JP2011201007A - 視覚センサを備えたロボットシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボットシステム(10)は、視覚センサ(13)に対するワークの位置情報を算出する処理部(32)と、ロボット制御部(31)および処理部が現在時刻を参照する時計(35)と、所定周期の第一の時刻と、第一の時刻におけるアーム先端部の位置情報とを組にして順次記憶する第一記憶部(33)と、視覚センサがワークを計測する第二の時刻を記憶する第二記憶部(34)と、第一の時刻のうち、第二の時刻よりも前および後の少なくとも二つの第一の時刻と、該第一の時刻のそれぞれに対応するアーム先端部の位置情報とに基づいて、視覚センサがワークを計測したときのアーム先端部の位置情報を算出するアーム先端部位置算出部(41)と、アーム先端部およびワークの位置情報とに基づいて、アーム先端部に対する把持されたワークの位置情報を算出するワーク位置算出部(42)とを含む。
【選択図】図3
Description
2番目の発明によれば、1番目の発明において、前記視覚センサは、前記ロボットの前記アーム先端部が移動しているときに前記ワークを計測する。
3番目の発明によれば、1番目または2番目の発明において、さらに、前記ワーク位置算出部により算出された、前記ロボットの前記アーム先端部に対する前記把持されたワークの位置情報、または前記ロボットから離れた位置に置かれたワークの前記ロボットに対する位置情報に基づいて、前記ロボットの動作を補正する補正部を具備する。
4番目の発明によれば、1番目の発明において、前記ワークまたは前記視覚センサのうちの一方が、前記ロボットのアーム先端部に把持されるかまたは固定されつつ前記ロボットのアームの動作によって移動可能であり、前記視覚センサは、前記ロボットの前記アーム先端部が移動しているときに該アーム先端部が互いに異なる位置にいる時点で前記ワークを複数回撮像してステレオ計測を行い、前記ワーク位置算出部は、前記視覚センサの前記ステレオ計測の結果に基づいて、前記アーム先端部に対する前記把持されたワークの三次元位置または前記ロボットから離れた位置に置かれたワークの前記ロボットに対する三次元位置を算出する。
5番目の発明によれば、1番目の発明において、さらに、前記視覚センサに取付けられたレーザスリット投光器を具備し、前記視覚センサは、前記ロボットの前記アーム先端部が移動しているときにレーザが投光されている前記ワークの一部分の三次元位置を異なる位置で複数回撮像することにより距離画像を取得し、前記ワーク位置算出部は、前記距離画像に基づいてワークの三次元形状または/および三次元位置を算出する。
すなわち3番目の発明においては、視覚センサによって認識したワークの位置に応じてロボットをより適切な目的位置に動作させられる。
すなわち4番目の発明においては、ステレオ計測により、ロボットに把持されたワークの該ロボットのアーム先端部に対する三次元位置またはロボットから離れた位置に置かれたワークの該ロボットに対する三次元位置をより正確に求めることができる。
すなわち5番目の発明においては、距離画像を用いてワークの三次元形状または/および三次元位置をより正確に求めることができる。
図1は本発明の第一の実施形態におけるロボットシステムの全体構成を示す図である。図1に示されるロボットシステム10は、ロボット11と、このロボット11を制御するロボット制御装置12とを主に含んでいる。ロボット11のアーム先端部にはハンド14が搭載されており、このハンド14は、テーブル16上のワーク15を把持する。なお、テーブル16上に載置されたワーク15は位置決めされておらず、ワーク15の位置は不定である。
次いで、ステップS6において、画像処理部32はステップS5で撮像した画像に対して所定の画像処理を行い、画像に映っているワーク15を検出し、その検出データを求め、さらに求めた検出データと予め求めてあるキャリブレーションデータとに基づいて仮のワークの位置情報を求める。
次いで、ステップS8において、ロボット制御部31は、撮像時刻が画像撮像時刻用記憶部34に記憶されているかを確認する。撮像時刻が記憶されている場合にはステップS9に進む。未だ記憶されていない場合には、一定時間待機した後にステップS7に戻り、撮像時刻が記憶されるまでこの確認処理を繰返す。
