JPH0679671A - ロボットの把持手段を案内するための方法と装置 - Google Patents
ロボットの把持手段を案内するための方法と装置Info
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- JPH0679671A JPH0679671A JP3267273A JP26727391A JPH0679671A JP H0679671 A JPH0679671 A JP H0679671A JP 3267273 A JP3267273 A JP 3267273A JP 26727391 A JP26727391 A JP 26727391A JP H0679671 A JPH0679671 A JP H0679671A
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- G05B19/02—Programme-control systems electric
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
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- H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
- H04N13/239—Image signal generators using stereoscopic image cameras using two 2D image sensors having a relative position equal to or related to the interocular distance
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- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/20—Image signal generators
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Abstract
(57)【要約】
【構成】把持手段４は、ロボット１の本体６に連接され
た腕５の端部に設けられており、メモリの接続されたコ
ンピュータに接続された動作制御手段１１，１３，１
５，１６，１７によって作動される。この装置は、扱わ
れる各対象の近似座標を記録するメモリから成り、この
近似座標はロボットに組み合わされた固定の参照標準Ｏ
ＸＹＺ内で測定されたものである。可動式立体視装置２
５，２４，２６，２７は、扱う対象の画像に対応するア
ナログ信号を供給する。アナログ信号をデジタル化する
ために、また近似座標の補正値を三角測量によって計算
するために、また対象の真の座標をメモリ２４に記憶す
るために、コンピュータ３１がメモリ２４と立体視装置
に接続されている。 【効果】真の座標によって場所を定められた対象を認識
して、コンピュータは腕５と把持手段４に動作を命じ、
記録されたプログラムに従って対象を摘みそれを動か
す。
た腕５の端部に設けられており、メモリの接続されたコ
ンピュータに接続された動作制御手段１１，１３，１
５，１６，１７によって作動される。この装置は、扱わ
れる各対象の近似座標を記録するメモリから成り、この
近似座標はロボットに組み合わされた固定の参照標準Ｏ
ＸＹＺ内で測定されたものである。可動式立体視装置２
５，２４，２６，２７は、扱う対象の画像に対応するア
ナログ信号を供給する。アナログ信号をデジタル化する
ために、また近似座標の補正値を三角測量によって計算
するために、また対象の真の座標をメモリ２４に記憶す
るために、コンピュータ３１がメモリ２４と立体視装置
に接続されている。 【効果】真の座標によって場所を定められた対象を認識
して、コンピュータは腕５と把持手段４に動作を命じ、
記録されたプログラムに従って対象を摘みそれを動か
す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボット工学と人工知
能に関連し、ロボットの把持手段を案内するための方法
と装置に関する。
能に関連し、ロボットの把持手段を案内するための方法
と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術、発明が解決しようとする課題】固定され
た参照標準を用いた近似座標によって示された対象は、
操作する人の介在無しに、対象の自動操作に応用でき
る。この発明のロボットは”ビジョン（視覚）”タイプ
のロボットであり、人工知能の範囲に属すると考えられ
る。これは固定された参照標準を用いた既知の近似座標
を持つ空間位置を占める対象の回転や移動動作を起こす
ために特に使用できる。例えばそれは、航空機の操縦室
で、種々の操作ボタンや操作ハンドルの動作を予め定め
られたプログラムに従って自動テストする場合に、都合
よく使用される。
た参照標準を用いた近似座標によって示された対象は、
操作する人の介在無しに、対象の自動操作に応用でき
る。この発明のロボットは”ビジョン（視覚）”タイプ
のロボットであり、人工知能の範囲に属すると考えられ
る。これは固定された参照標準を用いた既知の近似座標
を持つ空間位置を占める対象の回転や移動動作を起こす
ために特に使用できる。例えばそれは、航空機の操縦室
で、種々の操作ボタンや操作ハンドルの動作を予め定め
られたプログラムに従って自動テストする場合に、都合
よく使用される。
【０００３】今まで、これらのテストは人間によって、
例えば航空機を引き渡す前や製造中に行われていた。予
め定められたテスト動作のリストに従うそれぞれの動き
を引き起こすために、オペレータは操縦室にある種々の
ボタンおよび操作ハンドルを操作する。これらボタンお
よび操作ハンドルのそれぞれの動きを引き起こす動作
は、これらの動作によって予想される結果が実際に達成
される保証を可能にする。オペレータは異なる方向の６
つの軸によって動作するので、オペレータである人間の
活動範囲の作業空間は、球状と見なせる。オペレータ
は、種々のボタンおよび操作ハンドルとそれらにそれぞ
れ対応するテスト動作の活動と目録を含むテスト活動の
リストを調べる。各ボタンあるいは操作ハンドルに付い
て、オペレータは、それを視認し、腕と指の動作を経て
それを摘み、それからそれを要求されるテストの動きに
応じて作動させる。
例えば航空機を引き渡す前や製造中に行われていた。予
め定められたテスト動作のリストに従うそれぞれの動き
を引き起こすために、オペレータは操縦室にある種々の
ボタンおよび操作ハンドルを操作する。これらボタンお
よび操作ハンドルのそれぞれの動きを引き起こす動作
は、これらの動作によって予想される結果が実際に達成
される保証を可能にする。オペレータは異なる方向の６
つの軸によって動作するので、オペレータである人間の
活動範囲の作業空間は、球状と見なせる。オペレータ
は、種々のボタンおよび操作ハンドルとそれらにそれぞ
れ対応するテスト動作の活動と目録を含むテスト活動の
リストを調べる。各ボタンあるいは操作ハンドルに付い
て、オペレータは、それを視認し、腕と指の動作を経て
それを摘み、それからそれを要求されるテストの動きに
応じて作動させる。
【０００４】今日、ロボットすなわち人工知能を備え人
間のオペレータと全く同様に球状の領域で動作できる自
動システムは無い。すなわち人工知能手段によって球状
の領域の中でボタンや操作ハンドルを視覚的に認識する
案内装置は知られていない。さらに、人工知能によって
認識した後、ボタンあるいは操作ハンドルを把持し、要
求されるテストの動きに従ってこのボタンまたは操作ハ
ンドルを作動させることができるような、把持手段を備
え関節でつながれた腕の動きをロボット内で制御できる
装置は知られていない。ＣＣＤタイプのビデオカメラな
どのような視覚手段が設けられたロボットとして唯一知
られているものは、対象を認識し、取り上げ、この対象
を単に予め定められた一平面内で動かす。これらのロボ
ットは従来”門型（ポータル）”ロボットという名で知
られている。
間のオペレータと全く同様に球状の領域で動作できる自
動システムは無い。すなわち人工知能手段によって球状
の領域の中でボタンや操作ハンドルを視覚的に認識する
案内装置は知られていない。さらに、人工知能によって
認識した後、ボタンあるいは操作ハンドルを把持し、要
求されるテストの動きに従ってこのボタンまたは操作ハ
ンドルを作動させることができるような、把持手段を備
え関節でつながれた腕の動きをロボット内で制御できる
装置は知られていない。ＣＣＤタイプのビデオカメラな
どのような視覚手段が設けられたロボットとして唯一知
られているものは、対象を認識し、取り上げ、この対象
を単に予め定められた一平面内で動かす。これらのロボ
ットは従来”門型（ポータル）”ロボットという名で知
られている。
【０００５】他に、球状の領域内で活動できるタイプの
ロボットが知られている。しかしながら、このロボット
には、視覚手段が設けられていない。取り扱われる対象
は、例えば、位置を突き止めるための電波を発する放射
手段が取り付けられる。それらの電波はロボットの受信
手段によって捕らえられ、そして捕らえられた電波を分
析することによって、対象は認識される。それからロボ
ットの把持手段と腕の動きは、対象が摘まれ取り扱われ
るように、命令プログラムに従って制御される。この種
のロボットには、各対象に特有な電波の発信機を付ける
必要があるので、大きな装置が必要である。その結果、
多くの対象を識別するために、異なる特性を有する電波
を分析する為の手段と同様に、そのような電波を供給す
る発信機を使用する必要が生じる。よって、この種のロ
ボットでは、これを使用して種々の航空機の操縦室の操
作ハンドルとボタンのテストを行えるとは思えないほ
ど、大きな施設が必要になる。実際、組み込まれる発信
機の数は余にも多く、この種のロボットを経済的に利用
することはできない。
ロボットが知られている。しかしながら、このロボット
には、視覚手段が設けられていない。取り扱われる対象
は、例えば、位置を突き止めるための電波を発する放射
手段が取り付けられる。それらの電波はロボットの受信
手段によって捕らえられ、そして捕らえられた電波を分
析することによって、対象は認識される。それからロボ
ットの把持手段と腕の動きは、対象が摘まれ取り扱われ
るように、命令プログラムに従って制御される。この種
のロボットには、各対象に特有な電波の発信機を付ける
必要があるので、大きな装置が必要である。その結果、
多くの対象を識別するために、異なる特性を有する電波
を分析する為の手段と同様に、そのような電波を供給す
る発信機を使用する必要が生じる。よって、この種のロ
ボットでは、これを使用して種々の航空機の操縦室の操
作ハンドルとボタンのテストを行えるとは思えないほ
ど、大きな施設が必要になる。実際、組み込まれる発信
機の数は余にも多く、この種のロボットを経済的に利用
することはできない。
【０００６】この発明の目的は、上述したロボットの問
題を解消することであって、特に視覚手段を備えた案内
装置を備えており、取り扱われる対象をマークするため
の電波の発信装置を使用する必要が無く、球状の領域内
でのロボット使用を可能にする、ロボットの把持手段を
導く為の方法と装置を提供することである。
題を解消することであって、特に視覚手段を備えた案内
装置を備えており、取り扱われる対象をマークするため
の電波の発信装置を使用する必要が無く、球状の領域内
でのロボット使用を可能にする、ロボットの把持手段を
