KR0176540B1 - Position correction device of mobile robot - Google Patents
Position correction device of mobile robot Download PDFInfo
- Publication number
- KR0176540B1 KR0176540B1 KR1019950037432A KR19950037432A KR0176540B1 KR 0176540 B1 KR0176540 B1 KR 0176540B1 KR 1019950037432 A KR1019950037432 A KR 1019950037432A KR 19950037432 A KR19950037432 A KR 19950037432A KR 0176540 B1 KR0176540 B1 KR 0176540B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- robot
- landmark
- data
- camera
- mobile robot
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
본 발명은 이동형 로봇의 위치 보정 장치에 관한 것으로서, 특히 비젼 시스템을 이용한 이동형 로봇의 위치 보정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a position correction device for a mobile robot, and more particularly to a position correction device for a mobile robot using a vision system.
본 발명의 목적을 위하여 이동형 로봇의 위치 보정 장치에 있어서, 로봇에 의해 작업할 물체의 위치 화상 데이타인 랜드 마크부, 상기 랜드마크상에 위치하여 그 랜드마크 데이타를 입력하는 카메라부, 상기 카메라에 연결되어 카메라로부터 랜드 마크 데이타의 위치를 독출하는 비젼 콘트롤러, 상기 비젼콘트롤러로부터 입력되는 랜드마크 데이타 위치와 작업할 데이타 위치들을 비교하여 그 위치 오차에 따라 로봇의 위치를 보정하는 로봇 콘트롤러를 포함한다.In the position correcting apparatus of a mobile robot for the purpose of the present invention, a landmark portion which is position image data of an object to be worked by the robot, a camera portion located on the landmark and inputting the landmark data to the camera; Vision controller connected to read the position of the landmark data from the camera, a robot controller for comparing the landmark data position input from the vision controller and the data position to work to correct the position of the robot according to the position error .
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 정지 오차가 큰 이동체위에서도 로봇의 작업이 가능하다.As described above, according to the present invention, the robot can work even on a moving body having a large stop error.
Description
제1a도는 본 발명에 의한 바퀴 구동식 무인차에서의 로봇의 평면도를 도시한 것이다.Figure 1a shows a plan view of a robot in a wheel drive driverless vehicle according to the present invention.
제1b도는 본 발명에 의한 바퀴 구동식 무인차에서의 로봇의 정면도를 도시한 것이다.Figure 1b shows a front view of the robot in a wheel drive driverless vehicle according to the present invention.
제2도는 제1a도 및 제1b도의 비젼 시스템을 이용한 위치 보정 장치의 블럭도를 도시한 것이다.2 shows a block diagram of a position correction apparatus using the vision system of FIGS. 1A and 1B.
제3도는 이동형 로봇의 위치 보정 방법을 위한 로봇 및 카메라 좌표계를 도시한 것이다.3 shows a robot and a camera coordinate system for a position correction method of a mobile robot.
제4도는 본 발명의 이동형 로봇의 위치 보정 방법을 위한 플로우 챠트이다.4 is a flow chart for the position correction method of the mobile robot of the present invention.
본 발명은 이동형 로봇의 위치 보정 장치에 관한 것으로서, 특히 비젼 시스템을 이용한 이동형 로봇의 위치 보정 장치에 관한 것이다. 일반적으로 산업 현장에서 사용되는 대부분의 로봇은 고정된 위치에서 티칭된 위치 좌표계를 따라 조립, 용접, 이재 작업을 수행한다. 로봇 응용 기술이 발달하면서 로봇이 고정된 위치에서만 작업하는 것이 아니라 레일 또는 무인차와 같은 이동 장치위에 탑재되어 이동하면서 여러곳의 작업 공간에서 작업을 수행하는 시스템이 개발되고 있다. 이러한 이동형 로봇의 적용에 있어서, 이동체의 위치 정밀도가 로봇의 반복 정밀도보다 극히 불량하여 위치 보정이 요구 될 때가있다.The present invention relates to a position correction device for a mobile robot, and more particularly to a position correction device for a mobile robot using a vision system. In general, most robots used in the industrial field perform assembly, welding, and relocation work along a taught position coordinate system at a fixed position. With the development of robot application technology, a system is being developed in which a robot does not work only in a fixed position but is mounted on a moving device such as a rail or an unmanned vehicle, and performs work in various workspaces. In the application of such a mobile robot, the positional accuracy of the moving body is extremely poorer than the repeating accuracy of the robot, so that position correction is sometimes required.
