JP3095170B2 - 視覚付ロボットの３次元認識方法 - Google Patents
視覚付ロボットの３次元認識方法Info
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- JP3095170B2 JP3095170B2 JP02182333A JP18233390A JP3095170B2 JP 3095170 B2 JP3095170 B2 JP 3095170B2 JP 02182333 A JP02182333 A JP 02182333A JP 18233390 A JP18233390 A JP 18233390A JP 3095170 B2 JP3095170 B2 JP 3095170B2
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- rotation angle
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は機械部品の３次元的にずれた位置を視覚付ロ
ボットによって認識する方法に関する。
ボットによって認識する方法に関する。
［従来の技術］ 一般に、コンベア等によって搬送されてくる組み立て
部品を組み立て用ロボットにより取り上げて、他の機械
部品に組み立てる場合、組み立て部品および機械部品の
位置を正確に認識し、組み立て用ロボットに教示する必
要がある。
部品を組み立て用ロボットにより取り上げて、他の機械
部品に組み立てる場合、組み立て部品および機械部品の
位置を正確に認識し、組み立て用ロボットに教示する必
要がある。
従来、このような位置を認識する方法として、部品の
組み立て動作を行う方向からビデオカメラによって部品
の画像データを取り、部品の位置および設定された位置
からの位置ずれを認識していた（例えば特開昭62−2716
41号、特開昭63−191589号公報）。
組み立て動作を行う方向からビデオカメラによって部品
の画像データを取り、部品の位置および設定された位置
からの位置ずれを認識していた（例えば特開昭62−2716
41号、特開昭63−191589号公報）。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、組み立て部品または機械部品が搬送途中ま
たは他の組み立て工程中で予め設定した位置から３次元
的に平行移動したずれ、および傾きによるずれが発生し
た場合、上記方法のように、組み立て動作を行う方向か
らだけの画像データによる位置の認識では、組み立て動
作の方向に傾き角の誤差が認識されず、例えば組み立て
部品を移動させて機械部品に設けた嵌合穴に嵌合させる
ような精密な組み立て動作が出来ないという問題があっ
た。
たは他の組み立て工程中で予め設定した位置から３次元
的に平行移動したずれ、および傾きによるずれが発生し
た場合、上記方法のように、組み立て動作を行う方向か
らだけの画像データによる位置の認識では、組み立て動
作の方向に傾き角の誤差が認識されず、例えば組み立て
部品を移動させて機械部品に設けた嵌合穴に嵌合させる
ような精密な組み立て動作が出来ないという問題があっ
た。
本発明は、３次元的なずれが発生しても組み立て方向
の傾き角のずれを含む全てのずれを簡単な動作によって
認識する３次元認識方法を提供することを目的とするも
のである。
の傾き角のずれを含む全てのずれを簡単な動作によって
認識する３次元認識方法を提供することを目的とするも
のである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は直交する３軸からなる座標上に配置された物
体の画像情報を取り出す１台のカメラを多関節ロボット
のアームの先端に固定した視覚付ロボットを備え、前記
画像情報から前記物体の前記３軸方向のずれと前記３軸
回りの回転角を認識する視覚付ロボットの３次元認識方
法において、前記カメラを前記３軸のうちの第１の軸に
平行に配置して求めた画像情報から前記第１の軸の回り
の回転角を求める工程と、前記３軸のうちの第２および
第３の軸を含む平面上で前記第２の軸から前記第１の軸
の回りの回転角だけ傾けた位置にカメラを配置して求め
た画像情報より第３の軸の回りの回転角を求めるととも
に、前記第１の軸と第２の軸の方向のずれを求める工程
と、前記第１の軸と第２の軸を含む平面上で前記第２の
軸から前記第３の軸の回りの回転角だけ傾けた位置にカ
メラを配置して求めた画像情報より第２の軸の回りの回
転角を求めるとともに、第３の軸方向のずれを求める工
程からなる物体の３次元認識方法である。
体の画像情報を取り出す１台のカメラを多関節ロボット
のアームの先端に固定した視覚付ロボットを備え、前記
画像情報から前記物体の前記３軸方向のずれと前記３軸
回りの回転角を認識する視覚付ロボットの３次元認識方
法において、前記カメラを前記３軸のうちの第１の軸に
平行に配置して求めた画像情報から前記第１の軸の回り
の回転角を求める工程と、前記３軸のうちの第２および
