JP2011238105A - ワーク種別判別装置、及び、ワーク種別判別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同一のラインで多品種のワークをラフな姿勢で配置して搬送する場合でも、搬送工程の後工程でワークを取出すためのワーク位置の算出とワーク種別の判別とを短い処理時間で行うことのできる、ワーク種別判別装置、及び、ワーク種別判別方法を提供する。
【解決手段】ワーク種別判別装置１０でワークＷの車種を判別する方法は、モデル作成工程（ステップＳ１１）と、姿勢計測用データ作成工程（ステップＳ１２）と、車種判別用データ作成工程（ステップＳ１３）と、撮影工程（ステップＳ１４）と、ワーク位置算出工程（ステップＳ１５）と、データ限定工程（ステップＳ１６）と、車種判別工程（ステップＳ１７）と、取出工程（ステップＳ１８）と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ワーク種別判別装置、及び、ワーク種別判別方法に関し、詳しくは、位置決め精度の低い多品種のワークの種別を判別する技術に関する。

従来、自動車等の製造過程において、同一のラインで多品種のワークを搬送する搬送機が用いられている。このような搬送機においては、製造コストを低減させる観点から、ワークの位置決め精度を低くして、即ち、ワークをラフな姿勢で搬送機に配置して搬送する方法が用いられている。

一方、搬送工程の後工程で取出しロボットがワークを取出す際に、ワークにおける取出しロボットに把持される箇所が、ワークの種別（適用される車種）ごとに異なる場合があることから、ワークの位置を算出するとともに、ワークの種別を判別する必要がある。このため、ワークの搬送が終わった段階で、ワーク及びワークにおける判別部をカメラ等の撮影手段によって撮影し、ワークの種別を判別し、ワークの位置を算出する技術が用いられている。具体的には、撮影手段で撮影されたワーク（判別部）の画像と、予め登録されたワークの画像とを照合することにより、ワークの種別を判別し、ワークの位置を算出するのである。

しかし、前記の如くワークをラフな姿勢で搬送機に配置して搬送している場合は、撮影手段で撮影されるワークの姿勢が毎回異なるため、撮影されたワークの画像と、予め登録されたワークの画像とを正確に照合することが困難であった。つまり、撮影されたワークの画像と、予め登録されたワークの画像と、のマッチング評価値が低くなり、ワークの種別を正しく判別することができない可能性があったのである。

前記の問題を解決するために、ワークの３次元モデルをＣＡＤデータとして作成し、該３次元モデルを複数の位置から撮影した画像データベースを用いる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記特許文献に記載の技術を用いる場合は、撮影手段で撮影されたワークの画像と、ピラミッドレベル型データベースとして作成した前記画像データベースと、を照合することにより、ワークの種別を判別する。これにより、撮影されたワークの姿勢に対応して、画像データベースからワークの画像を選択することができるのである。即ち、撮影手段で撮影されるワークの姿勢が毎回異なっていても、撮影されたワークの画像と、画像データベースから選択したワークの画像と、のマッチング評価値が下がることを防止できるため、ワークの種別を正しく判別することができるのである。

特開２００９−９３６１１号公報

前記特許文献に記載の技術を用いる際には、ピラミッドレベル型データベースとして作成する前記画像データベースにおいて、３次元モデルを複数の位置から撮影する角度の許容範囲が大きい場合は、画像データベースからワークの画像を選択するための処理時間が長くなるという課題がある。

一方、前記従来技術を同一のラインで多品種のワークを搬送する搬送機に用いる場合は、搬送工程の後工程でワークを取出すためには、前記の如くワークの位置の算出と、ワークの種別の判別とをそれぞれに行わなければならない。このため、ワークの位置（姿勢）についての照合作業と、ワークの種別についての照合作業と、のそれぞれが必要となる。

これらのことから、３次元モデルを複数の位置から撮影する角度の許容範囲が大きい場合には、撮影手段で撮影されたワークの画像と、画像データベースから選択したワークの画像と、の照合を行う際に処理時間が長くなることがあった。つまり、撮影角度の許容範囲の拡大に伴って、ワークの位置（姿勢）についての照合作業に必要な処理時間と、ワークの種別についての照合作業に必要な処理時間と、のそれぞれがともに長くなるため、最終的にワークの種別を判別するためのサイクルタイムが延びるという問題があったのである。

