JP2015035715A5 - - Google Patents

Description

本発明は、移動するワーク等の対象物を撮影するために好適な画像撮像方法及び画像撮像装置に関する。

従来、ロボットを使った製品の自動組立においては、ロボットが供給された部品を把持して、把持した部品をワークに組み付けるという作業が行われる。ロボットに供給される部品は、厳密に位置姿勢が決められていない場合がある。この場合、例えば、ロボットが部品を把持した後に、部品をカメラの前まで搬送してロボットを停止させ、部品（対象物）をカメラで撮影し、得られた画像に基づいてワークに対する部品の位置姿勢を認識することが行われる。そして、認識された位置姿勢に応じて、ロボットハンドの位置姿勢を変更させたり部品を持ち替えたりすることによって、部品の位置姿勢をワークに組付けることのできる位置姿勢に変更してから組付動作を行う。

本発明は、処理する画像サイズを大きくすることなく、移動する対象物を目標撮影位置で撮影することができる画像撮像方法及び画像撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、対象物を撮影可能なカメラ部と、前記カメラ部を制御することにより、前記対象物の撮影を行うカメラ制御部と、を備える画像撮像装置の画像撮像方法において、前記カメラ制御部が、第１の画質で連続撮影を行う第１の撮影工程と、前記カメラ制御部が、前記第１の撮影工程で撮影した画像から得られる複数の前記対象物の位置に基づき、前記対象物が所定の目標位置範囲を通過するタイミングを予測する予測演算工程と、前記カメラ制御部が、前記通過するタイミングに、前記第１の画質より精細な第２の画質で撮影を行う第２の撮影工程と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の画像撮像装置は、撮影光学系及び撮像素子を有し、対象物を撮影可能なカメラ部と、前記カメラ部を制御することにより、前記対象物の撮影を行うカメラ制御部と、を備え、前記カメラ制御部は、第１の画質で連続撮影を行い、撮影した画像から得られる複数の前記対象物の位置に基づき、前記対象物が所定の目標位置範囲を通過するタイミングを予測し、前記通過するタイミングに、前記第１の画質より精細な第２の画質で撮影を行うことを特徴とする。

本発明によれば、カメラ制御部が、第１の画質で連続撮影して得られた複数の画像に基づいて、対象物が目標位置範囲を通過するタイミングを予測し、該タイミングで第１の画質より精細な第２の画質で撮影を行うことができる。このため、対象物を停止することなく対象物の精細な画像を得ることができると共に、精細な画質での撮影時における対象物の位置が分かるので、撮影範囲を絞ることができ、精細な画像のサイズを抑えることができる。

［第１実施形態］
図１に示すように、生産システムとしてのロボット装置１は、生産装置としてのロボット本体２と、対象物としてのワークＷを上方から撮影可能な画像撮像装置３と、ロボット本体２及び画像撮像装置３を制御する制御装置４と、を備えている。本実施形態では、ロボット本体２は、ワークＷを把持して５００ｍｍ×５００ｍｍの作業領域を予め教示した軌道に沿って、最大２０００ｍｍ／ｓの速度で搬送可能になっている。

１…ロボット装置（生産システム）、２…ロボット本体（生産装置、多関節ロボット）、３，１０３…画像撮像装置、２２…ハンド（把持ツール）、３０…カメラ部、３１…レンズ（撮影光学系）、３２…撮像素子、５０，１５０…カメラ制御部、Ｗ…ワーク（対象物）

Claims (14)

1. 対象物を撮影可能なカメラ部と、
   前記カメラ部を制御することにより、前記対象物の撮影を行うカメラ制御部と、を備える画像撮像装置の画像撮像方法において、
   前記カメラ制御部が、第１の画質で連続撮影を行う第１の撮影工程と、
   前記カメラ制御部が、前記第１の撮影工程で撮影した画像から得られる複数の前記対象物の位置に基づき、前記対象物が所定の目標位置範囲を通過するタイミングを予測する予測演算工程と、
   前記カメラ制御部が、前記通過するタイミングに、前記第１の画質より精細な第２の画質で撮影を行う第２の撮影工程と、を備える、
   ことを特徴とする画像撮像方法。
2. 前記予測演算工程では、前記第１の撮影工程で撮影した画像から得られる複数の前記対象物の位置に基づき、前記対象物の移動経路を演算し、該移動経路に基づいて前記通過するタイミングを予測する、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像撮像方法。
3. 前記第２の撮影工程では、前記カメラ制御部は、前記対象物の大きさを撮影範囲として撮影する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像撮像方法。
4. 前記予測演算工程では、前記第１の撮影工程で撮影した複数の画像を二値化処理した複数の画像を利用して前記通過するタイミングを演算する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像撮像方法。
5. 前記予測演算工程では、前記第１の撮影工程で撮影した複数の画像において、連続する２枚の前記画像で対応する画素同士の撮影輝度を比べ、前記撮影輝度が所定の閾値以下の差分である場合に当該画素を背景として第１の輝度に変更し、前記撮影輝度が前記閾値を超える差分である場合に当該画素を前記第１の輝度とは異なる第２の輝度に変更することにより背景除去処理し、これら背景除去処理した複数の画像を利用して前記通過するタイミングを演算する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像撮像方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像撮像方法の各工程をコンピュータに実行させるための画像撮像プログラム。
7. 請求項６に記載の画像撮像方法の各工程をコンピュータに実行させるための画像撮像プログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
8. 撮影光学系及び撮像素子を有し、対象物を撮影可能なカメラ部と、
   前記カメラ部を制御することにより、前記対象物の撮影を行うカメラ制御部と、を備え、
   前記カメラ制御部は、第１の画質で連続撮影を行い、撮影した画像から得られる複数の前記対象物の位置に基づき、前記対象物が所定の目標位置範囲を通過するタイミングを予測し、前記通過するタイミングに、前記第１の画質より精細な第２の画質で撮影を行う、
   ことを特徴とする画像撮像装置。
9. 前記カメラ制御部は、前記第１の画質で撮影した画像から得られる複数の前記対象物の位置に基づき、前記対象物の移動経路を演算し、該移動経路に基づいて前記通過するタイミングを予測する、
   ことを特徴とする請求項８記載の画像撮像装置。
10. 前記カメラ制御部は、前記第２の画質での撮影では、前記対象物の大きさを撮影範囲として撮影する、
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載の画像撮像装置。
11. 前記カメラ制御部は、前記第１の画質で撮影した複数の画像を二値化処理した複数の画像を利用して前記通過するタイミングを演算する、
    ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の画像撮像装置。
12. 前記カメラ制御部は、前記第１の画質で撮影した複数の画像において、連続する２枚の前記画像で対応する画素同士の撮影輝度を比べ、前記撮影輝度が所定の閾値以下の差分である場合に当該画素を背景として第１の輝度に変更し、前記撮影輝度が前記閾値を超える差分である場合に当該画素を前記第１の輝度とは異なる第２の輝度に変更することにより背景除去処理し、これら背景除去処理した複数の画像を利用して前記通過するタイミングを演算する、
    ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の画像撮像装置。
13. 対象物を移動可能な生産装置と、
    請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の画像撮像装置と、を備える、
    ことを特徴とする生産システム。
14. 前記生産装置は、把持ツールで前記対象物を把持して移動可能な多関節ロボットである、
    ことを特徴とする請求項１３記載の生産システム。