JPH08382B2 - 視覚センサ付ロボツトの座標系の設定方法 - Google Patents
視覚センサ付ロボツトの座標系の設定方法Info
- Publication number
- JPH08382B2 JPH08382B2 JP62010727A JP1072787A JPH08382B2 JP H08382 B2 JPH08382 B2 JP H08382B2 JP 62010727 A JP62010727 A JP 62010727A JP 1072787 A JP1072787 A JP 1072787A JP H08382 B2 JPH08382 B2 JP H08382B2
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- Japan
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- robot
- coordinates
- visual sensor
- camera
- visual
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は視覚センサ付ロボツトにおいて、ロボツト
座標とカメラ座標の対応づけをおこなう座標系の設定方
法に関する。
座標とカメラ座標の対応づけをおこなう座標系の設定方
法に関する。
（従来の技術） 一般に視覚センサ付ロボツトにおいては、第２図に示
すようにITVなどから成る視覚カメラ１と画像処理装置
２とで視覚センサ３を構成し、対象物４を視覚カメラ１
で撮像してそのビデオ信号を画像処理装置２へ伝送し、
カメラ座標（視覚カメラの撮像面における座標）５にお
ける対象物位置座標（x,y）を算出し、マイコン等から
成るロボツトコントローラ６においてこの座標（x,y）
からロボツト座標７における対象物の位置（X,Y）を算
出し、この位置に対応するハンドリング位置座標（XH,Y
H）にロボツト８のハンド９を移動させて対象物の把持
等をおこなう。なおロボツト座標７とカメラ座標５は平
行、すなわちＸ軸とｘ軸、Ｙ軸とｙ軸はそれぞれ平行で
ある。上記において位置（X,Y）の算出の際にカメラ座
標とロボツト座標の関係式 （X,Y）＝ｆ（x,y） を用いるが、この関係式を求める座標系の設定は、従
来次のようにしておこなつていた。
すようにITVなどから成る視覚カメラ１と画像処理装置
２とで視覚センサ３を構成し、対象物４を視覚カメラ１
で撮像してそのビデオ信号を画像処理装置２へ伝送し、
カメラ座標（視覚カメラの撮像面における座標）５にお
ける対象物位置座標（x,y）を算出し、マイコン等から
成るロボツトコントローラ６においてこの座標（x,y）
からロボツト座標７における対象物の位置（X,Y）を算
出し、この位置に対応するハンドリング位置座標（XH,Y
H）にロボツト８のハンド９を移動させて対象物の把持
等をおこなう。なおロボツト座標７とカメラ座標５は平
行、すなわちＸ軸とｘ軸、Ｙ軸とｙ軸はそれぞれ平行で
ある。上記において位置（X,Y）の算出の際にカメラ座
標とロボツト座標の関係式 （X,Y）＝ｆ（x,y） を用いるが、この関係式を求める座標系の設定は、従
来次のようにしておこなつていた。
すなわち第２図に示す様に視覚カメラ１の視野10内の
対象物載置面11上の２点A,Bに円板あるいはクロスカー
サを置いて両点の位置を視覚カメラ１で撮像し、画像処
理装置２によりカメラ座標５における位置（xA,yA）、
（xB,yB）をそれぞれ求める。
対象物載置面11上の２点A,Bに円板あるいはクロスカー
サを置いて両点の位置を視覚カメラ１で撮像し、画像処
理装置２によりカメラ座標５における位置（xA,yA）、
（xB,yB）をそれぞれ求める。
一方A,B点のロボツト座標７における位置（XA,YA）、
（XB,YB）をスケール等を用いて実測する。そして上記
各データからカメラ座標とロボツト座標の関係式ｆ（x,
y）を以下の方程式より求めている。
（XB,YB）をスケール等を用いて実測する。そして上記
各データからカメラ座標とロボツト座標の関係式ｆ（x,
y）を以下の方程式より求めている。
（発明が解決しようとする問題点） ところが上記の座標系の設定方法においては、点A,B
