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JP7562827B2 - Camera position deviation measuring device and method - Google Patents
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JP7562827B2 - Camera position deviation measuring device and method - Google Patents

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JP7562827B2 JP2023501705A JP2023501705A JP7562827B2 JP 7562827 B2 JP7562827 B2 JP 7562827B2 JP 2023501705 A JP2023501705 A JP 2023501705A JP 2023501705 A JP2023501705 A JP 2023501705A JP 7562827 B2 JP7562827 B2 JP 7562827B2
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Description

本明細書は、カメラの位置ずれ測定装置および位置ずれ測定方法について開示する。 This specification discloses a camera position deviation measuring device and a position deviation measuring method.

従来、ロボットアームとロボットカメラとを有するロボットと、ロボットとは別個に設置された外部カメラと、を備え、予め校正済みのロボットカメラで校正用パターンを撮像すると共に外部カメラで校正用パターンを撮像して外部カメラの校正データを求めるロボットシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このシステムは、ロボットカメラおよび外部カメラでそれぞれ校正用パターンを撮像してパターン画像をそれぞれ取得し、取得したパターン画像とロボットカメラに対する既知の校正データとに基づいて外部カメラの校正データを求めている。A robot system has been proposed that includes a robot having a robot arm and a robot camera, and an external camera installed separately from the robot, and captures an image of a calibration pattern with a pre-calibrated robot camera and an image of the calibration pattern with the external camera to obtain calibration data for the external camera (see, for example, Patent Document 1). This system captures an image of a calibration pattern with the robot camera and the external camera, respectively, to obtain pattern images, and obtains calibration data for the external camera based on the obtained pattern images and known calibration data for the robot camera.

特開2019-69493号公報JP 2019-69493 A

しかしながら、上述した特許文献1記載の技術は、外部カメラを校正することについては記載されているものの、ロボットカメラを校正することについて何ら言及されていない。However, although the technology described in the above-mentioned Patent Document 1 describes calibrating an external camera, it makes no mention of calibrating a robot camera.

本開示は、ロボットのアームに取り付けられたカメラのずれを適切に測定することを主目的とする。 The primary objective of this disclosure is to properly measure the misalignment of a camera attached to a robot arm.

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 This disclosure takes the following measures to achieve the above-mentioned primary objective.

本開示のカメラの位置ずれ測定装置は、
ロボットアームと該ロボットアームに取り付けられたハンドカメラとを有するロボットと、前記ロボットの外部に設置された外部カメラと、を備えるロボットシステムにおいて、前記ハンドカメラの位置ずれを測定するカメラの位置ずれ測定装置であって、
前記外部カメラの上方に設置され、上下に貫通する第1測定用穴を有する治具部材と、
前記外部カメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第1測定用穴の撮像画像から前記第1測定用穴の位置を取得する第1位置取得部と、
前記第1位置取得部により取得された位置に前記ハンドカメラを移動させて前記ハンドカメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第1測定用穴の撮像画像から前記第1測定用穴の位置を取得する第2位置取得部と、
前記第2位置取得部により取得された前記第1測定用穴の位置に前記ロボットの手先を移動させて前記外部カメラにより前記ロボットの手先を撮像し、得られた撮像画像から前記カメラの位置ずれを測定する位置ずれ測定部と、
を備えることを要旨とする。
The camera position deviation measuring device of the present disclosure is
1. A camera position deviation measuring device for measuring a position deviation of a hand camera in a robot system including a robot having a robot arm and a hand camera attached to the robot arm, and an external camera installed outside the robot, comprising:
a jig member disposed above the external camera and having a first measurement hole extending vertically therethrough;
a first position acquisition unit that captures an image of the jig member using the external camera and acquires a position of the first measurement hole from the captured image of the first measurement hole;
a second position acquisition unit that moves the hand camera to the position acquired by the first position acquisition unit, captures an image of the jig member with the hand camera, and acquires the position of the first measurement hole from the captured image of the first measurement hole;
a positional deviation measuring unit that moves a hand of the robot to the position of the first measurement hole acquired by the second position acquisition unit, captures an image of the hand of the robot with the external camera, and measures a positional deviation of the camera from the captured image;
The gist of the invention is to provide the following:

この本開示のカメラの位置ずれ測定装置は、外部カメラを用いてロボットアームに取り付けられたハンドカメラの位置ずれを測定するものであり、外部カメラの上方に設置され、上下に貫通する第1測定用穴を有する治具部材を含む。さらに、位置ずれ測定装置は、外部カメラにより治具部材を撮像して第1測定用穴の位置を取得し、取得された位置にハンドカメラを移動させてハンドカメラにより治具部材を撮像して第1測定用穴の位置を取得する。そして、位置ずれ測定装置は、その取得した第1測定用穴の位置にロボットの手先を移動させて外部カメラによりロボットの手先を撮像し、カメラの位置ずれを測定する。これにより、ロボットのアームに取り付けられたカメラの位置ずれを適切に測定することができる。The camera positional deviation measuring device disclosed herein uses an external camera to measure the positional deviation of a hand camera attached to a robot arm, and includes a jig member that is installed above the external camera and has a first measurement hole that penetrates vertically. Furthermore, the positional deviation measuring device images the jig member with the external camera to obtain the position of the first measurement hole, moves the hand camera to the obtained position, images the jig member with the hand camera, and obtains the position of the first measurement hole. The positional deviation measuring device then moves the robot's hand to the position of the obtained first measurement hole, images the robot's hand with the external camera, and measures the positional deviation of the camera. This allows the positional deviation of the camera attached to the robot's arm to be measured appropriately.

ロボットシステムの外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view of the robot system. ロボットと制御装置との電気的な接続関係を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an electrical connection relationship between the robot and a control device. ワールド座標系を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a world coordinate system. ベース座標系、カメラ座標系およびメカニカルインタフェース座標系を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a base coordinate system, a camera coordinate system, and a mechanical interface coordinate system. ハンドカメラ位置測定手順を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a procedure for measuring the hand camera position. マーク付きエンドエフェクタの外観図である。FIG. 2 is an external view of an end effector with a mark. ハンドカメラ位置測定用ワークカメラ位置測定処理を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a process of measuring the position of a work camera for measuring the position of a hand camera. ワークカメラ位置を測定する様子を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing how a work camera position is measured. ワークカメラ位置のずれ量を説明する説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating the amount of deviation of a work camera position. 穴治具の取付の様子を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing how a hole jig is attached. ハンドカメラ位置測定用穴位置測定処理の一例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing an example of a hole position measuring process for measuring a hand camera position. ワークカメラで穴治具の3点穴を撮像する様子を示す説明図である。11 is an explanatory diagram showing how a work camera captures an image of three holes in a hole jig; FIG. ハンドカメラ角度測定処理の一例を示すフローチャートである。13 is a flowchart illustrating an example of a hand camera angle measurement process. ハンドカメラで穴治具を撮像する様子を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state in which an image of a hole jig is captured by a hand camera. ワークカメラとハンドカメラとでそれぞれ測定した3点穴の位相を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing the phases of three holes measured by a work camera and a hand camera, respectively. ハンドカメラ位置測定処理の一例を示すフローチャートである。13 is a flowchart illustrating an example of a hand camera position measurement process. ワークカメラでマーク付きエンドエフェクタを撮像する様子を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing how an end effector with a mark is imaged by a work camera. ハンドカメラ中心から中心穴までの距離を説明する説明図である。11 is an explanatory diagram illustrating the distance from the center of the hand camera to the center hole. FIG. マークピン位置(平均値)とハンドカメラ位置測定用穴中心位置と位置ずれ量との関係を示す説明図である。11 is an explanatory diagram showing the relationship between the mark pin position (average value), the center position of the hole for measuring the hand camera position, and the amount of positional deviation. FIG.

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。Next, the form for implementing the present disclosure will be explained with reference to the drawings.

図1は、ロボットの外観斜視図である。図2は、ロボットと制御装置との電気的な接続関係を示すブロック図である。 Figure 1 is an external perspective view of the robot. Figure 2 is a block diagram showing the electrical connection between the robot and the control device.

ロボットシステム1は、作業ロボットシステムであり、例えば、ワーク供給部Pにより供給されるワークW(部品)を採取して基板Sに実装する。このロボットシステム1は、図1,2に示すように、作業台2と、ロボット10と、ロボット10のロボットアーム20に取り付けられたハンドカメラ60と、外部カメラとしてのワークカメラ70と、ロボット10を制御する制御装置90と、を備える。作業台2には、鉛直方向に延在するメインポール3aと、メインポール3aから離間するように鉛直方向に延在するサブポール3bとが設置されている。 Robot system 1 is a work robot system that, for example, picks up a work W (component) supplied by a work supply unit P and mounts it on a substrate S. As shown in Figures 1 and 2, this robot system 1 includes a work table 2, a robot 10, a hand camera 60 attached to a robot arm 20 of the robot 10, a work camera 70 as an external camera, and a control device 90 that controls the robot 10. On the work table 2, a main pole 3a extending vertically and a sub-pole 3b extending vertically so as to be spaced apart from the main pole 3a are installed.

ロボット10は、本実施形態では、スカラロボットであり、ベース11とロボットアーム20とを備える。In this embodiment, the robot 10 is a SCARA robot and comprises a base 11 and a robot arm 20.

