JPH012891A - Vision robot system - Google Patents

Vision robot system

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Publication number
JPH012891A
JPH012891A JP62-156507A JP15650787A JPH012891A JP H012891 A JPH012891 A JP H012891A JP 15650787 A JP15650787 A JP 15650787A JP H012891 A JPH012891 A JP H012891A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
camera
robot
coordinate system
attached
calibration
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
Application number
JP62-156507A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS642891A (en
Inventor
唐島 めぐみ
荒尾 真樹
小路 和明
Original Assignee
オムロン株式会社
Filing date
Publication date
Application filed by オムロン株式会社 filed Critical オムロン株式会社
Priority to JP62-156507A priority Critical patent/JPH012891A/en
Publication of JPS642891A publication Critical patent/JPS642891A/en
Publication of JPH012891A publication Critical patent/JPH012891A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 視覚付ロボット・システムにおいて、カメラが取付けら
れたときにそのカメラの取付けられたリンクまたはアー
ムの番号を記憶するとともに、そのリンクまたはアーム
に応じたキャリブレーション計算プログラムで、カメラ
座標系とロボットの所定の座標系(たとえば作業座標系
)との間の校正パラメータを求め、これを記憶するよう
にした。これにより、ロボット・アーム等の任意の位置
にカメラを取付けることができるようになり。
Detailed Description of the Invention Summary of the Invention In a robot system with vision, when a camera is attached, the number of the link or arm to which the camera is attached is memorized, and calibration calculation is performed according to the link or arm. Calibration parameters between the camera coordinate system and a predetermined coordinate system of the robot (for example, the work coordinate system) are determined and stored in the program. This makes it possible to attach the camera to any position on the robot arm, etc.

また慢数台のカメラの使用も容易となる。It also facilitates the use of multiple cameras.

発明の背景 技術分野 この発明は視覚センサ(カメラ)を備えたロボット・シ
ステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD This invention relates to a robot system equipped with a visual sensor (camera).

従来技術とその問題点 従来の視覚ロボット・システムにおいてはカメラを取付
ける箇所は固定しており、そのほとんどはハンドH(手
先部)であって、しかもその台数は1台か多くても2台
までである。
Conventional technology and its problems In conventional visual robot systems, the locations where cameras are installed are fixed, most of which are on the hand H, and the number of cameras is one or at most two. It is.

しかしながら、ハンドを次々と交換する場合(たとえば
オート・ツール・チェンジ)には、ハンド交換の邪魔に
ならない箇所にカメラを取付けることか必要であるし、
立体視を複数個のカメラで実現する場合や異なる角度方
向から同時に対象物を観察したい場合(たとえば組立て
等)などには、任意の位置にカメラを取付けることがで
きることが望ましい。カメラ取付位置が固定された従来
のロボットでは、上記のようなことができないか、また
はその実行が困難であった。
However, when changing hands one after another (for example, auto tool change), it is necessary to mount the camera in a place that does not interfere with hand changing.
When realizing stereoscopic vision using a plurality of cameras or when it is desired to simultaneously observe an object from different angles (for example, during assembly), it is desirable to be able to mount cameras at arbitrary positions. Conventional robots in which the camera mounting position is fixed are unable or difficult to perform the above-mentioned tasks.

発明の概要 発明の目的 この発明はカメラを任意の位置に取付けることができる
とともに複数台のカメラの使用も比較的容易に可能とな
る視覚ロボット0システムを提供することを目的とする
SUMMARY OF THE INVENTION OBJECTS OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a visual robot 0 system in which a camera can be mounted at any position and the use of a plurality of cameras is relatively easy.

発明の構成と効果 この発明による視覚材ロボットφシステムは。Structure and effects of the invention The optical aid robot φ system according to this invention is:

カメラが取付けられた部材の識別符号を人力する手段、
カメラが取付けられた部材に応じたキャリブレーション
計算プログラムによって、カメラの座標系とロボットの
所定の座標系との間の校正パラメータを算出する手段、
ならびに取付けられたカメラの識別コードに対応して、
上記の入力結果および算出結果に基づいて、そのカメラ
が取付けられた部材の識別符号および上記校正パラメー
タを記憶する手段を備えていることを特徴とする。
means for manually marking the identification code of the member to which the camera is attached;
means for calculating calibration parameters between the coordinate system of the camera and a predetermined coordinate system of the robot by a calibration calculation program according to the member to which the camera is attached;
and the identification code of the installed camera,
The present invention is characterized by comprising means for storing the identification code of the member to which the camera is attached and the calibration parameters based on the above input results and calculation results.

カメラが取付けられる部材とは一般にロボットを構成す
る可動のアームやリンクであるが、さらに固定されたベ
ースやロボットが配置された場所の天井、壁等を含むも
のとする。
The members to which the camera is attached generally include movable arms and links that constitute a robot, but also include a fixed base, a ceiling, a wall, etc. where the robot is placed.

この発明によると、所定の部材の任意の箇所にカメラが
取付けられたのち、その取付けられた部材の識別符号が
カメラの識別符号に対応してメモリに記憶される。そし
て取付けられた部材に応じたキャリブレーション計算プ
ログラムを用いて。
According to this invention, after the camera is attached to an arbitrary location on a predetermined member, the identification code of the attached member is stored in the memory in correspondence with the identification code of the camera. Then, using a calibration calculation program according to the installed components.

そのカメラの座標系とロボットの、所定の座標系(たと
えば作業座標系)との間の座標系校正パラメータが算出
され、これらのパラメータが取付けられたカメラの識別
符号に対応してメモリに記憶される。
Coordinate system calibration parameters between the coordinate system of the camera and a predetermined coordinate system (for example, a work coordinate system) of the robot are calculated, and these parameters are stored in a memory in correspondence with the identification code of the attached camera. Ru.

したがって、カメラがいかなる位置に取付けられていて
も、また何台のカメラがあっても、これらのカメラを使
用するときには上記のメモリに記憶されたデータを用い
て所定の処理を行なうことができ、カメラを用いた所定
のロボット作業が可能となる。すなわちこの発明による
とロボット・アーム等の任意の位置にカメラを取付ける
ことができるし、また2台以上の複数台のカメラの使用
も容易となり、より使いやすい視覚付ロボット・システ
ムが実現できる。
Therefore, no matter where the cameras are installed or how many cameras there are, when these cameras are used, the data stored in the memory mentioned above can be used to perform the prescribed processing. Predetermined robot work using a camera becomes possible. That is, according to the present invention, a camera can be attached to any arbitrary position on a robot arm, etc., and it is also easy to use two or more cameras, thereby realizing a robot system with vision that is easier to use.

実施例の説明 第1図は平面作業型ロボットの一例を示している。ロボ
ット1は、ベース2上に軸支されかつ水平面内で回転す
る第1アーム11.この第1アーム11の先端部に軸支
されかつ水平面内で回転する第2アーム12.この第2
アーム12の先端部に軸支され1回転するとともにその
軸方向に動く回転直動リンク13.および回転直動リン
ク13に固定されたハンド14によって構成されている
。視覚カメラ(二次元視覚認識カメラ)は任意の位置に
取付けることが可能であり、第1図では一例として第2
リンク12の先端部と第1リンク11の長さのほぼ中央
部の側部とにカメラ7A、7Bが取付けられている。カ
メラはベース2やこのロボット1が配置された部屋の天
井、壁等に取付けることも可能である。カメラ7A、7
B等によって得られた対象物を表わす映像信号はそれぞ
れ画像処理装置8に送られ、所定の処理が加えられる。
DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of a flat working robot. The robot 1 includes a first arm 11. which is pivotally supported on a base 2 and rotates in a horizontal plane. A second arm 12 is pivotally supported by the tip of the first arm 11 and rotates in a horizontal plane. This second
A rotary direct-acting link 13 that is pivotally supported at the tip of the arm 12 and rotates once and moves in the axial direction. and a hand 14 fixed to the rotary translation link 13. A visual camera (two-dimensional visual recognition camera) can be installed at any position, and in Figure 1, the second
Cameras 7A and 7B are attached to the tip of the link 12 and to the sides of the first link 11 at approximately the center of its length. The camera can also be attached to the base 2 or the ceiling or wall of the room where the robot 1 is placed. Camera 7A, 7
The video signals representing the object obtained by B and the like are respectively sent to the image processing device 8 and subjected to predetermined processing.

