JPS58137575A - マスタ−スレ−ブ形マニプレ−タ - Google Patents
マスタ−スレ−ブ形マニプレ−タInfo
- Publication number
- JPS58137575A JPS58137575A JP1637282A JP1637282A JPS58137575A JP S58137575 A JPS58137575 A JP S58137575A JP 1637282 A JP1637282 A JP 1637282A JP 1637282 A JP1637282 A JP 1637282A JP S58137575 A JPS58137575 A JP S58137575A
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- JP
- Japan
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- worker
- master
- head
- robot
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- Pending
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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
【発明の詳細な説明】
本発明は、作業性に優れしかも作業対象物に対する作業
C1,yットの作業精度が高いマスタースレー1形マニ
グレータに関する。
C1,yットの作業精度が高いマスタースレー1形マニ
グレータに関する。
作業対象物が危険な物や或いは作業環境が悪い場合や単
画な繰り返し作業を行なう場合には、作業者の労働条件
を改善する点からもロボットによりこれらの作業を行な
うことが望ましい。
画な繰り返し作業を行なう場合には、作業者の労働条件
を改善する点からもロボットによりこれらの作業を行な
うことが望ましい。
従って、口?ットはその運転者が遠隔操作によって操縦
するか或いは単純作業等では数値制御により自動的に作
動するようにしなければならない。
するか或いは単純作業等では数値制御により自動的に作
動するようにしなければならない。
従来、口〆ットの遠隔操作方法としては作業者が望遠鏡
や工業用テレビジヨンを使用したり或いは1[接肉眼で
作業対象物と口〆ットとを観察しながらロボットを操作
する方法が多用されている。ところが、このような方法
では高い作業精度が要求される場合や作・業内容が複雑
な場合にはロボットの操作が難しくて高度の熟練作業者
を必要とする。数値制御によって運転されるロボットV
Cおいてはこのような問題が全くないものの、作業対象
物の形状や作業内容が頻繁に変わる場合には、その都r
L1iFrたなデータを作成しなければならず、汎用性
に乏しい欠点がある。
や工業用テレビジヨンを使用したり或いは1[接肉眼で
作業対象物と口〆ットとを観察しながらロボットを操作
する方法が多用されている。ところが、このような方法
では高い作業精度が要求される場合や作・業内容が複雑
な場合にはロボットの操作が難しくて高度の熟練作業者
を必要とする。数値制御によって運転されるロボットV
Cおいてはこのような問題が全くないものの、作業対象
物の形状や作業内容が頻繁に変わる場合には、その都r
L1iFrたなデータを作成しなければならず、汎用性
に乏しい欠点がある。
マスタースレーブ形マニプレータは上述した欠点を補う
ものとして有用であり、その原理を表すglaOK示す
ように、図示しない作業対象物に対して作業を行なう作
業口ゲット(スレーブ)1を作業者2によって操作され
る操作口ゲット(マスター)3の動きに追従させ、作業
口lットlの手先をテレビカメラ4で撮影し、これをモ
ニタテレビ5で観察しながら作業を行なうようになって
いる。この場合、テレビカメラ4による画像は平向#I
像で奥行等の立体感を把握することができないため、一
般には豪数台のテレビカメラ4を用いて七れらの儂を複
数のモニタテレビ5で観察し、作業対象物に対する作業
口lット1の手先の位置を判断するようにしている。こ
のため、作業性が惑〈誤操作を行なう危険性も高いので
作業に熟練度が要求される。
ものとして有用であり、その原理を表すglaOK示す
ように、図示しない作業対象物に対して作業を行なう作
業口ゲット(スレーブ)1を作業者2によって操作され
る操作口ゲット(マスター)3の動きに追従させ、作業
口lットlの手先をテレビカメラ4で撮影し、これをモ
ニタテレビ5で観察しながら作業を行なうようになって
いる。この場合、テレビカメラ4による画像は平向#I
像で奥行等の立体感を把握することができないため、一
般には豪数台のテレビカメラ4を用いて七れらの儂を複
数のモニタテレビ5で観察し、作業対象物に対する作業
口lット1の手先の位置を判断するようにしている。こ
のため、作業性が惑〈誤操作を行なう危険性も高いので
作業に熟練度が要求される。
父、作業者2の姿勢が変fk’、 してもテレビカメラ
4の位置が変化しないため、その都度制御116を操作
してテレビカメラ4の位置を調整しなければならない。
4の位置が変化しないため、その都度制御116を操作
してテレビカメラ4の位置を調整しなければならない。
このことは作業口lットlによる作業の中断を意味して
おシ、作業性を低下させる別な一因となっている。
おシ、作業性を低下させる別な一因となっている。
本発明は上述した従来のOdfットに対する遠隔操作上
の不具合に鑑み、高価な数値制−装置を使わずとも作業
精度を高く維持できると共に作業性が著しく優れたマス
タースレーブ形マニプレータを提供することを目的とす
る。
の不具合に鑑み、高価な数値制−装置を使わずとも作業
精度を高く維持できると共に作業性が著しく優れたマス
タースレーブ形マニプレータを提供することを目的とす
る。
この目的をsitする本発明のマスタースレーブ形マニ
プレータにかかる・構成は、作業者によって操作される
操作口ビットと、前記操作0/ツトの動作に追従して作
業対象物に対して作業をする作業口ゲットと、一体的に
移動し且つ前記作業者の両目に対応して前記作業対象物
をそれぞれ撮像する1対の撮像装置と、前記作業者の頭
部に固定され且つこの頭部の動きを前記撮像装置に追従
させる移動操作装置と、前記作業者の頭部に固定され且
つ前記撮像装置による前記作業対象物の2つの画像を合
成して立体虚健を作る鏡を具えた画儂金成装置とから成
る。
プレータにかかる・構成は、作業者によって操作される
操作口ビットと、前記操作0/ツトの動作に追従して作
業対象物に対して作業をする作業口ゲットと、一体的に
移動し且つ前記作業者の両目に対応して前記作業対象物
をそれぞれ撮像する1対の撮像装置と、前記作業者の頭
部に固定され且つこの頭部の動きを前記撮像装置に追従
させる移動操作装置と、前記作業者の頭部に固定され且
つ前記撮像装置による前記作業対象物の2つの画像を合
成して立体虚健を作る鏡を具えた画儂金成装置とから成
る。
以下、本発明によるマスタースレーブ形マニプレータ
の一実施例について第2図、@3図を参照しながら詳細
に説明する、本実施例の奥際の作業状■を表す第2図に
示すように、作業対象物11に対して作業を行なう作業
Qデフ112社、作業者13が操作する操作−−ット1
4に連結iれ九追従装置15によp、この操作ローット
14と同一の動きを倣うようになっている。作業対象物
11に対する作業としては各株加工や組み立て、測定或
いは移動等があシ、これらの作業形態に対応し九工具や
把持具或いはIII定−が作業口lット12及び操作口
?ン) 14の先端に選択的KI!着されるが、操作口
ゲット14社実際の作業を行なうわけではないので、操
作口〆ット14には工具や把持具或いは測定器の模型を
装着するようにしてもよい。なお、操作口lット14に
対する作業口がット12の追従装置115として従来か
ら周知の電気的倣い装置や油圧機器部を利用した機械的
倣い装置を用いるとよい。作業対象物11のth俸をそ
れぞれ得る2台のテレビカメラ(撮像装置)16,16
’が、これらテレビカメラl 6 、 l 6’を任意
の方間に作業者13の頭の動きに追従して移動する視−
追従装置11117を介して作業口Iット12に取り付
けられている。この視線追従装置1117は、作業者1
3の頭に装着されると共に多関節から成り且つ作業者1
3の頭と一本的に箒勧して、作業者13の頭の3次元的
動きを伝える移動操作装置1Bに連絡されている。この
移動操作装置五8の先端には、作業$13の鉋に固定さ
れるヘルメット19が取シ付けられている、従って、作
業1113の頭の動き、つまり視線の同きに追従して襲
勧操作1i11118から送られて来る傷号に従って視
線追従装置17は、テレビカメラl 6 、 l 6’
を移動させている。またテレビカメラ16 、 l 6
’は、これらテレビカメラ16.16’からそれぞれ送
られて来る伝送1iiIlfIIを立木的に合成して、
作業者13の前方(図中左側)に作業者13の錯覚によ
って見える作業対象物11の立捧虚儂20を構成し得る
1lkl偉合成装置21に接続されている3、この画像
合成装al121は。
の一実施例について第2図、@3図を参照しながら詳細
に説明する、本実施例の奥際の作業状■を表す第2図に
示すように、作業対象物11に対して作業を行なう作業
Qデフ112社、作業者13が操作する操作−−ット1
4に連結iれ九追従装置15によp、この操作ローット
14と同一の動きを倣うようになっている。作業対象物
11に対する作業としては各株加工や組み立て、測定或
いは移動等があシ、これらの作業形態に対応し九工具や
把持具或いはIII定−が作業口lット12及び操作口
?ン) 14の先端に選択的KI!着されるが、操作口
ゲット14社実際の作業を行なうわけではないので、操
作口〆ット14には工具や把持具或いは測定器の模型を
装着するようにしてもよい。なお、操作口lット14に
対する作業口がット12の追従装置115として従来か
ら周知の電気的倣い装置や油圧機器部を利用した機械的
倣い装置を用いるとよい。作業対象物11のth俸をそ
れぞれ得る2台のテレビカメラ(撮像装置)16,16
’が、これらテレビカメラl 6 、 l 6’を任意
の方間に作業者13の頭の動きに追従して移動する視−
追従装置11117を介して作業口Iット12に取り付
けられている。この視線追従装置1117は、作業者1
3の頭に装着されると共に多関節から成り且つ作業者1
3の頭と一本的に箒勧して、作業者13の頭の3次元的
動きを伝える移動操作装置1Bに連絡されている。この
移動操作装置五8の先端には、作業$13の鉋に固定さ
れるヘルメット19が取シ付けられている、従って、作
業1113の頭の動き、つまり視線の同きに追従して襲
勧操作1i11118から送られて来る傷号に従って視
線追従装置17は、テレビカメラl 6 、 l 6’
を移動させている。またテレビカメラ16 、 l 6
’は、これらテレビカメラ16.16’からそれぞれ送
られて来る伝送1iiIlfIIを立木的に合成して、
作業者13の前方(図中左側)に作業者13の錯覚によ
って見える作業対象物11の立捧虚儂20を構成し得る
1lkl偉合成装置21に接続されている3、この画像
合成装al121は。
その構造を表す113図に示すようになっておシ、作業
者13の目の間隔PDと郷しい間隔の接眼s22を具え
たミラーハウソング23内には、それぞれ作業者13の
1!察方同(図中矢印■方向)に対して逆向きに45度
ずつ傾斜した半透明@24,25が固定されている。更
に2台のテレビカメラ16 、16’にそれぞれ接続す
る2台の受像管(ブラウン管)26.27が各半透明鏡
24.2511を同〈ように相互に対同状態でミラーハ
ウノング23に取り付けられている。
者13の目の間隔PDと郷しい間隔の接眼s22を具え
たミラーハウソング23内には、それぞれ作業者13の
1!察方同(図中矢印■方向)に対して逆向きに45度
ずつ傾斜した半透明@24,25が固定されている。更
に2台のテレビカメラ16 、16’にそれぞれ接続す
る2台の受像管(ブラウン管)26.27が各半透明鏡
24.2511を同〈ように相互に対同状態でミラーハ
ウノング23に取り付けられている。
なお、接眼s22から左右の受像管26 、271での
光路長は等しく設定されていることが好ましい。更にこ
の一儂合成!装置21は、作業者13の−と一陣的に移
動できるように、接@部22を作業者13の目に同けて
ヘルメット19に一陣的に固定されている。また−像合
g装置ziom方(図中左方向)に見える立体虚像20
がより鮮明にI!祭できるように、−俸合成装置21の
周りを操作口〆ット14も入るようにトンネル状に蛇腹
部材2aで覆い、薄暗くし友空関内に立体虚像20が生
じるようにしである。
光路長は等しく設定されていることが好ましい。更にこ
の一儂合成!装置21は、作業者13の−と一陣的に移
動できるように、接@部22を作業者13の目に同けて
ヘルメット19に一陣的に固定されている。また−像合
g装置ziom方(図中左方向)に見える立体虚像20
がより鮮明にI!祭できるように、−俸合成装置21の
周りを操作口〆ット14も入るようにトンネル状に蛇腹
部材2aで覆い、薄暗くし友空関内に立体虚像20が生
じるようにしである。
その蛇腹部材2りの先端はt&装本体29に止められて
いる。尚、本実施例ではヘルメツ)19にuii像合成
装置21jk一体的に収シ付けたので、作業者13にと
って頭にかかるfi電が大きくなるおそれがあるが、移
動操作装v118にバランサー機構を設けて、モーメン
トの!IJシ合いをとるようにすれば良い。
いる。尚、本実施例ではヘルメツ)19にuii像合成
装置21jk一体的に収シ付けたので、作業者13にと
って頭にかかるfi電が大きくなるおそれがあるが、移
動操作装v118にバランサー機構を設けて、モーメン
トの!IJシ合いをとるようにすれば良い。
従って作業者13がヘルメツ)19t−かぶシ、操作ロ
ボット14t−装着してlI!l1v71合成装置21
を覗くと、操作ロボット14の前方にテレビカメラ16
、16’が写し撮った作業対象物11が立体的に合成
された立体虚@20として見え。
ボット14t−装着してlI!l1v71合成装置21
を覗くと、操作ロボット14の前方にテレビカメラ16
、16’が写し撮った作業対象物11が立体的に合成
された立体虚@20として見え。
その立体虚[20に対して操作ロボット14を操作する
と作業口ボッ)12が作業対象物11に対して実際の作
蝋をし、作業415はあたかも自分が操作ロボット14
によって作業対Ji!物11の立体虚謔20に対して作
業を行なっているような#XX金兄る。
と作業口ボッ)12が作業対象物11に対して実際の作
蝋をし、作業415はあたかも自分が操作ロボット14
によって作業対Ji!物11の立体虚謔20に対して作
業を行なっているような#XX金兄る。
本実施列では半透明thl11124.25′に用いる
ことで実際の操作口ボッ)14と作業対象物11の立体
虚像20とが同時K11l察できるようKしているが、
この半透@虜24.25の代シに無数の小孔を穿設し九
全反射迩ヤ屈折プリズムを使用しても同様な効果を期待
できる。?−の場合。
ことで実際の操作口ボッ)14と作業対象物11の立体
虚像20とが同時K11l察できるようKしているが、
この半透@虜24.25の代シに無数の小孔を穿設し九
全反射迩ヤ屈折プリズムを使用しても同様な効果を期待
できる。?−の場合。
操作ロボット140mmができなくなるが、テレビカメ
716 、16’によシ作業ロボット11の立体虚像を
**で龜るので、この作業−ボット11のIIk自によ
って作業状llAt−把迩することがクーである。なお
、撮像装置として使用し九テレビカメラ16 、16’
の代)にtjJ儂伝送伝送路てイメージファイバを使い
、光信号をそのままスクリーンに投影するようにしても
よい。
716 、16’によシ作業ロボット11の立体虚像を
**で龜るので、この作業−ボット11のIIk自によ
って作業状llAt−把迩することがクーである。なお
、撮像装置として使用し九テレビカメラ16 、16’
の代)にtjJ儂伝送伝送路てイメージファイバを使い
、光信号をそのままスクリーンに投影するようにしても
よい。
本実施例のように半透明鏡24.25等を用−いて作業
対象物11及び作業ロボット12の立体虚像20と実際
の操作ロボット14とが同時に重なって観察される場合
には、作業ロボット12の立体虚像と操作ロボット14
とが等しい大きさで綱察できるように、作業ロボット1
2とテレビカメラ1・、16′との間隔か或いは接眼部
22と受像管26,27との光路長tgmするが、テレ
ビカメラ16 、16’がズームレンズを具え丸もので
は、このズームレンズの操作によって簡単に行なう仁と
ができる。なお1本実施例では、受像管26.27に映
るililig&を半透明鏡24.25で1回だけ反射
して見ている丸め、そのiまでは立体虚像20が左右反
転像となることからテレビカメラ16 、16’にW!
統する受像管26.27の描′引方向を逆にすることで
作業対Jk物11の正立像f:4るようにしている。更
に、テレビカメラ16 、16’の撮影方向が作業:1
13の頭部の動きに追従して視線追従装置17により自
動的KiIII#される丸め、作業者13の姿勢が変化
しても作業管中断する必要が全くなく、連続作業による
能率向上を企図し得る。まえ、蛇腹部材24iは、画像
合成装置21の後方を暗くして立体虚@20のコントラ
ストをはつきシさせる為に用い九が、暗幕を覆いかぶせ
ても良い。
対象物11及び作業ロボット12の立体虚像20と実際
の操作ロボット14とが同時に重なって観察される場合
には、作業ロボット12の立体虚像と操作ロボット14
とが等しい大きさで綱察できるように、作業ロボット1
2とテレビカメラ1・、16′との間隔か或いは接眼部
22と受像管26,27との光路長tgmするが、テレ
ビカメラ16 、16’がズームレンズを具え丸もので
は、このズームレンズの操作によって簡単に行なう仁と
ができる。なお1本実施例では、受像管26.27に映
るililig&を半透明鏡24.25で1回だけ反射
して見ている丸め、そのiまでは立体虚像20が左右反
転像となることからテレビカメラ16 、16’にW!
統する受像管26.27の描′引方向を逆にすることで
作業対Jk物11の正立像f:4るようにしている。更
に、テレビカメラ16 、16’の撮影方向が作業:1
13の頭部の動きに追従して視線追従装置17により自
動的KiIII#される丸め、作業者13の姿勢が変化
しても作業管中断する必要が全くなく、連続作業による
能率向上を企図し得る。まえ、蛇腹部材24iは、画像
合成装置21の後方を暗くして立体虚@20のコントラ
ストをはつきシさせる為に用い九が、暗幕を覆いかぶせ
ても良い。
以上説明し丸ように本発明は、2台のテレビカメラから
得喪作業対象物の2つのlN1IIIを鏡を用いて立体
的に合成し良虚儂rC対して操作口〆ットを運転者が操
作することによシ作業口ゲットを倣い移動させるように
したので、倣いのための[111を作る必要がなく、操
縦性の容易さと相俟って汎用性に優れている。またテレ
ビカメラを作業者の頭の動きに追従して動けるようにし
たので、作業者が手または足でテレビカメラの移−を行
なう必要がなくなシ、更KIIIgII合成装置も作業
者cIIIと一律的な動きができるようにしたので、作
業者の動きが制約されず、作業姿勢が東にな)、作業の
容具性を−−助けていると共に連続作業による作業者の
疲労蓄積回避や能率同上に寄与する。
得喪作業対象物の2つのlN1IIIを鏡を用いて立体
的に合成し良虚儂rC対して操作口〆ットを運転者が操
作することによシ作業口ゲットを倣い移動させるように
したので、倣いのための[111を作る必要がなく、操
縦性の容易さと相俟って汎用性に優れている。またテレ
ビカメラを作業者の頭の動きに追従して動けるようにし
たので、作業者が手または足でテレビカメラの移−を行
なう必要がなくなシ、更KIIIgII合成装置も作業
者cIIIと一律的な動きができるようにしたので、作
業者の動きが制約されず、作業姿勢が東にな)、作業の
容具性を−−助けていると共に連続作業による作業者の
疲労蓄積回避や能率同上に寄与する。
@1図は従来のマスター−レープ形マニlレータの操作
原理を表す作業概念図、@2図は本発明によるマスター
スレーブ形マニグレータの一実施例の作業概念図、第3
図は幽儂合11!を装置の基本的構造を示す概略図であ
る。 図面中、 11は作業対象物、 12拡作東ロゲット、 13は作業者。 14は操作口ゲット、 15は追従装置、 16 、 l 6’祉テレビカメラ、 17は視縁追従装置、 18は移動操作@置、 20Fi立捧虚悸、 21はl&il健合成*置、 装4.25は半透明鏡である。 特許出願人 株式会社明 電 舎 代理人 弁理士 元 石 士 部(他1名) 第1図 第2図
原理を表す作業概念図、@2図は本発明によるマスター
スレーブ形マニグレータの一実施例の作業概念図、第3
図は幽儂合11!を装置の基本的構造を示す概略図であ
る。 図面中、 11は作業対象物、 12拡作東ロゲット、 13は作業者。 14は操作口ゲット、 15は追従装置、 16 、 l 6’祉テレビカメラ、 17は視縁追従装置、 18は移動操作@置、 20Fi立捧虚悸、 21はl&il健合成*置、 装4.25は半透明鏡である。 特許出願人 株式会社明 電 舎 代理人 弁理士 元 石 士 部(他1名) 第1図 第2図
Claims (1)
- 作業者によって操作される操作口Iットと、前記操作口
ゲットの動作に追従して作業対象物に対して作業をする
作業口ゲットと、一体的に移動し且つ#lk2作業者の
両目に対応して前記作業対象物をそれぞれ撮儂する1対
の撮侭装置と、前記作業者の頭部に固定され且つこの頭
部の動きを前記撮像装置に追従させる移動操作装置と、
前記作業者のII部に固定され且つ前記撮俸装置による
藺紀作業対象物の2つの1像を合成して立体虚書を作る
鏡を具えた一像合成装置とから成ルマスタースレープ形
マニプレータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1637282A JPS58137575A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | マスタ−スレ−ブ形マニプレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1637282A JPS58137575A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | マスタ−スレ−ブ形マニプレ−タ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58137575A true JPS58137575A (ja) | 1983-08-16 |
Family
ID=11914464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1637282A Pending JPS58137575A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | マスタ−スレ−ブ形マニプレ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58137575A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60152193A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 自動操作型立体テレビ装置 |
JPS61209889A (ja) * | 1985-03-11 | 1986-09-18 | 工業技術院長 | 視覚情報提示方法及び装置 |
JPH03212263A (ja) * | 1990-01-17 | 1991-09-17 | Nec Corp | 重心移動測定装置 |
JPH04279905A (ja) * | 1991-03-07 | 1992-10-06 | Fujita Corp | カメラ雲台操作システム |
JP2014188600A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Toshiba Corp | 遠隔視認装置および遠隔視認操作システム |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6153197A (ja) * | 1984-08-18 | 1986-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 結晶成長装置 |
-
1982
- 1982-02-05 JP JP1637282A patent/JPS58137575A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6153197A (ja) * | 1984-08-18 | 1986-03-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 結晶成長装置 |
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JPS60152193A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 自動操作型立体テレビ装置 |
JPH0439836B2 (ja) * | 1984-01-20 | 1992-06-30 | ||
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