ベース11は、作業台2に固定されており、ロボットアーム20の基端側を支持する。ロボットアーム20は、第1アーム21と第1アーム駆動部30と第2アーム22と第2アーム駆動部40とシャフト23とシャフト駆動部50とを備える。第1アーム21は、基端部が第1関節軸J1を介してベース11に連結され、第1関節軸J1の回動によりベース11に対して水平面内で回動(水平旋回)可能に構成される。第2アーム22は、基端部が第2関節軸J2を介して第1アーム21の先端部に連結され、第2関節軸J2の回動により第1アーム21に対して水平面内で回動(水平旋回)可能に構成される。シャフト23は、第2アーム22の先端部に第3関節軸J3を介して連結され、第2アーム22に対して第3関節軸J3の軸周りに回転可能かつ第3関節軸J3の軸方向に沿って昇降可能に構成される。本実施形態のロボットシステム1では、シャフト23の先端には、エンドエフェクタとして、ワークWを採取して保持するワーク保持部24が設けられている。なお、ワーク保持部24としては、例えば、負圧によりワークWを吸着する吸着ノズルや、一対の爪によりワークWを把持するメカニカルチャック、電磁石によりワークWを吸着する電磁チャックなどを挙げることができる。The base 11 is fixed to the workbench 2 and supports the base end side of the robot arm 20. The robot arm 20 includes a first arm 21, a first arm drive unit 30, a second arm 22, a second arm drive unit 40, a shaft 23, and a shaft drive unit 50. The base end of the first arm 21 is connected to the base 11 via a first joint axis J1, and is configured to be rotatable (horizontally rotated) in a horizontal plane relative to the base 11 by rotation of the first joint axis J1. The base end of the second arm 22 is connected to the tip of the first arm 21 via a second joint axis J2, and is configured to be rotatable (horizontally rotated) in a horizontal plane relative to the first arm 21 by rotation of the second joint axis J2. The shaft 23 is connected to the tip of the second arm 22 via a third joint axis J3, and is configured to be rotatable around the axis of the third joint axis J3 relative to the second arm 22 and to be raised and lowered along the axial direction of the third joint axis J3. In the robot system 1 of this embodiment, a workpiece holding unit 24 that serves as an end effector and picks up and holds the workpiece W is provided at the tip of the shaft 23. Examples of the workpiece holding unit 24 include a suction nozzle that uses negative pressure to suction the workpiece W, a mechanical chuck that grips the workpiece W with a pair of claws, and an electromagnetic chuck that uses an electromagnet to suction the workpiece W.

第1アーム駆動部30は、モータ32とエンコーダ34とを備える。モータ32の回転軸は、図示しない減速機を介して第1関節軸J1に連結されている。第1アーム駆動部30は、モータ32を駆動することで減速機を介して第1関節軸J1に伝達されるトルクにより、第1関節軸J1を支点に第1アーム21を回動させる。エンコーダ34は、モータ32の回転軸に取り付けられ、モータ32の回転変位量を検出するロータリエンコーダとして構成される。The first arm driving unit 30 includes a motor 32 and an encoder 34. The rotating shaft of the motor 32 is connected to the first joint shaft J1 via a reduction gear (not shown). The first arm driving unit 30 drives the motor 32 to rotate the first arm 21 around the first joint shaft J1 as a fulcrum by torque transmitted to the first joint shaft J1 via the reduction gear. The encoder 34 is attached to the rotating shaft of the motor 32 and is configured as a rotary encoder that detects the amount of rotational displacement of the motor 32.

第2アーム駆動部40は、第1アーム駆動部30と同様に、モータ42とエンコーダ44とを備える。モータ42の回転軸は、図示しない減速機を介して第2関節軸J2に連結されている。第2アーム駆動部40は、モータ42を駆動することで減速機を介して第2関節軸J2に伝達されるトルクにより、第2関節軸J2を支点に第2アーム22を回動させる。エンコーダ44は、モータ42の回転軸に取り付けられ、モータ42の回転変位量を検出するロータリエンコーダとして構成される。 The second arm driving unit 40, like the first arm driving unit 30, includes a motor 42 and an encoder 44. The rotating shaft of the motor 42 is connected to the second joint shaft J2 via a reduction gear (not shown). The second arm driving unit 40 drives the motor 42 to rotate the second arm 22 around the second joint shaft J2 as a fulcrum by torque transmitted to the second joint shaft J2 via the reduction gear. The encoder 44 is attached to the rotating shaft of the motor 42 and is configured as a rotary encoder that detects the amount of rotational displacement of the motor 42.

シャフト駆動部50は、モータ52a,52bとエンコーダ54a,54bとを備える。モータ52aの回転軸は、図示しないベルトを介してシャフト23に接続されている。シャフト駆動部50は、モータ52aを駆動することによりシャフト23を軸周りに回転させる。モータ52bの回転軸は、図示しないボールねじ機構を介してシャフト23に接続されている。シャフト駆動部50は、モータ52bを駆動することにより、ボールねじ機構によりモータ52bの回転運動が直動運動に変換されることでシャフト23を上下に昇降させる。エンコーダ54aは、シャフト23の回転変位量を検出するロータリエンコーダとして構成される。エンコーダ54bは、シャフト23の昇降位置を検出するリニアエンコーダとして構成される。The shaft drive unit 50 includes motors 52a and 52b and encoders 54a and 54b. The rotation shaft of the motor 52a is connected to the shaft 23 via a belt (not shown). The shaft drive unit 50 drives the motor 52a to rotate the shaft 23 around its axis. The rotation shaft of the motor 52b is connected to the shaft 23 via a ball screw mechanism (not shown). The shaft drive unit 50 drives the motor 52b, and the ball screw mechanism converts the rotational motion of the motor 52b into linear motion, thereby raising and lowering the shaft 23. The encoder 54a is configured as a rotary encoder that detects the amount of rotational displacement of the shaft 23. The encoder 54b is configured as a linear encoder that detects the raised and lowered position of the shaft 23.

制御装置90は、図2に示すように、CPU91と、処理プログラムを記憶するROM92と、ワークメモリとしてのRAM93と、HDDやSSD等の記憶装置94と、入出力インタフェース(図示せず)とを備える。制御装置90には、エンコーダ34,44,54a,54bからの位置信号やハンドカメラ60からの画像信号などが入出力インタフェースを介して入力される。制御装置90からは、モータ32,42,52a,52bへの駆動信号などが入出力インタフェースを介して出力される。2, the control device 90 includes a CPU 91, a ROM 92 that stores a processing program, a RAM 93 as a work memory, a storage device 94 such as a HDD or SSD, and an input/output interface (not shown). Position signals from the encoders 34, 44, 54a, and 54b and image signals from the hand camera 60 are input to the control device 90 via the input/output interface. Drive signals for the motors 32, 42, 52a, and 52b are output from the control device 90 via the input/output interface.

ハンドカメラ60は、第2アーム22の先端部に取り付けられている。ハンドカメラ60は、ワーク供給部PのワークWを上から撮像し、その撮像画像を制御装置90へ出力する。制御装置90は、撮像画像を処理することによりワークWの位置を認識する。なお、ハンドカメラ60は第2アーム22に取り付けられているから、本実施形態では、ロボットアーム20は、ハンドカメラ60を上下方向に移動させることはできない。The hand camera 60 is attached to the tip of the second arm 22. The hand camera 60 captures an image of the workpiece W in the work supply section P from above and outputs the captured image to the control device 90. The control device 90 recognizes the position of the workpiece W by processing the captured image. Note that since the hand camera 60 is attached to the second arm 22, in this embodiment, the robot arm 20 cannot move the hand camera 60 in the vertical direction.

ワークカメラ70は、作業台2におけるワーク供給部Pと基板Sとの間に設置されている。ワークカメラ70は、上部に矩形状の開口部71aを有する収容ボックス71に収容されている。ワークカメラ70は、ロボット10のワーク保持部24に保持されたワークWを下から撮像し、その撮像画像を制御装置90へ出力する。制御装置90は、撮像画像を処理することによりワーク保持部24にワークWが正常に保持されているか否かを判定する。The work camera 70 is installed between the work supply unit P and the substrate S on the workbench 2. The work camera 70 is housed in a storage box 71 having a rectangular opening 71a at the top. The work camera 70 captures an image of the work W held by the work holding unit 24 of the robot 10 from below, and outputs the captured image to the control device 90. The control device 90 processes the captured image to determine whether the work W is being held properly by the work holding unit 24.

次に、こうして構成されたロボットシステム1の動作について説明する。ロボットシステム1の動作には、ワーク位置認識動作と採取動作と採取確認動作と実装動作とが含まれる。ワーク位置認識動作は、ハンドカメラ60によりワークWを撮像してワークWの位置を認識する。採取動作は、認識したワークWの位置にロボットシステム1の手先(ワーク保持部24)を移動させてワークWを採取する。採取確認動作は、手先に採取したワークWをワークカメラ70の上方へ移動させると共にワークカメラ70でワークWを撮像してワークWの採取状態の良否を確認する。実装動作は、採取したワークWを基板Sに実装する。Next, the operation of the robot system 1 thus configured will be described. The operation of the robot system 1 includes a work position recognition operation, a collection operation, a collection confirmation operation, and a mounting operation. The work position recognition operation involves capturing an image of the work W with the hand camera 60 to recognize the position of the work W. The collection operation involves moving the hand (work holding portion 24) of the robot system 1 to the position of the recognized work W to collect the work W. The collection confirmation operation involves moving the work W collected by the hand above the work camera 70 and capturing an image of the work W with the work camera 70 to check whether the collection state of the work W is good or not. The mounting operation involves mounting the collected work W on the board S.

ここで、ロボットシステム1の座標系について説明する。本実施形態では、図2,図3に示すように、ロボットシステム1の座標系として、ワールド座標系Σwとベース座標系Σbとカメラ座標系Σcとメカニカルインタフェース座標系Σmとを有する。ワールド座標系Σwは、原点がメインポール3aの先端に設定され、X軸がメインポール3aの先端とサブポール3bの先端とを通る方向に設定され、Z軸が鉛直方向に設定され、Y軸がX軸およびZ軸に直交する方向に設定される。ベース座標系Σbは、原点がロボット10のベース11の底面に設定され、X軸,Y軸およびZ軸がそれぞれワールド座標系Σwの対応する軸と方向が一致するように設定される。メカニカルインタフェース座標系Σmは、原点がロボットアーム20の手先に設定され、X軸,Y軸およびZ軸がそれぞれワールド座標系Σwの対応する軸と方向が一致するように設定される。カメラ座標系Σcは、原点が第2アーム22の底面であって第3関節軸J3の中心に設定され、X軸,Y軸およびZ軸がそれぞれワールド座標系Σwの対応する軸と方向が一致するように設定される。ワールド座標系Σwとベース座標系Σbとカメラ座標系Σcとメカニカルインタフェース座標系Σmとは、変換行列を用いて相互に変換される。 Here, the coordinate system of the robot system 1 will be described. In this embodiment, as shown in Figs. 2 and 3, the robot system 1 has a world coordinate system Σw , a base coordinate system Σb , a camera coordinate system Σc, and a mechanical interface coordinate system Σm as its coordinate systems. The world coordinate system Σw has an origin set at the tip of the main pole 3a, an X-axis set in a direction passing through the tip of the main pole 3a and the tip of the sub-pole 3b, a Z-axis set in a vertical direction, and a Y-axis set in a direction perpendicular to the X-axis and Z-axis. The base coordinate system Σb has an origin set at the bottom surface of the base 11 of the robot 10, and is set so that the X-axis, Y-axis, and Z-axis are aligned with the corresponding axes of the world coordinate system Σw . The mechanical interface coordinate system Σm has an origin set at the tip of the robot arm 20, and is set so that the X-axis, Y-axis, and Z-axis are aligned with the corresponding axes of the world coordinate system Σw . The camera coordinate system Σc has its origin set at the bottom surface of the second arm 22, which is the center of the third joint axis J3, and is set so that the X-axis, Y-axis, and Z-axis are aligned with the corresponding axes of the world coordinate system Σw . The world coordinate system Σw , base coordinate system Σb , camera coordinate system Σc , and mechanical interface coordinate system Σm are mutually converted using a conversion matrix.

ワーク位置認識動作において、制御装置90のCPU91は、まず、ワーク供給部Pから供給されるワークWを撮像するためのベース11(図1に示すベース座標系Σb)から見たハンドカメラ60の目標位置Xbtag,Ybtag,Zbtagを設定する。続いて、CPU91は、ハンドカメラ60の目標位置Xbtag,Ybtag,Zbtagに対して逆運動学を解くことにより、ハンドカメラ60の位置を目標位置Xbtag,Ybtag,Zbtagに一致させるための第1関節軸J1の角度θJ1と第2関節軸J2の角度θJ2とを算出する。 In the workpiece position recognition operation, the CPU 91 of the control device 90 first sets target positions Xbtag, Ybtag, and Zbtag of the hand camera 60 as viewed from the base 11 (base coordinate system Σb shown in FIG. 1) for capturing an image of the workpiece W supplied from the workpiece supply unit P. Next, the CPU 91 solves inverse kinematics for the target positions Xbtag , Ybtag , and Zbtag of the hand camera 60 to calculate an angle θJ1 of the first joint axis J1 and an angle θJ2 of the second joint axis J2 for matching the position of the hand camera 60 with the target positions Xbtag , Ybtag , and Zbtag .

次に、CPU91は、第1アーム21のねじれ,たわみや、第2アーム22のたわみ等の誤差要因を考慮して、第1関節軸J1の角度θJ1と第2関節軸J2の角度θJ2とに基づいて順運動学を解くことにより、ハンドカメラ60の推定位置Xbest,Ybest,Zbestを算出する。すなわち、CPU91は、ハンドカメラ60の位置が目標位置Xbtag,Ybtag,Zbtagと一致するように逆運動学により算出される第1および第2関節軸J1,J2の角度θJ1,θJ2を角度指令値として制御したと仮定した場合に、第1アーム21のねじれ,たわみや、第2アーム22のたわみ等の誤差要因によって、目標位置Xbtag,Ybtag,Zbtagからずれた位置である推定位置Xbest,Ybest,Zbestを算出する。 Next, the CPU 91 calculates estimated positions X best , Y best , and Z best of the hand camera 60 by solving forward kinematics based on the angle θ J1 of the first joint axis J1 and the angle θ J2 of the second joint axis J2, taking into account error factors such as torsion and deflection of the first arm 21 and deflection of the second arm 22. That is, assuming that the angles θ J1 and θ J2 of the first and second joint axes J1, J2 calculated by inverse kinematics are controlled as angle command values so that the position of the hand camera 60 coincides with the target positions X btag , Y btag , Z btag , the CPU 91 calculates estimated positions X best , Y best , and Z best that are positions deviated from the target positions X btag , Y btag , Z btag due to error factors such as torsion and deflection of the first arm 21 and deflection of the second arm 22.

CPU91は、推定位置Xbest,Ybest,Zbestを算出すると、算出した推定位置Xbest,Ybest,Zbestと目標位置Xbtag,Ybtag,Zbtagとの差分をとることにより、位置ずれ量ΔXb,ΔYb,ΔZbを算出する。続いて、CPU91は、目標位置Xbtag,Ybtag,Zbtagを位置ずれ量ΔXb,ΔYb,ΔZbの分だけオフセットした上で逆運動学を解くことによりハンドカメラ60を目標位置Xbtag,Ybtag,Zbtagに移動させるための第1関節軸J1の角度指令値θJ1*と第2関節軸J2の角度指令値θJ2*とを算出する。そして、CPU91は、エンコーダ34により検出される第1関節軸J1の角度が算出した角度指令値θJ1*に一致すると共にエンコーダ44により検出される第2関節軸J2の角度が算出した角度指令値θJ2*に一致するようフィードバック制御により対応するモータ31,32を制御する。 After calculating the estimated positions Xbest , Ybest , and Zbest , the CPU 91 calculates positional deviations ΔXb , ΔYb , and ΔZb by taking the differences between the calculated estimated positions Xbtag , Ybest , and Zbest and the target positions Xbtag , Ybtag , and Zbtag . Next, the CPU 91 offsets the target positions Xbtag , Ybtag , and Zbtag by the positional deviations ΔXb , ΔYb , and ΔZb , and then solves the inverse kinematics to calculate an angle command value θJ1 * for the first joint axis J1 and an angle command value θJ2 * for the second joint axis J2 for moving the hand camera 60 to the target positions Xbtag , Ybtag , and Zbtag . Then, the CPU 91 controls the corresponding motors 31, 32 by feedback control so that the angle of the first joint axis J1 detected by the encoder 34 matches the calculated angle command value θ J1 * and the angle of the second joint axis J2 detected by the encoder 44 matches the calculated angle command value θ J2 *.

次に、CPU91は、ワーク供給部Pから供給されたワークWをハンドカメラ60により撮像し、撮像画像に画像処理を施すことにより、ワークWの位置を認識する。そして、CPU91は、ワークWを採取するための手先(ワーク保持部24)の目標位置Xbtag,Ybtagを認識したワークWの位置に設定し、手先を目標位置Xbtag,Ybtag,Zbtagに移動させて採取する採取動作へ移行する。目標位置Xbtag,Ybtagの設定は、認識したワークWの位置に基づいて行なわれる。目標位置Zbtagの設定は、予め入力されたワークWの高さ情報に基づいて行なわれる。 Next, the CPU 91 captures an image of the workpiece W supplied from the workpiece supply unit P with the hand camera 60, and recognizes the position of the workpiece W by performing image processing on the captured image. The CPU 91 then sets target positions X btag , Y btag of the hand (workpiece holding unit 24) for picking the workpiece W to the recognized position of the workpiece W, and moves the hand to the target positions X btag , Y btag , Z btag to begin a picking operation in which the workpiece W is picked up. The target positions X btag , Y btag are set based on the recognized position of the workpiece W. The target position Z btag is set based on height information of the workpiece W that has been input in advance.

採取動作では、CPU91は、まず、手先を設定した目標位置(Xbtag,Ybtag,Zbtag)に移動させるための第1関節軸J1の角度θJ1と第2関節軸J2の角度θJ2とシャフト23の角度(シャフト角度)θJ4とシャフト23の昇降位置Zsとを逆運動学により算出する。続いて、CPU91は、第1アーム21のねじれ,たわみや、第2アーム22のたわみ等の誤差要因を考慮して、算出したθJ1,θJ2,θJ4,Zsに基づいて手先の推定位置Xbest,Ybest,Zbestを順運動学により算出する。次に、CPU91は、手先の推定位置Xbest,Ybest,Zbestと目標位置Xbtag,Ybtag,Zbtagとの差分をとることにより位置ずれ量ΔXb,ΔYb,ΔZbを算出する。次に、CPU91は、目標位置Xbtag,Ybtag,Zbtagを位置ずれ量ΔXb,ΔYb,ΔZbの分だけオフセットした上で逆運動学を解くことにより手先を目標位置Xbtag,Ybtag,Zbtagに移動させるための第1関節軸J1の角度指令値θJ1*と第2関節軸J2の角度指令値θJ2*とシャフト23の角度指令値θJ4*とシャフト23の昇降位置指令値Zs*とを算出する。そして、CPU91は、各指令値に基づいて対応するモータ31,32,33a,33bをフィードバック制御により制御する。 In the collection operation, the CPU 91 first calculates the angle θ J1 of the first joint axis J1, the angle θ J2 of the second joint axis J2, the angle θ J4 of the shaft 23 (shaft angle), and the lift position Zs of the shaft 23 by inverse kinematics, for moving the hand to a set target position (X btag , Y btag , Z btag ). Next, the CPU 91 calculates the estimated positions X best , Y best , and Z best of the hand by forward kinematics based on the calculated θ J1 , θ J2 , θ J4 , and Zs, taking into account error factors such as the twist and deflection of the first arm 21 and the deflection of the second arm 22. Next, the CPU 91 calculates the positional deviation amounts ΔX b , ΔY b , and ΔZ b by taking the differences between the estimated positions X best , Y best , and Z best of the hand and the target positions X btag , Y btag , and Z btag . Next, the CPU 91 offsets the target positions Xbtag , Ybtag , Zbtag by the positional deviations ΔXb , ΔYb , ΔZb, and then solves the inverse kinematics to calculate an angle command value θJ1 * for the first joint axis J1, an angle command value θJ2 * for the second joint axis J2, an angle command value θJ4 * for the shaft 23, and a lift position command value Zs * for the shaft 23 for moving the hand to the target positions Xbtag , Ybtag , Zbtag.The CPU 91 then controls the corresponding motors 31, 32, 33a, 33b by feedback control based on each command value.

このように、ロボットシステム1は、ロボットアーム20に取り付けられたハンドカメラ60でワークWを撮像してワークWの位置を認識し、認識した位置にロボットアーム20の手先を移動させてワークWを採取する。このため、ロボットシステム1とハンドカメラ60と位置関係が適切に把握されないと、ハンドカメラ60によりワークWの位置を正確に認識することができない。すなわち、ロボットシステム1の手先でワークWを適切に採取することができない。そこで、本実施形態では、予め設計位置に対するハンドカメラ60の位置ずれ量を測定し、測定した位置ずれ量をワーク位置認識動作における制御に反映させることで、ワークWの位置を正確に認識できるようにした。なお、ロボットシステム1は校正済みであるものとする。In this way, the robot system 1 recognizes the position of the workpiece W by capturing an image of the workpiece W with the hand camera 60 attached to the robot arm 20, and moves the hand of the robot arm 20 to the recognized position to pick up the workpiece W. For this reason, unless the positional relationship between the robot system 1 and the hand camera 60 is properly grasped, the position of the workpiece W cannot be accurately recognized by the hand camera 60. In other words, the hand of the robot system 1 cannot properly pick up the workpiece W. Therefore, in this embodiment, the positional deviation amount of the hand camera 60 from the designed position is measured in advance, and the measured positional deviation amount is reflected in the control of the workpiece position recognition operation, thereby enabling the position of the workpiece W to be accurately recognized. It is assumed that the robot system 1 has been calibrated.

図5は、ハンドカメラ位置測定手順を示す説明図である。ステップS10は、マーク付きエンドエフェクタEE(マークピン)をシャフト23の先端に取り付ける。図6は、マーク付きエンドエフェクタEEの外観図である。マーク付きエンドエフェクタEEは、シャフト23に取り付けられた状態で鉛直方向に延在するピン状の部材である。マーク付きエンドエフェクタEEのピンの先端には、マークMが設けられている。 Figure 5 is an explanatory diagram showing the hand camera position measurement procedure. In step S10, a marked end effector EE (mark pin) is attached to the tip of the shaft 23. Figure 6 is an external view of the marked end effector EE. The marked end effector EE is a pin-shaped member that extends vertically when attached to the shaft 23. A mark M is provided on the tip of the pin of the marked end effector EE.

ステップS20は、ロボットシステム1に、ワークカメラ70のワールド座標系Σwにおける位置(ハンドカメラ位置測定用ワークカメラ位置Xwwc,Ywwc,θwwc)を測定するハンドカメラ位置測定用ワークカメラ位置測定処理を実行させる。図7は、制御装置90のCPU91により実行されるハンドカメラ位置測定用ワークカメラ位置測定処理の一例を示すフローチャートである。ハンドカメラ位置測定用ワークカメラ位置測定処理では、CPU91は、まず、オペレータからのマーク付きエンドエフェクタEEの制御点Zm(固有値)の入力を受け付ける(ステップS100)。制御点Zmは、シャフト23の先端とマーク付きエンドエフェクタEEの先端(マークM)との距離である。マーク付きエンドエフェクタEEの先端の座標は、メカニカルインタフェース座標系Σmの原点からZ軸方向下方向にZmだけ離れた位置に設定される。続いて、CPU91は、オペレータによりワークカメラ位置測定ボタンが押下されるまで待機する(ステップS110)。CPU91は、ワークカメラ位置測定ボタンが押下されたと判定すると、マーク付きエンドエフェクタEEをワークカメラ70の上方へ移動させ(ステップS120)、ワークカメラ70でマーク付きエンドエフェクタEEの先端面に設けられたマークMを撮像してワークカメラ70の位置(ワークカメラ位置Xwwc,Ywwc,θwwcを測定する(ステップS130)。図8は、ハンドカメラ位置測定用ワークカメラ位置を測定する様子を示す説明図である。図示するように、CPU91は、ワークカメラ70の設計上の中心位置を通るようにX軸方向およびY軸方向にそれぞれマーク付きエンドエフェクタEEの先端を移動させながら、ワークカメラ70によりマークMを撮像する。CPU91は、得られた撮像画像に写ったマークMのX軸方向およびY軸方向のそれぞれの移動軌跡を取得する。そして、CPU91は、図9に示すように、撮像画像のX軸方向およびY軸方向のそれぞれにおいて、撮像画像の画像中心と取得した各移動軌跡の交点との差分を計算することによりワークカメラ70の位置ずれ量Δx,Δyを求める。さらに、CPU91は、図9に示すように、撮像画像のX軸方向と移動軌跡のX軸方向との回転方向における差分によりワークカメラ70の回転ずれ量Δθを計算する。そして、CPU91は、ワークカメラ70の設計上の中心位置を位置ずれ量Δx,Δyだけオフセットした位置をワークカメラ位置Xwwc,Ywwcとして求めると共に、ワークカメラ70を回転ずれ量Δθだけ回転方向にオフセットした角度をワークカメラ位置θwwcとして求める。CPU91は、こうしてワークカメラ位置Xwwc,Ywwc,θwwcを測定すると、測定したワークカメラ位置Xwwc,Ywwc,θwwcを記憶装置94に登録して(ステップS140)、本処理を終了する。 Step S20 causes the robot system 1 to execute a work camera position measurement process for measuring the hand camera position, which measures the position of the work camera 70 in the world coordinate system Σw (work camera position Xwwc , Ywwc , θwwc for measuring the hand camera position). FIG. 7 is a flowchart showing an example of the work camera position measurement process for measuring the hand camera position, which is executed by the CPU 91 of the control device 90. In the work camera position measurement process for measuring the hand camera position, the CPU 91 first accepts an input of a control point Zm (eigenvalue) of the marked end effector EE from the operator (step S100). The control point Zm is the distance between the tip of the shaft 23 and the tip (mark M) of the marked end effector EE. The coordinates of the tip of the marked end effector EE are set at a position Zm away from the origin of the mechanical interface coordinate system Σm in the Z-axis direction downward. Next, the CPU 91 waits until the operator presses the work camera position measurement button (step S110). When the CPU 91 determines that the work camera position measurement button has been pressed, it moves the marked end effector EE above the work camera 70 (step S120), images the mark M provided on the tip surface of the marked end effector EE with the work camera 70, and measures the position of the work camera 70 (work camera positions X wwc , Y wwc , θ 8 is an explanatory diagram showing how to measure the position of the work camera for measuring the hand camera position. As shown in the figure, the CPU 91 captures the mark M with the work camera 70 while moving the tip of the marked end effector EE in the X-axis direction and the Y-axis direction so as to pass through the design center position of the work camera 70. The CPU 91 acquires the movement trajectories of the mark M in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, captured in the acquired captured image. Then, as shown in FIG. 9, the CPU 91 calculates the positional deviation amounts Δx and Δy of the work camera 70 by calculating the difference between the image center of the captured image and the intersection point of each of the acquired movement trajectories in the X-axis direction and the Y-axis direction of the captured image. Furthermore, as shown in FIG. 9, the CPU 91 calculates the rotational deviation amount Δθ of the work camera 70 based on the difference in the rotational direction between the X-axis direction of the captured image and the X-axis direction of the movement trajectory. Then, the CPU 91 determines the position offset by the positional deviation amounts Δx and Δy from the design center position of the work camera 70 as the work camera positions X wwc , Y wwc , Y wwc . The CPU 91 determines the work camera position Xwwc, Ywwc , θwwc by measuring the work camera position Xwwc , Ywwc , θwwc in the rotational direction, and registers the measured work camera positions Xwwc , Ywwc , θwwc in the storage device 94 (step S140), and ends this process.

ステップS30は、収容ボックス71の上部に設けられた開口部71aにハンドカメラ位置測定用の穴治具80を取り付ける。図10は、穴治具の取付の様子を示す説明図である。図示するように、穴治具80は、収容ボックス71の開口部71aに嵌合された状態で固定具82により固定される。穴治具80には、ワークカメラ70の真上に位置すると共に上下に貫通する中心穴81aと、中心穴81aに周囲にそれぞれ周方向に間隔をおいて位置すると共に上下に貫通する3点穴81bと、が形成されている。なお、3点穴81bの穴の数は、3つに限られず、2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。In step S30, a hole jig 80 for measuring the hand camera position is attached to the opening 71a provided at the top of the storage box 71. FIG. 10 is an explanatory diagram showing how the hole jig is attached. As shown in the figure, the hole jig 80 is fixed by a fixing device 82 in a state where it is fitted into the opening 71a of the storage box 71. The hole jig 80 has a center hole 81a located directly above the work camera 70 and penetrating vertically, and three-point holes 81b located around the center hole 81a at intervals in the circumferential direction and penetrating vertically. The number of holes in the three-point holes 81b is not limited to three, and may be two, or may be four or more.

ステップS40は、ロボットシステム1に、ワークカメラ70により穴治具80の中心穴81aのワールド座標系Σwにおける位置(中心穴位置Xwwv,Ywwv,Zwwv)を測定するハンドカメラ位置測定用穴位置測定処理を実行させる。図11は、制御装置90のCPU91により実行されるハンドカメラ位置測定用穴位置測定処理の一例を示すフローチャートである。ハンドカメラ位置測定用穴位置測定処理では、CPU91は、まず、オペレータによりハンドカメラ位置測定ボタンが押下されるまで待機する(ステップS200)。CPU91は、ハンドカメラ位置測定ボタンが押下されたと判定すると、ワークカメラ70で穴治具80を撮像して、得られた撮像画像から穴治具80の3点穴81bの距離amを測定する(ステップS210)。図12は、ワークカメラで穴治具の3点穴を撮像する様子を示す説明図である。3点穴81bの距離amの測定は、撮像画像に写った3点穴81bの穴間の距離を測定することにより行なわれる。そして、CPU91は、測定した3点穴81bの距離amに基づいて次式(1)によりハンドカメラ位置測定用中心穴位置Zwwvを計算し(ステップS220)、計算した中心穴位置Zwwvを記憶装置94に登録する(ステップS230)。式(1)中、a0は、3点穴81bの設計上の距離を示し、WDは、ワークカメラ70のワーキングディスタンスを示し、Zは、ワークカメラ70の撮像高さを示す。 Step S40 causes the robot system 1 to execute a hole position measurement process for measuring the hand camera position, in which the work camera 70 measures the position (center hole position Xwwv , Ywwv , Zwwv ) of the center hole 81a of the hole jig 80 in the world coordinate system Σw . FIG. 11 is a flowchart showing an example of the hole position measurement process for measuring the hand camera position executed by the CPU 91 of the control device 90. In the hole position measurement process for measuring the hand camera position, the CPU 91 first waits until the hand camera position measurement button is pressed by the operator (step S200). When the CPU 91 determines that the hand camera position measurement button has been pressed, it images the hole jig 80 with the work camera 70 and measures the distance a m of the three holes 81b of the hole jig 80 from the obtained image (step S210). FIG. 12 is an explanatory diagram showing the state in which the work camera images the three holes of the hole jig. The distance a m of the three-point holes 81b is measured by measuring the distance between the three-point holes 81b in the captured image. The CPU 91 then calculates the center hole position Z wwv for measuring the hand camera position using the following formula (1) based on the measured distance a m of the three-point holes 81b (step S220), and registers the calculated center hole position Z wwv in the storage device 94 (step S230). In formula (1), a 0 indicates the designed distance of the three-point holes 81b, WD indicates the working distance of the work camera 70, and Z indicates the imaging height of the work camera 70.

Figure 0007562827000001
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次に、CPU91は、ステップS210で得られた撮像画像から穴治具80のワールド座標系Σwにおける中心穴位置Xwwv,Ywwvを測定する(ステップS240)。そして、CPU91は、測定した中心穴位置Xwwv,Ywwvを記憶装置94に登録して(ステップS250)、本処理を終了する。 Next, the CPU 91 measures the central hole positions Xwwv , Ywwv in the world coordinate system Σw of the hole jig 80 from the captured image obtained in step S210 (step S240). Then, the CPU 91 registers the measured central hole positions Xwwv , Ywwv in the storage device 94 (step S250), and ends this process.

ステップS50は、ロボットシステム1に、ハンドカメラ60の角度(位置θci)を測定するハンドカメラ角度測定処理を実行させる。図13は、制御装置90のCPU91により実行されるハンドカメラ角度測定処理の一例を示すフローチャートである。ハンドカメラ角度測定処理では、CPU91は、まず、ワークカメラ70によりハンドカメラ位置測定用の穴治具80を撮像して穴治具80の3点穴81bのワールド座標系Σwにおける位相θwwvを測定し(ステップS300)、測定した3点穴位相θwwvを記憶装置94に登録する(ステップS310)。3点穴位相θwwvの測定は、得られた撮像画像に写った3点穴81bの各穴を結ぶ三角形のX軸に対する角度を求めることにより行なわれる。続いて、CPU91は、図14に示すように、ハンドカメラ60の制御点を、ステップS20で登録したハンドカメラ位置測定用ワークカメラ位置Xwwc,YwwcとステップS40で登録したハンドカメラ位置測定用中心穴位置Zwwvとに移動させる(ステップS320)。次に、CPU91は、ハンドカメラ60により穴治具80を撮像し、得られた撮像画像に基づいてステップS300と同様に穴治具80の3点穴81bのワールド座標系Σwにおける位相θwhvを測定する(ステップS330)。そして、CPU91は、ステップS300,S310でワークカメラ70を用いて測定した3点穴位相θwwvとステップS330でハンドカメラ60を用いて測定した3点穴位相θwhvとに基づいてハンドカメラ位置θciを計算し(ステップS340)、計算したハンドカメラ位置θciを記憶装置94に登録して(ステップS350)、本処理を終了する。図15は、ワークカメラとハンドカメラとでそれぞれ測定した3点穴位相θを示す説明図である。図示するように、ハンドカメラ位置θciの計算は、ワークカメラ70により下から測定した3点穴位相θwwvとハンドカメラ60により上から測定した3点穴位相θwhvとの差分θe(=θwwv-θwhv)を計算し、差分θeの分だけ設計上のハンドカメラ位置(固有値)を回転方向にオフセットすることにより行なわれる。 Step S50 causes the robot system 1 to execute a hand camera angle measurement process for measuring the angle (position θ ci ) of the hand camera 60. Fig. 13 is a flowchart showing an example of the hand camera angle measurement process executed by the CPU 91 of the control device 90. In the hand camera angle measurement process, the CPU 91 first captures an image of the hole jig 80 for measuring the hand camera position with the work camera 70, measures the phase θ wwv of the three-point hole 81b of the hole jig 80 in the world coordinate system Σ w (step S300), and registers the measured three-point hole phase θ wwv in the storage device 94 (step S310). The measurement of the three-point hole phase θ wwv is performed by determining the angle of the triangle connecting each hole of the three-point hole 81b shown in the obtained captured image with respect to the X-axis. 14, the CPU 91 moves the control point of the hand camera 60 to the work camera positions Xwwc , Ywwc for measuring the hand camera position registered in step S20 and the central hole position Zwwv for measuring the hand camera position registered in step S40 (step S320). Next, the CPU 91 images the hole jig 80 with the hand camera 60, and measures the phase θwhv of the three-point hole 81b of the hole jig 80 in the world coordinate system Σw based on the captured image obtained in the same manner as in step S300 (step S330). Then, the CPU 91 calculates the hand camera position θci based on the three-point hole phase θwwv measured using the work camera 70 in steps S300 and S310 and the three-point hole phase θwhv measured using the hand camera 60 in step S330 (step S340), registers the calculated hand camera position θci in the storage device 94 (step S350), and ends this process. 15 is an explanatory diagram showing the three-point hole phase θ measured by the work camera and the hand camera. As shown in the figure, the hand camera position θ ci is calculated by calculating the difference θe (=θ wwv -θ whv ) between the three-point hole phase θ wwv measured from below by the work camera 70 and the three-point hole phase θ whv measured from above by the hand camera 60, and offsetting the designed hand camera position (eigenvalue) in the rotational direction by the difference θe.

ステップS60は、ロボットシステム1に、ハンドカメラ60の位置(ハンドカメラ位置Xci,Yci)を測定するハンドカメラ位置測定処理を実行させる。図16は、制御装置により実行されるハンドカメラ位置測定処理の一例を示すフローチャートである。ハンドカメラ位置測定処理では、CPU91は、まず、オペレータによりハンドカメラ位置測定ボタンが押下されるまで待機する(ステップS400)。CPU91は、ハンドカメラ位置測定ボタンが押下されたと判定すると、ハンドカメラ60の制御点を、ステップS20で登録したハンドカメラ位置測定用ワークカメラ位置Xwwc,YwwcとステップS40で登録したハンドカメラ位置測定用中心穴位置Zwwvとに移動させる(ステップS410)。続いて、CPU91は、ハンドカメラ60により穴治具80を撮像し、得られた撮像画像から中心穴位置Xwhv,Ywhvを測定する(ステップS420)。次に、CPU91は、図18に示すように、撮像画像の画像中心と測定した中心穴位置Xwhv,Ywhvとの距離Lを計算する(ステップS430)。距離Lは、画像中心を原点として中心穴位置Xwhvをaとし、中心穴位置Ywhvをbとすると、次式(2)により計算することができる。そして、CPU91は、計算した距離Lが予め定められた許容値Lref以下であるか否かを判定する(ステップS440)。CPU91は、距離Lが許容値Lref以下でないと判定すると、距離Lが許容値Lref以下となるまでステップS410に戻って処理を繰り返し、距離Lが許容値Lref以下となると、ステップS450に進む。なお、距離Lが許容値Lref以下であるか否かに拘わらず、ステップS450に進んでもよい。 In step S60, the robot system 1 executes a hand camera position measurement process for measuring the position of the hand camera 60 (hand camera positions X ci , Y ci ). FIG. 16 is a flowchart showing an example of the hand camera position measurement process executed by the control device. In the hand camera position measurement process, the CPU 91 first waits until the hand camera position measurement button is pressed by the operator (step S400). When the CPU 91 determines that the hand camera position measurement button has been pressed, it moves the control point of the hand camera 60 to the work camera positions X wwc , Y wwc for measuring the hand camera position registered in step S20 and the central hole position Z wwv for measuring the hand camera position registered in step S40 (step S410). Next, the CPU 91 images the hole jig 80 with the hand camera 60, and measures the central hole positions X whv , Y whv from the obtained captured image (step S420). Next, the CPU 91 calculates the distance L between the image center of the captured image and the measured central hole positions X whv and Y whv as shown in FIG. 18 (step S430). The distance L can be calculated by the following formula (2) where the image center is the origin, the central hole position X whv is a, and the central hole position Y whv is b. Then, the CPU 91 judges whether the calculated distance L is equal to or less than a predetermined allowable value Lref (step S440). If the CPU 91 judges that the distance L is not equal to or less than the allowable value Lref, the CPU 91 returns to step S410 and repeats the process until the distance L becomes equal to or less than the allowable value Lref, and when the distance L becomes equal to or less than the allowable value Lref, the CPU 91 proceeds to step S450. It should be noted that the CPU 91 may proceed to step S450 regardless of whether the distance L is equal to or less than the allowable value Lref.

Figure 0007562827000002
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CPU91は、距離Lが許容値Lref以下であると判定すると、マーク付きエンドエフェクタEE(マークピン)の制御点を、ステップS20で登録したハンドカメラ位置測定用ワークカメラ位置Xwwc,YwwcとステップS40で登録したハンドカメラ位置測定用穴位置Zwwvとに移動させる(ステップS450)。続いて、CPU91は、マーク付きエンドエフェクタEEを0°,90°,180°,270°の角度にそれぞれ回転させ、各角度においてワークカメラ70によりマークMを撮像してワールド座標系Σwにおけるマークピン位置(X0,y0),(X90,Y90),(X180,Y180),(X270,Y270)を測定する(ステップS460)。次に、CPU91は、マークピン位置(X0,Y0),(X90,Y90),(X180,Y180),(X270,Y270)の平均値Xmc,Ymcを次式(3)により計算する。さらに、CPU91は、ステップS40でワークカメラ70により測定したハンドカメラ位置測定用中心穴位置Xwwc,Ywwcとマークピン位置(平均値)Xmc,Ymcとの差分を次式(4)により計算することにより、エンドエフェクタ中心のハンドカメラ位置測定用穴中心位置Xwwv,Ywwvからの位置ずれ量Xme,Ymeを算出する(ステップS190)。図19に、マークピン位置(平均値)Xmc,Ymcとハンドカメラ位置測定用穴中心位置Xwwv,Ywwvと位置ずれ量Xme,Ymeとの関係を示す。 When the CPU 91 determines that the distance L is equal to or less than the allowable value Lref, it moves the control point of the marked end effector EE (mark pin) to the work camera positions Xwwc , Ywwc for measuring the hand camera position registered in step S20 and the hole position Zwwv for measuring the hand camera position registered in step S40 (step S450). Next, the CPU 91 rotates the marked end effector EE to angles of 0°, 90°, 180°, and 270°, respectively, and captures an image of the mark M with the work camera 70 at each angle to measure the mark pin positions (X0, y0), (X90, Y90), (X180, Y180), and (X270, Y270) in the world coordinate system Σw (step S460). Next, the CPU 91 calculates the average values Xmc , Ymc of the mark pin positions (X0, Y0), (X90, Y90), (X180, Y180), and (X270, Y270) using the following formula (3). Furthermore, the CPU 91 calculates the difference between the hand camera position measurement center hole positions Xwwc , Ywwc measured by the work camera 70 in step S40 and the mark pin positions (average values) Xmc , Ymc using the following formula (4) to calculate the positional deviation amounts Xme , Yme from the hand camera position measurement hole center positions Xwwv , Ywwv of the end effector (step S190). Figure 19 shows the relationship between the mark pin positions (average values) Xmc , Ymc , the hand camera position measurement hole center positions Xwwv , Ywwv , and the positional deviation amounts Xme , Yme .

Figure 0007562827000003
Figure 0007562827000003

そして、CPU91は、位置ずれ量Xme,Ymeの座標系を、ワールド座標系Σwからカメラ座標系Σcに変換し、変換後の位置ずれ量Xrme,Yrme分だけ設計上のハンドカメラ位置Xmo,Ymo(固有値)をオフセットした新たなハンドカメラ位置Xci,Yciを計算する(ステップS470)。位置ずれ量Xme,Ymeの座標系をワールド座標系Σwからカメラ座標系Σcへ変換するためには、位置ずれ量Xme,Ymeをワールド座標系Σwとカメラ座標系Σcとの位相差θrm分だけ回転させればよい。ワールド座標系Σwにおけるロボット10のベース原点の位相をθrwとし、ハンドカメラ60により穴治具81の中心穴81aを撮像した際の第1関節軸J1および第2関節軸J2の各回転角をθJ1,θJ2とすると、位相差θrmは、次式(5)により計算される。したがって、変換後の位置ずれ量Xrme,Yrmeは、次式(6)および式(7)の回転行列を用いて計算することができる。新たなハンドカメラ位置Xmm,Ymmは、固有値であるハンドカメラ位置Xmo,Ymoを用いて次式(8)により計算することができ、これがハンドカメラ位置Xci,Yciとなる。CPU91は、こうして新たなハンドカメラ位置Xci,Yciを計算すると、計算したハンドカメラ位置Xci,Yciを記憶装置94に登録する(ステップS480)。 Then, the CPU 91 converts the coordinate system of the positional deviations Xme and Yme from the world coordinate system Σw to the camera coordinate system Σc , and calculates new hand camera positions Xci and Yci by offsetting the designed hand camera positions Xmo and Ymo (eigenvalues) by the converted positional deviations Xrme and Yrme (step S470). In order to convert the coordinate system of the positional deviations Xme and Yme from the world coordinate system Σw to the camera coordinate system Σc , it is sufficient to rotate the positional deviations Xme and Yme by the phase difference θrm between the world coordinate system Σw and the camera coordinate system Σc . If the phase of the base origin of the robot 10 in the world coordinate system Σw is θrw , and the rotation angles of the first joint axis J1 and the second joint axis J2 when the hand camera 60 captures an image of the center hole 81a of the hole jig 81 are θJ1 and θJ2 , the phase difference θrm is calculated by the following formula (5). Therefore, the post-conversion positional deviation amounts Xrme , Yrme can be calculated using the rotation matrices of the following equations (6) and (7). The new hand camera positions Xmm , Ymm can be calculated by the following equation (8) using the eigenvalues of the hand camera positions Xmo , Ymo , which become the hand camera positions Xci , Yci . After calculating the new hand camera positions Xci , Yci in this way, the CPU 91 registers the calculated hand camera positions Xci , Yci in the storage device 94 (step S480).

Figure 0007562827000004
Figure 0007562827000004

さらに、CPU91は、ハンドカメラ位置変化量Eを次式(9)により計算し(ステップS490)、ハンドカメラ位置変化量Eが予め定められた許容値Eref以下であるか否かを判定する(ステップS500)。CPU91は、ハンドカメラ位置変化量Eが許容値Eref以下でないと判定すると、ステップS400に戻り、ハンドカメラ位置変化量Eが許容値Eref以下であると判定すると、これで本処理を終了する。これにより、記憶装置94には、正確なハンドカメラ位置Xci,Yci,θciが記憶される。このため、CPU91は、記憶装置94に記憶されたハンドカメラ位置Xci,Yci,θciを用いてハンドカメラ60の位置を制御することにより、ハンドカメラ60により撮像されたワークW(対象物)の位置を正確に把握することができるため、ワークWに対する作業をより正確に行なうことが可能となる。 Furthermore, the CPU 91 calculates the hand camera position change amount E by the following formula (9) (step S490), and determines whether or not the hand camera position change amount E is equal to or less than a predetermined allowable value Eref (step S500). If the CPU 91 determines that the hand camera position change amount E is not equal to or less than the allowable value Eref, the process returns to step S400. If the CPU 91 determines that the hand camera position change amount E is equal to or less than the allowable value Eref, the process ends. As a result, the accurate hand camera positions X ci , Y ci , and θ ci are stored in the storage device 94. Therefore, by controlling the position of the hand camera 60 using the hand camera positions X ci , Y ci , and θ ci stored in the storage device 94, the CPU 91 can accurately grasp the position of the workpiece W (object) imaged by the hand camera 60, and therefore it becomes possible to perform work on the workpiece W more accurately.

Figure 0007562827000005
Figure 0007562827000005

ステップS70は、マーク付きエンドエフェクタEEとハンドカメラ位置測定用の穴治具80を取り外す。これにより、ハンドカメラ位置測定手順が完了する。Step S70 is to remove the marked end effector EE and the hole jig 80 for measuring the hand camera position. This completes the hand camera position measurement procedure.

ここで、実施形態の主要な要素と請求の範囲に記載した本開示の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、本実施形態では、ロボット10がロボットに相当し、ハンドカメラ60がハンドカメラに相当し、ワークカメラ70が外部カメラに相当し、穴治具80が治具部材に相当し、中心穴81aが第1測定用穴に相当し、ハンドカメラ位置測定用穴位置測定処理のステップS240,S250の処理を実行する制御装置90のCPU91が第1位置取得部に相当し、ハンドカメラ位置測定処理のステップS410,S420の処理を実行する制御装置90のCPU91が第2位置取得部に相当し、ハンドカメラ位置測定処理のステップS450~S480の処理を実行する制御装置90のCPU91が位置ずれ測定部に相当する。また、ハンドカメラ位置測定用ワークカメラ位置測定処理を実行する制御装置90のCPU91が外部カメラ位置取得部に相当し、ハンドカメラ角度測定処理のステップS300,S310の処理を実行する制御装置90のCPU91が第1位相取得部に相当し、ハンドカメラ角度測定処理のステップS320,S330の処理を実行する制御装置90のCPU91が第2位相取得部に相当し、ハンドカメラ角度測定処理のステップS340の処理を実行する制御装置90のCPU91が位相ずれ測定部に相当する。また、ハンドカメラ位置測定用穴位置測定処理のステップS210,S220の処理を実行する制御装置90のCPU91が高さ取得部に相当する。Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the present disclosure described in the claims will be described. That is, in this embodiment, the robot 10 corresponds to the robot, the hand camera 60 corresponds to the hand camera, the work camera 70 corresponds to the external camera, the hole jig 80 corresponds to the jig member, the center hole 81a corresponds to the first measurement hole, the CPU 91 of the control device 90 that executes the processing of steps S240 and S250 of the hole position measurement processing for hand camera position measurement corresponds to the first position acquisition unit, the CPU 91 of the control device 90 that executes the processing of steps S410 and S420 of the hand camera position measurement processing corresponds to the second position acquisition unit, and the CPU 91 of the control device 90 that executes the processing of steps S450 to S480 of the hand camera position measurement processing corresponds to the position deviation measurement unit. Moreover, the CPU 91 of the control device 90 that executes the work camera position measurement process for measuring the hand camera position corresponds to an external camera position acquisition unit, the CPU 91 of the control device 90 that executes the processes of steps S300 and S310 of the hand camera angle measurement process corresponds to a first phase acquisition unit, the CPU 91 of the control device 90 that executes the processes of steps S320 and S330 of the hand camera angle measurement process corresponds to a second phase acquisition unit, and the CPU 91 of the control device 90 that executes the processes of step S340 of the hand camera angle measurement process corresponds to a phase shift measurement unit. Moreover, the CPU 91 of the control device 90 that executes the processes of steps S210 and S220 of the hole position measurement process for measuring the hand camera position corresponds to a height acquisition unit.

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。It goes without saying that the present disclosure is in no way limited to the above-described embodiments, and may be implemented in various forms as long as they fall within the technical scope of the present disclosure.

例えば、上述した実施形態では、ロボット10は、水平多関節ロボット(スカラロボット)として構成されたが、これに限定されるものではなく、例えば垂直多関節ロボットなど、他の如何なる構成により構成されてもよい。For example, in the above-described embodiment, the robot 10 is configured as a horizontal multi-joint robot (SCARA robot), but this is not limited to this and may be configured in any other manner, such as a vertical multi-joint robot.

以上説明したように、本開示のカメラの位置ずれ測定装置は、ロボットアームと該ロボットアームに取り付けられたハンドカメラとを有するロボットと、前記ロボットの外部に設置された外部カメラと、を備えるロボットシステムにおいて、前記ハンドカメラの位置ずれを測定するカメラの位置ずれ測定装置であって、前記外部カメラの上方に設置され、上下に貫通する第1測定用穴を有する治具部材と、前記外部カメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第1測定用穴の撮像画像から前記第1測定用穴の位置を取得する第1位置取得部と、前記第1位置取得部により取得された位置に前記ハンドカメラを移動させて前記ハンドカメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第1測定用穴の撮像画像から前記第1測定用穴の位置を取得する第2位置取得部と、前記第2位置取得部により取得された前記第1測定用穴の位置に前記ロボットの手先を移動させて前記外部カメラにより前記ロボットの手先を撮像し、得られた撮像画像から前記カメラの位置ずれを測定する位置ずれ測定部と、を備えることを要旨とする。As described above, the camera positional deviation measuring device disclosed herein is a camera positional deviation measuring device for measuring the positional deviation of the hand camera in a robot system including a robot having a robot arm and a hand camera attached to the robot arm, and an external camera installed outside the robot, and includes: a jig member installed above the external camera and having a first measurement hole that penetrates vertically; a first position acquisition unit that images the jig member with the external camera and acquires the position of the first measurement hole from the obtained captured image of the first measurement hole; a second position acquisition unit that moves the hand camera to the position acquired by the first position acquisition unit, images the jig member with the hand camera, and acquires the position of the first measurement hole from the obtained captured image of the first measurement hole; and a positional deviation measuring unit that moves the robot's hand to the position of the first measurement hole acquired by the second position acquisition unit, images the robot's hand with the external camera, and measures the positional deviation of the camera from the obtained captured image.

この本開示のカメラの位置ずれ測定装置は、外部カメラの上方に設置され、上下に貫通する第1測定用穴を有する治具部材を含む。さらに、位置ずれ測定装置は、外部カメラにより治具部材を撮像して第1測定用穴の位置を取得し、取得された位置にハンドカメラを移動させてハンドカメラにより治具部材を撮像して第1測定用穴の位置を取得する。そして、位置ずれ測定装置は、その取得した第1測定用穴の位置にロボットの手先を移動させて外部カメラによりロボットの手先を撮像し、カメラの位置ずれを測定する。これにより、ロボットのアームに取り付けられたカメラの位置ずれを適切に測定することができる。The camera positional deviation measuring device disclosed herein includes a jig member that is installed above the external camera and has a first measurement hole that penetrates vertically. Furthermore, the positional deviation measuring device images the jig member with the external camera to obtain the position of the first measurement hole, moves the hand camera to the obtained position and images the jig member with the hand camera to obtain the position of the first measurement hole. The positional deviation measuring device then moves the robot's hand to the obtained position of the first measurement hole and images the robot's hand with the external camera to measure the positional deviation of the camera. This allows the positional deviation of the camera attached to the robot's arm to be properly measured.

こうした本開示のカメラの位置ずれ測定装置において、前記外部カメラの上方に設置され、前記第1測定用穴とは別に上下に貫通する複数の第2測定用穴を有する治具部材と、前記外部カメラの上方に前記ロボットの手先を移動させて前記外部カメラにより前記手先を撮像し、得られた前記手先の撮像画像から前記外部カメラの位置を取得する外部カメラ位置取得部と、前記外部カメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第2測定用穴の撮像画像から前記第2測定用穴の位相を取得する第1位相取得部と、前記外部カメラ位置取得部により取得された前記外部カメラの位置に前記ハンドカメラを移動させて前記ハンドカメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第2測定用穴の撮像画像から前記第2測定用穴の位相を取得する第2位相取得部と、前記第1位相取得部および前記第2位相取得部によりそれぞれ取得された第2測定用穴の位相に基づいて前記ハンドカメラの位相ずれを測定する位相ずれ測定部と、を備えてもよい。こうすれば、治具部材と外部カメラとを用いて、ハンドカメラの位置ずれに加えて位相ずれも適切に測定することができる。なお、第2測定用穴は、治具部材の第1測定用穴の周囲に周方向に間隔を置いて形成されてもよい。In the camera positional deviation measuring device of the present disclosure, a jig member is installed above the external camera and has a plurality of second measurement holes that penetrate vertically in addition to the first measurement holes; an external camera position acquisition unit that moves the hand of the robot above the external camera to capture an image of the hand with the external camera and acquires the position of the external camera from the captured image of the hand; a first phase acquisition unit that images the jig member with the external camera and acquires the phase of the second measurement hole from the captured image of the second measurement hole; a second phase acquisition unit that moves the hand camera to the position of the external camera acquired by the external camera position acquisition unit, captures an image of the jig member with the hand camera, and acquires the phase of the second measurement hole from the captured image of the second measurement hole; and a phase deviation measurement unit that measures the phase deviation of the hand camera based on the phase of the second measurement hole acquired by the first phase acquisition unit and the second phase acquisition unit, respectively. In this way, the jig member and the external camera can be used to appropriately measure the phase deviation in addition to the position deviation of the hand camera. The second measurement holes may be formed at intervals in the circumferential direction around the first measurement hole of the jig member.

また、本開示のカメラの位置ずれ測定装置において、前記外部カメラの上方に設置され、前記第1測定用穴とは別に上下に貫通する複数の第2測定用穴を有する治具部材と、前記外部カメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第2測定用穴の撮像画像から前記第1測定用穴の高さを取得する高さ取得部と、を備え、前記第2位置取得部は、前記第1位置取得部により取得された位置および前記高さ取得部により取得された高さに前記ハンドカメラを移動させてもよい。こうすれば、治具部材の設置高さに誤差が含まれていても、ハンドカメラの位置ずれを良好に測定することができる。 The camera positional deviation measuring device of the present disclosure further includes a jig member that is installed above the external camera and has a plurality of second measurement holes that penetrate vertically in addition to the first measurement holes, and a height acquisition unit that images the jig member with the external camera and acquires the heights of the first measurement holes from the acquired image of the second measurement holes, and the second position acquisition unit may move the hand camera to the position acquired by the first position acquisition unit and the height acquired by the height acquisition unit. In this way, even if the installation height of the jig member includes an error, the positional deviation of the hand camera can be measured satisfactorily.

さらに、本開示のカメラの位置ずれ測定装置において、前記外部カメラの上方に設置され、前記第1測定用穴とは別に上下に貫通する複数の第2測定用穴を有する治具部材と、前記外部カメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第2測定用穴の撮像画像から前記第1測定用穴の高さを取得する高さ取得部と、を備え、前記位置ずれ測定部は、前記第2位置取得部により取得された位置および前記高さ取得部により取得された高さに前記ハンドカメラを移動させてもよい。こうすれば、治具部材の設置高さに誤差が含まれていても、ハンドカメラの位置ずれを良好に測定することができる。Furthermore, the camera positional deviation measuring device of the present disclosure includes a jig member that is installed above the external camera and has a plurality of second measurement holes that penetrate vertically in addition to the first measurement holes, and a height acquisition unit that images the jig member with the external camera and acquires the height of the first measurement holes from the acquired image of the second measurement holes, and the positional deviation measuring unit may move the hand camera to the position acquired by the second position acquisition unit and the height acquired by the height acquisition unit. In this way, even if the installation height of the jig member includes an error, the positional deviation of the hand camera can be measured satisfactorily.

なお、本開示は、カメラの位置ずれ測定装置の形態としたが、カメラの位置ずれ測定方法の形態としてもよい。Although this disclosure is in the form of a camera position deviation measuring device, it may also be in the form of a camera position deviation measuring method.

本開示は、ロボットシステムの製造産業などに利用可能である。 This disclosure can be used in the robot system manufacturing industry, etc.

