JP2015223634A - ロボットシステム、ロボット、及び制御装置 - Google Patents
ロボットシステム、ロボット、及び制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015223634A JP2015223634A JP2014107842A JP2014107842A JP2015223634A JP 2015223634 A JP2015223634 A JP 2015223634A JP 2014107842 A JP2014107842 A JP 2014107842A JP 2014107842 A JP2014107842 A JP 2014107842A JP 2015223634 A JP2015223634 A JP 2015223634A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- marker
- work
- robot
- markers
- robot system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
【課題】作業内容に応じた動作を実現することができるロボットシステムを提供すること。
【解決手段】ロボットシステムは、作業を行うロボットと、作業の要素を示す複数の情報のそれぞれが対応付けられた複数のマーカーと、複数のマーカーを含む範囲を撮像する撮像部と、ロボットを制御する制御部と、を含み、制御部は、撮像部により撮像画像を撮像した後に、複数のマーカーに対応付けられた複数の要素を示す情報を取得し、ロボットに作業を行わせる。
【選択図】図4
【解決手段】ロボットシステムは、作業を行うロボットと、作業の要素を示す複数の情報のそれぞれが対応付けられた複数のマーカーと、複数のマーカーを含む範囲を撮像する撮像部と、ロボットを制御する制御部と、を含み、制御部は、撮像部により撮像画像を撮像した後に、複数のマーカーに対応付けられた複数の要素を示す情報を取得し、ロボットに作業を行わせる。
【選択図】図4
Description
この発明は、ロボットシステム、ロボット、及び制御装置に関する。
撮像部により撮像された撮像画像に基づいて、ロボットに所定の作業を行わせる技術が研究・開発されている。
これに関連し、ロボットによる作業対象の近傍に貼付されたマーカーであって、作業対象へ所定の作業を行うためのロボットの動作を示す情報と対応付けられたマーカーを撮像し、撮像された撮像画像からワークの位置姿勢とマーカーを検出し、検出されたマーカーに対応付けられた情報とワークの位置姿勢とに基づいて、ロボットに所定の作業を行わせるロボット制御方法が知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、従来の方法では、ワークや作業内容が変わるたびに、そのワークや作業内容に応じたプログラムを新たに生成する必要があり、多品種少量生産のようなワークや作業内容を頻繁に変更する状況が考慮されていなかった。
そこで本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、作業内容に応じた動作を実現することができるロボットシステム、ロボット、及び制御装置を提供する。
本発明の一態様は、作業を行うロボットと、前記作業の要素を示す複数の情報のそれぞれが対応付けられた複数のマーカーと、前記複数の前記マーカーを含む範囲を撮像する撮像部と、前記ロボットを制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記撮像部により撮像画像を撮像した後に、前記複数の前記マーカーに対応付けられた前記複数の前記要素を示す情報を取得し、前記ロボットに前記作業を行わせる、ロボットシステムである。
この構成により、ロボットシステムは、撮像部により撮像画像を撮像した後に、複数のマーカーに対応付けられた作業の要素を示す複数の情報を取得し、ロボットに作業を行わせる。これにより、ロボットシステムは、作業内容に応じた動作を実現することができる。
この構成により、ロボットシステムは、撮像部により撮像画像を撮像した後に、複数のマーカーに対応付けられた作業の要素を示す複数の情報を取得し、ロボットに作業を行わせる。これにより、ロボットシステムは、作業内容に応じた動作を実現することができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、前記複数の前記マーカーは、所定のルールに基づいた順に設けられており、前記制御部は、前記所定のルールに基づいた順に前記複数の前記マーカーに対応付けられた前記複数の前記要素を示す情報を取得する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムは、所定のルールに基づいた順に複数のマーカーに対応付けられた複数の要素を示す情報を取得する。これにより、ロボットシステムは、所定のルールに基づいた順にロボットを動作させることで、作業内容に応じた動作を実現することができる。
この構成により、ロボットシステムは、所定のルールに基づいた順に複数のマーカーに対応付けられた複数の要素を示す情報を取得する。これにより、ロボットシステムは、所定のルールに基づいた順にロボットを動作させることで、作業内容に応じた動作を実現することができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、前記作業は、少なくとも2つの作業を含み、前記複数の前記マーカーは、前記作業を識別するマーカーを含み、前記作業を識別するマーカーのそれぞれには、前記複数の前記マーカーに含まれたマーカーであって、前記作業を識別するマーカーとは異なるマーカーが対応付けられ、前記制御部は、前記作業を識別するマーカーが示す作業毎に、前記作業を識別するマーカーに対応付けられたマーカーに対応付けられた前記要素を示す情報を取得する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムは、作業を識別するマーカーが示す作業毎に、作業を識別するマーカーに対応付けられたマーカーに対応付けられた要素を示す情報を取得する。これにより、ロボットシステムは、異なる作業に対応付けられたマーカーを誤検出してしまうことを抑制することができる。
この構成により、ロボットシステムは、作業を識別するマーカーが示す作業毎に、作業を識別するマーカーに対応付けられたマーカーに対応付けられた要素を示す情報を取得する。これにより、ロボットシステムは、異なる作業に対応付けられたマーカーを誤検出してしまうことを抑制することができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、前記要素を示す情報は、前記作業を実行するための複数の順序付けられた動作のそれぞれを示す情報を含む、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムは、複数のマーカーに対応付けられた複数の動作を示す情報を取得する。これにより、ロボットシステムは、作業毎に必要な動作を示すマーカーを用いてロボットを制御することができる。
この構成により、ロボットシステムは、複数のマーカーに対応付けられた複数の動作を示す情報を取得する。これにより、ロボットシステムは、作業毎に必要な動作を示すマーカーを用いてロボットを制御することができる。
また、本発明の他の態様は、ロボットシステムにおいて、前記要素を示す情報は、前記作業における作業対象の位置を示す情報を含む、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットシステムは、複数のマーカーに対応付けられた作業対象の位置を示す情報を取得する。これにより、ロボットシステムは、作業対象の位置を示すマーカーを用いてロボットに作業対象の位置を教示することができる。
この構成により、ロボットシステムは、複数のマーカーに対応付けられた作業対象の位置を示す情報を取得する。これにより、ロボットシステムは、作業対象の位置を示すマーカーを用いてロボットに作業対象の位置を教示することができる。
また、本発明の他の態様は、作業を行うハンドと、前記ハンドを制御する制御部と、を含み、前記制御部は、前記作業の要素を示す複数の情報のそれぞれが対応付けられた複数のマーカーを含む範囲が撮像された撮像画像を撮像した後に、前記複数の前記マーカーに対応付けられた複数の前記要素を示す情報を取得し、前記ハンドに前記作業を行わせる、ロボットである。
この構成により、ロボットは、作業の要素を示す複数の情報のそれぞれが対応付けられた複数のマーカーを含む範囲が撮像された撮像画像を撮像した後に、複数のマーカーに対応付けられた複数の要素を示す情報を取得し、ハンドに作業を行わせる。これにより、ロボットは、作業内容に応じた動作を実現することができる。
この構成により、ロボットは、作業の要素を示す複数の情報のそれぞれが対応付けられた複数のマーカーを含む範囲が撮像された撮像画像を撮像した後に、複数のマーカーに対応付けられた複数の要素を示す情報を取得し、ハンドに作業を行わせる。これにより、ロボットは、作業内容に応じた動作を実現することができる。