画像処理装置8はロボットやコントローラ9に接続され
ている。ロボット・コントローラ9によりロボット1が
制御駆動される。
The image processing device 8 is connected to a robot and a controller 9. The robot 1 is controlled and driven by the robot controller 9.

視覚カメラを使ってロボットを作動させるときは、カメ
ラの座標とロボットの作業座標との間の相対的な位置関
係および姿勢関係をあらかじめ求めておく必要があり(
これをキャリブレーションという)、これには種々の公
知の方法がある。公知の方法の中のひとつの方法を用い
てキャリブレーションを実行し、そのデータをロボット
・コントローラ9のメモリに記憶しておく。このキャリ
ブレーションφデータはカメラの座標系と作業座標系(
または他のロボット・アームの座標系。
When operating a robot using a visual camera, it is necessary to determine in advance the relative positional relationship and posture relationship between the camera coordinates and the robot's work coordinates (
This is called calibration), and there are various known methods for this. Calibration is performed using one of the known methods and the data is stored in the memory of the robot controller 9. This calibration φ data is the camera coordinate system and the work coordinate system (
or other robot arm coordinate system.

たとえばリンク13の座標系)との間で座標交換を行な
うためのもので、座標系校正パラメータともいわれてい
る。このパラメータにはカメラ座標系と作業座標系との
間の平行移動機(X軸方向、Y軸方向)ΔX、Δy2回
転量θ、およびカメラの焦点距離fがある。そしてロボ
ットの動作において、カメラ座標系で把えられたワーク
情報(位置、姿勢等)や作業情報などはこれらのキャリ
ブレーション・データによって作業座標系における情報
に変換され2作業を行なうのに使われる。
For example, it is used to exchange coordinates with the coordinate system of the link 13), and is also called a coordinate system calibration parameter. These parameters include a translation machine (X-axis direction, Y-axis direction) ΔX, Δy2 rotation amount θ, and a focal length f of the camera between the camera coordinate system and the work coordinate system. During robot operation, work information (position, posture, etc.) and work information captured in the camera coordinate system are converted to information in the work coordinate system using these calibration data and used to perform two tasks. .

ロボット・コントローラ9内のメモリには第3図に示す
ように、カメラ随に対応して座標系校正パラメータが格
納されるエリアがある。カメラNα(カメラの識別符号
)は複数台のカメラの各々を区別するために用いられる
ものである。このカメラ随に対応してそのカメラが取付
けられている部材(アーム11.12.  リンク13
.ペニス2.天井等)のk(識別符号)もストアされる
。たとえば、天井等はho、アーム11はkl、アーム
12はNQ、2.  リンク13はに3というようにこ
れらの部材にその識別番号が割当てられている。
As shown in FIG. 3, the memory within the robot controller 9 has an area in which coordinate system calibration parameters are stored corresponding to each camera. The camera Nα (camera identification code) is used to distinguish each of the plurality of cameras. The members to which the camera is attached (arm 11, 12, link 13) correspond to this camera.
.. Penis 2. The k (identification code) of the ceiling, etc.) is also stored. For example, the ceiling etc. is ho, the arm 11 is kl, the arm 12 is NQ, 2. Identification numbers are assigned to these members, such as 3 for link 13.

る。Ru.

第2図を参照して、まずカメラが取付部材に取付けられ
ると、その取付部材のNo、が取付けられたカメラのカ
メラNo、とともに人力されるので、それがメモリに記
憶される(ステップ21)。取付部材に応じたキャリブ
レーション計算プログラムがあらかじめ用意されており
(計算方法は公知)、入力された取付部材に応じたプロ
グラムを用いて。
Referring to FIG. 2, first, when a camera is attached to a mounting member, the number of the mounting member is entered manually together with the camera number of the attached camera, and this is stored in the memory (step 21). . A calibration calculation program corresponding to the mounting member is prepared in advance (the calculation method is publicly known), and the program corresponding to the input mounting member is used.

取付けられたカメラの座標系と作業座標系との間のキャ
リブレーションが実行され、その結果がメモリに記憶さ
れる(ステップ22.23)。これらの処理はカメラの
取付けごとに行なわれる。
A calibration between the mounted camera coordinate system and the working coordinate system is performed and the results are stored in memory (step 22.23). These processes are performed each time a camera is installed.

ロボットの作業においては、その作業で使用するカメラ
についての座標系校正パラメータがメモリから読出され
、カメラで撮像した情報がこのパラメータを用いて作業
座標系に変換されるのは上述の通りである。
As described above, when a robot works, the coordinate system calibration parameters for the camera used in the work are read from the memory, and the information captured by the camera is converted into the work coordinate system using these parameters.

以上のようにして、この発明によるとカメラを任意の部
材の任意の位置に取付けることができるとともに、複数
台のカメラの取付けと使用が可能となる。
As described above, according to the present invention, a camera can be attached to an arbitrary position on an arbitrary member, and a plurality of cameras can be attached and used.

上記実施例では回転関節で構成された平面作業型ロボッ
トについて述べられているが、直交座標型9円筒座標型
などの他のタイプの平面作業型ロボット、さらに三次元
作業ロボット等にも同じようにこの発明を適用すること
ができる。
In the above embodiment, a planar working robot composed of rotary joints is described, but the same applies to other types of planar working robots such as a rectangular coordinate type and 9 cylindrical coordinate type, as well as three-dimensional working robots, etc. This invention can be applied.

【図面の簡単な説明】 第1図は平面作業型ロボットの一例を示す構成図、第2
図はカメラが取付けられたときのキャリブレーション処
理手順を示すフロー・チャート。 第3図はメモリに記憶されるキャリブレーション・デー
タの一例を示すものである。 1・・・ロボット、      2・・・ベース。 7A、7B・・・カメラ。 8・・・画像処理装置。 9・・・ロボット・コントローラ。 11・・・第1アーム、      12・・・第2ア
ーム。 13・・・回転直動リンク、   14・・・ハンド。 以  上 第1図 1.1
[Brief explanation of the drawings] Figure 1 is a configuration diagram showing an example of a flat work type robot;
The figure is a flow chart showing the calibration processing procedure when a camera is attached. FIG. 3 shows an example of calibration data stored in memory. 1...Robot, 2...Base. 7A, 7B... Camera. 8... Image processing device. 9...Robot controller. 11...First arm, 12...Second arm. 13...Rotating direct link, 14...Hand. Above Figure 1 1.1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 カメラが取付けられた部材の識別符号を入力する手段、 カメラが取付けられた部材に応じたキャリブレーション
計算プログラムによって、カメラの座標系とロボットの
所定の座標系との間の校正パラメータを算出する手段、
ならびに 取付けられたカメラの識別コードに対応して、上記の入
力結果および算出結果に基づいて、そのカメラが取付け
られた部材の識別符号および上記校正パラメータを記憶
する手段、 を備えている視覚付ロボット・システム。
[Claims] Means for inputting the identification code of the member to which the camera is attached, and a calibration calculation program according to the member to which the camera is attached, are used to calculate the distance between the coordinate system of the camera and the predetermined coordinate system of the robot. means for calculating calibration parameters;
and means for storing the identification code of the member to which the camera is attached and the calibration parameters based on the input results and calculation results, corresponding to the identification code of the attached camera. ·system.
JP62-156507A 1987-06-25 Vision robot system Pending JPH012891A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-156507A JPH012891A (en) 1987-06-25 Vision robot system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-156507A JPH012891A (en) 1987-06-25 Vision robot system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS642891A JPS642891A (en) 1989-01-06
JPH012891A true JPH012891A (en) 1989-01-06

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