JPH0790493B2 - Control method for robot with hand vision - Google Patents
Control method for robot with hand visionInfo
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- JPH0790493B2 JPH0790493B2 JP62084725A JP8472587A JPH0790493B2 JP H0790493 B2 JPH0790493 B2 JP H0790493B2 JP 62084725 A JP62084725 A JP 62084725A JP 8472587 A JP8472587 A JP 8472587A JP H0790493 B2 JPH0790493 B2 JP H0790493B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロボットの手先に撮像装置を備えた手先視覚
付ロボットの制御方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control method for a robot with a hand tip equipped with an imaging device at the hand of the robot.
従来、手先視覚付ロボットにおいて、ロボットの手先に
取り付けた視覚装置により作業対象の位置を測定し、基
準位置に対する補正を行なう場合、特開昭60−249583号
に記載のように、TVカメラ等の手先視覚装置の視野内に
認識対象が入る位置でロボットは一旦停止し、視覚装置
による撮像,画像処理装置による作業対象の位置認識の
後、ロボットは位置補正値を受け取り、その後で、メカ
ニカルハンド等の作業装置の目標位置を補正して作業対
象に位置決め動作をしていた。Conventionally, in a robot with a visual tip, when measuring the position of a work target by a visual device attached to the tip of the robot and correcting the reference position, as described in JP-A-60-249583, a TV camera or the like is used. The robot temporarily stops at the position where the recognition target enters the visual field of the hand visual device, and after the visual device captures the image and the image processing device recognizes the position of the work target, the robot receives the position correction value, and then the mechanical hand, etc. The target position of the work device was corrected to perform the positioning operation on the work target.
上記従来技術は、ロボットの手先に撮像装置が取り付け
てあるため、作業対象が撮像装置の視野に入るようにロ
ボットは移動し、ロボットが一旦停止した後、作業対象
を撮像し、画像処理装置により作業対象の位置を認識
し、認識結果に基づいてロボットの位置補正をするた
め、視覚認識の撮像から認識処理終了までの間、ロボッ
トは停止もしくは、作業対象に対して作業を行なうこと
ができず、ロボットの手先に撮像装置を取り付けたこと
による作業時間の増加の問題があった。In the above-mentioned conventional technology, since the imaging device is attached to the hand of the robot, the robot moves so that the work target is within the field of view of the imaging device, and after the robot stops, the work target is imaged and Since the position of the work target is recognized and the position of the robot is corrected based on the recognition result, the robot cannot be stopped or cannot work on the work target from the time of visual recognition imaging to the end of the recognition process. However, there is a problem that the work time is increased due to the attachment of the imaging device to the hand of the robot.
本発明の目的は、ロボットの手先に取り付けてある視覚
装置が、ロボットの移動途中で停止せずに作業対象を撮
像し、ロボットの手先に取り付けてある作業装置が作業
対象近傍に到達する以前に認識結果に基づいて、ロボッ
トの軌道をロボット移動中に補正可能として、視覚補正
による作業時間の増加をなくすことにある。It is an object of the present invention that a visual device attached to a hand of a robot captures an image of a work target without stopping while the robot is moving, and before the work device attached to the hand of the robot reaches the vicinity of the work target. Based on the recognition result, the trajectory of the robot can be corrected while the robot is moving, so that the increase in the work time due to the visual correction is eliminated.
上記目的は、ロボットの手先に撮像する手段と撮像した
画像を認識処理する手段と、認識結果に基づきロボット
の軌道を補正する手段とを有する手先視覚付ロボットに
おいて、移動中のロボットの手先の撮像装置から作業対
象を撮像した場合、作業対象の形状・位置が撮像した画
像から認識可能なように、ロボットの手先の移動速度に
応じて撮像装置の露出時間を調節する装置を付加し、ま
た、ロボット移動中に撮像した時点のロボットの位置・
姿勢を正確に検出するために、ロボット制御装置と画像
処理装置との間の時間タイミングを通信し合う装置と、
ある時刻でのロボットの位置姿勢をロボットの関節角か
ら高速に読み取る装置とを付加することにより、撮像時
点での移動中のロボットの手先部分の撮像装置の位置が
正確に測定でき、ロボットの手先部分の撮像装置を停止
させて作業対象の位置・姿勢を測定する必要がなくなる
ことにより、達成される。In the robot with a hand tip having a means for picking up the hand of the robot, a means for recognizing the picked up image, and a means for correcting the trajectory of the robot based on the recognition result, an image of the hand end of the moving robot is obtained. When a work target is imaged from the device, a device for adjusting the exposure time of the image pickup device according to the moving speed of the robot's hand is added so that the shape and position of the work target can be recognized from the captured image. The position of the robot at the time of imaging while the robot is moving
In order to accurately detect the posture, a device that communicates time timing between the robot control device and the image processing device,
By adding a device that reads the position and orientation of the robot at a certain time from the joint angle of the robot at high speed, the position of the imaging device at the hand of the moving robot at the time of imaging can be accurately measured. This is achieved by eliminating the need to stop the imaging device of a part and measure the position / orientation of the work target.
