[發明專利]校準裝置、校準方法以及計算機能夠讀取的介質

在審

• 申請號: 201810023805.6
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108297095A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 并木勇太;藁科文和;瀧澤象太
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/08;B25J19/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

一種校準裝置、校準方法以及計算機能夠讀取的介質，涉及到單一的照相機或立體照相機的校準，預先在圖像坐標系上設定校準范圍，以任意的范圍進行校準。視覺傳感器控制裝置是校準裝置，其在機器人上設置目標標記，并且使該機器人移動并在照相機的視場內的多處檢測目標標記，由此進行該機器人的機器人坐標系與照相機的圖像坐標系的對應，該視覺傳感器控制裝置具備：圖像范圍設定部，其設定照相機的圖像坐標系上的圖像范圍；以及校準范圍測量部，其在校準執行前使機器人移動來檢測目標標記，由此測量與圖像范圍相當的機器人的動作范圍。

技術領域

本發明涉及到視覺傳感器的校準，涉及到在具備單一的照相機或多個照相機的立體照相機的校準時對檢測目標標記的范圍進行測量的校準裝置、方法以及程序。

背景技術

在機器人系統中使機器人具有視覺功能，使機器人利用其視覺功能來識別對象物的位置，從而進行工件的處理、加工等作業。通過由安裝于機器人的手附近的視覺傳感器、設置于機器人的周邊的視覺傳感器拍攝對象物來實現該視覺功能。在這種機器人系統中，為了獲取從機器人處觀察到的對象物的位置，需要用于將圖像上的對象物的位置變換為從機器人處觀察到的對象物的位置的校準數據。

以往，存在各種用于求出校準數據的方法。例如，在專利文獻1中，提出了如下的方法：在機器人的臂頂端安裝格子狀的圖案，利用固定設置的視覺傳感器來測量該格子狀的圖案(稱為“方法A”)。另外，在專利文獻2中，提出了如下的方法：在臂頂端安裝預先在機器人的指尖坐標系中求出了位置姿勢的目標標記，在多處求出該目標標記在利用視覺傳感器拍攝該目標標記所得到的圖像內的位置，由此進行校準(稱為“方法B”)。

在利用方法A進行校準的情況下，需要預先準備使用于校準的圖案。存在以下問題：在照相機的視場相對于所準備的圖案而言過大或過小的情況下，無法精度良好地進行校準。

與此相對，與方法A相比，在利用方法B進行校準的情況下，存在以下優點：能夠對更大的視場進行校準或對更小的視場進行校準，能夠進一步提高校準的自由度。

此外，在進行三維的測量時，例如有時會如專利文獻3所記載的那樣將立體照相機用作視覺傳感器。關于立體照相機，包括使用對象物的紋理來進行對應點的匹配的被動立體方式、使用投影到對象物的圖案來進行對應點的匹配的主動立體方式。無論在哪一種情況下，都需要對構成立體照相機的2個以上的照相機進行校準。

專利文獻1：日本專利第2690603號公報

專利文獻2：日本特開2015-174191號公報

專利文獻3：日本特開2010-172986號公報

發明內容

發明要解決的問題

為了提高視覺傳感器(例如，照相機)的校準的精度，期望的是，使目標標記遍及視場范圍的大區域地進行移動，來對視覺傳感器(例如，照相機)進行校準。

另外，在若使目標標記在視場的范圍內移動則會撞到障礙物等的情況下，需要對使目標標記移動的范圍進行限制。

因此，在對視覺傳感器(例如，照相機)進行校準之前，需要利用某些方法來在校準時使目標標記移動的平面內設定用于拍攝移動的目標標記的、該目標標記的移動范圍(下面也稱為“校準范圍”)，以能夠使目標標記遍及視場范圍的大區域地進行移動。也能夠在機器人坐標系上指定校準范圍。但是，為了在機器人坐標系中指定使目標標記進入視場內且避免撞到障礙物的范圍，需要用戶一邊手動操作機器人一邊在由照相機拍攝到的圖像中確認目標標記。為了消除這種繁雜的操作，期望的是，能夠在拍攝到的圖像上指定校準范圍。