JP2743613B2 - Control method of mobile robot - Google Patents
Control method of mobile robotInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、無人搬送車に搭載さ
れて作業位置に移動し、作業位置に配置されたワークに
対して作業をなす移動ロボットの制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method for a mobile robot which is mounted on an automatic guided vehicle, moves to a work position, and works on a work arranged at the work position.
【０００２】[0002]
【従来の技術】移動ロボットは、無人搬送車によってロ
ボットを作業位置まで搬送し、次いでロボットが作業を
するという一連の動作を繰り返して、与えられた仕事を
完遂する。この種のロボットの中には、ワークに関して
予め教示された教示点を記憶し、この記憶を辿ってプレ
イバックするようにしたものがあり、ティーチング・プ
レイバック式のロボットと呼ばれている。ティーチング
・プレイバック式のロボットに作業を行わせる場合、ロ
ボットの操作点（一般にはアーム先端）とワークとの相
対位置を常時把握していなければならず、このために
は、無人搬送車をワークに対して一定の位置に停止させ
なければならない。これを実現するための方法として、
下記２通りの方法があった。 （１）無人搬送車の停止位置に、機械的位置決め装置を
取り付け、これによって無人搬送車の位置決めをする。 （２）視覚センサを用いてワークの位置を確認し、無人
搬送車が正規の位置にあるときの位置とのずれ量によ
り、教示点を補正して動作させる。2. Description of the Related Art A mobile robot completes a given task by repeating a series of operations in which the robot is transported to an operation position by an automatic guided vehicle and then the robot works. Among these types of robots, there are robots that store teaching points taught in advance with respect to a work, and play back the robot by tracing the stored points. This robot is called a teaching / playback robot. When a teaching / playback robot is used to perform work, the relative position between the robot's operating point (generally, the end of the arm) and the work must be known at all times. Must be stopped at a fixed position. As a way to achieve this,
There were the following two methods. (1) A mechanical positioning device is attached to a stop position of the automatic guided vehicle, thereby positioning the automatic guided vehicle. (2) The position of the work is confirmed using the visual sensor, and the teaching point is corrected and operated based on the amount of deviation from the position when the automatic guided vehicle is at the regular position.
【０００３】しかしながら、上記（１）の方法は、無人
搬送車がタイヤ駆動であるため、横方向の位置決めが難
しく、また、すべての作業位置に位置決め装置を設置し
なければならないため、スペースと金額がかさむという
問題があった。また、上記（２）の方法は、ワークの位
置を正確に把握できる視覚センサを必要とするので、移
動ロボットが極めて高価なものとなってしまうという欠
点があった。また、複雑な画像処理を行わねばならない
ので、高度の技術力を必要とするという問題があった。However, in the above method (1), since the automatic guided vehicle is driven by tires, it is difficult to position the vehicle in the lateral direction, and a positioning device must be installed at every work position. There was a problem that it became bulky. Further, the method (2) requires a visual sensor capable of accurately grasping the position of the work, and thus has a disadvantage that the mobile robot becomes extremely expensive. In addition, since complicated image processing must be performed, there is a problem that a high level of technical skill is required.
【０００４】そこで、本願出願人は、特願昭６１−３４
４８２号（特開昭６２−１９１９０４号）において、上
記問題の解決策としての移動ロボットの制御方法を提案
している。この制御方法について、その概略を説明す
る。まず、作業位置の所定の箇所にマークを記録してお
くと共に、移動ロボットのアームに簡単な画像入力装置
を取り付ける。そして、移動ロボットは、この画像入力
装置によってマークの画像を取り込み。この取り込んだ
画像のマークの位置と予め教示されたマークの位置との
ずれ量に基づいて各教示点の補正を行い、補正された教
示点に従って作業を行う。Accordingly, the applicant of the present application has filed Japanese Patent Application No. 61-34.
No. 482 (Japanese Patent Laid-Open No. 62-191904) proposes a control method of a mobile robot as a solution to the above problem. The outline of the control method will be described. First, a mark is recorded at a predetermined position of the work position, and a simple image input device is attached to the arm of the mobile robot. Then, the mobile robot captures the image of the mark using the image input device. Each teaching point is corrected based on the amount of deviation between the position of the mark of the captured image and the position of the previously taught mark, and the operation is performed according to the corrected teaching point.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の制御方法は、マークを正確に認識するため、画像入
力装置の視野を狭くする必要がある。この視野からマー
クが外れると、マークの画像を取り込むことができない
ため、作業を行うことができなくなる。従って、ロボッ
トが作業位置に停止した状態において、マークが画像入
力装置の狭い視野内に収るようにする必要があり、移動
ロボットの停止位置の許容範囲が狭くなってしまうとい
う問題があった。この対策として画像入力装置の視野を
広げることも考えられる。しかし、画像入力装置におけ
る光学レンズは収差があり、視野の中心から外れた所で
は画像に歪が生じる。従って、画像入力装置の視野を広
げてマークを捉えやすくしたとしても、マークの認識精
度が落ちてしまうため、移動ロボットの制御が不正確な
ものになってしまうという問題が発生する。この発明は
上述した事情に鑑みてなされたものであり、画像入力装
置の視野を広げることなく、作業位置に移動ロボットが
停止位置の許容範囲を緩和し得る移動ロボットの制御方
法を提供することを目的とする。In the above-described conventional control method, it is necessary to narrow the field of view of the image input device in order to accurately recognize the mark. If the mark deviates from this field of view, the image of the mark cannot be captured, so that work cannot be performed. Therefore, when the robot is stopped at the work position, it is necessary to make the mark fall within the narrow visual field of the image input device, and there is a problem that the allowable range of the stop position of the mobile robot is narrowed. As a countermeasure, it is conceivable to widen the field of view of the image input device. However, the optical lens in the image input device has an aberration, and the image is distorted at a position off the center of the visual field. Therefore, even if the field of view of the image input device is widened to make it easier to catch the mark, the recognition accuracy of the mark is reduced, which causes a problem that the control of the mobile robot becomes inaccurate. The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a control method of a mobile robot in which a mobile robot can relax an allowable range of a stop position at a work position without expanding a field of view of an image input device. Aim.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
作業位置に移動し、予め教示された教示点に従って、前
記作業位置に置かれたワークにマニピュレータによって
作業をなすようにした移動ロボットにおいて、前記作業
位置の所定箇所に方向性を有するマークを配置すると共
に、前記マニピュレータに画像入力手段を取り付け、前
記移動ロボットは前記作業位置近傍に停止した後、前記
画像入力手段によって前記マークの画像を取り込み、こ
の取り込んだマークの画像が不完全である場合には前記
予め教示されたマークの画像に対して不足している部分
を認識し、該不足部分の画像が前記画像入力手段によっ
て取り込まれる方向に前記マニピュレータを移動させ、
マーク全体の画像が検出される位置において前記画像入
力手段によって取り込んだ画像と予め教示されたマーク
の画像とを比較照合することにより前記マニピュレータ
の位置補正を行うことを特徴とする。The invention according to claim 1 is
A mobile robot that moves to a work position and performs a work by a manipulator on a work placed at the work position according to a teaching point taught in advance, and arranges a directional mark at a predetermined position of the work position. At the same time, image input means is attached to the manipulator, and after the mobile robot stops near the work position, the image input means captures the image of the mark, and when the captured image of the mark is incomplete, Said
Insufficient part of mark image taught in advance
And the image of the missing portion is recognized by the image input means.
Move the manipulator in the direction to be taken in,
The position of the manipulator is corrected by comparing and comparing the image captured by the image input means and the image of the previously taught mark at a position where the image of the entire mark is detected .
【０００７】[0007]
【作用】上記各方法によれば、マークが画像入力手段の
視野から外れ、不完全なマークの画像が取り込まれた場
合、完全なマークの画像が得られる方向にマニピュレー
タが移動される。そして、完全なマークの画像が取り込
まれる状態において、該取り込んだマークの画像と予め
教示されたマークの画像に基づいてマニピュレータの位
置制御が行われる。According to each of the above methods, when the mark is out of the field of view of the image input means and an incomplete mark image is captured, the manipulator is moved in a direction to obtain a complete mark image. Then, in a state where a complete mark image is captured, the position of the manipulator is controlled based on the captured mark image and the previously taught mark image.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、図面を参照し、本発明の一実施例を説
明する。図１はこの発明の一実施例による移動ロボット
の全体図、図２は同移動ロボットの機能構成を示すブロ
ック図である。なお、図１と図２における相互に対応す
る部分には同一の符号が付けられている。図１におい
て、１は無人搬送車である。この無人搬送車は、地上に
敷設された誘導線に沿って走行する誘導無人車、あるい
は誘導線を持たずに走行する、いわゆる自立無人車のい
ずれでもよい。無人搬送車１には、ロボット２が搭載さ
れている。ロボット２は、水平旋回、前後回動および上
下回動可能なロボットアーム３を有する。このロボット
アーム３は図２におけるロボットアーム制御装置１３に
よって駆動制御される。ロボットアーム３の先端位置に
は、画像入力装置４とハンド５とが接近して取り付けら
れており、これらは、振り、ひねり可能になっている。
画像入力装置４は、ＣＣＤ（電荷結合デバイス）等から
なる固体撮像素子である。この画像入力装置４によって
撮像された画像は図２における画像認識装置１４によっ
て処理され、ロボットアーム制御装置１３は該処理結果
に基づいてロボットアーム３を制御する。また、ハンド
５は、ワーク６を把持するものである。なお、ワーク６
は、ロボット２に比べて拡大して描いてある。上記ワー
ク６は、作業台７の上面中央部に置かれ、ロボット２の
作業を受けるようになっている。この作業台７の隅に
は、所定距離離間し、かつ、互いに異なった形状のパタ
ーン８ａおよび８ｂからなるマーク８が書き込まれてい
る。これらのパターン８ａおよび８ｂからなるマーク８
の全体像は、画像認識装置１４に予め記憶されている。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view of a mobile robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the mobile robot. 1 and 2 are designated by the same reference numerals. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an automatic guided vehicle. This automatic guided vehicle may be either a guided unmanned vehicle that travels along a guide line laid on the ground or a so-called self-guided unmanned vehicle that travels without a guide line. A robot 2 is mounted on the automatic guided vehicle 1. The robot 2 has a robot arm 3 that can turn horizontally, turn back and forth, and turn up and down. The drive of the robot arm 3 is controlled by a robot arm control device 13 in FIG. An image input device 4 and a hand 5 are mounted close to each other at the distal end position of the robot arm 3, and these can be swung and twisted.
The image input device 4 is a solid-state imaging device including a CCD (charge coupled device) and the like. The image captured by the image input device 4 is processed by the image recognition device 14 in FIG. 2, and the robot arm control device 13 controls the robot arm 3 based on the processing result. The hand 5 is for gripping the work 6. In addition, work 6
Is drawn on an enlarged scale as compared with the robot 2. The work 6 is placed at the center of the upper surface of the worktable 7 and receives the work of the robot 2. At the corner of the worktable 7, a mark 8 composed of patterns 8a and 8b spaced apart from each other by a predetermined distance and having different shapes is written. Mark 8 consisting of these patterns 8a and 8b
Is stored in the image recognition device 14 in advance.
【０００９】このような構成において、無人搬送車１
は、複数の作業台７の間を走行し、作業を行う。この場
合、無人搬送車１の停止精度は低いため、次の手順で位
置補正を行う。まず、作業に先立ってなされる教示の
際、マーク８の読み取りを教示する。すなわち、画像入
力装置４をマーク８の真上に移動し、この位置を教示す
る。この結果、マーク８の撮像データが画像入力装置４
によって取り込まれ、画像認識装置１４に送られる。そ
して、画像認識装置１４により、マーク８の中心座標が
求められる。In such a configuration, the automatic guided vehicle 1
Travels between a plurality of work tables 7 to perform work. In this case, since the stopping accuracy of the automatic guided vehicle 1 is low, the position is corrected in the following procedure. First, at the time of teaching prior to the work, the reading of the mark 8 is taught. That is, the image input device 4 is moved right above the mark 8 and the position is taught. As a result, the image data of the mark 8 is transferred to the image input device 4.
And sent to the image recognition device 14. Then, the center coordinates of the mark 8 are obtained by the image recognition device 14.
【００１０】さて、本実施例においては、位置読み取り
精度を高めるため、画像入力装置４の視野が狭くなって
いる。このため、図３（ａ）に例示するようにマーク８
の一部（この図の場合はパターン８ａ）が画像入力装置
４の視野Ｓから外れることがある。そこで、本実施例に
おいては、マーク８の一部が画像認識装置１４によって
認識された時、ロボットアーム制御装置１３から画像認
識装置に対し、マーク中心座標（Ｘｃ，Ｙｃ）の要求を
出す。画像認識装置１４は、予め記憶したマーク８の全
体像と現在において認識した画像（図３（ａ）における
視野Ｓ内の画像）との差異に基づいて、マーク８の中心
座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を求め、ロボットアーム制御装置１
３に送る。さらに具体的には、例えば図３（ａ）に示す
ように、画像認識装置１４がパターン８ｂのみを認識し
た場合、画像認識装置１４はパターン８ｂの現在の座標
に基づいてパターン８ａおよび８ｂの中心の座標（Ｘ
ｃ，Ｙｃ）を演算し、この結果をロボットアーム制御装
置１３に送る。ロボットアーム制御装置１３は座標（Ｘ
ｃ，Ｙｃ）をロボットアーム固有の座標系に対応した座
標に変換し、この変換によって得られた座標位置にロボ
ットアーム３を移動させる。この結果、図３（ｂ）に示
すように、画像入力装置１４の視野の中央にマーク８が
収る。なお、画像認識装置１４における座標系からロボ
ットアーム固有の座標系への変換は、特開昭６２−１９
１９０４号公報において開示された方法を用いることが
できる。In this embodiment, the field of view of the image input device 4 is narrowed in order to increase the position reading accuracy. For this reason, as shown in FIG.
(The pattern 8a in this case) may deviate from the field of view S of the image input device 4. Therefore, in this embodiment, when a part of the mark 8 is recognized by the image recognition device 14, the robot arm control device 13 issues a request for the mark center coordinates (Xc, Yc) to the image recognition device. The image recognition device 14 determines the center coordinates (Xc, Yc) of the mark 8 based on the difference between the previously stored overall image of the mark 8 and the currently recognized image (the image in the field of view S in FIG. 3A). To obtain the robot arm controller 1
Send to 3. More specifically, for example, as shown in FIG. 3A, when the image recognition device 14 recognizes only the pattern 8b, the image recognition device 14 determines the center of the patterns 8a and 8b based on the current coordinates of the pattern 8b. Coordinates (X
c, Yc), and sends the result to the robot arm controller 13. The robot arm controller 13 determines the coordinates (X
c, Yc) is converted into coordinates corresponding to a coordinate system unique to the robot arm, and the robot arm 3 is moved to the coordinate position obtained by this conversion. As a result, as shown in FIG. 3B, the mark 8 is located at the center of the field of view of the image input device 14. The conversion from the coordinate system in the image recognition device 14 to the coordinate system unique to the robot arm is described in JP-A-62-19 / 1987.
The method disclosed in 1904 can be used.
【００１１】この移動が完了した後、ロボットアーム制
御装置１３から画像認識装置１４に対し、再びマーク８
の中心座標（Ｘｃ，Ｙｃ）の要求が出される。この結
果、画像認識装置１４からロボットアーム制御装置１３
に対し、中心座標（Ｘｃ，Ｙｃ）が送られ、ロボットア
ーム固有の座標系に対応した座標に変換され、教示点を
補正する位置補正用データとして用いられる。このよう
にして教示が行われ、移動ロボットは教示データに従っ
て作業を行う。なお、上記実施例では形状の異なった２
個のパターン８ａおよび８ｂからなるマーク８を用いた
が、マーク８の形状はこれに限定されるものではない。
すなわち、マーク８として、方向識別の可能なものを用
いれば、画像認識装置１４はマーク８のどの部分が視野
内にあるかを認識することが可能であるため、上記実施
例と全く同じ効果が得られる。After this movement is completed, the robot arm control device 13 sends the mark 8 again to the image recognition device 14.
Is requested for the center coordinates (Xc, Yc). As a result, from the image recognition device 14 to the robot arm control device 13
, The center coordinates (Xc, Yc) are sent, converted to coordinates corresponding to a coordinate system unique to the robot arm, and used as position correction data for correcting a teaching point. Teaching is performed in this manner, and the mobile robot performs work according to the teaching data. In the above embodiment, two different shapes are used.
Although the mark 8 including the individual patterns 8a and 8b is used, the shape of the mark 8 is not limited to this.
That is, if a mark 8 that can be identified in the direction is used, the image recognition device 14 can recognize which part of the mark 8 is in the field of view. can get.
【００１２】[0012]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、作業位置に移動し、予め教示された教示点に従っ
て、前記作業位置に置かれたワークにマニピュレータに
よって作業をなすようにした移動ロボットにおいて、前
記作業位置の所定箇所に方向性を有するマークを配置す
ると共に、前記マニピュレータに画像入力手段を取り付
け、前記移動ロボットは前記作業位置近傍に停止した
後、前記画像入力手段によって前記マークの画像を取り
込み、この取り込んだマークの画像が不完全である場合
には前記予め教示されたマークの画像に対して不足して
いる部分を認識し、該不足部分の画像が前記画像入力手
段によって取り込まれる方向に前記マニピュレータを移
動させ、マーク全体の画像が検出される位置において前
記画像入力手段によって取り込んだ画像と予め教示され
たマークの画像とを比較照合することにより前記マニピ
ュレータの位置補正を行うので、画像入力手段の視野を
広げることなく、移動ロボットの停止位置の許容範囲を
緩和することができるという効果がある。また、画像入
力手段によってマークの全体像が検出されるように自動
的にマニピュレータの移動が行われるので、教示作業が
楽になるという効果が得られる。As described above, according to the present invention, a mobile robot moves to a work position and works on a work placed at the work position by a manipulator according to a teaching point taught in advance. And arranging a directional mark at a predetermined position of the work position, attaching an image input means to the manipulator, and after the mobile robot stops near the work position, an image of the mark is provided by the image input means. If the image of the captured mark is incomplete, the image of the previously taught mark is insufficient.
The image input means.
By moving the manipulator in the direction captured by the step, by comparing and comparing the image captured by the image input means and the image of the mark taught in advance at the position where the image of the entire mark is detected. Since the position of the manipulator is corrected, there is an effect that the allowable range of the stop position of the mobile robot can be relaxed without expanding the field of view of the image input means. Further, since the manipulator is automatically moved so that the entire image of the mark is detected by the image input means, an effect that teaching work becomes easy can be obtained.
【図１】 この発明の一実施例による移動ロボットの全
体図である。FIG. 1 is an overall view of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
【図２】 同移動ロボットの構成を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the mobile robot.
【図３】 同移動ロボットの動作を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an operation of the mobile robot.
４……画像入力装置、１４……画像認識装置、 １３……ロボットアーム制御装置、３……ロボットアー
ム。4 ... image input device, 14 ... image recognition device, 13 ... robot arm control device, 3 ... robot arm.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２５Ｊ 19/04 Ｂ２５Ｊ 19/04 Ｇ０５Ｂ 19/19 Ｇ０５Ｂ 19/19 Ｈ // Ｇ０５Ｂ 19/404 19/18 Ｈ ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B25J 19/04 B25J 19/04 G05B 19/19 G05B 19/19 H // G05B 19/404 19/18 H
Claims (1)
点に従って、前記作業位置に置かれたワークにマニピュ
レータによって作業をなすようにした移動ロボットにお
いて、 前記作業位置の所定箇所に方向性を有するマークを配置
すると共に、前記マニピュレータに画像入力手段を取り
付け、 前記移動ロボットは前記作業位置近傍に停止した後、前
記画像入力手段によって前記マークの画像を取り込み、
この取り込んだマークの画像が不完全である場合には前
記予め教示されたマークの画像に対して不足している部
分を認識し、該不足部分の画像が前記画像入力手段によ
って取り込まれる方向に前記マニピュレータを移動さ
せ、マーク全体の画像が検出される位置において前記画
像入力手段によって取り込んだ画像と予め教示されたマ
ークの画像とを比較照合することにより前記マニピュレ
ータの位置補正を行うことを特徴とする移動ロボットの
制御方法。1. A mobile robot which moves to a work position and performs a work on a work placed at the work position by a manipulator according to a teaching point taught in advance. While arranging the mark having, the image input means is attached to the manipulator, after the mobile robot stops near the work position, captures the image of the mark by the image input means,
Before when the image of the captured mark is incomplete
Insufficient part for the image of the mark taught in advance
The image of the missing part is recognized by the image input means.
Moving the manipulator in a direction to be taken I, position correction of the manipulator by comparing and collating the image of the mark that has been previously taught with images taken by said image input means in the position where the image of the entire mark is detected A method for controlling a mobile robot, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3106110A JP2743613B2 (en) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | Control method of mobile robot |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP3106110A JP2743613B2 (en) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | Control method of mobile robot |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH0580842A JPH0580842A (en) | 1993-04-02 |
| JP2743613B2 true JP2743613B2 (en) | 1998-04-22 |
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ID=14425340
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| JP3106110A Expired - Fee Related JP2743613B2 (en) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | Control method of mobile robot |
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