JP5292998B2 - ロボット装置の制御方法及びロボット装置 - Google Patents
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Description
6自由度以上のマニピュレータを有し、マニピュレータの手先位置に撮像手段を有するロボット装置を制御するロボット装置の制御方法であって、撮像手段によって得られる対象物の画像と対象物の形状についての事前に記憶された情報とを照合して、マニピュレータの手先の方向を旋回させたときの対象物の画像の撮像手段における移動量に基づいて、対象物の画像が撮像手段の視野の中心に位置するように、マニピュレータの手先の方向を制御し、次に、撮像手段によって得られる対象物の画像と対象物の形状についての事前に記憶された情報とを照合して、撮像手段によって得られた対象物の画像の大きさに基づいて、マニピュレータの手先と対象物との間の距離を算出して、マニピュレータの手先を撮像手段のレンズの光軸方向に移動させ、該手先を対象物に接近させ、次に、撮像手段によって得られる対象物の画像と対象物の形状についての事前に記憶された情報とを照合して、マニピュレータの手先の方向を、対象物の計測面に垂直な方向とし、
次に、撮像手段の視野内における対象物の画像が所定の方向となるように、マニピュレータの手先を回転制御することを特徴とするものである。
構成1を有するロボット装置の制御方法において、対象物は、円形、または、円形に近似された形状の特徴量を有し、上面が計測面となっていることを特徴とするものである。
構成1を有するロボット装置の制御方法において、対象物は、円形以外の任意の形状を有しており、円形、または、円形に近似された形状の特徴量を有する計測面を有していることを特徴とするものである。
構成1を有するロボット装置の制御方法において、マニピュレータの手先の方向を制御して、対象物の画像を撮像手段の視野の中心に位置させることは、撮像手段によって得られた画像上での視野の中心C0及び画像上での対象物の初期中心位置C1を取得し、選択した動作軸を回転させて画像上での対象物の中心位置C2を取得し、直線C0−C1間及び直線C1−C2間の距離及び傾きを求め、次に、直線C1−C2に垂直で視野中心C0を通る直線と、直線C1−C2との交点Aを定め、直線C0−A及び直線C2−A間の距離を求めることにより、マニピュレータの関節の選択した動作軸回りの回転量を定め、次に、選択した動作軸に直行する動作軸を回転させて画像上での対象物の中心位置C2を取得し、直線C0−C1間及び直線C1−C2間の距離及び傾きを求め、次に、直線C1−C2に垂直で視野中心C0を通る直線と、直線C1−C2との交点Aを定め、直線C0−A及び直線C2−A間の距離を求めることにより、マニピュレータの当該動作軸回りの回転量を定め、定められた各回転量に基づいてマニピュレータを制御し、対象物の画像を撮像手段の視野の中心とすることを特徴とするものである。
6自由度以上のマニピュレータを有し、マニピュレータの手先位置に撮像手段を有するロボット装置であって、マニピュレータの動作を制御する制御手段を備え、制御手段は、撮像手段によって得られる対象物の画像と対象物の形状についての事前に記憶された情報とを照合して、マニピュレータの手先の方向を旋回させたときの対象物の画像の撮像手段における移動量に基づいて、対象物の画像が撮像手段の視野の中心に位置するように、マニピュレータの手先の方向を制御し、次に、撮像手段によって得られる対象物の画像と対象物の形状についての事前に記憶された情報とを照合して、撮像手段によって得られた対象物の画像の大きさに基づいて、マニピュレータの手先と対象物との間の距離を算出して、マニピュレータの手先を撮像手段のレンズの光軸方向に移動させ、該手先を対象物に接近させ、次に、撮像手段によって得られる対象物の画像と対象物の形状についての事前に記憶された情報とを照合して、マニピュレータの手先の方向を、対象物の計測面に垂直な方向とし、次に、撮像手段の視野内における対象物の画像が所定の方向となるように、マニピュレータの手先を回転制御することを特徴とするものである。
構成5を有するロボット装置において、対象物は、円形、または、円形に近似された形状の特徴量を有し、上面が計測面となっていることを特徴とするものである。
構成5を有するロボット装置において、対象物は、円形以外の任意の形状を有しており、円形、または、円形に近似された形状の特徴量を有する計測面を有していることを特徴とするものである。
構成5を有するロボット装置において、制御手段は、マニピュレータの手先の方向を制御して、対象物の画像を撮像手段の視野の中心に位置させることは、撮像手段によって得られた画像上での視野の中心C0及び画像上での対象物の初期中心位置C1を取得し、選択した動作軸を回転させて画像上での対象物の中心位置C2を取得し、直線C0−C1間及び直線C1−C2間の距離及び傾きを求め、次に、直線C1−C2に垂直で視野中心C0を通る直線と、直線C1−C2との交点Aを定め、直線C0−A及び直線C2−A間の距離を求めることにより、マニピュレータの関節の選択した動作軸回りの回転量を定め、次に、選択した動作軸に直行する動作軸を回転させて画像上での対象物の中心位置C2を取得し、直線C0−C1間及び直線C1−C2間の距離及び傾きを求め、次に、直線C1−C2に垂直で視野中心C0を通る直線と、直線C1−C2との交点Aを定め、直線C0−A及び直線C2−A間の距離を求めることにより、マニピュレータの当該動作軸回りの回転量を定め、定められた各回転量に基づいてマニピュレータを制御し、対象物の画像を撮像手段の視野の中心とすることを特徴とするものである。
図1は、本発明に係るロボット装置の構成を示す模式的な側面図である。
(Kxln,Kyln)=(Xln/Xpx,Yln/Ypx)
d=√{(X0−Px2)2+(Y0−Py2)2}
d12=√{(Px1−Px2)2+(Py1−Py2)2}
k1=(Py1−Py0)/(Px1−Px0)
k2=(Py2−Py0)/(Px2−Px0)
k12=(Py1−Py2)/(Px1−Px2)
d0A=|k12・X0−Y0+Py1−k12・Px1|/√(k122+1)
d2A=√(d122−d0A2)
q4=d2A・q4t/d12
L=Dpl/(Kxpl・PS/cos(θ1))・RS
L=Dpl/〔√{(Kxpl・PSx)2+(Kypl・PSy)2}/cos(θ1)〕・RS
θ1=acos((z6×zc)/(|z6|・|zc|))
〔カメラのx軸方向の手先移動量〕=Kxpl・(Px−X0)
〔カメラのy軸方向の手先移動量〕=Kypl・(Py−Y0)
1a 第1のリンク
1b 第2のリンク
1c 第3のリンク
1d 第4のリンク
1e 第5のリンク
1f 第6のリンク
2a 第1の関節
2b 第2の関節
2c 第3の関節
2d 第4の関節
2e 第5の関節
2f 第6の関節
3 コンピュータ
5 先端ツール機構
6 カメラ
101 対象物
Claims (8)
- 6自由度以上のマニピュレータを有し、マニピュレータの手先位置に撮像手段を有するロボット装置を制御するロボット装置の制御方法であって、
前記撮像手段によって得られる対象物の画像と前記対象物の形状についての事前に記憶された情報とを照合して、前記マニピュレータの手先の方向を旋回させたときの前記対象物の画像の前記撮像手段における移動量に基づいて、前記対象物の画像が前記撮像手段の視野の中心に位置するように、前記マニピュレータの手先の方向を制御し、
次に、前記撮像手段によって得られる対象物の画像と前記対象物の形状についての事前に記憶された情報とを照合して、前記撮像手段によって得られた対象物の画像の大きさに基づいて、前記マニピュレータの手先と前記対象物との間の距離を算出して、前記マニピュレータの手先を前記撮像手段のレンズの光軸方向に移動させ、該手先を前記対象物に接近させ、
次に、前記撮像手段によって得られる対象物の画像と前記対象物の形状についての事前に記憶された情報とを照合して、前記マニピュレータの手先の方向を、前記対象物の計測面に垂直な方向とし、
次に、前記撮像手段の視野内における前記対象物の画像が所定の方向となるように、前記マニピュレータの手先を回転制御する
ことを特徴とするロボット装置の制御方法。 - 前記対象物は、円形、または、円形に近似された形状の特徴量を有し、上面が計測面となっている
ことを特徴とする請求項1記載のロボット装置の制御方法。 - 前記対象物は、円形以外の任意の形状を有しており、円形、または、円形に近似された形状の特徴量を有する計測面を有している
ことを特徴とする請求項1記載のロボット装置の制御方法。 - 前記マニピュレータの手先の方向を制御して、前記対象物の画像を前記撮像手段の視野の中心に位置させることは、
前記撮像手段によって得られた画像上での前記視野の中心C0及び前記画像上での前記対象物の初期中心位置C1を取得し、選択した動作軸を回転させて前記画像上での前記対象物の中心位置C2を取得し、直線C0−C1間及び直線C1−C2間の距離及び傾きを求め、次に、直線C1−C2に垂直で視野中心C0を通る直線と、直線C1−C2との交点Aを定め、直線C0−A及び直線C2−A間の距離を求めることにより、前記マニピュレータの関節の前記選択した動作軸回りの回転量を定め、
次に、前記選択した動作軸に直行する動作軸を回転させて前記画像上での前記対象物の中心位置C2を取得し、直線C0−C1間及び直線C1−C2間の距離及び傾きを求め、次に、直線C1−C2に垂直で視野中心C0を通る直線と、直線C1−C2との交点Aを定め、直線C0−A及び直線C2−A間の距離を求めることにより、前記マニピュレータの当該動作軸回りの回転量を定め、
定められた前記各回転量に基づいて前記マニピュレータを制御し、前記対象物の画像を前記撮像手段の視野の中心とする
ことを特徴とする請求項1記載のロボット装置の制御方法。 - 6自由度以上のマニピュレータを有し、マニピュレータの手先位置に撮像手段を有するロボット装置であって、
前記マニピュレータの動作を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記撮像手段によって得られる対象物の画像と前記対象物の形状についての事前に記憶された情報とを照合して、前記マニピュレータの手先の方向を旋回させたときの前記対象物の画像の前記撮像手段における移動量に基づいて、前記対象物の画像が前記撮像手段の視野の中心に位置するように、前記マニピュレータの手先の方向を制御し、次に、前記撮像手段によって得られる対象物の画像と前記対象物の形状についての事前に記憶された情報とを照合して、前記撮像手段によって得られた対象物の画像の大きさに基づいて、前記マニピュレータの手先と前記対象物との間の距離を算出して、前記マニピュレータの手先を前記撮像手段のレンズの光軸方向に移動させ、該手先を前記対象物に接近させ、次に、前記撮像手段によって得られる対象物の画像と前記対象物の形状についての事前に記憶された情報とを照合して、前記マニピュレータの手先の方向を、前記対象物の計測面に垂直な方向とし、次に、前記撮像手段の視野内における前記対象物の画像が所定の方向となるように、前記マニピュレータの手先を回転制御する
ことを特徴とするロボット装置。 - 前記対象物は、円形、または、円形に近似された形状の特徴量を有し、上面が計測面となっている
ことを特徴とする請求項5記載のロボット装置。 - 前記対象物は、円形以外の任意の形状を有しており、円形、または、円形に近似された形状の特徴量を有する計測面を有している
ことを特徴とする請求項5記載のロボット装置。 - 前記制御手段は、前記マニピュレータの手先の方向を制御して、前記対象物の画像を前記撮像手段の視野の中心に位置させることは、
前記撮像手段によって得られた画像上での前記視野の中心C0及び前記画像上での前記対象物の初期中心位置C1を取得し、選択した動作軸を回転させて前記画像上での前記対象物の中心位置C2を取得し、直線C0−C1間及び直線C1−C2間の距離及び傾きを求め、次に、直線C1−C2に垂直で視野中心C0を通る直線と、直線C1−C2との交点Aを定め、直線C0−A及び直線C2−A間の距離を求めることにより、前記マニピュレータの関節の前記選択した動作軸回りの回転量を定め、
次に、前記選択した動作軸に直行する動作軸を回転させて前記画像上での前記対象物の中心位置C2を取得し、直線C0−C1間及び直線C1−C2間の距離及び傾きを求め、次に、直線C1−C2に垂直で視野中心C0を通る直線と、直線C1−C2との交点Aを定め、直線C0−A及び直線C2−A間の距離を求めることにより、前記マニピュレータの当該動作軸回りの回転量を定め、
定められた前記各回転量に基づいて前記マニピュレータを制御し、前記対象物の画像を前記撮像手段の視野の中心とする
ことを特徴とする請求項5記載のロボット装置。
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