JP2007241857A - ロボットシミュレーションのための装置、プログラム、記録媒体及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボットシミュレーション装置10は、センサモデル16M、ロボットモデル18M及びばら積み状態の複数のワークモデル20Mを仮想作業環境22に配置する作業環境モデル設定部24と、センサモデル及びロボットモデルにワーク検出動作及びビンピッキング動作を模擬的に遂行させる動作シミュレート部26とを備える。動作シミュレート部は、センサモデルにワークモデルを撮像させてその仮想画像MIを生成するワークモデル画像生成部28と、仮想画像から取出対象ワークモデルを特定してその仮想位置MPを検出するワークモデル位置検出部30と、仮想位置に基づきロボットモデルに取出対象ワークモデルをピッキングさせるロボットモデル動作制御部32とを備える。
【選択図】図1
Description
図面を参照すると、図1は、本発明に係るロボットシミュレーション装置10の基本構成を示す機能ブロック図、図2は、ロボットシミュレーション装置10を取り入れたロボットシステム12の概要を例示する図、図3は、ロボットシミュレーション装置10に付設可能な表示部14の表示画面の一例を示す図である。ロボットシミュレーション装置10は、視覚センサ16を有するロボット18の動作をオフラインで模擬的に遂行するものであって、例えばパーソナルコンピュータ(PC)等のコンピュータに所要のソフトウェアをインストールすることにより構成できる。なお、ロボットシミュレーション装置10は、それ自体、オフライン教示(又はオフラインプログラミング)装置と見なすこともできる。
前提として、ロボットシミュレーション装置50は、パーソナルコンピュータ(PC)に所要のソフトウェアをインストールしたものであって、図4に示す作業環境モデル設定部24及び動作シミュレート部26は、PCのCPU(中央処理装置)が構成するものとする。そして、作業環境モデル設定部24が設定する仮想作業環境22(図3)においては、ロボットモデル18Mのアーム先端に装着されたセンサモデル16Mの、撮像装置の視点及び視線方向とレーザ投光器の出射点及び照射方向とが定義され、また、ロボットモデル18Mの近傍に、複数のワークモデル20Mをばら積み状態で収納した収納容器モデル36Mが配置される。
すなわち、本発明は、視覚センサ16を有するロボット18の動作をオフラインで模擬的に遂行するために、コンピュータ10を、a)視覚センサ16、ロボット18及びワーク20をそれぞれにモデル化したセンサモデル16M、ロボットモデル18M及びワークモデル20Mを、複数のワークモデル20Mが無作為に積み重ねられた状態で、仮想作業環境22に配置する作業環境モデル設定部24、並びにb)仮想作業環境22に配置したセンサモデル16M及びロボットモデル18Mに、仮想作業環境22に配置した複数のワークモデル20Mに対するワーク検出動作及びビンピッキング動作を、模擬的に遂行させる動作シミュレート部26であって、センサモデル16Mに複数のワークモデル20Mを模擬的に撮像させて、撮像した複数のワークモデル20Mの仮想画像MIを生成するワークモデル画像生成部28と、ワークモデル画像生成部28が生成した複数のワークモデル20Mの仮想画像MIから、取出対象ワークモデル20Mnを特定して、取出対象ワークモデル20Mnの仮想位置MPを検出するワークモデル位置検出部30と、ワークモデル位置検出部30が検出した取出対象ワークモデル20Mnの仮想位置MPに基づき、ロボットモデル18Mに、取出対象ワークモデル20Mnに対するビンピッキング動作を模擬的に遂行させるロボットモデル動作制御部32とを備える動作シミュレート部26、として機能させるためのロボットシミュレーションプログラムである。
12 ロボットシステム
14 表示部
16 視覚センサ
16M センサモデル
18 ロボット
18M ロボットモデル
20 ワーク
20n 取出対象ワーク
20M ワークモデル
20Mn 取出対象ワークモデル
22 仮想作業環境
24 作業環境モデル設定部
26 動作シミュレート部
28 ワークモデル画像生成部
