WO1990000109A1 - Nominal data automatic setting method of visual sensor system - Google Patents
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Description
明 細 害
視覚センサシステムのノミナルデータ自動設定方法 技 術 分 野
本発明は、 視覚センサシステムにおける ノミナルデー タ自動設定方法および補正データ箅出方法に関する。
背 景 技 術
各種機械例えば産業用ロボッ ト に装備した視覚センサ システムから送出される補正デー タに応じて機械作動部 の動作位箧, 姿勢を補正することは従来公知である。 例 えば、 ロボッ ト運転時、 視覚センサシステムは、 ロボッ ト の動作位匿, 姿勢を検出して検出データをロボッ ト制 御部に送出し、 ロボッ ト 制御部は、 この検出データと基 準デー タ (以下、 ノ ミナルデータ という) 例えばロボッ 卜 への教示時に予め設定されたロボッ ト の動作位匿, 姿 勢を表すデータ とに基づいて補正データを得てロボッ ト の動作位置, 姿勢を補正している。 従来、 この動作補正 に用いる ノ ミナルデータをオペレ ータによ り予め手動設 定している。 このため、 ノ ミナルデータの設定が面倒で かつ熟練者によ らねばならなかつた。
発 明 の 開 示
本発明の目的は、 ノ ミナルデー タを正確かつ迅速にし かも容易に設定できる、 視覚センサシステムにおけるノ ミナルデータ自動設定方法を提供するこ とにある。
本発明の別の目的は、 自動設定されたノ ミナルデ一夕 に基づいて実行される、 視覚センサシステムにおける補
正データ算出方法を提供することにある
上述の目的を達成するため、 本発明の視覚センサシス テムにおけるノミナルデータ自動設定方法は、 ノミナル データ設定を実行するための所定のルーチンを所定部分 に設けたブログラムを視覚センサシステムにより実行す る工程 ( a〉 と、 ノミナルデータに関連する所定の画像 パラメータの値を検出する工程 ( b〉 と、 前記所定のル 一チンの実行時に検出した前記所定の画像バラメータの 値をノミナルデータとして自動的に設定する工程 ( c ) とを備える。
本発明の別の態様によれば、 視覚センサシステムにお ける辅正データ算出方法は、 ノミナルデータ設定および 補正データ算出をそれぞれ実行するための第 1および第 2の所定のルーチンを所定部分に一対に設けたプログラ ムを視覚センサシステムにより実行する工程 ( a ) と、 ノミナルデータに閬連する所定の画像パラメータの値を 検出する工程 ( b ) と、 前記ブログラムを前記第 1の所 定のルーチンを舍めかつ前記第 2の所定のルーチンを舍 めずに実行するためのノミナルモー ドおよび前記ブログ ラムを前記第 1 の所定のルーチンを含めずにかつ前記第 2の所定のルーチンを含めて実行するためのァクチユア ルモー ドのいずれかを選択する工程 ( c ) と、 前記ノミ ナルモー ドにおける前記第 1の所定のルーチンの実行時 に検出した前記所定の画像バラメータの値をノミナルデ ータと して自動的に設定する工程 ( d ) と、 前記ノミナ
ルデー タ と前記アクチュアルモー ドにおける前記第 2の 所定のルーチンの実行時に検出した前記所定の画像バラ メータの値とに基づいて補正デー タを算出する工程 ( e〉 とを備える。
上述のように、 本発明は、 プログラムの所定部分に設 けた所定のルーチンの実行時に検出したノ ミナルデータ に関連する画像パラメータの検出値をノ ミナルデータと して自動的に設定するよ うにしたので、 視覚センサシス テムにおけるノ ミナルデータの設定を正確かつ迅速にし かも容易に行える。 また、 自動設定したノ ミナルデータ に基づいて各種機械の動作補正用のデータを箅出するよ うにしたので、 動作補正を適正に行える。
図 面 の 簡 単 な 説 明
第 1 図は本発明の一実施例によ るノ ミナルデータ自動 設定および補正データ箅出方法を実施するための視覚セ ンサシステムの要部を示すプロック図、 第 2図は第 1 図 の視覚センサシステムが実行するプログラムを例示する 図、 および、 第 3図はノ ミナルデータ設定ルーチンを例 示する図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明の一実施例によ る方法を実施する.ための視覚セ ンサシステムは、 例えば産業用ロボッ ト に装備され、 口 ボッ ト 動作補正用データをロボッ ト に供給するよ うにな つている。 このため、 視覚センサシステムは、 補正デー タ算出に用いる ノ ミナルデータ (たとえばロボッ ト への
教示時におけるワークの特定部位の位匮, 姿勢を表す基 準データ) を自動的に検出記恡するためのノ ミナルモー ドおよび.補正データを算出しロボッ ト に送出するための アクチュアルモー ドの夫々で作動するようにされている。 第 1図を参照すると、 視覚センサシステムは、 メイン 中央処理装箧 (以下、 メイン C P Uと云う) 1 1を有す る画像処理装箧 1 0を備えている。 メイン C P U 1 1 に は、 カメラインターフェ イス 1 2, 画像処理プロセッサ 1 3, コンソールインタ ーフ ェイ ス 1 4, 通信インタ 一 フェイス 1 5, フ レームメモリ 1 6, コン ト ロールソフ ト用メモリ 1 7, ブログラムメモリ 1 8及びデータメモ リ 1 9がバス 2 0を介して接続されている。 カメライン ターフ : cイス 1 2には例えばロボッ ト 30の作動部 (図 示省略〉 に当該作動部と一体移動自在に装着したカメラ 2 1 および図示しない第 2のカメラが接続され、 コンソ ールイ ンターフ ェ イス 1 4にはコンソール 22が、 また、 通信インターフ ェイス 1 5には視覚センサシステムが装 備ざれる機械の制御部例えばロボッ ト 30の制御部 (図 示略) がそれぞれ接続されている。
詳し く は、 コンソール 22は、 視覚センサシステムの 作動モー ドの選択, 各種指令の入力ならびにプログラム の入力, 編集, 登録, 実行等のための、 数字キーを含む 各種キー 22 aと、 各種作業メニュー, プログラムのリ ス トなどを表示するための液晶表示部 22 とを備えて いる。 コン ト ロールソフ ト用メモリ 1 7は R 0 Mよ りな
り視覚センサシスチム制御用のプログラムを格納し、 ブ ログラムメモリ 1 8は R AMよ りなり ノ ミナルデータ設 定および補正デー タ箅出用のユーザプログラムを格納す るようになっている。 このユーザプログラムはコンソ一 ル 2 2の表示部 2 2 bに表示されるメニュ ーに従ってォ ベレー タがコンソール 2 2のキー 2 2 aを操作して作成 するもので、 当該プログラムの所定部分にはノ ミナルデ ータ設定および補正デー タ算出をそれぞれ実行するため のルーチンが一対に設けられている。 例えば、 第 2図に 示すよ う に、 ユーザプログラムの第 1 の命令群 1 0 0 と 第 2の命令群 1 0 2間に介在するユーザブ口グラムの第 1 の所定部分 1 0 1 には、 第 1 の補正デー タ箅出ルーチ ン 1 0 1 a と第 1 のノ ミナルデー タ設定ルーチン 1 0 1 b とが一対に設けられている。 また、 第 2の命令群 1 0 2と第 3の命令郡 1 0 4間に介在する第 2の所定部分 1 0 3には、 第 2の補正データ箅出ルーチン ; I 0 3 a と第 2のノ ミナルデー タ設定ルーチン 1 0 3 b とが一対に設 けられている。 下記にユーザブログラムを例示する。
SNAP CIRCLE FIND
RECOG OBJECT CONV DATA SNAP
CIRCLE FIND RECOG OBJECT
CON V DATA
SEN D DATA
以下、 .第 3図を参照して、 上述の構成の視覚センサシ ステムの作動を説明する。
オペレータが、 コンソール 2 2の所定のキーを操作し てノ ミナルモー ド選択指令またはアクチュアルモー ド選 択指令を視覚センサシステムに入力すると、 この指令に 応じて、 視覚センサシステムの画像処理装箧 1 0のメイ ン C P U 1 1 は、 該 C P Uに内蔵のフラグメモリ (図示 省略) に選択した視覚センサシステム作動モー ドを表す フラグ情報を格納する。
オペレータによ るロボッ ト 3 0への教示操作時および ロボッ ト 3 0の記憶部 (図示略) に格納された教示ブロ グラムに従うロボッ トの実際運転時の夫々において、 メ イン C P U 1 1 はコン ト ロールソフ ト用メモリ 1 7に格 納したセンサシステム制御用のプログラムに従って作動 する。 本発明との閬達において、 メイン C P U 1 1 はブ ログラムメモリ 1 8から読出したノミナルデータ設定お よび補正データ算出用のユーザプログラム (第 2図) を 実行する。 当該ブログラムの第 1 の命令群 1 ひ 0からス ナツブ指令が読み取られると、 カメラ 2 1.から送出され る映像信号に A / D変換処理を含む従来公知の各種処理 が施されて各々所定ビッ ト数で表された所定数の画素よ りなる濃淡画像データが生成され、 フ レームメモリ 1 6 に格納ざれる。 次いで、 画像処理プロセッサ 1 3におい
て漉淡画像データが従来公知のよ うに画像処理される。 この結果、 ロボッ ト 30の作業対象物でかつカメラ 2 1 の撮影対象物であるワーク (図示省略) が認識され、 ざ らに、 ワークのセンサ座標系での位箧, 姿勢 (画像バラ メータ) を表すデータが生成される。
次に、 ユーザブ口グラムの第 1 の所定部分 1 0 1が実 行される。 このと き、 メ イン C P U 1 1 は、 上記フラグ 情報に基づいてノ ミナルモー ドおよびアクチュアルモー ドのいずれが選択されているかを判別する (第 3図のス テツブ S 200 ) 。 ノ ミナルモー ドが選択されている場 合 (換言すれば、 ロボッ ト 3 0への教示操作時) 、 メイ ン C P U 1 1 は、 第 1 のノ ミナルデータ設定ルーチン 1 O l bを実行する。 先ず、 コンソール 22の液晶表示部 22 bに質問メ ッセージ 「ノ ミナルデータ設定をするか 否か」 を表示させ (ステップ S 2 0 1 〉 、 このメッセ一 ジに応じてオペレータがコンソール 22の所定のキーを 操作してノ ミナルデータ設定指令を入力したか否かを判 別する (ステップ S 20 2 ) 。 この指令が入力されると、 メイン C P U 1 1 は、 画像処理プロセッサ 1 3からのセ ンサ座標系におけるワーク位匿, 姿勢データに座標変換 処理を施してロボッ ト座標系におけるヮー.ク位蚩, 姿勢 データを得、 これをデー タメモリ 1 9にノ ミナルデータ と して格納する (ステップ S 2 0 3 ) 。 上記メ ッセージ 表示ステップ S 2 0 1, 設定指令入力判別ステップ S 2 02およびノ ミ ナルデー タ設定ステップ S 2 03を設け
た結果、 例えば、 オペレータは 2つのノミナルデータの いずれか一方の設定が不要であると判別したときに当該 一方のノ ミナルデータの設定を阻止できる。 なお、 ノミ ナルデ一タ設定指令入力時のロボッ ト 3 0の作動位置, 姿勢がロボッ ト に教示される。 次に、 メイン C P U 1 1 は、 第 1 の命令群 1 0 0に対応する第 2の命令群 1 0 2 を実行する。 即ち、 第 2のカメラから画像を取り込み、 画像処理を行い、 対象物を認識する。 そして、 第 2の命 令群に続く第 2の所定部分 1 0 3について上述同様の処 理を実行し、 さらに、 例えば第 1, 第 2の補正データを ロボッ ト 3 0に送信するために第 3の命令群 1 0 4を実 行する。 これによ りノミナルモー ドでの視覚センサシス テムの作動を終了する。 なお、 上記ステップ S 2 0 2に おいてノ ミナルデータ設定指令入力なしと判別したとき はノミナルモー ドでの作動を終了する。
—方、 ロボッ ト 3 0の実際運転時すなわち視覚センサ システムのアクチュアルモー ドによる作動時、 視覚セン サシステムのメイン C P U 1 1 は上述の場合と同様に第 2図のユーザプログラムを実行する。 但し、 ユーザブロ グラムの第 1 の命令群 1 0 0に続く第 1 の所定部分 1 0 1の実行開始時、 ステップ S 2 0 0において、 メイン C P U 1 1 はフラグ情報に基づいてアクチュアルモー ドが 選択ざれていると判別し、 補正データ箅出ルーチン 1 0 1 aを実行する。 この算出ルーチン 1 0 1 aにおいて、 メイン C P U 1 1 は、 上述の手順と同様の手順により得
たロボッ ト座標系でのワークの位匿, 姿勢を表すデータ と先のノ ミナルモー ドで得たノ ミナルデー タとの偏差を インク リ メンタル補正データと して算出する。 次いで、 このインク リメンタル補正データを通信イ ンターフェイ ス 1 5を介してロボッ ト 制御部に送出する。 ロボッ ト制 御部はイ ンク リ メンタル補正データに基づく従来公知の 動作位箧, 姿勢補正を行いつつロボッ ト作動部の位 ®, 姿勢を従来公知のように制御して所要の作業を行う。
Claims
1 . ノミナルデータ設定を実行するための所定のルーチ ンを所定部分に設けたプログラムを視覚センサシスチ ムによ り実行する工程 (a ) と、 ノミナルデータに閧 連する所定の画像パラメータの値を検出する工程 ( b ) と、 前記所定のルーチンの実行時に検出した前1記所定 の画像パラメータの値をノミナルデータとして自動的 に設定する工程 ( c ) とを備える視覚センサシステム におけるノミナルデータ自動設定方法。
2. 前記工程 ( c ) において、 ノミナルデータ設定を実 行すべきか否かを質問するメッセージを表示し、 前記 メッセ一ジ表示に応じてオペレータによ りノミナルデ 一夕設定指令が入力されたと判別したときにのみノミ ナルデータ設定を行う請求の範囲第 1項記載の視覚セ ンサシステムにおけるノミナルデータ自動設定方法。
3 . ノ ミナルデータ設定および補正データ算出を夫々実 行するための第 1 および第 2の所定のルーチンを所定 部分に一対に設けたプログラムを視覚センサシステム によ り実行する工程 ( a ) と、 ノミナルデータに閬連 する所定の画像パラメータの値を検出する工程 ( b ) と、 前記ブ口グラムを前 Ϊ3第 1の所定のルーチンを含 めかつ前記第 2の所定のルーチンを含めずに実行する ためのノミナルモー ドおよび前記プログラムを前記第 1の所定のルーチンを舍めずにかつ前記第 2の所定の ルーチンを含めて実行するためのアクチュアルモード
のいずれかを選択する工程 ( c 〉 と、 前記ノ ミナルモ 一ドにおける前記第 1 の所定のルーチンの実行時に検 出した.前記所定の画像パラメ一タの値をノミナルデ一 タと して自動的に設定する工程 ( d ) と、 前記ノミナ ルデー 夕と前記アクチュアルモー ドにおける前記第 2 の所定のルーチンの実行時に検出した前記所定の画像 パラメータの値とに基づいて補正データを算出するェ 程 ( e ) とを備える視覚センサシステムにおける補正 デー タ箅出方法。
4. 前記工程 ( d ) において、 ノ ミナルデータ設定を実 行すべきか否かを.質問するメッセージを表示し、 前記 メッセージ表示に応じてオペレータによ り ノ ミナルデ ータ設定指令が入力されたと判別したときにのみノ ミ ナルデータ設定を行う請求の請求の範囲第 3項記載の 視覚センサシステムにおける補正データ算出方法。
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