종래에 사용되는 이동형 로봇트는 레일과 같은 직선 이동 장치위에 로봇이 탑재되어 있다. 이러한 이동 장치들은 이동 방향 이외에는 기구적으로 구속되어 있고 이동 방향으로는 센서를 이용하여 정지 위치를 결정하므로 높은 위치 정밀도를 유지한다.In the conventional mobile robot, a robot is mounted on a linear moving device such as a rail. These moving devices are mechanically constrained in addition to the moving direction and maintain a high positional accuracy since the stop position is determined using a sensor in the moving direction.
종래의 이동형 로봇은 레일등의 이동 장치를 따라서 주행하고 로봇이 작업할 작업 위치에는 이동형 로봇의 정지를 위한 센서 또는 센서 감지 장치를 부착한다. 따라서 로봇은 작업 명령을 따라 이동하면서 작업을 한다. 또한 이동 장치가 높은 정지 정밀도를 유지함으로 정지 위치 오차에 대한 보정이 필요없고 로봇은 고정된 위치에서 작동하는 로봇과 같이 각 작업대에서 위치 좌표계를 티칭하여 사용한다.The conventional mobile robot travels along a mobile device such as a rail, and attaches a sensor or a sensor detecting device for stopping the mobile robot to a working position where the robot is to work. Therefore, the robot moves along the work command and works. In addition, since the moving device maintains high stopping accuracy, there is no need to compensate for the stopping position error, and the robot teaches and uses the position coordinate system at each workbench like a robot operating at a fixed position.
그러나 종래의 기술은 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉, 이동 장치를 설치하기 위해 현장에 공사가 필요하고 이때문에 현장의 변화에 따라 적용시키기가 어렵다. 또한 이동 장치를 따라서 직선 이동만 하므로 작업 효율이 떨어진다.However, the prior art has the following problems. In other words, construction is required on the site to install a mobile device, and therefore it is difficult to apply it according to the change of the site. In addition, the work efficiency is lowered because only linear movement along the moving device.
이러한 단점들을 극복하기 위하여 바퀴로 구동하는 무인차를 사용하였다. 즉, 바퀴구동식 무인차는 레일과 같은 외부 장치가 필요없으므로 현장 적용에 용이하고 모든 방향으로 주행이 가능하므로 작업 효율이 높다. 그런데 이 시스템은 위치 결정을 할 때 초음파나 자이로등의 센서만으로 위치 결정을 하기 때문에 위치 오차가 큰 단점이 있었다.To overcome these shortcomings, wheeled driverless cars were used. In other words, the wheel drive driverless vehicle does not need an external device such as a rail, so it is easy to apply to the field and can run in all directions, and thus the work efficiency is high. However, this system has a disadvantage in that the position error is large because the positioning is performed only by a sensor such as an ultrasonic wave or a gyro.
따라서 본 발명의 목적은 바퀴 구동식 무인차의 정지 위치 오차를 비젼 시스템을 이용하여 보정함으로서 바퀴 구동식 무인차위에도 로봇을 탑재하여 작업을 가능하게 하는 장치를 제공 하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a device that enables the operation by mounting the robot on the wheel-driven driverless vehicle by correcting the stop position error of the wheel-driven driverless vehicle using a vision system.
상기의 목적을 달성하기 위한 이동형 로봇의 위치 보정 장치에 있어서, 로봇에 의해 작업할 물체의 위치 화상 데이타인 랜드 마크 부; 상기 랜드마크상에 위치하여 그 랜드마크 데이타를 입력하는 카메라부; 상기 카메라에 연결되어 카메라로부터 랜드 마크 데이타의 위치를 독출하는 비젼 콘트롤러; 상기 비젼콘트롤러로부터 입력되는 랜드마크 데이타 위치와 작업할 데이타 위치들을 비교하여 그 위치 오차에 따라 로봇의 위치를 보정하는 로봇 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 로봇의 위치 보정 장치이다.A position correcting apparatus of a mobile robot for achieving the above object, the apparatus comprising: a landmark unit which is position image data of an object to be worked by a robot; A camera unit located on the landmark and inputting landmark data; A vision controller coupled to the camera for reading the position of landmark data from the camera; And a robot controller for comparing the landmark data position input from the vision controller with the data positions to be worked and correcting the position of the robot according to the position error.
