JP4835616B2 - 動作教示システム及び動作教示方法 - Google Patents
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Description
前記ワークを含む作業空間の撮影画像を表示装置に表示させるステップ(a)、
前記ハンドに把持させる前記ワーク中の部位を指定するための操作を、前記表示装置に表示された前記ワークの像上において前記部位を含む認識領域を2次元的に指定する操作として受け付けるステップ(b)、
前記部位に当てはめる素形状モデルを複数の素形状モデルの中から指定する操作を受け付けるステップ(c)、
前記ステップ(c)にて指定された素形状モデルを、距離計測装置を用いて取得された前記認識領域に相当する空間の3次元位置データにフィッティングさせるステップ(d)、及び
前記複数の素形状モデルのそれぞれについて前記ハンドが適用可能な少なくとも1つの把持パターンが記述されたデータベースを、前記ステップ(c)にて指定された素形状モデル及び前記ステップ(d)おけるフィッティング結果に基づいて検索することにより、前記ワークの把持に適用可能な少なくとも1つの把持パターンを選択するステップ(e)。
図1は、本実施の形態にかかる動作教示システムの全体構成を示すブロック図である。本実施の形態の動作教示システムは、ワーク90の把持動作を実行するロボット1、及びロボット1に対して把持動作の教示を行うための教示端末2を含む。以下、ロボット1及び教示端末2の構成について説明する。
発明の実施の形態1では、図2に示したように、フィッティングによる把持パターンの選択後に、選択された把持パターンをオペレータに提示し、オペレータが最終把持パターンの決定と、最終把持パターンの自由度調整を行なうものとして説明した。このような手順は、ロボット1の動作を最適な把持動作に近づけるために有効である。しかしながら、図2のステップS204〜S206を行なわずに、選択した把持パターンの1つに従ってロボット1に自律的に把持動作を実行させてもよい。
10 ロボットアーム
11 ハンド
12 撮像装置
13 距離計測装置
14 通信部
15 データベース
2 教示端末
20 通信部
21 表示装置
22 入力装置
23 制御部
30 ワーク像
31〜33 認識領域
40 アイコンリスト
41〜44 アイコン
50 3次元位置データ
90 ワーク
60 素形状モデル(円柱モデル)
70 円筒モデル
83 ハンドモデル
84 ポインタ
RF 回転自由度
TF 並進自由度
Claims (8)
- ワークを把持するためのハンドを含むロボットアームを有するロボットに対して把持動作を教示するための動作教示システムであって、
撮像装置と、
対象物までの距離を計測する距離計測装置と、
表示装置と、
オペレータによる入力操作を受け付ける入力装置と、
複数の素形状モデルのそれぞれについて前記ハンドが適用可能な少なくとも1つの把持パターンが記述されたデータベースと、
前記撮像装置によって取得された前記ワークを含む作業空間の撮影画像を前記表示装置に表示させる撮影画像表示手段と、
前記ハンドに把持させる前記ワーク中の部位を指定するための操作を、前記表示装置に表示された前記ワークの像上において前記部位を含む認識領域を前記入力装置を用いて2次元的に指定する操作として受け付ける認識領域指定手段と、
前記部位に当てはめる素形状モデルを前記複数の素形状モデルの中から指定する操作を、前記入力装置を介して受け付ける素形状モデル指定手段と、
前記オペレータにより指定された素形状モデルを、前記距離計測装置を用いて取得された前記認識領域に相当する空間の3次元位置データにフィッティングさせるフィッティング手段と、
前記オペレータにより指定された素形状モデル及び前記フィッティング手段によるフィティング結果に基づいて前記データベースを検索することにより、前記ワークの把持に適用可能な少なくとも1つの把持パターンを選択する把持パターン選択手段と、
を備える動作教示システム。 - 前記把持パターン選択手段によって選択された前記少なくとも1つの把持パターンを前記表示装置に表示させる把持パターン表示手段と、
前記把持パターン表示手段によって生成される表示内容に基づいて前記ロボットに行わせる最終把持パターンを選択するための前記オペレータによる操作を受け付けると共に、前記最終把持パターンに残された自由度を調節する前記オペレータの操作を受け付ける把持パターン決定手段と、
をさらに備える請求項1に記載の動作教示システム。 - 前記把持パターン表示手段は、前記少なくとも1つの把持パターンを表す前記ハンドのモデル画像を前記撮影画像に重ねて表示し、
前記把持パターン決定手段は、前記オペレータによる前記自由度の調節操作を、前記表示装置の表示画面内における前記モデル画像のドラッグ操作により受け付け、前記ドラッグ操作後の前記モデル画像の前記表示画面内における位置及び姿勢に基づいて前記自由度の調整値を決定する、請求項2に記載の動作教示システム。 - 前記把持パターン選択手段は、さらに、
前記距離計測装置を用いて取得された前記認識領域の周辺の3次元位置データを用いて、前記少なくとも1つの把持パターンによる前記ロボットアームの軌道と前記ワーク周囲の障害物との干渉を判定し、当該判定結果に基づいて把持パターンの絞込みを行う、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の動作教示システム。 - ワークを把持するためのハンドを含むロボットアームを有するロボットに対して把持動作を教示するための動作教示方法であって、
前記ワークを含む作業空間の撮影画像を表示装置に表示させるステップ(a)と、
前記ハンドに把持させる前記ワーク中の部位を指定するための操作を、前記表示装置に表示された前記ワークの像上において前記部位を含む認識領域を2次元的に指定する操作として受け付けるステップ(b)と、
前記部位に当てはめる素形状モデルを複数の素形状モデルの中から指定する操作を受け付けるステップ(c)と、
前記ステップ(c)にて指定された素形状モデルを、距離計測装置を用いて取得された前記認識領域に相当する空間の3次元位置データにフィッティングさせるステップ(d)と、
前記複数の素形状モデルのそれぞれについて前記ハンドが適用可能な少なくとも1つの把持パターンが記述されたデータベースを、前記ステップ(c)にて指定された素形状モデル及び前記ステップ(d)におけるフィッティング結果に基づいて検索することにより、前記ワークの把持に適用可能な少なくとも1つの把持パターンを選択するステップ(e)と、
を備える動作教示方法。 - 前記ステップ(e)にて選択された前記少なくとも1つの把持パターンを前記表示装置に表示させるステップ(f)と、
前記ステップ(f)にて生成される表示内容に基づいて前記ロボットに行わせる最終把持パターンを選択するための前記オペレータによる操作を受け付けるステップ(g)と、
前記最終把持パターンに残された自由度を調節する前記オペレータの操作を受け付けるステップ(h)と、
をさらに備える請求項5に記載の動作教示方法。 - 前記ステップ(f)では、前記少なくとも1つの把持パターンを表す前記ハンドのモデル画像を前記撮影画像に重ねて表示し、
前記ステップ(h)では、前記オペレータによる前記自由度の調節操作を、前記表示装置の表示画面内における前記モデル画像のドラッグ操作により受け付け、前記ドラッグ操作後の前記モデル画像の前記表示画面内における位置及び姿勢に基づいて前記自由度の調整値を決定する、請求項6に記載の動作教示方法。 - 前記ステップ(e)では、さらに、前記距離計測装置を用いて取得された前記認識領域の周辺の3次元位置データを用いて、前記少なくとも1つの把持パターンによる前記ロボットアームの軌道と前記ワーク周囲の障害物との干渉を判定し、当該判定結果に基づいて把持パターンの絞込みを行う、請求項5乃至7のいずれか1項に記載の動作教示方法。
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