JP7469207B2 - 器具検出方法および器具検出システム - Google Patents

Description

本発明は、器具検出方法および器具検出システムに関する。

従来から、切削加工機やプリンタ等の製造工程（組立工程）において用いられる工具や治具等を含む器具を適切に管理することが行われている。製造工程において用いられた器具は切削加工機等から取り外され、切削加工機等は器具のない状態で製品として出荷される。ここで、器具が確実に切削加工機等から取り外されたことを確認するため、取り外された器具は専用の器具収容ケースに収容される。例えば、器具収容ケースには器具の外形に沿って型抜きされた収容部が設けられており、収容部に適した器具が収容部に嵌め込まれる。製造工程の作業者は、器具収容ケースの収容部に器具が収容されていない場合には、該当する器具が切削加工機等から取り外されていないことを認識することができる。

通常は作業者が目視によって器具の有無を確認するため、器具収容ケースに多数の器具が収容される場合に、器具が適切に収容されていないにもかかわらずそれを認識できない虞がある。また、器具は多種多様であるため、比較的小さい器具は見落とされやすいという問題がある。また、製造工程において用いられる器具を切削加工機等に確実に取り付ける場合には、器具収容ケースに器具が残っていないことを認識する必要があり、作業者による目視での確認では上記と同様の問題が生じ得る。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、器具収容ケースに収容された器具の有無をより確実に認識することができる器具検出方法および器具検出システムを提供することである。

本発明に係る器具検出方法は、第１の色から構成された表面領域を有する底板と、器具を収容可能なように前記器具の外形に沿って型抜きされかつ前記表面領域上に位置する収容部を含む器具保持部材と、を備えた器具収容ケースにおいて、カメラを用いて前記器具の有無を検出する方法である。前記器具検出方法は、前記カメラによって、前記器具保持部材の表面に設けられた識別標識のカメラ座標系のＸＹＺ座標値を取得すること、前記ＸＹＺ座標値に基づいて、前記カメラと前記器具収容ケースとの相対的な位置関係が所定の条件を満たすかを判断すること、前記所定の条件を満たす場合に、前記カメラによって前記器具収容ケースを撮影すること、撮影された前記器具収容ケースの撮影画像において、前記第１の色のピクセルを計数すること、計数された前記第１の色のピクセル数に基づいて、前記器具の有無を検出すること、を包含する。

本発明の器具検出方法によると、計数された第１の色のピクセル数に基づいて、器具の有無を検出することができる。例えば、器具保持部材の収容部に器具が収容されていない場合には、収容部を通して第１の色から構成された表面領域が露出するため、撮影画像における第１の色のピクセル数は多くなる。一方、器具保持部材の収容部に器具が収容されている場合には、器具によって第１の色から構成された表面領域が隠れるため、撮影画像における第１の色のピクセル数は少なくなる。このように、第１の色のピクセル数の大小によって、器具の有無を検出することができる。ここで、カメラによって器具収容ケースを撮影するときに、例えば、カメラが器具収容ケースから遠く離れている場合とカメラが器具収容ケースに近い場合とでは、第１のピクセル数が大きく変わる。このため、カメラと器具収容ケースとの相対的な位置関係をある程度限定する必要がある。ここでは、器具保持部材の表面に設けられた識別標識のカメラ座標系のＸＹＺ座標値を取得することができるため、カメラの位置を適宜変更することによって、カメラと器具収容ケースとの相対的な位置関係を所定の条件にすることができる。これにより、撮影画像において第１のピクセル数を同等の条件で計数することができる。即ち、器具の有無の検出を高い精度で行うことができる。

また、本発明に係る器具検出システムは、第１の色から構成された表面領域を有する底板と、器具を収容可能なように前記器具の外形に沿って型抜きされかつ前記表面領域上に位置する収容部を含む器具保持部材と、を備えた器具収容ケースと、前記器具収容ケースを撮影可能なカメラと、前記カメラを制御する制御装置と、を備えている。前記器具保持部材は、前記収容部を含む矩形領域の四隅のうちの一つの隅である第１の隅に配置された第１識別標識と、前記四隅のうちの他の一つの隅である第２の隅でありかつ前記第１の隅の対角上に位置する第２識別標識と、を備えている。前記第１識別標識および前記第２識別標識は、前記器具保持部材の表面に位置する。前記カメラは、前記第１識別標識および前記第２識別標識のカメラ座標系のＸＹＺ座標値を取得可能に構成されている。前記制御装置は、取得された前記ＸＹＺ座標値に基づいて、前記カメラと前記器具収容ケースとの相対的な位置関係が所定の条件を満たすかを判断する判断部と、前記所定の条件を満たす場合に、前記カメラによって前記器具収容ケースを撮影する撮影部と、撮影された前記器具収容ケースの撮影画像において、前記第１の色のピクセルを計数する計数部と、計数された前記第１の色のピクセル数に基づいて、前記器具の有無を検出する検出部と、を備えている。

本発明の器具検出システムによると、制御装置の検出部は、計数された第１の色のピクセル数に基づいて、器具の有無を検出することができる。上述のように、第１の色のピクセル数の大小によって、器具の有無を検出することができる。また、カメラによって器具保持部材の表面に設けられた第１識別標識および第２識別標識のカメラ座標系のＸＹＺ座標値を取得することができるため、カメラの位置を適宜変更することによって、カメラと器具収容ケースとの相対的な位置関係を所定の条件にすることができる。これにより、計数部は、撮影画像において第１のピクセル数を同等の条件で計数することができる。

本発明によれば、器具収容ケースに収容された器具の有無をより確実に認識することができる器具検出方法および器具検出システムを提供することができる。

一実施形態に係る器具検出システムの概念図である。 一実施形態に係る器具検出システムのブロック図である。 一実施形態に係る器具収容ケースの平面図である。 一実施形態に係る器具の平面図である。 一実施形態に係る器具収容ケースに器具が収容された状態を示す平面図である。 一実施形態に係る器具収容ケースに器具の一部が収容されていない状態を示す平面図である。 一実施形態に係る器具収容ケースに収容された器具に位置ずれが生じている状態を示す平面図である。 カメラと器具収容ケースとの相対的な位置関係が所定の条件を満たすときに表示装置に表示される画面の一例である。 全ての識別標識を認識できないときに表示装置に表示される画面の一例である。 カメラと器具収容ケースとの距離が所定の距離より離れているときに表示装置に表示される画面の一例である。 カメラが器具収容ケースに対して傾いているときに表示装置に表示される画面の一例である。 図１１に示す画面の拡大図である。 カメラと器具収容ケースとの位置関係を示す模式図である。 器具収容ケースに全ての器具が収容されているときに表示装置に表示される画面の一例である。 器具収容ケースに全ての器具が収容されていないときに表示装置に表示される画面の一例である。 器具の有無を検出する手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る器具検出システムおよび器具検出方法について説明する。なお、ここで説明される実施の形態は、当然ながら本発明を特に限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。

図１に示すように、器具検出システム１０は、複数の器具１５を収容可能な器具収容ケース３０と、カメラ２０と、管理装置６０と、を備えている。器具検出システム１０は、カメラ２０を用いて、器具収容ケース３０に収容される器具１５の有無を検出するシステムである。

器具１５は、切削加工機やプリンタ等の製造工程（組立工程）に用いられる部材の総称である。器具１５は、例えば、切削加工機等を構成する部品、切削加工機に着脱可能な加工ツール（例えばエンドミル）のような工具、切削加工機等の各種部品を取り付ける際に用いられる位置調整用の治具等を含む。図４に示す例では、切削加工機の製造工程に用いられる器具１５として、径の大きいエンドミル１５Ａと、径の小さいエンドミル１５Ｂと、切削加工機のスピンドルに把持される位置合わせ用ピン１５Ｃと、切削加工機のクランプに取り付けられる治具１５Ｄとが図示されている。位置合わせ用ピン１５Ｃおよび治具１５Ｄは、スピンドルとクランプとの位置調整に用いられる部材である。

図５に示すように、器具収容ケース３０は、複数の器具１５を収容する。図３に示すように、器具収容ケース３０は、底板３１と、底板３１上に位置する器具保持部材３３と、底板３１および器具保持部材３３を収容するケース３８と、を有する。ケース３８は、一側面が開口した略直方体形状の部材である。底板３１は、ケース３８内配置される。底板３１は、平板状に形成されている。本実施形態では、底板３１は、矩形状に形成されている。底板３１は、第１の色から構成された表面領域３２を有する。本実施形態では、表面領域３２は、底板３１全体に亘って設けられている。なお、第１の色から構成された表面領域３２は、後述する収容部３５と重なる部分だけであってもよい。即ち、底板３１のうち収容部３５と重ならない部分は第１の色以外の色であってもよいし、収容部３５と重ならない部分には底板３１が設けられていなくてもよい。底板３１は、ケース３８と一体的に形成されていてもよい。なお、図３等に示すように、以下の説明では表面領域３２を斜線で表す。第１の色は、ケース３８および器具保持部材３３および器具１５とは異なる色である。ここでは、例えば、赤色である。

器具保持部材３３は、弾性変形可能な材料から形成されている。器具保持部材３３は、例えば、ウレタン樹脂（例えば発砲ポリウレタン）、エチレン‐酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ樹脂）、ポリエチレン樹脂等から形成されている。器具保持部材３３は、所定の厚みを有する。器具保持部材３３の厚みは、底板３１の厚みより厚い。器具保持部材３３の厚みは、例えば、５ｍｍ～２０ｍｍ程度である。器具保持部材３３は、複数の収容部３５を含む。収容部３５には、器具１５が収容される。収容部３５は、器具１５を収容可能なように器具１５の外形に沿って型抜きされて形成されている。収容部３５は、器具保持部材３３を型抜きしているため、器具保持部材３３の表面から凹んだ形状となっている。即ち、収容部３５は、所定の厚みを有する。収容部３５は、表面領域３２上に位置する。即ち、収容部３５は、表面領域３２と重なる。平面視で、収容部３５の内側の領域は全て表面領域３２である。図３に示す例では、器具保持部材３３は、エンドミル１５Ａ（図４参照）を収容可能な第１収容部３５Ａと、エンドミル１５Ｂ（図４参照）を収容可能な第２収容部３５Ｂと、位置合わせ用ピン１５Ｃ（図４参照）を収容可能な第３収容部３５Ｃと、治具１５Ｄ（図４参照）を収容可能な第４収容部３５Ｄと、を含む。例えば、第１収容部３５Ａは、エンドミル１５Ａの外形に沿った形状をしており、図５に示すように、第１収容部３５Ａにエンドミル１５Ａが収容された状態では、表面領域３２は外部から視認できない。また、図６に示すように、第４収容部３５Ｄに治具１５Ｄが収容されていない状態では、表面領域３２は外部から視認できる。

図３に示すように、器具保持部材３３は、識別標識３７を備えている。識別標識３７は、第１識別標識３７Ａと、第２識別標識３７Ｂと、第３識別標識３７Ｃと、を含む。第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃは、矩形状（例えば正方形）に形成されている。第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃは、収容部３５を含む基準矩形領域３４の四隅にそれぞれ設けられている。収容部３５は、基準矩形領域３４の内側に位置する。第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃは、器具保持部材３３の表面に位置する。第１識別標識３７Ａは、基準矩形領域３４の四隅のうちの一つの隅である第１の隅３４Ａに配置されている。第２識別標識３７Ｂは、基準矩形領域３４の四隅のうちの一つの隅である第２の隅３４Ｂに配置されている。第２の隅３４Ｂは、第１の隅３４Ａの対角上に位置する。第３識別標識３７Ｃは、基準矩形領域３４の四隅のうちの一つの隅である第３の隅３４Ｃに配置されている。なお、第３識別標識３７Ｃは、第４の隅３４Ｄに配置されていてもよい。第１識別標識３７Ａの右端（第２識別標識３７Ｂ側の端部）３７ＡＲおよび第３識別標識３７Ｃの右端（第２識別標識３７Ｂ側の端部）３７ＣＲを通る直線Ｌ１は、平面視で収容部３５（ここでは第４収容部３５Ｄ）と重なる。第１識別標識３７Ａの原点３７ＡＰは、第１識別標識３７Ａの中心に対して直線Ｌ１と反対側（ここでは左側）の領域に設けられている。ここでは、原点３７ＡＰは第１識別標識３７Ａの左上の領域に設けられている。第２識別標識３７Ｂの原点３７ＢＰは、第２識別標識３７Ｂの中心に対して直線Ｌ１と反対側（ここでは右側）の領域に設けられている。ここでは、原点３７ＢＰは第２識別標識３７Ｂの右下の領域に設けられている。第３識別標識３７Ｃの原点３７ＣＰは、第３識別標識３７Ｃの中心に対して直線Ｌ１と反対側（ここでは左側）の領域に設けられている。ここでは、原点３７ＣＰは第３識別標識３７Ｃの左下の領域に設けられている。第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃは、計数対象矩形領域４０を規定する。計数対象矩形領域４０の外形線は、第１識別標識３７Ａの原点３７ＡＰと、第２識別標識３７Ｂの原点３７ＢＰと、第３識別標識３７Ｃの原点３７ＣＰとを通る。計数対象矩形領域４０は、基準矩形領域３４の内側に位置する。収容部３５は、計数対象矩形領域４０の内側に位置する。なお、計数対象矩形領域４０は、少なくとも第１識別標識３７Ａおよび第２識別標識３７Ｂによって規定することができる。

識別標識３７は、カメラ２０によって識別標識３７のカメラ座標系のＸＹＺ座標値が取得可能なように形成されている。ここで、カメラ座標系とは、カメラ２０の位置および向きに関して定義された座標系である。カメラ座標系の原点はレンズ中心（即ち投影中心）である。識別標識３７は、例えば、拡張現実すなわちＡＲ（Ａｕｇｕｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）術を利用したＡＲマーカーである。識別標識３７には、器具収容ケース３０の収容部３５に収容される器具１５の情報が記憶されている。例えば、第２識別標識３７Ｂには器具１５に対応する番号が記憶されている。また、識別標識３７には、切削加工機等が製造される場所（例えば国名や都市名）等の情報が記憶されていてもよい。器具１５の情報等はカメラ２０によって取得可能に構成されている。

本実施形態の器具検出システム１０では、カメラ２０は管理装置６０の後述する制御装置７０と通信可能に接続されている。カメラ２０は、例えば有線を介して管理装置６０に接続されている。カメラ２０は、作業者が手にもって使用するものである。即ち、本実施形態のカメラ２０は、器具収容ケース３０に対する相対的な位置関係が作業者によって変更可能である。カメラ２０は、例えば、ウェブカメラである。カメラ２０は、器具収容ケース３０に設けられた第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃのカメラ座標系のＸＹＺ座標値を取得可能に構成されている。カメラ２０は、器具収容ケース３０を撮影可能に構成されている。カメラ２０は、制御装置７０に制御される。

図１に示すように、管理装置６０は、表示装置６５と、入力装置６７（図２参照）と、本体ケース６８と、制御装置７０（図２参照）とを備えている。表示装置６５は、例えば液晶ディスプレイ等である。表示装置６５には、カメラ２０によって撮影されたライブビュー画像や撮影画像が表示される。入力装置６７としては、例えばキーボードやタッチパネル、マウス等が挙げられる。制御装置７０は、器具１５の有無の検出に関する制御をする装置である。制御装置７０は、マイクロコンピュータからなっており本体ケース６８の内部に設けられている。制御装置７０は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵが実行するプログラムなどを格納したＲＯＭと、ＲＡＭなどを備えている。ここでは、マイクロコンピュータ内に保存されたプログラムを使用して、器具１５の有無の検出に関する制御を行う。

図２に示すように、制御装置７０は、記憶部７１と、取得部７３と、判定部７５と、判断部７７と、表示部７９と、撮影部８１と、計数部８３と、検出部８５とを備えている。制御装置７０の各部の機能は、プログラムによって実現されている。このプログラムは、例えばＣＤやＤＶＤなどの記録媒体から読み込まれる。なお、このプログラムは、インターネットを通じてダウンロードされるものであってもよい。また、制御装置７０の各部の機能は、プロセッサおよび／または回路などによって実現可能なものであってもよい。

記憶部７１は、器具収容ケース３０の収容部３５に収容される器具１５の情報を記憶する。記憶部７１は、カメラ２０によって撮影された撮影画像を記憶する。記憶部７１は、後述する所定の条件を記憶する。記憶部７１は、後述する第１閾値を記憶する。

取得部７３は、カメラ２０によって取得された識別標識３７のカメラ座標系のＸＹＺ座標値を取得する。取得部７３は、取得されたＸＹＺ座標値に基づいて、例えば、計数対象矩形領域４０（図３参照）や、カメラ２０と器具収容ケース３０との距離や、器具収容ケース３０に対するカメラ２０の傾き等を取得する。取得部７３は、識別標識３７に記憶された器具１５の情報を取得する。

判定部７５は、取得部７３によって取得された器具１５の情報（以下取得情報とする）と、作業者が器具収容ケース３０に収容されているか否かをこれから確認しようとする器具１５の情報（以下確認対象情報とする）とが同じであるかを判定する。

判断部７７は、カメラ２０によって取得された識別標識３７のカメラ座標系のＸＹＺ座標値に基づいて、カメラ２０と器具収容ケース３０との相対的な位置関係が所定の条件を満たすかを判断する。所定の条件としては、例えば、第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃの全てが認識されることが挙げられる。即ち、第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃのカメラ座標系の少なくともＸＹ座標値が取得されたことが挙げられる。判断部７７は、例えば、カメラ２０によって第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃのカメラ座標系のＸＹ座標値が取得されたか否かを判断する。また、所定の条件としては、例えば、カメラ２０と器具収容ケース３０との距離（即ちカメラ座標系のＺ軸方向の距離）が所定の距離（例えば３０ｃｍ～１ｍ。好ましくは５０ｃｍ。）以下であることが挙げられる。判断部７７は、例えば、第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃのカメラ座標系のＸＹＺ座標値に基づいて、カメラ２０と器具収容ケース３０との距離が所定の距離以下であるかを判断する。また、所定の条件としては、例えば、図１２Ｂに示すように、カメラ２０の光軸ＯＡと器具収容ケース３０（例えば識別標識３７が設けられている平面３３Ｐ）とのなす角度が所定の角度以上であることが挙げられる。判断部７７は、第１識別標識３７Ａおよび第２識別標識３７Ｂのカメラ座標系のＹＺ座標値に基づいて、カメラ２０の光軸ＯＡと器具収容ケース３０とのなす角度θ（図１２Ｂ参照）が所定の角度（例えば８０°～９０°。好ましくは９０°）以上であるかを判断する。カメラ２０の光軸ＯＡと器具収容ケース３０とのなす角度θは９０°が好ましい。本実施形態では、判断部７７は、上記３つの条件を満たすか否かを判断している。

表示部７９は、カメラ２０によって撮影されたライブビュー画像や撮影画像を表示装置６５に表示する。表示部７９は、判定部７５によって取得情報と確認対象情報とが異なると判定されたとき、表示装置６５に器具１５の情報が異なること（即ち取得情報と確認対象情報とが異なること）を表示する。図８に示すように、表示部７９は、上述した所定の条件を満たす場合には表示装置６５に撮影可能であること（ここでは「撮影ＯＫ」）を表示する。図９に示すように、表示部７９は、カメラ２０によって第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃの全てが認識されない場合には、表示装置６５に撮影不可能であること（ここでは「撮影ＮＧ」）を表示する。図９に示す例では、第２識別標識３７Ｂがカメラ２０によって認識されていない。図１０に示すように、表示部７９は、カメラ２０と器具収容ケース３０との距離が所定の距離より離れている場合には、表示装置６５に撮影不可能であること（ここでは「撮影ＮＧ」）を表示する。図１１に示すように、表示部７９は、カメラ２０の光軸ＯＡ（図１２Ｂ参照）と器具収容ケース３０とのなす角度θ（図１２Ｂ参照）が所定の角度より小さい場合には、表示装置６５に撮影不可能であること（ここでは「撮影ＮＧ」）を表示する。図１１に示す例では、カメラ２０が器具収容ケース３０に対して傾いている。ここで、図１２Ａに示すように、器具収容ケース３０の器具保持部材３３は所定の厚みを有しているため、器具保持部材３３を真上から見た場合（図３参照）と比較して、器具保持部材３３を斜めから見たときには表面領域３２の一部が器具保持部材３３によって隠れてしまう。即ち、収容部３５に器具１５が収容されていないにも関わらず、カメラ２０の位置によっては、器具保持部材３３によって表面領域３２の全てあるいは大部分が隠れてしまい、表面領域３２を正確に撮影できない虞がある。また、図１３に示すように、表示部７９は、検出部８５によって器具収容ケース３０に器具１５が収容されていることが検出された場合には、表示装置６５に収容が完了していること（ここでは「収容ＯＫ」）を表示する。一方、図１４に示すように、表示部７９は、検出部８５によって器具収容ケース３０に器具１５が収容されていないことが検出された場合には、表示装置６５に収容が未完了であること（ここでは「収容ＮＧ」）を表示する。図１４に示す例では、第４収容部３５Ｄに治具１５Ｄ（図４参照）が収容されていない。

撮影部８１は、上述した所定の条件を満たす場合に、カメラ２０によって器具収容ケース３０を撮影する。撮影された器具収容ケース３０の撮影画像は、記憶部７１に記憶される。撮影画像は、カラー画像である。撮影部８１は、上述した所定の条件を満たさない場合にカメラ２０による撮影を禁止し、かつ、上述した所定の条件を満たす場合にカメラ２０による撮影を許可する。また、判定部７５によって取得情報と確認対象情報とが異なると判定されたとき、撮影部８１はカメラ２０による撮影を禁止する。

計数部８３は、撮影された器具収容ケース３０の撮影画像において、第１の色（例えば赤色）のピクセルを計数する。計数部８３は、撮影画像のうち第１識別標識３７Ａおよび第２識別標識３７Ｂによって規定される計数対象矩形領域４０（図３参照）に含まれる第１の色のピクセルを計数する。

検出部８５は、計数された第１の色（例えば赤色）のピクセル数に基づいて、器具１５の有無を検出する。検出部８５は、ピクセル数が所定の第１閾値以上の場合には、器具収容ケース３０に器具１５が収容されていないことを検出する。即ち、検出部８５は、ピクセル数が所定の第１閾値未満の場合には、器具収容ケース３０に器具１５が収容されていることを検出する。第１閾値は、例えば、撮影画像の解像度が６４０×４８０ｄｐｉの場合に、１００ピクセルである。図７に示すように、検出部８５は、ピクセル数が０より大きくかつ第１閾値より小さい場合には、器具収容ケース３０に収容された器具１５に位置ずれが生じていることを検出してもよい。図７に示す例は、治具１５Ｄが第４収容部３５Ｄに正確に収容されておらず、治具１５Ｄの一部が第４収容部３５Ｄからはみ出ているため、表面領域３２の一部が外部に露出している状態である。

次に、器具収容ケース３０に収容された器具１５の有無を検出する手順を説明する。図１５は、器具１５の有無を検出する手順を示すフローチャートである。ここでは、作業者が手に持ったカメラ２０を用いて器具収容ケース３０を撮影する。

まず、ステップＳ１０において、表示部７９はカメラ２０によって撮影された器具収容ケース３０のライブビュー画像を表示装置６５に表示する。

ステップＳ２０において、判断部７７は、カメラ２０によって第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃの全てが認識されたか否かを判断する。第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃの少なくとも一つでも認識されていないと判断された場合には、ステップＳ３０に進む。一方、第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃの全てが認識されたと判断された場合には、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ３０において、表示部７９は、表示装置６５に撮影不可能であること（ここでは「撮影ＮＧ」）を表示する。撮影不可能であることを認識した作業者は、カメラ２０によって第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃの全てが認識されるように、カメラ２０の位置を変更する。そして、ステップＳ２０に戻る。

ステップＳ４０において、判定部７５は、カメラ２０によって撮影されている器具収容ケース３０が適切であるかを判定する。即ち、判定部７５は、取得情報と確認対象情報とが同じであるかを判定する。取得情報と確認対象情報とが異なると判定された場合には、ステップＳ５０に進む。一方、取得情報と確認対象情報とが同じと判定された場合には、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ５０において、表示部７９は、表示装置６５に器具１５の情報が異なること（即ち取得情報と確認対象情報とが異なること）を表示する。これにより、作業者は、誤った器具収容ケース３０の器具１５の有無を検出しようとしていること認識することができる。これにより、器具１５の検出処理を終了する。

ステップＳ６０において、判断部７７は、カメラ２０によって取得された第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃのカメラ座標系のＸＹＺ座標値に基づいて、カメラ２０と器具収容ケース３０との相対的な位置関係が所定の条件を満たすかを判断する。所定の条件を満たさない場合には、ステップＳ７０に進む。一方、所定の条件を満たす場合には、ステップＳ８０に進む。

ステップＳ７０において、表示部７９は、表示装置６５に撮影不可能であること（ここでは「撮影ＮＧ」）を表示する。撮影不可能であることを認識した作業者は、カメラ２０と器具収容ケース３０との距離が所定の距離以下かつカメラ２０の光軸ＯＡと器具収容ケース３０とのなす角度θが所定の角度以上となるように、カメラ２０の位置を変更する。そして、ステップＳ６０に戻る。

ステップＳ８０において、撮影部８１は、カメラ２０によって器具収容ケース３０を撮影する。そして、ステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０において、計数部８３は、撮影された器具収容ケース３０の撮影画像において、第１の色（例えば赤色）のピクセルを計数する。計数部８３は、例えば、計数対象矩形領域４０（図３参照）に含まれる第１の色のピクセルを計数する。
そして、ステップＳ１００に進む。

ステップＳ１００において、検出部８５は、計数された第１の色（例えば赤色）のピクセル数に基づいて、器具１５の有無を検出する。ここでは、検出部８５は、第１の色のピクセル数が所定の第１閾値未満のときに器具収容ケース３０に器具１５が収容されていることを検出し、第１の色のピクセル数が所定の第１閾値以上のときに器具収容ケース３０に器具１５が収容されていないことを検出する。第１の色のピクセル数が所定の第１閾値以上の場合には、ステップＳ１１０に進む。一方、第１の色のピクセル数が所定の第１閾値未満の場合には、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１１０において、表示部７９は、表示装置６５に収容が未完了であること（ここでは「収容ＮＧ」）を表示する。収容が未完了であることを認識した作業者は、器具収容ケース３０に全ての器具１５が収容されていないことを確認することができる。これにより、器具１５の検出処理を終了する。

ステップＳ１２０において、表示部７９は、表示装置６５に収容が完了していること（ここでは「収容ＯＫ」）を表示する。収容が完了していることを認識した作業者は、器具収容ケース３０に全ての器具１５が収容されていることを確認することができる。これにより、器具１５の検出処理を終了する。

以上のように、本実施形態の器具検出方法によると、計数された第１の色のピクセル数に基づいて、器具１５の有無を検出することができる。例えば、器具保持部材３３の収容部３５に器具１５が収容されていない場合には、収容部３５を通して第１の色から構成された表面領域３２が露出するため、撮影画像における第１の色のピクセル数は多くなる。一方、器具保持部材３３の収容部３５に器具１５が収容されている場合には、器具１５によって第１の色から構成された表面領域３２が隠れるため、撮影画像における第１の色のピクセル数は少なくなる。このように、第１の色のピクセル数の大小によって、器具１５の有無を検出することができる。ここで、カメラ２０によって器具収容ケース３０を撮影するときに、例えば、カメラ２０が器具収容ケース３０から遠く離れている場合とカメラ２０が器具収容ケース３０に近い場合とでは、第１のピクセル数が大きく変わる。このため、カメラ２０と器具収容ケース３０との相対的な位置関係をある程度限定する必要がある。ここでは、器具保持部材３３の表面に設けられた識別標識３７のカメラ座標系のＸＹＺ座標値を取得することができるため、カメラ２０の位置を適宜変更することによって、カメラ２０と器具収容ケース３０との相対的な位置関係を所定の条件にすることができる。これにより、撮影画像において第１のピクセル数を同等の条件で計数することができる。即ち、器具１５の有無の検出を高い精度で行うことができる。

本実施形態の器具検出方法は、カメラ２０によって撮影されたライブビュー画像を表示装置６５に表示し、所定の条件を満たす場合には表示装置６５に撮影可能であることを表示すること、を包含する。即ち、器具検出システム１０は、カメラ２０によって撮影されたライブビュー画像が表示される表示装置６５を備え、制御装置７０は、所定の条件を満たす場合には表示装置６５に撮影可能であることを表示する表示部７９を備えている。これにより、作業者は表示装置６５に表示されたライブビュー画像を確認しながらカメラ２０の位置を適宜変更することで、所定の条件を満たす位置にカメラ２０を移動させることができる。

本実施形態の器具検出方法は、カメラ２０と器具収容ケース３０との距離が所定の距離より離れている場合には、表示装置６５に撮影不可能であることを表示すること、を包含する。即ち、器具検出システム１０によると、表示部７９は、カメラ２０と器具収容ケース３０との距離が所定の距離より離れている場合には、表示装置６５に撮影不可能であることを表示する。これにより、作業者はカメラ２０を器具収容ケース３０に近づける方向に移動させて、所定の条件を満たす位置にカメラ２０を移動させることができる。

本実施形態の器具検出方法は、カメラ２０の光軸ＯＡと器具収容ケース３０とのなす角度θが所定の角度より小さい場合には、表示装置６５に撮影不可能であることを表示すること、を包含する。即ち、器具検出システム１０によると、表示部７９は、カメラ２０の光軸ＯＡと器具収容ケース３０とのなす角度θが所定の角度より小さい場合には、表示装置６５に撮影不可能であることを表示する。収容部３５は、器具１５の外形に沿って型抜きされているため所定の厚みを有する。ここで、器具収容ケース３０に対してカメラ２０がほとんど傾いていないときには撮影することができる表面領域３２は、カメラ２０が大きく傾いている場合には器具保持部材３３に隠れてしまう。即ち、撮影画像において第１の色のピクセル数を正確に計数することができなくなる。そこで、作業者は表示装置６５に表示されたライブビュー画像を確認しながらカメラ２０の位置を適宜変更することで、所定の条件を満たす位置にカメラ２０を移動させることができる。

本実施形態の器具検出方法は、ピクセル数が所定の第１閾値以上の場合には、器具収容ケース３０に器具１５が収容されていないことを検出すること、を包含する。即ち、器具検出システム１０によると、検出部８５は、ピクセル数が所定の第１閾値以上の場合には、器具収容ケース３０に器具１５が収容されていないことを検出する。第１閾値を適宜設定することで、器具収容ケース３０に器具が収容されていないことを容易に検出することができる。

本実施形態の器具検出方法は、ピクセル数が０より大きくかつ第１閾値より小さい場合には、器具収容ケース３０に収容された器具１５に位置ずれが生じていることを検出すること、を包含してもよい。即ち、器具検出システム１０によると、検出部８５は、ピクセル数が０より大きくかつ第１閾値より小さい場合には、器具収容ケース３０に収容された器具１５に位置ずれが生じていることを検出してもよい。これにより、器具１５が器具収容ケース３０に収容されているが、適切に収容されていない（即ち位置ずれが生じている）ことを容易に検出することができる。

本実施形態の器具検出方法によると、識別標識３７には、カメラ２０によって取得可能な収容部３５に収容される器具１５の情報が記憶されている。即ち、器具検出システム１０によると、第１識別標識３７Ａまたは第２識別標識３７Ｂには、カメラ２０によって取得可能な収容部３５に収容される器具１５の情報が記憶されている。これにより、例えば、誤った器具１５を検出することを未然に防ぐことができる。

本実施形態の器具検出方法によると、計数される第１の色のピクセルは、撮影画像のうち第１識別標識３７Ａおよび第２識別標識３７Ｂによって規定される計数対象矩形領域４０に含まれるピクセルである。即ち、器具検出システム１０によると、計数部８３は、撮影画像のうち第１識別標識３７Ａおよび第２識別標識３７Ｂによって規定される計数対象矩形領域４０に含まれる第１の色のピクセルを計数する。これにより、撮影画像において仮に器具収容ケース３０の外部に第１の色を含む部材が存在していたとしても、当該部分のピクセルは計数されない。即ち、誤検出を防止することができる。

本実施形態の器具検出システム１０によると、制御装置７０の検出部８５は、計数された第１の色のピクセル数に基づいて、器具１５の有無を検出することができる。上述のように、第１の色のピクセル数の大小によって、器具１５の有無を検出することができる。また、カメラ２０によって器具保持部材３３の表面に設けられた第１識別標識３７Ａおよび第２識別標識３７Ｂのカメラ座標系のＸＹＺ座標値を取得することができるため、カメラ２０の位置を適宜変更することによって、カメラ２０と器具収容ケース３０との相対的な位置関係を所定の条件にすることができる。これにより、計数部８３は、撮影画像において第１のピクセル数を同等の条件で計数することができる。

本実施形態の器具検出システム１０によると、器具保持部材３３は、四隅のうちの他の一つの隅である第３の隅３４Ｃに配置された第３識別標識３７Ｃを備え、カメラ２０は、第３識別標識３７Ｃのカメラ座標系のＸＹＺ座標値を取得可能に構成されている。これにより、カメラ２０によって器具収容ケース３０を撮影するときの器具収容ケース３０の配置および器具収容ケース３０に対するカメラ２０の位置の自由度が高くなる。

本実施形態の器具検出システム１０によると、第１識別標識３７Ａおよび第３識別標識３７Ｃの第２識別標識３７Ｂ側の端部を通る直線Ｌ１は、平面視で収容部３５と重なる。これにより、器具収容ケース３０のコンパクト化を実現することができる。

本実施形態の器具検出システム１０によると、第１識別標識３７Ａの原点３７ＡＰは、第１識別標識３７Ａの中心に対して直線Ｌ１と反対側の領域に設けられている。これにより、計数対象矩形領域４０のサイズを確保しつつ器具収容ケース３０のコンパクト化を実現することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。

上述した実施形態では、検出部８５は、ピクセル数が所定の第１閾値以上の場合には、器具収容ケース３０に器具１５が収容されていないことを検出するように構成されていたが、これに限定されない。例えば、検出部８５は、ピクセル数が所定の第２閾値以下の場合には、器具収容ケース３０に器具１５が収容されていることを検出してもよい。即ち、器具検出方法は、ピクセル数が所定の第２閾値以下の場合には、器具収容ケース３０に器具１５が収容されていることを検出すること、を包含してもよい。第２閾値は、上述した第１閾値と同じであってもよいし、異なっていてもよい。上述した実施形態では、切削加工機等の製造工程において使用された器具１５が器具収容ケース３０に確実に戻されたことを確認するために用いられるが、ここでは、器具収容ケース３０に収容された器具１５が、切削加工機等の製造工程において確実に使用されたこと（取り付けられたこと）を確認するために用いられる。このように、第２閾値を適宜設定することで、器具収容ケース３０に器具１５が収容されていることを容易に検出することができる。

上述した実施形態では、制御装置７０の表示部７９は上述した所定の条件を満たす場合には、表示装置６５に撮影可能であることを表示するように構成されていたが、撮影可能であることを表示しなくてもよい。この場合でも、所定の条件を満たす場合には、撮影部８１は、カメラ２０によって器具収容ケース３０を撮影することを許可する。

上述した実施形態では、制御装置７０の表示部７９は、カメラ２０によって第１識別標識３７Ａ～第３識別標識３７Ｃの全てが認識されない場合や、カメラ２０と器具収容ケース３０との距離が所定の距離より離れている場合や、カメラ２０の光軸ＯＡと器具収容ケース３０とのなす角度θが所定の角度より小さい場合には、表示装置６５に撮影不可能であることを表示するように構成されていたが、撮影不可能であることを表示しなくてもよい。この場合でも、所定の条件を満たさない場合には、撮影部８１は、カメラ２０によって器具収容ケース３０を撮影することを禁止する。

１０ 器具検出システム
１５ 器具
２０ カメラ
３０ 器具収容ケース
３２ 表面領域
３５ 収容部、３５Ａ～３５Ｄ 第１収容部～第４収容部
３７ 識別標識
６５ 表示装置
７０ 制御装置
７７ 判断部
７９ 表示部
８１ 撮影部
８３ 計数部
８５ 検出部

Claims (21)

1. 第１の色から構成された表面領域を有する底板と、器具を収容可能なように前記器具の外形に沿って型抜きされかつ前記表面領域上に位置する収容部を含む器具保持部材と、を備えた器具収容ケースにおいて、カメラを用いて前記器具の有無を検出する方法であって、
   前記カメラによって、前記器具保持部材の表面に設けられた識別標識のカメラ座標系のＸＹＺ座標値を取得すること、
   前記ＸＹＺ座標値に基づいて、前記カメラと前記器具収容ケースとの相対的な位置関係が所定の条件を満たすかを判断すること、
   前記所定の条件を満たす場合に、前記カメラによって前記器具収容ケースを撮影すること、
   撮影された前記器具収容ケースの撮影画像において、前記第１の色のピクセルを計数すること、
   計数された前記第１の色のピクセル数に基づいて、前記器具の有無を検出すること、を包含する、器具検出方法。
2. 前記カメラによって撮影されたライブビュー画像を表示装置に表示し、前記所定の条件を満たす場合には前記表示装置に撮影可能であることを表示すること、を包含する、請求項１に記載の器具検出方法。
3. 前記カメラと前記器具収容ケースとの距離が所定の距離より離れている場合には、前記表示装置に撮影不可能であることを表示すること、を包含する、請求項２に記載の器具検出方法。
4. 前記カメラの光軸と前記器具収容ケースとのなす角度が所定の角度より小さい場合には、前記表示装置に撮影不可能であることを表示すること、を包含する、請求項２または３に記載の器具検出方法。
5. 前記ピクセル数が所定の第１閾値以上の場合には、前記器具収容ケースに前記器具が収容されていないことを検出すること、を包含する、請求項１から４のいずれか一項に記載の器具検出方法。
6. 前記ピクセル数が０より大きくかつ前記第１閾値より小さい場合には、前記器具収容ケースに収容された前記器具に位置ずれが生じていることを検出すること、を包含する、請求項５に記載の器具検出方法。
7. 前記ピクセル数が所定の第２閾値以下の場合には、前記器具収容ケースに前記器具が収容されていることを検出すること、を包含する、請求項１から４のいずれか一項に記載の器具検出方法。
8. 前記識別標識には、前記カメラによって取得可能な前記収容部に収容される前記器具の情報が記憶されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の器具検出方法。
9. 前記識別標識は、前記収容部を含む基準矩形領域の四隅のうちの一つの隅である第１の隅に位置する第１識別標識と、前記四隅のうちの他の一つの隅でありかつ前記第１の隅の対角上に位置する第２識別標識と、を含み、
   計数される前記第１の色のピクセルは、前記撮影画像のうち前記第１識別標識および前記第２識別標識によって規定される計数対象矩形領域に含まれるピクセルである、請求項１から８のいずれか一項に記載の器具検出方法。
10. 第１の色から構成された表面領域を有する底板と、器具を収容可能なように前記器具の外形に沿って型抜きされかつ前記表面領域上に位置する収容部を含む器具保持部材と、を備えた器具収容ケースと、
    前記器具収容ケースを撮影可能なカメラと、
    前記カメラを制御する制御装置と、を備え、
    前記器具保持部材は、前記収容部を含む基準矩形領域の四隅のうちの一つの隅である第１の隅に配置された第１識別標識と、前記四隅のうちの他の一つの隅である第２の隅でありかつ前記第１の隅の対角上に位置する第２識別標識と、を備え、
    前記第１識別標識および前記第２識別標識は、前記器具保持部材の表面に位置し、
    前記カメラは、前記第１識別標識および前記第２識別標識のカメラ座標系のＸＹＺ座標値を取得可能に構成され、
    前記制御装置は、
    取得された前記ＸＹＺ座標値に基づいて、前記カメラと前記器具収容ケースとの相対的な位置関係が所定の条件を満たすかを判断する判断部と、
    前記所定の条件を満たす場合に、前記カメラによって前記器具収容ケースを撮影する撮影部と、
    撮影された前記器具収容ケースの撮影画像において、前記第１の色のピクセルを計数する計数部と、
    計数された前記第１の色のピクセル数に基づいて、前記器具の有無を検出する検出部と、を備えている、器具検出システム。
11. 前記器具保持部材は、前記四隅のうちの他の一つの隅である第３の隅に配置された第３識別標識を備え、
    前記カメラは、前記第３識別標識のカメラ座標系のＸＹＺ座標値を取得可能に構成されている、請求項１０に記載の器具検出システム。
12. 前記第１識別標識および前記第３識別標識の前記第２識別標識側の端部を通る直線は、平面視で前記収容部と重なる、請求項１１に記載の器具検出システム。
13. 前記第１識別標識の原点は、前記第１識別標識の中心に対して前記直線と反対側の領域に設けられている、請求項１２に記載の器具検出システム。
14. 前記計数部は、前記撮影画像のうち前記第１識別標識および前記第２識別標識によって規定される計数対象矩形領域に含まれる前記第１の色のピクセルを計数する、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の器具検出システム。
15. 前記カメラによって撮影されたライブビュー画像が表示される表示装置を備え、
    前記制御装置は、
    前記所定の条件を満たす場合には前記表示装置に撮影可能であることを表示する表示部を備えている、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の器具検出システム。
16. 前記表示部は、前記カメラと前記器具収容ケースとの距離が所定の距離より離れている場合には、前記表示装置に撮影不可能であることを表示する、請求項１５に記載の器具検出システム。
17. 前記表示部は、前記カメラの光軸と前記器具収容ケースとのなす角度が所定の角度より小さい場合には、前記表示装置に撮影不可能であることを表示する、請求項１５または１６に記載の器具検出システム。
18. 前記検出部は、前記ピクセル数が所定の第１閾値以上の場合には、前記器具収容ケースに前記器具が収容されていないことを検出する、請求項１０から１７のいずれか一項に記載の器具検出システム。
19. 前記検出部は、前記ピクセル数が０より大きくかつ前記第１閾値より小さい場合には、前記器具収容ケースに収容された前記器具に位置ずれが生じていることを検出する、請求項１８に記載の器具検出システム。
20. 前記検出部は、前記ピクセル数が所定の第２閾値以下の場合には、前記器具収容ケースに前記器具が収容されていることを検出する、請求項１０から１７のいずれか一項に記載の器具検出システム。
21. 前記第１識別標識または前記第２識別標識には、前記カメラによって取得可能な前記収容部に収容される前記器具の情報が記憶されている、請求項１０から２０のいずれか一項に記載の器具検出システム。

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