JP3978844B2 - 移動体の停止位置ズレ量検出装置及び無人搬送車 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，例えばクリーンルーム等で荷物の搬送などに用いられるような移動体に搭載され，その停止位置と，基準とする停止位置とのズレを検出する移動体の停止位置ズレ量検出装置，及び上記停止位置ズレ量検出装置を搭載した無人搬送車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス工場のクリーンルームなどにおいては，装置と装置，装置とストッカ等の間でウェーハ等の荷物を搬送し，移載アームなどにより移載を行う無人搬送車が用いられている。この種の無人搬送車では，上記移載アームなどは予め上記無人搬送車を所定の作業位置（教示位置）に停止させた状態で教示された教示データに従って作業を行う。従って，上記移載アームなどによる作業を正確に行うためには，無人搬送車の停止位置の上記教示位置からのズレに基づいて上記無人搬送車の停止位置，或いは上記教示データの内容を補正する必要があり，またそのためには上記停止位置のズレ量を正確に求めることが不可欠である。
ところで，上記のようなクリーンルームなどでは，床材としてパンチング材やグレーチング材など，全面に所定のパターンで貫通孔を配した孔空き床材が用いられることが多い。そこで，床面に形成された上記パターンを利用して上記無人搬送車の停止位置ズレ量を検出する装置について，本出願人は既に特許出願を行っている（例えば特願平０９−３３８５３０号，特願平９−３３８５２９号など）。これら床面上のパターンを利用した位置ズレ量検出装置及びその方法について簡単に説明する。
【０００３】
図４，図５に示すように，荷物移載用のアーム２２が搭載された無人搬送車２１の下部中央部付近（照明等の影響を受けにくい位置）には，床面３１に対向するように，照明装置２４を有するカメラ２３が固定的に設置されており，更に，演算装置２５，記憶装置２６，車体制御部２７，及びアーム制御部２８が設けられている。また，半導体クリーンルーム等では通常行われているように，上記床面３１には，所定のパターンでパンチング孔３２が形成されている。
上記アーム２２には，予め，所定の基準停止位置に上記無人搬送車２１を停止させた状態で，ウェーハ（不図示）を無人搬送車２１から作業台（不図示）へ移載する動作が教示される。実際の移載作業時には，上記アーム２２はその教示データに従って作業を行う。
上記カメラ２３では，上述した上記アーム２２の動作教示時，及び移載作業時の所定の作業位置での停止時に，上記パンチング床３１の画像（図６参照）が撮像される。
上記演算装置２５では，上記カメラ２３による撮像後，上記カメラ２３から取り込まれた撮像画像に画像処理を施すことにより，上記各パンチング孔３２の位置データ（撮像画像の局所座標系における２次元座標値）が求められる。上記アーム２２の動作教示時に得られた上記位置データ（以下，教示時位置データという）は，上記記憶装置２６に記憶される。
上記演算装置２６では，移載作業時に上記無人搬送車２１が停止してその時の上記各パンチング孔３２の位置データ（以下，作業時位置データという）を求めた後，この作業時位置データと上記記憶装置２６に予め記憶された上記教示時位置データとの１対１の対応付けが行われ，該対応付けがなされた各位置データの差に基づいて，上記無人搬送車２１の停止位置の上記床面３１面内での２次元的なズレ量（ｄｘ，ｄｙ，ｄθ）が求められる。ここで，上記対応付けの方法としては，例えば上記パンチング孔３２の配列パターンから外れるマークを設けておいて，そのマークを基準として行う方法などが考えられる。求められたズレ量は，上記車体制御部２７に取り込まれて車体停止位置が補正されるか，或いは上記アーム制御部２８に取り込まれて上記アームの教示データの補正が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上記のような従来の位置ズレ検出方法では，平面内での２次元的な位置ズレ量（並進方向ズレｄｘ，ｄｙ，回転ズレｄθ）を検出しているため，例えば車輪がパンチング孔３２に落ち込んで車体が傾いて停止した場合や，車輪の磨耗により上記カメラ２３の床面３１からの高さ位置が変化した場合のように，教示時と作業時とで車体２１（及びカメラ２３）と床面３１との位置関係が３次元的に変化した場合には，正確な位置ズレ量を求めることができないという問題点があった。例えば，車体が傾いて停止した場合の教示時撮像画像と作業時撮像画像との関係は図７（ａ）（上が教示時撮像画像，下が作業時撮像画像）のようになり，カメラ２３の高さ位置が変化した場合の教示時撮像画像と作業時撮像画像との関係は図７（ｂ）（同上）のようになるため，いずれの場合も上記従来の方法では正確なズレ量を求めることはできない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，教示時と作業時とで床面との位置関係が３次元的に変化した場合にも正確な位置ズレ量を求めることが可能な移動体の停止位置ズレ量検出装置，及びその装置を利用して常に正確に作業を行うことが可能な無人搬送車を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は，複数の特徴点を有する平面上を移動する移動体に固定的に設置され，上記平面上の画像を撮像する撮像手段と，上記移動体を停止させて上記撮像手段により撮像した作業時撮像画像上の各特徴点位置と予め上記移動体を所定の基準停止位置に停止させて上記撮像手段により撮像した基準撮像画像上の上記各特徴点位置との関係に基づいて上記移動体の停止位置のズレ量を検出するズレ量検出手段とを具備する移動体の停止位置ズレ量検出装置において，
上記ズレ量検出手段が，
対応する基準撮像画像上の各特徴点位置データと上記作業時撮像画像上の各特徴点位置データの組（ｘ _g ，ｙ _g ，ｘ _g ′，ｙ _g ′）を少なくとも４組取得する手段と，
上記４組ずつ以上のデータを下記（１３）及び（１４）式に適用してＲ ₁₁ ，Ｒ ₁₂ ，Ｒ ₂₁ ，Ｒ ₂₂ ，Ｒ ₃₁ ，Ｒ ₃₂ ，Ｔ _x ，Ｔ _y の値を求める手段と，
下記（１７），（１８）式よりｆ，δを求め，下記（１２）の各式に代入して，ｒ ₁₁ 〜ｒ ₃₂ ，平面内のｘ方向，ｙ方向の位置ズレ量ｄｘ，ｄｙを求める手段と，
上記ｒ ₁₁ ，ｒ ₁₂ ，ｒ ₂₁ ，ｒ ₂₂ ，ｒ ₃₁ ，ｒ ₃₂ を下記（２１）式に代入して回転ズレ量ｄθ，ｄφ，ｄψをもとめる手段，
とから構成されてなる移動体の停止位置ズレ量検出装置であり，
ここに，
（１３）式は，Ｒ ₁₁ ｘ _g + Ｒ ₁₂ ｘ _g - Ｒ ₃₁ ｘ _g ´ - Ｒ ₃₂ ｘ _g ´ + Ｔ _x = ｘ _g ´
（１４）式は，Ｒ ₂₁ ｘ _g + Ｒ ₂₂ ｙ _g - Ｒ ₃₁ ｙ _g ´ - Ｒ ₃₂ ｙ _g ｙ _g ´ + Ｔ _y = ｙ _g ´
（１７）式は，
【数４】

