(57)【要約】  ロボットアームおよび制御システムは１つまたは複数のコマンド信号に応じて動くロボットアームを含む。１つまたは複数の「アクティブ」きてんはアーム上に位置し、それぞれは自分自身の光を発光する。関連する視野を有する３Ｄカメラが、少なくとも１つの基点および操る目的の物体がＦＯＶ内にあるように位置している。これらの空間的な位置を得るために、アームの基点はアクティブ化され目的の物体は監視レーザによって照らされるのが望ましい。カメラは基点および目的の物体の空間的な位置とともに変わる出力信号を提供する。コントローラは出力信号を受け取り、空間的位置情報を使用して、フィードバックとしてアームを目的の物体に向かって連続的に導く。複数のアクティブな基点が使用されても良く、それぞれは識別されることができるそれぞれの特徴を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームおよび制御システムであって、
１つまたは複数のコマンド信号に応じて動くロボットアームと、
前記アーム上に位置する１つまたは複数の基点であって、前記基点のそれぞれは「アクティブ」基点でありそれぞれは自分自身の明かりを発光する、基点と、
３Ｄ検出装置であって、関連する視野（ＦＯＶ）を有し、前記基点の少なくとも１つおよび前記アームによって操られる目的の物体が前記検出装置のＦＯＶ内にあり、前記基点の前記少なくとも１つおよび前記目的の物体の空間的な位置を得ることができる出力信号を提供するように配置されている、３Ｄ検出装置と、
コントローラであって、前記検出装置から前記出力信号を受け取り、前記ロボットアームに１つまたは複数のコマンド信号を供給し、前記コントローラは前記基点の前記少なくとも１つが前記目的の物体に向かって動くように前記アームの閉ループ制御を供給するように配置されている、コントローラと
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記ロボットアームは、前記目的の物体を操る作動体を含み、前記アクティブな基点の少なくとも１つは前記作動体上または既知の距離だけ離れた地点にあることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記アクティブな基点はそれぞれ互いに識別できる特徴を有したことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
１つまたは複数の前記アクティブな基点は少なくとも２つの異なる波長を含む光を発光することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
１つまたは複数の前記アクティブな基点はこれらが発光する光の波長が前もって決定されたパターンで変化するように配置されたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
１つまたは複数の前記アクティブな基点は前もって決定されたパターンで変調する光を発光することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
１つまたは複数の前記アクティブな基点は前もって決定されたパターンを形成するように配置されたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
１つまたは複数の前記アクティブな基点は発光ダイオード、白熱電球、および／または光ファイバーを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記目的の物体を照らす手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記目的の物体を照らす前記手段は監視レーザであることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記３Ｄ検出装置は３Ｄカメラであって、前記コントローラは、
前記アクティブな基点が照らされていないとき前記カメラのＦＯＶ内の画像をキャプチャーし、
前記アクティブな基点が照らされているとき前記カメラのＦＯＶ内の画像をキャプチャーし、
照らされた前記画像から照らされていない前記画像を引き、得られた画像を前記基点の前記空間的な位置を得るために使用する
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記コントローラは、
画像処理モジュールであって、前記３Ｄ検出装置の出力信号を受け取り、前記ロボットアーム上の前記基点のうちの前記少なくとも１つの前記空間的な位置を得、前記目的の物体の空間的な位置を得るように配置された画像処理モジュールと、
サーボ処理モジュールであって、画像処理回路から前記基点の前記少なくとも１つおよび前記目的の物体の空間的な位置のデータを受け取り、前記コントローラが前記アームの閉ループ制御を供給し前記基点の前記少なくともひとつが前記目的の物体に向かって動くように前記ロボットアームに前記１つまたは複数のコマンド信号を供給する、サーボ処理モジュールと
を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記画像処理回路は前記基点の前記少なくともひとつの操作および／または前記３Ｄ検出装置の位置取りを制御するように配置されていることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記アクティブな基点は少なくとも２つの基点を含み、それぞれは前記検出装置のＦＯＶ内にあり前記基点を識別できる関連した特徴を有する光を発光し、前記画像処理回路は前記少なくとも２つの基点の空間的な位置を検出し得るように配置されたことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
１つまたは複数のアクティブな基点と、前記目的の物体上の前記基点の少なくとも１つが前記検出装置のＦＯＶ内にあるように配置された前記３Ｄ検出装置と、前記目的の物体上の前記基点の前記少なくとも１つの前記空間的な位置を得ることができる出力信号を供給するように配置された前記検出装置とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記目的の物体は固定具内に保持され、前記固定具上に位置した１つまたは複数のアクティブな基点と、前記固定具上に置かれている前記基点の少なくとも１つが前記検出装置のＦＯＶ内にあるように位置している前記３Ｄ検出装置と、前記固定具上の前記基点の前記少なくとも１つの前記空間的な位置を得ることができる出力信号を供給するように配置されている前記検出装置とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
少なくとも１つの追加のロボットアームをさらに含み、前記追加のロボットアームのそれぞれは１つまたは複数のコマンド信号に応じて動き、前記アーム上に１つまたは複数のアクティブな基点を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記３Ｄ検出装置は、前記アームのそれぞれ上の前記基点の少なくとも一つが前記検出装置のＦＯＶ内にあるように位置し、前記検出装置は前記アームのそれぞれ上の前記基点の前記少なくとも１つの前記空間的な位置を得ることができる出力信号を供給するように配置されていることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
少なくとも１つの追加の３Ｄ検出装置をさらに含み、前記検出装置はそれぞれのアーム上および目的の物体上の少なくとも一つの基点が前記検出装置のＦＯＶ内にあるように位置していることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記３Ｄ検出装置が３Ｄカメラであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
ロボットアームおよび制御システムであって、
１つまたは複数のコマンド信号に応じて動くロボットアームと、
前記アーム上に位置する１つまたは複数の基点であって、前記基点のそれぞれは「アクティブ」基点でありそれぞれは自分自身の明かりを発光する、基点と、
第１の３Ｄ検出装置であって、関連する視野（ＦＯＶ）を有し、前記基点の少なくとも１つが前記第１の検出装置のＦＯＶ内にあり、前記基点の前記少なくとも１つの空間的な位置を得ることができる出力信号を提供するように配置されている、第１の３Ｄ検出装置と、
第２の３Ｄ検出装置であって、関連するＦＯＶを有し、前記アームによって操られる目的の物体が前記第２の検出装置のＦＯＶ内にあり、前記目的の物体の空間的な位置を得ることができる出力信号を提供するように配置されている、第２の３Ｄ検出装置と、
