JPH0580836A - 撮像装置のテイーチングデータ作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単に且つ精度良く複数の撮像領域を設定する
ことが出来、ティーチングデータの作成能率とその精度
とを著しく高め得るような撮像装置のティーチングデー
タの作成方法を提供する。 【構成】ディスプレイ１１ａに、ボンネットＢＮとボン
ネットＢＮの表面に位置する１つの撮像領域指示マーク
Ｍａであって撮像領域に相当する撮像領域指示マークＭ
ａと、撮像時に重複して撮像される重複領域に相当する
重複領域指示マークＭｂとを表示し、撮像領域指示マー
クＭａを介して複数の撮像領域を順次決定し、決定した
撮像領域指示マークＭａは赤色から白色に色変えして表
示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置のティーチング
データ作成方法に関し、特にティーチングデータをオフ
ラインにてシュミレーションで作成するティーチングデ
ータ作成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車製造工場においては、
ロボット等を用いて加工・組立作業の自動化が進められ
ているが、最近では、例えば車体の塗装面の検査など検
査作業の自動化も進められている。前記車体の塗装面を
自動的に検査する装置としては、ロボットとロボットの
ハンド部に装着した撮像ヘッドとを備えた撮像装置が用
いられ、車体のボンネット、ルーフなどの各部位の塗装
面を複数分割した撮像領域を予め設定し、次に撮像装置
に各撮像領域の中心を通る法線上の撮像ポイントをティ
ーチングするティーチングデータを作成し、そのティー
チングデータに基いて撮像装置を駆動制御して撮像領域
の各々を順次自動的に撮像し、撮像領域における塗装欠
陥部位の有無などを検査する技術が開発されつつある。

【０００３】従来、前記ティーチングデータの作成方法
としては、オペレータが検査ステーションに配設された
撮像装置を直接ティーチングしたり或いは遠隔操作によ
りティーチングしてティーチングデータを作成する方法
は、容易に実用化可能である。しかし、オフラインにて
ティーチングできるようにすることが望ましいことか
ら、ディスプレイを含む表示手段と、外部からワークの
構造データを受けてディスプレイに表示する為の画像デ
ータと撮像ポイントのティーチングデータとを作成する
データ処理手段と、データ処理手段を介して表示手段を
操作する操作手段を用い、オペレータがオフラインにて
シュミレーションでティーチングデータを作成する方法
を実用化することが望ましい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記シュミレーション
により撮像装置のティーチングデータを作成する方法に
おいても、ワークの表面を複数分割した撮像領域を設定
してディスプレイに表示させる必要がある。その撮像領
域を設定する場合、ワークの構造データを用いて撮像領
域を設定することが考えられるが、データの抽出や数値
演算処理等の複雑な手順を繰り返し行わなければなら
ず、撮像領域の設定に長い時間を要するうえ設定ミスを
招きやすく、従って、ティーチングデータの作成能率が
著しく低下し、精度の高いティーチングデータが得られ
ないという問題がある。

【０００５】本発明の目的は、簡単に且つ精度良く複数
の撮像領域を設定することが出来、ティーチングデータ
の作成能率とその精度とを著しく高め得るような撮像装
置のティーチングデータの作成方法を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る撮像装置
のティーチングデータ作成方法は、図１の機能ブロック
図に示すように、ワークの表面を複数分割した撮像領域
の各々を順次自動的に撮像する撮像装置に、各撮像領域
の中心を通る法線上の撮像ポイントをティーチングする
ティーチングデータを作成する方法であって、ディスプ
レイを含む表示手段と、外部からワークの構造データを
受けてディスプレイに表示する為の画像データと前記テ
ィーチングデータとを作成するデータ処理手段と、デー
タ処理手段を介して表示手段を操作する操作手段とを用
いてティーチングデータを作成する方法において、ディ
スプレイに、ワークの表面の少なくとも一部と、この表
示されたワークの表面に位置する１つの撮像領域指示マ
ークであって撮像領域に相当する撮像領域指示マークと
を表示させ、この撮像領域指示マークを介して複数の撮
像領域を順次決定するものである。

