JPS63285410A

JPS63285410A - ロボットの作業対象物の位置検出方式

Info

Publication number: JPS63285410A
Application number: JP62120902A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Hiraizumi; 平泉　満男
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1988-11-22

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３次元的に位置、姿勢が特定していない作業対
象物の位置、姿勢を検出するロボットの。

作業対象物の位置検出方式に関し、特に別個の位置セン
サを使用して正確に作業対象物の位置を測定するように
したロボットの作業対象物の位置検出方式に関する。

〔従来の技術〕

ロボットの視覚システムがひろく使用され始めており、
各種の視覚システムが提案されている。

特に２個のカメラを使用して、ロボットの作業対象物を
２つの画像の視差を利用して、３角法によって作業対象
物までの距離を測定することが可能である。この種のシ
ステムでは精度が視野寸法の１％以内というものもある
が、例えば現在代表的な画素サイズである２５６Ｘ２５
６画素のものでは１画素分の計測誤差は避けられない。

例えば、２７３インチ相当、３２０Ｘ２４４画素の撮像
素子を持つカメラ２台にｆ＝１５ｍｍのレンズを付けて
、両眼立体視の視覚システムを構成したとし、両カメラ
のレンズの光軸を平行にして、レンズ中心間距離を７０
ｍｍとし、約４００ｍｍ前方の作業対象物を立体視する
ものとする。

仮に、作業対象物の特定の点Ｐの左画面上の像ＰＬが左
に１画素分、右画面上の像ＰＲが右に１画素分ずれたも
のとすると、光軸方向の計測値のずれは７．９ｍｍにな
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、７．９ｍｍの誤差があると、ロボットの環境条
件を教示する場合はともかく、ロボットが作業対象物を
ハンドリングして、組立作業等を行うことは困難になる
という問題点がある。

本発明の目的は上記問題点を解決し、別個の位置センサ
を使用して正確に作業対象物の位置を測定するようにし
たロボットの作業対象物の位置検出方式を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では上記の問題点を解決するために、第１図に示
すように、３次元的に位置、姿勢が特定していない作業対象物の位
置、姿勢を検出するロボットの作業対象物の位置検出方
式において、位置測定を行う複数台のカメラ（１，２）と、該カメラ
で撮影した画像を処理する画像処理手段（１１１２）と
、該画像処理手段で処理された、画像データから前記作業
対象物の位置を検出する立体視処理手段（１３）と、前記作業対象物の位置を正確に測定するセンサ（３）と
、該センサからのデータによって距離を正確に検出する距
離測定手段（１４）と、前記立体視処理手段と前記距離測定手段とから正確な作
業対象物の位置及び姿勢を検出する併合処理手段（１６
）と、を存することを特徴とするロボットの作業対象物の位ｒ
ａ、検出方式が、提供される。

〔作用〕

まず、カメラからの画像によって立体視処理手段で概略
の作業対象物の位置を測定し、次に別個の距離センサで
正確な位置を測定し、２つのデータから正確な作業対象
物の位置を測定する。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図に本発明のシステムの概略を示す。図において、
１及び２はカメラであり、作業対象物の概略の位置を測
定する。３は超音波センサであり、作業対象物の正確な
位置を測定する。４は作業対象物であるコネクタであり
、ケーブル５で吊り下げられているので、位置及び姿勢
が特定しない。

このコネクタ４の位置及び姿勢をカメラ１及び２と超音
波センサによって正確に検出しようとするものである。

第１図に本発明の一実施例のブロック図を示す。

図において、１及び２はカメラであり、３は距離を測定
するセンサであり、ここでは超音波センサを使用する。

１０はセンサ制御部であり、作業対象物の位置を正確に
測定してそのデータをロボット２０　（ロボット制御装
置）に送る。

１１及び１２は画像処理手段であり、カメラ１及び２で
撮影された画像をディジタルな画像信号に変換する。１
３は立体視処理手段であり、画像処理手段１１及び１２
からの左右のディジタル画像から、３角法により２次元
的にコネクタ４（作業対象物）の距離を測定する。但し
、この距離は４００ｍｍ程度の作業対象物にたいして、
１０ｍｍ程度の測定誤差がある。

次にコネクタ４の姿勢をディジタルな画像データから検
出する。例えばコネクタ４の各頂点の位置を検出して、
予め内部に記ｔαされているコネクタ４の形状データと
照合してコネクタ４の姿勢を判断する。

この姿勢が判断できたら、カメラ１及び２と超音波セン
サの位置をコネクタ４の一つの面に直角な位置に位置を
変更する。この動作を第３図に示す。図において、Ａは
最初の位置であり、コネクタ４の姿勢を判別した後にコ
ネクタ４の面４ａに直角に超音波があたるように、カメ
ラ１及び２と超音波センサ３を矢印Ｂで示す方向に回転
させてコネクタ４の面４ａに対面するような位置Ｃに回
転させる。これは通常カメラ１及び２と超音波センサ３
が固定されているロボットのハンドの動作によって実行
される。次に超音波センサ：３から超音波６を発射させ
超音波センサ３とコネクタ４の距離を正確に測定する。

次に第１図にもどり、超音波センサ３によって測定され
たデータが距離計測手段１４へ送られ、ここでコネクタ
４への正確な距離がディジタルなデータとして得られる
。このデータは使用選択手段１５によって、何方のデー
タを使用するか判別する。例えば、ロボットに環境対象
物を教示する場合は概略の距離と姿勢のみで充分であり
、立体視処理手段で得られたデータが使用される。ロボ
ットの直接の作業対象物、コネクタ４の場合は両者のデ
ータを併合処理手段によって、コネクタ４の姿勢及び距
離データを合成してロボットが作業可能なデータとして
作成する。これらのデータは通信処理手段において、シ
リアルな光信号に変換されてロボット２０　（ロボット
制御装置）へ転送される。

以上の説明では正確な距離を測定するのに超音波センサ
を使用したが、その他の例えばレーザ距離センサ等を使
用することもできる。また、対象物として、ケーブルに
吊り下げられたコネクタとしたがこれに限定されること
なく、他の３次元作業対象物に適用することも可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、カメラからの画像によ
って立体視処理手段で概略の作業対象物の位置を測定し
、次に別個の距離センサで正確な位置を測定し、２つの
データから正確な作業対象物の位置を測定するように構
成したので、簡単な構成でロボットの作業対象物の位置
及び姿勢を正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は本発
明のシステムの概略を示す図、第３図はカメラ等の測定
装置の移動を説明するための図である。１−・−・−−−−一一一カメラ２−・−一一一−−−・−・・・カメラ３・−・・・・
−・・−・−・・・１波センサ４−・・−−−−−−−
−−一・コネクタ１０−一・−・−−−一一一センサ制
御部１１・・・・−・・・・〜・・−画像処理手段１２
−−−−・−・−−一−−・画像処理手段１３−・・−
・−・−・立体視処理手段１４・・・・・・・・−・−
・距離測定手段１５・−・−・・−・−・−・・−使用
選択手段１６−・・・−−ｍ−−−−・併合手段１７−
−−−−−−−−−−−一通信処理手段特許出願人　フ
ァナソク株式会社代理人　　　弁理士　　服部毅巖第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）３次元的に位置、姿勢が特定していない作業対象
物の位置、姿勢を検出するロボットの作業対象物の位置
検出方式において、位置測定を行う複数台のカメラと、該カメラで撮影した画像を処理する画像処理手段と、該画像処理手段で処理された、画像データから前記作業
対象物の位置を検出する立体視処理手段と、前記作業対象物の位置を正確に測定するセンサと、該センサからのデータによって距離を正確に検出する距
離測定手段と、前記立体視処理手段と前記距離測定手段とから正確な作
業対象物の位置及び姿勢を検出する併合処理手段と、を有することを特徴とするロボットの作業対象物の位置
検出方式。
（２）作業対象物の位置を正確に測定するセンサは超音
波センサであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のロボットの作業対象物の位置検出方式。
（３）作業対象物の位置を正確に測定するセンサはレー
ザ距離センサであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のロボットの作業対象物の位置検出方式。
（４）前記センサによって作業対象物の距離を正確に測
定する前に前記センサの位置を作業対象物の所定の面に
対抗する位置に前記センサを位置決めるすことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のロボットの作業対象物
の位置検出方式。