机器人系统、机器人的校准治具、机器人的校准方法技术方案

本发明专利技术提供机器人系统、机器人的校准治具、机器人的校准方法。该治具包括分别附带图案的N个(N为4以上的整数)平面，非基准法线向量相对于基准法线向量所成的角度θ满足以下的式(1)及式(2)，基准法线向量与N个平面中的一个平面即治具基准面垂直，并具有从治具基准面朝着立体照相机所配置的空间的朝向，非基准法线向量与N个平面中的不同于治具基准面的非基准平面垂直，并具有从非基准平面朝着立体照相机所配置的空间的朝向，‑90°＜θ＜90°…(1)，θ≠0…(2)，与N个平面中的N‑1个非基准平面对应的非基准法线向量相对于基准法线向量具有相互不同的朝向，并且彼此具有相对于基准法线向量不对称的朝向。

Robot system, robot calibration fixture, robot calibration method

【技术实现步骤摘要】
机器人系统、机器人的校准治具、机器人的校准方法
本专利技术涉及对机器人进行校准的技术。
技术介绍
目前，作为确定用于将通过照相机对目标物进行拍摄而得到的照相机坐标系中的位置与配置有该目标物的三维空间的空间坐标系中的位置建立关联的校准参数的方法，存在专利文献1的方法。在专利文献1的技术中，在立方体的治具中，为了得到表示与治具的位置姿势对应的六自由度的对应关系的信息，进行如下处理。即，在彼此相邻的三个面中，在一面设置四个图形“+”的标签，在其它两面分别设置四个图形“-”的标签，并对各标签附加编号。通过照相机对治具的上述三面进行拍摄。基于所得到的图像数据，对图像上的标签的图形进行识别，求出三维空间内的治具的朝向。根据专利文献1的技术，不通过人工就能够求出三维空间内的治具的朝向。因此，能够自动地建立治具上的各标签在照相机坐标上的位置与空间坐标上的位置的关联。结果，能够使用两坐标上的位置在短时间内设定校准参数。专利文献1：日本特开平6-243236号公报但是，在专利文献1的技术中，通过一次拍摄而被得到图像的、相对于照相机具有相互不同的朝向的治具的面的数量是三个。因此，在专利文献1的技术中，在通过一次拍摄得到的信息中，无法准确地确定将通过照相机对目标物进行拍摄而得到的照相机坐标系中的位置与配置有该目标物的三维空间的空间坐标系中的位置建立关联的参数。即，在专利文献1的技术中，需要改变治具或照相机的姿势，重复进行治具的拍摄。因此，参数的校准需要时间。
技术实现思路
根据本公开的一方面，提供一种用于校准将根据使用立体照相机得到的图像确定的位置与三维空间中的位置建立关联的参数的治具。在将N设为4以上的整数时，该治具包括附带图案的N个平面，非基准法线向量相对于基准法线向量所成的角度θ满足以下的式(1)及式(2)，所述基准法线向量与治具基准面垂直，并具有从所述治具基准面朝着所述立体照相机所配置的空间的朝向，所述治具基准面是所述N个平面中的一个平面，所述非基准法线向量与所述N个平面中的不同于所述治具基准面的非基准平面垂直，并具有从所述非基准平面朝着所述立体照相机所配置的空间的朝向，-90°＜θ＜90°…(1)θ≠0…(2)与所述N个平面中的N-1个所述非基准平面对应的所述非基准法线向量相对于所述基准法线向量具有相互不同的朝向，并且彼此不具有相对于所述基准法线向量对称的朝向。根据本公开的另一方面，提供一种机器人系统，其包括：臂，处理目标物；立体照相机，对所述目标物进行拍摄；控制部，基于通过所述立体照相机得到的图像，对所述臂进行控制；以及治具，用于校准将根据使用立体照相机得到的图像确定的位置与三维空间中的位置建立关联的参数。在将N设为4以上的整数时，所述治具包括附带图案的N个平面，非基准法线向量相对于基准法线向量所成的角度θ满足以下的式(1)及式(2)，所述基准法线向量与治具基准面垂直，并具有从所述治具基准面朝着所述立体照相机所配置的空间的朝向，所述治具基准面是所述N个平面中的一个平面，所述非基准法线向量与所述N个平面中的不同于所述治具基准面的非基准平面垂直，并具有从所述非基准平面朝着所述立体照相机所配置的空间的朝向，-90°＜θ＜90°…(1)θ≠0…(2)与所述N个平面中的N-1个所述非基准平面对应的所述非基准法线向量相对于所述基准法线向量具有相互不同的朝向，并且彼此不具有相对于所述基准法线向量对称的朝向。根据本公开的又一方面，提供一种用于校准将根据使用立体照相机得到的图像确定的位置与三维空间中的位置建立关联的参数的校准方法。所述校准方法具备：(a)将治具配置在预定的位置的工序，在将N设为4以上的整数时，所述治具包括附带图案的N个平面，非基准法线向量相对于基准法线向量所成的角度θ满足以下的式(1)及式(2)，所述基准法线向量与治具基准面垂直，并具有从所述治具基准面朝着所述立体照相机所配置的空间的朝向，所述治具基准面是所述N个平面中的一个平面，所述非基准法线向量与所述N个平面中的不同于所述治具基准面的非基准平面垂直，并具有从所述非基准平面朝着所述立体照相机所配置的空间的朝向，-90°＜θ＜90°…(1)θ≠0…(2)与所述N个平面中的N-1个所述非基准平面对应的所述非基准法线向量相对于所述基准法线向量具有相互不同的朝向，并且彼此不具有相对于所述基准法线向量对称的朝向；(b)通过所述立体照相机对所述治具进行拍摄的工序；以及(c)基于通过所述立体照相机得到的各所述平面的图案的图像和所述预定的位置确定将根据使用所述立体照相机得到的图像确定的位置与基于所述预定的位置得到的位置建立关联的参数并进行保存的工序。附图说明图1是示出第一实施方式的机器人系统1的框图。图2是示出机器人100和治具400的说明图。图3是示出治具400的主视图。图4是从平面440、450侧沿第一方向D1观察治具400时的侧视图。图5是从平面420侧沿第二方向D2观察治具400时的侧视图。图6是示出对参数CP进行校准的处理的流程图。图7是示出治具400B的立体图。图8是示出变形例的标记F1的俯视图。图9是示出变形例的标记F2的俯视图。图10是示出变形例的标记F3的俯视图。图11是示出由多个处理器构成机器人的控制装置的一例的概念图。图12是示出由多个处理器构成机器人的控制装置的其它例的概念图。附图标记说明1机器人系统25控制部100机器人110基台120躯干部130肩部140颈部150头部160L臂160R臂170立体照相机170L、170R照相机175立体照相机175L、175R照相机180L、180R末端执行器200动作控制装置210处理器220主存储器230非易失性存储器240显示控制部250显示部260I/O接口300示教装置310处理器320主存储器330非易失性存储器340显示控制部350显示部360I/O接口400、400B治具410治具基准面(平面)410B治具基准面(平面)420～470平面420B～470B平面500作业台700、710个人计算机800云服务D1第一方向D2第二方向F1标记F11区域F12圆环F13区域F14圆环F2标记F21圆F22区域F23圆环F3标记F31正五边形F32区域F33区域L1、L3与第一方向D1平行的边L1B与第一方向D1平行的边L2、L4与第二方向D2平行的边L2B与第二方向D2平行的边Ln1基准法线Ln1B基准法线Ln2～Ln7法线Ln2B～Ln7B法线Lo2、Lo6、Lo7边MK标记P1～P4作业台500上的位置PN1～PN7图案PN1B～PN7B图案RC机器人坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种治具，其特征在于，用于校准将根据使用立体照相机得到的图像确定的位置与三维空间中的位置建立关联的参数，/n在将N设为4以上的整数时，所述治具包括附带图案的N个平面，/n非基准法线向量相对于基准法线向量所成的角度θ满足以下的式(1)及式(2)，所述基准法线向量与治具基准面垂直，并具有从所述治具基准面朝着所述立体照相机所配置的空间的朝向，所述治具基准面是所述N个平面中的一个平面，所述非基准法线向量与所述N个平面中的不同于所述治具基准面的非基准平面垂直，并具有从所述非基准平面朝着所述立体照相机所配置的空间的朝向，/n-90°＜θ＜90°…(1)/nθ≠0…(2)/n与所述N个平面中的N-1个所述非基准平面对应的所述非基准法线向量相对于所述基准法线向量具有相互不同的朝向，并且彼此不具有相对于所述基准法线向量对称的朝向。/n

【技术特征摘要】
20181022 JP 2018-1983771.一种治具，其特征在于，用于校准将根据使用立体照相机得到的图像确定的位置与三维空间中的位置建立关联的参数，
在将N设为4以上的整数时，所述治具包括附带图案的N个平面，
非基准法线向量相对于基准法线向量所成的角度θ满足以下的式(1)及式(2)，所述基准法线向量与治具基准面垂直，并具有从所述治具基准面朝着所述立体照相机所配置的空间的朝向，所述治具基准面是所述N个平面中的一个平面，所述非基准法线向量与所述N个平面中的不同于所述治具基准面的非基准平面垂直，并具有从所述非基准平面朝着所述立体照相机所配置的空间的朝向，
-90°＜θ＜90°…(1)
θ≠0…(2)
与所述N个平面中的N-1个所述非基准平面对应的所述非基准法线向量相对于所述基准法线向量具有相互不同的朝向，并且彼此不具有相对于所述基准法线向量对称的朝向。


2.根据权利要求1所述的治具，其特征在于，
在所述N个平面中的一个以上的平面中，所述图案包括沿第一方向和相对于所述第一方向垂直的第二方向配置的矩阵状的多个标记，沿所述第一方向配置的所述标记的数量与沿所述第二方向配置的所述标记的数量不同。


3.根据权利要求2所述的治具，其特征在于，
所述治具基准面包括所述多个标记，并具有具备沿所述第一方向的第一边和沿所述第二方向的第二边的长方形的外形。


4.根据权利要求3所述的治具，其特征在于，
所述治具基准面在所述第一边处与一个以上的所述非基准平面连接，并在所述第二边处与未与所述第一边连接的一个以上的所述非基准平面连接。


5.一种机器人系统，其特征在于，包括：
臂，处理目标物；
立体照相机，对所述目标物进行拍摄；
控制部，基于通过所述立体照相机得到的图像，对所述臂进行控制；以及
治具，用于校准将根据使用所述立体照相机得到的图像确定的位置与三维空间中的位置建立关联的参数，
在将N设为4以上的整数时，所述治具包括附带图案的N个平面，
非基准法线向量相对于基准法线向量所成的角度θ满足以下的式(1)及式(2)，所述基准法线向量与治具基准面垂直，并具有从所述治具基准面朝着所述立体照相机所配置的空间的朝向，所述治具基准面是所述N个平面中的一个平面，所述非基准法...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田笃，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP