JP2014035635A - 対象物管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】工場や販売現場等の現場における作業者が、変動し得る対象物に対応する正しい管理情報を速やかに取得することである。
【解決手段】実施形態に係る対象物管理システムは、管理情報記憶部、カメラ、管理情報取得部、光情報生成部及び光出力装置を備える。管理情報記憶部は、互いに異なる複数の対象物についての管理情報を保存する。カメラは、予め決定された領域内に設置された対象物に対応する画像を撮影する。管理情報取得部は、少なくとも前記画像に基づいて前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報を前記複数の対象物についての管理情報から取得する。光情報生成部は、前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報に応じた光情報を生成する。光出力装置は、前記光情報を前記領域内に設置された対象物又は前記領域内に設置された対象物に関連付けられた物体上に表示させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、対象物管理システム、対象物管理方法及び対象物管理プログラムに関する。

従来、工場等の生産現場においてトレーサビリティの確保の観点から、材料から製品又は半製品が製造される過程における加工履歴の記録が加工対象物ごとに要求される場合がある。また、加工の際には、作業手順書に沿って作業が進められる。特に、航空機部品等の品質とトレーサビリティの確保が要求される加工対象物の場合には、加工対象物ごとに作業スペックや法令に基づく作業手順書が作成される。そして、作業者は作業手順書を参照し、作業手順書に記載された作業手順で作業を行う。

このような加工対象物の現場では、加工対象物の生産管理を支援するためのツールが要求される。加工対象物の管理を支援するためのツールとしては、コンピュータを用いたシステムの活用が考えられる。例えば、加工対象物の加工履歴をデータとして記録する方法が考えられる。或いは、加工対象物の種類に応じた作業手順情報を予めコンピュータに記録し、作業者がコンピュータに記録された作業手順情報をディスプレイに表示させて閲覧する方法も考えられる（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−２４２９０４号公報

しかしながら、作業者が加工対象物に対応する作業手順情報や加工履歴等の生産管理情報を現場で取得するためには、ディスプレイを通じた入力装置の操作による検索作業が生じる。このため、現場での生産管理情報の取得においてリアルタイム性に欠けるという問題がある。

しかも、加工対象物は加工とともに形態が変化する。このため、作業手順情報や加工履歴として記憶されている加工対象物の形態、つまりディスプレイに表示される加工対象物の形態と実際の加工対象物の形態が異なる場合がある。

従って、作業者が加工対象物の同定を誤ったり、異なる加工対象物に対応する生産管理情報を参照する恐れがある。また、入力装置の操作によって加工対象物に対応する生産管理情報を検索する場合、部品番号等の加工対象物を特定するための情報を誤って入力すると、不適切な生産管理情報が取得されることとなる。このため、情報の誤入力といったヒューマンエラーの抑止が課題となる。

このような背景から、多品種少量生産の例として代表的な航空機部品の製造現場においては、加工対象物にタグを付け、かつ加工対象物ごとに作業手順書を付帯させることによって生産管理がなされている。このため、加工対象物の加工時には一時的にタグを取外し、加工後に再びタグを加工対象物に取り付けるといった煩雑な作業が余儀なくされている。従って、作業効率の低下と作業ミスの抑止が課題となる。

このように、コンピュータを活用した作業支援システムと現場作業との間には、依然として大きな乖離が存在し、コンピュータの活用によって現場作業が円滑かつ十分に支援されているとは言い難い状況となっている。

同様な問題は、商品を陳列するような状況下においても起こり得る。例えば、商品の陳列位置は変化する可能性があり、かつ陳列対象となる商品自体も変わる可能性がある。従って、商品の在庫、価格或いは納期等の変動する商品管理情報を販売員が販売現場において速やかに取得し、かつ販売員のヒューマンエラーを抑止できるようなシステムの開発が望まれる。

そこで、本発明は、工場や販売現場等の現場における作業者が、変動し得る対象物に対応する正しい管理情報を速やかに取得することが可能な対象物管理システム、対象物管理方法及び対象物管理プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る対象物管理システムは、管理情報記憶部、カメラ、管理情報取得部、光情報生成部及び光出力装置を備える。管理情報記憶部は、互いに異なる複数の対象物についての管理情報を保存する。カメラは、予め決定された領域内に設置された対象物に対応する画像を撮影する。管理情報取得部は、少なくとも前記画像に基づいて前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報を前記複数の対象物についての管理情報から取得する。光情報生成部は、前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報に応じた光情報を生成する。光出力装置は、前記光情報を前記領域内に設置された対象物又は前記領域内に設置された対象物に関連付けられた物体上に表示させる。
また、本発明に係る対象物管理方法は、互いに異なる複数の対象物についての管理情報を保存するステップ、予め決定された領域内に設置された対象物に対応する画像を撮影するステップ、少なくとも前記画像に基づいて前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報を前記複数の対象物についての管理情報から取得するステップ、前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報に応じた光情報を生成するステップ、及び、前記光情報を前記領域内に設置された対象物又は前記領域内に設置された対象物に関連付けられた物体上に表示させるステップを有する。
また、本発明に係る対象物管理プログラムは、コンピュータを、管理情報記憶部、管理情報取得部、光情報生成部及び光情報出力部として機能させる。管理情報記憶部は、互いに異なる複数の対象物についての管理情報を保存する。管理情報取得部は、少なくとも予め決定された領域内に設置された対象物に対応する画像に基づいて前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報を前記複数の対象物についての管理情報から取得する。光情報生成部は、前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報に応じた光情報を生成する。光情報出力部は、前記光情報を光出力装置に出力することによって前記領域内に設置された対象物又は前記領域内に設置された対象物に関連付けられた物体上に前記光情報を表示させる。

本発明に係る対象物管理システム、対象物管理方法及び対象物管理プログラムによれば、工場や販売現場等の現場における作業者が、変動し得る対象物に対応する正しい管理情報を速やかに取得することができる。

本発明の第１の実施形態に係る対象物管理システムの構成図。 図１に示す対象物管理システムによる製造対象物の生産管理の流れの一例を示すフローチャート。 図１に示す対象物管理システムによる製造対象物の生産管理の流れの別の一例を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係る対象物管理システムの構成図。

本発明の実施形態に係る対象物管理システム、対象物管理方法及び対象物管理プログラムについて添付図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
（構成および機能）
図１は本発明の第１の実施形態に係る対象物管理システムの構成図である。

対象物管理システム１は、製造工程を経て形態がそれぞれ変化する複数の製造対象物Ｏについての生産管理を支援するためのシステムである。対象物管理システム１は、カメラ２及び光出力装置３をデータ処理装置４に接続して構成することができる。カメラ２及び光出力装置３は、工場内等の現場において生産管理の対象となる単一又は複数の製造対象物Ｏに向けて任意の位置に固定される。

カメラ２は、赤外線カメラや可視光カメラ等の予め決定された領域内に設置された製造対象物Ｏに対応する画像を光情報として撮影する任意のカメラとすることができる。製造対象物Ｏは加工や表面処理等の製造工程に応じた治具Ｔに取り付けられる場合が多い。また、製造対象物Ｏは、製造工程に応じた位置に設置される。

そこで、製造対象物Ｏ又は製造対象物Ｏに関連付けられた物体上にマーカＭを付することができる。すなわち、製造対象物Ｏを画像認識するためのマーカＭを、直接的又は間接的に製造対象物Ｏに設けることができる。従って、マーカＭは、カメラ２で撮影し、かつデータ処理装置４における画像処理によって検出することが可能な色又は材質のマーカＭとされる。

マーカＭを付する対象となる製造対象物Ｏ以外の物体の例としては、製造対象物Ｏを取り付けるための治具Ｔの他、製造対象物Ｏの設置位置の周辺においてカメラ２で撮影することが可能な所定の領域内の床、天井又は壁面等の構造物の表面が挙げられる。マーカＭを製造対象物Ｏ以外の物体に設ければ、製造対象物Ｏの形態が製造工程を経て変化したとしてもマーカＭを維持することができる。図１に示す例では、単一の治具Ｔに２つの製造対象物Ｏが設置され、治具ＴにマーカＭが設けられている。

一方、製造対象物Ｏに直接マーカＭを付する場合には、形態の変化がない部位や形態の変化が無視できる部位にマーカＭを付することによって、マーカＭの消滅や劣化を防ぐことができる。尚、製造対象物ＯにマーカＭを付する代わりに、製造対象物Ｏの吊り下げ用タブ等の形態の変化が無視できる製造対象物Ｏの一部自体をマーカＭとして利用するようにしてもよい。

マーカＭを設ける場合、マーカＭの形状、位置、数及び／又はサイズ等の特徴を、完了した製造工程等の製造対象物Ｏのステータスや製造対象物Ｏの種類に応じて変えることが望ましい。マーカＭの特徴を製造対象物Ｏの種類及び製造対象物Ｏのステータスに応じて変えれば、マーカＭの特徴の画像認識によって製造対象物Ｏ及び製造対象物Ｏのステータスを自動検知することが可能となる。

具体例として、異なる複数の製造対象物Ｏが共通の治具Ｔにセットされる場合には、製造対象物Ｏの一部に製造対象物Ｏの種類に応じた特徴を有するマーカＭを設けることができる。一方、製造対象物Ｏの種類ごとに異なる治具Ｔが使用される場合には、各治具Ｔに互いに異なる特徴を有するマーカＭを設けることができる。更に、同一の製造対象物Ｏであっても製造工程ごとに異なる治具Ｔが用いられる場合には、治具Ｔごとに異なる特徴を有するマーカＭを設けることができる。

一方、製造対象物Ｏや治具Ｔ等の物体に有体物としてのマーカＭを設ける代わりに、或いは有体物としてのマーカＭに加えて、レーザポインタ等の光指示器５によって製造対象物Ｏや治具Ｔ等の物体の所望の位置を照らして得られる輝度の高い指示点をマーカＭとして利用することもできる。この場合には、レーザポインタ等の光指示器５が対象物管理システム１の構成要素として設けられる。光指示器５を用いれば、機械加工や表面処理等の製造工程の前のように、有体物のマーカＭを製造対象物Ｏに取付けることが不適切な場合であっても、輝点として無体物のマーカＭを形成することができる。

データ処理装置４は、コンピュータに対象物管理プログラムを読込ませて構築することができる。従って、対象物管理プログラムは、汎用コンピュータをデータ処理装置４として利用できるように情報記録媒体に記録し、プログラムプロダクトとして流通させることもできる。但し、データ処理装置４を構成するために回路を用いてもよい。

データ処理装置４は、管理情報記憶部６、管理情報取得部７、管理情報作成部８、履歴情報記録部９、光情報生成部１０及び光情報出力部１１を有する。従って、コンピュータに対象物管理プログラムを読込ませてデータ処理装置４を構築する場合には、対象物管理プログラムがコンピュータを管理情報記憶部６、管理情報取得部７、管理情報作成部８、履歴情報記録部９、光情報生成部１０及び光情報出力部１１として機能させる。

また、データ処理装置４には、入力装置１２及び表示装置１３を接続することができる。入力装置１２としては、マウスやキーボード等の操作デバイス１４に限らず、バーコードリーダ、IC (Integrated Circuit)タグリーダ或いは光学式文字読取装置(OCR: Optical Character Recognition)等の情報読取装置１５を接続することができる。情報読取装置１５をデータ処理装置４に接続すれば、製造対象物Ｏの製造現場において書面として利用される作業手順書から製造対象物Ｏの製造番号、部品番号及びロット番号等の識別情報をデータ処理装置４に簡易に取り込むことが可能となる。

管理情報記憶部６は、互いに異なる複数の製造対象物Ｏの生産管理情報を保存する機能を有する。各製造対象物Ｏは、製造工程を経て形態がそれぞれ変化するため、製造工程に応じた生産管理情報を管理情報記憶部６に保存することができる。

具体的には、製造対象物Ｏの種類毎に割り当てられた部品番号に対応する作業手順情報を生産管理情報として管理情報記憶部６に保存することができる。作業手順情報は、部品番号で特定される製造対象物Ｏに対して各製造工程において作業者が作業すべき内容を示す情報である。従って、例えば、素材の材質、使用する設備、使用する器具、穿孔位置や切断位置等の機械加工条件、溶媒の温度や塗料の種類等の表面処理条件、熱処理条件、加熱温度等の成形加工条件など作業に必要な様々な情報で作業手順情報を構成することができる。更に、作業手順情報には、作業内容の明瞭化のために、作業前後における製造対象物Ｏの色や形状等の形態を示す情報を付加することもできる。

製造対象物Ｏ又は製造対象物Ｏに関連付けられた物体上にマーカＭが付される場合には、マーカＭの特徴と製造対象物Ｏ又は部品番号を関連付けたテーブルが管理情報記憶部６に保存される。更に、製造対象物Ｏのステータス毎に異なるマーカＭが設けられる場合には、マーカＭの特徴と作業完了済の製造工程や次の製造工程とを関連付ける情報が管理情報記憶部６に保存される。一方、マーカＭが使用されない場合には、製造対象物Ｏや治具Ｔ等の製造対象物Ｏに関連付けられた物体自体の色彩、模様及び輪郭の少なくとも１つの形態の特徴と製造対象物Ｏ又は部品番号を関連付けたテーブルが管理情報記憶部６に保存される。

従って、管理情報記憶部６に保存されたテーブルを参照することによって、マーカＭの特徴、製造対象物Ｏの形態の特徴及び製造対象物Ｏに関連付けられた物体の形態の特徴の１つから対応する製造対象物Ｏを特定することができる。

更に、マーカＭの特徴、製造対象物Ｏの形態の特徴及び製造対象物Ｏに関連付けられた物体の形態の特徴の少なくとも１つを、製造対象物Ｏのステータスと関連付けるテーブルを管理情報記憶部６に準備することにより、マーカＭの特徴、製造対象物Ｏの形態の特徴及び製造対象物Ｏに関連付けられた物体の形態の特徴の１つから対応する製造対象物Ｏのステータスを特定できるようにすることもできる。

管理情報取得部７は、カメラ２から撮影された画像を取得し、少なくとも画像に基づいて所定の領域内に設置された製造対象物Ｏに対応する生産管理情報を取得する機能を有する。すなわち、管理情報取得部７は、管理情報記憶部６を検索し、複数の製造対象物Ｏについての生産管理情報から設置されている製造対象物Ｏに対応する生産管理情報を取得するように構成される。

製造対象物Ｏ又は製造対象物Ｏに関連付けられた治具Ｔ等の物体上に有体物又は輝点としてのマーカＭが存在する場合には、管理情報取得部７がカメラ２で収集された画像データに対する閾値処理等の公知の画像処理によってマーカＭを検出するように構成される。そして、管理情報取得部７は、画像から検出されたマーカＭに基づいて所定の領域内に設置された製造対象物Ｏに対応する生産管理情報を取得するように構成される。

具体的には、管理情報取得部７が管理情報記憶部６に保存されたテーブルを参照することによって、検出されたマーカＭに対応する製造対象物Ｏを特定することができる。更に、マーカＭと製造対象物Ｏのステータスを関連付けるテーブルが管理情報記憶部６に保存されている場合には、検出されたマーカＭに対応する製造対象物Ｏのステータスを特定することができる。

一方、マーカＭが設けられない場合には、カメラ２で収集された画像データに対する公知の画像処理によって製造対象物Ｏ又は製造対象物Ｏに関連付けられた治具Ｔ等の物体の色彩、模様及び輪郭の少なくとも１つの形態の特徴が管理情報取得部７により検出される。形態の検出のための画像処理としては、画素値に関する閾値処理やエッジ検出処理等の処理が挙げられる。

そして、検出された形態に基づいて管理情報取得部７が管理情報記憶部６に保存されたテーブルを参照することによって、検出された形態に対応する製造対象物Ｏを特定することができる。加えて、製造対象物Ｏのステータスに関するテーブルが管理情報記憶部６に保存されている場合には、検出された形態に対応する製造対象物Ｏのステータスについても特定することができる。

尚、画像データのみからでは製造対象物Ｏの特定及び製造対象物Ｏのステータスの特定が困難な場合には、入力装置１２から製造対象物Ｏの部品番号等の識別情報やステータスを特定する情報を管理情報取得部７に入力することもできる。例えば、バーコードリーダ等の情報読取装置１５を利用して作業手順書に表示されたバーコード等の管理情報から製造対象物Ｏの識別情報やステータスを特定するための情報を管理情報取得部７に取り込むことができる。その場合には、管理情報取得部７が、入力装置１２から入力された情報に基づいて製造対象物Ｏの特定やステータスの特定を行うこととなる。

製造対象物Ｏが特定されると、管理情報取得部７は、更に管理情報記憶部６から製造対象物Ｏに対応する作業手順情報等の生産管理情報を取得することができる。更に、製造対象物Ｏのステータスが特定されると、ステータスに対応する作業手順情報等の生産管理情報を取得することもできる。

管理情報取得部７では、上述のような生産管理情報の他、設置された製造対象物Ｏの位置を検出することができる。製造対象物Ｏの位置は、カメラ２で収集された画像データに基づいて検出することができる。例えば、予め与えられた基準となるマーカＭの位置と、画像データから検出されたマーカＭの位置との差に基づいて製造対象物Ｏの設置位置を求めることができる。或いは、マーカＭが設けられない場合には、予め与えられた基準となる製造対象物Ｏの位置と、画像データから検出された製造対象物Ｏの位置との差に基づいて求めることができる。

尚、製造対象物Ｏの位置を直接検出せずに、治具Ｔ等の製造対象物Ｏとの相対的な位置関係が変わらない物体の位置を製造対象物Ｏの位置を示す指標として間接的に検出するようにしてもよい。製造対象物Ｏの位置又は治具Ｔ等の製造対象物Ｏとともに移動する物体の位置は、例えばエッジ検出により抽出された輪郭の重心とするなど、任意に定義して画像データに対する画像処理によって自動検出できるようにすることができる。

また、マーカＭの数を複数にしたり、製造対象物Ｏ又は治具Ｔ等の物体の位置を複数の点の位置として定義することによって製造対象物Ｏの空間的な向き及び位置の検出が可能となる。例えば、２点及び２点間の距離を基準とし、検出された２点及び２点間の距離と比較することによって製造対象物Ｏの位置及び向きを自動検出することができる。或いは、３点の位置を基準として幾何学的に製造対象物Ｏの位置及び向きを自動計算することもできる。

また、別の方法として、予め撮影した基準となる製造対象物Ｏの画像データと、カメラ２によって撮影された画像データとの比較によって製造対象物Ｏの位置及び向きを検出することもできる。具体的には、比較対象となる基準画像データ及び被撮影画像データの少なくとも一方に平行移動、回転移動及び伸縮変形を含む線形変換処理を施し、画素値に関する相互相関係数等の一致度を示す指標が１等の所定の値に近づくように、或いは２乗誤差等の乖離量を示す指標が最小となるようにする最適化計算によって画像データの移動量及び伸縮比として製造対象物Ｏの位置及び向きを自動検出することができる。

管理情報取得部７において取得された作業手順情報等の生産管理情報及び製造対象物Ｏの位置及び向きを含む空間位置情報は光情報生成部１０に与えられる。

管理情報作成部８は、生産管理情報を作成して管理情報記憶部６に保存する機能を有する。例えば、作業手順情報を入力装置１２から管理情報作成部８に入力することによって生産管理情報を作成することができる。

生産管理情報は、入力装置１２からの情報の他、カメラ２において撮影された画像データを利用して作成することもできる。例えば、光指示器５でマーカＭを製造対象物Ｏや治具Ｔ等の物体上に形成した場合には、画像データから閾値処理等の公知の画像処理によってマーカＭを検出し、検出されたマーカＭの位置等の特徴と光指示器５で指し示した製造対象物Ｏとを関連付けたテーブルを、対応する製造対象物Ｏ固有の生産管理情報として作成することができる。

この場合、光指示器５で指示した製造対象物Ｏは、入力装置１２から製造対象物Ｏの特定情報を取得することによって手動で特定することができる。或いは、治具Ｔ等の物体に取り付けられた有体物としてのマーカＭをカメラ２で撮影された画像データから検出し、検出されたマーカＭと光指示器５で形成したマーカＭとの相対的な位置関係に基づいて、光指示器５で指し示された製造対象物Ｏを自動的に特定することもできる。従って、管理情報取得部７における製造対象物Ｏの特定処理の結果を利用して管理情報作成部８が生産管理情報を作成するようにしてもよい。

光情報生成部１０は、光出力装置３から出力させるべき光情報を、少なくとも管理情報取得部７において取得された製造対象物Ｏに対応する生産管理情報に応じて生成する機能を有する。光情報は、レーザ光線によって点状のマークを行うための情報の他、文字や図形を表示させるための画像情報とすることもできる。すなわち、光出力装置３の機能に応じて表示させることが可能な光情報を光情報生成部１０において生成することができる。

光情報として点状のマーク情報を生成する場合には、マークの位置、形状或いは数等の特徴によって製造対象物Ｏを特定するための情報を生成することができる。一方、画像情報を生成する場合には、製造対象物Ｏの部品番号、製造対象物Ｏの図面情報、次の製造工程、作業手順情報に含まれる作業内容又はこれらの情報を示す略称等の任意の生産管理情報を表示させるための画像情報とすることができる。

また、次の製造工程が製造対象物Ｏの形態の変化を伴うものである場合には、変化後の製造対象物Ｏの形態を示す画像情報を光情報として生成することもできる。作業内容を画像情報として表示させる例としては、クレーンの連結位置、穿孔位置又は部品の取付け位置等を表示させる例が挙げられる。

光出力装置３からの光情報の照射によって光情報を映し出す対象は、ディスプレイではなく製造対象物Ｏの表面又は製造対象物Ｏに関連付けられた治具Ｔ、壁或いは床等の物体の表面とされる。すなわち、製造対象物Ｏ又は製造対象物Ｏに関連付けられた物体の表面が光情報のスクリーンとして利用される。従って、製造対象物Ｏ又は物体の設置位置が個体ごとに変わると、光情報を映し出すスクリーンの位置も変わることとなる。

そこで、光情報生成部１０は、管理情報取得部７において取得された製造対象物Ｏの空間位置情報に基づいて、製造対象物Ｏの空間位置に応じた位置に光情報が映し出されるように光情報の位置を決定するように構成される。すなわち、光情報生成部１０は、カメラ２の撮影視野内に設置された製造対象物Ｏの位置に対応する光情報を生成する機能を有している。

具体例として、ある製造対象物Ｏの設置位置が予め決定された基準となる位置よりも一定の距離だけ右にずれていれば、基準となる位置から一定の距離だけ右に光情報が映し出されるように、光情報の出力位置を決定することができる。また、別の例として、複数の製造対象物Ｏが設置されている場合には、各製造対象物Ｏに対応する光情報が各製造対象物Ｏに対応する出力位置に出力されるように光情報を生成することができる。

尚、光情報生成部１０における上述したような光情報の出力位置の調整には、カメラ２と光出力装置３との間における既知の相対的な位置関係を示す情報も参照される。

履歴情報記録部９は、カメラ２によって撮影された画像データを製造対象物Ｏの履歴情報として記録する機能を有している。また、履歴情報記録部９は、入力装置１２から履歴情報の表示指示が入力された場合には、指定された製造対象物Ｏの指定された製造工程における履歴情報を表示装置１３に表示させるように構成される。

このため、機械加工工程や成形加工工程等の製造対象物Ｏの変形を伴う製造工程の前後において製造対象物Ｏをカメラ２で撮影すれば、撮影された画像データを加工記録として蓄積することができる。これにより、製造対象物Ｏの製造過程におけるトレーサビリティを確保することができる。

光情報出力部１１は、光情報生成部１０において生成された光情報を光出力装置３に出力することによって、カメラ２の撮影視野内に設置された製造対象物Ｏ又は製造対象物Ｏに関連付けられた治具Ｔ等の物体に光情報を表示させる機能を有する。

光出力装置３は、光情報出力部１１から出力された光情報を照射範囲内に設置された製造対象物Ｏ又は製造対象物Ｏに関連付けられた治具Ｔ等の物体に向けて実際に照射する投影器である。従って、表示対象となる光情報に応じてレーザポインタやレーザプロジェクタ等の機器を光出力装置３として用いることができる。すなわち、光出力装置３によって製造対象物Ｏや周囲の物体に、作業手順や作業位置を指し示すマーカＭのみならず、製造対象物Ｏの部品番号等の識別情報、作業手順情報、図面情報等の任意の情報を表示させることができる。

（動作および作用）
次に対象物管理システム１の動作および作用について説明する。

図２は、図１に示す対象物管理システム１による製造対象物Ｏの生産管理の流れの一例を示すフローチャートである。

まずステップＳ１において、バーコードリーダ等の情報読取装置１５によって作業手順書から部品番号等の製造対象物Ｏの識別情報がデータ処理装置４の管理情報作成部８に取り込まれる。次に、ステップＳ２において、マーカＭが付された治具Ｔの所定の位置に識別情報に対応する製造対象物Ｏがセットされる。次に、ステップＳ３において、レーザポインタ等の光指示器５によって識別情報に対応する製造対象物Ｏの所望の位置がマーキングされる。

次にステップＳ４において、カメラ２で治具Ｔ及び識別情報に対応する製造対象物Ｏが撮影される。次に、ステップＳ５において、管理情報作成部８は、カメラ２から画像データを取得して光指示器５によるマーキング位置及び治具Ｔに設けられたマーカＭを検出する。次に、ステップＳ６において、管理情報作成部８は、光指示器５によるマーキング位置及び治具Ｔ上のマーカＭの位置を入力装置１２から入力された製造対象物Ｏの識別情報と関連付けることによって生産管理情報を作成する。次に、ステップＳ７において、管理情報作成部８により作成された生産管理情報が管理情報記憶部６に書き込まれて保存される。

これにより、ステップＳ８において、メッキ、塗装或いはブラスト処理等の表面処理、熱処理、機械加工や成形加工等の加工、打鋲や穿孔等の組立作業など、作業手順書に沿った作業を行うことができる。このため、製造工程に応じた形態の変化が製造対象物Ｏに生じ得る。また、必要に応じて表面処理装置等の設備内に製造対象物Ｏが治具Ｔとともに運搬される。このため、作業後には、製造対象物Ｏ及び治具Ｔの位置も変化し得る。

製造工程に応じた作業が完了すると、ステップＳ９において、再びバーコードリーダ等の情報読取装置１５によって作業手順書から部品番号等の製造対象物Ｏの識別情報がデータ処理装置４に取り込まれる。但し、生産管理情報の表示指示が操作デバイス１４からデータ処理装置４に入力される。このため、製造対象物Ｏの識別情報は、管理情報取得部７に与えられる。

そうするとステップＳ１０において、管理情報取得部７は、管理情報記憶部６を検索し、識別情報に対応する生産管理情報を取得する。これにより、管理情報取得部７は、光指示器５による製造対象物Ｏ上のマーキング位置と治具Ｔ上のマーカＭの位置との相対的な位置関係を認識する。

一方、ステップＳ１１において、カメラ２で治具Ｔ及び識別情報に対応する作業後の製造対象物Ｏが撮影される。次に、ステップＳ１２において、管理情報取得部７は、カメラ２から画像データを取得して作業後の治具Ｔに設けられたマーカＭの位置を検出する。

次に、ステップＳ１３において、光情報生成部１０は、光指示器５による製造対象物Ｏ上のマーキング位置と治具Ｔ上のマーカＭの位置との相対的な位置関係並びに作業後の治具Ｔに設けられたマーカＭの位置を管理情報取得部７から取得する。そして、光情報生成部１０は、取得した情報に基づいて幾何学的な関係から光指示器５によるマーキング位置に対応する作業後の製造対象物Ｏ上における位置を算出する。続いて、光情報生成部１０は、算出された位置をレーザポインタで指し示すための光情報を生成する。

次に、ステップＳ１４において、光情報出力部１１は、光情報生成部１０において生成された光情報を光出力装置３に出力する。これにより、作業前に光指示器５によりマーキングされた位置に対応する作業後の製造対象物Ｏ上における位置に光出力装置３からレーザが照射される。

この結果、作業によって製造対象物Ｏの形態が変化した場合であっても、同一の製造対象物Ｏがマーキングされる。このため、形態が変化し得る作業前後の製造対象物Ｏを同定することができる。そして、治具Ｔから取り外した作業後の製造対象物Ｏに作業手順書を付帯させ、次の製造工程に送り出すことが可能となる。

尚、製造対象物Ｏの作業前後においてカメラ２で撮影された画像データを作業履歴として履歴情報記録部９に記録することができる。その場合、形態が変化する前の状態における製造対象物Ｏの形態を表示装置１３に表示させて閲覧することが可能となる。もちろん、光出力装置３を用いて、作業履歴として保存された画像データを製造対象物Ｏ上に表示させることもできる。

図３は、図１に示す対象物管理システム１による製造対象物Ｏの生産管理の流れの別の一例を示すフローチャートである。

まずステップＳ２０において、マーカＭが付された治具Ｔの所定の位置に識別情報に対応する製造対象物Ｏがセットされる。次にステップＳ２１において、カメラ２で治具Ｔ及び作業前における製造対象物Ｏが撮影される。次に、ステップＳ２２において、管理情報取得部７は、カメラ２から画像データを取得して治具Ｔに設けられたマーカＭの位置を検出する。

次に、ステップＳ２３において、管理情報取得部７は、管理情報記憶部６に保存されたテーブルを参照し、マーカＭの位置に対応する製造対象物Ｏを特定する。次に、ステップＳ２４において、管理情報取得部７は、管理情報記憶部６を検索し、特定された製造対象物Ｏに対応する作業手順情報を取得する。

次に、ステップＳ２５において、管理情報取得部７は、基準となる仮想的なマーカＭの位置と画像データから検出された治具Ｔ上のマーカＭの位置との相対的な位置関係を算出する。これにより製造対象物Ｏの空間位置を特定することができる。

次に、ステップＳ２６において、光情報生成部１０は、管理情報取得部７において取得された作業手順情報及び製造対象物Ｏの空間位置情報に基づいて、部品番号や部品の取付け位置等の作業手順情報を製造対象物Ｏに映し出すための画像情報を生成する。

次に、ステップＳ２７において、光情報出力部１１は、光情報生成部１０において生成された画像情報を光出力装置３に出力する。これにより、光出力装置３から作業前の製造対象物Ｏ上に画像情報が投影され、作業前の製造対象物Ｏ上には作業手順情報が表示される。このため、作業手順情報を参照して製造工程に応じた作業を進めることが可能となる。

つまり以上のような対象物管理システムは、製造対象物Ｏ等の画像認識によって製造対象物Ｏを特定し、特定した製造対象物Ｏに対応する生産管理情報を製造対象物Ｏ又は治具Ｔ等の物体上に表示させるようにしたものである。

（効果）
このため、対象物管理システム１によれば、製造現場においてディスプレイを閲覧することなく作業手順情報や加工履歴等の生産管理情報をリアルタイムに把握することができる。特に、作業手順情報の表示によって作業指示を行うことができる。この場合、書面としての作業手順書と製造対象物Ｏとを照らし合わせる作業が不要となるため、作業効率を改善することができる

また、治具Ｔに設けられたマーカＭを画像認識することによって、製造対象物Ｏの形態が作業前後において変化したとしても、同一の製造対象物Ｏであることを認識することができる。この結果、製造対象物Ｏが刻々と形態を変化させながら複数の製造工程を経たとしても製造対象物Ｏを同定して追跡することが可能となる。

更に、対象物管理システム１では、カメラ２で撮影した画像データを作業記録として保存することができる。特に、航空機部品等の厳格な生産管理が要求される製造対象物Ｏの製造過程では作業の記録が必須である。従って、作業記録の自動化によって作業効率の改善を図ることができる。また、製造対象物Ｏのトレーサビリティを良好に確保することができる。

また、治具Ｔ等に付されたマーカＭ、光指示器５によるマーカＭ或いは製造対象物Ｏの輪郭認識を活用することによって、製造対象物Ｏに直接物理的又は化学的なマーカＭを付与することなく製造対象物Ｏの追跡及び同定が可能である。このため、特に、航空機部品等の表面における腐食が問題となる製造対象物Ｏの生産管理に有効である。

更に、対象物管理システム１では、作業手順情報等の生産管理情報の表示にディスプレイを必要としない。このため、視界の確保及び安全性の確保が可能である。また、特殊な操作が不要であるため、利用上の慣れや訓練も不要である。

また、対象物管理システム１によれば、作業手順情報や部品番号等の製造対象物Ｏを特定するための情報が製造対象物Ｏや治具Ｔに直接表示される。このため、類似する製造対象物Ｏ間における誤った作業手順書の参照や誤った作業手順書の製造対象物Ｏへの付帯を防止することができる。

（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態に係る対象物管理システムの構成図である。

図４に示された第２の実施形態における対象物管理システム１Ａでは、ユーザに装着するための装着体に少なくともカメラ２及び光出力装置３を設けた点並びにカメラ２及び光出力装置３を装着体に設けることによって必要となる構成要素を付加した点が図１に示す第１の実施形態における対象物管理システム１と相違する。他の構成および作用については図１に示す対象物管理システム１と実質的に異ならないため同一の構成については同符号を付して説明を省略する。

対象物管理システム１Ａでは、装着体の一例としてのヘルメット２０にカメラ２、光出力装置３、センサ２１及び通信装置２２が取り付けられる。尚、データ処理装置４の全部又は一部を小型のコンピュータで構成し、ヘルメット２０に搭載するようにしてもよい。図４は、データ処理装置４全体をヘルメット２０に着脱可能に搭載した例を示している。

センサ２１は、カメラ２及び光出力装置３とともにヘルメット２０に固定されるため相対的な位置関係が一定である。そして。センサ２１は、カメラ２及び光出力装置３の少なくとも一方の空間位置を取得する機能を有している。従って、センサ２１は、加速度センサと角速度センサとによって構成することができる。

通信装置２２は、カメラ２で撮影された画像データをデータ処理装置４に無線により送信する機能と、データ処理装置４から無線により送信された光情報を受信して光出力装置３に出力させるように構成されている。尚、ヘルメット２０の移動範囲が限定的である場合には、有線によって通信を行うようにしてもよい。その場合には、通信用のケーブルでカメラ２及び光出力装置３とデータ処理装置４とが接続される。また、データ処理装置４全体が常時ヘルメット２０に搭載される場合には、通信装置２２を省略することもできる。

他の構成要素及び機能については、第１の実施形態と同様である。但し、データ処理装置４の光情報生成部１０は、センサ２１において取得されたカメラ２及び光出力装置３の少なくとも一方の空間位置に応じた光情報を生成するように構成される。具体的には、ヘルメット２０とともに空間位置が変動するカメラ２又は光出力装置３の空間位置に追従して位置に応じた光情報が光情報生成部１０において生成される。

従って、例えば、第１及び第２の製造対象物Ｏを含む複数の製造対象物Ｏにカメラ２を向けることが可能な場合、第１の製造対象物Ｏに光出力装置３を向けた場合には、第１の製造対象物Ｏに関する生産管理情報が第１の製造対象物Ｏ又は第１の製造対象物Ｏに関連付けられた治具Ｔ等の物体上に映し出され、第２の製造対象物Ｏに光出力装置３を向けた場合には、第２の製造対象物Ｏに関する生産管理情報が第２の製造対象物Ｏ又は第２の製造対象物Ｏに関連付けられた治具Ｔ等の物体上に映し出されるように光情報を生成することができる。換言すれば、カメラ２、光出力装置３、第１の製造対象物Ｏ及び第２の製造対象物Ｏの各空間位置に基づく座標変換処理を含むデータ処理によって、製造対象物Ｏに固定された座標系の位置毎に表示させるべき光情報を位置をパラメータとする画像情報等の情報として生成することができる。

尚、センサ２１によってカメラ２又は光出力装置３の空間位置を測定する代わりに、マーカＭの画像処理によってカメラ２又は光出力装置３の空間位置を測定するようにしてもよい。具体的には、壁面等のカメラ２の視野内に入り得る任意の位置にマーカＭを貼り付け、カメラ２で撮影した画像データからマーカＭの位置を検出することができる。そして、予め記憶されたマーカＭの位置と検出されたマーカＭの位置との差又は比等の相対関係に基づいてカメラ２又は光出力装置３の空間位置を測定することができる。従って、マーカＭの数を増やせば、測定可能な次元数及び精度を向上させることができる。

また、輝点としてマーカＭを作成するためにレーザポインタ等の指示器を併用するようにしてもよい。或いは、光出力装置３から輝点としてマーカＭを投影するようにしてもよい。光出力装置３によってマーカＭを照射する場合には、カメラ２で撮影した画像データからマーカＭを検出することによってカメラ２又は光出力装置３の空間位置を高精度に求めることができる。このため、センサ２１と併用してカメラ２又は光出力装置３の空間位置を補正するようにしてもよい。

この場合には、カメラ２がセンサ２１としての機能を兼ねることとなる。また、画像データからマーカＭの位置を検出し、検出したマーカＭの位置と基準となるマーカＭの位置とに基づいてカメラ２又は光出力装置３の空間位置を測定する位置測定部がデータ処理装置４に設けられる。

別の例として、無線LAN (Local Area Network)の複数の基地局から発信される電波を利用してカメラ２又は光出力装置３の空間位置を測定することもできる。その場合には、電波の受信器がセンサ２１としてヘルメット２０に搭載される。また、データ処理部には、電波の受信器において検出された複数の基地局からの電波に対する公知の信号処理によって受信器の空間位置を測定する位置検出部がデータ処理装置４に設けられる。そして、受信器とカメラ２及び光出力装置３との相対位置が固定であることを利用してカメラ２又は光出力装置３の空間位置を求めることができる。

（他の実施形態）
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。

例えば、上述した各実施形態では、対象物管理システム１、１Ａを用いて工場における製造対象物Ｏの生産管理を行う場合について説明したが農業や商業の分野においても対象物管理システム１、１Ａを用いた管理が可能である。

例えば、商品の販売現場であれば、陳列位置及び陳列対象が変わり得る複数の陳列対象物についての在庫、価格及び納期の少なくとも１つを含む商品管理情報を管理情報記憶部６に保存することによって商品管理を行うことができる。すなわち、光情報生成部１０が、商品の陳列領域内に設置された管理対象となる陳列対象物に対応する在庫、価格及び納期の少なくとも１つを示す画像情報を光情報として生成するように構成することができる。そして、光出力装置３から陳列対象物或いは陳列棚等の陳列対象物に関連付けられた物体上に在庫、価格及び納期等の商品管理情報を表示させることによってディスプレイを閲覧することなくリアルタイムに商品管理情報を把握することが可能となる。

１、１Ａ 対象物管理システム
２ カメラ
３ 光出力装置
４ データ処理装置
５ 光指示器
６ 管理情報記憶部
７ 管理情報取得部
８ 管理情報作成部
９ 履歴情報記録部
１０ 光情報生成部
１１ 光情報出力部
１２ 入力装置
１３ 表示装置
１４ 操作デバイス
１５ 情報読取装置
２０ ヘルメット
２１ センサ
２２ 通信装置
Ｏ 製造対象物
Ｔ 治具
Ｍ マーカ

Claims (8)

1. 互いに異なる複数の対象物についての管理情報を保存する管理情報記憶部と、
   予め決定された領域内に設置された対象物に対応する画像を撮影するカメラと、
   少なくとも前記画像に基づいて前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報を前記複数の対象物についての管理情報から取得する管理情報取得部と、
   前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報に応じた光情報を生成する光情報生成部と、
   前記光情報を前記領域内に設置された対象物又は前記領域内に設置された対象物に関連付けられた物体上に表示させる光出力装置と、
   を備える対象物管理システム。
2. 前記管理情報取得部は、前記画像に基づいて前記領域内に設置された対象物の位置を検出するように構成され、
   前記光情報生成部は、前記領域内に設置された対象物の位置に対応する光情報を生成するように構成される請求項１記載の対象物管理システム。
3. 前記管理情報記憶部は、製造工程を経て形態がそれぞれ変化する複数の製造対象物についての生産管理情報を保存するように構成され、
   前記管理情報取得部は、前記画像から検出されたマーカに基づいて前記領域内に設置された製造対象物に対応する生産管理情報を取得するように構成される請求項１又は２記載の対象物管理システム。
4. 少なくとも前記カメラ及び前記光出力装置を設け、ユーザに装着するための装着体と、
   前記カメラ及び前記光出力装置の少なくとも一方の空間位置を取得するセンサとを更に備え、
   前記光情報生成部は、前記カメラ及び前記光出力装置の少なくとも一方の空間位置に応じた光情報を生成するように構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の対象物管理システム。
5. 前記画像を前記領域内に設置された製造対象物の履歴情報として記録する履歴情報記録部を更に備える請求項３記載の対象物管理システム。
6. 前記管理情報記憶部は、陳列位置及び陳列対象が変わり得る複数の陳列対象物についての在庫、価格及び納期の少なくとも１つを含む商品管理情報を保存するように構成され、
   前記光情報生成部は、前記光情報として前記領域内に設置された陳列対象物に対応する在庫、価格及び納期の少なくとも１つを示す画像情報を生成するように構成される請求項１又は２記載の対象物管理システム。
7. 互いに異なる複数の対象物についての管理情報を保存するステップと、
   予め決定された領域内に設置された対象物に対応する画像を撮影するステップと、
   少なくとも前記画像に基づいて前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報を前記複数の対象物についての管理情報から取得するステップと、
   前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報に応じた光情報を生成するステップと、
   前記光情報を前記領域内に設置された対象物又は前記領域内に設置された対象物に関連付けられた物体上に表示させるステップと、
   を有する対象物管理方法。
8. コンピュータを、
   互いに異なる複数の対象物についての管理情報を保存する管理情報記憶部、
   少なくとも予め決定された領域内に設置された対象物に対応する画像に基づいて前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報を前記複数の対象物についての管理情報から取得する管理情報取得部、
   前記領域内に設置された対象物に対応する管理情報に応じた光情報を生成する光情報生成部、及び
   前記光情報を光出力装置に出力することによって前記領域内に設置された対象物又は前記領域内に設置された対象物に関連付けられた物体上に前記光情報を表示させる光情報出力部、
   として機能させる対象物管理プログラム。

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