KR102400965B1 - Robot system and calibration method of the same - Google Patents

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Abstract

로봇 시스템이 개시된다. 로봇 시스템은, 로봇 팔 및 로봇 팔을 구동하는 구동 장치를 포함하는 로봇, 로봇 팔의 일 영역에 부착된 제1 마커 및 로봇과 이격 배치되는 제2 마커, 로봇과 이격된 위치에 배치되고 제1 마커 및 제2 마커의 위치를 센싱하는 센서부 및 구동 장치를 구동하는 프로세서를 포함하며, 프로세서는, 제2 마커를 기준으로 제1 마커의 이동에 따른 제1 마커의 변위를 측정하고, 프로세서는, 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때 제1 마커의 변위와 로봇 팔의 기설정된 변위를 기초로 제1 마커와 로봇 팔 끝단 사이의 거리를 보정한다.A robotic system is disclosed. The robot system includes a robot including a robot arm and a driving device for driving the robot arm, a first marker attached to an area of the robot arm, a second marker spaced apart from the robot, and a first marker spaced apart from the robot. A sensor unit for sensing positions of the marker and the second marker, and a processor for driving a driving device, wherein the processor measures the displacement of the first marker according to the movement of the first marker with respect to the second marker, the processor comprising: , corrects the distance between the first marker and the end of the robot arm based on the displacement of the first marker and the preset displacement of the robot arm when the robot arm moves to the preset displacement.

Description

로봇 시스템 및 그 보정 방법{ROBOT SYSTEM AND CALIBRATION METHOD OF THE SAME}ROBOT SYSTEM AND CALIBRATION METHOD OF THE SAME

본 개시는 로봇 시스템 및 그 보정 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 로봇에 이격된 센서부와 마커를 포함하는 로봇 시스템 및 그 보정 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a robot system and a correction method thereof, and more particularly, to a robot system including a sensor unit and a marker spaced apart from the robot, and a correction method thereof.

로봇이란 특정 동작 또는 특정 작업을 수행하는 장치로서, 산업화 이후 다양한 산업 분야에서 활용되고 있다. 특히, 기술 발전에 따라 로봇의 정밀한 동작이 가능해지며, 인간의 업무를 대체하여 정밀 공정 또는 단순 반복 공정을 주로 대체하고 있으며, 이러한 목적의 로봇을 산업용 로봇으로 분류하였다.A robot is a device that performs a specific operation or a specific task, and has been utilized in various industrial fields since industrialization. In particular, as technology advances, precise operation of robots becomes possible, and precision processes or simple repetitive processes are mainly replaced by replacing human tasks, and robots for this purpose are classified as industrial robots.

산업용 로봇은 산업 현장에 배치되었을 때 작업을 수행하는 로봇 팔과 작업대 및 작업 대상의 위치를 설정하여 반복 동작을 수행할 수 있었다. 그러나, 단순 반복이 아닌 작업 상황 또는 작업 대상에 대응하여 자유 영역 상에서 다양한 동작을 수행하기 위하여, 로봇을 제어하는 프로세서는 로봇 팔의 위치와 작업 대상의 위치를 정확하게 파악하여야 했다. When an industrial robot was deployed in an industrial site, it was able to perform repetitive motions by setting the position of the robot arm, the workbench, and the work target to perform the work. However, in order to perform various motions on the free area in response to a work situation or a work target rather than simple repetition, the processor controlling the robot had to accurately grasp the position of the robot arm and the position of the work target.

이를 실현하기 위하여, 로봇은 로봇 팔의 구동을 위하여 로봇이 배치된 자유 영역에 대응되는 영역을 인식하여 로봇 팔과 작업 대상의 위치를 일치시켜 정밀하고 다양한 동작을 수행할 수 있었다. In order to realize this, the robot was able to perform precise and various motions by recognizing an area corresponding to the free area in which the robot is disposed for driving the robot arm and matching the position of the robot arm and the work target.

그러나, 종래에는 이러한 위치 인식 시에 로봇 팔은 영역 내에서 로봇과 작업 대상의 위치를 일치시키는 교시(teaching) 절차가 요구되었으며, 이는 사용자가 로봇 팔을 움직여 위치를 교시점을 설정하거나, 또는 별도의 설정 장치를 이용하여 주변 환경을 사용자가 입력해야만 하는 어려움이 있었다. 또한, 이러한 교시에 있어서는 오차가 발생할 수 있었기에, 교시 과정 없이 로봇 팔의 위치 또는 작업 대상의 위치를 보정하는 기술이 요구되었다.However, in the prior art, when recognizing such a position, a teaching procedure was required to match the position of the robot and the work target within the robot arm area, and this required the user to set the teaching point by moving the robot arm, or to set the position separately. There was a difficulty in that the user had to input the surrounding environment using the setting device of In addition, since errors may occur in this teaching, a technique for correcting the position of the robot arm or the position of the work target without a teaching process was required.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 개시는 로봇 팔의 위치를 보정하는 로봇 시스템 및 그 보정 방법을 제공하는 데 있다.In order to solve the above-mentioned problems, the present disclosure is to provide a robot system for correcting the position of the robot arm and a method for correcting the same.

본 개시의 로봇 시스템은, 로봇 팔 및 상기 로봇 팔을 구동하는 구동 장치를 포함하는 로봇, 상기 로봇 팔의 일 영역에 부착된 제1 마커 및 상기 로봇과 이격 배치되는 제2 마커, 상기 로봇과 이격된 위치에 배치되고 상기 제1 마커 및 상기 제2 마커의 위치를 센싱하는 센서부 및 상기 구동 장치를 구동하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 제2 마커를 기준으로 상기 제1 마커의 이동에 따른 상기 제1 마커의 변위를 측정하고, 상기 프로세서는, 상기 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때 상기 제1 마커의 변위와 상기 로봇 팔의 기설정된 변위를 기초로 상기 제1 마커와 상기 로봇 팔 끝단 사이의 거리를 보정한다.The robot system of the present disclosure includes a robot including a robot arm and a driving device for driving the robot arm, a first marker attached to an area of the robot arm, and a second marker spaced apart from the robot, and spaced apart from the robot a sensor unit disposed at a predetermined position and sensing the positions of the first marker and the second marker, and a processor for driving the driving device, wherein the processor moves the first marker with respect to the second marker Measuring the displacement of the first marker according to, the processor, when the robot arm moves to a preset displacement, based on the displacement of the first marker and the preset displacement of the robot arm, the first marker and the robot Correct the distance between the ends of the arms.

이 경우, 상기 제1 마커는, 외주면에 기설정된 패턴이 인쇄된 링 형상 마커이고, 상기 프로세서는, 상기 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때 상기 센서부에서 센싱되는 상기 제1 마커의 패턴 형상의 변화를 기초로 상기 제1 마커의 변위를 측정할 수 있다.In this case, the first marker is a ring-shaped marker with a predetermined pattern printed on the outer circumferential surface, and the processor is the pattern shape of the first marker sensed by the sensor unit when the robot arm moves with a predetermined displacement. Based on the change, the displacement of the first marker may be measured.

이 경우, 상기 제1 마커의 기설정된 패턴은, 링 형상의 외주면의 중심부로 전개되는 기준 패턴, 상기 기준 패턴의 일측에 전개되는 참고 패턴 및 상기 기준 패턴의 일측의 반대되는 타측에 전개되는 식별 패턴을 포함할 수 있다.In this case, the predetermined pattern of the first marker includes a reference pattern developed toward the center of the ring-shaped outer peripheral surface, a reference pattern developed on one side of the reference pattern, and an identification pattern developed on the other side opposite to one side of the reference pattern. may include

이 경우, 상기 제1 마커의 기설정된 패턴은, 상기 센서부가 식별 가능한 복수의 점(Dot)이 De Bruijn Sequence(DBS)에 의하여 배열되는 패턴일 수 있다.In this case, the preset pattern of the first marker may be a pattern in which a plurality of dots identifiable by the sensor unit are arranged by a De Bruijn Sequence (DBS).

한편, 상기 제1 마커는 빛을 방출하는 발광 마커이고, 상기 센서부는 상기 발광 마커가 방출하는 빛을 감지하는 근적외선 센서를 포함할 수 있다.Meanwhile, the first marker may be a light emitting marker emitting light, and the sensor unit may include a near-infrared sensor sensing the light emitted by the light emitting marker.

이 경우, 상기 센서부는 상기 로봇의 작업대를 센싱하는 RGB-D 센서를 포함하고 상기 프로세서는 상기 RGB-D 센서의 감지 값을 기초로 상기 로봇, 상기 상기 로봇의 작업 대상 및 상기 로봇 인근에 배치된 물체를 인식할 수 있다.In this case, the sensor unit includes an RGB-D sensor for sensing the workbench of the robot, and the processor is disposed near the robot, the work target of the robot, and the robot based on the detected value of the RGB-D sensor. objects can be recognized.

한편, 상기 제2 마커는 상기 로봇의 베이스와 기설정된 간격으로 이격되어 상기 로봇의 작업대 상에 부착되고, 상기 프로세서는, 상기 제2 마커로부터 상기 로봇의 베이스까지의 기설정된 간격과 상기 로봇의 베이스로부터 상기 로봇 팔 끝단까지의 거리를 기초로, 상기 제1 마커와 상기 로봇 팔 끝단 사이의 거리를 보정할 수 있다.On the other hand, the second marker is spaced apart from the base of the robot by a predetermined interval and attached to the worktable of the robot, and the processor, the predetermined interval from the second marker to the base of the robot and the base of the robot Based on the distance from to the end of the robot arm, it is possible to correct the distance between the first marker and the end of the robot arm.

한편, 상기 제2 마커는 기설정된 패턴이 도시된 판 형상 마커이고, 상기 로봇은, 상기 로봇 팔에 부착되어 상기 제2 마커를 촬영하는 부착 카메라를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때 상기 부착 카메라가 촬영하는 상기 제2 마커의 패턴 형상의 변화를 기초로 상기 부착 카메라의 변위를 센싱하고, 상기 프로세서는, 상기 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때 상기 부착 카메라의 변위를 기초로 상기 부착 카메라로부터 상기 로봇 팔 끝단 사이의 거리를 보정할 수 있다.On the other hand, the second marker is a plate-shaped marker showing a predetermined pattern, the robot, the robot comprises an attached camera attached to the robot arm to photograph the second marker, the processor, the robot arm Sensing the displacement of the attached camera based on a change in the pattern shape of the second marker photographed by the attached camera when moving to a preset displacement, and the processor is configured to: Based on the displacement, the distance between the attached camera and the end of the robot arm may be corrected.

이 경우, 상기 로봇의 작업 대상에 부착되는 제3 마커를 포함하고, 상기 센서부는 상기 제3 마커를 센싱하고, 상기 프로세서는, 상기 센서부에서 센싱된 상기 제3 마커의 위치를 기초로 상기 로봇의 작업 대상의 위치를 보정할 수 있다.In this case, the robot includes a third marker attached to the work target of the robot, the sensor unit senses the third marker, and the processor, based on the position of the third marker sensed by the sensor unit, the robot You can correct the position of the work target.

그리고, 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템의 보정 방법은, 로봇과 이격된 센서부로부터 상기 로봇의 로봇 팔의 일 영역에 부착된 제1 마커의 위치를 확인하는 단계, 상기 센서부로부터 상기 로봇과 이격 배치된 제2 마커 위치를 확인하는 단계, 상기 로봇 팔을 기설정된 변위로 이동시키며 상기 제1 마커의 위치를 변화시키는 단계, 상기 제2 마커의 위치를 기준으로 상기 제1 마커의 이동에 따른 변위를 측정하는 단계 및 상기 제1 마커의 변위와 상기 로봇 팔의 기설정된 변위를 기초로 상기 제1 마커와 상기 로봇 팔 끝단 사이의 거리를 보정하는 거리 보정 단계를 포함할 수 있다.And, in the calibration method of the robot system according to an embodiment of the present disclosure, the step of confirming the position of the first marker attached to an area of the robot arm of the robot from the sensor unit spaced apart from the robot, from the sensor unit Confirming the position of the second marker spaced apart from the robot, moving the robot arm to a preset displacement and changing the position of the first marker, movement of the first marker based on the position of the second marker It may include measuring a displacement according to and correcting a distance between the first marker and the end of the robot arm based on the displacement of the first marker and a preset displacement of the robot arm.

이 경우, 상기 제2 마커는 상기 로봇의 베이스와 기설정된 간격으로 이격되어 상기 로봇의 작업대 상에 부착되고, 상기 거리 보정 단계는, 상기 제2 마커로부터 상기 로봇의 베이스까지의 기설정된 간격과 상기 로봇의 베이스로부터 상기 로봇 팔 끝단까지의 거리를 기초로 상기 제1 마커와 상기 로봇 팔 끝단 사이의 거리를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the second marker is spaced apart from the base of the robot at a predetermined interval and attached to the workbench of the robot, and the step of correcting the distance includes the predetermined interval from the second marker to the base of the robot and the It may include correcting a distance between the first marker and the end of the robot arm based on the distance from the base of the robot to the end of the robot arm.

한편, 상기 거리 보정 단계는, 상기 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때 상기 로봇 팔에 부착된 부착 카메라가 촬영하는 상기 제2 마커의 패턴 형상의 변화를 기초로 상기 부착 카메라의 변위를 센싱하는 단계와 상기 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때 상기 부착 카메라의 변위를 기초로 상기 부착 카메라로부터 상기 로봇 팔 끝단 사이의 거리를 보정하는 보정 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the step of correcting the distance, sensing the displacement of the attached camera based on a change in the pattern shape of the second marker photographed by the attached camera attached to the robot arm when the robot arm moves to a preset displacement and a correction step of correcting a distance between the end of the robot arm from the attached camera based on the displacement of the attached camera when the robot arm moves to a preset displacement.

한편, 상기 거리 보정 단계는, 상기 로봇 팔의 엔드 툴을 상기 로봇의 작업대로부터 기설정된 간격으로 배치하여, 상기 엔드 툴의 기설정된 간격과 상기 제1 마커의 위치를 기초로 상기 로봇 팔의 엔드 툴의 위치를 보정하는 보정 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, in the distance correction step, the end tool of the robot arm is arranged at a predetermined interval from the work bench of the robot, and the end tool of the robot arm is based on the predetermined interval of the end tool and the position of the first marker. It may include a correction step of correcting the position of.

한편, 상기 제2 마커 위치를 확인하는 단계 이후에, 상기 센서부로부터 상기 로봇의 작업 대상에 부착되는 제3 마커 위치를 확인하여, 작업 대상의 위치를 파악하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, after confirming the position of the second marker, by confirming the position of the third marker attached to the work target of the robot from the sensor unit, it may include the step of identifying the position of the work target.

한편, 상기 거리 보정 단계 이후에, 상기 센서부의 RGB-D 센서가 상기 상기 로봇 및 상기 로봇 인근에 배치된 물체를 실시간으로 감지하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, after the step of correcting the distance, the RGB-D sensor of the sensor unit may include the step of detecting the robot and an object disposed in the vicinity of the robot in real time.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2a는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 마커를 도시한 평면도이다.
도 2b는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 마커를 포함하는 로봇 시스템을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템의 보정 방법을 도시한 블록도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템의 보정 방법을 도시한 블록도이다.1 is a perspective view illustrating a robot system according to an embodiment of the present disclosure.
2A is a plan view illustrating a first marker according to an embodiment of the present disclosure.
2B is a perspective view illustrating a robot system including a first marker according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a perspective view illustrating a robot system according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a perspective view illustrating a robot system according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a perspective view illustrating a robot system according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a block diagram illustrating a correction method of a robot system according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a block diagram illustrating a correction method of a robot system according to an embodiment of the present disclosure.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.　Terms used in this specification will be briefly described, and the present disclosure will be described in detail.

본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. Terms used in the embodiments of the present disclosure are selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present disclosure, which may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, etc. . In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding disclosure. Therefore, the terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the term and the contents of the present disclosure, rather than the simple name of the term.

본 개시의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Embodiments of the present disclosure may be subjected to various transformations and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the scope of the specific embodiments, and it should be understood to include all transformations, equivalents and substitutions included in the spirit and scope of the disclosure. In describing the embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprises" or "consisting of" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other It should be understood that this does not preclude the possibility of addition or presence of features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 본 개시에서 사용한 '전면', '후면', '상면', '하면', '측면', '좌측', '우측', '상부', '하부', '영역' 등의 용어는 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의해 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.In addition, terms such as 'front', 'rear', 'top', 'bottom', 'side', 'left', 'right', 'upper', 'lower', 'region' used in the present disclosure are drawings is defined based on, and the shape and position of each component is not limited by this term.

그리고, 본 명세서에서는 본 개시의 각 실시 예의 설명에 필요한 구성요소를 설명한 것이므로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 일부 구성요소는 변경 또는 생략될 수도 있으며, 다른 구성요소가 추가될 수도 있다. 또한, 서로 다른 독립적인 장치에 분산되어 배치될 수도 있다.In addition, since the present specification describes components necessary for the description of each embodiment of the present disclosure, the present disclosure is not necessarily limited thereto. Accordingly, some components may be changed or omitted, and other components may be added. In addition, they may be distributed and arranged in different independent devices.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.　그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains can easily implement them. However, the present disclosure may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present disclosure in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

이하, 본 개시의 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 7을 참고하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in more detail with reference to the accompanying FIGS. 1 to 7 .

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템(100)을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a robot system 100 according to an embodiment of the present disclosure.

도 1을 참고하면, 로봇 시스템(100)은 로봇(110), 센서부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the robot system 100 may include a robot 110 and a sensor unit 130 .

로봇(110)은 작업을 수행하는 로봇 팔(111)과, 로봇 팔(111)을 구동하는 구동 장치(115)를 포함할 수 있다. 로봇(110)은 로봇(110)의 베이스(117)가 작업대(10) 상에 설치된 구조일 수 있으며, 또는 베이스(117)가 작업대(10) 외부에 설치되거나 거치되는 구조일 수 있다. 로봇(110)은 베이스(117)를 기준으로 로봇 팔(111)이 구동 장치(115)에 의하여 이동하며, 복잡한 작업을 수행할 수 있다. The robot 110 may include a robot arm 111 that performs a task, and a driving device 115 that drives the robot arm 111 . The robot 110 may have a structure in which the base 117 of the robot 110 is installed on the work table 10 , or may have a structure in which the base 117 is installed or mounted outside the work table 10 . In the robot 110 , the robot arm 111 is moved by the driving device 115 with respect to the base 117 , and can perform complex tasks.

로봇(110)의 형상과 배치에는 제한이 없으며, 로봇(110)은 적어도 일부가 인간의 형상을 할 수 있으며, 이 경우 베이스(117)는 로봇(110)의 다리로서 바닥면에 의하여 지지되고, 로봇 팔(111)이 작업대(10)에서 작업을 수행하는 구조일 수 잇다. 로봇(110)은 프로세서(150)에 의하여 제어될 수 있다.There is no limit to the shape and arrangement of the robot 110, and the robot 110 may have at least a part of a human shape. In this case, the base 117 is a leg of the robot 110 and supported by the floor surface, The robot arm 111 may have a structure for performing a task on the workbench 10 . The robot 110 may be controlled by the processor 150 .

로봇 팔(111)은 복수의 기둥 형상 사이의 조인트 마다 구동 장치(115)가 배치되어, 조인트를 관절로 삼아 복수의 기둥 각각이 자유롭게 움직이며, 로봇 팔(111)은 다양하게 동작하며 작업을 수행할 수 있다. 또한 로봇 팔(111)은 연장되거나 축소되는 구조를 가질 수 있으며, 이에 따라 먼 거리의 작업 대상(50)에 로봇 팔(111)이 도달할 수 있다.In the robot arm 111, a driving device 115 is disposed for each joint between a plurality of pillar shapes, and each of the plurality of pillars moves freely by using the joint as a joint, and the robot arm 111 operates variously and performs a task. can do. In addition, the robot arm 111 may have a structure that is extended or reduced, so that the robot arm 111 may reach the work target 50 at a long distance.

구동 장치(115)는 프로세서(150)에 의하여 제어되며, 로봇 팔(111)을 구동할 수 있다. 구동 장치(115)는 내부에 기어, 체인 또는 모터 등을 포함할 수 있고, 로봇(110)의 전원부(미도시)로부터 공급받는 전력을 동력으로 구동될 수 있다. The driving device 115 is controlled by the processor 150 and may drive the robot arm 111 . The driving device 115 may include a gear, a chain, or a motor therein, and may be driven by power supplied from a power supply unit (not shown) of the robot 110 .

프로세서(150)는 도면에는 도시되지 않았으나, 로봇(110) 내부에 위치할 수 있으며, 또는 별도의 제어 장치 또는 컴퓨터 등을 통하여 구현될 수 있다. 프로세서(150)는 구동 장치(115)를 제어하여 로봇(110)의 작업을 수행할 수 있도록 구동시키며, 다만 기술 발전에 따라 자유 영역 내에서의 자유로운 로봇(110) 동작을 구현하기 위하여, 로봇(110)의 주변 영역의 위치를 파악하거나 나아가 좌표계로 형성하고, 위치 정보를 근거로 로봇 팔(111)이 정밀하게 움직이도록 구동 장치(115)를 제어할 수 있다. Although not shown in the drawings, the processor 150 may be located inside the robot 110 or may be implemented through a separate control device or computer. The processor 150 controls the driving device 115 to drive the robot 110 to perform the task, but in order to implement the free robot 110 operation in the free area according to the technological development, the robot ( The position of the surrounding area of 110 may be grasped or further formed in a coordinate system, and the driving device 115 may be controlled to precisely move the robot arm 111 based on the position information.

프로세서(150)의 위치 정보 파악을 위하여 사용자가 직접 로봇(110)의 위치와 작업대(10), 작업 대상(50) 들의 위치 및 관련 정보를 입력하거나 교시할 수 있으나, 후술할 바와 같이 프로세서(150)는 센서부(130)와 복수의 마커(120)에 의하여 스스로 로봇 팔(111)의 위치를 보정할 수 있다. 특히, 주로 로봇 팔(111)의 작업을 수행하는 지점은 로봇(110) 끝단이며, 일 실시예에 따라서 끝단에는 도 3에 도시된 바와 같이 집게 형상의 엔드 툴(113)이 부착될 수도 있다.In order to determine the location information of the processor 150, the user may directly input or teach the location of the robot 110, the location of the work bench 10, and the location of the work target 50, and related information, but as will be described later, the processor 150 ) may correct the position of the robot arm 111 by itself by the sensor unit 130 and the plurality of markers 120 . In particular, the point at which the operation of the robot arm 111 is mainly performed is the end of the robot 110, and according to an embodiment, an end tool 113 having a tongs shape may be attached to the end as shown in FIG. 3 .

즉, 프로세서(150)의 주변 영역의 위치를 파악하거나 좌표계로 변환하고, 그 위치의 보정에 있어서는 로봇 팔(111)의 끝단의 위치를 정확하게 보정하는 것이 중요하다. 보정을 통하여 로봇(110)은 자유 영역 내에서의 정밀한 동작을 수행할 수 있다. 아래에서는 로봇 팔(111)의 끝단을 보정하는 다양한 구조와 보정 방법을 설명하며, 다만 보정 대상은 로봇 팔(111)의 끝단에 한정되지 아니하고 로봇(110)의 일 부위를 대상으로 할 수 있다. That is, it is important to determine the position of the peripheral region of the processor 150 or convert it into a coordinate system, and to correct the position of the end of the robot arm 111 accurately. Through the correction, the robot 110 can perform a precise operation in the free area. Hereinafter, various structures and correction methods for calibrating the end of the robot arm 111 will be described. However, the calibration target is not limited to the end of the robot arm 111 and may target a portion of the robot 110 .

센서부(130)는 하나 이상의 마커를 센싱할 수 있다. 센서부(130)는 광학 센서, 열상 센서, 음향 센서와 같은 다양한 센서를 포함할 수 있으며, 또는 광학 카메라를 포함할 수 있다. 본 개시의 센서부(130)는 로봇(110)과 이격된 위치에 배치되어, 원거리에서 마커를 센싱할 수 있다. The sensor unit 130 may sense one or more markers. The sensor unit 130 may include various sensors such as an optical sensor, a thermal image sensor, and an acoustic sensor, or may include an optical camera. The sensor unit 130 of the present disclosure may be disposed at a position spaced apart from the robot 110 to sense the marker from a distance.

프로세서(150)는 센서부(130)로부터 전달받은 제1 마커(121)의 위치 및 제2 마커(122)의 위치를 이용하여 센서부(130)를 중심으로 위치를 파악하며 좌표계를 형성할 수 있다. 센서부(130)는 작업대(10)의 상부에 위치할 수 있으며, 센서부(130)는 별도 지지 부재(미도시)를 포함하여 외부 지지체 또는 작업대(10) 상에 고정될 수 있다.The processor 150 may use the position of the first marker 121 and the position of the second marker 122 received from the sensor unit 130 to determine the position centered on the sensor unit 130 and form a coordinate system. have. The sensor unit 130 may be located above the work table 10 , and the sensor unit 130 may include a separate support member (not shown) to be fixed on an external support or work table 10 .

센서부(130)의 제한된 시야각에 의하여 관찰 영역이 제한될 수 있으며, 관찰 영역 개선을 위하여 로봇(110) 외부에 배치되는 추가 마커를 설치하여 추가 마커를 기준으로 삼을 수 있으며, 또는 센서부(130)는 구동 장치(115)를 포함하여 시야를 이동하며 감지할 수 있다. 센서부(130)는 감지값을 프로세서(150)에 전달하며, 무선 또는 유선으로 프로세서(150)와 연결될 수 있다.The observation area may be limited by the limited viewing angle of the sensor unit 130, and an additional marker disposed outside the robot 110 may be installed to improve the observation area, and the additional marker may be used as a reference, or the sensor unit ( The 130 may detect while moving the field of view including the driving device 115 . The sensor unit 130 transmits the sensed value to the processor 150 , and may be connected to the processor 150 wirelessly or by wire.

센서부(130)가 복수의 센서를 포함하는 경우, 복수의 센서 간의 거리는 기설정된 거리로 프로세서(150)는 이를 이미 알고 있으며, 로봇(110)의 위치를 보정할 때 복수의 센서 간의 거리를 감안하여 계산할 수 있다. 센서부(130)가 별도의 제어부를 구비하여 센서부(130)의 동작을 제어하고, 감지값을 처리하여 별도의 메인 프로세서(미도시)에 전달할 수 있다. When the sensor unit 130 includes a plurality of sensors, the distance between the plurality of sensors is a predetermined distance, and the processor 150 already knows this, and the distance between the plurality of sensors is taken into account when correcting the position of the robot 110 . can be calculated by The sensor unit 130 may include a separate control unit to control the operation of the sensor unit 130 , process the sensed value and transmit it to a separate main processor (not shown).

마커(120)는 복수로 존재하며, 제1 마커(121), 제2 마커(122), 제3 마커(123)를 포함할 수 있고, 프로세서(150)가 3차원 위치를 인식하기 위하여 마커들이 이용될 수 있다. 정밀한 위치 인식을 위하여 복수의 마커(120) 중 둘 이상의 마커(120)가 이용하거나, 또는 하나의 마커(120)가 이동하며 센싱될 수 있다. 마커(120)의 개별적인 형상이나 구조, 동작은 제한이 없으며, 광원을 포함할 수 있고, 바코드 또는 기설정된 패턴이 인쇄된 형상일 수 있으며, 이에 한정되지 아니하고 센서부(130)에 의하여 마커(120)의 위치 또는 거리가 센싱될 수 있으면 족하다. 마커(120)의 종류와 배치는 후술하여 상세히 설명한다.The marker 120 exists in plurality, and may include a first marker 121 , a second marker 122 , and a third marker 123 , and the markers are selected in order for the processor 150 to recognize the 3D position. can be used For precise location recognition, two or more markers 120 among the plurality of markers 120 may be used, or one marker 120 may be moved and sensed. The individual shape, structure, or operation of the marker 120 is not limited, and may include a light source, and may be a shape in which a barcode or a preset pattern is printed, but is not limited thereto. ), it is sufficient if the position or distance can be sensed. The type and arrangement of the marker 120 will be described later in detail.

제1 마커(121)는 로봇 팔(111)에 부착될 수 있다. 제1 마커(121)는 로봇 팔(111)의 위치를 센서부(130)에 전달하는 역할을 할 수 있다. 제1 마커(121)는 광원을 포함하여 빛을 방출하는 발광 마커일 수 있다. The first marker 121 may be attached to the robot arm 111 . The first marker 121 may serve to transmit the position of the robot arm 111 to the sensor unit 130 . The first marker 121 may be a light emitting marker including a light source and emitting light.

제1 마커(121)가 발광 마커인 실시예에서는, 센서부(130)로부터 제1 마커(121)가 정확하게 센싱되기 위하여 상단으로 돌출되어 3차원 방향으로 빛을 방출하는 구조를 가질 수 있다. 발광 마커를 인식하기 위하여, 센서부(130)는 발광 마커가 방출하는 빛을 감지하는 근적외선 센서(131)를 포함할 수 있다.In an embodiment in which the first marker 121 is a light emitting marker, the first marker 121 may have a structure in which light is emitted in a three-dimensional direction by protruding upward in order to be accurately sensed from the sensor unit 130 . In order to recognize the light emitting marker, the sensor unit 130 may include a near-infrared sensor 131 that detects light emitted by the light emitting marker.

로봇 팔(111)의 이동과 회전에 의하여 센서부(130)와 제1 마커(121) 사이에 로봇 팔(111) 등의 다른 장애물이 배치되어 센서부(130)에 제1 마커(121)가 일시적으로 센싱되지 않을 수 있다. 그러므로, 발광 마커인 제1 마커(121)는 제1 마커(121)와 센서부(130) 사이에 장애물이 배치되더라도 센서부(130)가 제1 마커(121)를 인식할 수 있도록 빛이 넓은 반경으로 방사되는 구조를 가질 수 있다. 또한 바람직하게는 센서부(130)와 로봇(110) 사이에 장애물이 배치되지 않도록 센서부(130)가 설치될 수 있다. 이러한 구조는 제1 마커(121) 뿐 아니라, 발광 마커로 실시되는 제2 마커(122) 및 제3 마커(123)에서도 동일하게 적용될 수 잇다.Other obstacles such as the robot arm 111 are disposed between the sensor unit 130 and the first marker 121 by the movement and rotation of the robot arm 111 so that the first marker 121 is placed on the sensor unit 130 . It may not be sensed temporarily. Therefore, the first marker 121, which is a light emitting marker, has a wide light so that the sensor unit 130 can recognize the first marker 121 even when an obstacle is disposed between the first marker 121 and the sensor unit 130 . It may have a structure radiating radially. Also, preferably, the sensor unit 130 may be installed so that an obstacle is not disposed between the sensor unit 130 and the robot 110 . Such a structure may be equally applied to the first marker 121 as well as the second marker 122 and the third marker 123 implemented as a light emitting marker.

제2 마커(122)는 로봇(110)과 이격되어 부착될 수 있다. 제2 마커(122)는 센서부(130)의 시야 범위를 넓혀주는 역할을 수행하는 래퍼런스 마커일 수 있다. 또한, 제2 마커(122)의 고정된 위치를 기준으로 프로세서(150)는 제1 마커(121)의 이동에 따른 변위를 정확하게 측정할 수 있다.The second marker 122 may be attached to be spaced apart from the robot 110 . The second marker 122 may be a reference marker serving to widen the viewing range of the sensor unit 130 . Also, based on the fixed position of the second marker 122 , the processor 150 may accurately measure the displacement according to the movement of the first marker 121 .

제2 마커(122)는 광학 마커일 수 있고, 작업대(10) 상면에 부착되거나 작업 대상(50)의 박스에 부착될 수도 있으며, 이에 한정되지 아니하고 작업의 기준점이 되어줄 수 있는 다양한 위치에 배치될 수 있다.The second marker 122 may be an optical marker, may be attached to the upper surface of the work bench 10 or may be attached to the box of the work object 50, is not limited thereto, and disposed at various positions that can serve as a reference point for work can be

프로세서(150)에 의하여 로봇 팔(111)이 기설정된 변위로 움직이게 되면, 제1 마커(121)의 위치도 변화하고, 제2 마커(122)는 고정되어 있을 수 있다. 이 경우, 프로세서(150)는 로봇 팔(111)의 기설정된 변위와, 센서부(130)로부터 측정된 제1 마커(121)의 변위를 기초로 로봇 팔(111)의 끝단의 위치를 보정할 수 있다. When the robot arm 111 is moved with a preset displacement by the processor 150 , the position of the first marker 121 may also change, and the second marker 122 may be fixed. In this case, the processor 150 may correct the position of the end of the robot arm 111 based on the preset displacement of the robot arm 111 and the displacement of the first marker 121 measured from the sensor unit 130 . can

상세히는, 제1 마커(121)로부터 로봇 팔(111) 끝단까지의 거리 정보를 좌표로 변환하여 변수 행렬 X로 가정하고, 프로세서(150)가 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시킨 로봇 팔(111)의 변위를 A, 센서부(130)에서 센싱한 제1 마커(121)의 변위를 B로 가정한다. 이 경우, 제1 위치의 로봇 팔(111)로부터 제2 위치의 제1 마커(121)까지의 변위는 AX 또는 XB로 계산될 수 있기에, AX=XB이게 된다. 그리고, A는 프로세서(150)가 수행하여 알고 있는 값이며, B는 센서부(130)에 의하여 감지되기에, 이들을 통하여 변수 행렬 X를 도출해낼 수 있다. In detail, the distance information from the first marker 121 to the end of the robot arm 111 is converted into coordinates, assuming a variable matrix X, and the robot arm moved from the first position to the second position by the processor 150 ( 111) is assumed to be A, and the displacement of the first marker 121 sensed by the sensor unit 130 is assumed to be B. In this case, since the displacement from the robot arm 111 at the first position to the first marker 121 at the second position can be calculated as AX or XB, AX=XB. And, A is a value known by the processor 150 , and B is sensed by the sensor unit 130 , so a variable matrix X can be derived through them.

프로세서(150)는 제1 마커(121)로부터 로봇 팔(111) 끝단까지의 정확한 위치를 X를 통해 계산하여, 작업을 수행하는 로봇 팔(111) 끝단의 위치를 명확하게 특정할 수 있다. 이 때 제2 마커(122)는 래퍼런스 마커로서 고정된 위치에서 제1 마커(121)의 변위 측정에 기준점을 제시하며 제1 마커(121)의 변위 측정에 정확도를 높일 수 있다.The processor 150 may calculate the exact position from the first marker 121 to the end of the robot arm 111 through X, and clearly specify the position of the end of the robot arm 111 that performs the task. In this case, the second marker 122 may provide a reference point for measuring the displacement of the first marker 121 at a fixed position as a reference marker, and may increase the accuracy of measuring the displacement of the first marker 121 .

제2 마커(122)는 로봇(110)의 베이스(117)로부터 기설정된 간격으로 이격되어 로봇(110)의 작업대(10) 상에 부착될 수 있다. 이 경우, 프로세서(150)는 기설정된 간격과, 로봇(110)의 베이스(117)로부터 로봇(110) 끝단까지의 위치를 기초로 로봇 팔(111)의 위치를 보정할 수 있다.The second marker 122 may be spaced apart from the base 117 of the robot 110 at a predetermined interval and attached on the worktable 10 of the robot 110 . In this case, the processor 150 may correct the position of the robot arm 111 based on the preset interval and the position from the base 117 to the end of the robot 110 of the robot 110 .

상세히는, 상세히는, 제1 마커(121)로부터 로봇 팔(111) 끝단까지의 위치를 변수 행렬 X로 가정하고, 센서부(130)로부터 제1 마커(121)까지의 변위를 A', 센서부(130)로부터 제2 마커(122)까지의 변위를 B', 제2 마커(122)로부터 로봇(110)의 베이스(117)까지의 기설정된 간격의 변위를 Y', 로봇(110)의 베이스(117)로부터 로봇 팔(111) 끝단까지의 변위를 C'로 가정할 수 있다. Y'와 C'는 기설정된 값으로 프로세서(150)에 입력되어 있고, A'와 B'는 센서부(130)에 의하여 감지될 수 있다. 그러므로, 센서부(130)로부터 로봇 팔(111) 끝단까지의 변위를 계산하면 A'X'=B'Y'C'이며, 이들을 통하여 변수 행렬 X'를 도출해낼 수 있다. In detail, it is assumed that the position from the first marker 121 to the end of the robot arm 111 is the variable matrix X, and the displacement from the sensor unit 130 to the first marker 121 is A ' , the sensor The displacement from the part 130 to the second marker 122 is B ' , the displacement of the preset interval from the second marker 122 to the base 117 of the robot 110 is Y ' , the displacement of the robot 110 It can be assumed that the displacement from the base 117 to the end of the robot arm 111 is C'. Y ' and C ' are input to the processor 150 as preset values, and A ' and B ' may be detected by the sensor unit 130 . Therefore, when the displacement from the sensor unit 130 to the end of the robot arm 111 is calculated, A ' X ' = B ' Y ' C ' , and through these, a variable matrix X ' can be derived.

즉, 제2 마커(122)로부터 로봇(110)의 베이스(117)까지의 기설정된 간격으로 정확하게 부착하는 실시예에서는, 로봇 팔(111)의 이동을 통한 보정을 거치지 않더라도 로봇 팔(111)의 위치를 보정할 수 있으며, 또는 두 가지 보정을 모두 수행할 수 있다.That is, in the embodiment in which the second marker 122 to the base 117 of the robot 110 is accurately attached at a predetermined interval, the robot arm 111 does not undergo correction through movement of the robot arm 111 . The position can be calibrated, or both can be calibrated.

이러한 과정을 통하여, 자유 영역에서의 로봇(110) 동작을 수행하기 위해 사용자가 직접 로봇 팔(111)의 위치를 교시하지 않더라도 프로세서(150)는 로봇 팔(111)의 위치를 정확하게 특정하고, 로봇 팔(111)을 정밀하게 제어할 수 있다.Through this process, even if the user does not directly teach the position of the robot arm 111 to perform the robot 110 operation in the free area, the processor 150 accurately specifies the position of the robot arm 111, and the robot The arm 111 can be precisely controlled.

도 2a는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 마커(121)를 도시한 평면도이고, 도 2b는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 마커(121)를 포함하는 로봇 시스템(100)을 도시한 사시도이다.2A is a plan view illustrating a first marker 121 according to an embodiment of the present disclosure, and FIG. 2B shows a robot system 100 including a first marker 121 according to an embodiment of the present disclosure. It is a perspective view.

도 2a와 도 2b를 참고하면, 제1 마커(121)는 외주면에 기설정된 패턴이 인쇄된 링 형상 마커(125)일 수 있다.2A and 2B , the first marker 121 may be a ring-shaped marker 125 in which a predetermined pattern is printed on an outer circumferential surface.

링 형상 마커(125)는 로봇 팔(111)의 외주면을 감싸며 로봇 팔(111)에 부착될 수 있으며, 링 형상 마커(125)의 외주면을 감싸며 기설정된 패턴이 인쇄되어, 센서부(130)의 위치에서 센싱되는 제1 마커(121)의 패턴 형상을 기초로 로봇 팔(111)의 위치를 센싱할 수 있다.The ring-shaped marker 125 surrounds the outer peripheral surface of the robot arm 111 and may be attached to the robot arm 111 , and a preset pattern is printed around the outer peripheral surface of the ring-shaped marker 125 , the sensor unit 130 of The position of the robot arm 111 may be sensed based on the pattern shape of the first marker 121 sensed at the position.

링 형상 마커(125)의 패턴은, 링 형상의 외주면의 중심부에 형성된 기준 패턴(standard patten)과 기준 패턴의 일측에 전개되는 참고 패턴(reference patten) 및 기준 패턴의 일측의 반대되는 타측에 전개되는 식별 패턴(ID patten)을 포함할 수 있다. 다만, 기준 패턴, 참고 패턴 및 식별 패턴이 배치되는 순서는 이에 고정되지 아니하고 자유롭게 변경될 수 있다.The pattern of the ring-shaped marker 125 is a reference pattern formed in the center of the outer peripheral surface of the ring shape, a reference pattern developed on one side of the reference pattern, and a reference pattern that is developed on the other side opposite to one side of the reference pattern It may include an identification pattern (ID patten). However, the order in which the reference pattern, the reference pattern, and the identification pattern are arranged is not fixed thereto and may be freely changed.

기준 패턴은 배경색을 달리하거나, 계속적으로 반복되는 패턴 형상을 가져, 센서부(130)가 인식하는 패턴의 기준 될 수 있다. 기준 패턴은 반복되는 형상을 가지기에 로봇 팔(111)이 이동하여도 센서부(130)가 인식하는 패턴 형상을 유지될 수 있다.The reference pattern may be a reference of a pattern recognized by the sensor unit 130 by having a different background color or a continuously repeating pattern shape. Since the reference pattern has a repeated shape, the pattern shape recognized by the sensor unit 130 may be maintained even when the robot arm 111 moves.

링 형상 마커(125)의 패턴 구조는 도 2a와 같이 센싱부가 식별 가능한 복수의 점(Dot)들이 배열되는 패턴 형상일 수 있으며, 특히 De Bruijn Sequence(이하, DBS)에 의하여 배열될 수 있다. DBS를 이용함으로써 링 형상 마커(125)는 패턴 전개에 따라 중복되지 않는 패턴 형상을 가질 수 있으며, 센서부(130)를 링 형상 마커(125)의 변위를 정밀하게 측정할 수 있다.The pattern structure of the ring-shaped marker 125 may be a pattern shape in which a plurality of dots identifiable by a sensing unit are arranged as shown in FIG. 2A , and in particular, may be arranged according to a De Bruijn Sequence (hereinafter, DBS). By using DBS, the ring-shaped marker 125 may have a non-overlapping pattern shape according to pattern development, and the sensor unit 130 may precisely measure the displacement of the ring-shaped marker 125 .

센서부(130)는 기준 패턴을 센싱하여, 이를 중심으로 참고 패턴과 식별 패턴의 배열을 인식하여 로봇 팔(111)의 이동을 감지할 수 있다.The sensor unit 130 senses the reference pattern, and recognizes the arrangement of the reference pattern and the identification pattern around the reference pattern to detect the movement of the robot arm 111 .

상세히는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 센서부(130)는 상부에 고정되어 링 형상 마커(125)를 인식하기에 링 형상 마커(125)의 상부 영역만을 인식할 수 있다. 그리고, 로봇 팔(111)이 이동하여 링 형상 마커(125)가 이동하게 되면, 센서부(130)는 링 형상 마커(125)의 거리와 패턴 형상의 변화를 감지하여 로봇 팔(111)이 어느 방향으로 어느 각도로 이동하였는지 정밀하게 감지할 수 있다. In detail, as shown in FIG. 2B , the sensor unit 130 is fixed to the upper portion to recognize the ring-shaped marker 125 so that only the upper region of the ring-shaped marker 125 can be recognized. And, when the robot arm 111 moves and the ring-shaped marker 125 moves, the sensor unit 130 detects a change in the distance and pattern shape of the ring-shaped marker 125 to determine which robot arm 111 is located. It is possible to precisely detect at what angle it has moved in the direction.

프로세서(150)는 인식되는 패턴 변화를 기초로 링 형상 마커(125)의 변위를 정밀하게 측정할 수 있으며, 제1 마커(121)로부터 로봇 팔(111)까지의 변수 행렬 X를 보다 정확하게 도출해낼 수 있다. 또한, 발광 마커는 일정 각도에서는 로봇 팔(111)에 가려 센서부(130)가 센싱하는데 어려움이 있을 수 있으나, 링 형상 마커(125)는 로봇 팔(111)이 360도 모든 방면에 부착될 수 있다는 장점이 있고, 인쇄 마커이기에 별도 전원부가 필요하지 않다는 장점이 있다. 또는, 정밀도를 높이기 위하여 링 형상 마커(125)의 복수의 점 각각이 발광하는 발광 소자로 이루어 질 수도 있다.The processor 150 can precisely measure the displacement of the ring-shaped marker 125 based on the recognized pattern change, and can more accurately derive the variable matrix X from the first marker 121 to the robot arm 111 . can In addition, the light emitting marker is covered by the robot arm 111 at a certain angle, so it may be difficult for the sensor unit 130 to sense it. It has the advantage of being a printed marker, and there is no need for a separate power supply because it is a print marker. Alternatively, each of a plurality of points of the ring-shaped marker 125 may be formed of a light emitting device to emit light in order to increase precision.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템(100)을 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a robot system 100 according to an embodiment of the present disclosure.

도 3을 참고하면, 로봇(110)은 로봇 팔(111)의 끝단에 결합되는 엔드 툴(end-tool)(113)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the robot 110 may include an end-tool 113 coupled to an end of the robot arm 111 .

엔드 툴(113)은 로봇 팔(111)의 끝단에 결합되며, 작업을 수행하도록 집게 구조를 가질 수 있다. 엔드 툴(113)이 로봇 팔(111)에 부착되는 위치는 고정되어 있기에, 상술한 보정 과정을 통하여 엔드 툴(113)의 위치를 보정할 수 있다.The end tool 113 is coupled to the end of the robot arm 111 and may have a clamp structure to perform a task. Since the position at which the end tool 113 is attached to the robot arm 111 is fixed, the position of the end tool 113 may be corrected through the above-described correction process.

또는, 본 개시의 일 실시예는 제1 마커(128)가 로봇 팔(111)의 엔드 툴(113)에 부착되고 제2 마커(122)는 작업대(10)에 부착되어 보정을 수행할 수 있다.Alternatively, in an embodiment of the present disclosure, the first marker 128 is attached to the end tool 113 of the robot arm 111 and the second marker 122 is attached to the workbench 10 to perform calibration. .

상세히는, 프로세서(150)는 엔드 툴(113)의 끝단을 작업대(10)로부터 기설정된 간격으로 배치되도록 로봇 팔(111)을 구동시킬 수 있다. 그리고, 센서부(130)는 제1 마커(128)와 제2 마커(122)의 위치를 센싱하여 프로세서(150)에 전달하고, 프로세서(150)는 이를 기초로 작업대(10)의 위치와 엔드 툴(113)의 끝단을 위치를 특정할 수 있고, 이를 기초로 제1 마커(128)와 엔드 툴(113) 끝단의 변위를 보정할 수 있다.In detail, the processor 150 may drive the robot arm 111 so that the end of the end tool 113 is disposed at a predetermined interval from the work table 10 . Then, the sensor unit 130 senses the positions of the first marker 128 and the second marker 122 and transmits them to the processor 150, and the processor 150 based on this senses the position and the end of the workbench 10 The position of the end of the tool 113 may be specified, and displacement of the end of the first marker 128 and the end tool 113 may be corrected based on this.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템(100)을 도시한 사시도이다.4 is a perspective view illustrating the robot system 100 according to an embodiment of the present disclosure.

도 4를 참고하면, 로봇(110)은 부착 카메라(137)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the robot 110 may include an attached camera 137 .

부착 카메라(137)는 로봇 팔(111)에 부착되어 제2 마커(122)를 촬영하고, 제2 마커(122)는 기설정된 패턴이 도시된 판 형상 마커(129)일 수 있다. 기설정된 패턴은 도 4와 같이 체커 판 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고, 작업대(10)에 부착되거나, 부착 카메라(137)가 인식할 수 있도록 벽면 또는 외부 영역에 자유롭게 배치될 수 있다.The attached camera 137 is attached to the robot arm 111 to photograph the second marker 122 , and the second marker 122 may be a plate-shaped marker 129 on which a preset pattern is shown. The preset pattern may have a checker plate shape as shown in FIG. 4 , but is not limited thereto, and may be attached to the workbench 10 or freely disposed on a wall surface or an external area so that the attached camera 137 can recognize it.

부착 카메라(137)는 촬영 위치에 따라 판 형상의 패턴의 크기와 형상이 변하게 되며, 프로세서(150)는 이를 기초로 부착 카메라(137)로부터 판 형상 마커(129)까지의 거리 변화를 계산하여 로봇 팔(111)의 변위를 알 수 있다.The attached camera 137 changes the size and shape of the plate-shaped pattern according to the shooting position, and the processor 150 calculates a change in the distance from the attached camera 137 to the plate-shaped marker 129 based on this to calculate the robot The displacement of the arm 111 can be seen.

그러므로, 프로세서(150)에 의하여 로봇 팔(111)이 움직이게 되면, 프로세서(150)는 부착 카메라(137)의 변위를 통하여 부착 카메라(137)로부터 로봇 팔(111) 끝단까지의 위치를 보정할 수 있다.Therefore, when the robot arm 111 is moved by the processor 150, the processor 150 may correct the position from the attached camera 137 to the end of the robot arm 111 through the displacement of the attached camera 137. have.

상세히는, 좌표계를 가정하여 대상 영역에서 부착 카메라(137)로부터 로봇 팔(111) 끝단까지의 위치를 변수 행렬 X"로 가정하고, 프로세서(150)가 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시킨 로봇 팔(111)의 변위를 A", 부착 카메라(137)의 변위를 B"로 가정한다. 이 경우, 제1 위치의 로봇 팔(111)로부터 제2 위치의 부착 카메라(137)까지의 변위는 A"X" 또는 X"B"로 계산될 수 있기에, A"X"=X"B"이게 된다. 그리고, A"는 프로세서(150)가 수행하여 알고 있는 값이며, B"는 부착 카메라(137)에 의하여 감지되기에, 이들을 통하여 변수 행렬 X"를 도출해낼 수 있다. 그러므로, 프로세서(150)는 로봇 팔(111)을 이동시켜 변화하는 부착 카메라(137)와 제2 마커(122)의 거리를 기초로 로봇 팔(111) 끝단의 위치를 보정할 수 있다.In detail, assuming a coordinate system and assuming that the position from the attached camera 137 to the end of the robot arm 111 in the target area is a variable matrix X " , the robot moved from the first position to the second position by the processor 150 Assume that the displacement of the arm 111 is A " and the displacement of the attached camera 137 is B " . In this case, the displacement from the robot arm 111 in the first position to the attached camera 137 in the second position is Since A " X " or X " B " can be calculated, A " X " =X " B " . Then, A " is a value known by the processor 150, and B " is the attached camera ( 137), it is possible to derive the variable matrix X " through them. Therefore, the processor 150 may correct the position of the end of the robot arm 111 based on the changing distance between the attached camera 137 and the second marker 122 by moving the robot arm 111 .

프로세서(150)는 로봇(110) 외부에 배치되는 센서부(130)의 도움없이도 로봇 팔(111)에 부착된 부착 카메라(137)를 이용하여 로봇 팔(111) 끝단까지의 정확한 위치를 X"를 통해 계산 할 수 있고, 이를 통하여 센서부(130)의 오작동이 감지되거나, 센서부(130)의 구동이 어려운 환경에서 로봇 팔(111) 끝단의 위치를 명확하게 특정할 수 있다. The processor 150 uses the attached camera 137 attached to the robot arm 111 without the aid of the sensor unit 130 disposed outside the robot 110 to determine the exact position to the end of the robot arm 111 X " can be calculated through, and through this, a malfunction of the sensor unit 130 is detected or the position of the end of the robot arm 111 can be clearly specified in an environment in which it is difficult to drive the sensor unit 130 .

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템(100)을 도시한 사시도이다.5 is a perspective view illustrating a robot system 100 according to an embodiment of the present disclosure.

도 5를 참고하면, 로봇 시스템(100)은 제3 마커(123)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the robot system 100 may include a third marker 123 .

제3 마커(123)는 로봇(110)의 작업 대상(50)에 부착되며, 센서부(130)는 제3 마커(123)를 센싱하고, 프로세서(150)는 제3 마커(123)의 위치를 기초로 작업 대상(50)의 위치를 보정할 수 있다.The third marker 123 is attached to the work target 50 of the robot 110 , the sensor unit 130 senses the third marker 123 , and the processor 150 detects the position of the third marker 123 . It is possible to correct the position of the work target 50 based on the.

제3 마커(123)는 로봇(110)의 작업 대상(50)에 부착될 수 있고, 발광 마커일 수 있다. 제3 마커(123)는 상술한 작업대(10)에 부착되는 제2 마커(122)를 대신하여 래퍼런스 마커로 활용될 수 있으며, 보다 명확하게 로봇(110)의 작업 대상(50)의 위치를 보정할 수 있다. 또는, 제3 마커(123)의 위치에 제3 마커(123)를 부착하지 않고 프로브를 사용하여 작업 대상(50)을 인식시킬 수 있다.The third marker 123 may be attached to the work target 50 of the robot 110 and may be a light emitting marker. The third marker 123 may be used as a reference marker instead of the second marker 122 attached to the above-described work table 10 , and more clearly correct the position of the work target 50 of the robot 110 . can do. Alternatively, the work target 50 may be recognized using a probe without attaching the third marker 123 to the position of the third marker 123 .

센서부(130)는 좌표계를 센싱하는 RGB-D 센서(135)를 포함하여, 영역 내에 배치된 물체를 감지할 수 있다. 그리고 프로세서(150)는 RGB-D 센서(135)의 감지 값을 기초로 로봇(110)과 로봇(110) 인근에 배치된 물체를 인식할 수 있다. 제3 마커(123)를 포함하지 않는 경우에도, RGB-D 센서(135)는 작업 대상(50)을 센싱하여 작업 대상(50)의 위치를 제공할 수 있다. The sensor unit 130 may include an RGB-D sensor 135 that senses a coordinate system to detect an object disposed in an area. In addition, the processor 150 may recognize the robot 110 and an object disposed near the robot 110 based on the detected value of the RGB-D sensor 135 . Even when the third marker 123 is not included, the RGB-D sensor 135 may sense the work object 50 to provide the position of the work object 50 .

또한, RGB-D 센서(135)는 실시간으로 로봇(110)에 인접한 일정 영역을 감지하며, 로봇(110)의 이상 동작을 감지하거나, 영역 내에 사람이나 다른 물체가 진입하는 것을 인식하여 프로세서(150)에 제공할 수 있고, 프로세서(150)는 이를 기초로 특히 로봇(110) 작업에 있어 위험한 움직임이 발생하는 경우 로봇(110) 동작을 제어하고, 오작동의 위험을 방지할 수 있다. 즉, RGB-D 센서(135)는 작업 대상(50)의 인식 및 보정 기능 외에도, 실시간 안전센서로 활용될 수 있다.In addition, the RGB-D sensor 135 detects a certain area adjacent to the robot 110 in real time, detects an abnormal operation of the robot 110, or recognizes that a person or other object enters the area, so that the processor 150 ), and the processor 150 controls the robot 110 operation based on this, especially when a dangerous movement occurs in the robot 110 operation, and prevents the risk of malfunction. That is, the RGB-D sensor 135 may be utilized as a real-time safety sensor in addition to the recognition and correction functions of the work target 50 .

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템의 보정 방법(S100)을 도시한 블록도이다.6 is a block diagram illustrating a correction method ( S100 ) of a robot system according to an embodiment of the present disclosure.

도 6은 로봇 시스템의 보정 방법(S100)에 관한 것으로, 상술한 로봇 시스템(100)의 보정 단계에 관한 것이다.FIG. 6 relates to a method ( S100 ) of a robot system calibration, and relates to a calibration step of the robot system 100 described above.

로봇 시스템의 보정 방법(S100)은 로봇(110)과 이격된 센서부(130)로부터 로봇(110)의 로봇 팔(111)에 부착된 제1 마커(121)의 위치를 확인하는 단계(S110)와 센서부(130)로부터 로봇(110)과 이격 배치된 제2 마커(122) 위치를 확인하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.The calibration method of the robot system (S100) is a step of confirming the position of the first marker 121 attached to the robot arm 111 of the robot 110 from the sensor unit 130 spaced apart from the robot 110 (S110) and confirming the position of the second marker 122 spaced apart from the robot 110 from the sensor unit 130 ( S120 ).

그런데, 로봇(110)의 자유 영역에서의 작업을 위하여는 로봇 팔(111), 특히 로봇 팔(111)의 끝단 또는 엔드 툴(113)의 위치가 정확하게 특정되어야 하며 이를 특정하는 작업으로 교시 단계가 포함될 수 있다. 교시 단계는 사용자가 직접 로봇 팔(111)을 움직여 위치를 교시점을 설정하거나, 또는 별도의 설정 장치를 이용하여 주변 환경을 사용자가 입력해야 한다. 또는, 본 개시의 로봇 시스템의 보정 방법(S100)을 통하여 교시 단계를 생략하고 아래의 단계를 후속적으로 진행하여 위치 정보를 보정할 수 있다.By the way, in order to work in the free area of the robot 110, the position of the robot arm 111, particularly the end of the robot arm 111 or the end tool 113 must be precisely specified, and the teaching step is a specific task. may be included. In the teaching step, the user directly moves the robot arm 111 to set the teaching point of the position, or the user must input the surrounding environment using a separate setting device. Alternatively, the position information may be corrected by omitting the teaching step through the correction method ( S100 ) of the robot system of the present disclosure and subsequently proceeding with the following steps.

본 개시의 로봇 시스템의 보정 방법(S100)은 로봇 팔(111)을 기설정된 변위로 이동시켜 제1 마커(121)의 위치를 변화시키는 단계(S150)와 제2 마커(122)의 위치를 기준으로 제1 마커(121)의 변위를 추적하여 측정하는 단계(S160)를 포함할 수 있다. 그리고, 이들 변위를 이용하여 로봇 팔(111)의 끝단의 위치를 보정하는 단계(S170)를 포함할 수 있다. 이 때 보정 단계(S170)는 상술한 도 1의 설명에서의 제1 마커(121)로부터 로봇 팔(111)까지의 위치를 변수 행렬 X를 계산하는 과정을 참고하여 진행될 수 있다. The calibration method of the robot system of the present disclosure (S100) is based on the step (S150) of changing the position of the first marker 121 by moving the robot arm 111 by a preset displacement and the position of the second marker 122 It may include tracking and measuring the displacement of the first marker 121 ( S160 ). And, it may include a step (S170) of correcting the position of the end of the robot arm 111 using these displacements. At this time, the correction step ( S170 ) may be performed with reference to the process of calculating the variable matrix X for the position from the first marker 121 to the robot arm 111 in the description of FIG. 1 described above.

보정 단계(S170)는 제2 마커(122)와 로봇(110)의 이격된 기설정된 간격을 기초로 로봇 팔(111)의 끝단의 위치를 보정하는 보정 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 마커(122)로부터 로봇(110)까지의 벡터는 기설정된 값으로서 프로세서(150)는 이를 알고 있어야하며, 상세히는 작업대(10)에 부착된 제2 마커(122)로부터 로봇(110)의 베이스(117)까지의 거리, 그리고 로봇(110)의 베이스(117)로부터 로봇 팔(111)까지의 거리를 기초로 할 수 있다.The correction step ( S170 ) may include a correction step of correcting the position of the end of the robot arm 111 based on a predetermined distance between the second marker 122 and the robot 110 . In this case, the vector from the second marker 122 to the robot 110 is a preset value, and the processor 150 must know this, and in detail, from the second marker 122 attached to the workbench 10 to the robot ( It may be based on the distance from the base 117 of the 110 to the base 117 and the distance from the base 117 of the robot 110 to the robot arm 111 .

보정 단계(S170)는 로봇 팔(111)에 부착되어 제2 마커(122)의 위치를 부착 카메라(137)를 통하여 로봇 팔(111)의 이동에 따라 발생하는 부착 카메라(137)의 변위를 측정하고, 로봇 팔(111)의 변위와 부착 카메라(137)의 변위를 기초로 로봇 팔(111) 끝단의 위치를 보정하는 보정 단계를 포함할 수 있다. 부착 카메라(137)를 이용하는 실시예에서는 센서부(130)와 별개로 추가로 보정 동작을 수행할 수 있으며, 센서부(130)의 오작동을 방지하고, 오차를 줄일 수 있다.The correction step (S170) is attached to the robot arm 111 and measures the displacement of the attached camera 137 that occurs according to the movement of the robot arm 111 through the attached camera 137 to determine the position of the second marker 122 and correcting the position of the end of the robot arm 111 based on the displacement of the robot arm 111 and the displacement of the attached camera 137 . In an embodiment using the attached camera 137 , a correction operation may be additionally performed separately from the sensor unit 130 , and a malfunction of the sensor unit 130 may be prevented and errors may be reduced.

보정 단계(S170)는 로봇 팔(111)의 엔드 툴(113)을 작업대(10)로부터 기설정된 간격으로 배치하여, 제1 마커(121) 및 제2 마커(122)의 위치를 기초로 로봇 팔(111)의 엔드 툴(113)의 위치를 보정하는 보정 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 엔드 툴(113)을 구동하여 작업대(10)와의 간격을 기설정된 간격으로 위치시키고, 이를 기초로 수행될 수 있으며, 엔드 툴(113)의 끝단을 정밀하게 보정하는 효과를 기대할 수 있다.In the calibration step (S170), the end tool 113 of the robot arm 111 is arranged at a predetermined interval from the work table 10, and based on the positions of the first marker 121 and the second marker 122, the robot arm It may include a correction step of correcting the position of the end tool 113 of (111). In this case, by driving the end tool 113 to position the gap with the workbench 10 at a preset distance, it can be performed based on this, and the effect of precisely correcting the end of the end tool 113 can be expected. .

상술한 다양한 보정 단계(S170)를 통하여, 로봇 팔(111)의 끝단의 위치를 보정하여 정확하게 로봇 팔(111)의 구동을 제어할 수 있고, 자유 영역에서 로봇 팔(111)의 작업이 수행될 수 있다.Through the various correction steps (S170) described above, it is possible to accurately control the driving of the robot arm 111 by correcting the position of the end of the robot arm 111, and the operation of the robot arm 111 can be performed in the free area. can

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템의 보정 방법(S100)을 도시한 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a correction method ( S100 ) of a robot system according to an embodiment of the present disclosure.

도 7을 참고하면, 로봇 시스템의 보정 방법(S100)은 제3 마커(123) 확인 단계(S130) 또는 실시간 추적 단계(S180)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the calibration method ( S100 ) of the robot system may include a third marker 123 confirmation step ( S130 ) or a real-time tracking step ( S180 ).

제3 마커(123) 확인 단계(S130)는 제2 마커(122) 위치를 확인하는 단계(S120) 이후에 센서부(130)로부터 로봇(110)의 작업 대상(50)에 부착되는 제3 마커(123) 위치를 확인할 수 있다. 이를 통하여, 작업 대상(50)의 위치를 정확하게 특정할 수 있다.The third marker 123 checking step (S130) is a third marker attached to the work target 50 of the robot 110 from the sensor unit 130 after the step (S120) of checking the position of the second marker 122 ( S130 ). (123) You can check the location. Through this, the position of the work target 50 can be precisely specified.

실시간 추적 단계(S180)는 보정 단계(S170) 이후에 센서부(130)의 RGB-D 센서(135)가 영역 내에 배치된 로봇(110) 및 로봇(110) 인근에 배치된 물체를 실시간으로 감지할 수 있다. In the real-time tracking step (S180), after the correction step (S170), the RGB-D sensor 135 of the sensor unit 130 detects the robot 110 disposed within the area and an object disposed near the robot 110 in real time. can do.

로봇 시스템의 보정 방법(S100)은 제3 마커 확인 단계(S130)와 실시간 추적 단계(S180)는 모두 포함하거나 또는 하나만을 포함할 수 있다.The calibration method (S100) of the robot system may include all or only one of the third marker checking step (S130) and the real-time tracking step (S180).

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.

프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위상에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present disclosure have been shown and described, but the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and it is common in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present disclosure as claimed in the claims. Various modifications may be made by those having the knowledge of

100 : 로봇 시스템 110 : 로봇
120 : 마커 130 : 센서부
150 : 프로세서100: robot system 110: robot
120: marker 130: sensor unit
150: processor

Claims (15)

로봇 팔 및 상기 로봇 팔을 구동하는 구동 장치를 포함하는 로봇;
상기 로봇 팔의 일 영역에 부착된 제1 마커 및 상기 로봇과 이격 배치되는 제2 마커;
상기 로봇과 이격된 위치에 배치되고 상기 제1 마커 및 상기 제2 마커의 위치를 센싱하는 센서부; 및
상기 구동 장치를 구동하는 프로세서;를 포함하며,
상기 프로세서는, 상기 제2 마커를 기준으로 상기 제1 마커의 이동에 따른 상기 제1 마커의 변위를 측정하고,
상기 프로세서는,
상기 로봇 팔이 제1 위치에서 제2 위치로 기설정된 변위로 이동하도록 상기 구동 장치를 제어하고,
상기 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때, 상기 센서부에 의해 센싱된 제1 마커의 변위와 상기 로봇 팔의 기설정된 변위를 기초로, 상기 제1 마커로부터 상기 로봇 팔 끝단까지의 위치를 계산하고,
상기 제1 마커는, 외주면에 기설정된 패턴이 인쇄된 링 형상 마커이고,
상기 프로세서는, 상기 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때 상기 센서부에서 센싱되는 상기 제1 마커의 패턴 형상의 변화를 기초로 상기 제1 마커의 변위를 측정하고,
상기 제1 마커의 기설정된 패턴은,
링 형상의 외주면의 중심부로 전개되는 기준 패턴;
상기 기준 패턴의 일 측에 전개되는 참고 패턴; 및
상기 기준 패턴의 일 측의 반대되는 타 측에 전개되는 식별 패턴;을 포함하는, 로봇 시스템.a robot comprising a robot arm and a driving device for driving the robot arm;
a first marker attached to an area of the robot arm and a second marker spaced apart from the robot;
a sensor unit disposed at a position spaced apart from the robot and sensing positions of the first marker and the second marker; and
a processor for driving the driving device; and
The processor measures the displacement of the first marker according to the movement of the first marker with respect to the second marker,
The processor is
controlling the driving device to move the robot arm from a first position to a second position with a preset displacement,
When the robot arm moves with a preset displacement, based on the displacement of the first marker sensed by the sensor unit and the preset displacement of the robot arm, the position from the first marker to the end of the robot arm is calculated, and ,
The first marker is a ring-shaped marker in which a predetermined pattern is printed on the outer circumferential surface,
The processor measures the displacement of the first marker based on a change in the pattern shape of the first marker sensed by the sensor unit when the robot arm moves with a preset displacement,
The preset pattern of the first marker is,
a reference pattern developed in the center of the ring-shaped outer circumferential surface;
a reference pattern developed on one side of the reference pattern; and
An identification pattern developed on the other side opposite to one side of the reference pattern; including, a robot system. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 마커의 기설정된 패턴은, 상기 센서부가 식별 가능한 복수의 점(Dot)이 De Bruijn Sequence(DBS)에 의하여 배열되는 패턴인, 로봇 시스템.According to claim 1,
The predetermined pattern of the first marker is a pattern in which a plurality of dots that can be identified by the sensor unit are arranged by a De Bruijn Sequence (DBS), a robot system. 제1항에 있어서,
상기 제1 마커는 빛을 방출하는 발광 마커이고,
상기 센서부는 상기 발광 마커가 방출하는 빛을 감지하는 근적외선 센서를 포함하는, 로봇 시스템.The method of claim 1,
The first marker is a light emitting marker that emits light,
The sensor unit comprises a near-infrared sensor for detecting the light emitted by the light emitting marker, robot system. 제5항에 있어서,
상기 센서부는 상기 로봇의 작업대를 센싱하는 RGB-D 센서를 포함하고
상기 프로세서는 상기 RGB-D 센서의 감지 값을 기초로 상기 로봇, 상기 상기 로봇의 작업 대상 및 상기 로봇 인근에 배치된 물체를 인식하는, 로봇 시스템.6. The method of claim 5,
The sensor unit includes an RGB-D sensor for sensing the workbench of the robot,
The processor recognizes the robot, a work target of the robot, and an object disposed in the vicinity of the robot based on the detected value of the RGB-D sensor. 제1항에 있어서,
상기 제2 마커는 상기 로봇의 베이스와 기설정된 간격으로 이격되어 상기 로봇의 작업대 상에 부착되고,
상기 프로세서는,
상기 제2 마커로부터 상기 로봇의 베이스까지의 기설정된 간격과 상기 로봇의 베이스로부터 상기 로봇 팔 끝단까지의 거리를 기초로, 상기 제1 마커와 상기 로봇 팔 끝단 사이의 거리를 보정하는, 로봇 시스템.According to claim 1,
The second marker is spaced apart from the base of the robot at a predetermined interval and is attached to the workbench of the robot,
The processor is
Based on a predetermined distance from the second marker to the base of the robot and the distance from the base of the robot to the tip of the robot arm, the robot system for correcting the distance between the first marker and the tip of the robot arm. 제1항에 있어서,
상기 제2 마커는 기설정된 패턴이 도시된 판 형상 마커이고,
상기 로봇은, 상기 로봇 팔에 부착되어 상기 제2 마커를 촬영하는 부착 카메라를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때 상기 부착 카메라가 촬영하는 상기 제2 마커의 패턴 형상의 변화를 기초로 상기 부착 카메라의 변위를 센싱하고,
상기 프로세서는, 상기 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때 상기 부착 카메라의 변위를 기초로 상기 부착 카메라로부터 상기 로봇 팔 끝단 사이의 거리를 보정하는, 로봇 시스템.According to claim 1,
The second marker is a plate-shaped marker on which a predetermined pattern is shown,
The robot includes an attached camera attached to the robot arm to photograph the second marker,
The processor senses the displacement of the attached camera based on a change in the pattern shape of the second marker photographed by the attached camera when the robot arm moves with a preset displacement,
The processor is configured to correct a distance between the end of the robot arm from the attached camera based on the displacement of the attached camera when the robot arm moves to a preset displacement. 제1항에 있어서,
상기 로봇의 작업 대상에 부착되는 제3 마커;를 포함하고,
상기 센서부는 상기 제3 마커를 센싱하고,
상기 프로세서는, 상기 센서부에서 센싱된 상기 제3 마커의 위치를 기초로 상기 로봇의 작업 대상의 위치를 보정하는, 로봇 시스템.According to claim 1,
Including; a third marker attached to the work target of the robot;
The sensor unit senses the third marker,
The processor, based on the position of the third marker sensed by the sensor unit to correct the position of the target of the robot, robot system. 로봇 시스템의 보정 방법으로,
로봇과 이격된 센서부로부터 상기 로봇의 로봇 팔의 일 영역에 부착된 제1 마커의 위치를 확인하는 단계;
상기 센서부로부터 상기 로봇과 이격 배치된 제2 마커 위치를 확인하는 단계;
상기 로봇 팔을 제1 위치에서 제2 위치로 기설정된 변위로 이동시키며 상기 제1 마커의 위치를 변화시키는 단계;
상기 제2 마커의 위치를 기준으로 상기 센서부로부터 상기 제1 마커의 이동에 따른 변위를 측정하는 단계; 및
상기 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때, 상기 센서부에 의해 센싱된 상기 제1 마커의 변위와 상기 로봇 팔의 기설정된 변위를 기초로 상기 제1 마커로부터 상기 로봇 팔 끝단까지의 위치를 계산하는 거리 보정 단계;를 포함하고,
상기 제1 마커는, 외주면에 기설정된 패턴이 인쇄된 링 형상 마커이고,
상기 제1 마커의 기설정된 패턴은,
링 형상의 외주면의 중심부로 전개되는 기준 패턴;
상기 기준 패턴의 일 측에 전개되는 참고 패턴; 및
상기 기준 패턴의 일 측의 반대되는 타 측에 전개되는 식별 패턴;을 포함하는, 로봇 시스템의 보정 방법.As a calibration method of a robot system,
confirming the position of the first marker attached to one area of the robot arm of the robot from the sensor unit spaced apart from the robot;
confirming a position of a second marker spaced apart from the robot from the sensor unit;
moving the robot arm from a first position to a second position by a preset displacement and changing the position of the first marker;
measuring a displacement according to the movement of the first marker from the sensor unit based on the position of the second marker; and
When the robot arm moves with a preset displacement, the position from the first marker to the end of the robot arm is calculated based on the displacement of the first marker sensed by the sensor unit and the preset displacement of the robot arm Distance correction step; including;
The first marker is a ring-shaped marker in which a predetermined pattern is printed on the outer circumferential surface,
The preset pattern of the first marker is,
a reference pattern developed in the center of the ring-shaped outer circumferential surface;
a reference pattern developed on one side of the reference pattern; and
An identification pattern developed on the other side opposite to one side of the reference pattern; including, a correction method of a robot system. 제10항에 있어서,
상기 제2 마커는 상기 로봇의 베이스와 기설정된 간격으로 이격되어 상기 로봇의 작업대 상에 부착되고,
상기 거리 보정 단계는, 상기 제2 마커로부터 상기 로봇의 베이스까지의 기설정된 간격과 상기 로봇의 베이스로부터 상기 로봇 팔 끝단까지의 거리를 기초로 상기 제1 마커와 상기 로봇 팔 끝단 사이의 거리를 보정하는 단계를 포함하는, 로봇 시스템의 보정 방법.11. The method of claim 10,
The second marker is spaced apart from the base of the robot at a predetermined interval and is attached to the workbench of the robot,
The distance correction step corrects the distance between the first marker and the end of the robot arm based on a preset distance from the second marker to the base of the robot and the distance from the base of the robot to the end of the robot arm A method of calibrating a robotic system, comprising the step of: 제10항에 있어서,
상기 거리 보정 단계는,
상기 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때 상기 로봇 팔에 부착된 부착 카메라가 촬영하는 상기 제2 마커의 패턴 형상의 변화를 기초로 상기 부착 카메라의 변위를 센싱하는 단계와
상기 로봇 팔이 기설정된 변위로 이동할 때 상기 부착 카메라의 변위를 기초로 상기 부착 카메라로부터 상기 로봇 팔 끝단 사이의 거리를 보정하는 보정 단계를 포함하는, 로봇 시스템의 보정 방법.11. The method of claim 10,
The distance correction step is
Sensing the displacement of the attached camera based on a change in the pattern shape of the second marker photographed by the attached camera attached to the robot arm when the robot arm moves with a preset displacement;
Comprising a correction step of correcting the distance between the end of the robot arm from the attached camera based on the displacement of the attached camera when the robot arm moves to a preset displacement, the method for calibrating a robot system. 제10항에 있어서,
상기 거리 보정 단계는,
상기 로봇 팔의 엔드 툴을 상기 로봇의 작업대로부터 기설정된 간격으로 배치하여, 상기 엔드 툴의 기설정된 간격과 상기 제1 마커의 위치를 기초로 상기 로봇 팔의 엔드 툴의 위치를 보정하는 보정 단계를 포함하는, 로봇 시스템의 보정 방법.11. The method of claim 10,
The distance correction step is
A correction step of arranging the end tool of the robot arm at a predetermined interval from the work table of the robot, and correcting the position of the end tool of the robot arm based on the predetermined interval of the end tool and the position of the first marker A method of calibrating a robotic system, including. 제10항에 있어서,
상기 제2 마커 위치를 확인하는 단계 이후에,
상기 센서부로부터 상기 로봇의 작업 대상에 부착되는 제3 마커 위치를 확인하여, 작업 대상의 위치를 파악하는 단계;를 포함하는, 로봇 시스템의 보정 방법.11. The method of claim 10,
After confirming the position of the second marker,
A method of calibrating a robot system, including a; checking the position of a third marker attached to the work target of the robot from the sensor unit to determine the position of the work target. 제10항에 있어서,
상기 거리 보정 단계 이후에,
상기 센서부의 RGB-D 센서가 상기 로봇 및 상기 로봇 인근에 배치된 물체를 실시간으로 감지하는 단계;를 포함하는, 로봇 시스템의 보정 방법.11. The method of claim 10,
After the distance correction step,
The step of detecting the RGB-D sensor of the sensor unit in real time to the robot and an object disposed in the vicinity of the robot;
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102641951B1 (en) 2021-12-29 2024-02-27 재단법인대구경북과학기술원 Apparatus and method for controlling robot arm
KR102520214B1 (en) * 2022-12-07 2023-04-11 주식회사 유에이로보틱스 A method for driving a collaborative robot capable of preemptive response and a system therefor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107813313A (en) * 2017-12-11 2018-03-20 南京阿凡达机器人科技有限公司 The bearing calibration of manipulator motion and device
US20180350100A1 (en) * 2017-05-30 2018-12-06 General Electric Company System and method of robot calibration using image data
JP2019509559A (en) * 2016-02-26 2019-04-04 キネマ システムズ インコーポレイテッド Box location, separation, and picking using a sensor-guided robot
KR101964332B1 (en) * 2017-10-13 2019-07-31 재단법인대구경북과학기술원 Method of hand-eye calibration, computer program for executing the method, and robot system.

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2722136A1 (en) * 2012-10-19 2014-04-23 inos Automationssoftware GmbH Method for in-line calibration of an industrial robot, calibration system for performing such a method and industrial robot comprising such a calibration system
KR102398330B1 (en) * 2015-06-12 2022-05-16 엘지전자 주식회사 Moving robot and controlling method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019509559A (en) * 2016-02-26 2019-04-04 キネマ システムズ インコーポレイテッド Box location, separation, and picking using a sensor-guided robot
US20180350100A1 (en) * 2017-05-30 2018-12-06 General Electric Company System and method of robot calibration using image data
KR101964332B1 (en) * 2017-10-13 2019-07-31 재단법인대구경북과학기술원 Method of hand-eye calibration, computer program for executing the method, and robot system.
CN107813313A (en) * 2017-12-11 2018-03-20 南京阿凡达机器人科技有限公司 The bearing calibration of manipulator motion and device

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