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JPH1080886A - 視覚制御ロボット - Google Patents

視覚制御ロボット

Info

Publication number
JPH1080886A
JPH1080886A JP8238937A JP23893796A JPH1080886A JP H1080886 A JPH1080886 A JP H1080886A JP 8238937 A JP8238937 A JP 8238937A JP 23893796 A JP23893796 A JP 23893796A JP H1080886 A JPH1080886 A JP H1080886A
Authority
JP
Japan
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robot
controller
control circuit
visual
target
Prior art date
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Pending
Application number
JP8238937A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoyuki Murakami
直之 村上
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REKOODE ONKYO KK
Original Assignee
REKOODE ONKYO KK
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Filing date
Publication date
Application filed by REKOODE ONKYO KK filed Critical REKOODE ONKYO KK
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Priority to US08/924,856 priority patent/US6763283B1/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B25J9/1697—Vision controlled systems
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37266—Infrared
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
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    • G05B2219/37572—Camera, tv, vision
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
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    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40591—At least three cameras, for tracking, general overview and underview
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】市販の汎用ロボットと視覚認識装置を利用して
安価な視覚制御ロボットを提供する。 【解決手段】視覚制御ロボットは、コントローラ１１か
らの指示により３次元に駆動するロボット１と、ロボッ
ト１の可動範囲を少なくとも２方向から撮影するビデオ
カメラ２と、ロボット１の可動範囲にある視認目標物３
と、ビデオカメラ２が撮影した視認目標物３の位置へ、
ロボット１を移動させる指示信号をコントローラ１１に
与える制御回路１０とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば病人の介護
などに応用できるロボットであって、視覚認識によって
位置を制御する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、ロボットは産業分野での作業に多
く使用されている。汎用ロボットの多くは、予めのティ
ーチング動作で動作位置を指定して制御回路に記憶して
おき、プログラムにしたがって呼び出し、その位置に移
動するように制御している。ロボットに視覚センサを装
備し、そのセンサで認識した目標の方向、位置へロボッ
トを移動させるようにしたものもある。しかし、ロボッ
トに複数のセンサを装備していたとしても、ロボットの
限られた大きさではセンサどうしをさほど離して配置す
ることができないから、目標の正確な３次元位置を認識
するのは困難である。そのため未だ汎用されていないの
で、価格的にも高価な装置となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、市販されて
いる汎用ロボットを利用し、また市販されている汎用の
視覚認識装置を利用することにより、安価でありながら
動作制御を可能にする視覚制御ロボットを提供すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の視覚制御ロボットを、実施例に対
応する図１により説明すると、以下のとおりである。
【０００５】すなわち本発明を適用する視覚制御ロボッ
トは、図１に示すとおり、コントローラ１１からの指示
により３次元に駆動するロボット１と、ロボット１の可
動範囲を少なくとも２方向から撮影するビデオカメラ２
と、ロボット１の可動範囲にある視認目標物３と、ロボ
ット１の可動範囲を予め認識する機能およびビデオカメ
ラ２が撮影した視認目標物３の位置へロボット１を移動
させる指示信号をコントローラ１１に与える機能を持っ
た制御回路１０とを有することを特徴とする。
【０００６】また、本発明を適用する視覚制御ロボット
は、制御回路１０に、表示装置１２および表示装置１２
の座標を指示する入力装置１３または／および１４が接
続されており、入力装置１３または／および１４で指示
された座標に対応する位置へロボット１を移動させる指
示信号をコントローラ１１に与える機能を有していても
よい。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面によ
り詳細に説明する。
【０００８】図１は本発明を適用する視覚制御ロボット
の一実施例のブロック図である。同図に示すとおり、ロ
ボット１の可動範囲を視野範囲として３方向から撮影す
るビデオカメラ２x、ビデオカメラ２y、およびビデオカ
メラ２zが設置されている。ロボット１にはコントロー
ラ１１が接続され、コントローラ１１は入出力インター
フェース（Ｉ／Ｏ）１５を介して制御回路（ＣＰＵ）１
０に繋がっている。３台のビデオカメラ２x、ビデオカ
メラ２y、およびビデオカメラ２zは、アナログ−デジタ
ル変換器（Ａ／Ｄ）１６を介して制御回路１０に繋がっ
ている。制御回路１０には、表示装置としての陰極線管
表示器（ＣＲＴ）１２、入力装置としてのキーボード１
３およびマウス１４が接続されている。この他、ビデオ
カメラ２x、２yおよび２zで撮影可能な視認目標物３が
準備される。視認目標物３は電池を内蔵し、赤外線発光
ダイオードを表面に埋め込んだもので、物体の表面に貼
りつけできるように粘着部分がある。
【０００９】制御回路１０は、ロボットを最大限に移動
させたときの座標を、可動範囲として認識する機能を有
し、またビデオカメラ２x、２yおよび２zで撮影した視
認目標物３のビデオ信号から視認目標物３の位置を認識
する機能を有している。さらに制御回路１０は、その視
認目標物３に対応する位置へロボット１を移動させる指
示信号をコントローラ１１に与える機能、およびキーボ
ード１３およびマウス１４により陰極線管表示器１２に
指示された座標に対応する位置へロボット１を移動させ
る指示信号をコントローラ１１に与える機能を有してい
る。
【００１０】なお陰極線管表示器１２、キーボード１
３、マウス１４は、本例では車椅子に搭載してある。
【００１１】上記実施例の視覚制御ロボットの動作を説
明する。
【００１２】先ずロボット１の可動範囲を制御回路１０
が認識することから始める。視認目標物３の赤外線発光
ダイオードを点灯させておき、ロボット１の可動範囲、
すなわちビデオカメラ２x、２yおよび２zの視野範囲内
の任意の位置Ａでロボット１に視認目標物３を保持させ
る。そしてキーボード１３（またはマウス１４）により
ロボット１の可動範囲限界の座標を制御回路１０に与
え、制御回路１０からコントローラ１１を経由して指示
信号でロボット１は可動範囲の限界まで移動する。視認
目標物３はビデオカメラ２x、２yおよび２zで撮影さ
れ、そのアナログビデオ信号はアナログ−デジタル変換
器１６でデジタル信号に変換され、制御回路１０に読み
込まれる。制御回路１０では、ロボット１の全可動範囲
を認識し、座標と指示信号とをメモリ領域に記憶する。
【００１３】次に、この可動範囲の任意の位置Ａで、視
認目標物３をロボット１に保持させ、ビデオカメラ
２x、２yおよび２zで撮影し、位置Ａを演算し、ロボッ
ト１の初期位置として制御回路１０に記憶させる。視認
目標物３をロボット１から離し、ロボット１の可動範囲
にある位置Ｂ、例えば病人が乗っている車椅子（不図
示、位置Ｂにある）に取り付けると（図示矢印Ａ→Ｂ参
照）、ビデオカメラ２x、２yおよび２zで位置Ｂの視認
目標物３が撮影され、そのビデオ信号が制御回路１０に
読み込まれ、視認目標物３の位置Ｂが演算される。この
ときの視認目標物３の位置Ｂはロボット１の初期位置Ａ
とは異なっているので、制御回路１０は視認目標物３の
位置Ｂへロボット１を移動させる指示信号をメモリーの
記憶から演算し、入出力インターフェース１５を通じて
コントローラ１１に与える。コントローラ１１からの制
御信号でロボット１は視認目標物３の位置Ｂ、すなわち
車椅子へと移動する。
【００１４】ロボット１が車椅子に着いたら、そこに乗
っている病人は、陰極線管表示器１２に表示された、さ
らに別な位置Ｃ、例えば薬棚をキーボード１３およびマ
ウス１４で指示すると、これが割り込み信号として制御
回路１０に入り、Ｃの座標からメモリーの記憶により指
示信号を演算し、入出力インターフェース１５を通じて
コントローラ１１に指示信号を出する。コントローラ１
１の指令でロボット１は位置Ｃ、すなわち薬棚へ移動す
る。ロボット１は薬棚で、本来のロボット１の機能とし
て薬を掴む。ここで病人は、キーボード１３で制御回路
１０に割り込み信号を解除すると、ビデオカメラ２x、
２yおよび２zで撮影されている視認目標物３の位置Ｂが
薬を掴んでいるロボット１の位置Ｃとは異なっているの
で、制御回路１０が視認目標物３の位置Ｂへロボット１
を移動させるため、撮影されているＢ座標からメモリー
の記憶により指示信号を演算し、入出力インターフェー
ス１５を通じてコントローラー１１にしの指示信号を与
える。コントローラ１１の制御信号でロボット１は位置
Ｂ、すなわち車椅子へと薬を運んでくる。
【００１５】なお上記実施例では、３台のビデオカメラ
２x、２y、２zを装備しているが、最低２台でも足り
る。通常、ビデオカメラは２次元画像を撮影するもので
あるから、２台のビデオカメラが視認目標物３を撮影し
ていればその３次元位置を解析できるからである。ただ
装備されるビデオカメラが２台だけであると、視認目標
物３が物陰に入った場合などは、撮影不能になることが
多いので、少なくとも３台程度のビデオカメラを装備
し、視認目標物３がどのような位置にあっても、最低２
台のビデオカメラが撮影できるようにしておくことが好
ましい。
【００１６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明は、
ロボットの本体は市販されている汎用ロボットをそのま
ま利用でき、また市販されている汎用のビデオカメラを
付加することにより、視覚による動作の制御が可能とな
り、極めて安価に視覚制御ロボットを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する視覚制御ロボットの一実施例
のブロック図である。
【符号の説明】
１はロボット、２x・２y・２zはビデオカメラ、３は視
認目標物、１０は制御回路（ＣＰＵ）、１１はコントロ
ーラ、１２は陰極線管表示器、１３はキーボード、１４
はマウス、１５は入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）、
１６はアナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コントローラからの指示により３次元に
    駆動するロボットと、該ロボットの可動範囲を撮影する
    ビデオカメラと、該ロボットの可動範囲にある視認目標
    物と、該ロボットの可動範囲を予め認識する機能および
    該ビデオカメラが撮影した該視認目標物の位置を記憶
    し、その位置へ該ロボットを移動させる指示信号を記憶
    する機能を持つ制御回路とを有し、該制御回路の記憶か
    ら指示信号を該コントローラへ与え、該ロボットを駆動
    することを特徴とする視覚制御ロボット。
  2. 【請求項２】 該制御回路に、表示装置および該表示装
    置の座標を指示する入力装置が接続されており、該入力
    装置で指示された座標に対応する位置へ該ロボットを移
    動させる指示信号を該コントローラに与える機能を有す
    ることを特徴とする請求項１に記載の視覚制御ロボッ
    ト。
JP8238937A 1996-09-10 1996-09-10 視覚制御ロボット Pending JPH1080886A (ja)

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