(57)【要約】【課題】キャリブレーションに要する手間及び時間を削減するロボットシステムを提供する。【解決手段】ロボットシステム１は、対象物を撮像する撮像装置１２と、距離を測定するレーザセンサ１３と、アーム１５と、を備えるロボット１０、及び制御装置２０を備え、制御装置は、撮像装置の焦点が第１対象物５０に合っている際の撮像装置から第１対象物までの距離が、基準距離として記憶される記憶部２２と、第２対象物４０を含む第１画像に基づき、第２対象物までの距離を測定可能な領域にレーザセンサが位置するようにアームを配置させ、撮像装置から第２対象物までの距離が基準距離と一致するようにアームを移動させる動作制御部２１０と、距離情報に基づいて、第２対象物の複数の特徴点を検出する検出部２１３と、アームの座標系における複数の特徴点の座標と、移動した撮像装置によって撮像された第２画像の座標とを対応付ける較正部２１４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット及び前記ロボットの動作を制御する制御装置を備えるロボットシステムであって、
前記ロボットは、
載置面に載置された対象物を撮像する撮像装置と、
対象物までの距離を測定するレーザセンサと、
前記撮像装置及び前記レーザセンサが取り付けられたアームと、
を備え、
前記制御装置は、
前記撮像装置の焦点が第１対象物に合っている際の前記撮像装置から前記第１対象物までの距離が、基準距離として記憶される記憶部と、
前記撮像装置の視野内に存在する第２対象物を含む第１画像に基づき、前記第２対象物までの距離を測定可能な領域に前記レーザセンサが位置するように前記アームを配置させ、前記撮像装置から前記第２対象物までの距離が前記基準距離と一致するように前記アームを前記載置面と交差する方向に移動させる動作制御部と、
前記レーザセンサによって測定される距離情報に基づいて、前記第２対象物の複数の特徴点を検出する検出部と、
前記アームの座標系における前記複数の特徴点の座標と、移動した前記撮像装置によって撮像された第２画像の座標とを対応付ける較正部と、
を備える、ロボットシステム。
【請求項２】
前記複数の特徴点は、前記第２対象物の輪郭上に存在する、
請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記撮像装置と前記レーザセンサは、別体である、
請求項１又は２に記載のロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットシステム、キャリブレーション方法及びキャリブレーションプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ロボットのマニピュレータの先端に撮像装置が取り付けられ、この撮像装置から得られる情報に基づいてマニピュレータの動作が制御される、いわゆるオンハンド方式のロボットシステムが開発されている。このようなロボットシステムでは、例えばロボットに対象物の把持等の動作を行わせる場合、撮像装置によってロボットの作業領域を撮像し、得られた画像から対象物を検出し、検出された対象物の位置を算出することにより、当該把持等の動作を高精度に制御することができる。
【０００３】
このようなロボットシステムにおいて、撮像装置から得られる情報をロボットの動作に反映させるためには、撮像装置によって取得される画像上のピクセル座標と、ロボットが作業する作業空間上の空間座標とが予め対応付けられている必要がある。このように、異なる座標の対応付けを行う処理をキャリブレーションと呼ぶ。
【０００４】
キャリブレーションの手法として、例えば下記特許文献１では、ロボットのアームを作業空間内において複数の位置に配置させつつ、アームに取り付けられた撮像装置によってマーカを複数回撮像することによって、得られた画像に含まれるマーカのピクセル座標と、撮像された際のロボットの空間座標との対応付けを行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１２０５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の手法によってキャリブレーションが一度完了しても、例えば対象物の種類が変更されることにより、撮像装置と対象物との相対的な位置関係が変化すると、撮像装置が備えるレンズの焦点が対象物に合わなくなり、対象物を高い精度で撮像することができなくなってしまう。従って、作業者は、対象物が変更されるごとに撮像装置が備えるレンズのピントを調整し、キャリブレーションをやり直す必要があり、作業者の手間及び時間を要していた。
【０００７】
そこで、本発明は、キャリブレーションに要する手間及び時間を削減することができるロボットシステム、キャリブレーション方法及びキャリブレーションプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係るロボットシステムは、ロボット及びロボットの動作を制御する制御装置を備え、ロボットは、載置面に載置された対象物を撮像する撮像装置と、対象物までの距離を測定するレーザセンサと、撮像装置及びレーザセンサが取り付けられたアームと、を備え、制御装置は、撮像装置の焦点が第１対象物に合っている際の撮像装置から第１対象物までの距離が、基準距離として記憶される記憶部と、撮像装置の視野内に存在する第２対象物を含む第１画像に基づき、第２対象物までの距離を測定可能な領域にレーザセンサが位置するようにアームを配置させ、撮像装置から第２対象物までの距離が基準距離と一致するようにアームを載置面と交差する方向に移動させる動作制御部と、レーザセンサによって測定される距離情報に基づいて、第２対象物の複数の特徴点を検出する検出部と、アームの座標系における複数の特徴点の座標と、移動した撮像装置によって撮像された第２画像の座標とを対応付ける較正部と、を備える。
【０００９】
この態様によれば、撮像装置の焦点が第１対象物に合っている際の撮像装置から第１対象物までの距離が、基準距離として記憶部に記憶される。これにより、対象物の種類の変更などにより撮像装置と対象物との相対的な位置関係が変化する場合であっても、レーザセンサを用いて、撮像装置から第２対象物までの距離が当該基準距離と一致するように、撮像装置を自動的に移動させることができる。従って、作業者が撮像装置の焦点合わせをやり直す必要がなく、キャリブレーションに要する手間及び時間を削減することができる。
【００１０】
上記態様において、複数の特徴点は、第２対象物の輪郭上に存在していてもよい。
【００１１】
この態様によれば、レーザセンサを用いて第２対象物の特徴点を検出することができる。従って、撮像装置から得られる画像に画像処理を施して特徴点を検出する場合に比べて特徴点の検出精度が向上し、結果としてキャリブレーションの精度を向上させることができる。また、画像処理を施す場合に比べて、特徴点の検出に要する時間を削減することができる。
【００１２】
上記態様において、撮像装置とレーザセンサは、別体であってもよい。
【００１３】
この態様によれば、レーザセンサによって距離が測定されるため、例えば測距機能を兼ねた撮像装置によって距離が測定される構成に比べて、測距の精度が高くなる。従って、撮像装置の焦点合わせや第２対象物の特徴点の検出を高い精度で行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、キャリブレーションに要する手間及び時間を削減することができるロボットシステム、キャリブレーション方法及びキャリブレーションプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るロボットシステムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るロボットシステムにおけるキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係るロボットシステムにおけるキャリブレーションの手順を説明するための説明図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係るロボットシステムにおけるキャリブレーションの手順を説明するための説明図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態に係るロボットシステムにおけるキャリブレーションの手順を説明するための説明図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態に係るロボットシステムにおけるキャリブレーションの手順を説明するための説明図である。
