JPH02256485A - 視覚装置付ロボット - Google Patents
視覚装置付ロボットInfo
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- JPH02256485A JPH02256485A JP7751189A JP7751189A JPH02256485A JP H02256485 A JPH02256485 A JP H02256485A JP 7751189 A JP7751189 A JP 7751189A JP 7751189 A JP7751189 A JP 7751189A JP H02256485 A JPH02256485 A JP H02256485A
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- robot
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ｒ産業上の利用分野」
本発明は、視覚装置により対象物体の存在位置を検出し
、この存在位置に適合するように自動的にロボットのハ
ンド姿勢を決定するようにした視覚装置付ロボットに関
する。
、この存在位置に適合するように自動的にロボットのハ
ンド姿勢を決定するようにした視覚装置付ロボットに関
する。
［従来の技術およびその問題点」
視覚装置で認識したワークその他の対象物体をロボット
のハンドにより取り扱う際には、視覚座標による位置デ
ータをロボット座標に座標変換するとともに、その位置
でのロボットのハンド姿勢を決定する必要がある。従来
、ロボットのハンド姿勢は、鉛直下向き、または視覚装
置のＣＯＤカメラの視線方向のいずれかに前もって設定
しておき、以後繰り返しワークをｆｊＩ党装置により認
識するたび、この設定に従ってハンド姿勢を決定するよ
うにしている。
のハンドにより取り扱う際には、視覚座標による位置デ
ータをロボット座標に座標変換するとともに、その位置
でのロボットのハンド姿勢を決定する必要がある。従来
、ロボットのハンド姿勢は、鉛直下向き、または視覚装
置のＣＯＤカメラの視線方向のいずれかに前もって設定
しておき、以後繰り返しワークをｆｊＩ党装置により認
識するたび、この設定に従ってハンド姿勢を決定するよ
うにしている。
しかしながら、第６図（ａ）に示されるように、箱２１
内にばら積みされたワーク２２をハンド６２により取出
す場合には、ハンド６２の姿勢は鉛直下向きＡの方が他
のワークとの干渉が少ないので狙ったワーク２２を把持
しやすいが、第６図（ｂ）図示のごとく箱２１の周壁近
くにあるワーク２２をハンド６２により取出そうとする
場合は、鉛直下向きＡ姿勢のハンド６２と箱２１の周壁
との干渉が起こりやすくなるので、この場合はハンド６
２の姿勢が視線方向Ｂに傾いている方が好ましい、また
、第６図（ｃ）に示されるごとく、ハンド６２には関節
部６２ａにより設計上ある程度の自由度を持たせること
が普通であるが、この関節部６２ａのために把持部６２
ｂが垂れ下がるので、ハンド６２の姿勢を傾けた場合に
は狙った位ｒＰ１と実際に把持した位置Ｐ２との間に位
置ずれを生じさせたり、狙ったワーク２２を把持し損ね
たりすることがある。
内にばら積みされたワーク２２をハンド６２により取出
す場合には、ハンド６２の姿勢は鉛直下向きＡの方が他
のワークとの干渉が少ないので狙ったワーク２２を把持
しやすいが、第６図（ｂ）図示のごとく箱２１の周壁近
くにあるワーク２２をハンド６２により取出そうとする
場合は、鉛直下向きＡ姿勢のハンド６２と箱２１の周壁
との干渉が起こりやすくなるので、この場合はハンド６
２の姿勢が視線方向Ｂに傾いている方が好ましい、また
、第６図（ｃ）に示されるごとく、ハンド６２には関節
部６２ａにより設計上ある程度の自由度を持たせること
が普通であるが、この関節部６２ａのために把持部６２
ｂが垂れ下がるので、ハンド６２の姿勢を傾けた場合に