【０００７】請求項２に係る撮像装置のティーチングデ
ータ作成方法は、請求項１の撮像装置のティーチングデ
ータ作成方法において、前記ディスプレイに、表示され
た撮像領域指示マークの外周側に位置する枠状の重複領
域であって撮像時に重複して撮像される重複領域をも表
示させるものである。

【０００８】請求項３に係る撮像装置のティーチングデ
ータ作成方法は、請求項１の撮像装置のティーチングデ
ータ作成方法において、前記ディスプレイに表示された
撮像領域指示マークを介して決定された撮像領域に、デ
ィスプレイ上で識別マークを付加するものである。

【０００９】請求項４に係る撮像装置のティーチングデ
ータ作成方法は、請求項３の撮像装置のティーチングデ
ータ作成方法において、前記識別マークは、表示色を異
ならせた色分けマークであるものである。

【００１０】

【作用】請求項１に係る撮像装置のティーチングデータ
作成方法においては、ティーチングデータを作成する際
には、オペレータが操作手段を操作することによりワー
クの構造データをデータ処理手段に入力し、データ処理
手段を介して表示手段のディスプレイに撮像領域を設定
するワークの表面の少なくとも一部と、この表示された
ワークの表面に位置する１つの撮像領域指示マークであ
って撮像領域に相当する撮像領域指示マークとを表示さ
せる。次にオペレータが操作手段を操作することによ
り、この撮像領域指示マークを所望の位置へ移動させこ
の撮像領域指示マークを介して１つの撮像領域を決定す
る。以下、同様の手順を繰り返して複数の撮像領域を順
次決定する。次に以上のようにして決定された複数の撮
像領域についてデータ処理手段によりワークの構造デー
タを用いて撮像ポイントを求め、ティーチングデータを
作成する。このように、ディスプレイにワークの表面の
少なくとも一部と撮像領域指示マークとを表示し、この
撮像領域指示マークを介して複数の撮像領域を決定する
ので、簡単に且つ能率良く決定することが出来、撮像領
域の設定ミスを確実に防止することが出来る。従って、
ティーチングデータの作成能率を著しく高めることが出
来、精度の高いティーチングデータを得ることが出来
る。

【００１１】請求項２に係る撮像装置のティーチングデ
ータの作成方法においては、基本的に請求項１と同様の
作用が得られる。加えて、ディスプレイに、表示された
撮像領域指示マークの外周側に位置する枠状の重複領域
であって撮像時に重複して撮像される重複領域をも表示
させるので、ワークの表面に撮像されない領域が発生す
るのを確実に防止することが出来る。

【００１２】請求項３に係る撮像装置のティーチングデ
ータの作成方法においては、基本的に請求項１と同様の
作用が得られる。加えて、ディスプレイに表示された撮
像領域指示マークを介して決定された撮像領域に、ディ
スプレイ上で識別マークを付加するので、オペレータは
決定した撮像領域を明瞭に把握することが出来る。

【００１３】請求項４に係る撮像装置のティーチングデ
ータの作成方法においては、基本的に請求項３と同様の
作用が得られる。加えて、識別マークは、表示色を異な
らせた色分けマークであるので、オペレータにとって識
別しやすいものとなる。

【００１４】

【発明の効果】本発明の撮像装置のティーチングデータ
の作成方法によれば、前記作用の項で説明したように次
のような効果が得られる。請求項１に係る撮像装置のテ
ィーチングデータの作成方法によれば、ディスプレイに
ワークの表面の少なくとも一部と撮像領域指示マークと
を表示し、この撮像領域指示マークを介して複数の撮像
領域を決定するので、簡単に且つ能率的に複数の撮像領
域を決定することが出来、撮像領域の設定ミスを確実に
防止することが出来る。従って、ティーチングデータの
作成能率を著しく高めることが出来、精度の高いティー
チングデータを得ることが出来る。