【図３Ｅ】本発明の一実施形態に係るロボットシステムにおけるキャリブレーションの手順を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係るロボットシステムの構成例を示す図である。図１に示されるロボットシステム１は、ロボットが、作業台の上に載置されたワーク（対象物）に対して所定の作業を行うように制御されたシステムである。具体的に、ロボットシステム１は、例えば各種の作業を行うロボット１０と、ロボット１０の動作を制御する制御装置２０とを備える。図１に示されるように、ロボット１０の動作が及び得る作業領域には、作業台３０と、当該作業台３０上の載置面３１に載置されたワーク４０が配置されている。なお、作業台３０及びワーク４０は、ロボットシステム１に含まれてもよいし、含まれなくてもよい。
【００１８】
ロボット１０は、例えばロボット１０の本体部を構成するマニピュレータ１１と、当該マニピュレータ１１に取り付けられた視覚センサ１２及びレーザセンサ１３とを備える。ロボット１０は、空間座標（図１においてはＸＹＺ座標）によって表される作業空間内において動作する。
【００１９】
マニピュレータ１１は、フロア等に設置されるベース１４と、複数の関節を有するアーム１５とを備える。複数の関節にはサーボモーター等が取り付けられており、このサーボモーターを駆動制御することにより、アーム１５の多関節動作が実現される。当該関節の数によってアーム１５の可動範囲が変化するが、本実施形態では、例えば６軸の多関節構造であるものとする。アーム１５の先端１６（すなわち、マニピュレータ１１の先端）には、所定の作業を行うためのエンドエフェクタ（不図示）が取り付けられる。当該エンドエフェクタを交換することにより、ロボット１０は様々な作業に対応することができる。エンドエフェクタの具体例としては、例えば多指ハンド、グリッパ、溶接トーチ、塗装ガン、ねじ締め機等が挙げられる。
【００２０】
視覚センサ１２（撮像装置）は、アーム１５の先端１６に取りけられ、アーム１５の移動と同期して移動しながら撮像を行う。視覚センサ１２は、撮像装置の一具体例であり、例えば、撮像素子及びレンズを含むカメラである。図１において、視覚センサ１２のレンズの光軸はＺ軸に沿うように配置され、視覚センサ１２の視野範囲はＸＹ平面に広がっている。視覚センサ１２によって撮像された画像は、例えばケーブル等（不図示）を介して制御装置２０に出力され、当該制御装置２０において処理される。
【００２１】
ロボット１０は、視覚センサ１２から得られる情報に基づいて動作が制御される、いわゆるオンハンド方式のロボットである。ロボットシステム１が例えばワーク４０の把持動作に用いられる場合、視覚センサ１２によって作業台３０の載置面３１に載置されたワーク４０が撮像され、得られた画像からワーク４０が検出される。これにより、載置面３１におけるワーク４０の位置及び姿勢、並びにワーク４０のＸＹ平面の平面視における形状が算出される。従って、ロボット１０は、視覚センサ１２を備えることによって、例えばワーク４０を高精度に把持することができる。
【００２２】
なお、視覚センサ１２から得られる情報をロボット１０の動作に反映させる際には、制御装置２０において、視覚センサ１２によって取得された画像上のピクセル座標と、ロボットが作業する作業空間を表す空間座標とが対応付けられている必要がある。このように異なる座標系の対応付けを行う処理をキャリブレーションと呼ぶ。本実施形態におけるキャリブレーションの手法については、後に詳しく述べる。
【００２３】