のロボツト座標７上の位置を実測しなければならないの
で座標系の設定に手間がかかる。
のロボツト座標７上の位置を実測しなければならないの
で座標系の設定に手間がかかる。
また上記の設定をおこなつて実際の対象物についてロ
ボツト８による把持をおこなおうとしても、一般に第３
図に示すように対象物４の位置は重心位置Ｇで計測され
るのに対し、ハンド９による把持位置Ｃや、ロボツトに
移動指令として与えるハンドリング位置Ｈは前記重心位
置Ｇと異なる場合が多く、この場合は対象物の位置（x,
y）から前記関係式により求めた（X,Y）をハンドリング
位置としてロボツトに与えても対象物を把持することは
できない。
ボツト８による把持をおこなおうとしても、一般に第３
図に示すように対象物４の位置は重心位置Ｇで計測され
るのに対し、ハンド９による把持位置Ｃや、ロボツトに
移動指令として与えるハンドリング位置Ｈは前記重心位
置Ｇと異なる場合が多く、この場合は対象物の位置（x,
y）から前記関係式により求めた（X,Y）をハンドリング
位置としてロボツトに与えても対象物を把持することは
できない。
そこで予め対象物の重心位置Ｇと把持位置Ｃおよびハ
ンドリング位置Ｈの寸法関係を求めておき、対象物の重
心位置に相当する（X,Y）の座標値に対して上記ハンド
リング位置Ｈまでの補正を加えて座標（XH,YH）を求め
ることにより、はじめてロボツトによる把持が可能とな
るのであるが、いちいちこの補正を加えるのは煩雑であ
り、また対象物が変わればこの補正内容も変更せねばな
らず煩雑である。
ンドリング位置Ｈの寸法関係を求めておき、対象物の重
心位置に相当する（X,Y）の座標値に対して上記ハンド
リング位置Ｈまでの補正を加えて座標（XH,YH）を求め
ることにより、はじめてロボツトによる把持が可能とな
るのであるが、いちいちこの補正を加えるのは煩雑であ
り、また対象物が変わればこの補正内容も変更せねばな
らず煩雑である。
この発明は上記従来の問題点を解決するもので、座標
系の設定を簡単におこなうことができ、また視覚センサ
による対象物の位置からロボツトのハンドリング位置を
直接求めることができる視覚センサ付ロボツトの座標系
の設定方法を提供しようとするものである。
系の設定を簡単におこなうことができ、また視覚センサ
による対象物の位置からロボツトのハンドリング位置を
直接求めることができる視覚センサ付ロボツトの座標系
の設定方法を提供しようとするものである。
（問題点を解決するための手段） しかしてこの発明の座標系の設定方法は、視覚センサ
付ロボツトに対象物を把持させた状態で、視覚カメラの
視野内の対象物載置面上に前記対象物を載置し、このと
きのロボツトのロボツト座標上のハンドリング位置（X
HO,YHO）をロボツトコントローラ部で読出すとともに、
視覚センサにより前記ロボツト座標と平行なカメラ座標
上の前記対象物の位置（x0,y0）および対象物の一部の
寸法ｒを計測して、これに相当する前記対象物の一部の
予め計測してあつた実寸法Ｒと前記各計測値から、視覚
センサで計測した対象物の任意の位置（x,y）より該対
象物に対するロボツトのハンドリング位置（XH,YH）を
求める関係式を次式の通り設定することを特徴とする視
覚センサ付ロボツトの座標系の設定方法である。
付ロボツトに対象物を把持させた状態で、視覚カメラの
視野内の対象物載置面上に前記対象物を載置し、このと
きのロボツトのロボツト座標上のハンドリング位置（X
HO,YHO）をロボツトコントローラ部で読出すとともに、
視覚センサにより前記ロボツト座標と平行なカメラ座標
上の前記対象物の位置（x0,y0）および対象物の一部の
寸法ｒを計測して、これに相当する前記対象物の一部の
予め計測してあつた実寸法Ｒと前記各計測値から、視覚
センサで計測した対象物の任意の位置（x,y）より該対
象物に対するロボツトのハンドリング位置（XH,YH）を
求める関係式を次式の通り設定することを特徴とする視
覚センサ付ロボツトの座標系の設定方法である。
XH＝XHO＋ｋ（ｘ−x0） HH＝HHO＋ｋ（ｙ−y0） ただしｋ＝R/r （作用） この発明の座標系の設定方法においては、対象物をロ
ボツトで把持した状態で実際のロボツト動作時の対象物
載置面上に対象物を置き、このときのロボツト座標上の
