JPH11231933A - 移動体の停止位置ズレ量検出装置及び無人搬送車 - Google Patents
移動体の停止位置ズレ量検出装置及び無人搬送車Info
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- JPH11231933A JPH11231933A JP10036064A JP3606498A JPH11231933A JP H11231933 A JPH11231933 A JP H11231933A JP 10036064 A JP10036064 A JP 10036064A JP 3606498 A JP3606498 A JP 3606498A JP H11231933 A JPH11231933 A JP H11231933A
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Image Analysis (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 教示時と作業時とで車体と床面との位置関係
が３次元的に変化した場合にも正確な位置ズレ量を求め
ることが可能な移動体の停止位置ズレ量検出装置，及び
その装置を利用して常に正確に作業を行うことが可能な
無人搬送車を提供する。 【解決手段】 無人搬送車等移動体１に塔載したカメラ
等の撮像手段２３で床面３１のパンチング孔３２等の特
徴点を撮像しつつ移動し、所定の基準位置に停止させ、
予め基準停止位置で動作教示された移載アーム２２で荷
物を搬送する際に、移動体の停止位置ズレ量検出装置Ａ
１のズレ量検出手段２が、移動体の停止時の作業時撮像
画像と基準停止位置に停止時の基準撮像画像とにおける
上記各特徴点位置の関係のみから、移動体の３次元的停
止位置のズレ量を求め、移載アーム等作業装置の教示デ
ータを修正できる構成とした。
が３次元的に変化した場合にも正確な位置ズレ量を求め
ることが可能な移動体の停止位置ズレ量検出装置，及び
その装置を利用して常に正確に作業を行うことが可能な
無人搬送車を提供する。 【解決手段】 無人搬送車等移動体１に塔載したカメラ
等の撮像手段２３で床面３１のパンチング孔３２等の特
徴点を撮像しつつ移動し、所定の基準位置に停止させ、
予め基準停止位置で動作教示された移載アーム２２で荷
物を搬送する際に、移動体の停止位置ズレ量検出装置Ａ
１のズレ量検出手段２が、移動体の停止時の作業時撮像
画像と基準停止位置に停止時の基準撮像画像とにおける
上記各特徴点位置の関係のみから、移動体の３次元的停
止位置のズレ量を求め、移載アーム等作業装置の教示デ
ータを修正できる構成とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，例えばクリーンル
ーム等で荷物の搬送などに用いられるような移動体に搭
載され，その停止位置と，基準とする停止位置とのズレ
を検出する移動体の停止位置ズレ量検出装置，及び上記
停止位置ズレ量検出装置を搭載した無人搬送車に関する
ものである。
ーム等で荷物の搬送などに用いられるような移動体に搭
載され，その停止位置と，基準とする停止位置とのズレ
を検出する移動体の停止位置ズレ量検出装置，及び上記
停止位置ズレ量検出装置を搭載した無人搬送車に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイス工場のクリーンルームな
どにおいては，装置と装置，装置とストッカ等の間でウ
ェーハ等の荷物を搬送し，移載アームなどにより移載を
行う無人搬送車が用いられている。この種の無人搬送車
では，上記移載アームなどは予め上記無人搬送車を所定
の作業位置（教示位置）に停止させた状態で教示された
教示データに従って作業を行う。従って，上記移載アー
ムなどによる作業を正確に行うためには，無人搬送車の
停止位置の上記教示位置からのズレに基づいて上記無人
搬送車の停止位置，或いは上記教示データの内容を補正
する必要があり，またそのためには上記停止位置のズレ
量を正確に求めることが不可欠である。ところで，上記
のようなクリーンルームなどでは，床材としてパンチン
グ材やグレーチング材など，全面に所定のパターンで貫
通孔を配した孔空き床材が用いられることが多い。そこ
で，床面に形成された上記パターンを利用して上記無人
搬送車の停止位置ズレ量を検出する装置について，本出
願人は既に特許出願を行っている（例えば特願平０９−
３３８５３０号，特願平９−３３８５２９号など）。こ
れら床面上のパターンを利用した位置ズレ量検出装置及
びその方法について簡単に説明する。
どにおいては，装置と装置，装置とストッカ等の間でウ
ェーハ等の荷物を搬送し，移載アームなどにより移載を
行う無人搬送車が用いられている。この種の無人搬送車
では，上記移載アームなどは予め上記無人搬送車を所定
の作業位置（教示位置）に停止させた状態で教示された
教示データに従って作業を行う。従って，上記移載アー
ムなどによる作業を正確に行うためには，無人搬送車の
停止位置の上記教示位置からのズレに基づいて上記無人
搬送車の停止位置，或いは上記教示データの内容を補正
する必要があり，またそのためには上記停止位置のズレ
量を正確に求めることが不可欠である。ところで，上記
のようなクリーンルームなどでは，床材としてパンチン
グ材やグレーチング材など，全面に所定のパターンで貫
通孔を配した孔空き床材が用いられることが多い。そこ
で，床面に形成された上記パターンを利用して上記無人
搬送車の停止位置ズレ量を検出する装置について，本出
願人は既に特許出願を行っている（例えば特願平０９−
３３８５３０号，特願平９−３３８５２９号など）。こ
れら床面上のパターンを利用した位置ズレ量検出装置及
びその方法について簡単に説明する。
【０００３】図４，図５に示すように，荷物移載用のア
ーム２２が搭載された無人搬送車２１の下部中央部付近
（照明等の影響を受けにくい位置）には，床面３１に対
向するように，照明装置２４を有するカメラ２３が固定
的に設置されており，更に，演算装置２５，記憶装置２
６，車体制御部２７，及びアーム制御部２８が設けられ
ている。また，半導体クリーンルーム等では通常行われ
ているように，上記床面３１には，所定のパターンでパ