導く為の方法と装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の方法と装置を実
施するロボットは、取り扱われる対象に関わるどの様な
新しい周辺環境にも素早く対応できる人工知能が設けら
れたロボットである。それは、要する空間が小さく、後
に詳述するように、適切なメモリー容量が欠かせない。
施するロボットは、取り扱われる対象に関わるどの様な
新しい周辺環境にも素早く対応できる人工知能が設けら
れたロボットである。それは、要する空間が小さく、後
に詳述するように、適切なメモリー容量が欠かせない。
【０００８】先ず最初に、本発明のロボットの把持手段
を案内するための方法は、ロボットの本体に連接された
少なくとも１本の腕の一端部に一体となった把持手段を
備え、前記把持手段と前記腕が、ロボットの動作範囲と
矛盾の無い距離に位置する対象を扱うために動作を制御
するための手段によって作動される、ロボットの把持手
段を案内するための方法において、ロボットに連係して
設けられた固定された参照標準または参照点を定義する
工程、この固定された標準の内で各対象の近似座標を決
定する工程、立体視によって得られた対象の画像のデジ
タル化された値を三角測量計算することによって得られ
る、対象の真の座標を得るために近似座標に適用される
補正値を決定する工程、真の座標によって位置を突き止
められた対象を操作するために、予め定められた操作プ
ログラムによって腕と把持手段の動きを制御する工程、
から成ることを特徴とするロボットの把持手段を案内す
るための方法に関するものである。
を案内するための方法は、ロボットの本体に連接された
少なくとも１本の腕の一端部に一体となった把持手段を
備え、前記把持手段と前記腕が、ロボットの動作範囲と
矛盾の無い距離に位置する対象を扱うために動作を制御
するための手段によって作動される、ロボットの把持手
段を案内するための方法において、ロボットに連係して
設けられた固定された参照標準または参照点を定義する
工程、この固定された標準の内で各対象の近似座標を決
定する工程、立体視によって得られた対象の画像のデジ
タル化された値を三角測量計算することによって得られ
る、対象の真の座標を得るために近似座標に適用される
補正値を決定する工程、真の座標によって位置を突き止
められた対象を操作するために、予め定められた操作プ
ログラムによって腕と把持手段の動きを制御する工程、
から成ることを特徴とするロボットの把持手段を案内す
るための方法に関するものである。
【０００９】また本発明の目的は、ロボットの把持手段
を案内するための装置を提供することにある。この装置
は、ロボットの本体に連結された少なくとも１本の腕の
一端部に一体に把持手段が設けられ、ロボットの活動範
囲と矛盾しない距離に位置せしめられた対象を操作する
ように、前記把持手段と前記腕とが動作制御手段によっ
て作動させられる、ロボットの把持手段を案内するため
の装置において、ロボットに関連して設けられた固定さ
れた参照標準内で測定され扱われる各対象の近似座標を
記録するためのメモリ、扱う対象の画像に対応するアナ
ログ信号を供給するために、ロボットの本体に連設され
た可動式立体視装置、前記アナログ信号をデジタル化
し、かつ画像のデジタル化された値の三角測量により近
似座標に適用される補正値を計算し、さらに参照標準を
用いた対象を真の座標から、メモリに記憶された三角測
量手段による計算プログラムを、関節でつながれた腕と
それらの把持手段の動きを制御するためにコンピュータ
に接続されている制御手段に与えて、メモリ中に記録さ
れた操作プログラムによる真の座標が決定された対象の
操作を確実にする、近似座標を記憶するためのメモリと
立体視装置に接続されたコンピュータ、とからなること
を特徴とするロボットの把持手段を案内するための装置
である。
を案内するための装置を提供することにある。この装置
は、ロボットの本体に連結された少なくとも１本の腕の
一端部に一体に把持手段が設けられ、ロボットの活動範
囲と矛盾しない距離に位置せしめられた対象を操作する
ように、前記把持手段と前記腕とが動作制御手段によっ
て作動させられる、ロボットの把持手段を案内するため
の装置において、ロボットに関連して設けられた固定さ
れた参照標準内で測定され扱われる各対象の近似座標を
記録するためのメモリ、扱う対象の画像に対応するアナ
ログ信号を供給するために、ロボットの本体に連設され
た可動式立体視装置、前記アナログ信号をデジタル化
し、かつ画像のデジタル化された値の三角測量により近
似座標に適用される補正値を計算し、さらに参照標準を
用いた対象を真の座標から、メモリに記憶された三角測
量手段による計算プログラムを、関節でつながれた腕と
それらの把持手段の動きを制御するためにコンピュータ
に接続されている制御手段に与えて、メモリ中に記録さ
れた操作プログラムによる真の座標が決定された対象の
操作を確実にする、近似座標を記憶するためのメモリと
立体視装置に接続されたコンピュータ、とからなること
を特徴とするロボットの把持手段を案内するための装置
である。
【００１０】この装置の他の特徴は、可動式立体視装置
が、扱われる対象の近似座標に対応する点の方向にそれ
らのカメラ軸を向けるための方位制御手段を有し、かつ
ロボットの本体に一体に設けられた少なくとも２台のカ
メラを備え、これらのカメラが扱われる対象の画像に対
応する前記アナログ信号をコンピュータに接続されてい
るアウトプットに与えることである。
が、扱われる対象の近似座標に対応する点の方向にそれ
らのカメラ軸を向けるための方位制御手段を有し、かつ
ロボットの本体に一体に設けられた少なくとも２台のカ
メラを備え、これらのカメラが扱われる対象の画像に対
応する前記アナログ信号をコンピュータに接続されてい
るアウトプットに与えることである。
【００１１】更に他の特徴は、扱われる対象に形状及び
機能的な特徴があれば、この発明の方法では、これらの
形状、機能的特徴に対応するデジタル化された参照デー
タをコンピュータに接続されているメモリに記録し、そ
れから扱う対象の形状、機能的特徴に対応するデジタル
化された標識データを得るために、コンピュータの支援
によりデジタル化された対象の画像の値を処理し、つい
で、コンピュータの支援によりデジタル化された標識デ
ータとデジタル参照データとを比較する。
機能的な特徴があれば、この発明の方法では、これらの
形状、機能的特徴に対応するデジタル化された参照デー
タをコンピュータに接続されているメモリに記録し、そ
れから扱う対象の形状、機能的特徴に対応するデジタル
化された標識データを得るために、コンピュータの支援
によりデジタル化された対象の画像の値を処理し、つい
で、コンピュータの支援によりデジタル化された標識デ
ータとデジタル参照データとを比較する。
【００１２】
【実施例】この発明の他の特徴および利点は後述する添
付した図面を参照しての説明からより容易に分かるであ
ろう。
付した図面を参照しての説明からより容易に分かるであ
ろう。
【００１３】図１のフローチャートは、ロボットの把持
手段を導くための本発明の方法において実施される主な
ステップを示している。前記手段はロボットの本体に設
けられた腕の一端部に一体に設けられている。後に詳述
するように、これらの把持手段とこの腕は、動作制御手
段によって動かされる。把持手段と腕は、ロボットの動
作範囲と矛盾の無い距離の位置にある対象を扱うことを
可能にする。
手段を導くための本発明の方法において実施される主な
ステップを示している。前記手段はロボットの本体に設
けられた腕の一端部に一体に設けられている。後に詳述
するように、これらの把持手段とこの腕は、動作制御手
段によって動かされる。把持手段と腕は、ロボットの動
作範囲と矛盾の無い距離の位置にある対象を扱うことを
可能にする。
【００１４】第１に、この方法の最初の操作段階Ａで
は、固定された参照標準を明確にし、この固定された参
照標準によって取り扱われる対象の近似座標を決定す
る。仮に、例えば、ここで航空機の操縦室の操作ハンド
ルと各種ボタンを扱うのであれば、この方法は、操縦室
内で、例えばパイロットシートに組み合わされた固定参
照標準を定義する。それからこの固定参照標準の中で扱
われる操作ハンドルおよび各種ボタンの座標を決定す
る。これらの座標は、簡単に概略測定される。それから
この方法の操作段階Ｂでは、取り扱われる対象に関し
て、三角測量による計算手段によって対象の真の座標を
得るために近似座標に加えられる補正値を決定する。こ
の三角測量計算は、立体視によって得られた対象の像の
デジタル化した値を用いて行われる。補正値の計算方法
の一例は、the journal IEEE TRANSACTIONS ON PATTERN
ANALYSIS AND MACHINE INTELLIGENCE - volue 11 - No
9 SEPTEMBER 1989,pages 897 to 899. に記載されてい
る。
は、固定された参照標準を明確にし、この固定された参
照標準によって取り扱われる対象の近似座標を決定す
る。仮に、例えば、ここで航空機の操縦室の操作ハンド
ルと各種ボタンを扱うのであれば、この方法は、操縦室
内で、例えばパイロットシートに組み合わされた固定参
照標準を定義する。それからこの固定参照標準の中で扱
われる操作ハンドルおよび各種ボタンの座標を決定す
る。これらの座標は、簡単に概略測定される。それから
この方法の操作段階Ｂでは、取り扱われる対象に関し
て、三角測量による計算手段によって対象の真の座標を
得るために近似座標に加えられる補正値を決定する。こ
の三角測量計算は、立体視によって得られた対象の像の
デジタル化した値を用いて行われる。補正値の計算方法
の一例は、the journal IEEE TRANSACTIONS ON PATTERN
ANALYSIS AND MACHINE INTELLIGENCE - volue 11 - No
9 SEPTEMBER 1989,pages 897 to 899. に記載されてい
る。
【００１５】次の操作段階Ｃでは、先に三角測量によっ
て計算された補正値から、近似座標の値を基礎として、
参照標準内で取り扱われる対象の真の座標を決定する。
最後に、操作段階Ｄでは、予め定められたプログラムに
従って、真の座標により位置を突き止められた対象を扱
う為に、腕と把持手段の動きを後述する適宜な手段によ
って制御する。
て計算された補正値から、近似座標の値を基礎として、
参照標準内で取り扱われる対象の真の座標を決定する。
最後に、操作段階Ｄでは、予め定められたプログラムに
従って、真の座標により位置を突き止められた対象を扱
う為に、腕と把持手段の動きを後述する適宜な手段によ
って制御する。
【００１６】図２は、ロボット１が据え付けられた航空
機の操縦室を示している。前記ロボットは、図中符号
２，３で示すようなボタンと操作ハンドルを動かす為の
テストを行うために本発明の方法と装置を実施する。こ
の発明の装置は、ロボットの本体６に連結された少なく
とも１本の腕５に設けられた把持手段４を導くことを可
能にする。これらの把持手段とこの腕は、ロボットの行
動範囲と矛盾のない距離にあるボタン２や操作ハンドル
３のような対象を扱う為に、後に詳述する動作制御手段
によって、作動させられる。この図に示された例では、
ロボットは、把持手段を備えた一つの腕を備えている
が、このロボットは把持手段を有する腕を他に少なくと
も１本以上有していても良い。本発明の案内装置を実施
するこのロボットは、球状の空間の中で６つの異なる方
向を取りなすことができる。
