JPS60217094A - 多自由度可動ミラ−ハンド付視覚装置 - Google Patents
多自由度可動ミラ−ハンド付視覚装置Info
- Publication number
- JPS60217094A JPS60217094A JP7276384A JP7276384A JPS60217094A JP S60217094 A JPS60217094 A JP S60217094A JP 7276384 A JP7276384 A JP 7276384A JP 7276384 A JP7276384 A JP 7276384A JP S60217094 A JPS60217094 A JP S60217094A
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、産業用ロボット等の視覚装置に係り、特に在
来の方法では不可視な領域の作業対象を画像として採取
し視覚情報ベースを得るのに好適な多自由度可動ミラー
ハンド付視覚装置に関する。
来の方法では不可視な領域の作業対象を画像として採取
し視覚情報ベースを得るのに好適な多自由度可動ミラー
ハンド付視覚装置に関する。
従来の産業用ロボット等に適用される視覚装置は、照明
条件等の制約から固定カメラを適用することが多かった
。また、最近のテレビ方式の撮像カメラや等価な検出器
は、半導体センサーの開発によって小型化、高感度化さ
れ、共に使用される産業用ロボットの手先（エンドイツ
エフター）に保持し、使用することができるようになっ
た。第１図は、公知例のこのような使用方式による視覚
装置の設置方法を示す図である。公知例に示す従来方式
では、固定カメラ方式に比較すると、対象物に関する情
報を、より限定した画像として採取することができるよ
うになった。しかし、従来の可動カメラ方式では、限界
がある。すなおち、カメラまたは等価な検出器１ａまた
は１ｂは、産業用ロボット３の手先２に設置されている
ので、この手先の自由度と大きさによって制約を受ける
。
条件等の制約から固定カメラを適用することが多かった
。また、最近のテレビ方式の撮像カメラや等価な検出器
は、半導体センサーの開発によって小型化、高感度化さ
れ、共に使用される産業用ロボットの手先（エンドイツ
エフター）に保持し、使用することができるようになっ
た。第１図は、公知例のこのような使用方式による視覚
装置の設置方法を示す図である。公知例に示す従来方式
では、固定カメラ方式に比較すると、対象物に関する情
報を、より限定した画像として採取することができるよ
うになった。しかし、従来の可動カメラ方式では、限界
がある。すなおち、カメラまたは等価な検出器１ａまた
は１ｂは、産業用ロボット３の手先２に設置されている
ので、この手先の自由度と大きさによって制約を受ける
。
産業用ロボット３では、作業に応じて設置の中心位置、
手先やカメラまたは等価な検出器の設置された位置から
不可視な部分をも見越して作業を行なうことがあり、か
つ行なわねばならないことがある。たとえば、コンピュ
ータのきよう体内で狭少な空隙から専用治具たとえば長
柄のネジ締め工具を利用して、最奥部の固定ネジを締結
したり、溶接用ロボットが手前に配置されている突起物
を越えた個所に、溶接用トーチ（治具の一種）を介して
溶接作業を行なう例がある。二九らの作業対象に対して
は、専用のカメラまたは等価の検出器を、目的個所から
の画像を採取できるように適用できるが、専用設置のた
めの高い対価を要し、かつ同種の目的へ拡張利用するた
めのフレキシビリティが殆んどないという欠点があった
。
手先やカメラまたは等価な検出器の設置された位置から
不可視な部分をも見越して作業を行なうことがあり、か
つ行なわねばならないことがある。たとえば、コンピュ
ータのきよう体内で狭少な空隙から専用治具たとえば長
柄のネジ締め工具を利用して、最奥部の固定ネジを締結
したり、溶接用ロボットが手前に配置されている突起物
を越えた個所に、溶接用トーチ（治具の一種）を介して
溶接作業を行なう例がある。二九らの作業対象に対して
は、専用のカメラまたは等価の検出器を、目的個所から
の画像を採取できるように適用できるが、専用設置のた
めの高い対価を要し、かつ同種の目的へ拡張利用するた
めのフレキシビリティが殆んどないという欠点があった
。
本発明の目的は、産業用ロボットの作業環境認識のため
に、従来の視覚検出器の配置によっては対象の画像を検
出し得ない対象部位についての画像情報を、反射像とし
て検出し、認識しうるような可視範囲を拡大した視覚装
置を提供することにある。
に、従来の視覚検出器の配置によっては対象の画像を検
出し得ない対象部位についての画像情報を、反射像とし
て検出し、認識しうるような可視範囲を拡大した視覚装
置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明では、適用した視覚装
置の検出器である工業用テレビカメラは、全固体化され
小型化され、産業用ロボットの手先等に保持して検出す
べき対象の可視範囲を拡大することができるようにし、
さらに不可到達部の画像検出を可能とするために、検出
器の光軸上へ自由に移動し、対象部の画像を反射しうる
ように転向できるようにした反射鏡を利用することによ
り廉価に目的を達成したことを特徴とする。
置の検出器である工業用テレビカメラは、全固体化され
小型化され、産業用ロボットの手先等に保持して検出す
べき対象の可視範囲を拡大することができるようにし、
さらに不可到達部の画像検出を可能とするために、検出
器の光軸上へ自由に移動し、対象部の画像を反射しうる
ように転向できるようにした反射鏡を利用することによ
り廉価に目的を達成したことを特徴とする。
第２図に本発明の一実施例による多自由度ミラーハンド
付視覚装置の機能構成を示す。カメラまたは等価な検出
器１は、産業用ロボット３の手先２に保持され、限定さ
れた範囲で可動に指向しうる。−例として、作業対象４
ｂに対して識別のための画像情報を検出することを考え
る。カメラまたは等価な検出器１の可視面にある作業対
象４ｂの部分は容易に検出しうるが、可視面に隠される
側の部分は、何らかの別手段によって検出する必要があ
る。カメラまたは等価な検出器ｌに、多自由度可動ミラ
ーハンド５を設置する。作業対象４ｂのカメラまたは等
価な検出器１の不可視両番二対して、その画像を可視な
るように反射できるように、直進関節５ｂ、振り関節５
ｃと捩り関節５ｄを適切に動作させることは、産業用ロ
ボット３と類似あるいは全く同一の追値制御装置によっ
て達成できる。このようにして検出された画像情報は、
アナログ画像信号５ｅとしてカメラまたは等価な検出器
５より送出され、画像認識処理装置６へ入力される。画
像認識処理装置６では、図示する５区分の処理ステップ
によって、画像信号から認識情報への変換処理が実施さ
れるが、個別にはいくつかの処理方式があるが、公知の
ものである。手順に従い処理の内容を例示すると次のよ
うになる。検出部６ａでは、以降の数値処理のために平
面的に分布するアナログ画像信号を量子化し数値リスト
に変換する。このとき、カメラまたは等価な検出器の光
学系による既知情報に起因する画像の劣化を改善、修正
することも合わせて実施される６次のセグメント化部６
ｂでは、平面上に分布する画像構成点の輝度、明度に着
目した分布ひん度分析によって、しきい値を決定し、画
像の内部に含まれる基本情報である物体のエツジを抽出
する。さらに記述部６Ｃでは、画像要素であるエツジの
連続、不連続判断により、形状あてはめによって面情報
を得て、簡単な幾何学処理による特徴パラメータの数値
を生成する。以下の認識部６ｄでは、これらの特徴パラ
メータを含む識別関数として定義され、識別可能となる
。最終段階の翻訳部６ｅでは、これらの基本情報を手掛
りに、画像を意味のある情景へと構成する。この最終段
階では、正しい意味付けをするために、高度な知識工学
の適用が試みられている試験レベルにある。
付視覚装置の機能構成を示す。カメラまたは等価な検出
器１は、産業用ロボット３の手先２に保持され、限定さ
れた範囲で可動に指向しうる。−例として、作業対象４
ｂに対して識別のための画像情報を検出することを考え
る。カメラまたは等価な検出器１の可視面にある作業対
象４ｂの部分は容易に検出しうるが、可視面に隠される
側の部分は、何らかの別手段によって検出する必要があ
る。カメラまたは等価な検出器ｌに、多自由度可動ミラ
ーハンド５を設置する。作業対象４ｂのカメラまたは等
価な検出器１の不可視両番二対して、その画像を可視な
るように反射できるように、直進関節５ｂ、振り関節５
ｃと捩り関節５ｄを適切に動作させることは、産業用ロ
ボット３と類似あるいは全く同一の追値制御装置によっ
て達成できる。このようにして検出された画像情報は、
アナログ画像信号５ｅとしてカメラまたは等価な検出器
５より送出され、画像認識処理装置６へ入力される。画
像認識処理装置６では、図示する５区分の処理ステップ
によって、画像信号から認識情報への変換処理が実施さ
れるが、個別にはいくつかの処理方式があるが、公知の
ものである。手順に従い処理の内容を例示すると次のよ
うになる。検出部６ａでは、以降の数値処理のために平
面的に分布するアナログ画像信号を量子化し数値リスト
に変換する。このとき、カメラまたは等価な検出器の光
学系による既知情報に起因する画像の劣化を改善、修正
することも合わせて実施される６次のセグメント化部６
ｂでは、平面上に分布する画像構成点の輝度、明度に着
目した分布ひん度分析によって、しきい値を決定し、画
像の内部に含まれる基本情報である物体のエツジを抽出
する。さらに記述部６Ｃでは、画像要素であるエツジの
連続、不連続判断により、形状あてはめによって面情報
を得て、簡単な幾何学処理による特徴パラメータの数値
を生成する。以下の認識部６ｄでは、これらの特徴パラ
メータを含む識別関数として定義され、識別可能となる
。最終段階の翻訳部６ｅでは、これらの基本情報を手掛
りに、画像を意味のある情景へと構成する。この最終段
階では、正しい意味付けをするために、高度な知識工学
の適用が試みられている試験レベルにある。
この結果として得られた認識情報７によって、産業用ロ
ボット３の動作実行の規範情報が得られる。
ボット３の動作実行の規範情報が得られる。
たとえば、認識情報と作業命令では産業用ロボットが自
律的に動作を生成することは、容易に実現できないので
、命令を作り出す教示へ利用すること考える。この場合
にあっても、基本的な作業対象や環境に関連する形状デ
ータは与えられており、情景内での相対位置関係や方向
関係を正しく入力するために利用できる。
律的に動作を生成することは、容易に実現できないので
、命令を作り出す教示へ利用すること考える。この場合
にあっても、基本的な作業対象や環境に関連する形状デ
ータは与えられており、情景内での相対位置関係や方向
関係を正しく入力するために利用できる。
第３図には、第２図のうち、本発明に該当する部分の配
置関係を詳細に示したものである。カメラまたは等価な
検出器１の光軸上に多自由度ミラーハンド５の関節５ｂ
、５ｃ、５ｄによって、ミラー５ａが設定されたとする
。ミラー５ａと光軸の交点とカメラまたは等価な検出器
１のレンズ１ａの距離をＬ、ミラー５ａを含む画角をα
、ミラーと光軸と直交する軸とのなす角をβ、作業対象
４ｂのうちミラー５ａによって可視となる面１０ｂの任
意点とミラーとの直線比１１１Ｊｉｓｉに対して、カメ
ラまたは等価の検出器で得られる画像は、ミラー５ａの
反射面に対し距離Ｓｉと等しい鏡像距離Ｓｉ’で鏡面対
象な面画像１０ｂとして得られる。ミラー５ａの外形状
や、距離Ｌ、角度βは、多自由度ミラーハンドの設計寸
法な関節設定値と共に補助情報として容易に得られる。
置関係を詳細に示したものである。カメラまたは等価な
検出器１の光軸上に多自由度ミラーハンド５の関節５ｂ
、５ｃ、５ｄによって、ミラー５ａが設定されたとする
。ミラー５ａと光軸の交点とカメラまたは等価な検出器
１のレンズ１ａの距離をＬ、ミラー５ａを含む画角をα
、ミラーと光軸と直交する軸とのなす角をβ、作業対象
４ｂのうちミラー５ａによって可視となる面１０ｂの任
意点とミラーとの直線比１１１Ｊｉｓｉに対して、カメ
ラまたは等価の検出器で得られる画像は、ミラー５ａの
反射面に対し距離Ｓｉと等しい鏡像距離Ｓｉ’で鏡面対
象な面画像１０ｂとして得られる。ミラー５ａの外形状
や、距離Ｌ、角度βは、多自由度ミラーハンドの設計寸
法な関節設定値と共に補助情報として容易に得られる。
また第２図で説明した画像認識処理装置６のうち、記述
部６Ｃでは、画像中の不連続性から背景情報から鏡像の
みを容易に抽出しうる。本発明で目的とする認識すべき
画像は、鏡像のみであり、以降の認識処理も限定され処
理が容易に達成できる可能性がある。
部６Ｃでは、画像中の不連続性から背景情報から鏡像の
みを容易に抽出しうる。本発明で目的とする認識すべき
画像は、鏡像のみであり、以降の認識処理も限定され処
理が容易に達成できる可能性がある。
本発明によれば次のような効果が得られる。
１、従来の視覚装置の配置では不可視であった領域の画
像情報を鏡像として検出しうるので、視覚装置の可視範
囲を拡大することができる。
像情報を鏡像として検出しうるので、視覚装置の可視範
囲を拡大することができる。
２、本発明による多自由度ミラーハンド付視覚装置では
、共用される産業用ロボットの関節駆動方式と同一の多
自由度ハンドによって、ミラーの位置姿勢を設定するの
で、ロボットと同一の追値制御装置の使用が可能であり
、新機能の実現の代償が著しく少ない効果がある。
、共用される産業用ロボットの関節駆動方式と同一の多
自由度ハンドによって、ミラーの位置姿勢を設定するの
で、ロボットと同一の追値制御装置の使用が可能であり
、新機能の実現の代償が著しく少ない効果がある。
３、本発明によれば、カメラまたは等価な検出器を、別
途設けることなく等価な画像情報を検出することができ
るので、新機能実現を低価格で達成できる。
途設けることなく等価な画像情報を検出することができ
るので、新機能実現を低価格で達成できる。
第１図は従来技術による可動設置視覚装置の動作説明図
、第２図は本発明の一実施例の機能ブロック構成図、第
３図は上記実施例における主要部の詳細構成図である。 １・・・カメラまたは等価な検出器、２・・・ロボット
の手先（またはエンドインフエクタ）、３・・・ロボッ
ト本体、４ａ・・・作業対象、４ｂ・・・作業対象、５
・・・多自由度可動ミラーハンド。 ｙＪ １ 区 第 ２ 図 第１頁の続き ■発明者 佐々木 良− 川崎市麻生区王禅寺１０９幡地 株式会社日立製作所シ
ステム開発研究所内
、第２図は本発明の一実施例の機能ブロック構成図、第
３図は上記実施例における主要部の詳細構成図である。 １・・・カメラまたは等価な検出器、２・・・ロボット
の手先（またはエンドインフエクタ）、３・・・ロボッ
ト本体、４ａ・・・作業対象、４ｂ・・・作業対象、５
・・・多自由度可動ミラーハンド。 ｙＪ １ 区 第 ２ 図 第１頁の続き ■発明者 佐々木 良− 川崎市麻生区王禅寺１０９幡地 株式会社日立製作所シ
ステム開発研究所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、画像検出器、これによって得られた画像の数値化演
算装置とその数値化情報から特徴抽出し形状の識別を行
なう識別演算装置とから成る視覚装置において、上記検
出器の前方に、任意の空間自由度を持ってミラーを可動
に保持しうる作動ハンドを設置したことを特徴とする多
自由度可動ミラーハンド付視覚装置。 ２、上記検出器に、可変焦点レンズを設置したことを特
徴とする第１項の多自由度可動ミラーハンド付視覚装置
。 ３、上記検出器は動作機構の手先に保持し、動作機構に
応動するように設置することを特徴とする第１項の多自
由度可動ミラーハンド付視覚装置。 ４、上記検出器と同位置に、反射鏡へ志向しうる光源を
設置したことを特徴とする第１項の多自由度可動ミラー
ハンド付視宜装置。 ５、上記ミラー面に鉛直方向に志向しうる光源を、ミラ
一部位に設置したことを特徴とする第１項の多自由度可
動ミラーハンド付視覚装置。 ６、上記数値化演算装置は、ミラーの位置と空間角度を
検出し、画像中より対象とする画像区分以外を排除し、
残された画像にたいし数値化演算をおこなうことを特徴
とする第１項の多自由度可動ミラーハンド付視覚装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7276384A JPS60217094A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 多自由度可動ミラ−ハンド付視覚装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7276384A JPS60217094A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 多自由度可動ミラ−ハンド付視覚装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60217094A true JPS60217094A (ja) | 1985-10-30 |
Family
ID=13498726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7276384A Pending JPS60217094A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | 多自由度可動ミラ−ハンド付視覚装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60217094A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1531029A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-05-18 | Fanuc Ltd | Cable distribution and support equipment for sensor in robot system |
| JP2014188617A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Seiko Epson Corp | ロボット制御システム、ロボット、ロボット制御方法及びプログラム |
| JP2016190309A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 川田工業株式会社 | ロボット用撮像方向変更装置 |
-
1984
- 1984-04-13 JP JP7276384A patent/JPS60217094A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1531029A1 (en) * | 2003-11-17 | 2005-05-18 | Fanuc Ltd | Cable distribution and support equipment for sensor in robot system |
| JP2014188617A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Seiko Epson Corp | ロボット制御システム、ロボット、ロボット制御方法及びプログラム |
| JP2016190309A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 川田工業株式会社 | ロボット用撮像方向変更装置 |
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