第３の軸を含む平面上で前記第２の軸から前記第１の軸
の回りの回転角だけ傾けた位置にカメラを配置して求め
た画像情報より第３の軸の回りの回転角を求めるととも
に、前記第１の軸と第２の軸の方向のずれを求める工程
と、前記第１の軸と第２の軸を含む平面上で前記第２の
軸から前記第３の軸の回りの回転角だけ傾けた位置にカ
メラを配置して求めた画像情報より第２の軸の回りの回
転角を求めるとともに、第３の軸方向のずれを求める工
程からなる物体の３次元認識方法である。
［作用］ 直交する３軸からなる座標上に配置された物体に対し
て、カメラを多関節ロボットにより最初は第１の軸に平
行に配置して第１の軸の回りの回転角を求め、次に第
２、第３の軸を含む平面上で第２の軸と前記第１の軸の
回りの回転角だけ傾けた位置にカメラを配置して第３の
軸の回りの回転角を求めるとともに、第１の軸と第２の
軸の方向のずれを求め、次に、第１と第２の軸を含む平
面上で、第２の軸と前記第３の軸の回りの回転角だけ傾
けた位置にカメラを配置して、第２の軸の回りの回転角
を求めるとともに、第３の軸方向のずれを求めることに
より、物体の３次元の位置ずれおよび角度ずれが全て求
められる。
て、カメラを多関節ロボットにより最初は第１の軸に平
行に配置して第１の軸の回りの回転角を求め、次に第
２、第３の軸を含む平面上で第２の軸と前記第１の軸の
回りの回転角だけ傾けた位置にカメラを配置して第３の
軸の回りの回転角を求めるとともに、第１の軸と第２の
軸の方向のずれを求め、次に、第１と第２の軸を含む平
面上で、第２の軸と前記第３の軸の回りの回転角だけ傾
けた位置にカメラを配置して、第２の軸の回りの回転角
を求めるとともに、第３の軸方向のずれを求めることに
より、物体の３次元の位置ずれおよび角度ずれが全て求
められる。
［実施例］ 本発明を図に示す実施例について説明する。
第１図は本発明の実施例を示す斜視図で、ワークの座
標系に関し諸元の情報がCPUのメモリに蓄積されてい
る。そして、多面体の物体１が設定された直交座標上の
点線で示したロボット座標系に対する基準位置から、
Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸の方向のずれ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）お
よび各軸の回りの回転角のずれ（θＸ、θＹ、θＺ）を
もって配置されているとする。基準位置の物体１の原点
をＰとし、ずれた位置の物体１の原点をＰ′とする。ま
た物体１の画像情報を取り出すカメラ２が３次元の軸方
向の移動および３次元の軸の回りの回転が可能な多関節
ロボットのアームの先端に固定されている。
標系に関し諸元の情報がCPUのメモリに蓄積されてい
る。そして、多面体の物体１が設定された直交座標上の
点線で示したロボット座標系に対する基準位置から、
Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸の方向のずれ（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ）お
よび各軸の回りの回転角のずれ（θＸ、θＹ、θＺ）を
もって配置されているとする。基準位置の物体１の原点
をＰとし、ずれた位置の物体１の原点をＰ′とする。ま
た物体１の画像情報を取り出すカメラ２が３次元の軸方
向の移動および３次元の軸の回りの回転が可能な多関節
ロボットのアームの先端に固定されている。
まず、カメラ２を第１図に示すように、第１工程とし
て多関節ロボットによりロボットの基準座標系のＸ軸上
に配置して物体１のYZ面に関する画像情報を取ると、第
２図に示す物体１の画像のように、物体１の形状、例え
ばエッジ11のロボットの座標系のＸ軸回りの物体１の座
標系の回転角θＸが求められる。
て多関節ロボットによりロボットの基準座標系のＸ軸上
に配置して物体１のYZ面に関する画像情報を取ると、第
２図に示す物体１の画像のように、物体１の形状、例え
ばエッジ11のロボットの座標系のＸ軸回りの物体１の座
標系の回転角θＸが求められる。
次に、第２図に示すように、第２工程としてYZ平面内
でロボット基準座標系のＺ軸と回転角θＸをなす位置に
カメラ２を配置して物体１の上方からの画像情報を取る
と、第３図に示す物体１の画像のように、エッジ12のロ
ボット座標系のＺ軸回りの回転角θＺと、ロボット座標
系の原点Ｐと物体１の座標系の原点Ｐ′のＸ軸方向およ
びＹ軸方向のずれΔＸ、ΔＹが求められる。
でロボット基準座標系のＺ軸と回転角θＸをなす位置に
カメラ２を配置して物体１の上方からの画像情報を取る
と、第３図に示す物体１の画像のように、エッジ12のロ
ボット座標系のＺ軸回りの回転角θＺと、ロボット座標
系の原点Ｐと物体１の座標系の原点Ｐ′のＸ軸方向およ
びＹ軸方向のずれΔＸ、ΔＹが求められる。
次に、第３図に示すように、第３工程としてカメラ２
をXY平面上でＹ軸と回転角θＺをなす位置にカメラ２を
配置して物体１の側面からの画像情報を取ると、第４図
に示すように、エッジ11とＸ軸からＹ軸の回りの回転角
θＹと、原点ＰとＰ′のＺ軸方向のずれΔＺが求められ
る。
をXY平面上でＹ軸と回転角θＺをなす位置にカメラ２を
配置して物体１の側面からの画像情報を取ると、第４図
に示すように、エッジ11とＸ軸からＹ軸の回りの回転角
θＹと、原点ＰとＰ′のＺ軸方向のずれΔＺが求められ
る。
なお、第２工程でＸ軸方向のずれΔＸを求めるかわり
に、第３工程で求めた画像情報からＸ軸方向のずれΔＸ
を求めてもよい。
に、第３工程で求めた画像情報からＸ軸方向のずれΔＸ
を求めてもよい。
以上のように、直交する３軸からなる座標上に配置さ
れた物体に対して、カメラを多関節ロボットにより移動
して、最初は第１の軸に平行に配置して第１の軸の回り
の回転角を求め、次に第２、第３の軸を含む平面上で第
２の軸と前記第１の軸の回りの回転角だけ傾けた位置に
カメラを配置して第３の軸の回りの回転角を求めるとと
もに、第１の軸と第２の軸の方向のずれを求め、次に、
第１と第２の軸を含む平面上で、第２の軸と前記第３の
軸の回りの回転角だけ傾けた位置にカメラを配置して、
第２の軸の回りの回転角を求めるとともに、第３の軸方
向のずれを求めることにより、物体の３次元の位置ずれ
および角度ずれが求められる。
れた物体に対して、カメラを多関節ロボットにより移動
して、最初は第１の軸に平行に配置して第１の軸の回り
の回転角を求め、次に第２、第３の軸を含む平面上で第
２の軸と前記第１の軸の回りの回転角だけ傾けた位置に
カメラを配置して第３の軸の回りの回転角を求めるとと
もに、第１の軸と第２の軸の方向のずれを求め、次に、
第１と第２の軸を含む平面上で、第２の軸と前記第３の
軸の回りの回転角だけ傾けた位置にカメラを配置して、
第２の軸の回りの回転角を求めるとともに、第３の軸方
向のずれを求めることにより、物体の３次元の位置ずれ
および角度ずれが求められる。
なお、第５図に示すように、物体１の形状が円弧等の
曲面で構成されている場合は、カメラの焦点距離を合せ
ることが難しく、また、位置を検出するための検出長さ
lY′が位置を検出するのに十分な長さが取れず、カメラ
の画像情報から基準座標と物体の形状との傾きやずれが
正確に検出出来ないことがある。
曲面で構成されている場合は、カメラの焦点距離を合せ
ることが難しく、また、位置を検出するための検出長さ
lY′が位置を検出するのに十分な長さが取れず、カメラ
の画像情報から基準座標と物体の形状との傾きやずれが
正確に検出出来ないことがある。
このような場合は第６図に示すように、曲面の近くの
平面部に、互いに直交する平面部を備えて検出長さlYが
十分とれる検出用補助バー３を取りつけ、物体の位置を
検出するようにしてもよい。なお、検出用補助バー３の
取付け面にマグネットまたは粘着テープなどを取り付け
て物体の平面に着脱し易いようにしてある。
平面部に、互いに直交する平面部を備えて検出長さlYが
十分とれる検出用補助バー３を取りつけ、物体の位置を
検出するようにしてもよい。なお、検出用補助バー３の
取付け面にマグネットまたは粘着テープなどを取り付け
て物体の平面に着脱し易いようにしてある。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、カメラを多関節
ロボットにより３次元的に移動して物体の形状から３次
元の方向のずれおよび各方向の軸の回りの回転角を求め
ることができるので、物体の組み立て作業を行うときに
３次元的なずれが発生しても、組み立て方向の傾き角の
ずれを含む全てのずれを簡単な動作によって認識できる
３次元認識方法を提供することができ、組み立て部品の
モデルチェンジなどに即応できる自動化組み立てライン
を容易に構成できる効果がある。
ロボットにより３次元的に移動して物体の形状から３次
元の方向のずれおよび各方向の軸の回りの回転角を求め
ることができるので、物体の組み立て作業を行うときに
３次元的なずれが発生しても、組み立て方向の傾き角の
ずれを含む全てのずれを簡単な動作によって認識できる
３次元認識方法を提供することができ、組み立て部品の
モデルチェンジなどに即応できる自動化組み立てライン
を容易に構成できる効果がある。
第１図は本発明の実施例を示す斜視図、第２図は第１の
工程のカメラの画像と第２の工程のカメラの位置を示す
説明図、第３図は第２の工程の画像と第３の工程のカメ
ラの位置を示す説明図、第４図は第３の工程の画像を示
す説明図、第５図、第６図は他の実施例の説明図であ
る。 １……物体、11、12……エッジ、２……カメラ、３……
検出用補助バー
工程のカメラの画像と第２の工程のカメラの位置を示す
説明図、第３図は第２の工程の画像と第３の工程のカメ
ラの位置を示す説明図、第４図は第３の工程の画像を示
す説明図、第５図、第６図は他の実施例の説明図であ
る。 １……物体、11、12……エッジ、２……カメラ、３……
