JP6264967B2 - ロボット制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロボット制御装置に関し、コンベア上のワークを把持するロボット制御装置に関する。

ファクトリーオートメーション（ＦＡ）分野においては、省力化のため、画像処理を用いて各種の工程を制御する技術が多用されている。このような画像処理技術の適用例の一つとして、ベルトコンベア等の搬送装置によってワークを搬送するとともに、その搬送中のワークを移動機械（以下、「産業用ロボット」あるいは単に「ロボット」とも称す。）を用いて、追跡（トラッキング）および把持するような作業工程がある。このような作業工程は、コンベアトラッキング等と称される。

このコンベアトラッキングの技術においては、撮像装置を用いて搬送装置上のワークを撮像し、その撮像によって得られた画像に対して、画像処理装置を用いてパターンマッチングあるいは２値化処理などの計測処理を行うことで、各ワークの存在位置（座標値）を特定する。そして、この特定された各ワークの存在位置（座標値）に基づいて、ロボットが各ワークを追跡および把持する。

たとえば、特許文献１（特開２００２−１１３６７９号公報）は、搬送体によって搬送される複数のワークを撮像し、当該撮像結果から認識された各ワークの座標値に基づいて複数のワークのハンドリングを制御するトラッキング方法を開示している。

たとえば、特許文献２（特開２００４−１１２２号公報）は、搬送装置の上流側に設されたカメラとロボットハンド先端に取り付けられたカメラとを用いて、ワークの位置及びズレ量とに基づいて、ロボットハンドの目標位置及び姿勢を制御するピッキング装置を開示している。

特開２００２−１１３６７９号公報 特開２００４−１１２２号公報

しかしながら、コンベアは、たわみ、膨らみ、または傾斜を有している。その結果、搬送路の上流側に設置されたカメラからワークの位置情報を取得し、ピッキング動作を行うロボット装置においては、ピッキングを行う領域におけるコンベアが傾斜していることにより、把持位置の精度が要求される微小なワーク等では、正しい把持動作ができないという問題がある。

それゆえに、本発明の目的は、コンベアが、たわみ、膨らみ、または傾斜を有していても、ワークを正しく把持することができるロボット制御装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、搬送装置上を搬送されるワークをピッキングするロボットを制御するロボット制御装置であって、ワークの位置の入力を受け付ける入力部と、搬送装置上の領域であってワークをピッキングする領域において定義される、第１の領域と第１の領域に対応する搬送経路上の平面を規定する第１の座標系と、搬送装置上の領域であってワークをピッキングする領域において定義される、第２の領域と第２の領域に対応する搬送経路上の平面を規定する第２の座標系とを記憶する記憶部と、入力部から入力されたワークの位置により、ワークが位置する領域を選択する選択部と、ワークをピッキングする指示をロボットへ出力する出力部とを備える。出力部は、選択部によって選択された領域に対応する座標系を用いてロボットへの動作指示を出力する。

好ましくは、第１の領域と第２の領域との境界は、搬送装置においてワークが進行する方向と平行であるように第１の領域と第２の領域が設定されている。

好ましくは、第１の領域および第２の領域の情報と第１の座標系と第２の座標系を、記憶部に記憶させるキャリブレーション部をさらに備える。キャリブレーション部は、第１の領域、第２の領域、第１の座標系、第２の座標系とを、搬送経路上でのロボット先端の位置を教示することで記憶部に記憶させる。

好ましくは、キャリブレーション部は、搬送装置上に配置されたマークがロボットの稼働範囲の上流ラインにあるときにマークの位置をロボット先端にタッチさせ、マークがロボットの稼働範囲の下流ラインにあるときに、マークの位置をロボット先端にタッチさせ、搬送装置の移動方向に対してマークよりも左側の位置をロボット先端にタッチさせ、搬送装置の移動方向に対してマークよりも右側の位置をロボット先端にタッチさせることによって教示を行なう。

好ましくは。上流ラインは、ロボットの稼働範囲の最も上流のラインである。下流ラインは、ロボットの稼働範囲の最も下流のラインである。

好ましくは、マークは、搬送装置上の搬送装置の幅方向の左端と右端から等距離にある中央線上に付される。

好ましくは、搬送装置の移動方向に対してマークよりも左側の位置は、最も下流ラインの左端の位置である。搬送装置の移動方向に対してマークよりも右側の位置は、最も下流ラインの右端の位置である。

本発明によれば、コンベアが、たわみ、膨らみ、または傾斜を有していても、ワークを正しく把持することができるロボット制御装置を提供することである。

本発明の実施の形態に係るコンベアトラッキングシステムの構成を示す模式図である。 コンベアのたわみ、膨らみ、または傾斜を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る視覚センサを利用したコンベアトラッキングシステムのハードウェア構成について示す模式図である。 本発明の実施形態のワークのトラッキング処理の手順を示すフローチャートである。 キャリブレーション用シートの例を表わす図である。 第１の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。 第１の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションでの手順を説明するための図である。 第１の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションでの手順を説明するための図である。 第１の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションでの手順を説明するための図である。 第２の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションでの手順を説明するための図である。 第２の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションでの手順を説明するための図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。

［第１の実施形態］
＜システム構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係るコンベアトラッキングシステムの構成を示す模式図である。

図１に示すコンベアトラッキングシステムは、搬送装置（コンベア）１０を含む。コンベア１０は、駆動ローラ１２によって回転駆動される。図１に示す例では、コンベア１０は、紙面右側に移動する。コンベア１０には、搬出装置３０などによって紙面左側からワークＷがランダムに提供される。このコンベア１０上のワークＷは、紙面左側から紙面右側へ移動する。ワークＷとしては、典型的には、お菓子等の食品や各種の錠剤等が想定される。

本実施の形態に係る視覚センサ１００は、コンベア１０上の所定位置に設けられる。視覚センサ１００は、ワークなどの被写体を撮像するための撮像部、撮像部によって撮像された画像を処理するための画像処理部とを一体的に構成したものである。ただし、撮像部と画像処理部とを別体として構成してもよい。

視覚センサ１００は、その撮像範囲がコンベア１０の幅方向（搬送方向とは直交する方向）の全体を含むように設定される。そして、視覚センサ１００が所定周期で撮像を行うことで、コンベア１０上をランダムに流れてくるワークＷを順次撮像できる。視覚センサ１００は、この順次撮像される画像に対してパターンマッチング等の計測処理を行うことで、ワークＷの位置決めおよびトラッキング処理を行う。このように、視覚センサ１００の撮像部（図３に示す撮像部１１０）は、搬送装置であるコンベア１０上を搬送されるワークＷを撮像するように配置されている。そして、この撮像部に画像処理装置（図３に示す画像処理部１２０）が接続される。

コンベア１０の搬送方向には、視覚センサ１００の下流側に、ワークＷを把持するロボット３００が配置されている。このロボット３００は、ワークＷを把持するためのハンド先端を有しており、このハンド先端を目的位置に移動させることで、コンベア１０上のワークを把持する。すなわち、ロボット３００は、搬送装置であるコンベア１０の搬送経路において、視覚センサ１００の撮像部の撮像範囲より下流側に配置されるとともにワークＷを取り扱う。より具体的には、ロボット３００は、そのハンド先端を目的のワークＷに位置決めして、把持（ピックアップ）する。

さらに、ロボット３００は、コンベア１０の所定の稼動範囲（トラッキング範囲）内のワークＷをピックできる。

ロボット３００のトラッキング処理および位置決め処理については、コンベア１０に設けられたエンコーダ１４による検出結果を用いて制御される。このエンコーダ１４は、典型的には、ロータリーエンコーダが採用され、回転に伴ってパルス信号を発生する。この発生するパルス信号のパルス数をカウントすることで、コンベア１０と連結されたローラの回転数、すなわち、エンコーダ１４が発生するパルス信号は、搬送装置であるコンベア１０の搬送経路における移動量を示す信号に相当し、このパルス信号に基づいて、コンベア１０の移動量が算出される。

ロボット３００は、ロボット制御装置２００からの指示に従って動作する。すなわち、ロボット制御装置２００は、ロボット３００を制御するための制御装置である。ロボット制御装置２００は、視覚センサ１００とネットワークＮＷを介して接続されており、視覚センサ１００によって検出されたワークＷの位置に基づいて、ロボット３００に対してワークＷの把持動作に必要な指示を与える。

ロボット制御装置２００には、ロボット３００のキャリブレーションなどを行うためのティーチングペンダント２１００が接続されている。ユーザは、ティーチングペンダント２１００を操作して、キャリブレーションなどに必要な位置にロボット３００のハンド先端を移動させる。

ネットワークＮＷには、視覚センサ１００およびロボット制御装置２００に加えて、操作表示装置５００およびサポート装置６００が接続されていてもよい。操作表示装置５００は、視覚センサ１００からの処理結果やロボット制御装置２００からのロボット３００の動作状態などを表示するとともに、ユーザからの操作に応答して、視覚センサ１００および／またはロボット制御装置２００へ各種の指示を与える。

視覚センサ１００で検出されたコンベア１０上のワークＷの位置は、センサ座標系の座標値（Ｘｓ，Ｙｓ）［ｐｉｘｅｌ］で表わされる。センサ座標系のワークＷの座標値は、視覚センサ１００によって、ロボット座標系における座標値に変換される。ロボット座標系は、ロボット３００を制御するための座標系であり、ロボット座標系でのワークＷの位置は、座標値（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）［ｍｍ］で表わされる。

さらに、ロボット座標系でのワークＷの座標値は、ロボット制御装置２００によってコンベア座標系における座標値に変換される。コンベア座標系は、コンベア上の位置を原点とし、コンベア表面をＸＹ平面とした座標系である。

図２に示すように、コンベア１０の裏面に蛇行防止用ガイド９６が接着されており、これが原因となってコンベア１０の表面にたわみ、膨らみ、または傾斜が生じる。本実施の形態では、この問題を解決するために、トラッキング範囲を２分割し、分割した領域ごとのコンベア座標系を用いる。２つのコンベア座標系でのワークＷの位置は、座標値（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）［ｍｍ］および（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）［ｍｍ］で表わされる。

上述のような構成の下、視覚センサ１００は、ロボット制御装置２００からの撮像指示に従って実際に撮像を行ったときのカウント値を各ワークの位置情報に付加して、ロボット制御装置２００へ送信する。すなわち、視覚センサ１００は、ワークＷの位置情報と対応するコンベア１０における移動量とをロボット制御装置２００へ送信する。

＜ハードウェア構成＞
図３は、本発明の実施の形態に係る視覚センサ１００を利用したコンベアトラッキングシステムのハードウェア構成について示す模式図である。図３を参照して、視覚センサ１００は、撮像部１１０と、画像処理部１２０とを含む。

撮像部１１０は、撮像範囲に存在する被写体を撮像する装置であり、主体たる構成要素として、レンズや絞りなどの光学系と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの受光
素子とを含む。撮像部１１０は、画像処理部１２０からの指令に従って撮像するとともに、その撮像によって得られた画像データを画像処理部１２０へ出力する。

画像処理部１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２２と、メモリ１２４と
、撮像制御部１２６と、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１２８と、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１３０と、エンコーダカウンタ１３２とを含む。これらのコンポーネントは、バス１３４を介して互いにデータ通信可能に接続されている。

ＣＰＵ１２２は、画像処理部１２０において主たる演算を行うプロセッサである。メモリ１２４は、ＣＰＵ１２２によって実行される各種プログラム、撮像部１１０によって撮像された画像データ、各種パラメータなどを格納する。典型的には、メモリ１２４は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性記憶装置と、ＦＬＡＳＨメモリなどの不揮発性記憶装置とからなる。

さらに、メモリ１２４は、撮像部１１０によって撮像された画像におけるセンサ座標系の座標値（Ｘｓ，Ｙｓ）をロボット座標系の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）に変換するためのパラメータセットを保持する。このパラメータセットの取得方法については、後述する。

撮像制御部１２６は、ＣＰＵ１２２などからの内部コマンドに従って、接続されている撮像部１１０における撮像動作を制御する。撮像制御部１２６は、撮像部１１０に対して各種コマンドを送信するインターフェイスと、撮像部１１０からの画像データを受信するインターフェイスとを有している。

通信インターフェイス１２８は、ロボット制御装置２００との間で各種データを遣り取りする。典型的には、視覚センサ１００およびロボット制御装置２００とはイーサネット（登録商標）を介して接続されており、通信インターフェイス１２８は、このようなイーサネット（登録商標）に準拠したハードウェアである。

入出力インターフェイス１３０は、画像処理部１２０から外部へ各種信号を出力し、あるいは、外部からの各種信号を入力する。特に、入出力インターフェイス１３０は、エンコーダ１４で生成されるパルス信号を受け入れ、その信号をデジタル信号に変換してエンコーダカウンタ１３２へ出力する。

エンコーダカウンタ１３２は、エンコーダ１４からのパルス信号に含まれるパルス数をカウントする。このエンコーダカウンタ１３２は、基本的には、ＣＰＵ１２２の演算サイクルとは独立して動作するため、エンコーダ１４からのパルス信号に含まれるパルス数を取り逃すことがない。

一方、ロボット制御装置２００は、位置制御部２１０と、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２２８と、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２３０と、エンコーダカウンタ２３２と、ピッキング制御部２４０とを含む。

位置制御部２１０は、視覚センサ１００からの位置情報に基づいて、ロボット３００に対してコマンドを出力するための演算を行うプロセッサである。

メモリ２２０には、視覚センサ１００の計測処理によって検出されたワークＷのロボット座標系の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）が格納される。位置制御部２１０は、コンベアの移動（エンコーダ１４からのパルス信号に基づいて検出）に応じて、ワークＷのロボット座標系の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）を順次更新する。

