JP2020053008A - 位置決め方法、ロボット及びコンピューター記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
マーキングパターン領域を含む予め設定された領域の写真を撮影するステップと、
マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントを識別して、マーキングポイントの第1座標データを取得するステップと、
カメラのパラメータ及びマーキングポイントの第1座標データに基づいて、ロボットのワールド座標における第2座標データを計算するステップと、
マーキングポイントの第1座標データ及びロボットのワールド座標における第2座標データに基づいて、ロボットのワールド座標における角度データを計算するステップとを含む。
カメラは、マーキングパターン領域を含む予め設定された領域の写真を撮影するために使用される。
プロセッサーは、マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントを識別して、マーキングポイントの第1座標データを取得するために使用される。プロセッサーはまた、カメラのパラメータ及びマーキングポイントの第1座標データに基づいて、ロボットのワールド座標における第2座標データを計算するために使用される。プロセッサーはさらに、マーキングポイントの第1座標データ及びロボットのワールド座標における第2座標データに基づいて、ロボットのワールド座標における角度データを計算するために使用される。
メモリは、プロセッサーのデータを記憶するために使用される。
S11では、マーキングパターン領域を含む予め設定された領域の写真を撮影する。
ロボット200は、マーキングツール上に置かれる(図示せず)。マーキングツールは、碁盤目を有するマーキングプレート又はマーキングペーパーである。マーキングツールはマーキングパターン領域を含む。具体的に、ロボット200はマーキングパターン領域内に置かれる。
S31では、カメラのパラメータを校正する。
カメラ21のパラメータは少なくとも拡大倍率、解像度、及び焦点距離などを含む。
は、画素座標系における画像座標系の原点の座標であり、dxとdyはそれぞれ画像平面のx方向とy方向における各画素の物理的サイズである。
fは、カメラ21の焦点距離である。
(x−x1)2+(y−y1)2+(z−z1)2=d1 2
(x−x2)2+(y−y2)2+(z−z2)2=d2 2
(x−x3)2+(y−y3)2+(z−z3)2=d3 2
円A、円B及び円Cの間には次の3種類の関係がある。3つの円は2つずつ交差し、共有領域を有する。3つの円は2つずつ交差しているが、共有領域を有していない。3つの円は交差しない。すなわち、点A、点B、及び点Cが同一直線上に存在していなければ、座標Dは一つの解として決定されるが、点A、点B、及び点Cが同一直線上に存在する場合、座標Dは二つの解を有するため、合理的でない解を排除する必要がある。
S331では、少なくとも2つのマーキングポイントの第1画素座標データに基づいて、マーキングポイントの間の第2距離データを取得する。
第2距離データ、即ち、2つのマーキングポイントの実際の空間距離が予め設定された距離範囲内にあるか否かを判断する。2つのマーキングポイントの実際の空間距離が予め設定された距離範囲内にある場合、ステップS334に進む。2つのマーキングポイントの実際の空間距離が予め設定された距離範囲内にない場合、ステップS333に進む。予め設定された距離は、マーキングポイントを取得するための一つの基準である。ロボット200により取得されたマーキングポイントの実際の空間距離が予め設定された距離範囲外である場合、これらのマーキングポイントによって算出されたマーキングポイントとカメラの第1距離データの精度が低い。従って、計算の精度を向上させるために、ロボット200は、予め設定された距離範囲内にある実際の空間距離を有する2つ以上のマーキングポイントを取得する必要がある。
第2距離データが予め設定された距離条件を満たさない場合、ロボット200は、これらの2つのマーキングポイントを破棄し、他のマーキングポイントを再識別し、取得された2つのマーキングポイントの空間距離が予め設定された距離条件を満たすまでステップS331及びステップS332により再判断する。
プロセッサー63は、マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントを識別して、マーキングポイントの第1座標データを取得するために使用される。プロセッサー63はまた、カメラのパラメータ及びマーキングポイントの第1座標データに基づいて、ロボットのワールド座標における第2座標データを計算するために使用される。プロセッサー63はさらに、マーキングポイントの第1座標データ及びロボットのワールド座標における第2座標データに基づいて、ロボットのワールド座標における角度データを計算するために使用される。
メモリ62は、カメラパラメータ、写真データ、マーキングポイントの第1座標データ、ロボット600のワールド座標における第2座標データ、及びロボット600のワールド座標における角度データなどを含むプロセッサー63及びカメラ61のデータを記憶するために使用される。
Claims (16)
- 位置決め方法であって、ロボットに適用され、前記ロボットはカメラを含み、前記位置決め方法は、
マーキングパターン領域を含む予め設定された領域の写真を撮影するステップと、
前記マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントを識別し、各マーキングポイントの第1座標データを取得するステップと、
前記カメラのパラメータ及び前記マーキングポイントの第1座標データに基づいて、前記ロボットのワールド座標における第2座標データを計算するステップと、
前記マーキングポイントの第1座標データ及び前記ロボットのワールド座標における第2座標データに基づいて、前記ロボットのワールド座標における角度データを計算するステップとを含む、ことを特徴とする位置決め方法。 - 予め設定された領域の写真を撮影する前に、
前記カメラのパラメータを校正するステップを更に含み、前記カメラのパラメータは少なくとも焦点距離、解像度、及び拡大倍率を含む、ことを特徴とする請求項1に記載の位置決め方法。 - 予め設定された領域の写真を撮影するステップは、
前記カメラが前記ロボットの底部方向に対して固定された予め設定された角度で、予め設定された領域の写真を撮影するステップを更に含み、前記予め設定された角度は90°未満である、ことを特徴とする請求項2に記載の位置決め方法。 - 前記第1座標データは、第1画素座標データ及び前記マーキングポイントのワールド座標における第1物理座標データを含み、
前記カメラのパラメータ及び前記マーキングポイントの第1座標データに基づいて、前記ロボットのワールド座標における第2座標データを計算するステップはさらに、
前記カメラのパラメータ及び前記第1画素座標データに基づいて、前記マーキングポイントと前記カメラとの第1距離データを取得するステップと、
前記マーキングポイントのワールド座標における第1物理座標データ及び前記第1距離データに基づいて、前記ロボットのワールド座標における第2座標データを取得するステップとを含み、
前記マーキングポイントの第1座標データ及び前記ロボットのワールド座標における第2座標データに基づいて、前記ロボットのワールド座標における角度データを計算するステップはさらに、
前記マーキングポイントのワールド座標における第1物理座標データ及び前記ロボットのワールド座標における第2座標データに基づいて、前記ロボットのワールド座標における角度データを計算するステップを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の位置決め方法。 - 前記マーキングパターン領域は、マーキングポイントとコード化パターンとを含み、
前記マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントを識別し、前記少なくとも2つのマーキングポイントの第1座標データを取得するステップは、
前記マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントを識別し、前記少なくとも2つのマーキングポイントの第1画素座標データを取得するステップと、
前記マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントの間のコード化パターンを識別して、前記コード化パターンに対応するコード化データを取得するステップと、
予め記憶された記録から、前記コード化データに対応する前記コード化パターンに隣接する前記マーキングポイントのワールド座標における第1物理座標データを検索するステップとを含む、ことを特徴とする請求項4に記載の位置決め方法。 - 前記コード化パターンは少なくとも2つのコード化ブロックを含み、
前記マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントの間のコード化パターンを識別して、前記コード化パターンに対応するコード化データを取得するステップはさらに、
前記マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントの間の前記コード化ブロックの色、数及び/又は配列順序を識別して、前記コード化パターンに対応するコード化データを取得するステップを含む、ことを特徴とする請求項5に記載の位置決め方法。 - 前記マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントを識別し、前記少なくとも2つのマーキングポイントの第1画素座標データを取得するステップの後に、
少なくとも2つの前記マーキングポイントの第1画素座標データに基づいて、前記マーキングポイントの間の第2距離データを取得するステップと、
第2距離データが予め設定された距離条件を満たすか否かを判断するステップと、
第2距離データが予め設定された距離条件を満たさない場合、前記マーキングポイントを再識別するステップと、
第2距離データが予め設定された距離条件を満たす場合、前記カメラのパラメータ及び前記第1画素座標データに基づいて、前記マーキングポイントと前記カメラとの第1距離データを取得するステップを実行するステップとをさらに含む、ことを特徴とする請求項5に記載の位置決め方法。 - 前記マーキングポイントのワールド座標における第1物理座標データ及び前記第1距離データに基づいて、前記ロボットのワールド座標における第2座標データを取得するステップはさらに、
前記マーキングポイントのワールド座標における第1物理座標データ及び前記第1距離データに基づいて、三辺測量位置決め方法により、前記ロボットのワールド座標における第2座標データを取得するステップを含む、ことを特徴とする請求項7に記載の位置決め方法。 - ロボットであって、カメラと、メモリと、前記カメラ及び前記メモリにそれぞれ接続されたプロセッサーと、1つ以上のコンピュータプログラムとを含み、
前記カメラは、マーキングパターン領域を含む予め設定された領域の写真を撮影するために使用され、
前記1つ以上のコンピュータプログラムは、前記メモリに記憶され、前記プロセッサー上で実行可能であり、以下のような命令を含み、
前記命令は、前記マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントを識別し、各マーキングポイントの第1座標データを取得し、前記カメラのパラメータ及び前記少なくとも2つのマーキングポイントの第1座標データに基づいて、前記ロボットのワールド座標における第2座標データを計算し、前記少なくとも2つのマーキングポイントの第1座標データ及び前記ロボットのワールド座標における第2座標データに基づいて、前記ロボットのワールド座標における角度データを計算するためのものである、ことを特徴とするロボット。 - 前記1つ以上のコンピュータプログラムは、
前記カメラのパラメータを校正するための命令をさらに含み、
前記カメラのパラメータは、少なくとも焦点距離、解像度、及び拡大倍率を含む、ことを特徴とする請求項9に記載のロボット。 - 予め設定された領域の写真を撮影するための命令は、
前記カメラによって、ロボットの底部方向に対して予め設定された角度で、予め設定された領域の写真を撮影するための命令を含み、
前記予め設定された角度は90°未満である、ことを特徴とする請求項10に記載のロボット。 - 前記第1座標データは、第1画素座標データ及び少なくとも2つのマーキングポイントのワールド座標における第1物理座標データを含み、
前記カメラのパラメータ及び前記少なくとも2つのマーキングポイントの第1座標データに基づいて、前記ロボットのワールド座標における第2座標データを計算するための前記命令は、
前記カメラのパラメータ及び前記第1画素座標データに基づいて、前記少なくとも2つのマーキングポイント及び前記カメラの第1距離データを取得するための命令と、
前記マーキングポイントのワールド座標における第1物理座標データ及び前記第1距離データに基づいて、前記ロボットのワールド座標における第2座標データを計算するための命令とを含み、
前記少なくとも2つのマーキングポイントの第1座標データ及び前記ロボットのワールド座標における第2座標データに基づいて、前記ロボットのワールド座標における角度データを計算するための前記命令は、
前記少なくとも2つのマーキングポイントのワールド座標における第1物理座標データ及び前記ロボットのワールド座標における第2座標データに基づいて、前記ロボットのワールド座標における角度データを計算するための命令を含む、ことを特徴とする請求項9に記載のロボット。 - 前記マーキングパターン領域は、マーキングポイントとコード化パターンとを含み、
前記マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントを識別し、前記少なくとも2つのマーキングポイントの第1座標データを取得するための前記命令は、
前記マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントを識別し、前記少なくとも2つのマーキングポイントの第1画素座標データを取得するための命令と、
前記マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントの間のコード化パターンを識別して、前記コード化パターンに対応するコード化データを取得する命令と、
予め記憶された記録から、前記コード化データに対応する前記コード化パターンに隣接する少なくとも2つのマーキングポイントのワールド座標における第1物理座標データを検索するための命令とを含む、ことを特徴とする請求項12に記載のロボット。 - 前記コード化パターンは少なくとも2つのコード化ブロックを含み、
前記マーキングパターン領域の前記少なくとも2つのマーキングポイントの間のコード化パターンを識別して、前記コード化パターンに対応するコード化データを取得する前記命令は、
前記マーキングパターン領域の少なくとも2つのマーキングポイントの間の前記コード化ブロックの色、数及び/又は配列順序を識別して、前記コード化パターンに対応するコード化データを取得するための命令を含む、ことを特徴とする請求項13に記載のロボット。 - 前記1つ以上のコンピュータプログラムは、
前記少なくとも2つのマーキングポイントの第1画素座標データに基づいて、前記少なくとも2つのマーキングポイントの間の第2距離データを計算するための命令と、
前記第2距離データが予め設定された距離条件を満たすか否かを判断するための命令と、
前記第2距離データが前記予め設定された距離条件を満たさないと決定することに応答して少なくとも2つのマーキングポイントを再識別するための命令と、
前記第2距離データが予め設定された距離条件を満たすと決定することに応答して、前記カメラのパラメータ及び前記第1画素座標データに基づいて、前記少なくとも2つのマーキングポイントと前記カメラとの第1距離データを取得するステップを実行するための命令とをさらに含む、ことを特徴とする請求項13に記載のロボット。 - 前記マーキングポイントのワールド座標における第1物理座標データ及び前記第1距離データに基づいて、前記ロボットの前記第2座標データを計算するための前記命令は、
前記少なくとも2つのマーキングポイントのワールド座標における第1物理座標データ及び前記第1距離データに基づいて、三辺測量位置決め方法により、前記ロボットのワールド座標における第2座標データを計算するための命令を含む、ことを特徴とする請求項15に記載のロボット。
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