CN1939677A - 机器人仿真装置 - Google Patents

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长塚嘉治
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
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Abstract

一种机器人仿真装置，通过在脱机状态下判断在使用视觉传感器进行测量时有无可能会对视觉传感器的视野产生干扰的障碍物，由此可以降低现场中的作业负担。把可能会产生干扰的周围物体模型与照相机的可视体积模型一起显示，来检验与可视体积模型的干扰。根据在可视体积模型划定的区域内是否存在周围物体模型的至少一部分来进行该干扰检验。

Description

机器人仿真装置
技术领域
本发明涉及一种机器人仿真装置，其进行机器人程序的仿真，该机器人程序包含使用了安装到机器人上的视觉传感器的检测作业。
背景技术
在机器人程序的仿真中，除了包含机器人的动作还存在包含视觉传感器的检测作业的情况。例如在特开2005-135278号公报中公开了把机器人、工件以及视觉传感器的三维模型显示在画面中来进行机器人的动作仿真的仿真装置。该装置具有显示视觉传感器视野的三维模型(可视体积模型)的功能，实现定义测量对象物体的基准点、和研究用于检测该基准点的机器人的位置以及姿势的简单化。
所述的机器人仿真装置，在进行视觉传感器的检测时，不进行在视觉传感器的视野内是否有障碍物的检验。因此，该装置需实际判明在现场以照相机等进行拍摄时第一次存在障碍物的情况，在该情况下为了回避与该障碍物的干扰而必需对机器人程序的示教点进行修正。一般情况下，由于在现场一边反复尝试一边进行该修正操作，因此非常消耗时间。
发明内容
因此，本发明目的是提供一种机器人仿真装置，其通过在脱机状态(offline)下判断在使用视觉传感器进行测量时有无可能会对视觉传感器的视野产生干扰的障碍物，由此可以降低现场中的作业负担。
为实现所述目的，本发明提供一种机器人仿真装置，在脱机状态下进行所述机器人的动作仿真，该动作仿真包含使用了安装在机器人上的视觉传感器测量对象物体，其特征在于，该机器人仿真装置具有：显示单元，显示所述对象物体、所述视觉传感器以及所述机器人的周围物体的模型以及将所述视觉传感器的视野模型化了的可视体积模型；以及判定单元，根据在所述显示单元上显示的模型，判定所述可视体积模型与所述周围物体是否存在干扰。
还具有：修正单元，在所述判定单元判定为所述可视体积模型与所述周围物体存在干扰时，使显示在所述显示单元上的所述视觉传感器的模型向没有所述干扰的位置移动。
附图说明
通过一边参照附图一边对以下的较佳实施方式进行说明，来使本发明的所述或其他的目的、特征以及优点变得更加明确。
图1是表示本发明中仿真装置的概略构成图。
图2是照相机的可视体积模型的示意图。
图3是表示机器人仿真装置的作业流程的流程图。
图4是照相机的可视体积模型与周围物体干扰的状态的示意图。
图5是为了回避图4中的干扰而使照相机移动的状态的示意图。
图6是在机器人仿真装置的显示画面可以显示的窗口示例的示意图。
图7是在机器人仿真装置的显示画面可以显示的其他窗口示例的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明作详细说明。图1是表示本发明中仿真装置10的概略构成图。在本实施方式中，机器人仿真装置10可以是具有显示器12、键盘14以及鼠标16的一般个人计算机，本发明中的各单元都包含在装置10中。仿真装置10的显示器12可以显示被仿真的机器人18、控制机器人18的机器人控制装置20、安装在机器人18上的视觉传感器22(这里是照相机)、以及应使用照相机22来拍摄的对象物体24等的三维模型。另外，在显示器12中，可以一起显示把照相机22的视野(拍摄区域)模型化的可视体积模型26。