また、位置制御部２１０は、選択部２２１と、座標変換部２２２と、キャリブレーション部２２３とを備える。

選択部２２１は、ロボットに座標系でのワークＷの座標値に基づいて、２つのコンベア座標系のうちの１つの座標系を選択する。

座標変換部２２２は、ロボット座標系でのワークＷの座標値を選択されたコンベア座標系での座標値に変換する。

キャリブレーション部２２３は、ロボット座標系からコンベア座標系に変換するためのキャリブレーションを行なことによって、必要なパラメータの値を取得する。

通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２２８は、視覚センサ１００の画像処理部１２０との間で各種データを遣り取りする。典型的には、視覚センサ１００およびロボット制御装置２００とはイーサネット（登録商標）を介して接続されており、通信インターフェイス２２８は、このようなイーサネット（登録商標）に準拠したハードウェアである。

入出力インターフェイス２３０は、ロボット制御装置２００から外部へ各種信号を出力
し、あるいは、外部からの各種信号を入力する。特に、入出力インターフェイス２３０は、エンコーダ１４で生成されるパルス信号を受け入れ、その信号をデジタル信号に変換してエンコーダカウンタ２３２へ出力する。

エンコーダカウンタ２３２は、エンコーダ１４からのパルス信号に含まれるパルス数をカウントする。このエンコーダカウンタ２３２は、基本的には、位置制御部２１０の演算サイクルとは独立して動作するため、エンコーダ１４からのパルス信号に含まれるパルス数を取り逃すことがない。

ピッキング制御部２４０は、位置制御部２１０などからの内部コマンドに従って、接続されているロボット３００における把持動作を制御する。ピッキング制御部２４０は、ロボット３００のそれぞれの可動軸における目標位置などを送信するインターフェイスと、ロボット３００のそれぞれの可動軸における現在位置を受信するインターフェイスとを有している。

コンベア１０に設けられたエンコーダ１４の検出結果に応じて生成されるパルス信号は、視覚センサ１００およびロボット制御装置２００へ入力されるように構成されている。視覚センサ１００およびロボット制御装置２００は、パルス信号に含まれるパルス数をカウントするためのエンコーダカウンタをそれぞれ有している。エンコーダ１４からのパルス信号は、並列的に、視覚センサ１００およびロボット制御装置２００に入力されるので、それぞれのエンコーダカウンタを同じタイミングで初期化（カウンタリセット）しておけば、その後に入力されるパルス信号についてのカウント値は、互いに同じ値、すなわち、カウント値についての同期をとることができる。

＜位置決めおよびトラッキング処理＞
次に、図１に示すコンベアシステムにおけるワークＷのトラッキング処理の詳細について説明する。

図４は、本発明の実施形態のワークＷのトラッキング処理の手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、視覚センサ１００は、内蔵の撮像部を用いてコンベア１０を撮像する。視覚センサ１００の撮像動作は、ロボット制御装置２００からの撮像指示に応じて開始される。この撮像指示は、視覚センサ１００とロボット制御装置２００とを接続するネットワークＮＷ経由で搬送される。このネットワークＮＷは、典型的には、イーサネット（登録商標）などの汎用的なネットワークを採用することができる。

視覚センサ１００は、撮像指示をロボット制御装置２００から受信するように構成されており、この撮像指示に応答して撮像を開始する。これにより、視覚センサ１００は、撮像範囲を写した画像を順次取得する。そして、視覚センサ１００は、当該画像に対して計測処理（典型的には、予め登録されたワークＷについてのモデル画像に基づくパターンマッチング処理、あるいは、２値化処理）を実行する。さらに、視覚センサ１００は、この計測処理によって各ワークＷの撮像時のセンサ座標系での座標値（Ｘｓ，Ｙｓ）を取得する。

ステップＳ１０２において、視覚センサ１００は、センサ座標系のワークＷの座標値（Ｘｓ，Ｙｓ）をロボット座標系の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）に変換する。

この変換には、以下の式が用いられる。
Ｘｒ＝Ａ・Ｘｓ＋Ｂ・Ｙｓ＋Ｃ・・・（１）
Ｙｒ＝Ｄ・Ｘｓ＋Ｅ・Ｙｓ＋Ｆ・・・（２）
ここで、パラメータセットＡ〜Ｆは、後述のセンサ座標系→ロボット座標系のキャリブレーションによって得られ、メモリ１２４に格納されている。

ステップＳ１０３において、視覚センサ１００は、ワークＷのロボット座標系の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）をネットワークＮＷを介してロボット制御装置２００へ送信し、ロボット制御装置２００の内部にあるメモリに格納される。

ステップＳ１０４において、ロボット制御装置２００の座標変換部２２２は、エンコーダ１４からのパルス信号を受けるたびに、ワークＷの座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）を更新する。すなわち、現在のワークのＷの座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）に（ｄｘ，ｄｙ）を加算した値を新たなワークＷの座標値とする。これは、ロボット制御装置２００のメモリ２２０上において、実際にベルトコンベア上を搬送するワークＷをトラッキングするためである。ここで、ｄｘは、パルス信号の間隔ごとにコンベア１０が移動する量をＭＤとしたときに、以下の式で表わされる。

ｄｘ＝ＭＤ×ｃｏｓθ…（３）
ｄｙ＝ＭＤ×ｓｉｎθ…（４）
θは、コンベアの進行方向とロボット座標系のＸｒ軸とのなす角度であり、後述のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションによって求められ、メモリ２２０に格納される。

ステップＳ１０５において、ワークＷの更新後の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）がロボット３００のトラッキング範囲に入ると、処理がステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７において、ワークＷの現在の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）がロボット座標系の領域Ｒ−ＡＲ１に含まれる場合は、処理がステップＳ１０８に進む。領域Ｒ−ＡＲ１は、後述のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションによって定められる。

ステップＳ１０８において、選択部２２１は、ワークＷがコンベア座標空間の分割領域ＡＲ１に属すると判断し、分割領域ＡＲ１と分割領域ＡＲ１のコンベア座標系を選択する。

ステップＳ１０９において、座標変換部２２２は、以下の式に従って、ワークＷのロボット座標系での座標値（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ１（０））をコンベア座標系の座標値（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）に変換する。ここで、Ｚｒ１（０）は、分割領域ＡＲ１の原点をロボット座標系に変換したときのＺｒの値であり、後述のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションによって定められる。

ステップＳ１１０において、ワークＷの現在の位置情報（Ｘｒ，Ｙｒ）がロボット座標系の領域Ｒ−ＡＲ２に含まれる場合は、処理がステップＳ１１１に進む。領域Ｒ−ＡＲ２は、後述のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションによって定められる。

ステップＳ１１１において、座標変換部２２２は、ワークＷがコンベア座標空間の分割領域ＡＲ２に属すると判断し、分割領域ＡＲ２と分割領域ＡＲ２のコンベア座標系を選択する。

ステップＳ１１２において、座標変換部２２２は、以下の式に従って、ワークＷのロボット座標系での座標値（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ２（０））をコンベア座標系の座標値（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）に変換する。ここで、Ｚｒ２（０）は、分割領域ＡＲ２の原点をロボット座標系に変換したときのＺｒの値であり、後述のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションによって定められる。

ステップＳ１０７において、ピッキング制御部２４０は、コンベア座標系の座標値（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）または（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）に基づいて、ワークＷを把持するための制御信号を出力する。

