JPH081558A - 遠隔操作型ロボット - Google Patents
遠隔操作型ロボットInfo
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- JPH081558A JPH081558A JP14035194A JP14035194A JPH081558A JP H081558 A JPH081558 A JP H081558A JP 14035194 A JP14035194 A JP 14035194A JP 14035194 A JP14035194 A JP 14035194A JP H081558 A JPH081558 A JP H081558A
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- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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Abstract
(57)【要約】
【目的】視覚装置を手動操作する必要がなくなり、また
片腕で固定された対象物を把持したまま、位置決め機構
を動作することができ操作性が向上する遠隔操作型ロボ
ットを得る。 【構成】パン・チルト変位量に基づき対象物間でのパン
角度およびチルト角度を検出するパン・チルト検出部16
と、カメラのフォーカス制御部17からのフォーカス変位
量に基づき対象物までの距離を検出する距離検出部18
と、18で検出した距離と16で検出されパン角度およびチ
ルト角度から対象物の座標を算出する対象物座標算出部
19と、ブーム制御部20からブームの変位量を入力し、カ
メラの移動量を算出する移動量算出部21と、21により算
出されたカメラの移動量と19により算出された対象物の
座標を入力して視覚装置の方向およびフォーカス値を算
出する視覚装置方向・フォーカス値算出部22を備えたも
の。
片腕で固定された対象物を把持したまま、位置決め機構
を動作することができ操作性が向上する遠隔操作型ロボ
ットを得る。 【構成】パン・チルト変位量に基づき対象物間でのパン
角度およびチルト角度を検出するパン・チルト検出部16
と、カメラのフォーカス制御部17からのフォーカス変位
量に基づき対象物までの距離を検出する距離検出部18
と、18で検出した距離と16で検出されパン角度およびチ
ルト角度から対象物の座標を算出する対象物座標算出部
19と、ブーム制御部20からブームの変位量を入力し、カ
メラの移動量を算出する移動量算出部21と、21により算
出されたカメラの移動量と19により算出された対象物の
座標を入力して視覚装置の方向およびフォーカス値を算
出する視覚装置方向・フォーカス値算出部22を備えたも
の。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラのごとく視覚装
置を備えた遠隔操作型ロボットに関する。
置を備えた遠隔操作型ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】位置決め機構例えばアームに取り付けら
れた姿勢方向調整機構を持つカメラ等の視覚装置を備え
た遠隔操作型ロボットにおいて、従来、視覚装置で対象
物をとらえるためには、視覚装置を手動操作で対象物へ
向け、アームの動作とともに視覚装置の向きがずれる度
に、視覚装置の姿勢方向を再設定していた。
れた姿勢方向調整機構を持つカメラ等の視覚装置を備え
た遠隔操作型ロボットにおいて、従来、視覚装置で対象
物をとらえるためには、視覚装置を手動操作で対象物へ
向け、アームの動作とともに視覚装置の向きがずれる度
に、視覚装置の姿勢方向を再設定していた。
【０００３】位置決めのためのアームに取り付けられ
た、マニピュレータを持つ遠隔操作型ロボットにおい
て、従来、アームを動作させるとマニピュレータもアー
ムと一緒に移動してしまうため、マニピュレータの一部
を固定する場合は、アームを固定していた。
た、マニピュレータを持つ遠隔操作型ロボットにおい
て、従来、アームを動作させるとマニピュレータもアー
ムと一緒に移動してしまうため、マニピュレータの一部
を固定する場合は、アームを固定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術では、
アームの動作時には必ず視覚装置の姿勢方向の再設定を
する必要があり、特にアームを手動操作しているとき
は、カメラと両方操作しなければならず、操作性が低下
するという欠点がある。
アームの動作時には必ず視覚装置の姿勢方向の再設定を
する必要があり、特にアームを手動操作しているとき
は、カメラと両方操作しなければならず、操作性が低下
するという欠点がある。
【０００５】また、マニピュレータの一部を固定する場
合は、アームを固定しなければならず、例えば双腕のマ
