JP2021174098A - 画像処理装置、画像処理装置の制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】システムの異常の原因の解析を効率的に行うことを目的とする。【解決手段】画像処理装置は、監視対象を撮影した時刻が異なる複数の画像のそれぞれにおける第１の領域に対して画像処理を施して、監視対象に異常が生じているかを監視する監視手段と、異常が生じていることが検出された場合、異常を検出した時点よりも前の画像における第１の領域とは異なる第２の領域に対して画像処理を施して、異常の原因を解析する解析手段と、を含む。【選択図】図１１

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理装置の制御方法およびプログラムに関する。

製品の生産や品質確認、運搬等を目的として、把持装置やロボットアーム、アクチュエータ等のロボットを制御して、ワークに対して各種の作業を行う技術が用いられている。また、カメラ等の撮影装置を用いて、ワークを撮影や録画等した画像データに対して、画像処理を施して、装置や作業状況を監視するとともにワークの位置計測や検査を行う技術も用いられている。以上の技術を用いることで、目視での定常監視が不要になり、ロボット装置の制御指示の切り替えや動作補正等を行えるため、より多様な所望の作業を行うシステムを構築することができる。

また、画像処理の処理内容を切り替えることで、１つの画像データに対して異なる処理を行うことができる。画像処理の処理内容を切り替える技術としては、特許文献１の技術が提案されている。特許文献１の技術では、画像中の指定される部位を判別し、判別結果に応じて異なる画像処理を実行している。

特開２０１７−００４２５８号公報

例えば、生産現場等で、ワークの崩れやこぼれ等の異常を効率的に検出するために画像処理の対象となる領域は、ワークを配膳する配膳台の周辺領域であることが多い。このため、生産現場等で異常の監視を行う場合、ワークの配膳台の周辺領域を監視領域として監視することが好ましい。一方、ワークの崩れやこぼれ等の異常が発生した原因を高い精度で解析するためには、異常が検出されるよりも前の画像において、トラブルが発生しやすい複数の異なる領域をそれぞれ解析領域として画像処理を行うことが好ましい。

従って、異常を監視するための監視領域と異常の原因を解析するための監視領域とのうち何れか一方に対する画像処理では、対象とする領域も時刻も異なるため、異常の監視と異常の解析とを適切に行うことは難しい。この場合、システムにトラブルが生じた場合の原因の解析に要する時間が長くなり、システムの稼働効率が低下し、状況によっては、システムが稼働停止することがある。一方、異常が生じたときの原因を分析するために必要な全ての領域を画像処理の対象として、定常的に画像処理を実施すると、画像処理の負荷が高くなる。その結果、演算処理の遅延が生じる等といった問題が生じる。特許文献１の技術は、かかる問題を解決するものではない。

本発明は、システムの異常の原因の解析を効率的に行うことを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、監視対象を撮影した時刻が異なる複数の画像のそれぞれにおける第１の領域に対して画像処理を施して、前記監視対象に異常が生じているかを監視する監視手段と、前記異常が生じていることが検出された場合、前記異常を検出した時点よりも前の画像における前記第１の領域とは異なる第２の領域に対して画像処理を施して、前記異常の原因を解析する解析手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、システムの異常の原因の解析を効率的に行うことができる。

システムの全体構成の一例を示す図である。 システム全体の処理の流れを示すフローチャートである。 画像処理装置の一例を示す図である。 フローチャート作成画面の一例を示す図である。 ワークが正常に積載されているときの監視状態の一例を示す図である。 ワークに荷崩れが生じたときの監視状態の一例を示す図である。 動作設定画面の一例を示す図である。 作成済みのフローチャートの例を示す図である。 詳細設定画面の一例を示す図である。 複数のフレームおよび異常検出のイメージを示す図である。 解析処理が実行された結果を示す画面例を示す図である。 監視処理および解析処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、以下の実施の形態に記載されている構成はあくまで例示に過ぎず、本発明の範囲は実施の形態に記載されている構成によって限定されることはない。

以下、本実施形態について、図面を参照して、説明する。図１は、本実施形態のシステムの全体構成の一例を示す図である。図１のシステムは、例えば、生産現場等に設置されるシステムである。図１のシステムは、画像処理装置１０１、カメラ１０２〜１０４、ロボット１０５およびシステム制御装置１１０を含む。システム制御装置１１０は、画像処理装置１０１およびロボット１０５に対して、指示を送信することができる。画像処理装置１０１およびロボット１０５は、システム制御装置１１０から受信した指示に基づいて、動作や停止等を行うことができる。これにより、システム全体が制御される。

画像処理装置１０１は、本実施形態に関わる画像処理の設定や実行等を行う。画像処理装置１０１は、本実施形態の画像処理とは異なる画像処理を行ってもよい。カメラ１０２〜１０４は、それぞれ異なる領域を撮影し、画像を取得する撮像装置である。画像処理装置１０１は、カメラ１０２〜１０４のうち何れかのカメラに内蔵されていてもよいし、システム制御装置１１０に内蔵されていてもよい。画像処理装置１０１、カメラ１０２〜１０４、ロボット１０５およびシステム制御装置１１０は、一体として構成されていてもよい。以下、各装置は、別体で構成されているものとして説明する。また、画像処理装置１０１は、システム制御装置１１０の機能を有していてもよい。この場合、システム制御装置１１０は不要であり、画像処理装置１０１がシステム制御装置１１０の機能を実行する。

ロボット１０５は、該ロボット１０５の動作を制御するロボット制御装置を内蔵する。図１のロボット１０５は、２軸の関節構造を採用したアームと、該アームの先端に装着されたエンドエフェクタとを有している。図１の例では、エンドエフェクタは、把持機構としてのロボットハンドである。アームは１軸の関節構造であってもよいし、３軸以上の多関節構造であってもよい。エンドエフェクタは、物体を吸着する吸着機構であってもよい。エンドエフェクタは、把持機構と吸着機構とが組み合わされたものであってもよい。また、ロボット１０５は、直交ロボット等であってもよい。以上のロボット１０５の各機構は、システム制御装置１１０等の装置からの指示に基づき動作する。

ロボット１０５は、システム制御装置１１０からの指示に基づき動作するものとして説明するが、ロボット１０５は、外部連携システムからの指示で動作してもよいし、予め定められた周期で所定の動作を行ってもよい。また、ロボット１０５は、画像処理装置１０１による画像処理の処理結果に基づいて、動作が制御されてもよい。

カメラ１０２〜１０４は、任意の手順や撮影パラメータで撮像を行い、撮像された画像（画像データ）を画像処理装置１０１に送信する。画像処理装置１０１は、受信した画像に対して画像処理を施し、画像処理の結果を出力する。カメラ１０２〜１０４は、パン・チルトやズーム倍率、焦点距離、絞り、信号増幅率等の各種撮影パラメータを変更することができる。カメラ１０２〜１０４は、画像処理装置１０１からの指示に基づいて、上述した各種の撮影パラメータを変更してもよい。

システム制御装置１１０は、ロボット１０５に指示（制御指示）を送信する。ロボット１０５は、指示を受けて、作業台１０６に載置されているワーク１０７を把持できるように姿勢を変更する。ロボット１０５が所定の姿勢に移動した後、カメラ１０２〜１０４は撮影を行う。画像処理装置１０１は、カメラ１０２〜１０４が撮影した画像を取得する。

カメラ１０２は、主に、作業台１０６に載置されているワーク１０７を撮影する。画像処理装置１０１は、カメラ１０２が撮影した画像に画像処理を施し、作業台１０６に載置されているワーク１０７の位置および姿勢を計測する。画像処理装置１０１は、ワーク１０７の位置および姿勢を計測した後、計測結果をシステム制御装置１１０に返信する。システム制御装置１１０は、返信された計測結果に応じてロボット１０５の把持位置を補正させる処理を行う。システム制御装置１１０は、処理結果をロボット１０５に送信する。ロボット１０５は、受信した処理結果に基づいて、把持位置を補正し、配膳台１０８にワーク１０７を整列して積載する。配膳台１０８は、静止していてもよいし、例えば、ベルトコンベア等により運搬されていてもよい。

カメラ１０３は、主に、ロボット１０５を撮影する。画像処理装置１０１は、カメラ１０３が撮影した画像に画像処理を施し、ロボット１０５の挙動や位置等を検査することができる。カメラ１０４は、主に、配膳台１０８に積載されたワーク１０９を撮影する。ロボット１０５は、作業台１０６に載置されているワーク１０７を取り出し、配膳台１０８に積載させる、所謂ピックアンドプレースを行う。画像処理装置１０１は、ロボット１０５がピックアンドプレースを行う際に、例えば、カメラ１０４が撮影した画像に画像処理を施して、ワーク１０７の種別を判定してもよいし、ワーク１０７に欠陥が生じているか等の品質検査を行ってもよい。また、画像処理装置１０１は、ロボット１０５により配膳台１０８に積載されるワーク１０７の位置を変更してもよい。なお、作業台１０６に載置されているワークをワーク１０７とし、配膳台１０８に積載されているワークをワーク１０９とする。ワーク１０９は、整列して所定の数量が配膳台１０８に積載される。また、画像処理装置１０１は、カメラ１０３の撮影画像を用いて画像処理を行い、ロボット１０５の挙動や位置等を検査したりしてもよい。ワーク１０７、１０９は、監視対象の一例である。監視対象は、ワーク以外であってもよい。

産業用途では、図１に示されるように、ロボット１０５のピックアンドプレースのような繰り返しの動作が行われることが多い。そして、画像処理装置１０１やカメラ１０２〜１０４が、ロボット１０５や搬送装置等の視覚として用いられるような場合、システム全体の動作はシステム制御装置１１０に予め設定される。また、カメラ１０２〜１０４による撮影のタイミングやパラメータ、構図等は、画像処理装置１０１による画像処理が好適に行われるように予め設定される。例えば、図１のように、ロボット１０５が作業するエリア（作業エリア）の近傍に幾つかのカメラが設置されており、各カメラはそれぞれ所定の作業領域を撮影する。カメラ１０２〜１０４は、撮影した画像を常時または随時、画像処理装置１０１に送信する。画像処理装置１０１は、カメラ１０２〜１０４から受信した画像を記憶する。これにより、画像処理装置１０１は、カメラ１０２〜１０４から取得した、撮影時刻が異なる複数の画像を記憶することができる。また、画像処理装置１０１は、必要に応じて、記憶した各画像を参照または削除することができる。

ここで、ロボット１０５に対しては、作業台１０６や配膳台１０８等の座標を教示することができる。画像処理装置１０１は、ロボット１０５が教示点を通過するタイミングや時刻を用いて、画像の取得や画像処理を行うことができる。教示点は、例えば、ロボット１０５やシステム制御装置１１０等に記憶される。また、教示点に対応する撮影パラメータ（露出や撮影角度、ズーム倍率等）、または撮影パラメータの決定方法（固定値利用や自動露出、自動焦点等）が画像処理装置１０１等に記憶されていてもよい。カメラ１０２〜１０４は、教示点に対応する撮影パラメータを用いて、撮影を行ってもよい。

画像処理装置１０１は、画像処理のパラメータや内容等を記憶する。例えば、画像処理装置１０１は、ロボット１０５がワーク１０７を把持するときの画像処理のパラメータや内容等を記憶する。また、画像処理装置１０１は、ロボット１０５がワーク１０７を把持するとき、およびワーク１０７を持ち上げるときの画像処理のパラメータや内容等を記憶する。また、画像処理装置１０１は、ロボット１０５がワーク１０７を作業台１０６から配膳台１０８の上空に移動させているときの画像処理のパラメータや内容等を記憶する。さらに、画像処理装置１０１は、配膳台１０８の空き状況やこぼれ等の作業に関する異常の発生状況を確認するときの画像処理のパラメータや内容等を記憶する。

図２は、システム全体の処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態に係るシステムは、ユーザが画像処理装置１０１を用いて作成したフローチャートに従って動作する。ただし、本実施形態に係るシステムは、画像処理装置１０１以外の所定の装置で、ユーザにより作成されたフローチャートに従って動作してもよい。また、本実施形態に係るシステムの動作は、予め機能別や目的別に定型で用意された組合せ済みのフローチャートを内包したパッケージ機能をユーザがＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インターフェース）上で選択することにより実現されてもよい。また、本実施形態に係るシステムの動作は、パラメータの調整により実現されてもよい。

図２のフローチャートは、ロボット１０５がワーク１０７を作業台１０６から取り出し、配膳台１０８に整列した状態で積載するまでの一連の流れを示す。システムの動作が開始すると、カメラ１０２〜１０４は、撮影を開始する。カメラ１０２〜１０４は、常時または随時、撮影した画像を画像処理装置１０１に送信する。画像処理装置１０１は、受信した画像を記憶する。Ｓ２０２で、システム制御装置１１０は、作業台１０６の上空に移動するようにロボット１０５に指示を出し、ロボット１０５は、受けた指示に基づき、移動する。このとき、例えば、ロボット１０５は、先端の把持機構が、ワーク１０７を把持できるような位置に移動する。

次に、システム制御装置１１０は、画像処理装置１０１に画像処理を指示する。Ｓ２０３で、画像処理装置１０１は、指示に従い、カメラ１０２〜１０４から取得した画像に対して画像処理を施す。画像処理装置１０１は、カメラ１０２から取得した画像に基づいて、ワーク１０７が作業台１０６に載置されているか否か、およびワーク１０７の位置や位相等を測定する。また、画像処理装置１０１は、カメラ１０４から取得した画像に基づいて、ワーク１０９が配膳台１０８に積載されているか否か、およびワーク１０９の位置や位相等を測定する。画像処理装置１０１は、測定結果を、システム制御装置１１０に送信する。これにより、システム制御装置１１０は、作業台１０６や配膳台１０８の近傍における異常の発生状況を検出することができる。

Ｓ２０４で、システム制御装置１１０は、Ｓ２０３で測定された画像処理の結果に基づいて、ロボット１０５を補正制御する。このとき、システム制御装置１１０は、ワーク１０７の上空にロボット１０５を移動させて、ロボットハンド等のエンドエフェクトの回転制御やロボット１０５の動作制限等を行う。また、システム制御装置１１０は、ワーク１０７や作業台１０６の状況を判定し、ロボット１０５の稼働速度の変更や、システムの動作停止等を指示してもよい。

Ｓ２０５で、ロボット１０５は、システム制御装置１１０からの指示に基づき、ロボットハンド等でワーク１０７を把持することが可能な位置に移動する。具体的には、ワーク１０７の上部（直上等）まで、ロボット１０５は移動する。Ｓ２０６で、ロボット１０５は、システム制御装置１１０から受けた指示に基づき、エンドエフェクトとしてのロボットハンドハンドの開閉を制御して、ワーク１０７を把持（ピッキング）する。

次に、Ｓ２０７で、ロボット１０５は、システム制御装置１１０からの指示に基づき、ワーク１０７が配膳台１０８の上空に位置するように、移動する。Ｓ２０８で、画像処理装置１０１は、システム制御装置１１０からの指示に基づき、カメラ１０４から取得した画像に画像処理を施し、配膳台１０８の位置および姿勢を測定する。そして、画像処理装置１０１は、ワーク１０７を設置する配膳台１０８の位置の情報を算出し、算出結果を、システム制御装置１１０に送信する。Ｓ２０９で、ロボット１０５は、システム制御装置１１０からの指示に基づき、配膳台１０８における配膳位置の高さにワーク１０９を積載できるような位置に移動する。このとき、システム制御装置１１０は、ピックアンドプレースの繰り返しの回数や外部から取得した積載個数等に基づいて、配膳位置を決定してもよい。

Ｓ２１０で、ロボット１０５は、システム制御装置１１０からの指示に基づき、ワーク１０９を配膳（プレイス）する。これにより、配膳台１０８にワーク１０９が積載される。Ｓ２１１で、ロボット１０５は、システム制御装置１１０からの指示に基づき、配膳台１０８の上空に移動する。Ｓ２１２で、システム制御装置１１０は、ロボット１０５の作業回数が所定回数に達したかを判定する。システム制御装置１１０は、Ｓ２１２でＮＯと判定した場合、フローをＳ２０２に戻す。一方、システム制御装置１１０は、Ｓ２１２でＹＥＳと判定した場合、図２の処理を終了させる。所定回数は、任意の回数に設定できる。

以上において、カメラ１０２〜１０４や画像処理装置１０１は、ロボット１０５の視覚としてだけでなく、システムの作業状況の監視に用いることができる。例えば、カメラ１０２〜１０４や画像処理装置１０１は、作業台１０６に載置されているワーク１０７や配膳台１０８に積載されているワーク１０９に荷崩れが生じているかを監視する役割を果たすことができる。また、カメラ１０２〜１０４や画像処理装置１０１は、ロボット１０５が作業を行う作業領域（例えば、作業台１０６や配膳台１０８等）の近傍に、ロボット１０５の作業に支障が生じる異常が生じているかを定常的に監視することができる。

次に、画像処理装置１０１について説明する。図３は、画像処理装置１０１の一例を示す図である。画像処理装置１０１は、カメラ１０２〜１０４、表示装置３０１および入力装置３０２に接続されている。表示装置３０１は、画像を表示する陰極管や液晶パネル等である。入力装置３０２は、キーボードやマウス、タッチパネル、入力操作コントローラ、ジェスチャ入力装置等である。表示装置３０１は、ＧＵＩ画面を表示することができ、入力装置３０２により操作を行うことが可能である。表示装置３０１と入力装置３０２とは、例えばタッチパネルディスプレイ等の一体の装置であってもよい。また、表示装置３０１および入力装置３０２は、画像処理装置１０１の一部を構成してもよい。

図３の例では、画像処理装置１０１は、カメラ１０２〜１０４、表示装置３０１および入力装置３０２のそれぞれに対応するインターフェース３０３を有する。図３では、インターフェースは「Ｉ／Ｆ」と表記される。各インターフェース３０３は、各装置との通信に適した規格に準拠するインターフェースであってもよい。例えば、インターフェース３０３は、ネットワークインターフェースやシリアル通信インターフェース等により構成される。

画像処理装置１０１は、制御部３０４および記憶部３０５を有する。各インターフェース３０３と制御部３０４と記憶部３０５とは相互に内部バスで接続される。制御部３０４は、画像処理装置１０１の全体を制御する。また、制御部３０４は、画像処理の演算等を行う演算部としても機能する。制御部３０４は、例えば、ＣＰＵおよび画像処理用のプロセッサを有する。記憶部３０５には、例えばＲＯＭやＲＡＭ、あるいはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発メモリデバイスや、外部記憶装置（ＨＤＤや半導体素子で構成された記憶装置等）が適用され得る。記憶部３０５は、上記の各記憶装置のファイル領域や仮想記憶領域等で構成されてもよい。制御部３０４のＣＰＵが、記憶部３０５に記憶されたプログラムを実行することで、本実施形態の処理が実現される。

データ保存領域３０６は、記憶部３０５の中のＲＡＭ領域や、外部記憶装置のファイル領域や仮想記憶領域等により構成される。データ保存領域３０６は、処理データを一時的に記憶することが可能であり、画像処理の設定パラメータ等を一時的に記憶する。また、記憶部３０５は、本実施形態の画像処理を実施するための画像処理プログラム３０７を記憶する。画像処理プログラム３０７は、入力装置３０２を用いて行われた各種操作に応じて、画像処理の設定変更等を行い、画像処理を実行するためのソフトウェアである。画像処理の設定変更の情報は、記憶部３０５やデータ保存領域３０６に記憶することができ、また削除することもできる。

画像処理プログラム３０７は、各種の機能を実現するソフトウェアにより構成される。画像処理機能３０８は、画像処理を実現する画像処理プログラム３０７の本体の機能である。画像処理機能３０８は、画像処理ライブラリ３０９を用いることができる。画像処理ライブラリ３０９は、例えば、静的または動的にリンクされるライブラリとして実装される。画像処理設定機能３１０は、入力装置３０２等から設定された各種操作に応じて、画像処理プログラム３０７により実現される処理の振る舞いを決定する。

また、画像処理プログラム３０７は、各種のＩ／Ｏ（入出力）ルーチンの機能を含む。外部デバイス制御機能３１１は、外部デバイスを制御する機能である。保存データ生成機能３１２は、保存データを生成する機能である。指示受付機能３１３は、入力装置３０２を用いた操作の内容を受け付けて、操作内容を認識する機能である。記憶制御機能３１４は、記憶部３０５のＲＡＭ領域や制御部３０４のキャッシュ領域等に、一時的にデータを記憶させる機能である。表示画面生成機能３１５は、表示装置３０１に表示させる表示画面を生成する機能である。

画像処理プログラム３０７の各機能は、アプリケーション（ユーティリティ）プログラムや、静的ないし動的にリンクされるライブラリとして構成されたサブルーチンの形態で記憶部３０５に記憶される。これにより、画像処理プログラム３０７の各機能が実装される。画像処理プログラム３０７を実行する制御部３０４は、監視手段、解析手段および表示制御手段に対応する。

画像処理装置１０１は、制御部３０４が画像処理プログラム３０７を実行することにより、例えば、カメラ１０２〜１０４の制御や画像処理等を行う。また、画像処理装置１０１は、入力装置３０２を用いたユーザ操作を受け付け、外部の制御装置（システム制御装置１１０等）から指示を受信する。制御部３０４は、上記のユーザ操作や外部の制御装置からの指示に応じて、画像処理プログラム３０７の各機能やライブラリを呼び出し、演算処理を行う。そして、画像処理装置１０１は、画像処理の結果をシステム制御装置１１０に送信する。また、画像処理装置１０１は、画像処理の結果を、外部記憶装置や記憶部３０５等にログとして蓄積（ロギング）することもできる。また、例えば、画像処理装置１０１の画像処理設定機能３１０は、画面構成に画像処理の結果を重畳した画面を生成し、生成された画面を表示装置３０１に表示してもよい。

次に、画像処理プログラム３０７を構築するためのフローチャート作成画面について説明する。図４は、フローチャート作成画面の一例を示す図である。フローチャート作成画面は、第１の画面に対応する。制御部３０４が、フローチャート作成画面で作成されるフローチャート等により構築される画像処理プログラム３０７を実行することで、図２のＳ２０３やＳ２０８の処理の実行が実現される。フローチャート作成画面は、表示装置３０１に表示される。フローチャート作成画面において、ユーザは、入力装置３０２を用いて、画像処理プログラム３０７が行う処理の内容を自由に設定できる。また、画像処理プログラム３０７は、画像処理装置１０１とは異なる別途の装置により構築されてもよい。この場合、画像処理装置１０１は、別途の装置から画像処理プログラム３０７を取得し、記憶部３０５に記憶する。また、画像処理プログラム３０７は、予め機能別や目的別に定型で用意された組合せ済みのフローチャートを内包したパッケージ機能をユーザがＧＵＩ上で選択することにより実現されてもよいし、パラメータの調整により実現されてもよい。

図４に示されるように、フローチャート作成画面は、主にパーツリスト領域４０１とフローチャート領域４０２とに分かれている。パーツリスト領域４０１は、処理の内容を示す複数の処理パーツを並べたリストを表示する領域である。処理パーツは、処理単位に対応する。処理パーツは、図４の例には限定されない。ユーザは、入力装置３０２としてのマウス等を用いて、パーツリスト領域４０１から処理パーツを選択し、フローチャート領域４０２において、処理パーツを線で結合する操作を行うことができる。例えば、ユーザは、マウスを用いて、マウスポインタ４００Ｐを操作し、処理パーツをフローチャート領域４０２にドラッグアンドドロップする。そして、ユーザは、フローチャート領域４０２の各処理パーツを線で結ぶ操作を行う。これらの操作に基づいて、制御部３０４は、ユーザ操作に基づくフローチャートを作成可能である。

図４のフローチャート領域４０２におけるフローチャートについて説明する。フローチャート領域４０２におけるフローチャートは、ユーザにより作成されるＧＵＩ上のフローチャートである。Ｓ４０４の「受付」は、画像処理装置１０１が、システム制御装置１１０から画像処理の指示を受け付ける処理である。Ｓ４０４の処理パーツは、フローチャート領域４０２に予め初期値として設定されていてもよい。このとき、画像処理のフローチャートが指定されてもよいし、画像処理を実行するためのパラメータや利用する画像データの時刻が指定されてもよい。Ｓ４０５の「画像取得」は、カメラ１０２〜１０４から画像を取得して記憶するための処理である。Ｓ４０５の処理で取得される画像データは、記憶部３０５や外部記憶装置に記憶された画像データのうち、最新の画像データであってもよいし、システム制御装置１１０から指定された時刻（計測時刻）の画像データであってもよい。

Ｓ４０６の「有り無し検査」は、取得された画像データに対してワークの有り無し検査を行うための処理である。ワークの有り無し検査の方法は画像処理ライブラリ３０９により提供される。例えば、ワークの有り無し検査は、輝度情報や色情報等を用いてワークを抽出した後、抽出されたワークの面積に基づいて、行われてもよい。また、ワークの有り無し検査は、濃淡分布や輝度勾配の形状特徴情報を用いたパターンマッチングにより行われてもよい。さらに、ワークの有り無し検査は、輝度勾配が一定以上の画素をエッジ情報として抽出し、抽出されたエッジの位置や重心、傾き等を用いて行われてもよい。

Ｓ４０７の「判定処理」は、Ｓ４０６の「有り無し検査」による処理結果が、作成されるフローチャートの閾値の範囲内に収まるかを判定するための処理である。例えば、Ｓ４０６の「有り無し検査」の処理により、ワークの面積が抽出されたとする。この場合、Ｓ４０７の処理は、抽出されたワークの面積が所定の領域内にどの程度存在するかを判定する処理となる。本実施形態では、Ｓ４０７の「判定処理」の処理結果に基づいて、システムに異常が生じているかが検出される。Ｓ４０８の「結果記録」は、Ｓ４０５およびＳ４０６の処理を実行したときの実行結果およびＳ４０７の処理結果等を記録するための処理である。

例えば、Ｓ４０８の処理が実行されたときに、Ｓ４０４の処理の開始時刻や所定の実行オプションの内容が記憶されてもよい。また、Ｓ４０８の処理が実行されたときに、Ｓ４０５の処理で取得された画像データが記憶されるとともに、該画像データの撮影時刻や画像サイズ、撮影パラメータ等が記憶されてもよい。また、Ｓ４０８の処理が実行されたときに、Ｓ４０６の処理で抽出されたワークの面積や濃淡情報、勾配情報、色情報等が記憶されてもよい。さらに、Ｓ４０８の処理が実行されたときに、Ｓ４０７の処理によるフローチャートの処理結果等が記憶されてもよい。以上の各種データは、データ保存領域３０６やＲＡＭ領域、制御部３０４のキャッシュ領域等に記憶される。

Ｓ４０９の「返信」の処理は、Ｓ４０８の処理が実行されることにより記憶された各種のデータを出力して、フローチャートを終了させるための処理である。Ｓ４０９の処理パーツは、フローチャート領域４０２に予め初期値として設定されていてもよい。Ｓ４０９の処理が実行されると、処理結果を、システム制御装置１１０に出力する処理が実行されてもよいし、データ保存領域３０６に記憶する処理が実行されてもよいし、表示装置３０１に表示する処理が実行されてもよい。データ保存領域３０６や記憶部３０５のＲＡＭ領域、制御部３０４のキャッシュ領域等に記憶された各種データは、参照することもでき、削除することもできる。

従って、ユーザは、パーツリスト領域４０１から所望の処理パーツを選択し、フローチャート領域４０２に追加していくことで、任意のフローチャートを作成することができる。図４の例では、フローチャート領域４０２における各処理パーツ（Ｓ４０４〜Ｓ４０９）により構成されるフローチャート４０３が生成される。つまり、画像処理装置１０１は、ユーザ操作により作成されたフローチャートに基づいて、画像処理プログラム３０７を生成する。これにより、画像処理プログラム３０７の設計の自由度が高くなる。

ここで、ユーザ操作により、図４のフローチャート４０３の各処理パーツのうち何れかの処理パーツが選択されたとする。処理パーツの選択は、例えば、入力装置３０２としてのマウスのダブルクリックにより行われてもよい。制御部３０４は、処理パーツを選択する操作を受け付けると、表示装置３０１に表示している画面を、選択された処理パーツの詳細な処理を設定するための詳細設定画面に遷移させる。詳細設定画面の詳細については後述する。

図４のフローチャート４０３は、ユーザ操作に基づき作成されるフローチャートの一例であり、例えば、「条件分岐」の処理パーツを用いたフローチャートであってもよい。この場合、作成されるフローチャートは、条件に応じて、内容が異なる処理を実行させるフローチャートとなる。図４のフローチャート作成画面は、リストボックス４２１、ＯＫボタン４２２およびクローズボタン４２３を含む。

リストボックス４２１は、新たなフローチャートの追加、または既に作成済みのフローチャートを選択するために設けられている。新たなフローチャートを追加する場合、リストボックス４２１で、新たなフローチャートの名称を入力することができる。図４の例では、リストボックス４２１に対するユーザ操作により、プルダウンメニュー形式でフローチャートの追加または選択が可能である。本実施形態では、フローチャート作成画面で、複数のフローチャートが作成される。作成された複数のフローチャートには、それぞれフローチャートを特定する名称が対応付けられる。例えば、図４の例のフローチャート４０３には、「Ｆｌｏｗ１」という名称が対応付けられている。

ＯＫボタン４２２は、フローチャート領域４０２に表示されているフローチャートを確定するためのボタンである。ＯＫボタン４２２の押下操作を受け付けると、制御部３０４は、フローチャート領域４０２に表示されているフローチャートを生成する。上述したように、フローチャート作成画面で、ユーザ操作に基づき、それぞれ異なる複数のフローチャートが作成される。制御部３０４は、作成された複数のフローチャートに応じた複数のフローチャートを生成する。クローズボタン４１０は、フローチャート作成画面を閉じるためのボタンである。

上述したように、カメラ１０２〜１０４および画像処理装置１０１は、システムの作業状況の監視用途として用いることができる。例えば、カメラ１０２〜１０４および画像処理装置１０１は、作業台１０６に載置されているワーク１０７や配膳台１０８に積載されているワーク１０９に荷崩れが生じていないかを監視する。また、カメラ１０２〜１０４および画像処理装置１０１は、ロボット１０５が、所定の動作から外れた動きをしていないかを監視する。

以下、画像処理プログラム３０７によるシステムの定常的な監視および異常が発生したときの異常の原因の解析処理について説明する。図５は、配膳台１０８にワーク１０９が正常に積載されているときの監視状態の一例を示す図である。カメラ１０４は、配膳台１０８に積載されるワーク１０９を撮影する。カメラ１０４が撮影した画像データ５０１の中で、監視領域５０２が破線で示されている。監視領域５０２は、第１の領域の一例である。ここでは、画像処理装置１０１は、カメラ１０２〜１０４から常時、画像データを取得しているものとする。画像処理装置１０１の制御部３０４は、濃淡情報や輪郭抽出、パターンマッチング等を用い、ワーク１０９が監視領域５０２に侵入しているかに基づいて、ワーク１０９が安定して積載されているかを判定する。

制御部３０４は、処理パーツ４０６の処理と同様に、取得した画像データに対して画像処理を施し、ワークの位置を算出し、算出したワークの位置が監視領域５０２に侵入しているかを判定する。制御部３０４は、算出したワークの位置が監視領域５０２に侵入していると判定した場合、異常が生じていることを検出する。

また、制御部３０４は、監視領域５０２のサイズを、カメラ１０２〜１０４による撮影時刻に応じて変更してもよい。例えば、システムが終日稼働している場合を想定する。日中は、システムの周囲で多くの作業員が作業に従事していることが考えられる。このため、作業員が、監視領域５０２に侵入することがある。この場合、異常が誤検知される。そこで、制御部３０４は、日中の時間（例えば、作業員が作業に従事すると定められている時間）は、監視領域５０２を所定範囲より狭くしてもよい。一方、夜間は、作業員が監視領域５０２に侵入することによる異常の誤検知の可能性が低い。そこで、制御部３０４は夜間の時間（例えば、作業員が作業に従事すると定められている時間以外の時間）は、監視領域５０２を所定範囲より広くしてもよい。制御部３０４は、異常の検知閾値や輪郭検出感度等の画像処理のパラメータも同様に、撮影時刻に応じて変更させてもよい。例えば、日中は環境変動が大きいことが想定されるため、制御部３０４は、検知閾値を狭くすることで、異常検知の感度を下げて、過剰検知を抑制してもよい。また、夜間は環境変動が少ないことが想定されるため、制御部３０４は、検知閾値を広くし、検知感度を上げてもよい。

図６は、配膳台１０８に積載されていたワークに荷崩れが生じたときの監視状態の一例を示す図である。図６の例では、下から２段目のワーク１０９は、荷崩れにより落下しているため、監視領域５０２に侵入している。このとき、図６の例に示されるように、制御部３０４は、カメラ１０４が撮影した画像データに画像処理を施すことで、ワーク１０９が監視領域５０２に侵入していることを検出できる。つまり、制御部３０４は、システムの異常を検出することができる。制御部３０４は、システムの異常を検出したとき、さらに異常の原因解析を行うための画像処理（解析処理）を行う。

次に、異常監視および異常の原因を解析する解析処理について説明する。図７は、異常発生時の動作設定を行うための動作設定画面の一例を示す図である。図７の画面は、第２の画面に対応する。図７の画面（ＧＵＩ）のうち、リストボックス７０１は、カメラ１０２〜１０４のうち何れをライブ映像として表示するかを選択するための選択項目である。図７の例では、リストボックス７０１は、プルダウンメニュー形式で、ライブ映像を表示するカメラを選択することができる。例えば、ユーザが入力装置３０２としてのマウスを操作することで、マウスポインタ７００Ｐにより、リストボックス７０１から何れかのカメラを選択することができる。設定ボタン７０２は、リストボックス７０１で選択されたカメラの映像を、映像表示領域７０３に表示させるボタンである。図７の例では、カメラ１０４のライブ映像が映像表示領域７０３に表示される。

リストボックス７０４は、システムで定期的に実行される監視用の画像処理のフローチャート（第１のフローチャート）を設定するための設定項目である。また、上述したように、図４のフローチャート作成画面で、複数のフローチャートが生成され、複数のフローチャートにはそれぞれ名称が対応付けられて記憶される。リストボックス７０４は、システムに異常が生じているかを監視するためのフローチャートとして、何れかのフローチャートを選択するための選択項目である。例えば、ユーザは、マウスを用いて、リストボックス７０４のプルダウンメニューから、任意の作成済みのフローチャートを選択できる。図７の例では、システムに異常が生じているかを監視するためのフローチャートとして、「Ｆｌｏｗ１」が選択されている例を示す。チェックボックス７０６は、システムの監視を実施するか否かを設定するために設けられている。

タブ７０７は、異常が検出されたときの解析処理の動作を設定するための設定項目である。タブ７０７の枚数は、追加および削除することが可能である。例えば、タブ７０７の枚数を追加または削除する操作が行われると、制御部３０４は、タブ７０７の枚数を追加または削除する制御を行う。タブ７０７の枚数が複数枚である場合、複数枚のタブのそれぞれで、異常が検出されたときの異なる動作を設定することもできる。図７の例では、タブ７０７の枚数は２枚である。

タブ７０７のうち「異常時動作１」のタブは、第１のリストボックス７１０、第２のリストボックス７１１およびチェックボックス７１２を含む。「異常時動作２」も同様の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。タブの数およびリストボックスの数は任意の数であってよい。

第１のリストボックス７１０および第２のリストボックス７１１は、それぞれ、異常が検出されたときの解析処理のフローチャート（第２のフローチャート）を選択するために設けられている。例えば、ユーザは、マウスを用いて、第１のリストボックス７１０および第２のリストボックス７１１から、プルダウンメニュー形式で、複数の作成済みのフローチャートのうち何れかの作成済みのフローチャートを選択することができる。図７の例では、作成済みのフローチャートとして、「Ｆｌｏｗ２」および「Ｆｌｏｗ５」が選択されている。従って、１つの画面（図７のＧＵＩ）で、監視用の画像処理についての第１のフローチャートと異常の原因を解析する画像処理についての複数の第２のフローチャートとを関連付けて設定可能である。

制御部３０４は、解析処理を行うときには、「Ｆｌｏｗ２」および「Ｆｌｏｗ５」のフローチャートに基づいて、画像処理プログラム３０７を実行する。制御部３０４は、「Ｆｌｏｗ２」と「Ｆｌｏｗ５」とを並列に処理してもよいし、逐次的に処理してもよい。チェックボックス７１２は、異常が検出されたときに、システムを停止するか否かを設定するために設けられている。チェックボックス７１２にチェックが入っているときには、システムの停止を伴い、チェックが入っていなければ、システムの停止は伴わない。

制御部３０４は、異常の発生度合いに応じて、「Ｆｌｏｗ２」と「Ｆｌｏｗ５」との実行の優先度を異ならせてもよいし、タブの切り替えを行ってもよい。例えば、タブ７０７のうち「異常時動作１」のタブでは、チェックボックス７１２にチェックが入っており、「異常時動作２」のタブでは、チェックボックス７１２にチェックが入っていないとする。この場合、制御部３０４は、「Ｆｌｏｗ１」に基づいて検出された異常の度合いが所定度合いより小さければ、システムの停止を伴わない「Ｆｌｏｗ５」のフローチャートを優先的に実行する。この場合、システムは稼働状態を維持できる。

また、「Ｆｌｏｗ１」のフローチャートに基づいて、制御部３０４が、画像データの中のワークの面積を抽出したとする。このとき、検出されたワークの面積が所定面積より小さく、変化率が所定率より低く推移している場合、ワークの積載状態は安定していると想定される。この場合、ワークの種別が異なっている可能性が高いため、制御部３０４は、ワークの種別を検査するためのフローチャートを、解析処理として優先的に実行してもよい。一方、検出されたワークの面積が所定面積以上であり、変化率が所定率以上で推移している場合、制御部３０４は、ワークに荷崩れが生じていると判定する。この場合、制御部３０４は、ワークの傾きを検査するフローチャートを、解析処理として優先的に実行してもよい。つまり、制御部３０４は、「Ｆｌｏｗ１」のフローチャートを実行した結果に応じて、「Ｆｌｏｗ２」のフローチャートと「Ｆｌｏｗ５」のフローチャートとの何れを優先的に実行するかを設定する。

図７のＧＵＩのうち、テスト実行ボタン７１３は、システムの監視動作および異常発生時の動作をテスト実行するためのボタンである。オンラインボタン７１４は、システムの監視動作の動作および異常発生時の動作を、オンラインで外部装置からの指示を受けるまで待機する状態に切り替えるためのボタンである。ログ表示領域７１５は、システムの監視動作中に、システムに発生した異常等の事象に関する情報をログとして表示するための領域である。

図８は、作成済みのフローチャートの例を示す図である。図８では、図７で選択される「Ｆｌｏｗ１」、「Ｆｌｏｗ２」および「Ｆｌｏｗ５」の３つのフローチャートが示されている。図８（Ａ）の「Ｆｌｏｗ１」は、システムを監視して異常を検出するためのフローチャートである。Ｓ８０１〜Ｓ８０６の各処理は、図４で示したＳ４０４〜Ｓ４０９の各処理と同様である。

図８（Ｂ）の「Ｆｌｏｗ２」は、ワークの種別検査を行う解析処理のフローチャートである。Ｓ８１１の「受付」の処理は、図４のＳ４０４の処理と同様である。ただし、「Ｆｌｏｗ２」は、異常発生時に処理を受け付けるフローチャートである。従って、制御部３０４は、「Ｆｌｏｗ２」のフローチャートのＳ８１１の処理を実行したとき、前段の「Ｆｌｏｗ１」のフローチャートに基づく画像処理結果としての数値情報や位置情報、判定時刻等の情報を併せて出力してもよい。また、制御部３０４は、例えば、各情報をシステム制御装置１１０等に出力してもよい。

Ｓ８１２は、図４のパーツリスト領域４０１に含まれる「判定変化検出」の処理である。ここで、制御部３０４は、フローチャートの所定の判定値が一定量変化したときの時刻を、システムに異常が発生した時刻として認識する。所定の判定値が一定量変化したときの時刻は、所定の判定値が一定量変化し始めた時刻であってもよい。この場合、システムに異常が発生した時刻は、システムに異常が発生し始めた時刻となる。判定値は、データ保存領域３０６等に蓄積される。制御部３０４は、Ｓ８１２の処理を実行するとき、蓄積された判定値のデータを参照して、判定値が一定量変化したかを判定してもよい。Ｓ８１２の判定を行うための閾値は任意に設定可能であってもよいし、外部装置から取得されてもよい。また、Ｓ８１２の判定を行うための閾値は、蓄積された判定値のデータに対する統計的な解析により動的に変化してもよい。

Ｓ８１３は、「画像取得」の処理である。制御部３０４は、Ｓ８１３の処理を実行するとき、画像処理を施す対象の画像を取得する。このとき、制御部３０４は、Ｓ８１２の処理で検出された時刻（システムに異常が発生した時刻）の画像データを取得する。これにより、制御部３０４は、「Ｆｌｏｗ１」フローチャートを実行したことにより異常が検出された時点よりも前の時点の画像データを、異常が発生した時刻の画像データとして取得できる。

Ｓ８１４は、図４のパーツリスト領域４０１に含まれる「データコード読取」の処理である。制御部３０４は、Ｓ８１４の処理を実行するとき、取得した画像データに画像処理を施すことで、ワークのデータコードを読み取る。データコードは、例えば、一次元コードや二次元コード、文字と図形との組合せパターンに基づいたデータである。データコード読取の方法は、画像処理ライブラリ３０９により提供され得る。例えば、制御部３０４は、輝度情報や色情報等を用いてデータコードを抽出した後、データコードの読取処理を行ってもよい。データコードは、ワークに貼り付けされてもよいし、ワークに刻印されてもよい。

Ｓ８１５は、「判定処理」である。制御部３０４は、Ｓ８１５の処理を実行するとき、Ｓ８１４の処理で読み取られたデータコードが、データ保存領域３０６や記憶部３０５のＲＡＭ領域等に記憶されている辞書データやワーク種別に該当するかを判定する。制御部３０４は、読み取られたデータコードが、予め記憶されている辞書データやワーク種別に該当しない場合、Ｓ８１５の判定処理が異常であると認識する。制御部３０４は、Ｓ８１４の処理でデータコードの読み取りに失敗した場合も、同様に、Ｓ８１５の判定処理が異常であると認識する。Ｓ８１６の処理は、図４のＳ４１２の処理と同様であり、Ｓ８１７の処理は、図４のＳ４０７の処理と同様である。

図８（Ｃ）の「Ｆｌｏｗ５」は、ワークの傾き検査を行う解析処理のフローチャートである。図８（Ｃ）のＳ８１２〜Ｓ８２７の各処理のうち、Ｓ８２４の処理が図８（Ｂ）の「Ｆｌｏｗ２」と異なる。Ｓ８２４以外の各処理は、図８（Ｂ）の「Ｆｌｏｗ２」と同様である。ただし、Ｓ８２２の「判定変化検出」の処理は、図８（Ｂ）の「Ｆｌｏｗ２」のＳ８１２と同じ処理であってもよいが、異なる処理であってもよい。例えば、Ｓ８２２の「判定変化検出」の処理は、蓄積された判定値のデータを一定の区間内で直線または曲線に近似し、直線または曲線の傾きが一定量を超えた時刻をシステムに異常が発生した時刻として検出する処理であってもよい。Ｓ８２２の「判定変化検出」の処理は、蓄積された判定値のデータを統計処理して、データの振れ幅を標準偏差等で算出し、振れ幅の値を基準値として、基準値から一定量乖離したときの時刻を異常の発生時刻として検出する処理であってもよい。

Ｓ８２４は、図４のパーツリスト領域４０１に含まれる「傾き検査」の処理である。傾き検査の方法は、画像処理ライブラリ３０９により提供され得る。制御部３０４は、Ｓ８２４の処理を実行するとき、例えば画像の強度勾配を抽出し、抽出した強度勾配の近似直線を用いて、傾き計算を行ってもよい。また、制御部３０４は、Ｓ８２４の処理を実行するとき、予め定義された特徴情報に基づいてパターンマッチング等を行い、パターンマッチングの結果であるマッチング情報を用いて傾きを計算してもよい。

次に、詳細設定画面について説明する。図９は、有り無し検査の処理についての詳細設定画面の一例を示す図である。詳細設定画面は、第３の画面に対応する。詳細設定画面は、パーツリスト領域４０１の各処理パーツのそれぞれの設定を行うための画面である。また、詳細設定画面は、設定可能な項目に応じて、動的に生成されてもよい。図９の詳細設定画面は、濃淡情報を用いた画像処理方法により、ワークの位置および姿勢を算出して、ワークの有り無し検査を行うためのＧＵＩである。図９の詳細設定画面では、対応する処理パーツの処理が対象とする処理領域を設定することができる。図９の例では、ワークの有り無し検査を行う領域が処理領域である。

例えば、Ｓ８１４の「データコード読取」の処理についても、処理領域は設定される。この場合、配膳台１０８におけるワークの積載予定の領域を中心に処理領域が設定される。また、例えば、Ｓ８２４の「傾き検査」の処理についても処理領域は設定される。傾き検査の対象となる領域は、配膳台１０８に積載された下から２段目以降のワークであるため、処理領域は、配膳台１０８に積載された下から２段目を中心に設定される。処理領域の設定は、上述した例には限定されない。Ｓ８１４の「データコード読取」の処理が対象とする処理領域とＳ８２４の「傾き検査」の処理が対象とする処理領域は、両者とも、監視領域５０２と異なる。

図９の詳細設定画面のうち選択項目９０１は、画像を選択するためのリスト項目である。ユーザが、マウスを用いて選択項目９０１を押下すると、制御部３０４は、記憶部３０５に記憶されている画像のファイル名および「カメラ画像」の文字列をリスト形式で表示装置３０１に表示させる。画像のフィル名は、画像を特定する情報であるが、画像を特定する情報はファイル名以外であってもよい。

ユーザが、表示されたリストから、任意の画像のファイル名を選択する操作を行うと、制御部３０４は、選択ファイル名に対応する画像を設定用画像として登録する。図９の例では、「マスター画像」というファイル名の画像が設定用画像として選択されている。設定項目９０２は、撮影を行うカメラを特定するための項目である。図９の例では、カメラ１０４による撮影が行われることが示されている。

画像表示領域９０７には、設定用画像が表示される。図９の詳細設定画面において、設定項目９０３は、領域の形状を設定するための項目である。設定項目９０３では、矩形や円、楕円、円環等の形状を領域の形状として選択することができる。図９の例では、プルダウンメニューで表示されるリスト形式により選択肢が提示され、ユーザ操作に基づいて、領域の形状が設定される。領域の形状は、上記の形状の組み合わせであってもよいし、所定の領域が加算または除外されてもよい。また、領域の形状は、ユーザが、マウスを用いて描くことにより、自由な領域の形状が設定されてもよい。

図９は、矩形領域９０７Ａ〜９０７Ｃの設定例を示す。矩形領域９０７Ａ〜９０７Ｃは、上述した監視領域５０２と同じ領域である。図９に示されるように、矩形領域９０７Ａと矩形領域９０７Ｃとは同じ高さを有しており、矩形領域９０７Ｂは矩形領域９０７Ａと矩形領域９０７Ｃとを接続する領域である。設定項目９０４は、設定用画像（画像データ）のｘｙ座標系における１つの矩形領域を設定するための項目である。設定項目９０４では、矩形領域の左上のｘ座標並びにｙ座標、および右下のｘ座標並びにｙ座標に数値を入力することができる。ユーザが、各座標に数値を入力する操作を行うと、入力された数値に基づいて、１つの矩形領域が設定される。ここでは、画像データの左上を原点とし、水平方向をx軸、垂直方向をy軸とする画像座標系が適用される。

設定項目９０４の座標の指定は、数値の入力ではなく、カウントアップボタンとカウントダウンボタンとに対する押下操作により座標の指定が調整されてもよい。１つの矩形領域が設定されると、制御部３０４は、画像表示領域９０７に表示されている設定用画像の画像データに、設定された矩形領域を重畳表示する。これにより、ユーザは画像表示領域９０７の設定用画像を視認しながら、矩形領域９０７Ａ〜９０７Ｃを設定することができる。

次に、ワークの有り無し検査の設定について説明する。設定項目９０５は、検査方法を設定するための項目である。図９の例では、ワークの有り無しの検査は、「面積」に基づいて、行われることを示す。例えば、矩形領域９０７Ａ〜９０７Ｃにより凹状の中の区画が形成される。制御部３０４は、画像表示領域９０７に表示されている画像データに画像処理を施すことで、ワークの面積を検出することができる。設定項目９０６は、上記の区画内にワークがあるか否かを検査するための検出閾値を設定するための項目である。検出閾値は、面積の絶対値であってもよいし、区画内に占めるワークの面積の割合であってもよい。画像処理によるワークの面積は、例えば、特定の濃淡範囲や色濃度範囲に収まっている画素の面積に基づいて検出されてもよい。また、設定項目９１１は、変化を検出するための閾値を設定するための項目である。設定項目９１１の詳細は、後述する。

テスト実行ボタン９０８は、テスト撮影を実行するためのボタンである。ユーザにより、テスト実行ボタン９０８を押下する操作がされると、制御部３０４は、設定項目９０２で登録されているカメラ１０４による撮影を行わせる。設定項目９０２の使用カメラは、予め登録されていてもよいし、切り替えることもできる。画像処理装置１０１がカメラ１０４により撮影された画像を取得すると、制御部３０４は、矩形領域９０７Ａ〜９０７Ｃにより形成される区画の内部のワークを検出する。これにより、制御部３０４は、区画内のワークの面積が検出閾値以上であるかに基づいて、ワークの有り無し検査を行うことができる。

ＯＫボタン９０９は、上述した各種設定を保存するためのボタンである。ユーザによりＯＫボタン９０９を押下する操作がされると、制御部３０４は、各設定項目で設定された情報を、画像処理プログラム３０７と関連付けて、記憶部３０５に記憶する。制御部３０４は、画像処理プログラム３０７の実行時や再度の設定時に、記憶部３０５に記憶された各設定項目の情報を読み出す。キャンセルボタン９１０は、各設定項目の情報を破棄するためのボタンである。ユーザによりキャンセルボタン９１０が押下されると、制御部３０４は、各設定項目で設定された情報を破棄する。

上述したように、制御部３０４は、フローチャート作成画面で作成された内容に基づいて、複数のフローチャートを生成する。また、制御部３０４は、動作設定画面において設定された内容に基づいて、システムに異常が生じているかを監視するフローチャート、およびシステムに異常が生じていることが検出された場合に実行される複数のフローチャートを生成する。そして、制御部３０４は、上述した各種のフローチャートにより構築される画像処理プログラム３０７を生成する。そして、制御部３０４は、画像処理プログラム３０７を実行することで、異常検出の監視処理および異常の原因を解析する解析処理を行う。

次に、システムに異常が生じているかの監視について説明する。図１０は、複数のフレームおよび異常検出のイメージを示す図である。図１０のフレーム１〜６は、カメラ１０４により撮影されたフレーム（画像データ）である。図１０は、上述した「Ｆｌｏｗ１」のフローチャートに基づいて、異常検出が行われる例を示す。フレーム数は６つには限定されない。各フレームは記憶部３０５等に記憶される。各フレームにおける破線で示される領域は、上述した監視領域５０２である。監視領域５０２は、図９の矩形領域９０７Ａ〜９０７Ｃにより形成される。

フレーム１は、ロボット１０５のエンドエフェクタにより、ワークが配膳台１０８に積載される状況を示している。制御部３０４は、「Ｆｌｏｗ１」のフローチャートを実行しており、Ｓ４０７の処理を実行することにより、監視領域５０２に侵入しているワークの面積を抽出する。ここで、図９の例では、検出閾値が「１００」と設定されている。フレーム１では、監視領域５０２に侵入しているワークの面積は「０」である。従って、制御部３０４は、監視領域５０２に侵入しているワークの面積は検出閾値以下であるため、システムは正常であると判定する。

フレーム２〜５では、ロボット１０５のエンドエフェクタは退避している。制御部３０４は、「Ｆｌｏｗ１」のフローチャートを実行することで、システムに異常が生じているかを判定する。ここで、配膳台１０８に積載された下から２段目のワークの積載位置が適正でなかったか、または傾きが生じていたとする。これにより、フレーム２以降、監視領域５０２に侵入しているワーク（下から２段目のワーク）の面積が徐々に大きくなる。フレーム６では、監視領域５０２に侵入しているワークの面積は「１１０」である。従って、制御部３０４は、監視領域５０２に侵入しているワークの面積が、検出閾値以上となったため、システムの異常を検出する。

ここで、制御部３０４は、「Ｆｌｏｗ１」のフローチャートを実行することで、フレーム６で異常を検出する。しかし、異常が発生した時刻は、フレーム６よりも前の時刻であることが考えられる。このため、異常の原因を解析するためには、「Ｆｌｏｗ１」のフローチャートを実行することで異常が検出された時刻よりも前の時刻の画像を対象として、解析処理が行われることが好ましい。

図８の「Ｆｌｏｗ２」のＳ８１２および「Ｆｌｏｗ５」のＳ８２２は、判定変化検出の処理である。図９の設定項目９１１では、判定値の変化量の閾値が「１０」に設定されている。この場合、制御部３０４は、前後のフレームで、監視領域５０２に侵入しているワークの面積の変化量が、変化量の閾値「１０」以上になった時点を、変化点（異常が発生した時刻）として検出する。図１０の例では、フレーム３の時点で、監視領域５０２に侵入しているワークの面積の変化量は「１３」であり、変化量の閾値以上となっている。この場合、制御部３０４は、フレーム３で、システムに異常がしたことを検出する。

制御部３０４は、「Ｆｌｏｗ１」のフローチャートの処理を実行する対象のフレームを間引いでもよい。例えば、制御部３０４は、奇数番目のフレームを間引き、偶数番目のフレームに対してだけ「Ｆｌｏｗ１」のフローチャートの処理を実行してもよい。これにより、処理負荷の軽減が図られる。また、制御部３０４は、判定結果の変化を検出する処理を実行するときに、フレームを間引いてもよい。例えば、奇数番目のフレームが間引かれた場合、制御部３０４は、偶数番目のフレームの変化量が、変化量の閾値以上となったフレームの時点でシステムに異常が生じ始めたことを検出してもよい。この場合、制御部３０４は、フレーム４の時点でシステムに異常が生じ始めたことを検出する。また、制御部３０４は、フレームを間引いて、システムに異常が生じ始めたことを検出した場合、間引かれた未処理の奇数番目のフレームに対しても、「Ｆｌｏｗ１」のフローチャートの処理を実行してもよい。この場合、制御部３０４は、フレーム３の時点でシステムに異常が生じ始めたことを検出する。つまり、制御部３０４がシステムに異常が生じ生じ始めたことを検出した後に、未処理のフレームに対して「Ｆｌｏｗ１」のフローチャートの処理を実行する。このため、処理負荷の軽減が図られるとともに、詳細な異常検出を行うことができる。

上述したように、異常が検出されると、制御部３０４は、検出された異常の原因を解析する解析処理「Ｆｌｏｗ２」および「Ｆｌｏｗ５」のフローチャートを実行する。図１１は、解析処理が実行された結果を示す画面例を示す図である。ここでは、制御部３０４は、フレーム３の時点で、システムに異常が生じ始めたことを検出したとする。図１１（Ａ）の結果表示画面１１０１は、制御部３０４が「Ｆｌｏｗ２」のフローチャートを実行したときに表示装置３０１に表示される画面である。図１１（Ｂ）の結果表示画面１１１１は、制御部３０４が「Ｆｌｏｗ５」のフローチャートを実行したときに表示装置３０１に表示される画面である。

制御部３０４は、異常が生じ始めたことを検出したときに、結果表示画面１１０１、１１１１を表示させてもよい。また、制御部３０４は、運転画面の特定のボタンやフローチャートの部品等が押下されたことに応じて、結果表示画面１１０１、１１１１を表示させてもよい。最初に、結果表示画面１１０１について説明する。結果表示画面１１０１は、選択項目１１０２を含む。選択項目１１０２は、フローチャートを切り替えるための項目である。図１１の例では、プルダウンメニュー形式で、フローチャートを切り替え可能である。つまり、結果表示画面１１０１と結果表示画面１１１１とは切り替え可能である。

図１１（Ａ）では、「Ｆｌｏｗ２」が選択されているため、結果表示画面１１０１には、「Ｆｌｏｗ２」のフローチャートを実行した結果が表示される。画像表示領域１１０３は、フレームを表示する領域である。図１１（Ａ）の例では、フレーム３が表示されている。画像表示領域１１０３における一点鎖線で示される領域１１０４は、処理領域である。該処理領域は、ワークの積載作業を行う領域に設定されている。つまり、監視領域５０２とは異なる領域である。「Ｆｌｏｗ２」のフローチャートは、Ｓ８１４の「データコード読取」の処理を含む。制御部３０４は、「データコード読取」の処理を実行することで、データコードの読取結果１１０５、１１０６を結果表示画面１１０１に表示させる。このとき、制御部３０４は、検出されたデータコードを予め登録したデータと照会して登録品をカウントして、カウントした結果１１０７を画像表示領域１１０３に表示させてもよい。例えば、未登録品が混入した場合には、ワークのサイズや重量も異なる可能性があり、荷崩れを生じる原因ともなり得る。制御部３０４は、「Ｆｌｏｗ２」のフローチャートを実行することで解析処理を行い、図１１（Ａ）のような異常の原因を表示することができる。

図１１（Ｂ）では、「Ｆｌｏｗ５」が選択されているため、結果表示画面１１１１には、「Ｆｌｏｗ５」のフローチャートを実行した結果が表示される。図１１（Ａ）と同様の箇所の説明は省略する。画像表示領域１１１３における二点鎖線で示される領域１１１４は、処理領域である。該処理領域は、配膳台１０８に積載された複数のワークのうち下から２段目以降位置に設定されている。領域１１１４は、監視領域５０２とは異なる領域である。「Ｆｌｏｗ５」のフローチャートは、Ｓ８２４の「傾き検査」の処理を含む。制御部３０４は、「傾き検査」の処理を実行することで、結果表示画面１１１１に、ワークの傾きの検出結果を数値で表示させる。このとき、制御部３０４は、検出された傾きが予め登録された傾きの許容値の範囲内であるかに基づいて、傾きが発生しているかを判定してもよい。例えば、ロボット１０５によるワークの把持やロボット１０５の制御動作が不安定であるか、または精度が低い場合、配膳台１０８に積載されるワークが不安定になる可能性があり、荷崩れや衝突、落下等を生じ得る。制御部３０４は、「Ｆｌｏｗ５」のフローチャートを実行することで解析処理を行い、図１１（Ｂ）のような異常の原因を表示することができる。

また、制御部３０４は、異常が検出されたフレーム３だけではなく、フレーム３の前後の複数枚のフレームに対して、上述した解析処理を行ってもよい。これにより、異常の発生傾向を解析することができる。

次に、監視処理および解析処理の全体的な処理の流れについて説明する。図１２は、監視処理および解析処理の流れを示すフローチャートである。制御部３０４は、上述したフローチャート作成画面、動作設定画面および詳細設定画面で設定された内容に基づいて、各フローチャートを生成する。制御部３０４は、各フローチャートにより構築される画像処理プログラム３０７を生成し、記憶部３０５に記憶する。

そして、Ｓ１２０１で、制御部３０４は、記憶部３０５から画像処理プログラム３０７を読み出して実行する。Ｓ１２０２で、制御部３０４は、記憶部３０５から各画像を取得する。Ｓ１２０３で、制御部３０４は、上述した「Ｆｌｏｗ１」のフローチャートを実行して、システムに異常が生じていないかを監視する。Ｓ１２０４で、制御部３０４は、異常が検出されたかを判定する。制御部３０４は、Ｓ１２０４でＹＥＳと判定した場合、処理をＳ１２０５に進める。Ｓ１２０５で、制御部３０４は、異常の原因を解析する。このとき、制御部３０４は、例えば、上述した「Ｆｌｏｗ２」および「Ｆｌｏｗ５」のフローチャートを実行して、異常の原因を解析する。制御部３０４は、Ｓ１２０４でＮＯと判定した場合、フローをＳ１２０６に進める。Ｓ１２０６で、制御部３０４は、図１１（Ａ）または（Ｂ）のような結果表示画面を表示する。そして、Ｓ１２０７で、制御部３０４は、図１２の処理を終了させるかを判定する。制御部３０４は、例えば、所定の終了条件を満たしたときに、処理を終了させると判定してもよい。制御部３０４は、Ｓ１２０７でＮＯと判定した場合、フローをＳ１２０２に戻す。制御部３０４は、Ｓ１２０７でＹＥＳと判定した場合、図１２の処理を終了させる。

上述したように、本実施形態では、画像処理装置は、システムの動作中には特定の画像領域において画像処理を施すことで、システムの状況を定常的に監視する。そして、画像処理装置は、異常が検出された場合には、異常が発生した時刻に遡った画像データにおける別の画像領域に対して画像処理を施す。これにより、異常が発生した原因を高い精度で解析することができる。また、異常を監視するためのフローチャートと、異常の原因を解析するフローチャートとは、関連付けられる。これにより、異常の監視を常時行うことができるとともに、異常が検出された場合に限定して、複雑な解析処理を複数実施することができるため、定常的なシステムの処理負荷が軽減される。また、異常が発生したときのタイミングの前後の画像を素早く参照することができ、後の対応策を素早く実施することが可能になる。さらに、検知内容や検知時刻に応じて、何れの解析処理を優先するかを設定できる。これにより、データの記憶容量が小さい画像処理装置でも、より重要と設定された検出内容から異常の原因を解析できる。従って、本実施形態では、システムの異常の原因の解析を効率的に行うことができる。このため、ユーザは、効率的にシステムの復旧やメンテナンスを行うこともできる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した各実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。本発明は、上述の各実施の形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークや記憶媒体を介してシステムや装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータの１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行する処理でも実現可能である。また、本発明は、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０１ 画像処理装置
１０２〜１０４ カメラ
１０５ ロボット
１０７、１０９ ワーク
１１０ システム制御装置
３０４ 制御部
３０５ 記憶部
３０７ 画像処理プログラム

Claims (16)

1. 監視対象を撮影した時刻が異なる複数の画像のそれぞれにおける第１の領域に対して画像処理を施して、前記監視対象に異常が生じているかを監視する監視手段と、
   前記異常が生じていることが検出された場合、前記異常を検出した時点よりも前の画像における前記第１の領域とは異なる第２の領域に対して画像処理を施して、前記異常の原因を解析する解析手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記監視対象を撮影した時刻に応じて、前記第１の領域のサイズが変更されることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記監視対象を撮影した時刻に応じて、前記第１の領域に対する画像処理のパラメータが変更されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記監視対象に異常が生じているかを監視する画像処理についての第１のフローチャートと、前記異常の原因を解析する画像処理についての複数の第２のフローチャートとは、ユーザ操作により作成可能であることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記複数の第２のフローチャートのうち、システムの停止を伴わない第２のフローチャートが優先的に実行されることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記第１のフローチャートを実行した結果に応じて、前記複数の第２のフローチャートのうち優先的に実行する第２のフローチャートが設定されることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
7. 前記第１のフローチャートと前記複数の第２のフローチャートとは、１つの画面で関連付けて設定可能であることを特徴とする請求項４乃至６のうち何れか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記複数の第２のフローチャートのそれぞれを実行した結果を示す画面は切り替え可能であることを特徴とする請求項４乃至７のうち何れか１項に記載の画像処理装置。
9. 前記監視手段は、前記異常が生じているかを判定する判定値が一定量変化したときの時刻の画像を、前記異常を検出した時点よりも前の画像として取得することを特徴とする請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の画像処理装置。
10. 前記監視手段は、前記複数の画像を間引いて取得することを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
11. 前記監視対象は、ロボットが作業するワークであることを特徴とする請求項１乃至１０のうち何れか１項に記載の画像処理装置。
12. それぞれ異なる複数のフローチャートを作成する第１の画面と、前記複数のフローチャートから異常の監視を行う画像処理についての第１のフローチャートおよび前記異常の原因を解析する画像処理についての複数の第２のフローチャートを設定する第２の画面とを表示装置に表示させる制御を行う表示制御手段、を備えることを特徴とする画像処理装置。
13. 前記第１のフローチャートは、監視対象を撮影した時刻が異なる複数の画像のそれぞれにおける第１の領域に対して画像処理を施して前記監視対象に異常が生じているかを監視するフローチャートであり、
    前記第２のフローチャートは、前記異常が生じていることが検出された場合、前記異常が時点よりも前の画像における前記第１の領域とは異なる第２の領域に対して画像処理を施して、前記異常の原因を解析するフローチャートであることを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
14. 前記表示制御手段は、前記複数のフローチャートのそれぞれについて、対応するフローチャートの各処理の設定を行う第３の画面を前記表示装置に表示させる請求項１２または１３に記載の画像処理装置。
15. 監視対象を撮影した時刻が異なる複数の画像のそれぞれにおける第１の領域に対して画像処理を施して、前記監視対象に異常が生じているかを監視する工程と、
    前記異常が生じていることが検出された場合、前記異常を検出した時点よりも前の画像における前記第１の領域とは異なる第２の領域に対して画像処理を施して、前記異常の原因を解析する工程と、
    を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。
16. 請求項１乃至１４のうち何れか１項に記載の画像処理装置の各手段をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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