JPS60150984A - Monitor device for manipulator - Google Patents
Monitor device for manipulatorInfo
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- JPS60150984A JPS60150984A JP722884A JP722884A JPS60150984A JP S60150984 A JPS60150984 A JP S60150984A JP 722884 A JP722884 A JP 722884A JP 722884 A JP722884 A JP 722884A JP S60150984 A JPS60150984 A JP S60150984A
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- Japan
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- manipulator
- camera
- infrared
- cameras
- tip
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はマニピュレータ用モニタ装置に関し、作i者が
マニピュレータの先端部を常に立体的に認識し得るよう
工夫したものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a monitor device for a manipulator, which has been devised by the author so that the tip of the manipulator can always be recognized three-dimensionally.
従来、対象物を立体的に認識させる装置は種種研究され
ているが、現在、遠隔操縦型マニピュレータのモニタ手
段などに実用可能なものは、いわゆる2眼式の立体テレ
ビジョンである。この立体テレビジョンの原理は、2台
のTVカメラが対象物をとらえるようにセットし、一方
を人間の右眼用、他方を左眼用とし、TVカメラの映像
を何らかの方法によって右眼用のTVカメラの映像は右
眼のみ、左眼用のTVカメラの映像は左眼のみに呈示す
ることによシ、人間に対象物を立体視させるものである
。これを具体化したものとして、たとえば、時分割法に
よる電子シャンク一方式がある。Conventionally, various devices for three-dimensionally recognizing objects have been researched, but what is currently available for practical use as a monitoring means for a remote control manipulator is a so-called two-lens three-dimensional television. The principle of 3D television is that two TV cameras are set to capture an object, one for the right eye and the other for the left eye, and the images from the TV cameras are used in some way to capture the right eye. The video of the TV camera is presented only to the right eye, and the video of the TV camera for the left eye is presented only to the left eye, thereby allowing humans to see objects stereoscopically. As a concrete example of this, there is, for example, a one-sided electronic shank system using a time division method.
更に詳言すると、この電子シャッタ一方式は、第1図に
示すように、左右に並べたTVカメラ1.20光軸を少
し内側に傾け、それぞれのTVカメラ1,2が常に対象
物を撮像面の中央にとらえるように配置しく立体視条件
)同期信号発生器5よシ同期信号を発生させる一方、ミ
キサ−4でTVカメラ1.2の映像信号を交互にCBr
4に送る。その債、同期検出装置6で前記同期信号を検
出し、立体メガネ8に送る。立体メガネ8は、同期信号
検出装置6の信号を受けて、交互にシャッターを切るこ
とにより CBr4に右眼用の映像がでているときは右
眼のみに、左眼用の映像がでているときは左眼のみに夫
々の映像が入るようにして人間に対象物を立体視させる
。More specifically, as shown in Fig. 1, this one-type electronic shutter system has TV cameras 1 and 2 arranged on the left and right with their optical axes slightly tilted inward, so that each TV camera 1 and 2 constantly capture images of the object. (stereoscopic viewing conditions) While the synchronizing signal generator 5 generates a synchronizing signal, the mixer 4 alternately converts the video signals of the TV cameras 1 and 2 into CBr.
Send to 4. The synchronization detection device 6 detects the synchronization signal and sends it to the stereoscopic glasses 8. The stereoscopic glasses 8 receive the signal from the synchronization signal detection device 6 and alternately release the shutters so that when an image for the right eye is displayed on the CBr 4, an image for the left eye is displayed only for the right eye. At times, each image enters only the left eye, allowing humans to see objects in 3D.
かかる電子シャッタ一方式の立体テレビジョンにおいて
は、2台のTVカメラ1.2が常に対象物3を撮像面の
中央をとらえるように配置するのに人間が2台のTVカ
メラ1.2の方向、ズーム、ピントを調整しなければな
らない。したがって遠隔操縦型マニピュレータのモニタ
手段としてそのまま2眼式の立体テレビジョンを適用す
ることは不可能である。In such a stereoscopic television with one type of electronic shutter, the two TV cameras 1.2 are arranged so that the object 3 is always captured at the center of the imaging plane, but a person has to change the direction of the two TV cameras 1.2. , zoom, and focus must be adjusted. Therefore, it is impossible to directly apply a two-lens stereoscopic television as a monitoring means for a remote control manipulator.
一方、マニピュレータの操作者にとって、対象物を立体
的に見ることは、奥行感も得られ、マニピュレータの操
作による作業性の向上と、よシ精密な操作が期待できる
。烙らに、従来から実施されている対象物をいろいろな
角度からTVカメラでとらえ、複数のモニタテレビに映
像を写し出す方式では、マニピュレータの操作者は、必
要に応じてモニタテレビを見比べなければならないが、
立体テレビジョンを適用することができれば対象物をと
らえるモニタテレビと、対象物を含む広い空間での対象
物の状態を表示するモニタテレビとの2台があれば十分
であるので、そのような必要はない。つまりこの場合に
は作業能率の向」二も期待できる。On the other hand, for the manipulator operator, viewing the object three-dimensionally provides a sense of depth, and can be expected to improve workability and more precise operation when operating the manipulator. In particular, with the conventional method of capturing an object from various angles with a TV camera and projecting the images onto multiple TV monitors, the manipulator operator has to compare the images on the TV monitors as necessary. but,
If 3D television could be applied, it would be sufficient to have two monitor TVs: one to capture the object, and another to display the state of the object in a wide space that includes the object, so such a need would be eliminated. There isn't. In other words, in this case, an improvement in work efficiency can be expected.
以上のような理由で遠隔操縦型マニピュレータのモニタ
手段として2眠式の立体テレビジョンを適用できるよう
にすることは、大きなメリットがある。For the above-mentioned reasons, it is a great advantage to be able to use a two-sleep stereoscopic television as a monitoring means for a remote control manipulator.
本発明は、上記従来技術に鑑み、立体テレビジョンを用
いて作業者がマニピュレータの先端部を常に立体的に認
識し得るようにしたマニピュレータ用モニタ’ANを提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned prior art, an object of the present invention is to provide a manipulator monitor 'AN that allows an operator to always recognize the tip of a manipulator three-dimensionally using a three-dimensional television.
遠隔操縦形マニピュレータのモニタ手段として2眼式の
立体テレビジョンを適用するだめのポイントは、いかに
して、常にマニピュレータの先端の対象物への作用部を
2台のTVカメラで前述した立体視の条件を満足するよ
うにとらえるかである。そこで、マニピュレータの先端
部に赤外線ランプをと9つける一方、2台のTVカメラ
の各々に赤外線受光部をとシつけ、このことによって2
台のTVカメラに、マニピュレータの先端部の存在する
方向の情報を与え、上記ランプの像がTVカメラの夫々
の視野の中火に位置するように自動的にその方向に向け
、さらにそのときの2台のTVカメラの方向と、カメラ
間距離によシ三角法によって、各々のTVカメラとマニ
ピュレータ間の距離をめ、その距P1.情報によって各
々のTVカメラのピントを自動的に決定するようにした
ことをその技術思想の基礎とするものである。The key point in applying a twin-lens 3D television as a means of monitoring a remote-controlled manipulator is how to always monitor the area at the tip of the manipulator that acts on the object using two TV cameras for the stereoscopic vision described above. It is up to you to see it as satisfying the conditions. Therefore, an infrared lamp was attached to the tip of the manipulator, and an infrared receiver was attached to each of the two TV cameras.
Information on the direction in which the tip of the manipulator exists is given to the TV camera on the stand, and the image of the lamp is automatically directed in that direction so that it is located in the middle of the field of view of each TV camera. Based on the directions of the two TV cameras and the distance between the cameras, use trigonometry to find the distance between each TV camera and the manipulator, and calculate the distance P1. The basis of the technical idea is that the focus of each TV camera is automatically determined based on information.
以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below based on the drawings.
なお、第1図と同一部分には同一@梠を付し重複する説
明は省略する。Note that the same parts as those in FIG. 1 are marked with the same @, and redundant explanations will be omitted.
第2図は、本発明の実施例を示す構成図である。同図に
示すように、マニピュレータの操作部11の先端には赤
外線ランプ(約1.3μmの波長をもつ近赤外光)10
がとりつけである。FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention. As shown in the figure, an infrared lamp (near-infrared light with a wavelength of about 1.3 μm) 10 is provided at the tip of the operating section 11 of the manipulator.
is an obsession.
1.2はTVカメラで、これらには、13μm近傍の波
長の光だけを透過するフィルタのついた赤外線受光部1
2がとりつけられている。作業者は、立体メガネ8をか
けることにより、CBr4の映像を立体的に知覚するこ
とができる。13は、マニピュレータ操作盤で、作業者
はCBr4を見ながらこれを操作することによシマニビ
ュレータ操作部を動かす。1.2 is a TV camera, which has an infrared receiver 1 equipped with a filter that transmits only light with a wavelength around 13 μm.
2 is attached. By wearing the stereoscopic glasses 8, the worker can perceive the CBr4 image three-dimensionally. Reference numeral 13 denotes a manipulator operation panel, which the operator operates while looking at CBr4 to move the manipulator operation section.
第3図(a) 、 (b)はTVカメラ1,2の回動範
囲を示す説明図である。第3図(a)に示すようにXY
平面(水平面Xおいては180.YZ乎面(垂直面)に
おいては±90の範囲を回動可能となっている。FIGS. 3(a) and 3(b) are explanatory diagrams showing the rotation range of the TV cameras 1 and 2. FIG. As shown in Figure 3(a),
It can be rotated within a range of 180 degrees in the horizontal plane (X) and ±90 degrees in the YZ plane (vertical plane).
かかる実施例において、作業者は、マニビュレーク操作
盤13を操作してマニピュレータ操作部11賃動かすこ
とによシ作梁をする。この時、マニピュレータ操作部1
1の先端部2常に2台の′r■カメラ1,2がとらえ、
2眼式の立体テレビジョン用の映像信号をCRT7に供
給することにより、マニピュレータ操作用のモニタ手段
とする。通常、作業中、マニピュレータの先端部は動い
ているが、これを常に2台のTV右カメラ、2でとらえ
る。更に詳1゛すると、マニピュレータの先端部にとり
つけた赤外線ランプlOは、マニピュレータの電源がO
Nになっているかあるいはマニピュレータが駆動してい
るとき点EJ’L、2台のTV右カメラ、2には、赤外
線受光部12がとりつけられているので、赤外線の入射
方向を探知し、TV右カメラ、2を赤外線の放射方向に
自動的に向ける。赤外線受光部12が赤外線の入射方向
を探知する方式は、/ことえは第4図(a)に示すよう
な場合が考えられる。第4図(a)はレンズ部1a、2
aの上方に直方形状の赤外線受光部12をとりつけたも
ので、その詳細は第4図(b)に示すように4分割した
シリコン・PIN・フォト・ダイオードをアレー状に並
べてセンサー12bを形成し、その前部にレンズ12a
を配し、赤外線140入射方向によってセンサー12b
上で像を結ぶ位置が異なるようにして赤外線14の入射
方向を検知するものである。また第4図(C)も、レン
ズ部1a。In this embodiment, the worker operates the manipulator operation panel 13 to move the manipulator operation section 11 to make the beam. At this time, manipulator operation section 1
The tip of 1 is always captured by two cameras 1 and 2,
By supplying a video signal for a two-lens three-dimensional television to the CRT 7, the CRT 7 is used as a monitor means for manipulator operation. Normally, the tip of the manipulator moves during work, but this is always captured by the two TV right cameras, 2. In more detail, the infrared lamp lO attached to the tip of the manipulator is
When the position is N or the manipulator is operating, the infrared receiver 12 is attached to the two TV right cameras 2 at point EJ'L. Camera 2 is automatically directed in the direction of infrared radiation. A possible method for the infrared receiving section 12 to detect the direction of incidence of infrared rays is as shown in FIG. 4(a). FIG. 4(a) shows lens parts 1a and 2.
A rectangular infrared receiving section 12 is attached above a, and its details are as shown in FIG. , a lens 12a is attached to the front of the lens 12a.
, and depending on the direction of incidence of the infrared rays 140,
The incident direction of the infrared rays 14 is detected by focusing the images at different positions. FIG. 4(C) also shows the lens portion 1a.
2aの上方に赤外線受光部12をとりつけだものである
が、その詳細は第4図(d)のように数分割した(図で
は8分割)シリコン・PIN・フォト・ダイオードを円
状に配置してセンサー12bを形成し、その中心部に円
柱状物体12 a f:とりつける。この機構は赤外線
14が赤外線受光部12に対して正面から入射する場合
は、各センサーが、同レベルの電圧値を示すが、一般に
任意の入射角に対しては、中心部の円柱状物体12aに
より影が生じて、全てのセンサー12bが同レベルの電
圧値を示すことはない。各センサー12bによる電圧値
の違いをフィードバックして、赤外線14の入射方向を
T(i気的に計算するようになっている。このようにし
て赤外線14の入射方向を決定し、TV右カメラ、2を
その方向に自動的に向ける。さらに2台のTV右カメラ
、2間の距離は、固定されているため、その距離情報と
2台のTV右カメラ、2に設置されている赤外線受光部
12よシ判明した赤外線140入射方向よシ、それぞれ
のTV右カメラ、2と赤外線ランプ10間の距離が計算
でき、それ+aiTVカメラ1.2のピント調節を自動
的に行なうことができる。The infrared receiver 12 is attached above 2a, and its details are as shown in Figure 4(d), in which silicon, PIN, and photo diodes are divided into several parts (8 parts in the figure) and arranged in a circle. A sensor 12b is formed, and a cylindrical object 12a is attached to the center of the sensor 12b. In this mechanism, when the infrared rays 14 are incident on the infrared receiving section 12 from the front, each sensor shows the same level of voltage value, but in general, for any incident angle, the cylindrical object 12a at the center Due to this, all the sensors 12b do not show the same level of voltage value. By feeding back the difference in voltage value from each sensor 12b, the incident direction of the infrared ray 14 is calculated based on T (i).In this way, the incident direction of the infrared ray 14 is determined, and the TV right camera, 2 automatically points in that direction.Furthermore, since the distance between the two TV right cameras and 2 is fixed, the distance information and the infrared receiver installed on the two TV right cameras and 2 Based on the direction of incidence of the infrared rays 140 that has been determined from 12, the distance between each TV right camera 2 and the infrared lamp 10 can be calculated, and the focus of that plus the AI TV camera 1.2 can be automatically adjusted.
以上実施例とともに具体的に説明したように本発明によ
れば動的なマニピュレータの先端部を常に2台のTV右
カメラ追従でき、CRTにその映像信号を供給できる。As specifically explained above in conjunction with the embodiments, according to the present invention, the tip of the dynamic manipulator can always be followed by the two TV right cameras, and the video signal can be supplied to the CRT.
これよシ作業者は常に対象物を立体的に見ながらマニピ
ュレータを操作することができる。即ち、作業者は、常
にマニピュレータの先端部を立体的に認識することがで
きるので、マニピュレータの操作の作業性向上と操作の
精確烙の向上を実現することができる。This allows the operator to operate the manipulator while always viewing the object three-dimensionally. That is, since the operator can always recognize the tip of the manipulator three-dimensionally, it is possible to improve the workability and precision of the operation of the manipulator.
また、複数のマニピュレータがある場合、各々の先端部
に赤外線ランプをとりつけ、動作しているマニピュレー
タのみその先端部の赤外線ランプが点灯するようにすれ
ば、複数のマニピュレータを一人の作業者が取9扱う場
合も本発明を適用Jることかできる。Additionally, if there are multiple manipulators, one worker can easily handle multiple manipulators by attaching an infrared lamp to the tip of each manipulator so that the infrared lamp at the tip lights up only on the manipulator that is operating. The present invention can also be applied when dealing with
第1図は従来技術に係る立体テレビジョンを示すブロッ
ク図、第2図は本発明の実施例を示す構成図、第3図(
a) 、 (b)はTV右カメラ回動範囲を示す説明図
、第4図(a) 、 (C)はTV右カメラ対する赤外
線受光部の取付態様を示す説明図、第4図(b) 、
(d)は赤外線受光部を抽出拡大して示す拡大図である
。
図 面 中
1.2はTV右カメラ
3は対象物、
7はCRT。
10は赤外線ランプ、
1工はマニピュレータ操作部、
12は赤外線受光部、
工4は赤外線でおる。
特許 出願人 三菱重工業株式会社
復代理人 弁理士 光石士部(他1名)第2図
第3図
(a)
尋
■
ζ
(b)
十
;
へ
1a、Za
(b)
2
(d)FIG. 1 is a block diagram showing a stereoscopic television according to the prior art, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
a) and (b) are explanatory diagrams showing the rotation range of the TV right camera, Figures 4(a) and (C) are explanatory diagrams showing how the infrared receiver is attached to the TV right camera, and Figure 4(b) ,
(d) is an enlarged view showing an extracted and enlarged infrared receiving section. In the drawing, 1.2 shows the TV right camera 3 is the object, and 7 shows the CRT. 10 is an infrared lamp, 1 is a manipulator operation part, 12 is an infrared receiver, and 4 is an infrared light. Patent Applicant: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Sub-Agent Patent Attorney: Shibe Mitsuishi (and 1 other person) Figure 2 Figure 3 (a) 1a, Za (b) 2 (d)
Claims (1)
ランプと、赤外線受光部が夫々固着された2台のTVカ
メラと、赤外線ランプから放射した赤外線を赤外線受光
部で検知することによ92台のTVカメラにマニピュレ
ータの先端部の存在する方向の情報を与え、赤外線ラン
プの像が2台のそれぞれのTVカメラの視野の中火に位
置するように自動的にその方向に向け、その方向とカメ
ラ間距離によp三角法によって各々の′rvTVカメラ
マニピュレータの先端部の距離をめ、TVカメラのピン
トを自動調整する2眼式の立体テレビジョンとを有する
ことを特徴とするマニピュレータ用モニタ装置。By using an infrared lamp placed at the tip of a remote-controlled manipulator, two TV cameras each with an infrared receiver fixed to it, and an infrared receiver detecting the infrared rays emitted from the infrared lamp, 92 units were installed. The TV camera is given information on the direction in which the tip of the manipulator is located, and the infrared lamp image is automatically oriented in that direction so that it is located in the middle of the field of view of each of the two TV cameras, and the direction and the camera are 1. A manipulator monitor device comprising: a two-lens three-dimensional television that automatically adjusts the focus of the TV camera by determining the distance between the tips of each 'rvTV camera manipulator by p-trigonometry according to the distance between them.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP722884A JPS60150984A (en) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | Monitor device for manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP722884A JPS60150984A (en) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | Monitor device for manipulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60150984A true JPS60150984A (en) | 1985-08-08 |
Family
ID=11660133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP722884A Pending JPS60150984A (en) | 1984-01-20 | 1984-01-20 | Monitor device for manipulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60150984A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02232183A (en) * | 1989-03-03 | 1990-09-14 | Daifuku Co Ltd | Operation control equipment for work vehicle |
JP2007209598A (en) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Kose Corp | Package for display |
-
1984
- 1984-01-20 JP JP722884A patent/JPS60150984A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02232183A (en) * | 1989-03-03 | 1990-09-14 | Daifuku Co Ltd | Operation control equipment for work vehicle |
JP2007209598A (en) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Kose Corp | Package for display |
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