JP2010184300A

JP2010184300A - 姿勢変更システムおよび姿勢変更方法

Info

Publication number: JP2010184300A
Application number: JP2009028228A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Nagahashi; 敏則長橋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2010-08-26

Abstract

【課題】ワークの位置や姿勢に関する情報を迅速に取得し、取得した情報に基づいてワークの姿勢を迅速に変更する。
【解決手段】ワーク姿勢変更装置５は、ワーク１３０の姿勢を変更するロボット１０と、設計データを取得するＣＡＤデータ取得部１１４と、設計データに基づいてワーク１３０の形状を抽出する形状抽出部１１２と、ワーク１３０の撮影画像を出力するデジタルカメラ２０と、撮影方向とワーク１３０の面の法線方向の成す角度を算出し、算出した角度の変化からワーク１３０のエッジを推定するエッジ推定部１１６と、ワーク１３０の形状に基づきワーク１３０の特徴を抽出する方法を決定する特徴抽出方法決定部１１０と、撮影画像に対して画像処理を行うことにより、ワーク１３０の姿勢に関する情報を取得する画像処理部１０２と、姿勢の情報に基づいて、ワーク１３０の姿勢を変更すべくロボット１０を制御するロボット制御部１２２と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、姿勢変更システムおよび姿勢変更方法に関する。

組み立て工程が自動化された生産ラインにおいて、構成する部品を正確に把持して組み立てるために、供給される部品の位置や姿勢を正確に知る必要がある。この場合、部品の輪郭を取得することにより、位置や姿勢を知ることができるが、例えば、直方体や円柱体のように対称性が高い部品は、部品の輪郭を取得しても位置や姿勢を正確に取得できない。このような場合、供給された部品の様態を検出するための方法として、下記特許文献１に示すように、レンジファインダにより部品の各部との距離を計測し、計測した距離の情報を統計処理して部品の位置姿勢を取得する方法が知られている。

特開平７−８５２８５号公報

しかしながら、レンジファインダのような測距手段により部品の各部との距離を検出する方法は、多数の箇所での測距作業が都度必要であり、距離の計測に多くの時間を要することに加え、多数の計測点における距離の情報を統計処理して面の情報とするのに更に多くの時間を要した。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例にかかる姿勢変更システムは、目標物の姿勢を変更する変更手段と、前記目標物の設計データを取得する取得手段と、取得した前記設計データに基づいて前記目標物の形状を抽出する抽出手段と、前記目標物を撮影して撮影画像を出力する撮影手段と、前記撮影手段が前記目標物を撮影する撮影方向、および抽出した前記形状に基づき前記目標物の複数の面の法線方向の成す角度をそれぞれ算出し、算出したそれぞれの前記角度の変化から前記目標物のエッジを推定する推定手段と、抽出した前記目標物の形状に基づき、前記目標物の特徴を抽出する方法を決定する決定手段と、前記撮影画像に対して画像処理を行うことにより、推定した前記目標物のエッジを抽出すると共に、決定した前記方法により前記目標物の特徴を抽出し、前記目標物の姿勢に関する情報を取得する画像処理手段と、取得した前記姿勢に関する情報に基づいて、前記目標物の姿勢を変更すべく前記変更手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、取得した目標物の設計データに基づいて形状を抽出し、抽出した形状に基づく目標物の複数の面の法線方向の成す方向と、撮影する方向との成す角度の変化から目標物のエッジを推定すると共に、抽出した目標物の形状に基づき、目標物の特徴を抽出する方法を決定する。更に、撮影画像に画像処理を施して、推定したエッジを抽出すると共に、目標物の特徴を抽出する、最適な方法により特徴を抽出することにより、目標物の姿勢に関する情報を取得し、目標物の姿勢を変更すべく変更手段を制御する。従って、目標物の設計データから目標物のエッジの推定や目標物の特徴を決定し、画像処理により推定したエッジを検出し、目標物の特徴を抽出することにより、目標物の面に関する情報を取得できるため、目標物の位置や姿勢に関する情報を迅速かつ正確に取得でき、取得した情報に基づいて、目標物の姿勢を迅速に変更できる。

［適用例２］
上記適用例にかかる姿勢変更システムにおいて、前記推定手段は、前記撮影方向と前記法線方向にそれぞれ単位ベクトルを定義し、２つの前記単位ベクトルの内積に基づいて、前記角度を算出することが好ましい。

このような構成によれば、撮影方向と法線方向の成す角度を高速かつ正確に算出できる。

［適用例３］
上記適用例にかかる姿勢変更システムにおいて、前記画像処理手段は、前記目標物のエッジを前記推定手段が推定した結果に基づいて抽出するエッジ抽出手段と、前記目標物の特徴を前記決定手段が決定した方法に基づいて抽出する特徴抽出手段と、前記撮影画像を２値化処理することにより、前記目標物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、を備えることが好ましい。

［適用例４］
本適用例にかかる姿勢変更方法は、目標物の設計データを取得する工程と、取得した前記設計データに基づいて前記目標物の形状を抽出する工程と、前記目標物を撮影して撮影画像を出力する工程と、前記目標物を撮影する撮影方向、および抽出した前記形状に基づき前記目標物の複数の面の法線方向の成す角度をそれぞれ算出し、算出したそれぞれの前記角度の変化から前記目標物のエッジを推定する工程と、抽出した前記目標物の形状に基づき、前記目標物の特徴を抽出する方法を決定する工程と、前記撮影画像に対して画像処理を行うことにより、推定した前記目標物のエッジを抽出すると共に、決定した前記方法により前記目標物の特徴を抽出し、前記目標物の姿勢に関する情報を取得する工程と、取得した前記姿勢に関する情報に基づいて、前記目標物の姿勢を変更する工程と、を備えることを特徴とする。

このような方法によれば、取得した目標物の設計データに基づいて形状を抽出し、抽出した形状に基づく目標物の複数の面の法線方向の成す方向と、撮影する方向との成す角度の変化から目標物のエッジを推定すると共に、抽出した目標物の形状に基づき、目標物の特徴を抽出する方法を決定する。更に、撮影画像に画像処理を施して、推定したエッジを抽出すると共に、目標物の特徴を抽出する、最適な方法により特徴を抽出することにより、目標物の姿勢に関する情報を取得し、目標物の姿勢を変更すべく変更手段を制御する。従って、目標物の設計データから目標物のエッジの推定や目標物の特徴を決定し、画像処理により推定したエッジを検出し、目標物の特徴を抽出することにより、目標物の面に関する情報を取得できるため、目標物の位置や姿勢に関する情報を迅速かつ正確に取得でき、取得した情報に基づいて、目標物の姿勢を迅速に変更できる。

本実施形態に係るワーク姿勢変更装置の概観を示す図。本実施形態に係るワーク姿勢変更装置の機能構成を示す図。ワークとデジタルカメラの関係を示す図。ロボットがワークを把持して姿勢を変更する処理の流れを示すフローチャート。形状特徴の抽出方法を決定する処理の流れを示すフローチャート。

以下、姿勢変更システムの一形態として、ワーク姿勢変更装置について図面を参照して説明する。

（実施形態）
図１は、ワーク姿勢変更装置５の概観を示す図である。このワーク姿勢変更装置５は、ロボット１０と、このロボット１０を制御するロボット制御装置５０を備え、ベルト搬送装置１５０により一定方向に搬送される目標物であるワーク１３０の載置姿勢を検出し、必要に応じて、ロボット１０がワーク１３０を把持して、ワーク１３０を所定の姿勢に変更し、ベルト搬送装置１５０に載置する機能を有する。
ロボット１０は、目標物の姿勢を変更する変更手段であり、設置面に設置される基体であるロボットベース２５、設置面との鉛直軸で回転する第一軸１１、アーム１７Ａを水平軸で回転する第二軸１２、アーム１７Ａの軸方向に回転する第三軸１３、アーム１７Ａに固定され、アーム１７Ｂを水平方向に回転する第四軸１４、アーム１７Ｂの軸方向に回転する第五軸１５、および、アーム１７Ｂに固定され、手首１８を水平方向に回転する第六軸１６のそれぞれを移動部とする六軸制御の多関節産業用ロボットである。この手首１８の先端にはハンド１９が装着される。このハンド１９は、供給される部品を掴み、所定の姿勢に変更して組み立て作業を行う。

これらの駆動軸は、何れも図示を略したモータや空圧機器等により動作する複数のアクチュエータ３０（図２）の駆動により回動するように構成され、複数のアクチュエータ３０は、ロボット制御装置５０からケーブル８５を介して送られる制御信号に基づいて駆動するように構成されている。
尚、本実施形態では、部品の姿勢を変更して組み立てる手段として六軸制御の多関節産業用ロボットを採用したが、これに限定されるものではなく、スカラー型のロボットであっても良く、また、それぞれ一方向に駆動する駆動手段を多段に組み合わせた専用機、例えば、ピックアンドプレースユニットであっても良い。

ロボット制御装置５０は、コンピュータ８０、ディスプレイ８２、キーボード８４およびデジタルカメラ２０を備える。コンピュータ８０は、それぞれ図示を略したＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）、シーケンサ、ロボットコントローラおよびドライブユニット等からなるハードウェア資源と、ＲＯＭやＨＤＤ等に記憶された種々のソフトウェアとが有機的に協働することにより、後述する各機能部の機能を実現している。
また、撮影手段としてのデジタルカメラ２０は、ワーク１３０を撮影可能な位置に設置され、図示を略したＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）のような撮像素子によりワーク１３０に適した撮影条件で撮影し、撮影した画像信号はケーブル８５を介してコンピュータ８０に送るように構成されている。尚、本実施形態では、デジタルカメラ２０はロボット１０と別々に設置されているが、ロボット１０の手首１８に設置された様態であっても良い。また、デジタルカメラ２０の視点は、ロボット制御装置５０からの指示に応じて、自在に変更できるように構成されても良い。

図２は、ワーク姿勢変更装置５の機能構成を示す図である。ロボット制御装置５０は、ワーク姿勢検出部１００、ロボット制御部１２２およびドライバ１２４を備える。また、ワーク姿勢検出部１００は、画像処理部１０２、特徴抽出方法決定部１１０、形状抽出部１１２、ＣＡＤ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ）データ取得部１１４、エッジ推定部１１６およびロボット移動指示部１２０を備え、ワーク１３０の姿勢を検出する。
ＣＡＤデータ取得部１１４は、ＣＡＤデータベース１２６からワーク１３０の設計データ（ＣＡＤデータ）を取得する取得手段である。尚、ＣＡＤデータベース１２６は、ロボット制御装置５０のコンピュータ８０に保持されても良く、また、外部のサーバに保持され、通信を介して取得されても良い。ＣＡＤデータ取得部１１４により取得されたＣＡＤデータは、形状抽出部１１２に送られる。

形状抽出部１１２は、ＣＡＤデータ取得部１１４から送られるＣＡＤデータを解析し、ワーク１３０に関する３次元形状を抽出する抽出手段である。本実施形態では、ＣＡＤデータは、ＩＧＥＳ（ＩｎｉｔｉａｌＧｒａｐｈｉｃｓＥｘｃｈａｎｇｅＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）やＶＲＭＬ（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙＭｏｄｅｌｉｎｇＬａｎｇｕａｇｅ）等でワーク１３０が記述されているデータを想定する。また、ＣＡＤデータの解析に限定されず、ＣＡＤデータを操作するアプリケーションを介して３次元形状を抽出しても良い。形状抽出部１１２で抽出された３次元形状に関する情報は、特徴抽出方法決定部１１０およびエッジ推定部１１６に送られる。
エッジ推定部１１６は、角度算出部１１８を備え、形状抽出部１１２から送られる３次元形状に関する情報に基づいて、ワーク１３０の表面の角度変動を算出し、算出した角度変動に基づいて、ワーク１３０が有するエッジを推定する推定手段である。このエッジ推定部１１６の機能についての詳細について、ワーク１３０とデジタルカメラ２０の関係を示す図３を参照して説明する。尚、この図３のワーク１３０は直方体状であり、上面の中央部から離れた位置には、下面に向かって貫通する貫通穴１３５が形成されている。この貫通穴１３５は、ワーク１３０の形状特徴の１つである。

角度算出部１１８は、以下の手順により、デジタルカメラ２０の光軸とワーク１３０の各面とで規定される角度（ｑ_ij）を算出する。
１．ワーク１３０の３次元形状の表面に垂直な法線ベクトルＶＭ₁〜ＶＭ₆をそれぞれ算出する。本実施形態では、これらの法線ベクトルＶＭ₁〜ＶＭ₆（以降、一般化してＶＭ_iと記載する。）は、所定の基準座標系上で定義され、長さが１の単位ベクトルを想定する。この場合、基準座標系は、世界座標系やデジタルカメラ２０のカメラ座標系等の何れの座標系であっても良い。
２．デジタルカメラ２０の位置情報、またはデジタルカメラ２０とワーク１３０の相対的な位置情報を基準座標系上で取得する。

３．上記で取得した位置情報に基づき、単位ベクトルであってデジタルカメラ２０の撮影方向に沿った視点ベクトルＶＣ_jを算出する。本実施形態では、デジタルカメラ２０の撮影方向は、ピンホールモデルに従い、レンズの焦点中心からワーク１３０の各領域に向かうベクトルで撮影方向を定義する。尚、視点ベクトルＶＣ_jは、デジタルカメラ２０の視点に応じて複数である。
４．法線ベクトルＶＭ_iと視点ベクトルＶＣ_jとの内積を算出し、算出した内積に基づいてデジタルカメラ２０の光軸とワーク１３０の各面とで規定される角度（ｑ_ij）を算出する。より詳細には、基準座標系の原点を起点とした法線ベクトルＶＭ_iの座標を（ＸＭ，ＹＭ，ＺＭ）とし、同様に、視点ベクトルＶＣ_jの座標を（ＸＣ，ＹＣ，ＺＣ）とすると、以下の式により算出できる。

ｑ_ij＝ＣＯＳ^-1（ＸＭ×ＸＣ＋ＹＭ×ＹＣ＋ＺＭ×ＺＣ）・・・「式１」

エッジ推定部１１６は、角度算出部１１８が算出したワーク１３０の各面での角度（ｑ_ij）が一定値以上に変動する２つの面の交線を特定し、この交線の近傍にエッジが存在すると推定し、エッジの発生位置および発生方向を含むエッジに関する情報を取得する。この場合、エッジの形状は、直角部分には限定されず、どのような角度であっても良く、曲面部分であっても良い。更に、エッジ推定部１１６は、推定したエッジを抽出する方法やパラメータ等を決定する。また、エッジ推定部１１６は、必要に応じてデジタルカメラ２０の視点を変更し、エッジに関する情報を更に取得しても良い。エッジ推定部１１６が推定したエッジの情報は、画像処理部１０２のエッジ抽出部１０８と特徴抽出方法決定部１１０に送られる。
特徴抽出方法決定部１１０は、形状抽出部１１２から送られるワーク１３０の３次元形状に関する情報に基づき、ワーク１３０の貫通穴１３５のような非対称な形状の特徴箇所についてのワーク１３０内の位置情報や特徴の種類を記憶する決定手段である。また、エッジ推定部１１６から送られるエッジの情報から、エッジで示される特徴が略周期性を示す場合、その周期と特徴の方向に応じてフィルタを生成し、特徴を抽出する方法として決定する。

このようなフィルタとしては、線型フィルタの一種であるＧａｂｏｒフィルタや、空間フィルタであるＳｏｂｅｌフィルタを採用できる。Ｇａｂｏｒフィルタは、方向と周期を設定できるので、これらを形状の特徴の周期と方向に合わせることにより、より最適な抽出方法になる。また、Ｓｏｂｅｌフィルタは、エッジを抽出した後、細線化もしくはエッジの線が伸びる方向に一致を判定することで、形状の特徴とすることができる。更に、ワーク１３０のように、エッジが円形に並ぶ場合は、円形を抽出するフィルタを生成しても良い。ここで決定された情報は、画像処理部１０２の特徴抽出部１０６に送られる。
画像処理部１０２は、輪郭抽出部１０４、特徴抽出部１０６およびエッジ抽出部１０８を備え、画像処理手段としてデジタルカメラ２０が撮影した撮影画像を処理して、ワーク１３０が載置された姿勢に関する情報を取得する。

輪郭抽出部１０４は、撮影画像を２値化処理して輪郭を抽出し、撮影画像中におけるワーク１３０の占有領域を算出する輪郭抽出手段である。
特徴抽出部１０６は、特徴抽出方法決定部１１０で決定した方法により、撮影画像からワーク１３０の形状特徴を抽出する特徴抽出手段である。ここで、所定の形状特徴が抽出できた場合、ワーク１３０が正しい姿勢で置かれていると判定できる。
エッジ抽出部１０８は、エッジ推定部１１６が推定したエッジの情報およびエッジを抽出する方法やパラメータの情報に基づき、Ｓｏｂｅｌフィルタ等により撮影画像の中からエッジを抽出するエッジ抽出手段である。
画像処理部１０２における画像処理により、ワーク１３０が載置された姿勢が所定の姿勢であるか、否かが判定され、所定の姿勢でない場合、ロボット移動指示部１２０に対して、ワーク１３０の姿勢変更を要求する。

ロボット移動指示部１２０は、ワーク１３０の姿勢を変更するために、ロボット１０の駆動をロボット制御部１２２に指示する。
ロボット制御部１２２とドライバ１２４は、アーム１７等の稼動部の動作を制御する制御手段である。ロボット制御部１２２は、ワーク１３０の姿勢変更指示に基づき、ロボット１０を移動させるための複数のアクチュエータ３０の駆動量を算出し、算出した駆動量に関する駆動情報をドライバ１２４に送る。ドライバ１２４は、ロボット制御部１２２から送られる駆動情報に基づいて、それぞれのアクチュエータ３０毎に駆動信号を生成し、それぞれのアクチュエータ３０に送る。この結果、アーム１７が所定の位置まで移動し、ハンド１９がワーク１３０を把持してワーク１３０を回転させたり、反転させたりして、ワーク１３０の姿勢を変更する。

図４は、ワーク姿勢変更装置５によりロボット１０がワーク１３０を把持して姿勢を変更する処理の流れを示すフローチャートである。この処理が実行されると、ロボット制御装置５０は、最初に、ワーク１３０の形状特徴を抽出する抽出方法を決定する（ステップＳ２００）。この処理の詳細については、図５を参照して説明する。
次に、ロボット制御装置５０は、取得したＣＡＤデータを解析して、ワーク１３０の表面形状を抽出する（ステップＳ２２０）。
次に、ロボット制御装置５０は、ワーク１３０の表面形状の法線ベクトルＶＭ_iを算出する（ステップＳ２２２）。次に、ロボット制御装置５０は、デジタルカメラ２０のカメラ位置を設定して、ワーク１３０に対する視点ベクトルＶＣ_jを算出する（ステップＳ２２４）。次に、ロボット制御装置５０は、法線ベクトルＶＭ_iと視点ベクトルＶＣ_jとで規定される角度（ｑ_ij）を算出する（ステップＳ２２６）。

次に、ロボット制御装置５０は、算出した角度（ｑ_ij）が、一定値以上変化したか、否かを判定する（ステップＳ２２８）。ここで、算出した角度（ｑ_ij）が一定値以上変化したと判定された場合（ステップＳ２２８でＹｅｓ）、ロボット制御装置５０は、ワーク１３０の形状特徴を抽出する方法を決定し、エッジ位置の情報と共に記憶し（ステップＳ２３０）、次の工程（ステップＳ２３２）に進む。他方で、算出した角度（ｑ_ij）が一定値以上変化しないと判定された場合（ステップＳ２２８でＮｏ）、ステップＳ２３２に進む。
ステップＳ２３２では、ロボット制御装置５０は、デジタルカメラ２０のカメラ視点を変更するか、否かを判定する。ここで、デジタルカメラ２０のカメラ視点を変更すると判定された場合（ステップＳ２３２でＹｅｓ）、デジタルカメラ２０のカメラ視点を変更し、ワーク１３０に対する視点ベクトルＶＣ_jを算出する工程（ステップＳ２２４）に戻る。他方で、デジタルカメラ２０のカメラ視点を変更しないと判定された場合（ステップＳ２３２でＮｏ）、一連の処理（ステップＳ２００）を終了する。

図４に戻り、ロボット制御装置５０は、決定した抽出方法を読み込む（ステップＳ２０２）。次に、ロボット制御装置５０は、ワーク１３０を撮影し、撮影画像からワーク１３０の輪郭を抽出し、ワーク１３０が占める領域を決定する（ステップＳ２０４）。
次に、ロボット制御装置５０は、撮影画像中のワーク１３０の領域から形状の特徴を抽出可能な候補箇所を設定する（ステップＳ２０６）。続いて、ロボット制御装置５０は、ワーク１３０の形状の特徴を抽出する（ステップＳ２０８）。

次に、ロボット制御装置５０は、ワーク１３０の位置姿勢を決定するための所定の形状特徴を抽出できたか、否かを判定する（ステップＳ２１０）。ここで、所定の形状特徴を抽出できないと判定された場合（ステップＳ２１０でＮｏ）、ワーク１３０の形状特徴が隠蔽されている可能性が高いので、ロボット制御装置５０はデジタルカメラ２０のカメラ位置またはワーク１３０の姿勢をロボット１０により変更し（ステップＳ２１２）、形状の特徴を抽出可能な候補箇所を設定する工程（ステップＳ２０６）に戻る。他方で、所定の形状特徴を抽出できたと判定された場合（ステップＳ２１０でＹｅｓ）、一連の処理を終了する。
上述した処理により、軸対称や点対称のような対称性が高いワーク１３０であっても、ワーク１３０のエッジや特徴に関する情報を面で取得して位置姿勢を高速かつ確実に取得し、ワーク１３０を好適な位置姿勢に迅速に変更することができる。

以上述べた実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（１）ワーク１３０の位置姿勢を決定するために必要な撮影箇所は限定されるため、撮影に要する時間や処理に要する時間を短縮できる。
（２）エッジ推定部１１６や特徴抽出方法決定部１１０により、一般的な方法ではなく、ワーク１３０の特徴に最適な方法により特徴を抽出できるので、ワーク１３０の位置姿勢を精度良く取得できる。
（３）事前にワーク１３０を撮影したり、パラメータの調整をしたりする必要が無いため、効率的にワーク１３０に対する検査や生産ができる。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明したが、具体的な構成は、この実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、ロボット１０は、ワーク１３０の姿勢を変更した後、ベルト搬送装置１５０上に載置することなく、部品として組み立て作業を行っても良い。また、ワーク１３０は、ベルト搬送装置１５０により供給される様態に限定されず、無造作に積み上げられた状態で供給されても良い。

５…ワーク姿勢変更装置、１０…ロボット、１１…第一軸、１２…第二軸、１３…第三軸、１４…第四軸、１５…第五軸、１６…第六軸、１７，１７Ａ，１７Ｂ…アーム、１８…手首、１９…ハンド、２０…デジタルカメラ、２５…ロボットベース、３０…アクチュエータ、５０…ロボット制御装置、８０…コンピュータ、８２…ディスプレイ、８４…キーボード、８５…ケーブル、１００…ワーク姿勢検出部、１０２…画像処理部、１０４…輪郭抽出部、１０６…特徴抽出部、１０８…エッジ抽出部、１１０…特徴抽出方法決定部、１１２…形状抽出部、１１４…ＣＡＤデータ取得部、１１６…エッジ推定部、１１８…角度算出部、１２０…ロボット移動指示部、１２２…ロボット制御部、１２４…ドライバ、１２６…ＣＡＤデータベース、１３０…ワーク、１３５…貫通穴、１５０…ベルト搬送装置。

Claims

目標物の姿勢を変更する変更手段と、
前記目標物の設計データを取得する取得手段と、
取得した前記設計データに基づいて前記目標物の形状を抽出する抽出手段と、
前記目標物を撮影して撮影画像を出力する撮影手段と、
前記撮影手段が前記目標物を撮影する撮影方向、および抽出した前記形状に基づき前記目標物の複数の面の法線方向の成す角度をそれぞれ算出し、算出したそれぞれの前記角度の変化から前記目標物のエッジを推定する推定手段と、
抽出した前記目標物の形状に基づき、前記目標物の特徴を抽出する方法を決定する決定手段と、
前記撮影画像に対して画像処理を行うことにより、推定した前記目標物のエッジを抽出すると共に、決定した前記方法により前記目標物の特徴を抽出し、前記目標物の姿勢に関する情報を取得する画像処理手段と、
取得した前記姿勢に関する情報に基づいて、前記目標物の姿勢を変更すべく前記変更手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする姿勢変更システム。
請求項１に記載の姿勢変更システムにおいて、
前記推定手段は、前記撮影方向と前記法線方向にそれぞれ単位ベクトルを定義し、２つの前記単位ベクトルの内積に基づいて、前記角度を算出することを特徴とする姿勢変更システム。
請求項１乃至２のいずれかに記載の姿勢変更システムにおいて、
前記画像処理手段は、
前記目標物のエッジを前記推定手段が推定した結果に基づいて抽出するエッジ抽出手段と、
前記目標物の特徴を前記決定手段が決定した方法に基づいて抽出する特徴抽出手段と、
前記撮影画像を２値化処理することにより、前記目標物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、を備えることを特徴とする姿勢変更システム。
目標物の設計データを取得する工程と、
取得した前記設計データに基づいて前記目標物の形状を抽出する工程と、
前記目標物を撮影して撮影画像を出力する工程と、
前記目標物を撮影する撮影方向、および抽出した前記形状に基づき前記目標物の複数の面の法線方向の成す角度をそれぞれ算出し、算出したそれぞれの前記角度の変化から前記目標物のエッジを推定する工程と、
抽出した前記目標物の形状に基づき、前記目標物の特徴を抽出する方法を決定する工程と、
前記撮影画像に対して画像処理を行うことにより、推定した前記目標物のエッジを抽出すると共に、決定した前記方法により前記目標物の特徴を抽出し、前記目標物の姿勢に関する情報を取得する工程と、
取得した前記姿勢に関する情報に基づいて、前記目標物の姿勢を変更する工程と、を備えることを特徴とする姿勢変更方法。