そこで本発明は、上記現状に鑑み、同一のラインで多品種のワークをラフな姿勢で配置して搬送する場合でも、搬送工程の後工程でワークを取出すためのワーク位置の算出とワーク種別の判別とを短い処理時間で行うことのできる、ワーク種別判別装置、及び、ワーク種別判別方法を提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、ワークの３次元モデルを、前記ワークが備える判別部の３次元モデルとともに、ＣＡＤデータとして作成する、モデル作成手段と、前記ワークの３次元モデルに基づいて、前記ワークを複数の位置から撮影した画像データベースである姿勢計測用データを作成する、姿勢計測用データ作成手段と、前記判別部の３次元モデルに基づいて、前記判別部を複数の位置から前記姿勢計測用データと同じ座標軸で撮影した画像データベースである判別用データを作成する、判別用データ作成手段と、前記ワークを、前記判別部とともに撮影する、撮影手段と、前記姿勢計測用データと、前記撮影手段で撮影した前記ワークの画像と、を照合することにより、前記ワークの位置を算出する、ワーク位置算出手段と、前記判別用データを、前記ワーク位置算出手段で算出した前記ワークの位置に対応する画像データの周辺のみに限定する、データ限定手段と、前記データ限定手段で限定した前記判別用データと、前記撮影工程で撮影した前記判別部の画像と、を照合することにより、前記ワークの種別を判別する、種別判別手段と、を備えるものである。

請求項２においては、ワークの３次元モデルを、前記ワークが備える判別部の３次元モデルとともに、ＣＡＤデータとして作成する、モデル作成手段と、前記ワークの３次元モデルに基づいて、前記ワークを複数の位置から撮影した画像データベースである姿勢計測用データを作成する、姿勢計測用データ作成手段と、前記ワークを、前記判別部とともに撮影する、撮影手段と、前記姿勢計測用データと、前記撮影手段で撮影した前記ワークの画像と、を照合することにより、前記ワークの位置を算出する、ワーク位置算出手段と、前記ワーク位置算出手段で算出した前記ワークの位置に対応する画像データの周辺のみに限定して、前記判別部の３次元モデルに基づいて、前記判別部を複数の位置から前記姿勢計測用データと同じ座標軸で撮影した画像データベースである判別用データを作成する、判別用データ作成手段と、前記判別用データと、前記撮影手段で撮影した前記判別部の画像と、を照合することにより、前記ワークの種別を判別する、種別判別手段と、を備えるものである。

請求項３においては、ワークの３次元モデルを、前記ワークが備える判別部の３次元モデルとともに、ＣＡＤデータとして作成する、モデル作成工程と、前記ワークの３次元モデルに基づいて、前記ワークを複数の位置から撮影した画像データベースである姿勢計測用データを作成する、姿勢計測用データ作成工程と、前記判別部の３次元モデルに基づいて、前記判別部を複数の位置から前記姿勢計測用データと同じ座標軸で撮影した画像データベースである判別用データを作成する、判別用データ作成工程と、前記ワークを、前記判別部とともに撮影する、撮影工程と、前記姿勢計測用データと、前記撮影工程で撮影した前記ワークの画像と、を照合することにより、前記ワークの位置を算出する、ワーク位置算出工程と、前記判別用データを、前記ワーク位置算出手段で算出した前記ワークの位置に対応する画像データの周辺のみに限定する、データ限定工程と、前記データ限定工程で限定した前記判別用データと、前記撮影工程で撮影した前記判別部の画像と、を照合することにより、前記ワークの種別を判別する、種別判別工程と、を備えるものである。

請求項４においては、ワークの３次元モデルを、前記ワークが備える判別部の３次元モデルとともに、ＣＡＤデータとして作成する、モデル作成工程と、前記ワークの３次元モデルに基づいて、前記ワークを複数の位置から撮影した画像データベースである姿勢計測用データを作成する、姿勢計測用データ作成工程と、前記ワークを、前記判別部とともに撮影する、撮影工程と、前記姿勢計測用データと、前記撮影工程で撮影した前記ワークの画像と、を照合することにより、前記ワークの位置を算出する、ワーク位置算出工程と、前記ワーク位置算出手段で算出した前記ワークの位置に対応する画像データの周辺のみに限定して、前記判別部の３次元モデルに基づいて、前記判別部を複数の位置から前記姿勢計測用データと同じ座標軸で撮影した画像データベースである判別用データを作成する、判別用データ作成工程と、前記判別用データと、前記撮影工程で撮影した前記判別部の画像と、を照合することにより、前記ワークの種別を判別する、種別判別工程と、を備えるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明により、同一のラインで多品種のワークをラフな姿勢で配置して搬送する場合でも、搬送工程の後工程でワークを取出すためのワーク位置の算出とワーク種別の判別とを短い処理時間で行うことができる。

第一実施形態に係るワーク種別判別装置の概略図。 同じくワーク種別判別装置のブロック構成図。 同じくワーク種別判別装置でワークの種別を判別するフローチャートを示した図。 同じくワーク種別判別装置における各種データの作成手順を示した図。 姿勢計測用データの作成方法を説明した図。 撮影したワークの画像と姿勢計測用データとの照合方法を示した図。 車種判別用データを限定する方法を示した図。 車種判別用データを限定する方法を説明した図。 撮影した車種判別部の画像と限定した車種判別用データとの照合方法を示した図。 第二実施形態に係るワーク種別判別装置のブロック構成図。 同じくワーク種別判別装置でワークの種別を判別するフローチャートを示した図。 同じくワーク種別判別装置における姿勢計測用データの作成手順を示した図。 同じくワーク種別判別装置における車種判別用データの作成方法を示した図。 同じくワーク種別判別装置における車種判別用データの作成方法を説明した図。 第三実施形態に係るワーク種別判別装置の概略図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。

［ワーク種別判別装置１０］
まず始めに、本発明の第一実施形態に係るワーク種別判別装置１０の概略について、図１及び図２を用いて説明する。
本実施形態に係るワーク種別判別装置１０は図１に示す如く、汎用型の電子計算機１１、及び、該電子計算機１１に内蔵される制御手段１２とフィールドネットワーク通信機器等によりそれぞれ電気的に接続された、入力手段３１、出力手段３２、撮影手段３３、取出手段３４を主な要素として備える。さらに図２に示す如く、電子計算機１１はその内部に、制御手段１２とそれぞれ電気的に接続された記憶手段１３、工程制御手段１５、及び、各種の演算を行う演算手段１７を備えている。

前記の各種手段について、例えば、入力手段３１としては、電子計算機１１に接続されたキーボードやマウス等が用いられる。入力手段３１からは、ワークＷの初期データや演算プログラム等が入力される。出力手段３２としては、電子計算機１１に接続されたモニタ等が用いられる。出力手段３２では、演算手段１７による演算結果等が出力される。

撮影手段３３としては、図１中の矢印Ａに示す方向にワーク搬送機７１の上で搬送されたワークＷの撮影を行うものとして、ＣＣＤカメラが用いられる。ここで、ワークＷの判定精度を高めるためには、撮影手段３３として画素数の高いＣＣＤカメラを用いることが望ましい。撮影手段３３は、アナログカメラ又はデジタルカメラの何れについても用いることが可能である。

なお、ワーク搬送機７１の上で搬送されるワークＷは、図１に示す如く、種別（本実施形態においては、適用される車種）ごとに形状が異なっている。そして、ワークＷは後述するように判別部である車種判別部Ｗｊを備えており、この車種判別部ＷｊによってワークＷの種別である車種が判別可能に構成されている（図４参照）。また、ワーク搬送機７１においては、それぞれのワークＷはラフな姿勢で配置されており、ワークＷごとにその配置される姿勢が少しずつ異なっている。

取出手段３４としては、ワーク搬送機７１で搬送が終了したワークＷの取出しを行うものとして多関節ロボットが用いられる。多関節ロボットの他には、直交ロボットを用いることも可能である。なお、本実施形態に係るワーク種別判別装置１０におけるワークＷの車種を判別するという目的は、取出手段３４を配設しない構成でも達成することが可能である。本実施形態に係るワーク種別判別装置１０においては取出手段３４を備えることにより、車種を判別した後に、その車種情報に基づいてワークＷをワーク搬送機７１から取出す構成としている。

制御手段１２や工程制御手段１５としては、電子計算機１１に接続されている前記各手段の動作や作業工程を制御する制御盤等が用いられる。なお、工程制御手段１５を電子計算機１１の外部に別途設ける構成にすることも可能である。また、取出手段３４の制御盤を電子計算機１１の外部に別途設ける構成にすることも可能である。

記憶手段１３や演算手段１７としては、電子計算機におけるＲＡＭやＲＯＭ等からなる記憶部や、ＣＰＵからなる演算処理部等が用いられる。演算手段１７には画像処理を行う画像処理ボードが配設される。
記憶手段１３には、ワークＷに関するＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データの情報や、その他演算処理を実行するためのプログラム等が格納される。
演算手段１７は、後述するように、モデル作成手段２１と、姿勢計測用データ作成手段２２と、判別用データ作成手段である車種判別用データ作成手段２３と、ワーク位置算出手段２４と、データ限定手段２５と、種別判別手段である車種判別手段２６と、を備える。

［ワーク種別判別方法］
次に、上記の如く構成されたワーク種別判別装置１０において、ワークＷの種別である車種を判別する方法を、図３から図９を用いて説明する。
本実施形態に係るワーク種別判別装置１０でワークＷの車種を判別する方法は、図３に示す如く、モデル作成工程（ステップＳ１１）と、姿勢計測用データ作成工程（ステップＳ１２）と、判別用データ作成工程である車種判別用データ作成工程（ステップＳ１３）と、撮影工程（ステップＳ１４）と、ワーク位置算出工程（ステップＳ１５）と、データ限定工程（ステップＳ１６）と、種別判別工程である車種判別工程（ステップＳ１７）と、取出工程（ステップＳ１８）と、を備える。以下、各工程について順に説明する。

まず、モデル作成工程（ステップＳ１１）においては図４中の矢印ａ及び矢印ｂに示す如く、モデル作成手段２１が、ワークＷの３次元モデルＭを、前記ワークＷにおける車種判別部Ｗｊの３次元モデルＭｊとともに、ＣＡＤデータとして作成する。具体的には、モデル作成手段２１が、予め記憶手段１３に記憶されていたワークＷの画像に基づいて、ワークＷの３次元モデルＭ及び車種判別部Ｗｊの３次元モデルＭｊを作成するのである。

この際、それぞれのＣＡＤデータにおける座標系はともに、基準点からの緯度λ、経度φ、距離ｄで表される同一の球座標系（λ、φ、ｄ）が用いられる（図５及び図８参照）。本実施形態においては、球座標系の基準点はワークＷにおける車種判別部Ｗｊの位置としている。
なお、本実施形態で用いる座標系は、ワークＷの３次元モデルＭと車種判別部Ｗｊの３次元モデルＭｊとが同じであれば、球座標系に限定されるものではない。即ち、ｘ座標、ｙ座標、ｚ座標からなるｘｙｚ直交座標系を用いて、それぞれの３次元データを作成することも可能である。

次に、姿勢計測用データ作成工程（ステップＳ１２）においては図４中の矢印ｃに示す如く、姿勢計測用データ作成手段２２が、ワークＷの３次元モデルＭに基づいて、ワークＷを複数の位置ｐから撮影した画像データベースである姿勢計測用データを作成する。具体的には図５に示す如く、ＣＡＤデータであるワークＷの３次元モデルＭの球座標系（λ、φ、ｄ）において、多数の位置ｐ（撮影視点）ごとに、３次元モデルＭを撮影した場合の２次元の画像データを作成する。そして、このようにして作成された画像データのデータベースを、姿勢計測用データとするのである。作成した姿勢計測用データは、記憶手段１３に記憶される。

前記姿勢計測用データを作成する際は、先行技術文献として記載した特許文献１である、「特開２００９−９３６１１号公報」に記載の技術を用いることが可能である。即ち、画像データベースである姿勢計測用データを、画像データが粗く分類された上位の階層から、下位の階層となるに従って、細分化して枝分れしていくように階層化されたピラミッドレベル型データベースとして作成することができる。ただし、姿勢計測用データは前記ピラミッドレベル型データベースに限定されるものではなく、例えばそれぞれの位置ｐからの画像データを階層化しない方法を採用することも可能である。

次に、車種判別用データ作成工程（ステップＳ１３）においては姿勢計測用データ作成工程（ステップＳ１２）と同様に、図４中の矢印ｄに示す如く、車種判別用データ作成手段２３が、車種判別部Ｗｊの３次元モデルＭｊに基づいて、車種判別部Ｗｊを複数の位置ｐから撮影した画像データベースである車種判別用データ（判別用データ）を作成する。この場合においても、座標系は姿勢計測用データと同じ球座標系（λ、φ、ｄ）が用いられる。作成した車種判別用データは、記憶手段１３に記憶される。

次に、撮影工程（ステップＳ１４）においては、撮影手段３３が、ワークＷを車種判別部Ｗｊとともに撮影する。

次に、ワーク位置算出工程（ステップＳ１５）においては、図６に示す如く、ワーク位置算出手段２４が、記憶手段１３に記憶されている姿勢計測用データと、撮影手段３３で撮影したワークＷの画像と、を照合することにより、ワークＷを撮影した位置ｐｆの座標（λ１、φ１、ｄ１）を算出する。詳細には、姿勢計測用データとして記憶されているワークＷの３次元モデルＭに関する画像データのうち、撮影手段３３で撮影したワークＷの画像と最も近似する画像データにおけるワークＷを撮影した位置ｐの座標（λ、φ、ｄ）を、ワークＷを撮影した位置（以下、単に「ワークＷの位置」と表現する）ｐｆ（λ１、φ１、ｄ１）とするのである。

より具体的には、本実施形態において撮影手段３３の位置は定められているため、ワークＷと撮影手段３３との相対的な位置関係が定まれば、ワークＷの位置が求められる。つまり、ワークＷを基準として撮影手段３３で撮影した位置ｐｆ（λ１、φ１、ｄ１）を求めることにより、逆算的にワークＷが配置されている位置を求めることが可能となるのである。

なお、姿勢計測用データを、前記の如く階層化されたピラミッドレベル型データベースとして作成していた場合は、撮影したワークＷの画像と最も近似する画像データを短い探索経路で求めることができるため、本工程における処理を簡略化することができる。即ち、本工程における処理時間を短縮することが可能となる。

次に、データ限定工程（ステップＳ１６）においては、図７中の矢印ｅに示す如く、データ限定手段２５が、記憶手段１３に記憶されている車種判別用データを、ワーク位置算出工程で算出したワークＷの位置ｐｆ（λ１、φ１、ｄ１）に対応する画像データの周辺のみに限定する。具体的には、車種判別用データは、ＣＡＤデータである車種判別部Ｗｊの３次元モデルＭｊの球座標系（λ、φ、ｄ）において、多数の位置ｐｊ（撮影視点）ごとに、３次元モデルＭを撮影した場合の画像データのデータベースとして記憶されている。この車種判別用データを、図８に示す如く、ワークＷの位置ｐｆ（λ１、φ１、ｄ１）に対応する画像データの周辺のみに限定して記憶手段１３に記憶するのである。車種判別用データを限定する際には、例えばワークＷの位置ｐｆ（λ１、φ１、ｄ１）を中心とした所定の半径寸法の範囲内に存在する車種判別用データに限定することが行われる。この際に、車種判別用データは姿勢計測用データと同じ球座標系（λ、φ、ｄ）を用いているため、ワークＷの位置ｐｆ（λ１、φ１、ｄ１）をそのまま利用することが可能となる。

次に、車種判別工程（ステップＳ１７）においては、図９に示す如く、車種判別手段２６が、データ限定工程で限定した車種判別用データと記撮影工程で撮影した車種判別部Ｗｊの画像と、を照合することにより、ワークＷの車種を判別する。詳細には、車種判別用データとして限定して記憶されている車種判別部Ｗｊの３次元モデルＭｊに関する画像データのうち、撮影手段３３で撮影した車種判別部Ｗｊの画像と最も近似する画像データの車種が、ワークＷの車種であると判断するのである。

この際、前記データ限定工程で車種判別用データを限定しているため、撮影した車種判別部Ｗｊの画像と最も近似する画像データを短時間で求めることができる。つまり、車種判別用データを限定しない構成と比較して、本工程における処理を簡略化することができ、処理時間を短縮することが可能となるのである。

次に、取出工程（ステップＳ１８）においては、車種判別工程（ステップＳ１７）で判断されたワークＷの車種に基づいてワークＷを把持する箇所を決定する。そして、取出手段３４が撮影手段３３に対してワークＷの位置ｐｆ（λ１、φ１、ｄ１）に対応する箇所に位置するワークＷを把持し、ワークＷを取出すのである。

上記の如く、本実施形態に係るワーク種別判別装置１０においては、車種判別用データをワーク位置算出工程で算出したワークＷの位置（λ１、φ１、ｄ１）の周辺におけるデータのみに限定して、ワークＷの種別についての照合作業を行う構成としている。これにより、ワークＷの車種の判別処理を簡略化することができ、処理時間を短縮することが可能となる。詳細には、３次元モデルを複数の位置から撮影する角度の許容範囲が大きく、ワークの位置（姿勢）についての照合作業に必要な処理時間が長くなった場合であっても、ワークの種別についての照合作業に必要な処理時間が延びることを防止できるのである。即ち、同一のラインで多品種のワークＷをラフな姿勢で配置して搬送する場合でも、搬送工程の後工程でワークＷを取出すための、ワークＷの位置の算出とワークＷの種別の判別とを短い処理時間で行うことが可能となるのである。

なお、本実施形態に係るワーク種別判別装置１０で行うワーク種別判別方法については、電子計算機１１にモデル作成工程（ステップＳ１１）から取出工程（ステップＳ１８）までの手順を実行させるためのプログラムを作成し、該プログラムを電子計算機１１で実行することにより行うことも可能である。また、前記プログラムは電子計算機１１で読取可能な記録媒体に記録することも可能である。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係るワーク種別判別装置１１０について、図１０を用いて説明する。なお、以下の実施形態に係るワーク種別判別装置の説明において、既出の第一実施形態と相違する部分を中心に説明することとし、既出の実施形態と共通する部分については同符号を付してその説明を省略する。

図１０に示す如く、本実施形態に係るワーク種別判別装置１１０においては、前記実施形態と同様に、汎用型の電子計算機１１と、該電子計算機１１に内蔵される制御手段１２にフィールドネットワーク通信機器等によりそれぞれ電気的に接続された、入力手段３１と、出力手段３２と、撮影手段３３と、取出手段３４と、を主な要素として備える。さらに、電子計算機１１はその内部に、制御手段１２とそれぞれ電気的に接続された記憶手段１３、工程制御手段１５、及び、各種の演算を行う演算手段１１７を備えている。
演算手段１１７は、モデル作成手段１２１と、姿勢計測用データ作成手段１２２と、判別用データ作成手段である車種判別用データ作成手段１２３と、ワーク位置算出手段１２４と、種別判別手段である車種判別手段１２６と、を備える。

次に、上記の如く構成されたワーク種別判別装置１１０において、ワークＷの種別である車種を判別する方法を、図１１から図１４を用いて説明する。
本実施形態に係るワーク種別判別装置１１０でワークＷの車種を判別する方法は、図１１に示す如く、モデル作成工程（ステップＳ２１）と、姿勢計測用データ作成工程（ステップＳ２２）と、撮影工程（ステップＳ２３）と、ワーク位置算出工程（ステップＳ２４）と、判別用データ作成工程である車種判別用データ作成工程（ステップＳ２５）と、種別判別工程である車種判別工程（ステップＳ２６）と、取出工程（ステップＳ２７）と、を備える。以下、各工程について順に説明する。

まず、モデル作成工程（ステップＳ２１）においては、前記第一実施形態と同様に、図１２中の矢印ａ及び矢印ｂに示す如く、モデル作成手段１２１が、ワークＷの３次元モデルＭを、前記ワークＷにおける車種判別部（判別部）Ｗｊの３次元モデルＭｊとともに、ＣＡＤデータとして作成する。この際、それぞれのＣＡＤデータにおける座標系はともに、基準点からの緯度λ、経度φ、距離ｄで表される同一の球座標系（λ、φ、ｄ）が用いられる（図１４参照）。

次に、姿勢計測用データ作成工程（ステップＳ２２）においても前記第一実施形態と同様に、図１２中の矢印ｃに示す如く、姿勢計測用データ作成手段１２２が、ワークＷの３次元モデルＭに基づいて、ワークＷを複数の位置ｐから撮影した画像データベースである姿勢計測用データを作成する。具体的には、ＣＡＤデータであるワークＷの３次元モデルＭの球座標系（λ、φ、ｄ）において、多数の位置ｐ（撮影視点）ごとに、３次元モデルＭを撮影した場合の２次元の画像データを作成する。そして、このようにして作成された画像データのデータベースを、姿勢計測用データとするのである。作成した姿勢計測用データは、記憶手段１３に記憶される。

次に、撮影工程（ステップＳ２３）においては、撮影手段３３が、ワークＷを車種判別部Ｗｊとともに撮影する。

次に、ワーク位置算出工程（ステップＳ２４）においては、前記第一実施形態と同様に、ワーク位置算出手段１２４が、記憶手段１３に記憶されている姿勢計測用データと、撮影手段３３で撮影したワークＷの画像と、を照合することにより、ワークＷを撮影した位置（以下、単に「ワークＷの位置」と表現する）ｐｆの座標（λ２、φ２、ｄ２）を算出するのである。

次に、車種判別用データ作成工程（ステップＳ２５）においては、図１３中の矢印ｄに示す如く、車種判別用データ作成手段１２３が、ワーク位置算出工程で算出したワークＷの位置に対応する画像データの周辺のみに限定して、車種判別部Ｗｊの３次元モデルＭｊに基づいて、車種判別部Ｗｊを複数の位置から姿勢計測用データと同じ球座標系（λ、φ、ｄ）で撮影した画像データベースである車種判別用データを作成する。具体的には、図１４に示す如く、ワークＷの位置ｐｆ（λ２、φ２、ｄ２）に対応する画像データの周辺のみに限定して撮影した画像データベースである車種判別用データ（判別用データ）を作成するのである。このように車種判別用データを作成する際には、例えばワークＷの位置ｐｆ（λ２、φ２、ｄ２）を中心とした所定の半径寸法の範囲内における位置のみに限定して車種判別用データを作成することが行われる。この際に、車種判別部Ｗｊの３次元モデルＭｊのＣＡＤデータにおける座標系は、姿勢計測用データと同じ球座標系（λ、φ、ｄ）を用いているため、ワークＷの位置ｐｆ（λ２、φ２、ｄ２）をそのまま利用することが可能となる。作成した車種判別用データは、記憶手段１３に記憶するのである。

このように、本実施形態に係る車種判別用データ作成工程で作成された車種判別用データは、ワークＷの位置ｐｆ（λ２、φ２、ｄ２）に対応する画像データの周辺のみに限定されたものであるため、データ容量を小さくすることができる。つまり、車種判別用データを作成する際に、ワークＷの位置ｐｆの座標（λ２、φ２、ｄ２）を用いて、姿勢計測用データよりも撮影する角度の許容範囲（基準点からの緯度λ、経度φの幅）を小さく設定しているのである。これにより車種判別用データのデータ容量を下げることができるため、車種判別工程におけるメモリ使用量を下げると同時に処理時間を短くすることが可能となるのである。

次に、車種判別工程（ステップＳ２６）においては、前記第一実施形態と同様に、車種判別手段１２６が、車種判別用データ作成工程で作成した車種判別用データと記撮影工程で撮影した車種判別部Ｗｊの画像と、を照合することにより、ワークＷの種別（本実施形態においては車種）を判別する。詳細には、車種判別用データとして記憶されている車種判別部Ｗｊの３次元モデルＭｊに関する画像データのうち、撮影手段３３で撮影した車種判別部Ｗｊの画像と最も近似する画像データの車種が、ワークＷの車種であると判断するのである。

次に、取出工程（ステップＳ２７）においては、車種判別工程（ステップＳ２６）で判断されたワークＷの車種に基づいてワークＷを把持する箇所を決定する。そして、取出手段３４が撮影手段３３に対してワークＷの位置ｐｆ（λ２、φ２、ｄ２）に対応する箇所に位置するワークＷを把持し、ワークＷを取出すのである。

上記の如く、本実施形態に係るワーク種別判別装置１１０においては、車種判別用データを、ワークＷの位置ｐｆ（λ２、φ２、ｄ２）に対応する画像データの周辺のみに限定して作成するため、データ容量を小さくすることができる。即ち、車種判別用データのデータ容量を下げることができるため、車種判別におけるメモリ使用量を下げると同時に処理時間を短くすることが可能となるのである。

なお、本実施形態に係るワーク種別判別装置１１０で行うワーク種別判別方法については、電子計算機１１にモデル作成工程（ステップＳ２１）から取出工程（ステップＳ２７）までの手順を実行させるためのプログラムを作成し、該プログラムを電子計算機１１で実行することにより行うことも可能である。また、前記プログラムは電子計算機１１で読取可能な記録媒体に記録することも可能である。

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る組付部の位置算出方法について、図１５を用いて説明する。
本実施形態に係るワーク種別判別装置２１０と、前記第一実施形態に係るワーク種別判別装置１０と、の違いは、撮影手段及びその制御装置を、姿勢計測用と車種判別用の２個ずつ備える点である。具体的には図１５に示す如く、ワーク種別判別装置２１０は、電子計算機２１１・３１１と、それぞれの電子計算機２１１・３１１に電気的に接続された、入力手段２３１・３３１と、出力手段２３２・３３２と、撮影手段２３３・３３３と、取出手段３４と、を主な要素として備えるのである。

本実施形態においては、電子計算機２１１、入力手段２３１、出力手段２３２、及び、撮影手段２３３を、姿勢計測用とし、電子計算機３１１、入力手段３３１、出力手段３３２、及び、撮影手段３３３を、車種判別用としている。即ち、第一実施形態における演算手段１７（モデル作成手段２１、姿勢計測用データ作成手段２２、車種判別用データ作成手段２３、ワーク位置算出手段２４、データ限定手段２５、車種判別手段２６）は、その役割に応じて、ワークＷの姿勢計測に必要なものは電子計算機２１１の演算手段に、ワークＷの車種判別に必要なものは電子計算機３１１の演算手段に備えられるのである。

本実施形態においては上記の如く、撮影手段及びその制御装置について、姿勢計測用と車種判別用の２個ずつ配設することにより、姿勢計測と車種判別に関する作業を分担することが可能となる。即ち、それぞれの作業の処理時間を短縮することができるのである。

１０ ワーク種別判別装置
１１ 電子計算機
１７ 演算手段
３３ 撮影手段
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. ワークの３次元モデルを、前記ワークが備える判別部の３次元モデルとともに、ＣＡＤデータとして作成する、モデル作成手段と、
   前記ワークの３次元モデルに基づいて、前記ワークを複数の位置から撮影した画像データベースである姿勢計測用データを作成する、姿勢計測用データ作成手段と、
   前記判別部の３次元モデルに基づいて、前記判別部を複数の位置から前記姿勢計測用データと同じ座標軸で撮影した画像データベースである判別用データを作成する、判別用データ作成手段と、
   前記ワークを、前記判別部とともに撮影する、撮影手段と、
   前記姿勢計測用データと、前記撮影手段で撮影した前記ワークの画像と、を照合することにより、前記ワークの位置を算出する、ワーク位置算出手段と、
   前記判別用データを、前記ワーク位置算出手段で算出した前記ワークの位置に対応する画像データの周辺のみに限定する、データ限定手段と、
   前記データ限定手段で限定した前記判別用データと、前記撮影工程で撮影した前記判別部の画像と、を照合することにより、前記ワークの種別を判別する、種別判別手段と、を備える、
   ことを特徴とする、ワーク種別判別装置。
2. ワークの３次元モデルを、前記ワークが備える判別部の３次元モデルとともに、ＣＡＤデータとして作成する、モデル作成手段と、
   前記ワークの３次元モデルに基づいて、前記ワークを複数の位置から撮影した画像データベースである姿勢計測用データを作成する、姿勢計測用データ作成手段と、
   前記ワークを、前記判別部とともに撮影する、撮影手段と、
   前記姿勢計測用データと、前記撮影手段で撮影した前記ワークの画像と、を照合することにより、前記ワークの位置を算出する、ワーク位置算出手段と、
   前記ワーク位置算出手段で算出した前記ワークの位置に対応する画像データの周辺のみに限定して、前記判別部の３次元モデルに基づいて、前記判別部を複数の位置から前記姿勢計測用データと同じ座標軸で撮影した画像データベースである判別用データを作成する、判別用データ作成手段と、
   前記判別用データと、前記撮影手段で撮影した前記判別部の画像と、を照合することにより、前記ワークの種別を判別する、種別判別手段と、を備える、
   ことを特徴とする、ワーク種別判別装置。
3. ワークの３次元モデルを、前記ワークが備える判別部の３次元モデルとともに、ＣＡＤデータとして作成する、モデル作成工程と、
   前記ワークの３次元モデルに基づいて、前記ワークを複数の位置から撮影した画像データベースである姿勢計測用データを作成する、姿勢計測用データ作成工程と、
   前記判別部の３次元モデルに基づいて、前記判別部を複数の位置から前記姿勢計測用データと同じ座標軸で撮影した画像データベースである判別用データを作成する、判別用データ作成工程と、
   前記ワークを、前記判別部とともに撮影する、撮影工程と、
   前記姿勢計測用データと、前記撮影工程で撮影した前記ワークの画像と、を照合することにより、前記ワークの位置を算出する、ワーク位置算出工程と、
   前記判別用データを、前記ワーク位置算出手段で算出した前記ワークの位置に対応する画像データの周辺のみに限定する、データ限定工程と、
   前記データ限定工程で限定した前記判別用データと、前記撮影工程で撮影した前記判別部の画像と、を照合することにより、前記ワークの種別を判別する、種別判別工程と、を備える、
   ことを特徴とする、ワーク種別判別方法。
4. ワークの３次元モデルを、前記ワークが備える判別部の３次元モデルとともに、ＣＡＤデータとして作成する、モデル作成工程と、
   前記ワークの３次元モデルに基づいて、前記ワークを複数の位置から撮影した画像データベースである姿勢計測用データを作成する、姿勢計測用データ作成工程と、
   前記ワークを、前記判別部とともに撮影する、撮影工程と、
   前記姿勢計測用データと、前記撮影工程で撮影した前記ワークの画像と、を照合することにより、前記ワークの位置を算出する、ワーク位置算出工程と、
   前記ワーク位置算出手段で算出した前記ワークの位置に対応する画像データの周辺のみに限定して、前記判別部の３次元モデルに基づいて、前記判別部を複数の位置から前記姿勢計測用データと同じ座標軸で撮影した画像データベースである判別用データを作成する、判別用データ作成工程と、
   前記判別用データと、前記撮影工程で撮影した前記判別部の画像と、を照合することにより、前記ワークの種別を判別する、種別判別工程と、を備える、
   ことを特徴とする、ワーク種別判別方法。

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