專利名稱：機(jī)器人攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過攝像機(jī)等監(jiān)視機(jī)器人作業(yè)狀況的機(jī)器人攝像裝置。
背景技術(shù)：
原來，進(jìn)行監(jiān)視在多個場所作業(yè)的機(jī)器人的作業(yè)的場合，在多個作業(yè)場所的各個設(shè)置攝像機(jī)拍攝機(jī)器人的作業(yè)。另外在特開平6-285786號公報中公開了通過使1個攝像機(jī)通過遙控在旋轉(zhuǎn)軌道上移動，將攝像機(jī)與機(jī)器人的相對位置保持一定的攝像機(jī)位置調(diào)整方法及裝置。
原來因為在每個作業(yè)處所都設(shè)置攝像機(jī)，所以根據(jù)情況需要很多的攝像機(jī)，成為系統(tǒng)整體成本上升的一原因。另外為了把握作業(yè)整體的流程需要集中用各攝像機(jī)拍攝的圖像，系統(tǒng)變復(fù)雜的同時集中作業(yè)也變多。另外因為各攝像機(jī)一般在機(jī)器人不作業(yè)時也進(jìn)行攝像，所以記錄了多余的圖像，在管理方面也不能說是使用方便的好的裝置。
另外在特開平6-285786號公報中記載的方法及裝置是，即使機(jī)器人的姿勢變化機(jī)器人手臂也保持相同地拍攝在圖像上(例如雖然機(jī)器人旋轉(zhuǎn)180°，但是機(jī)器人手臂在圖像上也不左右交替)并很容易地遙控的裝置，但不是實現(xiàn)了使用于把握上述的機(jī)器人在多個場所作業(yè)時的作業(yè)整體的流程的系統(tǒng)低成本化及集中作業(yè)減輕的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于監(jiān)視機(jī)器人作業(yè)狀況的機(jī)器人攝像裝置，將機(jī)器人的作業(yè)狀況不多不少地攝像并減輕圖像集中作業(yè)的同時實現(xiàn)整體成本下降的機(jī)器人攝像裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種機(jī)器人攝像裝置，具有用于監(jiān)視能在多個作業(yè)場所作業(yè)而構(gòu)成的機(jī)器人的作業(yè)狀況的攝像機(jī)；能變更上述攝像機(jī)的位置及姿勢的至少一方而可動地支撐上述攝像機(jī)的攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)；以及控制上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)的攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置，上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置基于來自控制上述機(jī)器人的機(jī)器人控制裝置的指令控制上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)，上述攝像機(jī)能拍攝在上述多個作業(yè)場所作業(yè)的機(jī)器人的作業(yè)狀況地變更上述攝像機(jī)的位置及姿勢的至少一方。
從上述機(jī)器人控制裝置給與上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置的上述指令最好通過上述機(jī)器人控制裝置執(zhí)行包含在上述機(jī)器人應(yīng)該執(zhí)行的作業(yè)程序的特定命令而生成。
而且，上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置可以具有使代表上述多個作業(yè)場所的各個的代表位置和與其對應(yīng)的上述攝像機(jī)的攝像位置組合并存儲的存儲部。這時，上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置將上述攝像機(jī)位置變更至對應(yīng)于執(zhí)行上述作業(yè)程序的上述特定命令時的上述機(jī)器人的作業(yè)場所的代表位置的攝像位置上地控制上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)。
另一方面，上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置也可以具有存儲上述機(jī)器人的代表點和上述攝像機(jī)的相對位置關(guān)系的存儲部。這時，上述攝像機(jī)定位控制裝置基于上述機(jī)器人的代表點的位置及上述相對位置關(guān)系，將上述攝像機(jī)位置變更到拍攝上述機(jī)器人的作業(yè)場所的位置上地控制上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)。
再有，機(jī)器人攝像裝置也可以具有多個攝像機(jī)及分別可動地支撐上述多個攝像機(jī)的多個攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)。這時，從上述機(jī)器人控制裝置給與上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置的上述指令包含選擇上述多個攝像機(jī)的任意一個作為拍攝上述機(jī)器人的攝像機(jī)。


本發(fā)明的上述或其它的目的、特征及優(yōu)點通過參照

以下優(yōu)選的
圖1是表示本發(fā)明涉及的機(jī)器人攝像裝置的基本構(gòu)成的方框圖。
圖2a是表示本發(fā)明涉及的機(jī)器人攝像裝置的優(yōu)選的實施方式的概略構(gòu)成的圖。
圖2b是類似于圖2a的圖，是表示具有多個攝像機(jī)及攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)的機(jī)器人攝像裝置的概略構(gòu)成的圖。
圖3是表示變更攝像機(jī)的攝像位置的第1方法的流程圖。
圖4是表示變更攝像機(jī)的攝像位置的第2方法的流程圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。圖1是表示本發(fā)明涉及的機(jī)器人攝像裝置的基本構(gòu)成的方框圖。本發(fā)明涉及的機(jī)器人攝像裝置10具有用于監(jiān)視具備在多個作業(yè)場所作業(yè)而構(gòu)成的機(jī)械手1a(參照圖2a)的機(jī)器人1的作業(yè)狀況的攝像機(jī)1；變更攝像機(jī)12的位置及姿勢的至少一方而可動地支撐攝像機(jī)12的攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)14；以及控制攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)14的攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16。攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16基于來自控制機(jī)器人1的機(jī)器人控制裝置2的指令控制攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)14，使攝像機(jī)12能拍攝在多個作業(yè)場所作業(yè)的機(jī)器人1的作業(yè)狀況而可以變更攝像機(jī)12的攝像區(qū)域。
圖2a是表示機(jī)器人攝像裝置10的優(yōu)選的實施方式。機(jī)器人1為使在至少2個作業(yè)場所或區(qū)域A及B作業(yè)而構(gòu)成。機(jī)器人攝像裝置10具有用于監(jiān)視機(jī)器人1的作業(yè)狀況的攝像機(jī)12；可動地支撐攝像機(jī)12的攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)14；以及控制攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)14的攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16。攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)具有支撐攝像機(jī)12使其可以旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸18。再有驅(qū)動軸既可以是1個也可以是多個，是根據(jù)需要使攝像機(jī)的移動、旋轉(zhuǎn)等各種動作成為可能的裝置。再有在本申請說明書中的攝像機(jī)的“定位”或“位置變更”包括攝像機(jī)的位置及姿勢的一方或雙方的變更。另外攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16基于來自控制機(jī)器人1的機(jī)器人控制裝置2的指令通過控制攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)14的驅(qū)動軸18的動作，能將攝像機(jī)12的攝像區(qū)域從作業(yè)區(qū)域A變更為作業(yè)區(qū)域B(或者反向變更)。另外攝像裝置10還具有配置了可以顯示攝像機(jī)12拍攝的圖像的顯示裝置20的圖像處理裝置22。再有圖像處理裝置22及攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16也可以組入個人電腦等的相同的裝置內(nèi)。圖像處理裝置22也可以具有用于存儲圖像的硬盤等的存儲裝置。
另外，如圖2a所示機(jī)器人攝像裝置10和機(jī)器人控制裝置2通過網(wǎng)絡(luò)連接，但兩者也可以是組入共同的裝置內(nèi)的形式。另外作為攝像機(jī)12的定位機(jī)構(gòu)14也可以利用機(jī)器人1控制的附加軸(無圖示)。
接著，關(guān)于用于變更攝像位置的2個方法進(jìn)行說明。
圖3所示的第1種方法的流程圖表示根據(jù)機(jī)器人的指示變更攝像機(jī)的攝像位置的方法。首先，在各作業(yè)場所或代表各作業(yè)場所的代表位置使機(jī)器人1移動(步驟101)。這里，所謂代表位置是指可以將位于代表位置的機(jī)器人攝像的攝像機(jī)位置和從同一位置拍攝各作業(yè)場所也能得到有效的作業(yè)監(jiān)視的圖像的位置。其次，為使攝像機(jī)12將各作業(yè)場所作為攝像對象區(qū)域能拍攝恰當(dāng)?shù)膮^(qū)域，操作員一邊觀看圖像處理裝置22的顯示裝置20等，同時移動攝像機(jī)12決定攝像區(qū)域(步驟102)。將此時的各作業(yè)場所或代表位置和與其對應(yīng)的各攝像機(jī)的位置即攝像位置組合并存儲在攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16的存儲部或存儲器16a內(nèi)(步驟103)。再有表1表示此時的存儲例。該例表示4個代表位置和對應(yīng)這些位置的攝像位置，用代表位置的場合如表所示能將各座標(biāo)簡單化(任何一個都只是Y座標(biāo)不同，X、Z座標(biāo)為0)，所以最好用代表位置。對于表1所示的情形，對應(yīng)各作業(yè)場所的攝像對象區(qū)域只通過變更攝像機(jī)12的角度就可以轉(zhuǎn)換。
表1

另外攝像機(jī)12也可以使用通過網(wǎng)絡(luò)能觀覽攝像機(jī)拍攝的圖像的攝像機(jī)(所謂的WEB攝像機(jī))。在這種情形下為了轉(zhuǎn)換攝像對象區(qū)域，使用控制WEB攝像機(jī)的CGI(Computer Graphic Interface)，設(shè)定控制CGI的指令取代攝像機(jī)位置(在表1所示的例子的場合下為角度)。
接下來，執(zhí)行預(yù)先作成的機(jī)器人程序，開始機(jī)器人1的工作(步驟104)。在該程序中如以下所示一例，不但包含機(jī)器人移動相關(guān)的命令語句，還包括用于使攝像機(jī)12拍攝對應(yīng)在步驟103存儲的各作業(yè)場所的代表位置的攝像對象區(qū)域而進(jìn)行攝像機(jī)的位置變更的特定命令語句(第2行及第7行)。在以下所示的程序例1中，機(jī)器人1在移動到位置P[1]及P[5]后，向分別對應(yīng)位置P[1]及P[5]的代表位置的攝像機(jī)位置CP[1]及CP[5]進(jìn)行攝像機(jī)12的位置變更及攝像。另外機(jī)器人1位于作業(yè)位置P[1]及P[5]以外的位置(P[2]～[4]、[6]～[8])時，能中斷或中止攝像機(jī)12的攝像，防止不需要的圖像拍攝。
再有如圖2b所示，在機(jī)器人1應(yīng)該作業(yè)的其它作業(yè)場所C與作業(yè)場所A及B有相當(dāng)?shù)木嚯x等，用1個攝像機(jī)難于拍攝所有的作業(yè)場所的場合，也可以再新設(shè)攝像用攝像機(jī)12′及用于攝像機(jī)12′的定位控制機(jī)構(gòu)14。在這種情形下，程序第2行及第7行的命令語句可以包含指定選擇任意一個攝像機(jī)使用的自變量。
機(jī)器人程序例11MOVE L P[1] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[1]2攝像位置變更CP[1] 變更攝像機(jī)位置到CP[1]3MOVE L P[2] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[2]4MOVE L P[3] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[3]5MOVE L P[4] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[4]6MOVE J P[5] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[5]7攝像位置變更CP[5] 變更攝像機(jī)位置到CP[5]8MOVE L P[6] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[6]9MOVE L P[7] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[7]10MOVE L P[8] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[8]通過執(zhí)行上述的機(jī)器人程序，首先機(jī)器人1向指定的作業(yè)場所移動(步驟105)，其次機(jī)器人控制裝置2選出距機(jī)器人1的現(xiàn)在位置最近的代表位置(參照步驟101)(步驟106)。而且機(jī)器人控制裝置2為拍攝對應(yīng)該代表位置而存儲的攝像機(jī)12的攝像對象區(qū)域向攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16輸送指示或指示數(shù)據(jù)(步驟107)。攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16使攝像機(jī)12按照該指示向規(guī)定的位置變更地控制定位機(jī)構(gòu)14，進(jìn)行攝像機(jī)12的位置變更(步驟108)。
在上述的第1方法中，在機(jī)器人程序內(nèi)包含攝像機(jī)攝像位置變更相關(guān)的命令語句，但在下面說明的第2方法中，預(yù)先設(shè)定機(jī)器人和攝像機(jī)的相對位置關(guān)系，基于從機(jī)器人控制裝置逐次輸送的機(jī)器人可動部的代表點例如TCP(Tool Center Point)的位置信息進(jìn)行攝像位置變更。
圖4的流程圖所示的第2種方法是通過使攝像機(jī)跟蹤機(jī)器人的TCP，變更攝像機(jī)的攝像位置的方法。首先，用恰當(dāng)?shù)臏y定單元或傳感器(無圖示)求出機(jī)器人1的TCP和攝像機(jī)12的相對位置關(guān)系。因為一般TCP用機(jī)器人的基座坐標(biāo)系表示，所以攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16基于機(jī)器人基座坐標(biāo)系上的TCP位置和上述相對位置關(guān)系，將TCP位置變換為用攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)的基座坐標(biāo)系表示。將該TCP位置信息及相對位置關(guān)系存儲在攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16的存儲部16a內(nèi)(步驟201)。其次，執(zhí)行預(yù)先作成的機(jī)器人程序，開始機(jī)器人1的工作(步驟202)。在該程序內(nèi)如以下一例所示，不但包含機(jī)器人移動相關(guān)的命令語句，還包括基于在步驟201存儲的機(jī)器人1和攝像機(jī)12的相對位置關(guān)系用于使攝像機(jī)12跟蹤機(jī)器人1的移動的特定命令語句(第2行及第7行)。再有這里所謂的“跟蹤”是為使機(jī)器人1移動后也能有效地監(jiān)視機(jī)器人的作業(yè)而進(jìn)行攝像機(jī)的位置變更，不一定意味著與機(jī)器人1的移動同步地移動攝像機(jī)12。
以下所示的程序例2是機(jī)器人1從作業(yè)位置P[1]到移動至P[5]之間需要通過攝像機(jī)12攝像即監(jiān)視。因而，機(jī)器人1在移動至作業(yè)位置P[1]后，攝像機(jī)12的機(jī)器人1的攝像開始，之后，在機(jī)器人1至作業(yè)位置P[5]之前進(jìn)行攝像機(jī)12的跟蹤動作。再有根據(jù)作業(yè)場所間的距離等的位置關(guān)系也可以設(shè)置多個可以跟蹤動作的攝像機(jī)及定位控制機(jī)構(gòu)，在這種情形下，程序的第2行及第7行的命令語句可以包含指定選擇任意一個攝像機(jī)使用的自變量。
機(jī)器人程序例21MOVE L P[1] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[1]2攝像機(jī)跟蹤開始 攝像機(jī)開始TCP的跟蹤3MOVE L P[2] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[2]4MOVE L P[3] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[3]5MOVE L P[4] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[4]6MOVE J P[5] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[5]7攝像機(jī)跟蹤結(jié)束 攝像機(jī)的TCP完成8MOVE L P[6] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[6]
9MOVE L P[7]通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[7]10MOVE L P[8] 通過直線路徑控制移動機(jī)器人到位置P[8]通過執(zhí)行上述的機(jī)器人程序，首先機(jī)器人1向指定的作業(yè)場所移動(步驟203)，其次機(jī)器人控制裝置2為使攝像機(jī)12跟蹤機(jī)器人1的TCP而向攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16輸送指令(步驟204)。接下來接受指令的攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16控制攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)14開始攝像機(jī)12的跟蹤動作(步驟205)。跟蹤動作中因為能通過機(jī)器人控制裝置2將機(jī)器人1的TCP的現(xiàn)在位置信息向攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16周期地輸送，所以攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16基于該現(xiàn)在位置信息及機(jī)器人1和攝像機(jī)12的相對位置關(guān)系能進(jìn)行實時跟蹤動作。因而跟蹤動作中攝像機(jī)12能實時恰當(dāng)?shù)嘏臄z機(jī)器人1的作業(yè)狀況。其次若是讀入了應(yīng)該完成跟蹤動作的命令語句(例如程序例2的第7行)，就從機(jī)器人控制裝置2向攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置16輸送跟蹤動作完成指令，跟蹤動作完成(步驟206)。跟蹤動作完成以后中止通過攝像機(jī)12的攝像，從而可以防止不需要的圖像的攝像。
通過本發(fā)明涉及的機(jī)器人攝像裝置，能最小限度地抑制攝像機(jī)的個數(shù)，能削減裝置整體的成本。另外由于攝像機(jī)的個數(shù)減少，也能減輕圖像的集中作業(yè)。而且因為根據(jù)來自機(jī)器人控制裝置的指令進(jìn)行攝像，所以不會存儲不需要的圖像，能節(jié)約存儲圖像的硬盤等的存儲介質(zhì)的區(qū)域。