は狙った位ｒＰ１と実際に把持した位置Ｐ２との間に位
置ずれを生じさせたり、狙ったワーク２２を把持し損ね
たりすることがある。
「発明が解決しようとするｎ ＲＪ
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
であり、対象物体の存在位置に応じてロボットのハンド
の姿勢を鉛直下向きおよび視線方向のいずれかに自動的
に決定することが可能な視覚装置付ロボットを提供する
ことを課題とする。
であり、対象物体の存在位置に応じてロボットのハンド
の姿勢を鉛直下向きおよび視線方向のいずれかに自動的
に決定することが可能な視覚装置付ロボットを提供する
ことを課題とする。
「課題を解決するための手段」
上記課題の解決を目的とした本発明の視覚装置付ロボッ
トは、第１図に示すごとく２箱内に収納された対象物体
をロボットのハンドにより取出す視覚装置付ロボットに
おいて、ハンド姿勢を鉛直方向とする箱内の領域を、二
次元の視覚座標により設定する領域設定手段と、画像処
理により対象物体を認識し、対象物体の視覚座標を求め
る視覚装置と、視覚装置によって求められた対象物体の
視覚座標よりハンドを鉛直姿勢として、ハンドの動作目
標点としてのロボット座標を求める第１のハンド姿勢決
定手段と、視覚装置によって求められた対象物体の視覚
座標が前記領域外であるときは、ハンド姿勢を視覚装置
の視線方向として、ハンドの動作目標点としてのロボッ
ト座標を求める第２のハンド姿勢決定手段と、を備える
ことを特徴とする。
トは、第１図に示すごとく２箱内に収納された対象物体
をロボットのハンドにより取出す視覚装置付ロボットに
おいて、ハンド姿勢を鉛直方向とする箱内の領域を、二
次元の視覚座標により設定する領域設定手段と、画像処
理により対象物体を認識し、対象物体の視覚座標を求め
る視覚装置と、視覚装置によって求められた対象物体の
視覚座標よりハンドを鉛直姿勢として、ハンドの動作目
標点としてのロボット座標を求める第１のハンド姿勢決
定手段と、視覚装置によって求められた対象物体の視覚
座標が前記領域外であるときは、ハンド姿勢を視覚装置
の視線方向として、ハンドの動作目標点としてのロボッ
ト座標を求める第２のハンド姿勢決定手段と、を備える
ことを特徴とする。
「作用」
上記構成によれば、視覚装置により対象物体の存在位置
を表す視覚ＪＩＩｍが定められると、第１のハンド姿勢
決定手段により視覚座標がロボット座標に変換されハン
ドを鉛直姿勢としてハンドの動作目標点としてのロボッ
ト座標が求まると共に、視覚座標の値が設定領域外であ
るときはハンド姿勢が視覚装置の視線方向に決定される
ため、領域設定手段によりハンド姿勢を鉛直方向とする
領域を予め設定すれば、対象物体の存在位置に適合する
ように、ロボットのハンド姿勢が鉛直下向きおよび視覚
装置の視線方向に自動的に決定される。
を表す視覚ＪＩＩｍが定められると、第１のハンド姿勢
決定手段により視覚座標がロボット座標に変換されハン
ドを鉛直姿勢としてハンドの動作目標点としてのロボッ
ト座標が求まると共に、視覚座標の値が設定領域外であ
るときはハンド姿勢が視覚装置の視線方向に決定される
ため、領域設定手段によりハンド姿勢を鉛直方向とする
領域を予め設定すれば、対象物体の存在位置に適合する
ように、ロボットのハンド姿勢が鉛直下向きおよび視覚
装置の視線方向に自動的に決定される。
ｒ実施例」
次に、本発明の実施例を第２図から第５図について具体
的に説明する。
的に説明する。
第２図は、本発明の具体的な一実施例に係る視覚装置付
ロボットの全体構成図である。
ロボットの全体構成図である。
視覚装置２０は、対象物体であるワーク２２を撮像する
ＣＣＤカメラ２４．ＣＣＤカメラ２４から出力される映
像信号をＷｉ像処理してワークの輪郭を特定し、そのワ
ーク２２の中心位置を存在位置として演算する画像処理
装置２６を包含している。ワーク２２の存在位置は視覚
塵ｆｉｘ、ｙとして定められる。第２図に示されるごと