具体的には、ピッキング制御部２４０は、ワークＷのコンベア座標系の現在の座標値と、図示しないエンコーダから取得したロボット２００のハンドの現在のコンベア座標系の座標値とに基づいて、ワークＷの現在位置に向けたロボット２００のハンドの動作軌跡を算出する。ピッキング制御部２４０は、算出した動作軌跡に沿って、ロボット２００のモータに位置指令値を出力する。この位置指令値は、コンベア座標系でのワークＷの現在の座標値とロボット２００のハンドの現在の座標値とを結ぶベクトルをロボット座標系でのベクトルに変換されることによって算出される。上記制御動作が制御周期ごとに繰り返される。つまり、ロボット２００によってワークＷのピックアップが完了しない場合には、上記制御動作が再度実行される。すなわち、ピッキング制御部２４０は、ワークＷのコンベア座標系の現在の座標値と、エンコーダから取得したロボット２００のハンドの現在のコンベア座標系の座標値とに基づいて、ワークＷの現在位置に向けたロボット２００のハンドの動作軌跡を再度算出して、ロボット２００のモータに再度位置指令値を出力する。

＜センサ座標系→ロボット座標系のキャリブレーション＞
視覚センサ１００によって計測されたワークの位置情報（センサ座標系の座標値（Ｘｓ，Ｙｓ）［ｐｉｘｅｌ］）を、ロボット座標系の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）［ｍｍ］に変換するための関係式が取得される。この関係式は、６個のパラメータＡ〜Ｆによって定義される。より具体的には、本実施の形態に係るキャリブレーションは、３段階の手順によって実現される。

なお、本実施の形態に係るキャリブレーションにおいては、図５に示すターゲットパターンが描画されたキャリブレーション用シートＳが用いられる。このキャリブレーション用シートＳに示されたターゲットパターンは、その内部が約９０°ずつに塗り分けられた５個の円（マーク）を含む。なお、後述するように、基本的には４個のマークを用いてキャリブレーションが行われるが、追加的に配置された１個のマークは、キャリブレーション用シートＳの配置向きを所定方向に統一するために用いられる。

（第１段階）
第１段階としては、ユーザは、ターゲットパターンが描画されたキャリブレーション用シートＳを視覚センサ１００（撮像部１１０）の視野内に配置する。そして、ユーザは、視覚センサ１００に対して撮像指示を与える。すると、視覚センサ１００は、撮像によって得られた画像（ターゲットパターンが被写体として含まれる画像）に対して計測処理を行い、ターゲットパターンに含まれる四隅に配置された４個のマークについての各中心点の座標値を決定する。これによって、ターゲットパターンに含まれる４個のマークについてのセンサ座標系の座標値［ｐｉｘｅｌ］がそれぞれ取得される。この取得される４個の座標値を（ｘｓ１，ｙｓ１）、（ｘｓ２，ｙｓ２）、（ｘｓ３，ｙｓ３）、（ｘｓ４，ｙｓ４）とする。

（第２段階）
第２段階としては、ユーザは、コンベア１０を動かしてターゲットパターンが描画されたキャリブレーション用シートＳをロボット３００のトラッキング範囲（稼動範囲）内に配置するとともに、ロボット３００を操作して、ターゲットパターンに含まれる４個のマークとロボット３００との位置関係を対応付ける。

より具体的には、まず、ユーザは、コンベア１０を動かして、キャリブレーション用シートＳをロボット３００のトラッキング範囲（稼動範囲）内に配置する。

続いて、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端をキャリブレーション用シートＳ上の１つのマークと対応するように位置決めする。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値が視覚センサ１００へ送信される。このロボット３００のハンド先端の位置決めして、および、位置決め状態におけるロボット３００の位置情報の視覚センサ１００へ送信する処理は、ターゲットパターンに含まれる４個のマークのすべてに対して繰り返し実行される。

このような手順によって、ターゲットパターンに含まれる４個のマークに対応するロボット座標系の座標値がそれぞれ取得される。この取得される４個のマークに対応するロボット座標系の座標値を（ｘｒ１，ｙｒ１）、（ｘｒ２，ｙｒ２）、（ｘｒ３，ｙｒ３）、（ｘｒ４，ｙｒ４）とする。

（第３段階）
第３段階としては、ユーザは、コンベア１０をさらに動かしてキャリブレーション用シートＳをロボット３００のトラッキング範囲（稼動範囲）の最下流の位置に配置するとともに、ロボット３００を操作して、ターゲットパターンに含まれる１個のマークとロボット３００との位置関係を対応付ける。

より具体的には、まず、ユーザは、コンベア１０を動かして、キャリブレーション用シートＳをロボット３００のトラッキング範囲（稼動範囲）の下流側端部に配置する。

続いて、ユーザは、ティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端をキャリブレーション用シートＳ上の１番目のマーク（第２段階で座標値（ｘｒ１，ｙｒ１）を取得したマーク）と対応するように位置決めする。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値が視覚センサ１００へ送信される。

このような手順によって、ターゲットパターンに含まれる１番目のマークに対応するロボット３００の座標値がそれぞれ取得される。この取得される１番目のマークに対応するロボット座標系の座標値を（ｘｒ５，ｙｒ５）とする。

（パラメータ算出処理）
センサ座標系の座標値（ｘｓ１，ｙｓ１），（ｘｓ２，ｙｓ２），（ｘｓ３，ｙｓ３），（ｘｓ４，ｙｓ４）と、ロボット座標系の座標値（ｘｒ１，ｙｒ１），（ｘｒ２，ｙｒ２），（ｘｒ３，ｙｒ３），（ｘｒ４，ｙｒ４）との対応関係に基づいて、座標系の変換に係る変換式の６個のパラメータＡ〜Ｆが決定される。すなわち、公知の手法を用いて、式（１）、（２）を満たす（あるいは、誤差が最小となる）パラメータＡ〜Ｆが決定される。

これにより、視覚センサ−ロボット間のキャリブレーションが実現される。
＜ロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーション＞
図６および図７は、第１の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。図８〜図１０は、第１の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションでの手順を説明するための図である。

ステップＳ２０１において、ユーザは、マークＭが付されたキャリブレーション用シートを、マークＭがコンベア１０の中心線Ｌ１上に位置するようにコンベア１０上に置く。中心線Ｌ１は、コンベア１０の幅方向の左端と右端から等距離にある線である。

ステップＳ２０２において、ユーザは、コンベア１０を動かして、マークＭを図８に示すトラッキング範囲（稼動範囲）内の最上流ラインに配置する。
ステップＳ２０３において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端をマークＭと対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ１がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ２０４において、ユーザは、コンベア１０を動かして、マークＭを図８に示すトラッキング範囲（稼動範囲）内の最下流ラインに配置する。

ステップＳ２０５において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端をマークＭと対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ２がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ２０６において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端を、コンベア１０の移動方向に対してマークＭの位置よりも左側にある点、好ましくは、最下流ライン上の最も左端と対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ３がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ２０７において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端を、コンベア１０の移動方向に対してマークＭの位置よりも右側にある点、好ましくは、最下流ライン上の最も右端と対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ４がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ２０８において、キャリブレーション部２２３は、座標値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を用いて、コンベア座標系（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）およびコンベア座標系（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）で定義される領域ＡＲ１を決定する。キャリブレーション部２２３は、領域ＡＲ１の原点をＰ３とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ１からＰ２へのベクトルをＸｃ１軸の正方向とし、Ｐ２からＰ３へのベクトルをＹｃ１軸の正方向とし、Ｘｃ１軸およびＹｃ１軸に直交しかつコンベア１０の上の方向（つまり、コンベア１０の上面の方向）をＺｃ１軸の正方向とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、最上流ライン上の最も左端の点を４隅とした範囲を領域ＡＲ１のＸｃ１座標、Ｙｃ１座標の範囲とし、所定の高さＺｐを領域ＡＲ１のＺｃ１軸の最大の座標とする（図９を参照）。

ステップＳ２０９において、キャリブレーション部２２３は、座標値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４を用いて、コンベア座標系（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）およびコンベア座標系（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）で定義される領域ＡＲ２を決定する。キャリブレーション部２２３は、領域ＡＲ１の原点をＰ２とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ１からＰ２へのベクトルをＸｃ２軸の正方向とし、Ｐ４からＰ２へのベクトルをＹｃ２軸の正方向とし、Ｘｃ２軸およびＹｃ２軸に直交しかつコンベア１０の上の方向（つまり、コンベア１０の上面の方向）をＺｃ２軸の正方向とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４と、最上流ライン上の最も右端の点を４隅とした範囲を領域ＡＲ２のＸｃ２座標、Ｙｃ２座標の範囲とし、所定の高さＺｐを領域ＡＲ２のＺｃ２軸の最大の座標とする（図１０を参照）。

ステップＳ２１０において、キャリブレーション部２２３は、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ１（０））からコンベア座標系（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）に変換する式（Ａ１）のパラメータＲｘ１，Ｒｙ１，Ｒｚ１を計算する。

ここで、Ｒｘ１は、Ｐ１からＰ２へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（１，０，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｙ１は、Ｐ２からＰ３へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，１，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｚ１は、Ｐ１からＰ２へのベクトルおよびＰ２からＰ３へのベクトルと直交するベクトルを正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，０，１）の内積を計算することによって得られる。

ステップＳ２１１において、キャリブレーション部２２３は、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ２（０））からコンベア座標系（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）に変換する式（Ａ２）のパラメータＲｘ２，Ｒｙ２，Ｒｚ２を計算する。

ここで、Ｒｘ２は、Ｐ１からＰ２へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（１，０，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｙ２は、Ｐ４からＰ２へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，１，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｚ２は、Ｐ１からＰ２へのベクトルおよびＰ４からＰ２へのベクトルと直交するベクトルを正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，０，１）の内積を計算することによって得られる。

ステップＳ２１２において、キャリブレーション部２２３は、コンベア座標系（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）の領域ＡＲ１の範囲を式（Ａ１）の逆変換式に従って、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の分割領域Ｒ−ＡＲ１の範囲を求める。

ステップＳ２１３において、キャリブレーション部２２３は、コンベア座標系（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）の領域ＡＲ２の範囲を式（Ａ２）の逆変換式に従って、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の分割領域Ｒ−ＡＲ２の範囲を求める。

ステップＳ２０４において、キャリブレーション部２２３は、コンベア１０の進行方向（Ｐ１からＰ２へのベクトルの方向）に対するロボット座標系のＸｒ軸の角度θを算出する。

ステップＳ２０５において、キャリブレーション部２２３は、式（Ａ１）の逆変換式に従って、分割領域ＡＲ１の原点をロボット座標系に変換し、変換して得られるＺｒの値をＺｒ１（０）とする。

ステップＳ２０６において、キャリブレーション部２２３は、式（Ａ２）の逆変換式に従って、分割領域ＡＲ２の原点をロボット座標系に変換し、変換して得られるＺｒの値をＺｒ２（０）とする。

以上のように、本実施の形態によれば、コンベアのトラッキング範囲を中央線で２つに分割し、分割範囲ごとのコンベア座標系を用いて、ワークの位置を認識して、ワークを把持するので、コンベアのたわみ、膨らみ、または傾斜量が、中央線を境にして異なっていても、ワークを正しく把持することができる。

[第２の実施形態]
第１の実施形態では、コンベア１０の表面のたわみ、膨らみ、または傾斜の量がトラッキング範囲の中央を境界とした左側と右側で異なる場合を考慮して、トラッキング範囲を２分割した。本実施の形態では、コンベアの位置ごとのたわみ、膨らみ、または傾斜に対応するために、トラッキング範囲を６分割し、分割した領域ごとのコンベア座標系を用いる。

６つのコンベア座標系でのワークＷの位置は、座標値（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）［ｍｍ］、（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）［ｍｍ］、（Ｘｃ３，Ｙｃ３，Ｚｃ３）［ｍｍ］、（Ｘｃ４，Ｙｃ４，Ｚｃ４）［ｍｍ］、（Ｘｃ５，Ｙｃ５，Ｚｃ５）［ｍｍ］、（Ｘｃ５，Ｙｃ５，Ｚｃ５）［ｍｍ］で表わされる。

＜ロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーション＞
図１１〜図１３は、第２の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。図１４および図１５は、第２の実施形態のロボット座標系→コンベア座標系のキャリブレーションでの手順を説明するための図である。

ステップＳ３０１において、ユーザは、マークＭ１，Ｍ２が付されたキャリブレーション用シートを、マークＭ１がコンベア１０の幅方向を３等分する左側のラインＬに位置し、マークＭ２がコンベア１０の幅方向を３等分する右側のラインＲに位置するようにコンベア１０上に置く。

ステップＳ３０２において、ユーザは、コンベア１０を動かして、マークＭ１，Ｍ２を図１４に示すトラッキング範囲（稼動範囲）内の最上流ラインに配置する。

ステップＳ３０３において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端をマークＭ１と対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ１がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ３０４において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端をマークＭ２と対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ２がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ３０５において、ユーザは、コンベア１０を動かして、マークＭ１，Ｍ２を図１４に示すトラッキング範囲（稼動範囲）内の中間ラインに配置する。中間ラインは、たとえば、最上流ラインと最下流ラインから等しい距離だけ離れたラインとする。

ステップＳ３０６において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端をマークＭ１と対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ３がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ３０７において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端をマークＭ２と対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ４がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ３０８において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端を、コンベア１０の移動方向に対してマークＭ１の位置よりも左側にある点、好ましくは、中間ライン上の最も左端と対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ５がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ３０９において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端を、コンベア１０の移動方向に対してマークＭ２の位置よりも右側にある点、好ましくは、中間ライン上の最も右端と対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ６がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ３１０において、ユーザは、コンベア１０を動かして、マークＭ１，Ｍ２を図１４に示すトラッキング範囲（稼動範囲）内の最下流ラインに配置する。
ステップＳ３１２において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端をマークＭ１と対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ７がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ３１１において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端をマークＭ２と対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ８がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ３１２において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端を、コンベア１０の移動方向に対してマークＭ１の位置よりも左側にある点、好ましくは、中間ライン上の最も左端と対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ９がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ３１３において、ユーザは、ロボット制御装置２００に付属しているティーチングペンダント２１００を操作するなどによって、ロボット３００のハンド先端を、コンベア１０の移動方向に対してマークＭ２の位置よりも右側にある点、好ましくは、中間ライン上の最も右端と対応するように位置決めする（タッチアップする）。ユーザは、この位置決めされた状態で指示を与えることで、ロボット３００のハンド先端の位置を示すロボット座標系での座標値Ｐ１０がロボット制御装置２００のキャリブレーション部２２３へ送信される。

