CN110740841A - 作业系统 - Google Patents

Abstract

机器人系统(1)具备机器人(10)、标记单元(40)、传感器(51)、储存装置(52)、及控制装置(53)。机器人(10)对工件(30)进行作业。标记单元(40)安装在测量对象物上，包括基础部、及安装在该基础部上的多个标记(42)。传感器(51)检测多个标记(42)的辨认信息和三维位置。储存装置(52)储存包括表示标记(42)的辨认信息与标记(42)的安装位置的对应关系的安装位置数据、及作业数据的指教数据。控制装置(53)根据多个标记(42)的三维位置和安装位置数据，求出测量对象物的三维位置；并根据测量对象物的三维位置和作业数据，控制机器人(10)进行作业。

Description

作业系统

技术领域

本发明主要涉及一种控制作业装置进行作业的作业系统。

背景技术

专利文献1的机器人装置具备夹爪、机器人手臂、CCD相机、及机器人控制器。夹爪把持作业对象物。机器人手臂的前端安装有夹爪，机器人手臂使夹爪移动。CCD相机固定在夹爪的近旁，用于获取输送工件的输送机的图像(按像素设定亮度的图像)。机器人控制器根据CCD相机所获取的图像来控制机器人手臂及夹爪，以使夹爪把持工件。

专利文献2的系统检测车辆的位置及朝向。该车辆中安装有多个标记。另外，该车辆的周围配置有多个动作捕捉相机。动作捕捉相机检测车辆的标记的位置。由此，能算出车辆的位置及朝向，并且还能算出它们的时间变化，即，动作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-18754号公报

专利文献2：日本特开2013-175221号公报

发明内容

发明所要解决的问题

专利文献1中，由于是根据CCD相机所获取的图像来检测工件的位置，所以有时无法正确地获得工件的位置(特别是深度方向的位置)。另外，专利文献2中未具体记载如何在车辆中安装标记。

鉴于上述情况，本发明的主要目的在于，提供一种使用标记并考虑测量对象物的正确的三维位置而进行作业的作业系统。

解决问题的方案

本发明要解决的技术问题如上所述，以下对用于解决该技术问题的技术方案及其效果进行说明。

基于本发明的观点，提供具有以下结构的作业系统。即，该作业系统具备作业装置、标记单元、传感器、储存装置、及控制装置。所述作业装置对作为作业对象物的工件进行作业。所述标记单元包括基础部和安装在该基础部上的多个标记，被安装在测量对象物上，该测量对象物为所述工件、所述作业装置、相对于所述工件而言位置固定的物体、及构成作业区域的物体中的至少一个。所述传感器检测所述标记单元中包含的多个所述标记的辨认信息及三维位置。所述储存装置储存包括表示所述标记的辨认信息与该标记的安装位置的对应关系的安装位置数据、及表示所述作业装置所进行的作业内容的作业数据的指教数据。所述控制装置根据所述传感器检测到的多个所述标记的三维位置和所述储存装置中储存的所述安装位置数据，求出所述测量对象物的三维位置；并根据该测量对象物的三维位置和所述作业数据，控制所述作业装置进行作业。

由此，通过检测标记的三维位置，能考虑测量对象物的正确的三维位置而进行作业。另外，能通过标记单元将多个标记集中起来进行处理，因而能减轻配置标记作业的负担。

发明效果

根据本发明，可以提供一种使用标记并考虑测量对象物的正确的三维位置而进行作业的作业系统。

附图说明

图1是表示第一实施方式的机器人系统的结构的方框图。

图2是表示机器人系统所进行的作业及作业场所的状况的立体图。

图3是表示从标记的基准位置至标记单元的轮廓为止的距离的图。

图4是表示储存装置中储存的指教数据的内容的图。

图5是表示控制装置所进行的控制的流程图。

图6是表示第二实施方式的机器人系统所进行的作业及作业场所的状况的立体图。

图7是表示第三实施方式的机器人系统所进行的作业及作业场所的状况的立体图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。首先，参照图1，对机器人系统1的概要进行说明。图1是表示第一实施方式所涉及的机器人系统1的结构的方框图。

如图1所示，机器人系统(作业系统)1具备机器人(作业装置)10、传感器51、储存装置52、及控制装置53。另外，本实施方式的机器人系统1是多个机器人10进行作业的系统，因而，设置有多个机器人10、多个传感器51、及多个控制装置53。但机器人系统1也可以是具备一个机器人10、一个传感器51、及一个控制装置53的结构。

机器人系统(作业系统)1是用于使机器人10进行作业的系统。机器人10所进行的作业有多种多样，例如，搬运、组装、机械加工、涂装、洗涤等。传感器51检测机器人10及其周围的位置和姿势等。在此，姿势是指对象构件的朝向，例如，从该构件的中心穿过的一个或多个转轴的转动角度等。

储存装置52具备ROM、闪存、HDD等储存部、以及无线通信用的天线或有线通信用的连接器等通信部。储存装置52中储存有用于使机器人10作业的指教数据(后述中详细说明)。另外，储存装置52被构成为多个控制装置53的共同的储存装置。

控制装置53由公知的计算机构成，具备CPU等演算部；ROM、RAM、HDD等储存部；及无线通信用的天线或有线通信用的连接器等通信部。演算部读出并执行控制装置53的储存部中储存的程序，从而能使控制装置53发挥各种各样的功能。另外，控制装置53通过通信部能获取储存装置52中储存的数据，也能将数据送到储存装置52中。控制装置53的演算部使用传感器51的检测结果和储存装置52的指教数据来使机器人10动作，从而使机器人10进行规定的作业。

下面，参照图2，对机器人10的结构及传感器51的检测原理进行详细说明。图2是表示机器人系统1所进行的作业及作业场所的状况的立体图。

如图2所示，机器人10具备支撑台11、机器人手臂12、及末端执行器13。机器人10对作为作业对象物的工件30进行作业。

支撑台11被固定在工厂等作业场所的规定位置。支撑台11能以铅直方向为转轴旋转。机器人手臂12具备用一个或多个关节连接的多个手臂。通过使机器人手臂12所具备的执行器(省略图示)动作而改变关节的转动角度等，能改变各手臂的位置和姿势。末端执行器13是具有能直接作用于工件30的功能的部分，被装设在机器人手臂12的前端部。所装设的末端执行器13相应于作业内容或工件30的形状等而不同。另外，末端执行器13可安装在机器人手臂12上，也可从机器人手臂12上拆下，通过相应于作业内容而拆换不同种类的末端执行器13，能使机器人10进行多种多样的作业。

如图2所示，本实施方式的机器人10进行将工件30从第一作业台21搬运到第二作业台22的作业。因此，末端执行器13是能把持工件30的夹爪。机器人10通过使支撑台11和机器人手臂12动作，而使末端执行器13移动到第一作业台21上的规定工件30的近旁。其后，机器人10用末端执行器13把持工件30。然后，机器人10通过使支撑台11和机器人手臂12动作，而使末端执行器13移动到第二作业台22的规定位置上。其后，机器人10解除把持，从而将工件30放置在第二作业台22上。机器人10反复进行以上作业。

为使机器人10自律性地进行本实施方式的作业而需的位置信息包括：机器人10的各个部分的位置和姿势、工件30的位置和姿势、及放置工件30的位置。另外，本实施方式中，预先规定了将工件30放置在第一作业台21上的何处，且工件30的置放朝向也是固定的。换言之，相对于工件30，第一作业台21的位置固定。因而，通过识别第一作业台21的位置，能识别工件30的位置和姿势。因此，传感器51检测机器人10的各个部分的位置和姿势、及第一作业台21和第二作业台22的位置和姿势。另外，以下的说明中，将进行位置和姿势的检测处理的对象物称为测量对象物。

本实施方式中，在作为测量对象物的机器人10的各个部分、第一作业台21、及第二作业台22上安装有多个标记42、43，通过用传感器51检测该标记42、43的三维位置(以下，简称为位置)，来检测测量对象物的位置和姿势。另外，本说明书中，将构成后述的标记单元40的一部分的标记作为标记42；将其余的标记作为标记43，但两者的结构相同。通过对测量对象物的原则上三点分别进行位置识别，能识别出测量对象物的位置和姿势。

另外，对于位置和姿势的至少一个被限制的测量对象物(具体而言，被安装成不可旋转的测量对象物、被安装成只能沿着轨道朝规定方向移动的测量对象物等)，根据两个以下的标记42、43的位置，能识别该测量对象物的位置和姿势。即，以下的说明中，也可将记载为“三个标记42、43的位置”的部分置换成“作为用于识别测量对象物的位置和姿势的最小数的N个标记42、43的位置”。

本实施方式中，利用TOF(Time Of Flight，飞行时间)，可检测到标记42、43的位置。TOF是指，根据从发信机发送电磁波到收信机接收到该电磁波为止所花的时间来计算两点间的距离的方法。具体而言，本实施方式的传感器51被构成为具有多个收信机(例如，第一收信机和第二收信机)。另外，标记42、43被构成为，分别具有发信机。使用上述TOF，能算出从发信机至第一收信机为止的距离、及从发信机至第二收信机为止的距离。另外，由于传感器51的位置(即，第一收信机的位置及第二收信机的位置)是已知的，所以，利用双曲线测位及三角测量等，能算出发信机的位置(即，标记42、43的位置)。特别是，通过使对每一个标记42、43发送的电磁波互不相同，能检辨认出标记42、43，从而能检测到位置。取代本实施方式的方法，将发信机与收信机调换，也能按同样的原理算出收信机的位置。

或者，也可以构成为，传感器51发送电磁波，且标记42、43反射该电磁波。在此情况下，可以根据从传感器51发送电磁波到接收到反射波为止所花的时间，与上述方法一样地检测标记42、43的位置。在此情况下，例如通过使每一个标记42、43所反射的电磁波的波长互不相同(即，使反射波的波长不同)，传感器51能辨认出标记42、43并检测到位置。另外，传感器51也可以是立体相机。在此情况下，通过使每一个标记42、43的图形或形状互不相同，传感器51能辨认出标记42、43并检测到位置。另外，辨认标记42、43用的信息(固有的电磁波、反射波的波长、各自的图形或形状)与在控制装置53侧辨认标记42、43用的辨认信息相互对应地储存在储存装置52中。

如上所述那样，为了识别测量对象物的位置和姿势，需要识别三点的位置。因此，对每一个可动范围至少安装有三个标记42、43。尤其是，机器人10因各关节的角度不同而朝着传感器51侧的面不同，因而，对各个面总共安装有四个以上的标记42、43。另外，若只能识别一条直线上配置的三个标记42、43的位置，则有可能无法唯一地判断测量对象物的位置，因而，较佳为，不要将四个标记42、43中的三个以上的标记42、43配置在一条直线上。同样，第一作业台21和第二作业台22上也安装了总共四个以上(本实施方式中是四个)的标记42。基于该结构，即便是在因测量对象物的位置和姿势的变化或其它障碍物等而导致一个标记42、43的位置无法检测到的情况下，也可以用其余的标记42、43来识别测量对象物的位置。

对工件30进行作业的末端执行器13的位置和姿势在机器人10的各个部分的位置和姿势中是最重要的。因而，为了在各种各样的状况下切实地检测到末端执行器13的位置和姿势，本实施方式中，在末端执行器13上安装的标记42、43的密度(每单位面积中的个数、每单位体积中的个数)比机器人手臂12和支撑台11的任何一个都要高。另外，末端执行器13中，与工件30接触的部分(本实施方式中是夹爪的前端的内面)的位置和姿势更为重要。因此，更佳为，在接触工件30的部分也安装标记42、43，或在与接触工件30的部分一体地动作的部分安装标记42、43。

另外，如上所述那样，可相应于作业内容而交换末端执行器13。为了使机器人系统1能自律性地进行该交换作业，较佳为，在末端执行器13的安装位置(机器人手臂12的最前端)的近旁也安装多个标记42、43。

由于传感器51的位置必须是已知的，所以传感器51被固定在不会随着作业的进行而位置变化的场所(本实施方式中是支柱91)。但是，若能够识别出传感器51的位置，也可以如后述的第二实施方式那样，使传感器51可移动。

如此，用本实施方式的方法检测测量对象物的位置和姿势的情况下，需要贴许多标记42、43。因此，本实施方式中，使用将多个标记42集中在一起的标记单元40。以下，对标记单元40进行详细说明。

本实施方式的标记单元40安装在第一作业台21、第二作业台22、及机器人手臂12上。各个标记单元40具备基础部41、和多个标记42。

基础部41是安装标记42的基座。本实施方式中，基础部41为平板状，但也可以是不同于平板状的形状。另外，基础部41被构成为，可安装在测量对象物上，也可从测量对象物上拆下。具体而言，如图2所示，第一作业台21或第二作业台22上安装的基础部41是用螺栓45安装的，因而可装可拆。

由此，相应于作业内容交换标记单元40的作业变得容易。特别是，通过采用使用螺栓45安装标记单元40的结构，例如与用胶粘剂等安装的情况相比，能容易地将基础部41定位在第一作业台21或第二作业台22上。但是，也可以取代使用螺栓固定的结构，而通过使在第一作业台21和基础部41的一方上形成的突起部嵌入到另一方上形成的槽内等方法来实现可装可拆的安装结构。另外，安装在机器人10上的标记单元40也同样采用可装可拆的安装结构。

标记42安装在基础部41上。标记42通过粘结等而固定在基础部41上，只要是可装可拆即可。标记42的安装个数为2以上或上述N以上。如上所述，考虑到一个标记42有可能无法被传感器51检测到，因而在基础部41上安装有N+1以上的标记42。另外，相对于基础部41，标记42的位置是固定的而非可变的。另外，基础部41上能安装的标记42的个数也可以在N+2以上。另外，在并用其它标记单元40的标记42或标记43的情况下，一个基础部41上能安装的标记42的个数也可以在N-1以下。

通过使用标记单元40，能将多个标记42集中处理，因而能减轻安装标记42的作业的负担。另外，在使机器人10进行相同的作业的情况下，通过使用标记42配置相同的标记单元40，能共用使机器人10动作用的后述的指教数据。

另外，机器人手臂12上安装的标记单元40用于检测机器人手臂12的位置和姿势。第一作业台21及第二作业台22上安装的标记单元40用于检测作业区域的位置(本实施方式中是搬运前及搬运后的工件30被放置的位置)。另外，由于第一作业台21相对于工件30的位置是固定的，所以第一作业台21也可被用于检测工件30的位置和姿势。如此，标记单元40可被用于各种各样的用途。

另外，标记42、43具有规定的大小，但用上述方法检测到的标记42、43的位置是点(一个坐标)。将该点称为基准点。另外，本实施方式中，从图3所示的基准点P至标记42的外周为止的距离(图3的Xa及Ya)是预先规定的。同样，从基准点P至标记单元40(基础部41)的外周为止的距离(图3的Xb及Yb)也是预先规定的。它们的值也可在多个标记42、43中共用。另外，本实施方式中，Xa与Ya长度相同；Xb与Yb长度相同，但可以是Xa与Ya长度不同，也可以是Xb与Yb长度不同。

另外，标记43可以直接焊接或粘结在测量对象物上，也可以通过夹具安装在测量对象物上。该夹具与基础部41一样，可安装在测量对象物上，也可从测量对象物上拆下。另外，也可以通过将标记夹在安装在测量对象物上的状态下的夹具与测量对象物之间，来安装标记。

下面，参照图4及图5，对机器人系统1所进行的实际处理的流程进行说明。图4是表示储存装置52中储存的指教数据的内容的图。图5是表示控制装置53所进行的控制的流程图。

使机器人系统1工作之前，预先制作指教数据并将其储存在储存装置52中。指教数据是指用于使机器人10作业的数据。具体而言，本实施方式的指教数据中包括三维数据、安装位置数据、作业数据、及优先度。

三维数据是指，表示机器人10、工件30、及其周围的环境(例如第一作业台21、第二作业台22、支柱91)等的三维模型的数据。另外，也可以只储存所列举的物体中的一部分物体的三维数据，也可以只储存某些物体的一部分的三维数据。

安装位置数据是指，表示标记42、43的辨认信息与该标记42、43的安装位置之间的对应关系的数据。安装位置是指，表示标记42、43被安装在哪个测量对象物的哪个位置的数据。因而，安装位置例如可用测量对象物的三维数据上的坐标来记述。安装位置数据是在检测到标记42、43的辨认信息和它们的位置时，用于识别测量对象物的位置和姿势的信息。

作业数据是指，表示使机器人10进行的作业的内容的数据。本实施方式的作业数据中包括，工件30的初始位置(相对于第一作业台21的各标记42，工件30的相对位置)、把持工件30所需的机器人10的动作(使末端执行器13接近工件30的初始位置所需的动作、末端执行器13的开启量等)、工件30的目标位置(相对于第二作业台22的各标记42，工件30的相对位置)、及使工件30移动到目标位置为止并解除把持所需的机器人10的动作等(使末端执行器13接近工件30的目标位置所需的动作、将工件30放置在目标位置的放置顺序等)。另外，根据检测到的信息及所教示的顺序使机器人10动作的控制是公知的，因而在此省略其详细说明。

另外，对标记42、43设定有个别的辨认信息，该辨认信息与测量对象物相互对应地被储存。因而，即便是在安装在第一作业台21上的标记单元40与安装在第二作业台22上的标记单元40结构相同的情况下，机器人10也能区分第一作业台21与第二作业台22。因此，控制装置53能控制机器人10对第一作业台21进行把持工件30的作业，对第二作业台22进行解除工件30的把持的作业。即，能相应于标记42、43的辨认信息而确定所要进行作业。

优先度是指，在如上所述那样检测到N个以上的标记42、43的情况下，为确定在识别测量对象物的位置的处理中应优先使用的标记42、43而需的信息。例如，在对一个测量对象物检测到N+1个标记42、43的情况下，使用优先度较高的N个标记42、43的位置来算出该测量对象物的位置。另外，优先度的决定方法多种多样，例如，如果是机器人手臂12，则较佳为将离工件30或末端执行器13较近的标记42、43的优先度设定得较高。由此，能更恰当地对工件30进行作业。另外，优先度的决定方法也可以因作业内容不同而不同。

下面，按照图5的流程图，对控制装置53所进行的处理进行说明。控制装置53如上所述那样，获取传感器51检测到的标记42、43的辨认信息及位置(S101)。

其次，控制装置53根据标记42、43的辨认信息，从控制装置53中读出指教数据(S102)。配置在第一作业台21及第二作业台22上的标记42与机器人10不同，是只在本实施方式的作业中使用的构件。因而，控制装置53根据这些标记42的辨认信息，从储存装置52中读出该作业的指教数据。本实施方式中，储存装置52通过网络与多个控制装置53连接，因而，即便是在导入了新的机器人10及储存装置52的情况下，不用对每一个储存装置52内装指教数据，也能使机器人10进行作业。特别是，若所进行的作业相同，则即便在机器人10的结构不同的情况下，由于机器人10的动作所需的指教数据基本或完全相同，所以能减轻进行个别设定的负担。因而，本实施方式中，两组机器人10及控制装置53使用相同的指教数据。另外，本说明书中，指教数据相同不仅仅指指教数据中包含的数据完全相同的情况，还包括存在少量差异(应用于不同的机器人10时仅需进行少量调整程度的差异)的情况。

其次，控制装置53判断对于一个测量对象物是否检测到四个以上(N+1个以上)的标记(S103)。控制装置53若判定为对于一个测量对象物检测到了四个以上的标记，则如上所述那样，根据标记的优先顺序，选择用于计算测量对象物的位置的标记42、43(S104)。

其次，对于每一个测量对象物，控制装置53根据从储存装置52中读出的安装位置数据、及从传感器51获取的标记42、43的位置，算出测量对象物的位置和姿势(S105)。安装位置数据中包括标记42、43的辨认信息及其安装位置，控制装置53从传感器51获取标记42、43的辨认信息及現在的位置。因而，通过使用标记42、43的辨认信息，能识别三维数据上的规定位置(标记42、43的安装位置)现在位于哪个位置。

其次，控制装置53检测工件30是否位于机器人10的可动范围内(S106)。机器人10的可动范围是指，通过改变机器人手臂12所具备的多个关节的角度能使末端执行器13到达的范围。即，若工件30不在机器人10的可动范围内，则机器人10无法进行作业。

若工件30不在机器人10的可动范围内，则控制装置53向操作者通报(S107)。另外，也可以构成为，控制装置53在判断出因机器人10动作而发生机器人10与其它物体碰撞的情况时也同样进行通报。该判断可根据机器人10作业时的可动范围、和作业场所的三维数据及其位置等来进行。

另外，在工件30位于机器人10的可动范围内的情况下，控制装置53根据各测量对象物(本实施方式中是机器人10、第一作业台21、及第二作业台22)的位置和姿势、及从储存装置52中读出的指教数据，使机器人10动作而对工件30进行作业(S108)。

其次，控制装置53将标记42、43的位置或测量对象物的位置和姿势作为日志记录下来(S109)。通过记录日志，过后可验证机器人10是否正确动作、是否对工件30进行了恰当的作业等。另外，该日志也可以被输入到管理机器人系统1的生产系统的管理软件中。根据这样的输入，生产系统的管理软件能及时把握和防止生产错误、把握生产延迟及其发生部位。

控制装置53通过反复进行上述步骤S101至S109的处理，而使作业进行。

如此，本实施方式中，测量机器人10、及第一作业台21等(工件30)的实际位置，并根据该测量结果进行作业。对此，在这样的不使用传感器的情况下，例如有预先确定机器人10所进行的动作(各关节的转动角度等)，通过指教使该动作进行的方法。使用该方法的情况下，对机器人10及工件30等的初始位置等有较高的精度要求，因而需要高价的定位机构等。对此，本实施方式中，由于对实际的位置进行测量，所以对机器人10及工件30等的初始位置等没有较高的精度要求，从而能用低价的结构进行操作。

下面，对第二实施方式进行说明。图6是表示第二实施方式的机器人系统1所进行的作业及作业场所的状况的立体图。在第二实施方式及后述的第三实施方式中，对于与第一实施方式相同或类似的构件，在附图中使用相同的标号，并省略部分说明。

第二实施方式中，在传感器51能够移动这一点上，与第一实施方式不同。具体而言，传感器51安装在移动装置61上。移动装置61通过控制装置53的控制，在省略图示的电动马达等的驱动下，能够沿着支柱91上形成的轨道62移动。因此，即便是在传感器51移动了的情况下，控制装置53也能算出移动后的传感器51的位置。因此，能求出标记42、43的位置。

为了如上所述那样识别测量对象物的位置和姿势，需要识别N个标记42、43的位置。因此，传感器51被配置在对各测量对象物能检测到N个以上的标记42、43的位置之处。然而，有时作业场所的状况会发生变化，因放置有图6所示那样的障碍物93等原因，有时会出现刚才能检测到的标记42、43检测不到了、传感器51对某一个测量对象物只能检测到N-1个标记42、43的情况。控制装置53检测到该情况后，通过控制移动装置61而使传感器51移动，并继续检测标记42、43的位置，在对所有的测量对象物均能检测到N个以上的标记42、43的地点，使移动装置61的移动停止。由此，能使机器人10所进行的作业重新继续下去。

另外，第一实施方式中，不是在工件30而是在第一作业台21及第二作业台22(即，构成作业区域的构件，能作为作业区域的一部分对待的构件)上安装有标记42、43，而第二实施方式中是在工件30上安装有标记42、43。由此，即便是在工件30的位置和姿势未定的情况下(或者工件30的位置或姿势的误差较大的情况下)，也能识别工件30的位置和姿势。其结果，如图6所示那样，即便是在工件30正被皮带输送机92等移动的情况下，也能该对工件30进行作业。

下面，对第三实施方式进行说明。图7是表示第三实施方式的机器人系统1所进行的作业及作业场所的状况的立体图。

第三实施方式中，在配置有多个(具体而言是两个)传感器51这一点上，与第一实施方式不同。以下，将这两个传感器分别称为第一传感器51a、第二传感器51b。由此，即便是存在用一方的传感器无法检测到位置和姿势的测量对象物(换言之，存在只能检测到N个以下的标记42、43的测量对象物)的情况下，通过用另一方的传感器来检测该测量对象物的位置和姿势，能使机器人10所进行的作业继续下去。

另外，在分别使用第一传感器51a和第二传感器51b的检测结果的情况下，需要将第一传感器51a和第二传感器51b的坐标系统一。具体而言，用第一传感器51a检测某个标记的位置，用第二传感器51b检测相同标记的位置。然后，将第一传感器51a的坐标系转换成第二传感器51b的坐标系，以使这两个检测结果成为相同的坐标，这样，便能将两个坐标系统一。另外，在只检测一个标记的位置还无法将坐标系统一的情况下，对多个标记进行同样的检测。一般情况下，可获得将这样检测的结果、与第一传感器51a的坐标系的位置姿势相关的参数作为未知数的联立方程式，通过求解这样的联立方程式或利用最小二乘法等优化手法，能确定与第二传感器51b的坐标系的位置和姿势相关的参数。

另外，也可以将第二实施方式与第三实施方式的结构组合。即，可以配置多个传感器51，并使这些传感器51分别可移动。

如以上说明过那样，上述实施方式的机器人系统1具备机器人10、标记单元40、传感器51、储存装置52、及控制装置53。机器人10在作业场所中对作为作业对象物的工件30进行作业。标记单元40被安装在测量对象物，即，工件30、机器人10、相对于工件30位置固定的物体(第一实施方式的第一作业台21)、及构成作业区域的构件(第一实施方式的第一作业台21及第二作业台22)的至少一个上，该标记单元40包括基础部、及安装在该基础部上的多个标记42。传感器51检测标记单元40中包含的多个标记42的辨认信息及三维位置。储存装置52储存指教数据，该指教数据包括表示标记42的辨认信息与该标记42的安装位置的对应关系的安装位置数据、及表示机器人10所进行的作业内容的作业数据。控制装置53根据传感器51检测到的多个标记42的三维位置和储存装置52中储存的安装位置数据，求出测量对象物的三维位置，并根据该测量对象物的三维位置和作业数据来控制机器人10进行作业。