ハンドリング位置（XHO,YHO）および視覚カメラの撮像
画面のカメラ座標上の対象物位置（x0,y0）を基準点と
して用いる。
ボツトで把持した状態で実際のロボツト動作時の対象物
載置面上に対象物を置き、このときのロボツト座標上の
ハンドリング位置（XHO,YHO）および視覚カメラの撮像
画面のカメラ座標上の対象物位置（x0,y0）を基準点と
して用いる。
そしてロボツト座標上の寸法とカメラ座標上の寸法と
は比例関係にあることを利用して、対象物の一部の予め
計測してあつた実寸Ｒおよび視覚センサによる計測値ｒ
から両座標間の比例定数ｋを次式 ｋ＝R/r ……（１） により求めれば、任意位置に置いた対象物のカメラ座
標上の位置（x,y）と前記基準点（x0,y0）間の距離に前
記比例定数を乗じることにより、上記（x,y）に対応す
るロボツト座標上のハンドリング位置（XH,YH）と前記
基準点（HHO,YHO）間の距離が下式により求まる。
は比例関係にあることを利用して、対象物の一部の予め
計測してあつた実寸Ｒおよび視覚センサによる計測値ｒ
から両座標間の比例定数ｋを次式 ｋ＝R/r ……（１） により求めれば、任意位置に置いた対象物のカメラ座
標上の位置（x,y）と前記基準点（x0,y0）間の距離に前
記比例定数を乗じることにより、上記（x,y）に対応す
るロボツト座標上のハンドリング位置（XH,YH）と前記
基準点（HHO,YHO）間の距離が下式により求まる。
XH−XHO＝ｋ（ｘ−x0） ……（２） YH−YHO＝ｋ（ｙ−y0） ……（３） 上式を変形して、ハンドリング位置（XH,YH）は、 XH＝XHO＋ｋ（ｘ−x0） ……（４） YH＝YHO＋ｋ（ｙ−y0） ……（５） で求めることができるのである。
このようにロボツト座標上の（XH,YH）は直接ハンド
リング位置として算出され、従来法のように対象物の重
心位置とハンドリング位置の関係を求めてその補正をお
こなう必要がないので、演算は簡単に済む。
リング位置として算出され、従来法のように対象物の重
心位置とハンドリング位置の関係を求めてその補正をお
こなう必要がないので、演算は簡単に済む。
また基準点設定時のロボツト座標上の（HHO,YHO）は
いちいちロボツト座標の原点からスケール等により実測
する必要はなく、ロボツトコントローラにより迅速容易
に読出すことができる。
いちいちロボツト座標の原点からスケール等により実測
する必要はなく、ロボツトコントローラにより迅速容易
に読出すことができる。
さらに従来法はロボツト座標上の絶対位置を求めるの
に対し、この発明方法では基準点からのずれ量として位
置を求めるので、実際の対象物ハンドリング領域内に基
準点を設定できることから、位置計測精度を上げること
ができるのである。
に対し、この発明方法では基準点からのずれ量として位
置を求めるので、実際の対象物ハンドリング領域内に基
準点を設定できることから、位置計測精度を上げること
ができるのである。
（実施例） 以下第１図によりこの発明の一実施例を説明する。な
お図中、第２図および第３図と同一部分にはこれらの図
と同一符号を付してある。
お図中、第２図および第３図と同一部分にはこれらの図
と同一符号を付してある。
先ずロボツト８のハンド９に対象物４を把持させ、こ
の把持状態のままで実際のロボツト動作時の対象物載置
面11上の任意の位置（ただし視覚カメラ１の視野10内）
に対象物４を置き、このときのロボツトのハンドリング
位置（HHO,YHO）をロボツトコントローラ６部で読出
す。
の把持状態のままで実際のロボツト動作時の対象物載置
面11上の任意の位置（ただし視覚カメラ１の視野10内）
に対象物４を置き、このときのロボツトのハンドリング
位置（HHO,YHO）をロボツトコントローラ６部で読出
す。
一方、視覚カメラ１で対象物４を撮像して、画像処理
装置２によりカメラ座標５上の対象物の位置（重心位
置）（x0,y0）および対象物４の一部の寸法ｒ（この実
施例では直径）を算出する。なお第１図における位置
（X0,Y0）は、対象物４のロボツト座標上の重心位置で
あり、後述のようにハンドリング位置の算出には無関係
であるが、参考までに図示してある。
装置２によりカメラ座標５上の対象物の位置（重心位
置）（x0,y0）および対象物４の一部の寸法ｒ（この実
施例では直径）を算出する。なお第１図における位置
（X0,Y0）は、対象物４のロボツト座標上の重心位置で
あり、後述のようにハンドリング位置の算出には無関係
であるが、参考までに図示してある。
そしてロボツトコントローラ６部においては、上記各
数値、および対象物４の前記ｒに相当する部分を予めス
ケール等で計測しておいてキーボード等で入力された実
寸データＲをもとに、先ず次式によりカメラ座標とロボ
ツト座標の数値の比例定数ｋを求める。
数値、および対象物４の前記ｒに相当する部分を予めス
ケール等で計測しておいてキーボード等で入力された実
寸データＲをもとに、先ず次式によりカメラ座標とロボ
ツト座標の数値の比例定数ｋを求める。
ｋ＝R/r そして第１図に鎖線で示すように、対象物載置面11上
の任意の位置（X,Y）に置かれた対象物４の視覚センサ
３による計測位置（x,y）に対応するハンドリング、置
（XH,YH）を求める関係式として、次式をロボツトコン
トローラ６部に格納する。
の任意の位置（X,Y）に置かれた対象物４の視覚センサ
３による計測位置（x,y）に対応するハンドリング、置
（XH,YH）を求める関係式として、次式をロボツトコン
トローラ６部に格納する。
XH＝XHO＋ｋ（ｘ−x0） YH＝YHO＋ｋ（ｙ−y0） 以後、対象物４については視覚サンサ３による計測値
（x,y）をもとに上記関係式によりハンドリング位置（X
H,YH）を求めて把持をおこなうのであるが、この（XH,Y
H）は対象物の重心位置や把持位置とは関係なしに直接
ハンドリング位置として算出されるので、従来のような
各位置の補正をおこなうことなく直ちにロボツトによる
把持をおこなうことができる。
（x,y）をもとに上記関係式によりハンドリング位置（X
H,YH）を求めて把持をおこなうのであるが、この（XH,Y
H）は対象物の重心位置や把持位置とは関係なしに直接
ハンドリング位置として算出されるので、従来のような
各位置の補正をおこなうことなく直ちにロボツトによる
把持をおこなうことができる。
上記方法と従来法による座標系の設定に要する時間の
実測例をあげると、従来法によると約７分要していた設
定時間が、上記方法により３分に短縮された。
実測例をあげると、従来法によると約７分要していた設
定時間が、上記方法により３分に短縮された。
この発明は上記実施例に限定されるものではなく、た
とえば視覚センサおよびロボツトの構成や対象物の形状
等は上記以外としてもよい。
とえば視覚センサおよびロボツトの構成や対象物の形状
等は上記以外としてもよい。
（発明の効果） 以上説明したようにこの発明によれば、従来の視覚セ
ンサ付ロボツトにおける座標系の設定方法のようなロボ
ツト座標上におけるスケール等を用いての実測は不要と
なり、対象物の一部の予め計測してあつた実寸法および
視覚センサによる計測値と、ロボツトコントローラで読
出しハンドリング位置（XHO,YHO）とから、座標系の設
定を極めて簡単におこなうことができ、また視覚センサ
による対象物の位置からロボツトのハンドリング位置を
直接迅速にかつ精度よく求めることができる。
ンサ付ロボツトにおける座標系の設定方法のようなロボ
ツト座標上におけるスケール等を用いての実測は不要と
なり、対象物の一部の予め計測してあつた実寸法および
視覚センサによる計測値と、ロボツトコントローラで読
出しハンドリング位置（XHO,YHO）とから、座標系の設
定を極めて簡単におこなうことができ、また視覚センサ
による対象物の位置からロボツトのハンドリング位置を
直接迅速にかつ精度よく求めることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す機器配置斜視図、第
２図は従来の方法の一例を示す機器配置斜視図、第３図
は同じく対象物把持状態の斜視図である。 １……視覚カメラ、２……画像処理装置、３……視覚セ
ンサ、４……対象物、５……カメラ座標、６……ロボツ
トコントローラ、７……ロボツト座標、８……ロボツ
ト、９……ハンド、10……視野、11……対象物載置面。
２図は従来の方法の一例を示す機器配置斜視図、第３図
は同じく対象物把持状態の斜視図である。 １……視覚カメラ、２……画像処理装置、３……視覚セ
ンサ、４……対象物、５……カメラ座標、６……ロボツ
トコントローラ、７……ロボツト座標、８……ロボツ
ト、９……ハンド、10……視野、11……対象物載置面。
Claims (1)
- 【請求項１】視覚センサ付ロボツトに対象物を把持させ
た状態で、視覚カメラの視野内の対象物載置面上に前記
対象物を載置し、このときのロボツトのロボツト座標上
のハンドリング位置（XHO,YHO）をロボツトコントロー
ラ部で読出すとともに、視覚センサにより前記ロボツト
座標と平行なカメラ座標上の前記対象物の位置（x0,
y0）および対象物の一部の寸法ｒを計測して、これに相
当する前記対象物の一部の予め計測してあつた実寸法Ｒ
と前記各計測値から、視覚センサで計測した対象物の任
意の位置（x,y）より該対象物に対するロボツトのハン
ドリング位置（XH,YH）を求める関係式を次式の通り設
定することを特徴とする視覚センサ付ロボツトの座標系
の設定方法。 XH＝XHO＋ｋ（ｘ−x0） YH＝YHO＋ｋ（ｙ−y0） ただしｋ＝R/r
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62010727A JPH08382B2 (ja) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | 視覚センサ付ロボツトの座標系の設定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62010727A JPH08382B2 (ja) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | 視覚センサ付ロボツトの座標系の設定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63180486A JPS63180486A (ja) | 1988-07-25 |
| JPH08382B2 true JPH08382B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=11758321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62010727A Expired - Lifetime JPH08382B2 (ja) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | 視覚センサ付ロボツトの座標系の設定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08382B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2700965B2 (ja) * | 1991-07-04 | 1998-01-21 | ファナック株式会社 | 自動キャリブレーション方式 |
| JP4418841B2 (ja) * | 2008-01-24 | 2010-02-24 | キヤノン株式会社 | 作業装置及びその校正方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58169987U (ja) * | 1982-05-06 | 1983-11-12 | オムロン株式会社 | 工業用ロボツト |
| JPS5958503A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ロボツトのツ−ルオフセツト教示方法 |
| JPS60252914A (ja) * | 1984-05-30 | 1985-12-13 | Fanuc Ltd | 視覚センサ座標情報とロボツト基準座標情報の換算方式 |
-
1987
- 1987-01-20 JP JP62010727A patent/JPH08382B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63180486A (ja) | 1988-07-25 |
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