JPH01180401A - 視覚センサ付ロボットの物体認識位置の補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、視覚センサ付ロボットの物体ｉ￥！識位置の
補正方法に間するものである。

〔従来の技術〕

従来において、テレビカメラなどの視覚センサによって
物体の位置を認識し、その認識した位置にアーム先端を
変位させて物体の把持等の所定の作業を行なうロボット
が知られている。

第３図はこの種のロボットの機略構成を示すブロック図
であり、２つのアーム１０．１１を備えたｂボット１は
コントローラ２によって各アーム先端の３次元位置が制
御されるようになっており、作業端のアーム１０の先端
には物体を把持゛する把持部材１２が取付けられている
。一方、コントローラ２にはテレビカメラで構成される
視覚センサ３が接続されており、作業台４の上に載せも
れた物体５の位置を視覚センサ３の出力画１によって認
識し、その認識した位置にアーム１０の先端の把持部材
１２を移動させて物体５を把持し、例えば、別の作業台
へ移送するように構成されている。

このようにロボット１の位置と視覚センサ３の位置が異
なるものにおいては、視覚センサ３で認識した物体５の
位置をロボット１の把持部材１２から物体５の位置に補
正する必要がある。すなわち、視点と作業点の位置が異
なるため、物体５を把持するためには視点から見た物体
の位置を作業点から見た位置に変換する必要がある。

そこで、このようなロボットにおいては次のようにして
視点から見た物体の位置を作業点から見た物体の位置に
補正する補正方法が実施されている。すなわち、第４図
に示すように把持部材１２に近接して位置補正用のマー
ク６を取付け、この状態でアーム１０を２次元または３
次元方向に変位させながら複数のサンプル点位置で視覚
センサ３にその位置を認識させる。すなわち、第５図の
７０−チャートにアーム１０に対するＸ、Ｙ、Ｚ方向の
変位指令として（ＸＯ、Ｙｏ　、２０　）、（Ｘｌ　、
　Ｙｌ　、　Ｚｌ　）、（Ｘ２　、　Ｙ２　、　Ｚ２　
）　−・・（Ｘｎ　、、　Ｙｎ　、　Ｚｎ　）の複数の
サンプル点位置に変位させる指令をコントローラ２から
出力し、アーム１０をこれらのサンプル点位置に変位さ
せる。

そして、この変位過程でマーク６の位置を第６図に示す
ような視覚センサ３のＵ、■の座標系で認識する。この
後、アームの各変位位置（Ｘｉ　。

”ｙ’ｉ　、　Ｚｉ　）と視覚センサ３の認識位置（ｕ
ｉ。

Ｖｉ）によって両位置の相関関数 （Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝ｆ　（Ｕ、Ｖ） を求め、物体５を実際に把持する作業に際してはこの相
関関数によって視覚センサ３で認識した物体５の位置を
補正してアーム１０に対する変位指令を出力する。

これによって、視覚センサ３により物体５の位置を認識
しながらアーム１０の先端を正確に変位させることがで
きる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記のようなロボットでは視覚センサ３が固
定されているため、視野を逸脱するような範囲にアーム
の先端を変化させることはできない。従って、視覚セン
サ３はアーム先端と一体に変化させる構造が望ましい。

しかし、視覚センサ３をアームの先端に取付けた場合、
視覚センサ３で認識した物体の位置を補正するアルゴリ
ズムを視覚センサ３を独立させた時のものとは別に設計
する必要が生じる。このため、視覚センサ３を独立させ
たものと一体化したものとでアルゴリズムの構造が根本
的に異なったものとなり、コストの上昇を招くという問
題がある。

本発明の目的は、視覚センサを独立させたものとアーム
に一体構造としたちの仁で！ｉ１！Ｓした物体の位置を
補正するアルゴリズムを共通化することができる視覚セ
ンサ付ロボットの物体認識位置の補正方法を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段〕 本発明は、視覚センサがアームから独立して固定されて
いるときはアームの先端に取付けたマークの位置をアー
ムと共に移動させながら視覚センサで検出し、アーム先
端位置と視覚センサの物体認識位置との相関関数を求め
、視覚センサがアームと一体に保持されている時はマー
クを固定しておき、アームを移動させながら該アームに
保持した視覚センサによって前記マークの位置を検出し
、アーム先端位置と視覚センサの物体認識位置との相関
関数を求め、この相関関数によって視覚センサが認識し
た物体の位置をアーム先端から見た物体の位置に補正す
るように構成したものである。

〔作用〕

視覚センサをアームから独立させた時には、従来と同様
にして視覚センサが認識した物体の位置を補正する。一
方、視覚センサをアームと一体化した場合には、アーム
を変位させた時にマークが一位したものと考え、アーム
先端位置と視覚センサの物体認識位置との相関関数を求
め、この相関間数によって視覚センサが認識した物体の
位置を補正する。

従って、視覚センサをアームに取付けた場合、マークの
変位をロボット側の座標系で検知するアルゴリズムを付
加するだけでよい。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示すフローチャートであり
、第５図の従来手順に対して８５〜Ｓ９のステップが付
加されている。従って、この８５〜Ｓ９のステップにつ
いてのみ説明すると、まず、Ｓ５のステップにおいてロ
ボットのアームに視覚センサが一体的に取付けられてい
るか否かを調べる。すなわち、第２図（ａ＞に示すよう
にロボット１のアーム１０の先端に視覚センサ３が取付
けられているか否かを調べる。次に、視覚センサ３がア
ーム１ｏの先端に取付けられているならば、実際に対象
物体を認識する位置にアーム先端を変位させこの位Ｍ　
（Ｘｏ　、　Ｙｏ　、　Ｚｏ　）を得る。アーム先端の
把持部材１２を手動で変位させ、第２図（ｂ）のように
マーク６の中心に合わせＯｎ。

Ｙｉ、Ｚ＋ｕ、次にアーム先端を基準位置（ａ）に戻し
、この状態でのマーク６の位置を視覚センサ３に認識さ
せる。次に、８７〜Ｓ９のステップにおいて、アーム１
０の先端を（Ｘｌ　、　Ｙｌ　。

Ｚｌ）、・　（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）の複数のサンプル点
位置に変位させる指令を出力し、アーム１０をこれらの
サンプル点位置に変位させる。すると、第２図（Ｃ）の
ように、マーク６に対して視覚センサ３が変位したにも
かかわらず、視覚センサ３ではマーク６が変位したもの
と見えるので、各サンプル点位置におけるマーク６の座
標位置は（Ｘｏ−Ｘｉ　）　＋Ｘｎ　、　（Ｙｏ−Ｙｉ
　）　＋Ｙｎ＋　。

（Ｚｏ−Ｚｉ　）　＋Ｚ＋ａ　　（但し、ｉ＝１．２・
　）となる。そこで、この座標位置におけるマーク６を
視覚センサ３のＵ、■座標系で認識し、各サンプル点位
置での認識位置（Ｕｉ　、　Ｖｉ　）とマーク６の変位
位置（Ｘｉ　、　Ｙｉ　、　Ｚｉ　）によって開位置の
相関関数 （Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝ｆ　（Ｕ、Ｖ） を求める。

このようにして視覚センサ３をロボットのアーム１０に
一体化して取付けた時でも取付けない５時と同様にして
視点から見た物体の位置を作業点から見た位置に補正す
ることができる。

従って、従来の手順に対し、マーク６の位置をマーク自
体が変位したものと考えて検知するＳ８のステップを付
加するだけで従来と同様のアルゴリズムで構成すること
ができる。

〔発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、視覚センサをロボ
ットのアームに一体化した時には、アームの変位に対し
てマークが変位したものと考え□、視覚センサが認識し
た物体の位置を補正するようにしたため、視覚センサを
アームに一体化したものとアームから独立させたものと
では共通のアルゴリズムを用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフローチャート、第２
図は視点から見た物***置を補正する処理の説明図、第
３図は従来の視覚センサ付ロボットの一例を示す概略構
成図、第４図は従来における物体認識位置の補正方法の
説明図、第５図はその手順を示すフローチャート、第６
図は視覚センサから見た物体の認識位置を示す説明図で
ある。 １・・・ロボット、２・・・コントローラ、３・・・視
覚センサ、５・・・物体、６・・・マーク、１０．１１
・・・アーム。 （Ｑ）　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）Ｘｏ−Ｘｉ Ｙｏ　−’Ｖ＋ Ｚｏ　−Ｚｉ （Ｃ） 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 視覚センサによって物体の位置を認識し、その認識した
   位置にアーム先端を変位させて所定の作業を行なう視覚
   センサ付ロボットにおいて、視覚センサがアームから独
   立して固定されているときはアームの先端に取付けたマ
   ークの位置をアームと共に移動させながら視覚センサで
   検出し、アーム先端位置と視覚センサの物体認識位置と
   の相関関数を求め、視覚センサがアームと一体に保持さ
   れている時はマークを固定しておき、アームを移動させ
   ながら該アームに保持した視覚センサによって前記マー
   クの位置を検出し、アーム先端位置と視覚センサの物体
   認識位置との相関関数を求め、この相関関数によって視
   覚センサが認識した物体の位置をアーム先端から見た物
   体の位置に補正することを特徴とする視覚センサ付ロボ
   ットの物体認識位置の補正方法。