JP2824647B2 - 視覚センサ - Google Patents
視覚センサInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ロボットの視覚として使用される視覚セン
サに関し、特に、補正データをチェックできる視覚セン
サに関する。
サに関し、特に、補正データをチェックできる視覚セン
サに関する。
従来の技術 視覚センサを利用してロボットの位置補正を行う場
合、ロボットと視覚センサの間で取り決めた基準位置
と、視覚センサが検出した対象物の位置との差分を補正
データとしてロボット制御装置に送信し、ロボット制御
装置では、この補正データに基づいて位置のインクリメ
ンタル補正を行っている。
合、ロボットと視覚センサの間で取り決めた基準位置
と、視覚センサが検出した対象物の位置との差分を補正
データとしてロボット制御装置に送信し、ロボット制御
装置では、この補正データに基づいて位置のインクリメ
ンタル補正を行っている。
この視覚センサとロボット制御装置間の補正データの
送受は、従来、上記補正データを視覚センサで作成し、
その作成された補正データをそのままロボット制御装置
に送信している。
送受は、従来、上記補正データを視覚センサで作成し、
その作成された補正データをそのままロボット制御装置
に送信している。
そして、必要な場合にはロボット制御装置側で補正デ
ータのチェックを行っている。
ータのチェックを行っている。
発明が解決しようとする課題 光等の外乱の影響で視覚センサが対象物の検出を誤っ
た場合や、対象物が本来あるべき領域内から外れ、ロボ
ットがこのようなう領域外の対象物に対して作業を行う
と、ロボットが他の物と干渉する場合等、視覚センサが
対象物を検出し、補正データを作成し、その補正データ
に基づいてロボットが動作した場合、危険な場合があ
る。
た場合や、対象物が本来あるべき領域内から外れ、ロボ
ットがこのようなう領域外の対象物に対して作業を行う
と、ロボットが他の物と干渉する場合等、視覚センサが
対象物を検出し、補正データを作成し、その補正データ
に基づいてロボットが動作した場合、危険な場合があ
る。
このような場合、補正データをロボット制御装置側で
チェックするとしても、補正データの一つ一つをチェッ
クするには、ロボット制御装置側ではかなり困難な作業
であり、望ましいものではない。
チェックするとしても、補正データの一つ一つをチェッ
クするには、ロボット制御装置側ではかなり困難な作業
であり、望ましいものではない。
そこで、本発明の目的は、視覚センサにおいて補正デ
ータのチェックをも行い、ロボットが他の物と干渉する
等の危険を未然に防止することができる視覚センサを提
供することにある。
ータのチェックをも行い、ロボットが他の物と干渉する
等の危険を未然に防止することができる視覚センサを提
供することにある。
課題を解決するための手段 本発明は、教示された基準データと検出した対象物よ
り対象物の基準位置からの位置ずれ及び回転ずれを検出
し、位置データ，回転データを作成して補正データとし
てロボット制御装置に送信する視覚センサにおいて、各
補正データの上限値及び下限値を予め設定記憶される記
憶手段と、作成された補正データが上記上限値，下限値
内か判別する判別手段とを設け、上記判別手段で上記作
成された補正データが上記上限値，下限値内と判別され
たときのみ補正データとしてロボット制御装置に送信す
るようにすることによって、上記問題点を解決した。
り対象物の基準位置からの位置ずれ及び回転ずれを検出
し、位置データ，回転データを作成して補正データとし
てロボット制御装置に送信する視覚センサにおいて、各
補正データの上限値及び下限値を予め設定記憶される記
憶手段と、作成された補正データが上記上限値，下限値
内か判別する判別手段とを設け、上記判別手段で上記作
成された補正データが上記上限値，下限値内と判別され
たときのみ補正データとしてロボット制御装置に送信す
るようにすることによって、上記問題点を解決した。
作用 視覚センサでは、従来と同じように、対象物をカメラ
でとらえ、該対象物の位置及び回転を検出し、基準デー
タと比較し、基準データの差分を補正データとして作成
する。そして、この作成された補正データ即ち平行移動
量ΔX,ΔY,ΔＺ及び回転量Δθが記憶手段に記憶された
上限値及び下限値内にあるか否かを判別手段で各々判別
し、１つでも上限値，下限値内でなければロボット制御
装置へこの補正データを送信せず、すべての補正データ
の項目が上限値，下限値内であるときのみロボット制御
装置へ補正データを送出する。その結果、ロボットは上
限値や下限値を超えた危険な動作を行わず、また、ロボ
ット制御装置側で、補正データのチェックを行う必要も
ない。
でとらえ、該対象物の位置及び回転を検出し、基準デー
タと比較し、基準データの差分を補正データとして作成
する。そして、この作成された補正データ即ち平行移動
量ΔX,ΔY,ΔＺ及び回転量Δθが記憶手段に記憶された
上限値及び下限値内にあるか否かを判別手段で各々判別
し、１つでも上限値，下限値内でなければロボット制御
装置へこの補正データを送信せず、すべての補正データ
の項目が上限値，下限値内であるときのみロボット制御
装置へ補正データを送出する。その結果、ロボットは上
限値や下限値を超えた危険な動作を行わず、また、ロボ
ット制御装置側で、補正データのチェックを行う必要も
ない。
実施例 第２図は、本発明の一実施例の視覚センサの要部ブロ
ック図である。
ック図である。
図中、10は画像中央処理装置で、該画像中央処理装置
10は主中央処理装置（以下、メインCPUという）11を有
し、該メインCPU11には、カメラインタフェイス12,画像
処理プロセッサ13,コンソールインタフェイス14,通信イ
ンタフェイス15,モニタインタフェイス16,フレームメモ
リ17,ROMで形成されたコントロールソフト用メモリ18,R
AM等で構成されたプログラムメモリ19,不揮発性RAMで構
成されたデータメモリ20がバス21で接続されている。
10は主中央処理装置（以下、メインCPUという）11を有
し、該メインCPU11には、カメラインタフェイス12,画像
処理プロセッサ13,コンソールインタフェイス14,通信イ
ンタフェイス15,モニタインタフェイス16,フレームメモ
リ17,ROMで形成されたコントロールソフト用メモリ18,R
AM等で構成されたプログラムメモリ19,不揮発性RAMで構
成されたデータメモリ20がバス21で接続されている。
カメラインタフェイス12には部品等の対象物を撮影す
るカメラ22が接続され、該カメラ22の視野でとらえた画
像は、グレイスケールによる濃淡画像に変換されてフレ
ームメモリ17に格納される。
るカメラ22が接続され、該カメラ22の視野でとらえた画
像は、グレイスケールによる濃淡画像に変換されてフレ
ームメモリ17に格納される。
画像処理プロセッサ13はフレームメモリ17に格納され
た画像を処理し対象物の識別，位置，姿勢を計測する。
た画像を処理し対象物の識別，位置，姿勢を計測する。
コンソールインタフェイス14にはコンソール23が接続
され、該コンソール23は、液晶表示部の外、各種指令キ
ー，アプリケーションプログラムの入力，編集，登録，
実行などの操作を行うための数字キー等を有しており、
上記液晶表示部には、各種データ設定のためのメニュー
やプログラムのリストなどを表示できるようになってい
る。また、コントロールソフト用メモリ18にはメインCP
U11が該視覚センサシステムを制御するためのコントロ
ールプログラムが格納されており、また、プログラムメ
モリ19にはユーザが作成するプログラムが格納されてい
る。
され、該コンソール23は、液晶表示部の外、各種指令キ
ー，アプリケーションプログラムの入力，編集，登録，
実行などの操作を行うための数字キー等を有しており、
上記液晶表示部には、各種データ設定のためのメニュー
やプログラムのリストなどを表示できるようになってい
る。また、コントロールソフト用メモリ18にはメインCP
U11が該視覚センサシステムを制御するためのコントロ
ールプログラムが格納されており、また、プログラムメ
モリ19にはユーザが作成するプログラムが格納されてい
る。
通信インタフェイス15にはロボット等の該視覚センサ
を利用するシステムが接続されている。また、TVモニタ
インタフェイス16にはカメラ22が撮影した映像を表示す
るモニタテレビ24が接続されている。
を利用するシステムが接続されている。また、TVモニタ
インタフェイス16にはカメラ22が撮影した映像を表示す
るモニタテレビ24が接続されている。
以上の構成は、従来の視覚センサの構成と同様であっ
て、本発明においては、データメモリ20に視覚センサ10
がロボット制御装置に送出する補正データの上限値及び
下限値が格納されている点において、従来の視覚センサ
と相違している。
て、本発明においては、データメモリ20に視覚センサ10
がロボット制御装置に送出する補正データの上限値及び
下限値が格納されている点において、従来の視覚センサ
と相違している。
ロボット用の補正データには大別して、以下の２種類
のものがある。
のものがある。
（１）点位置補正データ 視覚センサが検出した対象物の位置と基準位置との差
分、即ち、視覚センサとロボットとが共有する空間上の
座標系（以下、センサ座標系という）において、基準位
置に対する検出した対象物の位置の移動量（ΔX,ΔY,Δ
Ｚ）と対象物の回転量Δθ。なお、この補正データの移
動量（ΔX,ΔY,ΔＺ），回転量Δθを受信し、ロボット
はツールセンタポイントを基準位置から受信した移動量
だけインクリメンタル補正し、かつ、回転量Δθだけ手
首軸を基準位置から回転させることとなる。
分、即ち、視覚センサとロボットとが共有する空間上の
座標系（以下、センサ座標系という）において、基準位
置に対する検出した対象物の位置の移動量（ΔX,ΔY,Δ
Ｚ）と対象物の回転量Δθ。なお、この補正データの移
動量（ΔX,ΔY,ΔＺ），回転量Δθを受信し、ロボット
はツールセンタポイントを基準位置から受信した移動量
だけインクリメンタル補正し、かつ、回転量Δθだけ手
首軸を基準位置から回転させることとなる。
（２）座標補正データ センサ座標系において、基準となる３点を教示して基
準となる基準座標系を設定しておき、視覚センサが対象
物をとらえた座標系の上記座標系からの移動量（ΔX,Δ
Y,ΔＺ）とその座標系の基準座標系からの３次元的な回
転量Δθ。この場合、座標系の変換であるので、この補
正データは変換マトリックスの形でロボット制御装置へ
送信されることとなる。
準となる基準座標系を設定しておき、視覚センサが対象
物をとらえた座標系の上記座標系からの移動量（ΔX,Δ
Y,ΔＺ）とその座標系の基準座標系からの３次元的な回
転量Δθ。この場合、座標系の変換であるので、この補
正データは変換マトリックスの形でロボット制御装置へ
送信されることとなる。
なお、上記（１）の点位置補正データは上記（２）の
座標補正データ方式の特殊解のようなもので、上記
（２）の座標補正データ方式によれば、（１）の点位置
補正データをも含むこととなる。
座標補正データ方式の特殊解のようなもので、上記
（２）の座標補正データ方式によれば、（１）の点位置
補正データをも含むこととなる。
以上のような補正データの内、（１）の点位置補正デ
ータはセンサ座標系における各軸X,Y,Zの移動量（ΔX,
ΔY,ΔＺ）と、対象物（手首軸）の回転量Δθであるか
ら、各項目について、許容上限値，許容下限値を設定す
ることによって補正データの制限を行うことは容易であ
る。
ータはセンサ座標系における各軸X,Y,Zの移動量（ΔX,
ΔY,ΔＺ）と、対象物（手首軸）の回転量Δθであるか
ら、各項目について、許容上限値，許容下限値を設定す
ることによって補正データの制限を行うことは容易であ
る。
しかし、補正データが上記（２）の座標補正データの
場合、座標系の３次元的な回転量Δθは一般的に数値で
把握しにくい。しかしながら、３次元的な回転は回転中
心となる、ある主軸があり、この主軸の周りの回転に置
き換えることができる。そこで、本発明は、この主軸の
周りの回転量の許容上限，下限を設定し、この主軸周り
の回転によって補正データを制限する。
場合、座標系の３次元的な回転量Δθは一般的に数値で
把握しにくい。しかしながら、３次元的な回転は回転中
心となる、ある主軸があり、この主軸の周りの回転に置
き換えることができる。そこで、本発明は、この主軸の
周りの回転量の許容上限，下限を設定し、この主軸周り
の回転によって補正データを制限する。
そこで、まず、補正データのセンサ座標系における各
軸（X,Y,Z）の許容上限値，下限値及び主軸周りの許容
回転量（主軸周りの回転量は上記（１）の点位置補正デ
ータにおける回転量でもある）を、予めデータメモリ20
に設定しておく。そして、ロボット制御装置から、通信
インタフェイス15を介してスナップ指令が入力される毎
に、視覚センサ10は第１図に示す処理を開始する。ま
ず、CPU11は、カメラインタフェイス12を介してカメラ2
2にスナップ指令を出力し、画像処理プロセッサ13でス
ナップされた画像をグレイスケール濃淡処理を行った
後、該画像をフレームメモリ17に格納する（ステップS
1）。次に、CPU11は該画像処理プロセッサ13に対象物検
出指令を出力し、該指令を受けて画像処理プロセッサ13
はフレームメモリ17に格納された画像に対し画像解析処
理を行い、対象物を認識し、対象物の位置（例えば中心
位置）及び対象物の姿勢（回転）を検出する（ステップ
S2,S3）。次に、検出したカメラ座標系（フレームメモ
リ17の画素値データ）の位置及び姿勢から視覚センサ10
とロボットとが共有する空間上の座標系であるセンサ座
標系上の対象物の位置及び回転量を求め、この位置及び
回転量と基準位置及び回転量の基準データの差分を各々
求め、補正データを作成する。こうして求められた補正
データを、各軸の平行移動量（ΔX,ΔY,ΔＺ）と回転量
Δθに分離して求める（補正データが上述した（１）の
点位置補正データであれば、移動量ΔX,ΔY,ΔZ,回転量
Δθは補正データそのものとして求められ、また、上述
した（２）の座標補正データであれば、該補正データは
座標変換の変換マトリックス型式で求められるので、こ
の変換マトリックスの回転量を示す３行３列のマトリッ
クスより主軸の回転量を求める。なお、平行移動量は、
該変換マトリックスの位置ベクトル部分から求められ
る）（ステップS4）。
軸（X,Y,Z）の許容上限値，下限値及び主軸周りの許容
回転量（主軸周りの回転量は上記（１）の点位置補正デ
ータにおける回転量でもある）を、予めデータメモリ20
に設定しておく。そして、ロボット制御装置から、通信
インタフェイス15を介してスナップ指令が入力される毎
に、視覚センサ10は第１図に示す処理を開始する。ま
ず、CPU11は、カメラインタフェイス12を介してカメラ2
2にスナップ指令を出力し、画像処理プロセッサ13でス
ナップされた画像をグレイスケール濃淡処理を行った
後、該画像をフレームメモリ17に格納する（ステップS
1）。次に、CPU11は該画像処理プロセッサ13に対象物検
出指令を出力し、該指令を受けて画像処理プロセッサ13
はフレームメモリ17に格納された画像に対し画像解析処
理を行い、対象物を認識し、対象物の位置（例えば中心
位置）及び対象物の姿勢（回転）を検出する（ステップ
S2,S3）。次に、検出したカメラ座標系（フレームメモ
リ17の画素値データ）の位置及び姿勢から視覚センサ10
とロボットとが共有する空間上の座標系であるセンサ座
標系上の対象物の位置及び回転量を求め、この位置及び
回転量と基準位置及び回転量の基準データの差分を各々
求め、補正データを作成する。こうして求められた補正
データを、各軸の平行移動量（ΔX,ΔY,ΔＺ）と回転量
Δθに分離して求める（補正データが上述した（１）の
点位置補正データであれば、移動量ΔX,ΔY,ΔZ,回転量
Δθは補正データそのものとして求められ、また、上述
した（２）の座標補正データであれば、該補正データは
座標変換の変換マトリックス型式で求められるので、こ
の変換マトリックスの回転量を示す３行３列のマトリッ
クスより主軸の回転量を求める。なお、平行移動量は、
該変換マトリックスの位置ベクトル部分から求められ
る）（ステップS4）。
求められた補正量ΔX,ΔY,ΔＺ及びΔθがデータメモ
リ19内に設定した許容上限値と許容下限値内の設定領域
内であるか否か判断し（ステップS5）、設定領域内であ
れば、ステップS4で求めた補正データを通信インタフェ
イス15を介してロボット制御装置に送信する（ステップ
S6）。また、設定領域内でなければ補正データの送信は
行わず本処理を終了する。
リ19内に設定した許容上限値と許容下限値内の設定領域
内であるか否か判断し（ステップS5）、設定領域内であ
れば、ステップS4で求めた補正データを通信インタフェ
イス15を介してロボット制御装置に送信する（ステップ
S6）。また、設定領域内でなければ補正データの送信は
行わず本処理を終了する。
発明の効果 本発明は、使用者が設定した領域内の補正データのみ
をロボット制御装置へ送信し、領域外の補正データは無
効にして補正データを送信しないようにしたから、ロボ
ットの異常動作を未然に防止して、ロボットが他の物と
干渉する等の危険な動作を未然に防止し安全動作が可能
になると共に、異常形状のワーク等の対象物を無視する
ので、ロボットの作業を安全でかつ効率よく行うことが
できる。
をロボット制御装置へ送信し、領域外の補正データは無
効にして補正データを送信しないようにしたから、ロボ
ットの異常動作を未然に防止して、ロボットが他の物と
干渉する等の危険な動作を未然に防止し安全動作が可能
になると共に、異常形状のワーク等の対象物を無視する
ので、ロボットの作業を安全でかつ効率よく行うことが
できる。
第１図は本発明の一実施例のフローチャート、第２図は
同一実施例を実施例を視覚センサの要部ブロック図であ
る。 10……視覚センサ、22……カメラ、23……コンソール、
24……モニタテレビ。
同一実施例を実施例を視覚センサの要部ブロック図であ
る。 10……視覚センサ、22……カメラ、23……コンソール、
24……モニタテレビ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有松 太郎 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社商品開発研究 所内 (56)参考文献 特開 昭62−49521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−296409（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−260781（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−167787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−219538（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05D 3/00 - 3/12 B25J 19/04
Claims (1)
- 【請求項１】教示された基準データと検出した対象物よ
り対象物の基準位置からの位置ずれ及び回転ずれを検出
し、位置データ，回転データを作成して補正データとし
てロボット制御装置に送信する視覚センサにおいて、各
補正データの上限値及び下限値を予め設定記憶される記
憶手段と、作成された補正データが上記上限値，下限値
内か判別する判別手段とを設け、上記判別手段で上記作
成された補正データが上記上限値，下限値内と判別され
たときのみ補正データとしてロボット制御装置に送信す
るようにした視覚センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178998A JP2824647B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 視覚センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178998A JP2824647B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 視覚センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0229807A JPH0229807A (ja) | 1990-01-31 |
| JP2824647B2 true JP2824647B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=16058327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63178998A Expired - Fee Related JP2824647B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 視覚センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2824647B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3808243B2 (ja) | 1999-07-27 | 2006-08-09 | 三井化学株式会社 | 軟質樹脂組成物 |
| CN112000109B (zh) * | 2020-09-10 | 2023-03-31 | 广西亚像科技有限责任公司 | 电力巡检机器人的位置校正方法、电力巡检机器人及介质 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60120476A (ja) * | 1983-12-05 | 1985-06-27 | Nissan Motor Co Ltd | 画像処理装置 |
| JPS61136793A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-24 | 三菱電機株式会社 | 産業用ロボツトの制御装置 |
| JPS63109996A (ja) * | 1986-05-15 | 1988-05-14 | 三菱電機株式会社 | ロボット作業域監視装置 |
-
1988
- 1988-07-20 JP JP63178998A patent/JP2824647B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0229807A (ja) | 1990-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |