JP3147683B2 - 自動車の車輪装着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の組立ラインに
おいて車体側のブレーキディスクあるいはブレーキドラ
ムに対し車輪を自動的に装着する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車輪装着作業の自動化を実現す
るにあたり、ブレーキディスクやブレーキドラム等のブ
レーキ回転要素側の取付ボルト（ハブボルト）の位相と
車輪側のボルト穴の位相とを一致させることが重要であ
り、そのために図９に示すようなシステムが採用されて
いる（例えば、特開平１−１４５２８７号公報および特
開平１−１４５２８８号公報参照）。

【０００３】図９では、車輪取付ロボット１により車輪
２を取り付けるのに先立って、光源３からの照明光が斜
め下方から照射された車体４側のブレーキ回転要素５を
ＣＣＤカメラ等の一対の視覚センサ６，７によりステレ
オビジョン方式で撮像して、その画像を視覚認識装置８
に取り込む一方、視覚認識装置８では図１０に示すよう
に画像上の複数の取付ボルト９の二次元位置を認識した
上で、その二次元位置情報と視覚センサ６，７そのもの
の位置情報とをもとにいわゆるステレオ立体演算を行う
ことにより各取付ボルト９の三次元位置を算出するもの
である。そして、その取付ボルト９の三次元位置情報と
予め設定されている取付ボルトの基準位置情報とを比較
することにより取付ボルト９のずれ量が求められ、この
ずれ量を位置補正データとして図示外のロボット制御装
置に転送する。

【０００４】その結果、ロボット制御装置側には、ハン
ド１０で把持している車輪２をブレーキ回転要素５に装
着するのに必要な軌跡データが予め教示されて記憶され
ていることから、この教示データが前記位置補正データ
に応じて補正され、車輪２をブレーキ回転要素５に装着
する際にはそのブレーキ回転要素５側の取付ボルト９と
車輪２側のボルト穴とがスムーズに合致することにな
る。

【０００５】なお、前記ハンド１０には図示しないナッ
トランナーが付設されており、ブレーキ回転要素５に嵌
め合わされた車輪２はそのナットランナーによりナット
の締め付けが施されてブレーキ回転要素５に堅固に固定
される。また、図９中の１１，１２は各視覚センサ６，
７がとらえた画像をモニタリングするＣＲＴディスプレ
イである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の装
置においては、画像処理による取付ボルト９の認識にあ
たって、取付ボルト９の画像のうち照明光の照射に伴う
輝線の中心（重心）位置Ｐを取付ボルト９の位置として
検出しているものであるから、特に前輪の場合には、ハ
ンドル切れ角（アクスル切れ角）すなわち車体４を上か
ら見た場合のブレーキ回転要素５の前後方向での傾きに
応じてブレーキ回転要素５のハブ面５ａおよび取付ボル
ト９での反射状態が変化し、視覚センサ６，７から取り
込んだ画像が暗くなったり明るくなったりすることにな
る。そのために、視覚認識装置８側で取付ボルト９の位
置を正確に認識できないことがある。

【０００７】加えて、ブレーキ回転要素５および取付ボ
ルト９のなかには車種，仕様に応じて黒色塗装が施され
ているものや機械加工されたままのものなど光の反射特
性が異なるものが数種類存在しており、このような特性
が異なるブレーキ回転要素５をもつ車体４が同一の組立
ライン上を混在して流れるため、上記と同様に取付ボル
ト９の位置を正確に認識できないことがある。

【０００８】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、ブレーキ回転要素の傾きや色等の光反射特
性の違いにかかわらず取付ボルトの位置を正確に認識で
きるようにした構造を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、車輪取付対象となるブレーキ回転要素を撮像する一
対の視覚センサと、前記視覚センサにより得られたブレ
ーキ回転要素の画像からブレーキ回転要素のハブ面上に
おける複数の取付ボルトの二次元位置を算出した上で、
その二次元位置情報と前記視覚センサそのものの位置情
報とに基づいて前記複数の取付ボルトの三次元位置を算
出する視覚認識装置と、前記視覚認識装置により得られ
た取付ボルトの三次元位置情報に基づいて、予めハンド
に支持されている車輪をブレーキ回転要素に装着する車
輪取付ロボットとを備えている。

【００１０】そして、前記視覚認識装置は、前記視覚セ
ンサがとらえた画像のハブ面と取付ボルトとの濃度差に
応じ、取付ボルト位置として認識すべき認識点として取
付ボルト画像の根元部，中心部および先端部のうちのい
ずれかを選択する検出点選択手段と、前記検出点選択手
段からの選択指令に応じて該当する部位を取付ボルトの
位置として認識するボルト位置検出手段とを有してい
る。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
自動車の車輪装着装置において、前記ブレーキ回転要素
の傾きを検出する傾きセンサを備えているとともに、視
覚認識装置が、前記傾きセンサによって検出されたブレ
ーキ回転要素の傾きに応じて、視覚センサがとらえた画
像のうちハブ面と取付ボルトとの濃度を調整した上で、
ハブ面の平均濃度と取付ボルトの平均濃度とを算出して
基準値と比較する濃度算出手段を含んでいることを特徴
としている。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載の自動車の車輪装着装置において、視覚認識装置
は、ボルト位置検出手段により得られた取付ボルトの二
次元位置情報と視覚センサそのものの位置情報とに基づ
いて所定の演算を行うことにより取付ボルトの三次元位
置を算出する演算処理手段と、この取付ボルトの三次元
位置情報と基準位置情報とに基づいて、前記車輪取付ロ
ボットに付与すべき位置補正データを算出する補正デー
タ作成手段とを含んでいることを特徴としている。

【００１３】請求項４に記載の発明は、車輪取付対象と
なるブレーキ回転要素を撮像する一対の視覚センサと、
前記ブレーキ回転要素の傾きを検出する傾きセンサと、
前記視覚センサにより得られたブレーキ回転要素の画像
からブレーキ回転要素のハブ面上における複数の取付ボ
ルトの二次元位置を算出した上で、その二次元位置情報
と前記視覚センサそのものの位置情報とに基づいて前記
複数の取付ボルトの三次元位置を算出する視覚認識装置
と、前記視覚認識装置により得られた取付ボルトの三次
元位置情報に基づいて、予めハンドに支持されている車
輪をブレーキ回転要素に装着する車輪取付ロボットとを
備えていて、前記視覚認識装置は、傾きセンサによって
検出されたブレーキ回転要素の傾きに応じて、前記視覚
センサがとらえた画像のうちハブ面と取付ボルトとの濃
度差を強調する濃度階調変換処理を施す画像前処理手段
を有していることを特徴としている。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項４記載の
自動車の車輪装着装置において、前記視覚認識装置は、
前処理後の画像から取付ボルトの位置を認識するボルト
位置検出手段と、前記ボルト位置検出手段により得られ
た取付ボルトの二次元位置情報と視覚センサそのものの
位置情報とに基づいて所定の演算を行うことにより取付
ボルトの三次元位置を算出する演算処理手段と、この取
付ボルトの三次元位置情報と基準位置情報とに基づい
て、前記車輪取付ロボットに付与すべき位置補正データ
を算出する補正データ作成手段とを含んでいることを特
徴としている。

【００１５】

【作用】請求項１に記載の発明では、視覚センサがとら
えた画像のうちハブ面と取付ボルトの濃度の基準値に対
する濃度差に応じ、取付ボルト画像の輝線の根元部，中
心部および先端部のうちのいずれかを、取付ボルト位置
として認識すべき認識点として選択した上で、その認識
点の位置を検出することにより、ハブ面や取付ボルトの
光反射特性の違いにかかわらず取付ボルト位置を正確に
認識できるようになる。

【００１６】請求項２に記載の発明では、取付ボルトの
位置の認識に先立って、視覚センサがとらえた画像のう
ちハブ面と取付ボルトとの濃度を調整した上でそのハブ
面と取付ボルトの平均濃度を算出して基準値と比較する
ことにより、ハブ面や取付ボルトの光反射特性の違いに
かかわらず取付ボルト位置を一段と正確に認識できるよ
うになる。

【００１７】請求項３に記載の発明では、車輪をブレー
キ回転要素に装着するにあたって車輪取付ロボットに付
与すべき位置補正データを作成し、これを取付ロボット
に与えて予め設定されているところの教示データを補正
することにより、車輪取付ロボットの自律動作に基づく
車輪装着作業をスムーズに行える。

【００１８】請求項４に記載の発明では、視覚センサが
とらえた画像の前処理として濃度階調変換（単に濃度変
換ともいう）処理を施すことにより、特にブレーキ回転
要素のハブ面と取付ボルトの輝線とのコントラストが強
調され、そのハブ面と取付ボルトの輝線との境界部が判
読しやすくなり、ブレーキ回転要素の傾きにかかわらず
取付ボルトの位置を正確に認識できるようになる。

【００１９】請求項５に記載の発明では、請求項３に記
載の発明と同様に車輪をブレーキ回転要素に装着するに
あたって車輪取付ロボットに付与すべき位置補正データ
を作成し、これを取付ロボットに与えて予め設定されて
いるところの教示データを補正することにより、車輪取
付ロボットの自律動作に基づく車輪装着作業をスムーズ
に行える。

【００２０】

【実施例】図１，２は本発明の第１の実施例を示す図
で、図９と共通する部分には同一符号を付してある。

【００２１】図１，２に示すように、車輪取付対象とな
るブレーキ回転要素５と対向する部分には傾きセンサと
して光学式の測距センサ１３が設けられており、この測
距センサ１３によりブレーキ回転要素５の傾き、すなわ
ち特に前輪の場合にはアクスル切れ角（ブレーキ回転要
素５を上から見た場合の前後方向での傾き）が検出され
るようになっている。

【００２２】なお、前記測距センサ１３は、図２に示す
ハンド１０の一部にブラケット等を延設してこのブラケ
ットの先端に装着するようにしてもよい。

【００２３】一方、視覚認識装置８は、視覚センサ６，
７からの画像を取り込む画像入力部１４と、測距センサ
１３からの信号を取り込んでアクスル切れ角を算出する
アクスル切れ角算出部１５のほか、濃度算出部１６、検
出点選択部１７、ボルト位置検出部１８、演算処理部１
９および補正データ作成部２０等から構成されている。

【００２４】前記一対の視覚センサ６，７はそれぞれに
ブレーキ回転要素５を撮像し、その視覚センサ６，７で
とらえられた画像が一旦画像入力部１４に取り込まれた
上で濃度算出部１６およびボルト位置検出部１８に入力
される（図３のステップＳ１）。

【００２５】また、前記測距センサ１３は、それに対向
するブレーキ回転要素５までの複数点での距離を非接触
で検出する。そして、この測距センサ１３の出力がアク
スル切れ角算出部１５に入力されてブレーキ回転要素５
のアクスル切れ角が算出され（ステップＳ２）、さらに
このアクスル切れ角のデータが濃度算出部１６に入力さ
れる。

【００２６】前記濃度算出部１６では、一対の視覚セン
サ６，７がとらえた画像をもとにブレーキ回転要素５の
ハブ面５ａの平均濃度と取付ボルト９の平均濃度を個別
に算出する（ステップＳ４，Ｓ５）。この場合、ブレー
キ回転要素５のもつアクスル切れ角に応じて光源３から
の照明光の反射角度が変わり、画像全体の濃度値が変化
し、極端な場合にはその画像のなかから取付ボルト９を
認識できないことが起こり得る。

【００２７】そこで、濃度算出部１６ではハブ面５ａと
取付ボルト９の平均濃度を個別に算出するのに先立っ
て、前記アクスル切れ角算出部１５からのアクスル切れ
角データをもとに、ハブ面５ａと取付ボルト９の平均濃
度を常に一定の濃度差以上をもつ状態で予め設定されて
いる基準値と比較できるように画像全体の濃度を調整す
る（ステップＳ３）。この濃度調整は、例えばハブ面５
ａと取付ボルト９とのコントラストを強調するための濃
度階調変換処理によって行う。

【００２８】そして、検出点選択部１７では、上記のハ
ブ面５ａの平均濃度と取付ボルト９の平均濃度とを予め
設定された特定の基準値と比較し、ハブ面５ａの平均濃
度が基準値よりも高い場合には取付ボルト９の位置の認
識にあたって図４に示すように取付ボルト９の先端部Ｐ
₁を認識するようにその選択指令を後段のボルト位置検
出部１８に出力する（ステップＳ６，Ｓ７）。これに対
して、取付ボルト９の平均濃度が基準値よりも高い場合
には取付ボルト９の位置の認識にあたって取付ボルト９
の根元部Ｐ₂を認識するようにその選択指令を後段のボ
ルト位置検出部１８に出力する（ステップＳ８，Ｓ
９）。また、上記以外の場合には取付ボルトの位置の認
識にあたって取付ボルト９の中心部Ｐ₃を認識するよう
にその選択指令を後段のボルト位置検出部１８に出力す
る（ステップＳ１０）。

【００２９】ここで、上記のハブ面５ａの平均濃度が基
準値よりも高い場合には、ハブ面５ａ全体が光すぎてい
て取付ボルト９との境界があいまいになっている状態
で、このような場合には取付ボルト９の根元部Ｐ₂や中
心部Ｐ₃を正確に認識できないおそれがあるために、そ
のボルト位置の認識にあたっては取付ボルト９の先端部
Ｐ₁を認識する。同様に、取付ボルト９の平均濃度が基
準値より高い場合とは、取付ボルト９の先端部Ｐ₁側が
光すぎていてその取付ボルト９と背景との境界があいま
いになっている状態であって、このような場合には取付
ボルト９の先端部Ｐ₁や中心部Ｐ₃を正確に認識できない
おそれがあるために、そのボルト位置の認識にあたって
は取付ボルト９の根元部Ｐ₂を認識する。

【００３０】一方、前記ボルト位置検出部１８は、図１
に示すように先端検出部２１と中心検出部２２および根
元検出部２３を備えており、取付ボルト９の位置の認識
にあたって前述した検出点選択部１７からの選択指令に
応じて先端検出部２１と中心検出部２２および根元検出
部２３のうちのいずれか一つが選択され、取付ボルト９
の画像のうちその先端部Ｐ₁、中心部Ｐ₃および根元部Ｐ
₂のうちのいずれかが取付ボルト９の位置として認識さ
れて検出される。これにより、各取付ボルト９の二次元
位置が求められる（ステップＳ１１）。

【００３１】こののち、各取付ボルト９の二次元位置デ
ータは演算処理部１９に送られ、演算処理部１９では視
覚センサ６，７そのものの位置データと各取付ボルト９
との二次元位置データとに基づいて、斜影変換を用いて
いわゆる所定のステレオ立体演算を行うことにより、各
取付ボルト９の三次元位置が求められ（ステップＳ１
２）、この三次元位置データが補正データ作成部２０に
送られる。

【００３２】そして、補正データ作成部２０では、上記
の各取付ボルト９の三次元位置データと予め記憶設定さ
れている各取付ボルト９の基準位置データと比較して、
図２のハンド１０に支持されている車輪２をブレーキ回
転要素５に取り付けるにあたって必要な補正量を算出し
（ステップＳ１３）、これを図２のロボット１の制御系
に転送する（ステップＳ１４）。

【００３３】こののち、ロボット１は上記の補正指令と
同時に起動指令を受けて、予め記憶設定されている教示
データが補正されることにより、そのハンド１０で予め
把持している車輪２の姿勢を修正しながら、その車輪２
をブレーキ回転要素５に対して装着する。

【００３４】このように本実施例によれば、視覚センサ
６，７が捕らえた画像のうちハブ面５ａおよび取付ボル
ト９の濃度の基準値に対する濃度差に応じて、取付ボル
ト９の位置の認識にあたってその取付ボルト９の先端
部、中心部および根元部のいずれかを選択してその位置
を取付ボルト９の位置として検出するようにしたことに
より、ハブ面５ａや取付ボルト９の光反射特性の違い
や、ブレーキ回転要素５の傾きの違いにかかわらず、取
付ボルト９の位置を正確に認識できるようになって、取
付ボルト９の認識不能等のトラブルの発生を未然に防止
できる。

【００３５】図５，６は本発明の第２の実施例を示す図
で、図１と共通する部分には同一符号を付してある。す
なわち、本実施例では、画像入力部１４からの入力画像
のコントラストを強調して画像を見やすくするために濃
度階調変換処理を施す画像前処理部３２と、その画像前
処理部３２での処理に必要な濃度範囲を規定する濃度判
断部３１とを備えていて、なおかつボルト位置検出部３
３での機能が第１の実施例と異なっている。

【００３６】より詳しくは、図５，６に示すように、ア
クスル切れ角算出部１５からのアクスル切れ角データが
濃度判断部３１に入力されて（図６のステップＳ２
１）、濃度判断部３１ではそのアクスル切れ角データに
基づいて後段の画像前処理部３２での処理に必要な濃度
の上下限値、すなわち画像前処理部３２で濃度階調変換
処理を施すにあたってその処理対象となる濃度範囲を特
定するための濃度下限値ａと濃度上限値ｂとが算出され
る。

【００３７】前記濃度判断部３１に付随する濃度テーブ
ル３４には、視覚センサ６，７がとらえた画像につい
て、アクスル切れ角が変化したときの取付ボルト９の濃
度値とハブ面５ａの濃度値とが各アクスル切れ角ごとに
予め記憶設定されている。例えば、図５では、アクスル
切れ角が５°ごとに変化したときの取付ボルト９の濃度
値とハブ面５ａの濃度値とが予め実験的，経験的に求め
られて設定されている。そして、濃度判断部３１ではア
クスル切れ角データが入力されると、そのアクスル切れ
角データに応じた取付ボルト９の濃度値とハブ面５ａの
濃度値とを前記濃度テーブル３４から呼び出す（ステッ
プＳ２２）。さらに前記濃度判断部３１では、（１）式
および（２）式に基づいて、画像前処理部３２での濃度
階調変換処理に必要な濃度下限値ａと濃度上限値ｂとを
算出する（ステップＳ２３）。

【００３８】 濃度下限値ａ＝ハブ面濃度×０．８ ‥‥‥‥‥‥（１） 濃度上限値ｂ＝取付ボルト濃度×１．２ ‥‥‥‥‥（２） こうして求められた濃度下限値ａおよび濃度上限値ｂは
後段の画像前処理部３２に出力される。

【００３９】例えば濃度判断部３１に入力されるアクス
ル切れ角が１０°の場合には、濃度テーブル３４から取
付ボルト濃度値１４０とハブ面濃度値１１０とが呼び出
され、上記の（１），（２）式に基づいて濃度下限値ａ
＝８８と濃度上限値ｂ＝１６８が算出されて画像前処理
部３２に入力される。

【００４０】前記画像前処理部３２は、入力画像のうち
画像の濃度が許された濃度範囲全体のうちの特定の範囲
に濃度階調変換処理として引き伸ばしと平行移動とを施
して、そのコントラストを強調して画像を見やすくする
機能を有するもので、画像の濃度範囲全体のうち濃度階
調変換処理すべき範囲が上記の濃度下限値ａと濃度上限
値ｂとによって特定される。

【００４１】そして、前記画像前処理部３２では入力画
像のうち濃度下限値ａと濃度上限値ｂとの間の範囲に濃
度階調変換処理が施されて、入力画像のうち取付ボルト
９の輝線とハブ面５ａとの境界がはっきりとわかるよう
にその境界付近の濃度差を拡大する画像修正が施され、
その処理により修正された画像がボルト位置検出部３３
に出力される（ステップＳ２４）。

【００４２】ここで、画像信号の階調特性についてみた
とき、図７に示すように入出力が１：１で対応していて
両者の間に直線的な比例関係があればその特性の傾きは
４５°の直線となり、この特性の傾きが急な場合にはコ
ントラストが強くなって、対象物の画像がその領域に入
ればどぎつい画像となる。逆に上記の特性の傾きがゆる
やかになればぼけた像になる。

【００４３】そして、入力画像に対して画像前処理部３
２で濃度階調変換処理を施さないものと仮定したとき、
先の例では取付ボルト濃度値Ｚ₂が１４０でハブ面濃度
値Ｚ₁が１１０であり、その出力画像の濃度差は３０と
なる。その一方、画像前処理部３２の後段のボルト位置
検出部３３において取付ボルト９の位置の認識を行うに
あたり、その取付ボルト９とハブ面５ａとの濃度差とし
て少なくとも５０以上が必要であるとすると、上記の濃
度階調変換処理を施さない画像ではその濃度差が３０で
あるために取付ボルト９を正確に認識できないことにな
る。

【００４４】そこで、図８に示すように、入力画像につ
いて上記の濃度下限値ａと濃度上限値ｂとで規定される
範囲に濃度階調変換処理を施すと、その濃度範囲ａ−ｂ
間の引き伸ばしと平行移動とが行われて、ａ−ｂ間の濃
度がＺ₀−Ｚ_Kの濃度範囲全体に分布するようになって、
出力画像のコントラストが強調される。

【００４５】先の例では、濃度階調変換処理を施さない
場合には、取付ボルト９の出力画像濃度が１４０、ハブ
面５ａの出力画像濃度が１１０であったものが、式
（３），（４）による濃度階調変換処理によりそれぞれ
出力画像濃度が１９５および８２．５となって、出力画
像における取付ボルト９とハブ面５ａの濃度差は１１
２．５に拡大されることになる。

【００４６】 Ｚ₁₁＝（Ｚ_K−Ｚ₀／ｂ−ａ）（Ｚ₁−ａ）＋Ｚ₀ ‥‥‥（３） Ｚ₁₂＝（Ｚ_K−Ｚ₀／ｂ−ａ）（Ｚ₂−ａ）＋Ｚ₀ ‥‥‥（４） そして、この出力画像の濃度差１１２．５は、ボルト位
置検出部３３では５０以上の濃度差を必要とするという
要求濃度差を充分に満たすことになる。

【００４７】こののち、ボルト位置検出部３３では、画
像前処理部３２から送られた濃度階調変換処理後の修正
画像に基づいてボルト位置の検出が行われる（ステップ
Ｓ２５）。このボルト位置の検出は、従来と同様に取付
ボルト９の輝線の中心部（重心位置）を求めることによ
り行う。

【００４８】そして、以降は第１の実施例と同様に、ボ
ルト位置検出部３３で得られた取付ボルト９の二次元位
置データをもとに演算処理部１９で取付ボルト９の三次
元位置データが算出された上で（ステップＳ２６）、最
終的には補正データ作成部２０においてロボット１の制
御系に転送すべき補正データが作成される（ステップＳ
２７，２８）。

【００４９】このように本実施例によれば、視覚センサ
６，７から取り込んだ画像のうちブレーキ回転要素５の
傾きに基づくハブ面５ａと取付ボルト９との濃度差に応
じて、前処理として特定の濃度範囲に濃度階調変換処理
を施すことにより、ブレーキ回転要素５の傾きにかかわ
らずハブ面５ａと取付ボルト９との濃度差を充分に大き
く確保できてそのコントラストが強調されることから、
ブレーキ回転要素５の傾きの影響を受けることなく取付
ボルト９を正確に認識できるようになる。

【００５０】ここで、前記第２の実施例では、ボルト位
置検出部３３による取付ボルト９の位置の認識にあたっ
て取付ボルト９の輝線の中心位置をボルト位置として認
識するようにしているが、例えば第１の実施例と第２の
実施例とを実質的に組み合わせて、第２の実施例（図
５）のボルト位置検出部３３でボルト位置を認識するに
あたり、図１の場合と同様にハブ面５ａと取付ボルト９
との濃度差に応じて、取付ボルト位置として認識すべき
認識点を取付ボルト９の根元部、中心部および先端部の
うちのいずれかを選択するようにしてもよい。

【００５１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、視覚セ
ンサがとらえた画像のうちハブ面と取付ボルトとの濃度
差に応じ、取付ボルト画像の輝線の根元部、中心部およ
び先端部のうちのいずれかを、取付ボルト位置として認
識すべき認識点として選択した上で、その認識点の位置
を検出するようにしたことにより、ハブ面や取付ボルト
の光反射特性の違いにかかわらず取付ボルトの位置を正
確に認識できるようになって、取付ボルトの位置検出精
度が向上し、ロボットによる車輪装着不能等のトラブル
を未然に防止できる。

【００５２】請求項２に記載の発明によれば、取付ボル
ト位置の認識に先立って、ブレーキ回転要素の傾きに応
じてハブ面と取付ボルトの濃度差を調整した上で基準値
に対する濃度差を求めるようにしたことにより、請求項
１に記載の発明と同様の効果に加えて、取付ボルトの認
識精度が一段と向上するという効果がある。

【００５３】請求項３に記載の発明によれば、車輪をブ
レーキ回転要素に装着するにあたって車輪取付ロボット
に付与すべき位置補正データを作成し、これを取付ロボ
ットに与えて予め設定されているところの教示データを
補正することにより、請求項１または２に記載の発明と
同様の効果に加えて、車輪取付ロボットの自律動作に基
づく車輪装着作業をスムーズに行えるという効果があ
る。

【００５４】請求項４に記載の発明によれば、視覚セン
サがとらえた画像の前処理として濃度階調変換処理を施
すことにより、特にブレーキ回転要素のハブ面と取付ボ
ルトの輝線のコントラストが強調され、そのハブ面と取
付ボルトの輝線との境界部が判読しやすくなり、ブレー
キ回転要素の傾きにかかわらず取付ボルトの位置を正確
に認識できる。

【００５５】請求項５に記載の発明では、請求項３に記
載の発明と同様に、車輪をブレーキ回転要素に装着する
にあたって車輪取付ロボットに付与すべき位置補正デー
タを作成し、これを取付ロボットに与えて予め設定され
ているところの教示データを補正することにより、請求
項４に記載の発明と同様の効果に加えて、車輪取付ロボ
ットの自律動作に基づく車輪装着作業をスムーズに行え
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック回路図。

【図２】本発明の第１の実施例を示す装置全体の構成説
明図。

【図３】図１の回路での処理手順を示すフローチャー
ト。

【図４】取付ボルト画像の拡大図。

【図５】本発明の第２の実施例を示すブロック回路図。

【図６】図５の回路での処理手順を示すフローチャー
ト。

【図７】濃度階調変換処理前の入出力画像濃度の特性
図。

【図８】濃度階調変換処理後の入出力画像濃度の特性
図。

【図９】従来の車輪装着装置の一例を示す構成説明図。

【図１０】図９の視覚センサがとらえたブレーキ回転要
素の画像の拡大図。

【符号の説明】

１…車輪取付ロボット ２…車輪 ５…ブレーキ回転要素 ５ａ…ハブ面 ６，７…視覚センサ ８…視覚認識装置 ９…取付ボルト １３…測距センサ（傾きセンサ） １５…アクスル切れ角算出部 １６…濃度算出部（濃度算出手段） １７…検出点選択部（検出点選択手段） １８…ボルト位置検出部（ボルト位置検出手段） １９…演算処理部（演算処理手段） ２０…補正データ作成部（補正データ作成手段） ２１…先端検出部 ２２…中心検出部 ２３…根元検出部 ３１…濃度判断部 ３２…画像前処理部（画像前処理手段） ３３…ボルト位置検出部（ボルト位置検出手段）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−145287（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−145288（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−213246（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−221350（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−221351（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−127444（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−90680（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 65/12 B23P 21/00 303

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪取付対象となるブレーキ回転要素を
   撮像する一対の視覚センサと、 前記視覚センサにより得られたブレーキ回転要素の画像
   からブレーキ回転要素のハブ面上における複数の取付ボ
   ルトの二次元位置を算出した上で、その二次元位置情報
   と前記視覚センサそのものの位置情報とに基づいて前記
   複数の取付ボルトの三次元位置を算出する視覚認識装置
   と、 前記視覚認識装置により得られた取付ボルトの三次元位
   置情報に基づいて、予めハンドに支持されている車輪を
   ブレーキ回転要素に装着する車輪取付ロボットとを備え
   てなり、 前記視覚認識装置は、 前記視覚センサがとらえた画像のハブ面と取付ボルトと
   の濃度差に応じ、取付ボルト位置として認識すべき認識
   点として取付ボルト画像の根元部，中心部および先端部
   のうちのいずれかを選択する検出点選択手段と、 前記検出点選択手段からの選択指令に応じて該当する部
   位を取付ボルトの位置として認識するボルト位置検出手
   段、 とを含んでいることを特徴とする自動車の車輪装着装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動車の車輪装着装置に
   おいて、前記ブレーキ回転要素の傾きを検出する傾きセ
   ンサを備えているとともに、視覚認識装置が、前記傾き
   センサによって検出されたブレーキ回転要素の傾きに応
   じて、視覚センサがとらえた画像のうちハブ面と取付ボ
   ルトとの濃度を調整した上で、ハブ面の平均濃度と取付
   ボルトの平均濃度とを算出して基準値と比較する濃度算
   出手段を含んでいることを特徴とする自動車の車輪装着
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の自動車の車輪装
   着装置において、視覚認識装置は、ボルト位置検出手段
   により得られた取付ボルトの二次元位置情報と視覚セン
   サそのものの位置情報とに基づいて所定の演算を行うこ
   とにより取付ボルトの三次元位置を算出する演算処理手
   段と、この取付ボルトの三次元位置情報と基準位置情報
   とに基づいて、前記車輪取付ロボットに付与すべき位置
   補正データを算出する補正データ作成手段とを含んでい
   ることを特徴とする自動車の車輪装着装置。
4. 【請求項４】 車輪取付対象となるブレーキ回転要素を
   撮像する一対の視覚センサと、 前記ブレーキ回転要素の傾きを検出する傾きセンサと、 前記視覚センサにより得られたブレーキ回転要素の画像
   からブレーキ回転要素のハブ面上における複数の取付ボ
   ルトの二次元位置を算出した上で、その二次元位置情報
   と前記視覚センサそのものの位置情報とに基づいて前記
   複数の取付ボルトの三次元位置を算出する視覚認識装置
   と、 前記視覚認識装置により得られた取付ボルトの三次元位
   置情報に基づいて、予めハンドに支持されている車輪を
   ブレーキ回転要素に装着する車輪取付ロボットとを備え
   てなり、 前記視覚認識装置は、傾きセンサによって検出されたブ
   レーキ回転要素の傾きに応じて、前記視覚センサがとら
   えた画像のうちハブ面と取付ボルトとの濃度差を強調す
   る濃度階調変換処理を施す画像前処理手段を有している
   ことを特徴とする自動車の車輪装着装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の自動車の車輪装着装置に
   おいて、前記視覚認識装置は、前処理後の画像から取付
   ボルトの位置を認識するボルト位置検出手段と、前記ボ
   ルト位置検出手段により得られた取付ボルトの二次元位
   置情報と視覚センサそのものの位置情報とに基づいて所
   定の演算を行うことにより取付ボルトの三次元位置を算
   出する演算処理手段と、この取付ボルトの三次元位置情
   報と基準位置情報とに基づいて、前記車輪取付ロボット
   に付与すべき位置補正データを算出する補正データ作成
   手段とを含んでいることを特徴とする自動車の車輪装着
   装置。