KR20140054927A - Method for automatic calibration of robot - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 로봇의 자동 캘리브레이션 방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 위치관계를 보정하는 캘리브레이션을 자동화하여 캘리브레이션의 속도를 향상시키고 작업 능률을 향상시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of automatically calibrating a robot, and more particularly, to a method of improving the speed of calibration and improving work efficiency by automating calibration for correcting a positional relationship between a robot reference coordinate system and a distance sensor standard coordinate system will be.
현재 산업 현장에서 작업 환경 개선 및 생산성 향상을 목적으로 로봇의 사용이 증가하는 추세이고, 특히 단순 반복 작업이나 인간이 직접 수행하기 힘들고 위험한 작업에 로봇의 사용이 급증하고 있다.Currently, the use of robots is on the rise in order to improve the working environment and productivity in the industrial field. Especially, the use of robots is increasing rapidly for simple repetitive tasks or for human tasks.
이와 같은 로봇은 용접이나 조립 등의 할당된 작업을 수행하기 위해서 툴 끝단(Tool Center Point : TCP)이 작업 대상물의 위치로 이동되어야 한다. 하지만, 로봇은 정형화된 환경에서 반복 작업을 수행하기 때문에 작업 대상물의 위치를 알 수가 없으며, 이러한 이유로 작업 대상물을 고정된 위치로 이동시킨 후에 로봇이 작업 위치로 이동하여 할당된 작업을 수행해야 한다. In order to perform the assigned work such as welding or assembly, the robot must move the tool center point (TCP) to the position of the workpiece. However, since the robot performs a repetitive task in a standardized environment, the position of the workpiece can not be known. For this reason, after the workpiece is moved to a fixed position, the robot must move to the workpiece position and perform the assigned task.
그러나, 이러한 경우 로봇과 작업 대상물과의 위치관계가 고정적이기 때문에 작업물의 위치가 고정적으로 설정되지 않는 환경에서는 로봇의 사용과 성능이 제한되는 문제점이 있다.However, in this case, since the positional relationship between the robot and the workpiece is fixed, the use and performance of the robot are limited in an environment where the position of the workpiece is not fixed.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 3차원 위치를 정확히 알고 있는 기준점으로 사용자가 수동 조작으로 로봇을 이동시킨 후 거리감지센서(LVS, LRF, Lidar, Stereo 카메라, RGB-D 카메라 등)가 지정된 자세로 그 기준점을 센싱하게 하거나, 거리감지 센서를 이용하여 로봇 주위에 배치된 측정지그 상의 다수 기준점(point)의 위치를 측정하고 측정된 각 점의 위치 정보를 이용하여 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 위치관계를 조정하며, 이러한 조정 작업을 캘리브레이션(Calibration)이라 한다. As a method for solving such a problem, a conventional method has been proposed in which a user manually moves a robot to a reference point at which a three-dimensional position is accurately known, as shown in FIG. 1, and then a distance detection sensor (LVS, LRF, Lidar, RGB camera or the like) senses the reference point in a specified attitude or measures the positions of a plurality of reference points on the measuring jig disposed around the robot using the distance detecting sensor and uses the position information of the measured points And adjusts the positional relationship between the reference coordinate system of the robot and the reference coordinate system of the distance sensor, and this adjustment operation is called calibration.
그러나, 작업 중 로봇의 충돌 또는 진동, 사용자의 조정 등에 의해 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 위치관계가 달라지는 경우가 빈번하게 발생하며, 이를 보정하기 위해서는 빈번하게 캘리브레이션을 수행해야만 한다.However, the positional relationship between the reference coordinate system of the robot and the reference coordinate system of the distance sensor varies frequently due to collision or vibration of the robot during operation, adjustment of the user, and the like, and calibration must be frequently performed to correct the positional relationship.
하지만, 종래의 캘리브레이션 방법은 3차원 위치를 정확히 알고 있는 기준점으로 사용자가 로봇을 이동시키거나, 여러 자세에서 거리감지센서로 기준점의 위치를 반복 측정하여야 하므로 로봇의 정밀한 조작이 요구되며, 이로 인해 캘리브레이션에 소요되는 시간이 증가되어 비효율적이라는 문제점이 있다.However, in the conventional calibration method, since the user must move the robot to a reference point that accurately knows the three-dimensional position, or repeatedly measure the position of the reference point with the distance sensor in various attitudes, precise manipulation of the robot is required, There is a problem in that it takes a long time to inefficiently.
또한, 3차원 위치를 정확히 알고 있는 기준점을 지정된 자세로 센싱하여 캘리브레이션하는 종래의 방법은 다양한 자세로 캘리브레이션을 할 수 없으므로 측정 시 로봇이 취할 수 있는 자세가 매우 제한되며, 경우에 따라서는 측정이 불가능한 문제점이 있다.
In addition, since the conventional method of sensing and calibrating a reference point accurately recognizing a three-dimensional position in a specified posture can not be calibrated in various postures, the attitude that the robot can take during measurement is very limited, There is a problem.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 위치관계를 보정하는 캘리브레이션을 자동화함으로써, 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 위치관계가 변경될 경우 이를 보정하는 캘리브레이션의 속도를 향상시키고 작업 능률을 향상시키는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a robot coordinate system and a distance detection sensor by automating calibration for correcting a positional relationship between a robot reference coordinate system and a distance sensing sensor reference coordinate system, It improves the speed of calibration to correct the positional relationship between reference coordinate systems and improves work efficiency.
본 발명의 다른 목적은 다양한 자세를 취하지 않고도 캘리브레이션을 간단하게 수행할 수 있도록 하는 것이다.
Another object of the present invention is to make it easy to carry out calibration without taking various postures.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 자동 캘리브레이션 방법은, (a) 로봇의 외부에 구조물이 설치되면 로봇 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치가 입력되는 단계; (b) 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 두 좌표계간의 변환 행렬을 구하기 위한 일치점으로 이용하여, 로봇 기준 좌표계의 Xr축, Yr축, Zr축을 보정하여 두 좌표계간의 회전행렬을 추정하는 단계; (c) 두 좌표계간의 회전행렬이 추정되면, 두 좌표계간의 회전행렬을 고정시킨 상태에서 거리감지센서를 이용하여 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 측정하는 단계; (d) 로봇 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치에 상기 회전행렬을 반영하는 단계; (e) 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 두 좌표계간의 변환 행렬을 구하기 위한 일치점으로 이용하여, 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물 중심 위치와 회전행렬이 반영된 로봇 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 미리 결정된 하나의 식에 대입하여 두 좌표계간의 병진행렬을 추정하는 단계; 및 (f) 두 좌표계간의 회전행렬과 병진행렬이 추정되면, 두 좌표계간의 위치관계를 보정하는 캘리브레이션을 자동으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of automatically calibrating a robot, the method comprising: (a) inputting a center position of a structure in a robot reference coordinate system when a structure is installed outside the robot; (b) Correction of the X r axis, Y r axis, and Z r axis of the robot reference coordinate system by using the center position of the structure in the robot reference coordinate system and the distance sensing sensor reference coordinate system as a matching point for obtaining the transformation matrix between two coordinate systems, Estimating a rotation matrix between coordinate systems; (c) measuring the center position of the structure in the reference coordinate system of the distance sensor using the distance sensor when the rotation matrix between the two coordinate systems is estimated, with the rotation matrix between the two coordinate systems being fixed; (d) reflecting the rotation matrix at a center position of the structure in the robot reference coordinate system; (e) Using the robot reference coordinate system and the center position of the structure in the reference sensor coordinate system as the coincidence points for obtaining the transformation matrix between the two coordinate systems, the robot reference coordinate system reflecting the structure center position and rotation matrix in the reference sensor coordinate system Estimating a translation matrix between two coordinate systems by substituting a center position of a structure in a predetermined equation; And (f) automatically calibrating calibration of the positional relationship between the two coordinate systems, when the rotational matrix and the translational matrix between the two coordinate systems are estimated.
바람직하게, 상기 (e) 단계에서, 상기 미리 결정된 하나의 식은,Advantageously, in said step (e)
(여기에서, xs, ys, zs은 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물 중심 위치, xr' yr', zr'은 회전행렬이 반영된 로봇 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치, R 및 T는 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 회전행렬 및 병진행을 각각 나타냄)인 것을 특징으로 한다.Where x s , y s and z s are the center position of the structure in the reference coordinate system of the distance sensor, x r 'y r ', z r 'is the center position of the structure in the robot reference coordinate system, And T is a rotation matrix and a bottle progress between the robot reference coordinate system and the distance detection sensor reference coordinate system, respectively).
바람직하게, 상기 (b) 단계에서, 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계가 평행하게 되도록 로봇 기준 좌표계의 Xr축, Yr축, Zr축을 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (b) further comprises correcting the X r axis, the Y r axis, and the Z r axis of the robot reference coordinate system so that the robot reference coordinate system and the distance sensor standard coordinate system are parallel to each other.
바람직하게, 상기 (b) 단계에서, 거리감지센서를 구조물의 중심을 측정하는 위치로 이동시킨 후, 로봇을 Zr축 방향으로 이동시켜가면서 거리감지센서를 이용하여 구조물의 중심 위치를 측정하고, 상기 측정된 구조물의 중심 위치가 Yr 또는 -Yr 방향으로 이동하는 경우 로봇 기준 좌표계의 Xr축을 -Xr 방향 또는 Xr 방향으로 회전시켜 Xr축의 회전을 보정하는 단계를 더 포함하며, 로봇 기준 좌표계의 Xr축 회전 보정은 거리감지센서에 의해 측정된 구조물의 중심 위치가 변하지 않을 때까지 계속되는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the step (b), the distance sensor is moved to a position where the center of the structure is measured, the center position of the structure is measured using the distance sensor while moving the robot in the Z r axis direction, the center position of the measured structure is when moving in the Y or -Y r r r X axis direction by rotating the robot reference coordinate system to the X direction or the -X r r direction, and further comprising the step of correcting the rotational axis X r, The rotation correction of the X r axis of the robot reference coordinate system is continued until the center position of the structure measured by the distance detection sensor does not change.
바람직하게, 상기 (b) 단계에서, 거리감지센서를 구조물의 중심을 측정하는 위치로 이동시킨 후, 로봇을 Zr축 방향으로 이동시켜가면서 거리감지센서를 이용하여 구조물의 너비를 측정하고, 상기 측정된 구조물의 너비가 감소 또는 증가하는 경우 로봇 기준 좌표계의 Yr축을 Yr 방향 또는 -Yr 방향으로 회전시켜 Yr축의 회전을 보정하는 단계를 더 포함하며, 로봇 기준 좌표계의 Yr축 회전 보정은 거리감지센서에 의해 측정된 구조물의 너비 변화가 없을 때까지 계속되는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the step (b), the distance sensor is moved to a position for measuring the center of the structure, and then the width of the structure is measured using the distance sensor while moving the robot in the Z r axis direction, when the width of the measured structures reduced or increased and further comprising the step of correcting the rotational axis Y r Y r rotating axis of the robot reference coordinate system to the r Y direction or -Y direction r, Y r rotation axis of the robot reference coordinate system The correction is continued until there is no change in the width of the structure measured by the distance sensor.
바람직하게, 상기 (b) 단계에서, 로봇을 구조물의 너비를 측정할 수 있는 위치로 이동시킨 후, 로봇을 Xr축 방향으로 이동시켜가면서 거리감지센서를 이용하여 구조물의 중심 위치와 너비를 측정하고, 상기 측정된 구조물의 중심 위치가 Yr 방향으로 이동하는 경우 로봇 기준 좌표계의 Zr축을 Zr 방향으로 회전시켜 Zr축의 회전을 보정하는 단계를 더 포함하며, 로봇 기준 좌표계의 Zr축 회전 보정은 거리감지센서가 구조물의 최장축을 감지할 때까지 계속되는 것을 특징으로 한다.Preferably, in step (b), the robot is moved to a position where the width of the structure can be measured, and then the center position and the width of the structure are measured using the distance sensor while moving the robot in the X r axis direction and, the case that the center position of the measured structure is moved in the Y r direction, and further comprising the step of correcting a rotation Z r-axis by rotating the axis Z r of the robot reference coordinate system in Z r direction, the robot reference coordinate system Z r axis The rotation correction is characterized in that the distance sensor continues until it detects the longest axis of the structure.
바람직하게, 상기 거리감지센서는 3차원 거리감지센서 또는 2차원 거리감지센서인 것을 특징으로 한다.Preferably, the distance sensor is a three-dimensional distance sensor or a two-dimensional distance sensor.
바람직하게, 상기 구조물은 중심 위치, 최장축 혹은 최단축의 측정이 가능하면서, 최장축 혹은 최단축 상에 중심이 위치하는 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the structure is characterized in that the center position, the longest axis, or the shortest axis can be measured, and the center is located on the longest axis or the shortest axis.
본 발명에 의하면, 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 위치관계를 보정하는 캘리브레이션을 자동화할 수 있으며, 이에 따라 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 위치관계가 변경될 경우 이를 보정하는 캘리브레이션의 속도를 향상시키고 작업 능률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to automate the calibration for correcting the positional relationship between the robot reference coordinate system and the distance sensor standard coordinate system, and accordingly, the calibration for correcting the positional relationship between the robot reference coordinate system and the distance sensor standard coordinate system There is an effect that the speed can be improved and the work efficiency can be improved.
또한, 본 발명에 의하면, 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 두 좌표계간의 변환 행렬을 구하기 위한 일치점으로 이용하여 캘리브레이션을 위한 회전행렬과 병진행렬을 추정함으로써 1개의 식(1개의 일치점)으로만 캘리브레이션이 가능하게 되며, 이에 따라 다양한 자세를 취하지 않고도 캘리브레이션을 간단하게 수행할 수 있는 효과도 있다.
According to the present invention, by using the rotation center and the translation matrix for calibration by using the center position of the structure in the robot reference coordinate system and the distance sensing sensor reference coordinate system as a common point for obtaining a conversion matrix between two coordinate systems, The calibration point can be calibrated only with a single point of contact). Accordingly, the calibration can be performed easily without taking various postures.
도 1은 종래의 캘리브레이션 방법을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 로봇 기준 좌표계, 로봇 툴 끝 좌표계, 거리감지센서 기준 좌표계 및 구조물의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 자동 캘리브레이션 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5은 도 4에 있어서 Xr축 보정 단계를 나타낸 흐름도이고, 도 6은 도 5에 도시된 Xr축 보정 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 있어서 구조물의 중심 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 4에 있어서 Yr축 보정 단계를 나타낸 흐름도이며, 도 9는 도 8에 도시된 Yr축 보정 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 4에 있어서 Zr축 보정 단계를 나타낸 흐름도이며, 도 11은 도 10에 도시된 Zr축 보정 단계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a conventional calibration method.
FIGS. 2 and 3 are diagrams showing a positional relationship between a robot reference coordinate system, a robot tool end coordinate system, a distance sensor reference coordinate system, and a structure.
4 is a flowchart illustrating a method of automatically calibrating a robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing the X r axis correction step in FIG. 4, and FIG. 6 is a view for explaining the X r axis correction step shown in FIG.
7 is a view for explaining a method of measuring the center position of a structure in the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing the Y r axis correction step in FIG. 4, and FIG. 9 is a diagram for explaining the Y r axis correction step shown in FIG.
FIG. 10 is a flowchart showing the Z r axis correction step in FIG. 4, and FIG. 11 is a view for explaining the Z r axis correction step shown in FIG.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the technical idea of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하거나 간략하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명의 이해를 돕기 위해 본 발명에 따른 로봇의 자동 캘리브레이션 방법의 기본 개념에 대하여 설명하면 다음과 같다.Before explaining the present invention, the basic concept of the automatic calibration method of the robot according to the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention.
우선, 캘리브레이션은 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 병진행렬(Translation)과 회전행렬(Rotation)을 찾아내는 것으로, 이는 서로 다른 좌표계간의 변환 행렬을 구하는 문제로 귀결된다.First, the calibration is to find a translation matrix and a rotation matrix between the robot reference coordinate system and the distance sensor standard coordinate system. This results in a problem of finding a transformation matrix between different coordinate systems.
이렇게 서로 다른 좌표계간의 변환 행렬을 구하기 위해서는 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서 동시에 측정 가능한 일치점이 존재해야 하며, 그 일치점은 도 2 및 도 3과 같이 구조물의 중심 위치(Center of structure)로 설정할 수 있다.In order to obtain the transformation matrix between the different coordinate systems, a coincident point that can be simultaneously measured in the reference coordinate system of the robot and the reference coordinate system of the distance sensing sensor must exist. The coincidence point is set as a center of structure of the structure as shown in FIG. 2 and FIG. .
도 2 및 도 3은 로봇 기준 좌표계, 로봇 툴 끝 좌표계, 거리감지센서 기준 좌표계 및 구조물의 위치 관계를 나타낸 도면으로, [Xr, Yr, Zr]은 로봇 기준 좌표계, [Xt, Yt, Zt]은 로봇 툴 끝 좌표계, [Xs, Ys, Zs]은 거리감지센서 기준 좌표계를 나타낸다. [X r , Y r , Z r ] is a robot reference coordinate system, [X t , Y] is a robot reference coordinate system, t , Z t ] is the robot tool end coordinate system, and [X s , Y s , Z s ] is the reference coordinate system of the distance sensor.
도 2 및 도 3을 참조하면, 구조물의 중심 위치가 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서 동시에 측정 가능한 일치점이 될 수 있다.Referring to FIG. 2 and FIG. 3, the center position of the structure can be a coincident point that can be simultaneously measured in the robot reference coordinate system and the distance sensor standard coordinate system.
여기에서, rTt는 로봇 기준 좌표계에서 로봇 툴 끝 좌표계로의 변환 행렬로, 로봇이 움직일 때마다 변화하지만 일반적으로 로봇 엔코더로 그 관계를 추정할 수 있으므로 상수로 취급될 수 있다. 그리고, tTs는 로봇 툴 끝 좌표계에서 거리감지센서 기준 좌표계로의 변환 행렬로, 로봇 움직임에 변함 없이 일정하고, 캘리브레이션을 통해 구해야 하는 변수이다. Here, r T t is a transformation matrix from the robot reference coordinate system to the robot tool end coordinate system, which can be treated as a constant since it changes every time the robot moves but can generally be estimated by the robot encoder. And, t T s is a transformation matrix from the robot tool end coordinate system to the distance sensor reference coordinate system, which is constant and constant to the robot movement, and is a variable to be obtained through calibration.
또한, sPc는 거리감지센서 기준 좌표계에서 본 구조물의 중심 위치로, 측정 가능하므로 상수로 취급할 수 있으며, rPc는 로봇 기준 좌표계에서 본 구조물의 중심 위치로, 이 역시 측정 가능하므로 상수로 취급할 수 있다.In addition, s p c can be treated as a constant since it can be measured from the reference coordinate system of the distance sensor to the center position of the structure, r p c is the center position of the structure from the robot reference coordinate system, .
다시 말해서, 구조물의 중심 위치는 글로벌 좌표 기준으로 동일한 위치에 있으므로, 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서 구조물의 중심 위치를 측정하여 두 좌표계간의 변환 행렬을 구하기 위한 일치점으로 사용할 수 있다.In other words, since the center position of the structure is at the same position based on the global coordinates, it can be used as a common point for obtaining the transformation matrix between two coordinate systems by measuring the center position of the structure in the robot reference coordinate system and the distance sensing sensor reference coordinate system.
따라서, 거리감지센서 기준 좌표계에서 본 구조물의 중심 위치(sPc)와 로봇 기준 좌표계에서 본 구조물의 중심 위치(rPc)는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.Therefore, the center position ( s p c ) of the structure viewed from the reference sensor coordinate system of the distance sensor and the center position ( r P c ) of the structure viewed from the robot reference coordinate system can be expressed by the following equation (1).
상기 수학식 1에서, tTr는 로봇 툴 끝 좌표계에서 로봇 기준 좌표계로의 변환 행렬, sTt는 거리감지센서 기준 좌표계에서 로봇 툴 끝 좌표계로의 변환 행렬을 각각 나타낸다.In
한편, 상기 수학식 1을 element-wise 연산으로 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.Equation (1) can be expressed by the following equation (2) by an element-wise operation.
상기 수학식 2에서, R과 T는 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 회전행렬과 병진행렬을 각각 나타낸다. 그리고, xr, yr, zr은 로봇 기준 좌표계에서의 구조물 중심 위치, xs, ys, zs은 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물 중심 위치를 각각 나타낸다.In Equation (2), R and T represent a rotation matrix and a translation matrix between the robot reference coordinate system and the distance sensing sensor reference coordinate system, respectively. X r , y r , and z r are the center positions of the structures in the robot reference coordinate system, and x s , y s , and z s are the center positions of the structures in the reference coordinate system of the distance sensor.
즉, 캘리브레이션을 위해서는 상기 수학식 2의 변환 행렬에서 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 회전행렬(R)과 병진행렬(T)을 찾아내야 한다.That is, for the calibration, the rotation matrix R and the translation matrix T between the robot reference coordinate system and the distance sensor standard coordinate system should be found in the transformation matrix of Equation (2).
한편, 상기 수학식 2에서 캘리브레이션으로 구하고자 하는 값은 4*4의 변환 행렬이고, 변환 행렬을 구하기 위해 상기 수학식 2를 Ax = b의 선형 방정식 형태로 변환하면 다음의 수학식 3과 같은 3개의 독립적인 식이 구해진다.In order to obtain the transformation matrix, the equation (2) is converted into a linear equation of the formula Ax = b to obtain the following equation (3): < EMI ID = Independent expressions are obtained.
상기 수학식 3에서 각 식마다 미지수는 4개(예를 들어 Rxx, Rxy, Rxz, Tx)이므로, 4개의 식이 있어야 해를 구할 수 있거나, 또는 회전행렬의 특징을 구속조건으로 이용하거나 회전행렬을 quaternion으로 표현할 경우 3개의 식으로 해를 구할 수 있다. 이와 같이 3개 이상의 식을 만들기 위해서는 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계상의 다양한 위치에서 구조물의 중심을 측정하여 다양한 좌표값 xr, yr, zr, xs, ys, zs 을 얻어야 한다.Since there are four unknowns (for example, R xx , R xy , R xz , and T x ) in each equation in the above Equation 3, four equations are required to obtain the solution, or the feature of the rotation matrix is used as a constraint Or if the rotation matrix is represented by a quaternion, the solution can be obtained by three equations. In order to make three or more expressions, the center of the structure is measured at various positions on the robot reference coordinate system and the distance sensor reference coordinate system, and various coordinate values x r , y r , z r , x s , y s , z s .
이때, 거리감지센서가 3차원 거리감지센서(스테레오 카메라, RGB-d 카메라, 3d lidar 등)인 경우에는 구조물의 중심과 최장축의 길이를 여러 위치에서 한번의 측정을 통해 얻을 수 있으므로 결과적으로 쉽게 3개 이상의 식을 만들 수 있다. In this case, when the distance sensor is a three-dimensional distance sensor (stereo camera, RGB-d camera, 3d lidar, etc.), the length of the center and the longest axis of the structure can be obtained through one measurement at various positions. You can make more than one expression.
하지만, 거리감지센서가 2차원 거리감지센서(LVS, LRF 등)인 경우에는 사용자가 로봇을 수동 조작하여 구조물의 중심과 최장축의 길이를 반복 측정해야 하기 때문에 로봇의 정밀한 조작이 요구되며, 이로 인해 캘리브레이션에 소요되는 시간이 증가되어 비효율적이라는 문제점이 있다.However, when the distance sensor is a two-dimensional distance sensor (LVS, LRF, etc.), the user must manually manipulate the robot to repeatedly measure the length of the center and the longest axis of the structure. There is a problem that the time required for the calibration is increased, which is inefficient.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 두 좌표계간의 변환 행렬을 구하기 위한 일치점으로 이용하여 캘리브레이션을 위한 회전행렬과 병진행렬을 추정함으로써 1개의 식(1개의 일치점)으로만 캘리브레이션이 가능하도록 하며, 이에 대하여 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.In order to solve such a problem, in the present invention, a rotation matrix and a translational matrix for calibration are estimated by using a center position of a structure in a reference coordinate system of a robot and a reference sensor coordinate system of a distance sensing sensor as a point of convergence for obtaining a conversion matrix between two coordinate systems Calibration is possible only by the equation (1 point of coincidence), which will be described in more detail as follows.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 자동 캘리브레이션 방법을 나타낸 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of automatically calibrating a robot according to an embodiment of the present invention.
설명의 편의를 위해 로봇의 외부에 구조물이 설치된 상태에서 로봇을 제어하는 로봇 제어기(미도시)에서 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 두 좌표계간의 변환 행렬을 구하기 위한 일치점으로 이용하여 두 좌표계간의 회전행렬 및 병진행렬을 추정하는 것에 대하여 설명한다.For convenience of explanation, in a robot controller (not shown) that controls the robot in a state where a structure is installed outside the robot, the center position of the structure in the reference coordinate system of the robot and the reference sensor of the distance sensor is defined as a matching point To estimate a rotation matrix and a translation matrix between two coordinate systems.
먼저, 로봇 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치(xr, yr, zr)가 입력된다(S100).First, the center position (x r , y r , z r ) of the structure in the robot reference coordinate system is inputted (S100).
여기에서, 구조물은 중심 위치, 최장축 혹은 최단축의 측정이 가능하면서, 최장축 혹은 최단축 상에 중심이 위치하고, 최장축 혹은 최단축을 중심으로 대칭 구조를 갖는 형상인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the structure has a center position on the longest axis or the shortest axis and a shape having a symmetrical structure about the longest axis or the shortest axis, while being capable of measuring the center position, the longest axis or the shortest axis.
그 다음, 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 두 좌표계간의 변환 행렬을 구하기 위한 일치점으로 이용하여 로봇 기준 좌표계의 Xr축, Yr축, Zr축을 보정하여 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 회전행렬을 추정하며(S200), 이에 대하여 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.Next, using the robot center coordinate system and the center position of the structure in the reference sensor coordinate system as the coincidence points for obtaining the transformation matrix between two coordinate systems, the robot reference coordinate system is corrected by the X r axis, Y r axis and Z r axis, The rotation matrix between the coordinate system and the distance sensor standard coordinate system is estimated (S200).
도 5은 도 4에 있어서 Xr축 보정 단계(S210)를 나타낸 흐름도이고, 도 6은 도 5에 도시된 Xr축 보정 단계(S210)를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명에 있어서 구조물의 중심 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 5 is a view for explaining an X r-axis correction step (S210) shown in a flowchart showing an X r-axis correction step (S210), Figure 6 is a 5 in Fig. 4, Fig. 7 in the present invention Fig. 8 is a view for explaining a method of measuring the center position of a structure. Fig.
도 5 및 도 6을 참조하면, 먼저 거리감지센서를 구조물의 중심을 측정하는 위치로 이동시킨 후, 로봇을 Zr축 방향으로 이동시켜가면서 거리감지센서를 이용하여 구조물의 중심 위치를 측정하여 저장한다. 5 and 6, first, the distance sensor is moved to a position for measuring the center of the structure, and then the center of the structure is measured using a distance sensor while moving the robot in the Z r axis direction. do.
여기에서, 도 7에 도시된 바와 같이 거리감지센서를 구조물의 너비가 측정될 수 있는 위치로 이동시킨 후, 구조물의 너비를 측정하여 너비가 증가하는 방향으로 이동시켜가면서 너비가 가장 긴 위치에서 정지시키면 구조물의 중심 위치를 측정할 수 있다.As shown in FIG. 7, the distance sensor is moved to a position where the width of the structure can be measured. Then, the width of the structure is measured and moved in the direction of increasing the width. The center position of the structure can be measured.
만약 측정된 구조물의 중심 위치가 Yr 또는 -Yr 방향으로 이동하는 경우, 거리감지센서의 측정 자세가 Xr 또는 -Xr 방향으로 회전되어 있는 것이므로, 로봇 기준 좌표계의 Xr축을 -Xr 방향 또는 Xr 방향으로 회전시켜 Xr축의 회전을 보정하며, 이러한 Xr축 회전 보정은 거리감지센서에 의해 측정된 구조물의 중심 위치가 변하지 않을 때까지 계속된다.If the center position of the measured structure moves in the direction of Y r or -Y r , the measurement posture of the distance sensor is X r or -X r Since that is rotated in the direction by rotating the axis X r of the robot reference coordinate system to the X direction or the -X r r direction, and correct the rotation axis X r, the center of this X-axis r of rotation correction is measured by the distance sensor structure Continue until the position does not change.
도 8은 도 4에 있어서 Yr축 보정 단계(S230)를 나타낸 흐름도이며, 도 9는 도 8에 도시된 Yr축 보정 단계(S230)를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a flowchart showing the Y r axis correction step (S230) in FIG. 4, and FIG. 9 is a diagram for explaining the Y r axis correction step (S230) shown in FIG.
도 8 및 도 9를 참조하면, 먼저 거리감지센서를 구조물의 중심을 측정하는 위치로 이동시킨 후, 로봇을 Zr축 방향으로 이동시켜가면서 거리감지센서를 이용하여 구조물의 너비를 측정하여 저장한다. 8 and 9, first, the distance sensor is moved to the position for measuring the center of the structure, and then the width of the structure is measured and stored using the distance sensor while moving the robot in the Z r axis direction .
만약 측정된 구조물의 너비가 감소 또는 증가하는 경우, 거리감지센서의 측정 자세가 -Yr 또는 Yr 방향으로 회전되어 구조물의 최장축이 아닌 다른 부분의 너비가 측정되는 것이므로, 로봇 기준 좌표계의 Yr축을 Yr 방향 또는 -Yr 방향으로 회전시켜 Yr축의 회전을 보정하며, 이러한 Yr축 회전 보정은 거리감지센서에 의해 측정된 구조물의 너비 변화가 없을 때까지 계속된다.If the width of the measured structure decreases or increases, the measured attitude of the distance sensor becomes -Y r or Y r Since that is rotated in the direction in which the measured width of the other portions than the longest axis of the structure, by rotating axis Y r of the robot reference coordinate system to the r Y direction or -Y direction r and Y r correct the rotation axis, this rotation axis Y r The correction continues until there is no change in the width of the structure measured by the distance sensor.
도 10은 도 4에 있어서 Zr축 보정 단계(S250)를 나타낸 흐름도이며, 도 11은 도 10에 도시된 Zr축 보정 단계(S250)를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 10 is a flowchart showing the Z r axis correction step (S250) in FIG. 4, and FIG. 11 is a view for explaining the Z r axis correction step (S250) shown in FIG.
도 10 및 도 11을 참조하면, 먼저 로봇을 구조물의 너비를 측정할 수 있는 위치로 이동시킨다.Referring to FIGS. 10 and 11, the robot is moved to a position where the width of the structure can be measured.
그 다음, 로봇을 Xr축 방향으로 이동시켜가면서 거리감지센서를 이용하여 구조물의 중심 위치와 너비를 측정하여 저장한다. Next, the center position and width of the structure are measured and stored using the distance sensor while moving the robot in the X r axis direction.
만약 측정된 구조물의 중심 위치가 Yr 방향으로 이동하는 경우, 거리감지센서의 측정 자세가 Yr 방향으로 회전되어 있는 것이므로, 로봇 기준 좌표계의 Zr축을 Zr 방향으로 회전시켜 Zr축의 회전을 보정하며, 이러한 Zr축 회전 보정은 거리감지센서가 구조물의 최장축을 감지할 때까지 계속된다.If the center position of the measured structure moves in the Y r direction, the measurement posture of the distance sensor is rotated in the Y r direction. Therefore, the Z r axis of the robot reference coordinate system is rotated in the Z r direction to rotate the Z r axis This Zr axis rotation correction continues until the distance sensor detects the longest axis of the structure.
이때, 도 11에 도시된 바와 같이 Xr축 방향의 이동거리는 거리감지센서의 중심 위치 측정 결과로부터 얻을 수 있으며, Yr축 방향의 이동거리는 로봇의 이동거리로부터 얻을 수 있다.11, the movement distance in the X r axis direction can be obtained from the center position measurement result of the distance detection sensor, and the movement distance in the Y r axis direction can be obtained from the movement distance of the robot.
즉, 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 두 좌표계간의 변환 행렬을 구하기 위한 일치점으로 이용하여 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계가 평행하게 되도록 상기와 같이 로봇 기준 좌표계의 Xr축, Yr축, Zr축을 보정하면, 상기 수학식 2에 의해 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 회전행렬(R)을 추정할 수 있다.That is, using the robot reference coordinate system and the center position of the structure in the reference coordinate system of the distance sensing sensor as a matching point for obtaining the transformation matrix between two coordinate systems, the robot reference coordinate system and the distance sensor standard coordinate system are parallel, If the X r axis, Y r axis, and Z r axis are corrected, the rotation matrix R between the robot reference coordinate system and the distance sensing sensor reference coordinate system can be estimated by Equation (2).
다시 도 4를 참조하면, 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 회전행렬(R)이 추정되면, 두 좌표계간의 회전행렬을 고정시킨 상태에서(로봇 기준 좌표계에 대한 거리감지센서 기준 좌표계의 회전을 고정시킨 상태에서), 거리감지센서를 이용하여 구조물의 중심 위치를 측정한다(S300).Referring again to FIG. 4, when the rotation matrix R between the robot reference coordinate system and the distance sensor standard coordinate system is estimated, the rotation matrix of the two coordinate systems is fixed (rotation of the reference sensor coordinate system of the distance sensor with respect to the robot reference coordinate system) The center position of the structure is measured using the distance sensor (S300).
그 다음, 로봇 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치(xr, yr, zr)에 회전행렬(R)을 반영한다(S400).Next, the rotation matrix R is reflected to the center position (x r , y r , z r ) of the structure in the robot reference coordinate system (S400).
여기에서, 회전행렬이 반영된 로봇 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치(xr' yr', zr')는 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물 중심 위치(xs, ys, zs)와 동일하므로(구조물의 중심 위치는 두 좌표계에서 동시에 측정 가능한 일치점임), 다음의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.Here, the center position (x r 'y r ', z r ') of the structure in the robot reference coordinate system in which the rotation matrix is reflected is calculated from the structure center position (x s , y s , z s ) (The center position of the structure is a coincidence point that can be simultaneously measured in two coordinate systems), and can be expressed by the following equation (4).
상기 수학식 4에서, xs, ys, zs은 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물 중심 위치, xr' yr', zr'은 회전행렬이 반영된 로봇 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치, R 및 T는 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 회전행렬 및 병진행렬을 각각 나타낸다.Where x s , y s and z s are the center position of the structure in the reference coordinate system of the distance sensor, x r 'y r ', z r 'is the center position of the structure in the robot reference coordinate system , R and T represent a rotation matrix and a translation matrix between the robot reference coordinate system and the distance detection sensor reference coordinate system, respectively.
즉, 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 두 좌표계간의 변환 행렬을 구하기 위한 일치점으로 이용하여, 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물 중심 위치(xs, ys, zs)와 회전행렬이 반영된 로봇 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치(xr' yr', zr')를 상기 수학식 4에 대입하면, 거리감지센서 기준 좌표계와 로봇 기준 좌표계간의 병진행렬(T)을 추정할 수 있다(S500).In other words, by using the center position of the structure in the robot reference coordinate system and the distance sensing sensor reference coordinate system as a point of coincidence to obtain a transformation matrix between two coordinate systems, the structure center position (x s , y s , z s (X r 'y r ', z r ') of the structure in the robot reference coordinate system in which the rotation matrix is reflected is substituted into Equation (4), the translation matrix T between the distance sensor standard coordinate system and the robot reference coordinate system ) (S500).
이와 같은 과정에 의해 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 회전행렬(R)과 병진행렬(T)이 추정되면, 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 위치관계를 보정하는 캘리브레이션을 자동으로 수행할 수 있다(S600).When the rotation matrix R and the translation matrix T between the robot reference coordinate system and the distance sensing sensor reference coordinate system are estimated by this process, the calibration for correcting the positional relationship between the robot reference coordinate system and the distance sensor standard coordinate system is automatically performed (S600).
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 서로 다른 좌표계에서 측정된 구조물의 중심 위치를 이용하여 두 좌표계간의 변환 행렬을 구하는 것에 의해 거리감지센서 기준 좌표계와 로봇 기준 좌표계간의 위치관계를 보정하는 캘리브레이션을 자동화할 수 있으며, 이에 따라 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 위치관계가 변경될 경우 이를 보정하는 캘리브레이션의 속도를 향상시키고, 작업 능률을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다. As described above, according to the present invention, the calibration for correcting the positional relationship between the distance sensor standard coordinate system and the robot reference coordinate system is automated by obtaining the transformation matrix between two coordinate systems using the center position of the structure measured in different coordinate systems Accordingly, when the positional relationship between the reference coordinate system of the robot and the reference coordinate system of the distance sensor is changed, there is an advantage that the speed of calibration for correcting the positional relationship is improved and the working efficiency is improved.
또한, 본 발명에 의하면, 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 두 좌표계간의 변환 행렬을 구하기 위한 일치점으로 이용하여 캘리브레이션을 위한 회전행렬과 병진행렬을 추정함으로써 1개의 식(1개의 일치점)으로만 캘리브레이션이 가능하게 되며, 이에 따라 다양한 자세를 취하지 않고도 캘리브레이션을 간단하게 수행할 수 있는 잇점도 있다.According to the present invention, by using the rotation center and the translation matrix for calibration by using the center position of the structure in the robot reference coordinate system and the distance sensing sensor reference coordinate system as a common point for obtaining a conversion matrix between two coordinate systems, One coincidence point), so that calibration can be performed easily without taking various attitudes.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되어지는 것으로, 본 발명의 범위가 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 다른 형태로 변형이 가능함은 물론이다.
The preferred embodiments of the present invention have been described above. It is to be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and alternative arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Of course.
Xr, Yr, Zr: 로봇 기준 좌표계
Xt, Yt, Zt: 로봇 툴 끝 좌표계
Xs, Ys, Zs: 거리감지센서 기준 좌표계
rTt: 로봇 기준 좌표계에서 로봇 툴 끝 좌표계로의 변환 행렬
tTs: 로봇 툴 끝 좌표계에서 거리감지센서 기준 좌표계로의 변환 행렬
sPc: 거리감지센서 기준 좌표계에서 본 구조물의 중심 위치
rPc: 로봇 기준 좌표계에서 본 구조물의 중심 위치X r , Y r , Z r : Robot reference coordinate system
X t , Y t , Z t : Robot tool end coordinate system
X s , Y s , Z s : Distance sensor reference coordinate system
r T t is the transformation matrix from the robot reference coordinate system to the robot tool coordinate system
t T s : transformation matrix from the robot tool end coordinate system to the distance sensor reference coordinate system
s P c : Center position of the structure viewed from the reference coordinate system of the distance sensor
r P c : Center position of the structure viewed from the robot reference coordinate system
Claims (8)
(b) 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 두 좌표계간의 변환 행렬을 구하기 위한 일치점으로 이용하여, 로봇 기준 좌표계의 Xr축, Yr축, Zr축을 보정하여 두 좌표계간의 회전행렬을 추정하는 단계;
(c) 두 좌표계간의 회전행렬이 추정되면, 두 좌표계간의 회전행렬을 고정시킨 상태에서 거리감지센서를 이용하여 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 측정하는 단계;
(d) 로봇 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치에 상기 회전행렬을 반영하는 단계;
(e) 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 두 좌표계간의 변환 행렬을 구하기 위한 일치점으로 이용하여, 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물 중심 위치와 회전행렬이 반영된 로봇 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치를 미리 결정된 하나의 식에 대입하여 두 좌표계간의 병진행렬을 추정하는 단계; 및
(f) 두 좌표계간의 회전행렬과 병진행렬이 추정되면, 두 좌표계간의 위치관계를 보정하는 캘리브레이션을 자동으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 자동 캘리브레이션 방법.
(a) inputting a center position of a structure in a robot reference coordinate system when a structure is installed outside the robot;
(b) Correction of the X r axis, Y r axis, and Z r axis of the robot reference coordinate system by using the center position of the structure in the robot reference coordinate system and the distance sensing sensor reference coordinate system as a matching point for obtaining the transformation matrix between two coordinate systems, Estimating a rotation matrix between coordinate systems;
(c) measuring the center position of the structure in the reference coordinate system of the distance sensor using the distance sensor when the rotation matrix between the two coordinate systems is estimated, with the rotation matrix between the two coordinate systems being fixed;
(d) reflecting the rotation matrix at a center position of the structure in the robot reference coordinate system;
(e) Using the robot reference coordinate system and the center position of the structure in the reference sensor coordinate system as the coincidence points for obtaining the transformation matrix between the two coordinate systems, the robot reference coordinate system reflecting the structure center position and rotation matrix in the reference sensor coordinate system Estimating a translation matrix between two coordinate systems by substituting a center position of a structure in a predetermined equation; And
(f) automatically performing a calibration for correcting a positional relationship between two coordinate systems when a rotation matrix and a translation matrix between two coordinate systems are estimated.
상기 미리 결정된 하나의 식은,
(여기에서, xs, ys, zs은 거리감지센서 기준 좌표계에서의 구조물 중심 위치, xr' yr', zr'은 회전행렬이 반영된 로봇 기준 좌표계에서의 구조물의 중심 위치, R 및 T는 로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계간의 회전행렬 및 병진행렬을 각각 나타냄)
인 것을 특징으로 하는 로봇의 자동 캘리브레이션 방법.
2. The method of claim 1, wherein in step (e)
Wherein the predetermined one expression is a <
Where x s , y s and z s are the center position of the structure in the reference coordinate system of the distance sensor, x r 'y r ', z r 'is the center position of the structure in the robot reference coordinate system, And T represents a rotation matrix and a translation matrix between the robot reference coordinate system and the distance detection sensor reference coordinate system, respectively)
And the robot is automatically calibrated.
로봇 기준 좌표계와 거리감지센서 기준 좌표계가 평행하게 되도록 로봇 기준 좌표계의 Xr축, Yr축, Zr축을 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 자동 캘리브레이션 방법.
The method of claim 1, wherein, in step (b)
And correcting the X r axis, Y r axis, and Z r axis of the robot reference coordinate system so that the robot reference coordinate system and the distance sensing sensor reference coordinate system are parallel to each other.
거리감지센서를 구조물의 중심을 측정하는 위치로 이동시킨 후, 로봇을 Zr축 방향으로 이동시켜가면서 거리감지센서를 이용하여 구조물의 중심 위치를 측정하고, 상기 측정된 구조물의 중심 위치가 Yr 또는 -Yr 방향으로 이동하는 경우 로봇 기준 좌표계의 Xr축을 -Xr 방향 또는 Xr 방향으로 회전시켜 Xr축의 회전을 보정하는 단계를 더 포함하며,
로봇 기준 좌표계의 Xr축 회전 보정은 거리감지센서에 의해 측정된 구조물의 중심 위치가 변하지 않을 때까지 계속되는 것을 특징으로 하는 로봇의 자동 캘리브레이션 방법.
4. The method according to claim 3, wherein, in the step (b)
Moving the distance sensor to a position for measuring the center of the structure, moving the robot in the Z r axis direction, measuring the center position of the structure using the distance sensor, measuring the center position of the measured structure as Y r or when moving in the -Y direction by the rotation axis r X r of the robot reference coordinate system to the X direction or the -X r r direction includes the step of correcting the rotational axis X r more,
Wherein the X r axis rotation correction of the robot reference coordinate system continues until the center position of the structure measured by the distance detection sensor does not change.
거리감지센서를 구조물의 중심을 측정하는 위치로 이동시킨 후, 로봇을 Zr축 방향으로 이동시켜가면서 거리감지센서를 이용하여 구조물의 너비를 측정하고, 상기 측정된 구조물의 너비가 감소 또는 증가하는 경우 로봇 기준 좌표계의 Yr축을 Yr 방향 또는 -Yr 방향으로 회전시켜 Yr축의 회전을 보정하는 단계를 더 포함하며,
로봇 기준 좌표계의 Yr축 회전 보정은 거리감지센서에 의해 측정된 구조물의 너비 변화가 없을 때까지 계속되는 것을 특징으로 하는 로봇의 자동 캘리브레이션 방법.
4. The method according to claim 3, wherein, in the step (b)
After the distance sensor is moved to the position for measuring the center of the structure, the width of the structure is measured using the distance sensor while moving the robot in the Z r axis direction, and the width of the measured structure is decreased or increased If further comprising the step of correcting the rotational axis Y r Y r rotating axis of the robot reference coordinate system to the r Y direction or -Y direction r,
Wherein the Y r axis rotation correction of the robot reference coordinate system continues until there is no change in the width of the structure measured by the distance sensor.
로봇을 구조물의 너비를 측정할 수 있는 위치로 이동시킨 후, 로봇을 Xr축 방향으로 이동시켜가면서 거리감지센서를 이용하여 구조물의 중심 위치와 너비를 측정하고, 상기 측정된 구조물의 중심 위치가 Yr 방향으로 이동하는 경우 로봇 기준 좌표계의 Zr축을 Zr 방향으로 회전시켜 Zr축의 회전을 보정하는 단계를 더 포함하며,
로봇 기준 좌표계의 Zr축 회전 보정은 거리감지센서가 구조물의 최장축을 감지할 때까지 계속되는 것을 특징으로 하는 로봇의 자동 캘리브레이션 방법.
4. The method according to claim 3, wherein, in the step (b)
The center position and the width of the structure are measured using a distance sensor while moving the robot in a position where the width of the structure can be measured and moving the robot in the X r axis direction, when moving in the direction of Y r, and further comprising the step of correcting a rotation r Z axis by rotating the axis Z r of the robot reference coordinate system to the r direction Z,
Wherein the Zr axis rotation correction of the robot reference coordinate system continues until the distance sensor detects the longest axis of the structure.
상기 거리감지센서는 3차원 거리감지센서 또는 2차원 거리감지센서인 것을 특징으로 하는 로봇의 자동 캘리브레이션 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the distance sensor is a three-dimensional distance sensor or a two-dimensional distance sensor.
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