ンチング孔３２が形成されている。上記アーム２２に
は，予め，所定の基準停止位置に上記無人搬送車２１を
停止させた状態で，ウェーハ（不図示）を無人搬送車２
１から作業台（不図示）へ移載する動作が教示される。
実際の移載作業時には，上記アーム２２はその教示デー
タに従って作業を行う。上記カメラ２３では，上述した
上記アーム２２の動作教示時，及び移載作業時の所定の
作業位置での停止時に，上記パンチング床３１の画像
（図６参照）が撮像される。上記演算装置２５では，上
記カメラ２３による撮像後，上記カメラ２３から取り込
まれた撮像画像に画像処理を施すことにより，上記各パ
ンチング孔３２の位置データ（撮像画像の局所座標系に
おける２次元座標値）が求められる。上記アーム２２の
動作教示時に得られた上記位置データ（以下，教示時位
置データという）は，上記記憶装置２６に記憶される。
上記演算装置２６では，移載作業時に上記無人搬送車２
１が停止してその時の上記各パンチング孔３２の位置デ
ータ（以下，作業時位置データという）を求めた後，こ
の作業時位置データと上記記憶装置２６に予め記憶され
た上記教示時位置データとの１対１の対応付けが行わ
れ，該対応付けがなされた各位置データの差に基づい
て，上記無人搬送車２１の停止位置の上記床面３１面内
での２次元的なズレ量（ｄｘ，ｄｙ，ｄθ）が求められ
る。ここで，上記対応付けの方法としては，例えば上記
パンチング孔３２の配列パターンから外れるマークを設
けておいて，そのマークを基準として行う方法などが考
えられる。求められたズレ量は，上記車体制御部２７に
取り込まれて車体停止位置が補正されるか，或いは上記
アーム制御部２８に取り込まれて上記アームの教示デー
タの補正が行われる。
ーム２２が搭載された無人搬送車２１の下部中央部付近
（照明等の影響を受けにくい位置）には，床面３１に対
向するように，照明装置２４を有するカメラ２３が固定
的に設置されており，更に，演算装置２５，記憶装置２
６，車体制御部２７，及びアーム制御部２８が設けられ
ている。また，半導体クリーンルーム等では通常行われ
ているように，上記床面３１には，所定のパターンでパ
ンチング孔３２が形成されている。上記アーム２２に
は，予め，所定の基準停止位置に上記無人搬送車２１を
停止させた状態で，ウェーハ（不図示）を無人搬送車２
１から作業台（不図示）へ移載する動作が教示される。
実際の移載作業時には，上記アーム２２はその教示デー
タに従って作業を行う。上記カメラ２３では，上述した
上記アーム２２の動作教示時，及び移載作業時の所定の
作業位置での停止時に，上記パンチング床３１の画像
（図６参照）が撮像される。上記演算装置２５では，上
記カメラ２３による撮像後，上記カメラ２３から取り込
まれた撮像画像に画像処理を施すことにより，上記各パ
ンチング孔３２の位置データ（撮像画像の局所座標系に
おける２次元座標値）が求められる。上記アーム２２の
動作教示時に得られた上記位置データ（以下，教示時位
置データという）は，上記記憶装置２６に記憶される。
上記演算装置２６では，移載作業時に上記無人搬送車２
１が停止してその時の上記各パンチング孔３２の位置デ
ータ（以下，作業時位置データという）を求めた後，こ
の作業時位置データと上記記憶装置２６に予め記憶され
た上記教示時位置データとの１対１の対応付けが行わ
れ，該対応付けがなされた各位置データの差に基づい
て，上記無人搬送車２１の停止位置の上記床面３１面内
での２次元的なズレ量（ｄｘ，ｄｙ，ｄθ）が求められ
る。ここで，上記対応付けの方法としては，例えば上記
パンチング孔３２の配列パターンから外れるマークを設
けておいて，そのマークを基準として行う方法などが考
えられる。求められたズレ量は，上記車体制御部２７に
取り込まれて車体停止位置が補正されるか，或いは上記
アーム制御部２８に取り込まれて上記アームの教示デー
タの補正が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記の
ような従来の位置ズレ検出方法では，平面内での２次元
的な位置ズレ量（並進方向ズレｄｘ，ｄｙ，回転ズレｄ
θ）を検出しているため，例えば車輪がパンチング孔３
２に落ち込んで車体が傾いて停止した場合や，車輪の磨
耗により上記カメラ２３の床面３１からの高さ位置が変
化した場合のように，教示時と作業時とで車体２１（及
びカメラ２３）と床面３１との位置関係が３次元的に変
化した場合には，正確な位置ズレ量を求めることができ
ないという問題点があった。例えば，車体が傾いて停止
した場合の教示時撮像画像と作業時撮像画像との関係は
図７（ａ）（上が教示時撮像画像，下が作業時撮像画
像）のようになり，カメラ２３の高さ位置が変化した場
合の教示時撮像画像と作業時撮像画像との関係は図７
（ｂ）（同上）のようになるため，いずれの場合も上記
従来の方法では正確なズレ量を求めることはできない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目
的とするところは，教示時と作業時とで床面との位置関
係が３次元的に変化した場合にも正確な位置ズレ量を求
めることが可能な移動体の停止位置ズレ量検出装置，及
びその装置を利用して常に正確に作業を行うことが可能
な無人搬送車を提供することである。
ような従来の位置ズレ検出方法では，平面内での２次元
的な位置ズレ量（並進方向ズレｄｘ，ｄｙ，回転ズレｄ
θ）を検出しているため，例えば車輪がパンチング孔３
２に落ち込んで車体が傾いて停止した場合や，車輪の磨
耗により上記カメラ２３の床面３１からの高さ位置が変
化した場合のように，教示時と作業時とで車体２１（及
びカメラ２３）と床面３１との位置関係が３次元的に変
化した場合には，正確な位置ズレ量を求めることができ
ないという問題点があった。例えば，車体が傾いて停止
した場合の教示時撮像画像と作業時撮像画像との関係は
図７（ａ）（上が教示時撮像画像，下が作業時撮像画
像）のようになり，カメラ２３の高さ位置が変化した場
合の教示時撮像画像と作業時撮像画像との関係は図７
（ｂ）（同上）のようになるため，いずれの場合も上記
従来の方法では正確なズレ量を求めることはできない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目
