JP2003191194A - 視覚センサの誘導方法 - Google Patents

視覚センサの誘導方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】対象物の近傍にある障害物を避けて、視覚セン
サを計測点に接近させる誘導方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】マニピュレータ507の手先に視覚センサ
511を搭載し、マニピュレータ507を駆動すること
で対象物504に視覚センサ511を誘導する方法にお
いて、対象物507の概略位置と、予め設定した誘導位
置と対象物との距離と、予め設定したオフセット601
から誘導位置を決定するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マニピュレータ手
先に搭載された視覚センサを対象物に誘導する視覚セン
サの誘導方法に関する。
【0002】
【従来の技術】本願出願人は先に、特願2000−27
8776において、対象物の概略位置と、誘導位置と前
記対象物との距離を与えて、マニピュレータを誘導位置
に誘導する方法を提案している。これは、次のような方
法である。
【0003】図5は配電作業用マニピュレータを用いて
視覚センサを誘導する方法の概略説明図である。図にお
いて、501は装柱である。装柱501は、電柱50
2、アーム503、第1の碍子504、第2の碍子50
5、第3の碍子506から構成される。通常、電柱50
2は地面に対しほぼ垂直に設置されており、アーム50
3は電柱502に対し直角に取り付けられている。第1
の碍子504、第2の得子505、第3の碍子506
は、アーム503に固定されている。507はマニピュ
レータであり、その先端に視覚センサ511を取り付け
ている。512は誘導前の視覚センサ位置であり、そこ
で得られる映像が誘導前の映像514である。513は
誘導後の視覚センサ位置であり、そこで得られる映像が
誘導後の映像515である。
【0004】ここで、視覚センサ511により装柱50
1を遠方から捉え、視覚センサ511を第1の碍子50
4に誘導する方法を説明する。より具体的には、視覚セ
ンサ511を視覚センサ位置512から視覚センサ位置
513に誘導する方法を説明する。
【0005】図3は従来技術による視覚センサの誘導方
法を示すモデル図であり、図4は従来技術による視覚セ
ンサの誘導方法を示すブロック図である。図3は、図5
に示した装柱501の部分拡大図であり、第1の碍子5
04とアーム503の一部のみを示している。201及
び203は視覚センサ511の内部に設置された座標系
で、201が、誘導前の視覚センサ位置512の視覚セ
ンサの座標系(誘導前の視覚センサ座標系)、203
が、誘導後の視覚センサ位置513の視覚センサの座標
系(誘導後の視覚センサ座標系)である。図5に示した
視覚センサ511の紙面手前方向をXs軸、上方向をY
s軸、左方向(視覚センサの視線方向)をZs軸とす
る。これによれば、視覚センサ511の底面はXsZs
平面と平行となる。誘導後の視覚センサ座標系203の
各座標軸には、誘導前の視覚センサ座標系201のそれ
らと区別するために、「'」を付している。202はマ
ニピュレータのベース部に設置された座標系(マニピュ
レータ座標系)で、図5に示したマニピュレータ507
の紙面右方向をXr軸、奥方向をYr軸、上方向をZr
軸とする。これによれば、マニピュレータ507の底面
はXrYr平面と平行となる。
【0006】207は、誘導前の視覚センサ位置512
から第1の碍子504を見た時の、第1の碍子504の
概略位置(つまり誘導前の視覚センサ座標系201の原
点に対する第1の碍子504の概略位置)を表すベクト
ルである。208はマニピュレータ座標系202の原点
に対する第1の碍子504の概略位置を表すベクトルで
あり、次の様に、表される。
【0007】
【数1】
【0008】ここで、tは転置である。マニピュレータ
座標系に関する概略位置208は、マニピュレータ50
7と視覚センサ511とが校正されているため(Tが分
かるため)、視覚センサ座標系に関する概略位置207
から容易に求めることができる。 以後の説明では、マ
ニピュレータ座標系202を基準に説明する。なお、視
覚センサ座標系に関する概略位置207は、方向と距離
を測定できるセンサ、例えばレーザレンジファインダを
用いて求めることができる。
【0009】図4において、101は対象物距離であ
り、視覚センサ511が誘導後の視覚センサ位置513
に来たときの視覚センサ511と、第1の碍子504と
の距離であり、すなわち、図3に示す誘導後の視覚セン
サ座標系203の原点(205)と計測点204との距
離である。ここで、対象物距離101の大きさをLとす
る。106は誘導位置・誘導姿勢算出手段であり、誘導
位置算出手段102と誘導姿勢算出手段103とから構
成される。誘導位置算出手段102はマニピュレータ座
標系に関する概略位置208と対象物距離101とを入
力し、誘動位置104、すなわち、誘導後の視覚センサ
座標系203の位置を出力する手段である。また誘導姿
勢算出手段102はマニピュレータ座標系に関する概略
位置208と誘導位置104とを入力し、誘動姿勢10
5、すなわち、誘導後の視覚センサ座標系203の姿勢
を出力する手段である。
【0010】まず最初に、計測点204を中心とし、半
径をLとした球面206を設定する。球面206の方程
式は
【0011】
【数2】
【0012】となる。計測点204を通り、XrYr平
面に平行な平面は
【0013】
【数3】
【0014】となる。球面206と視覚センサ座標系に
関する概略位置207のベクトルとの交点を
【0015】
【数4】
【0016】とすると、視覚センサ座標系に関する概略
位置207のベクトルを含みZrに平行な平面は
【0017】
【数5】
【0018】となる。式(2)、(3)、(5)を連立
して解くと、
【0019】
【数6】
【0020】となる。
【0021】2つある解の内、視覚センサ511側の方
を取ると、これが誘導後の視覚センサ座標系203の位
置、すなわち、誘導位置104となる。これにより、第
1の碍子504と同じ高さで、距離Lの位置に誘導後の
視覚センサ座標系203の位置を決定することができ
る。誘導姿勢算出手段103では、誘導位置104とマ
ニピュレータ座標系に関する概略位置208とを入力
し、誘導姿勢105、すなわち、誘導後の視覚センサ座
標系203の姿勢を出力する。誘導後の視覚センサ座標
系203のXs'Zs'平面とマニピュレータ座標系20
2のXrYr平面とが平行であるとすると、Ys'軸の
単位ベクトルは
【0022】
【数7】
【0023】となる。計測点204と誘導後の視覚セン
サ座標系の原点205とを通るベクトルを正規化し
【0024】
【数8】
【0025】とすると、これがZs'軸の単位ベクトル
となる。Xs'軸は式(7)と(8)との外積演算
【0026】
【数9】
【0027】により求めると、これがXs'軸の単位ベ
クトルとなる。
【0028】式(7)、(8)、(9)の各軸を要素と
した誘導後の視覚センサ座標系203の姿勢が
【0029】
【数10】
【0030】で求められる。これにより、第1の碍子5
04に視覚センサ511の視線方向が向かっている誘導
後の視覚センサ座標系203の姿勢を決定することがで
きる。式(6)、(10)より、誘導後の視覚センサ座
標系203の位置と姿勢T'は
【0031】
【数11】
【0032】となる。以上により、誘導後の視覚センサ
座標系203を、第1の碍子504と同じ高さで、距離
Lの位置に、視覚センサ511の視線が第1の碍子50
4に向かう姿勢で、決定することができる。
【0033】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
方法では、誘導前の視覚センサ座標系201の位置が決
まり、視覚センサ座標系に関する概略位置207が計測
されると、誘導後の視覚センサ座標系203の位置と姿
勢が一意に決まってしまうため、誘導後の視覚センサ座
標系203の位置の近傍に障害物があっても、それを避
けることができず、視覚センサ511を破損してしまう
という問題があった。そこで、本発明は対象物の近傍に
ある障害物を避けて、視覚センサを対象物に誘導する方
法を提供することを目的とする。
【0034】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の請求項1の発明は、マニピュレータ手先に
視覚センサを搭載し、前記マニピュレータを駆動するこ
とで対象物に前記視覚センサを誘導する方法において、
前記対象物の概略位置と、前記対象物と誘導位置との距
離と、オフセットから誘導位置を決定するものである。
また請求項2の発明は、前記概略位置と、前記誘導位置
とから、前記視覚センサの姿勢を決定する少なくとも1
つの軸が、前記概略位置と前記誘導位置とを通るベクト
ルと一致するように誘導姿勢を決定するものである。ま
た請求項3の発明は、マニピュレータ手先に視覚センサ
を搭載し、前記マニピュレータを駆動することで対象物
に前記視覚センサを誘導する方法において、前記対象物
の概略位置と、前記対象物と誘導位置との距離と、オフ
セットから誘導位置及び姿勢を決定するものである。
【0035】
【発明の実施の形態】以下、図に基づいて、本発明の実
施例を説明する。
【0036】図1は本発明の実施例を示す視覚センサの
誘導方法のモデル図であり、図2は同じくブロック図で
ある。図1は、図5に示した装柱501の部分拡大図で
あり、従来技術と共通する構成要素には同一の符号を付
したので説明を省略する。701は従来技術における誘
導後の視覚センサ座標系203の近傍に存在する障害物
である。従来技術の方法で視覚センサ511を誘導する
と、障害物701に衝突するので、これを回避する必要
がある。そこで高さオフセット702または角度オフセ
ット703を与えて、誘導位置の高さあるいは角度を変
更する。図2に示したブロック図は、基本的な構成は図
4に示した従来のブロック図と共通するが、対象物距離
101と概略位置208に加えて、オフセット601を
入力することが異なる。ここで、オフセット601は障
害物701を回避するための修正量であり、前述の高さ
オフセット702または角度オフセット703のいずれ
かを入力するものである。
【0037】まず、高さオフセット702をオフセット
601として、誘導位置算出手段102に入力して、高
さオフセット702だけ上方または下方に誘導する方法
を説明する。計測点204より高さhだけ上にあって、
XrYrに平行な平面は次式で与えられる。
【0038】
【数12】
【0039】式(2)、(3)、(12)を連立して解
くと、
【0040】
【数13】
【0041】となる。また、角度オフセット703をオ
フセット601として、誘導位置算出手段102に入力
して、角度オフセット703だけ上方または下方に誘導
するにはつぎのようにする。計測点204より角度θだ
け上にあって、XrYrに平行な平面は次式で与えられ
【0042】
【数14】
【0043】式(2)、(5)、(14)を連立して解
くと、
【0044】
【数15】
【0045】となる。
【0046】式(13)、(15)において、2つある
解の内、視覚センサ511側の方を取ると、これが誘導
後の視覚センサ座標系203の位置、すなわち、誘導位
置104となる。これにより、障害物701と衝突を回
避して、視覚センサ511を誘導することができる。誘
導姿勢算出手段103では、誘導位置104とマニピュ
レータ座標系に関する概略位置208とを入力し、誘導
姿勢105、すなわち、誘導後の視覚センサ座標系20
3の姿勢を出力する。計測点204と誘導後の視覚セン
サ座標系の原点205とを通るベクトルを正規化したも
のが式(8)であり、これが誘導後の視覚センサ座標系
203のZs'軸の単位ベクトルとなる。Ys'軸がXr
Yr平面と平行であるとすると、Ys'軸の単位ベクト
ルは
【0047】
【数16】
【0048】となる。これと式(8)との内積が0であ
ることを利用し、正規化したものを、
【0049】
【数17】
【0050】とする。これがYs'軸の単位ベクトルと
なる。なお、α、γの正負は所望の方向を取るように決
定すれば良い。Xs'軸は式(16)と(17)との外
積演算により、
【0051】
【数18】
【0052】となる。これがXs'軸の単位ベクトルと
なる。式(8)、(17)、(18)の各軸を要素とし
た誘導後の視覚センサ座標系203の姿勢が
【0053】
【数19】
【0054】で求められる。これにより、第1の碍子5
04に視覚センサ511の視線方向が向かっている誘導
後の視覚センサ座標系203の姿勢を決定することがで
きる。式(13)あるいは(15)と、(19)より、
誘導後の視覚センサ座標系203の位置と姿勢T'は
【0055】
【数20】
【0056】となる。以上により、誘導後の視覚センサ
511の位置を、高さ、あるいは角度によってオフセッ
トすることができる。なお、本発明によるオフセットは
上下方向に限られるものではなく、左右方向も選択でき
ることは言うまでもない。
【0057】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明は、対象
物の概略位置に対して、誘導位置をオフセットすること
ができるので、対象物の近傍に障害物があっても簡単に
それを回避して視覚センサを対象物に誘導することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を示す視覚センサの誘導方法
モデル図である。
【図2】 本発明の実施例を示す視覚センサの誘導方法
ブロック図である。
【図3】 従来の技術に係る視覚センサの誘導方法モデ
ル図である。
【図4】 従来の技術に係る視覚センサの誘導方法ブロ
ック図であ。
【図5】 装柱に対する配電作業で行われる視覚センサ
誘導の概略説明図である。
【符号の説明】
101 対象物距離 102 誘導位置算出手段 103 誘導姿勢算出手段 104 誘導位置 105 誘導姿勢 106 誘導位置・誘導姿勢算出手段 201 誘導前の視覚センサ座標系 202 マニピュレータ座標系 203 誘導後の視覚センサ座標系 204 計測点 205 誘導後の視覚センサ座標系の原点 206 球面 207 視覚センサ座標系に関する概略位置 208 マニピュレータ座標系に関する概略位置 501 装柱 502 電柱 503 アーム 504 第1の碍子 505 第2の碍子 506 第3の碍子 507 マニピュレータ 508 コントローラ 509 ティーチボックス 510 操作者 511 視覚センサ 512 誘導前の視覚センサ位置 513 誘導後の視覚センサ位置 514 誘導前の映像 515 誘導後の映像 601 オフセット 701 障害物 702 高さ位置 703 仰角あるいは俯角

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マニピュレータ手先に視覚センサを搭載
    し、前記マニピュレータを駆動することで対象物に前記
    視覚センサを誘導する方法において、 前記対象物の概略位置と、前記対象物と誘導位置との距
    離と、オフセットから誘導位置を決定することを特徴と
    する視覚センサの誘導方法。
  2. 【請求項2】前記概略位置と、前記誘導位置とから、前
    記視覚センサの姿勢を決定する少なくとも1つの軸が、
    前記概略位置と前記誘導位置とを通るベクトルと一致す
    るように誘導姿勢を決定することを特徴とする請求項1
    記載の視覚センサの誘導方法。
  3. 【請求項3】マニピュレータ手先に視覚センサを搭載
    し、前記マニピュレータを駆動することで対象物に前記
    視覚センサを誘導する方法において、 前記対象物の概略位置と、前記対象物と誘導位置との距
    離と、オフセットから誘導位置及び姿勢を決定すること
    を特徴とする視覚センサの誘導方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015000587A1 (de) 2014-01-24 2015-07-30 Fanuc Corporation Roboterprogrammiervorrichtung zum Erstellen eines Roboterprogramms zum Aufnehmen eines Bilds eines Werkstücks
US9352467B2 (en) 2014-01-24 2016-05-31 Fanuc Corporation Robot programming apparatus for creating robot program for capturing image of workpiece
DE102015000587B4 (de) 2014-01-24 2018-09-27 Fanuc Corporation Roboterprogrammiervorrichtung zum Erstellen eines Roboterprogramms zum Aufnehmen eines Bilds eines Werkstücks

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