JP2012061558A - Robot monitoring system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a failure of an image recording unit even in a robot monitoring system including only one image recording unit.SOLUTION: The robot monitoring system includes: a robot 10 including an arm 11; a robot controller 20 for calculating first coordinates being the coordinates of the arm 11 and controlling the operation of the arm 11; and a camera device 30 for imaging the robot 10 and its peripheral region to record images thereof. The camera device 30 calculates second coordinates being the coordinates of the arm 11 based on the recorded images, and determines that either of the robot controller 20 and the camera device 30 fails based on the comparison between the first coordinates and the second coordinates.

Description

本発明は、ロボット及びその周辺領域を監視するシステムに関する。   The present invention relates to a system for monitoring a robot and its surrounding area.

従来、ロボットを保護する監視システムにおいて、共通の視界領域を有する第1及び第2の画像記録ユニットを備え、視界領域内の仮想の保護区域に異物が侵入したときに、警報信号を発するものがある(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a monitoring system for protecting a robot includes a first image recording unit and a second image recording unit having a common viewing area, and issues a warning signal when a foreign object enters a virtual protected area in the viewing area. Yes (see, for example, Patent Document 1).

特表2010−510595号公報Japanese translation of PCT publication 2010-510595

ところで、一般に、画像記録ユニットで記録される画像に乱れが生じた場合、画像記録ユニットが故障したのか、又は画像に記録される対象が実際に変化したのか、それらを判定することは困難である。   By the way, generally, when the image recorded by the image recording unit is disturbed, it is difficult to determine whether the image recording unit has failed or whether the object to be recorded in the image has actually changed. .

特許文献1では、2つの画像記録ユニットを互いに対して単に冗長に作動させることを開示している。そうした構成であれば、2つの画像記録ユニットで記録される画像が互いに異なる場合に、いずれかの画像記録ユニットが故障していると判定することが可能となる。   Patent Document 1 discloses that two image recording units are simply operated redundantly with respect to each other. With such a configuration, when the images recorded by the two image recording units are different from each other, it is possible to determine that one of the image recording units has failed.

しかしながら、そうした構成では、2つの画像記録ユニットが必要となるため、ロボット監視システムのコストが上昇することが避けられない。   However, in such a configuration, since two image recording units are required, it is inevitable that the cost of the robot monitoring system increases.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、1つの画像記録ユニットのみを備えるロボット監視システムであっても、画像記録ユニットの故障を検出することを可能とすることである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and its main purpose is to enable detection of a failure of an image recording unit even in a robot monitoring system including only one image recording unit. It is.

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。   The present invention employs the following means in order to solve the above problems.

第1の発明は、アームを有するロボットと、前記アームの座標である第1座標を算出するとともに、前記アームの動作を制御するロボットコントローラと、前記ロボット及びその周辺領域を撮像して画像を記録する画像記録ユニットと、前記画像記録ユニットにより記録される画像に基づいて、前記アームの座標である第2座標を算出する算出手段と、前記第1座標と前記第2座標との比較に基づいて、前記ロボットコントローラ及び前記画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。   1st invention calculates the 1st coordinate which is the robot which has an arm, the coordinate of the said arm, and controls the operation | movement of the said arm, and images the said robot and its peripheral region, and records an image Based on the comparison between the first coordinate and the second coordinate, and an image recording unit that calculates the second coordinate that is the coordinate of the arm based on the image recorded by the image recording unit. Determining means for determining that either one of the robot controller or the image recording unit is out of order.

上記構成によれば、ロボットはアームを有しており、ロボットコントローラにより、アームの座標である第1座標が算出されるとともに、アームの動作が制御される。また、画像記録ユニットによって、ロボット及びその周辺領域が撮像され、その画像が記録される。そして、算出手段によって、画像記録ユニットにより記録される画像に基づいて、アームの座標である第2座標が算出される。すなわち、異なる方法によって、共通のアームの座標がそれぞれ算出される。なお、ロボットコントローラは、アームの動作を制御する上でアームの座標を把握しているため、この座標を利用することにより、2つ目の画像記録ユニットの代わりを果たすことができる。   According to the above configuration, the robot has the arm, and the robot controller calculates the first coordinate which is the coordinate of the arm and controls the operation of the arm. Further, the image recording unit images the robot and its surrounding area and records the image. Then, based on the image recorded by the image recording unit, the second coordinate which is the coordinate of the arm is calculated by the calculating means. That is, the common arm coordinates are calculated by different methods. Note that the robot controller grasps the coordinates of the arm in controlling the operation of the arm, and therefore can use this coordinate as a substitute for the second image recording unit.

さらに、第1座標と第2座標との比較に基づいて、ロボットコントローラ及び画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定される。例えば、第1座標と第2座標とが大きく異なる場合には、ロボットコントローラ及び画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定することができる。そして、ロボットコントローラが故障しているか否かは、別の方法により比較的容易に判定することができる。したがって、1つの画像記録ユニットのみを備えるロボット監視システムであっても、画像記録ユニットの故障を検出することが可能となる。   Furthermore, based on the comparison between the first coordinate and the second coordinate, it is determined that one of the robot controller and the image recording unit is out of order. For example, when the first coordinate and the second coordinate are significantly different, it can be determined that either the robot controller or the image recording unit is out of order. Then, whether or not the robot controller is out of order can be determined relatively easily by another method. Therefore, even in a robot monitoring system including only one image recording unit, a failure of the image recording unit can be detected.

第2の発明では、第1の発明において、前記ロボットコントローラは、第1周期により繰り返し前記第1座標を算出するとともに、過去の前記第1座標を記憶し、前記画像記録ユニットは、第2周期により繰り返し前記ロボット及びその周辺領域を撮像して画像を記録し、前記判定手段は、過去の前記第1座標のうち前記画像記録ユニットにより撮像された時刻に対応する前記第1座標と、その撮像によって記録された前記画像に基づき前記算出手段により算出された前記第2座標との比較に基づいて、前記ロボットコントローラ及び前記画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定する。   In a second invention, in the first invention, the robot controller repeatedly calculates the first coordinates in a first period, stores the first coordinates in the past, and the image recording unit performs a second period. The robot repeatedly captures the robot and its surrounding area, records the image, and the determination means includes the first coordinate corresponding to the time captured by the image recording unit among the first coordinates in the past, and the imaging It is determined that one of the robot controller and the image recording unit is out of order based on the comparison with the second coordinates calculated by the calculating means based on the image recorded by the above.

上記構成によれば、ロボットコントローラによって、第1周期により繰り返し第1座標が算出されるとともに、過去の第1座標が記憶される。また、画像記録ユニットによって、第2周期により繰り返しロボット及びその周辺領域が撮像され、その画像が記録される。そして、算出手段によって、その記録される画像に基づいて、第2座標が算出される。   According to the above configuration, the robot controller repeatedly calculates the first coordinates in the first period, and stores the past first coordinates. Further, the image recording unit repeatedly captures the robot and its surrounding area in the second period, and records the image. Then, the second coordinate is calculated by the calculation means based on the recorded image.

ここで、画像記録ユニットによる撮像から算出手段による第2座標の算出までに、画像処理等を行うための時間が必要となる。このため、第2座標が算出された時に、その時に算出された第1座標と比較を行うと、異なる時刻のアームに対して算出された座標を比較するおそれがある。   Here, it takes time to perform image processing and the like from imaging by the image recording unit to calculation of the second coordinates by the calculation means. For this reason, when the second coordinate is calculated and compared with the first coordinate calculated at that time, there is a risk of comparing the calculated coordinates with respect to the arms at different times.

