JP2022014992A - ロボットハンド位置検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットアームの測定姿勢にかかわらずロボットハンドの位置を検出可能であって、設備コストを抑えることができるロボットハンド位置検出システムを提供する。
【解決手段】ロボットハンド位置検出システム１０は、前記ロボットハンドに装着され、互いに直交する３方向を向いて配置された３つのカメラ３１，３２，３３と、前記ロボットハンドの移動を制御する制御装置４０と、ロボットアーム２２から離間した位置に配置された２つのマーカ１３，１５と、を備える。前記制御装置は、前記マーカの位置に基づき予め設定された基準座標系に関する情報と、１つのカメラ３２により前記測定対象物の測定をする際に、残り２つのカメラ３１，３３のそれぞれにより取得された前記マーカの画像データと、に基づいて、前記ロボットハンドの前記基準座標系における位置を検出する位置検出部４５を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットハンド位置検出システムに関し、特に、ロボットハンドに対象物を測定するための撮像装置が装着されたロボットのロボットハンド位置を検出するロボットハンド位置検出システムに関する。

自動車等の車両の製造工程では、車両の組立精度を向上するために車体の骨格精度を計測している。骨格精度を計測する方法としては、車体を囲むように設置された櫓に、複数のカメラや複数のレーザ変位計を設置し、各カメラ及び各レーザ変位計から取得した車体のデータに基づいて、車体寸法を算出する方法が採用されている。カメラやレーザ変位計の設置位置や個数は、車両の種類に応じて変更される。

近年では、カメラやレーザ変位計を固定設置する方法に変えて、ロボットハンドに車体測定用のカメラを装着した計測用ロボットを用いる方法も採用されている。

例えば、特許文献１には、車体形状を三次元計測する計測用ロボットが記載されている。この計測用ロボットは、ロボットハンドに装着された１台のカメラと、カメラが取得した画像データを解析して、画像データに含まれる車体の三次元計測データを生成する制御部と、を備えている。ロボットハンドは、ロボットアームの先端部に設けられている。ロボットアームは、ロボットハンドに装着されたカメラが、車体に対する所定の測定位置に移動するように移動制御される。

この計測用ロボットでは、車体に対して各測定位置で、カメラにより車体の画像を取得し、取得された画像データから車体形状を解析することで、車体の三次元計測を行うことができる。

このように、カメラの位置を移動制御可能な計測用ロボットを用いることで、車種が変更した場合であっても、カメラの設置場所や数を変えることなく、車種に応じた計測を実施することができる。

しかしながら、このようにロボットアームの測定姿勢が変化するロボットでは、ロボットアームが再び同じ測定姿勢に戻ったとしても、元の測定姿勢に対してカメラ位置にズレが生じるという繰り返し精度の問題がある。このズレ量は、周囲の温度変化や、ロボット自身の発熱による熱ダレなどによっても変化するため、繰り返し精度を向上させることは困難である。

それ故、計測用のロボットとは別に、ロボットの測定姿勢によるズレ量を検出するための検出装置を設置し、この検出装置が検出したズレ量に応じて、測定値の補正を行う方法が採用されている。

例えば、特許文献２には、ロボットと、このロボットのロボットアームの先端部に設けられたロボットハンドの位置（すなわち、測定用カメラの装着位置）を検出する位置検出装置と、を備えたロボットシステムが記載されている。このシステムにおいて、位置検出装置は、ロボットから離間した位置に設置される。位置検出装置は、ロボットハンドに向かってレーザビームを照射するとともに、ロボットハンドで反射されて戻ってきたレーザビームを受光し、レーザビームの受光位置や、受光されるまでの時間などから、ロボットハンドの位置を測定する。

このロボットシステムでは、位置検出装置によって測定されたロボットハンド位置に関するデータと、予め位置検出装置に記憶されたロボットハンドの基準位置データとを比較することで、基準位置に対するロボットハンドのズレ量を検出することができる。ロボットは、検出されたズレ量に基づいてデータの補正を行う。

特開２００７－２４７６４号公報 特開２０１９－１５３７７６号公報

しかしながら、特許文献２に記載のロボットシステムでは、ロボットから離間した位置に位置検出装置を設置する必要があるため、ロボットアームの測定姿勢によっては、レーザビームをロボットハンドに当てて反射させることができず、ロボットハンドの位置を検出することができないことがある。

また、位置検出装置は、ロボットから離れた遠距離で高精度の測定が可能なセンサを要するため、装置自体が高価であり、設備コストが掛かるという問題もある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ロボットアームの測定姿勢にかかわらずロボットハンドの位置を検出可能であって、設備コストを抑えることができるロボットハンド位置検出システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るロボットハンド位置検出システムは、ロボットアームの先端部に設けられたロボットハンドの位置を検出するロボットハンド位置検出システムにおいて、前記ロボットハンドに装着され、互いに直交する３方向を向いて配置された３つの撮像装置と、前記ロボットハンドの移動を制御する制御装置と、前記ロボットアームから離間した位置であって、前記３つの撮像装置のうち、１つの撮像装置によって測定対象物を測定する際に、残り２つの撮像装置のそれぞれにより撮像可能な位置にそれぞれ配置された少なくとも２つのマーカと、を備え、前記制御装置は、前記マーカの位置に基づき予め設定された基準座標系に関する情報と、前記ロボットハンドを所定の測定位置に移動させて前記１つの撮像装置により前記測定対象物の測定をする際に、前記残り２つの撮像装置のそれぞれにより取得された前記マーカの画像データと、に基づいて、前記ロボットハンドの前記基準座標系における位置を検出する位置検出部を備えることを特徴とする。

この構成によれば、ロボットハンドに装着された１つの撮像装置を用いて測定対象物の測定を行う際に、残り２つの撮像装置のそれぞれによりマーカを撮像して２つのマーカの画像データを取得し、この取得されたマーカの画像データと、これらのマーカの位置に基づいて予め設定された基準座標系とを用いることで、ロボットハンドの基準座標系における三次元的な位置を検出することができる。

また、このシステムでは、ロボットハンドの位置を検出するために用いられる２つの撮像装置は、ロボットハンドに装着されて、ロボットハンドとともに移動するので、ロボットアームの測定姿勢にかかわらず、ロボットハンドの位置を検出することができる。また、ロボットハンドに３つの撮像装置を装着し、ロボットアームから離間した位置にマーカを配置する簡易かつ安価な構造で、測定対象物の測定と、ロボットハンドの位置の検出とを実施することができるので、設備コストを抑えることができる。

また、本発明は、前記ロボットハンド位置検出システムにおいて、前記マーカは、前記画像データにおいて傾きが認識可能な形状に形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、撮像装置により取得された画像データに含まれるマーカの傾きから、基準座標系におけるロボットハンドの回転角度を検出することができるので、ロボットハンドの位置検出精度を向上することができる。

また、本発明は、前記ロボットハンド位置検出システムにおいて、前記位置検出部は、前記基準座標系において予め設定された前記ロボットハンドの基準測定位置と、前記１つの撮像装置により前記測定対象物の測定をする際に、前記残り２つの撮像装置のそれぞれにより取得された前記マーカの画像データに基づいて検出された前記ロボットハンドの位置と、に基づいて、前記ロボットハンドの前記基準測定位置に対するズレ量を算出し、前記制御装置は、前記ズレ量に基づいて、前記１つの撮像装置により取得された前記測定対象物の測定結果を補正する補正部を備えることを特徴とする。

この構成によれば、ロボットハンドの所定の測定位置からのズレ量を算出し、このズレ量を用いて、測定対象物の測定結果を補正することで、ロボットの繰り返し精度の問題を解消して、精度の高い測定結果を得ることができる。

また、本発明は、前記ロボットハンド位置検出システムにおいて、前記３つの撮像装置のうち、前記測定対象物の測定に用いられる１つの撮像装置は、前記ロボットハンドが、所定の測定位置から次の所定の測定位置へ移動する際に、前記ロボットハンドの移動量が最小となるように任意に選択されることを特徴とする。

この構成によれば、ロボットハンドが、所定の測定位置から次の所定の測定位置へ移動する際に、ロボットハンドの移動量が最小となるように測定用の撮像装置を選択することで、ロボットアームの変位量を抑えて、ロボットアームの測定姿勢の繰り返し精度を向上することができる。

