机器人系统、机器人、机器人控制装置及方法以及程序制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机器人系统、机器人、机器人控制装置、机器人控制方法以及机器人控制程序。其中，机器人系统具备：照相机，其拍摄可动部，并制作照相机图像；存储部，其存储可动部的形状模型；匹配处理部，其根据照相机图像和形状模型之间的匹配来检测出可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向；控制信息获取部，其获取控制可动部的动作的动作控制部所识别出的可动部在机器人坐标系中的位置以及朝向的信息；坐标系校正部，其基于可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向、以及可动部在机器人坐标系中的位置以及朝向，建立照相机坐标系和机器人坐标系的对应。

Robot system, robot, robot control device and method, and program

The invention relates to a robot system, a robot, a robot control device, a robot control method, and a robot control program. The robot system has a camera, shooting the movable part and making the camera image; storage unit, a storage model of its shape; matching processing part, according to the camera image and the shape of the model, to detect the moving part in the camera coordinate position and orientation; control information acquisition part, movable the movable part obtains the control action control department identified in the robot coordinate position and orientation information; coordinate correction part, the movable portion in the camera coordinate position and orientation, and the movable part in robot coordinate position and orientation based on the establishment of the corresponding camera coordinate system and robot coordinate system.

【技术实现步骤摘要】
机器人系统、机器人、机器人控制装置及方法以及程序
本专利技术涉及机器人系统、机器人、机器人控制装置、机器人控制方法以及机器人控制程序。
技术介绍
在下述的专利文献I中公开有使机器人手高精度地把持形成为工件形状的测量零件，根据拍摄被机器人手把持的测量零件而得的图像，进行机器人主体和照相机的坐标对位。专利文献1:日本特开平10 — 340112号公报然而，在上述专利文献I的技术中，在进行机器人主体和照相机的坐标对位(校准)时，需要使机器人把持测量零件的动作，在校准上花费与该动作对应的时间。另外，由于使用被称作测量零件的特别的工具，所以另外需要对其进行制作的成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于以低成本，更加迅速地进行校准。用于解决上述课题的第一方式例如是机器人系统，具备:可动部，其能够变更位置以及朝向，照相机，其拍摄上述可动部，而制作照相机图像；存储部，其存储上述可动部的形状模型；匹配处理部，其根据上述照相机图像和上述形状模型之间的匹配来检测上述可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向；控制信息获取部，其获取控制上述可动部的动作的动作控制部所识别出的上述可动部在机器人坐标系中的位置以及朝向的信息；坐标系校正部，其基于上述可动部在上述照相机坐标系中的位置以及朝向、以及上述可动部在上述机器人坐标系中的位置以及朝向，建立上述照相机坐标系和上述机器人坐标系的对应。由此，能够以低成本，更加迅速地执行校准。另外，在上述机器人系统中，也可以为上述匹配处理部根据三维的上述形状模型生成上述可动部的二维图像，并使用所生成的二维图像，检测出上述可动部在上述照相机图像内的位置以及朝向。由此，能够根据三维的可动部的形状模型可靠地检测出上述可动部在上述照相机图像内的位置以及朝向。另外，即便不设置多台照相机，也能够用来自I台照相机的图像执行校准。在上述机器人系统中，上述形状模型也可以是上述可动部的CAD(computer aideddesign:计算机辅助设计)数据。由此，能够高精度地检测出上述可动部的位置以及朝向。另外，由于能够借用在机器人系统的设计阶段已经制作出的数据，所以能够省去制作校准用的形状模型的数据所花费的成本。在上述机器人系统中，上述可动部也可以是臂、臂的连杆、或者末端执行器。由此，能够可靠地执行校准。另外，在上述机器人系统中，上述存储部存储多个不同的可动部的形状模型，上述匹配处理部使用多个上述可动部的形状模型中的至少一个，检测该可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向，上述坐标系校正部针对被上述匹配处理部检测出照相机坐标系中的位置以及朝向的可动部，建立上述照相机坐标系和上述机器人坐标系的对应。由此，若存在能够从设置了照相机的位置进行拍摄的可动部，则即便其他可动部处于不能够从照相机进行拍摄的位置的情况下，也能够执行校准。另外，在上述机器人系统中，各个上述可动部的表面被赋予不同的识别信息，上述匹配处理部在上述照相机图像中检测识别信息，使用与检测出的识别信息对应的可动部的形状模型，检测出该可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向也是可以。由此，在多个形状模型中，能够限定成为匹配对象的可动部的形状模型，所以能够更加迅速地结束校准。另外，在上述机器人系统中，优选上述存储部存储机器人系统内的可动部中，动作时的位移较大的可动部的形状模型。由此，能够提高校准的精度。用于解决上述课题的第二方式例如是机器人，具备:可动部，其能够变更位置以及朝向，图像获取部，其获取拍摄上述可动部而得的照相机图像；存储部，其存储上述可动部的形状模型；匹配处理部，其根据上述照相机图像和上述形状模型之间的匹配来检测出上述可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向；动作控制部，其控制上述可动部的动作；控制信息获取部，其获取上述动作控制部识别出的上述可动部在机器人坐标系中的位置以及朝向的信息；以及坐标系校正部，其基于上述可动部在上述照相机坐标系中的位置以及朝向、以及上述可动部在上述机器人坐标系中的位置以及朝向，建立上述照相机坐标系和上述机器人坐标系的对应，并生成校准参数，上述动作控制部基于所生成的上述校准参数控制上述可动部的动作。用于解决上述课题的第三方式例如是控制机器人的机器人控制装置，具备:图像获取部，其获取对能够变更位置以及朝向的机器人的可动部进行拍摄而得的照相机图像；控制信息获取部，其获取控制上述可动部的动作的动作控制部所识别出的上述可动部在机器人坐标系中的位置以及朝向的信息；匹配处理部，其获取上述可动部的形状模型，根据上述照相机图像和上述形状模型之间的匹配来检测出上述可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向；坐标系校正部，其基于上述可动部在上述照相机坐标系中的位置以及朝向、以及上述可动部在上述机器人坐标系中的位置以及朝向，建立上述照相机坐标系和上述机器人坐标系的对应，并生成校准参数；输出部，其将上述校准参数输出给上述动作控制部。用于解决上述课题的第四方式例如是机器人的控制方法，其执行如下步骤:获取对能够变更位置以及朝向的机器人的可动部进行拍摄而得的照相机图像的图像获取步骤；获取控制上述可动部的动作的动作控制部所识别出的上述可动部在机器人坐标系中的位置以及朝向的信息的控制信息获取步骤；获取上述可动部的形状模型，根据上述照相机图像和上述形状模型之间的匹配来检测出上述可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向的匹配处理步骤；基于上述可动部在上述照相机坐标系中的位置以及朝向、以及上述可动部在上述机器人坐标系中的位置以及朝向，建立上述照相机坐标系和上述机器人坐标系的对应，并生成校准参数的坐标系校正步骤；将上述校准参数输出给上述动作控制部的输出步骤。用于解决上述课题的第五方式例如是控制机器人的机器人控制程序，其使计算机实现如下功能:图像获取功能，获取对能够变更位置以及朝向的机器人的可动部进行拍摄而得的照相机图像；控制信息获取功能，获取控制上述可动部的动作的动作控制部所识别出的上述可动部在机器人坐标系中的位置以及朝向的信息；匹配处理功能，获取上述可动部的形状模型，根据上述照相机图像和上述形状模型之间的匹配检测出上述可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向；坐标系校正功能，基于上述可动部在上述照相机坐标系中的位置以及朝向、以及上述可动部在上述机器人坐标系中的位置以及朝向，建立上述照相机坐标系和上述机器人坐标系的对应，生成校准参数；以及输出功能，将上述校准参数输出给上述动作控制部。【附图说明】图1是表不本专利技术的一实施方式的机器人系统10的外观的一个例子的图。图2是表示机器人系统10的功能构成的一个例子的框图。图3是表示存储于存储部22内的形状模型30的一个例子的图。图4是表示利用照相机14制作出的照相机图像40的一个例子的图。图5是表示根据形状模型30制作出的二维图像31的一个例子的图。图6是用于说明匹配处理的示意图。图7是表示机器人控制装置15的动作的一个例子的流程图。图8是表示匹配处理(步骤S200)的一个例子的流程图。图9是表示实现机器人控制装置15的功能的计算机50的一个例子的图。【具体实施方式】以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1表不本专利技术的一实施方式的机器人系统10的外观的一个例子。机器人系统10具备机器人主体11、照相机14、以及机器人控制装置15。在本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人系统，其特征在于，具备：可动部，其能够变更位置以及朝向，照相机，其拍摄所述可动部，而制作照相机图像；存储部，其存储所述可动部的形状模型；匹配处理部，其根据所述照相机图像和所述形状模型之间的匹配来检测所述可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向；控制信息获取部，其获取控制所述可动部的动作的动作控制部所识别出的所述可动部在机器人坐标系中的位置以及朝向的信息；以及坐标系校正部，其基于所述可动部在所述照相机坐标系中的位置以及朝向及所述可动部在所述机器人坐标系中的位置以及朝向，建立所述照相机坐标系和所述机器人坐标系的对应。

【技术特征摘要】
2012.07.11 JP 2012-1552521.一种机器人系统,其特征在于,具备: 可动部，其能够变更位置以及朝向， 照相机，其拍摄所述可动部，而制作照相机图像； 存储部，其存储所述可动部的形状模型； 匹配处理部，其根据所述照相机图像和所述形状模型之间的匹配来检测所述可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向； 控制信息获取部，其获取控制所述可动部的动作的动作控制部所识别出的所述可动部在机器人坐标系中的位置以及朝向的信息；以及 坐标系校正部，其基于所述可动部在所述照相机坐标系中的位置以及朝向及所述可动部在所述机器人坐标系中的位置以及朝向，建立所述照相机坐标系和所述机器人坐标系的对应。2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于， 所述匹配处理部根据三维的所述形状模型生成所述可动部的二维图像，并使用所生成的二维图像，检测出所述可动部在所述照相机图像内的位置以及朝向。3.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于， 所述形状模型是所述可动部的三维CAD数据。4.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于， 所述可动部是臂、臂的连杆、或者末端执行器。5.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于， 所述存储部存储多个不同的可动部的形状模型， 所述匹配处理部使用多个所述可动部的形状模型中的至少一个，检测出该可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向， 所述坐标系校正部针对被所述匹配处理部检测出照相机坐标系中的位置以及朝向的可动部，建立所述照相机坐标系和所述机器人坐标系的对应。6.根据权利要求5所述的机器人系统，其特征在于， 各个所述可动部的表面被赋予不同的识别信息， 所述匹配处理部在所述照相机图像中检测出识别信息，使用与检测出的识别信息对应的可动部的形状模型，检测出该可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向。7.—种机器人,其特征在于,具备: 可动部，其能够变更位置以及朝向， 图像获取部，其获取拍摄所述可动部而得的照相机图像； 存储部，其存储所述可动部的形状模型； 匹配处理部，其根据所述照相机图像和所述形状模型之间的匹配来检测出所述可动部在照相机坐标系中的位置以及朝向； 动作控制部，其控制所述可动部的动作； 控制信息获取部，其获取所述动作控制部所识别出的所述可动部在机器人坐标系中的位置以及朝向的信息；以及 坐标系校正部，其基于所述可动部在所述照相机坐标系中的位置以及朝...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本茂之，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：