また、本発明の他の態様は、作業を行うロボットを動作させる制御装置であって、前記作業の要素を示す複数の情報のそれぞれが対応付けられた複数のマーカーを含む範囲が撮像された撮像画像を撮像した後に、前記複数の前記マーカーに対応付けられた複数の前記要素を示す情報を取得し、前記ロボットに前記作業を行わせる、制御装置である。
この構成により、制御装置は、作業の要素を示す複数の情報のそれぞれが対応付けられた複数のマーカーを含む範囲が撮像された撮像画像を撮像した後に、複数のマーカーに対応付けられた複数の要素を示す情報を取得し、ロボットに作業を行わせる。これにより、制御装置は、作業内容に応じた動作を実現することができる。
この構成により、制御装置は、作業の要素を示す複数の情報のそれぞれが対応付けられた複数のマーカーを含む範囲が撮像された撮像画像を撮像した後に、複数のマーカーに対応付けられた複数の要素を示す情報を取得し、ロボットに作業を行わせる。これにより、制御装置は、作業内容に応じた動作を実現することができる。
以上により、ロボットシステム、ロボット、及び制御装置は、撮像画像を撮像した後に、複数のマーカーに対応付けられた複数の要素を示す情報を取得して作業を行う。これにより、ロボットシステム、ロボット、及び制御装置は、作業内容に応じた動作を実現することができる。
<概要>
まず、以下に示す実施形態に係るロボットシステム1の概要を説明し、その後により詳細な実施形態を説明する。図1は、第1実施形態に係るロボットシステム1が稼働する様子の一例を模式的に示す図である。ロボットシステム1は、撮像部10により撮像された撮像画像に基づいて複数のマーカーを検出する。図1において、複数のマーカーが貼付されている領域を点線MGで示した。以下では、説明の便宜上、この点線MGで示される領域を、領域MGと称して説明する。図1において、複数のマーカーは、領域MGに含まれる9個のマーカーである。
まず、以下に示す実施形態に係るロボットシステム1の概要を説明し、その後により詳細な実施形態を説明する。図1は、第1実施形態に係るロボットシステム1が稼働する様子の一例を模式的に示す図である。ロボットシステム1は、撮像部10により撮像された撮像画像に基づいて複数のマーカーを検出する。図1において、複数のマーカーが貼付されている領域を点線MGで示した。以下では、説明の便宜上、この点線MGで示される領域を、領域MGと称して説明する。図1において、複数のマーカーは、領域MGに含まれる9個のマーカーである。
そして、ロボットシステム1のロボット20は、検出された複数のマーカーに基づいて、検出された複数のマーカーが表す作業を行う。従って、ユーザーは、複数のマーカーの一部又は全部を他のマーカーと交換することによって異なる作業をロボット20に行わせることができる。以下では、説明の便宜上、複数のマーカーをマーカー群と称して説明する。
マーカー群に含まれるマーカーには、ユーザーがロボット20に行わせたい所望の作業を識別するための作業IDを示す情報、ロボット20が作業を行うための領域(以下、作業領域と称する)を示す情報、ロボット20が行う作業の要素(以下、作業要素と称する)を示す情報のうちのいずれかが対応付けられている。以下では、これらの情報をまとめてマーカー情報と称する。ここで、作業IDとは、ロボット20が行う作業が複数ある場合、それら複数の作業を識別し、且つロボット20がそれらの作業を行う順を示すIDである。作業の要素とは、例えば、作業を実行するための複数の順序付けられた動作のそれぞれ(以下、作業動作と称する)や、作業においてロボット20によって扱われる作業対象(図1において、物体P)の位置等であるが、これらの他の何らかの作業を実行するために必要なものであってもよい。
まとめると、1つのマーカー群によって1つの作業が表され、1つのマーカー群に含まれる個々のマーカーによって、その作業に必要な個々の情報(例えば、作業ID、作業領域、作業要素等)が表される。従って、ロボットシステム1は、複数のマーカー群を検出し、検出された複数のマーカー群が表す複数の作業を、各マーカー群に含まれる個々のマーカーに基づいて作業IDが示す順にロボット20に行わせる。これにより、ロボットシステム1は、ユーザーが複数のマーカーの一部又は全部を他のマーカーと交換することによって、容易に交換前とは異なる作業をロボット20に行わせることができる。
以下では、説明の便宜上、作業IDを示す情報が対応付けられたマーカーをIDマーカーと称し、作業領域を示す情報が対応付けられたマーカーを領域マーカーと称し、作業要素を示す情報が対応付けられたマーカーを要素マーカーと称して説明する。また、要素マーカーのうち、作業動作を示す情報が対応付けられたマーカーを動作マーカーと称し、作業対象の位置を示す情報が対応付けられたマーカーを対象マーカーと称して説明する。
また、以下では、説明の便宜上、IDマーカーに対応付けられた作業IDをIDマーカーが示すIDと称し、領域マーカーに対応付けられた作業領域を領域マーカーが示す領域と称し、要素マーカーに対応付けられた作業要素を示す情報を要素マーカーが示す要素情報と称し、動作マーカーに対応付けられた作業動作を示す情報を動作マーカーが示す動作情報と称し、対象マーカーに対応付けられた作業対象の位置を示す情報が表す位置を対象マーカーが示す位置と称して説明する。
作業対象とは、ロボット20の把持部HND1と把持部HND2のうち一方又は両方によって把持可能な物体であり、例えば、複数の部品を組み付けて完成又は半完成となる工業製品の部品等である。作業対象の形状は、ロボット20の把持部HND1と把持部HND2のうち一方又は両方によって把持可能であれば任意の形状であってよい。図1において、物体Pを、作業対象Pと称する。
図1には、説明を簡略化するため、1つのマーカー群のみが領域MGに貼付されている状態を示す。図1に示したマーカー群には、IDマーカーW1と、領域マーカーAr1、Ar2と、動作マーカーPk、Sと、対象マーカーAw、Aw1、Aw2、Cの9個のマーカーが含まれる。
ロボットシステム1は、撮像画像から、まずIDマーカーW1を検出する。その後、ロボットシステム1は、領域マーカーを検出し、検出された領域マーカーに基づいて作業領域を検出する。図1において、領域マーカーは、領域マーカーAr1及び領域マーカーAr2である。
領域マーカーAr1及び領域マーカーAr2の場合、これらの領域マーカーの位置によって、長方形の作業領域Aにおける対角の頂点を示す。領域マーカーは、領域マーカーAr1及び領域マーカーAr2のように、領域マーカーの位置によって長方形の作業領域における対角の頂点を示す構成に代えて、例えば、円形の作業領域の中心と半径をそれぞれ領域マーカーの位置によって示す構成であってもよく、複数の領域マーカーの位置によって作業領域を表す他の何らかの構成であってもよい。なお、領域マーカーAr1及びAr2のように、対となるマーカーが存在する領域マーカーには、互いが対となるマーカーであることを示す情報が対応付けられているものとする。
ロボットシステム1は、次に、IDマーカーW1に隣接する要素マーカーを検出し、IDマーカーW1に近い方から遠い方に向かって順に要素マーカーを検出する。そして、ロボットシステム1は、IDマーカーW1に近い方から遠い方に向かって順に要素マーカーに対応付けられた情報を読み込む。図1において、ロボットシステム1は、IDマーカーW1に隣接した動作マーカーPkを検出し、その後、対象マーカーAw、動作マーカーS、対象マーカーCの順にマーカーを検出する。
ここで、ロボットシステム1は、要素マーカーを順に検出する際、動作マーカーの後に対象マーカーが検出された場合、先に検出された動作マーカーが示す動作情報と、後に検出された対象マーカーが示す位置とに基づいて、作業対象に対してロボット20に作業動作を行わせる。このようなマーカーからロボットシステム1が情報を読み込む順を示すルールは、予めロボットシステム1に登録されているとするが、ユーザーが設定できるとしてもよい。以下では、このルールを、マーカー読取ルールと称して説明する。ロボットシステム1は、上述のマーカー読取ルールによってマーカーから情報を読み取る構成に代えて、他の何らかのルールに従ってマーカーから情報を読み取り、読み取られた情報に基づいて作業対象に対してロボット20に作業動作を行わせる構成であってもよい。なお、マーカー読取ルールは、所定のルールの一例である。
また、任意のIDマーカーXに対して複数の要素マーカーが途切れず連続的に繋がっている場合、ロボットシステム1は、それらの複数の要素マーカーを、IDマーカーXに属する(対応付けられた)マーカーであると判定する。また、ロボットシステム1は、IDマーカーXに隣接した領域マーカーが示す作業領域内に含まれる要素マーカーをIDマーカーXに属する要素マーカーであると判定する。なお、ロボットシステム1がIDマーカーXに属する要素マーカーを判定するルールは、上記のマーカー読取ルールに含まれるとする。
ロボットシステム1は、動作マーカーPk、対象マーカーAw、動作マーカーS、対象マーカーCの順に要素マーカーを検出しているため、動作マーカーPkが示す動作と、対象マーカーAwが示す位置(作業対象Pが配置されている位置)に基づいて、作業対象Pに対して動作マーカーPkが示す動作を行う。そしてその後、ロボットシステム1は、動作マーカーSが示す動作と、対象マーカーCが示す位置(この一例において、把持している作業対象Pを配置する位置)に基づいて、作業対象Pに対して動作マーカーSが示す動作を行う。これら一連の動作が、IDマーカーW1が示す作業である。
動作マーカーPkは、動作マーカーPkに隣接する対象マーカーが示す位置に配置されている作業対象を把持する動作を示す。また、対象マーカーAwは、対象マーカーAw1に設けられた矢印の延長線と、対象マーカーAw2に設けられた矢印の延長線とが交差する位置によって、作業対象が配置されている位置又は作業対象が配置される位置を示す。動作マーカーSは、動作マーカーSに隣接する対象マーカーが示す位置に、把持している作業対象を配置する動作を示す。対象マーカーCは、作業対象が配置されている位置又は作業対象を配置する位置として領域マーカーが示す作業領域の中心位置を示す。
従って、ロボットシステム1は、領域マーカーAr1及び領域マーカーAr2によって示される作業領域A内において、把持部HND1と把持部HND2のうちいずれか一方又は両方により対象マーカーAw1及び対象マーカーAw2によって示される位置に配置されている作業対象Pを把持し、その後、把持された作業対象Pを作業領域Aの中心位置に配置するという作業を、IDマーカーW1に対応付けられた作業IDが示す作業としてロボット20に行わせる。なお、マーカー群に含まれる各マーカーは、例えば、床やテーブル等の台上、壁面、物体の表面等、撮像部10により撮像可能な位置であれば如何なる位置に貼付されてもよい。
このように、ロボットシステム1は、撮像部10により撮像画像を撮像した後に、前記の撮像画像により複数のマーカー群を検出し、検出された複数のマーカー群が表す複数の作業を、各マーカー群に含まれる個々のマーカーに基づいて作業IDが示す順にロボット20に行わせる。これにより、ロボットシステム1は、ユーザーが複数のマーカーの一部又は全部を他のマーカーと交換することによって、容易に交換前とは異なる作業をロボット20に行わせることができる。その結果、ロボットシステム1は、多品種少量生産のように作業内容や作業対象が短期間に変化するような場合においても、それぞれの作業内容に適した動作を実現することができる。
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照して説明する。図2は、第1実施形態に係るロボットシステム1の構成の一例を示す図である。
第1実施形態に係るロボットシステム1は、例えば、撮像部10と、ロボット20と、制御装置30とを具備する。
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照して説明する。図2は、第1実施形態に係るロボットシステム1の構成の一例を示す図である。
第1実施形態に係るロボットシステム1は、例えば、撮像部10と、ロボット20と、制御装置30とを具備する。
撮像部10は、例えば、集光された光を電気信号に変換する撮像素子であるCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等を備えたカメラである。また、撮像部10は、2台のカメラによって構成されるステレオカメラであるが、例えば、3台以上のカメラによって構成されてもよく、1台のカメラにより二次元画像を撮像する構成であってもよい。
撮像部10は、ケーブルによって制御装置30と通信可能に接続されている。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット(登録商標)やUSB(Universal Serial Bus)等の規格によって行われる。なお、撮像部10と制御装置30とは、Wi−Fi(登録商標)等の通信規格により行われる無線通信によって接続される構成であってもよい。図1において、撮像部10は、ロボット20と統合された構成であるが、これに代えて、ロボット20とは別体として設置される構成であってもよい。なお、撮像部10は、ロボット20と別体として設置される場合、マーカー群が含まれる範囲を撮像可能な位置に設置されるとする。
ロボット20は、例えば、一方の腕に把持部HND1と、マニピュレーター部MNP1と、図示しない複数のアクチュエーターを備え、他方の腕に把持部HND2と、マニピュレーター部MNP2と、図示しない複数のアクチュエーターを備え、腰部に回転胴体部21を備える双腕ロボットである。
ロボット20の各腕は、6軸垂直多関節型となっており、一方の腕が支持台とマニピュレーター部MNP1と把持部HND1とがアクチュエーターによる連携した動作によって6軸の自由度の動作を行うことができ、他方の腕が支持台とマニピュレーター部MNP2と把持部HND2とがアクチュエーターによる連携した動作によって6軸の自由度の動作を行うことができる。なお、ロボット20の各腕は、5自由度(5軸)以下で動作するものであってもよいし、7自由度(7軸)以上で動作するものであってもよい。把持部HND1、把持部HND2は、それぞれハンドの一例である。以下では、把持部HND1と把持部HND2を区別する必要が無い限り、まとめて把持部HNDと称して説明する。
回転胴体部21は、図示しないアクチュエーターを備えており、撮像部10及びロボット20の両腕を含むロボット20の上半身を、下半身に対して回転させる。
回転胴体部21は、図示しないアクチュエーターを備えており、撮像部10及びロボット20の両腕を含むロボット20の上半身を、下半身に対して回転させる。
ロボット20は、例えばケーブルによって制御装置30と通信可能に接続されている。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット(登録商標)やUSB等の規格によって行われる。なお、ロボット25と制御装置30とは、Wi−Fi(登録商標)等の通信規格により行われる無線通信によって接続されてもよい。なお、ロボット20は、図2に示したようにロボット20がロボット20の内部に搭載された制御装置30によって制御される構成とするが、この構成に代えて、制御装置30がロボット20の外部に設置されている構成であってもよい。ロボット20は、マーカー群に基づいた制御信号を制御装置30から取得し、取得した制御信号に基づいてマーカー群に基づいた作業を行う。なお、ロボット20は、上述した双腕ロボットに代えて、単腕ロボットでもよい。単腕ロボットとは、腕が1本のロボットのことである。
制御装置30は、ロボット20がマーカー群に基づいた作業を行うように制御する。より具体的には、制御装置30は、撮像部10により撮像された撮像画像に基づいてマーカー群を検出し、検出されたマーカー群に基づいて制御信号を生成する。そして、制御装置30は、生成された制御信号をロボット20に出力する。
以下、図3を参照して、制御装置30のハードウェア構成について説明する。図3は、制御装置30のハードウェア構成の一例を示す図である。制御装置30は、例えば、CPU(Central Processing Unit)31と、記憶部32と、入力受付部33と、通信部34を備え、通信部34を介して撮像部10、ロボット20等と通信を行う。これらの構成要素は、バスBusを介して相互に通信可能に接続されている。CPU31は、記憶部32に格納された各種プログラムを実行する。
記憶部32は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory)、ROM(Read−Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを含み、制御装置30が処理する各種情報や画像、プログラムを格納する。なお、記憶部32は、制御装置30に内蔵されるものに代えて、USB等のデジタル入出力ポート等によって接続された外付け型の記憶装置でもよい。
入力受付部33は、例えば、キーボードやマウス、タッチパッド、その他の入力装置である。なお、入力受付部33は、表示部として機能してもよく、さらに、タッチパネルとして構成されてもよい。
通信部34は、例えば、USB等のデジタル入出力ポートやイーサネット(登録商標)ポート等を含んで構成される。
通信部34は、例えば、USB等のデジタル入出力ポートやイーサネット(登録商標)ポート等を含んで構成される。
以下、図4を参照して、制御装置30の機能構成について説明する。図4は、制御装置30の機能構成の一例を示す図である。制御装置30は、記憶部32と、入力受付部33と、画像取得部35と、制御部40を備える。これらの機能部のうち一部又は全部は、例えば、CPU31が、記憶部32に記憶された各種プログラムを実行することで実現される。また、これらの機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア機能部であってもよい。
画像取得部35は、撮像部10により撮像された撮像画像を取得する。画像取得部35は、取得した撮像画像を制御部40に出力する。
制御部40は、マーカー検出部42と、マーカー情報読取部44と、ライブラリー読込部46と、ロボット制御部48を備える。
制御部40は、マーカー検出部42と、マーカー情報読取部44と、ライブラリー読込部46と、ロボット制御部48を備える。
マーカー検出部42は、画像取得部35から取得された撮像画像に基づいてマーカー群に含まれる各マーカーを検出する。
マーカー情報読取部44は、マーカー検出部42により検出されたマーカーから、上述したマーカー読取ルールに基づく順に、各マーカーに対応付けられた各種の情報を読み取る。
