KR20110133477A - 로봇 아암을 위한 위치 정보의 측정 - Google Patents

로봇 아암을 위한 위치 정보의 측정 Download PDF

Info

Publication number
KR20110133477A
KR20110133477A KR1020117021604A KR20117021604A KR20110133477A KR 20110133477 A KR20110133477 A KR 20110133477A KR 1020117021604 A KR1020117021604 A KR 1020117021604A KR 20117021604 A KR20117021604 A KR 20117021604A KR 20110133477 A KR20110133477 A KR 20110133477A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
projector
light
support frame
ray
axis system
Prior art date
Application number
KR1020117021604A
Other languages
English (en)
Inventor
안드레아스 하라람보스 데모포울로스
Original Assignee
앱솔루트 로보틱스 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB0902625A external-priority patent/GB0902625D0/en
Priority claimed from GB0918245A external-priority patent/GB0918245D0/en
Application filed by 앱솔루트 로보틱스 리미티드 filed Critical 앱솔루트 로보틱스 리미티드
Publication of KR20110133477A publication Critical patent/KR20110133477A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/70—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using electromagnetic waves other than radio waves
    • 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
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1692—Calibration of manipulator
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S5/163—Determination of attitude
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37571—Camera detecting reflected light from laser
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40611—Camera to monitor endpoint, end effector position
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40613—Camera, laser scanner on end effector, hand eye manipulator, local
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40623—Track position of end effector by laser beam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

로봇 아암을 위한 위치 측정은 로봇 아암 상에 장착되고 프로젝터(10)에 대해 고정된 복수의 개별 경로를 따라 광선(50)을 방출하도록 배열된 광선 프로젝터(10)와 지지 프레임(20)에 대해 고정된 위치에서 복수의 이미지 센서(22)를 갖는 제거 가능한 지지 프레임(20)을 사용하여 행해지고, 지지 프레임은 로봇 아암의 베이스를 둘러싼다. 광 센서(22)에 접속된 신호 프로세서(25)는 광선(50)이 이미지 센서(22)에 입사되는 위치를 결정하고, 따라서 프레임(20)에 대해 프로젝터(10)와 관련된 축 시스템의 위치 정보를 결정한다. 이는 상대 위치 측정이 실질적으로 실시간으로, 정확하고 비용 효율적인 방식으로 행해질 수 있게 한다.

Description

로봇 아암을 위한 위치 정보의 측정{MEASUREMENT OF POSITIONAL INFORMATION FOR A ROBOT ARM}
본 발명은 로봇 아암 또는 더 일반적으로는 2개 이상의 축 시스템의 서로에 대한 위치 및 배향을 결정하고, 물체와 2개의 축 시스템 사이의 관계가 인지되면 서로에 대한 2개 이상의 물체의 위치 및 배향을 설정하기 위한 방법에 관한 것이고, 본 발명은 또한 이러한 측정을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
현재, 비접촉식 측정을 위한 2개의 광범위하게 사용되는 방법, 즉 레이저 트래커를 사용하는 것과 사진 측량법이 있다. 레이저 트래커를 사용하는 방법은 소스와 측정될 물체 상에 배치된 역반사기(retroreflector) 사이에 반사된 광빔의 거리 및 2개의 각도를 측정함으로써 구형 좌표 시스템에서 동작한다. 사진 측량법은 양호하게 확립된 입체 사진 및 레이저 3각 측량 원리에 기초하여 물체의 위치를 측정하기 위해 선택적으로 고정된 또는 주사 광빔을 갖는 카메라를 이용한다.
복수의 용례에서, 본 발명자들은 진동에 기인하는 물체의 위치 및 배향의 작은 변화, 열 팽창, 인가된 하중에 기인하는 또는 실제로 임의의 다른 원인에 기인하는 정적 또는 동적 편향을 측정하는데 관심이 있다. 레이저 트래커는 정확한 기구이지만, 너무 고가이고 너무 민감할 수 있다. 이들은 복수의 산업적 용례로부터 레이저 트래커의 사용을 배제하는 이유가 된다. 사진 측량법 기반 시스템은 또한 측정치가 실시간으로 획득될 수 있지만, 특히 작은 위치 변화가 큰 거리에 걸쳐 측정되면 이들의 정확도가 충분하지 않을 수 있기 때문에 제한을 겪게 된다. 게다가, 다중 측정은 최종 측정의 정확도를 상당히 열화시키는 연쇄 에러를 초래할 수 있다. 사진 측량법 기반 시스템이 또한 고비용일 수 있다는 것을 상기하면, 이들의 사용은 큰 거리에 걸쳐 최고 정확도가 요구되는 복수의 적용으로부터 배제된다.
본 발명에 따르면, 로봇 아암의 위치 측정을 행하기 위한 장치가 제공되고, 장치는 프로젝터에 대해 인지된 복수의 개별 경로를 따라 광선을 방출하도록 배열되고, 로봇 아암 상에 장착되는 광선 프로젝터와, 지지 프레임에 대해 고정된 위치에서 복수의 이미지 센서를 갖는 지지 프레임과, 광선이 이미지 센서에 입사되는, 지지 프레임에 대한 위치를 결정하고 따라서 지지 프레임에 대한 프로젝터와 관련된 축 시스템의 위치 정보를 결정하도록 이미지 센서에 접속되는 수단을 포함한다.
본 발명은 또한 이러한 광선 프로젝터 및 이러한 이미지 센서를 갖는 프레임을 사용하여 위치 측정을 행하기 위한 방법을 제공한다. 용어 광선은 레이저로부터와 같이, 좁은 방사선의 빔, 바람직하게는 가시광(자외선 또는 적외선 방사선이 또한 적합한 센서를 갖고 적합할 수 있음)을 의미하고, 바람직하게는 프로젝터로부터 1 m의 거리에서의 광선의 폭은 15 mm 이하, 더 바람직하게는 10 mm 이하, 더 바람직하게는 3 mm 이하이고, 광선의 폭은 바람직하게는 이미지 센서의 폭보다 작아야 한다.
광선이 이미지 센서에 입사되는 위치는 프레임에 대해 고정된 축 시스템에 대해 즉시 측정될 수 있고, 광선의 경로는 광선 프로젝터에 대해 고정된 축 시스템에 대해 인지된 위치에 있다. 본 발명은 2개의 축 시스템의 위치 및 배향이 서로에 대해 측정될 수 있게 한다. 일반적으로, 양 축 시스템은 이동할 수 있고, 하나는 고정되고 하나는 이동할 수 있다. 확장에 의해, 이 개념은 물체와 2개의 축 시스템 사이의 관계가 인지되면 서로에 대해 2개 이상의 물체의 위치 및 배향을 설정하는데 사용될 수 있다. 더욱이, 개념은 복수의 축의 세트와 이들 축과 관련된 복수의 물체 사이에 위치 관계를 설정하도록 확장될 수 있다.
광선은 복수의 광원에 의해 또는 대안적으로 그 광이 복수의 광선 경로를 따르도록 분할되거나 지향되는 단일 광원에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 광선은 레이저 다이오드에 의해 방출된 광빔일 수 있다. 광선이 이를 따라 이동하는 적어도 3개의 상이한 경로가 있어야 하지만, 적어도 10개의 광선 경로가 존재할 수도 있고, 예를 들어 광선 프로젝터는 적어도 20개를 전달할 수 잇다. 100개 초과의 이러한 광선이 실제로 존재할 수 있다. 광선은 모두 동시에 전달될 수 있다. 대안적으로, 상이한 경로를 따른 광선은 순차적으로 생성될 수 있다. 따라서, 대안으로서, 단일 광원은 인지된 상대 위치에 있는 상이한 경로를 따라 순차적으로 지향될 수 있다. 예를 들어, 단일 광원은 인지된 각도를 통해 2개의 상이한 축에 대해 피벗될 수 있게 하는 수단에 의해 지지될 수 있다. 이러한 단일 광원은 레이저 트래커와 실질적으로 유사할 수 있지만, 거리 측정을 위한 설비가 없다.
이미징 센서는 관련된 렌즈 없이 디지털 카메라에 사용된 것들과 유사한 화소화된 이미징 센서이고, 이들은 예를 들어 전하 결합 디바이스(CCD) 또는 상보형 금속 산화물 반도체(CMOS) 활성 화소 감지 디바이스일 수 있고, 이러한 디바이스는 이미징 칩이라 칭할 수도 있다. 이들은 이미징 센서라 칭하지만, 이들은 이미지를 얻는데 사용되지 않고, 단지 위치를 결정하는데에만 사용된다.
광선이 이미지 센서에 입사될 때, 이는 광선의 폭에 따라 복수의 화소를 커버할 수 있는 조명 스폿을 생성한다. 광 스폿의 중심은 예를 들어 임계치를 초과하는 상이한 화소에서 강도의 가중 평균에 기초하여 통상의 이미지 처리 기술을 사용하여 발견될 수 있다. 몇몇 상황 하에서, 이미지 센서의 적어도 일부는 서로의 옆에 배치된 복수의 이러한 이미징 칩을 포함할 수 있어, 다른 물체에 대한 하나의 물체의 더 큰 변위가 이미지 센서의 표면으로부터 광 스폿을 이동시키지 않고 모니터링될 수 있다. 실제로, 프레임의 표면의 상당한 비율이 표면이 만곡되더라도 이러한 이미징 칩에서 완전하게 커버될 수 있어, 광 스폿의 큰 이동이 모니터링될 수 있다.
캘리브레이션을 위해, 광선 프로젝터 및 지지 프레임의 모두는 바람직하게는 광학 기준 요소 또는 장치의 캘리브레이션 중에 사용된 광학 기준 요소를 지지하기 위한 수단을 구비한다. 이들 광학 기준 요소는 레이저 스캐너와 함께 사용을 위해 적합한 구형으로 장착된 역반사기를 포함할 수 있고, 이러한 역반사기는 구의 중심에서 정확하게 교차하는 3개의 상호 직교하는 표면에 의해 규정된 리세스를 갖는 정확하게 형성된 구로 이루어진다. 이러한 역반사기는 자성일 수 있는 원추형 홀더 내에 장착될 수 있고, 구는 이어서 구의 중심이 동일한 위치에 잔류하는 동안 입사광을 취출하기 위해 회전될 수 있다.
따라서, 본 발명은 고도로 정확한 상대적인 6도 자유도 측정이 행해질 수 있게 하고, 또한 방법은 비접촉식 측정을 사용하고, 몇몇 경우에 측정은 실시간으로 획득될 수 있다. 장치는 강할 수 있고, 모든 구성 요소가 즉시 이용 가능하기 때문에 상대적으로 저가일 수 있다.
이제, 본 발명이 이제 첨부 도면을 참조하여 예로서만 추가로 더 구체적으로 설명될 것이다.
도 1은 장치의 작동이 기초하는 수학적 원리의 다이어그램.
도 2는 본 발명에 사용을 위한 광선 프로젝터의 사시도.
도 3은 본 발명에 사용을 위한 지지 링의 사시도.
도 4는 도 2의 프로젝터를 캘리브레이팅하는데 사용을 위한 캘리브레이션 링의 사시도.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 캘리브레이션 링의 사용의 사시도.
도 6은 장치의 사용 중에 도 2의 광선 프로젝터 및 도 3의 지지 링의 사시도.
도 7은 장치의 대안적인 사용 중에 도 6과 유사한 사시도.
도 8은 도 6에 도시된 장치의 변형예를 도시하는 도면.
도 1을 참조하면, 본 발명은 2개의 축 시스템이 있는 환경에 관한 것이다. 이 예에서, 각각의 축 시스템, 즉 XYZ 및 abc는 직교축으로 이루어지지만, 직교축은 본 발명에 필수적인 것은 아니다. 3개의 공선 라인(colinear line)(k, l, m)이 존재하고, 이들의 식은 abc 축 시스템에 대해 인지되어 있다. 따라서, 이들 라인은 서로에 대해 그리고 abc 축 시스템에 대해 고정된다. 3개의 점(P1, P2, P3)이 존재하고, 이들의 위치 벡터는 XYZ 축 시스템에 대해 인지되어 있다. 이들 상황 하에서, 점(P1, P2, P3)이 라인(k, l, m) 상의 임의의 위치에 놓이면, 2개의 축 시스템(XYZ, abc)의 위치 및 배향은 서로에 대해 결정될 수 있다.
1. 장치
본 발명에 있어서, 라인(k, l, m)은 광선 프로젝터에 의해 생성된 광학 광선으로 대체된다. 하나의 이러한 광선 프로젝터(10)가 이제 참조되는 도 2에 도시되어 있다. 이 예에서, 광선 프로젝터(10)는 복수의 상이한 고정된 반경방향(13개가 도시되어 있음)으로 광선을 방출하기 위해 그 원통형 표면 주위에 복수의 레이저 다이오드(12)가 장착되어 있는 일반적으로 원통형 형상의 하우징(11)을 포함한다. 하우징(11)의 단부면에는 3개의 구형으로 장착된 역반사기(SMR)(15)를 위치시키는 3개의 자기 원추형 수용기(14)가 장착된다. 이들 역반사기는 공간 내의 프로젝터(10)의 위치가 레이저 트래커를 사용하여 고도의 정확도로 결정될 수 있게 한다. 복수의 개별 광원[레이저 다이오드(12)]을 사용하는 대신에, 그 광이 분할되어 상이한 고정된 방향에서 복수의 빔을 형성하는 소수의 광원 또는 적어도 하나의 광원이 대신에 존재할 수 있다.
몇몇 상황에서, 상이한 레이저 다이오드(12)에 의해 방출된 광선들을 간단하게 자동으로 구별할 수 있는 것이 바람직하고, 이는 예를 들어 상이한 코드를 갖는 각각의 광선을 펄스화함으로써 수행될 수 있다. 다른 상황에서, 광선 프로젝터(10)의 위치가 적어도 근사적으로 이미 인지되면, 광선은 이들의 전파 방향에 의해 구별 가능할 수 있다.
본 발명은 또한 프레임을 필요로 한다. 적합한 프레임은 이제 참조되는 도 3에 도시되어 있고, 이 예에서 INVARTM 또는 NILO 36TM과 같은 저팽창 재료로 제조된 열적 및 기계적으로 안정한 지지 링(20)의 형태이고, 그 홈 위치에서 고정된 레그(21) 상에 위치된다(이 위치에 있을 때, 이는 베이스 링이라 칭할 수 있음). 로봇 아암(미도시) 상에서의 측정을 위해, 링(20)은 로봇 아암의 베이스를 둘러쌀 것이다. 복수의 SMR(15)이 지지 링(20)에 부착된 수용기(14)(도 2에 도시된 바와 같이) 내에 위치된다. 이들 역반사기는 구의 중심에서 정확하게 교차하는 3개의 상호 직교하는 표면을 갖는다. 임의의 이들 표면을 타격하는 광선은 그 입사 방향을 따라 재반사된다. 각각의 SMR(15)의 구형 표면은 원추형 수용기(14) 내에 장착되고, 따라서 각각의 SMR(15)은 구의 중심이 동일한 위치에 잔류하는 동안 입사 광선을 취출하기 위해 상이한 방향으로 회전될 수 있다. SMR(15)에 추가하여, 복수의 이미징 센서(22)(CCD, CMOS 또는 다른 유형)가 예를 들어 모든 센서(22)에 접속된 신호 처리 유닛(25)의 형태의 이들 센서(22) 상에 이미지를 획득하도록 요구되는 관련 하드웨어 및 소프트웨어와 함께, 지지 링(20) 상에 또한 장착된다. [각각의 이러한 센서(22)는 임의의 렌즈 시스템이 없는 일반적인 디지털 카메라로서 인식될 수 있다.]
2. 장치의 셋업
측정이 본 발명의 장치를 사용하여 이루어질 수 있기 전에, 광선 프로젝터(10) 및 지지 링(20) 모두는 먼저 캘리브레이팅되어야 한다.
2.1 기준 축 시스템(XYZ)의 설정 및 이미징 센서(22)의 캘리브레이팅
제조 후에, 링(20)이 좌표 측정 기계(CMN) 상에 배치되고, SMR(15)의 중심이 각각의 SMR(15) 상의 3개의 상호 직교 평면에 의해 결정된다. XYZ 축 시스템은 지지 링(20) 상의 모든 SMR(15)의 인지된 중심으로부터 통상의 수단에 의해 설정될 수 있다. 이는 접촉 프로브를 사용하여 수행될 수 있지만, 센서(22)의 캘리브레이션을 위해 요구되기 때문에 비접촉식 광학 스캐너(포인트 레이저 빔과 카메라 시스템을 조합함)가 바람직하다. 이러한 스캐너는 통상의 CMM의 부분을 형성한다. SMR(15)의 3개의 직교 평면은 링(20) 상에 SMR(15)의 중심을 설정하고 광학 스캐너의 측정치를 XYZ 축 시스템에 관련시키기 위해 먼저 스캐닝된다.
광학 스캐너의 포인트 레이저 빔은 이어서 모든 이미징 센서(22)를 차례로 스캔하는데 사용된다. 광학 스캐너로부터의 빔은 각각의 경우에 이미징 센서(22)의 상부면에 광 스폿을 형성한다. 이 스폿의 중심은 이미징 센서(22)의 화소에 관련하여, 예를 들어 소정의 임계치를 초과하는 화소 강도의 가중 평균에 기초하여 통상의 이미징 처리 기술을 사용하여 서브 화소 정확도에 위치된다. 이 방식으로, 각각의 센서(22)의 화소 좌표 시스템 내의 조명 스폿의 중심과 광학 스캐너에 의해 측정된 바와 같이 XYZ 기준 축 시스템 내의 이들의 대응 좌표 사이의 관계가 설정된다. 캘리브레이팅된 위치 사이의 보간에 의해, 본 발명자들은 이미징 센서(22) 상의 모든 점에 대한 관계를 설정할 수 있다.
2.2 광선 프로젝터(10)의 캘리브레이팅
광학 광선의 식은 광선 프로젝터(10)를 캘리브레이팅하기 위해 적합한 축 시스템에 대해 설정되어야 한다. 이는 이제 참조되는 도 4에 도시된 바와 같이 캘리브레이션 링(30)을 사용하여 성취될 수 있다. 이 캘리브레이션 링(30)은 지지 링(20)에 유사하지만 상당히 더 소형이고, 이 경우에 이는 단지 3개의 SMR(15) 및 하나의 이미징 센서(22)만을 갖는다. 더 다용성이 되게 하도록 요구되면 더 많은 SMR(15) 및 이미징 센서(22)가 캘리브레이션 링(30)에 부착될 수 있다.
캘리브레이션 링(30) 상의 이미징 센서(22)는 캘리브레이션 링(30) 상의 SMR(15)의 중심과 관련하여 규정된 축 시스템(stv)에 대해 먼저 캘리브레이팅된다. 이는 지지 링(20)에 대해 섹션 2.1에서 설명된 프로세스에 대응한다.
광선 프로젝터(10)는 이어서 고정된 위치에 셋업되고, 따라서 고정형이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 고정된 레이저 트래커(40)는 이어서 고정형 광선 프로젝터(10) 상에 SMR(15)을 위치시키는데 사용될 수 있다. abc 축 시스템은 SMR(15)에 대해 규정될 수 있고 따라서 광선 프로젝터(10)에 대해 인지된 관계에 있다.
선택된 광학 광선에 대해, 캘리브레이션 링(30)은 광선을 따른 복수의 상이한 위치에서 연속적으로 배치되어, 각각의 경우에 광선이 캘리브레이션 링(30) 상의 이미징 센서(22)에 타격하고 광 스폿을 형성하는 것을 보장한다. 이 스폿의 중심은 소정의 임계치 초과의 화소 강도 분포의 가중 평균과 같은 통상의 이미징 처리 기술에 의해 서브 화소 정확도로 결정된다. 이미징 센서(22)가 캘리브레이팅되기 때문에, 이 스폿의 중심은 캘리브레이션 링(30)의 stv 축 시스템에 대해 인지된다. 광선을 따른 캘리브레이션 링(30)의 각각의 연속적인 위치에 대해, 레이저 트래커(40)는 도 5b에 도시된 바와 같이 캘리브레이션 링(30) 상에 SMR(15)의 중심을 위치하는데 사용된다. 이 프로세스는 stv 축 시스템 및 따라서 광 스폿의 중심이 광선 프로젝터(10)와 관련된 abc 축 시스템에 관련될 수 있게 한다. 이 방식으로, 본 발명자들은 선택된 광선을 따른 복수의 점의 좌표 및 따라서 abc 축 시스템에 대해 광선의 식을 얻는다. 상기 프로세스는 모든 광선의 식이 동일한 abc 축 시스템에 대해 얻어지도록 광학 광선 발생기의 모든 광선에 대해 반복된다.
2.2.1 광선 프로젝터(10)의 캘리브레이션의 변형
제 1 대안예에서, 도 3의 지지 링(20)은 섹션 2.2에서 설명된 캘리브레이션 절차에서 캘리브레이션 링(30) 대신에 사용될 수 있어, 각각의 광선을 따라 복수의 상이한 위치로 지지 링(20)을 연속적으로 이동시키고, 각각의 경우에 광선이 지지 링(20) 상의 이미징 센서(22)를 타격하고 광 스폿을 형성하는 것을 보장한다. 이는 개별 캘리브레이션 링(30)을 제조할 필요성을 회피하는 장점을 갖지만, 이 예에서 지지 링(20)은 캘리브레이션 링(30)보다 상당히 크고 더 성가시다. 지지 링(20)은 복수의 이미징 센서(22)를 갖기 때문에, 하나 초과의 광선을 동시에 캘리브레이팅하기 위해 이를 사용하는 것이 가능할 수 있다.
제 2 대안예에서, 고정된 레이저 트래커(40)는 정지형 광선 프로젝터(10) 상에 SMR(15)을 위치시키는데 사용되지 않는다. 이 경우에, 광선이 따르는 경로의 식은 캘리브레이션 단계 중에 레이저 트래커(40)에 대해 고정된 위치에 있는 축 시스템(abc)에 대해 결정되고, 이후의 사용 중에 광선이 따르는 경로의 식은 그 원점이 고정되지만 광선 프로젝터(10)에 대한 인지되지 않은 위치에 있는 축 시스템(abc)에 대해 인지된다.
3. 장치의 작동
이제, 도 6을 참조하면, 광선 프로젝터(10) 및 링(20)으로 이루어지는 장치는 이어서 물체, 예를 들어 로봇 아암 또는 크레인의 위치를 모니터링하는데 사용될 수 있다. 제거 가능한 지지 링(20)은 레그(20) 상에 놓여 있는 그 홈 위치에 설치될 수 있어, XYZ 축 시스템이 작업 공간에 대해 고정되게 되고, 따라서 이는 베이스 링이라 칭할 수 있다. 지지 링(20)은 예를 들어 1 m 초과의 내경인 로봇 아암(미도시)의 베이스를 둘러싸기 위해 충분히 크다.
광선 프로젝터(10)는 이 예에서 로봇 아암인 그 위치가 모니터링되는 물체 상에 장착된다. 광선 프로젝터(10)의 소정의 위치(및 따라서 로봇 아암의 소정의 위치)에 대해, 베이스 링(20) 상의 몇몇 이미징 센서(22)는 몇몇 광선(50)(개략적으로 도시됨)에 의해 타격될 것이다. 최소 3개의 광선(50)이 요구된다. 추가의 교차 광선(50)은 장치의 전체 측정 정확도를 증가시키는 여분의 측정을 제공한다. 이미징 센서(22) 상의 광 스폿의 중심의 좌표는 광선 식 절차 중에 이용되는 것과 동일한 화소 강도 분포의 가중 평균을 사용하여 결정된다. 이들 중심점의 좌표는 베이스 링(20) 상의 설정된 XYZ 축 시스템에 대해 도 1의 P1, P2 및 P3와 같은 위치 벡터에 대응하고, 도 6에 P1 내지 P5로서 표시된다.
이들 광선(50)이 따르는 라인의 식은 섹션 2.2에서 상기에 연역된 바와 같이 축(abc)에 대해 인지되기 때문에, 축(abc, XYZ) 사이의 관계가 계산될 수 있고, 따라서 광선 프로젝터(10)의 위치는 XYZ 축 시스템에 대해 정확하게 측정될 수 있다. 따라서, 신호 처리 유닛(25)은 통상의 수학적 변환을 사용하여 광선 프로젝터(10)의 위치, 따라서 이것이 장착되는 로봇 아암의 위치를 계산할 수 있다.
지지 링(20)이 고정된 위치에 있어야 하는 요구가 존재하지 않는 것이 이해될 수 있을 것이다. 몇몇 상황에서, 지지 링(20) 및 광선 프로젝터(10) 모두는 이동 가능할 수 있고, 광선 프로젝터(10)의 위치는 지지 링(20)에 대해 고정된 XYZ 축 시스템에 대해 측정될 수 있지만, XYZ 축 시스템은 작업 공간에 대해 고정될 필요가 없는 것이 여전히 해당된다. 대안으로서, 지지 링(20)은 물체에 부착될 수 있고, 광선 프로젝터(10)는 고정된 위치에 장착되는 것이 또한 이해될 수 있을 것이다. 절차는 이 경우에 링(20) 및 따라서 물체의 위치가 abc 축 시스템에 대해 정확하게 측정되는 것을 제외하고는 실질적으로 동일하다.
일 경우에, 물체 상의 광선 프로젝터(10) 또는 지지 링(20)의 부착은 무응력이어야 하고, 상대 이동을 허용하지 않아야 한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 현존하는 유형의 자기 커플링은 이 목적에 양호하게 적합된다.
측정될 물체가 소정의 관심 특징부 가지면, 이들 특징부의 위치는 이 부분이 측정될 물체에 부착되는지에 따라 abc 또는 XYZ 축 시스템에 대해 이전에 설정되어야 한다. 이들 축 시스템의 원점은 물체 상에 장착된 구성 요소에 부착된 SMR(15)의 중심에 관련됨에 따라, SMR이 터치/광학 프로브 또는 레이저 트래커에 의해 스캐닝되거나 위치될 수 있는 물리적 물체이기 때문에 이 관계를 설정하는 것이 매우 용이하다.
레이저 스캐너(40)는 장치의 캘리브레이션 중에 사용되지만, 이는 이후의 사용 중에 요구되지 않아, 본 발명은 상당히 더 저가의 측정 기술을 제공하게 되고, 이는 상당히 더 신속하지만 유사한 정확도로 측정을 취할 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 도 1에 관련하여 설명된 원리를 사용한다. 그 식이 축 시스템(abc)에 대해 인지되어 있는 광선(50)은 직선 라인(k, l, m)에 대응하고, 축(XYZ)에 대해 인지되어 있는, 광선(50)이 지지 링(20) 상의 이미징 센서(22)에 타격하는 광 스폿의 위치는 위치(P1, P2, P3)에 대응한다. 따라서, 축 시스템(abc)의 위치 및 배향은 축 시스템(XYZ)에 관련될 수 있다. 축 시스템(abc)의 원점의 위치가 광선 프로젝터(10)에 대해 인지되면, 광선 프로젝터(10)의 위치가 또한 축(XYZ)에 대해 결정될 수 있다.
4. 대안예 및 변형예
전술된 측정 절차는 단지 예로서 제공되고, 장치 및 절차는 본 발명의 범주 내에 있으면서 다양한 방식으로 수정될 수 있다. 예를 들어,
a) 광선 프로젝터의 기능은 지지 링의 기능과 통합될 수 있다. 예를 들어, 광선 프로젝터(10)는 광선 이미터에 추가하여 이미징 센서(22)와 끼워질 수 있고[지지 링(20)에 끼워지는 것과 같이], 동등하게 지지 링(20)은 이미징 센서(22)에 추가하여 광선 이미터와 끼워질 수 있다.
b) 전술된 바와 같이, 고정된 레이저 트래커(40)가 광선이 따르는 경로의 식을 설정하기 위해 캘리브레이션 단계 중에 정지형 광선 프로젝터(10) 상에 SMR(15)을 위치시키는데 사용되지 않으면, 축 시스템(abc)의 원점은 광선 프로젝터(10)에 대해 고정되지만 인지되지 않은 위치에 있다. 이러한 "가상" 축 시스템(abc)에 의해, 광선 프로젝터(10)의 위치를 연역하는 것이 가능하지 않고, 뿐만 아니라 이것이 부착되는 로봇 아암의 위치를 연역하는 것이 가능하지 않다. 그럼에도, 로봇 아암 및 광선 프로젝터(10)의 위치 또는 배향의 임의의 변화는 이들이 가상 축 시스템(abc)의 위치 또는 배향의 변화에 대응하기 때문에 즉시 측정될 수 있다.
c) 도 7은 로봇 아암의 위치 및 배향이 2단계 프로세스로서 간접적으로 측정되는 용례를 도시한다. 이 경우에, 6-D 측정 장치는 3개의 부분, 로봇 아암의 베이스를 둘러싸는 정지형 위치에 장착된 지지 링(20), 광선 프로젝터(10) 및 2차 링(60)으로 이루어진다. 프로젝터(10) 및 2차 링(60)은 로봇 아암을 따른 상이한 위치에 부착될 것이다. 2차 링(60)은 이미징 센서(22) 및 SMR(15)의 모두를 갖는 열적으로 및 기계적으로 안정한 링으로 이루어지는 지지 링(20)과 실질적으로 동일하지만, 이 예에서 이는 더 작은 직경을 갖는다. 이 예에서, 지지 링(20)은 고정된 위치에 있는 베이스 링으로서 작용하고, 반면 광선 프로젝터(10) 및 2차 링(60)은 서로에 대해 그리고 베이스 링(20)에 대해 이동할 수 있다.
2차 링(60)은 그에 부착된 SMR(15)의 중심으로부터 설정되는 그 고유의 축 시스템(pqr)을 규정한다. 동일한 방법이 섹션 2.1에 설명된 것과 같이 사용되고, 2차 링(60) 상의 이미징 섹션(22)이 섹션 2.1에 설명된 것과 동일한 방식으로 pqr 기준 축 시스템에 대해 캘리브레이팅된다.
본 발명자들은 이제 2단계 프로세스로서, 베이스 링(20)과 관련된 축 시스템(XYZ)에 대해, 2차 링(60), 따라서 2차 링(60)이 부착되는 로봇 아암의 부분의 위치 및 배향을 결정하기 위한 위치에 있다. 제 1 단계에서, 축 시스템(pqr)의 위치 및 배향은 광선(50)의 식이 인지되는 abc 축 시스템에 대해 설정된다. 제 2 단계에서, abc 축 시스템의 위치 및 배향은 베이스 링(20)에 기초하여 고정된 축 시스템(XYZ)에 대해 결정된다. 수반된 모든 측정은 광학 측정이고 이들은 동시에 획득될 수 있기 때문에, 2차 링(60) 및 2차 링(60)이 부착되는 임의의 물체의 위치 및 배향이 XYZ 축 시스템에 대해 높은 정확도로 실시간으로 결정될 수 있게 된다. 이 간접 측정 시스템에서 축 시스템(abc)에 대한 광선 프로젝터(10)의 실제 위치는 무관하여, abc 축 시스템이 전술된 바와 같이 "가상" 축 시스템일 수 있다는 것이 또한 이해될 수 있을 것이다.
예로서, 이 2단계 프로세스는 로봇 아암의 제 4 축의 위치 및 배향을 측정하도록 적용될 수 있다. 이 경우에, 제거 가능한 베이스 링(20)은 로봇 아암의 베이스 주위에 배치될 수 있고, 광선 프로젝터(10)는 로봇 아암을 따른 중간 위치에 부착되고, 2차 링(60)은 로봇의 제 4 축에 부착되고, 바람직하게는 그와 동축이다. 2차 링(60)의 위치, 및 그에 따른 로봇의 제 4 축의 위치는 이 방식으로 절대 기준 프레임(XYZ)을 규정하는 정지형 베이스 링(20)에 대해 측정될 수 있다. 이 측정은 프로젝터(10)로부터의 광선(50)은 2차 링(60) 및 베이스 링(20)의 각각 상의 적어도 3개의 이미징 센서(22) 상에 입사되는 로봇의 임의의 개별 구성에 대해 가능하다. 2차 링(60)은 측정의 원리를 변경하지 않고 제 4 축만이 아니라, 로봇의 임의의 부분에 부착될 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.
다른 예로서, 이 2단계 프로세스는 섀시 상에 지지 링(20)을 장착시키고, 관련 구성 요소 상에 2차 링(60)을 장착시키고, 지지 링(20) 및 2차 링(60)의 모두가 가시화되는 차량 상의 위치에 광선 프로젝터(10)를 장착함으로써, 차량 섀시에 대한 차량의 구성 요소의 임의의 이동을 측정하도록 적용될 수 있다. 이 경우에, 2차 링(60)의 이동은 전술된 2단계 프로세스에 의해 지지 링(20)에 대해 모니터링되지만, 어떠한 구성 요소도 외부 절대 기준 프레임에 대해 고정되지 않는다.
d) 전술된 절차는 복수의 상이한 경로(50)를 따라 광선을 동시에 생성할 수 있는 광선 프로젝터(10)를 사용한다. 대안으로서, 광선은 대신에 상이하지만 인지된 배향으로 제어된 방식으로 조향되는 단일 광원에 의해 연속적으로 생성될 수 있는데, 이는 이하의 섹션에서 더 상세히 설명된다.
5. 조향 가능한 광선 프로젝터의 설명
이제, 도 8을 참조하면, 상이한 경로를 따른 광선(50)이 2개의 축 둘레에서 회전될 수 있도록 지지된 레이저와 같은 단일의 광원을 갖는 스캐너(80)를 사용하여 생성되는 대안적인 시스템이 도시된다. 이들 축은 바람직하게는 직교하고, 일반적으로 이들은 경사지고 동일 평면에 있지 않을 수 있다. 양 축은 모터화되고, 위치 정보를 제공하기 위해 고정확도 각도 인코더와 관련된다. 따라서, 스캐너(80)로부터 광선(50)의 경로는 스캐너(80)가 접속되는 신호 처리 유닛(25)에 의해 제어될 수 있다.
스캐너(80)는 거리 측정을 위한 설비가 없이 전술된 레이저 트래커(40)와 유사하다. 즉, 스캐너(80)는 복수의 상이한 경로(50)를 따라 연속적으로 광선을 생성할 수 있고, 이들 경로(50)는 스캐너(80)의 베이스(81)에 대해 고정된 축(abc)의 국부적인 세트에 대해 인지된다. 즉, 각각의 경로(50)의 식은 각도 인코더로부터의 판독치에 의해 국부적인 축(abc)에 대해 인지된다.
이 경우에, 스캐너(80)는 복수의 이미징 센서(22) 상에 연속적으로 광선(50)을 전달하기 위해 조향될 수 있다. 전술된 바와 같이, 광선(50)이 이미징 센서(22)를 교차하는 정확한 위치(P1, P2 등)가 축(XYZ)에 대해 인지되기 때문에, 축(XYZ)에 대한 스캐너(80)의 베이스(81)의 위치 또는 스캐너(80)가 부착되는 물체의 위치와 같이 이는 축(abc, XYZ) 사이의 관계가 연역될 수 있게 된다.
로봇 아암과 관련하여, 스캐너(80)는 로봇 아암 상에 장착되고 이것이 부착되는 로봇 아암의 부분의 XYZ 축에 대한 위치를 결정하는데 사용될 수 있는 것이 이해될 수 있을 것이다.
5.1 조향 가능한 광선 프로젝터의 캘리브레이션
상기에 간략하게 설명된 접근법은 스캐너(80)가 캘리브레이팅되는 것을 필요로 한다.
abc 축 시스템은 베이스(81) 상에 원추형 수용기(14)(도 8에는 도시되지 않음)를 장착함으로써 도 2의 광선 발생기(10)에 대해 규정되는 방식과 유사한 방식으로 규정된다. 수용기(14) 내에 배치된 제거 가능한 역반사기(SMR)(15)의 중심은 스캐너(80)와 관련된 abc 축 시스템을 규정한다.
SMR에 의해 규정된 이 축 시스템(abc)은 스캐너(80)의 베이스(81)에 물리적으로 관련되고 레이저 트래커와 같은 통상의 수단에 의해 다른 물체 또는 축 시스템에 관련될 수 있는 개념에서 실제적이다. abc 축 시스템은 그 위치가 스캐너(80)에 대해 인지되지 않고 이하에 설명되는 바와 같이 조향 가능한 레이저 빔의 캘리브레이션 프로세스에 의존하는 개념에서 또한 가상적일 수 있다. abc 축 시스템이 실제적인지 가상적인지의 여부에 무관하게, 스캐너(80)의 베이스(81)에 대한 그 관계가 고정된다.
캘리브레이션 프로세스는 광선 프로젝터(10)에 대해 전술되고 도 5a 및 도 5b에 도시된 것과 유사하다. 따라서, 광선 프로젝터(10)는 스캐너(80)로 대체되는 것을 상기하고 이들 도면을 참조한다. 캘리브레이션 단계는 이하와 같다.
a) 레이저 스캐너(40)는 광선 프로젝터(10)에 대해 도 5a에 도시된 것과 유사한 방식으로 스캐너(80) 상에 SMR을 위치시키고, 따라서 이 경우에 스캐너(80)와 관련된 abc 축 시스템을 식별한다.
b) 스캐너(80)로부터의 광선(50)은 스위칭 온된다. 일 회전축이 고정된 상태로, 즉 제로 위치에서, 다른 축인 단계적으로, 즉 매 10도마다 회전된다. 각각의 위치에서, 광선(50)이 고정 유지된 상태로, 도 5b의 캘리브레이션 링(30)은 점대점으로 레이저 빔의 경로를 따라 그리고 레이저 빔이 캘리브레이션 링(30) 상의 이미징 센서(22)를 교차하는 방식으로 이동된다.
c) 캘리브레이션 링(30)의 각각의 연속적인 위치에서, 그 위치는 레이저 트래커(40)에 의해 측정되고 스캐너(80)의 abc 축 시스템에 관련된다. 회전축은 이어서 다른 각도 위치로 복귀되고 이 프로세스는 모두 재차 반복된다.
d) 일단 전체 프로세스가 일 회전축에 대해 완료되면, 이 축은 고정되고, 전체 프로세스는 다른 회전축에 대해 반복된다. 이 방식으로, 조향 가능한 광선(50)의 벡터식은 스캐너(80)와 관련된 abc 축 시스템에 대해 각각의 회전축의 개별 각도 위치에서 얻어진다. 광선(50)의 일반적인 위치에 대해, 광선(50)이 따르는 경로의 식은 인접한 캘리브레이팅된 위치와 각각의 축의 인코더 위치 사이의 보간에 의해 얻어진다.
5.2 조향 가능한 광선 프로젝터의 작동
도 8을 재차 참조하면, 스캐너(80)는 베이스 링(20) 상의 복수의 이미징 센서(22) 상에 연속적으로 광선(50)을 전달하기 위해 CAD 또는 다른 데이터로부터 수동으로 또는 자동으로 조향될 수 있다. 광선(50)의 경로는 전술된 캘리브레이션으로부터 abc 축에 대해 인지되고, 교점(P1 내지 P5)의 위치가 XYZ 축에 대해 인지된다. 따라서, abc 축 시스템의 위치, 및 그와 같은 abc 축 시스템이 단단히 부착되는 임의의 물체의 위치가 XYZ 축 시스템에 대해 정확하게 결정될 수 있다. 이는 스캐너(80) 또는 스캐너(80)가 부착되는 물체가 복수의 이미징 센서(22) 상에 연속적으로 광선을 지향시키는데 소요되는 시간 중에 이동하지 않는 것을 가정한다. 최소 3개의 교점이 요구된다. 임의의 더 많은 교점은 여분을 제공하고, 따라서 측정 정확도를 향상시킨다.
전술된 프로세스는 abc 축 시스템이 XYZ 축 시스템에 대해 직접 위치되는 직접 위치 측정 프로세스이다. 이 프로세스의 확장은 도 7의 광선 발생기(10)에 대해 도시된 간접 측정 프로세스이다. 이 경우, 광선 발생기(10)는 조향 가능한 단일 광선 스캐너(80)로 대체된다.
제 1 단계에서, 스캐너(80)는 지지 프레임(20) 상의 복수의 가시화 이미징 센서(22)를 순차적으로 교차하기 위해 광선(50)을 지향시킨다. 이 프로세스는 전술된 바와 같이 XYZ 축 시스템에 대해 abc 축 시스템을 위치시킨다. 제 2 단계에서, 스캐너(80)는 2차 링(60) 상의 복수의 가시화 이미징 센서(22)를 순차적으로 교차하기 위해 광선(50)을 지향시킨다. 이 프로세스는 스캐너(80)에 대해 pqr 축 시스템, 및 그에 따른 XYZ 축 시스템에 대해 pqr 축 시스템을 위치시킨다.
통상적으로, 로봇 아암은 2개의 상이한 회전축을 구비하는 손목 메커니즘과, 도구가 부착될 수 있는 플랜지를 포함한다. 따라서, 스캐너(80)에 관련하여 설명된 접근법은 대신에 이러한 로봇의 플랜지에 레이저를 간단하게 장착함으로써 수행될 수 있다. 대안적으로, 레이저는 플랜지에 의해 지지된 물체 또는 도구 상의 위치 상에 장착될 수 있다. 유사한 캘리브레이션은 이어서 손목 메커니즘의 베이스에 대해 고정된 축(abc)에 대해 요구될 것이다. 통상의 손목 메커니즘은 이어서 베이스 링(20) 상에 3개 이상의 이미징 센서(22)에 연속적으로 레이저 빔을 지향시키는데 사용될 수 있다. 손목 모터와 관련된 인코더는 광선의 경로가 손목 메커니즘의 베이스에 대해 결정될 수 있게 하고, 따라서 이 절차는 손목 메커니즘의 베이스의 위치가 XYZ 축에 대해 모니터링될 수 있게 한다.
10: 광선 프로젝터 11: 하우징
12: 레이저 다이오드 14: 수용기
15: 역반사기 20: 지지 링
22: 이미징 센서 30: 캘리브레이션 링
40: 레이저 트래커 50: 광선

Claims (12)

  1. 로봇 아암의 위치 측정을 행하기 위한 장치로서,
    프로젝터에 대해 인지된 복수의 개별 경로들을 따라 광선을 방출하도록 배열되고, 상기 로봇 아암 상에 장착되는 광선 프로젝터와; 지지 프레임에 대해 고정된 위치들에서 복수의 이미지 센서들을 구비하는 지지 프레임; 및 광선이 상기 이미지 센서들에 입사되는, 상기 지지 프레임에 대한 위치들을 결정하고 따라서 상기 지지 프레임에 대한 상기 프로젝터와 관련된 축 시스템의 위치 정보를 결정하도록 상기 이미지 센서들에 접속되는 수단을 포함하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광선 프로젝터는 복수의 광원들을 포함하는 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광선 프로젝터는 10개 초과의 광선을 방출하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광선 프로젝터는 단일 광선을 방출하고, 상기 개별 경로들에 따른 광선이 연속적으로 생성되도록 스캐닝 메커니즘 상에 장착되는 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미지 센서들은 CCD 또는 CMOS 활성 화소 감지 칩들을 포함하는 화소화된 센서들을 포함하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 각각의 이미지 센서는 복수의 인접한 이미징 칩들을 포함하는 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광선 프로젝터와 상기 지지 프레임은 모두 광학 기준 요소들 또는 상기 광학 기준 요소들을 부착하기 위한 수단을 구비하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 광학 기준 요소들은 구형으로 장착된 역반사기들인 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 2차 지지 프레임에 대해 고정된 위치들에서 복수의 광 센서들을 구비하는 2차 지지 프레임을 또한 포함하는 장치.
  10. 첨부 도면들 중 도 1 내지 도 6을 참조하여 실질적으로 전술되고, 또는 첨부 도면들 중 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이 수정된 위치 측정을 행하기 위한 장치.
  11. 프로젝터에 대해 인지된 복수의 개별 경로들을 따라 광선을 방출하도록 배열된 광선 프로젝터 및 복수의 이미지 센서들을 구비하는 지지 프레임을 사용하여 위치 측정을 행하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 위치 측정은 상기 지지 프레임과 관련된 축 시스템에 대한 광선 프로젝터의 위치의 측정인 방법.
KR1020117021604A 2009-02-17 2010-02-16 로봇 아암을 위한 위치 정보의 측정 KR20110133477A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0902625A GB0902625D0 (en) 2009-02-17 2009-02-17 Measurement of positional information
GB0902625.3 2009-02-17
GB0918245A GB0918245D0 (en) 2009-10-19 2009-10-19 Measurement of positional information for a robot arm
GB0918245.2 2009-10-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110133477A true KR20110133477A (ko) 2011-12-12

Family

ID=42152522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117021604A KR20110133477A (ko) 2009-02-17 2010-02-16 로봇 아암을 위한 위치 정보의 측정

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110317879A1 (ko)
EP (1) EP2399145A1 (ko)
JP (1) JP5695578B2 (ko)
KR (1) KR20110133477A (ko)
CN (1) CN102395898A (ko)
CA (1) CA2751878A1 (ko)
WO (1) WO2010094949A1 (ko)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5943547B2 (ja) * 2007-08-17 2016-07-05 レニショウ パブリック リミテッド カンパニーＲｅｎｉｓｈａｗ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ 非接触測定を行う装置および方法
DE112009000272T5 (de) * 2008-07-30 2011-06-09 Aisin AW Co., Ltd., Anjo-shi Antriebseinheit und Fahrzeug
GB0915904D0 (en) 2009-09-11 2009-10-14 Renishaw Plc Non-contact object inspection
DE102012016106A1 (de) 2012-08-15 2014-02-20 Isios Gmbh Anordnung und Verfahren zur modellbasierten Kalibration eines Roboters in einem Arbeitsraum
WO2013091596A1 (de) 2011-12-19 2013-06-27 Isios Gmbh Anordnung und verfahren zur modellbasierten kalibration eines roboters in einem arbeitsraum
CZ306033B6 (cs) * 2012-02-13 2016-07-07 ÄŚVUT v Praze, Fakulta strojnĂ­ Způsob nastavení polohy manipulačních ramen na nosném rámu a manipulační ramena pro uchycení technologických nebo měřicích prostředků
DE102012014312A1 (de) * 2012-07-19 2014-05-15 Kuka Roboter Gmbh Robotergeführte Messanordnung
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
CN109521397B (zh) * 2013-06-13 2023-03-28 巴斯夫欧洲公司 用于光学地检测至少一个对象的检测器
US9476695B2 (en) * 2013-07-03 2016-10-25 Faro Technologies, Inc. Laser tracker that cooperates with a remote camera bar and coordinate measurement device
US9157795B1 (en) * 2013-07-16 2015-10-13 Bot & Dolly, Llc Systems and methods for calibrating light sources
US9731392B2 (en) * 2014-08-05 2017-08-15 Ati Industrial Automation, Inc. Robotic tool changer alignment modules
US20160243703A1 (en) 2015-02-19 2016-08-25 Isios Gmbh Arrangement and method for the model-based calibration of a robot in a working space
JP6665040B2 (ja) * 2016-06-20 2020-03-13 三菱重工業株式会社 ロボット制御システム及びロボット制御方法
CN108226946A (zh) * 2018-01-23 2018-06-29 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 激光测距机及其信号单元底座
CN109238247B (zh) * 2018-07-15 2021-07-02 天津大学 一种面向大空间复杂现场的六自由度测量方法
CN110065072B (zh) * 2019-05-21 2021-04-20 西南交通大学 机器人重复定位精度的验证方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60200103A (ja) * 1984-03-26 1985-10-09 Hitachi Ltd 光切断線抽出回路
US5059789A (en) * 1990-10-22 1991-10-22 International Business Machines Corp. Optical position and orientation sensor
JPH08240442A (ja) * 1995-03-01 1996-09-17 Naotake Mori 多自由度角度及び変位測定機能を持つ受動式関節
JP4016526B2 (ja) * 1998-09-08 2007-12-05 富士ゼロックス株式会社 ３次元物体識別装置
US7239399B2 (en) * 2001-11-13 2007-07-03 Cyberoptics Corporation Pick and place machine with component placement inspection
DE10252082A1 (de) * 2002-11-08 2004-05-27 Carl Zeiss Positionsbestimmungssystem, Positionsbestimmungsverfahren und Bearbeitungssystem
CN101427153B (zh) * 2006-04-20 2013-02-27 法罗技术股份有限公司 坐标测量方法和坐标测量系统
KR101477481B1 (ko) * 2007-03-05 2014-12-30 이노스 오토메이션스소프트웨어 게엠베하 위치 결정 장치 및 방법
JP5943547B2 (ja) * 2007-08-17 2016-07-05 レニショウ パブリック リミテッド カンパニーＲｅｎｉｓｈａｗ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ 非接触測定を行う装置および方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5695578B2 (ja) 2015-04-08
JP2012517907A (ja) 2012-08-09
EP2399145A1 (en) 2011-12-28
US20110317879A1 (en) 2011-12-29
WO2010094949A1 (en) 2010-08-26
CN102395898A (zh) 2012-03-28
CA2751878A1 (en) 2010-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5695578B2 (ja) ロボットアーム用位置情報測定装置及び方法
US10665012B2 (en) Augmented reality camera for use with 3D metrology equipment in forming 3D images from 2D camera images
US11022692B2 (en) Triangulation scanner having flat geometry and projecting uncoded spots
US9400170B2 (en) Automatic measurement of dimensional data within an acceptance region by a laser tracker
US9146094B2 (en) Automatic measurement of dimensional data with a laser tracker
US9188430B2 (en) Compensation of a structured light scanner that is tracked in six degrees-of-freedom
US7576836B2 (en) Camera based six degree-of-freedom target measuring and target tracking device
US9113154B2 (en) Three-dimensional measurement device having three-dimensional overview camera
US7576847B2 (en) Camera based six degree-of-freedom target measuring and target tracking device with rotatable mirror
US20170191822A1 (en) Registration of three-dimensional coordinates measured on interior and exterior portions of an object
US20230194247A1 (en) Shape measuring apparatus and shape measuring method
US20200408914A1 (en) Static six degree-of-freedom probe
JP2010169634A (ja) 作業装置
JP2016048206A (ja) 計測装置、および計測装置の校正方法

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application