图2是照相机22的可视体积模型26的示意图。根据照相机22的视野形状构成可视体积模型26。因此，在照相机22的视野为矩形的情况下，具有以照相机22的基准点22a(例如照相机透镜中心)为顶点的四棱锥形状。
图3是表示机器人仿真装置10的作业流程的流程图。首先，使用仿真装置10在脱机状态下执行机器人程序的仿真(步骤S1)。在仿真中当照相机22应对对象物体24进行测量或者拍摄时，如图1所示，在显示器12上照相机向拍摄对象物体24的示教点移动(步骤S2)。这时，图2所示的照相机22的可视体积模型26也一起显示，视觉化地显示照相机22的视野。
接着，如图4所示，在显示器12上显示表示拍摄对象物体24以外的周围机器或者结构物等的三维模型的周围物体模型28，对与照相机22在示教点P1时的可视体积模型26的干扰进行检验(步骤S3)。根据在可视体积模型26划定的区域内是否存在周围物体模型28的至少一部分来进行该干扰检验。因此，如图4所示的情况下，在可视体积模型26的区域内包含周围物体模型28的一部分28a，所以在实际使用照相机22测量对象物体24时，在照相机22的视野内进入了用周围物体模型28表示的周围机器或者结构物而妨碍对象物体的测量，因此判定为“存在干扰”。
在步骤S3中判定为“存在干扰”的情况下，为了回避干扰对照相机22的拍摄位置即示教点P1的位置进行变更(步骤S4)。作为具体的示教点的变更方法举例了如下方法：首先如图2所示，在拍摄面26a的中心暂时设定刀具前端点26b，接着操作者操作未图示的进给键等，如图5所示，对从照相机22延伸到刀具前端点26b的视线进行从L到L’的变更(即修正照相机位置以及姿势)，将示教点P1修正为新的示教点P1’。另外，也可以根据预定的算法自动地变更示教点的位置，来取代操作者操作进给键。
此外，步骤S3中判定为“存在干扰”的情况下，可以始终变更示教点，也可以如图6所示，在显示器12上显示对拍摄位置变更进行确认的窗口30，并能交互式(interactive)地进行示教点的修正。例如在选择“是”地情况下，操作者可以进行所述进给键的操作。
接着当示教点的修正结束时，显示如图7那样的其它窗口32，最好让刀具前端点返回到原始位置。若在窗口32中选择“是”，则刀具前端点回到原始设定位置。
如果步骤S4结束则进入步骤S5。另外在步骤S3中判定为“无干扰”的情况下，不进入步骤S4而进入步骤S5。步骤S5判定是否执行了机器人程序的全部动作(即仿真是否结束)，若完成则结束一连串的作业。若仿真未结束则返回步骤S1重复一连串的作业。
根据本发明的机器人仿真装置，可以在脱机状态的仿真中，预先知道周围物体在视觉传感器的视野内产生干扰的现象。另外在判定为存在干扰的情况下，可以在脱机状态的仿真时进行用于回避该干扰的示教作业。因此，可以不需要在现场进行用于回避干扰的程序修正，从而使现场的作业时间以及操作者的负担降低。
参照用于说明而选定的特定实施方式对本发明进行了说明，但应该清楚对于本领域人员不用脱离本发明的基本概念以及范围可以进行多种变更。

Claims (2)

1.一种机器人仿真装置(10)，在脱机状态下进行所述机器人(18)的动作仿真，该动作仿真包含使用了安装在机器人(18)上的视觉传感器(22)测量对象物体(24)，其特征在于，该机器人仿真装置具有：
显示单元(12)，显示所述对象物体(24)、所述视觉传感器(22)以及所述机器人(18)的周围物体(28)的模型以及将所述视觉传感器(22)的视野模型化了的可视体积模型(26)；和
判定单元(10)，根据在所述显示单元(12)上显示的模型，判定所述可视体积模型(26)与所述周围物体(28)是否存在干扰。
2.根据权利要求1所述的机器人仿真装置，其特征在于，还具有：
修正单元(10)，在所述判定单元(10)判定为所述可视体积模型(26)与所述周围物体(28)存在干扰时，使显示在所述显示单元(12)上的所述视觉传感器(22)的模型向没有所述干扰的位置移动。
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