ライブラリー読込部46は、記憶部32に記憶された情報であって、ロボット20の作業動作を示す情報と動作ライブラリーを対応付ける対応情報を参照し、マーカー情報読取部44により読み取られた作業動作を示す情報に対応付けられた動作ライブラリー(ロボット20に所定の動作を行わせる制御信号を生成するためのプログラム等)を、記憶部32から読み込む。なお、対応情報は、予めキャリブレーション等によって記憶部32に記憶(教示)されているものとする。
マーカー情報読取部44は、マーカー検出部42により検出されたマーカーから、上述したマーカー読取ルールに基づく順に、各マーカーに対応付けられた各種の情報を読み取る。
ライブラリー読込部46は、記憶部32に記憶された情報であって、ロボット20の作業動作を示す情報と動作ライブラリーを対応付ける対応情報を参照し、マーカー情報読取部44により読み取られた作業動作を示す情報に対応付けられた動作ライブラリー(ロボット20に所定の動作を行わせる制御信号を生成するためのプログラム等)を、記憶部32から読み込む。なお、対応情報は、予めキャリブレーション等によって記憶部32に記憶(教示)されているものとする。
ロボット制御部48は、ライブラリー読込部46により読み込まれた動作ライブラリーと、マーカー情報読取部44により読み取られた作業対象の位置を示す情報とに基づいて、ロボット20を制御するための制御信号を生成する。そして、ロボット制御部48は、生成された制御信号をロボット20に出力して、マーカー群が表す作業を行わせる。
以下、図5を参照して、マーカー検出部42により検出されるマーカーについて説明する。図5は、マーカー検出部42により検出されるマーカーの一例を示す図である。マーカーMには、2つの領域が設けられており、一方がマーカーMの貼付された位置を示すためのマークが設けられた領域PR、他方が上述したマーカー情報をロボットシステム1に読み取らせるための二次元コードBが設けられた領域CRである。領域PRは、さらに2つの領域が設けられており、一方が緑色の領域G、他方が赤色の領域Rである。領域Gと領域Rは隣り合うように設けられている。
マーカーMの貼付された位置は、緑色の領域Gと赤色の領域Rの第1境界線と、緑色の領域G(又は赤色の領域R)と領域CRの第2境界線が交わる点PPによって表される。ロボットシステム1は、撮像部10によりマーカーMが撮像された撮像画像からマーカーMを検出することで、マーカーMの位置を読み取ることができる。また、領域CRには、前述したマーカー情報を表す二次元コードBが設けられている。各マーカー情報は、このように設けられた二次元コードBによってマーカーのそれぞれに対応付けられる。なお、本実施形態において、マーカーMに設けられた作業動作を示す情報を表す二次元コードBは、記憶部32に記憶された動作ライブラリーを示すIDを二次元コード化したものであるとするが、これに代えて、動作ライブラリーを二次元コード化したものであってもよい。
以下、図6を参照して、第1実施形態に係るロボットシステム1が複数のマーカー群を検出することで、複数の作業を順次行う場合の概要を説明する。図6は、第1実施形態に係るロボットシステム1が複数のマーカー群を検出することで、複数の作業を順次行う様子の一例を示す図である。ロボットシステム1は、撮像部10により撮像された撮像画像に基づいて複数のマーカー群を検出する。なお、図6において、撮像部10は、図6に示したすべてのマーカーを撮像可能である構成であるとするが、これに代えて、ロボット20が前述した回転胴体部21によって上半身を回転させることで、撮像部10が複数のマーカー群の全体を撮像できる構成であってもよい。この場合、ロボットシステム1は、1枚の撮像画像(例えば、パノラマ画像)からマーカー群の全体を撮像する構成であってもよく、複数の撮像画像からマーカー群の全体を撮像する構成であってもよい。
領域Rgは、ロボット20の把持部HNDが物体を把持することが可能な範囲を示す。領域Rgには、8個のIDマーカーW1〜W8が貼付されている。また、領域Rgには、IDマーカーW1〜W8のそれぞれに対応付けられた領域マーカー及び要素マーカーが貼付されている。まず、領域Rgに貼付されている各マーカーについて説明する。なお、図1において説明したマーカーに関しては、説明を省略する。
IDマーカーW1〜W8が示すIDは、上述したように、ロボット20が行う作業の順を示す。そのため、ロボットシステム1は、撮像部10によりマーカー群を撮像し、撮像された撮像画像に基づいてマーカー群に含まれる各マーカーを検出する。そして、ロボットシステム1は、各マーカーからマーカー情報を読み取り、読み取られたマーカー情報に基づいて、IDマーカーW1が示すIDにより識別される作業から、マーカーW2、W3、W4、W5、W6、W7、W8のそれぞれが示すIDにより識別される作業まで順にロボット20に行わせる。
以下では、説明の便宜上、IDマーカーW1〜W8のそれぞれが示すIDにより識別される作業を、作業W1〜W8と称して説明する。IDマーカーW1には、領域マーカーAr1、Ar2と、動作マーカーPkと、対象マーカーAw、Aw1、Aw2が対応付けられている。IDマーカーW2には、図1において説明した領域マーカーAr1、Ar2と、動作マーカーSと、対象マーカーCが対応付けられている。IDマーカーW3には、領域マーカーAr1、Ar2と、動作マーカーPkと、対象マーカーPlと、対象マーカーAw1、Aw2が対応付けられている。
対象マーカーPlは、動作マーカーPkに隣接するように貼付することで、ロボット20に対して、対象マーカーAw1及び対象マーカーAw2によって示される位置から格子状に並べられた作業対象Wk2のうち、ロボット20によって除材されずに残っている作業対象Wk2を左上から所定の順にロボット20が把持できるように、格子状に並べられた作業対象Wk2のそれぞれの位置を示す対象マーカーである。本実施形態において所定の順とは、左上から右側に向かう順であり、一番右端に至った後は、再びその下段の左端から右側に向かう順であるとするが、これに代えて、他の何らかの順であってもよい。以下では、区別する必要が無い限り、複数の作業対象Wk2の中の1つの作業対象を、作業対象Wk2と称して説明する。
IDマーカーW4には、動作マーカーSと、対象マーカーCが対応付けられている。また、IDマーカーW4は、領域マーカーAr1に隣接したIDマーカーW2に隣接させることで、作業W4の作業領域を作業W2の作業領域と同じ領域に設定することができるとする。なお、IDマーカーW5、IDマーカーW6も同様であるとする。IDマーカーW5には、動作マーカーPrが対応付けられている。動作マーカーPrは、ユーザーが任意の動作をロボット20にさせるオリジナルの動作ライブラリーを対応付けることが可能な動作マーカーである。
IDマーカーW6は、動作マーカーPr2と、対象マーカーCが対応付けられている。動作マーカーPr2は、動作マーカーPrと同様、ユーザーが任意の動作をロボット20にさせるオリジナルの動作ライブラリーを対応付けることが可能な動作マーカーであって、動作マーカーPrとは異なる動作ライブラリーが対応付けられた動作マーカーである。
IDマーカーW7は、位置マーカーPtが対応付けられている。位置マーカーPtは、対象マーカーの一種であり、他の何らかの動作マーカーが示す動作においてユーザーが指定したい所望の位置を示すマーカーである。例えば、位置マーカーPtは、作業対象や把持部HNDをユーザーが通過(移動)させたい所望の位置を示す。
IDマーカーW8は、領域マーカーCr1、Cr2が対応付けられている。領域マーカーCr1及び領域マーカーCr2は、それぞれのマーカーに設けられた矢印の延長線が交差する点を中心とし、その中心からそれぞれのマーカーの位置までの距離を長径又は短径とする楕円形状の領域(長径と短径が同じ長さの場合、円形状の領域)を作業領域として示す領域マーカーである。
以下では、前述した動作マーカーPrには、作業W4において作業W4に対応付けられた作業領域の中心位置に配置した作業対象Wk2を把持して、床面から10センチメートルの高さにおいて、前記の作業領域の中央を中心として半径5センチメートルの円軌道を作業対象Wk2が回転するように移動させる動作を示す動作ライブラリーが対応付けられているとして説明する。
また、以下では、前述した動作マーカーPr2には、作業W5においてロボット20に把持された作業対象Wk2を、IDマーカーW7に対応付けられた位置マーカーPtが示す位置を通過し、IDマーカーW8に対応付けられた領域マーカーCr1及び領域マーカーCr2が示す作業領域内の中心に配置する動作を示す動作ライブラリーが対応付けられているとして説明する。
ここで図7を参照して、図6に示したマーカー群を読み取ったロボットシステム1が行う作業の流れについて説明する。図7は、図6に示した8つのマーカー群を読み取ったロボットシステム1が行う作業の流れの一例を示す図である。ロボットシステム1は、撮像部10により撮像された撮像画像に基づいて、マーカー群を検出する。そして、ロボットシステム1は、検出されたマーカー群の中からIDマーカーW1〜W8を検出し、IDマーカーW1〜W8が示すIDに基づく順に作業W1〜W8を行う。
ロボットシステム1は、まず、作業W1において、作業W1における作業領域内の作業対象Wkをロボット20に把持させる。次に、ロボットシステム1は、作業W2において、作業W2における作業領域内の中心に作業W1で把持した作業対象Wk1をロボット20に配置させる。図7に示した経路Mv1は、作業W1から作業W2までにロボット20に把持された作業対象Wk1が移動する経路を示す。次に、ロボットシステム1は、作業W3において、作業W3における作業領域内に格子状に配置された複数の作業対象Wk2のうち、ロボット20によって除材されずに残っている作業対象Wk2をロボット20に把持させる。図7に示した経路Mv2は、作業W2から作業W3までにロボット20の把持部HNDが、作業W3に対応付けられた作業領域まで移動する経路を示す。
次に、ロボットシステム1は、作業W4において、作業W4における作業領域内の中心に作業W3で把持した作業対象Wk2をロボット20に配置させる。次に、ロボットシステム1は、作業W5において、作業W5に対応付けられた作業領域の中心位置に作業W4で配置された作業対象Wk2をロボット20に把持させ、把持された作業対象Wk2が前述した円軌道を回転するように移動させる動作をロボット20に行わせる。図7に示した経路Mv3は、ロボット20が作業W5において作業対象Wk2を回転させた経路を示す。
次に、ロボットシステム1は、作業W6において、作業W5で把持した作業対象Wk2を作業W7に対応付けられた位置を通過させ、作業W8に対応付けられた作業領域の中央に配置するようにロボット20を動作させる。このように、ロボットシステム1は、複数の作業を、IDマーカーとそれらに対応付けられた各マーカーを検出することで、ロボット20に順に行わせることができる。
以下、図8を参照して、制御部40がロボット20を制御する処理の流れについて説明する。図8は、制御部40がロボット20を制御する処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、撮像部10は、撮像画像を撮像する(ステップS90)。次に、画像取得部35は、撮像部10により撮像された撮像画像を取得する(ステップS100)。次に、マーカー検出部42は、画像取得部35により取得された撮像画像に基づいて、IDマーカーを検出する(ステップS110)。
次に、制御部40の各機能部は、マーカー検出部42により検出されたIDマーカー毎に、ステップS130からステップS210までの処理を繰り返し行う(ステップS120)。この際、制御部40の各機能部は、IDマーカーが示すIDに基づいて、作業を行う順に前記の処理を繰り返し行う。
マーカー検出部42は、選択されたIDマーカーに対応付けられた各マーカーを検出する(ステップS130)。また、この時、マーカー情報読取部44は、各IDマーカーに対応付けられた領域マーカーが示す領域を読み取る。次に、制御部40の各機能部は、ステップS130で検出された要素マーカーを、マーカー情報読取部44に予め登録されたマーカー読取ルールに基づく順に1つずつ選択し、選択された要素マーカー毎にステップS150からステップS210までの処理を行う(ステップS140)。マーカー情報読取部44は、選択されたマーカーであって、ステップS130で検出された要素マーカーが示すマーカー情報を読み取る(ステップS150)。次に、ライブラリー読込部46は、ステップS150で読み取られたマーカー情報が作業動作を示す情報か否かを判定する(ステップS160)。
ライブラリー読込部46は、ステップS150で読み取られた情報が作業動作を示す情報ではないと判定した場合(ステップS160−No)、ステップS140に戻って次の要素マーカーを選択する。一方、ライブラリー読込部46は、ステップS150で読み取られた情報が作業動作を示す情報であると判定した場合(ステップS160−Yes)、記憶部32に記憶された対応情報を参照し、ステップS150で読み取られた作業動作を示す情報に該当する動作ライブラリーを読み込む(ステップS170)。
次に、マーカー情報読取部44は、次の順の要素マーカーに対応付けられたマーカー情報を読み取る(ステップS180)。次に、ロボット制御部48は、ステップS180で読み取られたマーカー情報が作業対象の位置を示す情報か否かを判定する(ステップS190)。ロボット制御部48は、ステップS180で読み取られたマーカー情報が作業対象の位置を示す情報であると判定した場合(ステップS190−Yes)、読み取られた作業対象の位置を示す情報と、ステップS170で読み込んだ動作ライブラリーとに基づいて、作業対象に対してロボット20に作業を行わせる(ステップS200)。ここで、動作ライブラリーと作業対象の位置を示す情報とは、動作ライブラリーがプログラムの関数やメソッド等であり、作業対象の位置を示す情報がそれらの引数の関係となっている。一方、ロボット制御部48は、ステップS180で読み取られたマーカー情報が作業対象の位置を示す情報ではないと判定した場合(ステップS190−No)、ステップS170で読み込んだ動作ライブラリーに基づいて、作業対象に対してロボット20に作業を行わせる(ステップS210)。この場合、動作ライブラリーは、引数無しで実行される関数やメソッド等である。
このように、ロボットシステム1は、マーカー群を検出し、検出されたマーカー群に基づいてロボット20を制御するため、図6及び図7に示したような複数の作業を、ロボット20に作業をさせたい所望の領域にマーカー群を貼付することで、新規に制御プログラムを作成することなく容易にロボット20に行わせることができる。
以上説明したように、第1の実施形態に係るロボットシステム1は、作業要素を示す複数の情報のそれぞれが対応付けられたマーカー群を含む範囲を撮像画像として撮像した後に、マーカー群に対応付けられた複数の作業要素を示す情報を取得し、ロボット20に作業を行わせる。これにより、ロボットシステム1は、作業内容に応じた動作を実現することができる。
また、ロボットシステム1は、マーカー読取ルールに基づく順に複数のマーカーに対応付けられた複数の要素を示す情報を取得する。これにより、ロボットシステム1は、マーカー読取ルールに基づいた順にロボットを動作させることで、作業内容に応じた動作を実現することができる。
また、ロボットシステム1は、IDマーカーが示す作業毎に、IDマーカーに対応付けられた要素マーカーに対応付けられたマーカー情報を取得する。これにより、ロボットシステム1は、異なる作業に対応付けられた要素マーカーを誤検出してしまうことを抑制することができる。
また、ロボットシステム1は、IDマーカーが示す作業毎に、IDマーカーに対応付けられた要素マーカーに対応付けられたマーカー情報を取得する。これにより、ロボットシステム1は、異なる作業に対応付けられた要素マーカーを誤検出してしまうことを抑制することができる。
また、ロボットシステム1は、マーカー群に対応付けられた複数の作業動作を示す情報を取得する。これにより、ロボットシステム1は、作業毎に必要な動作マーカーを用いてロボット20を制御することができる。
また、ロボットシステム1は、マーカー群に対応付けられた作業対象の位置を示す情報を取得する。これにより、ロボットシステム1は、対象マーカーを用いてロボット20に作業対象の位置を教示することができる。
また、ロボットシステム1は、マーカー群に対応付けられた作業対象の位置を示す情報を取得する。これにより、ロボットシステム1は、対象マーカーを用いてロボット20に作業対象の位置を教示することができる。
<第2実施形態>
以下、本発明の第2実施形態について、図面を参照して説明する。第2実施形態に係るロボットシステム1は、第1実施形態に係るロボットシステム1が作業領域に貼付されたIDマーカー毎に対応付けられた各マーカーをマーカー読取ルールに基づいて読み取る構成に代えて、予め読み取り順が決められたマーカーボード毎に貼付されたマーカー群を検出し、検出されたマーカー群に基づいて作業を行う。なお、第2実施形態では、第1実施形態と同様な構成部には、同じ符号を付して説明を省略する。
以下、本発明の第2実施形態について、図面を参照して説明する。第2実施形態に係るロボットシステム1は、第1実施形態に係るロボットシステム1が作業領域に貼付されたIDマーカー毎に対応付けられた各マーカーをマーカー読取ルールに基づいて読み取る構成に代えて、予め読み取り順が決められたマーカーボード毎に貼付されたマーカー群を検出し、検出されたマーカー群に基づいて作業を行う。なお、第2実施形態では、第1実施形態と同様な構成部には、同じ符号を付して説明を省略する。
図9は、マーカーボード毎に貼付されたマーカー群を例示する図である。マーカーボードとは、マーカーを貼付するためのボードであり、例えば、図9に示すように、マーカー群に含まれる各マーカーを所定の種類に分類し、分類された種類毎にマーカーを区分けして貼付することが可能な板状の物体である。本実施形態においては、マーカーは、次の4種類に分類される。なお、マーカーボードは、板状の物体に代えて、マーカーが撮像部10から撮像可能なように貼付可能な物体であれば如何なる形状の物体であってもよい。
1)IDマーカー
2)対象マーカー
3)動作マーカー
4)位置マーカー(本実施形態において、対象マーカーから区分されている)
2)対象マーカー
3)動作マーカー
4)位置マーカー(本実施形態において、対象マーカーから区分されている)
なお、マーカーの分類は、上記の4種類に代えて、3種類以下であってもよく、5種類以上であってもよい。なお、位置マーカーは、第1実施形態と同様に、作業動作マーカーと統合された構成であってもよい。
図9に示したマーカーボードには、マーカーボードMB1〜MB5までの5つのマーカーボードのそれぞれに、各種のマーカー群が貼付されている。マーカーボードMB1には、作業Sq1を示す情報が対応付けられたIDマーカーSq1と、作業対象Wk1の位置を示す情報が対応付けられた対象マーカーWkMと、動作マーカーPkと、複数の位置マーカーPsMが貼付されている。マーカーボードMB1と同様に、マーカーボードMB5には、作業Sq5を示す情報が対応付けられたIDマーカーSq5と、動作マーカーSと、複数の位置マーカーPsMが貼付されている。なお、作業Sq5は、作業対象を扱う作業ではないため、マーカーボードMB5には対象マーカーが貼付されていない。
ロボットシステム1は、マーカーボードMB1に貼付されたこれらのマーカー群を検出し、検出されたマーカー群から各種のマーカー情報を読み取り、読み取られたマーカー情報に基づいて動作ライブラリーを記憶部32から読み込み、読み込んだ動作ライブラリーに基づいてロボット20に作業Sq1を行わせる。ロボットシステム1は、マーカーボードMB2〜MB5まで順番に、マーカーボードMB1に対する処理と同様の手順で処理を行い、作業Sq2〜Sq5までの作業を順にロボット20に行わせる。
以上説明したように、第2実施形態に係るロボットシステム1は、予め読み取り順が決められたマーカーボード毎に貼付されたマーカー群を検出し、検出されたマーカー群に基づいて作業を行う。これにより、ロボットシステム1は、第1実施形態と同様の効果を得ることができるのに加えて、作業領域にマーカーを貼付する領域を確保する必要が無くなり、作業領域を小さくすることができる。
<第3実施形態>
以下、本発明の第3実施形態について、図面を参照して説明する。なお、第3実施形態では、第1実施形態と同様な構成部には、同じ符号を付して説明を省略する。第3実施形態に係るロボットシステム1は、第1実施形態においてIDマーカー毎に対応付けられたマーカー群に基づいてロボットシステム1がロボット20に行わせる作業の全体をライブラリー化した作業ライブラリーを示す情報が対応付けられたマーカー(以下、作業マーカーと称する)を検出し、作業マーカーに対応付けられた作業ライブラリーに基づいてロボット20に作業を行わせる。また、ロボットシステム1は、作業マーカーが作業順に1列に並べられて貼付されたシーケンスボードから、作業順に作業マーカーを検出する。なお、ロボットシステム1は、シーケンスボードの左から順に作業マーカーを検出し、その検出順が作業順であるとする。
以下、本発明の第3実施形態について、図面を参照して説明する。なお、第3実施形態では、第1実施形態と同様な構成部には、同じ符号を付して説明を省略する。第3実施形態に係るロボットシステム1は、第1実施形態においてIDマーカー毎に対応付けられたマーカー群に基づいてロボットシステム1がロボット20に行わせる作業の全体をライブラリー化した作業ライブラリーを示す情報が対応付けられたマーカー(以下、作業マーカーと称する)を検出し、作業マーカーに対応付けられた作業ライブラリーに基づいてロボット20に作業を行わせる。また、ロボットシステム1は、作業マーカーが作業順に1列に並べられて貼付されたシーケンスボードから、作業順に作業マーカーを検出する。なお、ロボットシステム1は、シーケンスボードの左から順に作業マーカーを検出し、その検出順が作業順であるとする。
作業マーカーとは、より具体的には、第2実施形態において説明したマーカーボードに含まれる一部又は全部のマーカーに対応付けられた情報を、1つのマーカーにまとめて対応付けられたマーカーである。なお、作業マーカーには、前記の情報がそのまま対応付けられてもよく、前記の情報を構成する個々の情報を示すすべてのIDが順序付けられて対応付けられていてもよい。
図10は、シーケンスボードに貼付された作業マーカーを例示する図である。シーケンスボードとは、例えば、上述した作業マーカーが1列に順に貼付される板状の物体である。なお、シーケンスボードは、板状の物体に代えて、作業マーカーを順に1列で貼付可能であって、撮像部10から撮像可能なように貼付可能な物体であれば如何なる形状の物体であってもよい。
図10において、シーケンスボードSqB1には、作業対象Wk1を把持する作業が対応付けられた作業マーカーSqM1、作業対象Wk1を領域Aに配置する作業を示す情報が対応付けられた作業マーカーSqM2、所定の位置に作業対象Wk1を接続させる作業を示す情報が対応付けられた作業マーカーSqM3、…、組み付けが完了した完成品を所定の位置に配置する作業を示す情報が対応付けられた作業マーカーSqMnのn個の作業マーカーが貼付されている。
ロボットシステム1は、シーケンスボードに貼付されたこれらの作業マーカーを左から順に検出し、検出された作業マーカーに対応付けられた情報を読み取り、読み取られた情報に基づいて作業ライブラリーを記憶部32から読み込み、読み込んだ作業ライブラリーに基づいてロボット20に作業を行わせる。なお、作業ライブラリーは、予め記憶部32に記憶されているとする。
以上説明したように、第3実施形態に係るロボットシステム1は、第1実施形態においてIDマーカー毎に対応付けられたマーカー群に基づいてロボットシステム1がロボット20に行わせる作業の一部又は全部をライブラリー化した作業ライブラリーを示す情報が対応付けられた作業マーカーを検出し、作業マーカーに対応付けられた作業ライブラリーに基づいてロボット20に作業を行わせる。これにより、ロボットシステム1は、第1実施形態と同様の効果を得ることができるのに加えて、シーケンスボード上の作業マーカーを交換することによって、ロボット20に対して様々な作業の組み合わせを行わせることができ、その結果として、ロボット20による作業順序の変更を容易に行うことができる。
<第4実施形態>
以下、本発明の第4実施形態について、図面を参照して説明する。なお、第4実施形態では、第1実施形態と同様な構成部には、同じ符号を付して説明を省略する。第4実施形態に係るロボットシステム1は、第4実施形態に係る作業マーカーが、第3実施形態に係るシーケンスボードとは異なるシーケンスボードに貼付され、第3実施形態と同様にロボット20に対して様々な作業の組み合わせを行わせる。
以下、本発明の第4実施形態について、図面を参照して説明する。なお、第4実施形態では、第1実施形態と同様な構成部には、同じ符号を付して説明を省略する。第4実施形態に係るロボットシステム1は、第4実施形態に係る作業マーカーが、第3実施形態に係るシーケンスボードとは異なるシーケンスボードに貼付され、第3実施形態と同様にロボット20に対して様々な作業の組み合わせを行わせる。
図11は、第4実施形態に係るシーケンスボードと、シーケンスボードに貼付された複数の作業マーカーの一例を示す図である。図11に示したシーケンスボードSqB2には、作業順を示す番号が付されており、その作業順に応じた作業マーカーが貼付されている。ロボットシステム1は、前記の番号を検出し、検出された番号の小さい順に作業マーカーを検出し、その作業マーカーに対応付けられた作業ライブラリーに基づいてロボット20に作業を行わせる。なお、図11において、作業順を示す番号は、作業順を示す他の何らかの情報であってもよい。
以上説明したように、第4実施形態に係るロボットシステム1は、作業順を示す番号が付されており、その作業順に応じた作業マーカーが貼付されているシーケンスボードから作業マーカーを検出し、その作業マーカーに対応付けられた作業ライブラリーに基づいてロボット20に作業を行わせる。これにより、ロボットシステム1は、第1実施形態及び第3実施形態と同様の効果を得ることができる。
<第5実施形態>
以下、本発明の第5実施形態について、図面を参照して説明する。なお、第5実施形態では、第1実施形態と同様な構成部には、同じ符号を付して説明を省略する。第5実施形態に係るロボットシステム1は、第3実施形態又は第4実施形態に係るシーケンスボードに設けられたヘッダ領域に貼付されたマーカー(以下、ヘッダマーカーと称する)からヘッダ情報を読み取る。ヘッダ情報とは、例えば、作業マーカーが示す作業の作業名や、作業が行われている工場名等、生産管理を行うための情報を示す。
以下、本発明の第5実施形態について、図面を参照して説明する。なお、第5実施形態では、第1実施形態と同様な構成部には、同じ符号を付して説明を省略する。第5実施形態に係るロボットシステム1は、第3実施形態又は第4実施形態に係るシーケンスボードに設けられたヘッダ領域に貼付されたマーカー(以下、ヘッダマーカーと称する)からヘッダ情報を読み取る。ヘッダ情報とは、例えば、作業マーカーが示す作業の作業名や、作業が行われている工場名等、生産管理を行うための情報を示す。
図12は、第4実施形態に係るシーケンスボードに設けられたヘッダ領域に貼付されたヘッダマーカーの一例を示す図である。シーケンスボードには、ヘッダ領域HAが設けられ、ヘッダ領域HAにヘッダマーカーHMが貼付されている。ロボットシステム1は、ヘッダマーカーHMからヘッダ情報を読み取ると、読み取られたヘッダ情報を記憶部32に記憶させる。これにより、ロボットシステム1は、生産管理システム等と連動することで、より効率的な生産作業を行うことができる。なお、ヘッダ情報には、作業名や工場名の他に、作業監督者名や稼働終了時間、エラー停止すべき欠陥品発生の上限値等、作業そのもののサイクルに係る情報等を含んでもよい。また、ヘッダ情報がロボットシステム1による作業の動作に影響を与えない情報の場合、ユーザーは、ヘッダマーカーHMを、ヘッダ領域HAにおける精密な位置に貼付しなくてもよいため、作業の一部を簡易化することができる。
以上説明したように、第5実施形態に係るロボットシステム1は、シーケンスボードに設けられたヘッダ領域HAに貼付されたヘッダマーカーHMからヘッダ情報を読み取る。これにより、生産管理システム等と連動することで、より効率的な生産作業を行うことができる。
<第6実施形態>
以下、本発明の第5実施形態に係るマーカー運用方法ついて、図面を参照して説明する。図13は、ユーザーが第3実施形態、第4実施形態に係るロボットシステム1を利用する際にマーカーを運用する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下、本発明の第5実施形態に係るマーカー運用方法ついて、図面を参照して説明する。図13は、ユーザーが第3実施形態、第4実施形態に係るロボットシステム1を利用する際にマーカーを運用する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下では、ユーザーがロボットシステム1に行わせたい所望の作業におけるロボット20が行う作業の順をシーケンスと称し、それらの一部又は全部に変更が加えられたものを新規シーケンスと称して説明する。また、既存のシーケンスの順序を入れ替えたシーケンスを、変更シーケンスと称して説明する。また、以下では、シーケンスが順序付けられた複数の作業によって構成されているとして説明するが、これに代えて、単一の作業によって構成されているとしてもよい。その場合、以下で説明するステップS330及びステップS340の処理は省略され、ステップS300の判定がNoの場合、処理を終了する。
まず、ユーザーは、ロボットシステム1に行わせたい所望の作業が新規シーケンスか否かを判定する(ステップS300)。ロボットシステム1に行わせたい所望の作業が新規シーケンスであると判定した場合(ステップS300−Yes)、ユーザーは、作業領域、マーカーボード、シーケンスボードのうちのいずれかに貼付された作業マーカーの一部又は全部を貼り換える(ステップS310)。次に、ユーザーは、ロボットシステム1を起動して作業を開始する(ステップS320)。一方、ロボットシステム1に行わせたい所望の作業が新規シーケンスではないと判定した場合(ステップS300−No)、ユーザーは、所望の作業が変更シーケンスか否かを判定する(ステップS330)。
所望の作業が変更シーケンスであると判定された場合(ステップS330−Yes)、ユーザーは、シーケンスボード内で作業マーカーを入れ替え(ステップS340)、ステップS320でロボットシステム1を起動して作業を開始する。一方、所望の作業が変更シーケンスではないと判定された場合(ステップS330−No)、ユーザーは、ステップS320に遷移し、ロボットシステム1を起動して作業を開始する。
<第7実施形態>
以下、本発明の第7実施形態に係るマーカー教示方法について、図面を参照して説明する。図14は、ロボットシステム1の制御装置30に対して、第3実施形態又は第4実施形態におけるシーケンスボード上の作業マーカーに対応付けられた情報を教示する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下、本発明の第7実施形態に係るマーカー教示方法について、図面を参照して説明する。図14は、ロボットシステム1の制御装置30に対して、第3実施形態又は第4実施形態におけるシーケンスボード上の作業マーカーに対応付けられた情報を教示する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下では、撮像部10によって撮像可能な範囲に、作業マーカーと、作業マーカーに対応付けたい情報が対応付けられた各種のマーカーであって、作業マーカーに対応付けられたシーケンスボード上に並べて貼付された教示用マーカーが設置されているとして説明する。なお、作業マーカーは、シーケンスボードに教示用マーカーとともに貼付されていてもよく、教示用マーカーとは異なる場所に貼付されていてもよい。まず、制御部40は、撮像部10により撮像可能な範囲を撮像する。(ステップS400)。次に、マーカー検出部42は、撮像部10により撮像された撮像画像に基づいて、作業マーカーを検出する(ステップS410)。
次に、マーカー検出部42は、撮像画像に基づいて、撮像画像上に撮像された作業マーカーが複数存在し、且つ同一作業マーカーが存在するか否かを判定する(ステップS420)。同一作業マーカーが存在すると判定した場合(ステップS420−Yes)、制御部40は、処理を終了する。一方、同一作業マーカーが存在しないと判定した場合(ステップS420−No)、マーカー検出部42は、検出された作業マーカーに対応付けられたシーケンスボード上に並べて貼付された教示用マーカーを検出する(ステップS440)。なお、教示用マーカーには、第1実施形態において説明した領域マーカー及び要素マーカーが含まれている。
次に、マーカー情報読取部44は、シーケンスボードに貼付された教示用マーカーが示す情報を左から順に読み取る(ステップS450)。教示用マーカーが示す情報は、第1実施形態において説明した領域マーカー及び要素マーカーが示すマーカー情報である。次に、マーカー情報読取部44は、読み取られた情報と、読み取られた情報の順と、読み取られた情報に対応付けられる作業マーカーを示す情報とを対応付けて記憶部32に記憶する(ステップS460)。
以上説明したように、ロボットシステム1は、作業マーカーと、作業マーカーに対応付けられた情報とを対応付ける情報を記憶部32に記憶することで、作業マーカーを読み取ることによって、作業マーカーが表す作業をロボット20に行わせることができる。
<第8実施形態>
以下、本発明の第8実施形態に係る作業マーカーと教示用マーカーと動作ライブラリーの関係について、図面を参照して説明する。図15は、第7実施形態において説明したマーカー教示方法によってロボット20に教示された作業を表すプログラムの一例を示す。第7実施形態に係るロボットシステム1は、図15に示したシーケンスボードLBに貼付された作業マーカーAMと、シーケンスボードLBに貼付された教示用マーカーLM1〜LM3とを検出し、作業マーカーAMと、作業マーカーAMに対応付けられた情報を記憶部32に記憶する。
以下、本発明の第8実施形態に係る作業マーカーと教示用マーカーと動作ライブラリーの関係について、図面を参照して説明する。図15は、第7実施形態において説明したマーカー教示方法によってロボット20に教示された作業を表すプログラムの一例を示す。第7実施形態に係るロボットシステム1は、図15に示したシーケンスボードLBに貼付された作業マーカーAMと、シーケンスボードLBに貼付された教示用マーカーLM1〜LM3とを検出し、作業マーカーAMと、作業マーカーAMに対応付けられた情報を記憶部32に記憶する。
ロボットシステム1は、その後、撮像画像から作業マーカーを検出した場合、記憶部32に記憶された前記の情報に基づいて、ロボット20を制御する。この時、記憶部32に記憶された前記の情報に基づいて、記憶部32から動作ライブラリーを読み込み、読み込まれた動作ライブラリーに基づいて、作業ライブラリーLib1を生成する。
作業ライブラリーLib1に含まれるサブルーチン(例えば、関数やメソッド)は、教示用マーカーLM1〜LM3が示す情報にそれぞれ対応付けられた動作ライブラリーである。なお、図15に示した作業ライブラリーLib1のように、教示用マーカーLM1が示す情報に対応付けられた動作ライブラリー(すなわち、作業ライブラリーLib1に含まれるサブルーチン)に引数を渡したい場合、ユーザーは、図15に示したようなシーケンスボードLSB1に対して、教示用マーカーLM1と、教示用マーカーLM1が示す情報に対応付けられた動作ライブラリーに渡したい引数を示す情報が対応付けられたマーカーA1とを貼付し、貼付されたこれらのマーカーをロボットシステム1に読み取らせることで実現することができる。
教示用マーカーLM2についても引数を渡したい場合、ユーザーは、教示用マーカーLM1の場合と同様の手順によって、教示用マーカーLM2と、教示用マーカーLM2が示す情報に対応付けられた動作ライブラリーに渡したい引数を示す情報が対応付けられたマーカーA2とをロボットシステム1に読み取らせることで実現することができる(教示用マーカーLM3の場合についても、教示用マーカーLM1、LM2の場合と同様の手順となるため、説明を省略する)。
従って、ロボットシステム1は、第7実施形態において説明した教示方法によって、作業マーカーと教示用マーカーを用いて、制御装置30にロボット20を動作させるプログラムを教示することができる。これにより、ロボットシステム1は、作業マーカーを検出し、検出された作業マーカーが示す情報を読み取ることで、各種の作業をロボット20に行わせることができる。