く、ワーク２２は箱２１の周壁に対して一般に成る傾斜
角度θを有する。
ＣＣＤカメラ２４．ＣＣＤカメラ２４から出力される映
像信号をＷｉ像処理してワークの輪郭を特定し、そのワ
ーク２２の中心位置を存在位置として演算する画像処理
装置２６を包含している。ワーク２２の存在位置は視覚
塵ｆｉｘ、ｙとして定められる。第２図に示されるごと
く、ワーク２２は箱２１の周壁に対して一般に成る傾斜
角度θを有する。
ロボット制御装置５０は、ロボット６０を制御するため
のものであり、そのロボット制御装置５０は、視覚装置
２０とインタフェース５１で結ばれたＣＰＵ５２と、ロ
ボット位置制御プログラム等を記憶したＲＯＭ５４．教
示データ等を記憶するＲＡＭ５３．そしてロボット６０
の各駆動軸を駆動するサーボモータを制御するサーボＣ
ＰＵ５５とを有している。ロボット６０はアーム６１と
アーム６１により位置を制御され、物体２２を把持する
ハンド６２で構成されている。ハンド６２は、関節部分
６２ａにより自由度を持たせて把持部分６２ｂがアーム
６１と結合されており、またハンド６２に対して回転可
能なように自由度を有しており、アーム６Ｉの先端も回
転方向に自山皮を有する。
のものであり、そのロボット制御装置５０は、視覚装置
２０とインタフェース５１で結ばれたＣＰＵ５２と、ロ
ボット位置制御プログラム等を記憶したＲＯＭ５４．教
示データ等を記憶するＲＡＭ５３．そしてロボット６０
の各駆動軸を駆動するサーボモータを制御するサーボＣ
ＰＵ５５とを有している。ロボット６０はアーム６１と
アーム６１により位置を制御され、物体２２を把持する
ハンド６２で構成されている。ハンド６２は、関節部分
６２ａにより自由度を持たせて把持部分６２ｂがアーム
６１と結合されており、またハンド６２に対して回転可
能なように自由度を有しており、アーム６Ｉの先端も回
転方向に自山皮を有する。
ロボット６０はロボット制御装置５０により、各軸を駆
動するサーボモータ（図示しない）が制御される。一方
、箱２１内には円筒状の物体２２が収納されており、略
鉛直方向から図示しない光源から平行光線２３が物体２
２に照射されている。
動するサーボモータ（図示しない）が制御される。一方
、箱２１内には円筒状の物体２２が収納されており、略
鉛直方向から図示しない光源から平行光線２３が物体２
２に照射されている。
その円筒状の物体２２からの反射光は、ＣＣＤカメラ２
４に入射しており、ＣＣＤカメラ２４からは物体２２の
映像信号が画像処理装置２６に出力されている。
４に入射しており、ＣＣＤカメラ２４からは物体２２の
映像信号が画像処理装置２６に出力されている。
次に、視覚装置２０およびロボット制御装置５０の作用
を第３図から第５図を参照して説明する。
を第３図から第５図を参照して説明する。
第３図に示されるように、まずハンド姿勢設定のプログ
ラムが開始されると、ステップ１０１では領域設定が行
われる。この領域設定のためには、ハンド姿勢を鉛直方
向とする領域を、視覚座標Ｘ。
ラムが開始されると、ステップ１０１では領域設定が行
われる。この領域設定のためには、ハンド姿勢を鉛直方
向とする領域を、視覚座標Ｘ。
ｙにおいてそれぞれ範囲を定めることにより次式のよう
に設定する。
に設定する。
Ｘ＠≦Ｘ≦Ｘｂ
ｙ龜≦ｙ ≦’／ｈ
そして、設定された領域Ｘ ＩＩ、 Ｘ ｂ＋ ３’
＠＋ ３１ ’を記憶する。ステップ１０２では、画像
処理によるワーク認識を行う、このワーク認識は、前述
のごとくワーク２２の輪郭を特定し、そのワーク２２の
中心位置を二次元的な視覚座標ｘ、ｙとして定めること
により行う、ステップ１０３では、ワーク有か否かが判
別され、ワーク無しくＮＯ）の場合は終了となり、ワー
ク有り（ＹＥＳ）の場合はステップ１０４に進む、ステ
ップ１０４では、ステップ１０２で求めた二次元的な視
覚座標を三次元的なロボット座標系へ座標変換すること
が行われる。
＠＋ ３１ ’を記憶する。ステップ１０２では、画像
処理によるワーク認識を行う、このワーク認識は、前述
のごとくワーク２２の輪郭を特定し、そのワーク２２の
中心位置を二次元的な視覚座標ｘ、ｙとして定めること
により行う、ステップ１０３では、ワーク有か否かが判
別され、ワーク無しくＮＯ）の場合は終了となり、ワー
ク有り（ＹＥＳ）の場合はステップ１０４に進む、ステ
ップ１０４では、ステップ１０２で求めた二次元的な視
覚座標を三次元的なロボット座標系へ座標変換すること
が行われる。
そして、ステップ１０′うでロボットによる取出しが行
われる。
われる。
ステップ１０４における座標変換ルーチンの詳細を第４
ｒＭについて説明する。ステップ４０２では、視覚座標
（ｘ、ｙ）よりハンドが鉛直姿勢としてハンドの動作目
標点としてのロボット座標（Ｘ’ｊ ＋ ＊ Ｚ ＋Ｌ
（Ｘ ｍ＋ ３’ ２＋ Ｚ ｔ）を求める。ステッ
プ４０４では、視覚座標（ｘ、ｙ）の値が設定範囲内か
否かが判別され、設定範囲内であるとの判別（ＹＥＳ）
が得られた場合は、何もしないでロボットのハンド姿勢
を鉛直下向きにする。また、ステップ４０４で視覚座１
１１（ｘ、 ｙ）の値が設定範囲外であるとの判別（Ｎ
ｏ）が得られた場合は、ステップ４０４からステップ４
０６に進む、ステップ４０６では、ＣＣＤカメラ２４の
異なる高さＺ＋＋ Ｚｔにおけるロボット座５（Ｘｌ、
ｙ＋＋ ｚ＋）、（ｘｓ。
ｒＭについて説明する。ステップ４０２では、視覚座標
（ｘ、ｙ）よりハンドが鉛直姿勢としてハンドの動作目
標点としてのロボット座標（Ｘ’ｊ ＋ ＊ Ｚ ＋Ｌ
（Ｘ ｍ＋ ３’ ２＋ Ｚ ｔ）を求める。ステッ
プ４０４では、視覚座標（ｘ、ｙ）の値が設定範囲内か
否かが判別され、設定範囲内であるとの判別（ＹＥＳ）
が得られた場合は、何もしないでロボットのハンド姿勢
を鉛直下向きにする。また、ステップ４０４で視覚座１
１１（ｘ、 ｙ）の値が設定範囲外であるとの判別（Ｎ
ｏ）が得られた場合は、ステップ４０４からステップ４
０６に進む、ステップ４０６では、ＣＣＤカメラ２４の
異なる高さＺ＋＋ Ｚｔにおけるロボット座５（Ｘｌ、
ｙ＋＋ ｚ＋）、（ｘｓ。
Ｙｘｒ Ｚｔ）での姿勢ベクトルを（Ｘｓ Ｘｌ、３
／を一’ｐ’ ＩＩ Ｚ ｘ Ｚ １＞に置き換え正
規化する。すなわち、ステップ４０６では、ロボットの
ハンド姿勢を第５図に示されるごと＜ＣＣＤカメラ２４
の視線方向としてロボットの動作目標点を作成する。
／を一’ｐ’ ＩＩ Ｚ ｘ Ｚ １＞に置き換え正
規化する。すなわち、ステップ４０６では、ロボットの
ハンド姿勢を第５図に示されるごと＜ＣＣＤカメラ２４
の視線方向としてロボットの動作目標点を作成する。
なお、ステップ４０６において、例えばＸｔ−Ｘｌ成分
だけは零（−〇）とすることにより、第５図図示におけ
る鉛直面とＣＣＤカメラ２４の視線方向との傾斜角度φ
を零（＝０）とすれば、第２図図示のＸ方向への関節部
分６２ａによる把持部分６２ｂの垂れ下がりを無くすこ
とができるため、第６図（ｃ）図示のような狙った位置
Ｐ１と実際にワークを把持する位置Ｐ２との位置ずれを
防ぐことが可能となるという利点がある。
だけは零（−〇）とすることにより、第５図図示におけ
る鉛直面とＣＣＤカメラ２４の視線方向との傾斜角度φ
を零（＝０）とすれば、第２図図示のＸ方向への関節部
分６２ａによる把持部分６２ｂの垂れ下がりを無くすこ
とができるため、第６図（ｃ）図示のような狙った位置
Ｐ１と実際にワークを把持する位置Ｐ２との位置ずれを
防ぐことが可能となるという利点がある。
「発明の効果」
本発明の視覚装置付ロボットは、箱内に収納された対象
物体を口、ポットのハンドにより取出す視覚装置付ロボ
ットにおいて、ハンド姿勢を鉛直方向とする箱内の領域
を、二次元の視覚座標により設定する領域設定手段と、
画像処理により対象物体を認識し、対象物体の視覚座標
を求める視覚装置と、視覚装置によって求められた対象
物体の視覚座標よりハンドを鉛直姿勢として、ハンドの
動作目標点としてのロボット座標を求める第１のハンド
姿勢決定手段と、視覚装置によって求められた対象物体
の視覚座標が前記領域外であるときは、ハンド姿勢を視
覚装置の視線方向として、ハンドの動作目標点としての
ロボット座標を求める第２のハンド姿勢決定手段とを備
えるから、箱内にばら積で収納された対象物体を視覚装
置で認識しロボットにより取出し作業を行う場合に、ロ
ボットのハンドと他の対象物との干渉、および壁面との
干渉が少なくなる。また、ハンド姿勢が鉛直領域内では
、狙った位置へハンドを近付けられるため、ハンドの自
由度に起因する把持のし損ないを減少することができる
。従って、本発明によれば視覚装置で認識した対象物体
を取出す率が向上し、ハンドの損傷も防ぐことができる
などの優れた効果がある。
物体を口、ポットのハンドにより取出す視覚装置付ロボ
ットにおいて、ハンド姿勢を鉛直方向とする箱内の領域
を、二次元の視覚座標により設定する領域設定手段と、
画像処理により対象物体を認識し、対象物体の視覚座標
を求める視覚装置と、視覚装置によって求められた対象
物体の視覚座標よりハンドを鉛直姿勢として、ハンドの
動作目標点としてのロボット座標を求める第１のハンド
姿勢決定手段と、視覚装置によって求められた対象物体
の視覚座標が前記領域外であるときは、ハンド姿勢を視
覚装置の視線方向として、ハンドの動作目標点としての
ロボット座標を求める第２のハンド姿勢決定手段とを備
えるから、箱内にばら積で収納された対象物体を視覚装
置で認識しロボットにより取出し作業を行う場合に、ロ
ボットのハンドと他の対象物との干渉、および壁面との
干渉が少なくなる。また、ハンド姿勢が鉛直領域内では
、狙った位置へハンドを近付けられるため、ハンドの自
由度に起因する把持のし損ないを減少することができる
。従って、本発明によれば視覚装置で認識した対象物体
を取出す率が向上し、ハンドの損傷も防ぐことができる
などの優れた効果がある。
６２ａ、、、関節部、 ６２ ｂ 、、、把持部、１０
２．１０４．、、ステップ、 ４０２゜、ステップ。
２．１０４．、、ステップ、 ４０２゜、ステップ。
１０１ 。
４０６、。
第１図は本発明の概念を示したブロック図、第２図は本
発明の具体的な一実施例に係る視覚装置付ロボットを示
した構成図、第３図は処理手順を示したフローチャート
、第４図はｍｗ変換ルーチンの処理手順を示すフローチ
ャート、第５図はハンド姿勢をＣＯＤカメラの視線方向
としてロボットの動作目標点を作成する状態を示す側面
図、第６図は従来技術を示す説明図である。 ２０、、、視覚装置、 ２１ 、、、箱、 ２２．、、
対象物体、 ５０ 、、、ロボット制御装置、 ５２．
、。 ＣＰＵ、 ６０ 、、、ロボット、 ６２ 、、、ハ
ンド、第 図 第 図 （ａ）
発明の具体的な一実施例に係る視覚装置付ロボットを示
した構成図、第３図は処理手順を示したフローチャート
、第４図はｍｗ変換ルーチンの処理手順を示すフローチ
ャート、第５図はハンド姿勢をＣＯＤカメラの視線方向
としてロボットの動作目標点を作成する状態を示す側面
図、第６図は従来技術を示す説明図である。 ２０、、、視覚装置、 ２１ 、、、箱、 ２２．、、
対象物体、 ５０ 、、、ロボット制御装置、 ５２．
、。 ＣＰＵ、 ６０ 、、、ロボット、 ６２ 、、、ハ
ンド、第 図 第 図 （ａ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 箱内に収納された対象物体をロボットのハンドにより取
出す視覚装置付ロボットにおいて、ハンド姿勢を鉛直方
向とする箱内の領域を、二次元の視覚座標により設定す
る領域設定手段と、画像処理により対象物体を認識し、
対象物体の視覚座標を求める視覚装置と、 視覚装置によって求められた対象物体の視覚座標よりハ
ンドを鉛直姿勢として、ハンドの動作目標点としてのロ
ボット座標を求める第１のハンド姿勢決定手段と、 視覚装置によって求められた対象物体の視覚座標が前記
領域外であるときは、ハンド姿勢を視覚装置の視線方向
として、ハンドの動作目標点としてのロボット座標を求
める第２のハンド姿勢決定手段と、 を備えることを特徴とする視覚装置付ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7751189A JP2730754B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 視覚装置付ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7751189A JP2730754B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 視覚装置付ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02256485A true JPH02256485A (ja) | 1990-10-17 |
| JP2730754B2 JP2730754B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=13635992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7751189A Expired - Lifetime JP2730754B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 視覚装置付ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2730754B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009030461A1 (de) | 2008-07-04 | 2010-01-07 | Fanuc Ltd. | Vorrichtung zum Aufnehmen von Objekten |
| CN103568024A (zh) * | 2012-07-31 | 2014-02-12 | 发那科株式会社 | 利用机械手取出散装物品的装置 |
| JP2015042965A (ja) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | 株式会社ダイフク | 物品位置認識装置 |
-
1989
- 1989-03-29 JP JP7751189A patent/JP2730754B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009030461A1 (de) | 2008-07-04 | 2010-01-07 | Fanuc Ltd. | Vorrichtung zum Aufnehmen von Objekten |
| US8295975B2 (en) | 2008-07-04 | 2012-10-23 | Fanuc Ltd | Object picking device |
| DE102009030461B4 (de) | 2008-07-04 | 2018-11-29 | Fanuc Corporation | Vorrichtung zum Aufnehmen von Objekten |
| CN103568024A (zh) * | 2012-07-31 | 2014-02-12 | 发那科株式会社 | 利用机械手取出散装物品的装置 |
| JP2015042965A (ja) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | 株式会社ダイフク | 物品位置認識装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2730754B2 (ja) | 1998-03-25 |
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