ステップＳ３１４において、キャリブレーション部２２３は、座標値Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５を用いて、コンベア座標系（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）およびコンベア座標系（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）で定義される領域ＡＲ１を決定する。キャリブレーション部２２３は、領域ＡＲ１の原点をＰ５とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ１からＰ３へのベクトルをＸｃ１軸の正方向とし、Ｐ３からＰ５へのベクトルをＹｃ１軸の正方向とし、Ｘｃ１軸およびＹｃ１軸に直交しかつコンベア１０の上の方向（つまり、コンベア１０の上面の方向）をＺｃ１軸の正方向とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５と、最上流ライン上の最も左端の点を４隅とした範囲を領域ＡＲ１のＸｃ１座標、Ｙｃ１座標の範囲とし、所定の高さＺｐを領域ＡＲ１のＺｃ１軸の最大の座標とする（図１５を参照、Ｚｐの図示は省略）。

ステップＳ３１５において、キャリブレーション部２２３は、座標値Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４を用いて、コンベア座標系（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）およびコンベア座標系（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）で定義される領域ＡＲ２を決定する。キャリブレーション部２２３は、領域ＡＲ２の原点をＰ３とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ１からＰ３へのベクトルをＸｃ２軸の正方向とし、Ｐ４からＰ３へのベクトルをＹｃ２軸の正方向とし、Ｘｃ２軸およびＹｃ２軸に直交しかつコンベア１０の上の方向（つまり、コンベア１０の上面の方向）をＺｃ２軸の正方向とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ１、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ２を４隅とした範囲を領域ＡＲ２のＸｃ２座標、Ｙｃ２座標の範囲とし、所定の高さＺｐを領域ＡＲ２のＺｃ２軸の最大の座標とする（図１５を参照、Ｚｐの図示は省略）。

ステップＳ３１６において、キャリブレーション部２２３は、座標値Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６を用いて、コンベア座標系（Ｘｃ３，Ｙｃ３，Ｚｃ３）およびコンベア座標系（Ｘｃ３，Ｙｃ３，Ｚｃ３）で定義される領域ＡＲ３を決定する。キャリブレーション部２２３は、領域ＡＲ３の原点をＰ４とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ２からＰ４へのベクトルをＸｃ３軸の正方向とし、Ｐ６からＰ４へのベクトルをＹｃ３軸の正方向とし、Ｘｃ３軸およびＹｃ３軸に直交しかつコンベア１０の上の方向（つまり、コンベア１０の上面の方向）をＺｃ３軸の正方向とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６と、最上流ライン上の最も右端の点を４隅とした範囲を領域ＡＲ３のＸｃ３座標、Ｙｃ３座標の範囲とし、所定の高さＺｐを領域ＡＲ３のＺｃ３軸の最大の座標とする（図１５を参照、Ｚｐの図示は省略）。

ステップＳ３１７において、キャリブレーション部２２３は、座標値Ｐ３、Ｐ７、Ｐ９を用いて、コンベア座標系（Ｘｃ４，Ｙｃ４，Ｚｃ４）およびコンベア座標系（Ｘｃ４，Ｙｃ４，Ｚｃ４）で定義される領域ＡＲ４を決定する。キャリブレーション部２２３は、領域ＡＲ４の原点をＰ９とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ３からＰ７へのベクトルをＸｃ４軸の正方向とし、Ｐ７からＰ９へのベクトルをＹｃ４軸の正方向とし、Ｘｃ４軸およびＹｃ４軸に直交しかつコンベア１０の上の方向（つまり、コンベア１０の上面の方向）をＺｃ４軸の正方向とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ３、Ｐ７、Ｐ９、Ｐ５を４隅とした範囲を領域ＡＲ４のＸｃ４座標、Ｙｃ４座標の範囲とし、所定の高さＺｐを領域ＡＲ４のＺｃ４軸の最大の座標とする（図１５を参照、Ｚｐの図示は省略）。

ステップＳ３１８において、キャリブレーション部２２３は、座標値Ｐ３、Ｐ７、Ｐ８を用いて、コンベア座標系（Ｘｃ５，Ｙｃ５，Ｚｃ５）およびコンベア座標系（Ｘｃ５，Ｙｃ５，Ｚｃ５）で定義される領域ＡＲ５を決定する。キャリブレーション部２２３は、領域ＡＲ５の原点をＰ７とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ３からＰ７へのベクトルをＸｃ５軸の正方向とし、Ｐ８からＰ７へのベクトルをＹｃ５軸の正方向とし、Ｘｃ５軸およびＹｃ５軸に直交しかつコンベア１０の上の方向（つまり、コンベア１０の上面の方向）をＺｃ５軸の正方向とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ３、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ４を４隅とした範囲を領域ＡＲ５のＸｃ５座標、Ｙｃ５座標の範囲とし、所定の高さＺｐを領域ＡＲ５のＺｃ５軸の最大の座標とする（図１５を参照、Ｚｐの図示は省略）。

ステップＳ３１９において、キャリブレーション部２２３は、座標値Ｐ４、Ｐ８、Ｐ１０を用いて、コンベア座標系（Ｘｃ６，Ｙｃ６，Ｚｃ６）およびコンベア座標系（Ｘｃ６，Ｙｃ６，Ｚｃ６）で定義される領域ＡＲ６を決定する。キャリブレーション部２２３は、領域ＡＲ６の原点をＰ８とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ４からＰ８へのベクトルをＸｃ６軸の正方向とし、Ｐ１０からＰ８へのベクトルをＹｃ６軸の正方向とし、Ｘｃ６軸およびＹｃ６軸に直交しかつコンベア１０の上の方向（つまり、コンベア１０の上面の方向）をＺｃ６軸の正方向とする。キャリブレーション部２２３は、Ｐ４、Ｐ８、Ｐ１０、Ｐ６を４隅とした範囲を領域ＡＲ６のＸｃ６座標、Ｙｃ６座標の範囲とし、所定の高さＺｐを領域ＡＲ６のＺｃ６軸の最大の座標とする（図１５を参照、Ｚｐの図示は省略）。

ステップＳ３２０において、キャリブレーション部２２３は、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ１（０））からコンベア座標系（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）に変換する式（Ｂ１）のパラメータＲｘ１，Ｒｙ１，Ｒｚ１を計算する。

ここで、Ｒｘ１は、Ｐ１からＰ３へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（１，０，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｙ１は、Ｐ３からＰ５へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，１，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｚ１は、Ｐ１からＰ３へのベクトルおよびＰ３からＰ５へのベクトルと直交するベクトルを正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，０，１）の内積を計算することによって得られる。