なお、以上に説明した装置(例えば、ロボットシステム1)における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、OS(Operating System)や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD(Compact Disk)−ROM等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー(RAM:Random Access Memory)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
1 ロボットシステム、10 撮像部、20 ロボット、21 回転胴体部、30 制御装置、31 CPU、32 記憶部、33 入力受付部、34 通信部、35 画像取得部、40 制御部、42 マーカー検出部、44 マーカー情報読取部、46 ライブラリー読込部、48 ロボット制御部
Claims (7)
- 作業を行うロボットと、
前記作業の要素を示す複数の情報のそれぞれが対応付けられた複数のマーカーと、
前記複数の前記マーカーを含む範囲を撮像する撮像部と、
前記ロボットを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記撮像部により撮像画像を撮像した後に、前記複数の前記マーカーに対応付けられた前記複数の前記要素を示す情報を取得し、前記ロボットに前記作業を行わせる、
ロボットシステム。 - 請求項1に記載のロボットシステムであって、
前記複数の前記マーカーは、所定のルールに基づいた順に設けられており、
前記制御部は、前記所定のルールに基づいた順に前記複数の前記マーカーに対応付けられた前記複数の前記要素を示す情報を取得する、
ロボットシステム。 - 請求項1又は2に記載のロボットシステムであって、
前記作業は、少なくとも2つの作業を含み、
前記複数の前記マーカーは、前記作業を識別するマーカーを含み、
前記作業を識別するマーカーのそれぞれには、前記複数の前記マーカーに含まれたマーカーであって、前記作業を識別するマーカーとは異なるマーカーが対応付けられ、
前記制御部は、前記作業を識別するマーカーが示す作業毎に、前記作業を識別するマーカーに対応付けられたマーカーに対応付けられた前記要素を示す情報を取得する、
ロボットシステム。 - 請求項1から3のうちいずれか一項に記載のロボットシステムであって、
前記要素を示す情報は、前記作業を実行するための複数の順序付けられた動作のそれぞれを示す情報を含む、
ロボットシステム。 - 請求項1から4のうちいずれか一項に記載のロボットシステムであって、
前記要素を示す情報は、前記作業における作業対象の位置を示す情報を含む、
ロボットシステム。 - 作業を行うハンドと、
前記ハンドを制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記作業の要素を示す複数の情報のそれぞれが対応付けられた複数のマーカーを含む範囲が撮像された撮像画像を撮像した後に、前記複数の前記マーカーに対応付けられた複数の前記要素を示す情報を取得し、前記ハンドに前記作業を行わせる、
ロボット。 - 作業を行うロボットを制御する制御装置であって、
前記作業の要素を示す複数の情報のそれぞれが対応付けられた複数のマーカーを含む範囲が撮像された撮像画像を撮像した後に、前記複数の前記マーカーに対応付けられた複数の前記要素を示す情報を取得し、前記ロボットに前記作業を行わせる、
制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014107842A JP2015223634A (ja) | 2014-05-26 | 2014-05-26 | ロボットシステム、ロボット、及び制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014107842A JP2015223634A (ja) | 2014-05-26 | 2014-05-26 | ロボットシステム、ロボット、及び制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015223634A true JP2015223634A (ja) | 2015-12-14 |
Family
ID=54840817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014107842A Pending JP2015223634A (ja) | 2014-05-26 | 2014-05-26 | ロボットシステム、ロボット、及び制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015223634A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230081348A (ko) * | 2021-11-30 | 2023-06-07 | 네이버랩스 주식회사 | 로봇 친화형 건물, 복수의 로봇들을 이용한 협업 방법 및 시스템 |
-
2014
- 2014-05-26 JP JP2014107842A patent/JP2015223634A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230081348A (ko) * | 2021-11-30 | 2023-06-07 | 네이버랩스 주식회사 | 로봇 친화형 건물, 복수의 로봇들을 이용한 협업 방법 및 시스템 |
KR102636467B1 (ko) * | 2021-11-30 | 2024-02-14 | 네이버랩스 주식회사 | 로봇 친화형 건물, 복수의 로봇들을 이용한 협업 방법 및 시스템 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105269578B (zh) | 指示装置以及机器人系统 | |
CN105729441A (zh) | 机器人、机器人系统、控制装置以及控制方法 | |
US9652660B2 (en) | Control system, robot system, and control method | |
JP6364836B2 (ja) | ロボット、ロボットシステム、及び制御装置 | |
JP2016185572A (ja) | ロボット、ロボット制御装置およびロボットシステム | |
JP2017042859A (ja) | ピッキングシステム、並びに、そのための処理装置、方法及びプログラム | |
JP2017170571A (ja) | ロボット、ロボット制御装置、及びロボットシステム | |
US11351672B2 (en) | Robot, control device, and robot system | |
US20150343634A1 (en) | Robot, robot system, and control method | |
JP2015182212A (ja) | ロボットシステム、ロボット、制御装置、及び制御方法 | |
JP2019098409A (ja) | ロボットシステムおよびキャリブレーション方法 | |
JP6410388B2 (ja) | 画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法及びコンピュータプログラム | |
JP2018001333A (ja) | 校正ボード、ロボット、及び検出方法 | |
JP6390088B2 (ja) | ロボット制御システム、ロボット、プログラム及びロボット制御方法 | |
JP2006224291A (ja) | ロボットシステム | |
JP2015223634A (ja) | ロボットシステム、ロボット、及び制御装置 | |
JP6488571B2 (ja) | 教示装置、及びロボットシステム | |
JP2018017653A (ja) | 三次元計測装置、ロボット、ロボット制御装置、及びロボットシステム | |
JP6561757B2 (ja) | 画像処理装置、ロボット、及びマーカー | |
JP2018128821A (ja) | 画像処理システム、画像処理装置、FPGA(Field Programmable Gate Array)における回路の再構成方法、および、FPGAにおける回路の再構成プログラム | |
JP2016120558A (ja) | ロボット、及びロボットシステム | |
JP2015058488A (ja) | ロボット制御システム、ロボット、ロボット制御方法及びプログラム | |
JP6529758B2 (ja) | 画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法及びコンピュータプログラム | |
JP2015226954A (ja) | ロボット、ロボットの制御方法、及びロボットの制御装置 | |
JP2018001321A (ja) | ロボット、ロボット制御装置、及びロボットシステム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20160617 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20160627 |