本発明に係るロボットハンド位置検出システムによれば、ロボットアームの測定姿勢によらず、ロボットハンドの位置を検出可能であって、設備コストを抑えることができる。

本発明の一実施の形態に係るロボットハンド位置検出システムの概略説明図である。 ロボットハンド位置検出システムの構成を示すブロック図である。 ロボットハンドに装着されるカメラの設置状態を示す斜視図である。 第１の撮像対象物の正面図である。 第２カメラによる画像データの例を示す図。 第１カメラによる画像データの例を示す図。 第３カメラによる画像データの例を示す図。

図１は、本発明の一実施形態に係るロボットハンド位置検出システムの概略説明図であり、図２は、ロボットハンド位置検出システムの構成を示すブロック図である。ロボットハンド位置検出システム１０は、対象物の測定に撮像装置を用いるロボットにおいて、撮像装置が装着されるロボットハンドの位置を検出可能なシステムである。図１では、ロボットの一例として、測定対象物である車体１の骨格精度を計測する計測用ロボット２０を記載している。

ロボットハンド位置検出システム１０は、ロボットハンド２４を有する計測用ロボット２０と、撮像装置である３つのカメラ３１，３２，３３と、計測用ロボット２０から離間した位置に配置された少なくとも２つのマーカ１３，１５と、を備える。各カメラ３１，３２，３３は、ロボットハンド２４に装着されている。計測用ロボット２０は、ロボットハンド２４の移動を制御する制御装置４０を備える。制御装置４０は、各カメラ３１，３２，３３と電気的に接続されており、各カメラ３１，３２，３３から取得された画像データに基づいて、車体１の計測と、ロボットハンド２４の位置の検出とを実施する。

計測用ロボット２０は、車体１の計測現場に固定設置された基台２１と、基台２１から延出するロボットアーム２２とを備える。ロボットアーム２２は、計測用ロボット２０に内蔵された図示していないロボットアーム用アクチュエータによって移動動作可能に構成されている。

ロボットハンド２４は、ロボットアーム２２の先端部に設けられており、ロボットアーム２２の移動動作に伴って３次元的に移動する。本実施形態では、ロボットハンド２４が、ロボットハンド２４に内蔵された図示していないロボットハンド用アクチュエータにより、所定の軸まわり（例えば、ロボットアーム２２の軸まわりなど）に回転動作可能に構成されている。

図３は、ロボットハンド２４の一部を示す図であり、ロボットハンド２４に装着されるカメラ３１，３２，３３の設置状態を示す斜視図である。図１及び図３に示すように、ロボットハンド２４には、撮影により画像データを取得する３つの撮像装置、すなわち、第１カメラ３１、第２カメラ３２及び第３カメラ３３が装着されている。なお、図１では、各カメラ３１，３２，３３を理解しやすいように、ロボットハンド２４に対して、３つのカメラ３１，３２，３３を大きく記載している。また、図１において符号３１ａ及び３３ａのそれぞれは、第１カメラ３１及び第３カメラ３３のそれぞれのレンズを示しており、図３における符号３２ａは、第２カメラ３２のレンズを示している。

図３に示すように、ロボットハンド２４は、第１カメラ３１、第２カメラ３２及び第３カメラ３３が固定される装着台２６と、各カメラ３１，３２，３３の向きを規定する方向規定部材２７とを備えている。装着台２６は、略円盤状に形成されている。方向規定部材２７は、装着台２６の略円形の表面に固定された直方体状の部材である。

第１カメラ３１、第２カメラ３２及び第３カメラ３３は、互いに直交する３方向を向くように、方向規定部材２７において互いに直交する３つの面に沿って配置されている。本実施形態では、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれを向くように、第１のカメラ３１、第２のカメラ及び第３のカメラのそれぞれが配置されている。なお、図３において、白抜き矢印は、Ｘ方向軸、Ｙ方向軸及びＺ方向軸のそれぞれにおいて、各カメラ３１，３２，３３が向いている方向を示している。

第１カメラ３１、第２カメラ３２及び第３カメラ３３のうち、任意の１つのカメラは、車体１の測定に用いられ、残り２つのカメラは、ロボットハンド２４の位置を検出するために用いられる。図１では、一例として、第２カメラ３２を測定に用い、第１及び第３カメラ３１，３３を位置検出に用いた例を示しているが、これに代えて、第１カメラ３１を測定に用いて第２及び第３カメラ３２，３３を位置検出用にしたり、第３カメラ３３を測定に用いて第１及び第２カメラ３１，３２を位置検出用にしたりすることができる。また、車体１に対する各測定位置において、測定用のカメラを任意に変えることが可能である。

以下の説明では、発明を理解しやすいように、第２カメラ３２を車体１の測定に用い、第１カメラ３１及び第３カメラ３３をロボットハンド２４の位置検出に用いる例について詳説する。

各マーカ１３，１５は、第２カメラ３２を用いて車体１を測定する際に、残り２つのカメラ、すなわち、第１カメラ３１及び第３カメラ３３のそれぞれにより、撮像可能な位置にそれぞれ配置される。各マーカ１３，１５は、ロボットハンド２４の位置を特定するための基準座標系を規定するために使用される。

図１に示すように、本実施形態において、複数のマーカ１３，１５は、それぞれ、ロボットアーム２２から離間した位置に固定設置された複数の撮像対象物（すなわち、第１の撮像対象物１２及び第２の撮像対象物１４）の表面にそれぞれ付されている。各撮像対象物１２，１４は、平板状であって、マーカ１３，１５が付された面が車体１側を向くように、車体１の周囲に配置される。図１に示す例では、第２カメラ３２を車体測定に用いた際に、第１カメラ３１と第１の撮像対象物１２とが対峙し、第３カメラ３３と第２の撮像対象物１４とが対峙するように、第１の撮像対象物１２を車体１の前方、第２の撮像対象物１４を車体１の下方に配置している。

各マーカ１３，１５は、各カメラ３１，３２，３３によって画像認識可能なものであって、例えば、図形や文字、記号などとすることができる。なお、これに代えて、マーカ１３，１５は、所定の形状を有する撮像対象物１２，１４そのものであってもよい。また、プロジェクタ等の映像投影装置を用いて、複数のマーカ１３，１５を車体１の測定現場の壁面に投影する構成であってもよい。

本実施形態において、各撮像対象物１２，１４は同一形状の平板であって、ロボットハンド２４と対峙する表面に、同一形状のマーカ１３，１５が付されているが、各撮像対象物１２，１４及び各マーカ１３，１５は異なる形状・大きさであってもよい。

図４は、第１の撮像対象物１２の正面図である。各撮像対象物１２，１４に記されるマーカ１３，１５は、各カメラ３１，３２，３３によって撮像されて画像データが取得された際に、この画像データにおいて、マーカ１３，１５の傾きが認識可能な形状であることが好ましい。本実施形態では、マーカ１３，１５が二等辺三角形に形成されており、二等辺三角形の頂角の向きによって傾きが認識できるようにしている。

なお、マーカは、ロボットハンド２４の車体１に対する測定位置が変化した際に、必ずロボットハンド２４の位置検出用の２つのカメラと対峙するように、３つ以上配置することが好ましい。図１では、マーカが付された撮像対象物１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを車体１の後方、上方及び左方のそれぞれに配置した例を仮想線で示している。

制御装置４０は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、中央処理装置（ＣＰＵ）や特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の情報処理部、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶部等を有して構成される。制御装置４０は、中央処理装置が記憶部に記録されているプログラムを読み出して実行することで、各種機能実現部（例えば、制御部、演算部、処理部等）として機能する。

図２に示すように、制御装置４０は、記憶部４１と、ロボットアーム制御部４２と、カメラ制御部４３と、位置検出部４５と、測定部４６と、補正部４７と、計測部４８と、を備えている。

記憶部４１には、ロボットアーム２２及びロボットハンド２４の移動動作を制御するためのプログラムや、各カメラ３１，３２，３３の作動を制御するためのプログラムが格納される。各制御プログラムは、計測用ロボット２０によって計測される車体１の種類によって、個別に設定される。

ロボットアーム制御部４２は、記憶部４１に予め設定された制御プログラムに従ってロボットアーム用アクチュエータとロボットハンド用アクチュエータとを作動させ、ロボットハンド２４が所定の測定位置に移動するように、ロボットアーム２２及びロボットハンド２４の動作を制御する。本実施形態では、車体１に対して、ロボットハンド２４が複数の異なる測定位置に移動するように、ロボットアーム２２及びロボットハンド２４の移動が制御される。

カメラ制御部４３は、予め設定された制御プログラムに従って、各カメラ３１，３２，３３の動作を制御する。具体的には、ロボットハンド２４が車体１に対する各測定位置に移動した際に、第２カメラ３２によって車体１を撮影し、残り２つのカメラ（第１カメラ３１及び第３カメラ３３）により、これと対峙する２つのマーカ１３，１５を撮影するように各カメラ３１，３２，３３を制御する。第２カメラ３２により取得された車体１の画像データ（以下、「測定画像データ」とも称する）は、測定部４６で画像処理され、第１及び第３カメラ３１，３３により取得された各マーカ１３，１５の画像データ（以下、「位置検出用画像データ」とも称する）は、位置検出部４５により画像処理される。

記憶部４１には、さらに、各マーカ１３，１５の位置に基づき予め設定された基準座標系に関する情報（以下、「基準座標情報」とも称する）が格納されている。本実施形態において、基準座標系は三次元座標系である。

基準座標情報は、ロボットハンド２４の車体１に対する各測定位置を基準座標系でそれぞれ規定した基準測定位置に関する情報を有している。例えば、車体１に対する測定位置として、第１の測定位置、第２の測定位置及び第３の測定位置の３つの位置が設定されている場合、基準座標情報は、基準座標系において３つの位置に対応する第１の基準測定位置、第２の基準測定位置及び第３の基準測定位置のそれぞれの情報を有している。基準想定位置に関する情報には、ロボットハンド２４の向きに関する情報も含まれている。

このような基準座標情報は、初期設定として、ロボットハンド２４を車体１に対する各測定位置に移動させ、各測定位置において第１カメラ３１及び第３カメラ３３により、各マーカ１３，１５を撮像することで取得することができる。具体的には、取得された各マーカ１３，１５の画像データから、マーカ１３，１５の位置に基づいて基準座標系を設定するとともに、各測定位置をロボットハンド２４の基準座標系における各基準測定位置として設定することで基準座標情報を得ることができる。

位置検出部４５は、記憶部４１に登録された基準座標情報と、第１カメラ３１及び第３カメラ３３により取得された各マーカ１３，１５の画像データ（位置検出用画像データ）とに基づいて、基準座標系におけるロボットハンド２４の位置を検出する。本実施形態では、位置検出部４５により、基準座標系におけるロボットハンド２４の位置と向きとを検出することができる。基準座標系におけるロボットハンド２４の位置は、取得された各マーカ１３，１５の画像データを、基準座標情報を用いて基準座標系に移動させる、画像レジストレーションを実施することで、検出することができる。

制御装置４０は、予め設定されたロボットハンド２４の所定の測定位置において、第２カメラ３２により車体１の測定を行う際に、第１カメラ３１及び第３カメラ３３を作動させて位置検出用画像データを取得し、位置検出部４５により、当該測定位置の基準座標系におけるロボットハンド２４の位置を検出することができる。

位置検出部４５は、さらに、ロボットハンド２４の所定の測定位置において、第１カメラ３１及び第３カメラ３３により取得された位置検出用画像データに基づいて検出されたロボットハンド２４の位置と、記憶部４１に設定された基準測定位置に関する情報と、に基づいて、ロボットハンド２４の基準測定位置に対するズレ量を算出する。

測定部４６は、第２カメラ３２により取得された車体１の画像データ（測定画像データ）に基づき、車体１の所定の部位を測定する。本実施形態において、測定部４６は、測定画像データから、骨格の基準となる車体１の穴の位置などを検出して車体１の測定を行う。

補正部４７は、位置検出部４５が算出したロボットハンド２４の基準測定位置に対するズレ量に基づき、測定部４６の測定結果を補正する。

計測部４８は、補正部４７により補正された測定結果に基づき、車体１の骨格精度を計測する。計測結果は、制御装置４０に設けられたディスプレイ等の表示装置に出力することができる。

次に、上述したロボットハンド位置検出システム１０の動作を説明する。

車体１の計測が開始すると、計測用ロボット２０のロボットアーム制御部４２は、ロボットアーム２２及びロボットハンド２４を作動させて、ロボットハンド２４を所定の測定位置に移動させる。

図１に示すように、ロボットハンド２４が所定の測定位置に移動すると、ロボットアーム２２及びロボットハンド２４は移動を停止する。この測定位置では、第２カメラ３２は車体１と対峙した状態となり、第１カメラ３１及び第３カメラ３３のそれぞれは、第１の撮像対象物１２及び第２の撮像対象物１４のそれぞれと対峙した状態となる。

計測用ロボット２０は、この状態で各カメラ３１，３２，３３を作動させることで、第２カメラ３２により測定画像データを取得し、第１カメラ３１及び第３カメラ３３により、位置検出用画像データを取得する。

図５は、第２カメラ３２により取得された測定画像データ５０の例である。図５において、Ｘ方向及びＺ方向は、図３に示すロボットハンド２４のＸ方向及びＺ方向を示すものである。測定画像データ５０には、骨格計測の基準となる車体１に形成された穴５０Ａが写っている。計測用ロボット２０の測定部４６は、この画像データ５０に基づいて車体１の測定を行う。

位置検出部４５は、記憶部４１に登録された基準座標情報と、第１カメラ３１及び第３カメラ３３により取得された位置検出用画像データと、に基づいて、基準座標系におけるロボットハンド２４の位置を検出する。また、位置検出部４５は、検出されたロボットハンド２４の当該測定位置と、記憶部４１に予め設定された基準測定位置に関する情報と、に基づいて、ロボットハンド２４の基準測定位置に対するズレ量を算出する。

図６は、第１カメラ３１により取得された位置検出用画像データ５１の例であり、図７は、第３カメラ３３により取得された位置検出用画像データ５２の例である。図６においてＹ方向及びＺ方向は、図３に示すロボットハンド２４のＹ方向及びＺ方向を示すものであり、図７においてＹ方向及びＸ方向は、図３に示すロボットハンド２４のＹ方向及びＸ方向を示すものである。図６及び図７において、破線で示すマーカ１３，１５は、記憶部４１に予め設定された基準座標系におけるロボットハンド２４の基準測定位置において、各マーカ１３，１５を撮像した画像データに含まれる各マーカ１３，１５の位置（以下、「基準マーカ位置」とも称する）示している。

図６に示すように、位置検出用画像データ５１に含まれるマーカ１３は、破線で示す基準マーカ位置から、Ｙ方向に変位ΔＹ、Ｚ方向に変位ΔＺだけ位置がずれており、Ｘ方向を軸方向として、Δθ_Ｘだけ回転角度がずれている。また、図７に示すように、位置検出用画像データ５２に含まれるマーカ１５は、破線で示す基準マーカ位置から、Ｙ方向に変位ΔＹ、Ｘ方向に変位ΔＸだけ位置がずれており、Ｚ方向を軸方向として、Δθ_Ｚだけ回転角度がずれている。このように、基準マーカ位置とのズレ量を抽出することで、基準座標系で設定されたロボットハンド２４の基準測定位置に対するズレ量を算出することができる。

測定部４６により車体１の測定と、位置検出部４５によるロボットハンド２４の位置の検出、及び、基準測定位置に対するズレ量の算出は、ロボットハンド２４の車体１に対する各測定位置において実施される。補正部４７は、位置検出部４５が算出したズレ量に基づき、測定部４６による車体１の測定結果を補正する。計測部４８は、補正部４７により補正された測定結果に基づき、車体１の骨格精度を計測する。

上述したように、本実施形態のロボットハンド位置検出システム１０では、ロボットハンド２４に装着された第２カメラ３２を用いて車体１の測定を行う際に、第１カメラ３１及び第３カメラ３３により各マーカ１３，１５を撮影して位置検出用画像データを取得し、この位置検出用画像データと、記憶部４１に予め設定された基準座標系とを用いることで、ロボットハンド２４の基準座標系における三次元的な位置を検出することができる。また、画像データに含まれるマーカ１３，１５の傾きから、基準座標系におけるロボットハンド２４の回転角度を検出することができるので、ロボットハンド２４の位置検出精度を向上することができる。

また、位置検出部４５により、ロボットハンド２４の所定の測定位置からのズレ量を算出し、このズレ量を用いて、車体１の測定結果を補正することで、計測用ロボット２０の繰り返し精度の問題を解消し、精度の高い計測結果を得ることができる。

また、本実施形態のロボットハンド位置検出システム１０は、ロボットハンド２４に３つのカメラ３１，３２，３３を装着し、ロボットアーム２２から離間した位置に複数のマーカ１３，１５を配置する簡易かつ安価な構造で、車体１の測定と、ロボットハンド２４の位置の検出とを実施することができるので、設備コストを抑えることができる。

さらに、ロボットハンド２４の位置を検出するために用いられる２つのカメラ（第１カメラ３１及び第３カメラ３３）は、ロボットハンド２４とともに移動するので、ロボットアーム２２の測定姿勢にかかわらず、ロボットハンド２４の位置を検出することができる。

なお、上述した例では、第２カメラ３２を測定用カメラとして使用しているが、既述のとおり、第１カメラ３１又は第３カメラ３２を用いて車体１の測定を行い、残り２つのカメラを用いてロボットハンド２４の位置を検出してもよい。また、ロボットハンド２４の各測定位置において、測定用のカメラを変えてもよい。

測定位置ごとに測定用のカメラを変更する場合、測定用のカメラは、ロボットハンド２４が、所定の測定位置から次の所定の測定位置へ移動する際に、ロボットハンド２４の移動量が最小となるように任意に選択されることが好ましい。このように測定用のカメラを選択することで、ロボットアーム２２やロボットハンド２４の変位量を少なくして、計測用ロボット２０の測定姿勢の繰り返し精度を向上することができる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１ 車体（測定対象物）
１０ ロボットハンド位置検出システム
１２，１４ 撮像対象物
１３，１５ マーカ
２０ 計測用ロボット（ロボット）
２２ ロボットアーム
２４ ロボットハンド
３１ 第１カメラ（撮像装置）
３２ 第２カメラ（撮像装置）
３３ 第３カメラ（撮像装置）
４０ 制御装置
４５ 位置検出部
４７ 補正部

Claims (4)

1. ロボットアームの先端部に設けられたロボットハンドの位置を検出するロボットハンド位置検出システムにおいて、
   前記ロボットハンドに装着され、互いに直交する３方向を向いて配置された３つの撮像装置と、
   前記ロボットハンドの移動を制御する制御装置と、
   前記ロボットアームから離間した位置であって、前記３つの撮像装置のうち、１つの撮像装置によって測定対象物を測定する際に、残り２つの撮像装置のそれぞれにより撮像可能な位置にそれぞれ配置された少なくとも２つのマーカと、を備え、
   前記制御装置は、前記マーカの位置に基づき予め設定された基準座標系に関する情報と、前記ロボットハンドを所定の測定位置に移動させて前記１つの撮像装置により前記測定対象物の測定をする際に、前記残り２つの撮像装置のそれぞれにより取得された前記マーカの画像データと、に基づいて、前記ロボットハンドの前記基準座標系における位置を検出する位置検出部を備えることを特徴とするロボットハンド位置検出システム。
2. 前記マーカは、前記画像データにおいて傾きが認識可能な形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド位置検出システム。
3. 前記位置検出部は、前記基準座標系において予め設定された前記ロボットハンドの基準測定位置と、前記１つの撮像装置により前記測定対象物の測定をする際に、前記残り２つの撮像装置のそれぞれにより取得された前記マーカの画像データに基づいて検出された前記ロボットハンドの位置と、に基づいて、前記ロボットハンドの前記基準測定位置に対するズレ量を算出し、
   前記制御装置は、前記ズレ量に基づいて、前記１つの撮像装置により取得された前記測定対象物の測定結果を補正する補正部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットハンド位置検出システム。
4. 前記３つの撮像装置のうち、前記測定対象物の測定に用いられる１つの撮像装置は、前記ロボットハンドが、所定の測定位置から次の所定の測定位置へ移動する際に、前記ロボットハンドの移動量が最小となるように任意に選択されることを特徴とする請求項１～３に記載のロボットハンド位置検出システム。

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