[發明專利]控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201410138678.6
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN104102226B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 池田泰之;吉岡和志;加藤豊;土井雄一
• 申請（專利權）人: 歐姆龍株式會社
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 金相允,浦柏明

技術領域

本發明涉及用于利用圖像處理來對對象物進行定位的控制系統及控制方法。

背景技術

以往，在生產車間中開發出了各種自動化技術。作為這樣的自動化技術之一，已知有利用了圖像處理的自動控制技術。

例如，日本特開2000-180810號公報（專利文獻1）公開了如下結構：在通過定位疊加分別設有對位用標志的一對透明基板來進行組裝的液晶顯示單元的生產裝置中，以上下透明基板的位置偏離量修正上基板機械手或下基板機械手中的任一機械手的工作臺搬送位置（教示位置）并進行控制的結構。

非專利文獻1公開了在機器人技術（robotics）系統中應用了圖像處理技術的自適應控制模式（adaptive control scheme）。

此外，與工件的定位相關地，日本特開2006-049755號公報（專利文獻2）公開了通過以簡單的方法高精度地求出工作臺的旋轉中心來提高工件的定位精度的方法。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2000-180810號公報

專利文獻2：日本特開2006-049755號公報

非專利文獻

非專利文獻1：P.Papnikopoulos and Khosla P.K.,"Adaptive robotic visual tracking",Theory and experiments.,IEEE Transactions on Automatic Control,38(3):429-445,March1993

然而，在生產車間中，對高速化及高精度化的要求日益變高。上述現有技術不能滿足這樣的要求。具體地，在專利文獻1公開的定位技術中，需要進行反復定位，從而不能滿足高速化的要求。另外，在非專利文獻1公開的方法中，為了提高精度需要抑制移動速度，整體上講難以滿足高速化的要求。

發明內容

因此，要求更高速且更高精度地實現利用了圖像處理的定位。

本發明的一個技術方案的控制系統具有：圖像處理單元，其獲取通過拍攝設有定位用特征部分的對象物而得到的圖像數據，確定圖像數據中包含的特征部分的位置；控制單元，其針對用于變更對象物的位置的移動機構，基于所確定的特征部分的位置來發出控制指令，由此將對象物定位到規定的最終目標位置?？刂葡到y在執行第一控制動作之后執行第二控制動作；在第一控制動作中，圖像處理單元獲取圖像數據并確定特征部分的位置，控制單元基于所確定的特征部分的位置來決定控制指令，在第一控制動作中控制單元所決定的控制指令用于，通過使對象物加速至規定的第一速度之后減速至小于第一速度的規定的第二速度，來使對象物移動至與最終目標位置相距規定的余量距離的中間目標位置；在第二控制動作中，圖像處理單元在移動機構的移動過程中獲取圖像數據并確定特征部分的位置，控制單元基于所確定的特征部分的位置來，決定用于將對象物定位到最終目標位置的控制指令；余量距離，是以在使移動機構以所容許的最大加速度從第二速度開始減速時使對象物不超過最終目標位置的方式決定的。

優選地，在第二控制動作中，控制系統反復執行圖像處理單元的特征部分的位置的確定處理和控制單元的用于將對象物定位到最終目標位置的控制指令的決定處理。

優選地，余量距離是如下的第一距離和第二距離中的大的值，其中，所述第一距離是指，通過對使移動機構移動預先規定的移動量之后由圖像處理單元確定該移動后的對象物的位置得到的結果和該預先規定的移動量進行比較來決定的距離，所述第一距離是指，使移動機構在從由圖像處理單元獲取圖像數據到確定特征部分的位置的期間以第二速度移動，進而使移動機構以所容許的最大加速度從第二速度開始減速來使該移動機構停止的期間的移動機構的移動量的距離。

優選地，第一控制動作中的控制指令包含使移動機構以所容許的最大加速度進行加速的指令。

優選地，控制單元，在第二控制動作中，在圖像處理單元的特征部分的位置的確定不正常的情況下，跳過控制指令的決定。

優選地，圖像處理單元從視場相互大小不同的第一照相機及第二照相機獲取分別圖像數據?？刂茊卧趤碜砸晥龃笮≥^大的第一照相機的圖像數據來決定在第一控制動作中利用的控制指令；在第一控制動作中，在移動機構的移動過程中，將圖像數據的獲取對象從第一照相機切換至視場大小較小的第二照相機。

優選地，圖像處理單元，在第二控制動作中，在特征部分的位置的確定不正常的情況下，跳過控制指令的決定。