JP2018169403A5 - - Google Patents

Claims (23)

1. 第１ロケーションにある第１ワークピースがロボットマニピュレータによって第２ロケーションに移動され、第１ワークピースに対して行われる操作が第１ロケーションと第２ロケーションの座標空間を結合することに依存する環境においてビジョンシステムを校正するための方法であって、
   第１ワークピースが第１ロケーションに置かれたときに前記第１ワークピースを撮像するように第１のビジョンシステムカメラアセンブリを配置し、かつ、前記第１ワークピースが第２ロケーションに置かれたときに前記第１ワークピースを撮像するように第２のビジョンシステムカメラアセンブリを配置するステップと、
   第１のビジョンシステムカメラアセンブリを第１ロケーションを基準に校正して第１座標空間を定義する第１の校正データを導き、及び第２のビジョンシステムカメラアセンブリを第２ロケーションを基準に校正して第２座標空間を定義する第２の校正データを導くステップと、
   第１ロケーションで少なくとも第１ワークピースの特徴を、第１のビジョンシステムカメラアセンブリにより撮像された第１ワークピースの第１の画像から特定するステップと、
   第１の画像中に特定された特徴に基づいて第１座標空間を基準に第１ロケーションに対して相対的に第１ワークピースを位置決めするステップと、
   前記ロボットマニピュレータを使って第１ワークピースを少なくとも１回掴んで第２ロケーションの位置に動かすステップと、
   第２ロケーションで第１ワークピースの第２の画像を第２のビジョンシステムカメラアセンブリにより撮像するステップと、
   第２の画像中に特定された特徴に基づいて第２座標空間を基準に第２ロケーションに対して相対的に第１ワークピースを位置決めし、第１座標空間と第２座標空間を結合するステップと、を含み、
   前記第１及び第２のビジョンシステムカメラアセンブリのうちの少なくとも１つのビジョンシステムカメラが、前記第１ワークピースが第１ロケーションに置かれたときに前記第１ワークピースを撮像するように、かつ、前記第１ワークピースが第２ロケーションに置かれたときに前記第１ワークピースを撮像するように、配置される、
   方法。
2. 第１の画像中に特定された特徴は第２の画像中に特定された特徴と同じであり、更に（ａ）第１の画像中に特定された特徴の位置を第１の校正データを基準にしてマッピングすること、（ｂ）第２の画像中に特定された特徴の位置を第２の校正データを基準にしてマッピングすること、及び（ｃ）第２ロケーションでマッピングされた特徴を第１ロケーションでマッピングされた特徴にマッピングする変換を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 第１の画像中に特定された特徴の一部は第２の画像中に特定された特徴と異なり、更に（ａ）第１の画像中に特定された特徴の位置を第１の校正データを基準にしてマッピングすること、（ｂ）第１ワークピースの特徴位置の保存された仕様に対して相対的な変換を計算すること、（ｃ）第２の画像中に特定された特徴の位置を第２の校正データを基準にしてマッピングすること、（ｄ）第１ワークピースが第１ロケーションに置かれたときにステップ（ｂ）で計算された変換を用いて第１座標空間における第２の画像から特定された特徴の位置を導くこと、及び（ｅ）第２ロケーションでマッピングされた特徴を第１ロケーションで対応する変換された特徴にマッピングする変換を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記仕様は、第１ワークピースのＣＡＤモデル又は第１ワークピースの測定モデルのいずれか１つに基づいている、請求項３に記載の方法。
5. 第１の画像中に特定された特徴に基づいて第１座標空間を基準に第１ロケーションに対して相対的に第１ワークピースを位置決めする前記ステップは、第１の画像中に特定された特徴に基づいて第１ワークピースを第１の校正データを基準にして第１ロケーションに関係する第１座標空間にマッピングすることであり、
   第２の画像中に特定された特徴に基づいて第２座標空間を基準に第２ロケーションに対して相対的に第１ワークピースを前記位置決めすることは、第２の画像中に特定された特徴に基づいて第１ワークピースを第２の校正データを基準にして第２ロケーションに関係する第２座標空間にマッピングすることであり、