ニピュレータで、片腕で固定された対象物を把持したま
ま、他方の腕を動作させる時など、アーム固定では他方
の腕の可動範囲が狭まってしまい、届かないことがあ
り、この場合、一度対象物をはなし、アームを動かして
から対象物を把持しなおさなければならないため、操作
性が低下するという欠点がある。
合は、アームを固定しなければならず、例えば双腕のマ
ニピュレータで、片腕で固定された対象物を把持したま
ま、他方の腕を動作させる時など、アーム固定では他方
の腕の可動範囲が狭まってしまい、届かないことがあ
り、この場合、一度対象物をはなし、アームを動かして
から対象物を把持しなおさなければならないため、操作
性が低下するという欠点がある。
【０００６】本発明の第１の目的は、位置決め機構が動
作しても、視覚装置を手動操作する必要がなくなり、操
作性が向上する遠隔操作型ロボットを提供することにあ
る。また、本発明の第２の目的は、マニピュレータの一
部を固定したまま、位置決め機構を動作させることがで
き、操作性が向上する遠隔操作型ロボットを提供するこ
とにある。
作しても、視覚装置を手動操作する必要がなくなり、操
作性が向上する遠隔操作型ロボットを提供することにあ
る。また、本発明の第２の目的は、マニピュレータの一
部を固定したまま、位置決め機構を動作させることがで
き、操作性が向上する遠隔操作型ロボットを提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に対応する発明は、位置決め機構に取り付
けられた姿勢方向調整機構を持つ視覚装置を備えた遠隔
操作型ロボットにおいて、前記視覚装置がとらえるべき
対象物の位置を検出する位置検出手段と、前記位置決め
機構が動作しても前記視覚装置が常に同一の対象物をと
らえる手段と、を備えた遠隔操作型ロボットである。
に、請求項１に対応する発明は、位置決め機構に取り付
けられた姿勢方向調整機構を持つ視覚装置を備えた遠隔
操作型ロボットにおいて、前記視覚装置がとらえるべき
対象物の位置を検出する位置検出手段と、前記位置決め
機構が動作しても前記視覚装置が常に同一の対象物をと
らえる手段と、を備えた遠隔操作型ロボットである。
【０００８】前記目的を達成するために、請求項２に対
応する発明は、位置決め機構に取り付けられた姿勢方向
調整機構を持つ視覚装置を備えた遠隔操作型ロボットに
おいて、前記視覚装置のパン・チルト制御部からのパン
・チルト変位量に基づき対象物間でのパン角度およびチ
ルト角度を検出するパン・チルト検出部と、前記視覚装
置のフォーカス制御部からのフォーカス変位量に基づき
対象物までの距離を検出する距離検出部と、この距離検
出部で検出した距離と前記パン・チルト検出部で検出さ
れパン角度およびチルト角度から前記対象物の座標を算
出する対象物座標算出部と、前記位置決め機構の制御部
から位置決め機構の変位量を入力し、前記視覚装置の移
動量を算出する移動量算出部と、この移動量算出部によ
り算出された視覚装置の移動量と前記対象物座標算出部
により算出された前記対象物の座標を入力して前記視覚
装置の方向およびフォーカス値を算出する視覚装置方向
・フォーカス値算出部を備えた遠隔操作型ロボットであ
る。
応する発明は、位置決め機構に取り付けられた姿勢方向
調整機構を持つ視覚装置を備えた遠隔操作型ロボットに
おいて、前記視覚装置のパン・チルト制御部からのパン
・チルト変位量に基づき対象物間でのパン角度およびチ
ルト角度を検出するパン・チルト検出部と、前記視覚装
置のフォーカス制御部からのフォーカス変位量に基づき
対象物までの距離を検出する距離検出部と、この距離検
出部で検出した距離と前記パン・チルト検出部で検出さ
れパン角度およびチルト角度から前記対象物の座標を算
出する対象物座標算出部と、前記位置決め機構の制御部
から位置決め機構の変位量を入力し、前記視覚装置の移
動量を算出する移動量算出部と、この移動量算出部によ
り算出された視覚装置の移動量と前記対象物座標算出部
により算出された前記対象物の座標を入力して前記視覚
装置の方向およびフォーカス値を算出する視覚装置方向
・フォーカス値算出部を備えた遠隔操作型ロボットであ
る。
【０００９】前記目的を達成するために、請求項３に対
応する発明は、位置決め機構に取り付けられたマニピュ
レータを持つ遠隔操作型ロボットにおいて、前記マニピ
ュレータのあるべき位置を検出する位置検出手段と、前
記位置決め機構が動作しても前記マニピュレータの位置
を保持する位置保持手段を備えた遠隔操作型ロボットで
ある。
応する発明は、位置決め機構に取り付けられたマニピュ
レータを持つ遠隔操作型ロボットにおいて、前記マニピ
ュレータのあるべき位置を検出する位置検出手段と、前
記位置決め機構が動作しても前記マニピュレータの位置
を保持する位置保持手段を備えた遠隔操作型ロボットで
ある。
【００１０】前記目的を達成するために、請求項４に対
応する発明は、位置決め機構に取り付けられ、複数の関
節を有するマニピュレータを持つ遠隔操作型ロボットに
おいて、前記各関節の変位位置を求めるマニピュレータ
制御部と前記各関節の変位位置を入力し、各関節角度を
算出する各関節角度算出部と、この各関節角度算出部で
算出された各関節角度を入力し、前記マニピュレータの
手先位置座標を算出するマニピュレータ座標算出部と、
前記位置決め機構の変位量を検出する位置決め機構制御
部と、この位置決め機構制御部により検出された変位量
を入力し、マニピュレータの移動量を算出するマニピュ
レータ移動量算出部と、前記マニピュレータ座標算出部
により算出された手先位置座標および前記マニピュレー
タ移動量算出部により算出されたマニピュレータ移動量
を入力し、前記位置決め機構の移動後のマニピュレータ
移動後のマニピュレータの各関節角度を算出し、これを
前記マニピュレータ制御部に出力する位置決め機構移動
後各関節角度算出部を備えた遠隔操作型ロボットであ
る。
応する発明は、位置決め機構に取り付けられ、複数の関
節を有するマニピュレータを持つ遠隔操作型ロボットに
おいて、前記各関節の変位位置を求めるマニピュレータ
制御部と前記各関節の変位位置を入力し、各関節角度を
算出する各関節角度算出部と、この各関節角度算出部で
算出された各関節角度を入力し、前記マニピュレータの
手先位置座標を算出するマニピュレータ座標算出部と、
前記位置決め機構の変位量を検出する位置決め機構制御
部と、この位置決め機構制御部により検出された変位量
を入力し、マニピュレータの移動量を算出するマニピュ
レータ移動量算出部と、前記マニピュレータ座標算出部
により算出された手先位置座標および前記マニピュレー
タ移動量算出部により算出されたマニピュレータ移動量
を入力し、前記位置決め機構の移動後のマニピュレータ
移動後のマニピュレータの各関節角度を算出し、これを
前記マニピュレータ制御部に出力する位置決め機構移動
後各関節角度算出部を備えた遠隔操作型ロボットであ
る。
【００１１】
【作用】請求項１または請求項２に対応する発明によれ
ば、位置決め機構を動作させる場合、視覚装置は自動的
に位置決め機構を動作させる前にとらえていた対象物を
とらえるため、視覚装置を手動操作する必要がなくな
り、操作性が向上する。
ば、位置決め機構を動作させる場合、視覚装置は自動的
に位置決め機構を動作させる前にとらえていた対象物を
とらえるため、視覚装置を手動操作する必要がなくな
り、操作性が向上する。
【００１２】請求項３または請求項４に対応する発明に
よれば、マニピュレータの一部を固定したまま、マニピ
ュレータの位置を保持して位置決め機構を動作させるこ
とができ、操作性が向上する。
よれば、マニピュレータの一部を固定したまま、マニピ
ュレータの位置を保持して位置決め機構を動作させるこ
とができ、操作性が向上する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、請求項１に対応する発明の概念図
であり、（Ａ）の状態は、視覚装置例えばカメラ１は対
象物例えば装柱２の方向に向いているが、位置決め機構
例えばアーム３を動作させると、（Ｂ）のようにカメラ
１の向きは装柱２からずれてしまう。
て説明する。図１は、請求項１に対応する発明の概念図
であり、（Ａ）の状態は、視覚装置例えばカメラ１は対
象物例えば装柱２の方向に向いているが、位置決め機構
例えばアーム３を動作させると、（Ｂ）のようにカメラ
１の向きは装柱２からずれてしまう。
【００１４】このようなことから、請求項１では、カメ
ラ１は常に同一の装柱２をとらえたまま、アーム３を動
作させることが可能であり、（Ｃ）のように、アーム３
を動作させても、カメラ１は自動的に装柱２をとらえる
ため、カメラ１を手動操作する必要がない。
ラ１は常に同一の装柱２をとらえたまま、アーム３を動
作させることが可能であり、（Ｃ）のように、アーム３
を動作させても、カメラ１は自動的に装柱２をとらえる
ため、カメラ１を手動操作する必要がない。
【００１５】図２は、本発明の遠隔操作型ロボットの第
１実施例を示す斜視図であり、具体的には配電作業用マ
ニピュレータ・システムである。車両６にのせた位置決
め機構例えばブーム７の先に、マニピュレータ８と姿勢
方向調整機構を持つ視覚装置例えばカメラ９が搭載して
ある。ここでの対象物は、装柱１０とその周囲を含むも
のとする。
１実施例を示す斜視図であり、具体的には配電作業用マ
ニピュレータ・システムである。車両６にのせた位置決
め機構例えばブーム７の先に、マニピュレータ８と姿勢
方向調整機構を持つ視覚装置例えばカメラ９が搭載して
ある。ここでの対象物は、装柱１０とその周囲を含むも
のとする。
【００１６】図３は、図２の実施例の制御装置を説明す
るためのブロック図である。カメラパン・チルト制御部
１５に有するパン・チルトポテンショメータ値（図では
パン・チルトポテンショ値と記載されている）に基づき
装柱１０でのパン角度およびチルト角度を検出するパン
・チルト検出部１６と、カメラフォーカス制御部１７か
らのフォーカスポテンショ値に基づき装柱１０までの距
離Ｌを検出する距離検出部１８と、この距離検出部１８
で検出した距離Ｌとパン・チルト検出部１６で検出され
パン角度およびチルト角度から装柱１０の座標を算出す
る対象物座標算出部１９と、ブーム制御部２０からのブ
ームポテンショ値を入力し、カメラ９の基部の移動量を
算出するカメラ基部移動量算出部２１と、このカメラ基
部移動量算出部２１により算出されたカメラ基部移動量
と対象物座標算出部１９により算出された装柱１０の座
標を入力してカメラ方向およびフォーカス値を算出しこ
れをカメラパン・チルト制御部１５およびカメラフォー
カス制御部１７にそれぞれ出力するカメラ方向・フォー
カス値算出部２２を備えている。
るためのブロック図である。カメラパン・チルト制御部
１５に有するパン・チルトポテンショメータ値（図では
パン・チルトポテンショ値と記載されている）に基づき
装柱１０でのパン角度およびチルト角度を検出するパン
・チルト検出部１６と、カメラフォーカス制御部１７か
らのフォーカスポテンショ値に基づき装柱１０までの距
離Ｌを検出する距離検出部１８と、この距離検出部１８
で検出した距離Ｌとパン・チルト検出部１６で検出され
パン角度およびチルト角度から装柱１０の座標を算出す
る対象物座標算出部１９と、ブーム制御部２０からのブ
ームポテンショ値を入力し、カメラ９の基部の移動量を
算出するカメラ基部移動量算出部２１と、このカメラ基
部移動量算出部２１により算出されたカメラ基部移動量
と対象物座標算出部１９により算出された装柱１０の座
標を入力してカメラ方向およびフォーカス値を算出しこ
れをカメラパン・チルト制御部１５およびカメラフォー
カス制御部１７にそれぞれ出力するカメラ方向・フォー
カス値算出部２２を備えている。
【００１７】図４は、図２の実施例の座標系のとり方を
示すもので、ブーム基部１１をブーム座標系１２の原点
とし、またカメラ基部１３をカメラ座標系１４の原点と
する。 以上のような構成された実施例の動作について
説明する。まず、カメラの向きを装柱１０の方向に手動
で合わせる。カメラパン・チルト制御部１５の各モータ
に付いているポテンショメータの値より、パン・チルト
検出部１６でパン、チルトの角度を得る。
示すもので、ブーム基部１１をブーム座標系１２の原点
とし、またカメラ基部１３をカメラ座標系１４の原点と
する。 以上のような構成された実施例の動作について
説明する。まず、カメラの向きを装柱１０の方向に手動
で合わせる。カメラパン・チルト制御部１５の各モータ
に付いているポテンショメータの値より、パン・チルト
検出部１６でパン、チルトの角度を得る。
【００１８】カメラフォーカス制御部１７のモータに付
いているポテンショメータの値より、距離検出部１８
で、装柱１０までの距離を検出する。これらのパンθ
p 、チルトθt 、距離Ｌから対象物座標算出部１９で、
カメラ座標系での装柱１０の座標（ｘo ，ｙo ，ｚo ）
を算出する。
いているポテンショメータの値より、距離検出部１８
で、装柱１０までの距離を検出する。これらのパンθ
p 、チルトθt 、距離Ｌから対象物座標算出部１９で、
カメラ座標系での装柱１０の座標（ｘo ，ｙo ，ｚo ）
を算出する。
【００１９】（ｘo ，ｙo ，ｚo ）＝（Ｌｃｏｓθt ｃ
ｏｓθp 、Ｌｃｏｓθt ｓｉｎθp 、Ｌｓｉｎθt ） 以後、ブーム７が移動する度に、ブーム制御部２０の各
モータに付いているポテンショメータの値より、カメラ
基部移動量算出部２１でカメラ座標系でのカメラ基部移
動量（ｄｘc ，ｄｙc ，ｄｚc ）を算出する。
ｏｓθp 、Ｌｃｏｓθt ｓｉｎθp 、Ｌｓｉｎθt ） 以後、ブーム７が移動する度に、ブーム制御部２０の各
モータに付いているポテンショメータの値より、カメラ
基部移動量算出部２１でカメラ座標系でのカメラ基部移
動量（ｄｘc ，ｄｙc ，ｄｚc ）を算出する。
【００２０】ブーム７の移動前のブーム座標系でのカメ
ラ基部１３の座標は、ブーム７の３つの回転軸の座標変
換行列をＣb1、Ｃb2、Ｃb3、基部から最初の回転部分へ
のベクトル、伸縮軸を表すベクトル、伸縮軸の先から、
カメラ９の基準点へのベクトルを表すベクトルを、それ
ぞれ、Ｌb1、Ｌb2、Ｌb3、とすると、 （ｘ，ｙ，ｚ）＝ｃb1Ｌb1＋ｃb2Ｌb2＋ｃb3Ｌb3 となり、移動後のカメラ基部１３の座標も同様に求める
と、 （ｘ′，ｙ′，ｚ′）＝ｃb1′Ｌb1′＋ｃb2′Ｌb2′＋
ｃb3′Ｌb3′ よって、ブーム座標系でのカメラ基部１３の移動量は、 （ｄｘb ，ｄｙb ，ｄｚb ）＝（ｘ′，ｙ′，ｚ′）−
（ｘ，ｙ，ｚ） となる。これをカメラ座標系でのカメラ基部移動量に変
換すると、 （ｄｘc ，ｄｙc ，ｄｚc ）T ＝Ｃb1Ｃb2Ｃb3（ｄｘ
b ，ｄｙb ，ｄｚb ）T となる。
ラ基部１３の座標は、ブーム７の３つの回転軸の座標変
換行列をＣb1、Ｃb2、Ｃb3、基部から最初の回転部分へ
のベクトル、伸縮軸を表すベクトル、伸縮軸の先から、
カメラ９の基準点へのベクトルを表すベクトルを、それ
ぞれ、Ｌb1、Ｌb2、Ｌb3、とすると、 （ｘ，ｙ，ｚ）＝ｃb1Ｌb1＋ｃb2Ｌb2＋ｃb3Ｌb3 となり、移動後のカメラ基部１３の座標も同様に求める
と、 （ｘ′，ｙ′，ｚ′）＝ｃb1′Ｌb1′＋ｃb2′Ｌb2′＋
ｃb3′Ｌb3′ よって、ブーム座標系でのカメラ基部１３の移動量は、 （ｄｘb ，ｄｙb ，ｄｚb ）＝（ｘ′，ｙ′，ｚ′）−
（ｘ，ｙ，ｚ） となる。これをカメラ座標系でのカメラ基部移動量に変
換すると、 （ｄｘc ，ｄｙc ，ｄｚc ）T ＝Ｃb1Ｃb2Ｃb3（ｄｘ
b ，ｄｙb ，ｄｚb ）T となる。
【００２１】そして、カメラ座標系での対象物座標とカ
メラ基部移動量から、カメラ方向・フォーカス値算出部
２２で、装柱１０をとらえるためのカメラ１３の方向と
フォーカス値を算出する。
メラ基部移動量から、カメラ方向・フォーカス値算出部
２２で、装柱１０をとらえるためのカメラ１３の方向と
フォーカス値を算出する。
【００２２】ブーム移動後の装柱１０の座標は、 （Ｘo ′，Ｙo ′，Ｚo ′）＝（ｘo ＋ｄｘc ，ｙo ＋
ｄｙc ，ｚo ＋ｄｚc ） となり、ブーム移動後のパン、チルトは、 θp ′＝ｔａｎ-1（Ｙo ′／Ｘo ′） θt ′＝ｔａｎ-1（Ｚo ′／Ｘo ′2 ＋Ｙo ′2 ） と求められ、また、装柱１０までの距離は、 Ｌ′＝Ｚo ′／ｓｉｎθt ′ と求められる。
ｄｙc ，ｚo ＋ｄｚc ） となり、ブーム移動後のパン、チルトは、 θp ′＝ｔａｎ-1（Ｙo ′／Ｘo ′） θt ′＝ｔａｎ-1（Ｚo ′／Ｘo ′2 ＋Ｙo ′2 ） と求められ、また、装柱１０までの距離は、 Ｌ′＝Ｚo ′／ｓｉｎθt ′ と求められる。
【００２３】算出したカメラ９の方向にカメラ９を向
け、装柱１０までの距離でフォーカスがあうようにフォ
ーカスを制御することにより、ブーム７を移動しても、
カメラ９は自動的に常に同一の装柱１０をとらえる。
け、装柱１０までの距離でフォーカスがあうようにフォ
ーカスを制御することにより、ブーム７を移動しても、
カメラ９は自動的に常に同一の装柱１０をとらえる。
【００２４】この実施例では、視覚装置として単体のカ
メラを用いているが、立体カメラでも対象物の位置のデ
ータから、輻輳角、仰角、フォーカスの制御も可能であ
る。また、対象物座標は、カメラの向きと、対象物まで
の距離から求めているが、これはあらかじめティーチン
グしたティーチングデータを用いてもよい。
メラを用いているが、立体カメラでも対象物の位置のデ
ータから、輻輳角、仰角、フォーカスの制御も可能であ
る。また、対象物座標は、カメラの向きと、対象物まで
の距離から求めているが、これはあらかじめティーチン
グしたティーチングデータを用いてもよい。
【００２５】図５は、請求項２に対応する発明の概念図
であり、（Ａ）は、マニピュレータ４が片腕で、固定さ
れた対象物例えば装柱５を把持している状態である。こ
こで、もう片方の腕で別の作業をする場合、アーム３を
動作しないと届かないとする。ところが、従来は（Ｂ）
のように、マニピュレータが固定された対象物を把持し
たままでアームを動作させると、マニピュレータも同時
に動いてしまい、対象物を壊してしまう。このため、対
象物を一度はなし、アーム３を動作させてからもう一
度、装柱５を把持しなおす必要があった。
であり、（Ａ）は、マニピュレータ４が片腕で、固定さ
れた対象物例えば装柱５を把持している状態である。こ
こで、もう片方の腕で別の作業をする場合、アーム３を
動作しないと届かないとする。ところが、従来は（Ｂ）
のように、マニピュレータが固定された対象物を把持し
たままでアームを動作させると、マニピュレータも同時
に動いてしまい、対象物を壊してしまう。このため、対
象物を一度はなし、アーム３を動作させてからもう一
度、装柱５を把持しなおす必要があった。
【００２６】このようなことから、本発明の請求項２で
は、マニピュレータの手先の位置を保持したままアーム
を動作させることが可能であり、（Ｃ）のように片腕で
固定された装柱５を把持したままアーム３を動作させ、
もう片方の腕で別の作業をすることができる。
は、マニピュレータの手先の位置を保持したままアーム
を動作させることが可能であり、（Ｃ）のように片腕で
固定された装柱５を把持したままアーム３を動作させ、
もう片方の腕で別の作業をすることができる。
【００２７】図６は、図５の実施例の制御装置を説明す
るためのブロック図であり、位置決め機構例えばブーム
に取り付けられ、複数の関節を有するマニピュレータを
持つ遠隔操作型ロボットにおいて、各関節ポテンショ値
を求めるマニピュレータ制御部２３と、このマニピュレ
ータ制御部２３からの各関節ポテンショ値を入力し、各
関節角度を算出する各関節角度算出部２４と、この各関
節角度算出部２４で算出された各関節角度を入力し、マ
ニピュレータの手先位置座標を算出するマニピュレータ
座標算出部２５と、ブームポテンショ値を検出するブー
ム制御部２６と、このブーム制御部２６により検出され
たブームポテンショ値を入力し、マニピュレータ基部の
移動量を算出するマニピュレータ基部移動量算出部２７
と、マニピュレータ座標算出部２５により算出された手
先位置座標およびマニピュレータ基部移動量算出部２７
により算出されたマニピュレータ移動量を入力し、ブー
ムの移動後のマニピュレータ移動後のマニピュレータの
各関節角度を算出し、これをマニピュレータ制御部２３
に出力するブーム移動後各関節角度算出部２８を備えた
ものである。
るためのブロック図であり、位置決め機構例えばブーム
に取り付けられ、複数の関節を有するマニピュレータを
持つ遠隔操作型ロボットにおいて、各関節ポテンショ値
を求めるマニピュレータ制御部２３と、このマニピュレ
ータ制御部２３からの各関節ポテンショ値を入力し、各
関節角度を算出する各関節角度算出部２４と、この各関
節角度算出部２４で算出された各関節角度を入力し、マ
ニピュレータの手先位置座標を算出するマニピュレータ
座標算出部２５と、ブームポテンショ値を検出するブー
ム制御部２６と、このブーム制御部２６により検出され
たブームポテンショ値を入力し、マニピュレータ基部の
移動量を算出するマニピュレータ基部移動量算出部２７
と、マニピュレータ座標算出部２５により算出された手
先位置座標およびマニピュレータ基部移動量算出部２７
により算出されたマニピュレータ移動量を入力し、ブー
ムの移動後のマニピュレータ移動後のマニピュレータの
各関節角度を算出し、これをマニピュレータ制御部２３
に出力するブーム移動後各関節角度算出部２８を備えた
ものである。
【００２８】次に、以上のように構成された実施例の動
作について説明する。まず、マニピュレータ制御部２３
の、各モータに付いている各関節ポテンショメータ値か
ら、各関節角度算出部２４で各関節角度を算出する。そ
してマニピュレータ座標算出部２５で、マニピュレータ
の位置を保持したい部分である、手先位置座標（ｘm，
ｙm ，ｚm ）を算出する。
作について説明する。まず、マニピュレータ制御部２３
の、各モータに付いている各関節ポテンショメータ値か
ら、各関節角度算出部２４で各関節角度を算出する。そ
してマニピュレータ座標算出部２５で、マニピュレータ
の位置を保持したい部分である、手先位置座標（ｘm，
ｙm ，ｚm ）を算出する。
【００２９】マニピュレータの５つの回転軸の座標変換
行列をＣm1〜Ｃm5、伸縮軸を表すベクトル、伸縮軸の先
から次の関節へのベクトル、手先部分を表すベクトル
を、それぞれ、Ｌm1、Ｌm2、Ｌm3、とすると、手先位置
は、 （ｘm ，ｙm ，ｚm ）＝Ｃm1Ｃm2Ｃm3Ｌm1＋Ｃm4Ｌm2＋
Ｃm5Ｌm3 となる。
行列をＣm1〜Ｃm5、伸縮軸を表すベクトル、伸縮軸の先
から次の関節へのベクトル、手先部分を表すベクトル
を、それぞれ、Ｌm1、Ｌm2、Ｌm3、とすると、手先位置
は、 （ｘm ，ｙm ，ｚm ）＝Ｃm1Ｃm2Ｃm3Ｌm1＋Ｃm4Ｌm2＋
Ｃm5Ｌm3 となる。
【００３０】以後、ブームが移動する度に、ブーム制御
部２６の各モータに付いているブームポテンショ値よ
り、マニピュレータ基部移動量算出部２７でカメラ基部
移動量の算出と同様に、マニピュレータ基部移動量（ｄ
ｘm ，ｄｙm ，ｄｚm ）を算出する。
部２６の各モータに付いているブームポテンショ値よ
り、マニピュレータ基部移動量算出部２７でカメラ基部
移動量の算出と同様に、マニピュレータ基部移動量（ｄ
ｘm ，ｄｙm ，ｄｚm ）を算出する。
【００３１】そして、マニピュレータの位置を保持する
部分の座標と、マニピュレータ基部移動量とから、ブー
ム移動後各関節角度算出部２８で、マニピュレータ座標
を保持するための各関節角度を算出する。ブーム移動後
の手先位置は、 （ｘm ′，ｙm ′，ｚm ′）＝ｘm ＋ｄｘm ，ｙm ＋ｄ
ｙm ，ｚm ＋ｄｚm ） となる。この手先位置と、ブーム移動前の手先姿勢方向
より、各関節角度を逆算する。算出した関節角度に、マ
ニピュレータの各関節を制御することにより、ブームを
移動しても、マニピュレータの位置は保持される。
部分の座標と、マニピュレータ基部移動量とから、ブー
ム移動後各関節角度算出部２８で、マニピュレータ座標
を保持するための各関節角度を算出する。ブーム移動後
の手先位置は、 （ｘm ′，ｙm ′，ｚm ′）＝ｘm ＋ｄｘm ，ｙm ＋ｄ
ｙm ，ｚm ＋ｄｚm ） となる。この手先位置と、ブーム移動前の手先姿勢方向
より、各関節角度を逆算する。算出した関節角度に、マ
ニピュレータの各関節を制御することにより、ブームを
移動しても、マニピュレータの位置は保持される。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が得
られる。すなわち、請求項１に対応する発明によれば、
位置決め機構を動作しても、自動的に視覚装置が常に同
一の対象物をとらえるため、視覚装置を手動操作する必
要がなくなり、操作性が向上する遠隔操作型ロボットを
提供できる。
られる。すなわち、請求項１に対応する発明によれば、
位置決め機構を動作しても、自動的に視覚装置が常に同
一の対象物をとらえるため、視覚装置を手動操作する必
要がなくなり、操作性が向上する遠隔操作型ロボットを
提供できる。
【００３３】また、請求項２に対応する発明によれば、
片腕で固定された対象物を把持したまま、位置決め機構
を動作することができ、操作性が向上する遠隔操作型ロ
ボットを提供できる。
片腕で固定された対象物を把持したまま、位置決め機構
を動作することができ、操作性が向上する遠隔操作型ロ
ボットを提供できる。
【図１】請求項１に対応する発明の概念図。
【図２】本発明の遠隔操作型ロボットの第１実施例の構
成を示す斜視図。
成を示す斜視図。
【図３】図２の遠隔操作型ロボットの制御装置の概略構
成を示すブロック図。
成を示すブロック図。
【図４】図２の実施例の座標の取り方を説明するための
斜視図。
斜視図。
【図５】請求項２に対応する発明の概念図。
【図６】本発明の遠隔操作型ロボットの第２実施例の制
御装置を示すブロック図。
御装置を示すブロック図。
１…カメラ、２…装柱、３…アーム、４…マニピュレー
タ、５…装柱、７…ブーム、８…マニピュレータ、９…
カメラ、１０…装柱、１１…ブーム基部、１２…ブーム
座標系、１３…カメラ基部、１４…カメラ座標系、１５
…カメラパン・チルト制御部、１６…パンチルト検出
部、１７…カメラフォーカス部、１８…距離検出部、１
９…対象物座標算出部、２０…ブーム制御部、２１…カ
メラ基部移動量算出部、２２…カメラ方向フォーカス値
算出部、２３…マニュレータ制御部、２４…各関節角度
算出部、２５…マニピュレータ座標算出部、２６…ブー
ム制御部、２７…マニピュレータ基部移動量算出部。
タ、５…装柱、７…ブーム、８…マニピュレータ、９…
カメラ、１０…装柱、１１…ブーム基部、１２…ブーム
座標系、１３…カメラ基部、１４…カメラ座標系、１５
…カメラパン・チルト制御部、１６…パンチルト検出
部、１７…カメラフォーカス部、１８…距離検出部、１
９…対象物座標算出部、２０…ブーム制御部、２１…カ
メラ基部移動量算出部、２２…カメラ方向フォーカス値
算出部、２３…マニュレータ制御部、２４…各関節角度
算出部、２５…マニピュレータ座標算出部、２６…ブー
ム制御部、２７…マニピュレータ基部移動量算出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 和夫 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内
Claims (4)
- 【請求項１】 位置決め機構に取り付けられた姿勢方向
調整機構を持つ視覚装置を備えた遠隔操作型ロボットに
おいて、 前記視覚装置がとらえるべき対象物の位置を検出する位
置検出手段と、 前記位置決め機構が動作しても前記視覚装置が常に同一
の対象物をとらえる手段と、 を備えた遠隔操作型ロボット。 - 【請求項２】 位置決め機構に取り付けられた姿勢方向
調整機構を持つ視覚装置を備えた遠隔操作型ロボットに
おいて、 前記視覚装置のパン・チルト制御部からのパン・チルト
変位量に基づき対象物間でのパン角度およびチルト角度
を検出するパン・チルト検出部と、 前記視覚装置のフォーカス制御部からのフォーカス変位
量に基づき対象物までの距離を検出する距離検出部と、 この距離検出部で検出した距離と前記パン・チルト検出
部で検出されパン角度およびチルト角度から前記対象物
の座標を算出する対象物座標算出部と、 前記位置決め機構の制御部から位置決め機構の変位量を
入力し、前記視覚装置の移動量を算出する移動量算出部
と、 この移動量算出部により算出された視覚装置の移動量と
前記対象物座標算出部により算出された前記対象物の座
標を入力して前記視覚装置の方向およびフォーカス値を
算出する視覚装置方向・フォーカス値算出部と、 を備えた遠隔操作型ロボット。 - 【請求項３】 位置決め機構に取り付けられたマニピュ
レータを持つ遠隔操作型ロボットにおいて、 前記マニピュレータのあるべき位置を検出する位置検出
手段と、 前記位置決め機構が動作しても前記マニピュレータの位
置を保持する位置保持手段と、 とを備えた遠隔操作型ロボット。 - 【請求項４】 位置決め機構に取り付けられ、複数の関
節を有するマニピュレータを持つ遠隔操作型ロボットに
おいて、 前記各関節の変位位置を求めるマニピュレータ制御部と
前記各関節の変位位置を入力し、各関節角度を算出する
各関節角度算出部と、 この各関節角度算出部で算出された各関節角度を入力
し、前記マニピュレータの手先位置座標を算出するマニ
ピュレータ座標算出部と、 前記位置決め機構の変位量を検出する位置決め機構制御
部と、 この位置決め機構制御部により検出された変位量を入力
し、マニピュレータの移動量を算出するマニピュレータ
移動量算出部と、 前記マニピュレータ座標算出部により算出された手先位
置座標および前記マニピュレータ移動量算出部により算
出されたマニピュレータ移動量を入力し、前記位置決め
機構の移動後のマニピュレータ移動後のマニピュレータ
の各関節角度を算出し、これを前記マニピュレータ制御
部に出力する位置決め機構移動後各関節角度算出部と、 を備えた遠隔操作型ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14035194A JPH081558A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 遠隔操作型ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14035194A JPH081558A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 遠隔操作型ロボット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH081558A true JPH081558A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15266815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14035194A Pending JPH081558A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 遠隔操作型ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081558A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1620235A1 (de) * | 2003-04-17 | 2006-02-01 | KUKA Schweissanlagen GmbH | Bearbeitungsverfahren und bearbeitungsvorrichtung |
| JP2010131685A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Seiko Epson Corp | ロボット装置および撮像方法 |
| JP2011521231A (ja) * | 2008-05-16 | 2011-07-21 | ロッキード・マーチン・コーポレーション | 形状および位置の光学的計測のための構造化光システムに関する正確な画像取得 |
| CN102331792A (zh) * | 2011-06-24 | 2012-01-25 | 天津市亚安科技电子有限公司 | 一种控制云台预置位的方法及系统 |
| JP2015507337A (ja) * | 2012-02-01 | 2015-03-05 | ストリル・スカンジナビア・アーベー | 街路灯照明器具を交換するためのシステム |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP14035194A patent/JPH081558A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1620235A1 (de) * | 2003-04-17 | 2006-02-01 | KUKA Schweissanlagen GmbH | Bearbeitungsverfahren und bearbeitungsvorrichtung |
| JP2011521231A (ja) * | 2008-05-16 | 2011-07-21 | ロッキード・マーチン・コーポレーション | 形状および位置の光学的計測のための構造化光システムに関する正確な画像取得 |
| JP2010131685A (ja) * | 2008-12-03 | 2010-06-17 | Seiko Epson Corp | ロボット装置および撮像方法 |
| CN102331792A (zh) * | 2011-06-24 | 2012-01-25 | 天津市亚安科技电子有限公司 | 一种控制云台预置位的方法及系统 |
| JP2015507337A (ja) * | 2012-02-01 | 2015-03-05 | ストリル・スカンジナビア・アーベー | 街路灯照明器具を交換するためのシステム |
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