JPH07120211B2 - 知能ロボツトにおける座標合わせ方法 - Google Patents
知能ロボツトにおける座標合わせ方法Info
- Publication number
- JPH07120211B2 JPH07120211B2 JP61313047A JP31304786A JPH07120211B2 JP H07120211 B2 JPH07120211 B2 JP H07120211B2 JP 61313047 A JP61313047 A JP 61313047A JP 31304786 A JP31304786 A JP 31304786A JP H07120211 B2 JPH07120211 B2 JP H07120211B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- coordinate system
- mark
- visual sensor
- robot body
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、視覚センサを備えた知能ロボットにおいて、
ロボット本体の座標系と視覚センサの座標系間の座標合
わせを行なう方法に関する。
ロボット本体の座標系と視覚センサの座標系間の座標合
わせを行なう方法に関する。
視覚センサを備えた知能ロボットが最近実用されてい
る。このロボットによれば、視覚センサで物体の位置を
認識して、この物体の位置にロボット本体（ロボット機
構部）の先端を位置決めすることが可能である。
る。このロボットによれば、視覚センサで物体の位置を
認識して、この物体の位置にロボット本体（ロボット機
構部）の先端を位置決めすることが可能である。
ところで、上記視覚センサで認識された物体の位置にロ
ボット本体を位置決めするには、予めロボット本体の座
標系と視覚センサの座標系とを厳密に対応付けておく必
要があり、そのため従来においては、基準板等の専用治
具を用いて上記各座標系の座標合わせを行なうようにし
ている。
ボット本体を位置決めするには、予めロボット本体の座
標系と視覚センサの座標系とを厳密に対応付けておく必
要があり、そのため従来においては、基準板等の専用治
具を用いて上記各座標系の座標合わせを行なうようにし
ている。
上記従来の座標合わせ法は、専用の治具を必要とするば
かりでなく、該治具の設置に手間を要し、しかも自動化
が困難であるので人手に頼らざるを得ないという欠点が
ある。
かりでなく、該治具の設置に手間を要し、しかも自動化
が困難であるので人手に頼らざるを得ないという欠点が
ある。
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解消することに
ある。
ある。
本発明は、視覚センサによって物体を認識し、その認識
した物体の位置にロボット本体を位置決めする知能ロボ
ットに適用され、前記ロボット本体の可動部適所に予め
マークを付す工程と、前記視覚センサの画像フレーム中
における11の位置で前記マークが認識されるように前記
ロボット本体を駆動する工程と、前記ロボット本体の座
標系における前記マークの各位置、および、前記視覚セ
ンサの座標系における前記マークの各位置をそれぞれ検
出し、それらの検出結果と前記両座標系の対応関係を示
す下式（１），（２）とに基づいて該式のパラメータａ
〜ｋを決定する工程とを含み、前記決定されたパラメー
タａ〜ｋを採用した下式に基づいて前記各座標系を対応
づけるようにしたことを特徴としている。
した物体の位置にロボット本体を位置決めする知能ロボ
ットに適用され、前記ロボット本体の可動部適所に予め
マークを付す工程と、前記視覚センサの画像フレーム中
における11の位置で前記マークが認識されるように前記
ロボット本体を駆動する工程と、前記ロボット本体の座
標系における前記マークの各位置、および、前記視覚セ
ンサの座標系における前記マークの各位置をそれぞれ検
出し、それらの検出結果と前記両座標系の対応関係を示
す下式（１），（２）とに基づいて該式のパラメータａ
〜ｋを決定する工程とを含み、前記決定されたパラメー
タａ〜ｋを採用した下式に基づいて前記各座標系を対応
づけるようにしたことを特徴としている。
〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図は、本発明が適用される知能ロボットの一例を概
念的に示す。
念的に示す。
この知能ロボット１は、ロボット本体２と、このロボッ
ト本体を制御するコントローラ３と、視覚センサたるテ
レビカメラ４と、該カメラの画像を処理する画像処理部
５とを備えている。
ト本体を制御するコントローラ３と、視覚センサたるテ
レビカメラ４と、該カメラの画像を処理する画像処理部
５とを備えている。
上記画像処理部５では、テレビカメラ４の画像に基づい
て機械部品等の物体６が認識され、かつカメラ４の画像
フレーム中における該物体６の位置が検出される。そし
てコントローラ３では、画像処理部５より与えられる上
記物体６の位置情報に基づいて、ロボット本体２のハン
ド21を上記物体６の位置に移動させる位置決め制御が行
なわれる。
て機械部品等の物体６が認識され、かつカメラ４の画像
フレーム中における該物体６の位置が検出される。そし
てコントローラ３では、画像処理部５より与えられる上
記物体６の位置情報に基づいて、ロボット本体２のハン
ド21を上記物体６の位置に移動させる位置決め制御が行
なわれる。
なお、コントローラ３では、上記ハンド21の位置決め
後、このハンド21に物体６を把持させてこれを他の箇所
に移動させるというシーケンスが実行される。
後、このハンド21に物体６を把持させてこれを他の箇所
に移動させるというシーケンスが実行される。
ところで、上記画像処理部５からの位置情報に基づくハ
ンド21の位置決めは、ロボット本体２の座標系と視覚セ
ンサ４の座標系とを予め対応付けておくことによっては
じめて可能となる。
ンド21の位置決めは、ロボット本体２の座標系と視覚セ
ンサ４の座標系とを予め対応付けておくことによっては
じめて可能となる。
第２図は、上記各座標系の対応付けを行なうための本発
明の実施例を示し、この手順はコントローラ３によって
実行される。
明の実施例を示し、この手順はコントローラ３によって
実行される。
この手順を実行するに際しては、上記ロボット本体２の
可動部適所、たとえば第１図に示したようにハンドル21
の上面にマーク７が付設される。
可動部適所、たとえば第１図に示したようにハンドル21
の上面にマーク７が付設される。
なお、マーク７は視覚センサ４で認識できるようにその
大きさ、色彩等が設定されている。
大きさ、色彩等が設定されている。
また、ロボット１の位置決めとはハンド21の位置決めを
意味しているので、このハンド21にマーク７を付した場
合、このマーク７の位置がロボット１の位置を示すこと
になる。
意味しているので、このハンド21にマーク７を付した場
合、このマーク７の位置がロボット１の位置を示すこと
になる。
上記手順では、まず予設定位置P1（X1,Y1,Z1）にハンド
21（マーク７）を位置決めすべく、ロボット本体２が移
動される（ステップ100）。上記位置P1は、もちろんロ
ボット本体２に設定されたＸ−Ｙ−Ｚ座標系上の位置で
あり、マーク７がカメラの視野内に入るように設定され
ている。
21（マーク７）を位置決めすべく、ロボット本体２が移
動される（ステップ100）。上記位置P1は、もちろんロ
ボット本体２に設定されたＸ−Ｙ−Ｚ座標系上の位置で
あり、マーク７がカメラの視野内に入るように設定され
ている。
つぎのステップ101では、ハンド21が位置P1に位置決め
されたか否かが判断される。そして同ステップで位置決
め終了が判断されると、カメラ４の画像フレーム上に設
定されたＵ−Ｖ座標系におけるマーク７の画像位置P1′
（U1,V1）が検出される（ステップ102）。
されたか否かが判断される。そして同ステップで位置決
め終了が判断されると、カメラ４の画像フレーム上に設
定されたＵ−Ｖ座標系におけるマーク７の画像位置P1′
（U1,V1）が検出される（ステップ102）。
なお、画像位置P1′はカメラ４の画像を画像処理部５で
処理することにより得られる。
処理することにより得られる。
位置P1′が検出されると、次のステップ103でハンド21
の位置決め回数が後述する値ｍに達したか否かが判断さ
れるが、現時点では位置決め回数が１であるので手順が
ステップ100にリターンして再びロボット本体２の移動
が実行される。
の位置決め回数が後述する値ｍに達したか否かが判断さ
れるが、現時点では位置決め回数が１であるので手順が
ステップ100にリターンして再びロボット本体２の移動
が実行される。
このときのロボット本体２の移動は、カメラ４の視野内
にある予設定位置P2（X2,Y2,Z2）にハンド21を位置決め
するべく行なわれる。そして、つぎのステップ101でハ
ンド21の位置P2への位置決め終了が判断されると、前記
と同様にステップ102でＵ−Ｖ座標系におけるマーク７
の画像位置P2′（U2,V2）が検出される。
にある予設定位置P2（X2,Y2,Z2）にハンド21を位置決め
するべく行なわれる。そして、つぎのステップ101でハ
ンド21の位置P2への位置決め終了が判断されると、前記
と同様にステップ102でＵ−Ｖ座標系におけるマーク７
の画像位置P2′（U2,V2）が検出される。
以後、かかる手段が繰り返され、ハンド21の位置決め回
数がｍ回に達すると、位置データP1（X1,Y1,Z1）〜P
m（Xm,Ym,Zm）およびP1′（U1,V1）〜Pm′（Um,Vm）に
基づいて後記するパラメータ計算が実行される（ステッ
プ104）。
数がｍ回に達すると、位置データP1（X1,Y1,Z1）〜P
m（Xm,Ym,Zm）およびP1′（U1,V1）〜Pm′（Um,Vm）に
基づいて後記するパラメータ計算が実行される（ステッ
プ104）。
なお、第３図にはハンド21が位置P1,P2,…に移動された
場合のカメラの画像フレーム上におけるマーク７の画像
位置P1′,P2′，…が例示されている。
場合のカメラの画像フレーム上におけるマーク７の画像
位置P1′,P2′，…が例示されている。
ところで、上記ロボット本体２に設定されたＸ−Ｙ−Ｚ
座標系の位置（X,Y,Z）と、カメラ４の画像フレームに
設定されたＵ−Ｖ座標系の位置（U,V）とは次の式で関
係づけられる。
座標系の位置（X,Y,Z）と、カメラ４の画像フレームに
設定されたＵ−Ｖ座標系の位置（U,V）とは次の式で関
係づけられる。
上記ステップ104に示すパラメータ演算とは、上式
（１），（２）に示すパラメータa,b,…ｋを求めるため
の演算を意味し、このパラメータが決定されれば、両座
標系の対応づけがなされることになる。
（１），（２）に示すパラメータa,b,…ｋを求めるため
の演算を意味し、このパラメータが決定されれば、両座
標系の対応づけがなされることになる。
上記パラメータの数は11個であるので、この実施例で
は、前記位置決め回数ｍをｍ＝11に設定してある。その
結果、ステップ102では、ロボット本体２の座標系の位
置P1（X1,Y1,Z1）〜P11（X11,Y11,Z11）に対応したカメ
ラ４の座標系のマーク位置P1′（U1,V1）〜P11′（U11,
V11）が検出される。
は、前記位置決め回数ｍをｍ＝11に設定してある。その
結果、ステップ102では、ロボット本体２の座標系の位
置P1（X1,Y1,Z1）〜P11（X11,Y11,Z11）に対応したカメ
ラ４の座標系のマーク位置P1′（U1,V1）〜P11′（U11,
V11）が検出される。
上記ロボット本体２の座標系の位置P1〜P11は、該ロボ
ット本体２に付設されたエンコーダ等の位置検出手段に
よって検出される。そこで、ステップ104では、位置P1
〜P11およびP1′〜P11′を前記（１），（２）式に代入
することによって得られる多次元連立式を解いて前記パ
ラメータa,b,〜ｋの値を求める計算を実行する。
ット本体２に付設されたエンコーダ等の位置検出手段に
よって検出される。そこで、ステップ104では、位置P1
〜P11およびP1′〜P11′を前記（１），（２）式に代入
することによって得られる多次元連立式を解いて前記パ
ラメータa,b,〜ｋの値を求める計算を実行する。
なお、ロボットコントローラ３は、上記決定されたパラ
メータを採用した上式（１），（２）に基づいてカメラ
４の座標系における物体６の位置をロボット本体２の座
標系における物体６の位置に置き換え、同座標系におけ
る物体６の位置にロボット本体２のハンド21を位置決め
する。
メータを採用した上式（１），（２）に基づいてカメラ
４の座標系における物体６の位置をロボット本体２の座
標系における物体６の位置に置き換え、同座標系におけ
る物体６の位置にロボット本体２のハンド21を位置決め
する。
ところで、第１図においては、カメラ４をロボット本体
２の部品取出し位置の上方に垂直な姿勢で設置している
が、カメラ４の設置位置および姿勢は任意である。ただ
し、カメラ４の設置位置や姿勢が第１図のそれと異なる
場合には、その設置位置および姿勢に対応したパラメー
タa,b,〜ｋの値を設定するために第２図に示したパラメ
ータ決定処理を実行する必要がある。
２の部品取出し位置の上方に垂直な姿勢で設置している
が、カメラ４の設置位置および姿勢は任意である。ただ
し、カメラ４の設置位置や姿勢が第１図のそれと異なる
場合には、その設置位置および姿勢に対応したパラメー
タa,b,〜ｋの値を設定するために第２図に示したパラメ
ータ決定処理を実行する必要がある。
なお、マーク７をハンド21以外の箇所に付設しても本発
明は実施可能であり、この場合にはハンド21からのマー
ク７の偏位量が予めコントローラ３に入力される。
明は実施可能であり、この場合にはハンド21からのマー
ク７の偏位量が予めコントローラ３に入力される。
本発明によれば、基準板等の専用の治具を用いることな
く、視覚センサの座標系とロボット本体の座標系との対
応づけ処理を行なうことができるので、該処理の省力化
と容易化を図ることができる。
く、視覚センサの座標系とロボット本体の座標系との対
応づけ処理を行なうことができるので、該処理の省力化
と容易化を図ることができる。
また、上記処理の自動化が容易であるという利便もあ
る。
る。
さらに、視覚センサを任意の位置に任意の姿勢で配設し
ても、ロボット本体の座標系と視覚センサの座標系との
対応関係を得ることができるので、スペース的制約を受
ける場所に配置する知能ロボットに有効に適用すること
ができる。
ても、ロボット本体の座標系と視覚センサの座標系との
対応関係を得ることができるので、スペース的制約を受
ける場所に配置する知能ロボットに有効に適用すること
ができる。
第１図は本発明の方法が適用される知能ロボットの構成
を例示した概念図、第２図は本発明の一実施例を示した
フローチャート、第３図はテレビカメラの画像フレーム
中におけるマークの画像位置を例示した概念図である。 １……知能ロボット、２……ロボット本体、３……コン
トローラ、４……テレビカメラ、５……画像処理部、６
……ワーク、７……マーク。
を例示した概念図、第２図は本発明の一実施例を示した
フローチャート、第３図はテレビカメラの画像フレーム
中におけるマークの画像位置を例示した概念図である。 １……知能ロボット、２……ロボット本体、３……コン
トローラ、４……テレビカメラ、５……画像処理部、６
……ワーク、７……マーク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多田 重之 石川県小松市青路町132番地 (56)参考文献 特開 昭58−114887（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−244027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−99606（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】視覚センサによって物体を認識し、その認
識した物体の位置にロボット本体を位置決めする知能ロ
ボットに適用され、 前記ロボット本体の可動部適所に予めマークを付す工程
と、 前記視覚センサの画像フレーム中における11の位置で前
記マークが認識されるように前記ロボット本体を駆動す
る工程と、 前記ロボット本体の座標系における前記マークの各位
置、および、前記視覚センサの座標系における前記マー
クの各位置をそれぞれ検出し、それらの検出結果と前記
両座標系の対応関係を示す下式（１），（２）とに基づ
いて該式のパラメータａ〜ｋを決定する工程と を含み、 前記決定されたパラメータａ〜ｋを採用した下式に基づ
いて前記各座標系を対応づけるようにしたことを特徴と
する知能ロボットにおける座標合わせ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61313047A JPH07120211B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 知能ロボツトにおける座標合わせ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61313047A JPH07120211B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 知能ロボツトにおける座標合わせ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63163907A JPS63163907A (ja) | 1988-07-07 |
| JPH07120211B2 true JPH07120211B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=18036563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61313047A Expired - Lifetime JPH07120211B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 知能ロボツトにおける座標合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120211B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2700965B2 (ja) * | 1991-07-04 | 1998-01-21 | ファナック株式会社 | 自動キャリブレーション方式 |
| JPH10321691A (ja) * | 1997-05-15 | 1998-12-04 | Nikon Corp | 基板搬送方法及び該方法を使用する露光装置 |
| JP4418841B2 (ja) * | 2008-01-24 | 2010-02-24 | キヤノン株式会社 | 作業装置及びその校正方法 |
| JP6491476B2 (ja) * | 2011-09-13 | 2019-03-27 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | ロボットとイメージとの間の自動オンライン・レジストレーション及びその方法 |
| JP5928114B2 (ja) * | 2012-04-12 | 2016-06-01 | セイコーエプソン株式会社 | ロボットシステム、ロボットシステムのキャリブレーション方法、ロボット |
| JP2016013591A (ja) * | 2014-07-01 | 2016-01-28 | セイコーエプソン株式会社 | ロボットシステム |
| CN106863332B (zh) * | 2017-04-27 | 2023-07-25 | 广东工业大学 | 一种机器人视觉定位方法及系统 |
| KR101971824B1 (ko) * | 2018-03-05 | 2019-04-23 | 캐논 톡키 가부시키가이샤 | 로봇, 로봇 시스템, 디바이스 제조 장치, 디바이스 제조 방법 및 티칭 위치 조정 방법 |
| CN111890371B (zh) * | 2019-03-29 | 2021-05-04 | 牧今科技 | 验证和更新机器人控制用校准信息的方法和控制系统 |
| US10906184B2 (en) | 2019-03-29 | 2021-02-02 | Mujin, Inc. | Method and control system for verifying and updating camera calibration for robot control |
| CN112677146A (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 牧今科技 | 验证和更新机器人控制用校准信息的方法和控制系统 |
| US10399227B1 (en) | 2019-03-29 | 2019-09-03 | Mujin, Inc. | Method and control system for verifying and updating camera calibration for robot control |
| JP6832408B1 (ja) * | 2019-10-09 | 2021-02-24 | Dmg森精機株式会社 | 生産システム |
| JP7293087B2 (ja) * | 2019-11-11 | 2023-06-19 | 株式会社東芝 | 遠隔計測装置及び遠隔計測方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5599606A (en) * | 1979-01-25 | 1980-07-29 | Sharp Corp | Original point correcting system for mobile object |
| JPS58114887A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-08 | 富士通株式会社 | 自動位置決め機構 |
| JPS61244027A (ja) * | 1985-04-22 | 1986-10-30 | Canon Inc | 固定ステ−ジと回動ステ−ジとの間の原点ずれ修正法 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP61313047A patent/JPH07120211B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63163907A (ja) | 1988-07-07 |
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