JP2012528016A - 空間内において少なくとも1つのオブジェクトを最終姿勢に高精度で位置決めするための方法およびシステム - Google Patents
空間内において少なくとも1つのオブジェクトを最終姿勢に高精度で位置決めするための方法およびシステム Download PDFInfo
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Abstract
Description
光学的に検出可能な既知の第1の特徴的要素を有する第1のオブジェクトを、第1の産業用ロボットが把持公差内で把持および保持する。
第1の産業用ロボットに対して、把持公差を補正する第1の微調整量が次のように求められる。すなわち、第1のオブジェクトが空間座標系において第1の産業用ロボットの第1のポジショニングの設定によって微調整されるように移動するように、第1の微調整量が求められる。前記第1の微調整量をこのように求める際には、以下のステップを行う:
前記駆動ユニットによって、前記第1の産業用ロボットの第1の微調整ポジショニングで保持された前記第1のオブジェクトの第1の特徴的要素の少なくとも一部に向けるように前記3D撮像装置の視野を位置決めするステップ。
少なくとも1つの第1の3次元画像を撮像するステップ。
前記第1の産業用ロボットの微調整ポジショニングでの、前記空間座標系における前記第1のオブジェクトの姿勢を、前記3次元撮像装置の位置と、前記角度測定ユニットによって検出された、該3次元撮像装置の角度方向と、前記第1の3次元画像と、前記第1のオブジェクトに存在する前記第1の特徴的要素の既知の情報とから求めるステップ。
前記第1の産業用ロボットの前記第1の微調整ポジショニングと、少なくとも、該第1の産業用ロボットの該第1の微調整ポジショニングでの前記第1のオブジェクトの求められた姿勢とを使用して、前記第1の微調整量を求めるステップ。
前記3D撮像装置を使用して少なくとも1つの別の第1の3次元画像を撮像するステップ。
前記3D撮像装置の位置と、前記角度測定ユニットによって検出された、該3D撮像装置の角度方向と、前記別の第1の3次元画像と、前記第1のオブジェクトに存在する前記第1の特徴的要素の既知の情報とから、前記空間座標系内における該第1のオブジェクトの現在の姿勢を求めるステップ。
前記第1のオブジェクトの現在の姿勢と前記第1の最終姿勢との姿勢差を計算するステップ。
前記第1の微調整量を考慮して、前記第1の産業用ロボットの現在のポジショニングと、前記姿勢差に関連する量とから、該第1の産業用ロボットの新たな目標ポジショニングを計算するステップ。
前記第1の産業用ロボットを前記新たな目標ポジショニングになるように動かすステップ。
第1の産業用ロボットに対して、把持公差を補正する第1の微調整量を前記制御装置によって次のように求めるステップ、すなわち、第1のオブジェクトが空間座標系において第1の産業用ロボットのポジショニングの設定によって微調整されるように、第1の微調整量を求めるステップ。前記第1の微調整量を前記制御装置によって求める際には、以下のステップを実施する:前記駆動ユニットによって、前記第1の産業用ロボットの第1の微調整ポジショニングで保持された前記第1のオブジェクトの第1の特徴的要素の少なくとも一部に向けるように、前記3D撮像装置の視野を位置決めするステップ。少なくとも1つの3次元画像を撮像するステップ。前記3D撮像装置の位置と、角度測定ユニットによって検出された該3D撮像装置の角度方向と、前記第1の3次元画像と、前記第1のオブジェクトの前記第1の特徴的要素の既知の情報とから、前記第1の産業用ロボットの第1の微調整ポジショニングにおける該第1のオブジェクトの空間座標系での姿勢を求めるステップ。
前記第1の産業用ロボットの第1の微調整ポジショニングと、少なくとも該第1の産業用ロボットの第1の微調整ポジショニングにおける第1のオブジェクトの求められた姿勢とを使用して、第1の微調整量を求めるステップ。
