JPS63124107A - 作業環境モデル作成装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はコンビエータグラフィックスを利用し、ロボッ
トのオフラインティーチング作業や保守点検用ロボット
の運転システムに用いる作業環境モデルを作成する作業
環境モデル作成装置に関する。

（従来の技術） オフラインティーチング作業はロボットとその作業環境
の幾何形状モデルをソリッドモデルで計算機内に構築し
ておき、　ＣＲＴディスプレイに表示のソリッドモデル
の動きを見ながらロボット制御コマンドを作成する方式
である。

ζこで幾何形状篭デルは、角往、円柱１球等の基本立体
のソリッドモデルを組み合せて、実物と相似の形状寸法
で作られ、実際の作業環境と同じ幾何学的位置に設置さ
れる。

この作業は、一般に部品図面、建　図面から部品の寸法
、設置場所を読みとる為に、複雑なそデルを作成するこ
とは非常な労力を要する。

また、保守−点検用ロボットの運転においても。

移動ロボットや点検ルート回シの建　をソリッドモデル
で作成し、それをＣＲＴディスプレイに表示し、ロボッ
トの経路決定に利用するようにしておシ、やはり、オフ
ラインティーチング作業と同様モデルの生成は大変な作
業である。

そこで、最近作業環境モデルの生成法として、実環境を
映しているＴＶモニタをみながら、レーザー光を対象物
上の特徴点く当て、その点をＴＶモニタ、レーザ光の方
向から三角測量により、その三次元位置を求める事によ
り、対象物の寸法、位置を求めて幾何形状モデルを生成
する方式が考案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしこの方式では部品の位置計測をするために、レー
ザー光を特徴点に当てる作業や、レーザ光の方向検出器
を具備しなければならないなどシステム構成が複雑で、
かつモデルの生成に時間がかかるなどの遊点がある。

不発明は上記の従来装置の欠点を改良し１作業環境モデ
ルを容易に作成できる作業環境モデル作成装置を提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の作業環境モデル作成装置は、部品の形状及び環
境を映し出すステレオカメラとこのカメラの映像を処理
する画像処理装置と、この画像を読みとシ、ソリッドモ
デルを生成する計算機と、画像処理後の部品を表示する
ＣＲＴディスプレイ、表示された部品の任意の位置を抽
出するタブレット又はマウスで構成される。その他、必
要に応じてレーザー装置を具備する。

（作　用） 本発明は、ステレオカメラから得られた２枚の画像をグ
ラフィックディスプレイに表示し１両画面上の対応する
点をタブレットで指示することによシ、カメラからの距
離を計算してモデルの形状、寸法を得ることにより、ノ
リッドモデルを生成することである。

（実施例） 以下本発明の実施例について詳細に説明する。

本発明の作業環境モデル作成装置は、第１図に示すよう
に部品１の形状及び環境を映し出すステレオカメラ２と
このカメラの映像を処理する画像処理装置３と、この画
像を読みとり、ソリッドモデルを生成する計算機４と、
画像処理後の部品を表示するＣＲＴディスプレイ、表示
された部品の任意の位置を抽出するタブレット又はマウ
ス６で構成される。その他、必要に応じてレーザー装置
７を具備する。

以下に実際の操作例を示す。

まず、ステレオカメラを対象部品に向け、左右のカメラ
から得られた画像をそれぞれ画像処理装置（例えば商品
化されているＴＯ８ＰＩＸ等）で処理して、計算機に入
力し、Ｘディスプレイに両画像を並べて第２図のように
表示する。

この２枚の画像から対象物上の同一点をタブレットで抽
出すれば、第３図に示す三角測量の原理により、カメラ
から対象物までの距離が求まる。

ここで対象物上の同一点は部品のエツジ、傷、あるいは
部品の表面の反射部分等の特徴部分である。

次に部品のソリッドモデルの生成について説明する。一
般に複雑な部品も細かい点を除いて直方体２円柱、球等
の基本立体（グリミティブ）の集合で成り立っている。

ここでｔｉ、第４図に示すような直方体のエツジの一部
に丸みのあるモデル生成を例にとシ説明する。

まず、上記の方式によシ１部品のＡ面の特徴点Ｔにおけ
る位置を少なくとも３ケ所計測すればＡ面を含む平面の
方程式が求まる。

次にＣＲＴディスプレイに表示の画面の一方を利用し、
Ａ面の頂点Ｐ１ｅＰ２１Ｐ３の二次元座標をタブレット
で抽出し、上記平面上の三次元座標を求めれば、直方体
の辺の長さａ、ｂが求まる。同様にして、８面を用いて
辺長Ｃを求める。あとは市販のソリッドモデ匁ングプロ
グラムに、上記の方法で求めた辺長＆　＊　ｔ）　ａ　
ｅを適用すれば直方体が生成できる。

次に、直方体の一部のエツジの丸みについてはソリッド
モデルの局所変形操作プログラム（ローカルオペレージ
曹ン）で直方体のエツジの一部を修正して実物の丸め部
分に合せる。

手法は、直方体のソリッドモデルと部品の画像をディス
プレイに重ねて表示し、平面と丸め部分の境界位置Ｐ　
４　＊Ｐ　５及びその中間点Ｐ６の二次元座標をタブレ
ットで抽出し、直方体のソリッドモデルからそれらの点
の三次元座標を求める。あとはＰ４＊Ｐ５を固定にして
２６部分を丸めるローカルオペレージ１ンプログラムを
適用すれば容易に図示の直方体の生成が可能である。

このように生成された部品をＣＲＴディスプレイ両画面
に部品の画像と重ねて表示すれば、部品とモデルの一致
性を確認することができる。あるいは漏光メガネ等を用
いて１部品を立体的に表示すればなお一層１両者の一致
性を確認することができる。

本例で、カメラから部品の面迄の距離計測において面上
の特徴点を見い出す事が困難な場合には、レーザ光のよ
うな光線を面の任意の位置に当てればよい。ここで従来
の方法と異なる点は、本方式は単にレーザ光を面に当て
るだけで良いのに対し、従来例ではレーザー光の発射角
を計測しなければならないという事である。この点に関
しても本方式は単純なシステム構成で部品生成が可能で
ある。

〔発明の効果〕

本発明は以上の説明で明らかなように１作業環境モデル
を容易に作成できる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は部品の
異示例を示す概略図、第３図は三角σ１の原理図、第４
図は本発明を説明する為の概略図である。 ｌ・・・部品 ２・・・ステレオカメラ ３・・・画像処理装置 ４・・・計算機 ５・・・ディスプレイ ６・・・タブレット ７・・・レーザ装置 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　竹　花　喜久男 第１図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 部品を画面上でステレオ的にみる為のステレオカメラと
   、その画像信号を処理して画面に部品を表示する手段と
   、画面に表示された部品の任意の場所を指示し、ステレ
   オカメラからその場所までの距離を計測する手段と、こ
   れら計測された点から計算機内にソリッドモデルを生成
   する手段とを具備してなることを特徴とする作業環境モ
   デル作成装置。