JP2000024973A - ビンピッキング位置データ較正方法及びその方法を実現するソフトウェアを記録した媒体並びにこの方法を実施する装置 - Google Patents
ビンピッキング位置データ較正方法及びその方法を実現するソフトウェアを記録した媒体並びにこの方法を実施する装置Info
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- JP2000024973A JP2000024973A JP10196965A JP19696598A JP2000024973A JP 2000024973 A JP2000024973 A JP 2000024973A JP 10196965 A JP10196965 A JP 10196965A JP 19696598 A JP19696598 A JP 19696598A JP 2000024973 A JP2000024973 A JP 2000024973A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ピンピッキングシステムに必要な各装置の位
置関係及び部品検出に必要な位置データを較正すること
である。 【解決手段】 画像計測装置の新ビジョン系の設定を行
うビジョン系設定部１と、背景物体モデルによりモデル
マッチングを行う背景物体モデルマッチング部２と、マ
ッチング結果より較正座標変換データを計算する較正座
標変換データ計算部３と、較正座標変換データと今まで
の装置位置関係データを用いて装置位置関係データを較
正する装置位置関係データ構成部４と、較正座標変換デ
ータと今までの部品モデルデータを用いて部品モデルデ
ータを較正する部品モデルデータ較正部５とを備え、ビ
ンピッキングシステムに必要な位置データを較正する。
置関係及び部品検出に必要な位置データを較正すること
である。 【解決手段】 画像計測装置の新ビジョン系の設定を行
うビジョン系設定部１と、背景物体モデルによりモデル
マッチングを行う背景物体モデルマッチング部２と、マ
ッチング結果より較正座標変換データを計算する較正座
標変換データ計算部３と、較正座標変換データと今まで
の装置位置関係データを用いて装置位置関係データを較
正する装置位置関係データ構成部４と、較正座標変換デ
ータと今までの部品モデルデータを用いて部品モデルデ
ータを較正する部品モデルデータ較正部５とを備え、ビ
ンピッキングシステムに必要な位置データを較正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるロボット
システムにおけるビンピッキング位置データ較正方法及
びその方法を実現するソフトウェアを記録した媒体並び
にこの方法を実施する装置に関する。特に、ビンピッキ
ングシステムに必要な各装置の位置関係及び部品検出に
必要な位置データを較正する手段を提供するものであ
る。
システムにおけるビンピッキング位置データ較正方法及
びその方法を実現するソフトウェアを記録した媒体並び
にこの方法を実施する装置に関する。特に、ビンピッキ
ングシステムに必要な各装置の位置関係及び部品検出に
必要な位置データを較正する手段を提供するものであ
る。
【０００２】
【背景技術】ビンピッキングシステムは対象部品の位置
姿勢を画像計測装置で検出し、その情報を元にロボット
アームで対象部品をハンドリングするシステムである。
また、画像計測装置としては、入力画像から得られる対
象物体の輪郭、凹凸、模様等の特徴を直線、円弧等で近
似したデータであるとともにステレオ計測等で得た三次
元位置データを有する特徴データと、対象物体のモデル
の三次元位置データを有する特徴データとのマッチング
をとることで対象物体の三次元位置姿勢を得るものがあ
る。
姿勢を画像計測装置で検出し、その情報を元にロボット
アームで対象部品をハンドリングするシステムである。
また、画像計測装置としては、入力画像から得られる対
象物体の輪郭、凹凸、模様等の特徴を直線、円弧等で近
似したデータであるとともにステレオ計測等で得た三次
元位置データを有する特徴データと、対象物体のモデル
の三次元位置データを有する特徴データとのマッチング
をとることで対象物体の三次元位置姿勢を得るものがあ
る。
【０００３】対象部品の位置検出方法としてモデルベー
ストマッチング法があり、部品のモデル作製方法として
も種々の提案がある。ハンドリングの際必要な、ロボッ
トアーム装置と画像計測装置との相対関係を求める方法
として従来より様々な提案がある。
ストマッチング法があり、部品のモデル作製方法として
も種々の提案がある。ハンドリングの際必要な、ロボッ
トアーム装置と画像計測装置との相対関係を求める方法
として従来より様々な提案がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ビンピッキングシステ
ムを正しく動作させるためには、対象部品の位置検出や
ハンドリングデータを計算するために必要な各装置の位
置関係が既知であり、またその位置関係が正しく保たれ
ていなければならない。
ムを正しく動作させるためには、対象部品の位置検出や
ハンドリングデータを計算するために必要な各装置の位
置関係が既知であり、またその位置関係が正しく保たれ
ていなければならない。
【０００５】しかしながら、カメラの故障や寿命、事故
によるカメラの破損等でカメラを交換する場合は、カメ
ラの位置やそれに伴う画像計測装置の座標系が変わるた
め、今までのデータを全て新しく作り直す必要がある。
またカメラ取付部の経年変化によりカメラの位置姿勢に
ズレが生じた場合、対象部品の検出位置姿勢が実体の位
置姿勢と異なるため、システムの動作に不具合が生じ
る。
によるカメラの破損等でカメラを交換する場合は、カメ
ラの位置やそれに伴う画像計測装置の座標系が変わるた
め、今までのデータを全て新しく作り直す必要がある。
またカメラ取付部の経年変化によりカメラの位置姿勢に
ズレが生じた場合、対象部品の検出位置姿勢が実体の位
置姿勢と異なるため、システムの動作に不具合が生じ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
ビンピッキング位置データ較正方法及びその方法を実現
するソフトウェアを記録したフロッピーディスク、ＣＤ
−ＲＯＭ等の媒体並びにこの方法を実施するビンピッキ
ング位置データ較正装置は、カメラの視野内に存在する
ベルトコンベアや作業台といった位置が変化しない背景
物体を基に基準物体モデルを設定することを特徴とす
る。そのため、基準物体モデルを設定するための特別な
装置を用意する必要がなく、簡素なシステムを構成で
き、装置のコストを小さくすることができるメリットが
ある。
ビンピッキング位置データ較正方法及びその方法を実現
するソフトウェアを記録したフロッピーディスク、ＣＤ
−ＲＯＭ等の媒体並びにこの方法を実施するビンピッキ
ング位置データ較正装置は、カメラの視野内に存在する
ベルトコンベアや作業台といった位置が変化しない背景
物体を基に基準物体モデルを設定することを特徴とす
る。そのため、基準物体モデルを設定するための特別な
装置を用意する必要がなく、簡素なシステムを構成で
き、装置のコストを小さくすることができるメリットが
ある。
【０００７】本発明の請求項２に係るビンピッキング位
置データ較正方法及びその方法を実現するソフトウェア
を記録したフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体
並びにこの方法を実施するビンピッキング位置データ較
正装置は、カメラ視野内に固定した識別の容易なマーク
物体を基に基準物体モデルを設定することを特徴とす
る。そのため、高精度な較正座標変換データを得ること
ができ、システムの信頼性を向上できる。またマークが
カメラ視野内に固定されているため、頻繁な定期位置デ
ータ較正を容易に行うことができるメリットがある。
置データ較正方法及びその方法を実現するソフトウェア
を記録したフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体
並びにこの方法を実施するビンピッキング位置データ較
正装置は、カメラ視野内に固定した識別の容易なマーク
物体を基に基準物体モデルを設定することを特徴とす
る。そのため、高精度な較正座標変換データを得ること
ができ、システムの信頼性を向上できる。またマークが
カメラ視野内に固定されているため、頻繁な定期位置デ
ータ較正を容易に行うことができるメリットがある。
【０００８】本発明の請求項３に係るビンピッキング位
置データ較正方法及びその方法を実現するソフトウェア
を記録したフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体
並びにこの方法を実施するビンピッキング位置データ較
正装置は、カメラ視野内にマーク物体を固定できない場
合でも、位置データ較正作業時に、用意しておいたジグ
によってマーク物体をカメラ視野内に位置精度良く取り
付けることを特徴とする。そのため、高精度な較正座標
変換データを得ることができ、システムの信頼性を向上
できるメリットがある。
置データ較正方法及びその方法を実現するソフトウェア
を記録したフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体
並びにこの方法を実施するビンピッキング位置データ較
正装置は、カメラ視野内にマーク物体を固定できない場
合でも、位置データ較正作業時に、用意しておいたジグ
によってマーク物体をカメラ視野内に位置精度良く取り
付けることを特徴とする。そのため、高精度な較正座標
変換データを得ることができ、システムの信頼性を向上
できるメリットがある。
【０００９】本発明の請求項４に係るビンピッキング位
置データ較正方法及びその方法を実現するソフトウェア
を記録したフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体
並びにこの方法を実施するビンピッキング位置データ較
正装置は、カメラ視野内にマーク物体を固定できない場
合でも、また、作業場にマーク物体を取り付けるための
ジグが用意できない場合でも、位置精度良く動作するロ
ボットアームにマーク物体を取り付けることを特徴とす
る。そのため、カメラ視野内にマーク物体を位置精度良
く設置して、高精度な較正座標変換データを得ることが
でき、システムの信頼性を向上できるメリットがある。
置データ較正方法及びその方法を実現するソフトウェア
を記録したフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体
並びにこの方法を実施するビンピッキング位置データ較
正装置は、カメラ視野内にマーク物体を固定できない場
合でも、また、作業場にマーク物体を取り付けるための
ジグが用意できない場合でも、位置精度良く動作するロ
ボットアームにマーク物体を取り付けることを特徴とす
る。そのため、カメラ視野内にマーク物体を位置精度良
く設置して、高精度な較正座標変換データを得ることが
でき、システムの信頼性を向上できるメリットがある。
【００１０】本発明の請求項５に係るビンピッキング位
置データ較正方法及びその方法を実現するソフトウェア
を記録したフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体
並びにこの方法を実施するビンピッキング位置データ較
正装置は、基準物体モデルを設定するための基準部品を
作業者側で適切に用意することを特徴とする。そのた
め、基準物体モデルを設定するための特別な装置を用意
する必要がなく、システムのコストを小さくすることが
できる。また、基準部品にマーク物体と同様に識別の容
易な部品を選び、位置精度良く動作するロボットアーム
によって基準部品を位置精度良く設置することで、高精
度な較正座標変換データを得ることができ、システムの
信頼性を向上できるメリットがある。
置データ較正方法及びその方法を実現するソフトウェア
を記録したフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体
並びにこの方法を実施するビンピッキング位置データ較
正装置は、基準物体モデルを設定するための基準部品を
作業者側で適切に用意することを特徴とする。そのた
め、基準物体モデルを設定するための特別な装置を用意
する必要がなく、システムのコストを小さくすることが
できる。また、基準部品にマーク物体と同様に識別の容
易な部品を選び、位置精度良く動作するロボットアーム
によって基準部品を位置精度良く設置することで、高精
度な較正座標変換データを得ることができ、システムの
信頼性を向上できるメリットがある。
【００１１】
【発明の実施の形態】（１）基本的な考え方 本発明の目的はピンピッキングシステムに必要な各装置
の位置関係及び部品検出に必要な位置データを較正する
ことである。カメラの位置姿勢が変化した場合、それに
伴い画像計測装置の新しい座標系を設定する必要があ
る。
の位置関係及び部品検出に必要な位置データを較正する
ことである。カメラの位置姿勢が変化した場合、それに
伴い画像計測装置の新しい座標系を設定する必要があ
る。
【００１２】この時画像計測装置の今までの座標系と新
しく設定した座標系の位置関係が検出できれば、その位
置関係データを用いて各装置の位置関係データや部品検
出に必要な部品データを新しく設定した画像計測装置の
座標系を基にしたデータヘ変換することができる。そこ
で、本発明では部品モデル作製位置に設置した物体につ
いて、今までの座標系で作った部品モデルを使用して新
しい座標系においてモデルマッチングを行うことで、画
像計測装置の今までの座標系と新しく設定した座標系の
位置関係を求める。
しく設定した座標系の位置関係が検出できれば、その位
置関係データを用いて各装置の位置関係データや部品検
出に必要な部品データを新しく設定した画像計測装置の
座標系を基にしたデータヘ変換することができる。そこ
で、本発明では部品モデル作製位置に設置した物体につ
いて、今までの座標系で作った部品モデルを使用して新
しい座標系においてモデルマッチングを行うことで、画
像計測装置の今までの座標系と新しく設定した座標系の
位置関係を求める。
【００１３】（２）各装置の座標系と相対関係 図１の様に各座標系を設定する。 ここで各座標系は次のものである。 ΣV：旧ビジョン系（画像計測装置の今までの座標系） ΣV'：新ビジョン系（画像計測装置の新しく設定した座
標系） ΣR：ロボット系（ロボットアーム装置の座標系） ΣH：ハンド系（ハンドの対象物体ハンドリング時の座
標系）
標系） ΣR：ロボット系（ロボットアーム装置の座標系） ΣH：ハンド系（ハンドの対象物体ハンドリング時の座
標系）
【００１４】各装置間の位置関係はその装置の座標系か
ら別の装置の座標系への座標変換データとして求められ
る。 ＴRV：ロボット系ΣRから旧ビジョン系ΣVへの座標変換 ＴVH：旧ビジョン系ΣVからハンド系ΣHへの座標変換 ＴRV'：ロボット系ΣRから新ビジョン系ΣV'への座標変
換 ＴV'H：新ビジョン系ΣV'からハンド系ΣHへの座標変換 ＴVV'：旧ビジョン系ΣVから新ビジョン系ΣV'への座標
変換
ら別の装置の座標系への座標変換データとして求められ
る。 ＴRV：ロボット系ΣRから旧ビジョン系ΣVへの座標変換 ＴVH：旧ビジョン系ΣVからハンド系ΣHへの座標変換 ＴRV'：ロボット系ΣRから新ビジョン系ΣV'への座標変
換 ＴV'H：新ビジョン系ΣV'からハンド系ΣHへの座標変換 ＴVV'：旧ビジョン系ΣVから新ビジョン系ΣV'への座標
変換
【００１５】（３）較正座標変換データの計算 データ較正に必要な、変換データは旧ビジョン系ΣVか
ら新ビジョン系ΣV'への座標変換データＴVV'である。
これをモデルマッチングによって求める。旧ビジョン系
ΣVにおいて基準物体の部品モデルを作っておき、基準
物体をモデル作製位置に設置して、新ビジョン系ΣV'に
おいて同一のモデルを用いてモデルマッチングを行う
と、新ビジョン系ΣV'を基にする基準物体の位置姿勢Ｔ
V'Oを検出できる。
ら新ビジョン系ΣV'への座標変換データＴVV'である。
これをモデルマッチングによって求める。旧ビジョン系
ΣVにおいて基準物体の部品モデルを作っておき、基準
物体をモデル作製位置に設置して、新ビジョン系ΣV'に
おいて同一のモデルを用いてモデルマッチングを行う
と、新ビジョン系ΣV'を基にする基準物体の位置姿勢Ｔ
V'Oを検出できる。
【００１６】この時基準物体は旧ビジョン系ΣVにおい
て全く動かない位置姿勢にあるため、先ほど新ビジョン
系ΣV'において検出した基準物体の位置姿勢ＴV'Oは、
新ビジョン系ΣV'から旧ビジョン系ΣVへの座標変換Ｔ
V'Vを示す。よって、データ較正に必要な座標変換デー
タは旧ビジョン系ΣVから新ビジョン系ΣV'への座標変
換データＴVV'として次のように求められる。 ＴVV'＝ＴV'O -1 …（１）
て全く動かない位置姿勢にあるため、先ほど新ビジョン
系ΣV'において検出した基準物体の位置姿勢ＴV'Oは、
新ビジョン系ΣV'から旧ビジョン系ΣVへの座標変換Ｔ
V'Vを示す。よって、データ較正に必要な座標変換デー
タは旧ビジョン系ΣVから新ビジョン系ΣV'への座標変
換データＴVV'として次のように求められる。 ＴVV'＝ＴV'O -1 …（１）
【００１７】（４）装置位置関係の較正 ロボット系ΣRと新ビジョン系ΣV'の位置関係は較正座
標変換データと今までの位置関係より次のように計算で
きる。 ＴRV'＝ＴRVＴVV' …（２） 新ビジョン系ΣV'とハンド系ΣHの位置関係は較正座標
変換データと今までの位置関係より次のように計算でき
る。 ＴV'H＝ＴVV' -1ＴVH …（３）
標変換データと今までの位置関係より次のように計算で
きる。 ＴRV'＝ＴRVＴVV' …（２） 新ビジョン系ΣV'とハンド系ΣHの位置関係は較正座標
変換データと今までの位置関係より次のように計算でき
る。 ＴV'H＝ＴVV' -1ＴVH …（３）
【００１８】（５）部品モデルデータの較正 部品の三次元形状モデルは三次元的な直線特徴や曲線特
徴で構成され、それらの三次元データはビジョン系を基
にした特徴上の点の三次元位置データである。そこで部
品の三次元形状モデルの較正は、モデルを構成する点位
置データの旧ビジョン系ΣV から新ビジョン系ΣV'への
座標変換で行うことができる。旧ビジョン系ΣVを基準
にした点ｐVは新ビジョン系ΣV'を基準にした点ｐV'へ
次のように変換される。
徴で構成され、それらの三次元データはビジョン系を基
にした特徴上の点の三次元位置データである。そこで部
品の三次元形状モデルの較正は、モデルを構成する点位
置データの旧ビジョン系ΣV から新ビジョン系ΣV'への
座標変換で行うことができる。旧ビジョン系ΣVを基準
にした点ｐVは新ビジョン系ΣV'を基準にした点ｐV'へ
次のように変換される。
【００１９】ｐV'＝ＴVV' -1ｐV …（４） こうして変換した三次元形状モデルの点を再構成するこ
とで、部品の三次元形状モデルの較正を行うことができ
る。新ビジョン系ΣV'を基にした三次元形状モデルが計
算されれば、カメラの新しい位置姿勢においての見え方
モデルであるイメージ上の二次元形状モデルは、三次元
形状モデルのカメラのイメージ平面への透視変換によっ
て較正することができる。
とで、部品の三次元形状モデルの較正を行うことができ
る。新ビジョン系ΣV'を基にした三次元形状モデルが計
算されれば、カメラの新しい位置姿勢においての見え方
モデルであるイメージ上の二次元形状モデルは、三次元
形状モデルのカメラのイメージ平面への透視変換によっ
て較正することができる。
【００２０】（６）基準物体モデルの設定 （６．１）背景物体による基準物体モデルの設定 カメラの視野内にベルトコンベアや作業台といった位置
が変化しない物体が存在する場合は図２のように背景物
体を基準物体とし、基準物体モデルを設定することがで
きる。
が変化しない物体が存在する場合は図２のように背景物
体を基準物体とし、基準物体モデルを設定することがで
きる。
【００２１】（６．２）固定マーク物体による基準物体
モデルの設定 カメラ視野内に位置が変化しない固定マーク物体を設置
できる場合は、図３のように固定マーク物体を基準物体
とし、基準物体モデルを設定することができる。
モデルの設定 カメラ視野内に位置が変化しない固定マーク物体を設置
できる場合は、図３のように固定マーク物体を基準物体
とし、基準物体モデルを設定することができる。
【００２２】（６．３）取付マーク物体による基準物体
モデルの設定 装置に常時取り付けてはいないが、較正作業の際何らか
のジグによって取付マークを設置できる場合は、図４の
ように取付マーク物体を基準物体とし、基準物体モデル
を設定することができる。
モデルの設定 装置に常時取り付けてはいないが、較正作業の際何らか
のジグによって取付マークを設置できる場合は、図４の
ように取付マーク物体を基準物体とし、基準物体モデル
を設定することができる。
【００２３】（６．４）ロボットアームに取り付けたマ
ーク物体による基準物体モデルの設定 ロボットアームにマーク物体を取り付けることができる
場合は、図５のようにそのマーク物体を基準物体とし、
基準物体モデルを設定することができる。
ーク物体による基準物体モデルの設定 ロボットアームにマーク物体を取り付けることができる
場合は、図５のようにそのマーク物体を基準物体とし、
基準物体モデルを設定することができる。
【００２４】（６．５）基準部品による基準物体モデル
の設定 較正作業用に基準部品として選んだ部品を、ロボットア
ーム等を用いて同一の位置に設置できる場合は、図６の
ようにその基準部品を基準物体とし、基準物体モデルを
設定することができる。
の設定 較正作業用に基準部品として選んだ部品を、ロボットア
ーム等を用いて同一の位置に設置できる場合は、図６の
ようにその基準部品を基準物体とし、基準物体モデルを
設定することができる。
【００２５】（７）位置データ較正方法 （７．１）背景物体による位置データ較正方法 カメラの位置姿勢が変化した場合、図７に示すフローチ
ャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの位
置データを較正する。 画像計測装置の新ビジョン系の設定を行う。 背景物体モデルによりモデルマッチングを行う。 マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算
する。 較正座標変換データと今までの装置位置関係データを
用いて装置位置関係データを較正する。 較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用
いて部品モデルデータを較正する。
ャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの位
置データを較正する。 画像計測装置の新ビジョン系の設定を行う。 背景物体モデルによりモデルマッチングを行う。 マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算
する。 較正座標変換データと今までの装置位置関係データを
用いて装置位置関係データを較正する。 較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用
いて部品モデルデータを較正する。
【００２６】（７．２）固定マーク物体による位置デー
タ較正方法 カメラの位置姿勢が変化した場合、図８に示すフローチ
ャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの位
置データを較正する。 画像計測装置の新ビジョン系の設定を行う。 固定マーク物体モデルによりモデルマッチングを行
う。 マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算
する。 較正座標変換データと今までの装置位置関係データを
用いて装置位置関係データを較正する。 較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用
いて部品モデルデータを較正する。
タ較正方法 カメラの位置姿勢が変化した場合、図８に示すフローチ
ャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの位
置データを較正する。 画像計測装置の新ビジョン系の設定を行う。 固定マーク物体モデルによりモデルマッチングを行
う。 マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算
する。 較正座標変換データと今までの装置位置関係データを
用いて装置位置関係データを較正する。 較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用
いて部品モデルデータを較正する。
【００２７】（７．３）取付マーク物体による位置デー
タ較正方法 カメラの位置姿勢が変化した場合、図９に示すフローチ
ャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの位
置データを較正する。 画像計測装置の新ビジョン系の設定を行う。 取付マーク物体モデルによりモデルマッチングを行
う。 マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算
する。 較正座標変換データと今までの装置位置関係データを
用いて装置位置関係データを較正する。 較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用
いて部品モデルデータを較正する。
タ較正方法 カメラの位置姿勢が変化した場合、図９に示すフローチ
ャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの位
置データを較正する。 画像計測装置の新ビジョン系の設定を行う。 取付マーク物体モデルによりモデルマッチングを行
う。 マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算
する。 較正座標変換データと今までの装置位置関係データを
用いて装置位置関係データを較正する。 較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用
いて部品モデルデータを較正する。
【００２８】（７．４）ロボットアームに取り付けたマ
ーク物体による位置データ較正方法 カメラの位置姿勢が変化した場合、図１０に示すフロー
チャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの
位置データを較正する。 画像計測装置の新ビジョン系の設定を行う。 ロボットアームに取り付けたマーク物体モデルにより
モデルマッチングを行う。 マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算
する。 較正座標変換データと今までの装置位置関係データを
用いて装置位置関係データを較正する。 較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用
いて部品モデルデータを較正する。
ーク物体による位置データ較正方法 カメラの位置姿勢が変化した場合、図１０に示すフロー
チャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの
位置データを較正する。 画像計測装置の新ビジョン系の設定を行う。 ロボットアームに取り付けたマーク物体モデルにより
モデルマッチングを行う。 マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算
する。 較正座標変換データと今までの装置位置関係データを
用いて装置位置関係データを較正する。 較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用
いて部品モデルデータを較正する。
【００２９】（７．５）基準部品による位置データ較正
方法 カメラの位置姿勢が変化した場合、図１１に示すフロー
チャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの
位置データを較正する。 画像計測装置の新ビジョン系の設定を行う。 基準部品モデルによりモデルマッチングを行う。 マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算
する。 較正座標変換データと今までの装置位置関係データを
用いて装置位置関係データを較正する。 較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用
いて部品モデルデータを較正する。
方法 カメラの位置姿勢が変化した場合、図１１に示すフロー
チャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの
位置データを較正する。 画像計測装置の新ビジョン系の設定を行う。 基準部品モデルによりモデルマッチングを行う。 マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算
する。 較正座標変換データと今までの装置位置関係データを
用いて装置位置関係データを較正する。 較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用
いて部品モデルデータを較正する。
【００３０】
【実施例】〔実施例１〕本発明の第１の実施例に係る背
景物体による位置データ較正装置を図１２に示す。本実
施例は、請求項１に係るものである。この装置は、画像
計測装置の新ビジョン系の設定を行うビジョン系設定部
１と、背景物体モデルによりモデルマッチングを行う背
景物体モデルマッチング部２と、マッチング結果より較
正座標変換データを計算する較正座標変換データ計算部
３と、較正座標変換データと今までの装置位置関係デー
タを用いて装置位置関係データを較正する装置位置関係
データ構成部４と、較正座標変換データと今までの部品
モデルデータを用いて部品モデルデータを較正する部品
モデルデータ較正部５とを備え、ビンピッキングシステ
ムに必要な位置データを較正する。
景物体による位置データ較正装置を図１２に示す。本実
施例は、請求項１に係るものである。この装置は、画像
計測装置の新ビジョン系の設定を行うビジョン系設定部
１と、背景物体モデルによりモデルマッチングを行う背
景物体モデルマッチング部２と、マッチング結果より較
正座標変換データを計算する較正座標変換データ計算部
３と、較正座標変換データと今までの装置位置関係デー
タを用いて装置位置関係データを較正する装置位置関係
データ構成部４と、較正座標変換データと今までの部品
モデルデータを用いて部品モデルデータを較正する部品
モデルデータ較正部５とを備え、ビンピッキングシステ
ムに必要な位置データを較正する。
【００３１】〔実施例２〕本発明の第２の実施例に係る
固定マーク物体による位置データ較正装置を図１３に示
す。本実施例は、請求項２に係るものである。この装置
は、実施例１の背景物体モデルマッチング部２に代え
て、固定マーク物体モデルによりモデルマッチングを行
う固定マークモデルマッチング部６を設け、ビンピッキ
ングシステムに必要な位置データを較正する。
固定マーク物体による位置データ較正装置を図１３に示
す。本実施例は、請求項２に係るものである。この装置
は、実施例１の背景物体モデルマッチング部２に代え
て、固定マーク物体モデルによりモデルマッチングを行
う固定マークモデルマッチング部６を設け、ビンピッキ
ングシステムに必要な位置データを較正する。
【００３２】〔実施例３〕本発明の第３の実施例に係る
取付マーク物体による位置データ較正装置を図１４に示
す。本実施例は、請求項３に係るものである。この装置
は、実施例１の背景物体モデルマッチング部２に代え
て、取付マーク物体モデルによりモデルマッチングを行
う取付マークモデルマッチング部７を設け、ビンピッキ
ングシステムに必要な位置データを較正する。
取付マーク物体による位置データ較正装置を図１４に示
す。本実施例は、請求項３に係るものである。この装置
は、実施例１の背景物体モデルマッチング部２に代え
て、取付マーク物体モデルによりモデルマッチングを行
う取付マークモデルマッチング部７を設け、ビンピッキ
ングシステムに必要な位置データを較正する。
【００３３】〔実施例４〕本発明の第４の実施例に係る
ロボットアームに取り付けたマーク物体による位置デー
タ較正装置を図１５に示す。本実施例は、請求項４に係
るものである。この装置は、実施例１の背景物体モデル
マッチング部２に代えて、ロボットアームに取り付けた
マーク物体モデルによりモデルマッチングを行うロボッ
ト取付マーク物体モデルマッチング部８を設け、ビンピ
ッキングシステムに必要な位置データを較正する。
ロボットアームに取り付けたマーク物体による位置デー
タ較正装置を図１５に示す。本実施例は、請求項４に係
るものである。この装置は、実施例１の背景物体モデル
マッチング部２に代えて、ロボットアームに取り付けた
マーク物体モデルによりモデルマッチングを行うロボッ
ト取付マーク物体モデルマッチング部８を設け、ビンピ
ッキングシステムに必要な位置データを較正する。
【００３４】〔実施例５〕本発明の第５の実施例に係る
基準部品による位置データ較正装置を図１６に示す。本
実施例は、請求項５に係るものである。この装置は、実
施例１の背景物体モデルマッチング部２に代えて、基準
部品モデルによりモデルマッチングを行う基準部品モデ
ルマッチング部９を設けて、ビンピッキングシステムに
必要な位置データを較正する。
基準部品による位置データ較正装置を図１６に示す。本
実施例は、請求項５に係るものである。この装置は、実
施例１の背景物体モデルマッチング部２に代えて、基準
部品モデルによりモデルマッチングを行う基準部品モデ
ルマッチング部９を設けて、ビンピッキングシステムに
必要な位置データを較正する。
【００３５】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明によれば、カメラの故障や寿命、事故
によるカメラの破損等でカメラを交換する場合でも、ビ
ンピッキングシステムに必要な位置データを較正できる
ため、以下の効果を奏する。 （１）今までのデータを全て新しく作り直す必要がな
い。 （２）カメラ交換に伴う作業による作業時間を大幅に短
縮できる。 （３）大量の部品モデルデータを扱い易く、多品種を扱
う工程に容易に対応できる。 （４）過去に作った大量の部品モデルデータのデータベ
ースを効率よく扱うことができる。 （５）カメラ交換に伴う作業コストを小さくすることが
できる。 （６）カメラ交換に伴う作業者の負担を軽減できる。 （７）カメラ交換作業を容易に行うことができる。 （８）定期的に位置データ較正を行うことにより、カメ
ラ取付部の経年変化によってカメラの位置姿勢に多少の
ズレが生じた場合でも、システムを正常に動作させ続け
ることができる。 （９）定期的に位置データ較正を行うことによって、シ
ステムの信頼性が向上する。
たように、本発明によれば、カメラの故障や寿命、事故
によるカメラの破損等でカメラを交換する場合でも、ビ
ンピッキングシステムに必要な位置データを較正できる
ため、以下の効果を奏する。 （１）今までのデータを全て新しく作り直す必要がな
い。 （２）カメラ交換に伴う作業による作業時間を大幅に短
縮できる。 （３）大量の部品モデルデータを扱い易く、多品種を扱
う工程に容易に対応できる。 （４）過去に作った大量の部品モデルデータのデータベ
ースを効率よく扱うことができる。 （５）カメラ交換に伴う作業コストを小さくすることが
できる。 （６）カメラ交換に伴う作業者の負担を軽減できる。 （７）カメラ交換作業を容易に行うことができる。 （８）定期的に位置データ較正を行うことにより、カメ
ラ取付部の経年変化によってカメラの位置姿勢に多少の
ズレが生じた場合でも、システムを正常に動作させ続け
ることができる。 （９）定期的に位置データ較正を行うことによって、シ
ステムの信頼性が向上する。
【図１】位置データ較正に用いる座標系を示す説明図で
ある。
ある。
【図２】背景物体による基準物体モデルを示す説明図で
ある。
ある。
【図３】固定マーク物体による基準物体モデルを示す説
明図である。
明図である。
【図４】取付マーク物体による基準物体モデルを示す説
明図である。
明図である。
【図５】ロボットアームに取り付けたマーク物体による
基準物体モデルを示す説明図である。
基準物体モデルを示す説明図である。
【図６】基準部品による基準物体モデルを示す説明図で
ある。
ある。
【図７】背景物体による位置データ較正方法を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図８】固定マーク物体による位置データ較正方法を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図９】取付マーク物体による位置データ較正方法を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図１０】ロボットアームに取り付けたマーク物体によ
る位置データ較正方法を示すフローチャートである。
る位置データ較正方法を示すフローチャートである。
【図１１】基準部品による位置データ較正方法を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図１２】背景物体による位置データ較正装置を示す構
成図である。
成図である。
【図１３】固定マーク物体による位置データ較正装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１４】取付マーク物体による位置データ較正方法装
置を示す構成図である。
置を示す構成図である。
【図１５】ロボットアームに取り付けたマーク物体によ
る位置データ較正装置を示す構成図である。
る位置データ較正装置を示す構成図である。
【図１６】基準部品による位置データ較正装置を示す構
成図である。
成図である。
１ ビジョン系設定部 ２ 背景物体モデルマッチング部 ３ 較正座標変換データ計算部 ４ 装置位置関係データ構成部 ５ 部品モデルデータ較正部 ６ 固定マークモデルマッチング部 ７ 取付マークモデルマッチング部 ８ ロボット取付マーク物体モデルマッチング部 ９ 基準部品モデルマッチング部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA37 BB27 FF04 JJ03 JJ19 JJ26 3F059 AA01 DB04 DB08 FB12 FC13 GA00 5B057 DA07 DB03 DC09 DC33
Claims (5)
- 【請求項１】 カメラの視野内に存在するベルトコンベ
ア或いは作業台等の位置が変化しない背景物体を基に基
準物体モデルを設定することを特徴とするビンピッキン
グ位置データ較正方法及びその方法を実現するソフトウ
ェアを記録した媒体並びにこの方法を実施する装置。 - 【請求項２】 カメラ視野内に固定した識別の容易なマ
ーク物体を基に基準物体モデルを設定することを特徴と
するビンピッキング位置データ較正方法及びその方法を
実現するソフトウェアを記録した媒体並びにこの方法を
実施する装置。 - 【請求項３】 位置データ較正作業時に、用意しておい
たジグによってマーク物体をカメラ視野内に位置精度良
く取り付けることを特徴とするビンピッキング位置デー
タ較正方法及びその方法を実現するソフトウェアを記録
した媒体並びにこの方法を実施する装置。 - 【請求項４】 ロボットアームにマーク物体を取り付け
ることを特徴とするビンピッキング位置データ較正方法
及びその方法を実現するソフトウェアを記録した媒体並
びにこの方法を実施する装置。 - 【請求項５】 基準物体モデルを設定するための基準部
品を作業者側で適切に用意することを特徴とするビンピ
ッキング位置データ較正方法及びその方法を実現するソ
フトウェアを記録した媒体並びにこの方法を実施する装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19696598A JP4387476B2 (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | ビンピッキング位置データ較正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19696598A JP4387476B2 (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | ビンピッキング位置データ較正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000024973A true JP2000024973A (ja) | 2000-01-25 |
| JP4387476B2 JP4387476B2 (ja) | 2009-12-16 |
Family
ID=16366603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19696598A Expired - Lifetime JP4387476B2 (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | ビンピッキング位置データ較正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4387476B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000067238A (ja) * | 1998-08-18 | 2000-03-03 | Meidensha Corp | 位置データ較正機能付きビンピッキング方法及びその方法を実現するソフトウェアを記録した媒体並びにこの方法を実施する装置 |
| WO2003089874A1 (en) * | 2002-04-22 | 2003-10-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Camera corrector |
| US7957583B2 (en) | 2007-08-02 | 2011-06-07 | Roboticvisiontech Llc | System and method of three-dimensional pose estimation |
| US8095237B2 (en) | 2002-01-31 | 2012-01-10 | Roboticvisiontech Llc | Method and apparatus for single image 3D vision guided robotics |
| US8437535B2 (en) | 2006-09-19 | 2013-05-07 | Roboticvisiontech Llc | System and method of determining object pose |
| US8559699B2 (en) | 2008-10-10 | 2013-10-15 | Roboticvisiontech Llc | Methods and apparatus to facilitate operations in image based systems |
| JP2018169403A (ja) * | 2015-08-06 | 2018-11-01 | コグネックス・コーポレイション | 案内された組立環境におけるマシンビジョン座標空間を結合するためのシステム及び方法 |
| CN115026841A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-09-09 | 艾斯特国际安全技术（深圳）有限公司 | 机械手的校准方法、终端设备及计算机存储介质 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108942929B (zh) * | 2018-07-10 | 2020-11-27 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 基于双目立体视觉的机械臂定位抓取的方法及装置 |
-
1998
- 1998-07-13 JP JP19696598A patent/JP4387476B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000067238A (ja) * | 1998-08-18 | 2000-03-03 | Meidensha Corp | 位置データ較正機能付きビンピッキング方法及びその方法を実現するソフトウェアを記録した媒体並びにこの方法を実施する装置 |
| US8095237B2 (en) | 2002-01-31 | 2012-01-10 | Roboticvisiontech Llc | Method and apparatus for single image 3D vision guided robotics |
| WO2003089874A1 (en) * | 2002-04-22 | 2003-10-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Camera corrector |
| CN1312458C (zh) * | 2002-04-22 | 2007-04-25 | 松下电器产业株式会社 | 摄像机校正装置 |
| US7352388B2 (en) | 2002-04-22 | 2008-04-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Camera calibrating apparatus |
| US8437535B2 (en) | 2006-09-19 | 2013-05-07 | Roboticvisiontech Llc | System and method of determining object pose |
| US7957583B2 (en) | 2007-08-02 | 2011-06-07 | Roboticvisiontech Llc | System and method of three-dimensional pose estimation |
| US8559699B2 (en) | 2008-10-10 | 2013-10-15 | Roboticvisiontech Llc | Methods and apparatus to facilitate operations in image based systems |
| JP2018169403A (ja) * | 2015-08-06 | 2018-11-01 | コグネックス・コーポレイション | 案内された組立環境におけるマシンビジョン座標空間を結合するためのシステム及び方法 |
| CN111452040A (zh) * | 2015-08-06 | 2020-07-28 | 康耐视公司 | 在引导装配环境中将机器视觉坐标空间关联的系统和方法 |
| US11049280B2 (en) | 2015-08-06 | 2021-06-29 | Cognex Corporation | System and method for tying together machine vision coordinate spaces in a guided assembly environment |
| CN111452040B (zh) * | 2015-08-06 | 2024-02-20 | 康耐视公司 | 在引导装配环境中将机器视觉坐标空间关联的系统和方法 |
| CN115026841A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-09-09 | 艾斯特国际安全技术（深圳）有限公司 | 机械手的校准方法、终端设备及计算机存储介质 |
| CN115026841B (zh) * | 2022-08-11 | 2022-11-11 | 艾斯特国际安全技术（深圳）有限公司 | 机械手的校准方法、终端设备及计算机存储介质 |
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|---|---|
| JP4387476B2 (ja) | 2009-12-16 |
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