的とするところは，教示時と作業時とで床面との位置関
係が３次元的に変化した場合にも正確な位置ズレ量を求
めることが可能な移動体の停止位置ズレ量検出装置，及
びその装置を利用して常に正確に作業を行うことが可能
な無人搬送車を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は，複数の特徴点を有する平面上を移動す
る移動体に固定的に設置され，上記平面上の画像を撮像
する撮像手段と，上記移動体を停止させて上記撮像手段
により撮像した作業時撮像画像上の上記各特徴点位置と
予め上記移動体を所定の基準停止位置に停止させて上記
撮像手段により撮像した基準撮像画像上の上記各特徴点
位置との関係に基づいて上記移動体の停止位置のズレ量
を検出するズレ量検出手段とを具備する移動体の停止位
置ズレ量検出装置において，上記ズレ量検出手段が，上
記作業時撮像画像と上記基準撮像画像とにおける上記各
特徴点位置の関係のみに基づいて，上記移動体の３次元
的な停止位置のズレ量を求めることを特徴とする移動体
の停止位置ズレ量検出装置として構成されている。ここ
で，上記ズレ量検出手段により，上記基準撮像画像撮像
時と上記作業時撮像画像撮像時との間での上記撮像手段
の上記平面に対する３次元的な姿勢変化を，上記基準撮
像画像上の上記各特徴点位置と上記作業時撮像画像上の
上記各特徴点位置との関係のみに基づいて求めれば，こ
れが即ち上記移動体の停止位置のズレ量となる。また，
上記平面として床面を利用し，上記床面に設けられた貫
通孔を上記特徴点として用いることが最も一般的な例と
して挙げられるが，勿論それに限定されるものではな
い。また，上記停止位置ズレ量検出装置の利用の具体例
として，第２の発明は，上記第１の発明に係るの移動体
の停止位置ズレ量検出装置，及び上記基準停止位置にお
いて動作教示される作業装置とを搭載し，上記停止位置
ズレ量検出装置により得られた停止位置ズレ量に基づい
て上記作業装置の教示データを修正する無人搬送車とし
て構成されている。この無人搬送車においては，たとえ
作業時に車輪が貫通孔などに落ちて車体が傾いたとして
も，作業装置を正確に動作させることができる。
に第１の発明は，複数の特徴点を有する平面上を移動す
る移動体に固定的に設置され，上記平面上の画像を撮像
する撮像手段と，上記移動体を停止させて上記撮像手段
により撮像した作業時撮像画像上の上記各特徴点位置と
予め上記移動体を所定の基準停止位置に停止させて上記
撮像手段により撮像した基準撮像画像上の上記各特徴点
位置との関係に基づいて上記移動体の停止位置のズレ量
を検出するズレ量検出手段とを具備する移動体の停止位
置ズレ量検出装置において，上記ズレ量検出手段が，上
記作業時撮像画像と上記基準撮像画像とにおける上記各
特徴点位置の関係のみに基づいて，上記移動体の３次元
的な停止位置のズレ量を求めることを特徴とする移動体
の停止位置ズレ量検出装置として構成されている。ここ
で，上記ズレ量検出手段により，上記基準撮像画像撮像
時と上記作業時撮像画像撮像時との間での上記撮像手段
の上記平面に対する３次元的な姿勢変化を，上記基準撮
像画像上の上記各特徴点位置と上記作業時撮像画像上の
上記各特徴点位置との関係のみに基づいて求めれば，こ
れが即ち上記移動体の停止位置のズレ量となる。また，
上記平面として床面を利用し，上記床面に設けられた貫
通孔を上記特徴点として用いることが最も一般的な例と
して挙げられるが，勿論それに限定されるものではな
い。また，上記停止位置ズレ量検出装置の利用の具体例
として，第２の発明は，上記第１の発明に係るの移動体
の停止位置ズレ量検出装置，及び上記基準停止位置にお
いて動作教示される作業装置とを搭載し，上記停止位置
ズレ量検出装置により得られた停止位置ズレ量に基づい
て上記作業装置の教示データを修正する無人搬送車とし
て構成されている。この無人搬送車においては，たとえ
作業時に車輪が貫通孔などに落ちて車体が傾いたとして
も，作業装置を正確に動作させることができる。
【０００６】
【作用】本発明に係る移動体の停止位置ズレ量検出装置
によれば，移動体の３次元的な停止位置のズレ量が求め
られるため，例えば車輪が脱輪するなどして移動体が傾
いて停止した場合や，車輪の磨耗により上記撮像手段の
上記平面からの高さ位置が変化した場合のように，教示
時と作業時とで移動体と上記平面との位置関係が３次元
的に変化した場合でも，正確な位置ズレ量を検出でき
る。また，上記３次元ズレ量を求める際に，上記撮像画
像上での上記特徴点の位置データのみを用いているた
め，２次元ズレ量を求める従来の停止位置ズレ量検出装
置の演算装置のプログラムを変更するだけでよく，例え
ば移動体の傾斜を計るための新たな計器類を設置する必
要がない。また，本発明に係る無人搬送車においては，
上記停止位置ズレ量検出装置により得られた３次元的な
停止位置ズレ量に基づいて上記作業装置の教示データが
修正されるため，たとえ作業時に車輪が脱輪するなどし
て車体が傾いて停止したり，或いは車輪の磨耗により上
記撮像手段の床面からの高さ位置が変化した場合のよう
に，車体の姿勢が上記作業装置の動作教示時と比べて３
次元的に変化したような場合でも，作業装置を正確に動
作させることができる。
によれば，移動体の３次元的な停止位置のズレ量が求め
られるため，例えば車輪が脱輪するなどして移動体が傾
いて停止した場合や，車輪の磨耗により上記撮像手段の
上記平面からの高さ位置が変化した場合のように，教示
時と作業時とで移動体と上記平面との位置関係が３次元
的に変化した場合でも，正確な位置ズレ量を検出でき
る。また，上記３次元ズレ量を求める際に，上記撮像画
像上での上記特徴点の位置データのみを用いているた
め，２次元ズレ量を求める従来の停止位置ズレ量検出装
置の演算装置のプログラムを変更するだけでよく，例え
ば移動体の傾斜を計るための新たな計器類を設置する必
要がない。また，本発明に係る無人搬送車においては，
上記停止位置ズレ量検出装置により得られた３次元的な
停止位置ズレ量に基づいて上記作業装置の教示データが
修正されるため，たとえ作業時に車輪が脱輪するなどし
て車体が傾いて停止したり，或いは車輪の磨耗により上
記撮像手段の床面からの高さ位置が変化した場合のよう
に，車体の姿勢が上記作業装置の動作教示時と比べて３
次元的に変化したような場合でも，作業装置を正確に動
作させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して，本発明
の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に
供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は本発明を具
体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する
性格のものではない。ここに，図１は本発明の実施の形
態に係る停止位置ズレ量検出装置Ａ１及びそれを搭載す
る無人搬送車１の概略構成を示す模式図，図２は世界座
標系，カメラ座標系，画像座標系の関係を示す説明図，
図３はθ，φ，ψの定義の一例を示す説明図である。本
実施の形態に係る停止位置ズレ量検出装置Ａ１は，無人
搬送車１（請求項４に係る無人搬送車の一例）上に搭載
されており，図１に示すように，その基本的な構成につ
いては図５に示した従来の停止位置ズレ量検出装置とほ
ぼ同様である。即ち，上記無人搬送車１には荷物移載用
のアーム２２（作業装置の一例）が搭載されており，該
無人搬送車１の下部中央部付近（照明等の影響を受けに
くい位置）には，床面３１（平面の一例）に対向するよ
うに，照明装置２４を有するカメラ２３（撮像手段の一
例）が固定的に設置されている。更に，演算装置２（ズ
レ量検出手段の一例），記憶装置２６，車体制御部２
７，及びアーム制御部２８が設けられている。また，半
導体クリーンルーム等では通常行われているように，上
記床面３１には，所定のパターンでパンチング孔３２
（複数の特徴点の一例）が形成されている。しかしなが
ら，停止位置ズレ量検出装置Ａ１においては，演算装置
２における位置ズレ量の計算方法が上記従来の方法とは
大きく異なり，それによって位置ズレ量は３次元量（並
進方向ズレｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，回転ズレｄθ，ｄφ，ｄ
ψ）として求められる。
の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に
供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は本発明を具
体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する
性格のものではない。ここに，図１は本発明の実施の形
態に係る停止位置ズレ量検出装置Ａ１及びそれを搭載す
る無人搬送車１の概略構成を示す模式図，図２は世界座
標系，カメラ座標系，画像座標系の関係を示す説明図，
図３はθ，φ，ψの定義の一例を示す説明図である。本
実施の形態に係る停止位置ズレ量検出装置Ａ１は，無人
搬送車１（請求項４に係る無人搬送車の一例）上に搭載
されており，図１に示すように，その基本的な構成につ
いては図５に示した従来の停止位置ズレ量検出装置とほ
ぼ同様である。即ち，上記無人搬送車１には荷物移載用
のアーム２２（作業装置の一例）が搭載されており，該
無人搬送車１の下部中央部付近（照明等の影響を受けに
くい位置）には，床面３１（平面の一例）に対向するよ
うに，照明装置２４を有するカメラ２３（撮像手段の一
例）が固定的に設置されている。更に，演算装置２（ズ
レ量検出手段の一例），記憶装置２６，車体制御部２
７，及びアーム制御部２８が設けられている。また，半
導体クリーンルーム等では通常行われているように，上
記床面３１には，所定のパターンでパンチング孔３２
（複数の特徴点の一例）が形成されている。しかしなが
ら，停止位置ズレ量検出装置Ａ１においては，演算装置
２における位置ズレ量の計算方法が上記従来の方法とは
大きく異なり，それによって位置ズレ量は３次元量（並
進方向ズレｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，回転ズレｄθ，ｄφ，ｄ
ψ）として求められる。
【０００８】まず始めに，上記停止位置ズレ量検出装置
Ａ１による位置ズレ量検出動作の概略を説明する。アー
ム２２には，予め，所定の基準停止位置に上記無人搬送
車１を停止させた状態で，ウェーハ（不図示）を無人搬
送車１から作業台（不図示）へ移載する動作が教示され
る。実際の移載作業時には，上記アーム２２はその教示
データに従って作業を行う。上記カメラ２３では，上述
した上記アーム２２の動作教示時（以下，教示時とい
う），及び移載作業時における停止時（以下，作業時と
いう）に，上記パンチング床３１の画像（図６参照）が
撮像される。上記演算装置２では，上記カメラ２３によ
る撮像後，上記カメラ２３から取り込まれた撮像画像に
画像処理を施すことにより，上記各パンチング孔３２の
位置データ（撮像画像の局所座標系における２次元座標
値）が求められる。ここで，上記位置データを求める位
置としては，上記パンチング孔３２の中心位置を用いる
ことが望ましい。これは，例えば車体が傾いて図７
（ａ）下図のような撮像画像が得られ，各パンチング孔
３２が画像上で楕円形となったような場合でも，その中
心位置については上記楕円形の形状によらず正確に特定
可能だからである。上記教示時に得られた上記位置デー
タ（以下，教示時位置データという）は，上記記憶装置
２６に記憶される。上記演算装置２６では，作業時に得
られた作業時撮像画像からその時の上記各パンチング孔
３２の位置データ（以下，作業時位置データという）を
求めた後，この作業時位置データと上記記憶装置２６に
予め記憶された上記教示時位置データとの１対１の対応
付けが行われ，該対応付けがなされた各位置データに基
づいて，上記無人搬送車１の３次元的な停止位置のズレ
量（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，ｄθ，ｄφ，ｄψ）が求められ
る。ここで，上記対応付けの方法としては，例えば上記
パンチング孔３２の配列パターンから外れるマークを設
けておいて，そのマークを基準として行う方法などが考
えられるが，本実施の形態では詳しい説明は省略する。
求められた３次元位置ズレ量は，上記車体制御部２７に
取り込まれて車体停止位置が補正されるか，或いは上記
アーム制御部２８に取り込まれて上記アームの教示デー
タの補正が行われる。
Ａ１による位置ズレ量検出動作の概略を説明する。アー
ム２２には，予め，所定の基準停止位置に上記無人搬送
車１を停止させた状態で，ウェーハ（不図示）を無人搬
送車１から作業台（不図示）へ移載する動作が教示され
る。実際の移載作業時には，上記アーム２２はその教示
データに従って作業を行う。上記カメラ２３では，上述
した上記アーム２２の動作教示時（以下，教示時とい
う），及び移載作業時における停止時（以下，作業時と
いう）に，上記パンチング床３１の画像（図６参照）が
撮像される。上記演算装置２では，上記カメラ２３によ
る撮像後，上記カメラ２３から取り込まれた撮像画像に
画像処理を施すことにより，上記各パンチング孔３２の
位置データ（撮像画像の局所座標系における２次元座標
値）が求められる。ここで，上記位置データを求める位
置としては，上記パンチング孔３２の中心位置を用いる
ことが望ましい。これは，例えば車体が傾いて図７
（ａ）下図のような撮像画像が得られ，各パンチング孔
３２が画像上で楕円形となったような場合でも，その中
心位置については上記楕円形の形状によらず正確に特定
可能だからである。上記教示時に得られた上記位置デー
タ（以下，教示時位置データという）は，上記記憶装置
２６に記憶される。上記演算装置２６では，作業時に得
られた作業時撮像画像からその時の上記各パンチング孔
３２の位置データ（以下，作業時位置データという）を
求めた後，この作業時位置データと上記記憶装置２６に
予め記憶された上記教示時位置データとの１対１の対応
付けが行われ，該対応付けがなされた各位置データに基
づいて，上記無人搬送車１の３次元的な停止位置のズレ
量（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，ｄθ，ｄφ，ｄψ）が求められ
る。ここで，上記対応付けの方法としては，例えば上記
パンチング孔３２の配列パターンから外れるマークを設
けておいて，そのマークを基準として行う方法などが考
えられるが，本実施の形態では詳しい説明は省略する。
求められた３次元位置ズレ量は，上記車体制御部２７に
取り込まれて車体停止位置が補正されるか，或いは上記
アーム制御部２８に取り込まれて上記アームの教示デー
タの補正が行われる。
【０００９】続いて，上記演算装置２６において行われ
る３次元位置ズレ量の計算方法について詳述する。尚，
以下の説明では，図２に示すように，床面３１に設定さ
れた世界座標系における座標（以下，世界座標という）
をＸw （ｘw ，ｙw ，ｚw ），カメラ２３に設定された
カメラ座標系における座標（以下，カメラ座標という）
をＸc （ｘc ，ｙc ，ｚc ），カメラ２３によって撮像
された撮像画像に設定された画像座標系における座標
（以下，画像座標という）をＸg （ｘg ，ｙg ）とす
る。まず，世界座標からカメラ座標への座標変換式は，
次式で表せる。
る３次元位置ズレ量の計算方法について詳述する。尚，
以下の説明では，図２に示すように，床面３１に設定さ
れた世界座標系における座標（以下，世界座標という）
をＸw （ｘw ，ｙw ，ｚw ），カメラ２３に設定された
カメラ座標系における座標（以下，カメラ座標という）
をＸc （ｘc ，ｙc ，ｚc ），カメラ２３によって撮像
された撮像画像に設定された画像座標系における座標
（以下，画像座標という）をＸg （ｘg ，ｙg ）とす
る。まず，世界座標からカメラ座標への座標変換式は，
次式で表せる。
【数１】 教示時における世界座標とカメラ座標との関係を次のよ
うに定義する。
うに定義する。
【数２】 上記（２）式より， ｘc ＝ｘw ，ｙc ＝ｙw ，ｚc ＝ｔz0 …（３） となる。カメラ座標から画像座標への射影変換式は，次
式で表せる。
式で表せる。
【数３】 ｍ0 ＝ｔz0／ｆとおくと，上記（４）式は上記（３）式
を用いて次式のように変形できる。
を用いて次式のように変形できる。
【数４】
【００１０】続いて，作業時について考えると，上記
（１），（５）式より，カメラ座標Ｘ c ′（ｘc ′，ｙ
c ′，ｚc ′）は次のように表せる。
（１），（５）式より，カメラ座標Ｘ c ′（ｘc ′，ｙ
c ′，ｚc ′）は次のように表せる。
【数５】 また，カメラ座標から画像座標への射影変換式は次式で
表される。
表される。
【数６】 上記（７）式のｘに関する式は，上記（６）式より次式
で表せる。
で表せる。
【数７】 ここで，ｔz ＝ｔz0（１＋δ），（ｔz0δ：カメラ高さ
の変化量）とすると，
の変化量）とすると，
【数８】 となり，これより ｔz ＝ｆｍ0 （１＋δ） …（１０） の関係が得られる。上記（１０）式を用いると，上記
（８）式は次のようになる。
（８）式は次のようになる。
【数９】 ここで， ｒ11＝（１＋δ）Ｒ11， ｒ12＝（１＋δ）Ｒ12 ｒ21＝（１＋δ）Ｒ21， ｒ22＝（１＋δ）Ｒ22 ｒ31＝（１＋δ）ｆＲ31， ｒ32＝（１＋δ）ｆＲ32 ｔx ＝ｍ0 （１＋δ）Ｔx ， ｔy ＝ｍ0 （１＋δ）Ｔy …（１２） とおくと，上記（１１）式は次のようになる。
【数１０】
【００１１】同様にして上記（７）式のｙに関する式を
変形すると，次式が得られる。
変形すると，次式が得られる。
【数１１】 上記（１３），（１４）式に対して，対応する教示時位
置データと作業時位置データの組（ｘg ，ｙg ，
ｘg ′，ｙg ′）を４組適用すれば，上記Ｒ11，Ｒ12，
Ｒ21，Ｒ22，Ｒ31，Ｒ32，Ｔx ，Ｔy の値が求められ
る。ところで，上記（１）式においては， ｒ11 2 ＋ｒ21 2 ＋ｒ31 2 ＝１ ｒ12 2 ＋ｒ22 2 ＋ｒ32 2 ＝１ …（１５） の関係が成り立つので，上記（１２）式と上記（１５）
式より， （１＋δ）2 （Ｒ11 2 ＋Ｒ21 2 ＋ｆ2 Ｒ31 2 ）＝１ （１＋δ）2 （Ｒ12 2 ＋Ｒ22 2 ＋ｆ2 Ｒ32 2 ）＝１ …（１６） となり，これよりｆは次式で表せる。
置データと作業時位置データの組（ｘg ，ｙg ，
ｘg ′，ｙg ′）を４組適用すれば，上記Ｒ11，Ｒ12，
Ｒ21，Ｒ22，Ｒ31，Ｒ32，Ｔx ，Ｔy の値が求められ
る。ところで，上記（１）式においては， ｒ11 2 ＋ｒ21 2 ＋ｒ31 2 ＝１ ｒ12 2 ＋ｒ22 2 ＋ｒ32 2 ＝１ …（１５） の関係が成り立つので，上記（１２）式と上記（１５）
式より， （１＋δ）2 （Ｒ11 2 ＋Ｒ21 2 ＋ｆ2 Ｒ31 2 ）＝１ （１＋δ）2 （Ｒ12 2 ＋Ｒ22 2 ＋ｆ2 Ｒ32 2 ）＝１ …（１６） となり，これよりｆは次式で表せる。
【数１２】 更に，上記（１７）式を上記（１６）式に代入すると，
δは次式で表せる。
δは次式で表せる。
【数１３】 上記（１７），（１８）式を上記（１２）の各式に代入
すれば，ｒ11〜ｒ32，ｔx ，ｔy を求めることができ
る。ここで求められたｔx ，ｔy がそれぞれ平面内のｘ
方向，ｙ方向の位置ズレ量ｄｘ，ｄｙであり，ｔz0δが
ｚ方向，即ち高さ方向への位置ズレ量ｄｚである。
すれば，ｒ11〜ｒ32，ｔx ，ｔy を求めることができ
る。ここで求められたｔx ，ｔy がそれぞれ平面内のｘ
方向，ｙ方向の位置ズレ量ｄｘ，ｄｙであり，ｔz0δが
ｚ方向，即ち高さ方向への位置ズレ量ｄｚである。
【００１２】続いて，上記求められたｒ11〜ｒ32を用い
て，各座標軸に対する回転ズレ量ｄθ，ｄφ，ｄψを求
める方法の一例を説明する。θ，φ，ψをぞれぞれ図３
に示すように定義する。また，
て，各座標軸に対する回転ズレ量ｄθ，ｄφ，ｄψを求
める方法の一例を説明する。θ，φ，ψをぞれぞれ図３
に示すように定義する。また，
【数１４】 とすると，次式の関係が得られる。
【数１５】 上記（２０）式と上記ｒ11〜ｒ32の関係より，回転ズレ
量ｄθ，ｄφ，ｄψは次のように求めることができる。
量ｄθ，ｄφ，ｄψは次のように求めることができる。
【数１６】 以上説明した３次元位置ズレ量の計算方法から，上記演
算装置２６における実際の位置ズレ量の算出処理をまと
めると，上記演算装置２６は，まず対応する教示時位置
データと作業時位置データの組（ｘg ，ｙg ，ｘg ′，
ｙg ′）を４組取り出し，これを上記（１３），（１
４）式に適用して上記Ｒ11，Ｒ12，Ｒ21，Ｒ22，Ｒ31，
Ｒ32，Ｔx ，Ｔy の値を求める。続いて，上記（１
７），（１８）式よりｆ，δを求め，上記（１２）の各
式に代入すれば，ｒ11〜ｒ32，ｔx ，ｔ y が得られる。
ここで求められたｔx ，ｔy がそれぞれ平面内のｘ方
向，ｙ方向の位置ズレ量ｄｘ，ｄｙであり，ｔz0δがｚ
方向，即ち高さ方向への位置ズレ量ｄｚである。更に，
上記ｒ11〜ｒ32を上記（２１）式に代入すれば，回転ズ
レ量ｄθ，ｄφ，ｄψが求められる。
算装置２６における実際の位置ズレ量の算出処理をまと
めると，上記演算装置２６は，まず対応する教示時位置
データと作業時位置データの組（ｘg ，ｙg ，ｘg ′，
ｙg ′）を４組取り出し，これを上記（１３），（１
４）式に適用して上記Ｒ11，Ｒ12，Ｒ21，Ｒ22，Ｒ31，
Ｒ32，Ｔx ，Ｔy の値を求める。続いて，上記（１
７），（１８）式よりｆ，δを求め，上記（１２）の各
式に代入すれば，ｒ11〜ｒ32，ｔx ，ｔ y が得られる。
ここで求められたｔx ，ｔy がそれぞれ平面内のｘ方
向，ｙ方向の位置ズレ量ｄｘ，ｄｙであり，ｔz0δがｚ
方向，即ち高さ方向への位置ズレ量ｄｚである。更に，
上記ｒ11〜ｒ32を上記（２１）式に代入すれば，回転ズ
レ量ｄθ，ｄφ，ｄψが求められる。
【００１３】以上のようにして，上記演算装置２６にお
いて上記無人搬送車１の３次元的な停止位置のズレ量
（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，ｄθ，ｄφ，ｄψ）が求められる
と，これらの位置ズレ量は上記車体制御部２７に取り込
まれて車体停止位置が補正されるか，或いは上記アーム
制御部２８に取り込まれて上記アームの教示データが補
正される。以上説明したように，本実施の形態に係る停
止位置ズレ量検出装置Ａ１は，無人搬送車１の３次元的
な停止位置のズレ量（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，ｄθ，ｄφ，
ｄψ）を求めることができるため，例えば車輪がパンチ
ング孔３２に落ち込んで車体が傾いて停止した場合や，
車輪の磨耗により上記カメラ２３の床面３１からの高さ
位置が変化した場合のように，教示時と作業時とで車体
１（及びカメラ２３）と床面３１との位置関係が３次元
的に変化した場合でも，正確な位置ズレ量を検出でき
る。また，上記３次元すれ量を求める際に，床面の撮像
画像上でのパンチング孔の位置データのみを用いている
ため，２次元ズレ量を求める従来の停止位置ズレ量検出
装置の演算装置のプログラムを変更するだけでよく，例
えば車体の傾斜を計るための新たな計器類を設置する必
要がない。
いて上記無人搬送車１の３次元的な停止位置のズレ量
（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，ｄθ，ｄφ，ｄψ）が求められる
と，これらの位置ズレ量は上記車体制御部２７に取り込
まれて車体停止位置が補正されるか，或いは上記アーム
制御部２８に取り込まれて上記アームの教示データが補
正される。以上説明したように，本実施の形態に係る停
止位置ズレ量検出装置Ａ１は，無人搬送車１の３次元的
な停止位置のズレ量（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，ｄθ，ｄφ，
ｄψ）を求めることができるため，例えば車輪がパンチ
ング孔３２に落ち込んで車体が傾いて停止した場合や，
車輪の磨耗により上記カメラ２３の床面３１からの高さ
位置が変化した場合のように，教示時と作業時とで車体
１（及びカメラ２３）と床面３１との位置関係が３次元
的に変化した場合でも，正確な位置ズレ量を検出でき
る。また，上記３次元すれ量を求める際に，床面の撮像
画像上でのパンチング孔の位置データのみを用いている
ため，２次元ズレ量を求める従来の停止位置ズレ量検出
装置の演算装置のプログラムを変更するだけでよく，例
えば車体の傾斜を計るための新たな計器類を設置する必
要がない。
【００１４】
【実施例】上記実施の形態では，床面上にパンチング孔
が規則的に配列していることを前提に説明したが，必ず
しも規則的に配列している必要はない。また，特徴点は
上記パンチング孔に限られるものではなく，特定可能な
マークなどを用いてもよいことは言うまでもない。ま
た，上記実施の形態においては無人搬送車（移動体）が
床面（平面）上を走行する場合について説明したが，上
記移動体と上記平面とは無人搬送車と床面とに限られる
ものではない。例えば，作業台（平面）上に複数のマー
クを形成し，上記作業台上を移動するロボットアームの
先端（移動体）にカメラを取り付けて位置決めを行う場
合や，作業装置によって取り扱うワーク自体に複数のマ
ークを形成し，ワークに対する作業装置の位置決めを行
う場合などにも適用できる。
が規則的に配列していることを前提に説明したが，必ず
しも規則的に配列している必要はない。また，特徴点は
上記パンチング孔に限られるものではなく，特定可能な
マークなどを用いてもよいことは言うまでもない。ま
た，上記実施の形態においては無人搬送車（移動体）が
床面（平面）上を走行する場合について説明したが，上
記移動体と上記平面とは無人搬送車と床面とに限られる
ものではない。例えば，作業台（平面）上に複数のマー
クを形成し，上記作業台上を移動するロボットアームの
先端（移動体）にカメラを取り付けて位置決めを行う場
合や，作業装置によって取り扱うワーク自体に複数のマ
ークを形成し，ワークに対する作業装置の位置決めを行
う場合などにも適用できる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように，上記第１の発明
は，複数の特徴点を有する平面上を移動する移動体に固
定的に設置され，上記平面上の画像を撮像する撮像手段
と，上記移動体を停止させて上記撮像手段により撮像し
た作業時撮像画像上の上記各特徴点位置と予め上記移動
体を所定の基準停止位置に停止させて上記撮像手段によ
り撮像した基準撮像画像上の上記各特徴点位置との関係
に基づいて上記移動体の停止位置のズレ量を検出するズ
レ量検出手段とを具備する移動体の停止位置ズレ量検出
装置において，上記ズレ量検出手段が，上記作業時撮像
画像と上記基準撮像画像とにおける上記各特徴点位置の
関係のみに基づいて，上記移動体の３次元的な停止位置
のズレ量を求めることを特徴とする移動体の停止位置ズ
レ量検出装置として構成されているため，例えば車輪が
脱輪するなどして移動体が傾いて停止した場合や，車輪
の磨耗により上記撮像手段の上記平面からの高さ位置が
変化した場合のように，教示時と作業時とで移動体と上
記平面との位置関係が３次元的に変化した場合でも，正
確な位置ズレ量を検出できる。また，上記３次元ズレ量
を求める際に，上記撮像画像上での上記特徴点の位置デ
ータのみを用いているため，２次元ズレ量を求める従来
の停止位置ズレ量検出装置の演算装置のプログラムを変
更するだけでよく，例えば移動体の傾斜を計るための新
たな計器類を設置する必要がない。また，上記第２の発
明は，上記第１の発明に係る移動体の停止位置ズレ量検
出装置，及び上記基準停止位置において動作教示される
作業装置とを搭載し，上記停止位置ズレ量検出装置によ
り得られた停止位置ズレ量に基づいて上記作業装置の教
示データを修正する無人搬送車として構成されているた
め，たとえ作業時に車輪が脱輪するなどして車体が傾い
て停止したり，或いは車輪の磨耗により上記撮像手段の
床面からの高さ位置が変化した場合のように，車体の姿
勢が上記作業装置の動作教示時と比べて３次元的に変化
したような場合でも，作業装置を正確に動作させること
ができる。
は，複数の特徴点を有する平面上を移動する移動体に固
定的に設置され，上記平面上の画像を撮像する撮像手段
と，上記移動体を停止させて上記撮像手段により撮像し
た作業時撮像画像上の上記各特徴点位置と予め上記移動
体を所定の基準停止位置に停止させて上記撮像手段によ
り撮像した基準撮像画像上の上記各特徴点位置との関係
に基づいて上記移動体の停止位置のズレ量を検出するズ
レ量検出手段とを具備する移動体の停止位置ズレ量検出
装置において，上記ズレ量検出手段が，上記作業時撮像
画像と上記基準撮像画像とにおける上記各特徴点位置の
関係のみに基づいて，上記移動体の３次元的な停止位置
のズレ量を求めることを特徴とする移動体の停止位置ズ
レ量検出装置として構成されているため，例えば車輪が
脱輪するなどして移動体が傾いて停止した場合や，車輪
の磨耗により上記撮像手段の上記平面からの高さ位置が
変化した場合のように，教示時と作業時とで移動体と上
記平面との位置関係が３次元的に変化した場合でも，正
確な位置ズレ量を検出できる。また，上記３次元ズレ量
を求める際に，上記撮像画像上での上記特徴点の位置デ
ータのみを用いているため，２次元ズレ量を求める従来
の停止位置ズレ量検出装置の演算装置のプログラムを変
更するだけでよく，例えば移動体の傾斜を計るための新
たな計器類を設置する必要がない。また，上記第２の発
明は，上記第１の発明に係る移動体の停止位置ズレ量検
出装置，及び上記基準停止位置において動作教示される
作業装置とを搭載し，上記停止位置ズレ量検出装置によ
り得られた停止位置ズレ量に基づいて上記作業装置の教
示データを修正する無人搬送車として構成されているた
め，たとえ作業時に車輪が脱輪するなどして車体が傾い
て停止したり，或いは車輪の磨耗により上記撮像手段の
床面からの高さ位置が変化した場合のように，車体の姿
勢が上記作業装置の動作教示時と比べて３次元的に変化
したような場合でも，作業装置を正確に動作させること
ができる。
【図１】 本発明の実施の形態に係る停止位置ズレ量検
出装置Ａ１及びそれを搭載する無人搬送車１の概略構成
を示す模式図。
出装置Ａ１及びそれを搭載する無人搬送車１の概略構成
を示す模式図。
【図２】 世界座標系，カメラ座標系，画像座標系の関
係を示す説明図。
係を示す説明図。
【図３】 θ，φ，ψの定義の一例を示す説明図。
【図４】 従来技術に係る停止位置ズレ量検出装置を搭
載する無人搬送車２１の概略構成を示す模式図。
載する無人搬送車２１の概略構成を示す模式図。
【図５】 従来技術に係る停止位置ズレ量検出装置，及
びそれを搭載する無人搬送車２１の概略構成を示す模式
図。
びそれを搭載する無人搬送車２１の概略構成を示す模式
図。
【図６】 カメラ２３による床面撮像画像の一例を示す
図。
図。
【図７】 車体が傾いて停止した場合（ａ），及びカメ
ラ２３の高さ位置が変化した場合（ｂ）における教示時
撮像画像（上）と作業時撮像画像（下）の関係を示す
図。
ラ２３の高さ位置が変化した場合（ｂ）における教示時
撮像画像（上）と作業時撮像画像（下）の関係を示す
図。
１，２１…無人搬送車 ２，２５…演算装置（ズレ量検出手段の一例） ２２…アーム（作業装置の一例） ２３…カメラ（撮像手段の一例） ２４…照明装置 ２６…記憶装置 ２７…車体制御部 ２８…アーム制御部 ３１…パンチング床（平面の一例） ３２…パンチング孔（特徴点の一例）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｄ 3/12 Ｇ０５Ｄ 3/12 Ｌ Ｇ０６Ｔ 7/00 Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｆ Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４１５
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の特徴点を有する平面上を移動する
移動体に固定的に設置され，上記平面上の画像を撮像す
る撮像手段と，上記移動体を停止させて上記撮像手段に
より撮像した作業時撮像画像上の上記各特徴点位置と予
め上記移動体を所定の基準停止位置に停止させて上記撮
像手段により撮像した基準撮像画像上の上記各特徴点位
置との関係に基づいて上記移動体の停止位置のズレ量を
検出するズレ量検出手段とを具備する移動体の停止位置
ズレ量検出装置において，上記ズレ量検出手段が，上記
作業時撮像画像と上記基準撮像画像とにおける上記各特
徴点位置の関係のみに基づいて，上記移動体の３次元的
な停止位置のズレ量を求めることを特徴とする移動体の
停止位置ズレ量検出装置。 - 【請求項２】 上記ズレ量検出手段が，上記基準撮像画
像上の上記各特徴点位置と上記作業時撮像画像上の上記
各特徴点位置との関係に基づいて，上記基準撮像画像撮
像時と上記作業時撮像画像撮像時との間での上記撮像手
段の上記平面に対する３次元的な姿勢変化により上記移
動体の停止位置のズレ量を検出する請求項１記載の移動
体の停止位置ズレ量検出装置。 - 【請求項３】 上記平面が床面であり，上記特徴点が上
記床面に設けられた貫通孔である請求項１又は２記載の
移動体の停止位置ズレ量検出装置。 - 【請求項４】 上記請求項３記載の移動体の停止位置ズ
レ量検出装置，及び上記基準停止位置において動作教示
される作業装置とを搭載し，上記停止位置ズレ量検出装
置により得られた停止位置ズレ量に基づいて上記作業装
置の教示データを修正する無人搬送車。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03606498A JP3978844B2 (ja) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | 移動体の停止位置ズレ量検出装置及び無人搬送車 |
| US09/063,409 US6041274A (en) | 1997-04-21 | 1998-04-21 | Positional deviation detecting device for a mobile body and position correcting apparatus for a working machine mounted on a mobile body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03606498A JP3978844B2 (ja) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | 移動体の停止位置ズレ量検出装置及び無人搬送車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11231933A true JPH11231933A (ja) | 1999-08-27 |
| JP3978844B2 JP3978844B2 (ja) | 2007-09-19 |
Family
ID=12459298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03606498A Expired - Fee Related JP3978844B2 (ja) | 1997-04-21 | 1998-02-18 | 移動体の停止位置ズレ量検出装置及び無人搬送車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3978844B2 (ja) |
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| KR100632242B1 (ko) * | 2000-11-22 | 2006-10-11 | 삼성광주전자 주식회사 | 모빌로봇의 경로보정방법 |
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| US20230173670A1 (en) * | 2021-12-07 | 2023-06-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Information processing apparatus, system, information processing method, method of manufacturing products, and recording medium |
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- 1998-02-18 JP JP03606498A patent/JP3978844B2/ja not_active Expired - Fee Related
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