特開 2024-113790 キャリブレーション方法、キャリブレーション装置およびロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024113790

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】キャリブレーション方法、キャリブレーション装置およびロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/10 20060101AFI20240816BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20240816BHJP

   B25J 19/04 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

B25J9/10 A

B25J13/08 A

B25J19/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023018979

(22)【出願日】2023-02-10

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】大谷 和史

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707BS12

3C707BS15

3C707BS26

3C707DS01

3C707HS27

3C707JS03

3C707KS03

3C707KS04

3C707KS06

3C707KS29

3C707KT02

3C707KT05

3C707KT06

3C707KT09

3C707KV01

3C707LV04

3C707LV05

(57)【要約】

【課題】キャリブレーション精度の低下やばらつきを効果的に抑制することができるキャリブレーション方法、キャリブレーション装置およびロボットシステムを提供すること。
【解決手段】キャリブレーション方法は、固定カメラで複数の基準マーカーを撮像して得られる固定カメラ撮像データから、各基準マーカーの固定カメラ座標系での位置を検出する固定カメラ座標取得ステップと、ロボットに取り付けられロボット座標系とのキャリブレーションが済んでいるロボットカメラで複数の基準マーカーを撮像して得られるロボットカメラ撮像データから各基準マーカーのロボット座標系での位置を検出するロボット座標取得ステップと、固定カメラ座標系での基準マーカーの位置と、ロボット座標系での基準マーカーの位置と、に基づいて固定カメラ座標系とロボット座標系とを対応させるキャリブレーションステップと、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定カメラで複数の基準マーカーを撮像して得られる固定カメラ撮像データから、各前記基準マーカーの前記固定カメラに設定されている固定カメラ座標系での位置を検出する固定カメラ座標取得ステップと、
ロボットに取り付けられ前記ロボットに設定されているロボット座標系とのキャリブレーションが済んでいるロボットカメラで前記複数の基準マーカーを撮像して得られるロボットカメラ撮像データから各前記基準マーカーの前記ロボット座標系での位置を検出するロボット座標取得ステップと、
前記固定カメラ座標系での前記基準マーカーの位置と、前記ロボット座標系での前記基準マーカーの位置と、に基づいて前記固定カメラ座標系と前記ロボット座標系とを対応させるキャリブレーションステップと、を含むことを特徴とするキャリブレーション方法。

【請求項2】

前記固定カメラ座標取得ステップでは、前記複数の基準マーカーを１視野で撮像する請求項１に記載のキャリブレーション方法。

【請求項3】

前記ロボット座標取得ステップでは、前記複数の基準マーカーを別々の視野で撮像する請求項１に記載のキャリブレーション方法。

【請求項4】

各前記基準マーカーを視野の中央部で撮像する請求項３に記載のキャリブレーション方法。

【請求項5】

ロボットと、前記ロボットに取り付けられ前記ロボットに設定されているロボット座標系とのキャリブレーションが済んでいるロボットカメラと、固定カメラと、を有するロボットシステムにおいて、前記固定カメラに設定されている固定カメラ座標系と前記ロボット座標系とを対応させるキャリブレーション装置であって、
前記固定カメラで複数の基準マーカーを撮像して得られる固定カメラ撮像データから各前記基準マーカーの前記固定カメラ座標系での位置を検出し、
前記ロボットカメラで前記複数の基準マーカーを撮像して得られるロボットカメラ撮像データから各前記基準マーカーの前記ロボット座標系での位置を検出し、
前記固定カメラ座標系での前記基準マーカーの位置と、前記ロボット座標系での前記基準マーカーの位置と、に基づいて前記固定カメラ座標系と前記ロボット座標系とを対応させることを特徴とするキャリブレーション装置。

【請求項6】

ロボットと、
前記ロボットに取り付けられ前記ロボットに設定されているロボット座標系とのキャリブレーションが済んでいるロボットカメラと、
固定カメラと、
前記固定カメラに設定されている固定カメラ座標系と前記ロボット座標系とを対応させるキャリブレーション装置と、を有し、
前記キャリブレーション装置は、前記固定カメラで複数の基準マーカーを撮像して得られる固定カメラ撮像データから各前記基準マーカーの前記固定カメラ座標系での位置を検出し、
前記ロボットカメラで前記複数の基準マーカーを撮像して得られるロボットカメラ撮像データから各前記基準マーカーの前記ロボット座標系での位置を検出し、
前記固定カメラ座標系での前記基準マーカーの位置と、前記ロボット座標系での前記基準マーカーの位置と、に基づいて前記固定カメラ座標系と前記ロボット座標系とを対応させることを特徴とするロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キャリブレーション方法、キャリブレーション装置およびロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載されたキャリブレーション方法は、まず、タッチアップ用ハンドでキャリブレーション治具上の基準点を目視でタッチアップしてロボット座標系上におけるキャリブレーション治具の位置を獲得し、ロボット座標系とキャリブレーション治具座標系との間の座標変換行列を求める。次に、ロボットに装着されたカメラでキャリブレーション治具を撮像し、撮像した画像データからキャリブレーション治具座標系とカメラ座標系との間の座標変換行列を求める。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８－２１０８１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されたキャリブレーション方法では、タッチアップ用ハンドを目視でキャリブレーション治具上の基準点にタッチアップするため、作業者によるばらつきが発生するおそれがある。そのため、キャリブレーション精度が低下したり、ばらついたりする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のキャリブレーション方法は、固定カメラで複数の基準マーカーを撮像して得られる固定カメラ撮像データから、各前記基準マーカーの前記固定カメラに設定されている固定カメラ座標系での位置を検出する固定カメラ座標取得ステップと、
ロボットに取り付けられ前記ロボットに設定されているロボット座標系とのキャリブレーションが済んでいるロボットカメラで前記複数の基準マーカーを撮像して得られるロボットカメラ撮像データから各前記基準マーカーの前記ロボット座標系での位置を検出するロボット座標取得ステップと、
前記固定カメラ座標系での前記基準マーカーの位置と、前記ロボット座標系での前記基準マーカーの位置と、に基づいて前記固定カメラ座標系と前記ロボット座標系とを対応させるキャリブレーションステップと、を含むことを特徴とするキャリブレーション方法。

【0006】

本発明のキャリブレーション装置は、ロボットと、前記ロボットに取り付けられ前記ロボットに設定されているロボット座標系とのキャリブレーションが済んでいるロボットカメラと、固定カメラと、を有するロボットシステムにおいて、前記固定カメラに設定されている固定カメラ座標系と前記ロボット座標系とを対応させるキャリブレーション装置であって、
前記固定カメラで複数の基準マーカーを撮像して得られる固定カメラ撮像データから各前記基準マーカーの前記固定カメラ座標系での位置を検出し、
前記ロボットカメラで前記複数の基準マーカーを撮像して得られるロボットカメラ撮像データから各前記基準マーカーの前記ロボット座標系での位置を検出し、
前記固定カメラ座標系での前記基準マーカーの位置と、前記ロボット座標系での前記基準マーカーの位置と、に基づいて前記固定カメラ座標系と前記ロボット座標系とを対応させる。

【0007】

本発明のロボットシステムは、ロボットと、
前記ロボットに取り付けられ前記ロボットに設定されているロボット座標系とのキャリブレーションが済んでいるロボットカメラと、
固定カメラと、
前記固定カメラに設定されている固定カメラ座標系と前記ロボット座標系とを対応させるキャリブレーション装置と、を有し、
前記キャリブレーション装置は、前記固定カメラで複数の基準マーカーを撮像して得られる固定カメラ撮像データから各前記基準マーカーの前記固定カメラ座標系での位置を検出し、
前記ロボットカメラで前記複数の基準マーカーを撮像して得られるロボットカメラ撮像データから各前記基準マーカーの前記ロボット座標系での位置を検出し、
前記固定カメラ座標系での前記基準マーカーの位置と、前記ロボット座標系での前記基準マーカーの位置と、に基づいて前記固定カメラ座標系と前記ロボット座標系とを対応させる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】好適な実施形態に係るロボットシステムの全体構成図である。

【図2】キャリブレーション方法を示すフローチャートである。

【図3】基準マーカーの一例を示す図である。

【図4】固定カメラで取得する固定カメラ撮像データの一例を示す図である。

【図5】ロボットカメラで取得するロボットカメラ撮像データの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明のキャリブレーション方法、キャリブレーション装置およびロボットシステムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0010】

図１は、好適な実施形態に係るロボットシステムの全体構成図である。図２は、キャリブレーション方法を示すフローチャートである。図３は、基準マーカーの一例を示す図である。図４は、固定カメラで取得する固定カメラ撮像データの一例を示す図である。図５は、ロボットカメラで取得するロボットカメラ撮像データの一例を示す図である。

【0011】

図１に示すロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット２に配置されたロボットカメラ３と、空間に固定された固定カメラ４と、固定カメラ４が撮像した画像に基づいてロボット２の駆動を制御する制御装置５と、固定カメラ４とロボット２のキャリブレーションを行うキャリブレーション装置６と、を有する。なお、これら各部は、有線または無線により通信可能とされている。通信は、インターネットのようなネットワークを介してなされてもよい。このようなロボットシステム１では、まず、キャリブレーション装置６を用いて固定カメラ４とロボット２とのキャリブレーションを行う。そして、載置台１０上に無造作に載置されたワークＷを固定カメラ４で撮像し、その撮像データに基づいて載置台１０上のワークＷの位置および姿勢（以下「位置姿勢」と言う。）を認識し、認識したワークＷをロボット２でピックアップする。ただし、ロボットシステム１が行う作業としては、特に限定されない。

【0012】

［ロボット２］
ロボット２は、６つの回動軸を有する６軸ロボットであり、床、天井等に固定されたベース２１と、ベース２１に連結されたロボットアーム２２と、を有する。また、ロボットアーム２２は、ベース２１に対して第１回動軸Ｏ１まわりに回動自在に連結された第１アーム２２１と、第１アーム２２１に対して第２回動軸Ｏ２まわりに回動自在に連結された第２アーム２２２と、第２アーム２２２に対して第３回動軸Ｏ３まわりに回動自在に連結された第３アーム２２３と、第３アーム２２３に対して第４回動軸Ｏ４まわりに回動自在に連結された第４アーム２２４と、第４アーム２２４に対して第５回動軸Ｏ５まわりに回動自在に連結された第５アーム２２５と、第５アーム２２５に対して第６回動軸Ｏ６まわりに回動自在に連結された第６アーム２２６と、を有する。

【0013】

また、第６アーム２２６の先端部にはツール２４が装着されている。ツール２４は、ロボット２に実行させる作業に応じて適宜選択することができ、本実施形態では開閉する一対の爪部を有するハンドである。また、ロボット２では、ロボットアーム２２の先端に制御点としてのツールセンターポイント（以下、「ＴＣＰ」とも言う）が設定されている。ＴＣＰの位置と姿勢は、ツール２４の位置と姿勢の基準となる。ただし、ＴＣＰの位置は、特に限定されず、適宜設定することができる。

【0014】

また、ロボット２は、ベース２１に対して第１アーム２２１を回動させる第１駆動装置２５１と、第１アーム２２１に対して第２アーム２２２を回動させる第２駆動装置２５２と、第２アーム２２２に対して第３アーム２２３を回動させる第３駆動装置２５３と、第３アーム２２３に対して第４アーム２２４を回動させる第４駆動装置２５４と、第４アーム２２４に対して第５アーム２２５を回動させる第５駆動装置２５５と、第５アーム２２５に対して第６アーム２２６を回動させる第６駆動装置２５６と、を有する。第１～第６駆動装置２５１～２５６は、それぞれ、例えば、モーターと、モーターの駆動を制御するコントローラーと、モーターの回転量を検出するエンコーダーと、を有する。そして、第１～第６駆動装置２５１～２５６の駆動は、制御装置５によって独立して制御される。

【0015】

このようなロボット２には、ロボット２の駆動を制御するのに用いられるロボット座標系が設定されている。ロボット座標系は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸によって定まる３次元の直交座標系である。本実施形態では、Ｚ軸が鉛直方向に沿うように直交座標系が設定されている。

【0016】

以上、ロボット２について説明したが、ロボット２としては、特に限定されず、例えば、ロボットアーム２２が有するアームの数が１本～５本あるいは７本以上であってもよい。また、ロボット２は、例えば、スカラロボット（水平多関節ロボット）、２つのロボットアーム２２を有する双腕ロボット等であってもよい。

【0017】

［ロボットカメラ３］
ロボットカメラ３は、ロボット２のツール２４に装着されており、ツール２４の先端側を撮像する。また、ロボットカメラ３は、第６回動軸Ｏ６に対してオフセットして配置され、かつ、その光軸が第６回動軸Ｏ６に沿っている。このようなロボットカメラ３は、レンズやエリアイメージセンサーを備えるデジタルカメラである。また、ロボットカメラ３には、ロボットカメラ座標系が設定されている。また、ロボットカメラ座標系とロボット座標系とのキャリブレーションは、実施済みである。そのため、ロボットカメラ３で撮像した撮像データ内での対象物の位置をロボット座標系で特定することができる。

【0018】

以上、ロボットカメラ３について説明したが、ロボットカメラ３の構成や配置は、特に限定されない。

【0019】

［固定カメラ４］
図１に示すように、固定カメラ４は、載置台１０の上方の空間に固定されており、載置台１０上のワークＷを撮像する。固定カメラ４は、レンズやエリアイメージセンサーを備えるデジタルカメラである。また、固定カメラ４には、固定カメラ座標系が設定されている。前述したように、固定カメラ４で撮像した撮像データに基づいて載置台１０上のワークＷの位置を認識し、その認識結果に基づいてロボット２の駆動を制御するためには、固定カメラ座標系とロボット座標系とのキャリブレーションが必要になる。このキャリブレーション方法の詳細については、後述する。

【0020】

以上、固定カメラ４について説明したが、固定カメラ４の構成や配置は、特に限定されない。

【0021】

［制御装置５］
制御装置５は、ロボット２、ロボットカメラ３および固定カメラ４の駆動をそれぞれ制御する。制御装置５は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサーと、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部インターフェースと、を有している。メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行する。

【0022】

なお、図示の構成では、制御装置５がロボット２外に配置されているが、制御装置５の配置は、特に限定されず、例えば、一部または全部がロボット２内に収容されていてもよい。

【0023】

［キャリブレーション装置６］
キャリブレーション装置６は、固定カメラ４に設定された固定カメラ座標系とロボット２に設定されたロボット座標系とのキャリブレーションを行う。キャリブレーション装置６は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサーと、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部インターフェースと、を有している。メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行する。

【0024】

なお、本実施形態では、キャリブレーション装置６と制御装置５とが別々に配置されているが、これに限定されず、例えば、制御装置５がキャリブレーション装置６を兼ねていてもよい。

【0025】

次に、キャリブレーション装置６による固定カメラ座標系とロボット座標系とのキャリブレーション方法について説明する。図２に示すように、キャリブレーション方法は、固定カメラ座標取得ステップＳ１と、ロボット座標取得ステップＳ２と、キャリブレーションステップＳ３と、を有する。

【0026】

－固定カメラ座標取得ステップＳ１－
まず、図３に示すように、載置台１０上に複数の基準マーカーＭを配置する。なお、図示の例では、９つの基準マーカーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８、Ｍ９が３×３の行列状に配置されているが、基準マーカーＭの数や配置は、特に限定されない。また、基準マーカーＭを載置台１０に印刷、貼着等してもよいし、基準マーカーＭが印刷、貼着等されたシートを載置台１０上に載置してもよい。また、基準マーカーＭの配置は、特に限定されず、例えば、床に配置してもよい。

【0027】

次に、図４に示すように、固定カメラ４で載置台１０上の基準マーカーＭ１～Ｍ９を撮像する。これにより、全ての基準マーカーＭ１～Ｍ９が写った固定カメラ撮像データＤ１が得られる。このように、全ての基準マーカーＭ１～Ｍ９を１視野で撮像し、これら全ての基準マーカーＭ１～Ｍ９が写った固定カメラ撮像データＤ１を取得することにより、固定カメラ座標取得ステップＳ１にかかる時間を短縮することができる。

【0028】

次に、固定カメラ撮像データＤ１に基づいて、全ての基準マーカーＭ１～Ｍ９について固定カメラ座標系での位置を検出する。

【0029】

以上、固定カメラ座標取得ステップＳ１について説明したが、固定カメラ座標取得ステップＳ１としては、特に限定されない。例えば、基準マーカーＭ１～Ｍ９を複数枚の固定カメラ撮像データＤ１に分けて撮像してもよい。

【0030】

－ロボット座標取得ステップＳ２－
ロボット座標取得ステップＳ２では、まず、ロボット２を動かしながら、ロボットカメラ３で基準マーカーＭ１～Ｍ９を１つずつ順番に撮像する。つまり、基準マーカーＭ１～Ｍ９を別々の視野で撮像する。これにより、図５に示すように、計９枚のロボットカメラ撮像データＤ２、具体的には、基準マーカーＭ１が写ったロボットカメラ撮像データＤ２１、基準マーカーＭ２が写ったロボットカメラ撮像データＤ２２、基準マーカーＭ３が写ったロボットカメラ撮像データＤ２３、基準マーカーＭ４が写ったロボットカメラ撮像データＤ２４、基準マーカーＭ５が写ったロボットカメラ撮像データＤ２５、基準マーカーＭ６が写ったロボットカメラ撮像データＤ２６、基準マーカーＭ７が写ったロボットカメラ撮像データＤ２７、基準マーカーＭ８が写ったロボットカメラ撮像データＤ２８、基準マーカーＭ９が写ったロボットカメラ撮像データＤ２９が得られる。

【0031】

次に、ロボットカメラ撮像データＤ２１に基づいて基準マーカーＭ１のロボット座標系での位置を検出し、ロボットカメラ撮像データＤ２２に基づいて基準マーカーＭ２のロボット座標系での位置を検出し、ロボットカメラ撮像データＤ２３に基づいて基準マーカーＭ３のロボット座標系での位置を検出し、ロボットカメラ撮像データＤ２４に基づいて基準マーカーＭ４のロボット座標系での位置を検出し、ロボットカメラ撮像データＤ２５に基づいて基準マーカーＭ５のロボット座標系での位置を検出し、ロボットカメラ撮像データＤ２６に基づいて基準マーカーＭ６のロボット座標系での位置を検出し、ロボットカメラ撮像データＤ２７に基づいて基準マーカーＭ７のロボット座標系での位置を検出し、ロボットカメラ撮像データＤ２８に基づいて基準マーカーＭ８のロボット座標系での位置を検出し、ロボットカメラ撮像データＤ２９に基づいて基準マーカーＭ９のロボット座標系での位置を検出する。

【0032】

なお、本実施形態では、各基準マーカーＭ１～Ｍ９をロボットカメラ３の視野の中央部に位置させたロボットカメラ撮像データＤ２１～Ｄ２９を得ている。前述したように、ロボットカメラ座標系とロボット座標系とのキャリブレーションが済んでいるものの、その精度は、ロボットカメラ３の視野の中央が最も高くなる。そのため、各基準マーカーＭ１～Ｍ９をロボットカメラ３の視野の中央部に位置させることにより、各基準マーカーＭ１～Ｍ９のロボット座標系での位置をより精度よく検出することができる。また、各基準マーカーＭ１～Ｍ９をそれぞれ別々に撮像することにより、各基準マーカーＭ１～Ｍ９をロボットカメラ３の視野の中央部に位置させることができる。

【0033】

以上、ロボット座標取得ステップＳ２について説明したが、ロボット座標取得ステップＳ２としては、特に限定されない。例えば、複数の基準マーカーＭを１視野で撮像してもよい。また、基準マーカーＭ１～Ｍ９をロボットカメラ３の視野の中央部に位置させなくてもよい。

【0034】

－キャリブレーションステップＳ３－
キャリブレーションステップＳ３では、固定カメラ座標取得ステップＳ１で得られた各基準マーカーＭ１～Ｍ９の固定カメラ座標系での位置と、ロボット座標取得ステップＳ２で得られた各基準マーカーＭ１～Ｍ９のロボットカメラ座標系での位置と、に基づいて固定カメラ座標系とロボット座標系とを対応させるキャリブレーションを行う。具体的には、固定カメラ座標取得ステップＳ１とロボット座標取得ステップＳ２とで基準マーカーＭの位置は同じである。そのため、各基準マーカーＭ１～Ｍ９の固定カメラ座標とロボット座標とを対応させることで、固定カメラ座標系とロボット座標系とのキャリブレーションを行う。

【0035】

以上、固定カメラ座標系とロボット座標系とのキャリブレーション方法について説明した。このようなキャリブレーション方法によれば、従来技術のようなタッチアップ作業が不要であるため、作業者によるばらつきが発生しない。そのため、キャリブレーション精度の低下やばらつきを効果的に抑制することができる。

【0036】

なお、本実施形態では、固定カメラ座標取得ステップＳ１の後にロボット座標取得ステップＳ２を行っているが、これに限定されず、ロボット座標取得ステップＳ２の後に固定カメラ座標取得ステップＳ１を行ってもよい。

【0037】

次に、ロボットシステム１が行う作業の一例として、図１に示したように、載置台１０上に無造作に置かれたワークＷをピックアップして目的地まで搬送する作業について説明する。制御装置５は、まず、載置台１０上に載置されたワークＷを固定カメラ４で撮像し、固定カメラ撮像データを取得する。次に、制御装置５は、取得した固定カメラ撮像データから少なくとも１つのワークＷを抽出すると共に、例えば、テンプレートマッチング等によって抽出したワークの位置姿勢を認識する。次に、制御装置５は、抽出したワークＷをツール２４で把持するために取るべきＴＣＰの位置姿勢を導出し、ＴＣＰが導出した位置姿勢となるようにロボット２を動かす。次に、制御装置５は、ロボット２とツール２４を動かしてワークＷを把持する。次に、制御装置５は、ロボット２を動かしてワークＷを目的地まで搬送する。以上により、ワークＷの搬送が完了する。

【0038】

ここで、既にキャリブレーションが済んでいるロボットカメラ３を用いずに、わざわざ固定カメラ４を用いて載置台１０上のワークＷの位置姿勢を検出するのかについて、簡単に説明する。ロボットカメラ３で載置台１０上のワークＷを撮像し、その撮像データに基づいてロボット座標系でのワークの位置姿勢を検出することも可能である。しかしながら、ロボットカメラ３で載置台１０上のワークＷを撮像するには、ロボットカメラ３が載置台１０上のワークＷを向くようにロボット２を動かす必要がある。これに対して、固定カメラ４を用いて載置台１０上のワークＷの位置姿勢を検出する方法によれば、ロボット２を動かす必要がないため、タクトタイムを短縮することができる。

【0039】

以上、ロボットシステム１について説明した。このようなロボットシステム１で行われるキャリブレーション方法は、固定カメラ４で複数の基準マーカーＭを撮像して得られる固定カメラ撮像データＤ１から、各基準マーカーＭの固定カメラ４に設定されている固定カメラ座標系での位置を検出する固定カメラ座標取得ステップＳ１と、ロボット２に取り付けられロボット２に設定されているロボット座標系とのキャリブレーションが済んでいるロボットカメラ３で複数の基準マーカーＭを撮像して得られるロボットカメラ撮像データＤ２から各基準マーカーＭのロボット座標系での位置を検出するロボット座標取得ステップＳ２と、固定カメラ座標系での基準マーカーＭの位置と、ロボット座標系での基準マーカーＭの位置と、に基づいて固定カメラ座標系とロボット座標系とを対応させるキャリブレーションステップＳ３と、を含む。このような方法によれば、従来技術のようなタッチアップ作業が不要であるため、作業者によるばらつきが発生しない。そのため、キャリブレーション精度の低下やばらつきを効果的に抑制することができる。

【0040】

また、前述したように、固定カメラ座標取得ステップＳ１では、複数の基準マーカーＭを１視野で撮像する。これにより、固定カメラ座標取得ステップＳ１にかかる時間を短縮することができる。

【0041】

また、前述したように、ロボット座標取得ステップＳ２では、複数の基準マーカーＭを別々の視野で撮像する。これにより、各基準マーカーＭ１～Ｍ９をロボットカメラ３の視野の中央部に位置させることができ、各基準マーカーＭ１～Ｍ９のロボット座標系での位置をより精度よく検出することができる。

【0042】

また、前述したように、各基準マーカーＭ１～Ｍ９を視野の中央部で撮像する。これにより、各基準マーカーＭ１～Ｍ９のロボット座標系での位置をより精度よく検出することができる。

【0043】

また、前述したように、キャリブレーション装置６は、ロボット２と、ロボット２に取り付けられロボット２に設定されているロボット座標系とのキャリブレーションが済んでいるロボットカメラ３と、固定カメラ４と、を有するロボットシステム１において、固定カメラ４に設定されている固定カメラ座標系とロボット座標系とを対応させるキャリブレーション装置であって、固定カメラ４で複数の基準マーカーＭを撮像して得られる固定カメラ撮像データＤ１から各基準マーカーＭの固定カメラ座標系での位置を検出し、ロボットカメラ３で複数の基準マーカーＭを撮像して得られるロボットカメラ撮像データＤ２から各基準マーカーＭのロボット座標系での位置を検出し、固定カメラ座標系での基準マーカーＭの位置と、ロボット座標系での基準マーカーＭの位置と、に基づいて固定カメラ座標系とロボット座標系とを対応させる。このようなキャリブレーション装置６によれば、従来技術のようなタッチアップ作業が不要であるため、作業者によるばらつきが発生しない。そのため、キャリブレーション精度の低下やばらつきを効果的に抑制することができる。

【0044】

また、前述したように、ロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット２に取り付けられロボット２に設定されているロボット座標系とのキャリブレーションが済んでいるロボットカメラ３と、固定カメラ４と、固定カメラ４に設定されている固定カメラ座標系とロボット座標系とを対応させるキャリブレーション装置６と、を有する。そして、キャリブレーション装置６は、固定カメラ４で複数の基準マーカーＭを撮像して得られる固定カメラ撮像データＤ１から各基準マーカーＭの固定カメラ座標系での位置を検出し、ロボットカメラ３で複数の基準マーカーＭを撮像して得られるロボットカメラ撮像データＤ２から各基準マーカーＭのロボット座標系での位置を検出し、固定カメラ座標系での基準マーカーＭの位置と、ロボット座標系での基準マーカーＭの位置と、に基づいて固定カメラ座標系とロボット座標系とを対応させる。このようなロボットシステム１によれば、従来技術のようなタッチアップ作業が不要であるため、作業者によるばらつきが発生しない。そのため、キャリブレーション精度の低下やばらつきを効果的に抑制することができる。

【0045】

以上、本発明のキャリブレーション方法、キャリブレーション装置およびロボットシステムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成または任意の工程に置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成または任意の工程が付加されていてもよい。

【符号の説明】

【0046】

１…ロボットシステム、２…ロボット、３…ロボットカメラ、４…固定カメラ、５…制御装置、６…キャリブレーション装置、１０…載置台、２１…ベース、２２…ロボットアーム、２４…ツール、２２１…第１アーム、２２２…第２アーム、２２３…第３アーム、２２４…第４アーム、２２５…第５アーム、２２６…第６アーム、２５１…第１駆動装置、２５２…第２駆動装置、２５３…第３駆動装置、２５４…第４駆動装置、２５５…第５駆動装置、２５６…第６駆動装置、Ｄ１…固定カメラ撮像データ、Ｄ２…ロボットカメラ撮像データ、Ｄ２１…ロボットカメラ撮像データ、Ｄ２２…ロボットカメラ撮像データ、Ｄ２３…ロボットカメラ撮像データ、Ｄ２４…ロボットカメラ撮像データ、Ｄ２５…ロボットカメラ撮像データ、Ｄ２６…ロボットカメラ撮像データ、Ｄ２７…ロボットカメラ撮像データ、Ｄ２８…ロボットカメラ撮像データ、Ｄ２９…ロボットカメラ撮像データ、Ｍ…基準マーカー、Ｍ１…基準マーカー、Ｍ２…基準マーカー、Ｍ３…基準マーカー、Ｍ４…基準マーカー、Ｍ５…基準マーカー、Ｍ６…基準マーカー、Ｍ７…基準マーカー、Ｍ８…基準マーカー、Ｍ９…基準マーカー、Ｏ１…第１回動軸、Ｏ２…第２回動軸、Ｏ３…第３回動軸、Ｏ４…第４回動軸、Ｏ５…第５回動軸、Ｏ６…第６回動軸、Ｓ１…固定カメラ座標取得ステップ、Ｓ２…ロボット座標取得ステップ、Ｓ３…キャリブレーションステップ、Ｗ…ワーク、ＴＣＰ…ツールセンターポイント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】