コントローラであって、前記検出装置から前記出力信号を受け取り、前記ロボットアームに１つまたは複数のコマンド信号を供給し、前記コントローラは前記基点の前記少なくとも１つが前記目的の物体に向かって動くように前記アームの閉ループ制御を供給するように配置されている、コントローラと
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２２】
ロボットアームおよび制御システムであって、
１つまたは複数のコマンド信号に応じて動くロボットアームと、
前記アーム上に位置する１つまたは複数の基点であって、前記基点のそれぞれは「アクティブ」基点でありそれぞれは自分自身の明かりを発光する、基点と、
目的の物体を操る前記アームと結合している作動体であって、前記基点の少なくとも１つが前記作動体上に設置されているか、または既知の距離だけ作動体から離れている、作動体と、
前記目的の物体を照らす手段と、
３Ｄカメラであって、前記基点の少なくとも１つおよび前記目的の物体が前記３ＤカメラのＦＯＶ内にあるように位置取りされ、前記基点の前記少なくとも１つおよび前記目的の物体の空間的な位置を得ることができる出力信号を提供するように配置されている、３Ｄカメラと、
コントローラであって、前記カメラから前記出力信号を受け取り、前記ロボットアームに１つまたは複数のコマンド信号を供給し、前記コントローラは前記基点の前記少なくとも１つが前記目的の物体に向かって動くように前記アームの閉ループ制御を供給するように配置されている、コントローラと
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２３】
前記目的の物体を照らす前記手段は監視レーザを含むことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
ロボットアームを制御する方法であって、
ロボットアーム上の少なくとも１つの基点をアクティブ化することであって、前記基点のそれぞれはアクティブ化された場合自分自身の光をそれぞれ発光するような「アクティブ」基点である、アクティブ化することと、
基点の少なくとも１つの空間的な位置を得ることと、
目的の物体の空間的な位置を得ることと、
前記基点の前記少なくとも１つと前記目的の物体の空間的な位置の間の差を減らすように前記アームを動かすことであって、アクティブな基点の前記少なくとも１つは前記目的の物体に向かって動く、動かすことと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記目的の物体を照らすことをさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはロボットに、特にロボットアームとこのようなアームを制御するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットアーム、すなわち１つまたは複数の作業を実行する、通常はコンピュータの制御の下にある、関節でつながった体節を有する機能は、典型的に工場内および組み立てライン環境内で使用される。例えば、ロボットアームによる典型的な作業のひとつは、目的の物体をつかみ、これを所望の位置に移動することである。これは、通常ロボットアームの先端に位置している「作動体」装置の補助によって成し遂げられ、通常の作動体とは、少なくとも一つの動作可能な挟み口を有し、目的の物体を掴む、または捕らえるために閉じられる「グリッパー」である。
【０００３】
従来、エンコーダーなどのアングルセンサーは、ロボットのアームの接続部に組み込まれ、アームの位置を定めるために使用される。アームのそれぞれの位置の正確な長さ、およびそれぞれのジョイントのサイズと角度を知ることによって、コンピュータはアームの空間的な位置を計算することが出来る。
【０００４】
しかし、この操作方法には欠点がある。例えば、アームが位置を取ることのできる精度は、装置の部品が磨耗していくに従って低下するであろう。位置の精度の要求は、ロボットアームを操作できる速度を制限し、目的の物体が、操作されるに先立って、正確に置かれていることも要求するであろう。
【発明の概要】
【０００５】
上記の問題を克服したロボットアームおよび制御システムが提示され、様々な使用環境の下で、効率的な、および正確な作動体の位置取りおよび動作が提供される。
【０００６】
本発明に関するロボットアームは１つまたは複数のコマンド信号に応答して動く。１つまたは複数の基点がアーム上に置かれている。それぞれの基点は、それぞれの基点が自分自身の明かりを発光するという意味で、「アクティブ」基点である。関連した視野（ＦＯＶ）を有する３Ｄ検出装置が、基点のうちの少なくとも1つおよびアームによって操作される目的の物体がＦＯＶ内の領域に位置している。これらの空間的な位置を得るために、アームの基点はアクティブ化され、目的の物体はできるだけ監視レーザによって照らされ、よって検出装置は、基点および目的の物体の空間的な位置を変える出力信号を提供することができる。
【０００７】
システムは、検出装置からの出力信号を受け取るコントローラも含む。コントローラは、フィードバックとして、検出装置から提供された空間的な位置情報を、アームを目的の物体に連続的に導くために使用する。この方法で閉ループ３Ｄ運動制御システムを提供すると、アームは、ほとんど有しないか、有していても少数の位置および／または角度のセンサを有する不正確な構造によって作製されることができるようになる。
【０００８】
複合的な基点を採用しても良く、それぞれは互いに異なっていても良い各々の特性を有している。アクティブな基点が目的の物体上、または目的の物体が置かれている、支える固定具上に配置されても良い。複合的なロボットアームおよび／または複合的な３Ｄ検出装置を含む変形も述べられる。
【０００９】
本発明のこれらの、および他の特性、特徴、および利点が以下の図、記述、特許請求の範囲を参照することによってよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明にかかるロボットアームおよび制御システムの基本的な構成を示す概略図である。
【図２】目的の物体を発明にかかるロボットアームおよび制御システムにおいて使用されてもよい制御ループの１つの可能な実施形態を示すブロック図である。
【図３】図２の中で示されたような制御ループの追加の詳細を示すブロック図である。
【図４】目的の物体を支える固定具を含む、本発明にかかるロボットアームおよび制御システムの構成を示す概略図である。
【図５】２つのロボットアームを含む、本発明にかかるロボットアームおよび制御システムの構成を示す概略図である。
【図６】システムのロボットアームを撮像する第１のカメラおよび目的の物体を撮像する第２のカメラを含む、本発明にかかるロボットアームおよび制御システムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に関するロボットアームおよび制御システムの基本的な構成を図１に示す。システムは１つまたは複数のコマンド信号に応答して動くロボットアーム１０を含む。ロボットアーム１０上に設置されている「アクティブ」基点１４が少なくとも１つある。ここで、「アクティブ」基点はそれ自身の明かりを発光する、すなわち自己発光であることを意味する。
【００１２】
システムはまた、アーム１０上の基点１４の少なくとも1つ、およびアームによって操る目的の物体２０が検出装置のＦＯＶ内にあるように位置する、関連する視野（ＦＯＶ）１８を有する３Ｄ検出装置１６を含む。３Ｄ検出装置１６は、３Ｄカメラであることが望ましいが、他のタイプのデバイスを使用することもできるであろう。しかしここでは、簡素化のために、検出装置１６は３Ｄカメラとする。
【００１３】
基点は制御可能であることが望ましい、すなわちこれらは要求に応じてアクティブ化、非アクティブ化されることが望ましい。アームおよび目的の物体の空間的な位置を得るために、アームの基点はアクティブ化され目的の物体は望ましくは監視レーザによって照らされ、よってそれぞれは３Ｄカメラ１６によって検出されることができる。３Ｄカメラ１６は出力信号２２を提供するように配置され、この出力信号２２を用いてＦＯＶ１８内の目的の物体２０および基点の空間的な位置を得ることができる。
【００１４】
コントローラ２４は３Ｄカメラ１６から出力信号２２を受け取り、ロボットアームにコマンド信号を提供する。コントローラ２４はアーム１０の閉ループ制御を提供するように配置されており、コントローラは、フィードバックとして、３Ｄカメラ１６から供給された空間的な位置のデータを使用してアームを目的の物体２０に向けて連続的に導く。この方法で閉ループ３Ｄ運動制御システムを提供すると、アーム１０は、ほとんど有しないか、有していても少数の位置および／または角度のセンサを有する不正確な構造によって作製されることができるようになる。
【００１５】
ロボットアーム１０は、典型的に、目的の物体２０を操るのに使用する、グリッパーなどの作動体２６を含むであろう。システムによってグリッパーの空間的な位置を得ることができることを確実にするために、作動体上または作動体から既知の距離離れている地点に少なくとも1つのアクティブな基点が置かれている。
【００１６】
上記のように、それぞれのアクティブな基点は、望ましくは明かりのオン、オフを自在に設定できるように制御できる、自分自身の明かりを発光する。複合的なアクティブな基点が３Ｄカメラ１６のＦＯＶ内で用いられる場合、基点はそれぞれの、異なっていても良い特性を有する。たとえば、異なる基点は異なる波長（望ましくは可視スペクトル内）を有する明かりを発光でき、ある基点は少なくとも２つの異なる波長を含む明かりを発光でき、ある基点はそれ自身の発光する光の波長が前もって決定したパターンで変化するように配置でき、あるいは発光された明かりは前もって決定したパターンに変調されることもできるであろう。基点を識別する可能なほかの方法は、基点が、十字、棒状、または同様の特徴のそれぞれ前もって決定したパターンの形状を有することである。これらの差別化するテクニックによって１つまたは複数の３Ｄカメラは１つまたは複数のロボットアームを同時操作中に操作、および制御できる。これらのテクニックはまた、バックグラウンドまたは周囲の環境が、識別過程を妨げる他の光源を含んでいる場合、３Ｄカメラの検出能力を向上させる。
【００１７】
システムはそれぞれのロボットアーム上にアクティブな複数の基点を用いるのが望ましい。このことによって３Ｄカメラは１つまたは複数の基点が視野を失っても、空間的な位置の情報を得ることができる少なくとも１つの視野を有する基点を有することができる。
【００１８】
上記のように、それぞれの基点はそれぞれのアクティブな基点は自分自身の明かりを発光する。これは発光ダイオード、白熱電球、および／または光ファイバー、またはロボットアームまたは作動体上に載せることができるいずれの小型の光源を使用することにより達成できる。
【００１９】
物体が装置のＦＯＶ内部にある限り、３Ｄカメラ１６は目的の物体２０を検出し、空間的な位置を得ることは可能であろう。しかし、３Ｄカメラ１６が目的の物体の空間的な位置を得る能力を向上するためには、システムは目的の物体２０を照らす手段３０を含むことが望ましい。
【００２０】
１つの可能な照明手段３０は、監視レーザであり、これは目的の物体を監視するレーザを使用し、よって３Ｄカメラ１６は目的の物体を検出し、空間的な位置を確定することができるようになる。このようなレーザは３Ｄカメラ１６に組み込まれていることが望ましい。レーザは、監視スポットまたはラインによって目的の物体２０を照らす。望ましくは既知の距離だけ互いに離れている２対の２Ｄカメラを含む、３Ｄカメラ１６は、目的の物体の３Ｄ画像を生成するために、レーザスポットまたはライン上で三角測量を行う。こうして、目的の物体２０を照らし、アーム１０上の１つまたは複数の基点をアクティブ化することによって、３Ｄカメラ１６は目的の物体２０および作動体２６の空間的な位置を得、作動体のロボットアーム１０に対する空間的な位置を得ることができる。監視レーザを使用することによって、照らされた目的の物体を認識し、測定することが可能になるであろう。
【００２１】
本システムの閉ループ操作を図２に示す。この典型的な実施形態において、コントローラ２４は画像処理回路３２およびサーボ処理回路３４を含む。コントローラ２４によって提供される機能は、ソフトウェアによって作動するプロセッサを用いて、デジタル的に実施されるのが望ましいが、アナログ回路を用いて実施されても良いであろう。画像処理回路３２は３Ｄカメラ１６からの信号２２を受け取り、基点１４および目的の物体２０の空間的な位置によって変化する出力３６を提供する。画像処理回路３０はまた、３Ｄカメラ１６、基点１４および目標照明３０を制御するように配置される。
【００２２】
サーボ処理回路３４は空間的な位置の信号３６を受け取り、基点１４が目的の物体２０に向かって動くようにロボットアーム１０にコマンド信号１２を提供し、コマンド信号１２は、アーム１０を目的の物体２０に向かって連続的に導くためのフィードバックのために使用され、よって閉ループ３Ｄ動作制御を提供する。
【００２３】
３Ｄカメラおよびレーザスキャナーを含むシステムにおける１つの可能な作業の順序は以下のとおりである：
１．コントローラ２４は、空間的な位置を得るために、ロボットアーム１０およびこの作動体２６を動かすための準備をする。
２．コントローラ２４によって監視レーザは１つまたは複数の目的の物体２０を探し、照らすことができ、３Ｄカメラ１６によって撮像される。これが終了した場合、コントローラは監視レーザを停止し、３Ｄカメラ１６に基点の探知モードを実行するように命令する。
３．コントローラ２４はロボットアーム上のアクティブな基点の１つまたは複数をアクティブ化する。これは上記で議論した基点を識別する特徴的な振る舞いを開始することを含んでも良い。
４．３Ｄカメラ１６はアクティブな基点を検出する。カメラは、基点がオフであるときと、再度オンになるとき、「光景」データをキャプチャーすることによって減ずる働きを実行でき、バックグラウンドの効果または視野内のほかの妨げる物体または原因を取り除くことができる。
５．３Ｄカメラ（またはコントローラ２４内で実行される計算）はアクティブな基点および目的の物体の空間的な位置を計算する。
６．コントローラ２４は目的の物体２０の空間的な位置と終端の作動体２６の空間的な位置の差を計算する。この情報を用いて、コントローラ２４は、アーム１０が目的の物体２０に向かって導かれるようにコマンド信号１２を提供する。
７．３から６にいたるステップは、作動体２６が所望の位置に到達するまで実行される。
【００２４】
画像処理回路３２およびサーボ処理回路３４の追加の詳細を図３に示す。目的の物体２０の位置は、上述のように監視レーザを使用して最初に確定されるのが望ましい。アクティブな基点の空間的な位置は次に得られる。画像処理回路３２は、ステップ４に記述した減ずる働きを実行するように配置された、バックグラウンド除去処理モジュール４０を含んでいることが望ましい。ここで、３Ｄカメラ１６は、アクティブな基点が照らしていないとき、および再び照らしたとき、ＦＯＶ内の光景をキャプチャーする。バックグラウンド除去処理モジュール４０は照らされている画像から照らされていない画像を引き算し、結果を出力する。
【００２５】
基点の検出および分割モジュール４２はバックグラウンド除去処理モジュール４０によって提供された画像を受け取る。ＦＯＶ内に複数の基点があり、それぞれが互いに識別されることができる特徴を有していると仮定すると、基点の検出および分割モジュール４２はそれぞれの基点の存在を検出し、これらの特徴を記憶する。
【００２６】
それぞれの基点の特徴は、それぞれの基点および対応する特徴の情報を含むライブラリ４６への接続を有している、基点の相互参照およびアーム位置の計算モジュール４４へ送られる。それぞれの基点の空間的な位置を認識し、識別し、それぞれの基点のロボットアーム１０上の物理的な位置の知識をこのデータと合成することによって、モジュール４４はアームの空間的な位置を計算することができる。
【００２７】
上記のように、画像処理回路３２はまた監視レーザをアクティブ化し、目的の物体２０の空間的な位置を得るように配置される。アーム１０および目的の物体２０の空間的な位置を表すデータ３６はサーボ処理回路３４に提供される。
【００２８】
サーボ処理回路３４は空間的な位置データを受け取り、アームの識別した位置をもとに、要求されたコマンド信号１２を得てロボットアーム駆動システムへ出力する。望ましい実施形態において、位置データはサーボエラーによって操作され、順運動学アルゴリズム４８へ、つづいて、アームの特徴をもとにアームが効率的およびスムーズな動きを実行できるようにするための１つまたは複数のサーボ補償アルゴリズムへ送られる。ロボットアーム１０が動くにともない、３Ｄカメラ１６は、アクティブな基点および３Ｄカメラのそれぞれを制御する画像処理回路３２を用いて、様々な基点の位置をキャプチャーする。
【００２９】
上記のコントローラ２４の実施は例に過ぎない。コントローラ２４が、３Ｄカメラのような装置から空間的な位置のデータを受け取り、それに応じてロボットアームの閉ループ３Ｄ運動制御を提供するように配置されることだけは必要なことである。
【００３０】
上記のように、３Ｄカメラ１６は２基の２Ｄカメラを備えたことが望ましい。カメラは既知の距離だけ互いに離され、監視レーザが使用された場合、監視レーザによって作られたスポットまたはライン上で三角測量を行い、目的の物体の３Ｄ画像を生成する。２ＤカメラはＣＣＤ型カメラが適している。レーザおよび検流計は追加され、レーザ検出３Ｄカメラを形成する。
【００３１】
多くの用途において、目的の物体にアクティブな基点を置くことは実用的でない。本システムは、目的の物体を監視レーザまたは同様の装置を用いて照らし、照らされた物体の位置を３Ｄカメラを用いて得ることによってこのような基点の必要性を避ける。
【００３２】
しかし、監視カメラの代わりとして、アクティブな基点が目的の物体上に置かれても良い。これは図４に示されている。ここで、１つまたは複数のアクティブな基点が目的の物体２０上に置かれている。このように配置された場合、３Ｄカメラ１６は、物体の基点がアクティブな間に物体を画像化することによって、ロボットアーム１０の空間的な位置を得たのと同じ方法で目的の物体２０の空間的な位置を得ることができ、したがって監視レーザの必要性を排除する。
【００３３】
いくつかの用途において、試験管ホルダーまたは保持容器などの保持固定具が、ロボットアーム１０によって操られる間、目的の物体を保持するために用いられる。この可能性も図４に示されている。ここで、目的の物体２０は保持固定具６２の中に置かれている。この場合、１つまたは複数のアクティブな基点６４が固定具上に置かれていることが望ましく、これにより３Ｄカメラ１６によって空間的な位置が得られる。目的の物体そのものの正確な位置が必要な場合、１つまたは複数のアクティブな基点を目的の物体上に置くこともできるであろう、または監視レーザ３０をこの目的のために使用することもできるであろう。
【００３４】
本発明に関するシステムはいかなる多くの異なる構成を用いて実施することができるであろう。たとえば、図５に示すように、３Ｄカメラ１６はロボットアーム１０および第２のアーム７０を制御するために使用されることもできるであろう。この配置では、アーム７０は、アーム１０上で使用されているものと識別できる１つまたは複数の基点７２を含む。基点７２およびアーム７０によって操られる目的の物体７４はどちらも、３Ｄカメラ１６のＦＯＶ内部になければならず、またはシステムは、３Ｄカメラ１６の位置がどちらのアームにも対応できるように必要に応じて動かせるように、配置されていなければならない。コントローラ２４は、両方のアームの空間的な位置情報を処理するように配置されており、アーム１０およびアーム７０それぞれにコマンド信号１２およびコマンド信号７６を供給し、これらを制御する。
【００３５】
ほかの可能な構成も図５に示されていて、ロボットアーム７０は第２の３Ｄカメラ８０および第２のコントローラ８２を使用して制御されている。この構成において、基点７２および目的の物体７４はカメラ８０のＦＯＶの内部にある。
【００３６】
ほかの可能な構成が図６に示されている。ここで、１つの３Ｄカメラ９０がロボットアーム１０上のアクティブな基点を撮像し、第２の３Ｄカメラ９２が目的の物体２０を撮像する。目的の物体２０は、監視レーザの使用または、物体上または保持固定具上のアクティブな基点の使用を含む、上述したいかなる方法によっても識別されることができる。両方のカメラからの画像データは１つまたは複数のコントローラ９４へ入力され、データは処理されアーム１０および目的の物体２０の空間的な位置を得、これを使用することによってフィードバックとしてアームを目的の物体２０へ向かって連続的に導く。カメラ９０はほかのロボットアーム上のアクティブな基点を撮像するために使用されても良く、カメラ９２はほかの目的の物体を撮像するために使用されても良い。
【００３７】
ここで記述されている本発明の実施形態は例であり、実質上同様の結果に到達する多くの改良、変化、および再配列を容易に想定でき、特許請求の範囲の中で定義されているように、これらのすべては本発明の考えおよび目的の範囲内にあると意図されている。
【図１】
2010536600.tif 000003
【図２】
2010536600.tif 000004
【図３】
2010536600.tif 000005
【図４】
2010536600.tif 000006
【図５】
2010536600.tif 000007
【図６】
2010536600.tif 000008
【国際調査報告】
2010536600.tif 000009
2010536600.tif 000010
2010536600.tif 000011