11 ロボット
12、12a ロボット制御装置
12b 画像処理装置
13 カメラ(視覚センサ)
14 ハンド
15 ワーク
16、17 テーブル
18 腕木
19 レーザスリット投光器
31 ロボット制御部
32 画像処理部(視覚センサ情報処理部)
33 ロボット位置および時刻用記憶部(ロボット位置時刻用記憶部)
34 画像撮像時刻用記憶部
35、35a、35b 時計
36 通信インターフェース
41 アーム先端部位置算出部
42 ワーク位置算出部
43 補正部
Claims (5)
- ロボットと、該ロボットを制御するロボット制御部と、ワークを視覚的に計測する視覚センサと、前記ワークまたは前記視覚センサのうちの一方が前記ロボットのアーム先端部に把持されるかまたは固定されつつ、前記ロボットのアームの動作によって移動可能であると共に、前記ワークまたは前記視覚センサのうちの他方が前記ロボットから離れた位置に置かれている、ロボットシステムにおいて、
前記視覚センサを制御すると共に、該視覚センサにより計測された前記ワークの情報に基づいて、前記視覚センサに対する前記ワークの位置情報を算出する視覚センサ情報処理部と、
前記ロボット制御部および前記視覚センサ情報処理部が現在時刻を参照する時計と、
一定周期または不定周期の第一の時刻と、該第一の時刻における前記アーム先端部の位置情報とを組にして順次記憶するロボット位置時刻用記憶部と、
前記視覚センサが前記ワークを計測する第二の時刻を記憶する画像撮像時刻用記憶部と、
前記ロボット位置時刻用記憶部に記憶された第一の時刻のうち、前記画像撮像時刻用記憶部に記憶された前記第二の時刻よりも前および後のそれぞれにおける少なくとも二つの第一の時刻と、これら第一の時刻のそれぞれに対応する前記アーム先端部の位置情報とに基づいて、前記視覚センサが前記ワークを計測したときの前記アーム先端部の位置情報を算出するアーム先端部位置算出部と、
該アーム先端部位置算出部により算出された前記アーム先端部の位置情報と前記視覚センサ情報処理部により算出された前記ワークの位置情報とに基づいて、前記アーム先端部に対する前記把持されたワークの位置情報、または前記ロボットから離れた位置に置かれたワークの前記ロボットに対する位置情報を算出するワーク位置算出部と、を具備するロボットシステム。 - 前記視覚センサは、前記ロボットの前記アーム先端部が移動しているときに前記ワークを計測する、請求項1に記載のロボットシステム。
- さらに、前記ワーク位置算出部により算出された、前記ロボットの前記アーム先端部に対する前記把持されたワークの位置情報、または前記ロボットから離れた位置に置かれたワークの前記ロボットに対する位置情報に基づいて、前記ロボットの動作を補正する補正部を具備する請求項1または2に記載のロボットシステム。
- 前記ワークまたは前記視覚センサのうちの一方が、前記ロボットのアーム先端部に把持されるかまたは固定されつつ前記ロボットのアームの動作によって移動可能であり、
前記視覚センサは、前記ロボットの前記アーム先端部が移動しているときに該アーム先端部が互いに異なる位置にいる時点で前記ワークを複数回撮像してステレオ計測を行い、
前記ワーク位置算出部は、前記視覚センサの前記ステレオ計測の結果に基づいて、前記アーム先端部に対する前記把持されたワークの三次元位置または前記ロボットから離れた位置に置かれたワークの前記ロボットに対する三次元位置を算出するようにした、請求項1に記載のロボットシステム。 - さらに、前記視覚センサに取付けられたレーザスリット投光器を具備し、
前記視覚センサは、前記ロボットの前記アーム先端部が移動しているときにレーザが投光されている前記ワークの一部分の三次元位置を異なる位置で複数回撮像することにより距離画像を取得し、
前記ワーク位置算出部は、前記距離画像に基づいてワークの三次元形状または/および三次元位置を算出するようにした、請求項1に記載のロボットシステム。
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