JP4544117B2 - 制御情報生成装置 - Google Patents
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Description
また、各動作ステップにおける動作ステップの開始から可動部の移動開始までの遅延時間を表す遅延時間情報を生成するステップを有することにより、可動部が複数存在しても、可動部同士の意図しない衝突などの不具合を生じることなく、制御可能な制御情報を生成することができる。
図1に、本発明に係る制御装置1の構成ブロック図を示す。
本発明に係る制御装置1は、可動部の移動経路、動作順序などを規定する制御情報を記憶する記憶手段11と、制御対象となる自動運転装置の可動部を撮影する撮像手段12と、可動部に対する制御信号を出力して可動部を制御する制御手段13と、複数の画像処理関数を有する画像処理ライブラリ14などで構成される。
まず、記憶手段11について説明する。
記憶手段11は、RAM又はフラッシュメモリのような半導体メモリ、又はハードディスク、CD−ROM、CD−RAM、DVD−ROM、DVD−RAMなどで構成される。また、記憶手段11は、制御対象となる可動部の制御情報Icを記憶する。制御情報Icには、可動部の移動経路を示す移動経路情報R、タイミングチャートに相当する動作信号情報S及び遅延時間情報T、及び制御手段13で可動部の位置検出に使用する処理を画像処理ライブラリ14から選択するための処理選択情報Fを含む。
撮像手段12は、制御対象となる全ての可動部の可動範囲を1枚の画像に収めた静止画を、ビデオレート(30Hz)で連続して取得し、制御手段13へ送信する。また、可動部の移動によって、画像データ上の可動部の位置も変わるように、撮像手段12は各可動部の動作平面から離れた位置に配置される。さらに、撮像手段12は、可動部の制御に支障をきたさない程度、具体的には、可動部の移動開始前の位置と移動終了後の位置との差異を検出できるだけの解像度を有する。この目的のため、撮像手段12の一例として、1/4インチ41万画素CCD、焦点距離4.3mm(画角69.8°)、24ビット(RGB各8ビット)出力のCCDカメラを用いる。しかし、撮像手段12としては、上記のCCDカメラに限られるものではなく、制御対象となる可動部の大きさ、動作範囲などで適宜最適な解像度のカメラを選択し、使用すればよい。
制御手段13は、パーソナルコンピュータ(PC)の中央演算装置(CPU)、リードオンリーメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)などの1次記憶装置、PCに読み込まれたプログラム、及びRS232Cといった外部出力ポートなどで構成される。さらに、可動部のサーボモータを制御するためのモータドライバを内蔵する。
位置検出処理においては、可動部に対して位置検出用の検出マークを付しておき、その検出マークを検出し、その重心として可動部の位置を決定することができる。若しくは、検出マークの代わりに、撮像手段12で撮影された画像データ上で区別の付きやすい、可動部の特徴ある構造物又は形状を検出してもよい。以下の説明では、検出マークを検出して可動部の位置を求めるものとして説明する。
2値化が終了すると、検出マークに相当する画素の重心Mgを算出する。その重心Mgを、可動部の位置とする。
この例では、画像データを2値化する代わりに、検出マークの外形形状に沿って存在する、近傍画素との信号値の差が大きい画素(エッジ画素という)を検出する。例えば、画像上で、検出マークが図2(a)に示される略円形状をしており、検出マークに相当する画素が、その周辺画素と比較して輝度が高い(画素値が大きい)場合、図2(b)に示すフィルタを用いて、関心領域内でフィルタリング処理を行う。そして、そのフィルタリング処理の出力結果が最も高くなる画素を、検出マークの中心Mcとして検出する。そして、検出マークの中心Mcを可動部の位置とする。
本発明に係る制御情報生成装置2は、可動部の移動経路情報Rに関するデータを入力するシーケンス設定手段21と、動作信号情報S及び遅延時間情報Tに関するデータを入力するタイミング設定手段22と、シーケンス設定手段21及びタイミング設定手段22で入力されたデータに基づいて、制御情報Icを生成する制御情報生成手段23などで構成される。また、シーケンス設定装置2は、PC及びPC内蔵のハードディスクなどの記憶装置、液晶ディスプレイなどの表示装置、タッチパネル又はマウスなどのポインティングデバイス、及びこれらを駆動するソフトウェアなどで構成され、シーケンス設定手段21及びタイミング設定手段22は、表示装置上に表示された、所謂ウインドウとして構成される。
図4に示すように、動作ステップ設定部31は、各動作ステップの移動開始時点における、制御対象となる自動運転装置を撮影した基準画像を動作ステップ順に設定する、画像データ配置領域として表される。また、動作ステップ設定部31では、左上端に最初のステップに相当する基準画像が配置される。その右隣に、次の動作ステップに相当する基準画像が配置される。同様に、任意の動作ステップの次の動作ステップの基準画像は、その任意の動作ステップに相当する基準画像のさらに1画像分右側へ配置される。そして、水平に表示しきれなくなると、下段の左端にその次の動作ステップに相当する基準画像が配置される。各基準画像としては、メンテナンス時などにおいて、制御対象の自動運転装置の可動部の位置を調整し、各動作ステップにおいて、可動部を移動開始点に配置した状態で、撮像手段12によって撮影した画像を予めデータファイルとして準備する。
基準位置設定部33は、動作ステップ設定部31に表示された基準画像を選択することにより、例えばポップアップダイアログとして表示される。そして、制御対象となる可動部について、各動作ステップにおける移動開始時点の位置座標を基準位置として設定する。
タイミング設定手段22は、設定を行う可動部を選択する可動部選択ボタン41と、選択された可動部に対して動作の種別及び相対的な始動のタイミングを設定するタイミング編集部42と、設定されたタイミング情報を表示するタイミング表示部43などで構成される。
制御情報生成手段23は、シーケンス設定手段21の入力に基づいて、可動部の移動経路情報Rを生成する移動経路情報生成部51及び画像処理選択情報生成部54と、タイミング設定手段22の入力に基づいて、動作信号情報Sを生成する動作信号情報生成部52及び遅延時間情報Tを生成する遅延時間情報生成部53とを有し、制御情報Icに含まれる各情報を生成する。
まず、動作ステップ指定部31に設定された、可動部が移動開始位置にいる状態を撮影した基準画像データ、及び遷移情報指定部32に記載された動作ステップから、動作ステップの実行順序を特定する(ステップS01)。
最後に、画像処理設定部35の遅延時間入力部に入力された遅延時間に基づいて、遅延時間情報Tを生成する(ステップS07)。
このような構成とすることで、さらに簡便に、制御情報Icを生成することが可能となる。
例えば上記の実施形態では、本発明に係る制御装置と制御情報生成装置を、別の装置として記述したが、制御情報生成装置を本発明に係る制御装置に組み込んで、一つの装置として構成としてもよい。これらの装置を一つの装置として構成した場合には、制御装置を、制御対象の自動運転装置に自動運転を行なわせる通常運転モードと、その自動運転装置の動作を設定するメンテナンスモードを切り替える切り替えスイッチを設けることが好ましい。
さらに、上記の実施形態では、ある条件によって異なる動作ステップの遷移が生じる場合には、それぞれの遷移に対応した移動経路情報Rなどの制御情報を生成することとしたが、代わりとして、全ての動作ステップを含む制御情報を一式だけ生成し、各遷移ごとの動作ステップの実行順序を例えば表形式で記述した実行順序情報を別途作成してもよい。この場合、本発明に係る制御装置は、現在実行中の動作がどの遷移に相当するかの情報と、現在の動作ステップとに基づいて、実行順序情報を参照して次の動作ステップを決定する。
11 記憶手段
12 撮像手段
13 制御手段
14 画像処理ライブラリ
2、3,4,5 制御情報生成装置
21 シーケンス設定手段
22 タイミング設定手段
23 制御情報生成手段
31 動作ステップ設定部
32 遷移情報設定部
33、36 基準位置設定部
34、35 画像処理設定部
37 遅延時間入力部
41 可動部選択ボタン
42 タイミング編集部
43 タイミング表示部
51、55 移動経路情報生成部
52 遅延時間情報生成部
53、56 動作信号情報生成部
54 画像処理選択情報生成部
Claims (7)
- 複数の動作ステップに分割されて移動する可動部の制御において使用する制御情報を生成する装置であって、
前記可動部が前記複数の動作ステップの何れかの基準位置にいる状態を撮影した複数の画像データを記憶する記憶部と、
前記複数の画像データを任意の順序に配列可能な配列手段を有し、当該配列手段によって配列された前記複数の画像データの順序に従って、前記複数の動作ステップの実行順序を特定する動作ステップ設定部と、各動作ステップについて、可動部の前記基準位置を前記画像データ上で特定する基準位置設定部とを有するシーケンス設定手段と、
各動作ステップについて、前記可動部の移動方向、及び、動作ステップの開始から前記可動部の移動開始までの遅延時間を設定するタイミング設定手段と、
前記基準位置に基づいて、前記可動部の移動経路を表す移動経路情報を生成する移動経路情報生成部と、
前記遅延時間に基づいて、各動作ステップにおける動作ステップの開始から前記可動部の移動開始までの遅延時間を表す遅延時間情報を生成する遅延時間情報生成部と、
前記移動方向に基づいて、各動作ステップにおける前記可動部の移動方向を表す動作信号情報を生成する動作信号情報生成部とを有する制御情報生成手段と、を有することを特徴とする制御情報生成装置。 - 複数の動作ステップに分割されて移動する可動部の制御において使用する制御情報を生成する装置であって、
前記可動部が前記複数の動作ステップの何れかの基準位置にいる状態を撮影した複数の画像データを記憶する記憶部と、
前記複数の画像データを任意の順序に配列可能な配列手段を有し、当該配列手段によって配列された前記複数の画像データの順序に従って、前記複数の動作ステップの実行順序を特定する動作ステップ指定手段と、
各動作ステップについて、前記可動部の移動方向、及び、動作ステップの開始から前記可動部の移動開始までの遅延時間を設定するタイミング設定手段と、
前記画像データに基づいて前記可動部の基準位置を検出し、該基準位置に基づいて前記可動部の移動経路を表す移動経路情報を生成する移動経路情報生成部と、
前記遅延時間に基づいて、各動作ステップにおける動作ステップの開始から前記可動部の移動開始までの遅延時間を表す遅延時間情報を生成する遅延時間情報生成部と、
前記移動方向に基づいて、各動作ステップにおける前記可動部の移動方向を表す動作信号情報を生成する動作信号情報生成部とを有する制御情報生成手段と、を有することを特徴とする制御情報生成装置。 - 複数の動作ステップに分割されて移動する可動部の制御において使用する制御情報を生成する装置であって、
前記可動部が前記複数の動作ステップの何れかの基準位置にいる状態を撮影した複数の画像データを記憶する記憶部と、
前記複数の画像データを任意の順序に配列可能な配列手段を有し、当該配列手段によって配列された前記複数の画像データの順序に従って、前記複数の動作ステップの実行順序を特定する動作ステップ設定部と、各動作ステップについて、可動部の前記基準位置を前記画像データ上で特定する基準位置設定部とを有するシーケンス設定手段と、
各動作ステップについて、動作ステップの開始から前記可動部の移動開始までの遅延時間を設定するタイミング設定手段と、
前記基準位置に基づいて、前記可動部の移動経路を表す移動経路情報を生成する移動経路情報生成部と、
前記遅延時間に基づいて、各動作ステップにおける動作ステップの開始から前記可動部の移動開始までの遅延時間を表す遅延時間情報を生成する遅延時間情報生成部と、
前記複数の動作ステップの任意の動作ステップにおける可動部の基準位置と、該任意の動作ステップの次の動作ステップにおける該可動部の基準位置との差に基づいて、該任意の動作ステップにおける該可動部の移動方向を決定することにより、各動作ステップにおける前記可動部の移動方向を表す動作信号情報を生成する動作信号情報生成部とを有する制御情報生成手段と、
を有することを特徴とする制御情報生成装置。 - 複数の動作ステップに分割されて移動する可動部の制御において使用する制御情報を生成する装置であって、
前記可動部が前記複数の動作ステップの何れかの基準位置にいる状態を撮影した複数の画像データを記憶する記憶部と、
前記複数の画像データを任意の順序に配列可能な配列手段を有し、当該配列手段によって配列された前記複数の画像データの順序に従って、前記複数の動作ステップの実行順序を特定する動作ステップ指定手段と、
各動作ステップについて、動作ステップの開始から前記可動部の移動開始までの遅延時間を設定するタイミング設定手段と、
前記画像データに基づいて前記可動部の基準位置を検出し、該基準位置に基づいて前記可動部の移動経路を表す移動経路情報を生成する移動経路情報生成部と、
前記遅延時間に基づいて、各動作ステップにおける動作ステップの開始から前記可動部の移動開始までの遅延時間を表す遅延時間情報を生成する遅延時間情報生成部と、
前記複数の動作ステップの任意の動作ステップにおける可動部の基準位置と、該任意の動作ステップの次の動作ステップにおける該可動部の基準位置との差に基づいて、該任意の動作ステップにおける該可動部の移動方向を決定することにより、各動作ステップにおける前記可動部の移動方向を表す動作信号情報を生成する動作信号情報生成部とを有する制御情報生成手段と、
を有することを特徴とする制御情報生成装置。 - 前記動作信号情報生成部は、前記可動部が移動可能な方向を表す複数の移動可能方向ベクトルと、前記基準位置の差に基づいて算出される移動方向ベクトルとの一致度を調べ、最も一致度が高い移動可能方向ベクトルが表す方向を、前記任意の動作ステップにおける前記可動部の移動方向として前記動作信号情報を生成する、請求項3又は4に記載の制御情報生成装置。
- 前記可動部が、異なる動作ステップの遷移に従って動作する可能性のある場合において、前記動作ステップの遷移に含まれる動作ステップを指定する遷移情報設定部をさらに有する、請求項1〜5の何れか一項に記載の制御情報生成装置。
- 複数の動作ステップに分割されて移動する可動部の制御を行う制御装置であって、
請求項1〜6の何れかに記載の制御情報生成装置によって生成された移動経路情報、動作信号情報、及び遅延時間情報を記憶する記憶手段と、
前記可動部を撮影し、画像データを取得する撮像手段と、
前記移動経路情報から前記可動部の移動目的地を決定し、前記動作信号情報及び前記遅延時間情報に基づいて可動部を前記移動目的地に移動させ、前記移動経路情報及び前記画像データに基づいて、前記可動部が前記移動目的地に移動したか否かを判定する移動終了判定部とを有する制御手段と、
を有することを特徴とする制御装置。
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