JPH0342764B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0342764B2 JPH0342764B2 JP59156662A JP15666284A JPH0342764B2 JP H0342764 B2 JPH0342764 B2 JP H0342764B2 JP 59156662 A JP59156662 A JP 59156662A JP 15666284 A JP15666284 A JP 15666284A JP H0342764 B2 JPH0342764 B2 JP H0342764B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manipulator
- ultrasonic sensor
- sensor
- information
- shape
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/02—Sensing devices
- B25J19/026—Acoustical sensing devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
- G01B17/06—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring contours or curvatures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、マニピユレータにおける対象物形状
の認識方法に関する。
の認識方法に関する。
マニピユレータに対象物に対しての作業を行な
わせる場合には、予めマニピユレータに対象物の
全体像を認識させておく必要がある。特に、屋外
作業等で、人間が直接作業現場に行きづらいよう
な場所では、対象物の認識の重要性は一層大きく
なる。
わせる場合には、予めマニピユレータに対象物の
全体像を認識させておく必要がある。特に、屋外
作業等で、人間が直接作業現場に行きづらいよう
な場所では、対象物の認識の重要性は一層大きく
なる。
従来、マニピユレータに対象物を認識させる方
法としては、ITVカメラ等の視覚センサをマニ
ピユレータに取り付けて、その視覚センサの画像
を処理することによつて対せる方法がある。
法としては、ITVカメラ等の視覚センサをマニ
ピユレータに取り付けて、その視覚センサの画像
を処理することによつて対せる方法がある。
上記従来の認識方法では、ITVカメラ等の視
覚センサ、およびその画像の処理装置等のシステ
ムがきわめて大掛りで高価なものとなるといつた
問題があつた。
覚センサ、およびその画像の処理装置等のシステ
ムがきわめて大掛りで高価なものとなるといつた
問題があつた。
本発明は、こうした従来の問題を解決するもの
である。
である。
本発明は、マニピユレータのアームの先端に取
り付けられた超音波センサにより対象物の前面ま
たは周面を非接触で走査する走査工程と、 前記超音波センサの受信波が最大電力となるよ
うに、該マニピユレータの姿勢をフイードバツク
制御し、このときの超音波センサから対象物まで
の距離情報と前記マニピユレータの姿勢情報とを
ともに収集する情報収集工程とから得られた、距
離情報及び姿勢情報を基にして、前記マニピユレ
ータに対象物形状を再現させるようにしている。
り付けられた超音波センサにより対象物の前面ま
たは周面を非接触で走査する走査工程と、 前記超音波センサの受信波が最大電力となるよ
うに、該マニピユレータの姿勢をフイードバツク
制御し、このときの超音波センサから対象物まで
の距離情報と前記マニピユレータの姿勢情報とを
ともに収集する情報収集工程とから得られた、距
離情報及び姿勢情報を基にして、前記マニピユレ
ータに対象物形状を再現させるようにしている。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の原理説明図であり、１は模擬
化して表わしたマニピユレータ、２はマニピユレ
ータのアームに取付けられた超音波センサー、３
は対象物である。対象物３の形状を認識するため
には、対象物３の表面像を再生できれれ、記録モ
ード又ばよい。これは対象物３の表面を構成する
各点について、マニピユレータ１からの位置ベク
トルＳ→を求めることに相当する。第１図に示すよ
うに、マニピユレータ１の先端の超音波センサー
２の位置ベクトルをｈ→、センサー２から対象物３
の表面までのベクトルをｂ→とすると、ｈ→はマニピ
ユレータ１のアームの長さ、および関節の角度の
関数となり、ｂ→はセンサー２の方向、およびセン
サー２からの対象物３の距離の関数となる。多関
節型マニピユレータの場合、アームの長さは不変
なので、対象物３の表面上の一点の位置ベクトル
Ｓ→は次式で与えられる。
化して表わしたマニピユレータ、２はマニピユレ
ータのアームに取付けられた超音波センサー、３
は対象物である。対象物３の形状を認識するため
には、対象物３の表面像を再生できれれ、記録モ
ード又ばよい。これは対象物３の表面を構成する
各点について、マニピユレータ１からの位置ベク
トルＳ→を求めることに相当する。第１図に示すよ
うに、マニピユレータ１の先端の超音波センサー
２の位置ベクトルをｈ→、センサー２から対象物３
の表面までのベクトルをｂ→とすると、ｈ→はマニピ
ユレータ１のアームの長さ、および関節の角度の
関数となり、ｂ→はセンサー２の方向、およびセン
サー２からの対象物３の距離の関数となる。多関
節型マニピユレータの場合、アームの長さは不変
なので、対象物３の表面上の一点の位置ベクトル
Ｓ→は次式で与えられる。
Ｓ→＝ｈ→（θ1，…，θ6）
＋ｂ→（x，y，z，ｌ） ……(1)
ただし、θo（ｎ＝１，２，…，６）はマニピユ
レータ１の第ｎ関節の角度、x，y，zはセンサ
ー２の方向、ｌはセンサー２から対象物３の表面
までの距離である。本例で関節の自由度を６とし
たのは、６自由度のマニピユレータは空間上の任
意の位置へ移動できるためであり、ｎ＝６の値を
採用した。また、センサー２の方向x，y，z
は、マニピユレータ１の関節の自由度で任意の方
向を選択できる。
レータ１の第ｎ関節の角度、x，y，zはセンサ
ー２の方向、ｌはセンサー２から対象物３の表面
までの距離である。本例で関節の自由度を６とし
たのは、６自由度のマニピユレータは空間上の任
意の位置へ移動できるためであり、ｎ＝６の値を
採用した。また、センサー２の方向x，y，z
は、マニピユレータ１の関節の自由度で任意の方
向を選択できる。
上式(1)を用いると、対象物３の像再生は、対象
物３の表面上の各点についてそれぞれのＳを求め
ることにほかならない。
物３の表面上の各点についてそれぞれのＳを求め
ることにほかならない。
上記の原理を具体化するためには、センサー２
の方向（x，y，z）と距離ｌを求める必要があ
るため、指向性の強い距離センサーが不可欠とな
る。これらの理由から、非接触距離センサーの中
で強い指向性を有する超音波センサーが適する。
また、この超音波センサーは、マニピユレータ１
の作業時に、マニピユレータ１から対象物３まで
の距離を測定する近距離センサーとして用いられ
ており、これを流用することにより容易に入手す
ることができる。
の方向（x，y，z）と距離ｌを求める必要があ
るため、指向性の強い距離センサーが不可欠とな
る。これらの理由から、非接触距離センサーの中
で強い指向性を有する超音波センサーが適する。
また、この超音波センサーは、マニピユレータ１
の作業時に、マニピユレータ１から対象物３まで
の距離を測定する近距離センサーとして用いられ
ており、これを流用することにより容易に入手す
ることができる。
マニピユレータ１とこの超音波センサー２を用
いて、対象物３を非接触で走査しながら受信可能
な方向を探し出し、対象物３までの距離を測定す
る。この距離情報とセンサー２の姿勢角（位置情
報）から対象物３の表面上の点の位置ベクトルを
算出することができ、対象物３の形状の再生が可
能となる。
いて、対象物３を非接触で走査しながら受信可能
な方向を探し出し、対象物３までの距離を測定す
る。この距離情報とセンサー２の姿勢角（位置情
報）から対象物３の表面上の点の位置ベクトルを
算出することができ、対象物３の形状の再生が可
能となる。
第２図は本発明の方法の実施状況の一例を表わ
し、第３図は測定系の一例を表わすブロツク構成
図である。位置ベクトルの演算および像の再生は
第３図のCPUで行う。第２図に示す測定対象物
は、通信用ケーブル４を収容するという道内の壁
面６を想定し、ケーブル４と箱５が設置されたモ
デルである。第４図に第２図に表わした方法で鉛
直方向に走査した実験結果を示す。この図に示す
ように壁面６および箱５の表面については良好な
直線性を有した像が得られる。直径40mmの円形断
面を有するケーブル４についても、その存在を確
認することができた。
し、第３図は測定系の一例を表わすブロツク構成
図である。位置ベクトルの演算および像の再生は
第３図のCPUで行う。第２図に示す測定対象物
は、通信用ケーブル４を収容するという道内の壁
面６を想定し、ケーブル４と箱５が設置されたモ
デルである。第４図に第２図に表わした方法で鉛
直方向に走査した実験結果を示す。この図に示す
ように壁面６および箱５の表面については良好な
直線性を有した像が得られる。直径40mmの円形断
面を有するケーブル４についても、その存在を確
認することができた。
第５図には、対象物３としての直方体の箱を斜
めに設置した場合の断面像の再生結果を示す。同
図ａは、超音波センサー２の方向を制御せずに一
方向のみから走査した場合の結果を示し、この場
合には、センサー２と箱の面法線のなす角が指向
角より大きいために反射波が受信できず、対象物
３の一部しか再生できない。しかし、第３図のブ
ロツク線図に示すように、受信波の最大電力が得
られるように、CPUからマニピユレータ１を用
いて超音波センサ２の方向を制御すると（走査工
程・情報収集工程）、第５図ｂに示すように、全
体の像を再生することができる（再生工程）。ま
た、曲面についても、第６図ｂに示すように、超
音波センサー２の方向を制御することによつて、
きれいな再生像を得ることができる。同図ａは一
方向のみから走査した場合を示す。なお、第５図
ｂに示すように、直方体の頂点で再生像のみだれ
が生じているが、これは超音波センサー２の指向
性を改良することによつて容易に除去できる。
めに設置した場合の断面像の再生結果を示す。同
図ａは、超音波センサー２の方向を制御せずに一
方向のみから走査した場合の結果を示し、この場
合には、センサー２と箱の面法線のなす角が指向
角より大きいために反射波が受信できず、対象物
３の一部しか再生できない。しかし、第３図のブ
ロツク線図に示すように、受信波の最大電力が得
られるように、CPUからマニピユレータ１を用
いて超音波センサ２の方向を制御すると（走査工
程・情報収集工程）、第５図ｂに示すように、全
体の像を再生することができる（再生工程）。ま
た、曲面についても、第６図ｂに示すように、超
音波センサー２の方向を制御することによつて、
きれいな再生像を得ることができる。同図ａは一
方向のみから走査した場合を示す。なお、第５図
ｂに示すように、直方体の頂点で再生像のみだれ
が生じているが、これは超音波センサー２の指向
性を改良することによつて容易に除去できる。
以上説明したように、この発明のマニピユレー
タにおける対象物形状の認識方法は、マニピユレ
ータの自由度を活かし、近距離センサとしての超
音波センサーを用いて、対象物形状を認識するの
で、単一の超音波センサーのみで、視覚センサー
および近距離センサーとしての機能を得ることが
でき、高価なITVカメラ等の視覚装置を不要な
ものとして、視覚を有する安価なマニピユレータ
のシステムを実現することができる。
タにおける対象物形状の認識方法は、マニピユレ
ータの自由度を活かし、近距離センサとしての超
音波センサーを用いて、対象物形状を認識するの
で、単一の超音波センサーのみで、視覚センサー
および近距離センサーとしての機能を得ることが
でき、高価なITVカメラ等の視覚装置を不要な
ものとして、視覚を有する安価なマニピユレータ
のシステムを実現することができる。
一方、本発明によれば、超音波センサの受信波
が最大電力となるように、該マニピユレータの姿
勢をフイードバツク制御し、このときの超音波セ
ンサから対象物までの距離情報とマニピユレータ
の姿勢情報とをともに収集し、これら収集した距
離情報と姿勢情報とに基づいてマニピユレータに
対象物の形状を再現させるようにしたので、該マ
ニピユレータに対して、対象物の形状に完全に応
じた姿勢制御をさせることができ、これによつて
前記マニピユレータに、対象物に対して最も適し
た作業をさせることができる効果が得られる。
が最大電力となるように、該マニピユレータの姿
勢をフイードバツク制御し、このときの超音波セ
ンサから対象物までの距離情報とマニピユレータ
の姿勢情報とをともに収集し、これら収集した距
離情報と姿勢情報とに基づいてマニピユレータに
対象物の形状を再現させるようにしたので、該マ
ニピユレータに対して、対象物の形状に完全に応
じた姿勢制御をさせることができ、これによつて
前記マニピユレータに、対象物に対して最も適し
た作業をさせることができる効果が得られる。
第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明
の実施状況の一例を表わす図、第３図は本発明を
実施するための装置の一例を表わすブロツク構成
図、第４図は第２図に表わした本発明の実施例に
おける像の再生結果の説明図、第５図は斜めに設
置した直方体の箱を対象物とした像の再生結果の
説明図、第６図は曲面の再生結果の説明図であ
り、これら第５図および第６図のそれぞれのａは
一方向のみから走査した場合の再生結果を表わ
し、第５図および第６図のそれぞれのｂは走査方
向を制御した場合の再生結果を表わす。 １……マニピユレータ、２……超音波センサ
ー、３……対象物、４……ケーブル、５……箱、
６……壁面、７……再生像（実験値）。
の実施状況の一例を表わす図、第３図は本発明を
実施するための装置の一例を表わすブロツク構成
図、第４図は第２図に表わした本発明の実施例に
おける像の再生結果の説明図、第５図は斜めに設
置した直方体の箱を対象物とした像の再生結果の
説明図、第６図は曲面の再生結果の説明図であ
り、これら第５図および第６図のそれぞれのａは
一方向のみから走査した場合の再生結果を表わ
し、第５図および第６図のそれぞれのｂは走査方
向を制御した場合の再生結果を表わす。 １……マニピユレータ、２……超音波センサ
ー、３……対象物、４……ケーブル、５……箱、
６……壁面、７……再生像（実験値）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ マニピユレータのアームの先端に取り付けら
れた超音波センサにより対象物の前面または周面
を非接触で走査する走査工程と、 前記超音波センサの受信波が最大電力となるよ
うに、該マニピユレータの姿勢をフイードバツク
制御し、このときの超音波センサから対象物まで
の距離情報と、前記マニピユレータの姿勢情報と
をともに収集する情報収集工程と、 前記距離情報と前記姿勢情報とを基にして、前
記マニピユレータに対象物形状を再現させる再生
工程からなるマニピユレータにおける対象物形状
の認識方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15666284A JPS6135305A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | マニピユレ−タにおける対象物形状の認識方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15666284A JPS6135305A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | マニピユレ−タにおける対象物形状の認識方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6135305A JPS6135305A (ja) | 1986-02-19 |
| JPH0342764B2 true JPH0342764B2 (ja) | 1991-06-28 |
Family
ID=15632556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15666284A Granted JPS6135305A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | マニピユレ−タにおける対象物形状の認識方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6135305A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0357905A3 (en) * | 1988-08-16 | 1991-09-11 | Toray Industries, Inc. | Method of measuring a profile of an object and an apparatus for carrying out the method |
| JPH0343173A (ja) * | 1989-07-07 | 1991-02-25 | Hitachi Ltd | ロボット位置決め方法及び制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60156112A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-16 | Iseki & Co Ltd | 産業用ロボツト |
-
1984
- 1984-07-27 JP JP15666284A patent/JPS6135305A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60156112A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-16 | Iseki & Co Ltd | 産業用ロボツト |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6135305A (ja) | 1986-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8606402B2 (en) | Manipulator and control method thereof | |
| US11420335B2 (en) | Information processing apparatus, information processing method, and information processing system | |
| EP3690587B1 (en) | Map creation method of mobile robot and mobile robot | |
| JP2018167334A (ja) | 教示装置および教示方法 | |
| CN108318581A (zh) | 一种不用装夹定位的圆弧面工件超声波c扫描自动检测方法 | |
| CN112454333B (zh) | 基于图像分割及表面肌电信号的机器人示教系统及方法 | |
| CN112634318A (zh) | 一种水下维修机器人的遥操作系统和方法 | |
| JP4154980B2 (ja) | 移動体周辺監視装置 | |
| JPH0342764B2 (ja) | ||
| CN111702787A (zh) | 人机协作控制系统及控制方法 | |
| KR100868882B1 (ko) | 로봇 헤드 | |
| JPS5828601B2 (ja) | ロボツト制御のためのテイ−チング方法 | |
| JPH0386484A (ja) | ロボットの遠隔操作装置 | |
| JP2696135B2 (ja) | ロボツトの走査制御方法 | |
| JP2000039911A (ja) | ロボット制御装置 | |
| JP2730754B2 (ja) | 視覚装置付ロボット | |
| JP3404681B2 (ja) | センサ指向方向逐次制御方法 | |
| CN115533913B (zh) | 柔性机械臂虚拟试验平台和数字孪生系统 | |
| JPH0630850B2 (ja) | 遠隔操作マニプレータの制御方式 | |
| JPS5828602B2 (ja) | ロボット制御のためのティ−チング方法 | |
| Chen et al. | Mobile robots with articulated tracks and manipulators: Intelligent control and graphical interface for teleoperation | |
| JP2001088074A (ja) | ロボットの制御装置 | |
| Okamoto et al. | Reaching movement by the humanoid robot using open-loop control and Linear Visual Servoing | |
| CN116811852A (zh) | 一种仿人型行走循迹避障机器人 | |
| JP2024057302A (ja) | 位置関係特定方法およびロボットシステム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |