JPH04304980A - 遠隔操作支援方法 - Google Patents
遠隔操作支援方法Info
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- JPH04304980A JPH04304980A JP7005991A JP7005991A JPH04304980A JP H04304980 A JPH04304980 A JP H04304980A JP 7005991 A JP7005991 A JP 7005991A JP 7005991 A JP7005991 A JP 7005991A JP H04304980 A JPH04304980 A JP H04304980A
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- Japan
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- fitting
- remote control
- slave arm
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- Pending
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 17
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 101000582320 Homo sapiens Neurogenic differentiation factor 6 Proteins 0.000 description 1
- 102100030589 Neurogenic differentiation factor 6 Human genes 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は遠隔操作型のロボット
において複数の部材間のはめ合い動作を行う場合、画像
処理装置からの計測情報を使用し、遠隔操作者の作業負
担を軽減し、遠隔操作性を向上させるための方法に関す
る。
において複数の部材間のはめ合い動作を行う場合、画像
処理装置からの計測情報を使用し、遠隔操作者の作業負
担を軽減し、遠隔操作性を向上させるための方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図２は例えば従来の遠隔操作型ロボット
の構造を示すものである。図において１はスレーブアー
ム、２はスレーブアーム制御装置、３はモニタ用カメラ
、４はマスタアーム、５はマスタアーム制御装置、６は
モニタ用テレビ、７ははめ合い作業対象物体、８ははめ
合い作業対象物体上のはめ合い部、９はエンドエフェク
タ、１０ははめ合い用部材、１１ははめ合い用部材上の
はめあい部、１２は操作者、１３は通信路である。
の構造を示すものである。図において１はスレーブアー
ム、２はスレーブアーム制御装置、３はモニタ用カメラ
、４はマスタアーム、５はマスタアーム制御装置、６は
モニタ用テレビ、７ははめ合い作業対象物体、８ははめ
合い作業対象物体上のはめ合い部、９はエンドエフェク
タ、１０ははめ合い用部材、１１ははめ合い用部材上の
はめあい部、１２は操作者、１３は通信路である。
【０００３】従来の遠隔操作型ロボットは上記のように
構成され、例えば操作者１２がモニタ用カメラ３により
撮影される作業環境をモニタ用テレビ６により観測し、
観測画面の状況に応じマスタアーム制御装置５により制
御されているマスタアーム４を操作することにより、ス
レーブアーム制御装置２により制御されているスレーブ
アーム１、エンドエフェクタ９を駆動することによりは
め合い用部材１０を把持し、はめ合い作業対象物体７と
の相対的な位置・姿勢を調整することによりはめ合い作
業を行うようになっている。
構成され、例えば操作者１２がモニタ用カメラ３により
撮影される作業環境をモニタ用テレビ６により観測し、
観測画面の状況に応じマスタアーム制御装置５により制
御されているマスタアーム４を操作することにより、ス
レーブアーム制御装置２により制御されているスレーブ
アーム１、エンドエフェクタ９を駆動することによりは
め合い用部材１０を把持し、はめ合い作業対象物体７と
の相対的な位置・姿勢を調整することによりはめ合い作
業を行うようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の遠
隔操作型ロボットにおいては、操作者１２がモニタ用カ
メラ３により撮影される作業環境をモニタ用テレビ６上
の２次元的画面として観測し、観測画面の状況によりマ
スタアーム４を介しスレーブアーム１、エンドエフェク
タ９を操作するため、はめ合いを可能とするため、はめ
合い作業対象物体７とはめ合い用部材１０間の３次元的
な位置・姿勢を一致させることが困難であるという問題
点があった。また、マスタアーム制御装置５、スレーブ
アーム制御装置２間の通信路１３に時間遅れが存在する
場合、操作者１２が直接的なマスタアーム４の操作によ
り上記作業を行うことは更に困難となるという問題点が
あった。
隔操作型ロボットにおいては、操作者１２がモニタ用カ
メラ３により撮影される作業環境をモニタ用テレビ６上
の２次元的画面として観測し、観測画面の状況によりマ
スタアーム４を介しスレーブアーム１、エンドエフェク
タ９を操作するため、はめ合いを可能とするため、はめ
合い作業対象物体７とはめ合い用部材１０間の３次元的
な位置・姿勢を一致させることが困難であるという問題
点があった。また、マスタアーム制御装置５、スレーブ
アーム制御装置２間の通信路１３に時間遅れが存在する
場合、操作者１２が直接的なマスタアーム４の操作によ
り上記作業を行うことは更に困難となるという問題点が
あった。
【０００５】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたものであり、画像情報処理装置より得られるは
め合い作業対象物体とはめ合い用部材の位置、姿勢情報
を用いることにより、把持部材上のはめ合い位置が、対
象部材上のはめ合い位置と把持部材上のはめ合い位置を
結ぶ直線上に自動的にくるよう、かつ、操作者の操作す
べき自由度がスレーブアーム手先と作業対象物体間の距
離・姿勢のみになるようスレーブアーム上のエンドエフ
ェクタにより把持されたはめ合い用部材の位置を自動的
に制御し、操作者の負担を軽減することの可能な遠隔操
作支援方法を得ることを目的としている。
なされたものであり、画像情報処理装置より得られるは
め合い作業対象物体とはめ合い用部材の位置、姿勢情報
を用いることにより、把持部材上のはめ合い位置が、対
象部材上のはめ合い位置と把持部材上のはめ合い位置を
結ぶ直線上に自動的にくるよう、かつ、操作者の操作す
べき自由度がスレーブアーム手先と作業対象物体間の距
離・姿勢のみになるようスレーブアーム上のエンドエフ
ェクタにより把持されたはめ合い用部材の位置を自動的
に制御し、操作者の負担を軽減することの可能な遠隔操
作支援方法を得ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる遠隔操
作支援方法においては、人間が遠隔操作により部材のは
め合い動作を行う場合、操作者がロボットアームに把持
した部材の位置をすべて直接的に制御する代わりに、画
像処理装置により取得した把持部材、はめ合い対象部材
間の相対位置情報を基に、把持部材上のはめ合い位置が
、対象部材上のはめ合い位置と把持部材上のはめ合い位
置を結ぶ直線上にくるようロボットアームを自動的に制
御することにより、操作者が直接すべての位置自由度の
制御を行う負担を無くしたものである。
作支援方法においては、人間が遠隔操作により部材のは
め合い動作を行う場合、操作者がロボットアームに把持
した部材の位置をすべて直接的に制御する代わりに、画
像処理装置により取得した把持部材、はめ合い対象部材
間の相対位置情報を基に、把持部材上のはめ合い位置が
、対象部材上のはめ合い位置と把持部材上のはめ合い位
置を結ぶ直線上にくるようロボットアームを自動的に制
御することにより、操作者が直接すべての位置自由度の
制御を行う負担を無くしたものである。
【０００７】
【作用】上記のように構成された遠隔操作支援方法は、
人間が遠隔操作により部材のはめ合い動作を行う場合、
操作者がロボットアームに把持した部材の位置をすべて
直接的に制御する代わりに、画像処理装置により取得し
た把持部材、はめ合い対象部材間の相対位置情報を基に
、把持部材上のはめ合い位置が、対象部材上のはめ合い
位置と把持部材上のはめ合い位置を結ぶ直線上に自動的
にくるようロボットアームが自動的に制御され移動する
ように働く。
人間が遠隔操作により部材のはめ合い動作を行う場合、
操作者がロボットアームに把持した部材の位置をすべて
直接的に制御する代わりに、画像処理装置により取得し
た把持部材、はめ合い対象部材間の相対位置情報を基に
、把持部材上のはめ合い位置が、対象部材上のはめ合い
位置と把持部材上のはめ合い位置を結ぶ直線上に自動的
にくるようロボットアームが自動的に制御され移動する
ように働く。
【０００８】
【実施例】実施例１．
図１はこの発明の一実施例を示す遠隔操作支援方法の構
成図であり１〜１３は上記の従来装置と同一のものであ
る。１４は画像処理装置であり、作業対象物体上に印さ
れた１６の計測用マークの画像計測用カメラ１５による
取得画像を処理し、画像計測用カメラ１５と作業対象物
体上の計測用マーク１６間の相対位置・姿勢を計測する
ためのものである。１７は遠隔操作支援装置であり、画
像処理装置１４より出力される相対位置・姿勢情報を基
にスレーブアーム１の自動制御を行うために必要な演算
を実施する。
成図であり１〜１３は上記の従来装置と同一のものであ
る。１４は画像処理装置であり、作業対象物体上に印さ
れた１６の計測用マークの画像計測用カメラ１５による
取得画像を処理し、画像計測用カメラ１５と作業対象物
体上の計測用マーク１６間の相対位置・姿勢を計測する
ためのものである。１７は遠隔操作支援装置であり、画
像処理装置１４より出力される相対位置・姿勢情報を基
にスレーブアーム１の自動制御を行うために必要な演算
を実施する。
【０００９】前記のように構成された遠隔操作支援装置
１７においては画像処理装置１４によりはめ合い作業対
象物体７上の計測用マーク１６と画像計測用カメラ１５
との間の相対位置・姿勢を計測し出力することができる
。一般に、画像計測用カメラ１５の位置は既知であり、
スレーブアーム１の手先位置・姿勢はスレーブアームの
各関節に装備されたエンコーダより関節角を読み出し、
アーム各部の長さを元に計算することにより、スレーブ
アーム制御装置２内にて計算することができる。また、
はめ合い作業対象物体７上の計測用マーク１６の位置と
はめ合い作業対象物体上のはめ合い部８との間の相対関
係も既知である。更に、はめ合い用部材１０はスレーブ
アーム１により予め定められた位置を予め定められた姿
勢にて把持されているためその位置・姿勢は既知であり
、はめ合い用部材上のはめ合い部１１と把持位置との相
対関係も既知である。従って、これらの情報よりスレー
ブアーム１に把持されているはめ合い用部材上のはめ合
い部１１とはめ合い作業対象物体上のはめ合い部８との
間の相対位置・相対姿勢を式（１）により求めることが
できる。式（１）において基準座標系とは作業を行うた
めの基準となる座標系であり、スレーブアーム１に対す
る指令値は本座標系により与えられる。カメラ座標系と
は画像計測用カメラ１５本体に固定された座標系であり
、画像計測用カメラ１５による計測結果は本座標系で与
えられる。ハンド座標系とはスレーブアーム１の手先に
固定された座標系であり、ハンドに把持された物体の各
部位置は本座標系で与えられる。
１７においては画像処理装置１４によりはめ合い作業対
象物体７上の計測用マーク１６と画像計測用カメラ１５
との間の相対位置・姿勢を計測し出力することができる
。一般に、画像計測用カメラ１５の位置は既知であり、
スレーブアーム１の手先位置・姿勢はスレーブアームの
各関節に装備されたエンコーダより関節角を読み出し、
アーム各部の長さを元に計算することにより、スレーブ
アーム制御装置２内にて計算することができる。また、
はめ合い作業対象物体７上の計測用マーク１６の位置と
はめ合い作業対象物体上のはめ合い部８との間の相対関
係も既知である。更に、はめ合い用部材１０はスレーブ
アーム１により予め定められた位置を予め定められた姿
勢にて把持されているためその位置・姿勢は既知であり
、はめ合い用部材上のはめ合い部１１と把持位置との相
対関係も既知である。従って、これらの情報よりスレー
ブアーム１に把持されているはめ合い用部材上のはめ合
い部１１とはめ合い作業対象物体上のはめ合い部８との
間の相対位置・相対姿勢を式（１）により求めることが
できる。式（１）において基準座標系とは作業を行うた
めの基準となる座標系であり、スレーブアーム１に対す
る指令値は本座標系により与えられる。カメラ座標系と
は画像計測用カメラ１５本体に固定された座標系であり
、画像計測用カメラ１５による計測結果は本座標系で与
えられる。ハンド座標系とはスレーブアーム１の手先に
固定された座標系であり、ハンドに把持された物体の各
部位置は本座標系で与えられる。
【００１０】
【数１】
【００１１】ここで、式（１）の計算により得られたス
レーブアーム１に把持されているはめ合い用部材上のは
め合い部１１とはめ合い作業対象物体上のはめ合い部８
との間の相対位置・相対姿勢を利用し、スレーブアーム
１に把持されているはめ合い用部材上のはめ合い部１１
が式（２）にて表される位置にくるようスレーブアーム
１の手先を制御する。このことにより、部材上のはめ合
い位置が、対象部材上のはめ合い位置と把持部材上のは
め合い位置を結ぶ直線上に自動的にくるよう、かつ、操
作者の操作すべき自由度がスレーブアーム手先と作業対
象物体間の距離・姿勢のみになるようスレーブアームの
手先位置を制御することができ、スレーブアーム１の手
先位置の全自由度を操作者１２がモニタ用カメラ３によ
り撮影されたモニタ用テレビ６の画面を参照することに
より直接制御する代わりに、単なる距離方向・姿勢の制
御のみを行えばよいことになる。
レーブアーム１に把持されているはめ合い用部材上のは
め合い部１１とはめ合い作業対象物体上のはめ合い部８
との間の相対位置・相対姿勢を利用し、スレーブアーム
１に把持されているはめ合い用部材上のはめ合い部１１
が式（２）にて表される位置にくるようスレーブアーム
１の手先を制御する。このことにより、部材上のはめ合
い位置が、対象部材上のはめ合い位置と把持部材上のは
め合い位置を結ぶ直線上に自動的にくるよう、かつ、操
作者の操作すべき自由度がスレーブアーム手先と作業対
象物体間の距離・姿勢のみになるようスレーブアームの
手先位置を制御することができ、スレーブアーム１の手
先位置の全自由度を操作者１２がモニタ用カメラ３によ
り撮影されたモニタ用テレビ６の画面を参照することに
より直接制御する代わりに、単なる距離方向・姿勢の制
御のみを行えばよいことになる。
【００１２】
【数２】
【００１３】ところで上記説明ではこの発明をはめ合い
作業を行うために利用する場合を述べたがその他の作業
にも利用できることはいうまでもない。
作業を行うために利用する場合を述べたがその他の作業
にも利用できることはいうまでもない。
【００１４】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので以下の記載されるような効果を奏する。
ているので以下の記載されるような効果を奏する。
【００１５】人間が遠隔操作型ロボツトにより部材のは
め合い動作を行う際、操作者がロボットアームに把持し
た部材の位置をすべて直接的に制御する代わりに、画像
処理装置により取得した把持部材、はめ合い対象部材間
の相対位置情報を基に、把持部材上のはめ合い位置が、
対象部材上のはめ合い位置と把持部材上のはめ合い位置
を結ぶ直線上に自動的にくるよう、かつ、操作者の操作
すべき自由度がスレーブアーム手先と作業対象物体間の
距離・姿勢のみになるようスレーブアームの位置を自動
的に制御することを可能とすることにより、操作者が直
接位置の全自由度制御を行う負担を無くし、遠隔操作効
率を高めることができる。
め合い動作を行う際、操作者がロボットアームに把持し
た部材の位置をすべて直接的に制御する代わりに、画像
処理装置により取得した把持部材、はめ合い対象部材間
の相対位置情報を基に、把持部材上のはめ合い位置が、
対象部材上のはめ合い位置と把持部材上のはめ合い位置
を結ぶ直線上に自動的にくるよう、かつ、操作者の操作
すべき自由度がスレーブアーム手先と作業対象物体間の
距離・姿勢のみになるようスレーブアームの位置を自動
的に制御することを可能とすることにより、操作者が直
接位置の全自由度制御を行う負担を無くし、遠隔操作効
率を高めることができる。
【図１】この発明の実施例を示す構成図である。
【図２】従来の遠隔操作装置の構成を示す図である。
１ スレーブアーム
２ スレーブアーム制御装置
３ モニタ用カメラ
４ マスタアーム
５ マスタアーム制御装置
６ モニタ用テレビ
７ はめ合い作業対象物体
８ はめ合い作業対象物体上のはめ合い部９ エン
ドエフェクタ １０ はめ合い用部材 １１ はめ合い用部材上のはめ合い部１２ 操作者 １３ 通信路 １４ 画像処理装置 １５ 画像計測用カメラ １６ 計測用マーク １７ 遠隔操作支援装置
ドエフェクタ １０ はめ合い用部材 １１ はめ合い用部材上のはめ合い部１２ 操作者 １３ 通信路 １４ 画像処理装置 １５ 画像計測用カメラ １６ 計測用マーク １７ 遠隔操作支援装置
Claims (1)
- 【請求項１】 遠隔操作型ロボットを使用し、人間が
遠隔操作により部材のはめ合い動作を行う場合、画像処
理装置により取得した把持部材、はめあい対象部材間の
相対位置・姿勢情報を基に、把持部材上のはめ合い位置
が、対象部材上のはめ合い位置と把持部材上のはめ合い
位置を結ぶ直線上に自動的にくるよう、かつ、操作者の
操作すべき自由度がスレーブアーム手先と作業対象物体
間の距離・姿勢のみになるようスレーブアームの位置を
自動的に制御することにより、操作者が位置の３自由度
すべての制御を行う負担を無くし、遠隔操作効率を高め
ることを特徴とする遠隔操作支援方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7005991A JPH04304980A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 遠隔操作支援方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7005991A JPH04304980A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 遠隔操作支援方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304980A true JPH04304980A (ja) | 1992-10-28 |
Family
ID=13420600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7005991A Pending JPH04304980A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 遠隔操作支援方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04304980A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010223909A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 位置・姿勢認識方法、部品把持方法、部品配置方法、部品組立方法、位置・姿勢認識装置、部品把持装置、部品配置装置、および部品組立装置 |
| CN108705536A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-10-26 | 雅客智慧（北京）科技有限公司 | 一种基于视觉导航的牙科机器人路径规划系统及方法 |
-
1991
- 1991-04-02 JP JP7005991A patent/JPH04304980A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010223909A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 位置・姿勢認識方法、部品把持方法、部品配置方法、部品組立方法、位置・姿勢認識装置、部品把持装置、部品配置装置、および部品組立装置 |
| CN108705536A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-10-26 | 雅客智慧（北京）科技有限公司 | 一种基于视觉导航的牙科机器人路径规划系统及方法 |
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