前記3D撮像装置1の視野8を前記駆動ユニット3によって、前記第2のオブジェクト22の第2の特徴的要素23の少なくとも一部に向けるステップ。
少なくとも1つの第2の3次元画像を撮像するステップ。
前記3D撮像装置1の位置Pと、前記角度測定ユニット4によって検出された該3D撮像装置1の角度方向と、前記第2の3次元画像と、前記第2のオブジェクト22の第2の特徴的要素23の既知の情報とから、空間座標系における該第2のオブジェクト22の第2の最終姿勢を求めるステップ。
Claims (22)
- 空間内において少なくとも1つの産業用ロボットを用いて、少なくとも1つのオブジェクトを最終姿勢に高精度で位置決めするための方法であって、
前記方法は、
・設定可能なポジショニングに位置調整できる第1の産業用ロボット(11)と、
・光学的な3D撮像装置(1)と
を使用する方法において、
前記3D撮像装置(1)は、
・3次元の空間座標系において校正され、ある位置(P)に所定の方向で位置決めされており、
・所定の視野(8)内で、それぞれ奥行情報が対応付けられる複数の画素からそれぞれ構成される3次元画像を、電子的に撮像するように構成されており、
・前記視野(8)を位置調整するために該3D撮像装置(1)の方向を調整するための駆動ユニット(3)を有し、
・該3D撮像装置(1)の角度方向を高精度で検出するための角度測定ユニット(4)を有し、
前記角度測定ユニット(4)は、前記視野(8)を前記空間座標系内で求められるように該空間座標系内で校正されており、
前記方法において、
・前記3D撮像装置(1)を位置固定されたターゲットマーク(T)に向けることにより、前記空間座標系内における該3D撮像装置(1)の位置(P)が検出され、
・光学的に検出可能である既知の第1の特徴的要素(13)を備えた第1のオブジェクト(12)が、前記第1の産業用ロボット(11)によって把持公差内で把持および保持され、
・前記第1の産業用ロボット(11)のポジショニングの設定によって前記空間座標系内において前記第1のオブジェクト(12)を微調整するように位置調整でき前記把持公差を補正する、該第1の産業用ロボット(11)に対する第1の微調整量が求められ、
・前記第1のオブジェクト(12)が第1の最終姿勢に高精度で位置調整され、
前記第1の微調整量を求めるために、
・前記駆動ユニット(3)によって、前記第1の産業用ロボット(11)の第1の微調整ポジショニングで保持された前記第1のオブジェクト(12)の第1の特徴的要素(13)の少なくとも一部に向けて前記3D撮像装置(1)の視野(8)の方向を調整するステップと、
・少なくとも1つの第1の3次元画像を撮像するステップと、
・前記3D撮像装置(1)の位置(P)と、前記角度測定ユニット(4)によって検出された該3D撮像装置(1)の角度方向と、前記第1の3次元画像と、前記第1のオブジェクト(12)の既知の第1の特徴的要素(13)とから、前記第1の産業用ロボット(11)の第1の微調整ポジショニングにおける前記空間座標系内での該第1のオブジェクト(12)の姿勢を求めるステップと、
・前記第1の産業用ロボット(11)の第1の微調整ポジショニングと、少なくとも、該第1の産業用ロボット(11)の第1の微調整ポジショニングにおける前記第1のオブジェクト(12)の求められた姿勢とを使用して、前記第1の微調整量を求めるステップと
が行われ、
前記第1のオブジェクト(12)を前記第1の最終姿勢に高精度で位置調整するために、前記第1のオブジェクト(12)が所定の公差内で前記第1の最終姿勢に達するまで、
・少なくとも1つの別の第1の3次元画像を撮像するステップと、
・前記3D撮像装置(1)の位置(P)と、前記角度測定ユニット(4)によって検出された該3D撮像装置(1)の角度方向と、前記別の第1の3次元画像と、前記第1のオブジェクト(12)の既知の第1の特徴的要素(13)とから、該第1のオブジェクト(12)の現在の姿勢を求めるステップと、
・前記第1のオブジェクト(12)の現在の姿勢と前記第1の最終姿勢との姿勢差を計算するステップと、
・前記第1の産業用ロボット(11)の現在のポジショニングと、前記姿勢差に関連する量とから、前記第1の微調整量を考慮して該第1の産業用ロボット(11)の新たな目標ポジショニングを計算するステップと、
・前記第1の産業用ロボット(11)を前記新たな目標ポジショニングに位置調整するステップと
を繰り返し実施し、
前記姿勢差に関連する量はとりわけ、該姿勢差に1以下の係数を乗算して得られる
ことを特徴とする方法。 - 前記視野(8)の複数の異なる方向で前記3D撮像装置(1)を前記ターゲットマーク(T)に向けて前記第1の3次元画像を撮像するために、該ターゲットマーク(P)と、前記第1のオブジェクト(12)の既知の第1の特徴的要素(13)との間隔が設定されている、請求項1記載の方法。
- 前記第1の産業用ロボット(11)によって前記第1のオブジェクト(12)を把持した後、前記第1の微調整量を求めるために該第1の産業用ロボット(11)を前記第1の微調整ポジショニングに位置調整する、請求項1または2記載の方法。
- 前記第1のオブジェクト(12)が所定の公差以内で前記第1の最終姿勢に達するまで繰り返し行われる前記ステップの前に、
・前記第1の微調整量に基づいて、前記第1の微調整ポジショニングから、前記第1のオブジェクト(12)が前記第1の最終姿勢に近い第1の近似姿勢に位置決めされるポジショニングに前記第1の産業用ロボット(11)を位置調整し、
・前記3D撮像装置(1)の視野(8)を前記駆動ユニット(3)によって、前記第1の近似姿勢に位置決めされた前記第1のオブジェクト(12)の第1の特徴的要素(13)の少なくとも一部に向けるように方向調整する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 - 前記第1のオブジェクト(12)を前記第1の最終姿勢に高精度で位置調整する前に、
・第2のオブジェクト(22)を第2の産業用ロボット(21)または手動で把持し、オブジェクトホルダ(24)に配置して前記空間座標系における第2の最終姿勢に位置決めする、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 - 前記第2のオブジェクト(22)は、光学的に検出可能である既知の第2の特徴的要素(23)を備えており、
前記第2のオブジェクト(22)を前記オブジェクトホルダ(24)に配置する前に、前記空間座標系内における該第2のオブジェクト(22)の第2の最終姿勢を求めるために、
・前記3D撮像装置(1)の視野(8)を前記駆動ユニット(3)によって前記第2のオブジェクト(22)の第2の特徴的要素(23)の少なくとも一部に向けるように方向調整するステップと、
・少なくとも1つの第2の3次元画像を撮像するステップと、
・前記3D撮像装置(1)の位置(P)と、前記角度測定ユニット(4)によって検出された該3D撮像装置(1)の角度方向と、前記第2の3次元画像と、前記第2のオブジェクト(22)の既知の第2の特徴的要素(23)とから、前記空間座標系内における前記第2のオブジェクト(22)の第2の最終姿勢を求めるステップと
を行い、
前記第1のオブジェクト(12)の第1の最終姿勢は、前記第2のオブジェクト(22)の第2の最終姿勢、および、該第1のオブジェクト(12)と該第2のオブジェクト(22)との間の所定の相対姿勢とから計算される、請求項5記載の方法。 - 前記第1のオブジェクト(12)を前記第1の最終姿勢に高精度で位置調整する前に、
・光学的に検出可能である既知の第2の特徴的要素(23)を備えた第2のオブジェクト(22)が第2の産業用ロボット(21)によって把持公差内で把持および保持され、
・前記第2のオブジェクト(22)が第2の最終姿勢になる最終ポジショニングに、前記第2の産業用ロボット(21)が位置調整され、
