JPH08382B2 - How to set the coordinate system of the robot with visual sensor - Google Patents
How to set the coordinate system of the robot with visual sensorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は視覚センサ付ロボツトにおいて、ロボツト
座標とカメラ座標の対応づけをおこなう座標系の設定方
法に関する。The present invention relates to a method of setting a coordinate system for associating robot coordinates with camera coordinates in a robot with a visual sensor.
（従来の技術） 一般に視覚センサ付ロボツトにおいては、第２図に示
すようにITVなどから成る視覚カメラ１と画像処理装置
２とで視覚センサ３を構成し、対象物４を視覚カメラ１
で撮像してそのビデオ信号を画像処理装置２へ伝送し、
カメラ座標（視覚カメラの撮像面における座標）５にお
ける対象物位置座標（x,y）を算出し、マイコン等から
成るロボツトコントローラ６においてこの座標（x,y）
からロボツト座標７における対象物の位置（X,Y）を算
出し、この位置に対応するハンドリング位置座標（XH,Y
H）にロボツト８のハンド９を移動させて対象物の把持
等をおこなう。なおロボツト座標７とカメラ座標５は平
行、すなわちＸ軸とｘ軸、Ｙ軸とｙ軸はそれぞれ平行で
ある。上記において位置（X,Y）の算出の際にカメラ座
標とロボツト座標の関係式 （X,Y）＝ｆ（x,y） を用いるが、この関係式を求める座標系の設定は、従
来次のようにしておこなつていた。(Prior Art) Generally, in a robot with a visual sensor, as shown in FIG. 2, a visual camera 1 including an ITV and an image processing device 2 constitute a visual sensor 3, and an object 4 is attached to the visual camera 1.
And the video signal is transmitted to the image processing device 2,
The object position coordinates (x, y) in the camera coordinates (coordinates on the imaging plane of the visual camera) 5 are calculated, and the coordinates (x, y) are calculated in the robot controller 6 including a microcomputer.
The position (X, Y) of the object at the robot coordinate 7 is calculated from the position, and the handling position coordinate (X H , Y) corresponding to this position is calculated.
The hand 9 of the robot 8 is moved to ( H ) to grip an object. The robot coordinates 7 and the camera coordinates 5 are parallel to each other, that is, the X axis is parallel to the x axis and the Y axis is parallel to the y axis. In the above, when calculating the position (X, Y), the relational expression (X, Y) = f (x, y) between the camera coordinates and the robot coordinates is used. It was done as follows.
すなわち第２図に示す様に視覚カメラ１の視野10内の
対象物載置面11上の２点A,Bに円板あるいはクロスカー
サを置いて両点の位置を視覚カメラ１で撮像し、画像処
理装置２によりカメラ座標５における位置（xA,yA）、
（xB,yB）をそれぞれ求める。That is, as shown in FIG. 2, a disk or a crosscursor is placed at two points A and B on the object mounting surface 11 within the visual field 10 of the visual camera 1, and the positions of both points are imaged by the visual camera 1. The position (x A , y A ) at the camera coordinate 5 by the image processing device 2,
Find (x B , y B ), respectively.
一方A,B点のロボツト座標７における位置（XA,YA）、
（XB,YB）をスケール等を用いて実測する。そして上記
各データからカメラ座標とロボツト座標の関係式ｆ（x,
y）を以下の方程式より求めている。On the other hand, the position (X A , Y A ) in robot coordinate 7 of points A and B,
Measure (X B , Y B ) using a scale. From the above data, the relational expression f (x,
y) is calculated from the following equation.
（発明が解決しようとする問題点） ところが上記の座標系の設定方法においては、点A,B
のロボツト座標７上の位置を実測しなければならないの
で座標系の設定に手間がかかる。 (Problems to be solved by the invention) However, in the above coordinate system setting method, points A and B
Since it is necessary to actually measure the position on the robot coordinate 7 of, the setting of the coordinate system is troublesome.
また上記の設定をおこなつて実際の対象物についてロ
ボツト８による把持をおこなおうとしても、一般に第３
図に示すように対象物４の位置は重心位置Ｇで計測され
るのに対し、ハンド９による把持位置Ｃや、ロボツトに
移動指令として与えるハンドリング位置Ｈは前記重心位
置Ｇと異なる場合が多く、この場合は対象物の位置（x,
y）から前記関係式により求めた（X,Y）をハンドリング
位置としてロボツトに与えても対象物を把持することは
できない。In addition, even if the above-mentioned setting is performed and an actual object is gripped by the robot 8, it is generally the third object.
As shown in the figure, the position of the object 4 is measured at the center of gravity position G, whereas the gripping position C by the hand 9 and the handling position H given to the robot as a movement command are often different from the center of gravity position G, In this case, the position of the object (x,
Even if (X, Y) obtained from the above relational expression from y) is given to the robot as a handling position, the object cannot be gripped.
そこで予め対象物の重心位置Ｇと把持位置Ｃおよびハ
ンドリング位置Ｈの寸法関係を求めておき、対象物の重
心位置に相当する（X,Y）の座標値に対して上記ハンド
リング位置Ｈまでの補正を加えて座標（XH,YH）を求め
ることにより、はじめてロボツトによる把持が可能とな
るのであるが、いちいちこの補正を加えるのは煩雑であ
り、また対象物が変わればこの補正内容も変更せねばな
らず煩雑である。Therefore, the dimensional relationship between the center of gravity G of the target object, the gripping position C, and the handling position H is obtained in advance, and the correction up to the handling position H with respect to the (X, Y) coordinate value corresponding to the center of gravity of the target object. The robot can be gripped for the first time by calculating the coordinates (X H , Y H ) by adding the It has to be done and it is complicated.
この発明は上記従来の問題点を解決するもので、座標
系の設定を簡単におこなうことができ、また視覚センサ
による対象物の位置からロボツトのハンドリング位置を
直接求めることができる視覚センサ付ロボツトの座標系
の設定方法を提供しようとするものである。This invention solves the above-mentioned conventional problems, and a robot with a visual sensor that can easily set the coordinate system and can directly determine the handling position of the robot from the position of the object by the visual sensor. It is intended to provide a method of setting the coordinate system.
（問題点を解決するための手段） しかしてこの発明の座標系の設定方法は、視覚センサ
付ロボツトに対象物を把持させた状態で、視覚カメラの
視野内の対象物載置面上に前記対象物を載置し、このと
きのロボツトのロボツト座標上のハンドリング位置（X
HO,YHO）をロボツトコントローラ部で読出すとともに、
視覚センサにより前記ロボツト座標と平行なカメラ座標
上の前記対象物の位置（x0,y0）および対象物の一部の
寸法ｒを計測して、これに相当する前記対象物の一部の
予め計測してあつた実寸法Ｒと前記各計測値から、視覚
センサで計測した対象物の任意の位置（x,y）より該対
象物に対するロボツトのハンドリング位置（XH,YH）を
求める関係式を次式の通り設定することを特徴とする視
覚センサ付ロボツトの座標系の設定方法である。(Means for Solving the Problems) The coordinate system setting method of the present invention, however, has the robot on the object mounting surface within the visual field of the visual camera with the object held by the robot with the visual sensor. An object is placed, and the handling position (X
HO , Y HO ) is read by the robot controller and
The position (x 0 , y 0 ) of the object on the camera coordinates parallel to the robot coordinates and the dimension r of the part of the object are measured by the visual sensor, and the part of the object corresponding to this is measured. The robot handling position (X H , Y H ) with respect to the object is obtained from the arbitrary position (x, y) of the object measured by the visual sensor from the actual dimension R measured in advance and the respective measured values. It is a method of setting the coordinate system of the robot with a visual sensor, characterized in that the relational expression is set as follows.
XH＝XHO＋ｋ（ｘ−x0） HH＝HHO＋ｋ（ｙ−y0） ただしｋ＝R/r （作用） この発明の座標系の設定方法においては、対象物をロ
ボツトで把持した状態で実際のロボツト動作時の対象物
載置面上に対象物を置き、このときのロボツト座標上の
ハンドリング位置（XHO,YHO）および視覚カメラの撮像
画面のカメラ座標上の対象物位置（x0,y0）を基準点と
して用いる。In X H = X HO + k ( x-x 0) H H = H HO + k (y-y 0) provided that k = R / r (working) method for setting the coordinate system of the invention, gripping the object with the robot The object is placed on the object mounting surface during the actual robot operation in this state, and the handling position (X HO , Y HO ) on the robot coordinate and the object on the camera coordinate of the imaging screen of the visual camera at this time. The position (x 0 , y 0 ) is used as a reference point.
そしてロボツト座標上の寸法とカメラ座標上の寸法と
は比例関係にあることを利用して、対象物の一部の予め
計測してあつた実寸Ｒおよび視覚センサによる計測値ｒ
から両座標間の比例定数ｋを次式 ｋ＝R/r ……（１） により求めれば、任意位置に置いた対象物のカメラ座
標上の位置（x,y）と前記基準点（x0,y0）間の距離に前
記比例定数を乗じることにより、上記（x,y）に対応す
るロボツト座標上のハンドリング位置（XH,YH）と前記
基準点（HHO,YHO）間の距離が下式により求まる。Then, by utilizing the fact that the dimension on the robot coordinates and the dimension on the camera coordinates are in proportion to each other, the actual size R of a part of the object measured in advance and the measured value r by the visual sensor are measured.
If the proportional constant k between the two coordinates is obtained from the following equation, k = R / r (1), the position (x, y) on the camera coordinates of the object placed at an arbitrary position and the reference point (x 0 , y 0 ) is multiplied by the proportional constant to obtain a distance between the handling position (X H , Y H ) on the robot coordinates corresponding to (x, y) and the reference point (H HO , Y HO ). The distance of is calculated by the following formula.
XH−XHO＝ｋ（ｘ−x0） ……（２） YH−YHO＝ｋ（ｙ−y0） ……（３） 上式を変形して、ハンドリング位置（XH,YH）は、 XH＝XHO＋ｋ（ｘ−x0） ……（４） YH＝YHO＋ｋ（ｙ−y0） ……（５） で求めることができるのである。X H −X HO = k (x−x 0 ) ... (2) Y H −Y HO = k (y−y 0 ) (3) The above formula is modified to change the handling position (X H , Y H) is can be determined by X H = X HO + k ( x-x 0) ...... (4) Y H = Y HO + k (y-y 0) ...... (5).
このようにロボツト座標上の（XH,YH）は直接ハンド
リング位置として算出され、従来法のように対象物の重
心位置とハンドリング位置の関係を求めてその補正をお
こなう必要がないので、演算は簡単に済む。In this way, (X H , Y H ) on the robot coordinates is directly calculated as the handling position, and it is not necessary to calculate the relationship between the center of gravity of the object and the handling position and to correct it as in the conventional method. Is easy.
また基準点設定時のロボツト座標上の（HHO,YHO）は
いちいちロボツト座標の原点からスケール等により実測
する必要はなく、ロボツトコントローラにより迅速容易
に読出すことができる。Further, (H HO , Y HO ) on the robot coordinates at the time of setting the reference point does not need to be actually measured from the origin of the robot coordinates by a scale or the like, and can be quickly and easily read by the robot controller.
さらに従来法はロボツト座標上の絶対位置を求めるの
に対し、この発明方法では基準点からのずれ量として位
置を求めるので、実際の対象物ハンドリング領域内に基
準点を設定できることから、位置計測精度を上げること
ができるのである。Further, while the conventional method obtains the absolute position on the robot coordinates, the method of the present invention obtains the position as the amount of deviation from the reference point, so that the reference point can be set within the actual object handling area. Can be raised.
（実施例） 以下第１図によりこの発明の一実施例を説明する。な
お図中、第２図および第３図と同一部分にはこれらの図
と同一符号を付してある。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the figure, the same parts as those in FIGS. 2 and 3 are designated by the same reference numerals.
先ずロボツト８のハンド９に対象物４を把持させ、こ
の把持状態のままで実際のロボツト動作時の対象物載置
面11上の任意の位置（ただし視覚カメラ１の視野10内）
に対象物４を置き、このときのロボツトのハンドリング
位置（HHO,YHO）をロボツトコントローラ６部で読出
す。First, the object 9 is held by the hand 9 of the robot 8, and in this gripped state, an arbitrary position on the object mounting surface 11 during the actual robot operation (however, within the visual field 10 of the visual camera 1)
The object 4 is placed on the robot, and the robot handling position (H HO , Y HO ) at this time is read by the robot controller 6.
一方、視覚カメラ１で対象物４を撮像して、画像処理
装置２によりカメラ座標５上の対象物の位置（重心位
置）（x0,y0）および対象物４の一部の寸法ｒ（この実
施例では直径）を算出する。なお第１図における位置
（X0,Y0）は、対象物４のロボツト座標上の重心位置で
あり、後述のようにハンドリング位置の算出には無関係
であるが、参考までに図示してある。On the other hand, the image of the object 4 is picked up by the visual camera 1, and the position of the object on the camera coordinates 5 (the position of the center of gravity) (x 0 , y 0 ) and the partial size r ( In this embodiment, the diameter) is calculated. The position (X 0 , Y 0 ) in FIG. 1 is the position of the center of gravity of the object 4 on the robot coordinates and is not related to the calculation of the handling position as described later, but is shown for reference. .
そしてロボツトコントローラ６部においては、上記各
数値、および対象物４の前記ｒに相当する部分を予めス
ケール等で計測しておいてキーボード等で入力された実
寸データＲをもとに、先ず次式によりカメラ座標とロボ
ツト座標の数値の比例定数ｋを求める。Then, in the robot controller 6 part, first, the following equation is calculated based on the above numerical values and the actual size data R input by the keyboard etc. by previously measuring the part corresponding to r of the object 4 with a scale or the like. Then, the proportional constant k of the numerical values of the camera coordinates and the robot coordinates is obtained.
ｋ＝R/r そして第１図に鎖線で示すように、対象物載置面11上
の任意の位置（X,Y）に置かれた対象物４の視覚センサ
３による計測位置（x,y）に対応するハンドリング、置
（XH,YH）を求める関係式として、次式をロボツトコン
トローラ６部に格納する。k = R / r Then, as shown by the chain line in FIG. 1, the measurement position (x, y) of the object 4 placed on the object placement surface 11 at the arbitrary position (X, Y) by the visual sensor 3 ), The following equation is stored in the robot controller 6 as a relational equation for obtaining the handling (X H , Y H ).
XH＝XHO＋ｋ（ｘ−x0） YH＝YHO＋ｋ（ｙ−y0） 以後、対象物４については視覚サンサ３による計測値
（x,y）をもとに上記関係式によりハンドリング位置（X
H,YH）を求めて把持をおこなうのであるが、この（XH,Y
H）は対象物の重心位置や把持位置とは関係なしに直接
ハンドリング位置として算出されるので、従来のような
各位置の補正をおこなうことなく直ちにロボツトによる
把持をおこなうことができる。 X H = X HO + k ( x-x 0) Y H = Y HO + k (y-y 0) Thereafter, measurements visual Sansa 3 for the object 4 (x, y) based on the above relational expression Handling position (X
Grasping is performed by finding ( H , Y H ), and this (X H , Y
H ) is directly calculated as the handling position regardless of the center of gravity of the object or the gripping position, so that the robot can immediately grip the object without correcting each position as in the conventional case.
上記方法と従来法による座標系の設定に要する時間の
実測例をあげると、従来法によると約７分要していた設
定時間が、上記方法により３分に短縮された。As an example of the actual measurement of the time required for setting the coordinate system by the above method and the conventional method, the setting time, which was about 7 minutes by the conventional method, was shortened to 3 minutes by the above method.
この発明は上記実施例に限定されるものではなく、た
とえば視覚センサおよびロボツトの構成や対象物の形状
等は上記以外としてもよい。The present invention is not limited to the above embodiments, and for example, the configurations of the visual sensor and the robot, the shape of the object, and the like may be other than those described above.
（発明の効果） 以上説明したようにこの発明によれば、従来の視覚セ
ンサ付ロボツトにおける座標系の設定方法のようなロボ
ツト座標上におけるスケール等を用いての実測は不要と
なり、対象物の一部の予め計測してあつた実寸法および
視覚センサによる計測値と、ロボツトコントローラで読
出しハンドリング位置（XHO,YHO）とから、座標系の設
定を極めて簡単におこなうことができ、また視覚センサ
による対象物の位置からロボツトのハンドリング位置を
直接迅速にかつ精度よく求めることができる。(Effect of the Invention) As described above, according to the present invention, it is not necessary to perform actual measurement using a scale or the like on the robot coordinates unlike the conventional method of setting the coordinate system in the robot with a visual sensor, and the object The coordinate system can be set very easily from the actual dimensions of the parts measured in advance and the values measured by the visual sensor and the reading handling position (X HO , Y HO ) by the robot controller. The handling position of the robot can be directly and promptly and accurately obtained from the position of the object.
第１図はこの発明の一実施例を示す機器配置斜視図、第
２図は従来の方法の一例を示す機器配置斜視図、第３図
は同じく対象物把持状態の斜視図である。 １……視覚カメラ、２……画像処理装置、３……視覚セ
ンサ、４……対象物、５……カメラ座標、６……ロボツ
トコントローラ、７……ロボツト座標、８……ロボツ
ト、９……ハンド、10……視野、11……対象物載置面。FIG. 1 is a perspective view of equipment arrangement showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of equipment arrangement showing an example of a conventional method, and FIG. 1 ... visual camera, 2 ... image processing device, 3 ... visual sensor, 4 ... object, 5 ... camera coordinate, 6 ... robot controller, 7 ... robot coordinate, 8 ... robot, 9 ... … Hand, 10 …… field of view, 11 …… object placement surface.
Claims (1)
た状態で、視覚カメラの視野内の対象物載置面上に前記
対象物を載置し、このときのロボツトのロボツト座標上
のハンドリング位置（XHO,YHO）をロボツトコントロー
ラ部で読出すとともに、視覚センサにより前記ロボツト
座標と平行なカメラ座標上の前記対象物の位置（x0,
y0）および対象物の一部の寸法ｒを計測して、これに相
当する前記対象物の一部の予め計測してあつた実寸法Ｒ
と前記各計測値から、視覚センサで計測した対象物の任
意の位置（x,y）より該対象物に対するロボツトのハン
ドリング位置（XH,YH）を求める関係式を次式の通り設
定することを特徴とする視覚センサ付ロボツトの座標系
の設定方法。 XH＝XHO＋ｋ（ｘ−x0） YH＝YHO＋ｋ（ｙ−y0） ただしｋ＝R/r1. A robot with a visual sensor holding an object, the object is placed on an object placement surface within the field of view of a visual camera, and handling of the robot on the robot coordinates at this time. The position (X HO , Y HO ) is read by the robot controller, and the position of the object (x 0 , Y 0 , on the camera coordinates parallel to the robot coordinates is detected by the visual sensor).
y 0 ) and a part of the object with a dimension r, and a corresponding part of the part of the object with a premeasured actual size R
From the above measured values and the above-mentioned measured values, the relational expression for obtaining the robot handling position (X H , Y H ) with respect to the object from the arbitrary position (x, y) measured by the visual sensor is set as follows. A method for setting a coordinate system of a robot with a visual sensor, which is characterized by the above. X H = X HO + k ( x-x 0) Y H = Y HO + k (y-y 0) provided that k = R / r
Priority Applications (1)
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| JP62010727A JPH08382B2 (en) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | How to set the coordinate system of the robot with visual sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP62010727A JPH08382B2 (en) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | How to set the coordinate system of the robot with visual sensor |
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|---|---|
| JPS63180486A JPS63180486A (en) | 1988-07-25 |
| JPH08382B2 true JPH08382B2 (en) | 1996-01-10 |
Family
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| JP62010727A Expired - Lifetime JPH08382B2 (en) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | How to set the coordinate system of the robot with visual sensor |
Country Status (1)
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- 1987-01-20 JP JP62010727A patent/JPH08382B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS63180486A (en) | 1988-07-25 |
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