為了說明參照選定的特定的實施方式說明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員只要不超出本發(fā)明的基本概念及范圍可以進(jìn)行多種變更是很明確的。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人攝像裝置(10)，具有用于監(jiān)視在多個作業(yè)場所(A、B)作業(yè)而構(gòu)成的機(jī)器人(1)的作業(yè)狀況的攝像機(jī)(12)；變更上述攝像機(jī)(12)的位置及姿勢的至少一方而可動地支撐上述攝像機(jī)(12)的攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)(14)；以及控制上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)(14)的攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置(16)，其特征在于，上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置(16)基于來自控制上述機(jī)器人(1)的機(jī)器人控制裝置(2)的指令控制上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)(14)，上述攝像機(jī)(12)能拍攝在上述多個作業(yè)場所(A、B)作業(yè)的機(jī)器人(1)的作業(yè)狀況地變更上述攝像機(jī)(12)的位置及姿勢的至少一方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人攝像裝置，其特征在于，從上述機(jī)器人控制裝置(2)給與上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置(16)的上述指令通過上述機(jī)器人控制裝置(2)執(zhí)行在上述機(jī)器人(1)應(yīng)該執(zhí)行的作業(yè)程序中包含的特定命令而生成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人攝像裝置，其特征在于，上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置(16)具有使代表上述多個作業(yè)場所(A、B)的各個的代表位置和與其對應(yīng)的上述攝像機(jī)(12)的攝像位置組合并存儲的存儲部(16a)，將上述攝像機(jī)(12)位置變更到對應(yīng)于執(zhí)行上述作業(yè)程序的上述特定命令時的上述機(jī)器人(1)的作業(yè)場所的代表位置的攝像位置上地控制上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人攝像裝置，其特征在于，上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置(16)具有存儲上述機(jī)器人(1)的代表點和上述攝像機(jī)(12)的相對位置關(guān)系的存儲部(16a)，基于上述機(jī)器人(1)的代表點的位置及上述相對位置關(guān)系，將上述攝像機(jī)(12)位置變更到拍攝上述機(jī)器人(1)的作業(yè)場所的位置上地控制上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項所述的機(jī)器人攝像裝置，其特征在于，具有多個攝像機(jī)(12、12′)及分別可動地支撐上述多個攝像機(jī)(12、12′)的多個攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)(14、14′)，從上述機(jī)器人控制裝置(2)給與上述攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置(16)的上述指令包含選擇上述多個攝像機(jī)(12、12′)的任意一個作為拍攝上述機(jī)器人(1)的攝像機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明的機(jī)器人攝像裝置是用于監(jiān)視機(jī)器人作業(yè)狀況的機(jī)器人攝像裝置，是恰當(dāng)?shù)嘏臄z機(jī)器人的作業(yè)狀況并減輕圖像集中作業(yè)的同時實現(xiàn)整體成本下降的機(jī)器人攝像裝置，其具有用于監(jiān)視機(jī)器人作業(yè)狀況的攝像機(jī)；可動地支撐攝像機(jī)的攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)；以及控制攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)的攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置。攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)控制裝置通過基于來自機(jī)器人控制裝置的指令控制攝像機(jī)定位機(jī)構(gòu)，能將攝像機(jī)攝像區(qū)域從某個作業(yè)區(qū)域變更為其它的作業(yè)區(qū)域。
文檔編號H04N5/225GK1825237SQ20061000837
公開日2006年8月30日 申請日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月21日
發(fā)明者武田俊也, 小林博彥 申請人:發(fā)那科株式會社