JPH04263301A - ロボットの教示補助装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規なロボットの教示補
助装置に関する。詳しくは、ロボットの加工作用部とワ
ークを含む領域をテレビカメラにより撮影し、該テレビ
カメラの画像信号を符号化した後通信手段を介して中央
計算機近辺の表示装置に映し出し、オペレーターがこの
映像を見ながら、離れた場所でロボットのティーチング
を行なうことができるようにした新規なロボットの教示
補助装置を提供しようとするものである。そして、教示
操作に関しては高い位置決め精度を実現するために、視
差をもつ複数のテレビカメラによってロボットの加工作
用部とワークを撮影し、これを符号化して通信手段を介
して中央計算機に送出すると共に、各画像の復元時には
、各画像上でのロボットの加工作用部の軌跡を指定し、
ロボットの動作時に加工作用部がこの軌跡上から逸脱し
ないようにロボット動作させるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボットは、それ自身のもつ高い
柔軟性から多品種少量生産との相性がよく、近年種々の
生産工程において広く用いられ、また、プログラムや加
工工程を容易に管理することができるように中央計算機
による統合生産システムの中に組み入れられるようにな
ってきた。この状況を簡略的に示すと、図２２及び図２
３のようにロボットａの数値制御装置ｂが構内に敷設さ
れたネットワークｃ（ＬＡＮ（「Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ
　Ｎｅｔｗｏｒｋ」の略称）等）を介して中央計算機ｄ
の制御下に置かれることになる。

【０００３】このような環境下でのロボットに対する教
示は、例えば、図２２に示すように作業者がロボットａ
の付近でロボットの動きを実際に見ながらティーチング
ペンダントを用いて教え込ませる方法や、図２３に示す
ように、作業者がロボットａの作用部（チャック部等）
や教示用に設けられたハンドル等を掴んで直接的に教え
る方法が採られる。これは教示操作自体がワークの形状
に密接に関連しており、人間がロボットとワークとの関
係を実際に目視により認識しながら行なわなければなら
ないからである。

【０００４】しかし、いずれの方法においても教示時に
は教示者がロボットの近辺に付き添っていなければなら
ず、中央計算機ｄはせいぜい複数のロボット毎の教示プ
ログラムを収集して、これらを管理するに停まり、中央
計算機ｄが有効に活用されているとは言い難い。また、
加工対象のワークが小さい場合には教示者はワークを覗
き込みながら作業を行なうことが多いため、ロボットに
対する注意が散漫となることもしばしばであり、ひいて
はロボットの暴走による事故にまきこまれる危険性も免
れ得ない。

【０００５】そこで、図２４に示すようにロボットａの
作用部分にテレビカメラｅを付設し、ワークｆやその周
辺の画像を撮影して、その画像情報を中央計算機ｄの付
近まで有線伝送する方法が知られている。即ち、テレビ
カメラｅからの画像情報は中央計算機用の表示装置ｇと
は別個に設けられた表示装置ｈに映し出されるので、オ
ペレーターはその画像ｆ´を見ながらキーボード等の入
力装置ｉによって教示することが可能となる。

【０００６】しかし、上記したような方法にあっては、
遠隔地での画像表示によりロボットやワークを見ること
は可能となるが、数多くのロボットに対応しようとする
と、図２５に示すように、各テレビカメラｅ、ｅ、・・
・からの映像信号を複数の表示装置にそれぞれ送出する
ための伝送線ＣＣがロボットの数だけ必要となってしま
うという問題がある。

【０００７】そこで、図２６に示すように、各テレビカ
メラｅ、ｅ、・・・からの映像信号を選択的に切り換え
るセレクタｊを使用し、これを中央計算機ｄの制御下に
置き、一の伝送線を介して一つの表示装置ｈに画像を映
し出す方法が考えられる。

【０００８】しかし、この場合でも各ロボットから得ら
れた画像は表示装置ｈに映し出されているという点では
中央計算機ｄの表示装置ｇによる画像とは独立している
。そこで視認性の向上を図るために、両者の表示内容を
同一画面上に映し出そうとすると、画面合成のための特
殊なハードウェア（スーパーインポーザー等）や複雑な
処理プログラムが必要となる。また、一般的に言って外
部機器を使用することは、中央計算機においてネットワ
ークの管理以外についての制御を要し、特に、その制御
がマルチタスク機能を備えたＯＳ（オペレーティング・
システム）の管理下に置かれている場合には、その時分
割スケジューリングにおける技術的な困難性が高く、ま
た、プログラム体系を混乱させる原因となる等の不都合
が生じる。

【０００９】また、前記した方法では、ワーク及びその
周辺についての画像を単に得ているだけであり、結局は
、これらの情報に基づいてオペレーターが位置合わせ等
の処理を行なっている訳であり、教示作業に関する効率
の向上が望めないという問題がある。

【００１０】そこで、この問題に関してステレオビジョ
ン（立体視）の手法を用い、ワークを３次元的に認識し
、これによって得られる情報をロボットの位置決めに関
する情報として提供するという処理が知られている。

【００１１】図２７はステレオビジョンを用いた中央計
算機主導型システムの構成例を示し、図２８は処理の流
れの概要を説明するために、システムの各構成要素にお
ける中間段階での画像を概念的に示した図である。

【００１２】図２７において、ｆはワークであり、２台
のテレビカメラｋ１、ｋ２によって撮影される。ここで
、テレビカメラｋ１、ｋ２はそれぞれ同一の対象物（ワ
ークｆ）を撮えてはいるが、視線方向を異にするため、
テレビカメラｋ１、ｋ２によって得られる画像について
はカメラ視差に応じた相違が生じることになる。

【００１３】テレビカメラｋ１、ｋ２によって得られた
画像信号は符号化部ｍ１、ｍ２にそれぞれ送出される。 これはディジタル処理の容易性を考慮したものであるが
、一般的にこの段階ではＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル
）変換程度の処理だけに止められる。その理由は、後段
の輪郭抽出の精度を向上させるためである。即ち、符号
化部ｍ１、ｍ２においては情報圧縮等を極力抑えて、画
像が持つ情報をほぼそのままの形で後段に引き渡す必要
があるからである。

【００１４】図２８における一対の画像Ｇ（ｍ１）、Ｇ
（ｍ２）は符号化処理を経た後の画像をそれぞれ示して
いる。即ち、一方の画像Ｇ（ｍ１）がテレビカメラｋ１
によって撮影された画像を示し、他方の画像Ｇ（ｍ２）
がテレビカメラｋ２によって撮影された画像を示してお
り、視線方向の違いを透視図法により表現している。

【００１５】符号化部ｍ１、ｍ２によって２値化された
画像信号は後段の輪郭抽出部ｎ１、ｎ２に送出され、そ
れぞれの輪郭が抽出され、ワークｆの輪郭や加工すべき
点等が線画として表現される。この輪郭抽出には画像処
理技術としてよく知られた、ラプラシアン演算によるフ
ィルター処理及びノイズ除去のための孤立点除去処理等
の手法が用いられる。図２８に示す一対の画像Ｇ（ｎ１
）、Ｇ（ｎ２）が輪郭抽出部ｎ１、ｎ２を経た後のそれ
ぞれの画像を示しており、ノイズ成分は多少残っている
。

【００１６】輪郭抽出後の信号はセグメンテーション処
理部ｏ１、ｏ２にそれぞれ送られる。セグメンテーショ
ン処理とは、抽出された輪郭をトレース等によって、２
成分、つまり「線分」と「円」（この場合楕円を含む広
義の意味で用いている。）とに分解し、これらの成分の
みによって単純化した線画モデルを再構成するための処
理である。

【００１７】この処理によって、同一の被写体について
カメラ視差に応じた２つの線画モデルが得られることに
なる。図２８に示す画像Ｇ（ｏ１）、Ｇ（ｏ２）がセグ
メンテーション処理後の画像をそれぞれ示している。

【００１８】こうして得られた２つの線画モデルに関し
て特異点の対応付けを行なうための処理が次に待ってお
り、この処理は特異点接続処理部ｐによって行なわれる
。即ち、これは線画像Ｇ（ｏ１）、Ｇ（ｏ２）を対応付
けるための処理であり、図２８に示すように線画モデル
において、ある線分と、これに接続する他の線分との間
の接続点を抽出し、これを特異点として、２つの線画間
における対応点を探し出す処理のことである。この方法
については種々のアルゴリズムが知られており、ワーク
の形状や複雑さの程度に応じて適合するものが選択され
る。図２８に示す画像Ｇ（ｐ）が対応付けの様子を概念
的に表わしており、処理結果はファイル化される。

【００１９】しかして、対応付けられた２つの画像信号
が距離等計算処理部ｑに送られ、ここで特異点の位置等
が計算された後は数値化処理部ｒに送出される。ここで
は、中央計算機ｄが処理し易いように、ワークを数値モ
デル化し、その処理結果は最終的に中央計算機ｄに送出
される。

【００２０】上記した一連の処理により、ワークの形状
が中央計算機ｄに理解できる状態となり、オペレーター
はこの情報に基づいて表示装置ｇを見ながらキーボード
等の入力装置ｉの操作によりロボットａの動作プログラ
ムを作成することが可能になる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の教示補
助方法に関する問題点をまとめると次のようになる。

【００２２】先ず、テレビカメラが撮影した画像を、ロ
ボットから離れた場所に設置された表示装置に映し出し
て、教示時に画像を参照する従来の方法にはこれを複数
のロボットを用いたシステムに適用するにあたって以下
に示す問題がある。

【００２３】（Ｉ）　複数台のテレビカメラのうちの所
定のものを選択するためにセレクタの制御が必要となる
。

【００２４】（ＩＩ）複数台のテレビカメラからの画像
信号を一の表示装置で視ようとすると画面合成のための
複雑な装置や処理が必要となる。

【００２５】次に、テレビカメラの撮えた画像情報をロ
ボットの位置決め時の教示情報として利用するにあたっ
て、従来の方法では処理が簡単でない点に関しては下記
に示す問題がある。

【００２６】（ｉ）　輪郭抽出の段階でノイズを除去す
るためには認識対象の形状を予めある程度は知っておか
ないと有効に処理することができない。

【００２７】（ｉｉ）セグメンテーション処理に関して
も上記（ｉ）と同様である。

【００２８】（ｉｉｉ）　特異点の接続処理に関して、
セグメンテーション処理が完全でないと２画像間での対
応がとれないため、弛緩法等の手法を使用しなければな
らず、認識精度の向上が阻害される。

【００２９】（ｉｖ）特異点間の距離計算を行なってい
るため、仮に距離計算処理部の前段までの処理によって
有効な情報が得られたとしても、距離計算の結果は、画
像における手前側と奥側とではその精度が異なり、また
、テレビカメラのズーム倍率によっても値が変わってし
まう。

【００３０】（ｖ）　テレビカメラのレンズの収差の影
響を受け易く、近軸光線から外れる周辺部についての物
体の認識精度が望めない。

【００３１】（ｖｉ）直列的な処理であるため、全ての
処理の完了に要する時間が長い。

【００３２】（ｖｉｉ）　認識対象物の形状が複雑であ
ると、セグメンテーション処理に関するアルゴリズムの
変更を余儀なくされる（そうしないと満足のいく認識率
が得られない。）。

【００３３】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記し
た（Ｉ）　、（ＩＩ）の問題に対しては、先ず、撮影手
段によってロボットの加工作用部と被加工物とを含む領
域を撮影した後、この画像信号を符号化手段により符号
化し、これをロボットの識別情報と併わせて一組の情報
として通信手段を介してネットワーク上に乗せ中央計算
機へ情報を流す。そして、該中央計算機側ではその入力
部によって指定されたロボットに関する画像情報を通信
手段が選別し、これを画像処理手段に引き渡して画像の
復元を行なった後中央計算機の表示手段により映し出す
ようにしたものである。

【００３４】また、教示操作に関する上記（ｉ）　乃至
（ｖｉｉ）　の問題に対しては、先ず、視差を有する複
数の撮影手段によってロボットの加工作用部及びワーク
を撮影し、各画像信号を符号化手段によって符号化した
後通信手段を介して画像情報を中央計算機に送出する。 中央計算機側では画像処理手段が画像情報を復元し、こ
れを中央計算機の表示手段に映し出すと共に、入力部か
ら教示補助制御手段を媒介として各復元画像上でのロボ
ットの加工作用部の軌跡を学習させるための操作がなさ
れる。 即ち、作業においてロボットの加工作用部をどの位置か
らどの位置まで移動させるかが代表点の指定によって各
復元画像毎になされ、これらが決まると両代表点を結ぶ
線分が軌跡として設定される。そして、ロボットを実際
に動かす際には各復元画像においてロボットの加工作用
部が上述した軌跡に沿って移動するようにこまめに位置
の補正が行なわれ、最終的に加工作用部の代表点が被加
工物の代表点に一致するように教示補助制御手段が位置
決め制御を行なうようにしたものである。

【００３５】

【作用】本発明によれば、複数のロボットを監視するに
あたって、撮影手段の撮えた画像信号を符号化した後各
ロボットを区別するための識別情報と共にネットワーク
上に乗せ、中央計算機ではその入力部によって指定され
たロボットに関する画像情報を取捨選択して表示するこ
とができるので、セレクタを用いたカメラ画像の切換操
作は不要であり、また、各カメラ画像を一の表示装置に
映し出す処理がネットワークの使用により容易になる。

【００３６】そして、ロボット動作に対する教示の補助
に関しては、一のロボットに対して視差をもった複数の
撮影手段を配置し、これらによって撮影された画像信号
を符号化後に伝送し、中央計算機側で復元して画像を表
示すると共に、各復元画像におけるロボットの加工作用
部のとるべき軌跡を予め指定して、教示操作時にはこの
軌跡上に沿ってロボットが動作するように位置決めの補
正がなされるので、教示操作にあたって被加工物の形状
に対する予備知識は必要とされず、単に軌跡を規定する
ための代表点を指定すれば良い。

【００３７】従って、前記した（ｉ）　、（ｉｉ）、（
ｖｉｉ）　の点に関しては認識対象の形状の影響を受け
にくい。また、（ｉｉｉ）　については、本発明に関す
る限り各復元画像は独立の画像として取り扱われるので
、複数の画像間における対応関係がそれ程重要な意味を
もつことはない。そして、（ｉｖ）乃至（ｖｉ）に関し
ては、主にロボットの加工作用部や被加工物を含む特定
の領域に限って処理を行なえば済むため、画像の周辺部
の情報のもつ重要性は低く、よって、撮影後の収差の影
響をほとんど受けず、また、各画像は平面（２次元）的
に並行処理されるため、撮影手段のズーム倍率には無関
係であり、処理時間の短縮化を図ることができる。

【００３８】

【実施例】図１は本発明に係るロボットシステムの基本
構成を示すもので、説明の簡単化のために、ロボットを
一台に限って説明する。

【００３９】つまり、図では一のロボット及びその制御
系のみを示しているが、一般にはこのような系が複数存
在し、これらと中央計算機の間は構内ネットワーク３に
よって結ばれている。尚、本実施例では「ＬＡＮ」が用
いられているものとする。

【００４０】図中１は、中央計算機内の処理のうちティ
ーチングや画像処理に係る教示／画像処理系を示し、２
はロボット／カメラ制御系、即ち、ロボットの数値制御
装置やテレビカメラの入力部を含む構成部を示している
。また、図では中央計算機による集中処理システムが採
られているように感じられるが、分散処理システムによ
り構築しても良い（例えば、４．３ＢＳＤのようなＵＮ
ＩＸ系分散ＯＳを使用している場合には各プロセスを複
数の計算機資源に分散していてもいっこうに構わない。 ）。

【００４１】ロボット／カメラ制御系２は、ネットワー
ク３を介して中央計算機との間で情報交換を行なうＬＡ
Ｎインターフェース部４と、ロボット５の直接的な制御
に係る軸駆動制御部６と、そして、これらの間にあって
ロボットプログラムの処理に係るロボットプログラム制
御部７及びロボットプログラム記憶部８、さらに、ロボ
ット５のツール先端部やワークを主として撮影するテレ
ビカメラ９、そして、該テレビカメラ９からの画像信号
を符号化した後ＬＡＮインターフェース部４に送出する
符号化部１０とから構成されている。

【００４２】ネットワーク３に接続されるＬＡＮインタ
ーフェース部４は、主にパケット伝送による論理接続を
行なうために設けられたものであり、本実施例では、具
体的に言うとＣＣＩＴＴ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
　Ｔｅｌｅｇｒａｐｈ　ａｎｄ　Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ　
Ｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｖｅ　Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）勧告
のＸ．２５というプロトコル（通信規約又は手順）を使
用している（本発明に関する限り他のプロトコルを用い
ても何らの支障をきたさないことは勿論である。）。ま
た、ＬＡＮインターフェース部４は中央計算機からの命
令やデータなどの情報を解析してこれらを振り分けて、
ロボットプログラムに係るものはロボットプログラム制
御部７に送り、ロボットの動作に直接関係するものは軸
駆動制御部６に送出するようになっている。

【００４３】ロボットプログラム制御部７は、ロボット
プログラム記憶部８にデータを書き込んだり、読み出す
ための制御を行なっている。

【００４４】ロボットプログラム記憶部８には、ロボッ
ト５の動作手順や、動作位置に関する情報が記憶される
が、ここでいう「動作手順」とは、例えば、ある点Ａか
ら別の点Ｂへの移動等の、動作自体を意味し、「動作位
置」とは点Ａ、点Ｂの具体的な座標値を意味する。尚、
記憶装置にはＲＡＭ等のメモリが使用される。

【００４５】そして、ロボットプログラム制御部７の読
み出した動作手順及び動作位置に関する情報が原則とし
て軸駆動制御部６に転送される。但し、中央計算機から
ロボットプログラムを参照するための指令を受けたとき
には、ロボットプログラム制御部７は求められた情報を
提供するためにＬＡＮインターフェース部４を介して中
央計算機に情報を転送するようになっている。

【００４６】軸駆動制御部６はＬＡＮインターフェース
部４からロボット動作を直接的に指示する命令を受けた
時、あるいは、ロボットプログラム制御部７から送られ
てくる動作命令を受けたときに、その指令内容に従って
、ロボット５の各軸に対応したアクチュエータを実際に
制御するために設けられている。この部分は一般にはサ
ーボモジュールを核として構成される。

【００４７】ロボット５においては、軸駆動制御部６か
ら動作位置に関する指令を受けて所定のアクチュエータ
が実際に制御されて、ロボット５の動作が実現される訳
であるが、該ロボット５にはそのツール先端部とワーク
との位置関係を主として撮影するためのテレビカメラ９
が付設されている。

【００４８】テレビカメラ９からの画像信号は、先ず、
符号化部１０に送られて符号化される。符号化に際して
は多値画像のまま取り扱うことが望ましいが、ネットワ
ーク３のデータ転送能力に応じて、例えば、モディファ
イドハフマン符号等による２値化を施し、更に圧縮化処
理を行なうようにしても良い。尚、符号化された画像デ
ータはその後ロボットを区別するための識別情報と組み
にしてネットワーク３を通して中央計算機に送出される
ことになるが、転送はＬＡＮを通ったパケット伝送によ
ってなされるので、誤り訂正符号を伴なう必要はない。

【００４９】こうした符号化処理によって中央計算機側
での画像処理に関する準備が整ったことになる。

【００５０】中央計算機の各構成要素のうちのあるもの
は独立したハードウェアとして割り当てられている訳で
はなくプロセス単位で存在している。以下では、この点
を明らかにするため、構成要素の名称に「プロセス」と
いう語を付して称呼する。

【００５１】図示するように、教示／画像処理系１は、
ネットワーク３に接続されたＬＡＮインターフェース部
１１、符号化後の画像処理に係る画像解析プロセス１２
及び画像表示プロセス１３、そしてティーチングプロセ
ス１４、さらにオペレーターとの間のインターフェース
としての入力部１５及び表示部１６とからなる。

【００５２】本実施例に係る中央計算機ではＬＡＮイン
ターフェース部１１を介してネットワーク３と接続され
ており、ＬＡＮインターフェース部１１はロボット／カ
メラ制御系２のＬＡＮインターフェース部４との間でパ
ケット伝送による情報交換を行なっている。よって、当
然ながら、そのプロトコルは同一とされる。

【００５３】画像解析プロセス１２では符号化された画
像信号の再現処理を担っている。即ち、画像解析プロセ
ス１２は、入力部１５によってロボット／カメラ制御系
の指定がなされたときに該当する画像情報に関するパケ
ットをＬＡＮインターフェース部１１を通して選択的に
受け取り、これを元の画像として再現する役目をもって
いる。そして、処理結果は画像表示プロセス１３を経て
ＣＲＴ等の表示部１６に送出される。

【００５４】ティーチングプロセス１４はオペレーター
がロボットに教示するにあたって中心的な役割をもって
おり、キーボード１５ａやマウス１５ｂ等の入力部１５
からの指令に応じたロボットの直接的な動作制御指令や
動作プログラムの作成に与っている。つまり、作成した
ロボットプログラムや座標値に関する情報は、指定した
数値制御装置内のロボットプログラム記憶部に転送され
、また、ロボットを直接的に動作させるため命令は指定
した数値制御装置内の軸駆動制御部に転送されることに
なるが、これらの指示にあたってティーチングプロセス
１４が関与している。

【００５５】尚、ロボットを遂次に動作させ、その動き
を表示部１６の画像を視ながらオペレーターが確認でき
るようにしておくと（例えば、ロボットのツール先端部
の動きをキーボード１５ａのカーソルキーで指示する等
）、実際のティーチング時において有効であり、また、
プログラムのデバッグ時にも能率的である。

【００５６】ティーチング時に指示された位置表示等は
画像解析プロセス１３による再現画像とミックスされて
同一画面上に表示されるようになっており、この処理は
画像表示プロセス１３が受け持っている。

【００５７】図２は表示例を概略的に示す図であり、ビ
ットマップディスプレー上での表示の様子を表わしてい
る。

【００５８】画面１６ａ上には各ロボット（図では「ｒ
ｏｂｏｔ１」、「ｒｏｂｏｔ２」、「ｒｏｂｏｔ３」と
いう名前で区別している。）に関する画像が（オーバー
ラップ）マルチウィンドゥ処理により複数のページ画面
１７、１７、１７として表示されており、現在プログラ
ミング対象となっているロボット（図では「ｒｏｂｏｔ
３」）が最も手前側に映し出されており、他の画面はそ
の裏に隠れている。そして、画面の左上の文字表示によ
って対象となるロボットを直ちに特定することができる
ようになっている。

【００５９】図示するように画面上には、ロボット（ｒ
ｏｂｏｔ３）がそのツール１８によりネジ１９をワーク
２０の螺孔２０ａに取り付けてネジ締めを行なう際の状
況が映し出されている。中央計算機の操作卓（図示せず
）においてオペレーターはこの画像を視ながら入力部１
５によってロボットのツール先端部の位置決めを行ない
、ティーチング作業を行なうことができる。また、画面
のうち右端寄りの位置にはティーチングのための指示領
域２１を用意しており、ポインティングデバイス（マウ
ス等）を用いて画面上のポインティング表示２２を移動
させて所望の指示をロボット数値制御装置に与えること
ができるようになっている。

【００６０】しかして、上記したシステムでは各ロボッ
トに関する画像情報がＬＡＮ上に流れているが、画像情
報が各ロボットを区別するための情報と組になって受け
渡されるので、所望のロボットに関するパケットデータ
の選別が容易であり、複数のロボットに関する画像情報
はウィンドゥの選択のみで簡単に視ることが可能になる
。

【００６１】次に、教示補助操作に関する説明に移る。

【００６２】本発明でも立体視の手法をとり入れている
が、本発明では下記の（１）乃至（４）に示す事項を目
的とし、高い位置決め精度をもった教示の補助を行なう
ことを目的とする。

【００６３】（１）　最も時間のかかる処理については
、これを容易にハードウェア化し得るアルゴリズムを利
用することができること。

【００６４】（２）　セグメンテーション処理等の、予
めノイズ除去を必要とする処理を伴なわないこと。

【００６５】（３）　弛緩法等の手法に頼ることなく、
決定論的な処理を行なえること。

【００６６】（４）　テレビカメラのレンズ収差の影響
をほとんど受けないこと。

【００６７】尚、本発明にあっては、従来のシステムで
もそうであるように、作業終了迄の全過程についてこれ
を位置指定によって教示する訳ではないことには注意を
要する。例えば、ネジ締め作業の場合を想定すると、こ
の作業は大まかに分けると次のステップからなる。

【００６８】（ａ）　ネジを供給元からワーク上方の退
避位置まで運ぶ。

【００６９】（ｂ）　ネジを退避位置からワークの螺孔
近辺まで移動させる。

【００７０】（ｃ）　ネジを螺孔に挿合する。

【００７１】（ｄ）　ネジを回転する。

【００７２】上記ステップにおいて高精度の位置決めを
要求されるのはステップ（ｂ）に関してであり、ツール
先端部に付けられたネジを螺孔付近まで正確に誘導する
ことができるか否かにティーチング操作の良否がかかっ
ている。従って、本発明ではこのような教示上の位置決
めに関する処理が関心の的であり、ステップ（ｃ）、（
ｄ）のような工程については前述したようにオペレータ
ーが表示画像を見ながらその都度教示操作を行なえば済
むことになる。

【００７３】以下では、説明を簡単にするために、上記
したネジ締め作業を例示しながら、本発明に係る教示補
助の基本的な考え方について説明する。

【００７４】いま、図３の（ａ）に示すように直交座標
系ｘ−ｙ−ｚにおいて空間中に２つの点Ａ、Ｂをとり、
点Ｂを移動して点Ａに重ね合わせる操作を想定する。前
述したネジ締め作業ではステップ（ｂ）において点Ｂが
退避位置におけるネジの代表点、点Ａが螺孔の代表点で
あると考えれば良い。

【００７５】このように抽象化されたモデルにおいて、
図３の（ｂ）に示すように点Ｂと点Ａとを結ぶ線分Ｌを
ひき、これを点Ｂの軌跡としてこの上を移動させれば、
当然ながら最短距離で点Ｂを点Ａに重ね合わせることが
できるという意味で、この線分は理想的な軌跡であると
言える。

【００７６】この状況をｘ軸方向から眺めると、図４の
（ａ）に示すように点Ｂが線分Ｌ１上をｚ軸に対して平
行に移動しているように観察され、また、ｙ軸方向から
眺めると、図４の（ｂ）に示すように点Ｂがｚ軸に対し
てある角度をなす線分Ｌ２上を移動して行く様子が観察
されるはずである。

【００７７】ところで、ｘ軸方向から視たとき点Ｂが図
４（ａ）の線分Ｌ１上を移動するという条件を満たす軌
跡を考えた場合、このような軌跡は図５に示すように無
数存在することが判る。何故なら軌跡についてｘ軸方向
には何らの制限がないので、点Ａ、Ｂを含む平面π内に
おいて、図４（ａ）に示すような見かけ上の移動を行な
う経路が多数許されるからである（図５参照。）。例え
ば、図示するように点Ｂと点Ａとを結ぶ曲線Ｒ１や、点
Ａに対してｘ座標のみを異にする点と点Ｂとを結ぶ曲線
Ｒ２、Ｒ３、・・・等が考えられ、後者の場合には点Ｂ
から点Ａへの到達はもはや保障されない。

【００７８】しかし、図４（ｂ）に示すようなｙ軸方向
から見たときの軌跡Ｌ２を条件として課すと状況は一変
する。即ち、軌跡Ｌ１、Ｌ２を同時に満足する３次元軌
跡は一意に決定されることになり、図６に示す平面π内
の線分Ｌのみとなりこれが最短軌跡に一致することにな
る。

【００７９】このように、視線方向を異にする２つの２
次元像において、互いに対応する２点をそれぞれ線分で
結び、双方の線分上に沿って動く点の軌跡が３次元空間
内の２点で最短距離をもつ理想的な軌跡に一致すること
になる。

【００８０】本発明では、上記の点を踏まえて、視差を
もつ２以上のカメラで撮えた画像において、ロボットの
加工作用点とワークの加工点とをそれぞれ指定し、これ
らの２点を線分で結んだときに、各画像におけるロボッ
トの加工作用点が予定した線分上を移動するように位置
決め補正を行ない、３次元的に最短距離でロボットの加
工作用点をワークの被加工点に誘導することができるよ
うにしたものである。

【００８１】図７は実施例に係るハードウェア構成の概
要を示したものである。

【００８２】視差をもつ２つのテレビカメラ９Ｌ、９Ｒ
がワーク２３をそれぞれ異なる視線方向から撮影し、そ
の画像信号が符号化部１０Ｌ、１０Ｒ（これらは前述し
た符号化部１０と同様の機能をもつ）をそれぞれ経た後
ネットワーク等を介して中央計算機２４に伝送される。 この場合、画像情報はバイト数が多いことを考慮すると
、できるだけ専用のインターフェースを使用し、中央計
算機２４へはＤＡＭ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｍｅｍｏｒｙ　Ａ
ｃｃｅｓｓ）により転送することが望ましい。また、テ
レビカメラ９Ｌ、９Ｒについての視差は９０°に近いこ
とが望ましい。これは、従来のステレオビジョン方式と
異なり、本発明では各画像情報を独立の情報として取り
扱うからである。 尚、テレビカメラ９Ｌ、９Ｒはロボットに付設しても良
いし、ロボットとは別の場所に配置しても良い。これは
、いずれにしてもロボットの加工作用点や被加工点が予
定した軌跡上を移動するように制御すれば良いからであ
る。

【００８３】中央計算機２４のコンソール２５は、処理
結果の表示のためにビットマップを有する表示装置２６
と、入力装置２７としてキーボード２７ａやポインティ
ングデバイスとしてのマウス２７ｂとを有している。

【００８４】図８は中央計算機２４内における、教示／
画像処理の手続を説明するためにプロセスをブロック図
として視覚的に表現したものであり、図９乃至図１７は
ティーチング時における領域及び代表点の指定手順を説
明するための表示例を概念的に示したものである。

【００８５】図８の各構成部の機能を説明するに先だっ
て、処理の概要を把握するために図９乃至図１７に関す
る説明を行なう。

【００８６】図示した画面は、テレビカメラ９Ｌ、９Ｒ
の撮えた画像情報が中央計算機２４の表示装置２６上に
映し出されるときの状況を示している。各カメラの画像
Ｇ（９Ｌ）、Ｇ（９Ｒ）がオーバーラップした状態でウ
ィンドゥに映し出されており、各画像の左上にはいずれ
のテレビカメラによって撮えられたものかを区別するた
めの文字表示（「Ｃａｍｅｒａ＿Ｌ」や「Ｃａｍｅｒａ
＿Ｒ」）がなされている。

【００８７】図９乃至図１６では「Ｃａｍｅｒａ＿Ｌ」
についての画面が手前に映し出されており、図１７では
この関係が入れ替わって「Ｃａｍｅｒａ＿Ｒ」について
の画面が手前に映し出されているが、このような表示は
ＵＮＩＸにおいて一般的に使用されている「Ｘ・ウィン
ドゥ」によって行なっている。

【００８８】いま、作業内容としてネジ締め作業を想定
し、前述したステップ（ｂ）に関する教示、即ち、ロボ
ットのツール先端部につけられたネジをワークの螺孔に
取り付けるにあたって、ネジの軌道を教示しようとして
いるものとする。

【００８９】以下では、教示手順を図９乃至図１７に従
って順に説明する。

【００９０】Ｉ）初期表示（図９）。

【００９１】先ず、画面上にはロボットのツール１８の
先端部と、これに付けられたネジ１９、そして、螺孔２
３ａを有するワーク２３が映し出されている。

【００９２】ＩＩ）　認識対象の指定（図１０乃至図１
４）。

【００９３】次に、認識範囲を限定するために領域を指
定する操作を行なう。これは、テレビカメラの撮えた全
画像を対象としたのでは処理時間が長くなってしまうか
らである。認識範囲に関して制限される領域は、この場
合ツール１８の加工作用部を含む領域（以下、「第１指
定領域」と言う。）と、ネジ１９をとりつけるべき螺孔
２３ａを含む領域（以下、「第２指定領域」と言う。）
である。

【００９４】ＩＩ−１）　第１指定領域の指定（図１０
、図１１）。

【００９５】領域指定の仕方としては、例えば、領域の
左上の端と右下の端を指定し四角形状の枠で所望の部分
を囲むことによって指定する。

【００９６】ＩＩ−１−ａ）　左上端の指定（図１０）
。

【００９７】図示する矢印ＭＣは位置指定のためのマウ
スカーソルであり、これをマウス２７ｂによって所望の
位置に移動させた後、マウスボタンのクリックにより指
定する。

【００９８】ＩＩ−１−ｂ）　右下端の指定（図１１）
。

【００９９】次にマウスカーソルＭＣの移動後にマウス
ボタンをクリックすると第１指定領域の右下端が指定さ
れ、これによって枠Ｆ（１）内の領域が第１指定領域と
して指定される。

【０１００】ＩＩ−２）　第２指定領域の指定（図１２
、図１３）。

【０１０１】次に、螺孔２３ａを含む第２指定領域の指
定操作に移るが、この操作も先と同様にして行なう。

【０１０２】即ち、図１２に示すように、マウスカーソ
ルＭＣを移動して第２指定領域の左上端を指定した後、
図１３に示すように第２指定領域の右下端を指定すると
、枠Ｆ（２）内の領域が第２指定領域として指定される
ことになる。

【０１０３】ＩＩＩ）代表点の決定（図１４、図１５）
。

【０１０４】次に、各指定領域内における代表点（これ
らは前述した点Ａや点Ｂに相当する。）を決定する。

【０１０５】ＩＩＩ−１）第１指定領域に関する代表点
の指定（図１４）。

【０１０６】図示するようにマウスカーソルＭＣを所望
の位置に移動させて代表点を指定する。この操作は図３
の点Ｂの指定を行なうことであり、この例ではネジ１９
の先端に代表点Ｐ１を指定する。

【０１０７】ＩＩＩ−２）第２指定領域に関する代表点
の指定（図１５）。

【０１０８】この操作は図３の点Ａの指定に相当し、Ｉ
ＩＩ−１）と同様にマウスの操作によって行なう。そし
て、螺孔２３ａの中心に代表点Ｐ２を指定する。

【０１０９】ＩＶ）　線分の決定（図１６）。

【０１１０】前記した２つの代表点Ｐ１、Ｐ２の指定が
なされると、両点間の最短軌跡が決定され、点Ｐ１−Ｐ
２間を結ぶ線分ＬＬ（Ｌ１又はＬ２に相当する。）が画
面表示される。

【０１１１】以上の操作により「Ｃａｍｅｒａ＿Ｌ」に
よる画像についての領域指定が終了する。そして、次は
「Ｃａｍｅｒａ＿Ｒ」による画像についての領域指定を
行なうためにウィンドゥ操作によって図１７に示すよう
に画面を入れ替えて、前記した操作と同様の操作を行な
う。これによって３次元的軌跡を一意に決定するための
準備が整うことになる。

【０１１２】図８は上記した教示設定及びこれに続く教
示操作を具現化するための処理構成をブロック図で表現
したものである。尚、２つのテレビカメラによって得ら
れるそれぞれの画像についての処理は全く同様の手順で
行なわれるので、図ではその一方の画像に関する処理の
流れのみを示し、他方の画像についての処理については
図示を省略する。

【０１１３】処理は大まかに２つのブロックに分けるこ
とができる。その一は図１０乃至図１５で説明した領域
指定に関するブロックであり、画像情報をメモリにとり
込んだ後、第１、第２指定領域を切り出す処理に関与す
る。

【０１１４】即ち、符号化された画像信号（これを「Ｇ
Ｓ」と記す。）が入力されると、これらは先ず、初期画
像メモリ２８に記憶される。この画像が図９に示したよ
うに表示装置２６上に映し出される。

【０１１５】次に、オペレーターがマウス２７ｂにより
、第１指定領域を指定すると、操作制御部２９によって
第１指定領域の抽出に関する指令信号が領域抽出部３０
に送出される。領域抽出部３０は初期画像メモリ２８か
ら第１指定領域に属する画像データを抽出した後、これ
らを標準パターンメモリ３１（１）に転送する。第２指
定領域の指定に関しても全く同様の抽出処理が行なわれ
、抽出後の画像データは別の標準パターンメモリ３１（
２）に記憶される。このように指定領域毎に対応した標
準パターンメモリが用意されている（これはメモリ領域
の区分のみによって実現できる。）。

【０１１６】その後、オペレーターにより第１、第２指
定領域に関する代表点Ｐ１、Ｐ２の指定がなされると（
図１４、図１５参照）、操作制御部２９は２つの代表点
の座標からその間の線分に関する計算を行ない、その結
果を後述する線分誤差計算部に送出し、誤差計算上の参
照情報をとして登録する。これが目標の軌跡に相当する
。

【０１１７】そして、領域や代表点の指定後におけるロ
ボットの教示操作時にはテレビカメラによって刻々と撮
えられた画像情報が表示制御部３２によって再現されて
表示装置２６上に映し出される。

【０１１８】次に続くブロックは教示操作に関与し、標
準パターンメモリ３１（１）、３１（２）のデータに基
づいて相関演算によりパターンマッチング処理を行ない
、画像の変化に伴なう指定領域の変化を追跡し、代表点
の位置とその目標値との誤差を求めてロボットの動きに
対する位置補正を行なうものである。

【０１１９】図示するようにこのブロック図では符号化
信号ＧＳが相関演算部３３に入力され、相関演算部３３
→領域検出部３４→代表点のオフセット登録部３５→線
分誤差計算部３６→修正値計算部３７へと続く一連の手
続がなされる。

【０１２０】即ち、オペレーターによる教示操作時には
操作制御部２９からロボットの数値制御装置に指令が送
られてロボットのツール先端部が微小な間隔で移動され
ることになるが、その時々において変化する画像から、
標準パターンメモリ内の参照データを用いて相関演算が
行なわれ、各指定領域に該当する領域の検出が行なわれ
る。

【０１２１】図１８はこの状況を概念的に示すもので、
画像Ｇ（３１）は標準パターンメモリ３１（１）に記憶
されている画像データの内容を示し、画像Ｇ（３４）は
ロボットのツール先端の移動後においてテレビカメラの
撮えた画像のうちから第１指定領域に相当する領域を相
関演算後抽出したときの画像データの内容である。

【０１２２】当然ながら背景物３８の位置が両画像では
異なっているが、こうして領域抽出された画像Ｇ（３４
）に関するデータが新たな標準パターンとして採用され
、次回の領域抽出に用いられる。即ち、標準パターンメ
モリ３１（１）の内容が更新され、相関演算及び領域抽
出時には常に少し前の時刻における領域データが標準パ
ターンとして参照されるようになっている。これは標準
パターンメモリの内容が常に一定（つまり、初期画像メ
モリ２８内のデータのうち領域抽出部３０によって取り
出されたデータ）していたのでは、ロボットのツール先
端部の移動に伴なって、それと背景物との相対的な関係
が変化するという状況に対処できず、相関検出の精度が
低下するためである。即ち、相関検出時に参照する画像
データは時間的に近い画像データとした方が好ましい。

【０１２３】尚、相関演算や領域検出は、第２指定領域
についても同様にして行なわれる。これは、テレビカメ
ラがロボットのツール搭載部に取り付けられているよう
な場合には、ツールが下がるにつれてワークについても
カメラ画像が変化するからである。

【０１２４】領域検出後には、抜き出された領域内の代
表点のオフセット（ずれ分）が算出される。この際、操
作制御部２９から領域検出部３４に対して指定領域にお
ける代表点位置に関する情報が与えられるが、これにつ
いては最初に一旦知ってしまえば何回も参照する必要は
ない。つまり、その後における代表点の位置変化は、代
表点と領域との間の相対的な位置関係だけで求めること
ができるからである。

【０１２５】図１９はこの時の状況を示すものであり、
例えば、実線の四角枠で囲んだ領域Ａ（１）が初期設定
時の第１指定領域を示しており、領域内に代表点Ｐ（１
）が指定されているものとする。その後少しの時間経過
の後にツール先端部が移動したときの画像情報から相関
検出により抽出された領域をＡ（２）とすると、その代
表点Ｐ（２）は領域Ａ（２）内での相対位置が常に決ま
っていることから直ちに求められる。こうして現在の代
表点位置と時間的に少し前の代表点位置とのオフセット
ＯＦが算出されることになる。

【０１２６】続いて、代表点が理想的な軌跡上に乗って
いるかどうか、もしそうでないとすると誤差がどれだけ
かが、線分誤差計算部３６により求められる。

【０１２７】即ち、線分誤差計算部３６には、前述した
ように操作制御部２９から制御目標としての軌跡に関す
る情報が予め与えられているので、代表点がこの軌跡上
にあるべき本来の位置と、実際の位置との間の誤差が計
算され、エラー信号（図では「ＳＬ（ｅ）」と記す。）
が修正値計算部３７に送出される。

【０１２８】修正値計算部３７では、ロボットの動作に
対する制御上の修正値を計算してこれをロボットの数値
制御装置に送出し、ロボットを微小距離だけ動かして、
代表点が予定した軌跡上に乗るようにツール先端部の位
置補正を行なう。図２０は代表点Ｐ（２）が理想軌跡か
ら誤差ｅをもってずれている状況を示しており、この誤
差ｅがゼロになるように位置補正が遂次に行なわれるこ
とになる。このような処理は他方のテレビカメラ９Ｒに
関する画像についても同様に並行して行なわれ、そのエ
ラー信号（図では「ＳＲ（ｅ）」と記す。）が修正値計
算部３７に送られてくるようになっているため、修正値
計算部３７ではこれらの誤差に基づいてロボットのツー
ル先端部の微小な位置補正がなされる。

【０１２９】そして、ロボットの加工作用部に関する代
表点が螺孔の中心に相当する代表点に最終的に重なる迄
上記した一連の処理が行なわれる。

【０１３０】尚、軌道修正に関する修正値の決定にあた
っては、例えば、特開昭５９−９７８６８（特公平１−
５５９５３）号公報に示されているように、ロボットに
ついての微小距離の移動を雷紋（方形の渦巻）状に行な
うのが効果的である。即ち、ロボットの動きに関して微
小移動による変分を発生させ、該変分が最小となるよう
に制御することによってネジを漸次に、螺孔に近づけ、
最終的にこれに触れさせることで位置のティーチングを
行なおうとするものである。

【０１３１】しかし、精密加工に関するティーチング時
には上記した渦状の運動は周囲の環境によっては許され
ない場合（例えば、ワークの他の部分にツール先端部が
干渉するような場合等）がある。このときには予め代表
点の軌跡（線分）をカメラ視角から計算し、代表点がこ
の軌跡に沿うようにロボットを制御するという手法を採
ることもできるが、これではカメラの視角等を予め知ら
なくて済むという本発明の趣旨を没却しかねない。そこ
で、このような場合には、軌道修正時の微小移動量を更
に小さくすると共に、旋回半径を小さくすれば良い。

【０１３２】ところで、本発明ではテレビカメラによっ
て得られる複数の画像について、それぞれの軌跡をポイ
ンティングデバイスにより独立して指示するという手法
を採っているため、その指示の仕方によっては軌跡の終
端部において各画像間での対応関係がとれなくなるとい
う不整合の問題が生じ得る。

【０１３３】この様子を図示したものが図２１である。 左側の部分がテレビカメラ９Ｌによる画像を示し、ＬＯ
が代表点の軌跡を示しており、その終端が当該画像上の
螺孔の代表点Ｐ（ＬＯ）である。また右側の部分がテレ
ビカメラ９Ｒによる画像を示し、ＲＯが代表点の軌跡を
示しており、その終端が当該画像上の螺孔の代表点Ｐ（
ＲＯ）である。そして、軌跡ＬＯ、ＲＯ上の代表点同士
の対応関係を矢印のついた細線によって表現している。 ツール先端部の微小移動に伴なって代表点が下がって行
き、テレビカメラ９Ｌの画像において軌跡ＬＯの末端Ｐ
（ＬＯ）に達したときには本来、テレビカメラ９Ｒの画
像では代表点が軌跡ＲＯの末端Ｐ（ＲＯ）に達するはず
であるが、終端位置の指定を各画像毎に独立して行なっ
ているため、図示するように、例えば、テレビカメラ９
Ｒ側の画像では他方のカメラ画像に対応しない不整合部
分３９が生じ得る。この場合にはこの不整合部分は無視
し、この時点で軌跡のトレース（追跡）を終了すれば良
い。

【０１３４】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、［請求項１］及び［請求項２］に係る発明によれば
、オペレーターが中央計算機の操作卓にいながらにして
ロボットとワークとの関係について画像表示を見ながら
教示することができることは勿論、ロボットに関する表
示画像の切換操作のためにセレクタ、あるいは画像合成
のための特殊なハードウェアを付設する必要がなく、ネ
ットワークによる情報処理能力を生かして各ロボットに
ついての画像表示の選択を容易に行なうことができる。 つまり、中央計算機を核としたロボットシステムにおい
てはネットワークの存在が不可欠な状況になってくるた
めネットワーク自体は既存の設備であり、これを画像情
報の伝送に用いることによって、新たな設備の付加を伴
なうことなくロボットの監視を簡単に行なうことができ
、教示者が遠隔地から安全な状態でロボットへの教示を
行なうことができる。

【０１３５】また、［請求項３］乃至［請求項５］に係
る発明によれば、被加工物の形状を予め知らないと高い
精度の位置決めが保証できないという従来の立体視法の
もつ問題が解消され、セグメンテーション処理等の、ノ
イズ除去が重要な要因となる処理を含まず、かつ、弛緩
法等の手法を用いることなく認識精度の高い決定論的な
処理を行なうことができ、高い位置決め精度を得るため
の教示補助を実現することができる。そして、復元画像
に関する指定領域には従来からハードウェア化の容易な
パターンマッチング法（相関法等）に係るアルゴリズム
を用いて高速な処理を図ることができ、かつ、各復元画
像に関する画像処理は、各々独立して並行処理されるた
め（つまり、パターンの対応関係に関するチェックを厳
しくする必要がない。）、教示と視覚認識とを一緒に行
なうことによって処理時間の短縮化を図ることができる
。さらに、撮影手段のレンズ収差の影響ををほとんど受
けず、また、そのズーム倍率にも無関係であり、アルゴ
リズムについては、軌跡決定時における線分の長さその
ものには拘泥されない。よって、例えば、精密加工を要
する場合には、粗い精度での教示過程の後に精度の高い
教示過程を経るというような段階的な教示操作を、各過
程での撮影手段のズーム倍率を可変することで行なうこ
とができる。こうして、教示段階での高精度の位置決め
をネットワークの活用により容易に実現することができ
、従来の立体視法と同等以上の効果を得ることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例について示す構成図である
。

【図２】本発明に係る画像表示例を示す図である。

【図３】本発明における基本的な概念を説明するための
グラフ図であり、（ａ）は座標点の位置を示す斜視図、
（ｂ）は理想的な軌跡について示す斜視図である。

【図４】（ａ）は図３においてｘ軸に平行な方向から見
たときのｙ−ｚ図であり、（ｂ）は図３においてｙ軸に
平行な方向から見たときのｘ−ｚ図である。

【図５】ｘ座標の値が特定されない場合において平面π
に許される無数の軌跡の存在を説明するための斜視図で
ある。

【図６】図４及び図５の両条件を満たす平面π内の唯一
の軌跡を示す斜視図である。

【図７】本発明に係る装置を概略的に示す構成図である
。

【図８】本発明における教示／画像表示処理の流れを説
明するための構成図である。

【図９】テレビカメラによって撮えられた画像の表示例
を示す図である。

【図１０】第１指定領域の左上端を指定する際の画像を
示す図である。

【図１１】第１指定領域の右下端を指定したときの画像
を示す図である。

【図１２】第２指定領域の左上端を指定する際の画像を
示す図である。

【図１３】第２指定領域の右下端を指定したときの画像
を示す図である。

【図１４】第１指定領域内の代表点を指定する際の画像
を示す図である。

【図１５】第２指定領域内の代表点を指定する際の画像
を示す図である。

【図１６】代表点間を結ぶ線分を示す図である。

【図１７】カメラ画像が切り換えられた状態を示す図で
ある。

【図１８】標準パターンメモリの更新に関する説明のた
めの概念図である。

【図１９】ロボットの動きに伴なう代表点の位置変化に
ついて示す図である。

【図２０】代表点と軌跡との関係を示す図である。

【図２１】軌跡の終端部における不整合について説明す
るための図である。

【図２２】従来例を示す概略図である。

【図２３】図２１とは別の従来例を示す概略図である。

【図２４】テレビカメラを用いたロボットの教示システ
ムを示す概略図である。

【図２５】ネットワークを用いたロボットシステムの構
築例を示す概略図である。

【図２６】セレクタによって画像表示の切換を行なうよ
うに構築されたシステム例を示す概略図である。

【図２７】従来の立体視法を用いた画像処理のシステム
構成例を示す図である。

【図２８】図２７の装置における画像処理の流れを概念
的に説明するための図である。

【符号の説明】

１　　教示補助装置 ３　　ネットワーク手段 ４　　通信手段 ５　　ロボット ９　　撮影手段 １０　　符号化手段 １１　　通信手段 １２、１３　　画像処理手段 １５　　入力部 １５ｂ　　画面位置指定手段 １６　　表示手段 １８、１９　　ロボットの加工作用部 ２０　　被加工物 ９Ｌ、９Ｒ　　撮影手段 １０Ｌ、１０Ｒ　　符号化手段 ２３　　被加工物 ２４　　中央計算機 ２６　　表示手段 ２７　　入力部 ２７ｂ　　画面位置指定手段 ２８、２９、３０　　設定手段 ３１（１）、３１（２）　　パターンメモリ３２　　画
像処理手段 ３３、３４　　領域検出手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ロボットの動作に関するプログラムを
   作成しプログラムの管理を行なうとともにロボットの操
   作や選択のための入力部を有する中央計算機と、各ロボ
   ットの数値制御装置と中央計算機とを結ぶネットワーク
   手段とを備えたロボットの教示補助装置であって、ロボ
   ットの加工作用部と被加工物とを含む領域を撮影するた
   めの撮影手段と、撮影手段の撮えた画像信号を符号化す
   る符号化手段と、符号化されたロボット毎の画像情報を
   ロボットの識別情報とともにネットワーク手段に送出す
   る通信手段と、ネットワーク手段による伝送情報のうち
   中央計算機の入力部によって指定されたロボットに関す
   る画像情報を選択的に受け取る通信手段と、選択された
   画像情報を復元して表示処理を行なう画像処理手段と、
   画像表示のための中央計算機の表示手段と、を設けたこ
   とを特徴とするロボットの教示補助装置。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載したロボットの教示補
   助装置において、画像処理手段が、入力部により指定さ
   れたロボットの画像情報と、ロボットのツール先端部に
   対する位置の移動指定に関する表示情報とを画面合成し
   て表示手段に映し出すとともに、入力部の一部をなす画
   面位置指定手段からの指令によって画像表示に関するロ
   ボットの指定を変更し各ロボットの画像情報を任意に切
   り換えて表示手段に画面表示することができるようにし
   たことを特徴とするロボットの教示補助装置。
3. 【請求項３】　　ロボットの動作に関するプログラムを
   作成しプログラムの管理を行なうとともにロボットの操
   作や選択のための入力部を有する中央計算機と、ロボッ
   トの数値制御装置と中央計算機とをつなぐ通信手段とを
   備えたロボットの教示補助装置であって、ロボットのツ
   ール先端部とワークを含む領域を撮影するために設けら
   れ、かつ、視差をもって配置された複数の撮影手段と、
   各撮影手段からの画像信号を符号化した後通信手段に送
   出する符号化手段と、通信手段から送られてくる伝送情
   報のうち中央計算機の入力部によって指定されたロボッ
   トに関する複数の画像情報を受け取り画像情報を復元し
   て表示処理を行なう画像処理手段と、画像表示のための
   中央計算機の表示手段と、各撮影手段に対応したそれぞ
   れの復元画像上において、ロボットの加工作用部の移動
   に関する始点位置と被加工点の位置とをそれぞれ代表す
   る２つの代表点を入力部によって指定すると、両代表点
   を結ぶ線分を算出し、教示操作時にロボットの加工作用
   部の移動に伴なって両代表点が予定した線分を軌跡とし
   て移動するようにロボットを微小に移動させて位置補正
   し、最終的に２つの代表点が一致するようにロボットの
   加工作用部の位置決めを行なう教示補助制御手段と、を
   設けたことを特徴とするロボットの教示補助装置。
4. 【請求項４】　　請求項３に記載した教示補助制御手段
   が、入力部からの指令を受けて各撮影手段に対応する復
   元画像中に２つの指定領域を設定するとともに各指定領
   域内に代表点の指定を行なう設定手段と、指定領域内の
   画像データを記憶するためのパターンメモリと、ロボッ
   トの移動に伴なって刻々と得られる画像情報とパターン
   メモリ内の画像情報との間のパターンマッチング処理に
   よって復元画像情報から各指定領域に相当する領域を検
   出する領域検出手段と、領域検出手段によって決定され
   た領域において代表点の占める位置を求め、この位置と
   予定した線分軌跡上の目標点位置との間の誤差を求めロ
   ボット数値制御装置への制御修正値とする位置決め補正
   手段と、を有することを特徴とするロボットの教示補助
   装置。
5. 【請求項５】　　請求項４に記載した教示補助制御手段
   において、領域検出手段によって得られる領域内の画像
   データを、該領域内の代表点位置を求めた後に抽出して
   改めてパターンメモリに記憶させメモリ内容の更新を行
   なうようにしたことを特徴とするロボットの教示補助装
   置。