本発明では、ある時刻でのロボットの位置・姿勢をロボ
ットの関節角から高速に読み取る装置とロボット制御装
置と画像処理装置との間の時間タイミングを通信し合う
装置とを設けることにより、ロボット制御装置が画像処
理装置を介して撮像装置に撮像命令を発行した時点や実
際に撮像装置が作業対象を撮像した時点でのロボット手
先部分に取り付けられた撮像装置の位置・姿勢を演算す
ることができるようになる。また、撮像装置の露出時間
を調節する装置を設けることにより、移動中のロボット
の手先の撮像装置から作業対象を撮像しても、画像内の
作業対象の輪郭がぼけることなく、正確に画像内の作業
対象の位置・姿勢を認識することができる。これらによ
って、移動中のロボットの手先の撮像装置を用いて、作
業対象の位置・姿勢を測定することができるので、ロボ
ットの手先部分の作業装置を作業対象に対して、ロボッ
ト動作を停止させることなく、位置補正を正確に行ない
うるものである。According to the present invention, the robot control is provided by providing a device for reading the position / orientation of the robot at a certain time from the joint angle of the robot at high speed, and a device for communicating time timings between the robot control device and the image processing device. It is possible to calculate the position / orientation of the imaging device attached to the robot hand when the device issues an imaging command to the imaging device via the image processing device or when the imaging device actually images the work target. Like Further, by providing a device for adjusting the exposure time of the image pickup device, even if the image of the work target is picked up by the image pickup device at the hand of the moving robot, the contour of the work target in the image is not blurred, and the image is accurately displayed in the image. It is possible to recognize the position and orientation of the work target of. With these, it is possible to measure the position / orientation of the work target by using the imaging device of the hand of the moving robot. Therefore, the work device of the hand part of the robot should be stopped for the work target. Instead, the position can be corrected accurately.
以下、本発明の実施例により詳細に説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail.
第1図は、本発明に係る装置の一例を示す構成ブロック
図である。図中、1は手先部分に後述する撮像装置,照
明装置,ハンド等の作業装置を有するロボットであり、
2は後述する照明装置を用いて認識対象を撮像する撮像
装置であり、3は2の撮像装置と同時に用いて撮像時の
露出時間の調整あるいは、露出光量の調整を行う照明装
置であり、4は認識対象に対して接触して特定の作業を
行う作業装置で、ここでは、対象を把持することができ
るハンドである。11は後述するロボット制御装置からの
撮像命令信号を後述する同期信号高速通信回路により受
信して、2の撮像装置と3の照明装置を制御して、認識
対象を撮像させ画像入力し、画像内での認識対象の位置
と姿勢を認識する画像処理装置であり、12は1のロボッ
ト本体、4のハンド、11の画像処理装置を総合して制御
を行うロボット制御装置であり、13は12のロボット制御
装置から11の画像処理装置へ撮像命令を高速に送信し、
2の撮像装置が撮像を始めると、11の画像処理装置から
12のロボット制御装置へ画像の撮像開始信号を高速に送
信して、12のロボット制御装置内のロボットの現在位置
と2の撮像装置が撮像した時刻の正確な同期を取るため
の同期信号高速通信回路であり、14は、11の画像処理装
置で認識処理した認識データを12のロボット制御装置へ
シリアル・インタフェースで送信する認識データ伝送回
路である。FIG. 1 is a configuration block diagram showing an example of an apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a robot having working devices such as an imaging device, a lighting device, and a hand, which will be described later, in a hand portion,
Reference numeral 2 denotes an image pickup apparatus that picks up an image of a recognition target by using an illuminating apparatus to be described later. Reference numeral 3 denotes an illuminating apparatus that is used simultaneously with the image pickup apparatus 2 to adjust an exposure time or an exposure light amount during image pickup. Is a work device that comes into contact with the recognition target to perform a specific work, and here is a hand capable of gripping the target. Reference numeral 11 denotes an image pickup command signal from a robot control device described later, which is received by a synchronization signal high-speed communication circuit described later to control the image pickup device 2 and the lighting device 3 to input an image of a recognition target and input an image. Is an image processing device for recognizing the position and orientation of the recognition target, and 12 is a robot control device that comprehensively controls the robot body 1, hand 4, and image processing device 11; The robot controller sends an imaging command to 11 image processing devices at high speed,
When the second image pickup device starts image pickup, from the 11th image processing device,
Synchronous signal high-speed communication for transmitting an image pickup start signal to 12 robot control units at high speed to accurately synchronize the current position of the robot in the 12 robot control units with the time when the image pickup units 2 picked up images. Reference numeral 14 is a circuit, and reference numeral 14 is a recognition data transmission circuit for transmitting the recognition data recognized by the image processing device 11 to the robot controller 12 by a serial interface.
この様に構成した装置の動作について、第2図,第3図
と第4図,第5図の処理のフロー図を用いて説明する。
第2図において、第1図の装置の各部分と対応する部分
には同一符号を付して示し、添字付Pの文字には、作業
空間上の特定の点を示し、21は4のロボットハンドの把
持機構の中心点(以下、略して「ハンドの中心」と呼
ぶ)の通る動作経路であり、22はハンドの中心が移動を
開始する点PSを含む作業開始平面であり、23は作業を行
なうためにハンドの中心が移動するための目標点PEと4
のハンドが実際に作業を行なう作業対象位置を代表する
点PCとを含む作業平面である。まず、第4図の処理フロ
ーに従って、ハンドの中心が移動開始点PSより上昇を開
始し、21のロボットの動作経路に従って滑らかに上昇動
作から水平移動に移り、21の動作経路に対して、2の撮
像装置が4のハンドの中心に先行して移動し、4のハン
ドの中心が、11の画像処理装置に対して撮像命令を発行
する点PVを通過すると、ただちに12のロボット制御装置
は、PVの位置を記憶し、13の同期信号高速通信回路を介
して11の画像処理装置に対して撮像開始命令信号を送信
し、11の画像処理装置は撮像開始命令信号を受信する
と、2の撮像装置が実際に画像を撮像開始するまでの時
間をカウンタでカウント(カウント値は時間Tとす
る。)し、2の撮像装置で実際に必要な画像が撮像開始
されると、11の画像処理装置内の撮像開始通知出力部か
ら13の同期信号高速通信回路を介して12のロボット制御
装置内の撮像開始受信部に撮像開始信号を送信し、12の
ロボット制御装置内では、撮像開始信号の受信による撮
像開始の確認および、撮像命令発行点PVから例えば10ms
ec後のハンドの中心位置PMを記憶する。一方、2の撮像
装置は3の照明装置等を用いてTVカメラの露出時間を調
節して画像にぶれのないように23の作業平面上にあるハ
ンドの中心の移動の目標点PEの近傍の実際の作業対象点
PCを含んだ視野を撮像し、撮像された画像は、11の画像
処理装置内で直ちに撮像画像内のPCの位置を画像座標系
で演算し、演算終了後、認識データ伝送回路14を介し
て、作業対象点PCの画像座標系の位置と上記のカウンタ
値Tを12のロボット制御装置に送信し、12のロボット制
御装置内では、まず受信したカウンタ値Tと、PV点とPM
点の記憶位置とを用いて画像を撮像した時刻での真のハ
ンドの中心位置PTを演算する。次に、該ハンドの中心位
置がPTの場合の2の撮像装置内の画像座標系とロボット
座標系との間の座標変換により、作業対象点PCのロボッ
ト座標系での位置を演算し、21の動作経路上でハンドの
中心の移動の目標点PEに到達する以前の点PD(経路補正
点と呼ぶ)で、作業対象点PCへ4のハンドの中心が到達
するように21のロボット動作経路を補正し、最終的に作
業対象点PCへ4のハンドの中心を到達させる。The operation of the apparatus configured as described above will be described with reference to the flow charts of the processing shown in FIGS. 2, 3 and 4 and 5.
In FIG. 2, the parts corresponding to the respective parts of the apparatus of FIG. 1 are shown with the same reference numerals, the letters with the subscript P indicate the specific points on the work space, and 21 is the robot 4 22 is a movement path through the center point of the gripping mechanism of the hand (hereinafter, abbreviated as “center of the hand”), 22 is a work starting plane including a point P S at which the center of the hand starts moving, and 23 is Target points P E and 4 for moving the center of the hand to perform work
Is a work plane including a point P C that represents a work target position where the hand actually performs work. First, according to the processing flow of FIG. 4, the center of the hand starts to rise from the movement start point P S , and smoothly moves from the ascending movement to the horizontal movement in accordance with the movement path of the robot 21. As soon as the image pickup device 2 moves ahead of the center of the hand 4 and the center of the hand 4 passes the point P V that issues the image pickup command to the image processing device 11, the robot controller 12 immediately. Stores the position of P V , transmits an imaging start command signal to 11 image processing devices via the 13 sync signal high-speed communication circuit, and 11 image processing devices receive the imaging start command signal, When the second image pickup device actually starts to pick up an image, the counter counts (the count value is time T), and when the second image pickup device actually starts picking up an image, From the image capture start notification output unit in the image processing device An imaging start signal is transmitted to the imaging start reception unit in the 12 robot control devices via the high-speed communication circuit, and the 12 robot control devices confirm the imaging start by receiving the imaging start signal and issue the imaging command. 10 ms from point P V
Memorize the center position P M of the hand after ec. On the other hand, the second image pickup device adjusts the exposure time of the TV camera by using the lighting device of 3 and so on, in the vicinity of the target point P E of the movement of the center of the hand on the work plane of 23 so that the image does not shake Actual work target point
The field of view including P C is captured, and the captured image immediately calculates the position of P C in the captured image in the image coordinate system in the image processing apparatus 11 and after the calculation is completed, the recognition data transmission circuit 14 is set. Via the position of the work target point P C in the image coordinate system and the above counter value T to the 12 robot controller, and within the 12 robot controller, the received counter value T and P V point P M
The center position P T of the true hand at the time when the image is captured is calculated using the storage position of the point. Next, when the center position of the hand is P T , the position of the work target point P C in the robot coordinate system is calculated by coordinate conversion between the image coordinate system in the second imaging device and the robot coordinate system. , So that the center of the hand of 4 reaches the work point P C at the point P D (called the route correction point) before reaching the target point P E of the movement of the center of the hand on the movement path of 21. The robot motion path of 21 is corrected, and the center of the hand of 4 is finally reached to the work target point P C.
なお、上記の場合において、画像を撮像した時刻での真
のハンドの中心位置PTの演算方法を第3図を用いて説明
する。第3図は第2図のロボット動作経路の一部分の詳
細図であり、撮像命令発行点PVと、撮像命令発行点から
10msec後のハンドの中心の位置PMは、それぞれ、1のロ
ボットの各関節に取り付けられたエンコーダより高速に
各関節角を読み取ることにより求められ、PV点とPM点の
空間的位置と両者の点の間の時間差10msecより、撮像命
令発行点PVからPM点に対して、ロボットのハンドの中心
の位置の移動ベクトルMVが演算される。一方11の画像処
理装置内では、一般のTVカメラの場合16.7msec周期でし
か撮像できないために、撮像命令を受信してから実際に
撮像するまでには、0〜16.7msecのばらつきが生じるた
め、12の画像処理装置内のカウンタで撮像命令を受信し
てから実際に撮像を開始するまでの遅れ時間を計測し、
撮像命令を受信後、実際に撮像するまでの最大16.7msec
の間は、ロボットは、一様な速度,方向で移動している
とみなし、上述の移動ベクトルMVを計測したカウンタ値
Tmsecに基づいて内分もしくは外分する演算により、撮
像した時点のハンドの中心位置PTを算出する。In the above case, a method of calculating the true center position P T of the hand at the time when the image is captured will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a detailed view of a part of the robot motion path of FIG. 2, and shows the imaging command issuing point P V and the imaging command issuing point.
The position P M of the center of the hand after 10 msec is obtained by reading each joint angle faster than the encoder attached to each joint of one robot, and the spatial position of P V point and P M point is obtained. From the time difference of 10 msec between the two points, the movement vector M V of the position of the center of the hand of the robot is calculated from the imaging command issuing point P V to the point P M. On the other hand, in the 11th image processing apparatus, in the case of a general TV camera, the image can be captured only at the 16.7 msec cycle, and therefore, there is a variation of 0 to 16.7 msec from the reception of the image capturing instruction to the actual image capturing. The counter in the 12 image processing devices measures the delay time from when the imaging command is received until the actual imaging is started,
Up to 16.7 msec until the actual image is taken after receiving the imaging command
During this period, it is assumed that the robot is moving at a uniform speed and direction, and the counter value obtained by measuring the above-mentioned movement vector M V
The center position P T of the hand at the time of capturing an image is calculated by performing an internal division or an external division based on Tmsec.
また、第5図の処理フローに従った場合、第4図の処理
フローと異なる部分は、撮像時のハンドの中心位置PTを
上述のように、移動ベクトルMVを用いて算出するのでは
なく、11の画像処理装置内で撮像が実際に開始される瞬
間に、13の同期信号高速通信回路を介して、撮像開始通
知を伝え、12のロボット制御装置内では、撮像開始通知
を受信した瞬間の1のロボットの各関節角の値より、直
接、撮像時のハンドの中心位置PTを算出する処理部分の
みで、他の処理は、同一である。以上のように、何らか
の手段で、撮像した時点のロボットのハンドの中心位置
PTをロボット移動中に高速に算出できる手段を有すれば
よい。When the processing flow of FIG. 5 is followed, the difference from the processing flow of FIG. 4 is that the center position P T of the hand at the time of imaging is calculated using the movement vector M V as described above. At the moment when the image pickup is actually started in 11 image processing devices, the image pickup start notification is transmitted via the synchronization signal high-speed communication circuit in 13 and the image pickup start notification is received in 12 robot control devices. Only the processing part for directly calculating the center position P T of the hand at the time of imaging from the value of each joint angle of one robot at the moment is the same as the other processing. As described above, by some means, the center position of the robot hand at the time of imaging
It suffices if there is a means for calculating P T at high speed while the robot is moving.
次に、前述の2の撮像装置、3の照明装置と11の画像処
理装置内のカウンタ値Tの関係について第6図と第7図
のタイムチャートに示す二例を用いて説明する。第6図
は、2の撮像装置に固体撮像素子もしくは撮像管を使用
したテレビカメラと3の照明装置にストロボ照明装置、
例えばキセノンランプで閃光するものから構成した場合
のタイムチャートであり、第7図は、2の撮像装置に固
体撮像素子もしくは撮像管を使用したテレビカメラに機
械式シャッター,電子式シャッター等を組み合わせたも
の(以下シャッター付カメラと呼ぶ)と3の照明装置に
電球,螢光灯等を常時発光させたものとから構成した場
合のタイムチャートである。まず、第6図では、前記11
の画像処理装置内に撮像開始命令信号が入力されると、
2の撮像装置のテレビカメラ内の垂直同期信号の最初の
後縁で3のストロボ照明装置を閃光させ、閃光後、最初
の映像出力信号の1フィールドが有効な映像信号とな
り、カウンタ値は、撮像開始命令信号入力からストロボ
閃光までの時間を示す。なお、垂直同期信号の最初の後
縁でストロボ閃光させる条件は、2の撮像装置の種類を
限定せずに、どのような撮像構造を持つカメラでも、有
効な映像が得られるように、カメラの垂直ブランキング
期間にストロボを閃光させるための一例であり、「撮像
開始命令信号入力から有効な映像信号が得られるような
ストロボ照明装置閃光までの時間がカウント可能であれ
ば、上記の閃光タイミングは限定されるものではない。
次に、第7図では、前記11の画像処理装置内に撮像開始
命令信号が入力されると、撮像開始命令信号に、2の撮
像装置のシャッター付カメラ内の垂直同期信号が合い、
垂直同期信号の後縁から一定時間後にシャッターが指定
した時間だけ開き、その直後の映像出力信号の1フィー
ルドが有効な映像信号となり、カウンタ値は、撮像開始
命令信号入力からシャッターが開くまでの時間を示す。
なお、上記は、シャッター付カメラの一例であり、「撮
像開始命令信号入力からシャッターが開くまでの時間が
カウント可能」で「シャッターが開いている時間が既
知」であれば、上記のシャッター開のタイミングは、限
定されるものではない。また、第6図と第7図の説明で
上述した撮像装置と照明装置の組み合わせの実施例に限
らず、何らかの方法で移動中のロボットの手先部分に取
り付けた撮像手段が作業対象をぶれずに撮像することが
できるようにロボットの移動速度に応じて露出時間を調
節でき、さらに露出した時刻が検出できる手段を有する
構成の撮像装置であればよい。Next, the relationship between the counter value T in the image pickup apparatus 2 of 3, the illumination apparatus 3 of 3 and the image processing apparatus 11 of 11 will be described with reference to two examples shown in the time charts of FIGS. 6 and 7. FIG. 6 shows a television camera using a solid-state image sensor or an image pickup tube for the image pickup device 2 and a strobe lighting device for the lighting device 3.
For example, FIG. 7 is a time chart in the case of being configured with a flash of a xenon lamp. FIG. 7 shows a television camera using a solid-state image sensor or an image pickup tube in the image pickup device 2 and a mechanical shutter, an electronic shutter, and the like. 7 is a time chart in the case of being configured with an object (hereinafter referred to as a camera with a shutter) and an illuminating device of 3 that constantly emits a light bulb, a fluorescent light, or the like. First, referring to FIG.
When an image pickup start command signal is input into the image processing device of
At the first trailing edge of the vertical synchronizing signal in the television camera of the image capturing device of 2, the strobe lighting device of 3 is flashed, and after the flash, one field of the first video output signal becomes a valid video signal, and the counter value is Indicates the time from the start command signal input to the strobe flash. It should be noted that the condition for strobe flashing at the first trailing edge of the vertical synchronization signal is not limited to the type of the image pickup device of 2, and any camera having any image pickup structure can obtain an effective image. This is an example for flashing the strobe during the vertical blanking period, and "if the time from the image pickup start command signal input to the strobe lighting device flash such that a valid video signal is obtained can be counted, the above flash timing is It is not limited.
Next, in FIG. 7, when the image pickup start command signal is input into the image processing device 11 described above, the vertical synchronization signal in the camera with shutter of the image pickup device 2 matches the image pickup start command signal,
The shutter opens for a specified period of time after the trailing edge of the vertical sync signal, and one field of the video output signal immediately after that is a valid video signal. The counter value is the time from the input of the image capture start command signal to the opening of the shutter. Indicates.
Note that the above is an example of a camera with a shutter, and if “the time when the shutter is open is known” in “the time from the input of the imaging start command signal to the opening of the shutter can be counted”, the shutter open The timing is not limited. Further, the present invention is not limited to the embodiment of the combination of the image pickup device and the illumination device described in FIGS. 6 and 7, and the image pickup means attached to the hand of the moving robot does not shake the work target by any method. Any image pickup device may be used as long as it can adjust the exposure time according to the moving speed of the robot so that an image can be picked up, and has a means for detecting the time of exposure.
本実施例によれば、ロボットの手先部分に瞬時に撮像で
きる撮像装置を有し、撮像時期とロボットの位置を高速
に同期する手段を有する手先視覚付ロボットにおいて、
ロボット移動中に作業対象をロボット位置と同期させて
撮像し、撮影像を認識し、認識結果により、作業対象に
対してロボットの作業位置補正を可能とし、上記ロボッ
トはロボット移動開始点から、作業対象に到達する一連
の動作経路を停止することなく移動でき、従来の手先視
覚付ロボットのように視覚認識のためにロボットを停止
させる必要がなくなる効果がある。According to the present embodiment, in the robot with a hand tip, which has an image pickup device capable of instantaneously picking up an image on the hand part of the robot, and which has a means for synchronizing the image pickup time and the position of the robot at high speed,
While the robot is moving, the work target is imaged in synchronization with the robot position, the captured image is recognized, and the work position of the robot can be corrected with respect to the work target based on the recognition result. There is an effect that it is possible to move without stopping a series of movement paths reaching an object, and it is not necessary to stop the robot for visual recognition unlike the conventional robot with a hand-vision.
以上のように、本発明によれば、ロボットの手先部分に
視覚を持つ手先視覚付ロボットにおいて露出時間を調節
して撮像できる撮像手段と撮像した瞬時のロボット位置
を検出する手段とを設けることにより、ロボット移動中
に、作業対象の位置を視覚認識して、ロボットの作業位
置補正を行なうことができるので、ロボットは視覚認識
のために停止する必要がなくなり、手先に視覚認識機能
のないロボットと同様の時間で、作業を行なえ、作業時
間の増加をおさえる効果がある。As described above, according to the present invention, by providing the image pickup means capable of adjusting the exposure time and picking up the image and the means for detecting the instantaneous robot position at which the image is picked up, in the robot with a fingertip vision having the visual sense in the hand portion of the robot. While the robot is moving, the position of the work target can be visually recognized and the working position of the robot can be corrected, so that the robot does not need to stop for visual recognition, and the robot has no visual recognition function at hand. There is an effect that the work can be performed in the same time and the increase of the work time can be suppressed.
また、従来の手先視覚付ロボットのように、ロボットを
停止させて視覚認識し位置補正をすることは撮像時のロ
ボットの移動速度を零にすることにより可能であるので
必要に応じて、ロボット移動中、あるいは停止中に視覚
認識を使い分けることが可能である。In addition, as in the conventional robot with a hand tip, it is possible to stop the robot, visually recognize it, and correct the position by making the moving speed of the robot at the time of image capturing to zero. It is possible to selectively use visual recognition during or during stoppage.
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は第1
図実施例構成における動作説明図、第3図は第2部のロ
ボット動作経路の部分詳細図、第4図及び第5図は第2
図の動作説明図におけるロボット内処理及び画像処理の
フローを示す図、第6図は撮像命令とストロボ閃光の関
係を表わしたタイムチャート図、第7図は撮像命令とシ
ャッタ付カメラのシャッター開の関係を表わしたタイム
チャート図である。 1……ロボット、2……撮像装置 3……照明装置、4……ハンド 11……画像処理装置、12……ロボット制御装置 13……同期信号高速通信回路 21……ロボット動作経路FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a partial detailed view of the robot operation path of the second part, FIG. 4 and FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a flow of processing in the robot and image processing in the operation explanatory diagram of FIG. 6, FIG. 6 is a time chart diagram showing a relationship between an imaging command and a strobe flash, and FIG. 7 is an imaging command and opening of a shutter of a camera with a shutter. It is a time chart figure showing a relation. 1 ... Robot, 2 ... Imaging device 3 ... Illumination device, 4 ... Hand 11 ... Image processing device, 12 ... Robot control device 13 ... Synchronous signal high-speed communication circuit 21 ... Robot movement path
Claims (4)
ロボット制御装置と、そのロボットの手先部分に取り付
けられた作業装置と、そのロボットの手先部分で上記作
業装置の近傍に取り付けられた撮像装置と、該撮像装置
よりの入力画像データの認識処理をする画像処理装置
と、該画像処理装置と上記ロボット制御装置との間の通
信装置とから構成されるロボットにおいて、 上記ロボットにより目標とする作業をするための第1の
教示点の近傍に置かれた作業対象物へ、上記作業装置を
他の場所より位置決め制御する方法を以下の手順により
構成し、 (1)上記作業装置を上記他の場所より上記目標とする
作業をするための第1の教示点へ移動する方向へ、上記
作業装置より上記撮像装置が先行するように上記撮像装
置を向け、 (2)上記作業装置が、現在位置から、上記撮像装置が
上記目標とする作業をするための第1の教示点を視野の
中に捕らえる第2の教示点を経由して、上記第1の教示
点へ到達する直前の位置までの動作経路を演算し、 (3)上記動作経路の演算後、または演算途中で上記作
業装置を上記動作経路に沿って動作させ、上記作業装置
が上記第2の教示点を通過した時点で、上記ロボット制
御装置より、上記画像処理装置へ撮像開始命令を送り、 (4)上記撮像開始命令を受けた上記画像処理装置は、
上記撮像開始命令を受けた時刻から、所定の撮像周期を
持つ上記撮像装置の次の撮像周期の開始時刻までの遅れ
時間をカウントし、次の撮像周期の開始時刻に上記撮像
装置により上記作業対象物を撮像し、該撮像した画像を
認識処理して上記作業対象物の位置を認識し、該認識結
果と上記カウントした遅れ時間を上記ロボット制御装置
へ送信し、 (5)上記ロボット制御装置は、上記画像処理装置へ撮
像開始命令を送った後所定時間後にロボットの位置を求
め、併せて上記画像処理装置より受信した上記認識結果
と上記遅れ時間に基づき、撮像を開始した時刻における
上記撮像装置の位置を近似して求め、さらに上記作業対
象物の位置と上記第1の教示点との誤差を求め、その結
果より上記第1の教示点へ到達する直前の位置から上記
作業対象物へ至る補正動作経路を演算し、 (6)上記作業装置を上記第2の手順にて演算した動作
経路に沿って動作させるのに続けて、上記補正動作経路
に沿って動作させ、上記作業対象物へ位置決めさせる手
順を特徴とする手先視覚付ロボットの制御方法。1. A robot body, a robot control device for controlling the robot, a work device attached to a hand portion of the robot, and an image pickup device attached to the work device in the hand portion of the robot. In a robot including an image processing device for recognizing input image data from the imaging device and a communication device between the image processing device and the robot control device, a target work by the robot is performed. A method for controlling the positioning of the working device from another place on a work object placed in the vicinity of a first teaching point is performed by the following procedure. (1) The working device is placed in the other place. Aim the image pickup device so that the image pickup device precedes the work device in the direction of moving to the first teaching point for performing the target work, and (2) The working device reaches the first teaching point from the current position via the second teaching point that captures the first teaching point for performing the target work by the imaging device in the visual field. (3) The work device is operated along the motion path after or during the calculation of the motion path, and the work device determines the second teaching point. Upon passing, the robot controller sends an image capturing start command to the image processing device, and (4) the image processing device receives the image capturing start command,
The delay time from the time when the imaging start command is received to the start time of the next imaging cycle of the imaging apparatus having a predetermined imaging cycle is counted, and the work target is processed by the imaging apparatus at the start time of the next imaging cycle. An object is imaged, the imaged image is recognized, the position of the work object is recognized, the recognition result and the counted delay time are transmitted to the robot control device, and (5) the robot control device , The position of the robot is obtained after a predetermined time has elapsed after sending an image capturing start command to the image processing device, and based on the recognition result and the delay time received from the image processing device, the image capturing device at the time when the image capturing is started. Is calculated by approximating the position of the work object and the error between the position of the work object and the first teaching point, and from the result, the work pair is started from the position immediately before reaching the first teaching point. The correction operation path to the elephant is calculated, and (6) the working device is operated along the operation path calculated in the second procedure, and then the operation apparatus is operated along the correction operation path. A method for controlling a robot with a hand tip, which is characterized by a procedure for positioning a work object.
付ロボットの制御方法において、 第4の手順が、上記撮像開始命令を受けた上記画像処理
装置は、所定の撮像周期を持つ上記撮像装置の次の撮像
周期の開始時刻に、撮像を開始したことを上記ロボット
制御装置へ通知すると同時に、上記撮像装置により上記
作業対象物を撮像し、該撮像した画像を認識処理して上
記作業対象物の位置を認識し、該認識結果を上記ロボッ
ト制御装置へ送信し、 第5の手順が、上記ロボット制御装置は、上記画像処理
装置より上記撮像開始の通知を受けた時刻のロボットの
位置より上記撮像装置の位置を求め、その後上記画像処
理装置より受信した上記認識結果に基づき、上記作業対
象物の位置と上記第1の教示点との誤差を求め、その結
果より上記第1の教示点へ到達する直前の位置から上記
作業対象物へ至る補正動作経路を演算し、 であることを特徴とする手先視覚付ロボットの制御方
法。2. The method for controlling a robot with a hand tip according to claim 1, wherein in the fourth procedure, the image processing apparatus which has received the image capturing start command has a predetermined image capturing cycle. At the start time of the next imaging cycle of the imaging device, the robot control device is notified that the imaging is started, and at the same time, the work object is imaged by the imaging device, and the captured image is recognized to perform the recognition process. The position of the work object is recognized, the recognition result is transmitted to the robot control device, and the fifth step is that the robot control device controls the robot at the time when the imaging start notification is received from the image processing device. The position of the image pickup device is obtained from the position, and then the error between the position of the work target and the first teaching point is obtained based on the recognition result received from the image processing device. The method of the hand vision with a robot, characterized in that the position immediately before reaching the teaching point calculates a correction operation path to the work object, it is.
載の手先視覚付ロボットの制御方法において、 第4の手順の上記画像処理装置が上記撮像装置により上
記作業対象物を撮像する処理が、所定の撮像周期を持つ
上記撮像装置の次の撮像周期の開始時刻に、ストロボ照
明装置を閃光させて、TVカメラにより撮像を行なうこと
であることを特徴とする手先視覚付ロボットの制御方
法。3. The method for controlling a robot with a hand tip according to claim 1 or 2, wherein the image processing device in the fourth procedure images the work target by the image pickup device. The control of the robot with a hand tip, characterized in that the processing is to flash the stroboscopic illuminating device and perform imaging by the TV camera at the start time of the next imaging cycle of the imaging apparatus having a predetermined imaging cycle. Method.
載の手先視覚付ロボットの制御方法において、 第4の手順の上記画像処理装置が上記撮像装置により上
記作業対象物を撮像する処理が、所定の撮像周期を持つ
上記撮像装置の次の撮像周期の開始時刻に、シャッター
付カメラのシャッターを所定時間開放して撮像を行なう
ことであることを特徴とする手先視覚付ロボットの制御
方法。4. A method for controlling a robot with a hand tip according to claim 1 or 2, wherein the image processing device in the fourth step images the work target by the image pickup device. The control of the robot with a hand-eye vision, characterized in that the processing is to open the shutter of the camera with a shutter for a predetermined time and perform imaging at the start time of the next imaging cycle of the imaging device having a predetermined imaging cycle. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62084725A JPH0790493B2 (en) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | Control method for robot with hand vision |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62084725A JPH0790493B2 (en) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | Control method for robot with hand vision |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63251192A JPS63251192A (en) | 1988-10-18 |
| JPH0790493B2 true JPH0790493B2 (en) | 1995-10-04 |
Family
ID=13838661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62084725A Expired - Lifetime JPH0790493B2 (en) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | Control method for robot with hand vision |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0790493B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140102727A (en) * | 2012-02-14 | 2014-08-22 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | Imaging inspection device, and control device and control method therefor |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2715486B2 (en) * | 1988-11-17 | 1998-02-18 | 松下電器産業株式会社 | Robot control method |
| JP5803155B2 (en) * | 2011-03-04 | 2015-11-04 | セイコーエプソン株式会社 | Robot position detection device and robot system |
| JP6714393B2 (en) * | 2016-03-02 | 2020-06-24 | キヤノン株式会社 | Measuring device, system, measuring method, and article manufacturing method |
| JP7163115B2 (en) * | 2018-09-12 | 2022-10-31 | キヤノン株式会社 | ROBOT SYSTEM, ROBOT SYSTEM CONTROL METHOD, PRODUCT MANUFACTURING METHOD, CONTROL DEVICE, OPERATION DEVICE, IMAGING DEVICE, CONTROL PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP62084725A patent/JPH0790493B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140102727A (en) * | 2012-02-14 | 2014-08-22 | 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 | Imaging inspection device, and control device and control method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63251192A (en) | 1988-10-18 |
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