1 ロボットシステム、2 作業台、3a メインポール 、3b サブポール、10 ロボット、11 ベース、20 ロボットアーム、21 第1アーム、22 第2アーム、23 シャフト、24 ワーク保持部、30 第1アーム駆動部、31 モータ、32 モータ、33a モータ、33b モータ、34 エンコーダ、40 第2アーム駆動部、42 モータ、44 エンコーダ、50 シャフト駆動部、52a モータ、52b モータ、54a エンコーダ、54b エンコーダ、60 ハンドカメラ、70 ワークカメラ、71 収容ボックス、71a 開口部、80 穴治具、81a 中心穴、81b 3点穴、82 固定具、90 制御装置、91 CPU、92 ROM、93 RAM、94 記憶装置、EE マーク付きエンドエフェクタ、J1 第1関節軸、J2 第2関節軸、J3 第3関節軸、M マーク、P ワーク供給部、S 基板。1 robot system, 2 work table, 3a main pole, 3b sub pole, 10 robot, 11 base, 20 robot arm, 21 first arm, 22 second arm, 23 shaft, 24 workpiece holder, 30 first arm drive unit, 31 motor, 32 motor, 33a motor, 33b motor, 34 encoder, 40 second arm drive unit, 42 motor, 44 encoder, 50 shaft drive unit, 52a motor, 52b motor, 54a encoder, 54b encoder, 60 hand camera, 70 workpiece camera, 71 storage box, 71a opening, 80 hole jig, 81a center hole, 81b three-point hole, 82 fixture, 90 control device, 91 CPU, 92 ROM, 93 RAM, 94 storage device, EE end effector with mark, J1 First joint axis, J2 second joint axis, J3 third joint axis, M mark, P work supply part, S board.

Claims (6)

ロボットアームと該ロボットアームに取り付けられたハンドカメラとを有するロボットと、前記ロボットの外部に設置された外部カメラと、を備えるロボットシステムにおいて、前記ハンドカメラの位置ずれを測定するカメラの位置ずれ測定装置であって、
前記外部カメラの上方に設置され、上下に貫通する第1測定用穴を有する治具部材と、
前記外部カメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第1測定用穴の撮像画像から前記第1測定用穴の位置を取得する第1位置取得部と、
前記第1位置取得部により取得された位置に前記ハンドカメラを移動させて前記ハンドカメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第1測定用穴の撮像画像から前記第1測定用穴の位置を取得する第2位置取得部と、
前記第2位置取得部により取得された前記第1測定用穴の位置に前記ロボットの手先を移動させて前記外部カメラにより前記ロボットの手先を撮像し、得られた撮像画像から前記カメラの位置ずれを測定する位置ずれ測定部と、
を備えるカメラの位置ずれ測定装置。
1. A camera position deviation measuring device for measuring a position deviation of a hand camera in a robot system including a robot having a robot arm and a hand camera attached to the robot arm, and an external camera installed outside the robot, comprising:
a jig member disposed above the external camera and having a first measurement hole extending vertically therethrough;
a first position acquisition unit that captures an image of the jig member using the external camera and acquires a position of the first measurement hole from the captured image of the first measurement hole;
a second position acquisition unit that moves the hand camera to the position acquired by the first position acquisition unit, captures an image of the jig member with the hand camera, and acquires the position of the first measurement hole from the captured image of the first measurement hole;
a positional deviation measuring unit that moves a hand of the robot to the position of the first measurement hole acquired by the second position acquisition unit, captures an image of the hand of the robot with the external camera, and measures a positional deviation of the camera from the captured image;
A camera position deviation measuring device comprising:
請求項1に記載のカメラの位置ずれ測定装置であって、
前記外部カメラの上方に設置され、前記第1測定用穴とは別に上下に貫通する複数の第2測定用穴を有する治具部材と、
前記外部カメラの上方に前記ロボットの手先を移動させて前記外部カメラにより前記手先を撮像し、得られた前記手先の撮像画像から前記外部カメラの位置を取得する外部カメラ位置取得部と、
前記外部カメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第2測定用穴の撮像画像から前記第2測定用穴の位相を取得する第1位相取得部と、
前記外部カメラ位置取得部により取得された前記外部カメラの位置に前記ハンドカメラを移動させて前記ハンドカメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第2測定用穴の撮像画像から前記第2測定用穴の位相を取得する第2位相取得部と、
前記第1位相取得部および前記第2位相取得部によりそれぞれ取得された第2測定用穴の位相に基づいて前記ハンドカメラの位相ずれを測定する位相ずれ測定部と、
を備えるカメラの位置ずれ測定装置。
2. The camera position deviation measuring device according to claim 1,
a jig member that is installed above the external camera and has a plurality of second measurement holes that penetrate vertically in addition to the first measurement holes;
an external camera position acquisition unit that moves a hand of the robot above the external camera, captures an image of the hand with the external camera, and acquires a position of the external camera from the captured image of the hand;
a first phase acquisition unit that captures an image of the jig member using the external camera and acquires a phase of the second measurement hole from the captured image of the second measurement hole;
a second phase acquisition unit that moves the hand camera to the position of the external camera acquired by the external camera position acquisition unit, images the jig member with the hand camera, and acquires a phase of the second measurement hole from the obtained captured image of the second measurement hole;
a phase shift measurement unit that measures a phase shift of the hand camera based on the phases of the second measurement hole acquired by the first phase acquisition unit and the second phase acquisition unit, respectively;
A camera position deviation measuring device comprising:
請求項1または2に記載のカメラの位置ずれ測定装置であって、
前記外部カメラの上方に設置され、前記第1測定用穴とは別に上下に貫通する複数の第2測定用穴を有する治具部材と、
前記外部カメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第2測定用穴の撮像画像から前記第1測定用穴の高さを取得する高さ取得部と、
を備え、
前記第2位置取得部は、前記第1位置取得部により取得された位置および前記高さ取得部により取得された高さに前記ハンドカメラを移動させる、
カメラの位置ずれ測定装置。
3. The camera position deviation measuring device according to claim 1,
a jig member that is installed above the external camera and has a plurality of second measurement holes that penetrate vertically in addition to the first measurement holes;
a height acquisition unit that images the jig member using the external camera and acquires a height of the first measurement hole from the captured image of the second measurement hole;
Equipped with
the second position acquisition unit moves the hand camera to the position acquired by the first position acquisition unit and to the height acquired by the height acquisition unit;
Camera position deviation measuring device.
請求項1ないし3いずれか1項に記載のカメラの位置ずれ測定装置であって、
前記外部カメラの上方に設置され、前記第1測定用穴とは別に上下に貫通する複数の第2測定用穴を有する治具部材と、
前記外部カメラにより前記治具部材を撮像し、得られた前記第2測定用穴の撮像画像から前記第1測定用穴の高さを取得する高さ取得部と、
を備え、
前記位置ずれ測定部は、前記第2位置取得部により取得された位置および前記高さ取得部により取得された高さに前記ハンドカメラを移動させる、
カメラの位置ずれ測定装置。
4. The camera position deviation measuring device according to claim 1,
a jig member that is installed above the external camera and has a plurality of second measurement holes that penetrate vertically in addition to the first measurement holes;
a height acquisition unit that images the jig member using the external camera and acquires a height of the first measurement hole from the captured image of the second measurement hole;
Equipped with
the positional deviation measurement unit moves the hand camera to the position acquired by the second position acquisition unit and to the height acquired by the height acquisition unit;
Camera position deviation measuring device.
ロボットアームと該ロボットアームに取り付けられたハンドカメラとを有するロボットと、前記ロボットの外部に設置された外部カメラと、を備えるロボットシステムにおいて、前記ハンドカメラの位置ずれを測定するカメラの位置ずれ測定方法であって、
前記外部カメラの上方に、上下に貫通する第1測定用穴を有する治具部材を設置し、
前記外部カメラにより前記治具部材を撮像し得られた前記第1測定用穴の撮像画像から前記第1測定用穴の位置を取得し、該取得した位置に前記ハンドカメラを移動させて前記ハンドカメラにより前記治具部材を撮像し得られた前記第1測定用穴の撮像画像から前記第1測定用穴の位置を取得し、該取得した前記第1測定用穴の位置に前記ロボットの手先を移動させて前記外部カメラにより前記ロボットの手先を撮像し得られた撮像画像から前記カメラの位置ずれを測定する、
カメラの位置ずれ測定方法。
1. A method for measuring a position shift of a camera in a robot system including a robot having a robot arm and a hand camera attached to the robot arm, and an external camera installed outside the robot, the method comprising:
a jig member having a first measurement hole penetrating vertically is placed above the external camera;
acquiring a position of the first measurement hole from an image of the first measurement hole obtained by imaging the jig member with the external camera, moving the hand camera to the acquired position, imaging the jig member with the hand camera, acquiring a position of the first measurement hole from an image of the first measurement hole obtained, moving the tip of the robot to the acquired position of the first measurement hole, imaging the tip of the robot with the external camera, and measuring a positional deviation of the camera from the acquired image.
How to measure camera position deviation.
請求項5に記載のカメラの位置ずれ測定方法であって、
前記外部カメラの上方に、前記第1測定用穴とは別に上下に貫通する複数の第2測定用穴を有する治具部材を設置し、
前記外部カメラの上方に前記ロボットの手先を移動させて前記外部カメラにより前記手先を撮像し得られた前記手先の撮像画像から前記外部カメラの位置を取得し、前記外部カメラにより前記治具部材を撮像し得られた前記第2測定用穴の撮像画像から前記第2測定用穴の位相を取得し、前記取得した外部カメラの位置に前記ハンドカメラを移動させて前記ハンドカメラにより前記治具部材を撮像し得られた前記第2測定用穴の撮像画像から前記第2測定用穴の位相を取得し、前記外部カメラおよび前記ハンドカメラによりそれぞれ取得した第2測定用穴の位相に基づいて前記ハンドカメラの位相ずれを測定する、
カメラの位置ずれ測定方法。
6. The camera position deviation measuring method according to claim 5,
a jig member having a plurality of second measurement holes that are vertically penetrating in addition to the first measurement holes is installed above the external camera;
moving a hand of the robot above the external camera to image the hand with the external camera and obtain the position of the external camera from the image of the hand; imaging the jig member with the external camera and obtaining the phase of the second measurement hole from the image of the second measurement hole; moving the hand camera to the position of the obtained external camera and imaging the jig member with the hand camera and obtaining the phase of the second measurement hole from the image of the second measurement hole; measuring a phase shift of the hand camera based on the phase of the second measurement hole acquired by the external camera and the hand camera, respectively.
How to measure camera position deviation.
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