機の操縦室を示している。前記ロボットは、図中符号
２，３で示すようなボタンと操作ハンドルを動かす為の
テストを行うために本発明の方法と装置を実施する。こ
の発明の装置は、ロボットの本体６に連結された少なく
とも１本の腕５に設けられた把持手段４を導くことを可
能にする。これらの把持手段とこの腕は、ロボットの行
動範囲と矛盾のない距離にあるボタン２や操作ハンドル
３のような対象を扱う為に、後に詳述する動作制御手段
によって、作動させられる。この図に示された例では、
ロボットは、把持手段を備えた一つの腕を備えている
が、このロボットは把持手段を有する腕を他に少なくと
も１本以上有していても良い。本発明の案内装置を実施
するこのロボットは、球状の空間の中で６つの異なる方
向を取りなすことができる。
【００１７】図３は、本発明の案内手段の構造をより詳
細に図示している。この例では、先端に一体に把持手段
４が設けられている関節でつながれた１本の腕５を有す
るロボットが案内手段として示されている。ここに示さ
れた例では、腕５がさらに、一つの主アーム７と、一つ
の伸長アーム８とで構成されている。この腕５はロボッ
トの本体６に連接されている。腕５とそれらの把持手段
４の動作を制御するための手段は、ロボットの本体の垂
直軸１０の周りで腕５を旋回させることができる第１モ
ータ９と、垂直軸１０に対して直交する水平軸１２の周
りで腕５を旋回させることができる第２モータ１１とを
備えている。符号１５，１６，１７で示された第４、第
５、第６モータは、それぞれ伸長アーム８の軸２０、軸
２０に対して直交する軸２１、軸２０と一致する軸２２
の周りで把持手段４の握り締める装置すなわちニッパ１
８，１９を、旋回させるものである。センサー（図示さ
れていない）は、モータによって制御される各要素の回
転角度を示す信号を各瞬間々々提供するために、これら
のモータと協力して働く。また、モータ２８は、握り締
める装置１８，１９を離したり閉じたりする。
細に図示している。この例では、先端に一体に把持手段
４が設けられている関節でつながれた１本の腕５を有す
るロボットが案内手段として示されている。ここに示さ
れた例では、腕５がさらに、一つの主アーム７と、一つ
の伸長アーム８とで構成されている。この腕５はロボッ
トの本体６に連接されている。腕５とそれらの把持手段
４の動作を制御するための手段は、ロボットの本体の垂
直軸１０の周りで腕５を旋回させることができる第１モ
ータ９と、垂直軸１０に対して直交する水平軸１２の周
りで腕５を旋回させることができる第２モータ１１とを
備えている。符号１５，１６，１７で示された第４、第
５、第６モータは、それぞれ伸長アーム８の軸２０、軸
２０に対して直交する軸２１、軸２０と一致する軸２２
の周りで把持手段４の握り締める装置すなわちニッパ１
８，１９を、旋回させるものである。センサー（図示さ
れていない）は、モータによって制御される各要素の回
転角度を示す信号を各瞬間々々提供するために、これら
のモータと協力して働く。また、モータ２８は、握り締
める装置１８，１９を離したり閉じたりする。
【００１８】また、案内装置は、扱われる各対象の座標
の近似値が記憶されるメモリ２３を備えている。前記近
似値は、ロボットに組み込まれた固定参照標準ＯＸＹＺ
内で測定される値である。この描かれた適用例では、案
内装置が航空機の操縦室の操作ハンドルとボタンを扱う
ことを意図するロボット内で使用されるので、この標準
の原点Ｏを、操縦室のキャビンの床と操縦席の垂直軸と
の交点に取ることもできる。実際には、この操縦席のた
めに設けられた固定具によって、操縦席の位置にロボッ
トを据え付けることができる。操縦室の各種ボタンと操
作ハンドルの近似座標は、参照標準の中で十分に測定さ
れている。また、この発明の案内手段は、例えばロボッ
トの本体に一体に設けられた数個のＣＣＤタイプのカメ
ラ２４，２５を備え、取り扱われる対象の数値化された
画像を供給する可動式の立体視装置を備えている。これ
らの画像はカメラのアウトプット２６，２７からアナロ
グ信号の方式でそれぞれ供給される。
の近似値が記憶されるメモリ２３を備えている。前記近
似値は、ロボットに組み込まれた固定参照標準ＯＸＹＺ
内で測定される値である。この描かれた適用例では、案
内装置が航空機の操縦室の操作ハンドルとボタンを扱う
ことを意図するロボット内で使用されるので、この標準
の原点Ｏを、操縦室のキャビンの床と操縦席の垂直軸と
の交点に取ることもできる。実際には、この操縦席のた
めに設けられた固定具によって、操縦席の位置にロボッ
トを据え付けることができる。操縦室の各種ボタンと操
作ハンドルの近似座標は、参照標準の中で十分に測定さ
れている。また、この発明の案内手段は、例えばロボッ
トの本体に一体に設けられた数個のＣＣＤタイプのカメ
ラ２４，２５を備え、取り扱われる対象の数値化された
画像を供給する可動式の立体視装置を備えている。これ
らの画像はカメラのアウトプット２６，２７からアナロ
グ信号の方式でそれぞれ供給される。
【００１９】コンピュータ２８は、保管メモリ２３、立
体視装置および上述のモータを作動させる手段（図示せ
ず）に接続されている。このコンピュータは、カメラか
ら供給されたアナログ信号をデジタル化し、画像のデジ
タル化された値に基づく三角測量によって近似座標に適
用される補正値を計算する。またこれは、近似座標と補
正値から計算される参照標準内における対象の真の座標
の値を提供する。三角測量によって行われる補正値計算
は、前述の論文によって知られているので、ここでは詳
細を述べない。コンピュータによって与えられる各対象
の真の座標は、メモリー２３に蓄えられる。このメモリ
ーは、当然三角測量の計算プログラムを記録できるもの
である。またこれは、各対象を扱うためのプログラムを
記録することを可能にする。前記制御手段（モータ９，
１１，１３，１５，１６，１７，２８）は、それらに関
連して設けられたセンサ（図示せず）と同様、取り扱わ
れる対象の真の座標に従って、記憶されている操作プロ
グラムに従い対象の操作を確実に行えるように、把持手
段４と腕５を制御するコンピュータに接続されている。
このコンピュータは、所望の動きの為に必要な命令を制
御手段に送る。
体視装置および上述のモータを作動させる手段（図示せ
ず）に接続されている。このコンピュータは、カメラか
ら供給されたアナログ信号をデジタル化し、画像のデジ
タル化された値に基づく三角測量によって近似座標に適
用される補正値を計算する。またこれは、近似座標と補
正値から計算される参照標準内における対象の真の座標
の値を提供する。三角測量によって行われる補正値計算
は、前述の論文によって知られているので、ここでは詳
細を述べない。コンピュータによって与えられる各対象
の真の座標は、メモリー２３に蓄えられる。このメモリ
ーは、当然三角測量の計算プログラムを記録できるもの
である。またこれは、各対象を扱うためのプログラムを
記録することを可能にする。前記制御手段（モータ９，
１１，１３，１５，１６，１７，２８）は、それらに関
連して設けられたセンサ（図示せず）と同様、取り扱わ
れる対象の真の座標に従って、記憶されている操作プロ
グラムに従い対象の操作を確実に行えるように、把持手
段４と腕５を制御するコンピュータに接続されている。
このコンピュータは、所望の動きの為に必要な命令を制
御手段に送る。
【００２０】可動式立体視装置のカメラ２４と２５は、
ロボットの本体に一体となっている。これらカメラに
は、方位制御手段が備え付けられている。これら方位制
御手段は、例えば、軸１２に対する垂直面上の位置にあ
る水平軸３３を中心におよびこの軸３３に垂直なそれぞ
れの軸３４，３５を中心にカメラを旋回させるモータ３
０，３１，３２である。このカメラの方位制御の手段
は、取り扱う対象の近似座標に対応するポイントの方向
にカメラのカメラ軸を向けることを可能にする。この制
御手段３０，３１，３２は、それらと連動する図示しな
い角度センサと同様、メモリ２３に記憶された扱う対象
の近似座標を基準とした方位制御命令を受けるために、
コンピュータに接続されている。カメラ２４，２５は、
それぞれ、コンピュータに接続されたアウトプット２
６，２７に、対象の画像の標本アナログ信号を提供す
る。メモリ２３に記憶された対象の近似座標に適用され
る補正値は、コンピュータによってデジタル化された信
号に基づく三角測量により計算される。
ロボットの本体に一体となっている。これらカメラに
は、方位制御手段が備え付けられている。これら方位制
御手段は、例えば、軸１２に対する垂直面上の位置にあ
る水平軸３３を中心におよびこの軸３３に垂直なそれぞ
れの軸３４，３５を中心にカメラを旋回させるモータ３
０，３１，３２である。このカメラの方位制御の手段
は、取り扱う対象の近似座標に対応するポイントの方向
にカメラのカメラ軸を向けることを可能にする。この制
御手段３０，３１，３２は、それらと連動する図示しな
い角度センサと同様、メモリ２３に記憶された扱う対象
の近似座標を基準とした方位制御命令を受けるために、
コンピュータに接続されている。カメラ２４，２５は、
それぞれ、コンピュータに接続されたアウトプット２
６，２７に、対象の画像の標本アナログ信号を提供す
る。メモリ２３に記憶された対象の近似座標に適用され
る補正値は、コンピュータによってデジタル化された信
号に基づく三角測量により計算される。
【００２１】コンピュータ２８に接続されているメモリ
２３には、扱われる各対象のデジタル化された参照デー
タを記憶させておくことができる。このデジタル化され
た参照データは、対象の特徴に関するものである。この
参照データは、例えば、対象の形状やそれらに付された
印（例えば、識別コード）、この対象の電飾（例えば、
もし対象が、位置により光が点灯あるいは消灯する光イ
ンジケータを備えたプッシュボタンであれば）に関する
ものである。メモリ２３に記憶された適切なプログラム
によって、コンピュータ２８は、カメラ２４，２５によ
って供給された対象の画像をデジタル化した値を処理
し、それらから、扱われる対象の形状や機能的特徴に一
致するデジタルデータ（標識データとして知られてい
る）を採取する。このデジタル化された標識データは、
コンピュータにより、メモリ２３に記録された適切なプ
ログラム手段を用いて、デジタル化された参照データと
比較される。この比較は、ロボットが取り扱おうとする
対象が明らかに所望の対象であることの確認を可能にす
る。また、これは、対象がプッシュボタンである場合、
組み込まれたライトの点灯あるいは消灯された状態が、
所望の状態に明らかに一致しているのを確認することを
可能にする。
２３には、扱われる各対象のデジタル化された参照デー
タを記憶させておくことができる。このデジタル化され
た参照データは、対象の特徴に関するものである。この
参照データは、例えば、対象の形状やそれらに付された
印（例えば、識別コード）、この対象の電飾（例えば、
もし対象が、位置により光が点灯あるいは消灯する光イ
ンジケータを備えたプッシュボタンであれば）に関する
ものである。メモリ２３に記憶された適切なプログラム
によって、コンピュータ２８は、カメラ２４，２５によ
って供給された対象の画像をデジタル化した値を処理
し、それらから、扱われる対象の形状や機能的特徴に一
致するデジタルデータ（標識データとして知られてい
る）を採取する。このデジタル化された標識データは、
コンピュータにより、メモリ２３に記録された適切なプ
ログラム手段を用いて、デジタル化された参照データと
比較される。この比較は、ロボットが取り扱おうとする
対象が明らかに所望の対象であることの確認を可能にす
る。また、これは、対象がプッシュボタンである場合、
組み込まれたライトの点灯あるいは消灯された状態が、
所望の状態に明らかに一致しているのを確認することを
可能にする。
【００２２】
【発明の効果】この発明によれば、取り扱われる対象を
認識するための電波の発信装置を使用する必要が無く、
球状の領域内でのロボット使用を可能にする、ロボット
の把持手段を導く為の方法と装置を提供することができ
る。
認識するための電波の発信装置を使用する必要が無く、
球状の領域内でのロボット使用を可能にする、ロボット
の把持手段を導く為の方法と装置を提供することができ
る。
【図１】本発明の方法で実行される主な操作を示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図２】ボタンおよび操縦ハンドルのテストのために本
発明の装置および方法を実施するロボットが設けられた
航空機の操縦室を示す図。
発明の装置および方法を実施するロボットが設けられた
航空機の操縦室を示す図。
【図３】本発明に従う案内装置の構造を詳細に示す図。
Ａ 最初の操作段階 Ｂ 第２の操作段階 Ｃ 第３の操作段階 Ｄ 最後の操作段階 ＯＸＹＺ 固定参照標準 Ｏ 標準の原点 １ ロボット ２ ボタン ３ 操作ハンドル ４ 把持手段 ５ 腕 ６ ロボットの本体 ７ 主アーム ８ 伸長アーム ９ 第１モータ １０ 垂直軸 １１ 第２モータ １２ 水平軸 １５，１６，１７ 第４、第５、第６モータ １８，１９ 握り締める装置（ニッパ） ２０，２１，２２ 軸 ２３ メモリ ２４，２５ ＣＣＤタイプのカメラ ２６，２７カメラの出力 ２８ コンピュータ ２３ 保管メモリ ３０，３１，３２ モータ ３３ 水平軸 ３４，３５ 軸
Claims (6)
- 【請求項１】 ロボットの本体に連接された少なくとも
１本の腕の一端部に一体となった把持手段を備え、前記
手段と前記腕が、ロボットの動作範囲と矛盾の無い距離
に位置する対象を扱うためにそれ自身メモリに接続され
ているコンピュータに接続された動作制御手段によって
作動される、ロボットの把持手段を案内するための方法
において、 ロボットに連係して設けられた固定された参照標準を明
らかにする工程、 この固定された標準内で各対象の近似座標を決定する工
程、 立体視によって得られた対象の画像に対応するアナログ
信号をデジタル化した値を三角測量計算を行うことによ
って得られる、対象の真の座標を得るために近似座標に
適用される補正値を決定する工程、 真の座標によって位置を突き止められた対象を操作する
ためにコンピュータのメモリに記憶された予め定められ
た操作プログラムによって腕とそれらの把持手段の動き
を制御する工程、 から成ることを特徴とするロボットの把持手段を案内す
るための方法。 - 【請求項２】 コンピュータのメモリに、扱う対象の形
状、機能特徴に対応するデジタル参照データを記憶する
工程、ついでコンピュータメモリに記憶されたプログラ
ム手段によって、アナログ信号のデジタル化された値を
処理して、それらから扱う対象の形状、機能特徴に対応
するデジタル化された標識データを採取し、最終的にデ
ジタル化された標識データをデジタル参照データと比較
する工程、 から成る請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 ロボットの本体に連結された少なくとも
１本の腕の一端部に一体に把持手段が設けられ、ロボッ
トの活動範囲と矛盾しない距離に位置せしめられた対象
を操作するように、前記把持手段と前記腕とが動作制御
手段によって作動させられる、ロボットの把持手段を案
内するための装置において、 ロボットに組み合わせて設けられた固定された参照標準
内で測定され扱われる各対象の近似座標を記憶するため
のメモリ、 扱う対象の画像に対応するアナログ信号を供給するため
に、ロボットの本体に連接された可動式立体視装置、 前記アナログ信号をデジタル化し、かつ画像のデジタル
化された値の三角測量により近似座標に適用される補正
値を計算し、さらに参照標準中で対象を真の座標、メモ
リに記憶された三角測量計算プログラムを、関節でつな
がれた腕とそれらの把持手段の動きを制御するようにコ
ンピュータに接続されている制御手段に与え、メモリ中
に記録された操作プログラムによる真の座標が決定され
た対象の操作を確実にする、近似座標を記憶するための
メモリと立体視装置に接続されたコンピュータ、とから
なることを特徴とするロボットの把持手段を案内するた
めの装置。 - 【請求項４】 可動式立体視装置が、扱われる対象の近
似座標に対応する点の方向にそれらのカメラ軸を向ける
ための方位制御手段を有し、かつロボットの本体に一体
に設けられた少なくとも２台のカメラを備え、これらの
カメラが前記アナログ信号をコンピュータに接続されて
いるアウトプットに与えることを特徴とする請求項３の
装置。 - 【請求項５】 対象の近似座標に対応する点の方向にカ
メラを方向付けた後に、対象の画像を拡大するための、
また近似座標の補正値の精度を増すための自動ズームが
カメラに設けられていることを特徴とする請求項３の装
置。 - 【請求項６】 コンピュータに接続されたメモリに、扱
われる対象の参照画像に対応するデジタル化されたデー
タが収容されており、コンピュータによって、デジタル
化された参照データと立体視装置によって与えられる扱
われる対象の画像のデジタル化値とを比較することを特
徴とする請求項２の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9011500 | 1990-09-18 | ||
