[发明专利]控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于利用图像处理来对对象物进行定位的控制系统及控制方法。

背景技术

以往，在生产车间中开发出了各种自动化技术。作为这样的自动化技术之一，已知有利用了图像处理的自动控制技术。

例如，日本特开2000-180810号公报（专利文献1）公开了如下结构：在通过定位叠加分别设有对位用标志的一对透明基板来进行组装的液晶显示单元的生产装置中，以上下透明基板的位置偏离量修正上基板机械手或下基板机械手中的任一机械手的工作台搬送位置（教示位置）并进行控制的结构。

非专利文献1公开了在机器人技术（robotics）系统中应用了图像处理技术的自适应控制模式（adaptive control scheme）。

此外，与工件的定位相关地，日本特开2006-049755号公报（专利文献2）公开了通过以简单的方法高精度地求出工作台的旋转中心来提高工件的定位精度的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-180810号公报

专利文献2：日本特开2006-049755号公报

非专利文献

非专利文献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，在生产车间中，对高速化及高精度化的要求日益变高。上述现有技术不能满足这样的要求。具体地，在专利文献1公开的定位技术中，需要进行反复定位，从而不能满足高速化的要求。另外，在非专利文献1公开的方法中，为了提高精度需要抑制移动速度，整体上讲难以满足高速化的要求。

发明内容

因此，要求更高速且更高精度地实现利用了图像处理的定位。

本发明的一个技术方案的控制系统具有：图像处理单元，其获取通过拍摄设有定位用特征部分的对象物而得到的图像数据，确定图像数据中包含的特征部分的位置；控制单元，其针对用于变更对象物的位置的移动机构，基于所确定的特征部分的位置来发出控制指令，由此将对象物定位到规定的最终目标位置。控制系统在执行第一控制动作之后执行第二控制动作；在第一控制动作中，图像处理单元获取图像数据并确定特征部分的位置，控制单元基于所确定的特征部分的位置来决定控制指令，在第一控制动作中控制单元所决定的控制指令用于，通过使对象物加速至规定的第一速度之后减速至小于第一速度的规定的第二速度，来使对象物移动至与最终目标位置相距规定的余量距离的中间目标位置；在第二控制动作中，图像处理单元在移动机构的移动过程中获取图像数据并确定特征部分的位置，控制单元基于所确定的特征部分的位置来，决定用于将对象物定位到最终目标位置的控制指令；余量距离，是以在使移动机构以所容许的最大加速度从第二速度开始减速时使对象物不超过最终目标位置的方式决定的。

优选地，在第二控制动作中，控制系统反复执行图像处理单元的特征部分的位置的确定处理和控制单元的用于将对象物定位到最终目标位置的控制指令的决定处理。

优选地，余量距离是如下的第一距离和第二距离中的大的值，其中，所述第一距离是指，通过对使移动机构移动预先规定的移动量之后由图像处理单元确定该移动后的对象物的位置得到的结果和该预先规定的移动量进行比较来决定的距离，所述第一距离是指，使移动机构在从由图像处理单元获取图像数据到确定特征部分的位置的期间以第二速度移动，进而使移动机构以所容许的最大加速度从第二速度开始减速来使该移动机构停止的期间的移动机构的移动量的距离。

优选地，第一控制动作中的控制指令包含使移动机构以所容许的最大加速度进行加速的指令。

优选地，控制单元，在第二控制动作中，在图像处理单元的特征部分的位置的确定不正常的情况下，跳过控制指令的决定。

优选地，图像处理单元从视场相互大小不同的第一照相机及第二照相机获取分别图像数据。控制单元，基于来自视场大小较大的第一照相机的图像数据来决定在第一控制动作中利用的控制指令；在第一控制动作中，在移动机构的移动过程中，将图像数据的获取对象从第一照相机切换至视场大小较小的第二照相机。

优选地，图像处理单元，在第二控制动作中，在特征部分的位置的确定不正常的情况下，跳过控制指令的决定。