專利名稱：操作定位系統(tǒng)、操作單元、方法、產(chǎn)品制造方法和標(biāo)記的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在產(chǎn)品的制造過程中執(zhí)行的操作定位技術(shù)。
技術(shù)背景在需要工人執(zhí)行多個操作的產(chǎn)品制造過程中，常常會出現(xiàn)工人忘記操作 或沒有完成操作的錯誤操作的情況。例如，在大型電子設(shè)備單元的制造過程 中，印刷電路板單元、通信設(shè)備單元等包括部件的組裝過程，并且組裝過程 包括用于將一個部件連接至另一部件的多個擰螺絲操作。在組裝過程中，常 常在加固操作中出現(xiàn)錯誤操作。錯誤操作的實例有在達(dá)到螺絲的指定扭矩之前停止加固操作，在一臨 時加固操作之后忘記完成加固操作，忘記將螺絲放在要執(zhí)行加固操作的位置 等。由于存在各種類型的錯誤操作，所以存在考慮到不同情況采取的措施， 以減少錯誤操作。例如，為了用指定扭矩固定螺絲，采用一種稱為扭矩驅(qū)動器的設(shè)備是有 效的，其被設(shè)計用以在檢測到所施加的扭矩達(dá)到指定扭矩時開始空載運行(idle running)。該設(shè)備可由工人在組裝過程中或由機器人在組裝過程中使 用。專利文獻(xiàn)1公開了一種由機器人執(zhí)行的用于組裝過程的螺紋緊固設(shè)備(即，攻絲設(shè)備)。螺紋緊固設(shè)備被固定在機器人的手上，并通過識別圖像 來檢測螺絲孔的坐標(biāo)。當(dāng)機器人控制器基于該坐標(biāo)校正機器人的位置時，螺 紋緊固設(shè)備驅(qū)動扳手，并上緊螺絲，同時監(jiān)控施加的扭矩和驅(qū)動時間。為了減少忘記待執(zhí)行操作的錯誤操作，通常存在例如螺絲計數(shù)器、電子 隔板等的操作工具。通過使用這些操作工具，能夠比較待執(zhí)行的操作數(shù)目和 實際執(zhí)行的操作數(shù)目，從而檢測是否忘記操作。然而，不可能僅通過比較數(shù) 目就能具體確定忘記了哪個操作。因此，當(dāng)根據(jù)比較數(shù)目的結(jié)果檢測到不一 致時，需要從視覺上確定已經(jīng)忘記擰螺絲操作的位置。目前，即使使用這些 操作工具也仍然存在許多錯誤操作。結(jié)果，常常會出現(xiàn)需要在制造過程中檢查和維修的有缺陷的產(chǎn)品。因此，在由工人通過多個操作執(zhí)行制造過程中，忘記操作是一個嚴(yán)重問 題。專利文獻(xiàn)2描述了一種用于解決上述問題的工作質(zhì)量控制系統(tǒng)。在這一 工作質(zhì)量控制系統(tǒng)中，多個接收器接收由連接至扳手頂部的超聲波發(fā)射器發(fā) 出的信號?；谛盘杺鞑r間差和接收器之間的位置關(guān)系，對發(fā)射器的位置 定位。由于將多個接收器設(shè)置為使得它們與待組裝的工件保持的預(yù)定相對位 置，所以基于固定的相對位置之間的關(guān)系根據(jù)發(fā)射器的位置檢測被固定螺絲 的位置。共同管理位置信息和緊固信息，所述位置信息用以表示上述檢測的 被固定螺絲的位置，所述緊固信息用以表示在實際施加的扭矩與指定扭矩之 間的比較結(jié)果。[專利文獻(xiàn)1]日本公開專利申請No.H6-23631 [專利文獻(xiàn)2]日本公開專利申請No.2004-258855然而，在專利文獻(xiàn)2所述的系統(tǒng)中存在以下兩個問題。 第一個問題是必需將超聲波信號或無線信號的發(fā)射器附著至工具。由于 發(fā)射器需要更多電能所以這種必需會產(chǎn)生如下問題，即向發(fā)射器提供電能的 布線對操作造成阻礙，和/或發(fā)射器不能連接至某些類型的現(xiàn)有工具上。對于 在現(xiàn)有制造過程中減少制造過程中忘記易被實施的操作的發(fā)明是非常重要 的。第二個問題是基于這樣的假設(shè)，即預(yù)先確定在工件和接收器之間的位置 關(guān)系是固定的。在產(chǎn)品制造過程中，存在許多在制造期間產(chǎn)品的位置和方向 并非預(yù)先確定的處理步驟。在某些處理步驟中，產(chǎn)品的位置和方向是不確定 的，除非由于包括工人的方便等各種原因?qū)е聢?zhí)行實用操作的情況。在一種 處理包括多個操作的情況下，可以根據(jù)每一操作在不同位置或方向執(zhí)行該處 理。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在被執(zhí)行操作的產(chǎn)品上定位的操作位置定 位系統(tǒng)，具體地提供一種至少具有以下至少一個特征的操作位置定位系統(tǒng)， 即一特征在于不需要信號發(fā)射器，以及一特征在于可在動態(tài)改變產(chǎn)品的位置 或方向的情況下應(yīng)用該系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用該操作位置定位系統(tǒng)的操作單元、 一種在產(chǎn)品制造過程中執(zhí)行該操作位置定位系統(tǒng)的方法、以及一種指示計算 機執(zhí)行該方法的程序。在實施例中還提供一種在操作位置定位系統(tǒng)中優(yōu)選使 用的標(biāo)記。根據(jù)本發(fā)明第一方案的實施例的操作位置定位系統(tǒng)定位產(chǎn)品上的位置， 其中在包括使用工具待執(zhí)行的一個或多個操作的產(chǎn)品制造過程中，在該產(chǎn)品 上執(zhí)行操作。該操作位置定位系統(tǒng)包括操作完成坐標(biāo)檢測單元和操作位置定 位單元。操作完成坐標(biāo)檢測單元處理通過多個圖像，從多個視點拍攝包含操作完 成位置的范圍而獲得，其中所述操作完成位置為操作完成時完成該操作的位 置，從而檢測表示所述操作完成位置的一組操作完成坐標(biāo)。操作位置定位單元獲取關(guān)于一個或多個操作中每一個操作的一組操作 坐標(biāo)，其中所述操作坐標(biāo)表示作為待執(zhí)行操作的位置的操作位置，并基于該 組操作完成坐標(biāo)和所獲取的一組或多組操作坐標(biāo)來定位與所述操作完成位 置對應(yīng)的操作位置。根據(jù)第一方案的實施例中的操作位置定位系統(tǒng)，通過圖像處理來檢測操 作完成位置，從而不需要向工具提供信號發(fā)射器。根據(jù)本發(fā)明第二方案實施例的操作位置定位系統(tǒng)在產(chǎn)品制造過程中在 產(chǎn)品定位的操作位置，其中所述產(chǎn)品制造過程包括使用工具待執(zhí)行的一個或 多個操作。該操作位置定位系統(tǒng)包括操作完成坐標(biāo)檢測單元、參數(shù)確定單元 和操作位置定位單元。操作完成坐標(biāo)檢測單元用于檢測一組操作完成坐標(biāo)，其中由第一坐標(biāo)系 統(tǒng)表示作為完成該操作的位置的操作完成位置。參數(shù)確定單元用于檢測由第一坐標(biāo)系統(tǒng)表示的關(guān)于該產(chǎn)品或與該產(chǎn)品 具有預(yù)定位置關(guān)系的對象的位置和方向，從而確定在所述第一坐標(biāo)系統(tǒng)與所 述第二坐標(biāo)系統(tǒng)之間進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換所需的參數(shù)值。操作位置定位單元用于獲取關(guān)于一個或多個操作中每一個操作的一組 操作坐標(biāo)，在所述操作坐標(biāo)中由所述第二坐標(biāo)系統(tǒng)表示作為要執(zhí)行操作的位 置的操作位置，使用參數(shù)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)，以由同一坐標(biāo)系統(tǒng)表示所述操作完成位 置和所述操作位置，以及定位與所述操作完成位置對應(yīng)的操作位置。根據(jù)第二方案的實施例中的操作位置定位系統(tǒng)，即使在產(chǎn)品制造過程中 正被制造的產(chǎn)品的位置和方向動態(tài)地改變，也能夠定位與操作完成位置對應(yīng) 的操作位置。本發(fā)明還可以實施為使用根據(jù)本發(fā)明第一或第二方案實施例中的操作 位置定位系統(tǒng)的操作單元、在根據(jù)本發(fā)明第一或第二方案實施例中的產(chǎn)品制 造過程中的操作位置定位系統(tǒng)中執(zhí)行的方法或用于使得計算機執(zhí)行該方法 的程序。根據(jù)上述操作位置定位系統(tǒng)，能夠在產(chǎn)品上定位己經(jīng)執(zhí)行了操作的位置。因此，通過使用操作位置定位系統(tǒng)的定位結(jié)果，已實際執(zhí)行的操作可以 與待執(zhí)行操作中還沒有執(zhí)行操作區(qū)分。因此，在制造過程中可自動檢査是否 存在遺漏操作。從而，可降低在制造過程之后用于操作指令步驟和待執(zhí)行的 檢測處理步驟的工時數(shù)目。此外，由于可降低因忘記操作而造成的殘品發(fā)生 頻率，所以還可以提高制造產(chǎn)量。


圖1是示出根據(jù)用以實現(xiàn)本發(fā)明的操作位置定位系統(tǒng)的方案的結(jié)構(gòu)功能框圖；圖2示出包含操作位置定位系統(tǒng)的工件組裝線的結(jié)構(gòu)；圖3是示出操作單元(cell)中的過程流程的示意圖；圖4是根據(jù)用以實現(xiàn)本發(fā)明的方案的操作單元結(jié)構(gòu)的透視圖；圖5示出與操作位置的定位相關(guān)的電子設(shè)備的連接關(guān)系圖；圖6是示出通過放大圖4的一部分而獲得的局部示意圖和透視圖；圖7是示出根據(jù)用以實現(xiàn)本發(fā)明的方案的處理流程的流程圖；圖8是示出3個檢測標(biāo)記的位置關(guān)系的示意圖；圖9示出標(biāo)記的排列圖案的實例示圖；圖10是說明根據(jù)標(biāo)記坐標(biāo)計算驅(qū)動器頂部坐標(biāo)的方法的示意圖；圖11示出操作監(jiān)控器的顯示屏幕的實例示圖；圖12示出附著至操作臺的標(biāo)記的實例示圖；圖13A示出附著至驅(qū)動器的標(biāo)記的實例示圖；和圖13B示出附著至驅(qū)動器的標(biāo)記的實例示圖。
具體實施方式
以下參照附圖詳細(xì)描述實現(xiàn)本發(fā)明的方式。以下主要描述在組裝印刷電 路板時用于擰螺絲操作的實施例，但是顯然地，本發(fā)明的實施例不限于產(chǎn)品 的類型，或本發(fā)明實施例所使用的操作。圖1是根據(jù)實現(xiàn)本發(fā)明的操作位置定位系統(tǒng)的方式的功能框圖。在本實 施例中，在包括使用工具待執(zhí)行的一個或多個操作的產(chǎn)品制造過程中，通過 在執(zhí)行操作的產(chǎn)品上定位位置來區(qū)別實際已執(zhí)行的操作和待執(zhí)行的操作。當(dāng)完成一個操作時，完成信號輸出單元l輸出完成信號，并且操作完成 坐標(biāo)檢測單元2接收該完成信號。在以下描述中，完成該操作的位置稱為"操 作完成位置"，并且由確定的球形第一坐標(biāo)系統(tǒng)表示操作完成位置的坐標(biāo)稱 為"操作完成坐標(biāo)"。在該實施例中，由于第一坐標(biāo)系統(tǒng)是三維坐標(biāo)系統(tǒng)， 所以由三個操作完成坐標(biāo)作為一組坐標(biāo)表示操作完成位置。更具體地，操作完成位置指的是在完成操作時該操作的目標(biāo)位置。例如， 擰螺絲操作的目標(biāo)是螺絲，在完成該操作時的螺絲位置是操作完成位置。為 了更加正確，操作完成位置是預(yù)先確定為表示螺絲代表性位置的螺絲指定點 的位置。當(dāng)執(zhí)行加固操作時，驅(qū)動器的頂部接觸該螺絲，所以操作完成位置 也是在操作完成時工具接觸操作目標(biāo)的位置。由于傳播完成信號所需的時間較短可被忽略而不會產(chǎn)生任何問題，所以 在操作完成坐標(biāo)檢測單元2接收到完成信號時將正被執(zhí)行操作的位置看作操 作完成位置。操作完成坐標(biāo)檢測單元2在接收到完成信號時檢測操作完成坐 標(biāo)。在用于實現(xiàn)本發(fā)明的目前方式中，在圖像識別過程中檢測附著到工具的 標(biāo)記的位置，并根據(jù)標(biāo)記的位置計算操作完成坐標(biāo)，從而檢測操作完成坐標(biāo)。 標(biāo)記可以由樹脂或橡膠制成，并且可容易地用粘合劑附著在工具上。在圖像 識別過程中，使用從多個不同視點拍攝的多個圖像。這些圖像是拍攝包含操 作完成位置的范圍的圖像。典型地，使用兩個圖像，并基于立體視覺原理計 算操作完成坐標(biāo)。應(yīng)執(zhí)行每一操作的位置是預(yù)定的。以下，將該位置稱為"操作位置"。更具體地，由基于產(chǎn)品的局部第二坐標(biāo)系統(tǒng)表示的操作位置的坐標(biāo)根據(jù)待生 產(chǎn)的產(chǎn)品預(yù)先確定。以下，該坐標(biāo)稱為"操作坐標(biāo)"。在該實施例中，由于 第二坐標(biāo)系統(tǒng)也是三維坐標(biāo)系統(tǒng)，所以由三個操作坐標(biāo)作為一組坐標(biāo)表示操 作位置。操作坐標(biāo)在設(shè)計產(chǎn)品時被確定，并表示沒有錯誤的理想位置，即名義位置(nominal position)。在實際操作中可伴隨有錯誤，并且可以在從操作位 置稍微偏移的位置執(zhí)行實際操作。操作坐標(biāo)存儲單元3存儲每一操作的一組操作坐標(biāo)。具體地，在該實施 例中，在操作坐標(biāo)存儲單元3中存儲每一操作的包含三個操作坐標(biāo)的每一組 操作坐標(biāo)。操作坐標(biāo)也可以預(yù)先存儲在操作坐標(biāo)存儲單元3中，以及在必要 時從外部提供并存儲在操作坐標(biāo)存儲單元3中。參數(shù)確定單元4檢測產(chǎn)品或與產(chǎn)品具有預(yù)定位置關(guān)系的對象(例如操作 臺等)的由第一坐標(biāo)系統(tǒng)表示的位置和方向，并確定在第一坐標(biāo)系統(tǒng)和第二 坐標(biāo)系統(tǒng)之間進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換所需的參數(shù)值。所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換可以是從第一坐標(biāo) 系統(tǒng)中的坐標(biāo)到第二坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，或者可以是相反的轉(zhuǎn)換，即 從第二坐標(biāo)系統(tǒng)到第一坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。然而，如隨后所述前者更有效并且 是優(yōu)選的。操作位置定位單元5使用由參數(shù)確定單元4確定的參數(shù)執(zhí)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換， 以在同一坐標(biāo)系統(tǒng)中表示操作完成位置和操作位置，并定位(即，識別)與 操作完成位置對應(yīng)的操作位置。例如，在實現(xiàn)將第一坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為第二坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)的 本發(fā)明的方案中，通過操作位置定位單元5將操作完成坐標(biāo)檢測單元2檢測 到的操作完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)為第二坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)。操作位置定位單元5從操作 坐標(biāo)存儲單元3中讀取第二坐標(biāo)系統(tǒng)中表示的操作坐標(biāo)，并基于所讀取的操 作坐標(biāo)和轉(zhuǎn)換結(jié)果來定位與操作完成位置對應(yīng)的操作位置。在操作位置定位單元5將第二坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為第一坐標(biāo)系統(tǒng)中 的坐標(biāo)的情況下，顯然操作位置定位單元5可以以類似的方法定位與操作完 成位置對應(yīng)的操作位置。通過上述配置，每當(dāng)完成操作時，動態(tài)計算用以表示第一坐標(biāo)系統(tǒng)與第 二坐標(biāo)系統(tǒng)之間關(guān)系的參數(shù)。因此，即使在執(zhí)行實際操作時產(chǎn)品的位置和方向發(fā)生動態(tài)改變，也可以在同一坐標(biāo)系統(tǒng)中表示操作位置和操作完成位置并 將它們進(jìn)行比較。從而可定位與完成操作對應(yīng)的操作位置。結(jié)果，能夠在待 執(zhí)行的操作中識別出己完成的操作。圖2示出包含操作位置定位系統(tǒng)的工件組裝線的結(jié)構(gòu)。圖2中所示的每 一方框是功能框。通過工件組裝線100來組裝待制造的產(chǎn)品。工件組裝線100包括多個操 作單元101至104。產(chǎn)品組裝過程的一個處理步驟對應(yīng)于一個操作單元。以下，將正被組裝的產(chǎn)品稱為"工件"。將工件依次提供給操作單元101、 102、 103和104。為每一操作單元預(yù)先分配對工件待執(zhí)行的一個或多個操作。 即， 一個處理步驟包括一個或多個預(yù)定操作。所述操作可以是例如擰螺絲操 作。負(fù)責(zé)每一操作單元的工人執(zhí)行一個分配操作(或多個分配操作)，并且 在完成組裝操作單元中的一個(或多個)操作時，工人將工件提供給下一操 作單元。在另一實施例中，可以用機器(例如機器人)代替工人。由上層中的主機系統(tǒng)105管理工件組裝線100的每一處理步驟。主機系 統(tǒng)105管理每一工件的進(jìn)展情況，即工件在哪個操作單元中被處理，以及在 該操作單元的待完成的操作中已經(jīng)完成哪個操作。從每一操作單元將關(guān)于進(jìn) 展情況的數(shù)據(jù)發(fā)送至主機系統(tǒng)105。當(dāng)制造多個產(chǎn)品時，主機系統(tǒng)105也管 理整個進(jìn)展情況，包括要制造的產(chǎn)品的數(shù)目、已完成產(chǎn)品的數(shù)目和每一未完 成工件的進(jìn)展情況。多個操作單元101至104的操作內(nèi)容不同，但是它們的基本結(jié)構(gòu)相同。 在圖2中，放大并詳細(xì)示出操作單元103。在操作單元103中，工人使用配置有完成信號產(chǎn)生工具110的工具對工 件操作區(qū)域lll中的工件執(zhí)行預(yù)定操作。在操作完成時，完成信號產(chǎn)生工具 IIO產(chǎn)生信號，并且完成信號產(chǎn)生工具110是圖1中所示的完成信號輸出單 元1的應(yīng)用實例。對于工件操作區(qū)域111可配置有操作臺。完成信號可以是能夠表示完成操作時間的任何信號。例如，完成信號可 以是電信號、超聲波信號和光信號中的任一種，并且可以由線纜或無線發(fā)送。 既然將完成信號的接收時間看作完成操作的時間不會產(chǎn)生任何問題，且由于 在完成操作時產(chǎn)生的任一信號可用作完成信號，所以完成信號可以是簡單脈 沖或用以表示日期和時間的數(shù)據(jù)的信號或意味著"完成"的信號。無論完成信號是什么，在接收到完成信號時執(zhí)行下一處理，即由位置檢測單元112執(zhí) 行的處理。位置檢測單元112包括操作完成坐標(biāo)檢測單元2、操作坐標(biāo)存儲單元3、參數(shù)確定單元4和操作位置定位單元5，如圖1所示。位置檢測單元112 從完成信號產(chǎn)生工具110接收完成信號，并在接收到完成信號時檢測操作完 成坐標(biāo)，計算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)，和定位與完成操作對應(yīng)的操作位置。計算單元 113結(jié)合在操作單元103中處理的數(shù)據(jù)，并在操作單元103和主機系統(tǒng)105 之間發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。顯示單元114為工人顯示各種類型的信息。詞語"顯示"包含視頻和音 頻顯示。即，顯示單元114可以是例如液晶顯示器、揚聲器及其組合的顯示 裝置。由顯示單元114顯示的信息包括對待執(zhí)行操作的指導(dǎo)、與由位置檢測 單元112定位的操作位置相關(guān)的操作信息、操作進(jìn)展情況等。圖3是示出操作單元中的過程流程的示意圖。在圖3中，與圖2類似， 描述了操作單元103的情況。如步驟Sl所示，主機系統(tǒng)105在工件組裝線100的操作期間持續(xù)執(zhí)行 各種處理。另一方面，在操作單元103中，對于在操作單元103中待執(zhí)行的 N (N^l)個操作中的每一個操作按步驟S2、 S3、 S4禾n S 5的順序執(zhí)行其 中的處理。即，步驟S2至S5的循環(huán)被重復(fù)執(zhí)行N次。在步驟S2的運行時 間期間，在操作單元103和主機系統(tǒng)105之間發(fā)送和接收信息。更具體地， 在下面描述圖3的處理流程。當(dāng)從執(zhí)行緊接在前的處理的操作單元102向執(zhí)行當(dāng)前處理的操作單元 102傳送工件時，在步驟S2，計算單元113從主機105接收操作信息的數(shù)據(jù)。 所述"操作信息"指的是與操作單元103中要執(zhí)行的一個(或多個)操作相 關(guān)的信息。操作信息包括如下預(yù)定信息，例如在操作單元103中要執(zhí)行的操 作個數(shù)N (N》1) 、 N個操作中的每個操作的操作位置和類型等。由第二坐 標(biāo)系統(tǒng)中的操作坐標(biāo)組(例如三個操作坐標(biāo)作為一組)表示操作位置，并且 操作類型可以是擰螺絲操作、焊接操作等。當(dāng)在某一工件上首先執(zhí)行步驟S2時，計算單元113可產(chǎn)生含有"沒有 完成N個操作中的任一個"的內(nèi)容的處理信息，并將其發(fā)送至主機系統(tǒng)105。 所述"處理信息"指的是表示操作單元103中的一個(或多個)操作的進(jìn)展情況的信息。處理信息包括例如關(guān)于已經(jīng)完成了 N個操作中的哪個操作的信 息。在步驟S中的第二個和隨后的操作中，計算單元113將關(guān)于之前已經(jīng)完成哪個操作的信息發(fā)送至主機系統(tǒng)105。在步驟S2中，計算單元113還基于更新的操作信息和處理信息將指示 發(fā)送給顯示單元114，以使用語音、字符、圖片等顯示由工人待執(zhí)行的操作 的指導(dǎo)。因此，計算單元113執(zhí)行與操作單元103中的操作相關(guān)的各種控制。 步驟S3是由顯示單元114根據(jù)給定指令執(zhí)行的顯示步驟。接下來，在步驟S4中，工人根據(jù)由顯示單元114顯示的指導(dǎo)指令執(zhí)行 操作。由于用以實現(xiàn)本發(fā)明的本方式是處理工件組裝線100，所以由工人進(jìn) 行的操作是組裝操作，并且實際上例如是擰螺絲操作。當(dāng)完成一個操作時， 用于操作的設(shè)備的完成信號產(chǎn)生工具110產(chǎn)生完成信號。完成信號表示已經(jīng) 完成一個操作的信息。位置檢測單元112監(jiān)控完成信號的產(chǎn)生。在步驟S5，位置檢測單元112 接收完成信號，并且在接收到該信號時檢測操作完成坐標(biāo)，確定用于坐標(biāo)轉(zhuǎn) 換的參數(shù)，執(zhí)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，并定位操作位置。如上所述，由計算單元113從 主機系統(tǒng)105接收的操作信息包括N個操作中的每個操作的操作坐標(biāo)組。因 此，位置檢測單元112從計算單元113接收操作坐標(biāo)的數(shù)據(jù)，并引用該數(shù)據(jù)， 從而定位操作位置。然后，位置檢測單元112將與操作位置已經(jīng)被定位的操作相關(guān)的信息發(fā) 送至計算單元113。在以下的描述中，關(guān)于實際執(zhí)行的操作的信息還被稱為 "操作信息"。在步驟S5，從位置檢測單元112發(fā)送至計算單元113的操作 信息可以是例如作為標(biāo)識每一操作的標(biāo)識符的序號(S/N)、作為操作完成 時間的完成信號的接收時間等。在步驟S5之后，控制返回至步驟S2。對操作位置的定位是為了識別在 N個操作中已經(jīng)執(zhí)行了哪個操作。因此，完成一個操作對應(yīng)于進(jìn)展情況的改 變。因此，在從位置檢測單元112接收到操作信息時，在步驟S2，計算單元 113根據(jù)接收到的操作信息更新處理信息，并將更新的處理信息發(fā)送至顯示 單元114和主機系統(tǒng)105。如果更新的處理信息表明在操作單元103中的所有要執(zhí)行的N個操作已 經(jīng)完成，則計算單元113指示顯示單元114顯示關(guān)于完成的信息。工人識別該顯示，并將工件傳送至在下一處理的操作單元104。否則，由于在操作單元103中還剩下一個或多個要執(zhí)行的操作，所以重復(fù)上述過程。如上所述，每當(dāng)工人完成一個操作時，更新的處理信息被發(fā)送至主機系統(tǒng)105。如圖2中的步驟S1所示，主機系統(tǒng)105管理整個工件組裝線100， 管理關(guān)于每一工件的處理信息和操作信息，執(zhí)行操作的各種分析，管理由工 件組裝線100組裝的產(chǎn)品質(zhì)量等。接下來，以下參照圖4和圖5描述操作單元103的更實際的結(jié)構(gòu)實例。 圖4是根據(jù)用以實現(xiàn)本發(fā)明的方式的操作單元103的結(jié)構(gòu)透視圖。由工人201管理操作單元103，其中工人201對固定在操作臺203上的 工件204執(zhí)行一個或多個必要操作。在圖4所示的實例中的工件204是印刷 電路板(Pt板)單元。為了便于說明，提供以下定義。
N表示在操作單元103的操作中要處理的操作的個數(shù)。 所有N個操作都是由驅(qū)動器202執(zhí)行的擰螺絲操作。 驅(qū)動器202是可設(shè)定指定扭矩的動力驅(qū)動扭矩驅(qū)動器。驅(qū)動器202被 配置為在實際施加的扭矩達(dá)到設(shè)定的指定扭矩時進(jìn)行空轉(zhuǎn)并輸出完成信號。，對于N個螺絲的擰螺絲操作分配相同的指定扭矩值，并且在驅(qū)動器 202中預(yù)先設(shè)定該值。圖4示出驅(qū)動器202的兩個圖片。但是并不是表示有2個驅(qū)動器202， 只是示出驅(qū)動器202水平放置并從側(cè)面緊固螺絲的情況，以及驅(qū)動器202垂 直設(shè)置并從上面緊固螺絲的情況。從工件204的上部指向工件204的上表面 的箭頭和從工件204的右側(cè)指向工件204的右側(cè)表面的箭頭表示擰螺絲的方 向。即使在附圖中沒有顯示，顯然地存在驅(qū)動器202傾斜并緊固螺絲的情況。操作臺203具有桌臺和桌腿部分，并且桌腿部分配置有輪子，以使操作 臺203可移動。操作臺203的桌臺可以沿水平軸旋轉(zhuǎn)，以在上表面和反面之 間交換，以及可以沿垂直軸旋轉(zhuǎn)，以改變方向?？梢苿硬僮髋_203被廣泛使 用，以使得即使在工件204較大的情況下，也能夠便于工人201執(zhí)行多個操 作而不需要大幅度改變他/她的位置。將工件204固定在操作臺203的桌臺。根據(jù)要制造的產(chǎn)品型號，預(yù)先確 定固定在操作臺203的桌臺上的工件204的位置。因此，從操作臺203的桌 臺的位置和方向唯一確定工件204的位置和方向。防震相機臺205位于操作臺203的附近，并且兩個CCD(電荷耦合器件) 相機206和207放置于相機臺205上。由于立體視覺原理是已知的，所以使 用通過從不同位置拍攝同一對象而獲得的兩個圖像可計算所拍攝對象的位 置?？赡軝z測區(qū)域208是操作單元103中的區(qū)域，并被定義為這樣的區(qū)域， 在該區(qū)域中使用CCD相機206和207通過立體視覺能夠計算對象位置?？赡軝z測區(qū)域208的范圍取決于CCD相機206和207的規(guī)格和設(shè)定位 置。因此，需要根據(jù)操作臺203的可移動范圍適當(dāng)確定CCD相機206和207 的規(guī)格和設(shè)定位置，以使可能檢測區(qū)域208能夠恒定地包括工件204。在用 于實現(xiàn)本發(fā)明的該方式中，將CCD相機206和207對角地設(shè)置在工件204 的上方，以通過立體視覺提高位置的檢測精度。圖4中所示的"WD"是"工 作距離"的縮寫，并用于表示可由立體視覺計算的距離的范圍距離。操作單元103還包括PC (個人計算機)209、驅(qū)動控制器210、條形 碼讀取器211和操作監(jiān)控器212。隨意確定PC 209和驅(qū)動控制器210的設(shè)定 位置，但是它們可設(shè)定在圖4中的相機臺205下面的空間中。在相機臺205 上設(shè)置操作監(jiān)控器212，從而可由工人201容易檢査顯示內(nèi)容，例如關(guān)于將 要執(zhí)行的操作的指導(dǎo)。PC 209執(zhí)行各種計算。PC 209是一種通用計算機，其配置有例如CPU (中央處理單元)、ROM (只讀存儲器)、RAM (隨機存取存儲器)、用 于線纜傳輸和/或無線通信的通信接口 、外部存儲設(shè)備和便攜式存儲介質(zhì)的驅(qū) 動設(shè)備。這些組件通過總線連接。外部存儲設(shè)備可以是例如磁盤設(shè)備(如硬 盤驅(qū)動器等)、可重寫非易失性存儲器等。驅(qū)動器控制器210通過有線或無線通信路徑(圖4中未示出)連接至驅(qū) 動器202，并接收從驅(qū)動器202發(fā)送的信號。驅(qū)動器控制器210具有計數(shù)從 驅(qū)動器202接收的信號個數(shù)的驅(qū)動器計數(shù)器的功能。優(yōu)選地，條形碼讀取器211是手持單元。工人201使用條形碼讀取器211 讀取工人201的ID、工件204的S/N、圖號等。用以表示工人201的ID的 條形碼印在例如由工人201攜帶的職工卡上。用以表示工件204的S/N和圖 號的條形碼印在例如在每一過程中隨著工件204被傳送的紙片上。上面印有 條形碼的紙也可以附著在工件204上。條形碼讀取器211通過有線或無線路徑(圖4中未示出)連接至PC 209。由條形碼讀取器211讀取的條形碼所表示的數(shù)據(jù)(即工人201的ID以及工 件204的S/N和圖號的數(shù)據(jù))被發(fā)送到PC 209，并從PC 209發(fā)送至主機系 統(tǒng)105 (圖4中未示出)。由于操作臺203是可移動的，所以對于工人201沒必要頻繁改變他/她在 操作單元103中的位置。因此，在以下描述中，假設(shè)在相機臺205和操作臺 203之間沒有工人201。 S口，假設(shè)在沒有障礙暫停的情況下，在由CCD相機 206和207拍攝的兩個圖像中認(rèn)定操作臺203和工件204。以下描述圖1和圖4之間的對應(yīng)關(guān)系。完成信號輸出單元1對應(yīng)于驅(qū)動 器202和驅(qū)動器控制器210。操作完成坐標(biāo)檢測單元2對應(yīng)于CCD相機206 和207以及PC 209。操作坐標(biāo)存儲單元3對應(yīng)于PC 209的RAM或外部存 儲設(shè)備。參數(shù)確定單元4對應(yīng)于CCD相機206和207以及PC 209。操作位 置定位單元5對應(yīng)于PC 209。以下描述圖2和圖4之間的對應(yīng)關(guān)系。完成信號產(chǎn)生工具110對應(yīng)于驅(qū) 動器202和驅(qū)動器控制器210。位置檢測單元112對應(yīng)于CCD相機206和 207以及PC 209。計算單元113對應(yīng)于PC 209，而顯示單元114對應(yīng)于操作 監(jiān)控器212。也就是說，兩個功能塊(即，位置檢測單元112和計算單元113)共享 作為硬件的PC 209。通過CPU執(zhí)行在外部存儲設(shè)備或ROM中存儲的程序 使得PC 209用作位置檢測單元112和計算單元113的一部分。所述程序可 通過網(wǎng)絡(luò)提供，例如通過通信接口或互聯(lián)網(wǎng)與PC 209連接的LAN(局域網(wǎng))。 否則，可在驅(qū)動設(shè)備中設(shè)置用以存儲所述程序的便攜式存儲介質(zhì)，并且可將 所述程序加載到RAM，以由CPU執(zhí)行。便攜式存儲介質(zhì)可以是各種類型的 存儲介質(zhì)，其包括光盤(例如CD (壓縮盤)、DVD (數(shù)字多功能盤)等)、 磁光盤、磁盤(例如軟盤)等。圖5示出在圖4所示的操作單元103的電子設(shè)備中與操作位置的定位相 關(guān)的電子設(shè)備的連接關(guān)系?？赏ㄟ^線纜以及無線方式來實現(xiàn)圖5中所示的連 接關(guān)系。CCD相機206和207、驅(qū)動器控制器210和包含用于操作監(jiān)控器212的 液晶顯示器的各種外部設(shè)備213連接至PC 209。外部設(shè)備213還包括由工人 201用于輸入的鍵盤和鼠標(biāo)。圖4示出僅使用一個驅(qū)動器202的情況。如圖5所示，兩個驅(qū)動器202a和202b可連接至驅(qū)動器控制器210。在某些用以 實現(xiàn)本發(fā)明的方案中，根據(jù)螺絲的類型需要使用多個驅(qū)動器。為了保證在使用CCD相機206和207拍攝圖像所必須的亮度，使用照 明單元216 (圖4中未示出)。在圖5中所示的實例中，外部設(shè)備213、 PC 209、驅(qū)動器控制器210和 照明單元216連接至AC (交流電)IOOV的電源。通過驅(qū)動器210向驅(qū)動器 202a和202b供電，以及通過PC 209向CCD相機206和207供電。用于供 電的路徑不限于圖5中所示的結(jié)構(gòu)。如圖5所示，根據(jù)用以實現(xiàn)本發(fā)明的本實施方式的PC 209配置有圖像 處理板214和IO (輸入/輸出)板215。由圖像處理板214接收和處理由CCD 相機206和207拍攝的圖像數(shù)據(jù)。PC 209的CPU使用由圖像處理板214處 理的上述處理結(jié)果執(zhí)行處理。通過驅(qū)動器控制器210將從驅(qū)動器202a和202b 發(fā)送的信號發(fā)送到PC209，并由IO板215接收。由驅(qū)動器202a和202b發(fā)送到驅(qū)動器控制器210的信號不限于完成信號。 例如，在擰螺絲操作失敗時，工人201使驅(qū)動器202a或202b反轉(zhuǎn)以松開螺 絲。此時，驅(qū)動器202a或202b將反轉(zhuǎn)通知信號發(fā)送至驅(qū)動器控制器210。 然后，從驅(qū)動器控制器210將反轉(zhuǎn)通知信息發(fā)送至PC 209，并由IO板215 接收。在接收到反轉(zhuǎn)通知信號時，PC 209執(zhí)行必要處理。例如，PC 209定 位與在接收到完成信號時執(zhí)行的類似過程中松開和去除螺絲對應(yīng)的擰螺絲 操作的操作位置。接下來，參照圖6至圖10，以下詳細(xì)描述定位已完成操作的操作位置的 過程。圖6是詳細(xì)示出圖4的一部分的放大圖的透視圖作為示意圖。然而，在 圖6中，與圖4相比，視點位于相反的位置。在圖4中，示出CCD相機206 和207的后面，但是它們在圖6中位于前面(盡管未示出)，并且表示CCD 相機206的光軸221和CCD相機207的光軸222的兩個箭頭從前面指向后 面。如圖4所示，圖6示出驅(qū)動器202水平放置的情況以及垂直設(shè)置的情況。 驅(qū)動器202的手柄部分配置有標(biāo)記217a和217b。通過將標(biāo)記217a和217b 附著在預(yù)定位置或在將它們附著在適當(dāng)位置之后測量附著位置來獲知標(biāo)記217a和217b的附著位置。在以下實例中，當(dāng)不區(qū)別每一標(biāo)記時， 一個或多 個標(biāo)記由標(biāo)號"217"表示。操作臺203的桌臺是長方體。在以下描述中，長方體的表面被稱為表面 A、 B、 C、 D、 D和F。在圖6中，表面A是前表面，表面B是右側(cè)表面， 表面C是后表面，表面D是左側(cè)表面，表面E是上表面，表面F是下表面。 僅能看見表面A、 B和E。由于操作臺203可以沿豎直軸旋轉(zhuǎn)，所以表面A 不總是前表面。由于操作臺203也可以沿水平軸旋轉(zhuǎn)，所以表面E不總是上 表面。將工件204固定在表面E或F。將三個標(biāo)記218a、 218b和218c附著在表面A。盡管圖6中未示出，類 似地將三個標(biāo)記附著在表面B、 C和D。在以下描述中，在沒必要區(qū)別標(biāo)記 時，如果不需要區(qū)別每一標(biāo)記，則使用標(biāo)號"218"來表示一個或多個標(biāo)記。 預(yù)先確定表面A至表面D配置有標(biāo)記的位置。在圖6中，將工件204固定在表面E上的預(yù)定位置。固定工件204的位 置根據(jù)工件204的型號被預(yù)先確定。因此，可根據(jù)操作臺203的位置和方向 唯一地計算工件204的位置和方向。接下來，以下描述根據(jù)通過立體視覺算法計算的標(biāo)記位置來計算驅(qū)動器 202的位置和方向以及操作臺203的桌臺的位置和方向的方法。首先，為了 說明，術(shù)語(a)至(f)定義如下。(a) 右相機坐標(biāo)系統(tǒng)和左相機坐標(biāo)系統(tǒng)由CCD相機206和207拍攝的圖像的坐標(biāo)系統(tǒng)分別稱為"右相機坐標(biāo) 系統(tǒng)"和"左相機坐標(biāo)系統(tǒng)"。右相機坐標(biāo)系統(tǒng)和左相機坐標(biāo)系統(tǒng)都是二維 坐標(biāo)系統(tǒng)。因此，在這些坐標(biāo)系統(tǒng)中由一對坐標(biāo)表示一個點。由于CCD相 機206和207被安裝在不同位置，所以在右相機坐標(biāo)系統(tǒng)上的目標(biāo)的坐標(biāo)和 在左相機坐標(biāo)系統(tǒng)上的同一目標(biāo)的坐標(biāo)不同。(b) 絕對坐標(biāo)系統(tǒng) 原點的位置和軸的方向固定的球形三維坐標(biāo)系統(tǒng)稱為"絕對坐標(biāo)系統(tǒng)"，并由標(biāo)記符號"J> "表示。使用由CCD相機206和207拍攝的兩個圖像通 過立體視覺算法計算的坐標(biāo)是絕對坐標(biāo)系統(tǒng)1>上的坐標(biāo)(更具體地，三個 坐標(biāo)作為一組)。CCD相機206和207固定和安裝在防震相機臺205上，防 震相機臺205被固定以使其適合計算絕對坐標(biāo)系統(tǒng)Z。上的坐標(biāo)。在用以實現(xiàn)本發(fā)明的本實施方式中，絕對坐標(biāo)系統(tǒng)2>是三維正交坐標(biāo)系統(tǒng)，并且三個軸是x軸、y軸和z軸。絕對坐標(biāo)系統(tǒng)2>是參照圖1所描述的第一坐標(biāo)系統(tǒng)的實例。用以表示任一點Pi的絕對坐標(biāo)系統(tǒng)za上的一組三個坐標(biāo)由公式(1)的行矢量aPi表示。aPi= (Xi， yi， Zi) (1)(c) 操作臺坐標(biāo)系統(tǒng)基于操作臺203的桌臺的局部三維坐標(biāo)系統(tǒng)被稱為"操作臺坐標(biāo)系統(tǒng)"。 操作臺坐標(biāo)系統(tǒng)是原點隨著操作臺203的移動而移動，以及軸的方向隨著操 作臺203的桌臺的旋轉(zhuǎn)而改變的坐標(biāo)系統(tǒng)。(d) 工件坐標(biāo)系統(tǒng)基于工件204的局部三維坐標(biāo)系統(tǒng)稱為"工件坐標(biāo)系統(tǒng)"，并由標(biāo)記符 號"1>"表示。工件坐標(biāo)系統(tǒng)是原點隨著工件204的移動而移動，以及軸 的方向隨著工件204的旋轉(zhuǎn)而改變的坐標(biāo)系統(tǒng)。在用以實現(xiàn)本發(fā)明的本實施方式中，工件坐標(biāo)系統(tǒng)^>是三維正交坐標(biāo) 系統(tǒng)，并且三個軸是q軸、r軸和s軸。工件坐標(biāo)系統(tǒng)2>是參照圖l所描述 的第二坐標(biāo)系統(tǒng)的實例。點Pi在工件坐標(biāo)系統(tǒng)Zw上的一組三個坐標(biāo)由公式 (2)的行矢量wPi表示。wPi= (qi， ri， s》 (2)(e) 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換在每一上述坐標(biāo)系統(tǒng)中，(a)和(c)是輔助坐標(biāo)系統(tǒng)，而(b)至(d) 可相互轉(zhuǎn)換，但是用以實現(xiàn)本發(fā)明的本實施方式的主要焦點在于從絕對坐標(biāo) 系統(tǒng)2>到工件坐標(biāo)系統(tǒng)2>的轉(zhuǎn)換。從絕對坐標(biāo)系統(tǒng)2>到工件坐標(biāo)系統(tǒng) Z^的轉(zhuǎn)換可由使用4X4矩陣A的公式(3)表示。"T"是表示轉(zhuǎn)置矩陣 的符號。(qi， ri， Si， 1) T = A (Xi， yi， zi， 1) T (3) 矩陣A的每一矩陣元是從絕對坐標(biāo)系統(tǒng)^>到工件坐標(biāo)系統(tǒng)^>的坐標(biāo) 轉(zhuǎn)換的參數(shù)，以及是參照圖l所描述的在第一坐標(biāo)系統(tǒng)和第二坐標(biāo)系統(tǒng)之間 進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的必要參數(shù)的實例。如上所述，由于安裝有工件204的操作臺 203可移動，所以矩陣A的每一矩陣元的值根據(jù)操作臺203的位置和方向動 態(tài)地改變。(f)兩點之間的距離在點Pi和Pj之間的歐幾里得距離(Euclid distance)由"d (Pj， P」)" 表示。坐標(biāo)系統(tǒng)(b)至(d)是用于真實世界中的三維空間的坐標(biāo)系統(tǒng)，在 任一坐標(biāo)系統(tǒng)中計算的該距離是相同的。接下來，使用上述定義的術(shù)語，參照圖7至圖10詳細(xì)描述在圖2和圖4 所示的操作位置定位系統(tǒng)中執(zhí)行的處理。圖7是示出根據(jù)用以實現(xiàn)本發(fā)明的 一方案的處理流程的流程圖。與圖2類似，以下描述的重點在于操作單元103 中的處理。首先，在步驟S101，將工件204從前一處理中的操作單元102傳送至操 作單元103。由工人201使用條形碼讀取器211讀取表示工件204的型號的 條形碼，用作計算單元113的PC 209檢測到工件204已經(jīng)被發(fā)送，并向被 告知工件204的型號。PC 209將表示該型號的代碼作為檢索密鑰(retrieval key)(即，搜索密鑰)發(fā)送至主機系統(tǒng)105，并從主機系統(tǒng)105讀取關(guān)于該 型號的操作信息。操作信息包括N個螺絲的擰螺絲位置處的工件坐標(biāo)系統(tǒng) Zw上的坐標(biāo)。這些坐標(biāo)在設(shè)計工件204時被確定，并且這些坐標(biāo)是參照圖 1的上述操作坐標(biāo)。接下來，在步驟S102， PC 209監(jiān)控是否已經(jīng)接收到完成信號。重復(fù)執(zhí) 行步驟S102中的處理，直至接收到完成信號。當(dāng)接收到完成信號時，控制 轉(zhuǎn)至步驟S103。完成信號的實例是用以表示實際施加的扭矩已經(jīng)達(dá)到指定扭 矩的扭矩達(dá)到(torque-up)信號。通過驅(qū)動器控制器210和IO板215將扭 矩達(dá)到信號從驅(qū)動器202發(fā)送至PC 209。在步驟S103， CCD相機206和207同時拍攝操作單元103。將兩張拍攝 圖像的數(shù)據(jù)提供至PC209中的圖像處理板214。由此，保留在檢測出接收到 完成信號時用以檢測工件204和驅(qū)動器202的位置和方向的必要數(shù)據(jù)。接下來，在步驟S104，在由CCD相機206和207拍攝的兩張圖片的每 一張圖片中，圖像處理板214在圖像識別過程中檢測附著到操作臺203的標(biāo) 記218的位置。如上所述，在沒有任何障礙(例如工人201等)的情況下，由CCD相 機206和207拍攝的圖像包括操作臺203和工件204。因此，在具有三個附 著標(biāo)記218圖像中至少拍攝了表面A至表面D中的至少一個。因此，圖像處理板214能夠檢測在所述兩張圖像中的每一張圖像的數(shù)據(jù)中的至少三個標(biāo)記218。在以下描述中，為了便于說明，假設(shè)圖6中所示的位置關(guān)系，并假設(shè)在 步驟S104中已經(jīng)檢測到標(biāo)記218a至218c。然而，在步驟S104和S105的階 段中，沒有確定所檢測的三個標(biāo)記218是附著至表面A的標(biāo)記218a至218c。在以下描述中，各標(biāo)記218的中心位置表示各標(biāo)記218的位置。在步驟 S104中，檢測在標(biāo)記218a至218c的中心位置在右相機坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)以 及在左相機坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)。在某些情況下，兩個鄰接表面(例如表面A和B)出現(xiàn)在一個圖像中， 并且圖像處理板214可檢測6個標(biāo)記218。在每一表面上，由于標(biāo)記218附 著在一條直線上，因此在每一圖像中3個標(biāo)記218排列在一條直線上，其它 3個標(biāo)記218排列在另一條直線上。圖像處理板214檢測這兩條直線，從而 可將6個標(biāo)記218分成附著在一個表面上與附著在另一表面上的兩個組。在 步驟S105和S106中的隨后處理中可僅使用一組也可以使用兩組。在以下的 描述中，為了簡化說明，假設(shè)僅使用包含標(biāo)記218a至218c的一個組。在接下來的步驟S105中，PC 209通過立體視覺算法計算每一檢測標(biāo)記 218在絕對坐標(biāo)系統(tǒng)^>中的坐標(biāo)。在步驟S105的計算處理中使用在步驟 S104中獲得的每一標(biāo)記218在右相機坐標(biāo)系統(tǒng)和左相機坐標(biāo)系統(tǒng)中所計算 的坐標(biāo)值。即，在此實例中，計算各標(biāo)記218a、 218b和218c的位置P^ P2、P3的每一個位置的絕對坐標(biāo)系統(tǒng)Z"的坐標(biāo)aPi、 ，2、 aP3。在接下來的步驟S106中，PC 209計算由絕對坐標(biāo)系統(tǒng)^>表示的操作 臺203的位置和方向。以下參照圖8和圖9描述該計算方法。圖8是在檢測的3個標(biāo)記218a至218c之間的位置關(guān)系的示意圖。在步 驟S106， PC 209使用在步驟S105中計算得到的坐標(biāo)來計算標(biāo)記218之間的 距離，即d (Pp P2)和d (P2、 P3)。圖8示出兩個距離d (PP P2)和d (P2、 P3)。將3個標(biāo)記218附著在表面A至D的每一表面中。附著這些標(biāo)記218， 以使得對于每一表面，標(biāo)記218之間的位置關(guān)系不同，以及根據(jù)哪個是上表 面(即是表面E還是表面F)，標(biāo)記218之間的位置關(guān)系也不同。圖9示出 標(biāo)記218的排列圖案的實例。在圖9中，假設(shè)表面E和F是邊長為105cm的正方形，并且每一標(biāo)記 218具有5cm的水平長度。在每一表面A至D中，將標(biāo)記218附著在右端和 左端，并將另一標(biāo)記218附加在它們之間。因此，在每一表面A至D上， 附著在兩端的兩個標(biāo)記218之間的距離為100cm。圖9示出從圖像左側(cè)起按 標(biāo)記符號Pi、 P2和P3的順序由其表示的3個標(biāo)記218的位置。圖9中所示 的表格以從左側(cè)開始的順序示出4個列預(yù)先確定的d(Pi， P2)的名義值、 預(yù)先確定的d (P2、 P3)的名義值、在步驟S104中檢測的標(biāo)記218所在的表 面和上表面。基于上述假設(shè)，PC 209確定例如計算的d (Pp P2)的值是否等于預(yù)定 允許誤差內(nèi)的10cm，以及計算的d (P2、 P3)的值是否等于在預(yù)定允許誤差 內(nèi)的90cm，然后確定在步驟S104中檢測到的標(biāo)記218所附著的表面是表面 A，以及表面E為上表面。另外，也不一定必須確定允許誤差。在這種情況下，PC209可確定例如 與圖9中所示的表格的最左列中的計算值d(P,，P2)最接近的值是否為10cm， 以及與圖9中所示的從表格的最左列起的第二列中的計算值d (P2， P3)最 接近的值是否為90cm，然后確定在步驟S104中檢測到的標(biāo)記218所附著的 表面是為表面A，以及表面E為上表面。因此，在對標(biāo)記218的計算距離的值與標(biāo)記218的預(yù)定距離的值進(jìn)行比 較時，在考慮到誤差的情況下執(zhí)行處理，但是實際處理方法是根據(jù)具體的實 施方式隨意確定。由于所述4個表面A至D中的每一個均具有表面E是上表面的情況以 及表面F是上表面的情況，所以圖9中所示的表格包括8個行(不包括頭一 行)。排布標(biāo)記218以使得在8個行的任兩行中d (P,， P2)和d (P2、 P3) 的值的組合不相同。預(yù)先將例如圖9中所示的標(biāo)記218的預(yù)定排列圖案讀取到PC 209的 RAM等中。因此，PC 209參照預(yù)先存儲的排列圖案基于d(Pp P2)和d(P2、 P3)的計算值來確定附著有檢測到的標(biāo)記218的表面和上表面。例如，在圖 6所示的實例中，PC 209識別出附著有3個所識別圖像的標(biāo)記218的表面是 表面A，上表面是表面E，并且3個標(biāo)記218在PC 209已經(jīng)計算出標(biāo)記218a至218c的位置P2和P3的絕對坐標(biāo)系統(tǒng)Z"中的坐標(biāo)aPi、 ，2、 ，3之后，執(zhí)行上述識別處理。因此，PC 209可 基于坐標(biāo)aPp aP2、 ，3計算由絕對坐標(biāo)系統(tǒng)1>表示的操作臺203的位置和方向。例如，PC209計算在絕對坐標(biāo)系統(tǒng)Z"上操作臺坐標(biāo)系統(tǒng)的原點位置和軸的方向矢量。在接下來的步驟S107中，PC 209通過使用操作臺203的位置和方向計 算矩陣A，作為用于坐標(biāo)系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換參數(shù)。首先，PC 209基于步驟S106中的計算結(jié)果計算矩陣B，作為用于從絕 對坐標(biāo)系統(tǒng)1>到操作臺坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的參數(shù)。另一方面，由于將工件204固定在操作臺203的桌臺的預(yù)定表面上的預(yù) 定位置，所以矩陣C根據(jù)工件204的型號被預(yù)先固定地確定，而不會發(fā)生編 號，其中矩陣C作為用于從操作臺坐標(biāo)系統(tǒng)到工件坐標(biāo)系統(tǒng)Zw的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 參數(shù)。矩陣C可預(yù)先被存儲在PC 209的硬盤驅(qū)動器上，例如或者可在步驟 S107中將其從主機系統(tǒng)105提供至PC 209。因此，通過執(zhí)行矩陣操作計算A:CB， PC209可獲得公式(3)的矩陣A?？蛇x擇地，PC209也可以通過如下方式計算矩陣A。每一標(biāo)記218的操 作臺坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)被預(yù)先確定。將標(biāo)記218的坐標(biāo)預(yù)先讀取到例如PC 209的RAM。 PC 209可使用矩陣C將所讀取的標(biāo)記218的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為工件坐標(biāo)系統(tǒng)1>的坐標(biāo)。在這一階段中，已經(jīng)計算了標(biāo)記218a至218c的位置P！至P3在絕對坐 標(biāo)系統(tǒng)2>和工件坐標(biāo)系統(tǒng)1>中的坐標(biāo)。因此，PC 209可基于坐標(biāo)系統(tǒng)2> 和Zw中的坐標(biāo)計算矩陣A。在執(zhí)行步驟S107之后，控制轉(zhuǎn)至步驟S108。在步驟S108，圖像處理板 214通過對步驟S103中拍攝的兩個圖像中的每一個進(jìn)行圖像識別處理來檢 測驅(qū)動器202的標(biāo)記217a和217b。即，檢測標(biāo)記217a和217b在右相機坐 標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)及其在左相機坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)。在接下來的步驟S109中，PC 209通過立體視覺算法計算標(biāo)記217a和 217b在絕對坐標(biāo)系統(tǒng)Z"中的坐標(biāo)。該處理與步驟S105中執(zhí)行的處理類似。在接下來的步驟S110中，PC 209通過使用在步驟S109中計算得到的標(biāo)記217a和217b的坐標(biāo)，來計算驅(qū)動器202的頂部225在絕對坐標(biāo)系統(tǒng)^>中 的坐標(biāo)。以下參照圖IO描述該計算方法。圖IO是以二維表示法表示的示意 圖。將兩個標(biāo)記217a和217b附著在驅(qū)動器202的手柄部分。為了簡化說明， 假設(shè)兩個標(biāo)記217a和217b附著在沒有被工人201的手隱藏的位置。驅(qū)動器 202具有關(guān)于軸224實質(zhì)上徑向?qū)ΨQ的手柄部分和驅(qū)動器鉆頭(driver bit) 223。標(biāo)記217a和217b也分別附著為形成關(guān)于軸224徑向?qū)ΨQ。圖IO示出 在工件204的預(yù)定位置緊固螺絲226的操作，并且在完成緊固螺絲226時驅(qū) 動器202的頂部225的位置是該操作的操作完成位置。在步驟S109的處理中，計算用以表示標(biāo)記217a和217b的位置的點P4和P5在絕對坐標(biāo)系統(tǒng)Z"中的坐標(biāo)aP4和ap5。點P4表示標(biāo)記217a，并且根 據(jù)用以實現(xiàn)本發(fā)明的方案可隨意確定選擇點P4的方法。例如，在以下用以實現(xiàn)本發(fā)明的方式中，在驅(qū)動器202的手柄部分的直 徑充分小于操作位置之間的距離的情況下，在忽略驅(qū)動器202的厚度時不會 出現(xiàn)問題。否則，存在以下用以實現(xiàn)本發(fā)明的方式，即根據(jù)基于由CCD相 機206和207所拍攝的圖像計算的絕對坐標(biāo)系統(tǒng)2>中的坐標(biāo)的精度，驅(qū)動 器202的直徑小于預(yù)定允許誤差。在上述用以實現(xiàn)本發(fā)明的方式中，假設(shè)存 在經(jīng)過標(biāo)記217a的寬度中心點并對應(yīng)于所拍攝圖像中的軸224的直線時， 可選擇位于直線上的點作為點P4。類似地選擇用以表示標(biāo)記217b的位置的 點Ps。因此，在假設(shè)驅(qū)動器202的頂部225落于連接點P4和點P5的直線上 的情況下，計算頂部225的坐標(biāo)。在用以實現(xiàn)本發(fā)明的另一方案中，可選擇垂直于軸224的平面與軸224 的交叉點作為點P4，其中軸224經(jīng)過標(biāo)記217a的寬度中心。在這種情況下， 由于點P4不在標(biāo)記217a的外表面，所以PC 209可根據(jù)基于立體視覺原理計 算的標(biāo)記217a的外表面上的多個點的坐標(biāo)和驅(qū)動器202的手柄部分的已知直徑，來計算點P4的坐標(biāo)。在以下描述中，假設(shè)連接表示標(biāo)記217a的點P4和表示標(biāo)記217b的點 P5的直線可被看成軸224?；谶@一假設(shè)，驅(qū)動器202的頂部225的點P6 位于軸224上。在絕對坐標(biāo)系統(tǒng)J>中，可基于坐標(biāo)aP4和aP5獲得用以表示軸224的直線的公式。圖10中所示的角e是由工件204和軸224形成的角，并在二維 示意圖中表示。另一方面，如上所述知道了驅(qū)動器202上的標(biāo)記217a和217b的附著位 置。預(yù)先預(yù)定或預(yù)先測量驅(qū)動器鉆頭223的長度。因此，能夠僅根據(jù)已知的 固定數(shù)據(jù)計算Ps與P6之間的距離d (P5， P6)。在步驟S110， PC209從與點P4相反的方向(即從直線軸224上的點Ps 進(jìn)行觀察)上計算從點P5開始的距離d (P5， P6)的位置坐標(biāo)。然后，在步 驟Sl 10， PC 209將所計算的坐標(biāo)確定為點P6的坐標(biāo)。可以以多種方法確定兩個識別圖像標(biāo)記之間哪個是標(biāo)記217a(或217b)， 并基于確定結(jié)果計算點P6的坐標(biāo)。例如，在用以實現(xiàn)本發(fā)明的方案中，使用垂直設(shè)置的驅(qū)動器202緊固螺 絲226的操作僅限于放置螺絲226并從上面用驅(qū)動器202緊固螺絲的情況。 因此，當(dāng)軸224的直線傾斜度基本垂直時，兩個位置檢測標(biāo)記中較高的標(biāo)記 被識別為標(biāo)記217a，較低標(biāo)記被識別標(biāo)記217b。還存在另一用以實現(xiàn)本發(fā)明的方案，其中工人201的位置僅限于預(yù)定范 圍，例如預(yù)定工人201的位置保持在工件204的左面(從CCD相機206和 207處觀察)。在這種情況下，在兩個位置檢測標(biāo)記中，從CCD相機206 和207處觀察的左側(cè)標(biāo)記被識別為標(biāo)記217a，右側(cè)標(biāo)記被識別為標(biāo)記217b。另外，還需考慮到如下幾何特征，即驅(qū)動器202具有較厚手柄部分和較 薄驅(qū)動器鉆頭223。也能夠識別出在兩個被檢測標(biāo)記中距離驅(qū)動器鉆頭223 較遠(yuǎn)的標(biāo)記為標(biāo)記217a，較近的標(biāo)記為標(biāo)記217b。在任一情況下，基于用以表示標(biāo)記217a和217b的點P4和P5的坐標(biāo)， PC 209計算用以表示驅(qū)動器202的頂部225的點P6在絕對坐標(biāo)系統(tǒng)5>中的 坐標(biāo)aP6。坐標(biāo)aP6是參照圖1所描述的操作完成坐標(biāo)的實例。然后，在步驟Slll， PC209使用在步驟S107中計算得到的參數(shù)(即矩 陣A)對坐標(biāo)ap6執(zhí)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，并計算點P6在工件坐標(biāo)系統(tǒng)Zw中的坐標(biāo) WP6。之后，在步驟S112， PC209比較在步驟SIOI中讀取的擰螺絲位置的設(shè) 計數(shù)據(jù)(其作為操作坐標(biāo))與在步驟Slll中計算得到的驅(qū)動器202的頂部 225的坐標(biāo)^6，并定位(即識別)剛完成的操作對應(yīng)于哪個擰螺絲位置。在步驟S112的處理中使用的坐標(biāo)系統(tǒng)僅是工件坐標(biāo)系統(tǒng)2>。例如，根據(jù)坐標(biāo)WP6和N個操作坐標(biāo)，PC 209計算點P6與N個操作位 置中每一個操作位置之間的距離，從而獲得N個距離值。然后，PC 209定位表示距點P6最短距離的操作位置，作為剛剛完成的擰螺絲操作的操作位 置?？蛇x擇地，不將坐標(biāo)WP6與所有的N組(每組包含三個操作坐標(biāo))坐標(biāo) 進(jìn)行比較，而是從比較目標(biāo)中刪除完成操作的三元操作坐標(biāo)。在接下來的步驟S113中，PC209確定在步驟S112中的定位是否成功。 如果已經(jīng)成功，則控制轉(zhuǎn)至步驟S114，并且PC 209控制操作監(jiān)控器212顯 示定位結(jié)果。如果失敗，則控制轉(zhuǎn)至步驟S115，并且PC 209控制操作監(jiān)控 器212顯示定位失敗。步驟S113的標(biāo)準(zhǔn)取決于用以實現(xiàn)本發(fā)明的方案。例如，假定在步驟SU2 中選擇N個操作位置中表示與驅(qū)動器202的頂部225距離最近的操作位置。 在這種情況下，僅在最短距離等于或小于預(yù)定閾值時，在步驟S113確定定 位成功。否則，可以確定定位失敗。盡管在圖7中沒有示出，也可能存在步驟S104或S108中圖像識別失敗 的情況。在這種情況下，由于不能相應(yīng)定位操作位置，所以在步驟S113中 確定為"否"。在執(zhí)行步驟S114或S115之后，控制轉(zhuǎn)至步驟S116。在步驟S116， PC 209確定是否已經(jīng)完成了操作單元103中要執(zhí)行的所有N個操作。如果完成 了所有操作，則確定為"是"，并且圖7所示的過程終止。如果仍剩下要執(zhí) 行的一些操作，則PC 209確定為"否"，并且控制轉(zhuǎn)至步驟S102。當(dāng)完成 圖7中所示的過程時，將工件204傳送至下一操作單元104。圖11示出操作監(jiān)控器212的顯示屏幕的實例。在圖11所示的實例中， 在操作監(jiān)控器212的屏幕上提供有9個區(qū)域，并且在相應(yīng)區(qū)域中通過字符、 符號、圖片等顯示9種類型的信息。工件選擇操作顯示區(qū)域301是用于選擇和顯示正被組裝的工件型號的區(qū) 域。在用以實現(xiàn)本發(fā)明的方案中，工人201從工件選擇操作顯示區(qū)域301上 顯示的選項中選擇工件204的型號，并通過外部設(shè)備213在PC 209上表示 選擇結(jié)果，并將選擇結(jié)果顯示在工件選擇操作顯示區(qū)域301上。在用以實現(xiàn) 本發(fā)明的另一方案中，工人204使用條形碼讀取器211讀取的表示工件204型號的條形碼的結(jié)果被顯示在工件選擇操作顯示區(qū)域301上。因此，工人201僅需要確定所顯示的型號。操作信息顯示區(qū)域302顯示工件204的S/N和工人201的ID。也可以顯 示用于提示工人201使用條形碼讀取器211輸入他或她的ID的消息。操作按鈕顯示區(qū)域303包括被顯示的"開始"、"停止"、"暫停"和 "繼續(xù)"按鈕。工人201在開始對工件204進(jìn)行一系列操作時使用例如鼠標(biāo) 按下"開始"按鈕，在因為某些原因強行停止對工件204進(jìn)行的一系列操作 時按下"停止"按鈕，在由于休息等而要暫停一系列操作時按下"暫停"按 鈕，以及在繼續(xù)所暫停的一系列操作時按下"繼續(xù)"按鈕。細(xì)節(jié)顯示區(qū)域304包括細(xì)節(jié)信息，例如整個系統(tǒng)的狀態(tài)、在操作單元103 中要執(zhí)行的N個操作的進(jìn)展情況、包含接下來要執(zhí)行的操作的指令的各種消 息等。在工件選擇操作顯示區(qū)域301中選擇的工件204被圖形化地顯示在工件 正面顯示區(qū)域305和工件背面顯示區(qū)域306中。在圖11所示的實例中，假 設(shè)需要對工件204的正面和背面進(jìn)行操作。因此，工件正面顯示區(qū)域305顯 示工件204的正面，工件背面顯示區(qū)域306顯示工件204的背面。已完成的 操作部分和待執(zhí)行的操作部分被圖形化地顯示。例如，已完成的操作部分和 待執(zhí)行的操作部分分別標(biāo)記有黑圈和白圈。己完成的操作部分指的是已經(jīng)成 功執(zhí)行了操作位置定位的部分。擰螺絲操作計數(shù)顯示區(qū)域307包括用以表示在圖7所示的步驟S113中 確定結(jié)果為"是"的頻率的次數(shù)M，即用以表示成功定位操作位置的頻率的 次數(shù)M?；蛘咴跀Q螺絲操作計數(shù)顯示區(qū)域307中顯示從待執(zhí)行的操作總數(shù)N 中減去次數(shù)M所獲得的值(N-M)。擰螺絲操作總數(shù)顯示區(qū)域308包括在操作單元103中對工件204要執(zhí)行 的操作的總數(shù)N。定位錯誤計數(shù)顯示區(qū)域309包括在圖7所示的步驟S113中為"否"的 次數(shù)，即在因為某些原因未成功定位操作位置的操作次數(shù)。圖12示出附著于操作臺203的標(biāo)記218的實例。標(biāo)記218配置有片狀 基底單元401和十字形凸出部402。在圖12所示的實例中，片狀基底單元401的幾何形狀是矩形片狀。片狀基底單元401的背面404是附著在操作臺203上的附著表面。例如，將粘 合劑涂覆在背面404，從而將標(biāo)記218附著至操作臺203。十字形凸出部402 從片狀基底單元401的表面403開始在片狀基底單元401的厚度方向上延伸。 十字形凸出部402包括彼此正交的水平線部分405和垂直線部分406，并具 有寬度wl和厚度tl。片狀基底單元401由例如反光材料等的高反射材料制 成，以實現(xiàn)回射(retroreflection)，其表示入射光方向上光的反射。十字形 凸出部402由具有低入射光反射率的低反射材料制成。
使用標(biāo)記218的上述結(jié)構(gòu)，由于以下第一至第三方面的原因，可提高由 圖像處理板214對CCD相機206和207拍攝的圖像進(jìn)行圖像識別而檢測的 對標(biāo)記218的檢測精度。
第一原因，由于片狀基底單元401由反光材料制成，不管CCD相機206 和207的拍攝角度如何，反射率基本是常數(shù)，并且較高。另一方面，十字形 凸出部402由低反射率材料制成。因此，不管拍攝角度如何，在拍攝圖像中 獲取了高對比度的十字形圖像，并且該圖像的輪廓清晰。因此，當(dāng)使用例如 己知的邊緣提取方法的圖像識別技術(shù)識別標(biāo)記218時，可提高用以識別標(biāo)記 218的識別精度。
第二原因，由于在許多情況下在操作單元中存在較少的高對比度十字形 對象，所以標(biāo)記218不會與圖像的背景混合，因此可以被容易地檢測。由 CCD相機206和207拍攝的圖像包括操作單元中的各種對象和工人201 。其 中許多對象具有圓形或矩形輪廓。因此，根據(jù)經(jīng)驗可以得知，如果使用圓形 圖案、矩形圖案等會降低標(biāo)記的識別率。另一方面，在例如背景中包括各種 對象的不理想條件下也很難降低圖12中所示的標(biāo)記218的識別率。
第三原因，通過適當(dāng)確定十字形凸出部402的寬度wl和厚度tl，不管 拍攝標(biāo)記218的角度如何，均能夠降低圖像中十字形的水平線和垂直線的寬 度的變化。
當(dāng)從前面拍攝標(biāo)記218時，在圖像中拍攝的內(nèi)容基本上僅是十字形凸出 部402的前面，并且不會拍攝水平線部分405和垂直線部分406的大部分側(cè) 表面。因此，在這種情況下，通過CCD相機206或207與標(biāo)記218之間的 距離以及水平線部分405的寬度wl能夠確定圖像中水平線的寬度。同樣能 夠確定圖像中垂直線的寬度。另一方面，當(dāng)從它們左面或右面對角地拍攝標(biāo)記218時，在圖像中拍攝
有垂直線部分406的前表面和側(cè)表面。在圖像中前表面寬度較窄的拍攝角度 處，圖像中側(cè)表面的寬度較寬。因此，如果十字形凸出部402的寬度wl和 厚度tl適當(dāng)，圖像中十字形的垂直線的寬度不會隨拍攝角度有較大改變。類 似地，當(dāng)從它們上面或下面對角地拍攝標(biāo)記218時，圖像中十字形的水平線 的寬度不會隨拍攝角度有較大改變。
當(dāng)圖像中十字形的垂直線和水平線的寬度的改變較小時，在圖像中與標(biāo) 記218對應(yīng)的十字形可被容易地識別，因而可自然地提高圖像識別的精度。 由于適當(dāng)?shù)膶挾葁l和厚度tl取決于各種要素，例如操作單元的大小、CCD 相機206和207的安裝角度和標(biāo)記218的大小等，所以期望在實驗等之后對 其進(jìn)行適當(dāng)確定。
圖13A和圖13B示出附著在驅(qū)動器202上用作標(biāo)記217的部件的實例。 在圖6和圖10中，在不限制實際幾何形狀或材料的t，況下，示出兩個標(biāo)記 217a和217b，但是它們并不是指所需的兩個不同對象。顯然地，也可以使 用一個標(biāo)記217，作為具有兩個位置可識別部分的對象。圖13A和圖13B示 出標(biāo)記217的實例。
將圖13A中所示的標(biāo)記217附著在驅(qū)動器202的手柄部分。期望將標(biāo)記 217附著在沒有被工人201的手隱藏的位置。標(biāo)記217包括圓柱形基底單元 408和3個圓柱形凸出部409a、 409b和409c。與片狀基底單元401類似， 圓柱形基底單元408由高反射率材料制成。與十字形凸出部402類似，圓柱 形凸出部409a、 409b和409c由低反射率材料制成。
每一圓柱形凸出部409a、 409b和409c沿著圓柱形基底單元408的圓柱 側(cè)表面的外部圓周配置。即，圓柱形基底單元408和圓柱形凸出部409a、 409b 和409c被配置為關(guān)于公共軸410形成徑向?qū)ΨQ，并且整個標(biāo)記217形成為 關(guān)于軸410徑向?qū)ΨQ。在圖13A的描述中，在軸410的方向上的長度稱為"寬 度"。在圖13A所示的實例中，圓柱形凸出部409a、 409b和409c的寬度為 w2。在圖13A的描述中，在徑向上的長度(g卩，與軸410的距離)稱為"厚 度"。圓柱形凸出部409a、 409b和409c從圓柱形基底單元408向外延伸厚 度t2。
將圖13A所示的標(biāo)記217附著至驅(qū)動器202,以使得標(biāo)記217的軸410與驅(qū)動器202的軸224彼此匹配。例如，圓柱形基底單元408是空心的，并 形成為其內(nèi)徑基本等于驅(qū)動器202的手柄部分的外徑。在這種情況下，通過 將驅(qū)動器202的手柄部分的全部或一部分嚙合在圓柱形基底單元408的內(nèi)部 空間中，可將標(biāo)記217附著至驅(qū)動器202，以使得軸410與軸224匹配。另 外，圓柱形基底單元408也可以不是空心的而是實心的。在這種情況下，例 如，可通過將圓柱形凸出部409c附著在驅(qū)動器202的手柄部分的端部來使 得標(biāo)記217附著在驅(qū)動器202上。此外，可對標(biāo)記217配置用于附著至驅(qū)動 器202的部分，例如爪部。
由于需要至少兩個要檢測坐標(biāo)的對象，所以圖6和圖IO示出具有兩個 標(biāo)記217a和217b的驅(qū)動器202。為了減少檢測錯誤，顯然可使用三個或更 多要檢測坐標(biāo)的對象。因此，圖13A示出配置有3個要檢測坐標(biāo)的圓柱形凸 出部409a、 409b和409c的標(biāo)記217。
使用上述配置的標(biāo)記217，由于以下原因可提高在CCD相機206和207 拍攝的圖像上由PC 209執(zhí)行的對驅(qū)動器的標(biāo)記的圖像識別精度。
第一原因，由于圓柱形基底單元408由反光材料制成，所以不論拍攝角 度如何，在拍攝圖像中圓柱形基底單元408與圓柱形凸出部409a、 409b和 409c之間的對比度恒定地保持高。因此，不管拍攝角度如何，通過圖像識別 能夠容易地檢測出圓柱形凸出部409a、 40%和409c。
第二原因，由于標(biāo)記217采用徑向?qū)ΨQ的形式，所以即使經(jīng)過標(biāo)記217 和CCD相機206 (或CCD相機207)的線的斜率關(guān)于與地面平行的水平面 發(fā)生較大改變，在拍攝圖像中標(biāo)記217的幾何形狀也不會有較大改變。這種 特點有助于改善識別率。
第三原因，由于圓柱形凸出部409a、 409b和409c具有厚度t2，并向圓 柱形基底單元408外部延伸，所以即使CCD相機206或207的光軸與標(biāo)記 217的軸410構(gòu)成的角度較小，也可以在圖像中拍攝具有一定尺寸度的圓柱 形凸出部409a、 409b和409c。第三方面原因類似于關(guān)于圖12中所示的標(biāo)記 218的第三方面原因。邁此，通過根據(jù)用以實現(xiàn)本發(fā)明的方案適當(dāng)確定寬度 w2和厚度t2，由圖像識別檢測的標(biāo)記217的范圍可被擴展，從而提高識別
圖13B所示的標(biāo)記217具有與圖13A所示的標(biāo)記217幾乎相同的結(jié)構(gòu)。其不同之處僅在于圖13B中所示的標(biāo)記217還配置有圓柱形凸出部409d。
如圖13A和圖13B所示，優(yōu)選地可配置標(biāo)記以用于操作位置定位系統(tǒng)。 將標(biāo)記附著在例如驅(qū)動器202的設(shè)備上，并包括基底單元和從該基底單元延 伸的多個凸出部?；讍卧哂懈叻瓷渎剩鄠€凸出部具有低反射率，或者 基底單元具有低反射率，多個凸出部具有高反射率。在將標(biāo)記附著到設(shè)備上
時，多個凸出部中的每一個均采用關(guān)于多個凸出部的公共軸基本徑向?qū)ΨQ的 形式。
由于標(biāo)記的凸出部采用基本徑向?qū)ΨQ的形式，所以通過將標(biāo)記附著在工 具上以用于制造過程從而從任一方向觀察例如驅(qū)動器202的工具時，能夠以
恒定的可靠性檢測標(biāo)記位置。使用上述標(biāo)記，可改善操作完成坐標(biāo)檢測單元 的檢測精度。
以上詳細(xì)描述了用以實現(xiàn)本發(fā)明的方案。以下將描述在工件組裝線100 中由與操作單元101至104相關(guān)的上述實施例所獲得的效果總結(jié)。
首先，要執(zhí)行的操作可分為實際上己經(jīng)執(zhí)行的操作和還沒有執(zhí)行的操 作。因此，例如對于PC 209或主機系統(tǒng)105能夠自動檢查在制造過程中是 否存在一些遺漏的還沒有被執(zhí)行的操作。通過由工人201基于檢査結(jié)果執(zhí)行 操作，在存要被執(zhí)行但還沒有被執(zhí)行的操作的狀態(tài)下，可防止工件被錯誤地 傳送到下一過程。
因此，能夠減少向遺漏執(zhí)行操作的工人201提供操作指令的工時 (man-hour)量。此外，也可以大大降低在制造過程之后要執(zhí)行的測試處理 步驟中的工時量。通常，需要檢查者在視覺上査看工件204的外觀，以搜索 遺漏操作的任一部分，以及檢查遺漏操作的位置。然而，根據(jù)以上實施例， 沒必要執(zhí)行該檢查，或者能夠大大減少檢查步驟。
此外，根據(jù)以上實施例，可降低由于忘記操作而造成的殘品出現(xiàn)數(shù)目， 從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量。
除了上述共有效果之外，以上詳細(xì)描述的用以實現(xiàn)本發(fā)明的方案還具有 以下效果。
首先，不需要使用需要電力的標(biāo)記，使用可移動操作臺203，可定位操 作位置。因此，根據(jù)用以實現(xiàn)本發(fā)明的上述方案的操作位置定位系統(tǒng)可應(yīng)用 于許多制造過程中。此外，由于操作位置定位系統(tǒng)配置有向工人201提供指導(dǎo)的功能，并且
在操作監(jiān)控器212上顯示圖11所示的各種信息，所以工人201可在檢査操 作監(jiān)控器212的同時執(zhí)行操作，并且可防止忘記上緊螺絲。此外，即使工人 201由于大意而忘記上緊螺絲，這種情況被顯示在操作監(jiān)控器212上，工人 201識別出這一錯誤，然后工人201正確執(zhí)行該操作。
由于驅(qū)動器202是電驅(qū)動的扭矩驅(qū)動器，所以可檢測施加至螺絲的扭矩 和驅(qū)動時間。因此，螺絲的劃線(scoring)(或磨傷(galling))是可檢測 的，并且也可以檢測僅放置螺絲而忘記上緊螺絲的情況。
例如，當(dāng)在螺絲孔的方向正確施加扭矩時，預(yù)期從開始上緊螺絲至達(dá)到 指定扭矩所用的時間等于從開始上緊螺絲至正確設(shè)定螺絲所用的時間。因 此，當(dāng)這兩個時間值之間的差值較大時，由于斜靠螺絲孔向向螺絲施加扭矩， 所以可檢測到發(fā)生了劃傷螺絲的情況。當(dāng)檢測到螺絲劃線時，期望驅(qū)動器202 發(fā)出作為錯誤操作通知的信號，而不是發(fā)出完成信號。根據(jù)該信號，PC 209 控制操作監(jiān)控器212，以在細(xì)節(jié)顯示區(qū)域304等中顯示警告，從而使得工人 201執(zhí)行正確操作。
如果在將螺絲放在其位置之后忘記了 ，則從驅(qū)動器202不輸出與擰螺絲 操作對應(yīng)的完成信號。因此，操作位置定位系統(tǒng)識別出還沒有執(zhí)行完的操作。 因此，在工件正面顯示區(qū)域305或工件背面顯示區(qū)域306中顯示操作的操作 位置，作為要執(zhí)行操作的部分，從而使得工人201識別出他/她忘記了上緊螺 絲。
本發(fā)明不限于用以實現(xiàn)本發(fā)明的上述方案，而可采用各種變型。以下描 述變型的實例。
在用以實現(xiàn)本發(fā)明的上述方案中，通過用工件坐標(biāo)系統(tǒng)^>中的坐標(biāo)表 示操作完成位置和操作位置，來將兩者進(jìn)行比較，以定位與操作完成位置對 應(yīng)的操作位置。另一方面，可通過用絕對坐標(biāo)系統(tǒng)Z"中的坐標(biāo)表示它們以 將它們進(jìn)行比較。在這種情況下，在圖7所示的步驟S107中，在計算時矩 陣A用矩陣A"來代替。矩陣A"是矩陣A的逆矩陣，并且是從工件坐標(biāo)系 統(tǒng)Zw到絕對坐標(biāo)系統(tǒng)r"的轉(zhuǎn)換矩陣。在這種情況下，在步驟Slll中的處
理沒有必要，并且需要在步驟S112中將操作坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為絕對坐標(biāo)系統(tǒng)Z"中 的坐標(biāo)的過程。盡管能夠采用上述變型，但是這不是優(yōu)選的。即，如圖7所示將絕對坐 標(biāo)系統(tǒng)Z"中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為工件坐標(biāo)系統(tǒng)Zw中的坐標(biāo)的方法要求更少的計 算復(fù)雜度，因此效率更高。在圖7中，在步驟Slll中將用以表示一個點的唯一一組坐標(biāo)從絕對坐標(biāo)系統(tǒng)Z"轉(zhuǎn)換至工件坐標(biāo)系統(tǒng)Zw。另一方面，如果操作單元103中要執(zhí) 行的操作數(shù)目為N，則在上述變型實例中有必要將N組操作坐標(biāo)從工件坐標(biāo) 系統(tǒng)2>轉(zhuǎn)換至絕對坐標(biāo)系統(tǒng)^>。在這種情況下，N的值越大，計算復(fù)雜 度越高。在用以實現(xiàn)本發(fā)明的某些方案中，將已經(jīng)被定位的操作位置從與操 作完成位置進(jìn)行比較的目標(biāo)中去除。然而，該變型實例需要比圖7所示情況 更高的計算復(fù)雜度。由于操作臺203是可移動的，所以每當(dāng)完成操作時有必要將一個坐標(biāo)系 統(tǒng)中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換至另一坐標(biāo)系統(tǒng)。因此，不能使用首先執(zhí)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、存儲 轉(zhuǎn)換結(jié)果、然后引用存儲的轉(zhuǎn)換結(jié)果的方法。因此，很清楚圖7所示的計算 復(fù)雜度小于該變型實例的復(fù)雜度。標(biāo)記217和218的幾何形狀和材料不限于所示實例。例如，圖12中所 示的標(biāo)記218示出一個水平線部分405與一個垂直線部分406正交的幾何形 狀，但是可采用兩個或更多個水平線部分405或垂直線部分406。沒必要一 定具有彼此正交的直線的幾何形狀，而可以對標(biāo)記218使用任一幾何形狀， 例如多邊形、圓形、橢圓形等。例如，可使用具有用以插入驅(qū)動器202的手柄部分的孔的球形標(biāo)記，代 替徑向?qū)ΨQ的標(biāo)記217。由于不管CCD相機206和207的拍攝角度如何，在 拍攝圖像中球形標(biāo)記的形狀總為圓形，所以球形標(biāo)記改善了圖像識別的識別 率。例如，可在球形標(biāo)記的表面上形成預(yù)定圖案，并且可由反光材料和低反 射率材料制成該圖案。該圖案能使得PC 209使用球形標(biāo)記計算驅(qū)動器202 的位置和方向，從而PC 209可計算用以表示驅(qū)動器202的頂部225的點P6 的坐標(biāo)^6。在以上實例中，將3個標(biāo)記218附著到操作臺203的每一表面A至D， 但是顯然地可使用一個標(biāo)記，其形成為使得3個十字形凸出部402從一長片 狀基底單元401的表面403延伸，并且清楚的是，這樣形成的標(biāo)記具有與圖12所示的標(biāo)記218相同的效果。在這種情況下，例如在長片狀基底單元401 的表面403上，3個十字形凸出部402以如圖8所示的間隔進(jìn)行排列。標(biāo)記217和218可以由具有較大差別反射率的不同材料制成，從而可以 在圖像識別中容易地檢測出它們。因此，標(biāo)記218可具有低反射率片狀基底 單元401和高反射率十字形凸出部402。類似的，標(biāo)記217可具有低反射率 圓柱形基底單元408和高反射率圓柱形凸出部409a至409d。圖12至圖13B所示的標(biāo)記217和218具有這樣的優(yōu)點它們不需要電 力，并且可在不需要改變它們的情況下將其附著到現(xiàn)有驅(qū)動器202和操作臺 203。然而，用以實現(xiàn)本發(fā)明的某些方案使得例如LED (發(fā)光二極管)等的 高亮度發(fā)光元件或超聲波發(fā)生器用作標(biāo)記217和/或218。也就是說，由于只 需要檢測三位空間中的位置，所以圖4中所示的用以實現(xiàn)本發(fā)明的方案可被 改變，以使用用于三維測量的傳感器，例如超聲波傳感器、振動傳感器等。例如，當(dāng)將LED用于標(biāo)記217和/或218時，通過使用對LED發(fā)出的光 的波長具有波長敏感性的CCD相機206和207，能夠高精度地識別標(biāo)記。當(dāng) 將超聲波發(fā)生器用作標(biāo)記217和/或218時，通過多個超聲波接收器接收超聲 波信號，其中所述多個超聲波接收器的位置關(guān)系彼此已知并且可代替CCD 相機206和207，從而根據(jù)超聲波信號的傳播時間差來檢測標(biāo)記的位置。當(dāng)將LED或超聲波發(fā)生器用作標(biāo)記217時，完成信號產(chǎn)生工具110和 標(biāo)記217可組合為一個設(shè)備。例如，當(dāng)通過驅(qū)動器202施加到螺絲的扭矩達(dá) 到指定扭矩時，附著在驅(qū)動器202的超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波信號，作為完 成信號，多個超聲波接收器接收超聲波信號，并且PC 209可計算超聲波發(fā) 生器的位置。然而，當(dāng)使用LED和/或超聲波發(fā)生器時，會產(chǎn)生消耗驅(qū)動能量(例如 電力等)的問題，以及必須有用于提供驅(qū)動能量的電池或布線的問題。可能 難以為現(xiàn)有的驅(qū)動器202或操作臺203重新提供布線。也難以在不扭曲或切 斷布線的情況下以及在不改變操作臺203的移動區(qū)域的情況下提供布線。在用以實現(xiàn)本發(fā)明的上述方案中，使用兩個CCD相機206和207，但是 可使用3個或更多相機來消除盲點等。CCD相機206和207可拍攝亮度圖像(luminance image)(即單色灰度 級圖像)或彩色圖像。在前一情況下，優(yōu)點在于圖像處理需要更少數(shù)據(jù)量，不需要調(diào)節(jié)彩色濾波器等。此外，由于圖12A至13B中所示的標(biāo)記217和218由高反射率材料和低反射率材料制成，所以在亮度圖像中很容易識別出它們。另一方面，當(dāng)使用用于拍攝彩色圖像的CCD相機206和207時，例如 可將具有紅色十字形凸出部402的標(biāo)記218附著至表面A，并且可將具有藍(lán) 色十字形凸出部402的標(biāo)記218附著至表面C。因此，可使用顏色差確定操 作臺203的方向。因此，也可以調(diào)節(jié)圖9中所示的表面A至表面D上標(biāo)記 218的附著位置上的限制。S卩，只有在根據(jù)外觀(其包括標(biāo)記218的形狀、 顏色、排列圖案等)能夠識別出操作臺203的表面時，可隨意確定標(biāo)記218 的實際結(jié)構(gòu)和排列。用以實現(xiàn)本發(fā)明的上述方案中的操作內(nèi)容涉及擰螺絲操作。然而，其它 實施方式可針對其它類型的操作。例如，某些實施方式可用于含有軟接、焊 接、捆綁(seizing)、堵縫、模鍛、點焊接、壓焊等操作的制造過程。此外， 某些實施例可應(yīng)用于一個過程包含例多個類型操作(如擰螺絲、焊接等)的 情況。例如，在多個點處粘合樹脂板的超聲波焊接過程中，每當(dāng)在每一焊接點 完成焊接操作時，超聲波焊接單元發(fā)出完成信號，并且PC 209通過10板215 接收完成信號。因此，如果使用在完成操作時用以發(fā)出完成信號的工具，則 上述實施例可被修改，以應(yīng)用于除了擰螺絲操作之外的其它操作。某些其它實施例可應(yīng)用于除了組裝處理之外的其它過程。例如，可在制 造過程中包括除了組裝過程之外的其它檢查過程。在檢査過程中，可使用工 具進(jìn)行檢査。如果設(shè)計一種結(jié)構(gòu)，使得每當(dāng)完成一次檢査操作時，檢查工具 可發(fā)出完成信號，則一實施例可應(yīng)用于該檢査過程。工具本身可通過手力操作，而不需要電力。例如，如果可通過振動傳感 器檢測操作的完成，則在一實施例中可利用振動傳感器，從而振動傳感器被 附著至手力工具，并發(fā)出完成信號。設(shè)計圖4中所示的操作臺203，以使得位置移動、桌臺在水平軸上旋轉(zhuǎn) 以及桌臺在垂直軸上旋轉(zhuǎn)。然而，顯然地也可用其它類型的操作臺，例如桌 臺被設(shè)計為不沿水平軸旋轉(zhuǎn)的操作臺。在這種情況下，桌臺移動的自由度的 減少使得在標(biāo)記218的排列圖案中的限制適度。盡管擰螺絲操作的操作位置是一個點，但是存在覆蓋作為線性或平面延 伸的范圍的操作。例如，在通過角焊處理金屬板時，線性執(zhí)行焊接處理。因 此，某些實施例可應(yīng)用于在線性或平面延伸的范圍上執(zhí)行的操作。在具有線性或平面延伸的范圍上執(zhí)行的操作中，例如，使用被配置為在 操作期間按預(yù)定間隔間歇地發(fā)出信號的工具。該信號稱為"操作進(jìn)行中信號"。類似于完成信號，由PC209通過驅(qū)動器控制器210和IO板215接收 操作進(jìn)行中信號。在PC 209接收到操作進(jìn)行中信號時執(zhí)行操作的位置稱為 "操作進(jìn)行中位置"。該操作位置表示為在現(xiàn)有和線性延伸的點位置的工件坐標(biāo)系統(tǒng)2>中的 一組坐標(biāo)或平面，或通過描述工件坐標(biāo)系統(tǒng)Zw中的線或平面的公式表示。 在接收到操作進(jìn)行中信號時，PC 209執(zhí)行與接收到完成信號時執(zhí)行的操作類 似的操作。即，PC209在接收到操作進(jìn)行中信號時檢測操作臺203的位置和 方向，計算用于從絕對坐標(biāo)系統(tǒng)Z"轉(zhuǎn)換到工件坐標(biāo)系統(tǒng)Zw的參數(shù)，檢測 絕對坐標(biāo)系統(tǒng)Z"中的操作進(jìn)行中位置的坐標(biāo)，將檢測到的絕對坐標(biāo)系統(tǒng)Z" 中的操作進(jìn)行中位置的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為工件坐標(biāo)系統(tǒng)^>，將轉(zhuǎn)換結(jié)果與預(yù)先存 儲的操作坐標(biāo)進(jìn)行比較，并定位與操作進(jìn)行中位置對應(yīng)的操作位置。在這種情況下，線性執(zhí)行的或在平面上執(zhí)行的操作對應(yīng)于這樣的點所在 的位置，其中所述點包含有已經(jīng)定位操作位置的各點的一個或多個操作進(jìn)行 中位置和一個操作完成位置。因此，某些實施例可應(yīng)用于線性執(zhí)行的或在平 面上執(zhí)行的操作。隨意確定發(fā)出操作進(jìn)行中信號的時間。在用以實現(xiàn)本發(fā)明的上述方案中，絕對坐標(biāo)系統(tǒng)Z"和工件坐標(biāo)系統(tǒng) Zw是正交坐標(biāo)系統(tǒng)，但是顯然地可使用例如極坐標(biāo)系統(tǒng)等的其它坐標(biāo)系統(tǒng)。在圖11所示的實例中，存在兩個圖形化地表示工件204的區(qū)域。另一 方面，存在僅需要在一個表面上操作的工件204，以及需要在三個或更多表 面上操作的工件204。優(yōu)選地，根據(jù)要處理的表面數(shù)目來適當(dāng)調(diào)節(jié)顯示區(qū)域 的數(shù)目。當(dāng)在一個過程中存在多個要執(zhí)行的操作時，按預(yù)定順序執(zhí)行這些操 作，優(yōu)選地，操作監(jiān)控器212顯示用以表示操作順序的指令。
權(quán)利要求
1.一種操作位置定位系統(tǒng)，用于在產(chǎn)品制造過程中在產(chǎn)品上定位操作位置，其中所述產(chǎn)品制造過程包含使用工具待執(zhí)行的一個或多個操作，該系統(tǒng)包括操作完成坐標(biāo)檢測單元，其處理多個圖像，所述多個圖像通過從多個視點拍攝包含操作完成位置的范圍而獲得，以檢測表示所述操作完成位置的一組操作完成坐標(biāo)，其中所述操作完成位置為在操作完成時完成該操作的位置；和操作位置定位單元，其獲取關(guān)于所述一個或多個操作中每一個操作的一組操作坐標(biāo)，并基于該組操作完成坐標(biāo)和所獲取的一組或多組操作坐標(biāo)來定位與所述操作完成位置對應(yīng)的操作位置，其中所述操作坐標(biāo)表示作為待執(zhí)行操作的位置的操作位置。
2. 如權(quán)利要求1所述的操作位置定位系統(tǒng)，其中所述操作完成坐標(biāo)檢測單元檢測所述工具的位置和方向，并基于檢測到 的所述工具的位置和方向來計算該組操作完成坐標(biāo)。
3. 如權(quán)利要求2所述的操作位置定位系統(tǒng)，其中通過利用圖像識別來檢測附著至所述工具的工具標(biāo)記，檢測所述工具的 位置和方向。
4. 如權(quán)利要求3所述的操作位置定位系統(tǒng)，其中 所述工具標(biāo)記包括基底單元和從所述基底單元延伸的多個凸出部； 所述基底單元具有高反射率并且所述多個凸出部具有低反射率，或者所述基底單元具有低反射率并且所述多個凸出部具有高反射率；和在將所述工具標(biāo)記附著在所述工具上時，所述多個凸出部的每一個采取 關(guān)于所述多個凸出部的公共軸基本徑向?qū)ΨQ的形式。
5. 如權(quán)利要求1所述的操作位置定位系統(tǒng)，其中 所述操作完成坐標(biāo)由第一坐標(biāo)系統(tǒng)表示； 所述操作坐標(biāo)由基于該產(chǎn)品的第二坐標(biāo)系統(tǒng)表示；所述操作位置定位系統(tǒng)還包括參數(shù)確定單元，其檢測由該第一坐標(biāo)系 統(tǒng)表示的關(guān)于該產(chǎn)品或與該產(chǎn)品具有預(yù)定位置關(guān)系的對象的位置和方向，以確定在所述第一坐標(biāo)系統(tǒng)與所述第二坐標(biāo)系統(tǒng)之間進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換所需的參數(shù)值；和所述操作位置定位單元使用參數(shù)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)以便由同一坐標(biāo)系統(tǒng)表示所 述操作完成位置和所述操作位置，并定位與所述操作完成位置對應(yīng)的操作位 置。
6. 如權(quán)利要求5所述的操作位置定位系統(tǒng)，其中 所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是從所述第一坐標(biāo)系統(tǒng)到所述第二坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。
7. 如權(quán)利要求5所述的操作位置定位系統(tǒng)，其中通過將該產(chǎn)品固定至操作臺來執(zhí)行所述操作，其中所述操作臺的位置和 方向中的至少一個可被調(diào)節(jié)，并且所述操作臺配置有操作臺標(biāo)記； 關(guān)于所述多個圖像的拍攝范圍包括所述操作臺；所述參數(shù)確定單元通過利用圖像識別在所述多個圖像上檢測操作臺標(biāo) 記，來檢測由所述第一坐標(biāo)系統(tǒng)表示的所述操作臺的位置和方向，以及基于 所述操作臺的位置和方向確定所述參數(shù)值。
8. 如權(quán)利要求7所述的操作位置定位系統(tǒng)，其中所述操作臺標(biāo)記具有基底單元和從所述基底單元延伸的凸出部，其中所 述基底單元具有附著至所述操作臺的附著表面；所述基底單元具有高反射率并且所述凸出部具有低反射率，或者所述基 底單元具有低反射率并且所述凸出部具有高反射率；通過將多個所述操作臺標(biāo)記附著至所述操作臺，或者通過向所述操作臺 標(biāo)記提供多個凸出部，使得所述多個凸出部對應(yīng)于所述操作臺；和基于所述多個凸出部的外觀差異和所述多個凸出部的排列圖案中的至 少一個來檢測所述操作臺的位置和方向。
9. 如權(quán)利要求1所述的操作位置定位系統(tǒng)，還包括顯示單元，其通過使用字符、符號、圖像、聲音或者上述組合，來顯示與對應(yīng)于所定位的操作位置的操作有關(guān)的操作信息。
10. 如權(quán)利要求1所述的操作位置定位系統(tǒng)，其中 基于定位所述操作位置的結(jié)果來管理處理信息，所述處理信息表示待執(zhí)行的所述操作中哪一操作已被完成。
11. 如權(quán)利要求1所述的操作位置定位系統(tǒng)，其中所述操作為擰螺絲操作；所述工具為能夠檢測已經(jīng)達(dá)到指定扭矩的扭矩驅(qū)動器； 當(dāng)施加到螺絲的扭矩達(dá)到所述指定扭矩時，所述扭矩驅(qū)動器輸出完成信號；所述操作完成坐標(biāo)檢測單元接收所述完成信號，并且在接收到所述完成 信號時檢測該組操作完成坐標(biāo)。
12. 如權(quán)利要求1所述的操作位置定位系統(tǒng)，其中 在線性或平面延伸的范圍上待執(zhí)行所述操作；所述操作完成坐標(biāo)檢測單元接收在操作進(jìn)行期間輸出了一次或多次的 操作進(jìn)行中信號，并在接收到所述操作進(jìn)行中信號時，檢測表示正在執(zhí)行所 述操作的位置的一組操作進(jìn)行中坐標(biāo)；和所述操作位置定位單元還定位與該組操作進(jìn)行中坐標(biāo)對應(yīng)的操作位置。
13. —種操作位置定位系統(tǒng)，用于在產(chǎn)品制造過程中在產(chǎn)品上定位操作 位置，其中所述產(chǎn)品制造過程包含使用工具待執(zhí)行的一個或多個操作，該系 統(tǒng)包括操作完成坐標(biāo)檢測單元，其檢測一組操作完成坐標(biāo)，在所述操作完成坐 標(biāo)中由第一坐標(biāo)系統(tǒng)表示作為完成該操作的位置的操作完成位置；參數(shù)確定單元，其檢測由該第一坐標(biāo)系統(tǒng)表示的關(guān)于該產(chǎn)品或與該產(chǎn)品 具有預(yù)定位置關(guān)系的對象的位置和方向，以確定在所述第一坐標(biāo)系統(tǒng)與基于 該產(chǎn)品的第二坐標(biāo)系統(tǒng)之間進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換所需的參數(shù)值；操作位置定位單元，其獲取關(guān)于所述一個或多個操作中每一個操作的一 組操作坐標(biāo)，在所述操作坐標(biāo)中由所述第二坐標(biāo)系統(tǒng)表示作為待執(zhí)行操作的 位置的操作位置；所述操作位置定位單元使用參數(shù)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)，以由同一坐標(biāo) 系統(tǒng)表示所述操作完成位置和所述操作位置；以及所述操作位置定位單元定 位與所述操作完成位置對應(yīng)的操作位置，其中。
14. 如權(quán)利要求13所述的操作位置定位系統(tǒng)，其中利用附著至所述工具并能夠執(zhí)行三維測量的傳感器的輸出，所述操作完 成坐標(biāo)檢測單元檢測所述操作完成坐標(biāo)。
15. 如權(quán)利要求13所述的操作位置定位系統(tǒng)，其中 利用能夠執(zhí)行三維測量的傳感器，所述參數(shù)確定單元檢測在所述第一坐 標(biāo)系統(tǒng)中表示的關(guān)于該產(chǎn)品或該對象的位置和方向。
16. —種與處理相對應(yīng)的操作單元，所述處理包含在產(chǎn)品制造過程中使 用工具待執(zhí)行的一個或多個操作，所述產(chǎn)品制造過程包含一個或多個處理，該操作單元包括操作完成坐標(biāo)檢測單元，其處理多個圖像，所述多個圖像通過從多個視 點拍攝包含操作完成位置的范圍而獲得，以檢測表示所述操作完成位置的一 組操作完成坐標(biāo)，其中所述操作完成位置為操作完成時完成該操作的位置； 和操作位置定位單元，其獲取關(guān)于所述一個或多個操作中每一個操作的一 組操作坐標(biāo)，并基于該組操作完成坐標(biāo)和所獲取的一組或多組操作坐標(biāo)來定 位與所述操作完成位置對應(yīng)的操作位置，其中所述操作坐標(biāo)表示作為待執(zhí)行 操作的位置的操作位置。
17. —種在產(chǎn)品制造過程中執(zhí)行的方法，其中該產(chǎn)品制造過程包含使用 工具待執(zhí)行的一個或多個操作，該方法包括如下步驟處理多個圖像，所述多個圖像通過從多個視點拍攝包含操作完成位置的 范圍而獲得，其中所述操作完成位置為操作完成時完成該操作的位置；基于所述多個圖像的處理結(jié)果，檢測表示所述操作完成位置的一組操作 完成坐標(biāo);獲取關(guān)于所述一個或多個操作中每一個操作的一組操作坐標(biāo)，其中所述 操作坐標(biāo)表示作為待執(zhí)行操作的位置的操作位置；和基于該組操作完成坐標(biāo)和所獲取的一組或多組操作坐標(biāo)來定位與所述 操作完成位置對應(yīng)的操作位置。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中在為每一操作定位每一操作位置的同時，在所述制造過程中制造該產(chǎn)口FI o
19. 一種計算機可讀記錄介質(zhì)，其存儲有用以指示計算機在產(chǎn)品制造過 程中在產(chǎn)品上定位操作位置的程序，其中所述產(chǎn)品制造過程包含使用工具待執(zhí)行的一個或多個操作，所述程序包括處理多個圖像的步驟，所述多個圖像通過從多個視點拍攝包含操作完成 位置的范圍而獲得，以檢測表示所述操作完成位置的一組操作完成坐標(biāo)，其中所述操作完成位置為操作完成時完成該操作的位置；獲取關(guān)于所述一個或多個操作中每一個操作的一組操作坐標(biāo)的步驟，其 中所述操作坐標(biāo)表示作為待執(zhí)行操作的位置的操作位置；和基于該組操作完成坐標(biāo)和所獲取的一組或多組操作坐標(biāo)定位與所述操 作完成位置對應(yīng)的操作位置的步驟。
全文摘要
一種操作定位系統(tǒng)、操作單元、方法、產(chǎn)品制造方法和標(biāo)記。該操作定位系統(tǒng)在產(chǎn)品制造過程中在產(chǎn)品上定位操作位置，產(chǎn)品制造過程包含使用工具待執(zhí)行的一個或多個操作。該系統(tǒng)包括操作完成坐標(biāo)檢測單元和操作位置定位單元。操作完成坐標(biāo)檢測單元處理多個圖像，所述多個圖像通過從多個視點拍攝包含操作完成位置的范圍而獲得，其中操作完成位置為操作完成時完成該操作的位置，從而檢測用以表示操作完成位置的一組操作完成坐標(biāo)。操作位置定位單元獲取關(guān)于一個或多個操作中每一個操作的一組操作坐標(biāo)，其中所述操作坐標(biāo)表示作為待執(zhí)行操作的位置的操作位置，并基于該組操作完成坐標(biāo)和所獲取的一組或多組操作坐標(biāo)來定位與操作完成位置對應(yīng)的操作位置。
文檔編號G06Q50/00GK101231521SQ200710305319
公開日2008年7月30日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者山西宏和, 春日俊則 申請人:富士通株式會社