ステップＳ３２１において、キャリブレーション部２２３は、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ２（０））からコンベア座標系（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）に変換する式（Ｂ２）のパラメータＲｘ２，Ｒｙ２，Ｒｚ２を計算する。

ここで、Ｒｘ２は、Ｐ１からＰ３へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（１，０，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｙ２は、Ｐ４からＰ３へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，１，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｚ２は、Ｐ１からＰ３へのベクトルおよびＰ４からＰ３へのベクトルと直交するベクトルを正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，０，１）の内積を計算することによって得られる。

ステップＳ３２２において、キャリブレーション部２２３は、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ３（０））からコンベア座標系（Ｘｃ３，Ｙｃ３，Ｚｃ３）に変換する式（Ｂ３）のパラメータＲｘ３，Ｒｙ３，Ｒｚ３を計算する。

ここで、Ｒｘ３は、Ｐ２からＰ４へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（１，０，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｙ３は、Ｐ６からＰ４へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，１，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｚ３は、Ｐ２からＰ４へのベクトルおよびＰ６からＰ４へのベクトルと直交するベクトルを正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，０，１）の内積を計算することによって得られる。

ステップＳ３２３において、キャリブレーション部２２３は、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ４（０））からコンベア座標系（Ｘｃ４，Ｙｃ４，Ｚｃ４）に変換する式（Ｂ４）のパラメータＲｘ４，Ｒｙ４，Ｒｚ４を計算する。

ここで、Ｒｘ４は、Ｐ３からＰ７へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（１，０，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｙ４は、Ｐ７からＰ９へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，１，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｚ４は、Ｐ３からＰ７へのベクトルおよびＰ７からＰ９へのベクトルと直交するベクトルを正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，０，１）の内積を計算することによって得られる。

ステップＳ３２４において、キャリブレーション部２２３は、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ５（０））からコンベア座標系（Ｘｃ５，Ｙｃ５，Ｚｃ５）に変換する式（Ｂ５）のパラメータＲｘ５，Ｒｙ５，Ｒｚ５を計算する。

ここで、Ｒｘ５は、Ｐ３からＰ７へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（１，０，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｙ５は、Ｐ８からＰ７へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，１，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｚ５は、Ｐ３からＰ７へのベクトルおよびＰ８からＰ７へのベクトルと直交するベクトルを正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，０，１）の内積を計算することによって得られる。

ステップＳ３２５において、キャリブレーション部２２３は、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ６（０））からコンベア座標系（Ｘｃ６，Ｙｃ６，Ｚｃ６）に変換する式（Ｂ６）のパラメータＲｘ６，Ｒｙ６，Ｒｚ６を計算する。

ここで、Ｒｘ６は、Ｐ４からＰ８へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（１，０，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｙ６は、Ｐ１０からＰ８へのベクトルの正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，１，０）の内積を計算することによって得られる。Ｒｚ６は、Ｐ４からＰ８へのベクトルおよびＰ１０からＰ８へのベクトルと直交するベクトルを正規化（大きさを１）したベクトルと、ベクトル（０，０，１）の内積を計算することによって得られる。

ステップＳ３２６において、キャリブレーション部２２３は、コンベア座標系（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）の領域ＡＲ１の範囲を式（Ｂ１）の逆変換式に従って、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の分割領域Ｒ−ＡＲ１の範囲を求める。キャリブレーション部２２３は、コンベア座標系（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）の領域ＡＲ２の範囲を式（Ｂ２）の逆変換式に従って、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の分割領域Ｒ−ＡＲ２の範囲を求める。キャリブレーション部２２３は、コンベア座標系（Ｘｃ３，Ｙｃ３，Ｚｃ３）の領域ＡＲ３の範囲を式（Ｂ３）の逆変換式に従って、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の分割領域Ｒ−ＡＲ３の範囲を求める。キャリブレーション部２２３は、コンベア座標系（Ｘｃ４，Ｙｃ４，Ｚｃ４）の領域ＡＲ４の範囲を式（Ｂ４）の逆変換式に従って、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の分割領域Ｒ−ＡＲ４の範囲を求める。キャリブレーション部２２３は、コンベア座標系（Ｘｃ５，Ｙｃ５，Ｚｃ５）の領域ＡＲ５の範囲を式（Ｂ５）の逆変換式に従って、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の分割領域Ｒ−ＡＲ６の範囲を求める。キャリブレーション部２２３は、コンベア座標系（Ｘｃ６，Ｙｃ６，Ｚｃ６）の領域ＡＲ６の範囲を式（Ｂ６）の逆変換式に従って、ロボット座標系（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の分割領域Ｒ−ＡＲ６の範囲を求める。

ステップＳ３２７において、キャリブレーション部２２３は、コンベア１０の進行方向（Ｐ１からＰ３へのベクトルの方向）に対するロボット座標系のＸｒ軸の角度θを算出する。

ステップＳ３２７において、キャリブレーション部２２３は、式（Ｂ１）の逆変換式に従って、分割領域ＡＲ１の原点をロボット座標系に変換し、変換して得られるＺｒの値をＺｒ１（０）とする。キャリブレーション部２２３は、式（Ｂ２）の逆変換式に従って、分割領域ＡＲ２の原点をロボット座標系に変換し、変換して得られるＺｒの値をＺｒ２（０）とする。キャリブレーション部２２３は、式（Ｂ３）の逆変換式に従って、分割領域ＡＲ３の原点をロボット座標系に変換し、変換して得られるＺｒの値をＺｒ３（０）とする。キャリブレーション部２２３は、式（Ｂ４）の逆変換式に従って、分割領域ＡＲ４の原点をロボット座標系に変換し、変換して得られるＺｒの値をＺｒ４（０）とする。キャリブレーション部２２３は、式（Ｂ５）の逆変換式に従って、分割領域ＡＲ５の原点をロボット座標系に変換し、変換して得られるＺｒの値をＺｒ５（０）とする。キャリブレーション部２２３は、式（Ｂ６）の逆変換式に従って、分割領域ＡＲ６の原点をロボット座標系に変換し、変換して得られるＺｒの値をＺｒ６（０）とする。

上述のキャリブレーションの結果は、ロボット制御装置２００内のメモリ２２０に蓄積される。ロボット制御装置２００内の位置制御部２１０は、メモリ２２０に蓄積されているキャリブレーションの結果に従って、以下のようにしてワークＷの位置を計算する。

ワークＷの現在の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）がロボット座標系の領域Ｒ−ＡＲ１に含まれる場合は、選択部２２１は、ワークＷがコンベア座標空間の分割領域ＡＲ１に属すると判断し、分割領域ＡＲ１と分割領域ＡＲ１のコンベア座標系を選択する。座標変換部２２２は、式（Ｂ１）に従って、ワークＷのロボット座標系での座標値（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ１（０））をコンベア座標系の座標値（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）に変換する。

ワークＷの現在の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）がロボット座標系の領域Ｒ−ＡＲ２に含まれる場合は、選択部２２１は、ワークＷがコンベア座標空間の分割領域ＡＲ２に属すると判断し、分割領域ＡＲ２と分割領域ＡＲ２のコンベア座標系を選択する。座標変換部２２２は、式（Ｂ２）に従って、ワークＷのロボット座標系での座標値（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ２（０））をコンベア座標系の座標値（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）に変換する。

ワークＷの現在の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）がロボット座標系の領域Ｒ−ＡＲ３に含まれる場合は、選択部２２１は、ワークＷがコンベア座標空間の分割領域ＡＲ３に属すると判断し、分割領域ＡＲ３と分割領域ＡＲ３のコンベア座標系を選択する。座標変換部２２２は、式（Ｂ３）に従って、ワークＷのロボット座標系での座標値（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ３（０））をコンベア座標系の座標値（Ｘｃ３，Ｙｃ３，Ｚｃ３）に変換する。

ワークＷの現在の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）がロボット座標系の領域Ｒ−ＡＲ４に含まれる場合は、選択部２２１は、ワークＷがコンベア座標空間の分割領域ＡＲ４に属すると判断し、分割領域ＡＲ４と分割領域ＡＲ４のコンベア座標系を選択する。座標変換部２２２は、式（Ｂ４）に従って、ワークＷのロボット座標系での座標値（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ４（０））をコンベア座標系の座標値（Ｘｃ４，Ｙｃ４，Ｚｃ４）に変換する。

ワークＷの現在の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）がロボット座標系の領域Ｒ−ＡＲ５に含まれる場合は、選択部２２１は、ワークＷがコンベア座標空間の分割領域ＡＲ５に属すると判断し、分割領域ＡＲ５と分割領域ＡＲ５のコンベア座標系を選択する。座標変換部２２２は、式（Ｂ５）に従って、ワークＷのロボット座標系での座標値（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ５（０））をコンベア座標系の座標値（Ｘｃ５，Ｙｃ５，Ｚｃ５）に変換する。

ワークＷの現在の座標値（Ｘｒ，Ｙｒ）がロボット座標系の領域Ｒ−ＡＲ６に含まれる場合は、選択部２２１は、ワークＷがコンベア座標空間の分割領域ＡＲ６に属すると判断し、分割領域ＡＲ６と分割領域ＡＲ６のコンベア座標系を選択する。座標変換部２２２は、式（Ｂ６）に従って、ワークＷのロボット座標系での座標値（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ６（０））をコンベア座標系の座標値（Ｘｃ６，Ｙｃ６，Ｚｃ６）に変換する。

また、ピッキング制御部２４０は、コンベア座標系の座標値（Ｘｃ１，Ｙｃ１，Ｚｃ１）、（Ｘｃ２，Ｙｃ２，Ｚｃ２）、（Ｘｃ３，Ｙｃ３，Ｚｃ３）、（Ｘｃ４，Ｙｃ４，Ｚｃ４）、（Ｘｃ５，Ｙｃ５，Ｚｃ５）、または（Ｘｃ６，Ｙｃ６，Ｚｃ６）に基づいて、ワークＷを把持するための制御信号を出力する。

以上のように、本実施の形態によれば、コンベアの幅方向を３等分する左側の線と右側の線でコンベアのトラッキング範囲を幅方向に３分割し、さらに、コンベアの進行方向を２等分する中間ラインでコンベアのトラッキング範囲をコンベアの進行方向に２分割する。本実施の形態によれば、分割範囲ごとのコンベア座標系を用いて、ワークの位置を認識して、ワークを把持するので、コンベアのたわみ、膨らみ、または傾斜量が、トラッキング範囲の分割範囲ごとに異なっていても、ワークを正しく把持することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ コンベア、１２ 駆動ローラ、１４ エンコーダ、３０ 搬出装置、９６ 蛇行防止用ガイド、１２２ ＣＰＵ、１００ 視覚センサ、１１０ 撮像部、１２０ 画像処理部、１２４，２２０ メモリ、１２６ 撮像制御部、１２８，２２８ 通信インターフェイス、１３０，２３０ 入出力インターフェイス、１３２，２３２ エンコーダカウンタ、２００ ロボット制御装置、２１０ 位置制御部、２２１ 選択部、２２２ 座標変換部、２２３ キャリブレーション部、２４０ ピッキング制御部、３００ ロボット、５００ 操作表示装置、６００ サポート装置、２１００ ティーチングペンダント、ＮＷ ネットワーク。

Claims (6)

1. 搬送装置上を搬送されるワークをピッキングするロボットを制御するロボット制御装置であって、
   前記ワークの位置の入力を受け付ける入力部と、
   前記搬送装置上の領域であって前記ワークをピッキングする領域において定義される、第１の領域と前記第１の領域に対応する搬送経路上の平面を規定する第１の座標系と、前記搬送装置上の領域であって前記ワークをピッキングする領域において定義される、第２の領域と前記第２の領域に対応する搬送経路上の平面を規定する第２の座標系とを記憶する記憶部と、
   前記入力部から入力された前記ワークの位置により、前記ワークが位置する領域を選択する選択部と、
   前記ワークをピッキングする指示を前記ロボットへ出力する出力部とを備え、
   前記出力部は、前記選択部によって選択された領域に対応する座標系を用いて前記ロボットへの動作指示を出力し、
   前記第１の領域と前記第２の領域との境界は、前記搬送装置においてワークが進行する方向と平行であるように前記第１の領域と前記第２の領域とが設定されている、ロボット制御装置。
2. 前記第１の領域および前記第２の領域の情報と前記第１の座標系と前記第２の座標系を、前記記憶部に記憶させるキャリブレーション部をさらに備え、
   前記キャリブレーション部は、前記第１の領域、前記第２の領域、前記第１の座標系、前記第２の座標系とを、前記搬送経路上での前記ロボットの先端の位置を教示することで前記記憶部に記憶させる、請求項１記載のロボット制御装置。
3. 前記キャリブレーション部は、
   前記搬送装置上に配置されたマークが前記ロボットの稼働範囲の上流ラインにあるときに前記マークの位置を前記ロボットの先端にタッチさせ、
   前記マークが前記ロボットの稼働範囲の下流ラインにあるときに、前記マークの位置を前記ロボットの先端にタッチさせ、前記搬送装置の移動方向に対して前記マークよりも左側の位置を前記ロボットの先端にタッチさせ、前記搬送装置の移動方向に対して前記マークよりも右側の位置を前記ロボットの先端にタッチさせることによって前記教示を行なう、請求項２記載のロボット制御装置。
4. 前記上流ラインは、前記ロボットの稼働範囲の最も上流のラインであり、
   前記下流ラインは、前記ロボットの稼働範囲の最も下流のラインである、請求項３記載のロボット制御装置。
5. 前記マークは、前記搬送装置上の前記搬送装置の幅方向の左端と右端から等距離にある中央線上に付される、請求項４記載のロボット制御装置。
6. 前記搬送装置の移動方向に対して前記マークよりも左側の位置は、前記最も下流ラインの左端の位置であり、
   前記搬送装置の移動方向に対して前記マークよりも右側の位置は、前記最も下流ラインの右端の位置である、請求項４記載のロボット制御装置。

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