상기의 다른 목적을 달성하기 위한 이동형 로봇에서 발생하는 정지 위치 오차를 보정하는 방법에 있어서, 상기 로봇이 작업할 작업 위치 좌표점 데이타들을 기억 시키는 초기화 단계; 상기 로봇이 이동해서 카메라를 사용하여 작업 대상의 위치 데이타인 랜드마크의 데이타를 독출하는 데이타 독출 단계; 상기 초기화 단계에서 기억된 위치 좌표 데이타와 작업 대상의 위치 데이타인 랜드마크 데이타를 비교하여 위치 오차를 측정하는 위치 오차 측정 단계; 상기 위치 오차 측정 단계에서의 위치 오차를 이용하여 로봇의 원점 이동량을 계산하는 이동량 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 로봇의 위치 보정 방법이다.A method for correcting a stationary position error occurring in a mobile robot for achieving the above another object, the method comprising: an initialization step of storing work position coordinate point data to be worked by the robot; A data reading step of moving the robot to read landmark data, which is position data of a work object, using a camera; A position error measuring step of measuring a position error by comparing the position coordinate data stored in the initialization step with the landmark data which is the position data of the work object; And a movement amount calculation step of calculating a home movement amount of the robot by using the position error in the position error measurement step.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1a도는 본 발명에 의한 바퀴 구동식 무인차에서의 로봇의 평면도를 도시한 것이며, 6축 로봇(110), 작업대(120), 위치 좌표 XV및 YV를 가진 랜드 마크(130), 위치 좌표 X0및 Y0를 가진 무인차(140)로 구성된다.Figure 1a shows a plan view of a robot in a wheelless driverless vehicle according to the present invention, the six-axis robot 110, the working table 120, the landmark 130 with position coordinates X V and Y V , position It is composed of a driverless vehicle 140 having coordinates X 0 and Y 0 .
제1b도는 본 발명에 의한 바퀴 구동식 무인차에서의 로봇의 정면도를 도시한 것이며, 6축 로봇(152), 무인차(154), 그립퍼(156), 비젼 카메라(158), 랜드마크(160), 작업대(170)로 구성된다.FIG. 1B is a front view of the robot in the wheelless driverless vehicle according to the present invention, and includes a six-axis robot 152, a driverless vehicle 154, a gripper 156, a vision camera 158, and a landmark 160. ), The work table 170 is configured.
제2도는 제1a도 및 제1b도의 비젼 시스템을 이용한 위치 보정 장치의 블럭도를 도시한 것이며, 비젼 카메라(210), 랜드마크(220), 비젼 콘트롤러(230), 로봇 콘트롤러(240)로 구성된다.2 is a block diagram of a position correction apparatus using the vision system of FIGS. 1A and 1B and includes a vision camera 210, a landmark 220, a vision controller 230, and a robot controller 240. do.
본 발명의 구체적인 실시예를 제1a도, 제1b도, 제2도를 참조하여 상세히 설명한다.Specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A, 1B, and 2.
제1a도, 제1b도에서 도시한 바와 같이 6축 로봇(110,152)이 바퀴 구동식 무인차(140,154)위에 탑재되어 있고 6축 로봇(110,152)의 6축 끝단에는 작업할 대상을 집어내는 그립퍼(Gripper)(156)가 부착되어 있다.As shown in FIGS. 1A and 1B, six-axis robots 110 and 152 are mounted on wheel-driven driverless vehicles 140 and 154, and a gripper for picking up an object to be worked on the six-axis ends of the six-axis robots 110 and 152. Gripper 156 is attached.
이 그립퍼(Gripper)(156)에 비젼 CCD(Charge Coupled Device) 카메라(158, 제2도 210)가 부착되어 있고 비젼 CCD 카메라(158)는 무인차(140,154)에 있는 제2도의 비젼 콘트롤러(230)에 연결되어 있다. 비젼 콘트롤러(제2도 230)는 6축 로봇 콘트롤러(제2도 240)와 서로 통신을 하면서 정보 교환을 할 수있다. 6축 로봇(110,152)이 작업을 할 작업대(120,170)에는 화상 데이타를 인식 시키기 위한 랜드 마크(130,160, 제2도 220)가 부착되어 있다.A vision CCD (Charge Coupled Device) camera 158 (FIG. 2, 210) is attached to the gripper 156, and the vision CCD camera 158 is the vision controller 230 of FIG. 2 in the driverless vehicle 140,154. ) The vision controller (FIG. 230) may exchange information while communicating with the six-axis robot controller (FIG. 240). The work benches 120 and 170 on which the six-axis robots 110 and 152 will work are attached with landmarks 130 and 160 (FIG. 2, 220) for recognizing image data.
제3도는 이동형 로봇의 위치 보정 방법을 위한 로봇 및 카메라 좌표계를 도시한 것이며, 로보트 및 카메라가 인식하고 있는 평면상의 Xr축과 Yr축에 θ1: 1축 회전각, θ6: 6축 회전각, XLM,YLM: 랜드 마크 좌표, dc: 카메라 중심과 6축 중심각 거리으로 이루어진다.3 shows a robot and a camera coordinate system for a position correction method of a mobile robot, and a rotation angle of θ 1 : 1 axis and θ 6 : 6 axis on the planes of the X r and Y r axes recognized by the robot and the camera. Rotation angle, X LM , Y LM : landmark coordinate, d c : camera center and 6 axis center angle distance.
제4도는 본 발명의 이동형 로봇의 위치 보정 방법을 위한 플로우 챠트이며, 초기화 단계(400), 랜드마크의 데이타 독출 단계(410), 위치 오차 측정 단계(420), 로봇의 원점 이동량 계산 단계(430)로 이루어진다.Figure 4 is a flow chart for the position correction method of the mobile robot of the present invention, the initialization step 400, the data reading step 410 of the landmark, the position error measuring step 420, the home position movement amount calculation step 430 )
제1a도, 제1b도에서 6축 로봇(110,152)은 작업대(120,170)에서 작업 위치 좌표점들을 기억시키는 티칭(Teaching) 작업을 한다(제4도 400 과정). 그리고 이와 함께 비젼 CCD 카메라(158, 제2도 210)를 랜드마크(130, 160, 제2도 220)에 위치시키고 이때의 랜드마크 데이타를 입력하고 또한 랜드마크를 인식한 로보트의 좌표점도 함께 기억 시킨다.In FIGS. 1A and 1B, the 6-axis robots 110 and 152 perform a teaching operation to store work position coordinate points on the work benches 120 and 170 (FIG. 4 400). In addition, the vision CCD camera 158 (FIG. 2, 210) is placed on the landmarks 130, 160, and FIG. 220, and the landmark data is input at this time, and the coordinate points of the robot that recognizes the landmark are also stored. Let's do it.
다음 무인차(140,154)가 이동하여 작업 위치에 정지한다. 그리고 랜드마크의 화상 데이타를 기억한 특정한 위치 좌표계(랜드마크 좌표점)로 로보트를 이동한다. 제4도의 410 과정에서는 랜드마크의 화상 데이타를 읽는다.The driverless cars 140 and 154 then move to stop at the working position. The robot is then moved to a specific position coordinate system (landmark coordinate point) that stores the image data of the landmark. In step 410 of FIG. 4, image data of a landmark is read.
다음 제4도 430과정에서는 티칭 작업에서 기억된 위치 좌표 데이타와 작업 대상의 위치 데이타인 랜드마크 데이타를 비교하여 위치 오차를 측정한다. 여기서 위치 오차는 항상 평면상으로만 발생하므로 화상 데이타는 평면 정보만 요구된다. 제1a도 및 제1b도, 제2도의 비젼 시스템을 이용하여 위치 오차(△XV,△YV,△θV)를 측정한다.In operation 430 of FIG. 4, the position error is measured by comparing the position coordinate data stored in the teaching operation with the landmark data which is the position data of the target object. Since the position error always occurs only on a plane, image data is required only for plane information. The position errors (ΔX V , ΔY V , Δθ V ) are measured using the vision system of FIGS. 1A and 1B and FIG. 2.
제4도 440과정에서는 랜드마크의 화상 데이타 측정값으로 부터 무인차의 위치오차에 의한 실제 로봇의 원점 위치 이동량(△X0,△Y0,△θ0)을 계산한다. △θ0와 △θV는 같으므로 제3도의 좌표계와 함께 좌표 변환을 하여 공식을 유도하면 다음과 같다.In operation 440 of FIG. 4, the home robot's home position movement amount ΔX 0 , ΔY 0 , Δθ 0 is calculated based on the positional error of the driverless vehicle from the measured image data of the landmark. Since Δθ 0 and Δθ V are the same, the equation is derived by transforming coordinates with the coordinate system of FIG. 3 as follows.
여기서, XLM,YLM: 랜드 마크 좌표, dc: 카메라 중심과 6축 중심간 거리, θ1: 1축 회전각, θ6: 6축 회전각, S△16= Sin(△θV+θ1+θ6), C△16= Cin(△θV+θ1+θ6), S△=Sin(△θV), S16=Sin(θ1+θ6), C△=Cos(△θV), C16=Cos(θ1+θ6).Where X LM , Y LM : landmark coordinate, d c : distance between camera center and 6 axis center, θ 1 : 1 axis rotation angle, θ 6 : 6 axis rotation angle, S △ 16 = Sin (△ θ V + θ 1 + θ 6 ), C △ 16 = Cin (Δθ V + θ 1 + θ 6 ), SΔ = Sin (Δθ V ), S 16 = Sin (θ 1 + θ 6 ), CΔ = Cos (Δθ V ), C 16 = Cos (θ 1 + θ 6 ).
최종적으로 위치 좌표점에 대해 로봇의 원점 이동량(△X0,△Y0,△θ0)만큼 이동하여 보정된 좌표점을 얻고 로봇 작업을 수행한다.Finally, the robot moves by the robot's origin moving amount (ΔX 0 , ΔY 0 , Δθ 0 ) with respect to the position coordinate point, and performs the robot operation.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 정지 오차가 큰 이동체위에서도 로봇의 작업이 가능하다.As described above, according to the present invention, the robot can work even on a moving body having a large stop error.
또한 본 발명은 바퀴 구동식 무인차 이외에도 위치 보정 오차를 갖는 모든 이동체에 로봇을 탑재하여 사용 할 때 적용 가능하다.In addition, the present invention can be applied when the robot is mounted on all moving bodies having a position correction error in addition to the wheel drive driverless vehicle.
또한 본 발명은 6축 로보트이외의 다른 로봇에서도 적용 가능하다.In addition, the present invention can be applied to other robots other than the 6-axis robot.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019950037432A KR0176540B1 (en) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Position correction device of mobile robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019950037432A KR0176540B1 (en) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Position correction device of mobile robot |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR970020335A KR970020335A (en) | 1997-05-28 |
KR0176540B1 true KR0176540B1 (en) | 1999-04-01 |
Family
ID=19431501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019950037432A KR0176540B1 (en) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Position correction device of mobile robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR0176540B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170088522A (en) * | 2016-01-25 | 2017-08-02 | 한화테크윈 주식회사 | The Apparatus For Notifying Error Of SMT Process Line |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3684799B2 (en) * | 1997-12-09 | 2005-08-17 | アシスト シンコー株式会社 | Device for detecting displacement amount of stop position of moving object |
CN116271137B (en) * | 2023-05-22 | 2023-08-18 | 深圳天溯计量检测股份有限公司 | Mobile calibration device and method for ultraviolet sterilizing lamp |
-
1995
- 1995-10-26 KR KR1019950037432A patent/KR0176540B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170088522A (en) * | 2016-01-25 | 2017-08-02 | 한화테크윈 주식회사 | The Apparatus For Notifying Error Of SMT Process Line |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR970020335A (en) | 1997-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1275670C (en) | Kinematic parameter identification for robotic manipulators | |
US4761596A (en) | Method of detecting and controlling work start point of robot | |
US10569419B2 (en) | Control device and robot system | |
CN111278610A (en) | Method and system for operating a mobile robot | |
CN111409067B (en) | Automatic calibration system and calibration method for robot user coordinate system | |
CN113211431A (en) | Pose estimation method based on two-dimensional code correction robot system | |
JPH03213251A (en) | Workpiece position detecting device | |
CN211890843U (en) | Visual guidance robot | |
KR0176540B1 (en) | Position correction device of mobile robot | |
CN111006706B (en) | Rotating shaft calibration method based on line laser vision sensor | |
US11826919B2 (en) | Work coordinate generation device | |
WO2022195938A1 (en) | Robot system positioning accuracy measurement method | |
KR100194216B1 (en) | Position Correction Device and Method of Mobile Robot Using Vision System | |
Blank et al. | High precision PSD guided robot localization: Design, mapping, and position control | |
JPS60127987A (en) | Method and device for controlling profiling | |
JPS5997873A (en) | Method of correcting positional displacement of work in robot | |
JPH012104A (en) | Robot positioning error correction method | |
CN113858265A (en) | Method and system for detecting pose error of mechanical arm | |
JPS5991308A (en) | Method for detecting surface configuration | |
JP3562096B2 (en) | Position detection method | |
JPH07129231A (en) | Noncontact point teaching device | |
JP3078884B2 (en) | Copying control device | |
US20240075625A1 (en) | Assembling apparatus, assembling method and computer readable storage medium | |
US11992959B1 (en) | Kinematics-free hand-eye calibration method and system | |
JPH0731536B2 (en) | Teaching data correction robot |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20101011 Year of fee payment: 13 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |