本發(fā)明涉及一種機(jī)器手臂，尤其是涉及機(jī)器手臂控制臂上視覺裝置擷取影像的裝置及方法。

背景技術(shù)：

工廠利用機(jī)器手臂提高生產(chǎn)自動(dòng)化，并在機(jī)器手臂設(shè)置視覺裝置，偵測(cè)外部環(huán)境的狀況或物件的外觀特征，自動(dòng)回避障礙及規(guī)劃作業(yè)的移動(dòng)路徑，形成智能型機(jī)器手臂，以提升自動(dòng)作業(yè)的生產(chǎn)效率。

如圖8所示，為現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器手臂1，當(dāng)自動(dòng)作業(yè)時(shí)，由控制裝置2控制機(jī)器手臂1移動(dòng)臂上視覺裝置(Eye In Hand，簡(jiǎn)稱EIH)3，擷取外部環(huán)境的影像，暫存在存儲(chǔ)裝置4。再由控制裝置2控制影像處理裝置5，對(duì)存儲(chǔ)裝置4暫存的擷取影像進(jìn)行影像處理。然后與預(yù)先存放存儲(chǔ)裝置4的物件6影像文件，進(jìn)行辨識(shí)比對(duì)，以搜尋目標(biāo)物件6。當(dāng)搜尋到目標(biāo)物件6時(shí)，再由控制裝置2控制機(jī)器手臂1自動(dòng)取放目標(biāo)物件6。

對(duì)于預(yù)先存放存儲(chǔ)裝置4的物件6影像文件，現(xiàn)有技術(shù)利用機(jī)器手臂1外部的攝影機(jī)7，擷取物件6的影像，經(jīng)由外部影像處理裝置8的影像處理，形成物件6的外觀形狀及尺寸影像特征文件。再將外部影像處理裝置8連接至機(jī)器手臂1的連接界面9，將物件3的外觀形狀及尺寸影像特征的文件，由外部影像處理裝置4傳輸至機(jī)器手臂1，經(jīng)控制裝置6接收后，暫存在存儲(chǔ)裝置4，并顯示在顯示裝置10影像文件，通過人工將物件3的影像文件歸類存放在存儲(chǔ)裝置4，以供辨識(shí)比對(duì)。

然而，現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器手臂1利用外部攝影機(jī)7及外部影像處理裝置8，先在外部影像處理物件3，預(yù)先形成存儲(chǔ)的特定物件6影像文件。外部的影像處理不僅需要較高的影像處理技術(shù)，特定物件6影像文件傳輸及存儲(chǔ)至機(jī)器手臂1，也需要程序操作技術(shù)，均會(huì)一般對(duì)一般操作者的使用形成障礙，無法提升自動(dòng)作業(yè)的生產(chǎn)效率。因此，機(jī)器手臂在擷取影像的處理上，仍有問題亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)器手臂擷取影像的裝置，將擷取裝置設(shè)置在機(jī)器手臂，手動(dòng)牽引機(jī)器手臂時(shí)，利用擷取裝置控制臂上視覺裝置擷取影像，以利操作機(jī)器手臂。

本發(fā)明另一目的在于提供一種機(jī)器手臂擷取影像的裝置，通過機(jī)器手臂設(shè)置的擷取裝置，控制臂上視覺裝置拍攝特定物件影像，直接形成預(yù)先存儲(chǔ)的特定物件影像文件，以簡(jiǎn)化機(jī)器手臂的作業(yè)。

本發(fā)明再一目的在于提供一種機(jī)器手臂擷取影像的方法，在手動(dòng)牽引模式時(shí)，由擷取裝置控制臂上視覺裝置拍攝影像，在作業(yè)模式時(shí)，由機(jī)器手臂自動(dòng)控制臂上視覺裝置拍攝影像，以增加臂上視覺裝置的使用彈性。

為了達(dá)到前述發(fā)明的目的，本發(fā)明第一實(shí)施例機(jī)器手臂擷取影像的裝置，將本體一端固定在基座，另一端為活動(dòng)部，活動(dòng)部裝設(shè)臂上視覺裝置。擷取裝置為按鈕或切換開關(guān)，可設(shè)在臂上視覺裝置周圍的活動(dòng)部用以啟動(dòng)臂上視覺裝置拍攝影像?？刂蒲b置連接至本體，控制本體移動(dòng)活動(dòng)部。顯示裝置，受控制裝置控制，顯示臂上視覺裝置視野的影像。讓機(jī)器手臂在操作模式時(shí)，由控制裝置控制本體移動(dòng)活動(dòng)部，承載臂上視覺裝置擷取影像，以搜尋物件，而機(jī)器手臂在手動(dòng)牽引模式時(shí)，手動(dòng)牽引活動(dòng)部，由擷取裝置啟動(dòng)臂上視覺裝置拍攝多方位目標(biāo)物件影像。

本發(fā)明機(jī)器手臂擷取影像的裝置的控制裝置包含存儲(chǔ)裝置及影像處理裝置，控制存儲(chǔ)裝置預(yù)先存儲(chǔ)特定物件的影像文件及暫存臂上視覺裝置擷取的影像，及控制影像處理裝置影像處理存儲(chǔ)裝置暫存的影像。將擷取裝置啟動(dòng)臂上視覺裝置擷取目標(biāo)物件的影像，經(jīng)影像處理裝置影像處理形成特定物件影像文件，預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置。

本發(fā)明機(jī)器手臂擷取影像的方法，首先切換機(jī)器手臂至手動(dòng)牽引模式，手動(dòng)牽引機(jī)器手臂，使臂上視覺裝置移動(dòng)接近目標(biāo)物件，顯示熒幕顯示臂上視覺裝置的視野，檢查目標(biāo)物件未出現(xiàn)在顯示熒幕時(shí)，繼續(xù)使臂上視覺裝置移動(dòng)接近目標(biāo)物件，而檢查目標(biāo)物件出現(xiàn)在顯示熒幕，由擷取裝置啟動(dòng)臂上視覺裝置擷取目標(biāo)物件的影像，暫存擷取的目標(biāo)物件影像至機(jī)器手臂的存儲(chǔ)裝置，影像處理暫存的目標(biāo)物件影像，形成特定物件影像文件，預(yù)先存儲(chǔ)特定物件影像文件在存儲(chǔ)裝置，切換機(jī)器手臂至作業(yè)模式，由機(jī)器手臂自行控 制臂上視覺裝置擷取物件的影像，并根據(jù)存儲(chǔ)的特定物件影像文件，辨識(shí)比對(duì)物件。

本發(fā)明第二實(shí)施例機(jī)器手臂擷取影像的裝置，將擷取裝置設(shè)在臂上視覺裝置周圍的機(jī)器手臂本體，并將顯示熒幕直接設(shè)在臂上視覺裝置，使?fàn)恳顒?dòng)部的同時(shí)，方便注視臂上視覺裝置的視野。

附圖說明

圖1 為本發(fā)明第一實(shí)施例機(jī)器手臂的示意圖；

圖2 為本發(fā)明第一實(shí)施例機(jī)器手臂的功能方塊圖；

圖3 為本發(fā)明機(jī)臺(tái)上顯示的目標(biāo)物件的示意圖；

圖4 為本發(fā)明顯示熒幕顯示的目標(biāo)物件影像的示意圖；

圖5 為本發(fā)明第一實(shí)施例機(jī)器手臂擷取影像的方法的流程圖；

圖6 為本發(fā)明第二實(shí)施例機(jī)器手臂的示意圖；

圖7 為本發(fā)明第二實(shí)施例活動(dòng)部的上視圖；

圖8 為現(xiàn)有技術(shù)機(jī)器手臂的功能方塊圖。

符號(hào)說明

20 第一實(shí)施例機(jī)器手臂

21 本體

22 控制裝置

23、33 顯示裝置

24 基座

25 活動(dòng)部

26 臂上視覺裝置

27 夾爪

28 擷取裝置

29 存儲(chǔ)裝置

30 影像處理裝置

31 機(jī)臺(tái)

32 物件

33 第二實(shí)施例機(jī)器手臂

34 顯示裝置

具體實(shí)施方式

有關(guān)本發(fā)明為達(dá)成上述目的，所采用的技術(shù)手段及其功效，現(xiàn)舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖加以說明如下。

請(qǐng)同時(shí)參閱圖1及圖2，圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例機(jī)器手臂的示意圖，圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例機(jī)器手臂的功能方塊圖。本發(fā)明第一實(shí)施例的機(jī)器手臂20包含本體21、控制裝置22及顯示裝置23。其中本體21一端固定在不動(dòng)的基座24，另一端為活動(dòng)部25，活動(dòng)部25上裝設(shè)臂上視覺裝置26及用以?shī)A取物件的夾爪27?；顒?dòng)部25在臂上視覺裝置26周圍，另設(shè)置擷取裝置28，可為按鈕或切換開關(guān)，用以手動(dòng)啟動(dòng)臂上視覺裝置26拍攝影像。

本發(fā)明第一實(shí)施例機(jī)器手臂20的控制裝置22連接至本體21，控制裝置22包含存儲(chǔ)裝置29及影像處理裝置30，其中存儲(chǔ)裝置29受控制裝置22控制，用以預(yù)先存儲(chǔ)特定物件的影像文件，以及暫存臂上視覺裝置26擷取的影像。而影像處理裝置30則受控制裝置22控制，用以影像處理存儲(chǔ)裝置29暫存的影像。另顯示裝置23受控制裝置22控制，顯示機(jī)器手臂20臂上視覺裝置26視野的影像及操作界面。

本發(fā)明第一實(shí)施例機(jī)器手臂20在操作模式時(shí)，由控制裝置22控制本體21移動(dòng)活動(dòng)部25承載的臂上視覺裝置26及夾爪27。并由控制裝置22控制臂上視覺裝置26對(duì)機(jī)器手臂20的工作環(huán)境擷取影像，顯示在顯示裝置23，以搜尋置放在本體21工作環(huán)境中的機(jī)臺(tái)31上的目標(biāo)物件32。當(dāng)物件32進(jìn)入臂上視覺裝置26的視野時(shí)，臂上視覺裝置26擷取物件32影像，暫存在存儲(chǔ)裝置29。接著控制裝置22控制影像處理裝置30，影像處理暫存的物件32影像，并比對(duì)預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置29的特定物件的影像文件，辨識(shí)是否為搜尋的目標(biāo)物件。如為目標(biāo)物件，則控制裝置22驅(qū)動(dòng)機(jī)器手臂20的活動(dòng)部25接近物件32，并利用夾爪27夾取物件32，以進(jìn)行組裝或輸送目標(biāo)物件等作業(yè)。

請(qǐng)同時(shí)參考圖1、圖2、圖3及圖4，圖3為機(jī)臺(tái)上顯示的目標(biāo)物件，圖4為顯示熒幕顯示的目標(biāo)物件影像。本發(fā)明機(jī)器手臂20切換至手動(dòng)牽引模式時(shí)，臂上視覺裝置26受擷取裝置28控制擷取影像。利用手動(dòng)牽引活動(dòng)部25，使承載的臂上視覺裝置26移動(dòng)接近目標(biāo)物件32，如圖3中讓目標(biāo)物件32出現(xiàn)臂上視覺裝置26的視野(如虛線所示)。在圖4中并顯示在顯示熒幕23， 操作者通過顯示熒幕23顯示的物件32確認(rèn)是否為目標(biāo)物件，以排出其他雜物或目標(biāo)物件未全入臂上視覺裝置26的視野，由操作者維持臂上視覺裝置26在定位，不需再離開操作其他設(shè)備，就可按壓擷取裝置28，讓臂上視覺裝置26擷取顯示熒幕23顯示的目標(biāo)物件32的影像。并可多方位擷取目標(biāo)物件32的影像。接著臂上視覺裝置26擷取的目標(biāo)物件32影像，經(jīng)控制裝置22暫存至存儲(chǔ)裝置29，再由控制裝置22控制影像處理裝置30，影像處理暫存的目標(biāo)物件32影像，形成特定物件影像文件，預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置29，以供辨識(shí)比對(duì)。

如圖5所示，為本發(fā)明第一實(shí)施例機(jī)器手臂擷取影像的方法的流程。本發(fā)明機(jī)器手臂擷取影像的方法的步驟，詳細(xì)說明如下:步驟S1，將本發(fā)明機(jī)器手臂切換至手動(dòng)牽引模式；步驟S2，手動(dòng)牽引機(jī)器手臂，使臂上視覺裝置移動(dòng)接近目標(biāo)物件；步驟S3，顯示熒幕顯示臂上視覺裝置的視野；步驟S4，檢查目標(biāo)物件是否出現(xiàn)在顯示熒幕？假如目標(biāo)物件未出現(xiàn)在顯示熒幕時(shí)，回至步驟S2繼續(xù)使臂上視覺裝置移動(dòng)接近目標(biāo)物件，假如目標(biāo)物件出現(xiàn)在顯示熒幕，則進(jìn)入步驟S5，按壓擷取裝置啟動(dòng)臂上視覺裝置擷取目標(biāo)物件的影像；在步驟S6，將擷取的目標(biāo)物件影像，暫存至機(jī)器手臂的存儲(chǔ)裝置，影像處理暫存的目標(biāo)物件影像，形成特定物件影像文件；步驟S7，將特定物件影像文件預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置；接著在步驟S8，將機(jī)器手臂切換至作業(yè)模式，由機(jī)器手臂自行控制臂上視覺裝置擷取物件的影像，根據(jù)存儲(chǔ)的特定物件影像文件辨識(shí)比對(duì)目標(biāo)物件。

請(qǐng)同時(shí)參考圖6及圖7所示，圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例機(jī)器手臂的示意圖，圖7本發(fā)明第二實(shí)施例活動(dòng)部的上視圖。本實(shí)施例與前實(shí)施例機(jī)器手臂基本架構(gòu)相似，僅顯示熒幕與擷取裝置的設(shè)置位置不同，為簡(jiǎn)化說明本實(shí)施例，與前實(shí)施例相同的構(gòu)件沿用前實(shí)施例的構(gòu)件標(biāo)號(hào)。前述實(shí)施例雖以擷取裝置設(shè)在活動(dòng)部25周圍，舉例說明手動(dòng)牽引活動(dòng)部25時(shí)，單手維持臂上視覺裝置26定位，同時(shí)易于操作擷取裝置28控制臂上視覺裝置26拍攝影像，而不影響臂上視覺裝置26定位，但包含且不限于前述實(shí)施例，圖6中本實(shí)施例機(jī)器手臂33將擷取裝置28設(shè)在臂上視覺裝置26周圍的本體21上，也可一手維持臂上視覺裝置26定位，同時(shí)另一手易于操作擷取裝置28控制臂上視覺裝置26拍攝影像，而不影響臂上視覺裝置26定位，達(dá)到易于操作擷取裝置28控制臂上視覺裝置26拍攝影像的目的。此外，在圖7中，本實(shí)施 例將顯示熒幕34直接設(shè)在臂上視覺裝置26，使?fàn)恳顒?dòng)部25的同時(shí)，方便注視臂上視覺裝置26的視野。此外,顯示熒幕的安裝位置亦可與視覺裝置26的影像平面平行，且使顯示影像的方向與使用者因牽引機(jī)器手臂造成的影像移動(dòng)方向相同，可避免使用者照準(zhǔn)對(duì)象物時(shí)產(chǎn)生空間迷向的問題。

因此，本發(fā)明機(jī)器手臂擷取影像的裝置及方法，就可通過將擷取裝置直接設(shè)置在機(jī)器手臂，在手動(dòng)牽引機(jī)器手臂時(shí)，就近利用擷取裝置控制臂上視覺裝置擷取影像，達(dá)到方便操作機(jī)器手臂的目的。另外，本發(fā)明機(jī)器手臂擷取影像的裝置及方法，在作業(yè)模式時(shí)，不僅可由機(jī)器手臂自行控制臂上視覺裝置拍攝影像，且在手動(dòng)牽引模式時(shí)，也可通過機(jī)器手臂設(shè)置的擷取裝置，由擷取裝置控制臂上視覺裝置拍攝特定物件影像，直接形成預(yù)先存儲(chǔ)的特定物件影像文件，以免除外部的影像處理作業(yè)，達(dá)到簡(jiǎn)化機(jī)器手臂的作業(yè)及增加臂上視覺裝置的使用彈性的目的。

以上所述者，僅為用以方便說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的范圍不限于該多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明所做的任何變更，在不脫離本發(fā)明的精神下，都屬本發(fā)明申請(qǐng)專利的范圍。