JP2011041990A - ロボットの制御装置及びロボットのティーチング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】初期位置で撮像される画像フレームの中心周りで注視領域を設定し、初期位置の座標を移動元座標とする。入力された移動方向に対し、注視領域が撮像フレームに収まるようカメラを上記移動方向にTB(ベクトル)だけ微小移動させ、移動元座標,移動先座標(移動後の座標)からカメラの移動距離TC(ベクトル)を計算し、移動先座標,移動元座標で夫々捉えた画像から注視領域の移動距離を求めてカメラ間視差とし、カメラの焦点距離,移動距離,視差から三角測量法で移動元座標から注視点Pcまでの撮像距離を求め、入力された移動方向と撮像距離とから移動先座標を始点,撮像距離を半径としてカメラが注視点方向を常に向いた状態での目標円弧軌道を計算し、カメラを前記軌道に沿って移動させるようロボットに指令を出力する。
【選択図】図1
Description
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボットをティーチングする際に並行して、撮像対象物までの距離計測を行うことができるロボットの制御装置及びロボットのティーチング方法を提供することにある。
また、注視領域のサイズを、ユーザが設定変更可能とする。すなわち、カメラ21が撮像する対象の状況によっては、所定領域の当初のサイズが注視点を含む画像の特徴量を適切に抽出するには不適切である場合がある。したがって、撮像対象に応じて所定領域のサイズを適切に設定することができる。
尚、特許請求の範囲における「制御装置」は、上記実施例では制御装置11及びパソコン23に対応する。
注視領域の初期サイズは、N=(画像幅)/4,M=(画像高さ)/4に限ることなく、適宜変更して良い。また、注視領域のサイズは、予め固定的に設定されていても良い。
移動先座標における画像内について、移動元座標における注視領域の部分画像との画像特徴量の類似度を計算する場合は、正規化相互相関法に限ることなく、その他の手法を用いても良い。
パッドコントローラ13を制御装置11に接続して、操作信号を制御装置11に直接送信すると共に、ケーブル24を通じてパソコン23にも操作信号を送信する形を取っても良い。
また、制御装置11にパソコン23の機能を統合し、制御装置11にパッドコントローラ13,カメラ21の画像データが接続及び送信され、制御装置11を中心にして当該システムが構成されていても良い。
また、カメラ21の画像データを制御装置11に送信し、制御装置11を経由し、ケーブル24を通じてパソコン23に送信しても良い。
入力手段は、パッドコントローラ13に限ることなく、例えばジョイスティックコントローラや、ティーチングペンダントなどを用いても良い。
Claims (4)
- アームの手先に配置されるカメラにより撮像対象物を撮像するロボットについて、前記カメラから前記撮像対象物までの距離である撮像距離を維持した状態で、前記カメラによる撮像位置を変化させる撮像距離維持・撮像位置変更ティーチングを実行する制御装置において、
前記カメラをカメラ光軸と直交する方向に移動させるため、ユーザが移動方向の入力及び移動量の入力を行うための入力手段と、
前記カメラの初期位置で撮像されている画像のフレーム中心周りの所定領域を注視領域として設定すると共に、前記初期位置の座標を移動元座標として設定する移動元座標設定手段と、
前記ティーチングを行うことが決定されている場合に、前記入力された移動方向に対し、前記注視領域が撮像フレームに収まる範囲内となるように、前記カメラを、前記初期位置における姿勢は維持したまま、前記入力された移動方向に微小移動させ、移動後の位置座標を移動先座標として設定する移動先座標設定手段と、
前記移動元座標と前記移動先座標とから前記カメラの移動距離を計算するカメラ移動距離計算手段と、
前記移動先座標における画像内において、前記移動元座標における画像上の注視領域からなる部分画像との画像特徴量の類似度を計算し、前記類似度が一定以上で且つ最大となる画像領域を特定し、当該特定された画像領域が示す座標と前記移動元座標における注視領域が示す座標から、注視領域の移動距離をカメラ間視差として計算するカメラ間視差計算手段と、
予め保持している前記カメラの像面距離と、前記カメラ移動距離と、前記カメラ間視差とから、三角測量法により前記カメラの移動元座標から前記撮像対象物までの撮像距離を求める撮像距離計算手段と、
前記入力された移動方向と、前記撮像距離とから、前記移動先座標を始点とし、前記撮像距離を半径としてカメラが注視点方向を常に向いた状態での目標円弧軌道を計算し、前記カメラを前記目標円弧軌道に沿って前記入力された移動量分だけ移動させるよう、前記ロボットに指令を出力する移動指令出力手段とを備えることを特徴とするロボットの制御装置。 - 前記注視領域のサイズを設定変更するための領域サイズ設定手段を備えたことを特徴とする請求項1記載のロボットの制御装置。
- アームの手先に配置されるカメラにより撮像対象物を撮像するロボットについて、前記カメラから前記撮像対象物までの距離である撮像距離を維持した状態で、前記カメラによる撮像位置を変化させる撮像距離維持・撮像位置変更をティーチングする方法において、
前記カメラをカメラ光軸と直交する方向に移動させるため、ユーザによって移動方向及び移動量が入力されると、
前記カメラの初期位置で撮像されている画像のフレーム中心周りの所定領域を注視領域として設定すると共に、前記初期位置の座標を移動元座標として設定し、
前記ティーチングを行うことが決定されている場合に、前記入力された移動方向に対し、前記注視領域が撮像フレームに収まる範囲内となるように、前記カメラを、前記初期位置における姿勢は維持したまま、前記入力された移動方向に微小移動させ、移動後の位置座標を移動先座標として設定し、
前記移動元座標と前記移動先座標とから前記カメラの移動距離を計算し、
前記移動先座標における画像内において、前記移動元座標における画像上の注視領域からなる部分画像との画像特徴量の類似度を計算し、前記類似度が一定以上で且つ最大となる画像領域を特定し、当該特定された画像領域が示す座標と前記移動元座標における注視領域が示す座標から、注視領域の移動距離をカメラ間視差として計算し、
予め保持している前記カメラの像面距離と、前記カメラ移動距離と、前記カメラ間視差とから、三角測量法により前記カメラの移動元座標から前記撮像対象物までの撮像距離を求め、
前記入力された移動方向と、前記撮像距離とから、前記移動先座標を始点とし、前記撮像距離を半径としてカメラが注視点方向を常に向いた状態での目標円弧軌道を計算し、前記カメラを前記目標円弧軌道に沿って前記入力された移動量分だけ移動させるよう、前記ロボットに指令を出力することを特徴とするロボットのティーチング方法。 - 前記注視領域のサイズが変更可能であることを特徴とする請求項3記載のロボットのティーチング方法。
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