・前記空間座標系内における前記第2のオブジェクト(22)の第2の最終姿勢が求められ、
前記第2の最終姿勢を求めるために、
・前記3D撮像装置(1)の視野(8)を前記駆動ユニット(3)によって前記第2のオブジェクト(22)の第2の特徴的要素(23)の少なくとも一部に向けて方向調整するステップと、
・少なくとも1つの第2の3次元画像を撮像するステップと、
・前記3D撮像装置(1)の位置(P)と、前記角度測定ユニット(4)によって検出された該3D撮像装置(1)の角度方向と、前記第2の3次元画像と、前記第2のオブジェクト(22)の既知の第2の特徴的要素(23)とから、前記空間座標系における該第2のオブジェクト(22)の第2の最終姿勢を求めるステップと
を実施し、
前記第1のオブジェクト(12)の第1の最終姿勢は、前記第2のオブジェクト(22)の第2の最終姿勢、および、該第1のオブジェクト(12)と該第2のオブジェクト(22)との間の所定の相対姿勢とから計算される、
請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 - 前記第1のオブジェクト(12)を前記第1の最終姿勢に高精度で位置調整する前に、
・光学的に検出可能である既知の第2の特徴的要素(23)を備えた第2のオブジェクト(22)が第2の産業用ロボット(21)によって把持公差内で把持および保持され、
・前記第2の産業用ロボット(21)のポジショニングの設定によって前記空間座標系において前記第2のオブジェクト(22)を微調整するように位置調整するために、該第2の産業用ロボット(21)に対し、前記把持公差を補正する第2の微調整量が求められ、
・前記第2のオブジェクト(22)が第2の最終姿勢に高精度で位置調整され、
前記第2の微調整量を求めるために、
・前記3D撮像装置(1)の視野(8)を前記駆動ユニット(3)によって、前記第2の産業用ロボット(21)の第2の微調整ポジショニングで保持されている前記第2のオブジェクト(22)の第2の特徴的要素(23)の少なくとも一部に向けるように方向調整するステップと、
・少なくとも1つの第2の3次元画像を撮像するステップと、
・前記3D撮像装置(1)の位置(P)と、前記角度測定ユニット(4)によって検出された該3D撮像装置(1)の角度方向と、前記第2の3次元画像と、前記第2のオブジェクト(22)の既知の第2の特徴的要素(23)とから、前記第2の産業用ロボット(21)の前記第2の微調整ポジショニングでの、前記空間座標系における該第2のオブジェクト(22)の姿勢を求めるステップと、
・前記第2の産業用ロボット(21)の第2の微調整ポジショニングと、少なくとも、該第2の産業用ロボット(21)の第2の微調整ポジショニングにおける前記第2のオブジェクト(22)の求められた姿勢とから、前記第2の微調整量を求めるステップと
を実施し、
前記第2のオブジェクト(22)を第2の最終姿勢に高精度で位置調整するために、該第2のオブジェクト(22)が該第2の最終姿勢に所定の公差内で達するまで、
・少なくとも1つの別の第2の3次元画像を撮像するステップと、
・前記3D撮像装置(1)の位置(P)と、前記角度測定ユニット(4)によって検出された該3D撮像装置(1)の角度方向と、前記別の第2の3次元画像と、前記第2のオブジェクト(22)の既知の第2の特徴的要素(23)とから、前記空間座標系における前記第2のオブジェクト(22)の現在の姿勢を求めるステップと、
・前記第2のオブジェクト(22)の現在の姿勢と前記第2の最終姿勢との姿勢差を計算するステップと、
・前記第2の産業用ロボット(21)の現在のポジショニングと、前記姿勢差に関連する量とから、前記第2の微調整量を考慮して該第2の産業用ロボット(21)の新たな目標ポジショニングを計算するステップと、
・前記第2の産業用ロボット(21)を前記新たな目標ポジショニングに位置調整するステップと