   第１座標空間と第２座標空間を前記結合することは、第２ロケーションでマッピングされた特徴を（ｉ）第１の画像中に特定された特徴が第２の画像中に特定された特徴と同じである場合に、第１ロケーションでマッピングされた特徴又は（ｉｉ）第１の画像中に特定された特徴の少なくとも一部が第２の画像中に特定された特徴と異なる場合に、第１ロケーションで対応する変換された特徴、の少なくとも一つの特徴へとマッピングする変換を計算することによって成される、
   請求項１記載の方法。
6. 更に、（ａ）第１ワークピースを第１ロケーションか又は第２ロケーションでモーションレンダリングデバイスによって反復的に複数の異なる姿勢に動かすこと、（ｂ）第１ロケーションと第２ロケーションでそれぞれ各姿勢での特徴を特定すること、及び（ｃ）特定された特徴情報を蓄積して精度を高めることを含み、第１ワークピースは同じワークピースであるか又は複数の個々に区別できるワークピースの１つである、請求項１に記載の方法。
7. 更に、第１ロケーションで画像座標系から校正座標系へのマッピングを提供することを含み、マッピングが恒等写像に等しい、請求項１に記載の方法。
8. 第２ロケーションは第２ワークピースを有しており、そこに入ると第１ワークピースは第２ワークピースと所望されたアライメントで係合し、第２ワークピースは第１ワークピースを更に加工するための部品、コンテナ又はフレームである、請求項１に記載の方法。
9. 前記操作は、他の物体を基準にしたアライメント操作、第１ワークピースへの印刷操作、及び第１ワークピースへの塗布操作の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
10. 前記操作は、少なくとも一部は第１ロケーションと第２ロケーションから離れた位置で行なわれる、請求項９に記載の方法。
11. 第１ロケーションにある第１ワークピースがロボットマニピュレータによって第２ロケーションに移動され、第１ワークピースに対して行われる操作が第１ロケーションと第２ロケーションの座標空間を結合することに依存する環境においてビジョンシステムを校正するための方法であって、
    （ａ）少なくとも１台のビジョンシステムカメラを、前記第１ワークピースが第１ロケーションに置かれたときに前記第１ワークピースを撮像するように、かつ、前記第１ワークピースが第２ロケーションに置かれたときに前記第１ワークピースを撮像するように配置するステップと、
    （ｂ）少なくとも１台のビジョンシステムカメラを第１ロケーションを基準にしてハンドアイ校正して第１の校正データを導くステップと、
    （ｃ）第１ワークピースを第１ロケーションに置くステップと、
    （ｄ）前記ロボットマニピュレータが第１ワークピースを掴みながら、第１ワークピースを第１ロケーションから第２ロケーションへ動かすステップと、
    （ｅ）第１ロケーションにある第１ワークピースの画像を取得して第１ワークピース上の特徴の位置を特定するステップと、
    （ｆ）前記ロボットマニピュレータが第１ワークピースを掴みながら、第１ワークピースを第２ロケーションから第１ロケーションに動かし、第１ロケーションで前記ロボットマニピュレータを動かすことにより第１ワークピースの姿勢を新しい既知の姿勢に変更するステップと、
    （ｇ）少なくとも１台のビジョンシステムカメラを第２ロケーションを基準にしてハンドアイ校正し、第１座標空間と第２座標空間をハンドアイ校正から得られた前記ロボットマニピュレータに対して相対的な共通座標空間によって結合するステップと、を含む方法。
12. 第２ロケーションは第２ワークピースを有しており、そこに入ると第１ワークピースは第２ワークピースと所望されたアライメントで係合し、第２ワークピースは、第１ワークピースを更に加工するための部品、コンテナ又はフレームである、請求項１１に記載の方法。
13. 前記操作は、他の物体を基準にしたアライメント操作、第１ワークピースへの印刷操作、及び第１ワークピースへの塗布操作の少なくとも１つである、請求項１１に記載の方法。
14. 第１ロケーションにある第１ワークピースがロボットマニピュレータによって第２ロケーションに移動され、第１ワークピースに対して行われる操作が第１ロケーションと第２ロケーションの座標空間を結合することに依存する環境においてビジョンシステムを校正するためのシステムであって、
    第１ワークピースが第１ロケーションに置かれたときに前記第１ワークピースを撮像し、及び前記第１ワークピースが第２ロケーションに置かれたときに前記第１ワークピースを撮像するように配置された少なくとも１台のビジョンシステムカメラと、
    前記少なくとも１台のビジョンシステムカメラを第１ロケーションを基準に校正して第１の校正データを導き、及び前記少なくとも１台のビジョンシステムカメラを第２ロケーションを基準に校正して第２の校正データを導く校正プロセスと、
    少なくとも第１ロケーションで第１ワークピースの特徴を第１ワークピースの第１の画像から特定し、第１の画像中に特定された特徴に基づいて第１ワークピースを第１座標空間を基準にして第１ロケーションに対して相対的に位置決めし、及び第２ロケーションで第２の画像中に特定された特徴に基づいて第１ワークピースを第２座標空間を基準にして第２ロケーションに対して相対的に位置決めする特徴抽出プロセスと、
    第１座標空間と第２座標空間を結合する校正プロセスと、を含むシステム。
15. 第２ロケーションは第２ワークピースを有しており、そこに入ると第１ワークピースは前記ロボットマニピュレータによって第２ワークピースと所望されたアライメントで係合する、請求項１４に記載のシステム。
16. 第１の画像中に特定された特徴の一部は第２の画像中に特定された特徴と異なり、更に校正プロセスは、（ａ）第１の画像中に特定された特徴の位置を第１の校正データを基準にしてマッピングし、（ｂ）第１ワークピースの特徴位置の保存された仕様に対して相対的な変換を計算し、（ｃ）第２の画像中に特定された特徴の位置を第２の校正データを基準にしてマッピングし、（ｄ）ワークピースが第１ロケーションに置かれたときにステップ（ｂ）で計算された変換を用いて第１座標空間における第２の画像から特定された特徴の位置を導き、及び（ｅ）第２ロケーションでマッピングされた特徴を第１ロケーションで対応する変換された特徴にマッピングする変換を計算するように構成及び配置されている、請求項１４に記載のシステム。
17. 前記仕様は、第１ワークピースのＣＡＤモデルか又は第１ワークピースの測定モデルに基づいている、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記第１座標空間は前記第１の校正データにより定義され、前記第２座標空間は前記第２の校正データにより定義され、
    前記第１の画像中に特定された特徴に基づいて第１ワークピースを第１座標空間を基準にして第１ロケーションに対して相対的に位置決めすることは、前記第１の画像中に特定された特徴に基づいて第１ワークピースを第１の校正データを基準にして第１ロケーションに関係する第１座標空間にマッピングすることであり、
    前記第２の画像中に特定された特徴に基づいて第１ワークピースを第２座標空間を基準にして第２ロケーションに対して相対的に位置決めすることは、前記第２の画像中に特定された特徴に基づいて第１ワークピースを第２の校正データを基準にして第２ロケーションに関係する第２座標空間にマッピングすることであり、
    前記第１座標空間と第２座標空間を結合する校正プロセスは、第２ロケーションでマッピングされた特徴を（ｉ）第１の画像中に特定された特徴が第２の画像中に特定された特徴と同じである場合に、第１ロケーションでマッピングされた特徴又は（ｉｉ）第１の画像中に特定された特徴の少なくとも一部が第２の画像中に特定された特徴と異なる場合に、第１ロケーションで対応する変換された特徴、の少なくとも一つの特徴へとマッピングする変換を計算することによって成される、
    請求項１４記載のシステム。
19. 前記校正はハンドアイ校正を含む請求項１記載の方法。
20. 前記ハンドアイ校正は、前記少なくとも１つのビジョンシステムカメラ、第１ワークピース及びロボットマニピュレータの間の関係を確定する、請求項１９記載のシステム。
21. 前記ロボットマニピュレータはグリッパを有し、前記グリッパは第１ワークピースを選択的に係合するよう構成された吸引カップを備える、請求項１記載の方法。
22. 前記ロボットマニピュレータはレールによる反復可能な経路に沿って案内されてなる、請求項１記載の方法。
23. 前記第１のビジョンカメラアセンブリは複数のビジョンカメラからなり、前記第２のビジョンシステムカメラアセンブリは複数のビジョンカメラからなる、請求項１記載の方法。