由此，通过检测标记42的三维位置，能考虑测量对象物的正确的三维位置而进行作业。另外，由于能利用标记单元40将多个标记42集中处理，所以能减轻配置标记42的作业的负担。

另外，上述实施方式的机器人系统1中，分别配置有多个机器人10及多个标记单元40。控制装置53使用相同的指教数据，分别对多个机器人10进行控制。

由此，能共用指教数据，因而，能通过简单的处理来操作包括多个机器人10的机器人系统1。

另外，上述实施方式的机器人系统1中，标记单元40被安装在构成作业区域的构件，即，第一作业台21及第二作业台22上。控制装置53根据传感器51检测到的多个标记42的位置，来识别机器人10进行作业的作业区域的位置。

由此，能用标记单元40来识别作业区域。

另外，上述实施方式的机器人系统1中，将用于识别测量对象物的位置和姿势的最小的标记数作为N时，标记单元40中包括至少N+1个标记42。

由此，即便是N个标记42中的某一个标记42因死角等而无法被检测到，也能根据其它的标记42的位置来识别测量对象物的位置。

另外，上述实施方式的机器人系统1中，将优先度与标记42的辨认信息相对应地储存在储存装置52中。在检测到N+1个以上的标记42的情况下，控制装置53优先使用优先度较高的N个标记42的三维位置来求出测量对象物的三维位置。

这样，由于优先度较高的标记42的位置被优先采用，所以例如能使位置检测的精度提高。

另外，上述实施方式的机器人系统1中，相对于测量对象物，标记单元40可装可拆。

通过使标记单元40可装可拆，能容易地将其转用于其它的机器人10或其它的作业场所。

另外，上述实施方式的机器人系统1中，储存装置52中储存有测量对象物的三维数据。控制装置53根据传感器51检测到的标记42的位置和测量对象物的三维数据，来识别该测量对象物的位置和姿势。

由此，测量对象物中，未安装标记42的部分的位置也能被识别出。

另外，上述实施方式的机器人系统1中，该机器人系统1具备使传感器51移动的移动装置61。移动装置61在判断为无法检测到标记42的情况下，使传感器51移动。

由此，通过使传感器51移动，有可能再次检测到标记42。

另外，上述实施方式的机器人系统1中，传感器51包括第一传感器51a、及第二传感器51b。第一传感器51a被配置在第一位置。第二传感器51b被配置在与第一位置不同的第二位置。控制装置53用第二传感器51b检测第一传感器51a未能检测到的标记42。

由此，能稳定地检测到多个标记42。

以上，对本发明的较佳的实施方式进行了说明，但例如也可对上述结构进行下述变更。

上述实施方式中，在检测到四个以上的标记42、43的情况下，根据优先度选择三个标记42、43来检测该标记42、43的三维位置。但也可以取代之，用四个以上的标记42、43来检测该标记42、43的三维位置。具体而言，也可以选择多个标记组(标记组中的标记的数目是确定测量对象物的位置或姿势所需的最小数目)来进行位置测量，根据各标记组的测量结果来确定测量对象物的位置或姿势，并根据该确定结果来确定最终的测量对象物的位置或姿势。例如，也可以将基于各标记组的测量结果而确定的测量对象物的位置或姿势的平均值定为最终的测量对象物的位置或姿势。另外，也可以为，在计算上述那样的平均值的情况下，相应于作业内容等对标记付与优先度，并付与和标记的优先度相应的各标记组的优先度，将与各标记组的优先度相应的权重平均值定为最终的测量对象物的位置或姿势。

上述实施方式中，多个控制装置53在共用的储存装置52中储存指教数据，但也可以在控制装置53中储存各自的指教数据。

上述实施方式中，在机器人10的各个部分安装了标记42、43，但也可以将它们省略。具体而言，标记单元40的作业区域内的作业与标记单元40的各标记42的位置相关联地作为指教数据被储存，因而，即便是未安装标记的机器人10，若能以某种方法识别机器人10与标记单元40之间的位置关系，该机器人10便能在标记单元40内的作业区域中正确地进行作业。另外，为了识别机器人10与标记单元40之间的位置关系，可以将标记单元40相对于机器人10构造性地定位，也可以使机器人10在线指教标记单元40的位置。在此，在线指教是指，使实际的机器人动作而获得指教数据的方法。另外，也可以使用各种传感器来检测出机器人10与标记单元40之间的位置关系。

上述实施方式中，由于支撑台11的位置固定，所以机器人10的位置不会大幅变动。但也可以取代之，采用支撑台11上设置有车轮等从而机器人10的位置可大幅变动的结构。

上述实施方式中，传感器51被安装在支柱91上，但也可以安装在作业场所的天花板、地面、或其它装置上。另外，第二实施方式的传感器51沿着轨道62移动，但也可以在作为测量对象的机器人10以外安装传感器51d。另外，也可以用多根金属丝将传感器51吊起来，通过控制该多根金属丝的卷绕量/拉出量来使传感器移动。

上述实施方式所示的流程图只是一例而已，可进行步骤的删除、步骤顺序的变更、或步骤的追加等。例如，在无论标记42、43为N个的情况、还是标记42、43为N+1个以上都进行相同的计算的情况下，可以省略步骤S103。

上述实施方式中，作为作业装置，以机器人为例进行了说明，但只要是可由控制装置控制举动的作业装置，也可以是机器人以外的装置，例如建设用机器、AUV(AutonomousUnderwater Vehicle，自主水下航行器)、探索车等也可采用本发明。

附图标记说明

1 机器人系统(作业系统)

10 机器人(作业装置)

40 标记单元

41 基础部

42、43 标记

51 传感器

52 储存装置

53 控制装置。

Claims (9)

1.一种作业系统，其特征在于，具备：

作业装置，对作为作业对象物的工件进行作业；

标记单元，包括基础部和安装在所述基础部上的多个标记，并且被安装在作为测量对象物的所述工件、所述作业装置、相对于所述工件而言位置固定的物体、及构成作业区域的物体中的至少一个上；

传感器，检测所述标记单元中包含的所述多个标记的辨认信息及三维位置；

储存装置，储存指教数据，所述指教数据包括表示所述标记的辨认信息与所述标记的安装位置的对应关系的安装位置数据、及表示所述作业装置所进行的作业内容的作业数据；及

控制装置，根据所述传感器检测到的所述多个标记的三维位置和所述储存装置中储存的所述安装位置数据，求出所述测量对象物的三维位置；并根据所述测量对象物的三维位置和所述作业数据，控制所述作业装置进行作业。

2.如权利要求1所述的作业系统，其特征在于，

配置有多个所述作业装置、及多个所述标记单元，

所述控制装置使用相同的所述指教数据，对多个所述作业装置分别进行控制。

3.如权利要求1所述的作业系统，其特征在于，

所述作业装置是机器人，

所述标记单元被安装在构成所述作业区域的物体上，

所述控制装置根据所述传感器检测到的所述多个标记的位置，识别所述作业装置进行作业的所述作业区域的位置。

4.如权利要求1所述的作业系统，其特征在于，

将为识别所述测量对象物的位置和姿势而需测量三维位置的所述标记的数目的最小值作为N时，

所述标记单元中至少包括N+1个所述标记。

5.如权利要求4所述的作业系统，其特征在于，

优先度与所述标记的辨认信息相对应地储存在所述储存装置中，

所述控制装置在检测到N+1个以上的所述标记的情况下，优先使用所述优先度高的N个所述标记的三维位置来求出所述测量对象物的三维位置。

6.如权利要求1所述的作业系统，其特征在于，

所述标记单元相对于所述测量对象物可装可拆。

7.如权利要求1所述的作业系统，其特征在于，

所述储存装置中储存有所述测量对象物的三维数据，

所述控制装置根据所述传感器检测到的所述标记的位置和所述测量对象物的三维数据，识别所述测量对象物的位置和姿势。

8.如权利要求1所述的作业系统，其特征在于，

具备使所述传感器移动的移动装置，

所述移动装置在判断为无法检测到所述标记的情况下，使所述传感器移动。

9.如权利要求1所述的作业系统，其特征在于，

所述传感器包括：

配置在第一位置上的第一传感器；及

配置在与所述第一位置不同的第二位置上的第二传感器，

所述控制装置用所述第二传感器检测所述第一传感器未能检测到的所述标记。

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