検出用補助バー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ２５Ｊ 19/04 Ｂ２５Ｊ 19/04 (72)発明者 江崎 昭彦 福岡県北九州市八幡西区大字藤田2346番 地 株式会社安川電機製作所内 (72)発明者 原 勝明 福岡県北九州市八幡西区大字藤田2346番 地 株式会社安川電機製作所内 合議体 審判長 祖父江 栄一 審判官 川端 修 審判官 槙原 進 (56)参考文献 特開 昭62−271641（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−191589（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−103675（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−320431（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】直交する３軸からなる座標上に配置された
物体の画像情報を取り出す１台のカメラを多関節ロボッ
トのアームの先端に固定した視覚付ロボットを備え、前
記画像情報から前記物体の前記３軸方向のずれと前記３
軸回りの回転角を認識する視覚付ロボットの３次元認識
方法において、 前記カメラを前記３軸のうちの第１の軸に平行に配置し
て求めた画像情報から前記第１の軸の回りの回転角を求
める工程と、 前記３軸のうちの第２および第３の軸を含む平面上で前
記第３の軸から前記第１の軸の回りの回転角だけ傾けた
位置にカメラを配置して求めた画像情報より第３の軸の
回りの回転角を求めるとともに、前記第１の軸と第２の
軸の方向のずれを求める工程と、 前記第１の軸と第２の軸を含む平面上で前記第２の軸か
ら前記第３の軸の回りの回転角だけ傾けた位置にカメラ
を配置して求めた画像情報より第２の軸の回りの回転角
を求めるとともに、第３の軸方向のずれを求める工程か
らなることを特徴とする視覚付ロボットの３次元認識方
法。 - 【請求項２】前記物体の曲面の近くの平面部に、互いに
直交する平面部を備えた検出用補助バーを取りつけ、前
記検出用補助バーの画像情報により前記物体の位置を検
出する請求項１記載の視覚付ロボットの３次元認識方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02182333A JP3095170B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 視覚付ロボットの３次元認識方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02182333A JP3095170B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 視覚付ロボットの３次元認識方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04100119A JPH04100119A (ja) | 1992-04-02 |
| JP3095170B2 true JP3095170B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=16116476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02182333A Expired - Fee Related JP3095170B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 視覚付ロボットの３次元認識方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3095170B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0671433A (ja) * | 1992-08-20 | 1994-03-15 | Nkk Corp | 鋼構造物用パネルの自動溶接装置 |
-
1990
- 1990-07-09 JP JP02182333A patent/JP3095170B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0671433A (ja) * | 1992-08-20 | 1994-03-15 | Nkk Corp | 鋼構造物用パネルの自動溶接装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04100119A (ja) | 1992-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080804 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090804 Year of fee payment: 9 |
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