30 ワークモデル位置検出部
32 ロボットモデル動作制御部
46 ロボット動作プログラム
52 サイクルタイム算出部
54 3次元データ
56 成功率指定部
Claims (12)
- 視覚センサを有するロボットの動作をオフラインで模擬的に遂行するロボットシミュレーション装置において、
視覚センサ、ロボット及びワークをそれぞれにモデル化したセンサモデル、ロボットモデル及びワークモデルを、複数の該ワークモデルが無作為に積み重ねられた状態で、仮想作業環境に配置する作業環境モデル設定部と、
前記仮想作業環境に配置した前記センサモデル及び前記ロボットモデルに、該仮想作業環境に配置した前記複数のワークモデルに対するワーク検出動作及びビンピッキング動作を、模擬的に遂行させる動作シミュレート部とを具備し、
前記動作シミュレート部は、
前記センサモデルに前記複数のワークモデルを模擬的に撮像させて、撮像した該複数のワークモデルの仮想画像を生成するワークモデル画像生成部と、
前記ワークモデル画像生成部が生成した前記複数のワークモデルの前記仮想画像から、取出対象ワークモデルを特定して、該取出対象ワークモデルの仮想位置を検出するワークモデル位置検出部と、
前記ワークモデル位置検出部が検出した前記取出対象ワークモデルの前記仮想位置に基づき、前記ロボットモデルに、該取出対象ワークモデルに対する前記ビンピッキング動作を模擬的に遂行させるロボットモデル動作制御部とを具備すること、
を特徴とするロボットシミュレーション装置。 - 前記動作シミュレート部が前記センサモデル及び前記ロボットモデルに模擬的に遂行させる前記ワーク検出動作及び前記ビンピッキング動作の、サイクルタイムを算出するサイクルタイム算出部をさらに具備する、請求項1に記載のロボットシミュレーション装置。
- 前記動作シミュレート部が前記センサモデル及び前記ロボットモデルに模擬的に遂行させる前記ワーク検出動作及び前記ビンピッキング動作の、それぞれの成功率を指定する成功率指定部をさらに具備し、前記サイクルタイム算出部は、該成功率指定部で指定した該ワーク検出動作及び該ビンピッキング動作のそれぞれの該成功率を考慮して、前記サイクルタイムを算出する、請求項2に記載のロボットシミュレーション装置。
- 前記ワークモデル位置検出部及び前記ロボットモデル動作制御部は、前記成功率指定部で指定した前記ワーク検出動作及び前記ビンピッキング動作のそれぞれの前記成功率に基づき、該ワーク検出動作及び該ビンピッキング動作を再試行し、前記サイクルタイム算出部は、該ワーク検出動作及び該ビンピッキング動作の該再試行に要する時間を加算して、前記サイクルタイムを算出する、請求項3に記載のロボットシミュレーション装置。
- 前記成功率指定部は、前記ワーク検出動作及び前記ビンピッキング動作のそれぞれの前記成功率を所望範囲で指定し、前記サイクルタイム算出部は、該成功率指定部で指定した該所望範囲の該成功率に対応して、前記サイクルタイムを所与の範囲で算出する、請求項3又は4に記載のロボットシミュレーション装置。
- 前記動作シミュレート部は、予め定めたロボット動作プログラムに従い、前記センサモデル及び前記ロボットモデルに前記ワーク検出動作及び前記ビンピッキング動作をそれぞれ模擬的に遂行させる、請求項1〜5のいずれか1項に記載のロボットシミュレーション装置。
- 前記ロボットモデル動作制御部は、前記ワークモデル位置検出部が検出した前記取出対象ワークモデルの前記仮想位置に対応して、前記ロボット動作プログラムを補正するとともに、補正した該ロボット動作プログラムに従い、前記ロボットモデルに前記ビンピッキング動作を模擬的に遂行させる、請求項6に記載のロボットシミュレーション装置。
- 前記ワークモデル画像生成部は、前記ワークモデルの3次元データに基づき、前記センサモデルが撮像した前記複数のワークモデルの2次元の前記仮想画像を生成する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のロボットシミュレーション装置。
- 前記ワークモデル位置検出部は、前記ワークモデル画像生成部が生成した前記2次元の仮想画像から特定した前記取出対象ワークモデルに対し、3次元計測を模擬的に遂行する、請求項8に記載のロボットシミュレーション装置。
- 視覚センサを有するロボットの動作をオフラインで模擬的に遂行するために、コンピュータを、
a)視覚センサ、ロボット及びワークをそれぞれにモデル化したセンサモデル、ロボットモデル及びワークモデルを、複数の該ワークモデルが無作為に積み重ねられた状態で、仮想作業環境に配置する作業環境モデル設定部、並びに
b)前記仮想作業環境に配置した前記センサモデル及び前記ロボットモデルに、該仮想作業環境に配置した前記複数のワークモデルに対するワーク検出動作及びビンピッキング動作を、模擬的に遂行させる動作シミュレート部であって、
前記センサモデルに前記複数のワークモデルを模擬的に撮像させて、撮像した該複数のワークモデルの仮想画像を生成するワークモデル画像生成部と、
前記ワークモデル画像生成部が生成した前記複数のワークモデルの前記仮想画像から、取出対象ワークモデルを特定して、該取出対象ワークモデルの仮想位置を検出するワークモデル位置検出部と、
前記ワークモデル位置検出部が検出した前記取出対象ワークモデルの前記仮想位置に基づき、前記ロボットモデルに、該取出対象ワークモデルに対する前記ビンピッキング動作を模擬的に遂行させるロボットモデル動作制御部とを具備する動作シミュレート部、
として機能させるためのロボットシミュレーションプログラム。 - 視覚センサを有するロボットの動作をオフラインで模擬的に遂行するために、コンピュータを、
a)視覚センサ、ロボット及びワークをそれぞれにモデル化したセンサモデル、ロボットモデル及びワークモデルを、複数の該ワークモデルが無作為に積み重ねられた状態で、仮想作業環境に配置する作業環境モデル設定部、並びに
b)前記仮想作業環境に配置した前記センサモデル及び前記ロボットモデルに、該仮想作業環境に配置した前記複数のワークモデルに対するワーク検出動作及びビンピッキング動作を、模擬的に遂行させる動作シミュレート部であって、
前記センサモデルに前記複数のワークモデルを模擬的に撮像させて、撮像した該複数のワークモデルの仮想画像を生成するワークモデル画像生成部と、
前記ワークモデル画像生成部が生成した前記複数のワークモデルの前記仮想画像から、取出対象ワークモデルを特定して、該取出対象ワークモデルの仮想位置を検出するワークモデル位置検出部と、
前記ワークモデル位置検出部が検出した前記取出対象ワークモデルの前記仮想位置に基づき、前記ロボットモデルに、該取出対象ワークモデルに対する前記ビンピッキング動作を模擬的に遂行させるロボットモデル動作制御部とを具備する動作シミュレート部、
として機能させるためのロボットシミュレーションプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 視覚センサを有するロボットの動作を、コンピュータを用いてオフラインで模擬的に遂行するためのロボットシミュレーション方法において、
コンピュータの作業環境モデル設定部が、視覚センサ、ロボット及びワークをそれぞれにモデル化したセンサモデル、ロボットモデル及びワークモデルを、複数の該ワークモデルが無作為に積み重ねられた状態で、仮想作業環境に配置する作業環境モデル設定ステップと、
コンピュータの動作シミュレート部が、前記仮想作業環境に配置した前記センサモデル及び前記ロボットモデルに、該仮想作業環境に配置した前記複数のワークモデルに対するワーク検出動作及びビンピッキング動作を、模擬的に遂行させる動作シミュレートステップとを具備し、
前記動作シミュレートステップは、
前記センサモデルに前記複数のワークモデルを模擬的に撮像させて、撮像した該複数のワークモデルの仮想画像を生成するステップと、
生成した前記複数のワークモデルの前記仮想画像から、取出対象ワークモデルを特定して、該取出対象ワークモデルの仮想位置を検出するステップと、
検出した前記取出対象ワークモデルの前記仮想位置に基づき、前記ロボットモデルに、該取出対象ワークモデルに対する前記ビンピッキング動作を模擬的に遂行させるステップとを具備すること、
を特徴とするロボットシミュレーション方法。
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