この点、上記構成によれば、判定手段による判定において、過去の第1座標のうち画像記録ユニットにより撮像された時刻に対応する第1座標と、その撮像によって記録された画像に基づき算出手段により算出された第2座標とが比較される。したがって、アームに対する時刻が対応している第1座標と第2座標とを比較することができ、故障判定の精度を向上させることができる。   In this regard, according to the above configuration, in the determination by the determination means, the calculation means based on the first coordinates corresponding to the time taken by the image recording unit among the past first coordinates and the image recorded by the image pickup. The calculated second coordinate is compared. Therefore, the first coordinate and the second coordinate corresponding to the time with respect to the arm can be compared, and the accuracy of failure determination can be improved.

第3の発明では、第2の発明において、前記判定手段は、前記画像記録ユニットにより撮像された時刻から、前記算出手段により前記第2座標が算出された時刻までに、前記ロボットコントローラにより算出された前記第1座標と、その撮像によって記録された前記画像に基づき前記算出手段により算出された前記第2座標との比較に基づいて、前記ロボットコントローラ及び前記画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定する。   In a third aspect based on the second aspect, the determination means is calculated by the robot controller from the time when the image is recorded by the image recording unit to the time when the second coordinates are calculated by the calculation means. On the basis of a comparison between the first coordinates and the second coordinates calculated by the calculation means based on the image recorded by the imaging, either the robot controller or the image recording unit fails. It is determined that

画像記録ユニットにより撮像された時刻よりも前に、ロボットコントローラにより算出された第1座標は、その撮像によって記録された画像に基づき算出手段により算出された第2座標とは対応しない。一方、画像記録ユニットによる撮像から算出手段による第2座標の算出までに必要な時間は必ずしも一定ではなく、その時間を予測することは容易ではない。   The first coordinates calculated by the robot controller before the time when the image is recorded by the image recording unit do not correspond to the second coordinates calculated by the calculating means based on the image recorded by the imaging. On the other hand, the time required from the imaging by the image recording unit to the calculation of the second coordinates by the calculating means is not always constant, and it is not easy to predict the time.

この点、上記構成によれば、画像記録ユニットにより撮像された時刻から、算出手段により第2座標が算出された時刻までに、ロボットコントローラにより算出された第1座標が選択される。また、その画像記録ユニットの撮像により記録された画像に基づいて、算出手段により算出された第2座標が選択される。そして、このように選択された第1座標と第2座標とが比較される。このため、第2座標と比較する第1座標の対象を必要十分とすることができ、故障判定の精度を向上させつつ演算負荷を軽減することができる。   In this regard, according to the above configuration, the first coordinate calculated by the robot controller is selected from the time when the image is recorded by the image recording unit to the time when the second coordinate is calculated by the calculating means. In addition, the second coordinates calculated by the calculation means are selected based on the image recorded by the image recording unit. Then, the first coordinate and the second coordinate selected in this way are compared. For this reason, the target of the first coordinate to be compared with the second coordinate can be made necessary and sufficient, and the calculation load can be reduced while improving the accuracy of failure determination.

第4の発明では、第2又は第3の発明において、前記判定手段は、前記画像記録ユニットにより撮像された時刻から、前記算出手段により前記第2座標が算出された時刻までに、前記ロボットコントローラにより算出された前記第1座標のいずれか1つと、その撮像によって記録された前記画像に基づき前記算出手段により算出された前記第2座標との差が、判定値よりも小さい場合に、前記ロボットコントローラ及び前記画像記録ユニットが正常であると判定する。   According to a fourth aspect, in the second or third aspect, the determination unit includes the robot controller from the time when the image is recorded by the image recording unit to the time when the second coordinate is calculated by the calculation unit. When the difference between any one of the first coordinates calculated by the calculation and the second coordinates calculated by the calculation unit based on the image recorded by the imaging is smaller than a determination value, the robot It is determined that the controller and the image recording unit are normal.

上記構成によれば、第2座標と比較する対象として必要十分な第1座標に対して、そのうちのいずれか1つと第2座標との差が判定値よりも小さい場合に、前記ロボットコントローラ及び前記画像記録ユニットが正常であると判定される。その結果、第3の発明と同様に演算負荷を軽減しつつ、ロボットコントローラ及び画像記録ユニットが正常であることを適切に判定することができる。   According to the above configuration, when the difference between any one of the first coordinates necessary and sufficient for comparison with the second coordinates and the second coordinates is smaller than the determination value, the robot controller and the It is determined that the image recording unit is normal. As a result, it is possible to appropriately determine that the robot controller and the image recording unit are normal while reducing the calculation load as in the third invention.

第5の発明では、第1〜第4のいずれかの発明において、前記判定手段は、前記画像記録ユニットにより記録される画像において、前記第2座標を含む前記アームの範囲から前記第1座標が外れている場合に、前記ロボットコントローラ及び前記画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定する。   In a fifth invention according to any one of the first to fourth inventions, in the image recorded by the image recording unit, the determination means obtains the first coordinate from the range of the arm including the second coordinate. If it is disconnected, it is determined that either one of the robot controller or the image recording unit is out of order.

上記構成によれば、画像記録ユニットにより記録される画像において、第2座標を含むアームの範囲が第1座標の判定範囲として設定される。そして、その範囲から第1座標が外れている場合に、ロボットコントローラ及び画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定される。このため、画像記録ユニットにより記録される画像に基づいて、第1座標の判定範囲を容易かつ適切に設定することができ、判定処理を簡潔に行うことができる。   According to the above configuration, in the image recorded by the image recording unit, the range of the arm including the second coordinate is set as the determination range of the first coordinate. When the first coordinate is out of the range, it is determined that either the robot controller or the image recording unit is out of order. For this reason, the determination range of the first coordinate can be easily and appropriately set based on the image recorded by the image recording unit, and the determination process can be performed simply.

第6の発明では、第1〜第5のいずれかの発明において、前記判定手段は、前記画像記録ユニットにより記録される画像において、前記アームの速度が速いほど大きく設定される領域を前記アームの周りに加えた範囲から前記第1座標が外れている場合に、前記ロボットコントローラ及び前記画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定する。   According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, the determination means sets an area in the image recorded by the image recording unit that is set larger as the speed of the arm is higher. When the first coordinate is out of the range added around, it is determined that one of the robot controller and the image recording unit is out of order.

ロボットのアームの速度が速い場合には、アームの速度が遅い場合よりも、アームの座標を算出する精度が低下すると予測される。したがって、第1座標の判定範囲を一律に設定した場合には、アームの速度によっては故障判定の精度が低下するおそれがある。   When the robot arm speed is high, it is predicted that the accuracy of calculating the coordinates of the arm will be lower than when the arm speed is low. Therefore, when the determination range of the first coordinate is set uniformly, the accuracy of failure determination may be reduced depending on the speed of the arm.

この点、上記構成によれば、画像記録ユニットにより記録される画像において、アームの速度が速いほど大きく設定される領域をアームの周りに加えた範囲が、第1座標の判定範囲として設定される。そして、その範囲から第1座標が外れている場合に、ロボットコントローラ及び画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定される。このため、アームの速度に応じて第1座標の判定範囲を適切に設定することができ、故障判定の精度が低下することを抑制することができる。   In this regard, according to the above configuration, in the image recorded by the image recording unit, a range obtained by adding a region that is set larger as the arm speed is increased around the arm is set as the determination range of the first coordinate. . When the first coordinate is out of the range, it is determined that either the robot controller or the image recording unit is out of order. For this reason, the determination range of the first coordinate can be appropriately set according to the speed of the arm, and it is possible to suppress a decrease in the accuracy of the failure determination.

ロボット監視システムの概要を示す模式図。The schematic diagram which shows the outline | summary of a robot monitoring system. ロボット及びその周辺領域を監視する態様を示す平面図。The top view which shows the aspect which monitors a robot and its peripheral region. 第1座標算出制御の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of 1st coordinate calculation control. 第2座標算出及び故障判定制御の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of 2nd coordinate calculation and failure determination control. 第1座標と第2座標とを比較する態様を示すタイムチャート。The time chart which shows the aspect which compares a 1st coordinate and a 2nd coordinate.

以下、一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、機械組立工場等において、機械等の組み立てを行う産業用ロボットを監視するシステムとして具体化している。   Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. This embodiment is embodied as a system for monitoring industrial robots that assemble machines and the like in machine assembly factories and the like.

図1は、ロボット監視システムの概要を示す模式図である。同図に示すように、ロボット監視システムは、ロボット10と、ロボットコントローラ20と、カメラ装置30とを備えている。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a robot monitoring system. As shown in the figure, the robot monitoring system includes a robot 10, a robot controller 20, and a camera device 30.

ロボット10は、垂直多関節型のロボットであり、複数の関節を有するアーム11を備えている。アーム11の先端には、ワークを把持及び開放するハンド部11a(手先)が設けられている。ロボットの各関節には、それぞれモータが設けられており、これらのモータの回転によりアームが駆動される。各モータには、その出力軸を制動する電磁ブレーキと、出力軸の回転角度に応じたパルス信号を出力するエンコーダとがそれぞれ設けられている。ロボット10は、アーム11を動作させることにより、ワークに対する部品の組付けやワークの搬送等を行う。   The robot 10 is a vertical articulated robot and includes an arm 11 having a plurality of joints. At the tip of the arm 11, a hand portion 11a (hand tip) for gripping and releasing the workpiece is provided. Each joint of the robot is provided with a motor, and the arm is driven by the rotation of these motors. Each motor is provided with an electromagnetic brake that brakes its output shaft and an encoder that outputs a pulse signal corresponding to the rotation angle of the output shaft. The robot 10 operates the arm 11 to assemble parts to the workpiece, transport the workpiece, and the like.

ロボットコントローラ20は、CPU、ROM、RAM、データバッファ、駆動回路、位置検出回路等を備えている。これらは互いに電気的に接続されている。ROMは、ロボット10のシステムプログラムや動作プログラム等を記憶している。RAMは、これらのプログラムを実行する際にパラメータの値等を記憶する。データバッファは、情報を時系列で一時的に記憶する。位置検出回路には、各エンコーダの検出信号がそれぞれ入力される。位置検出回路は、各エンコーダの検出信号に基づいて、各関節に設けられたモータの回転角度を検出する。   The robot controller 20 includes a CPU, a ROM, a RAM, a data buffer, a drive circuit, a position detection circuit, and the like. These are electrically connected to each other. The ROM stores system programs and operation programs for the robot 10. The RAM stores parameter values and the like when executing these programs. The data buffer temporarily stores information in time series. Detection signals from the encoders are input to the position detection circuit. The position detection circuit detects the rotation angle of the motor provided at each joint based on the detection signal of each encoder.

そして、CPUは、動作プログラムを実行することにより、位置検出回路から入力される位置情報に基づいて、ロボット10の各関節の回転角度を目標回転角度にフィードバック制御する。本実施形態では、CPUは、各モータの回転角度に基づいてハンド部11a及び各関節の座標(第1座標)を算出し、その座標とその時の時刻とを組にしてデータバッファに順次記憶させる。データバッファでは、こうした組のデータが複数記憶されている。   Then, the CPU executes an operation program to feedback control the rotation angle of each joint of the robot 10 to the target rotation angle based on the position information input from the position detection circuit. In this embodiment, the CPU calculates the coordinates (first coordinates) of the hand unit 11a and each joint based on the rotation angle of each motor, and sequentially stores the coordinates and the time at that time in a data buffer. . The data buffer stores a plurality of such sets of data.

カメラ装置30(画像記録ユニット)は、CCDカメラ、信号増幅部、A/D変換部、差分画像取得部、動体検出部、判定部等を備えている。CCDカメラは、建物の天井に配置されており、ロボット10及びその周辺領域を上方から撮像する。信号増幅部は、CCDカメラの出力信号を増幅する。A/D変換部は、この増幅された映像信号をデジタル信号に変換する。差分画像取得部は、このデジタル信号とされた画像を所定の時間間隔で記録し、その記録された2つの画像の差分を求める。動体検出部は、差分画像を閾値で二値化して動体を検出する。判定部は、ロボット10以外の動体の座標を算出し、その動体がロボット10近傍の危険領域に入った場合に、ロボットコントローラ20にロボット10の停止命令を送信する。   The camera device 30 (image recording unit) includes a CCD camera, a signal amplification unit, an A / D conversion unit, a difference image acquisition unit, a moving object detection unit, a determination unit, and the like. The CCD camera is arranged on the ceiling of the building, and images the robot 10 and its peripheral area from above. The signal amplifying unit amplifies the output signal of the CCD camera. The A / D converter converts the amplified video signal into a digital signal. The difference image acquisition unit records the digital signal image at a predetermined time interval, and obtains a difference between the two recorded images. The moving object detection unit detects a moving object by binarizing the difference image with a threshold value. The determination unit calculates the coordinates of a moving object other than the robot 10, and transmits a stop instruction for the robot 10 to the robot controller 20 when the moving object enters a dangerous area near the robot 10.

図2は、ロボット及びその周辺領域を監視する態様を示す平面図である。同図に示すように、カメラ装置30のCCDカメラによる撮像において、ロボット10及びその周辺領域の画像が取得される。そして、所定の時間間隔で記録された画像の差分が差分画像取得部により求められ、差分画像に基づいて動体検出部により動体が検出される。ここで、アーム11の長さに基づいて、ロボット10の周囲に危険領域Rが設定されている。ロボット10以外の動体として作業者Mが危険領域R内に入った場合には、判定部からロボットコントローラ20へロボット10の停止命令が送信される。   FIG. 2 is a plan view showing a mode of monitoring the robot and its surrounding area. As shown in the figure, images of the robot 10 and its surrounding area are acquired in imaging by the CCD camera of the camera device 30. Then, the difference between the images recorded at a predetermined time interval is obtained by the difference image acquisition unit, and the moving object is detected by the moving object detection unit based on the difference image. Here, a dangerous region R is set around the robot 10 based on the length of the arm 11. When the worker M enters the dangerous area R as a moving body other than the robot 10, a stop command for the robot 10 is transmitted from the determination unit to the robot controller 20.

本実施形態では、カメラ装置30の判定部(算出手段)は、ロボット10のアーム11についても座標(第2座標)を算出する。そして、判定部(判定手段)は、上記ロボットコントローラ20により算出されるアーム11の座標(第1座標)と第2座標との比較に基づいて、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30のいずれか一方が故障していると判定する。具体的には、第1座標と第2座標とが一致する場合、又は第1座標と第2座標との差が判定値よりも小さい場合には、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30が正常であると判定する。一方、第1座標と第2座標とが不一致である場合、又は第1座標と第2座標との差が判定値よりも大きい場合には、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30のいずれか一方が故障していると判定する。   In the present embodiment, the determination unit (calculation unit) of the camera device 30 also calculates coordinates (second coordinates) for the arm 11 of the robot 10. Then, based on the comparison between the coordinates (first coordinates) of the arm 11 calculated by the robot controller 20 and the second coordinates, the determination unit (determination means) determines whether either the robot controller 20 or the camera device 30 is Determine that there is a failure. Specifically, when the first coordinate and the second coordinate match, or when the difference between the first coordinate and the second coordinate is smaller than the determination value, the robot controller 20 and the camera device 30 are normal. Is determined. On the other hand, if the first coordinate and the second coordinate do not match, or if the difference between the first coordinate and the second coordinate is larger than the determination value, one of the robot controller 20 and the camera device 30 has failed. It is determined that

図3は、第1座標算出制御の処理手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ロボットコントローラ20により所定の周期(第1周期)で繰り返し実行される。   FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the first coordinate calculation control. This series of processing is repeatedly executed by the robot controller 20 at a predetermined cycle (first cycle).

まず、アーム11の各関節に設けられたモータの回転角度を取得する(S11)。具体的には、位置検出回路は、各エンコーダの検出信号に基づいて、各関節に設けられたモータの回転角度を検出する。   First, the rotation angle of the motor provided at each joint of the arm 11 is acquired (S11). Specifically, the position detection circuit detects the rotation angle of the motor provided at each joint based on the detection signal of each encoder.

続いて、各モータの回転角度をカメラ装置30と同一の座標系に変換して、ハンド部11a及び各関節の座標を算出する(S12)。具体的には、CPUは、位置検出回路から入力される各モータの回転角度を水平面上の直交座標系(xy座標系)に変換して、xy平面上でのハンド部11a及び各関節の座標(第1座標)を算出する。詳しくは、ハンド部11aの第1座標を(x1,y1)、第1関節の第1座標を(x2,y2)、第2関節の第1座標を(x3,y3)として算出する。このとき、図2に示した画像におけるxy座標系の原点と、上記変換後のxy座標系の原点とを一致させる。   Subsequently, the rotation angle of each motor is converted into the same coordinate system as that of the camera device 30, and the coordinates of the hand unit 11a and each joint are calculated (S12). Specifically, the CPU converts the rotation angle of each motor input from the position detection circuit into an orthogonal coordinate system (xy coordinate system) on the horizontal plane, and coordinates of the hand unit 11a and each joint on the xy plane. (First coordinate) is calculated. Specifically, the first coordinates of the hand unit 11a are calculated as (x1, y1), the first coordinates of the first joint as (x2, y2), and the first coordinates of the second joint as (x3, y3). At this time, the origin of the xy coordinate system in the image shown in FIG. 2 is matched with the origin of the xy coordinate system after the conversion.

続いて、xy座標系でのハンド部11a及び各関節の第1座標と、その第1座標が算出された時刻t1とを組にして、データバッファに記憶する(S13)。具体的には、(x1,y1,t1)、(x2,y2,t1)・・・といった形式のデータを、データバッファに記憶する。なお、時刻t2に算出されるハンド部11a及び各関節の第1座標は、それぞれ(x1,y1,t2)、(x2,y2,t2)となる。そして、この一連の処理を一旦終了する(END)。   Subsequently, the first coordinate of the hand unit 11a and each joint in the xy coordinate system and the time t1 when the first coordinate is calculated are paired and stored in the data buffer (S13). Specifically, data in a format such as (x1, y1, t1), (x2, y2, t1)... Is stored in the data buffer. The first coordinates of the hand unit 11a and each joint calculated at time t2 are (x1, y1, t2) and (x2, y2, t2), respectively. Then, this series of processing is temporarily ended (END).

図4は、第2座標算出及び故障判定制御の処理手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、カメラ装置30により所定の周期(第2周期)で繰り返し実行される。なお、この第2周期は、上記第1周期よりも長くなっており、詳しくは第1周期の略3倍となっている。   FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of second coordinate calculation and failure determination control. This series of processing is repeatedly executed by the camera device 30 at a predetermined cycle (second cycle). In addition, this 2nd period is longer than the said 1st period, and is specifically about 3 times the 1st period in detail.

まず、撮像により記録された画像に基づいて、ロボット10のアーム11のシルエットを抜き出す(S21)。具体的には、CCDカメラは、ロボット10及びその周辺領域を撮像しており、差分画像取得部は、所定の時間間隔で記録された2つの画像の差分を求める。そして、動体検出部は、差分画像を閾値で二値化してアーム11のシルエットを検出する。   First, the silhouette of the arm 11 of the robot 10 is extracted based on the image recorded by imaging (S21). Specifically, the CCD camera images the robot 10 and its surrounding area, and the difference image acquisition unit obtains a difference between two images recorded at a predetermined time interval. The moving object detection unit binarizes the difference image using a threshold value to detect the silhouette of the arm 11.

続いて、検出されたアーム11のシルエットに対して、そのシルエットを構成する各点の座標を算出する(S22)。具体的には、カメラ装置30の判定部は、上記ロボットコントローラ20と同一のxy座標系を基準として、各点の座標(第2座標)を算出する。詳しくは、第1点の第2座標を(x1,y1)、第2点の第2座標を(x2,y2)、第3点の第2座標を(x3,y3)として算出する。そして、それら第2座標とCCDカメラにより撮像された時刻t1とを組にして、(x1,y1,t1)、(x2,y2,t1)・・・といった形式のデータを作成する。これらのデータには、アーム11のハンド部11a及び各関節に対応する各点のデータも含まれている。   Subsequently, with respect to the detected silhouette of the arm 11, the coordinates of each point constituting the silhouette are calculated (S22). Specifically, the determination unit of the camera device 30 calculates the coordinates (second coordinates) of each point with reference to the same xy coordinate system as that of the robot controller 20. Specifically, the second coordinates of the first point are calculated as (x1, y1), the second coordinates of the second point as (x2, y2), and the second coordinates of the third point as (x3, y3). Then, data in the form of (x1, y1, t1), (x2, y2, t1)... Is created by combining the second coordinates and the time t1 imaged by the CCD camera. These data also include data of each point corresponding to the hand portion 11a of the arm 11 and each joint.

続いて、上記の撮像時刻t1に対応する第1座標を、ロボットコントローラ20のデータバッファから取得する(S23)。上述したように、ロボットコントローラ20のデータバッファには、ハンド部11a及び各関節の第1座標とその算出時刻とを組にしたデータ(x1,y1,t1),(x2,y2,t1)・・・、(x1,y1,t2),(x2,y2,t2)・・・、(x1,y1,t3),(x2,y2,t3)・・・、が記憶されている。そこで、判定部は、データバッファから、撮像時刻t1に対応する第1座標として、撮像時刻t1から第2座標が算出された時刻tnまでの期間に含まれる第1座標、すなわち第1座標集団を取得する。具体的には、(x1,y1,t1),(x2,y2,t1)・・・、(x1,y1,t2),(x2,y2,t2)・・・、 ・・・ 、(x1,y1,tn−1),(x2,y2,tn−1)・・・、(x1,y1,tn),(x2,y2,tn)・・・、といったデータの各第1座標を取得する。   Subsequently, the first coordinate corresponding to the imaging time t1 is acquired from the data buffer of the robot controller 20 (S23). As described above, the data buffer of the robot controller 20 includes data (x1, y1, t1), (x2, y2, t1), which is a set of the first coordinates of the hand unit 11a and each joint and the calculation time. .., (X1, y1, t2), (x2, y2, t2)..., (X1, y1, t3), (x2, y2, t3). Therefore, the determination unit obtains, from the data buffer, the first coordinates included in the period from the imaging time t1 to the time tn when the second coordinates are calculated as the first coordinates corresponding to the imaging time t1, that is, the first coordinate group. get. Specifically, (x1, y1, t1), (x2, y2, t1) ..., (x1, y1, t2), (x2, y2, t2) ..., (x1, The first coordinates of data such as y1, tn-1), (x2, y2, tn-1)..., (x1, y1, tn), (x2, y2, tn).

その後、第1座標集団のいずれかの時刻の第1座標が、アーム11のシルエット内に含まれているか否か判定する(S24)。具体的には、判定部は、上記のように作成した(x1,y1,t1)、(x2,y2,t1)・・・、といった撮像時刻t1に対応するデータの各第2座標、すなわち撮像時刻t1に対応するシルエットを構成する各点の第2座標を取得する。そして、第1座標集団のいずれかの時刻の第1座標において、ハンド部11a及び各関節の第1座標が、各点の第2座標の中に全て含まれているか否か判定する。すなわち、第1座標集団のいずれかの時刻の第1座標において、ハンド部11a及び各関節の第1座標が、各点の第2座標のいずれかと一致するか否か判定する。   Thereafter, it is determined whether or not the first coordinate at any time in the first coordinate group is included in the silhouette of the arm 11 (S24). Specifically, the determination unit creates the second coordinates of the data corresponding to the imaging time t1, such as (x1, y1, t1), (x2, y2, t1), etc., created as described above, that is, imaging. The second coordinates of each point constituting the silhouette corresponding to time t1 are acquired. Then, in the first coordinates at any time of the first coordinate group, it is determined whether or not the first coordinates of the hand unit 11a and each joint are all included in the second coordinates of each point. That is, it is determined whether the first coordinates of the hand unit 11a and each joint coincide with any of the second coordinates of each point in the first coordinates at any time of the first coordinate group.

上記判定において、第1座標集団のいずれかの時刻の第1座標が、アーム11のシルエット内に含まれていると判定した場合には(S24:YES)、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30は正常であると判定して、この一連の処理を一旦終了する(END)。一方、この判定において、第1座標集団のいずれの時刻の第1座標も、アーム11のシルエット内に含まれていないと判定した場合には(S24:NO)、第1座標集団のいずれかの時刻の第1座標が、アーム11のシルエット及びその近傍領域内に含まれているか否か判定する(S25)。   In the above determination, when it is determined that the first coordinate at any time in the first coordinate group is included in the silhouette of the arm 11 (S24: YES), the robot controller 20 and the camera device 30 are normal. This series of processing is once terminated (END). On the other hand, in this determination, when it is determined that the first coordinate at any time of the first coordinate group is not included in the silhouette of the arm 11 (S24: NO), any one of the first coordinate group It is determined whether or not the first coordinate of the time is included in the silhouette of the arm 11 and the vicinity thereof (S25).

具体的には、判定部は、アーム11のシルエットの周りに、アーム11の速度に応じて近傍領域を設定する。この近傍領域は、アーム11の速度が速いほど大きく設定される。なお、アーム11の速度は、ロボットコントローラ20からカメラ装置30へ入力される。そして、第1座標集団のいずれかの時刻の第1座標において、ハンド部11a及び各関節の第1座標が、アーム11のシルエット及びその近傍領域内の各点の座標の中に全て含まれているか否か判定する。すなわち、第1座標集団のいずれかの時刻の第1座標において、ハンド部11a及び各関節の第1座標が、アーム11のシルエット及びその近傍領域内の各点の座標のいずれかと一致するか否か判定する。   Specifically, the determination unit sets a neighborhood region around the silhouette of the arm 11 according to the speed of the arm 11. This near region is set larger as the speed of the arm 11 is higher. The speed of the arm 11 is input from the robot controller 20 to the camera device 30. In the first coordinates at any time of the first coordinate group, the first coordinates of the hand unit 11a and each joint are all included in the silhouette of the arm 11 and the coordinates of each point in the vicinity area. Determine whether or not. That is, in the first coordinates at any time of the first coordinate group, whether or not the first coordinates of the hand unit 11a and each joint coincide with any of the silhouette of the arm 11 and the coordinates of each point in the vicinity region. To determine.

上記判定において、第1座標集団のいずれかの時刻の第1座標が、アーム11のシルエット及びその近傍領域内に含まれていると判定した場合には(S25:YES)、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30は正常であると判定して、この一連の処理を一旦終了する(END)。一方、この判定において、第1座標集団のいずれの時刻の第1座標も、アーム11のシルエット及びその近傍領域内に含まれていないと判定した場合には(S25:NO)、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30のいずれか一方が故障していると判定して、ロボット10を停止させる(S26)。具体的には、判定部は、ロボットコントローラ20にロボット10の停止命令を送信する。そして、この一連の処理を一旦終了する(END)。   In the above determination, when it is determined that the first coordinate at any time in the first coordinate group is included in the silhouette of the arm 11 and the vicinity thereof (S25: YES), the robot controller 20 and the camera The apparatus 30 determines that it is normal, and once ends this series of processes (END). On the other hand, in this determination, if it is determined that the first coordinate at any time of the first coordinate group is not included in the silhouette of the arm 11 and the vicinity region thereof (S25: NO), the robot controller 20 and It is determined that any one of the camera devices 30 has failed, and the robot 10 is stopped (S26). Specifically, the determination unit transmits a stop command for the robot 10 to the robot controller 20. Then, this series of processing is temporarily ended (END).

図5は、第1座標と第2座標とを比較する態様を示すタイムチャートである。   FIG. 5 is a time chart showing an aspect in which the first coordinate and the second coordinate are compared.

図5(a)に示すように、ロボットコントローラ20では、第1周期により繰り返しハンド部11a及び各関節の第1座標が算出される。各点C1,C2,・・・Cnは、第1座標が算出されるタイミングを示している。   As shown in FIG. 5A, the robot controller 20 repeatedly calculates the first coordinates of the hand unit 11a and each joint in the first cycle. Each point C1, C2,... Cn indicates the timing at which the first coordinates are calculated.

図5(b)に示すように、カメラ装置30では、第2周期により繰り返しCCDカメラにより撮像が行われる。各点S1,S2,・・・Snは、CCDカメラによりロボット10及びその周辺領域が撮像されるタイミングを示している。第2周期は、第1周期の略3倍の長さとなっている。   As shown in FIG. 5 (b), in the camera device 30, imaging is performed by the CCD camera repeatedly in the second period. Each point S1, S2,... Sn represents the timing at which the robot 10 and its surrounding area are imaged by the CCD camera. The second period is approximately three times as long as the first period.

カメラ装置30では、CCDカメラによる時刻t1での撮像後に、信号の取込みや変換に期間T11が必要とされ、差分画像の取得や、動体の検出、第2座標の算出に期間T12が必要とされている。そして、カメラ装置30において第2座標が算出される時刻t2までに、ロボットコントローラ20において点C2,C3で第1座標が算出されている。   In the camera device 30, after the imaging at the time t <b> 1 by the CCD camera, a period T <b> 11 is required for signal capture and conversion, and a period T <b> 12 is required for acquiring a difference image, detecting a moving object, and calculating a second coordinate. ing. Then, by the time t2 when the second coordinate is calculated in the camera device 30, the first coordinate is calculated at the points C2 and C3 in the robot controller 20.

ここで、時刻t2に最も近い時刻の第1座標と、時刻t1での撮像に基づき算出された第2座標とを比較すると、点C3でのロボット10の座標を表す第1座標と、点S1でのロボット10の座標を表す第2座標とを比較することとなる。したがって、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30の故障を判定する精度が低下するおそれがある。   Here, comparing the first coordinate at the time closest to time t2 with the second coordinate calculated based on the imaging at time t1, the first coordinate representing the coordinates of the robot 10 at point C3 and the point S1 The second coordinate representing the coordinates of the robot 10 at is compared. Therefore, there is a possibility that the accuracy of determining the failure of the robot controller 20 and the camera device 30 is lowered.

そこで、撮像時刻t1から第2座標が算出された時刻t2までの期間に算出された第1座標、すなわち点C1,C2,C3でそれぞれ算出された第1座標が取得される。そして、これら点C1,C2,C3で算出された第1座標のいずかが、ロボット10のアーム11のシルエット内に含まれているか否か判定される。すなわち、上記期間T11,T12の長さはその都度変化し、次の周期での期間T21,T22の長さと異なっている。しかしながら、点S1でのロボット10の第2座標に対応する第1座標は、時刻t1から時刻t2までの期間に算出された第1座標集団に含まれることとなる。   Therefore, the first coordinates calculated during the period from the imaging time t1 to the time t2 when the second coordinates are calculated, that is, the first coordinates calculated at the points C1, C2, and C3, respectively, are acquired. Then, it is determined whether any of the first coordinates calculated at these points C1, C2, and C3 is included in the silhouette of the arm 11 of the robot 10. That is, the lengths of the periods T11 and T12 change each time, and are different from the lengths of the periods T21 and T22 in the next cycle. However, the first coordinate corresponding to the second coordinate of the robot 10 at the point S1 is included in the first coordinate group calculated in the period from the time t1 to the time t2.

そして、点C1での第1座標において、アーム11のハンド部11a及び各関節の第1座標が、アーム11のシルエット内に全て含まれる場合には、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30が正常と判定される。一方、点C1での第1座標において、アーム11のハンド部11a及び各関節の第1座標のいずれかが、アーム11のシルエットから外れる場合には、点C1での第1座標は第2座標と一致しないと判定される。同様に、点C2,C3での第1座標も第2座標と比較される。   Then, in the first coordinates at the point C1, when the hand 11a of the arm 11 and the first coordinates of each joint are all included in the silhouette of the arm 11, the robot controller 20 and the camera device 30 are determined to be normal. Is done. On the other hand, in the first coordinates at the point C1, when any one of the hand 11a of the arm 11 and the first coordinates of each joint deviates from the silhouette of the arm 11, the first coordinate at the point C1 is the second coordinate. Is determined not to match. Similarly, the first coordinates at points C2 and C3 are also compared with the second coordinates.

そして、点C2,C3での第1座標も第2座標と一致しないと判定された場合には、これら点C1,C2,C3で算出された第1座標のいずかが、アーム11のシルエット及びその近傍領域内に含まれているか否か判定される。この判定において、点C1,C2,C3で算出された第1座標のいずかが、アーム11のシルエット及びその近傍領域内に含まれる場合には、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30が正常と判定される。一方、点C1,C2,C3での第1座標がいずれもアーム11のシルエット及びその近傍領域内に含まれない場合には、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30のいずれか一方が故障していると判定される。以後、同様にして、第2周期毎に第1座標と第2座標との比較が行われる。   If it is determined that the first coordinates at the points C2 and C3 also do not match the second coordinates, one of the first coordinates calculated at these points C1, C2, and C3 is the silhouette of the arm 11. And whether it is included in the vicinity region. In this determination, if any of the first coordinates calculated at the points C1, C2, and C3 is included in the silhouette of the arm 11 and the vicinity thereof, the robot controller 20 and the camera device 30 are determined to be normal. Is done. On the other hand, if none of the first coordinates at the points C1, C2, and C3 is included in the silhouette of the arm 11 and the vicinity thereof, either the robot controller 20 or the camera device 30 has failed. Determined. Thereafter, similarly, the first coordinate and the second coordinate are compared for each second period.

なお、ロボットコントローラ20が故障しているか否かは、例えばロボットコントローラ20に接続され手動操作によりロボットを動作させるティーチングペンダント(教示操作器)を用いて、比較的容易に判定することができる。ティーチングペンダントは、CPU、RAM及びROMを含むマイクロコンピュータから構成さる制御部、各種の手動操作キー、ディスプレイ等を備えている。作業者Mは、このティーチングペンダントを手動操作して、ロボットの動作プログラムの作成、修正、登録、また各種パラメータの設定、ティーチングされた動作プログラムの実行、ジョグ送り等を実行することができる。   Whether or not the robot controller 20 is out of order can be determined relatively easily using, for example, a teaching pendant (teaching operation device) connected to the robot controller 20 and operating the robot by manual operation. The teaching pendant includes a control unit configured by a microcomputer including a CPU, a RAM, and a ROM, various manual operation keys, a display, and the like. The operator M can manually operate the teaching pendant to create, modify, and register a robot operation program, set various parameters, execute the teaching operation program, and perform jog feed.

そして、作業者Mは、ティーチングペンダントを用いたロボットコントローラ20の診断により、ロボットコントローラ20が故障しているか否か判定することができる。この判定において、ロボットコントローラが故障していないと判定した場合には、カメラ装置30が故障していると判定し、ロボットコントローラが故障していると判定した場合には、カメラ装置30は正常であると判定することができる。   Then, the operator M can determine whether or not the robot controller 20 has failed by diagnosis of the robot controller 20 using the teaching pendant. In this determination, when it is determined that the robot controller has not failed, it is determined that the camera device 30 has failed. When it is determined that the robot controller has failed, the camera device 30 is normal. It can be determined that there is.

以上詳述した本実施形態は以下の利点を有する。   The embodiment described above has the following advantages.

・ロボットコントローラ20により、アーム11のハンド部11a及び各関節の座標である第1座標が算出される。また、カメラ装置30によって、ロボット10及びその周辺領域が撮像され、その画像が記録される。そして、判定部によって、カメラ装置30により記録される画像に基づいて、アーム11のハンド部11a及び各関節の座標である第2座標が算出される。すなわち、ロボットコントローラ20でのロボット10の制御及びカメラ装置30での画像処理によって、共通のアーム11のハンド部11a及び各関節の座標がそれぞれ算出される。さらに、第1座標と第2座標との比較に基づいて、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30のいずれか一方が故障していると判定される。そして、ロボットコントローラ20が故障しているか否かは、別の方法により比較的容易に判定することができる。したがって、1つのカメラ装置30のみを備えるロボット監視システムであっても、カメラ装置30の故障を検出することが可能となる。   The robot controller 20 calculates the first coordinates which are the coordinates of the hand portion 11a of the arm 11 and each joint. The camera device 30 captures an image of the robot 10 and its surrounding area and records the image. Then, based on the image recorded by the camera device 30, the determination unit calculates second coordinates that are coordinates of the hand unit 11 a of the arm 11 and each joint. That is, the coordinates of the hand portion 11a of the common arm 11 and the joints are calculated by the control of the robot 10 by the robot controller 20 and the image processing by the camera device 30, respectively. Furthermore, based on the comparison between the first coordinate and the second coordinate, it is determined that one of the robot controller 20 and the camera device 30 is out of order. Then, whether or not the robot controller 20 is out of order can be determined relatively easily by another method. Therefore, even in a robot monitoring system including only one camera device 30, a failure of the camera device 30 can be detected.

・ロボットコントローラ20によって、第1周期により繰り返し第1座標が算出されるとともに、過去の第1座標がデータバッファに記憶される。また、カメラ装置30によって、第2周期により繰り返しロボット10及びその周辺領域が撮像され、その画像が記録される。そして、判定部によって、その記録される画像に基づいて、第2座標が算出される。ここで、判定部による判定において、過去の第1座標のうちCCDカメラにより撮像された時刻に対応する第1座標と、その撮像によって記録された画像に基づき判定部により算出された第2座標とが比較される。したがって、アーム11に対する時刻が対応している第1座標と第2座標とを比較することができ、故障判定の精度を向上させることができる。   The robot controller 20 repeatedly calculates the first coordinates in the first period, and stores the past first coordinates in the data buffer. In addition, the camera device 30 repeatedly captures the robot 10 and its surrounding area in the second period, and records the image. Then, the determination unit calculates the second coordinates based on the recorded image. Here, in the determination by the determination unit, the first coordinate corresponding to the time when the image was captured by the CCD camera among the first coordinates in the past, and the second coordinate calculated by the determination unit based on the image recorded by the imaging Are compared. Therefore, the first coordinate and the second coordinate corresponding to the time with respect to the arm 11 can be compared, and the accuracy of failure determination can be improved.

・CCDカメラにより撮像された時刻から、判定部により第2座標が算出された時刻までに、ロボットコントローラ20により算出された第1座標集団が選択される。また、そのカメラ装置30の撮像により記録された画像に基づいて、判定部により算出された第2座標が選択される。そして、このように選択された第1座標集団と第2座標とが比較される。このため、第2座標と比較する第1座標の対象を必要十分とすることができ、故障判定の精度を向上させつつ演算負荷を軽減することができる。   The first coordinate group calculated by the robot controller 20 is selected from the time when the image is captured by the CCD camera to the time when the second coordinate is calculated by the determination unit. In addition, the second coordinates calculated by the determination unit are selected based on the image recorded by the imaging of the camera device 30. Then, the first coordinate group thus selected and the second coordinate are compared. For this reason, the target of the first coordinate to be compared with the second coordinate can be made necessary and sufficient, and the calculation load can be reduced while improving the accuracy of failure determination.

・さらに、第2座標と比較する対象として必要十分な第1座標(第1座標集団)に対して、そのうちのいずれかがアーム11のシルエット内又はシルエットの近傍領域内に含まれる場合に、前記ロボットコントローラ20及び前記カメラ装置30が正常であると判定される。その結果、演算負荷を軽減しつつ、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30が正常であることを適切に判定することができる。   -Furthermore, when any of the first coordinates (first coordinate group) necessary and sufficient as a target to be compared with the second coordinates is included in the silhouette of the arm 11 or in the vicinity of the silhouette, It is determined that the robot controller 20 and the camera device 30 are normal. As a result, it is possible to appropriately determine that the robot controller 20 and the camera device 30 are normal while reducing the calculation load.

・カメラ装置30により記録される画像において、ハンド部11a及び各関節に対応する点を含むアーム11のシルエットが、第1座標の判定範囲として設定される。そして、その範囲から第1座標が外れている場合に、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30のいずれか一方が故障している可能性ありとして、さらに次の判定が実行される。このため、カメラ装置30により記録される画像に基づいて、第1座標の判定範囲を容易かつ適切に設定することができ、判定処理を簡潔に行うことができる。   In the image recorded by the camera device 30, the silhouette of the arm 11 including points corresponding to the hand unit 11a and each joint is set as the determination range of the first coordinate. Then, when the first coordinate is out of the range, it is determined that one of the robot controller 20 and the camera device 30 may be broken, and the following determination is further performed. For this reason, the determination range of the first coordinate can be set easily and appropriately based on the image recorded by the camera device 30, and the determination process can be performed simply.

・カメラ装置30により記録される画像において、アーム11の速度が速いほど大きく設定される近傍領域をシルエットの周りに加えた範囲が、第1座標の判定範囲として設定される。そして、その範囲から第1座標が外れている場合に、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30のいずれか一方が故障していると判定される。このため、アーム11の速度に応じて第1座標の判定範囲を適切に設定することができ、故障判定の精度が低下することを抑制することができる。   In the image recorded by the camera device 30, a range obtained by adding a neighborhood region that is set larger as the speed of the arm 11 is increased around the silhouette is set as the determination range of the first coordinate. Then, when the first coordinate is out of the range, it is determined that one of the robot controller 20 and the camera device 30 is out of order. For this reason, the determination range of the first coordinate can be appropriately set according to the speed of the arm 11, and the deterioration of the accuracy of the failure determination can be suppressed.

・2つのカメラ装置で記録される画像が互いに異なる場合に、いずれかのカメラ装置が故障していると判定する構成では、一方のカメラ装置により虫等の異物が撮像された場合に、直ちにいずれかのカメラ装置が故障していると判定される。これに対して、虫等の異物がカメラ装置30により撮像されたとしても、第1座標がアーム11のシルエット内又はシルエットの近傍領域内に含まれる場合には、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30が正常であると判定される。したがって、虫等の異物により故障が誤検出されることを抑制することができる。   In the configuration in which it is determined that one of the camera devices is broken when the images recorded by the two camera devices are different from each other, when any foreign object such as an insect is imaged by one camera device, It is determined that the camera device is out of order. On the other hand, even if a foreign object such as an insect is imaged by the camera device 30, if the first coordinates are included in the silhouette of the arm 11 or the region near the silhouette, the robot controller 20 and the camera device 30 Determined to be normal. Therefore, it can suppress that a failure is misdetected by foreign materials, such as an insect.

上記実施形態を、以下のように変形して実施することもできる。   The above-described embodiment can be modified as follows.

・上記実施形態では、ロボットコントローラ20は、各エンコーダの検出信号に基づいて、各関節に設けられたモータの回転角度を検出するようにしたが、各モータの目標回転角度を各モータの回転角度として代用することもできる。   In the above embodiment, the robot controller 20 detects the rotation angle of the motor provided in each joint based on the detection signal of each encoder. However, the target rotation angle of each motor is determined as the rotation angle of each motor. Can be substituted.

・上記実施形態では、ロボット10のアーム11全体のシルエットを抜き出すようにしたが、アーム11のうちハンド部11a及び各関節に対応する部分付近のシルエットのみを抜き出すようにしてもよい。この場合には、第1座標と比較する対象となる第2座標の数を減らすことができるため、判定部の演算負荷を軽減して処理速度を向上させることができる。   In the above embodiment, the silhouette of the entire arm 11 of the robot 10 is extracted. However, only the silhouette near the portion corresponding to the hand portion 11a and each joint in the arm 11 may be extracted. In this case, since the number of second coordinates to be compared with the first coordinates can be reduced, the calculation load of the determination unit can be reduced and the processing speed can be improved.

・また、記録された画像中の各点の動きを表す動きベクトル(オプティカルフロー)を算出して、このオプティカルフローに基づいてアーム11の動く方向についてのみ、アーム11のシルエットを検出するようにしてもよい。この場合には、アーム11のシルエットを抜き出す処理の演算負荷を軽減することができる。   Also, a motion vector (optical flow) representing the motion of each point in the recorded image is calculated, and the silhouette of the arm 11 is detected only for the moving direction of the arm 11 based on this optical flow. Also good. In this case, the calculation load of the process of extracting the silhouette of the arm 11 can be reduced.

・上記実施形態では、アーム11のハンド部11a及び各関節の第1座標が、アーム11のシルエット内に全て含まれる場合に、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30が正常であると判定した。しかしながら、アーム11のハンド部11a及び各関節の第1座標の一部が、アーム11のシルエット内に含まれる場合に、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30が正常と判定することもできる。   In the above embodiment, the robot controller 20 and the camera device 30 are determined to be normal when the hand 11a of the arm 11 and the first coordinates of each joint are all included in the silhouette of the arm 11. However, when the hand 11a of the arm 11 and a part of the first coordinates of each joint are included in the silhouette of the arm 11, the robot controller 20 and the camera device 30 can be determined to be normal.

・上記実施形態では、直交座標系を採用したが、斜交座標系、円座標系等、その他の座標系を採用することもできる。   In the above embodiment, the orthogonal coordinate system is adopted, but other coordinate systems such as an oblique coordinate system and a circular coordinate system can also be adopted.

・図4に示す処理において、S24の処理及びS25の処理のいずれか一方のみを実行するようにしてもよい。   In the process shown in FIG. 4, only one of the process of S24 and the process of S25 may be executed.

・上記実施形態では、撮像時刻t1に対応する第1座標として、撮像時刻t1から第2座標が算出された時刻tnまでの期間に含まれる第1座標を取得したが、時刻t1に最も近い時刻に算出された第1座標のみを取得してもよい。この場合には、第2座標と比較する対象となる第1座標の数を減らすことができるため、判定部の演算負荷を軽減して処理速度を向上させることができる。   In the above embodiment, the first coordinate included in the period from the imaging time t1 to the time tn when the second coordinate is calculated is acquired as the first coordinate corresponding to the imaging time t1, but the time closest to the time t1 Only the first coordinates calculated in the above may be acquired. In this case, since the number of the first coordinates to be compared with the second coordinates can be reduced, the calculation load of the determination unit can be reduced and the processing speed can be improved.

・上記実施形態では、第1座標と第2座標との比較に基づいて、ロボットコントローラ20及びカメラ装置30の故障を判定する処理をカメラ装置30により実行したが、この処理をロボットコントローラ20により実行することもできる。また、カメラ装置30により記録される画像に基づいて第2座標を算出する処理を、ロボットコントローラ20により実行することもできる。   In the above embodiment, the camera device 30 executes the process of determining the failure of the robot controller 20 and the camera device 30 based on the comparison between the first coordinate and the second coordinate. You can also Also, the robot controller 20 can execute the process of calculating the second coordinates based on the image recorded by the camera device 30.

・上記実施形態では、CCDカメラは、ロボット10及びその周辺領域を上方から撮像するようにしたが、ロボット10及びその周辺領域を側方から撮像する構成等、その他の方向から撮像する構成を採用してもよい。   In the above embodiment, the CCD camera images the robot 10 and its peripheral area from above, but adopts a configuration in which the robot 10 and its peripheral area are imaged from other directions, such as a configuration that images the robot 10 and its peripheral area from the side. May be.

・カメラ装置30は、CCDイメージセンサを備えるものに限らず、CMOSイメージセンサを備えるもの等、その他の方式のデジタルカメラを備えるものでもよい。   The camera device 30 is not limited to the one provided with the CCD image sensor, but may be provided with another type of digital camera such as one provided with a CMOS image sensor.

・ロボット10として、垂直多関節型のロボットに限らず、アームを有する任意の型式のロボットを採用することができる。   The robot 10 is not limited to a vertical articulated robot, and may be any type of robot having an arm.

10…ロボット、11…アーム、20…ロボットコントローラ、30…カメラ装置(画像記録ユニット)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Robot, 11 ... Arm, 20 ... Robot controller, 30 ... Camera apparatus (image recording unit).

Claims (6)

アームを有するロボットと、
前記アームの座標である第1座標を算出するとともに、前記アームの動作を制御するロボットコントローラと、
前記ロボット及びその周辺領域を撮像して画像を記録する画像記録ユニットと、
前記画像記録ユニットにより記録される画像に基づいて、前記アームの座標である第2座標を算出する算出手段と、
前記第1座標と前記第2座標との比較に基づいて、前記ロボットコントローラ及び前記画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定する判定手段と、
を備えることを特徴とするロボット監視システム。
A robot having an arm;
Calculating a first coordinate which is a coordinate of the arm, and a robot controller for controlling the operation of the arm;
An image recording unit that images the robot and its surrounding area and records an image;
Calculating means for calculating a second coordinate which is a coordinate of the arm based on an image recorded by the image recording unit;
Determination means for determining that one of the robot controller and the image recording unit is out of order based on a comparison between the first coordinate and the second coordinate;
A robot monitoring system comprising:
前記ロボットコントローラは、第1周期により繰り返し前記第1座標を算出するとともに、過去の前記第1座標を記憶し、
前記画像記録ユニットは、第2周期により繰り返し前記ロボット及びその周辺領域を撮像して画像を記録し、
前記判定手段は、過去の前記第1座標のうち前記画像記録ユニットにより撮像された時刻に対応する前記第1座標と、その撮像によって記録された前記画像に基づき前記算出手段により算出された前記第2座標との比較に基づいて、前記ロボットコントローラ及び前記画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定する請求項1に記載のロボット監視システム。
The robot controller repeatedly calculates the first coordinates in a first period, stores the first coordinates in the past,
The image recording unit records the image by repeatedly capturing the robot and its surrounding area in a second period,
The determination unit is configured to calculate the first coordinate calculated by the calculation unit based on the first coordinate corresponding to the time when the image was recorded by the image recording unit and the image recorded by the imaging. The robot monitoring system according to claim 1, wherein it is determined that one of the robot controller or the image recording unit is out of order based on a comparison with two coordinates.
前記判定手段は、前記画像記録ユニットにより撮像された時刻から、前記算出手段により前記第2座標が算出された時刻までに、前記ロボットコントローラにより算出された前記第1座標と、その撮像によって記録された前記画像に基づき前記算出手段により算出された前記第2座標との比較に基づいて、前記ロボットコントローラ及び前記画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定する請求項2に記載のロボット監視システム。   The determination unit records the first coordinates calculated by the robot controller from the time when the image is recorded by the image recording unit to the time when the second coordinates are calculated by the calculation unit, and is recorded by the imaging. 3. The robot according to claim 2, wherein one of the robot controller and the image recording unit is determined to be out of order based on a comparison with the second coordinate calculated by the calculation unit based on the image. Monitoring system. 前記判定手段は、前記画像記録ユニットにより撮像された時刻から、前記算出手段により前記第2座標が算出された時刻までに、前記ロボットコントローラにより算出された前記第1座標のいずれか1つと、その撮像によって記録された前記画像に基づき前記算出手段により算出された前記第2座標との差が、判定値よりも小さい場合に、前記ロボットコントローラ及び前記画像記録ユニットが正常であると判定する請求項2又は3に記載のロボット監視システム。   The determination means includes any one of the first coordinates calculated by the robot controller from the time when the image was recorded by the image recording unit to the time when the second coordinates were calculated by the calculation means, The robot controller and the image recording unit are determined to be normal when a difference from the second coordinate calculated by the calculation unit based on the image recorded by imaging is smaller than a determination value. The robot monitoring system according to 2 or 3. 前記判定手段は、前記画像記録ユニットにより記録される画像において、前記第2座標を含む前記アームの範囲から前記第1座標が外れている場合に、前記ロボットコントローラ及び前記画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定する請求項1〜4のいずれか1項に記載のロボット監視システム。   In the image recorded by the image recording unit, the determination means is one of the robot controller and the image recording unit when the first coordinate is out of the range of the arm including the second coordinate. The robot monitoring system according to any one of claims 1 to 4, wherein the robot is determined to be out of order. 前記判定手段は、前記画像記録ユニットにより記録される画像において、前記アームの速度が速いほど大きく設定される領域を前記アームの周りに加えた範囲から前記第1座標が外れている場合に、前記ロボットコントローラ及び前記画像記録ユニットのいずれか一方が故障していると判定する請求項1〜5のいずれか1項に記載のロボット監視システム。   In the image recorded by the image recording unit, when the first coordinate deviates from a range in which an area set larger as the speed of the arm is larger is added around the arm in the image recorded by the image recording unit, The robot monitoring system according to claim 1, wherein one of the robot controller and the image recording unit is determined to have failed.
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