（１８）式は，
【数５】

（１２）式は，
ｒ ₁₁ ＝（１＋δ）Ｒ ₁₁ ， ｒ ₁₂ ＝（１＋δ）Ｒ ₁₂
ｒ ₂₁ ＝（１＋δ）Ｒ ₂₁ ， ｒ ₂₂ ＝（１＋δ）Ｒ ₂₂
ｒ ₃₁ ＝（１＋δ）ｆＲ ₃₁ ， ｒ ₃₂ ＝（１＋δ）ｆＲ ₃₂
ｔ _x ＝ｍ ₀ （１＋δ）Ｔ _x ， ｔ _y ＝ｍ ₀ （１＋δ）Ｔ _y
（２１）式は，
【数６】

ｘ _g ，ｙ _g は，基準撮像画像上の特徴点の座標値
ｘ _g ′，ｙ _g ′は，作業時撮像画像上の特徴点の座標値
Ｒ ₁₁ ，Ｒ ₁₂ ，Ｒ ₂₁ ，Ｒ ₂₂ ，Ｒ ₃₁ ，Ｒ ₃₂ は，回転に関するマトリックス
ｆは，撮像手段の焦点距離
δは，撮像手段の取り付け高さｔ _z0 （既知）と同取り付け高さの変化量の比
ｍ ₀ は，ｔ _z0 ／ｆである移動体の停止位置ズレ量検出装置として構成されている。
【０００６】
【作用】
本発明に係る移動体の停止位置ズレ量検出装置によれば，移動体の３次元的な停止位置のズレ量が求められるため，例えば車輪が脱輪するなどして移動体が傾いて停止した場合や，車輪の磨耗により上記撮像手段の上記平面からの高さ位置が変化した場合のように，教示時と作業時とで移動体と上記平面との位置関係が３次元的に変化した場合でも，正確な位置ズレ量を検出できる。また，上記３次元ズレ量を求める際に，上記撮像画像上での上記特徴点の位置データのみを用いているため，２次元ズレ量を求める従来の停止位置ズレ量検出装置の演算装置のプログラムを変更するだけでよく，例えば移動体の傾斜を計るための新たな計器類を設置する必要がない。
また，本発明に係る無人搬送車においては，上記停止位置ズレ量検出装置により得られた３次元的な停止位置ズレ量に基づいて上記作業装置の教示データが修正されるため，たとえ作業時に車輪が脱輪するなどして車体が傾いて停止したり，或いは車輪の磨耗により上記撮像手段の床面からの高さ位置が変化した場合のように，車体の姿勢が上記作業装置の動作教示時と比べて３次元的に変化したような場合でも，作業装置を正確に動作させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して，本発明の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る停止位置ズレ量検出装置Ａ１及びそれを搭載する無人搬送車１の概略構成を示す模式図，図２は世界座標系，カメラ座標系，画像座標系の関係を示す説明図，図３はθ，φ，ψの定義の一例を示す説明図である。
本実施の形態に係る停止位置ズレ量検出装置Ａ１は，無人搬送車１（請求項４に係る無人搬送車の一例）上に搭載されており，図１に示すように，その基本的な構成については図５に示した従来の停止位置ズレ量検出装置とほぼ同様である。即ち，上記無人搬送車１には荷物移載用のアーム２２（作業装置の一例）が搭載されており，該無人搬送車１の下部中央部付近（照明等の影響を受けにくい位置）には，床面３１（平面の一例）に対向するように，照明装置２４を有するカメラ２３（撮像手段の一例）が固定的に設置されている。更に，演算装置２（ズレ量検出手段の一例），記憶装置２６，車体制御部２７，及びアーム制御部２８が設けられている。また，半導体クリーンルーム等では通常行われているように，上記床面３１には，所定のパターンでパンチング孔３２（複数の特徴点の一例）が形成されている。
しかしながら，停止位置ズレ量検出装置Ａ１においては，演算装置２における位置ズレ量の計算方法が上記従来の方法とは大きく異なり，それによって位置ズレ量は３次元量（並進方向ズレｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，回転ズレｄθ，ｄφ，ｄψ）として求められる。
【０００８】
まず始めに，上記停止位置ズレ量検出装置Ａ１による位置ズレ量検出動作の概略を説明する。
アーム２２には，予め，所定の基準停止位置に上記無人搬送車１を停止させた状態で，ウェーハ（不図示）を無人搬送車１から作業台（不図示）へ移載する動作が教示される。実際の移載作業時には，上記アーム２２はその教示データに従って作業を行う。
上記カメラ２３では，上述した上記アーム２２の動作教示時（以下，教示時という），及び移載作業時における停止時（以下，作業時という）に，上記パンチング床３１の画像（図６参照）が撮像される。
上記演算装置２では，上記カメラ２３による撮像後，上記カメラ２３から取り込まれた撮像画像に画像処理を施すことにより，上記各パンチング孔３２の位置データ（撮像画像の局所座標系における２次元座標値）が求められる。ここで，上記位置データを求める位置としては，上記パンチング孔３２の中心位置を用いることが望ましい。これは，例えば車体が傾いて図７（ａ）下図のような撮像画像が得られ，各パンチング孔３２が画像上で楕円形となったような場合でも，その中心位置については上記楕円形の形状によらず正確に特定可能だからである。上記教示時に得られた上記位置データ（以下，教示時位置データという）は，上記記憶装置２６に記憶される。
上記演算装置２６では，作業時に得られた作業時撮像画像からその時の上記各パンチング孔３２の位置データ（以下，作業時位置データという）を求めた後，この作業時位置データと上記記憶装置２６に予め記憶された上記教示時位置データとの１対１の対応付けが行われ，該対応付けがなされた各位置データに基づいて，上記無人搬送車１の３次元的な停止位置のズレ量（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，ｄθ，ｄφ，ｄψ）が求められる。ここで，上記対応付けの方法としては，例えば上記パンチング孔３２の配列パターンから外れるマークを設けておいて，そのマークを基準として行う方法などが考えられるが，本実施の形態では詳しい説明は省略する。求められた３次元位置ズレ量は，上記車体制御部２７に取り込まれて車体停止位置が補正されるか，或いは上記アーム制御部２８に取り込まれて上記アームの教示データの補正が行われる。
【０００９】
続いて，上記演算装置２６において行われる３次元位置ズレ量の計算方法について詳述する。尚，以下の説明では，図２に示すように，床面３１に設定された世界座標系における座標（以下，世界座標という）をＸ_w （ｘ_w ，ｙ_w ，ｚ_w ），カメラ２３に設定されたカメラ座標系における座標（以下，カメラ座標という）をＸ_c （ｘ_c ，ｙ_c ，ｚ_c ），カメラ２３によって撮像された撮像画像に設定された画像座標系における座標（以下，画像座標という）をＸ_g （ｘ_g ，ｙ_g ）とする。
まず，世界座標からカメラ座標への座標変換式は，次式で表せる。
【数１】

教示時における世界座標とカメラ座標との関係を次のように定義する。
【数２】

上記（２）式より，
ｘ_c ＝ｘ_w ，ｙ_c ＝ｙ_w ，ｚ_c ＝ｔ_z0 …（３）
となる。
カメラ座標から画像座標への射影変換式は，次式で表せる。
【数３】

ｍ₀ ＝ｔ_z0／ｆとおくと，上記（４）式は上記（３）式を用いて次式のように変形できる。
【数４】

【００１０】
続いて，作業時について考えると，上記（１），（５）式より，カメラ座標Ｘ_c ′（ｘ_c ′，ｙ_c ′，ｚ_c ′）は次のように表せる。
【数５】

また，カメラ座標から画像座標への射影変換式は次式で表される。
【数６】

上記（７）式のｘに関する式は，上記（６）式より次式で表せる。
【数７】

ここで，ｔ_z ＝ｔ_z0（１＋δ），（ｔ_z0δ：カメラ高さの変化量）とすると，
【数８】

となり，これより
ｔ_z ＝ｆｍ₀ （１＋δ） …（１０）
の関係が得られる。
上記（１０）式を用いると，上記（８）式は次のようになる。
【数９】

ここで，
ｒ₁₁＝（１＋δ）Ｒ₁₁， ｒ₁₂＝（１＋δ）Ｒ₁₂
ｒ₂₁＝（１＋δ）Ｒ₂₁， ｒ₂₂＝（１＋δ）Ｒ₂₂
ｒ₃₁＝（１＋δ）ｆＲ₃₁， ｒ₃₂＝（１＋δ）ｆＲ₃₂
ｔ_x ＝ｍ₀ （１＋δ）Ｔ_x ， ｔ_y ＝ｍ₀ （１＋δ）Ｔ_y …（１２）
とおくと，上記（１１）式は次のようになる。
【数１０】

【００１１】
同様にして上記（７）式のｙに関する式を変形すると，次式が得られる。
【数１１】

上記（１３），（１４）式に対して，対応する教示時位置データと作業時位置データの組（ｘ_g ，ｙ_g ，ｘ_g ′，ｙ_g ′）を４組適用すれば，上記Ｒ₁₁，Ｒ₁₂，Ｒ₂₁，Ｒ₂₂，Ｒ₃₁，Ｒ₃₂，Ｔ_x ，Ｔ_y の値が求められる。
ところで，上記（１）式においては，
ｒ₁₁ ² ＋ｒ₂₁ ² ＋ｒ₃₁ ² ＝１
ｒ₁₂ ² ＋ｒ₂₂ ² ＋ｒ₃₂ ² ＝１ …（１５）
の関係が成り立つので，上記（１２）式と上記（１５）式より，
（１＋δ）² （Ｒ₁₁ ² ＋Ｒ₂₁ ² ＋ｆ² Ｒ₃₁ ² ）＝１
（１＋δ）² （Ｒ₁₂ ² ＋Ｒ₂₂ ² ＋ｆ² Ｒ₃₂ ² ）＝１ …（１６）
となり，これよりｆは次式で表せる。
【数１２】

更に，上記（１７）式を上記（１６）式に代入すると，δは次式で表せる。
【数１３】

上記（１７），（１８）式を上記（１２）の各式に代入すれば，ｒ₁₁〜ｒ₃₂，ｔ_x ，ｔ_y を求めることができる。ここで求められたｔ_x ，ｔ_y がそれぞれ平面内のｘ方向，ｙ方向の位置ズレ量ｄｘ，ｄｙであり，ｔ_z0δがｚ方向，即ち高さ方向への位置ズレ量ｄｚである。
【００１２】
続いて，上記求められたｒ₁₁〜ｒ₃₂を用いて，各座標軸に対する回転ズレ量ｄθ，ｄφ，ｄψを求める方法の一例を説明する。
θ，φ，ψをぞれぞれ図３に示すように定義する。また，
【数１４】

とすると，次式の関係が得られる。
【数１５】

上記（２０）式と上記ｒ₁₁〜ｒ₃₂の関係より，回転ズレ量ｄθ，ｄφ，ｄψは次のように求めることができる。
【数１６】

以上説明した３次元位置ズレ量の計算方法から，上記演算装置２６における実際の位置ズレ量の算出処理をまとめると，上記演算装置２６は，まず対応する教示時位置データと作業時位置データの組（ｘ_g ，ｙ_g ，ｘ_g ′，ｙ_g ′）を４組取り出し，これを上記（１３），（１４）式に適用して上記Ｒ₁₁，Ｒ₁₂，Ｒ₂₁，Ｒ₂₂，Ｒ₃₁，Ｒ₃₂，Ｔ_x ，Ｔ_y の値を求める。続いて，上記（１７），（１８）式よりｆ，δを求め，上記（１２）の各式に代入すれば，ｒ₁₁〜ｒ₃₂，ｔ_x ，ｔ_y が得られる。ここで求められたｔ_x ，ｔ_y がそれぞれ平面内のｘ方向，ｙ方向の位置ズレ量ｄｘ，ｄｙであり，ｔ_z0δがｚ方向，即ち高さ方向への位置ズレ量ｄｚである。更に，上記ｒ₁₁〜ｒ₃₂を上記（２１）式に代入すれば，回転ズレ量ｄθ，ｄφ，ｄψが求められる。
【００１３】
以上のようにして，上記演算装置２６において上記無人搬送車１の３次元的な停止位置のズレ量（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，ｄθ，ｄφ，ｄψ）が求められると，これらの位置ズレ量は上記車体制御部２７に取り込まれて車体停止位置が補正されるか，或いは上記アーム制御部２８に取り込まれて上記アームの教示データが補正される。
以上説明したように，本実施の形態に係る停止位置ズレ量検出装置Ａ１は，無人搬送車１の３次元的な停止位置のズレ量（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，ｄθ，ｄφ，ｄψ）を求めることができるため，例えば車輪がパンチング孔３２に落ち込んで車体が傾いて停止した場合や，車輪の磨耗により上記カメラ２３の床面３１からの高さ位置が変化した場合のように，教示時と作業時とで車体１（及びカメラ２３）と床面３１との位置関係が３次元的に変化した場合でも，正確な位置ズレ量を検出できる。また，上記３次元すれ量を求める際に，床面の撮像画像上でのパンチング孔の位置データのみを用いているため，２次元ズレ量を求める従来の停止位置ズレ量検出装置の演算装置のプログラムを変更するだけでよく，例えば車体の傾斜を計るための新たな計器類を設置する必要がない。
【００１４】
【実施例】
上記実施の形態では，床面上にパンチング孔が規則的に配列していることを前提に説明したが，必ずしも規則的に配列している必要はない。また，特徴点は上記パンチング孔に限られるものではなく，特定可能なマークなどを用いてもよいことは言うまでもない。
また，上記実施の形態においては無人搬送車（移動体）が床面（平面）上を走行する場合について説明したが，上記移動体と上記平面とは無人搬送車と床面とに限られるものではない。例えば，作業台（平面）上に複数のマークを形成し，上記作業台上を移動するロボットアームの先端（移動体）にカメラを取り付けて位置決めを行う場合や，作業装置によって取り扱うワーク自体に複数のマークを形成し，ワークに対する作業装置の位置決めを行う場合などにも適用できる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように，上記第１の発明は，複数の特徴点を有する平面上を移動する移動体に固定的に設置され，上記平面上の画像を撮像する撮像手段と，上記移動体を停止させて上記撮像手段により撮像した作業時撮像画像上の各特徴点位置と予め上記移動体を所定の基準停止位置に停止させて上記撮像手段により撮像した基準撮像画像上の上記各特徴点位置との関係に基づいて上記移動体の停止位置のズレ量を検出するズレ量検出手段とを具備する移動体の停止位置ズレ量検出装置において，
上記ズレ量検出手段が，
対応する基準撮像画像上の上記各特徴点位置データと上記作業時撮像画像上の各特徴点位置データの組（ｘ _g ，ｙ _g ，ｘ _g ′，ｙ _g ′）を少なくとも４組取得する手段と，
上記４組ずつ以上のデータを下記（１３）及び（１４）式に適用して上記Ｒ ₁₁ ，Ｒ ₁₂ ，Ｒ ₂₁ ，Ｒ ₂₂ ，Ｒ ₃₁ ，Ｒ ₃₂ ，Ｔ _x ，Ｔ _y の値を求める手段と，
下記（１７），（１８）式よりｆ，δを求め，下記（１２）の各式に代入して，ｒ ₁₁ 〜ｒ ₃₂ ，平面内のｘ方向，ｙ方向の位置ズレ量ｄｘ，ｄｙを求める手段と，
上記ｒ ₁₁ ，ｒ ₁₂ ，ｒ ₂₁ ，ｒ ₂₂ ，ｒ ₃₁ ，ｒ ₃₂ を下記（２１）式に代入して回転ズレ量ｄθ，ｄφ，ｄψをもとめる手段，
とから構成されてなる移動体の停止位置ズレ量検出装置であり，
ここに，
（１３）式は，Ｒ ₁₁ ｘ _g + Ｒ ₁₂ ｘ _g - Ｒ ₃₁ ｘ _g ´ - Ｒ ₃₂ ｘ _g ´ + Ｔ _x = ｘ _g ´
（１４）式は，Ｒ ₂₁ ｘ _g + Ｒ ₂₂ ｙ _g - Ｒ ₃₁ ｙ _g ´ - Ｒ ₃₂ ｙ _g ｙ _g ´ + Ｔ _y = ｙ _g ´
（１７）式は，
【数７】

（１８）式は，
【数８】

（１２）式は，
ｒ ₁₁ ＝（１＋δ）Ｒ ₁₁ ， ｒ ₁₂ ＝（１＋δ）Ｒ ₁₂
ｒ ₂₁ ＝（１＋δ）Ｒ ₂₁ ， ｒ ₂₂ ＝（１＋δ）Ｒ ₂₂
ｒ ₃₁ ＝（１＋δ）ｆＲ ₃₁ ， ｒ ₃₂ ＝（１＋δ）ｆＲ ₃₂
ｔ _x ＝ｍ ₀ （１＋δ）Ｔ _x ， ｔ _y ＝ｍ ₀ （１＋δ）Ｔ _y
（２１）式は，
【数９】

ｘ _g ，ｙ _g は，基準撮像画像上の特徴点の座標値
ｘ _g ′，ｙ _g ′は，作業時撮像画像上の特徴点の座標値
Ｒ ₁₁ ，Ｒ ₁₂ ，Ｒ ₂₁ ，Ｒ ₂₂ ，Ｒ ₃₁ ，Ｒ ₃₂ は，回転に関するマトリックス
ｆは，撮像手段の焦点距離
δは，撮像手段の取り付け高さｔ _z0 （既知）と同取り付け高さの変化量の比
ｍ ₀ は，ｔ _z0 ／ｆである移動体の停止位置ズレ量検出装置として構成されているため，例えば車輪が脱輪するなどして移動体が傾いて停止した場合や，車輪の磨耗により上記撮像手段の上記平面からの高さ位置が変化した場合のように，教示時と作業時とで移動体と上記平面との位置関係が３次元的に変化した場合でも，正確な位置ズレ量を検出できる。また，上記３次元ズレ量を求める際に，上記撮像画像上での上記特徴点の位置データのみを用いているため，２次元ズレ量を求める従来の停止位置ズレ量検出装置の演算装置のプログラムを変更するだけでよく，例えば移動体の傾斜を計るための新たな計器類を設置する必要がない。
また，上記第２の発明は，上記第１の発明に係る移動体の停止位置ズレ量検出装置，及び上記基準停止位置において動作教示される作業装置とを搭載し，上記停止位置ズレ量検出装置により得られた停止位置ズレ量に基づいて上記作業装置の教示データを修正する無人搬送車として構成されているため，たとえ作業時に車輪が脱輪するなどして車体が傾いて停止したり，或いは車輪の磨耗により上記撮像手段の床面からの高さ位置が変化した場合のように，車体の姿勢が上記作業装置の動作教示時と比べて３次元的に変化したような場合でも，作業装置を正確に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る停止位置ズレ量検出装置Ａ１及びそれを搭載する無人搬送車１の概略構成を示す模式図。
【図２】 世界座標系，カメラ座標系，画像座標系の関係を示す説明図。
【図３】 θ，φ，ψの定義の一例を示す説明図。
【図４】 従来技術に係る停止位置ズレ量検出装置を搭載する無人搬送車２１の概略構成を示す模式図。
【図５】 従来技術に係る停止位置ズレ量検出装置，及びそれを搭載する無人搬送車２１の概略構成を示す模式図。
【図６】 カメラ２３による床面撮像画像の一例を示す図。
【図７】 車体が傾いて停止した場合（ａ），及びカメラ２３の高さ位置が変化した場合（ｂ）における教示時撮像画像（上）と作業時撮像画像（下）の関係を示す図。
【符号の説明】
１，２１…無人搬送車
２，２５…演算装置（ズレ量検出手段の一例）
２２…アーム（作業装置の一例）
２３…カメラ（撮像手段の一例）
２４…照明装置
２６…記憶装置
２７…車体制御部
２８…アーム制御部
３１…パンチング床（平面の一例）
３２…パンチング孔（特徴点の一例）

Claims (3)

1. 複数の特徴点を有する平面上を移動する移動体に固定的に設置され，上記平面上の画像を撮像する撮像手段と，上記移動体を停止させて上記撮像手段により撮像した作業時撮像画像上の各特徴点位置と予め上記移動体を所定の基準停止位置に停止させて上記撮像手段により撮像した基準撮像画像上の上記各特徴点位置との関係に基づいて上記移動体の停止位置のズレ量を検出するズレ量検出手段とを具備する移動体の停止位置ズレ量検出装置において，
   上記ズレ量検出手段が，
   対応する基準撮像画像上の各特徴点位置データと上記作業時撮像画像上の各特徴点位置データの組（ｘ _g ，ｙ _g ，ｘ _g ′，ｙ _g ′）を少なくとも４組取得する手段と，
   上記４組ずつ以上のデータを下記（１３）及び（１４）式に適用してＲ ₁₁ ，Ｒ ₁₂ ，Ｒ ₂₁ ，Ｒ ₂₂ ，Ｒ ₃₁ ，Ｒ ₃₂ ，Ｔ _x ，Ｔ _y の値を求める手段と，
   下記（１７），（１８）式よりｆ，δを求め，下記（１２）の各式に代入して，ｒ ₁₁ 〜ｒ ₃₂ ，平面内のｘ方向，ｙ方向の位置ズレ量ｄｘ，ｄｙを求める手段と，
   上記ｒ ₁₁ ，ｒ ₁₂ ，ｒ ₂₁ ，ｒ ₂₂ ，ｒ ₃₁ ，ｒ ₃₂ を下記（２１）式に代入して回転ズレ量ｄθ，ｄφ，ｄψをもとめる手段，
   とから構成されてなる移動体の停止位置ズレ量検出装置。
   ここに，
   （１３）式は，Ｒ ₁₁ ｘ _g + Ｒ ₁₂ ｘ _g - Ｒ ₃₁ ｘ _g ´ - Ｒ ₃₂ ｘ _g ´ + Ｔ _x = ｘ _g ´
   （１４）式は，Ｒ ₂₁ ｘ _g + Ｒ ₂₂ ｙ _g - Ｒ ₃₁ ｙ _g ´ - Ｒ ₃₂ ｙ _g ｙ _g ´ + Ｔ _y = ｙ _g ´
   （１７）式は，
   

   

   （１８）式は，
   

   

   （１２）式は，
   ｒ ₁₁ ＝（１＋δ）Ｒ ₁₁ ， ｒ ₁₂ ＝（１＋δ）Ｒ ₁₂
   ｒ ₂₁ ＝（１＋δ）Ｒ ₂₁ ， ｒ ₂₂ ＝（１＋δ）Ｒ ₂₂
   ｒ ₃₁ ＝（１＋δ）ｆＲ ₃₁ ， ｒ ₃₂ ＝（１＋δ）ｆＲ ₃₂
   ｔ _x ＝ｍ ₀ （１＋δ）Ｔ _x ， ｔ _y ＝ｍ ₀ （１＋δ）Ｔ _y
   （２１）式は，
   

   

   ｘ _g ，ｙ _g は，基準撮像画像上の特徴点の座標値
   ｘ _g ′，ｙ _g ′は，作業時撮像画像上の特徴点の座標値
   Ｒ ₁₁ ，Ｒ ₁₂ ，Ｒ ₂₁ ，Ｒ ₂₂ ，Ｒ ₃₁ ，Ｒ ₃₂ は，回転に関するマトリックス
   ｆは，撮像手段の焦点距離
   δは，撮像手段の取り付け高さｔ _z0 （既知）と同取り付け高さの変化量の比
   ｍ ₀ は，ｔ _z0 ／ｆ
2. 上記平面が床面であり，上記特徴点が上記床面に設けられた貫通孔である請求項１記載の移動体の停止位置ズレ量検出装置。
3. 上記請求項２記載の移動体の停止位置ズレ量検出装置，及び上記基準停止位置において動作教示される作業装置とを搭載し，上記移動体の停止位置ズレ量検出装置により得られた停止位置ズレ量に基づいて上記作業装置の教示データを修正する無人搬送車。

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