JPS6193902A - 視覚センサシステムにおける対象物体の特定位置教示方式 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、視覚センサで認識された物体の特定位置情報
に基づいてロボットか該物体を把持等する視覚センサと
ロボットとを組合せたシステムに好１な視覚センサシス
テムにおける対象物体の特定位置教示方式に関する。

従来の技術 ロボットの座標系が例えば第６図に示すＸＲ。

ＹＲとし、視覚センサの座標系が同図のＸＳ、ＹＳとす
ると、ロボット座標系の原点ＯＲと視覚センサ座標系の
原点Ｏ５との距離及び両座標系の傾きθＲ３を予めロボ
ットに教示しておけば、視覚センサにより撮像して得た
対象物体ＯＢの平面画像の重心Ｏｏｂの視覚センサ座標
系における座標値をロボット側に通知してやることによ
り、ロボットは対象物体ＯＢの重心位置を認識すること
が可能となる。また、対象物体ＯＢの主軸（対象物体の
輪郭に外接する橢円の長軸と等しい）Ｌｏｂの仰きθｏ
ｂをロボットに通知してやることで、ロボットは対象物
体ＯＢの姿勢を認識することが可能となる。この対象物
体ＯＢの姿勢と重心の位置○Ｏｂを把握することにより
、ロボットは対象物体ＯＢをその重心の位置で把持する
ことができる。

ところで、ロボットに対象物体を把持等させる場合、重
心位置以外の位置を把持させたい場合が多々ある。その
ような場合にはどこを把持等させたいかを視覚センサに
教示してやる必要がある。

しかしながら、対象物体の画像から数学的な手法により
一義的に求まる重心と異なり、物体の任意の位置を視覚
センサに教示することは中々困難であった・ 発明が解決しようとする問題点 本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、
その目的は、対象物体の任意の位置をオペレータにとっ
て簡便で判り易い方法により教示し得るようにすること
にある。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、視覚センサによ
り対象物体を撮像して得た撮像信号を処理して前記対象
物体の予め指定された特定位置の視覚センサ座標系にお
ける座標をロボットに通知する視覚センサシステムにお
ける前記特定位置の教示方式において、前記特定位置を
、教示段階で撮像して得られた前記対象物体の平面画像
の重心を原点とし主軸をＹ軸またはＹ軸とする物体座標
系ＸＹの座標値で教示するようにする。

実施例 第２図は本発明を実施する視覚システムのハードウェア
構成の一例を示すブロック図であり、１０はＣＣＤ等の
固体撮像素子等を有する視覚センサであり、その撮像信
号はモニタテレビ１１と２値化回路１２に入力される。

２値化回路１２は撮像信号を所定の闇値と比較すること
により例えば物体部分−が“１”、背景部分が“′０”
になる２値化撮像信号を発生し、フレームメモリ比はこ
の２値化撮像信号を１画面分記１、ａする。マイクロコ
ンピュータ１４ハ、データバス、アドレスバス、コント
ロールハスを含むハス１６を介してフレームメモ１月５
．インクフェイス回路１３．キーボード１７．　　ＲＡ
Ｍ１８゜ＣＲＴ１９に接続される。キーボード１７は本
システムを教示モード、実行モードに変更する指令や各
種の指令、データを入力する為のキーを有する。

ＣＲＴ１９はフレームメモリ１５に記憶された２値画像
の表示等を行なうものである。また、ＲＡＭ１８は教示
データの記憶領域や実行時における対象物体の特徴値等
を一時記憶する領域等を有するメモリであり、インクフ
ェイス回路１３は図示しないロボットとの情報の受は渡
しや、図示しない物体位置検出器からの検出信号の受は
渡しを行なう。

次に本実施例の作用を、教示時と実行時に分けて説明す
る。

〔教示時〕

■先ず、キーボード１７を操作して当該システムを教示
モードに変更する。

■次に、キーボード１７を操作してこれから教示する物
体の種別例えばＸｌを入力する。この種別の入力により
、ＲＡＭ１８に種別Ｘ１に対応した基準特徴値、特定位
置を記憶する領域が確保される。

■次に、種別×１の物体を視覚センサｌＯの視野内に置
（。第３図は教示時に得られる対象物体の２値画像の一
例を示す図である。

■次に、キーボード１７を操作して教示開始指令を入力
する。これにより、マイクロコンピュータ１４はフレー
ムメモリ１５に１画面分の２値画像を取り込み、その内
容から予め指定された特徴項目、例えば面積２周囲長等
の特徴値を算出し、これをＲＡ　Ｍ　１Ｂに記憶する。

このような特徴値の算出は必要回数繰返され、その平均
と分散が基準特徴値としてＲＡＭ１８に記憶される。

０次に、ロボットに通知すべき対象物体ＯＢの特定位置
を教示する。例えば教示すべき特定位置が第１図に示す
Ｐ点とすると、オペレータは対象物体ＯＢの物体座標系
ｏｘ、ｏｙを求め、この物体座標系におけるＰ点の座標
（Ｘ、　　！＞をキーボード１７から入力する。なお、
物体座標系のスケールは視覚センサ座標系のスケールと
同一とする。ここで、物体座標系ＯＸ、ＯＹは、対象物
体ＯＢの平面画像の重心を原点Ｏｏとし、主軸をＹ軸（
またはＹ軸）とし、Ｙ軸と直交する軸をＹ軸（またはＹ
軸）とする座標系である。

Ｐ点の座標（ｘ、　　ｙ）はＲＡＭ１８における物体種
別Ｘ１に対応した領域に記１．ａされる。

０次に、上述の操作を、種類の異なる複数個の物体Ｘ２
〜Ｘ１について実行し、ＲＡＭ１８に物体の各種別に対
応してその特徴値と、特定位置の座標情報を記憶する。

（実行時〕 ■実行時への移行は、キーボード１７の実行キーを押す
ことにより行なう。

■実行キーが押されると、マイクロコンピュータ１４は
第４図に示すようにインクフェイス回路１３からの検出
信号の待ち状態となる。対象物体が図示しない搬送器に
より搬送され、視覚センサ１０の視野内に進入すると図
示しない検出器により検出され、インクフェイス回路１
３に検出信号が入力される。これにより、マイクロコン
ピュータ１４はフレームメモリ１５に２値画像を１画面
分取り込む。第５図は実行時における対象物体ＯＢの２
値画像の一例を示す図である。マイクロコンピュータ１
４は次に、所定の特徴項目の特徴値を算出し、ＲＡＭ１
８に記憶された基準特徴値と照合することにより今回の
物体の種別を判別する。また、対象物体の重心、主軸を
求めて物体座標系を想定し、前記判別した物体種別に対
応してＲＡＭ１８に記憶された特定位置の物体座標系に
おける座標値より、教示された特定位置の視覚センサ座
標系における座標値を算出する。そして、対象物体の種
別情報、第５図に示す特定位置Ｐの視覚セン号座標系に
おける座標値１重心の位置、対象物体の姿勢角（主軸と
視覚センサ座標系のＸＳの為す角）θｏｂをインクフェ
イス回路１３を介してロボットに通知する。

なお、以上の実施例では、対象物体の特定位置の物体座
標系の座標値をオペレータが自ら求め、キーボード１７
を介して入力したが、対象物体の２値化画像をＣＲＴ　
１９に表示させ、キーボード１７のカーソル操作キーで
カーソルを表示された２値画像の特定位置に移動させ、
キーボード１７からその位置が教示位置であることを指
令し、マイクロコンピュータ１４がカーソルが指示する
位置の物体座標系における座標値を算出してＲＡ　Ｍ　
１８に記憶するようにしても良い。

発明の詳細 な説明したように、本発明は、教示段階で撮像して得ら
れた対象物体の平面画像の重心を原点とし主軸をＸ軸ま
たはＹ軸とする物体座標ＸＹを想定し、このＸＹ座標の
座標値で対象物体の位置を教示するようにしたものであ
り、物体座標系ＸＹにおける対象物体の任意の位置の座
標は対象物体の図面等からオペレータにとって容易に知
ることができるので、その教示を簡単に且つ容易に行な
うことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は対象物体ＯＢの特定位置と物体座標系ｏｘ、ｏ
ｙとの関係を示す図、第２図は本発明を実施する視覚シ
ステムのハードウェア構成の一例を示すブロック図、第
３図は教示時の２値画像の一例を示す図、第４図はマイ
クロコンピュータ１４の実行時の処理の一例を示すフロ
ーチャート、第５図は実行時の２値画像の−＜ｒｔ＋ｉ
を示す図、第６図は視覚センサ座標系ＸＳ、ＹＳとロボ
ット座標系ＸＲ，ＹＲとの関係及び対象物体の重心、主
軸の説明図である。 １０は視覚センサ、１２は２値化回路、１３はインクフ
ェイス回路、１４はマイクロコンピュータ、１５は２値
画像を記憶するフレームメモリ、１７はキーボード、１
８はＲＡＭ、１９はＣＲＴである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 視覚センサにより対象物体を撮像して得た撮像信号を処
   理して前記対象物体の予め指定された特定位置の視覚セ
   ンサ座標系における座標をロボットに通知する視覚セン
   サシステムにおける前記特定位置の教示方式において、
   前記特定位置を、教示段階で撮像して得られた前記対象
   物体の平面画像の重心を原点とし主軸をＸ軸またはＹ軸
   とする物体座標系ＸＹの座標値で教示するようにしたこ
   とを特徴とする視覚センサシステムにおける対象物体の
   特定位置教示方式。