レーザセンサ１３は、視覚センサ１２とともにアーム１５の先端１６に取り付けれ、アーム１５及び視覚センサ１２の移動と同期して移動する。レーザセンサ１３は、距離センサの一具体例であり、例えば三角測定式又は時間計測式のレーザセンサや、受光量判別式のレーザセンサを含む。具体的には、レーザセンサ１３は照射部及び受光部（不図示）を有し、対象物に対して照射部からレーザを照射し、対象物において反射されたレーザを受光部において受光することによって、当該対象物までの距離を測定する。本実施形態において、レーザセンサ１３は、例えばワーク４０や載置面３１までの距離の測定に用いられる。レーザセンサ１３によって得られた距離の値は、例えばケーブル等（不図示）を介して制御装置２０に出力されて記憶される。なお、レーザセンサ１３が照射するレーザの具体的な構成は特に限定されず、例えば図１に示されるようにポイント状のレーザであってもよく、あるいはライン状のレーザであってもよい。
【００２４】
なお、視覚センサ１２及びレーザセンサ１３が取り付けられる位置はアーム１５の先端１６に限られない。例えば、視覚センサ１２及びレーザセンサ１３は、アーム１５の他の位置や、アーム１５の先端１６に取り付けられるエンドエフェクタ（不図示）に取り付けられてもよい。また、視覚センサ１２及びレーザセンサ１３は、ロボット１０の一部としてロボット本体に組み込まれていてもよく、又はロボット１０に外付けされていてもよい。また、本実施形態においては視覚センサ１２とレーザセンサ１３とが別体である構成が示されているが、当該構成の代わりに、撮像機能と測距機能が一体となった装置（例えば、測距機能を兼ねた撮像装置等）が用いられてもよい。
【００２５】
制御装置２０は、例えばコンピュータにより構成され、マニピュレータ１１、視覚センサ１２及びレーザセンサ１３の動作を制御する。具体的に、制御装置２０は、例えば制御部２１及び記憶部２２を備える。制御部２１は、マニピュレータ制御部２１０、視覚センサ制御部２１１、レーザセンサ制御部２１２、検出部２１３及び較正部２１４を含む。
【００２６】
マニピュレータ制御部２１０（動作制御部）は、ロボット１０の各関節のサーボモーターの駆動を制御し、マニピュレータ１１を作業空間において動作させる。また、ロボット１０がエンドエフェクタを備える場合は、マニピュレータ制御部２１０がエンドエフェクタの動作を制御してもよい。
【００２７】
視覚センサ制御部２１１は、視覚センサ１２の撮像を制御して、画像を取得する。取得された画像は、マニピュレータ制御部２１０においてマニピュレータ１１の駆動に用いられる。
【００２８】
レーザセンサ制御部２１２は、レーザセンサ１３にレーザの照射及び受光をさせて、レーザセンサ１３から対象物（例えば、ワーク４０や載置面３１等）までの距離を取得する。
【００２９】
検出部２１３は、レーザセンサ制御部２１２において取得された距離情報に基づき、ワーク４０の特徴点（例えば、エッジ等）を検出する。
【００３０】
較正部２１４は、ロボット１０の空間座標系におけるワーク４０の特徴点の座標と、視覚センサ１２によって撮像された画像のピクセル座標とを対応付ける。
【００３１】
記憶部２２は、例えば視覚センサ１２の焦点が後述するマーカに合っている際の、視覚センサ１２からマーカまでの距離が基準距離として記憶される。
【００３２】
これらの制御部２１に含まれる各機能は、例えば、記憶部２２に格納された所定のプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。なお、制御装置２０の機能は、これに限定されることなく、必要に応じて任意の機能が適宜追加されていてもよい。また、図１においては、制御部２１に含まれる各機能が１つの制御装置２０において実現される構成が示されているが、当該各機能は複数の装置に分散されて実現されてもよい。
【００３３】
ワーク４０（第２対象物）は、作業台３０の載置面３１の上に載置されている。ワーク４０の形状は特に限定されないが、本実施形態においては、ワーク４０は複数の面を有する直方体を成す。ワーク４０は、載置面３１と対向する上面４１を有し、この上面４１の周囲に輪郭（エッジ）を有する。
【００３４】
次に、図２及び図３Ａ〜図３Ｅを参照しつつ、上述のロボットシステム１においてマニピュレータ１１と視覚センサ１２のキャリブレーションを行う方法を説明する。ここで、図２は、本発明の一実施形態に係るロボットシステムにおけるキャリブレーションの手順を示すフローチャートであり、図３Ａ〜図３Ｅは、本発明の一実施形態に係るロボットシステムにおけるキャリブレーションの手順を説明するための説明図である。なお、図３Ｅは、視覚センサ１２の視野範囲画面を示している。また、図２に示されるフローチャートは、制御装置２０の記憶部２２に、マニピュレータ１１の所定の位置（例えば、先端１６）に対する視覚センサ１２及びレーザセンサ１３の相対的な位置関係が予め記憶された状態で開始する。
【００３５】
まず、ステップＳ１０において、視覚センサ制御部２１１は、視覚センサ１２を用いて載置面３１に載置されたマーカ５０（第１対象物）を含む画像を取得する。当該画像に基づき、視覚センサ１２の焦点をマーカ５０に合せる（図３Ａ参照）。この焦点合わせは、例えば、視覚センサ１２の撮像画像が表示されるディスプレイ（不図示）を作業者が目視しつつ、当該視覚センサ１２のレンズのピントを調整して行う。マーカ５０は、例えば視覚センサ１２の焦点を合わせるために適した模様や文字等が印字されたものを含む。なお、焦点合わせは、ピントの調整の代わりに、アーム１５をＺ軸方向に移動させ、当該視覚センサ１２からマーカ５０までの距離を調整することにより行ってもよい。また、マーカ５０は載置面３１に載置される代わりに、載置面３１に直接印字されていてもよく、また作業台３０の代わりに床面に直接載置されてもよい。
【００３６】
次に、ステップＳ２０において、視覚センサ１２の焦点がマーカ５０に合っている際に、レーザセンサ制御部２１２は、レーザセンサ１３を用いてマーカ５０までの距離を測定する（図３Ａ参照）。レーザセンサ１３と視覚センサ１２との位置関係は記憶部２２に記憶されている。従って、レーザセンサ１３からマーカ５０までの距離に基づいて、視覚センサ１２（より具体的には、例えば視覚センサ１２のレンズの先端）からマーカ５０までの距離が算出される。当該算出された距離は、基準距離ＷＤとして記憶部２２に記憶される。なお、当該基準距離ＷＤは、視覚センサ１２のワークディスタンスに相当する。
【００３７】
次に、ステップＳ３０において、視覚センサ１２の視野内にワーク４０が存在する際に、視覚センサ制御部２１１は、視覚センサ１２を用いてワーク４０が含まれた画像（第１画像）を取得する。マニピュレータ制御部２１０は、取得された画像に基づいて、載置面３１におけるワーク４０のおおよその位置を検出し、ワーク４０のＺ軸上の領域にレーザセンサ１３が位置するようにアーム１５をＸＹ平面方向に移動させる（図３Ｂ参照）。なお、ワーク４０のＺ軸上の領域とは、レーザセンサ１３によってワーク４０までの距離を測定可能な領域である。視覚センサ１２の視野範囲は、レーザセンサ１３の測定範囲（すなわち、レーザが照射される一点）より広い。従って、視覚センサ１２を用いてワーク４０のおおよその位置を検出することにより、ワーク４０の位置をレーザセンサ１３のみを用いて走査する場合に比べて、ワーク４０の検出に要する時間を短縮することができる。
【００３８】
なお、ステップＳ３０では、必ずしも視覚センサ１２の焦点がワーク４０に合っている必要はなく、取得された画像からワーク４０のおおよその位置が判別できればよい。この判別は、例えばテンプレートマッチング等によって行ってもよい。また、画像におけるワーク４０の位置に応じてアーム１５を移動させるプログラムは、予め記憶部２２等に記憶されていてもよい。また、ステップＳ３０の開始時に、ワーク４０のＺ軸上の領域にレーザセンサ１３が予め位置している場合は、アーム１５を移動させなくてもよい。
【００３９】
次に、ステップＳ４０において、レーザセンサ制御部２１２は、レーザセンサ１３を用いてワーク４０の上面４１までの距離ｈ１を測定する。そして、マニピュレータ制御部２１０は、測定された距離ｈ１に基づいて算出される視覚センサ１２からワーク４０までの距離が基準距離ＷＤと一致するように、アーム１５を載置面と交差する方向（図３Ｃにおいては、Ｚ軸方向）に移動させる（図３Ｃ参照）。具体的には、ワーク４０の上面４１までの距離ｈ１が基準距離ＷＤより長ければ、その差（＝ｈ１−ＷＤ）分アームをＺ軸負方向に移動させ、当該距離ｈ１が基準距離ＷＤより短ければ、その差（＝ＷＤ−ｈ１）分アームをＺ軸正方向に移動させる。これにより、視覚センサ１２からワーク４０までの距離が、当該視覚センサ１２のワークディスタンスと一致し、自動的にワーク４０の上面４１に焦点を合わせることができる。なお、図３Ｃにおいては、ワーク４０の上面４１に焦点が合わせられる例が示されているが、ワーク４０において焦点が合わせられるＺ軸方向の位置は必ずしも上面４１に限られない。例えばワークの上面に凹凸がある場合や、上面が傾斜している場合は、ワークの上面と下面（すなわち、載置面３１に接する面）との間のいずれかの位置に焦点が合わせられてもよい。
【００４０】
次に、ステップＳ５０において、検出部２１３は、レーザセンサ１３によって測定される距離情報に基づき、ワーク４０の複数の特徴点を検出する（図３Ｄ参照）。具体的には、マニピュレータ制御部２１０及びレーザセンサ制御部２１２は、ＸＹ平面に沿ってアーム１５を移動させつつ、レーザセンサ１３からワーク４０に向かってレーザを照射させて、ワーク４０の上面４１を含むワーク４０の周辺領域を走査させる。そして、レーザセンサ１３からワーク４０又は載置面３１までの距離が急激に変化した（例えば、所定の閾値以上変化した）という距離情報に基づき、当該急激に変化した位置を、ワーク４０のエッジ点Ｅとみなす。この走査をＸＹ平面において繰り返すことにより、ワーク４０の輪郭上に存在する異なる複数のエッジ点を検出する。検出するエッジ点の数や位置は特に限定されないが、例えば図３Ｅに示されるように、ワーク４０の上面４１を囲む４辺におけるそれぞれの中点（エッジ点Ｅ１〜Ｅ４）であってもよい。これらの複数のエッジ点が検出された際のアーム１５の位置座標（例えば、アーム１５の先端１６のＸＹＺ座標）を、記憶部２２に記憶する。
【００４１】
最後に、ステップＳ６０において、較正部２１４は、ステップＳ５０において得られた複数のエッジ点Ｅ１〜Ｅ４が検出された際のアーム１５の位置座標に基づいて、エッジ点Ｅ１〜Ｅ４のＸＹＺ座標系における少なくともＸＹ座標（Ｘ1，Ｙ1）、（Ｘ2，Ｙ2）、（Ｘ3，Ｙ3）、（Ｘ4，Ｙ4）を算出する（図３Ｅ参照）。また、Ｅ１〜Ｅ４の位置座標に基づいて、エッジ点Ｅ１，Ｅ２を結ぶ直線Ｌ１と、エッジ点Ｅ３，Ｅ４を結ぶ直線Ｌ２を算出し、この直線Ｌ１と直線Ｌ２の交点Ｅ５の位置座標（Ｘ5，Ｙ5）を算出する（図３Ｅ参照）。また、視覚センサ制御部２１１は、視覚センサ１２を用いて所定の位置においてワーク４０を含む画像（第２画像）を取得する。そして、較正部２１４は、複数のエッジ点Ｅ１〜Ｅ４及び交点Ｅ５の位置座標（すなわち、空間座標）を視覚センサ１２の視野範囲画面６０に登録し、空間座標と画像におけるピクセル座標とを対応付ける。これにより、キャリブレーションが完了する。
【００４２】
なお、検出される特徴点の数は特に限定されないが、特徴点の数が多い方がキャリブレーションの精度が向上する。また、上述の実施形態においては、ワークの特徴点としてワークのエッジが用いられているが、特徴点はエッジに限られない。
【００４３】
以上の手順により、ロボットシステム１は以下の効果を奏する。すなわち、ロボットシステム１は、視覚センサ１２のワークディスタンスが基準距離ＷＤとして記憶部２２に記憶されている。これにより、ワークの種類の変更や、載置面の高さの変更などにより、視覚センサ１２とワーク４０との相対的な位置関係が変化する場合であっても、レーザセンサ１３を用いて、視覚センサ１２からワーク４０までの距離がワークディスタンスと一致するように、視覚センサ１２を自動的に移動させることができる。従って、作業者は、視覚センサ１２の焦点合わせやキャリブレーションをやり直す必要がない。ゆえに、本実施形態によると、キャリブレーションに要する手間及び時間を削減することができる。
【００４４】
また、例えば特許文献１に開示される手法によると、ワークの特徴点の検出に際し、輪郭検出や濃淡検出等の画像処理技術を用いる必要がある。しかしながら、例えば溶接現場等の厳しい環境下においてロボットシステムを使用する場合には、高性能な視覚センサを用いることが適切ではなく、得られる画像の精度が不十分となり得る。また、仮に高性能な視覚センサを用いても、例えば溶接作業により明るさ等の外部環境が大きく変動する現場においては、得られる画像の明るさも変動し、画像処理の適用が困難となり得る。この場合、画像上のワークの検出が安定的になされず、結果としてキャリブレーションの精度が低下するおそれがある。この点、ロボットシステム１によると、ワーク４０の特徴点の検出に際し、画像処理の代わりにレーザセンサ１３によって得られる距離情報が用いられる。これにより、外部環境が大きく変動する現場であっても、高い精度でワーク４０の特徴点を検出することができる。従って、画像処理を用いる方法に比べて、高性能な視覚センサを用いることなく、キャリブレーションの精度を向上させることができる。また、画像処理を用いる方法に比べて、特徴点の検出に要する時間を削減することができる。
【００４５】
本実施形態においては、視覚センサ１２とレーザセンサ１３とが別体として設けられているが、当該構成の代わりに、例えば測距機能を兼ねた撮像装置によって距離が測定される構成であってもよい。なお、撮像装置に備えられた測距機能は、一般的に、外乱の影響を受けやすく、レーザセンサに比べて測距の精度が劣ってしまう。特に、上述のように溶接現場等においてロボットシステムを使用する場合には、外部環境の変動により測距の精度が不十分となり得る。この点、本実施形態では、レーザセンサ１３が視覚センサ１２とは別体として設けられているため、上述のような測距機能を兼ねた撮像装置が用いられる構成に比べて、高い精度で距離を測定することができる。従って、視覚センサ１２の焦点合わせやワーク４０の特徴点の検出を高い精度で行うことができる。
【００４６】
さらに、ロボットシステム１では、レーザセンサ１３より検出精度は低いが視野が広い視覚センサ１２と、視覚センサ１２より測定範囲は狭いが測定精度が高いレーザセンサ１３が併用される。これにより、レーザセンサ１３のみを用いる方法に比べて高速にワーク４０の位置を検出することができ、かつ視覚センサ１２のみを用いる方法に比べて高精度にワーク４０の特徴点を検出することができる。従って、高速かつ高精度にキャリブレーションを実行することができる。
【００４７】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【００４８】
例えば、上述の実施形態においては、視覚センサの焦点を合わせる際に用いる対象物（マーカ５０）と、特徴点を検出する際に用いる対象物（ワーク４０）が異なる場合が例として示されているが、当該対象物を同一のものとし、例えばワーク４０を用いて視覚センサの焦点を合わせてもよい。
【００４９】
また、上述の実施形態においては、ステップＳ１０〜Ｓ６０の順に説明されているが、これらのステップは必ずしもこの順序でなくてもよい。例えば、ステップＳ５０においてレーザセンサ１３によってワーク４０の特徴点を検出した後に、ステップＳ４０において視覚センサ１２からワーク４０までの距離をワークディスタンスと一致させてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…ロボットシステム、１０…ロボット、１１…マニピュレータ、１２…視覚センサ、１３…レーザセンサ、１４…ベース、１５…アーム、１６…先端、２０…制御装置、２１…制御部、２２…記憶部、２１０…マニピュレータ制御部、２１１…視覚センサ制御部、２１２…レーザセンサ制御部、２１３…検出部、２１４…較正部、３０…作業台、３１…載置面、４０…ワーク、４１…上面、５０…マーカ、６０…視野範囲画面
【図１】
2019063954.tif 000003
【図２】
2019063954.tif 000004
【図３Ａ】
2019063954.tif 000005
【図３Ｂ】
2019063954.tif 000006
【図３Ｃ】
2019063954.tif 000007
【図３Ｄ】
2019063954.tif 000008
【図３Ｅ】
2019063954.tif 000009