【００１５】請求項２に係る撮像装置のティーチングデ
ータの作成方法によれば、基本的に請求項１と同様の効
果が得られる。加えて、ディスプレイに、表示された撮
像領域指示マークの外周側に位置する枠状の重複領域で
あって撮像時に重複して撮像される重複領域をも表示さ
せるので、ワークの表面に撮像されない領域が発生する
のを確実に防止することが出来る。

【００１６】請求項３に係る撮像装置のティーチングデ
ータの作成方法によれば、基本的に請求項１と同様の効
果が得られる。加えて、ディスプレイに表示された撮像
領域指示マークを介して決定された撮像領域に、ディス
プレイ上で識別マークを付加するので、オペレータは決
定した撮像領域を明瞭に把握することが出来る。

【００１７】請求項４に係る撮像装置のティーチングデ
ータの作成方法によれば、基本的に請求項３と同様の効
果が得られる。加えて、識別マークは、表示色を異なら
せた色分けマークであるので、オペレータにとって識別
しやすいものとなる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
説明する。本実施例は、自動車製造工場の水研加工ライ
ンの検査ステーションに配設され車体の塗装面を検査す
るための撮像装置に、車体の塗装面を複数分割した撮像
領域の各々の撮像ポイントをティーチングするティーチ
ングデータをオフラインにてシュミレーションで作成す
る方法に本発明を適用したものである。先ず、撮像装置
１について簡単に説明する。図２に示すように、検査ス
テーションには、車体Ｂのボンネット、ルーフ及びトラ
ンクリッドの塗装面を検査する撮像装置１と、車体Ｂの
左右のフロントフェンダ、ドア及びリヤフェンダの塗装
面を夫々検査する撮像装置１との３組の撮像装置１が配
設され、各撮像装置１は、６軸の自由度を有する多関節
型のロボット２と、ロボット２のハンド２ａに装着され
た撮像ヘッド３と、ロボット２をティーチングデータに
基いて駆動制御するとともに撮像ヘッド３からの画像信
号を処理する制御装置４などで構成されている。

【００１９】次に、撮像装置１のティーチングデータを
作成するためのティーチングデータ作成装置１０につい
て説明する。図２・図３に示すように、ティーチングデ
ータ作成装置１０は、ディスプレイ１１ａを有する表示
装置１１と、ＣＡＤで作成され設計において活用されて
いる車体Ｂの構造データを格納したフロッピディスクや
作成したティーチングデータを格納するためのフロッピ
ーディスクなどを駆動するためのフロッピーディスクド
ライブ装置１２と、オペレータにより操作されるキーボ
ード１３及びマウス１４と、表示装置１１、フロッピー
ディスクドライブ装置１２、キーボート１３及びマウス
１４を制御するとともに種々のデータ処理を行う制御装
置１５などで構成され、制御装置１５には、表示装置１
１、フロッピーディスクドライブ装置１２、キーボード
１３及びマウス１４とが夫々図示のようにバスを介して
接続されている。制御装置１５は、ＣＰＵとＲＯＭとＲ
ＡＭとを含むコンピュータと入出力インターフェイスな
どを備え、ＲＯＭには、構造データ読出し処理及び構造
データの補間演算処理と、必要な種々の表示の為の表示
データ作成処理及び表示制御と、撮像領域決定後撮像ポ
イントのデータを用いてティーチングデータを作成する
ティーチングデータ作成処理と、作成されたティーチン
グデータに基いてシュミレーションを行うシュミレーシ
ョン制御等を含む後述するティーチングデータ作成制御
の制御プログラムが格納されている。

【００２０】次に、ティーチングデータ作成制御につい
て、本発明に係る制御を主として図４に示すフローチャ
ートに基いて説明する。尚、３組の撮像装置１について
のティーチングデータの作成は基本的に同様に行われる
ので、車体Ｂのボンネット、ルーフ及びトランクリッド
の塗装面を検査する撮像装置１のティーチングデータを
作成する場合について説明する。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝
１、２、・・・）は各ステップを示す。また、ティーチ
ングデータ作成装置１０の電源投入とともにルーチンが
起動するものとする。 電源が投入されると、メモリの
クリヤなどの初期設定が行われ（Ｓ１）、これと並行し
てオペレータは、フロッピーディスクドライブ装置１２
に、これからティーチングデータを作成しようとする所
定車種の車体Ｂの構造データが格納されたフロッピーデ
ィスクと作成されたティーチングデータを格納するため
のフロッピーディスクとを装着する。次に車体Ｂの構造
データを読込むためのコマンドが入力されるまで待機し
（Ｓ２：Ｎｏ）、オペレータがキーボード１３を操作し
てデータ読込みコマンドを入力すると（Ｓ２：Ｙｅ
ｓ）、フロッピーディスクドライブ装置１２が駆動さ
れ、車体Ｂの構造データが読込まれる（Ｓ３）。

【００２１】次に車体Ｂの構造データと撮像装置１の諸
元データなどに基いて、図３に示すように、初期画面と
して、ディスプレイ１１ａに検査ステーションの所定位
置に停止した車体Ｂと検査ステーションの所定位置に配
設された撮像装置１が３次元的に表示される（Ｓ４）。
この場合、予めプログラムに格納されている撮像装置１
の諸元データと検査ステーションにおける撮像装置１及
び車体Ｂの配置データと、読み込まれた車体Ｂの構造デ
ータとに基いてディスプレイ１１ａに表示するための画
像データが作成され、この画像データが表示装置１１に
転送されて表示される。尚、ディスプレイ１１ａには、
車体Ｂの車種コードも表示されるものとする。次に今回
ティーチングデータを作成する車体Ｂの部位を指定する
コマンドが入力されているか否かが判定される（Ｓ
５）。コマンドが入力されていない場合には（Ｓ５：Ｎ
ｏ）、コマンドが入力されるまで待機し、例えば、オペ
レータがボンネットＢＮを指定するコマンドを入力する
と（Ｓ５：Ｙｅｓ）、図５に示すように、ボンネットＢ
Ｎがディスプレイ１１ａの略中央部に２次元的に表示さ
れるとともに、ディスプレイ１１ａの下部には、ボンネ
ットＢＮに複数の撮像領域を設定するための指示マーク
Ｍが初期位置に表示される（Ｓ６）。この指示マークＭ
は、撮像領域に相当する撮像領域指示マークＭａと、撮
像領域指示マークＭａの外周側に位置する重複領域であ
って撮像時に重複して撮像される重複領域に相当する重
複領域指示マークＭｂと、撮像領域の中心を示す撮像中
心指示マークＭｃとで構成され、撮像領域指示マークＭ
ａは赤色で表示され、重複領域指示マークＭｂと撮像中
心指示マークＭｃは白色で表示されるようになってい
る。

【００２２】次にオペレータが指示マークＭを最初に撮
像領域を設定するボンネットＢＮの後端右部に移動させ
るようにマウス１４を操作すると、マウス１４から入力
される信号に基いて、図５に示すように、指示マークＭ
が初期位置からボンネットＢＮの後端右部に向かって移
動表示される（Ｓ７）。次に撮像領域決定コマンドが入
力されるまで待機し（Ｓ８：Ｎｏ）、指示マークＭがボ
ンネットＢＮの後端右部の所定位置まで移動された状態
において、オペレータにより撮像領域決定コマンドが入
力されると（Ｓ８：Ｙｅｓ）、指示マークＭのうち撮像
領域指示マークＭａが赤色から白色に色変えして表示さ
れる（Ｓ９）。次に撮像領域指示マークＭａに基いて決
定された撮像領域の撮像ポイントが演算され、その結果
が記憶される（Ｓ１０）。即ち、撮像領域指示マークＭ
ａに対応するボンネットＢＮの撮像領域の構造データに
基いて撮像領域の曲面形状が求められとともに、撮像中
心指示マークＭｃに対応する撮像領域の中心点を通る法
線上の撮像ポイントであって、撮像領域の中心点までの
距離が撮像ヘッドの所定の撮像高さに等しい撮像ポイン
トが求められ、その撮像ポイントの座標値と前記法線の
方向値とが撮像ポイントのデータとして記憶される。

【００２３】次に撮像領域設定終了コマンドが入力され
ているか否かが判定され（Ｓ１１）、この場合撮像領域
設定作業を開始したばかりで撮像領域設定終了コマンド
は入力されていないので（Ｓ１１：Ｎｏ）、Ｓ７に移行
し、オペレータによるキーボード１３とマウス１４の操
作に従ってＳ７〜Ｓ１１が実行される。即ち、図６に示
すように、オペレータはマウス１４を操作してディスプ
レイ１１ａ上の指示マークＭをボンネットＢＮの後端右
部から次に撮像領域を設定するボンネットＢＮの後端中
央部側に平行移動させる。このとき、前回決定した撮像
領域に対応する指示マークＭは、その撮像領域指示マー
クＭａが白色の状態に保持されて残り、赤色の撮像領域
指示マークＭａを有する新たな指示マークＭがディスプ
レイ１１ａに表示されてボンネットＢＮの後端中央部側
に移動する。このようにして、指示マークＭがボンネッ
トＢＮの後端中央部の所定位置まで移動された状態にお
いて、オペレータにより撮像領域決定コマンドが入力さ
れると、指示マークＭのうち撮像領域指示マークＭａが
赤色から白色に変色して表示される。この状態では、前
回の指示マークＭと今回の指示マークＭの撮像領域指示
マークＭａは隣接し、夫々の重複領域指示マークＭｂは
相互に重なり合っている。以下、同様にＳ７〜Ｓ１１が
繰り返し実行され、図７に示すように、ボンネットＢＮ
の全領域に亙って撮像領域が順次決定される。

【００２４】ボンネットＢＮの全ての撮像領域の設定が
終了し、撮像領域設定終了コマンドが入力されると（Ｓ
１１：Ｙｅｓ）、次に撮像装置１に撮像ポイントをティ
ーチングするティーチングデータが作成され、作成され
たティーチングデータはフロッピーディスクに格納され
る（Ｓ１２）。このティーチングデータの作成において
は、Ｓ１０において求められた撮像ポイントのデータに
基いて、撮像装置１の撮像ヘッド３を初期位置から最適
・最短経路に沿って所定の撮像姿勢で複数の撮像ポイン
トに亙って順次移動駆動し且つ各撮像ポイントにおいて
撮像ヘッド３を所定の撮像姿勢に設定するためのロボッ
ト２の各軸の制御量が求められてティーチングデータと
して記憶される。ティーチングデータの作成が完了する
と、ディスプレイ１１ａにティーチングデータの作成が
完了したことが表示され（Ｓ１３）、次に作業終了コマ
ンドが入力されているか否かが判定される（Ｓ１４）。
作業終了コマンドが入力されていると（Ｓ１４：Ｙｅ
ｓ）、ルーチンを終了する。作業終了コマンドが入力さ
れていない場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、次にシュミレー
ションコマンドが入力されているか否かが判定され（Ｓ
１５）、シュミレーションコマンドが入力されていない
場合には（Ｓ１５：Ｎｏ）、Ｓ１３に移行し、作業終了
コマンド又はシュミレーションコマンドが入力されるま
で、Ｓ１３・Ｓ１４が繰り返される。シュミレーション
コマンドが入力されると（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、撮像装置
１のシュミレーションが行われる（Ｓ１６）。このシュ
ミレーションにおいては、図８に示すように、ディスプ
レイ１１ａに検査ステーションの所定位置に配設された
車体Ｂと撮像装置１が表示され、撮像装置１の撮像ヘッ
ド３がティーチングデータに基いてボンネットＢＮの撮
像領域の各々の撮像ポイントに亙って順次移動してい
く。この場合、撮像ヘッド３の移動順序に従ってボンネ
ットＢＮの対応する撮像領域と重複領域と撮像ポイント
から撮像領域の中心点に向かう法線ベクトルとが１組づ
つ表示される。シュミレーションが終了すると、Ｓ１３
に移行し、その後作業終了コマンドが入力されることに
より、ルーチンを終了する。

【００２５】このように、撮像装置１のティーチングデ
ータを作成する際に、ディスプレイ１１ａに撮像領域指
示マークＭａを表示させ、この撮像領域指示マークＭａ
を介して複数の撮像領域を決定するので、簡単に且つ短
時間に複数の撮像領域を決定することが出来、撮像領域
の設定ミスを確実に防止することが出来る。従って、テ
ィーチングデータの作成能率を著しく高めることが出
来、精度の高いティーチングデータを得ることが出来
る。加えて、ディスプレイ１１ａに、重複領域指示マー
クＭｂにより撮像時に重複して撮像される重複領域をも
表示させるので、車体Ｂの塗装面に撮像されない領域が
発生するのを確実に防止することが出来る。更に、ディ
スプレイ１１ａに表示された撮像領域指示マークＭａを
介して決定された撮像領域を、未決定の撮像領域と表示
色を異ならせて表示するので、オペレータは簡単且つ迅
速に決定した撮像領域を確認することが出来る。

【００２６】尚、前記ティーチングデータの作成方法
は、車体の塗装面の撮像に限らず種々のワークの表面の
撮像に適用できることは勿論である。また、決定された
撮像領域指示マークの色は白色に限らず、未決定の撮像
領域指示マークの色と異なる色であれば種々の色を用い
ることも可能であるし、更に、決定された重複領域指示
マークの色も異ならせるようにしてもよい。加えて、テ
ィーチングデータ作成後シュミレーションを行う場合
に、ディスプレイ１１ａに車体Ｂを搬送するチェーンコ
ンベアなど検査ステーションに配設される種々の設備を
表示することも可能である。更に、撮像装置を構成する
ロボットは多関節型に限らず直交座標型など種々の型式
のロボットを用いることも有り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る機能ブロック図である。

【図２】ティーチングデータ作成装置の構成図である。

【図３】ティーチングデータ作成作業を示す説明図であ
る。

【図４】ティーチングデータ作成制御のルーチンのフロ
ーチャートである。

【図５】ディスプレイに表示されたボンネットと指示マ
ークを示す説明図である。

【図６】指示マークの移動表示を示す説明図である。

【図７】ボンネットに設定された全撮像領域の説明図で
ある。

【図８】撮像装置のシュミレーションを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

Ｂ 車体 Ｍａ 撮像領域指示マーク Ｍｂ 重複領域指示マーク １ 撮像装置 １１ 表示装置 １１ａ ディスプレイ １３ キーボード １４ マウス １５ 制御装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの表面を複数分割した撮像領域の
   各々を順次自動的に撮像する撮像装置に、各撮像領域の
   中心を通る法線上の撮像ポイントをティーチングするテ
   ィーチングデータを作成する方法であって、ディスプレ
   イを含む表示手段と、外部からワークの構造データを受
   けてディスプレイに表示する為の画像データと前記ティ
   ーチングデータとを作成するデータ処理手段と、データ
   処理手段を介して表示手段を操作する操作手段とを用い
   てティーチングデータを作成する方法において、 ディスプレイに、ワークの表面の少なくとも一部と、こ
   の表示されたワークの表面に位置する１つの撮像領域指
   示マークであって撮像領域に相当する撮像領域指示マー
   クとを表示させ、この撮像領域指示マークを介して複数
   の撮像領域を順次決定することを特徴とする撮像装置の
   ティーチングデータ作成方法。
2. 【請求項２】 前記ディスプレイに、表示された撮像領
   域指示マークの外周側に位置する枠状の重複領域であっ
   て撮像時に重複して撮像される重複領域をも表示させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置のティーチ
   ングデータ作成方法。
3. 【請求項３】 前記ディスプレイに表示された撮像領域
   指示マークを介して決定された撮像領域に、ディスプレ
   イ上で識別マークを付加することを特徴とする請求項１
   に記載の撮像装置のティーチングデータ作成方法。
4. 【請求項４】 前記識別マークは、表示色を異ならせた
   色分けマークであることを特徴とする請求項３に記載の
   撮像装置のティーチングデータ作成方法。