JPH0580842A - 移動ロボツトの制御方法 - Google Patents

移動ロボツトの制御方法

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JPH0580842A
JPH0580842A JP3106110A JP10611091A JPH0580842A JP H0580842 A JPH0580842 A JP H0580842A JP 3106110 A JP3106110 A JP 3106110A JP 10611091 A JP10611091 A JP 10611091A JP H0580842 A JPH0580842 A JP H0580842A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業位置に記録されたマークの画像を認識す
ることにより、位置補正を行って作業を行う移動ロボッ
トにおいて、画像入力手段の視野を広げることなく、移
動ロボットの停止精度に対する要求を緩和する。 【構成】 上記マークを方向性を有するマークとし、上
記画像入力手段によって取り込んだマークと予め記憶し
たマークの全体像とを比較する。そして、該比較結果に
基づいて画像入力手段の取り付けられたマニピュレータ
を移動し、画像入力手段の視野の略中央にマーク全体の
画像を収め、撮像されたマークの座標に基づいてマニピ
ュレータの位置補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、無人搬送車に搭載さ
れて作業位置に移動し、作業位置に配置されたワークに
対して作業をなす移動ロボットの制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】移動ロボットは、無人搬送車によってロ
ボットを作業位置まで搬送し、次いでロボットが作業を
するという一連の動作を繰り返して、与えられた仕事を
完遂する。この種のロボットの中には、ワークに関して
予め教示された教示点を記憶し、この記憶を辿ってプレ
イバックするようにしたものがあり、ティーチング・プ
レイバック式のロボットと呼ばれている。ティーチング
・プレイバック式のロボットに作業を行わせる場合、ロ
ボットの操作点(一般にはアーム先端)とワークとの相
対位置を常時把握していなければならず、このために
は、無人搬送車をワークに対して一定の位置に停止させ
なければならない。これを実現するための方法として、
下記2通りの方法があった。 (1)無人搬送車の停止位置に、機械的位置決め装置を
取り付け、これによって無人搬送車の位置決めをする。 (2)視覚センサを用いてワークの位置を確認し、無人
搬送車が正規の位置にあるときの位置とのずれ量によ
り、教示点を補正して動作させる。
【0003】しかしながら、上記(1)の方法は、無人
搬送車がタイヤ駆動であるため、横方向の位置決めが難
しく、また、すべての作業位置に位置決め装置を設置し
なければならないため、スペースと金額がかさむという
問題があった。また、上記(2)の方法は、ワークの位
置を正確に把握できる視覚センサを必要とするので、移
動ロボットが極めて高価なものとなってしまうという欠
点があった。また、複雑な画像処理を行わねばならない
ので、高度の技術力を必要とするという問題があった。
【0004】そこで、本願出願人は、特願昭61−34
482号(特開昭62−191904号)において、上
記問題の解決策としての移動ロボットの制御方法を提案
している。この制御方法について、その概略を説明す
る。まず、作業位置の所定の箇所にマークを記録してお
くと共に、移動ロボットのアームに簡単な画像入力装置
を取り付ける。そして、移動ロボットは、この画像入力
装置によってマークの画像を取り込み。この取り込んだ
画像のマークの位置と予め教示されたマークの位置との
ずれ量に基づいて各教示点の補正を行い、補正された教
示点に従って作業を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の制御方法は、マークを正確に認識するため、画像入
力装置の視野を狭くする必要がある。この視野からマー
クが外れると、マークの画像を取り込むことができない
ため、作業を行うことができなくなる。従って、ロボッ
トが作業位置に停止した状態において、マークが画像入
力装置の狭い視野内に収るようにする必要があり、移動
ロボットの停止位置の許容範囲が狭くなってしまうとい
う問題があった。この対策として画像入力装置の視野を
広げることも考えられる。しかし、画像入力装置におけ
る光学レンズは収差があり、視野の中心から外れた所で
は画像に歪が生じる。従って、画像入力装置の視野を広
げてマークを捉えやすくしたとしても、マークの認識精
度が落ちてしまうため、移動ロボットの制御が不正確な
ものになってしまうという問題が発生する。この発明は
上述した事情に鑑みてなされたものであり、画像入力装
置の視野を広げることなく、作業位置に移動ロボットが
停止位置の許容範囲を緩和し得る移動ロボットの制御方
法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
作業位置に移動し、予め教示された教示点に従って、前
記作業位置に置かれたワークにマニピュレータによって
作業をなすようにした移動ロボットにおいて、前記作業
位置の所定箇所に方向性を有するマークを配置すると共
に、前記マニピュレータに画像入力手段を取り付け、前
記移動ロボットは前記作業位置近傍に停止した後、前記
画像入力手段によって前記マークの画像を取り込み、こ
の取り込んだマークの画像が不完全である場合にはマー
ク全体の画像が検出される方向に前記マニピュレータを
移動させ、前記画像入力手段によって取り込んだ画像と
予め教示されたマークの画像とを比較照合することによ
り前記マニピュレータの位置補正を行うことを特徴とす
る。請求項2に係る発明は、前記請求項1に係る発明に
おいて、前記移動ロボットは、前記画像入力手段によっ
て取り込んだ前記マークの画像において、前記予め教示
されたマークの画像に対して不足している部分を認識
し、該不足部分の画像が前記画像入力手段によって取り
込まれる方向に前記マニピュレータを移動させることを
特徴とする。
【0007】
【作用】上記各方法によれば、マークが画像入力手段の
視野から外れ、不完全なマークの画像が取り込まれた場
合、完全なマークの画像が得られる方向にマニピュレー
タが移動される。そして、完全なマークの画像が取り込
まれる状態において、該取り込んだマークの画像と予め
教示されたマークの画像に基づいてマニピュレータの位
置制御が行われる。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照し、本発明の一実施例を説
明する。図1はこの発明の一実施例による移動ロボット
の全体図、図2は同移動ロボットの機能構成を示すブロ
ック図である。なお、図1と図2における相互に対応す
る部分には同一の符号が付けられている。図1におい
て、1は無人搬送車である。この無人搬送車は、地上に
敷設された誘導線に沿って走行する誘導無人車、あるい
は誘導線を持たずに走行する、いわゆる自立無人車のい
ずれでもよい。無人搬送車1には、ロボット2が搭載さ
れている。ロボット2は、水平旋回、前後回動および上
下回動可能なロボットアーム3を有する。このロボット
アーム3は図2におけるロボットアーム制御装置13に
よって駆動制御される。ロボットアーム3の先端位置に
は、画像入力装置4とハンド5とが接近して取り付けら
れており、これらは、振り、ひねり可能になっている。
画像入力装置4は、CCD(電荷結合デバイス)等から
なる固体撮像素子である。この画像入力装置4によって
撮像された画像は図2における画像認識装置14によっ
て処理され、ロボットアーム制御装置13は該処理結果
に基づいてロボットアーム3を制御する。また、ハンド
5は、ワーク6を把持するものである。なお、ワーク6
は、ロボット2に比べて拡大して描いてある。上記ワー
ク6は、作業台7の上面中央部に置かれ、ロボット2の
作業を受けるようになっている。この作業台7の隅に
は、所定距離離間し、かつ、互いに異なった形状のパタ
ーン8aおよび8bからなるマーク8が書き込まれてい
る。これらのパターン8aおよび8bからなるマーク8
の全体像は、画像認識装置14に予め記憶されている。
【0009】このような構成において、無人搬送車1
は、複数の作業台7の間を走行し、作業を行う。この場
合、無人搬送車1の停止精度は低いため、次の手順で位
置補正を行う。まず、作業に先立ってなされる教示の
際、マーク8の読み取りを教示する。すなわち、画像入
力装置4をマーク8の真上に移動し、この位置を教示す
る。この結果、マーク8の撮像データが画像入力装置4
によって取り込まれ、画像認識装置14に送られる。そ
して、画像認識装置14により、マーク8の中心座標が
求められる。
【0010】さて、本実施例においては、位置読み取り
精度を高めるため、画像入力装置4の視野が狭くなって
いる。このため、図3(a)に例示するようにマーク8
の一部(この図の場合はパターン8a)が画像入力装置
4の視野Sから外れることがある。そこで、本実施例に
おいては、マーク8の一部が画像認識装置14によって
認識された時、ロボットアーム制御装置13から画像認
識装置に対し、マーク中心座標(Xc,Yc)の要求を
出す。画像認識装置14は、予め記憶したマーク8の全
体像と現在において認識した画像(図3(a)における
視野S内の画像)との差異に基づいて、マーク8の中心
座標(Xc,Yc)を求め、ロボットアーム制御装置1
3に送る。さらに具体的には、例えば図3(a)に示す
ように、画像認識装置14がパターン8bのみを認識し
た場合、画像認識装置14はパターン8bの現在の座標
に基づいてパターン8aおよび8bの中心の座標(X
c,Yc)を演算し、この結果をロボットアーム制御装
置13に送る。ロボットアーム制御装置13は座標(X
c,Yc)をロボットアーム固有の座標系に対応した座
標に変換し、この変換によって得られた座標位置にロボ
ットアーム3を移動させる。この結果、図3(b)に示
すように、画像入力装置14の視野の中央にマーク8が
収る。なお、画像認識装置14における座標系からロボ
ットアーム固有の座標系への変換は、特開昭62−19
1904号公報において開示された方法を用いることが
できる。
【0011】この移動が完了した後、ロボットアーム制
御装置13から画像認識装置14に対し、再びマーク8
の中心座標(Xc,Yc)の要求が出される。この結
果、画像認識装置14からロボットアーム制御装置13
に対し、中心座標(Xc,Yc)が送られ、ロボットア
ーム固有の座標系に対応した座標に変換され、教示点を
補正する位置補正用データとして用いられる。このよう
にして教示が行われ、移動ロボットは教示データに従っ
て作業を行う。なお、上記実施例では形状の異なった2
個のパターン8aおよび8bからなるマーク8を用いた
が、マーク8の形状はこれに限定されるものではない。
すなわち、マーク8として、方向識別の可能なものを用
いれば、画像認識装置14はマーク8のどの部分が視野
内にあるかを認識することが可能であるため、上記実施
例と全く同じ効果が得られる。
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、作業位置に移動し、予め教示された教示点に従っ
て、前記作業位置に置かれたワークにマニピュレータに
よって作業をなすようにした移動ロボットにおいて、前
記作業位置の所定箇所に方向性を有するマークを配置す
ると共に、前記マニピュレータに画像入力手段を取り付
け、前記移動ロボットは前記作業位置近傍に停止した
後、前記画像入力手段によって前記マークの画像を取り
込み、この取り込んだマークの画像が不完全である場合
にはマーク全体の画像が検出される方向に前記マニピュ
レータを移動させ、前記画像入力手段によって取り込ん
だ画像と予め教示されたマークの画像とを比較照合する
ことにより前記マニピュレータの位置補正を行うので、
画像入力手段の視野を広げることなく、移動ロボットの
停止位置の許容範囲を緩和することができるという効果
がある。また、画像入力手段によってマークの全体像が
検出されるように自動的にマニピュレータの移動が行わ
れるので、教示作業が楽になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例による移動ロボットの全
体図である。
【図2】 同移動ロボットの構成を示すブロック図であ
る。
【図3】 同移動ロボットの動作を示す図である。
【符号の説明】
4……画像入力装置、14……画像認識装置、 13……ロボットアーム制御装置、3……ロボットアー
ム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 19/19 H 9064−3H G05D 1/02 Q 7828−3H // G05B 19/18 H 9064−3H

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 作業位置に移動し、予め教示された教示
    点に従って、前記作業位置に置かれたワークにマニピュ
    レータによって作業をなすようにした移動ロボットにお
    いて、 前記作業位置の所定箇所に方向性を有するマークを配置
    すると共に、前記マニピュレータに画像入力手段を取り
    付け、 前記移動ロボットは前記作業位置近傍に停止した後、前
    記画像入力手段によって前記マークの画像を取り込み、
    この取り込んだマークの画像が不完全である場合にはマ
    ーク全体の画像が検出される方向に前記マニピュレータ
    を移動させ、前記画像入力手段によって取り込んだ画像
    と予め教示されたマークの画像とを比較照合することに
    より前記マニピュレータの位置補正を行うことを特徴と
    する移動ロボットの制御方法。
  2. 【請求項2】 前記移動ロボットは、前記画像入力手段
    によって取り込んだ前記マークの画像において、前記予
    め教示されたマークの画像に対して不足している部分を
    認識し、該不足部分の画像が前記画像入力手段によって
    取り込まれる方向に前記マニピュレータを移動させるこ
    とを特徴とする請求項1記載の移動ロボットの制御方
    法。
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