| FR9011500A FR2666761B1 (fr) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | Procede et dispositif de guidage de moyens de prehension d'un robot. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0679671A true JPH0679671A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=9400408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3267273A Withdrawn JPH0679671A (ja) | 1990-09-18 | 1991-09-18 | ロボットの把持手段を案内するための方法と装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0477078A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0679671A (ja) |
| FR (1) | FR2666761B1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8781159B2 (en) | 2009-05-13 | 2014-07-15 | Applied Vision Corporation | System and method for dimensioning objects using stereoscopic imaging |
| US8284988B2 (en) | 2009-05-13 | 2012-10-09 | Applied Vision Corporation | System and method for dimensioning objects using stereoscopic imaging |
| US8508591B2 (en) | 2010-02-05 | 2013-08-13 | Applied Vision Corporation | System and method for estimating the height of an object using tomosynthesis-like techniques |
| CN105729496B (zh) * | 2016-05-04 | 2020-05-08 | 惠安恒久升电子科技有限公司 | 具有自净能力的自动抓取装置 |
| CN105729476A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-07-06 | 成都贝森伟任科技有限责任公司 | 带自检功能的零部件抓取装置 |
| CN105729457A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-07-06 | 成都贝森伟任科技有限责任公司 | 零部件抓取终端机 |
| CN109814534B (zh) * | 2019-02-19 | 2024-05-17 | 杭州程天科技发展有限公司 | 一种机器人的运行状态测试方法 |
| CN112802122B (zh) * | 2021-01-21 | 2023-08-29 | 珠海市运泰利自动化设备有限公司 | 机器人视觉引导组装方法 |
| CN113665841B (zh) * | 2021-07-27 | 2023-09-05 | 中航西安飞机工业集团股份有限公司 | 基于协作机器人的飞机驾驶舱方向盘操纵测试方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6045803A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-12 | Nissan Motor Co Ltd | 位置補正装置 |
| JPS60262215A (ja) * | 1984-06-08 | 1985-12-25 | Hitachi Ltd | ロボツトの教示方法 |
| US4825394A (en) * | 1985-05-07 | 1989-04-25 | General Dynamics Corporation | Vision metrology system |
| US4969108A (en) * | 1988-04-08 | 1990-11-06 | Cincinnati Milacron Inc. | Vision seam tracking method and apparatus for a manipulator |
| US4945493A (en) * | 1988-09-26 | 1990-07-31 | Ford Motor Company | Method and system for correcting a robot path |
-
1990
- 1990-09-18 FR FR9011500A patent/FR2666761B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-16 EP EP91402452A patent/EP0477078A1/fr not_active Withdrawn
- 1991-09-18 JP JP3267273A patent/JPH0679671A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0477078A1 (fr) | 1992-03-25 |
| FR2666761A1 (fr) | 1992-03-20 |
| FR2666761B1 (fr) | 1995-05-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |