小分離距離を設けるために、空間点の間のロボットモーションのステップサイズを調整することを伴う、ロボットマニピュレータによるモーションの反復セットと、のうちの少なくとも1つに基づいて計算される、請求項10に記載のシステム。
- ビジョンシステムカメラに関するロボットマニピュレータのハンドアイ校正の方法であって、
校正ターゲットとビジョンシステムカメラの視野(FOV)との間の相対運動を提供して、ロボットマニピュレータの座標空間とビジョンシステムの座標空間との間の粗い変換を生成する事前校正プロセスを実行するステップと、
事前校正プロセスの結果から複数の位置に移動して、各位置で画像を取得するステップと、
画像内に校正オブジェクトの特徴を特定するステップと、
ロボットの座標空間からビジョンシステムカメラの座標空間へのハンドアイ校正変換を計算するステップと、
を含む上記方法。 - 前記粗い変換は、ロボットマニピュレータによるモーションの反復セットと、校正オブジェクトの特徴を視野内に維持し、かつ、空間点の間に最小分離距離を設けるために、空間点の間のロボットモーションのステップサイズを調整することに基づいて生成される、請求項12に記載の方法。
- 前記空間点は、任意選択の使用者による入力に部分的に基づいて選択されることをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 前記ロボットマニピュレータは、校正オブジェクトと前記FOVとの間にカンチレバー効果を引き起こす、請求項13に記載の方法。
- 事前校正プロセスは、カンチレバー効果を補償するように構成されていて、校正オブジェクトがFOV内に留まるように空間位置を計算する、請求項15に記載の方法。
- (a)ビジョンシステムカメラをロボットマニピュレータに関して位置決めして、ロボットマニピュレータと連動して移動させること、又は(b)校正オブジェクトをロボットマニピュレータに関して位置決めして、ロボットマニピュレータと連動して移動させること、をさらに含む、請求項14に記載の方法。
- ハンドアイ校正の変換を計算するステップは、それぞれのモーションステップサイズを定義するモーションステップのシーケンスを実行することを含み、前記モーションステップサイズは(a)ビジョンシステムカメラの取得した画像ピクセルのサイズと、(b)現在のモーションステップまで取得した校正オブジェクトの画像の少なくとも1つから決定されたビジョンシステムカメラのFOVのサイズと、のうちの少なくとも1つに基づく、請求項12に記載の方法。
- 前記粗い変換を(a)3段階モーションプロセスと、(b)校正オブジェクトの特徴を視野内に維持し、かつ、空間点の間に最小分離距離を設けるために、空間点の間のロボットモーションのステップサイズを調整することを伴う、ロボットマニピュレータによるモーションの反復セットと、のうちの少なくとも1つに基づいて生成する、請求項18に記載の方法。
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