JP2016192138A - ワイヤーハーネスの製造方法および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】線形状物の形状計測に好適な技術を提供すること。
【解決手段】ワイヤーハーネスを製造する過程において、電線集合体９の三次元形状が測定されることによって加工位置が特定される加工位置特定処理が実施される。この加工位置特定処理は、電線集合体９を撮像部２０によって撮影して得られた画像データから、点群データを取得する点群データ取得工程Ｓ２０と、点群データに基づいて、電線集合体９の線状部分９１を示す代表線を取得する代表線取得工程Ｓ４０と、代表線に沿った長さに基づいて、電線集合体９における加工対象である加工位置を特定する加工位置特定工程Ｓ６０とを含む。
【選択図】図４

Description

この発明は、ワイヤーハーネスの三次元形状を計測する技術に関する。

近年、ワイヤーハーネス製造の自働化の試みがなされている。ワイヤーハーネス製造を自働化する上で、柔軟な線形状物において、加工すべき位置を特定することが重要な課題となっている。

例えば特許文献１では、レーザー光発生器で発生したレーザー光を、複数のスリット光からなるパターン光に変換し、それをケーブルに当てることによって発生する複数の輝点を特徴点として抽出している。

また、特許文献２では、ワークの画像が撮影して得られた元画像を２値化し、エッジを抽出する。一方で、２値化画像を膨張処理して、ワークに対応する膨張領域の境界線上に複数の基準点を設定する。そして、全基準点毎に最短距離にある上記エッジを特定し、それらのエッジを連結していくことによって、元のワークの輪郭線が抽出される。

特開２００９−０６９８６６号公報 特開２０１３−１０９６９１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術の場合、ケーブルが移動した際に輝点の位置が変わってしまう。このため、柔軟物加工時の形状計測を行うには不向きであった。また、特許文献２に記載の技術の場合、エッジの抽出および照合を行うために、多数の点についてデータ処理を行う必要があり、演算処理に時間を要していた。

特に、複数の電線の集線および形状形成を自働化するためには、線形状物の各部の位置または特定部位間の長さを計測することが要求されており、これに適した形状計測技術が求められていた。

そこで、本発明は、線形状物の形状計測に好適な技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、第１の態様は、ワイヤーハーネスの製造方法であって、電線集合体を撮像部によって撮影して得られた画像データから、点群データを取得する点群データ取得工程と、前記点群データに基づいて、前記電線集合体の線状部分を示す代表線を取得する代表線取得工程と、前記代表線に沿った長さに基づいて、前記電線集合体における加工対象である加工位置を特定する加工位置特定工程とを含む。

また、第２の態様は、第１の態様に係るワイヤーハーネスの製造方法であって、前記加工位置特定工程は、前記代表線が分岐する分岐点を特定し、特定された前記分岐点からの前記代表線に沿った長さに基づいて、前記加工位置を特定する工程を含む。

また、第３の態様は、第２の態様に係るワイヤーハーネスの製造方法であって、前記分岐点のうち、前記代表線の一部である代表線部分で接続されている２つの分岐点のそれぞれにおいて、当該２つの分岐点のそれぞれから延びる複数の代表線部分が成す２つの仮想面を取得し、当該２つの仮想面が成す角度に基づいて、前記２つの分岐点を接続する前記代表線に取り付ける部材の姿勢を特定する姿勢特定工程、をさらに含む。

また、第４の態様は、第１から第３の態様のいずれか１態様に係るワイヤーハーネスの製造方法であって、前記代表線取得工程は、前記点群データに基づき、前記電線集合体の線状部分の中心点群を特定し、当該中心点群を結ぶ線を前記代表線とする工程である。

また、第５の態様は、第４の態様に係るワイヤーハーネスの製造方法であって、前記中心点群が、前記点群データが示す前記電線集合体の輪郭上に位置する点群のうち、奥行き方向に直交する二方向に関して中心にある中心点の集合である。

また、第６の態様は、第１から第５の態様のいずれか１態様に係るワイヤーハーネスの製造方法であって、前記点群データ取得工程で得られた点群データから、前記電線集合体を除いた背景を前記撮像部によって撮影することによって得られる背景の点群データを除去する背景除去工程、をさらに含み、前記代表線取得工程は、前記背景の点群データが除去された点群データに基づいて、前記代表線を取得する工程である。

また、第７の態様は、第１から第６の態様のいずれか１態様に係るワイヤーハーネスの製造方法であって、前記代表線取得工程にて取得された代表線の各端部のうち、所定の距離内にある２つの端部を接続する隠れ線接続工程、をさらに含む。

また、第８の態様は、第１から第７の態様のいずれか１態様に係るワイヤーハーネスの製造方法であって、前記撮像部は、前記電線集合体の各点に照射されたレーザー光と、当該各点で反射した前記レーザー光との位相差を、複数の二次元検出器で検出する。

また、第９の態様は、画像処理方法であって、電線集合体を撮像部によって撮影して得られた画像データから、点群データを取得する点群データ取得工程と、前記点群データに基づいて、前記電線集合体を示す代表線を取得する代表線取得工程と、前記代表線に沿った長さに基づいて、前記電線集合体における加工対象である加工位置を特定する加工位置特定工程とを含む。

第１の態様によると、電線集合体の線状部分を示す代表線を抽出することで、電線集合体の三次元形状を容易に計測でき、かつ、加工位置を高精度に特定できる。

また、第２の態様によると、分岐点からの長さに基づいて、加工位置を特定することが可能となる。

また、第３の態様によると、２つの分岐点における仮想面の成す角度から、当該２つの分岐点を接続する電線集合体部分のねじれを特定できる。したがって、そのねじれに合わせて、部材の取り付ける際の取付姿勢を、適切に特定できる。

また、第４の態様によると、点群データにおける電線集合体の中心点群を特定し、これを結ぶ線を代表線とすることによって、電線集合体の線状部分の三次元形状を高精度に特定できる。これによって、加工位置を高精度に特定できる。

また、第５の態様によると、電線集合体の線状部分の中心線を精度良く取得できる。

また、第６の態様によると、点群データから背景の点群データを除去することによって、演算処理量を低減できる。

また、第７の態様によると、電線集合体の線状部分が他の部材に隠されること等によって、代表線に線切れが発生したとしても、これを接続できる。このため、隠れ線を仮想して、電線集合体の形状を良好に特定できる。

また、第８の態様によると、電線集合体の各点の位置を高精度に測定できる。したがって、電線集合体の形状を高精度に特定できる。

実施形態に係る計測装置を示す概略斜視図である。 実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施形態に係る画像処理装置のソフトウェア構成を示すブロック図である。 ワイヤーハーネス製造過程における、加工位置特定処理を示すフローチャートである。 加工位置特定処理を説明するための図である。 代表線取得工程を説明するための図である。 隠れ線取得工程を説明するための図である。 姿勢特定工程を説明するための図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。

＜１． 実施形態＞
図１は、実施形態に係る計測装置１を示す概略斜視図である。計測装置１は、電線集合体９について、三次元形状の測定を行う装置として構成されており、ステージ１０、撮像部２０、画像処理装置３０を備えている。

この計測装置１において測定対象となる電線集合体９は、複数の電線で構成される線状部分９１と、複数の電線群の端末部分が接続されるコネクタ９３等を備えている。線状部分９１は、分岐を有していてもよい。また、線状部分９１は、電線以外のもの（例えば、光ファイバーケーブルなど）を含んでいてもよい。この電線集合体９について、所定の加工位置に対して結束、各種部材の取り付け等の加工が施されることによって、ワイヤーハーネスが製造される。電線集合体９の線状部分９１は、例えば図１に示すように、複数本の電線が予めテープ巻き等で１本に集束されている集束部分９１０の他に、複数の電線がばらけた部分である電線ばらけ部分９１１が含まれていてもよい。

ステージ１０は、測定対象物である電線集合体９を載置するために設けられている。なお、ステージ１０の代わりに、例えば、電線集合体９の各コネクタ９３付近を保持して、線状部分９１を垂らすようにして保持してもよい。

撮像部２０は、レーザー光照射部２１と、複数（ここでは、４台）のカメラ２３とを備えている。複数のカメラ２３のそれぞれは、レーザー光照射部２１から出射されたレーザー光が、電線集合体９で反射した反射光を検出する二次元検出器を備えている。

なお、以下の説明では、複数のカメラ２３の撮影面（二次元検出器の検出面）に垂直な方向を「奥行き方向」とし、当該奥行き方向に平行な軸を「Ｚ軸」とする。また、当該奥行き方向に垂直な二次元平面に平行であって、互いに直交する２方向の軸を、それぞれ「Ｘ軸」、「Ｙ軸」とする。

図２は、実施形態に係る画像処理装置３０のハードウェア構成を示すブロック図である。画像処理装置３０は、制御部としてのＣＰＵ３１、基本プログラム等が格納されている読み取り専用のＲＯＭ３２、主にＣＰＵ３１のワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ３３、及び、不揮発性の記録媒体である記憶部３４を備えている。このように、画像処理装置３０は、一般的なコンピュータとして構成されている。

記憶部３４には、プログラムＰＧ１が格納されている。該プログラムＰＧ１に従って、種制御部としてのＣＰＵ３１が演算処理を行うことによって、各種機能が実現される。また、プログラムＰＧ１は、通常、予め記憶部３４等のメモリに格納されていてもよいが、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭまたはフラッシュメモリに記録された形態（プログラムプロダクト）で提供され、当該記録媒体を読取部３５で読み取って、画像処理装置３０に取り込まれるようにしてもよい。あるいは、通信部３６を介して、ネットワーク上に保存されたプログラムＰＧ１が、画像処理装置３０に取り込まれてもよい。その他のデータについても、読取部３５または通信部３６を介して、画像処理装置３０に取り込まれるようにしてもよい。

また、画像処理装置３０は、撮像部２０、表示部４１及び操作部４３にバス配線、ネットワーク回線またはシリアル回線を介して接続されている。表示部４１は、液晶ディスプレイなどの画像を表示する装置である。操作部４３は、例えば、キーボード、マウスまたはスイッチ類によって構成される入力デバイスであり、オペレータからの各種操作を受け付ける。なお、操作部４３は、タッチパネルなどで構成されていてもよい。この場合、当該タッチパネルが、表示部４１として機能するようにしてもよい。

図３は、実施形態に係る画像処理装置３０のソフトウェア構成を示すブロック図である。図３に示すように、画像処理装置３０のＣＰＵ３１は、画像取得部３１１、点群データ取得部３１２、背景除去部３１３、代表線取得部３１４、隠れ線取得部３１５、加工位置特定部３１６、及び、姿勢特定部３１７として機能する。なお、これらの機能の一部または全部は、専用の回路等によってハードウェア的に実現されてもよい。

画像取得部３１１は、電線集合体９を撮影した撮像部２０の複数台のカメラ２３から送られてくる信号をそれぞれ処理して、複数の画像データを取得する。なお、撮像部２０で撮影して得たデータが、他のコンピュータ等で処理されることによって、複数の画像データが取得されてもよい。この場合、複数の画像データが、上述の読取部３５または通信部３６を介して、外部から画像処理装置３０に取り込まれるようにしてもよい。

点群データ取得部３１２は、画像取得部３１１によって取得された複数の画像データを処理して、三次元反射点群データ（以下、単に「点群データ」と称する。）を取得する。本実施形態では、電線集合体９の各部分で反射したレーザー光（反射光）が、複数のカメラ２３のそれぞれの二次元検出器に入射した各点の位置から、当該反射光が反射した電線集合体９における各点の三次元位置情報が取得される。また、照射光と反射光の位相差に基づいて、各カメラ２３における検出位置と電線集合体９の各点の距離を計測することによって、電線集合体９における各点の三次元位置情報が取得される。これらの三次元位置情報に基づき、点群データ取得部３１２は、電線集合体９に関する点群データを取得する。

撮像部２０は、上記構成に限定されるものではなく、電線集合体の三次元情報を得ることができればどのような構成が採用されてもよい。なお、点群データを取得する上では、位相差等の情報を取得することは必須ではない。しかしながら、当該位相差情報を取得することによって、電線集合体９の表面上の各点の三次元位置情報を高精度に取得できる。また、撮像部２０は、１台の光源と、１台のカメラで構成することもできる。この場合、レーザー光の照射方向と、カメラにおける検出器への入射位置とから、電線集合体９の表面上の各点の三次元位置情報を取得できる。

背景除去部３１３は、電線集合体９を除いた背景（ここでは、計測装置１のステージ１０の表面に相当する。）のみの点群データを、点群データ取得部３１２が取得した点群データから除去する。背景のみの点群データは、電線集合体９が除かれたステージ１０のみを撮像部２０が撮像して得られた背景のみの画像データを、画像処理することによって取得される。背景のみの点群データは、例えば、予め取得されて、記憶部３４等に格納されていてもよい。背景の点群データを除去する処理は、例えば、電線集合体９を含む点群データと、背景のみの点群データとのＸＯＲ（エクスクルーシブ・オア）をとることによって実現できる。なお、以下の説明では、この背景のみの点群データが除去された点群データを、電線集合体９の点群データと称する。

代表線取得部３１４は、電線集合体９の点群データから、電線集合体９を示す代表線を取得する。代表線は、電線集合体９の線状部分９１を、その三次元形状に合わせて、１本の仮想的な線に置換したものとして取得される。

隠れ線取得部３１５は、代表線取得部３１４によって取得された代表線の各端部のうち、所定の距離内にある２つの端部を接続することによって、代表線部分の線切れを補う。一例として、隠れ線取得部３１５は、２つの端部のそれぞれから、各端部の接線方向に沿って代表線を延長する。仮に、電線集合体９の線状部分９１が他の部材に隠されること等によって、代表線として検出されない線状部分（隠れ線）が発生したとしても、当該隠れ線を補うことができる。このように隠れ線を補っておくことによって、線状部分９１の隠れ線を想定して電線集合体９の形状を特定できるため、加工位置を好適に特定できる。

図１に示すように、電線集合体９の線状部分９１において、電線ばらけ部分９１１が存在する場合、代表線取得部３１４は、当該電線ばらけ部分９１１に含まれる各電線から、１本の代表線を取得するように構成されている。なお、電線ばらけ部分９１１から１本の代表線を取得する方法については後述する。

代表線取得部３１４及び隠れ線取得部３１５によって、電線集合体９を表す代表線が取得されると、電線集合体９における電線ばらけ部分９１１が当該代表線に沿って１本に集束される。なお、以下の説明では、電線ばらけ部分９１１が集束された電線集合体９９を、電線束とも称する。

加工位置特定部３１６は、代表線に沿った長さに基づいて、電線束における加工対象の位置である加工位置を特定する。また、加工位置特定部３１６は、電線束の線状部分９１を示す代表線の端部（例えば、コネクタ９３ｆ線と合流する地点を、分岐点とする。加工位置特定部３１６は、特定された分岐点からの代表線に沿った距離を測定して、加工位置を特定する。

姿勢特定部３１７は、加工位置特定部３１６によって特定された加工位置に対して、部材を取り付ける姿勢を特定する。例えば、ワイヤーハーネスを車両のボディに固定するためのクランプなどは、ワイヤーハーネスに取り付けられた状態におけるクランプの係止部分の向きが予め決められている。このため、クランプを電線束に取り付ける場合には、電線束に対するクランプの姿勢を特定する必要がある。姿勢特定部３１７は、加工位置に対して部材を取り付ける際の、当該部材の姿勢を特定する。

具体的には、姿勢特定部３１７は、加工位置特定部３１６によって特定された分岐点のうち、代表線で接続されている２つの分岐点のそれぞれにおいて、各々の分岐点から延びる複数の代表線が成す仮想面をそれぞれ取得し、当該２つの仮想面が成す角度を取得する。この２つの仮想面が成す角度は、２つの分岐点を接続する代表線が示す電線束の線状部分９１のねじれ度合いを示している。このため、当該角度から、電線束の線状部分９１に対して取り付ける際の姿勢を好適に決定できる。

＜ワイヤーハーネスの製造方法＞
図４は、ワイヤーハーネス製造過程における、加工位置特定処理を示すフローチャートである。まず画像取得部３１１が、画像データを取得する（画像取得工程Ｓ１０）。続いて、点群データ取得部３１２が、画像取得工程Ｓ１０にて取得された画像データに基づき、点群データを取得する（点群データ取得工程Ｓ２０）。そして、背景除去部３１３が、点群データ取得工程Ｓ２０において取得された点群データから、背景の点群データを除去することによって、電線集合体９の点群データを取得する（背景除去工程Ｓ３０）。

図５は、加工位置特定処理を説明するための図である。図５に示す画像５０は、カメラ２３が撮影した可視光画像である。

画像５２は、点群データが示す点群を、二次元平面（ＸＹ平面上）に投影したものである。また、画像５２ａは、背景のみの点群データが示す点群を、二次元平面に投影して示すものである。背景除去工程Ｓ３０では、上述したように、背景除去部３１３が、画像５２が示す点群データと、画像５２ａが示す点群データとのＸＯＲをとることによって、画像５４に示す電線集合体９の点群データが取得される。

図４に戻って、背景除去工程Ｓ３０にて取得された電線集合体９の点群データに基づいて、代表線取得部３１４が、電線集合体９を示す代表線を取得する（代表線取得工程Ｓ４０）。代表線取得工程Ｓ４０の一例について、図６を参照しつつ説明する。

図６は、代表線取得工程Ｓ４０を説明するための図である。電線集合体９の点群データには、図６に概念的に示すように、電線集合体９の表面の各点（点Ｐ１〜Ｐ９）についての三次元位置情報が記録されている。なお、図６に示す各点Ｐ１〜Ｐ９は、電線集合体９の線状部分９１を構成する１本の電線の表面上の点群の一部を代表的に示した点であり、点Ｐ１〜Ｐ３及び点Ｐ４〜Ｐ６は、それぞれ、電線集合体９の線状部分９１の計測上の輪郭に相当する。

代表線取得部３１４は、点群データが示す電線集合体９の点群のうち、輪郭上の点群を取得し、当該輪郭上の点群の中心点を取得する。この中心点は、具体的には、輪郭線上の点群に対して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の中心にある点とされる。また、点群データにおける電線集合体９の輪郭は、点群データが示す各点群の奥行き方向の位置などから特定できる。この場合、奥行き方向の所定範囲内において、最も奥側（カメラ２３から遠ざかる方向側）にある点を辿っていくことによって、点群データにおける輪郭上の位置を特定できる。あるいは、カメラ２３によって撮影して得た二次元画像（例えば、画像５０）から、画像処理によって電線集合体９の輪郭を取得し、この輪郭に対応する位置にある点群を、電線集合体９の輪郭上の点群としてもよい。

例えば、図６に示す例の場合、点群データが示す電線集合体９の点群は、点Ｐ１〜Ｐ９であり、その輪郭上の点群として、点Ｐ１〜Ｐ６が特定される。続いて、輪郭上の点Ｐ１〜Ｐ６の、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関する中心点が特定される。点Ｐ１及び点Ｐ４がＸ軸方向に沿って並んでいる（すなわち、点Ｐ１，Ｐ４のＹ座標が同一）とすると、Ｘ軸方向の中心は、２つの点Ｐ１，Ｐ４のＸ軸座標（それぞれ、ｘ１，ｘ４とする。）の平均値（ｘ１＋ｘ４）／２となる。このため、点Ｐ１，Ｐ４のＸ軸方向の中心点は、Ｘ軸座標が（ｘ１＋ｘ４）／２である点Ｐ７となる。同様に、点Ｐ２，Ｐ５の中心点は点Ｐ８であり、点Ｐ３，Ｐ６の中心点は点Ｐ９となる。図示を省略するが、Ｙ軸方向に関する中心点も同様にして取得することが可能である。

電線集合体９のうち、上半面のみの点群データしか取得されない。そこで、Ｙ軸方向については、点Ｐ７〜点Ｐ９を中心点としてもよい。また、Ｘ軸方向に沿って並ぶ点（例えば、点Ｐ１，Ｐ４）から、電線集合体９の該当部分の半径を推定し、その分を考慮して中心点が決定されるようにしてもよい。

代表線取得部３１４は、こうして特定された中心点群（点Ｐ７〜点Ｐ９）を結ぶ線を代表線Ｌ１として取得する。図５に示すように、代表線取得部３１４によって、画像５４に示す電線集合体９の点群データから、画像５６に示す代表線が取得される。

なお、代表線は、上述したように、必ずしも電線集合体９の輪郭上に位置する点群の中心点を結んだものでなくてもよい。例えば、電線集合体９の輪郭に沿って並ぶ点群が代表線とされてもよい。しかしながら、中心点を結んで代表線とすることによって、電線集合体９の線状部分の中心線に近似した代表線を取得できる。このため、代表線の長さを測定することによって、電線集合体９の線状部分における加工位置を高精度に特定できる。

図５に示す例では、画像５６に示すように、代表線取得部３１４は、電線集合体９のうち集束部分９１０から１本の代表線部分Ｌ０１を取得する。また、代表線取得部３１４は、電線ばらけ部分９１１からは、当該電線ばらけ部分９１１に含まれる各電線のそれぞれから、仮の代表線（仮代表線Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４）を抽出し、それらを代表する１本の代表線を取得する。一例として、代表線取得部３１４は、三次元空間において、仮代表線Ｌ１１〜Ｌ１４の中心を通る１本の中心線を、代表線部分Ｌ０２として取得する。

なお、仮代表線Ｌ１１〜Ｌ１４が、電線ばらけ部分９１１の各電線に相当するかどうかは、例えば、仮代表線Ｌ１１〜Ｌ１４のうちの特定の仮代表線の規定半径距離内において、他の仮代表線を検出することで判別してもよい。一例として、代表線取得部３１４は、特定の仮代表線の規定半径距離内に他の仮代表線が存在する場合には、特定の仮代表線と他の仮代表線の三次元空間の中心を通る中心線を、新たな仮代表線として取得する。そして、代表線取得部３１４は、当該新たな仮代表線の規定半径距離内にある他の仮代表線を検出し、存在する場合には、当該新たな仮代表及び他の仮代表線の中心線を、新たな仮代表線として取得する。このような処理を、代表線取得部３１４は、規定範囲内に別の仮代表線が検出されなくなるまで繰り返す。これによって、代表線取得部３１４は、一定範囲内にある複数の電線を１電線ばらけ部分９１１として認識し、１本の代表線に置換することができる。

また、例えば仮代表線Ｌ１１〜Ｌ１４から１本の代表線を取得する際、これらのうち一部の仮代表線から一本の代表線を取得することも考えられる。例えば、最も内側にある１本の仮代表線を特定し、これを電線ばらけ部分９１１を示す１本の代表線とすることも考えられる。あるいは、仮代表線Ｌ１１〜Ｌ１４のうち、内側にある２本以上の仮代表線から中心線を特定し、これらの仮代表線から１本の代表線を取得することも考えられる。

図４に戻って、代表線取得工程Ｓ４０が完了すると、隠れ線取得部３１５が、代表線取得部３１４によって取得された複数の代表線の各端部のうち、所定の距離内にある２つの端部を接続する（隠れ線取得工程Ｓ５０）。隠れ線取得工程Ｓ５０について、図７を参照しつつ具体的に説明する。

図７は、隠れ線取得工程Ｓ５０を説明するための図である。図７に示す画像５０ａは、画像取得部３１１によって取得された画像である。この例では、電線集合体９ａの線状部分９１ａに、他の部材９４が重なっており、隠れ線となっている。このため、画像５６ａに示すように、代表線取得部３１４が取得した代表線のうち、線状部分９１ａに対応する代表線が、代表線部分Ｌ２０と代表線部分Ｌ２１とに分断されている。

隠れ線取得部３１５は、代表線の全ての端点のうち、所定の距離内にある２つの端点を特定し、その２つの端点から各々の代表線部分を接線方向に延長する。これによって、２つの端点間を接続する。例えば、図７に示す代表線部分Ｌ２０，Ｌ２１の端点ＴＰ１，ＴＰ２が所定の距離内にあると仮定すると、端点ＴＰ１，ＴＰ２から、それぞれの代表線部分Ｌ２０，Ｌ２１をその接線方向に延長して接続する。これによって、線状部分９１ａが他の部材９４に重なることで発生する隠れ線を、画像５６ｂに示すように補うことができる。

図４に戻って、隠れ線取得工程Ｓ５０が完了すると、電線ばらけ部分９１１の各電線が、隠れ線が補われた代表線に沿うように、集束される（集束工程Ｓ５１）。これによって、電線集合体９から電線束が形成される。なお、電線集合体９に電線ばらけ部分９１１が存在しない場合には、当該集束工程Ｓ５１はスキップされる。

電線束が形成されると、加工位置特定部３１６が、電線束における加工位置を特定する（加工位置特定工程Ｓ６０）。加工位置特定工程Ｓ６０では、まず、分岐点の特定が行われる。ここで、分岐点の特定方法の一例を説明する。例えば、図５の画像５６に示すように、電線集合体９の線状部分９１を示す代表線Ｌ１が取得されており、この代表線Ｌ１の端末ＴＰ１１，ＴＰ１２が特定される。この端末ＴＰ１１，ＴＰ１２は、コネクタ９３に接続する線状部分の端末部分に対応している。端末ＴＰ１１，ＴＰ１２のそれぞれから、線状部分に対応する代表線部分Ｌ０１，Ｌ０２上を辿っていき、他の代表線部分に合流した地点を分岐点とする。例えば、端末ＴＰ１１から代表線部分Ｌ０１を辿っていくと、当該代表線部分Ｌ０１は、他の代表線部分Ｌ０２に合流する。このため、この合流地点が分岐点ＤＰ１として特定される。なお、分岐点ＤＰ１からさらに代表線部分Ｌ０３を辿って行くことで、当該代表線部分Ｌ０３が他の代表線部分に合流する地点も分岐点として特定される。このようにして、代表線Ｌ１上の全ての分岐点が特定される。

加工位置特定部３１６は、各分岐点を特定すると、各分岐点から延びる代表線に沿う長さを測定して、加工位置を特定する。ここで、電線束における加工位置は、予め、設計データとして記憶部３４等に保存されている。具体的に、設計データには、電線束における、各分岐点から別の分岐点、または、端末までの線状部分９１の長さが、規定されている。例えば、図５に示す電線束の設計データの場合は、分岐点ＤＰ１から端末ＴＰ１１，ＴＰ１２までの長さが設計データ上で定義される。

また、設計データでは、各線状部分９１の加工位置が、分岐点（または端末）からの長さで定義される。加工位置特定部３１６は、設計データを参照することによって、加工対象となる代表線部分を特定し、かつ、その代表線部分上における加工位置を、分岐点（または端末）からの長さを、当該代表線部分に沿って測定することよって特定する。

また、加工位置特定工程Ｓ６０においては、設計データに登録されている分岐点の情報と、実際の三次元測定によって得られた分岐点の情報とを照合することによって、隠れ線取得工程Ｓ５０で実行された隠れ線の取得が妥当であったか否かを判定するように、画像処理装置３０が構成されてもよい。また、分岐点の情報を照合することによって、代表線部分の線切れの原因となった他の部材が、電線束の他の線状部分９１であるか否かを推定できるように、画像処理装置３０が構成されてもよい。

また、画像処理装置３０が、加工位置特定部３１６が実際に特定した分岐点の情報と、予め設計データに定義された分岐点の情報とを照合することで、上記線切れ取得工程では特定されなかった隠れ線を取得することが可能となる。

図４に戻って、加工位置特定工程Ｓ６０が完了すると、姿勢特定部３１７が、クランプなどの電線束に対する取り付け姿勢が予め規定されている部材の取り付け姿勢を特定する（姿勢特定工程Ｓ７０）。姿勢特定工程Ｓ７０について、図８を参照しつつ説明する。

図８は、姿勢特定工程Ｓ７０を説明するための図である。姿勢特定部３１７は、加工位置特定部３１６によって特定された分岐点のうち、１本の代表線で接続されている２つの分岐点のそれぞれについて、当該２つの分岐点から延びる複数の代表線が成す２つの仮想面をそれぞれ取得する。そして、姿勢特定部３１７は、２つの仮想面が成す角度に基づいて、２つの分岐点を接続する代表線のねじれを取得する。姿勢特定部３１７は、この代表線部分のねじれに応じて、取り付ける部材の取付姿勢を特定する。

例えば、図８に示すように、電線束の線状部分９１を示す代表線部分Ｌ３１〜Ｌ３５、分岐点ＤＰ２１，ＤＰ２２が既に特定されており、代表線部分Ｌ３１の加工位置ＰＬ１に、クランプ９５が取り付ける場合を想定する。この場合、姿勢特定部３１７は、代表線部分Ｌ３１で接続されている分岐点ＤＰ２１，ＤＰ２２の各々において、当該分岐点のそれぞれから延びる複数の代表線部分（代表線部分Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３、及び、代表線部分Ｌ３１，Ｌ３４，Ｌ３５）が成す仮想面ＶＰ１，ＶＰ２が取得される。なお、仮想面ＶＰ１，ＶＰ２については、例えば分岐点ＤＰ２１については、当該分岐点ＤＰ２１から各代表線部分Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３上の一定距離にある点（例えば、Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３）を通る面が、仮想面ＶＰ１とされる。仮想面ＶＰ２についても同様である。

続いて、姿勢特定部３１７は、仮想面ＶＰ１，ＶＰ２が成す角度を取得し、その角度に基づいて、クランプ９５の取付姿勢を特定する。仮想面ＶＰ１に対して仮想面ＶＰ２の成す角度が、設計データで既定された基準角度と相違する場合、代表線部分Ｌ３１が想定よりもねじれていると推定される。このため、クランプ９５の取付姿勢を、そのねじれに応じた分だけ傾ければよい。例えば、仮想面ＶＰ１に対して仮想面ＶＰ２の実際の角度と、基準角度とが、Ｘ軸周りにα度、Ｙ軸周りにβ度相違するとする。また、分岐点ＤＰ２１から分岐点ＤＰ２２までの長さ（すなわち、代表線部分Ｌ３１の長さ）に対する、分岐点ＤＰ２１から加工位置ＰＬ１までの長さの割合をＲ１とする。この場合、クランプ９５の取付姿勢を、α及びβのそれぞれにＲ１を乗じた角度分、基準姿勢からＸ軸、Ｙ軸周りにそれぞれ傾ければよい。

以上のように、加工位置の特定、あるいは、部材の取付姿勢が特定されると、図示を省略するロボットなどが、特定された電線束の加工位置に対して、各種加工処理（テープ巻または結束バンド取り付け等による結束、クランプの取り付け、またはチューブなどの保護部材の取り付け等）が適宜行われる。なお、特定された加工位置に対して、作業者が適宜加工作業を行うようにしてもよい。このようにして、設計データに従って、未加工の電線集合体９からワイヤーハーネスが製造されることとなる。

本実施形態によると、電線集合体９の線状部分を示す代表線を抽出することで、電線集合体９の三次元形状を容易に計測でき、かつ、加工位置を高精度に特定できる。

＜２． 変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

例えば、図３に示す背景除去部３１３及び図４に示す背景除去工程Ｓ３０は省略することも可能である。すなわち、背景の点群データを有する点群データから、適宜代表線を抽出することも可能である。ただし、点群データから背景の点群データを除去することによって、画像処理装置３０の演算負担を顕著に減らすことができる。このため、画像処理を高速に行うことができる。

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。また、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

１ 計測装置
１０ ステージ
２０ 撮像部
２１ レーザー光照射部
２３ カメラ
３０ 画像処理装置
３１ ＣＰＵ
３１１ 画像取得部
３１２ 点群データ取得部
３１３ 背景除去部
３１４ 代表線取得部
３１５ 隠れ線取得部
３１６ 加工位置特定部
３１７ 姿勢特定部
３４ 記憶部
９，９ｃ 電線束
９１，９１ａ〜９１ｃ 線状部分
９３ コネクタ
９５ クランプ（部材）
ＤＰ１〜ＤＰ３ 分岐点
ＤＰ２１，ＤＰ２２ 分岐点
Ｌ１ 代表線
Ｌ０１〜Ｌ０５ 代表線部分
Ｌ１０，Ｌ１１ 代表線部分
Ｌ２１〜Ｌ２５ 代表線部分
Ｌ３１ 代表線部分
Ｐ１〜Ｐ９ 点
ＰＧ１ プログラム
ＰＬ１ 加工位置
Ｓ１０ 画像取得工程
Ｓ２０ 点群データ取得工程
Ｓ３０ 背景除去工程
Ｓ４０ 代表線取得工程
Ｓ５０ 隠れ線取得工程
Ｓ６０ 加工位置特定工程
Ｓ７０ 姿勢特定工程
ＴＰ１，ＴＰ２ 端点
ＴＰ１１〜ＴＰ１３ 端末
ＶＰ１，ＶＰ２ 仮想面

Claims (9)

1. ワイヤーハーネスの製造方法であって、
   電線集合体を撮像部によって撮影して得られた画像データから、点群データを取得する点群データ取得工程と、
   前記点群データに基づいて、前記電線集合体の線状部分を示す代表線を取得する代表線取得工程と、
   前記代表線に沿った長さに基づいて、前記電線集合体における加工対象である加工位置を特定する加工位置特定工程と、
   を含む、ワイヤーハーネスの製造方法。
2. 請求項１に記載のワイヤーハーネスの製造方法であって、
   前記加工位置特定工程は、
   前記代表線が分岐する分岐点を特定し、特定された前記分岐点からの前記代表線に沿った長さに基づいて、前記加工位置を特定する工程を含む、ワイヤーハーネスの製造方法。
3. 請求項２に記載のワイヤーハーネスの製造方法であって、
   前記分岐点のうち、前記代表線の一部である代表線部分で接続されている２つの分岐点のそれぞれにおいて、当該２つの分岐点のそれぞれから延びる複数の代表線部分が成す２つの仮想面を取得し、当該２つの仮想面が成す角度に基づいて、前記２つの分岐点を接続する前記代表線に取り付ける部材の姿勢を特定する姿勢特定工程、
   をさらに含む、ワイヤーハーネスの製造方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のワイヤーハーネスの製造方法であって、
   前記代表線取得工程は、前記点群データに基づき、前記電線集合体の線状部分の中心点群を特定し、当該中心点群を結ぶ線を前記代表線とする工程である、ワイヤーハーネスの製造方法。
5. 請求項４に記載のワイヤーハーネスの製造方法であって、
   前記中心点群が、前記点群データが示す前記電線集合体の輪郭上に位置する点群のうち、奥行き方向に直交する二方向に関して中心にある中心点の集合である、ワイヤーハーネスの製造方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のワイヤーハーネスの製造方法であって、
   前記点群データ取得工程で得られた点群データから、前記電線集合体を除いた背景を前記撮像部によって撮影することによって得られる背景の点群データを除去する背景除去工程、をさらに含み、
   前記代表線取得工程は、前記背景の点群データが除去された点群データに基づいて、前記代表線を取得する工程である、ワイヤーハーネスの製造方法。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のワイヤーハーネスの製造方法であって、
   前記代表線取得工程にて取得された代表線の各端部のうち、所定の距離内にある２つの端部を接続する隠れ線取得工程、
   をさらに含む、ワイヤーハーネスの製造方法。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のワイヤーハーネスの製造方法であって、
   前記撮像部は、前記電線集合体の各点に照射されたレーザー光と、当該各点で反射した前記レーザー光との位相差を、複数の二次元検出器で検出する、ワイヤーハーネスの製造方法。
9. 画像処理方法であって、
   電線集合体を撮像部によって撮影して得られた画像データから、点群データを取得する点群データ取得工程と、
   前記点群データに基づいて、前記電線集合体を示す代表線を取得する代表線取得工程と、
   前記代表線に沿った長さに基づいて、前記電線集合体における加工対象である加工位置を特定する加工位置特定工程と、
   を含む、画像処理方法。

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