JPS60194303A - 視覚センサ処理装置における物体の姿勢判定装置 - Google Patents
視覚センサ処理装置における物体の姿勢判定装置Info
- Publication number
- JPS60194303A JPS60194303A JP4948184A JP4948184A JPS60194303A JP S60194303 A JPS60194303 A JP S60194303A JP 4948184 A JP4948184 A JP 4948184A JP 4948184 A JP4948184 A JP 4948184A JP S60194303 A JPS60194303 A JP S60194303A
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- JP
- Japan
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- memory
- attitude
- industrial robot
- robot
- visual sensor
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
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】
発明の技術分野
本発明は、撮像信号を処理して視野内の物体の姿勢を検
出しその情報をロボットに通知する視覚センサ処理装置
における物体の姿勢判定方式に関するものである。
出しその情報をロボットに通知する視覚センサ処理装置
における物体の姿勢判定方式に関するものである。
従来技術と問題点
搬送器等で搬送され所定位置に停止したワーク等の物体
を産業ロボットにより把持させる場合、物体の停止する
基準となる位置を予め産業ロボットに教示しておき、物
体の停止信号等の情報により、その教示された位置にハ
ンドを移動させて物体を把持するようにロボットを制御
するだけでは、物体の停止位置、停止姿勢が基準位置、
基準姿勢からずれている場合には正確な把持が困難とな
る。
を産業ロボットにより把持させる場合、物体の停止する
基準となる位置を予め産業ロボットに教示しておき、物
体の停止信号等の情報により、その教示された位置にハ
ンドを移動させて物体を把持するようにロボットを制御
するだけでは、物体の停止位置、停止姿勢が基準位置、
基準姿勢からずれている場合には正確な把持が困難とな
る。
そこで、視覚センサで物体を撮像し、実際の物体の位置
、停止姿勢と基準位置、基準姿勢とのずれ量を視覚セン
サ処理装置でめ、このずれ量を補正量として産業ロボッ
トに通知することが行なわれている。
、停止姿勢と基準位置、基準姿勢とのずれ量を視覚セン
サ処理装置でめ、このずれ量を補正量として産業ロボッ
トに通知することが行なわれている。
例えば、第１図の実線１で示す視覚センサの視野内にお
けるあ′る位置に物体２が停止した場合、視覚センサは
撮像信号の２値化信号を処理して物体２の重心Ｐを算出
し、この重心Ｐの視覚センサ座標系ｘ、ｙにおける座標
値Ｘ＋、）’＋と予め指定された物体の基準位置におけ
る重心ＰＯの座標値Ｘ。、ｙｏとの差ΔＸ、Δｙを ΔＸ＝ｘｌ ＸＩ） Δ）’＝）’＋ ３’０ −（１） なる式でめ、また、物体２の姿勢に関する情報を得る為
に姿勢方向例えば慣性主軸（物体２の平面図形の重心Ｐ
を通る軸のうち慣性モーメントが最も小さい軸をいう）
３の方向とセンサ座標系Ｘ。
けるあ′る位置に物体２が停止した場合、視覚センサは
撮像信号の２値化信号を処理して物体２の重心Ｐを算出
し、この重心Ｐの視覚センサ座標系ｘ、ｙにおける座標
値Ｘ＋、）’＋と予め指定された物体の基準位置におけ
る重心ＰＯの座標値Ｘ。、ｙｏとの差ΔＸ、Δｙを ΔＸ＝ｘｌ ＸＩ） Δ）’＝）’＋ ３’０ −（１） なる式でめ、また、物体２の姿勢に関する情報を得る為
に姿勢方向例えば慣性主軸（物体２の平面図形の重心Ｐ
を通る軸のうち慣性モーメントが最も小さい軸をいう）
３の方向とセンサ座標系Ｘ。
ｙの例えばＸ軸の正方向（予め設定された基準方向）と
の角（姿勢角という）θ１をめ、この姿勢角０重と予め
指定された物体の基準姿勢角θ０との差Δθを Δθ＝θ、−〇。 −（２） なる式でめ、このΔＸ、Δｙ、Δθを補正信号として産
業ロボットに通知するものである。
の角（姿勢角という）θ１をめ、この姿勢角０重と予め
指定された物体の基準姿勢角θ０との差Δθを Δθ＝θ、−〇。 −（２） なる式でめ、このΔＸ、Δｙ、Δθを補正信号として産
業ロボットに通知するものである。
ところで、慣性主軸は、対称性を有する形状には複数存
在する。即ち、長方形は２．正三角形は３、正方形は４
の如くである。視覚センサは、２値化画像を処理してと
にかく一つの慣性主軸をめるものであり、従って、対称
性を有する物体では照明ムラやちょっとした撮影状況の
変化等により請求められる慣性主軸が異なる場合が生じ
る。
在する。即ち、長方形は２．正三角形は３、正方形は４
の如くである。視覚センサは、２値化画像を処理してと
にかく一つの慣性主軸をめるものであり、従って、対称
性を有する物体では照明ムラやちょっとした撮影状況の
変化等により請求められる慣性主軸が異なる場合が生じ
る。
例えば、正方形の場合、第２図に示すように慣性主軸は
４ａ＋ ４ｂ、 ４ｃ＋ ４ｄと９０度毎に４本現れる
ので、あるときは前記姿勢角θ１としてαがめられ、あ
るときは９０°＋α、１８０’＋α、２７０°＋αがめ
られることになる。従って、ロボットに通知される補正
信号も場合により異なるものとなる。
４ａ＋ ４ｂ、 ４ｃ＋ ４ｄと９０度毎に４本現れる
ので、あるときは前記姿勢角θ１としてαがめられ、あ
るときは９０°＋α、１８０’＋α、２７０°＋αがめ
られることになる。従って、ロボットに通知される補正
信号も場合により異なるものとなる。
ロボットは通知された補正信号により手首軸の回転を補
正するので補正角が大きいとそれだけ無駄な動きを強い
ることとなり能率が′低下する。また、手首軸の回転角
に制限のあるロボットでは例えば２７０°＋αのような
ときは動作範囲外ということでロボットが動作できない
可能性があった。
正するので補正角が大きいとそれだけ無駄な動きを強い
ることとなり能率が′低下する。また、手首軸の回転角
に制限のあるロボットでは例えば２７０°＋αのような
ときは動作範囲外ということでロボットが動作できない
可能性があった。
発明の目的
本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、
その目的は、対称性を有する物体に対するロボットの動
作の無駄を省き能率を向上させると共にロボットの動作
範囲外になるような事態を極力避けるようにすることに
ある。
その目的は、対称性を有する物体に対するロボットの動
作の無駄を省き能率を向上させると共にロボットの動作
範囲外になるような事態を極力避けるようにすることに
ある。
発明の実施例
第３図は本発明の実施例の要部ブロック図であり、ＣＯ
Ｄ等のイメージセンサを内蔵した撮像装置１０と、この
撮像信号を２値化する２値化回路１１の出力を記憶する
フレームメモリ１２と、図示しない産業ロボットの制御
部（一般には数値制御装置）と情報のやりとりを行なう
為のインタフェイス回路１３と、各種のキーを有するキ
ーボード１４と、メモリ１５と、２値画像を表示する為
のＣＲＴ １６とがバス１７を介してマイクロコンピュ
ータ１８に接続されている。キーボード１５を操作する
ことにより、マイクロコンピュータ１８を教示モード、
実行モードに設定でき又各種のデータをメモリ１５に入
力することができる。
Ｄ等のイメージセンサを内蔵した撮像装置１０と、この
撮像信号を２値化する２値化回路１１の出力を記憶する
フレームメモリ１２と、図示しない産業ロボットの制御
部（一般には数値制御装置）と情報のやりとりを行なう
為のインタフェイス回路１３と、各種のキーを有するキ
ーボード１４と、メモリ１５と、２値画像を表示する為
のＣＲＴ １６とがバス１７を介してマイクロコンピュ
ータ１８に接続されている。キーボード１５を操作する
ことにより、マイクロコンピュータ１８を教示モード、
実行モードに設定でき又各種のデータをメモリ１５に入
力することができる。
教示モードにおいては、先ず撮像装置１０の視野内に教
示させる物体を置き、その物体の物体者たとえば八を入
力する。この物体者は第４図に示すようにメモリ１５の
或領域に記憶される。続いて、その物体の対称性コード
をキーボード１４より入力する。この対称性コードは第
４図に示すようにメモリ１５に物体者Ａに対応して記憶
される。次いでキーボード１４より教示処理の開始を指
令すると、マイクロコンピュータ１８は第５図に示すよ
うな処理を実行する。即ち、フレームメモリ１２に記憶
された物体Ａの２値画像の取り込み処理（Ｓｌ）、これ
を公知の方法で処理することにより物体Ａの画像（平面
図形）の重心、慣性主軸、基準姿勢角。
示させる物体を置き、その物体の物体者たとえば八を入
力する。この物体者は第４図に示すようにメモリ１５の
或領域に記憶される。続いて、その物体の対称性コード
をキーボード１４より入力する。この対称性コードは第
４図に示すようにメモリ１５に物体者Ａに対応して記憶
される。次いでキーボード１４より教示処理の開始を指
令すると、マイクロコンピュータ１８は第５図に示すよ
うな処理を実行する。即ち、フレームメモリ１２に記憶
された物体Ａの２値画像の取り込み処理（Ｓｌ）、これ
を公知の方法で処理することにより物体Ａの画像（平面
図形）の重心、慣性主軸、基準姿勢角。
面積１周長、穴の有無および個数１図心から輪郭までの
距離の最大値および最小値１図形の複雑度等の特徴値を
抽出する処理（Ｓ２）を予め規定された回数だけ実行し
くＳ３）、その後各特徴値を規格化しくＳ４）、これを
メモリ１５に第４図に示すように物体者Ａに対応し一ζ
記憶する（Ｓ５）。
距離の最大値および最小値１図形の複雑度等の特徴値を
抽出する処理（Ｓ２）を予め規定された回数だけ実行し
くＳ３）、その後各特徴値を規格化しくＳ４）、これを
メモリ１５に第４図に示すように物体者Ａに対応し一ζ
記憶する（Ｓ５）。
同様に、別の物体についても上述のような動作を行なわ
せ、メモリ１５に物体名Ｂ−Ｎ等とこれに対応する特徴
値、対称性ボードを記憶させる。
せ、メモリ１５に物体名Ｂ−Ｎ等とこれに対応する特徴
値、対称性ボードを記憶させる。
さて、以上のような教示が終了すると、キーボード１４
を操作して当該視覚センサ処理装置を実行モードに切換
える。
を操作して当該視覚センサ処理装置を実行モードに切換
える。
実行モードにおいては、ロボット側よりインタフェイス
回路１３を介して画像処理指令が入力される毎に例えば
第６図に示すような処理を実行する。
回路１３を介して画像処理指令が入力される毎に例えば
第６図に示すような処理を実行する。
先ず、画像処理指令が入力されると、フレームメモリ稔
に書込まれたその時の撮像装置１０の２値化画像を取り
込み（ＳＩＯ＞、次にその内容を処理して特徴値を抽出
しく３１１）、得た特徴値とメモリＩ５に記憶された特
徴値とを比較することにより物体の識別を行なう（３１
２）。次に、物体の位置（重心）および姿勢角を算出す
る（３１３）。次に上記で識別した物体者に対応してメ
モリ市に記憶されている対称性コードによりステップ３
１３で算出した姿勢角を修正する（３１４）。これは、
第７図に示すように先ず識別した物体者に対応する対称
性コード（ｎとする）をメモ１月５から読出しく５２０
）、ステップＳ１３で算出した姿勢角θが０≦θ＜３６
０”を満足するか否かを判別しく５２１）、満足してい
ればこのθを修正姿勢角θ゛としてインタフェイス回路
１３を介して他の情報と共にロボット制御部へ送出する
（Ｓ２２）。また、満足していなければ、θから３６０
／ｎを引いた値を新たなθとしく５２３）、ステップＳ
２１へ復帰し同様の判別を実施する。そして、ステップ
Ｓ２１の条件が満足されたときのθの値を修正姿勢角θ
′とするものである。例えば平面図が正方形の物体の姿
勢角が当初９０°＋β（但し、０≦β〈９０）としてめ
られたとすると、正方形の対称性コードは４であるから
第１回目のステップＳ２］の判別結果はノーとなり、β
が新たなθとし第２回目の判別が行なわれ、ここでステ
ップ３２１の条件が満足されてβが修正姿勢角θ” と
して出力されることになる。このようにして修正姿勢角
θ′がまると、前記（１）、（，２）の演算を行なって
補正信号をめ、これをロボットに通知する（Ｓ１５）。
に書込まれたその時の撮像装置１０の２値化画像を取り
込み（ＳＩＯ＞、次にその内容を処理して特徴値を抽出
しく３１１）、得た特徴値とメモリＩ５に記憶された特
徴値とを比較することにより物体の識別を行なう（３１
２）。次に、物体の位置（重心）および姿勢角を算出す
る（３１３）。次に上記で識別した物体者に対応してメ
モリ市に記憶されている対称性コードによりステップ３
１３で算出した姿勢角を修正する（３１４）。これは、
第７図に示すように先ず識別した物体者に対応する対称
性コード（ｎとする）をメモ１月５から読出しく５２０
）、ステップＳ１３で算出した姿勢角θが０≦θ＜３６
０”を満足するか否かを判別しく５２１）、満足してい
ればこのθを修正姿勢角θ゛としてインタフェイス回路
１３を介して他の情報と共にロボット制御部へ送出する
（Ｓ２２）。また、満足していなければ、θから３６０
／ｎを引いた値を新たなθとしく５２３）、ステップＳ
２１へ復帰し同様の判別を実施する。そして、ステップ
Ｓ２１の条件が満足されたときのθの値を修正姿勢角θ
′とするものである。例えば平面図が正方形の物体の姿
勢角が当初９０°＋β（但し、０≦β〈９０）としてめ
られたとすると、正方形の対称性コードは４であるから
第１回目のステップＳ２］の判別結果はノーとなり、β
が新たなθとし第２回目の判別が行なわれ、ここでステ
ップ３２１の条件が満足されてβが修正姿勢角θ” と
して出力されることになる。このようにして修正姿勢角
θ′がまると、前記（１）、（，２）の演算を行なって
補正信号をめ、これをロボットに通知する（Ｓ１５）。
なお、本発明は以上の実施例に限定されることなくその
他各種付加変更可能であり、例えば次のように構成する
こともできる。
他各種付加変更可能であり、例えば次のように構成する
こともできる。
■ステップ３１３の判別条件を基準姿勢角の定義の仕方
に応じて、Ｏ２０＜−３６０”／ｎ等にする。
に応じて、Ｏ２０＜−３６０”／ｎ等にする。
■姿勢方向として、慣性主軸以外の軸例えば物体の重心
を通る軸のうち物体の長平方向と一致する軸の方向とし
、この方向と視覚センナ座標系の例えばＸ軸の正方向（
予め定められた基準方向）との角度を姿勢角として使用
する。この場合はこれに合致した対称性の数を入力して
おくことは勿論のことである。
を通る軸のうち物体の長平方向と一致する軸の方向とし
、この方向と視覚センナ座標系の例えばＸ軸の正方向（
予め定められた基準方向）との角度を姿勢角として使用
する。この場合はこれに合致した対称性の数を入力して
おくことは勿論のことである。
■基準姿勢角と実際にめた修正姿勢角との差をロボット
に通知するのではなく、実際にめた修正姿勢角そのもの
をロボットに通知する。
に通知するのではなく、実際にめた修正姿勢角そのもの
をロボットに通知する。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば、撮像信号を処理し
て視野内の物体の特徴値と姿勢方向をめ、該特徴値とメ
モリに予め記憶された特徴値とを比較することにより物
体者の識別を行ない、且つ前記姿勢方向と予め設定され
た基準方向との為す姿勢角を産業用ロボットに通知する
よう構成された視覚センサ処理装置における物体の姿勢
判定方式において、前記メモリに物体者と対応させて該
物体の姿勢方向に関する対称性コードを記憶させておき
、該対称性コードを用いて実際にめた姿勢角がその対称
性コードで定まる所定角度内に収まるように補正して産
業ロボットに通知するようにしたものであり、対称性を
有する物体に対してもできるだけ小さい姿勢角をロボッ
トに通知することができるから、産業ロボットに無駄な
動きを強いることがなくなり能率が向上すると共に、手
首軸の回転角に制限のあるロボットでは動作範囲外にな
るような事態を極力防止することができる。また、画像
処理において対称物体が例えば正方形に近いものである
と識別して姿勢角を修正する方式によれば、識別処理分
だけ余計な演算が増えることになるが、本発明によれば
予め対称性コードを記憶させているのでそのような問題
は生じない。
て視野内の物体の特徴値と姿勢方向をめ、該特徴値とメ
モリに予め記憶された特徴値とを比較することにより物
体者の識別を行ない、且つ前記姿勢方向と予め設定され
た基準方向との為す姿勢角を産業用ロボットに通知する
よう構成された視覚センサ処理装置における物体の姿勢
判定方式において、前記メモリに物体者と対応させて該
物体の姿勢方向に関する対称性コードを記憶させておき
、該対称性コードを用いて実際にめた姿勢角がその対称
性コードで定まる所定角度内に収まるように補正して産
業ロボットに通知するようにしたものであり、対称性を
有する物体に対してもできるだけ小さい姿勢角をロボッ
トに通知することができるから、産業ロボットに無駄な
動きを強いることがなくなり能率が向上すると共に、手
首軸の回転角に制限のあるロボットでは動作範囲外にな
るような事態を極力防止することができる。また、画像
処理において対称物体が例えば正方形に近いものである
と識別して姿勢角を修正する方式によれば、識別処理分
だけ余計な演算が増えることになるが、本発明によれば
予め対称性コードを記憶させているのでそのような問題
は生じない。
第１図は視覚センサの動作説明図、第２図は対称性を有
する物体を取り扱う場合の問題点を説明する図、第３図
は本発明の実施例のブロック図、第４図はメ”モ１月５
に記憶される内容の説明図、第５図〜第７図はマイクロ
コンピュータ１８の処理の一例を示すフローチャートで
ある。 ■は視覚センサの視野、２は物体、３．４ａ〜４ｄは慣
性主軸、１０は撮像装置、１１は２値化回路、１２はフ
レームメモリ、Ｉ３はインタフェイス回路、１５はメモ
リ、１８はマイクロコンピュータである。 特許出願人ファナック株式会社 代理人弁理士玉蟲久五部外２名 第１図 第２図
する物体を取り扱う場合の問題点を説明する図、第３図
は本発明の実施例のブロック図、第４図はメ”モ１月５
に記憶される内容の説明図、第５図〜第７図はマイクロ
コンピュータ１８の処理の一例を示すフローチャートで
ある。 ■は視覚センサの視野、２は物体、３．４ａ〜４ｄは慣
性主軸、１０は撮像装置、１１は２値化回路、１２はフ
レームメモリ、Ｉ３はインタフェイス回路、１５はメモ
リ、１８はマイクロコンピュータである。 特許出願人ファナック株式会社 代理人弁理士玉蟲久五部外２名 第１図 第２図
Claims (1)
- 撮像信号を処理して視野内の物体の特徴値と姿勢方向を
め、該特徴値とメモリに予め記憶された特徴値とを比較
することにより物体名の識別を行ない、且つ前記姿勢方
向と予め設定された基準方向との為す姿勢角を産業用ロ
ボットに通知するよう構成された視覚センサ処理装置に
おける物体の姿勢判定方式において、前記メモリに物体
名と対応させて該物体の姿勢方向に関する対称性コード
を記憶させておき、該対称性コードを用いて実際にめた
姿勢角がその対称性コードで定まる所定角度内に収まる
ように補正して産業ロボットに通知するようにしたこと
を特徴とする視覚センサ処理装置における物体の姿勢判
定方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4948184A JPS60194303A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 視覚センサ処理装置における物体の姿勢判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4948184A JPS60194303A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 視覚センサ処理装置における物体の姿勢判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60194303A true JPS60194303A (ja) | 1985-10-02 |
| JPH0411352B2 JPH0411352B2 (ja) | 1992-02-28 |
Family
ID=12832347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4948184A Granted JPS60194303A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 視覚センサ処理装置における物体の姿勢判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60194303A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62102984A (ja) * | 1985-10-29 | 1987-05-13 | 日産自動車株式会社 | ロボットの手首部位置決め方法 |
| JPS62156701A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-11 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | ロボットシステムによる組立部品の座標キャリブレーション方法 |
| JPS63115205A (ja) * | 1986-11-01 | 1988-05-19 | Fanuc Ltd | ロボツト制御装置 |
| JP2007101229A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Konica Minolta Sensing Inc | ３次元測定方法およびシステム並びにマニピュレータの制御方法および装置 |
| JP2010008074A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Yazaki Corp | 指針指示角度算出装置、指針指示角度評価システム、及び、指針指示角度算出プログラム |
| JP2013154448A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Seiko Epson Corp | ロボット装置およびロボット制御方法 |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP4948184A patent/JPS60194303A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62102984A (ja) * | 1985-10-29 | 1987-05-13 | 日産自動車株式会社 | ロボットの手首部位置決め方法 |
| JPS62156701A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-11 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | ロボットシステムによる組立部品の座標キャリブレーション方法 |
| JPS63115205A (ja) * | 1986-11-01 | 1988-05-19 | Fanuc Ltd | ロボツト制御装置 |
| JP2007101229A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Konica Minolta Sensing Inc | ３次元測定方法およびシステム並びにマニピュレータの制御方法および装置 |
| JP2010008074A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Yazaki Corp | 指針指示角度算出装置、指針指示角度評価システム、及び、指針指示角度算出プログラム |
| JP2013154448A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Seiko Epson Corp | ロボット装置およびロボット制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0411352B2 (ja) | 1992-02-28 |
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