を繰り返し実施し、
前記姿勢差に関連する量はとりわけ、該姿勢差に1以下の係数を乗算することによって求められる、
請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 - 前記第2のオブジェクト(22)を把持した後、前記第2の微調整量を求めるために、前記第2の産業用ロボット(2)を前記第2の微調整ポジショニングに位置調整する、請求項8記載の方法。
- 前記第2の最終姿勢に所定公差内で達するまで繰り返される前記ステップの前に、
・前記第2の微調整量を考慮して、前記第2の産業用ロボット(21)を前記第2の微調整ポジショニングから、前記第2のオブジェクト(22)が前記第2の最終姿勢に近い第2の近似姿勢に位置決めされるポジショニングに位置調整し、
・前記3D撮像装置(1)の視野(8)を前記駆動ユニット(3)によって、前記第2の近似姿勢に位置決めされた前記第2のオブジェクト(22)の第2の特徴的要素(23)の少なくとも一部に向けるように方向調整する、
請求項8または9記載の方法。 - ・加工ツールとして構成された第3のオブジェクト(32)を第3の産業用ロボット(31)によって保持公差内で保持し、ただし、該加工ツール(32)または該第3の産業用ロボット(31)のうち該加工ツール(32)に結合される部分は、光学的に検出可能である既知の第3の特徴的要素(33)を備えており、
・前記第3の産業用ロボット(31)のポジショニングの設定によって前記空間座標系内において前記加工ツール(32)を微調整するように位置調整するために、該第3の産業用ロボット(31)に対し、前記保持公差を補正する第3の微調整量が求められ、
前記第3の微調整量を求めるために、
・前記加工ツール(32)が前記第3の産業用ロボット(31)の第3の微調整ポジショニングで保持されている状態で、前記3D撮像装置(1)の視野(8)を前記駆動ユニット(3)によって前記第3の特徴的要素(33)の少なくとも一部に向けるように方向調整するステップと、
・少なくとも1つの第3の3次元画像を撮像するステップと、
・前記3D撮像装置(1)の位置(P)と、前記角度測定ユニット(4)によって検出された該3D撮像装置(1)の角度方向と、前記第3の3次元画像と、既知である前記第3の特徴的要素(33)とから、前記第3の産業用ロボット(31)の第3の微調整ポジショニングにおける、前記空間座標系内での前記加工ツール(32)の姿勢を検出するステップと、
・前記第3の産業用ロボット(31)の第3の微調整ポジショニングと、少なくとも、該第3の産業用ロボット(31)の第3の微調整ポジショニングにおける前記加工ツール(32)の検出された姿勢とから、前記第3の微調整量を求めるステップと
を実施する、
請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。 - 前記加工ツール(32)が第3の最終姿勢に所定の公差内で達するまで、
・少なくとも1つの別の第3の3次元画像を撮像するステップと、
・前記3D撮像装置(1)の位置(P)と、前記角度測定ユニット(4)によって検出された前記3D撮像装置(1)の角度方向と、前記別の第3の3次元画像と、既知である前記第3の特徴的要素(33)とから、前記空間座標系における前記加工ツール(32)の現在の姿勢を求めるステップと、
・前記第3のオブジェクト(32)の現在の姿勢と前記第3の最終姿勢との姿勢差を計算するステップと、
・前記第3の産業用ロボット(31)の現在のポジショニング(31)と、前記姿勢差に関連する量とから、前記第3の微調整量を考慮して該第3の産業用ロボット(31)の新たな目標ポジショニングを計算するステップと、
・前記第3の産業用ロボット(31)を前記新たな目標ポジショニングに位置調整するステップと
を繰り返し、
前記姿勢差に関連する量はとりわけ、該姿勢差に1以下の係数を乗算して得られる、請求項11記載の方法。 - 前記特徴的要素(13;23;33)の基本的な部分は、電子的なデータ処理装置によって処理可能なモデルから既知であり、
・前記データ処理装置によって実行される画像処理によって、前記特徴的要素(13;23;33)を、前記モデルおよび/または前記撮像画像において識別し、
・前記モデルにおいて識別された前記特徴的要素(13;23;33)と前記撮像画像において識別された前記特徴的要素とを対応付け、
・前記撮像された特徴的要素(13;23;33)が検出された、前記空間座標系における位置と、前記対応付けられた特徴的要素(13;23;33)とから、該空間座標系における前記オブジェクト(12;22;32)の姿勢を求める、
請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。 - ・前記撮像された特徴的要素(13;23;33)の相互間の相対姿勢を求め、基本的な部分が前記モデルから既知である前記特徴的要素(13;23;33)の相互間の相対姿勢と比較し、
・とりわけ、前記撮像された特徴的要素(13;23;33)の相互間の相対姿勢と、前記基本的な部分が前記モデルから既知である前記特徴的要素(13;23;33)の相互間の相対姿勢との偏差を超えた場合、エラーメッセージを出力し、
・とりわけ、検出された前記オブジェクト(12;22;32)を前記モデルに適合し、該適合されたモデルがとりわけ、前記空間座標系における前記最終姿勢を決定する、
請求項13記載の方法。 - 前記3D撮像装置(1)は、
・少なくとも1つの第1のカメラ(2a)が前記駆動ユニット(3)によって、前記空間座標系を基準として水平方向の傾斜軸(H)と垂直方向の縦軸(V)とを軸として方向調整可能であり、
・前記角度ユニット(4)によって、前記縦軸(V)を軸とする水平方向の、前記空間座標系における角度方向(α)と、前記傾斜軸(H)を軸とする垂直方向の、該空間座標系における角度方向(β)とが検出され、
・とりわけ、前記傾斜軸(H)と前記縦軸(V)とは実質的に交わる、
請求項1から14までのいずれか1項記載の方法。 - 前記第1のカメラ(2a)は、それぞれ奥行情報が対応付けられた複数の画素からそれぞれ構成される3次元画像を直接撮像するためのRIMカメラとして構成されている、請求項15記載の方法。
- 前記3D撮像装置(1)は電子光学的な測距装置(5)を有し、
前記3次元画像は、
・前記電子光学的な測距装置(5)によって、少なくとも1つの光学的な奥行測定を行うことにより、前記画素に相当する前記オブジェクト(12,22,32)の区分における奥行情報を検出するステップと、
・前記奥行情報を前記複数の画素に対応付けるステップと
によって生成され、
とりわけ、
・前記電子光学的な測距装置(5)は点走査式のスキャナとして構成され、前記奥行情報の検出は該点走査式のスキャナを順次走査させることによって実施され、少なくとも1つの点状の測定ビームが、前記視野(8)に相当する前記オブジェクト(12,22,32)の面を点ごとに光学スキャンするか、
または、
・前記電子光学的な測距装置(5)は線走査式スキャナとして構成され、前記奥行情報の検出は該線走査式スキャナを並列走査させることによって実施され、少なくとも1つの線状の測定ビームが、前記視野(8)に相当する前記オブジェクト(12,22,32)の面を線ごとに光学スキャンするか、
または、
・前記電子光学的な測距装置(5)は面奥行測定装置として構成され、前記奥行情報の検出は該面奥行測定装置を完全並列走査させることによって実施され、とりわけ複数の測定ビームから成るビーム束によって形成された少なくとも1つの面状の測定ビームが、前記視野(8)に相当する前記オブジェクト(12,22,32)の面を面単位で光学スキャンする、
請求項15記載の方法。 - ・前記3D撮像装置(1)は第2のカメラ(2b)を有し、
・前記第2のカメラ(2b)の視野と前記第1のカメラ(2a)の視野とがオーバーラップ領域において少なくとも部分的に重なることによって前記3D撮像装置(1)の視野(8)が形成されるように、該第2のカメラ(2b)と該第1のカメラ(2a)とが結合され、かつ、該第2のカメラ(2b)と該第1のカメラ(2a)との間隔が調整されて両カメラが相互に離隔されており、
・前記3D撮像装置(1)の視野(8)内における前記3次元画像は、前記第1のカメラ(2a)と前記第2のカメラ(2b)との間の既知である相対的な視点から、画像処理によって生成される、
請求項15記載の方法。 - 空間内において少なくとも1つの産業用ロボットによって少なくとも1つのオブジェクトを最終姿勢に高精度で位置決めするためのシステムであって、
前記システムは、
・設定可能なポジショニングに位置調整可能な第1の産業用ロボット(11)と、
・光学的な3D撮像装置(1)と
を有し、
前記3D撮像装置(1)は、
・3次元の空間座標系において校正されており、既知の位置(P)に既知の方向で位置決めされており、
・所定の視野(8)内で、それぞれ奥行情報が対応付けられる複数の画素からそれぞれ構成された3次元画像を電子的に撮像するように構成されており、
・前記視野(8)を位置調整するために該3D撮像装置(1)を方向調整するための駆動ユニット(3)を有し、
・該3D撮像装置(1)の角度方向を高精度で検出するための角度測定ユニット(4)を有し、
・画像処理を行うために構成されたデータ処理装置を含む制御装置(9)を有し、
前記角度測定ユニット(4)は前記空間座標系において校正されていることにより、該空間座標系における前記視野(8)が検出可能であり、
前記制御装置(9)が前記第1の産業用ロボット(11)および前記3D撮像装置(1)とデータ接続されていることにより、
・該制御装置(9)に、該3D撮像装置(1)によって撮像された3次元画像が供給され、
・該制御装置(9)に、前記角度測定ユニット(4)によって検出された、該3D撮像装置(1)の角度方向が供給され、
・前記駆動ユニット(3)は該制御装置(9)によって、前記3D撮像装置(1)を方向調整するように駆動制御され、
・前記第1の産業用ロボット(11)は、該制御装置(9)によって設定されたポジショニングに位置調整され、
前記制御装置(9)および該制御装置のデータ処理装置は、
・前記制御装置(9)に既知であり光学的に検出可能な第1の特徴的要素(13)を備えた第1のオブジェクト(12)が前記第1の産業用ロボット(11)によって、把持公差内で把持および保持され、
・前記第1の産業用ロボット(11)のポジショニングの設定によって前記第1のオブジェクト(12)を前記空間座標系において微調整するように位置調整するために、該第1の産業用ロボット(11)に対し、前記把持公差を補正する第1の微調整量が前記制御装置(9)によって求められ、
・前記第1のオブジェクト(12)が該制御装置(9)によって第1の最終姿勢に高精度で位置調整される
ように構成されており、
前記第1の微調整量は、
・前記3D撮像装置(1)の視野(8)が前記駆動ユニット(3)によって、前記第1の産業用ロボット(11)の第1の微調整ポジショニングで保持された前記第1のオブジェクト(12)の第1の特徴的要素(13)の少なくとも一部に向けられるように方向調整されるステップと、
・少なくとも1つの第1の3次元画像が撮像されるステップと、
・前記3D撮像装置(1)の位置(P)と、前記角度測定ユニット(4)によって検出された該3D撮像装置(1)の角度方向と、前記第1の3次元画像と、前記第1のオブジェクト(12)の既知である第1の特徴的要素(13)とから、前記第1の産業用ロボット(11)の前記第1の微調整ポジショニングにおける、前記空間座標系での前記第1のオブジェクト(12)の姿勢が求められるステップと、
・前記第1の産業用ロボット(11)の前記第1の微調整ポジショニングと、少なくとも、該第1の産業用ロボット(11)の該第1の微調整ポジショニングにおける前記第1のオブジェクト(12)の求められた姿勢とを使用して、前記第1の微調整量が求められるステップと
によって、前記制御装置(9)によって求められ、
前記第1のオブジェクト(12)が前記第1の最終姿勢に、所定の公差内で達するまで、
・少なくとも1つの別の第1の3次元画像が撮像されるステップと、
・前記3D撮像装置(1)の位置(P)と、前記角度測定ユニット(4)によって検出された該3D撮像装置(1)の角度方向と、前記別の第1の3次元画像と、前記第1のオブジェクト(12)の既知である第1の特徴的要素(13)とから、前記空間座標系における前記第1のオブジェクト(12)の現在の姿勢が求められるステップと、
・前記第1のオブジェクト(12)の実際の姿勢と前記第1の最終姿勢との姿勢差が計算されるステップと、
・前記第1の微調整量を考慮して、前記第1の産業用ロボット(11)の現在のポジショニングと、前記姿勢差に関連する量とから、該第1の産業用ロボット(11)の新たなポジショニングが計算されるステップと、
前記第1の産業用ロボット(11)が前記新たな目標ポジショニングに位置調整されるステップと
が繰り返され、
前記姿勢差に関連する量はとりわけ、該姿勢差に1以下の係数を乗算することによって得られ、
とりわけ、前記制御装置(9)は請求項1から17までのいずれか1項記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とする、システム。 - 前記3D撮像装置(1)は、
・少なくとも1つの第1のカメラ(2a)が前記駆動ユニット(3)によって、前記空間座標系を基準として水平方向の傾斜軸(H)と垂直方向の縦軸(V)とを軸として方向調整可能であり、
・前記角度測定ユニット(4)によって、前記空間座標系における、前記縦軸(V)を軸とする水平方向の角度方向(α)と、前記傾斜軸(H)を軸とする垂直方向の角度方向(β)とが検出され、
・とりわけ、前記傾斜軸(H)と前記縦軸(V)とが実質的に交わる
ように構成されている、請求項19記載のシステム。 - 前記第1のカメラ(2a)は、それぞれ奥行情報が対応付けられた複数の画素からそれぞれ構成される3次元画像を直接撮像するためのRIMカメラとして構成されている、請求項20記載のシステム。
- 前記3D撮像装置(1)は電子光学的な測距装置(5)を有し、
前記制御装置(9)および該制御装置(9)のデータ処理装置および/または前記3D撮像装置は、前記3次元画像が、
・前記電子光学的な測距装置(5)によって、前記画素に相当する前記オブジェクト(12,22,32)の区分において少なくとも1つの光学的な奥行測定を行うことによって、前記奥行情報が検出され、
・前記奥行情報と前記複数の画素とが対応付けられる
ことによって生成されるように構成されており、
とりわけ、
・前記電子光学的な測距装置(5)は点走査式のスキャナとして構成され、前記奥行情報の検出は該点走査式のスキャナを順次走査させることによって実施され、少なくとも1つの点状の測定ビームが、前記視野(8)に相当する前記オブジェクト(12,22,32)の面を点ごとに光学スキャンするか、
または、
・前記電子光学的な測距装置(5)は線走査式スキャナとして構成され、前記奥行情報の検出は該線走査式スキャナを並列走査させることによって実施され、少なくとも1つの線状の測定ビームが、前記視野(8)に相当する前記オブジェクト(12,22,32)の面を線ごとに光学スキャンするか、
または、
・前記電子光学的な測距装置(5)は面奥行測定装置として構成され、前記奥行情報の検出は該面奥行測定装置を完全並列走査させることによって実施され、とりわけ複数の測定ビームから成るビーム束によって形成された少なくとも1つの面状の測定ビームが、前記視野(8)に相当する前記オブジェクト(12,22,32)の面を面単位で光学スキャンする、
請求項20記載のシステム。
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