JPH10139145A - トラッキングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの形状や表裏などが容易に認識できる
画像が得られるようにしたトラッキングシステムの提
供。 【解決手段】 透明な搬送板１２上のワークを上側から
照明する上側の照明装置３６と、ワークを搬送板１２の
下側から照明する下側の照明装置３８とを備え、搬送板
１２と、下側の照明装置３８との間に、色付きの透明プ
レート５を着脱自在に配置させている。このため、ワー
クの色や形状の応じて適切な色付きの透明プレート５を
選択使用できるので、ワークを照明する光量や画像の背
景色を変更できる。従って、ワークの色や形状の差異に
かかわらず、ワークの形状や表裏などを容易に認識でき
る画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンベヤ上を搬送
中のワークを撮像装置で撮影し、この撮影により得られ
た画像を利用してコンベヤ上のワークをロボットが把持
し、所定位置まで搬送して位置決めさせるトラッキング
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトラッキングシステムは、ワーク
を搬送するコンベヤと、このコンベヤの上方に配置さ
れ、コンベヤで搬送中のワークを撮影する撮像装置と、
この撮像装置で撮影した画像からワークを認識する画像
処理装置と、このワークの画像認識結果に基づき、コン
ベヤの下流側でワークを把持（ピックアップ）し、所定
位置へ整列をさせるロボットなどから構成されている。
このような構成からなるトラッキングシステムでは、コ
ンベヤの上流側にワークがランダムに投入され、ワーク
がコンベヤにより撮像装置の真下まで搬送されてくる
と、撮像装置がワークを撮影し、この撮影された画像が
画像処理装置に取り込まれる。画像処理装置は、コンベ
ヤの下流側でワークをピックアップするために、ワーク
の撮影位置とその形状などを認識する。ワークは、カメ
ラの撮影位置から下流側に所定距離だけ移動すると、コ
ンベヤの上方で待機するロボットのハンドがワークを把
持したのち、所定の位置まで搬送して位置決めされる。
また、従来のトラッキングシステムでは、一般に、搬送
装置で搬送中のワークを上方から照明するための照明装
置が、撮像装置が配置される近傍の位置に配置されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、トラッキング
システムで処理の対象となるワークは、その形状が様々
であるのみならず、その色についても透明のもの、また
は搬送装置の搬送路の色と同一のものというように様々
である。そのため、例えば透明のワークを上方から照明
装置で照明し、撮像装置がそのワークを撮影するような
場合には、ワークの形状などを容易に認識できる画像が
得られないという不都合があった。

【０００４】そこで、本発明は、ワークの形状や表裏な
どが容易に認識できる画像が得られるようにしたトラッ
キングシステムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、透明な搬送体（搬送板１２など）によ
りワークを搬送する搬送手段（搬送装置１）と、この搬
送手段の上方に配置され、搬送体で搬送中のワークを撮
影してワークに応じた画像を得る撮像手段（撮像装置
３）と、この撮像手段で得られた画像に基づいてワーク
を認識する認識手段（画像処理装置）と、この認識手段
によるワークの認識結果に基づき、搬送手段の下流側で
ワークを把持し、所定位置まで搬送して位置決めさせる
ロボットとを備え、撮像手段がワークを撮影する位置に
おいて、搬送体上のワークを上側から照明する上側の照
明装置３６と、ワークを搬送体の下側から照明する下側
の照明装置３８とを備えている。このため、本発明で
は、下側の照明装置３８の照明によりワークの影が得ら
れるために、ワークの輪郭が明確な画像を取得でき、か
つ、上側の照明装置３６によりワークの表面側に関する
情報が含まれる画像の取得が実現できる。従って、本発
明では、ワークの形状や表裏などを容易に認識できる画
像を得ることができる。

【０００６】さらに、本発明では、搬送体と、下側の照
明装置３８との間に、色付きの透明プレート５を着脱自
在な着脱部を設けている。このため、ワークの色や形状
の応じて適切な色付きの透明プレート５を選択使用でき
るので、ワークを照明する光量や画像の背景色を変更で
きる。従って、ワークの色や形状の差異にかかわらず、
ワークの形状や表裏などを容易に認識できる画像を得る
ことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のトラッキングシス
テムの好適な実施の形態について、図１ないし図８を参
照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態のトラ
ッキングシステムの全体の構成を示す正面図、図２は、
同システムの平面図、図３は、同システムの右側面図で
ある。このトラッキングシステムは、図１から図３に示
すように、ワークを搬送する搬送装置１と、この搬送装
置１で搬送中のワークを上方から撮影してワークに応じ
た画像を得る撮像装置３と、この撮像装置３で得られた
画像に基づきワークの位置、形状、重心などを認識する
画像処理装置（図示せず）と、搬送装置１の下流側に配
置され、画像処理装置で認識されたワークの位置や形状
に基づいて、ワークをその下流側の把持位置で把持した
のち、所定の位置まで搬送して整列などを行うロボット
６を備えている。

【０００８】ここで、このトラッキングシステムの処理
対象となるワークは、特にその形状や色などは問わない
が、例えば、透明な各種の容器のように、撮像装置の通
常の撮影では形状や輪郭などが鮮明な画像が得られない
ワークが好適である。

【０００９】搬送装置１は、図１〜図３に示すように、
設置台７およびこの設置台７に一体に接続される補助部
８の上に設置されている。この搬送装置１は、図４に示
すように、スラットコンベヤからなり、ワークａを載置
して搬送する多数の搬送板１２を備えている。そして、
この各搬送板１２は透明の板からなり、ワークを搬送す
る無端の搬送体を形成するために、各搬送板１２の左右
端が、左右一組のチェーン１３、１４に取付けられてい
る。従って、各搬送板１２は、チェーン１３、１４への
取り付け後は、搬送方向に連続的に配列される。なお、
搬送板１２の詳細な構成については後述する。

【００１０】左右一組のチェーン１３、１４は、ワーク
ａの搬送方向に向けて平行かつ回転自在に配置されてい
る。すなわち、チェーン１３は、駆動軸２４の一端に取
付けた駆動用スプロケット１５と、従動軸の一端に取付
けた従動用スプロケット１６と、緊張用のスプロケット
１７、１８とに掛け渡されている。同様に、チェーン１
４は、駆動軸２４の他端に取付けた駆動用スプロケット
１９と、従動軸の他端に取付けた従動用スプロケット２
０と、緊張用のスプロケット２１、２２とに掛け渡され
ている。

【００１１】駆動軸２４は、駆動源であるコンベヤモー
タ２３の回転軸とベルトなどを介して連結されている。
従って、コンベヤモータ２３が回転すると、その回転力
が駆動軸２４に伝達されてチェーン１３、１４が回転
し、これによりチェーン１３、１４に一体に取り付けら
れている多数の搬送板１２が回転し、この搬送板１２上
をワークが搬送されるように構成されている。また、駆
動軸２４の一端には、駆動軸２４の回転数を検出するた
めのエンコーダ２５が配置されている。

【００１２】撮像装置３は、例えば５００画素×５００
画素からなるＣＣＤカメラなどからなり、図示のよう
に、搬送装置１の搬送路の長手方向のほぼ中央の上方
に、配置されている。すなわち、搬送装置１の搬送路の
ほぼ中央に、搬送路の両側に沿って２本ずつ合計４本の
支柱３１〜３４が上下方向に設けられ、これらの支柱３
１〜３４により支持される天井板３５の下面中央に、撮
像装置３が取り付けられている。また、支柱３１〜３４
の下部側には、搬送装置１の搬送板１２上のワークを上
側から照明する照明装置３６が設けられている。この上
側の照明装置３６は、４本の蛍光灯３７からなり、各蛍
光灯３７は、支柱３１〜３４の同じ高さ位置に、撮像装
置３のワークの撮影が妨害されないように、全体が方形
状の環を形成するように取り付けられている。

【００１３】さらに、撮像装置３と対向する位置であっ
て、透明な搬送板１２の裏面側にはワークを下側から照
明するための下側の照明装置３８が配置され、搬送板１
２と下側の照明装置３８との間には、色付きの透明プレ
ート５が着脱自在に配置されている。色付きの透明プレ
ート５の着脱部は、図５に示すように、透明な搬送板１
２の裏面側に配置させたコ字状からなる左右一対のガイ
ドレール５１、５１からなり、このガイドレール５１、
５１に色付きの透明プレート５が嵌合されてスライドで
きるように構成されている。従って、色付きの透明プレ
ート５は、ワークの色に応じて予め用意してあるものと
交換自在である。下側の照明装置３８は、左右一対のガ
イドレール５１、５１の下側に設けられている左右一対
の照明装置載置部５２、５２上に載置され、適宜手段に
より固定されている。この下側の照明装置３８は、４本
の蛍光灯（図示せず）が、箱３９内に互いに平行にして
配列され、その箱３９の上側開口部が乳白色の平板で覆
われて、搬送板１２の裏面側を均一に照明できるように
構成されている。

【００１４】ロボット６は、ワークを個別に把持する２
つのハンド６１を有し、この２つのハンドを同時に３次
元的に移動できるように構成されている。なお、図３で
は、ハンド６１などが省略されている。このロボット６
は、図１〜図３に示すように、ハンド６１が、上下方向
（Ｚ軸方向）に移動する回転軸６３の下端に取り付けら
れている。回転軸６３は、左右方向（Ｘ軸方向）に移動
自在なＸ方向移動部６４に回動自在に設けられ、Ｘ方向
移動部６４は、前後方向（Ｙ軸方向）に移動自在なＹ方
向移動部６５に搭載されている。

【００１５】次に、搬送板１２の構成について、図６お
よび図７を参照して説明する。この搬送板１２は、例え
ば透明のアクリル樹脂を素材とする合成樹脂板からな
り、そのサイズは、例えば１００ｍｍ×３００ｍｍ×６
ｍｍ程度である。なお、搬送板１２は、透明であって機
械的強度があれば、アクリル樹脂以外の合成樹脂などで
も良い。また、この搬送板１２は、図６および図７に示
すように、その右端の表面側に２本のネジ１２１により
補強部材１２２が取付けられ、その右端の裏面側に２本
のネジ１２３により補強部材１２４が取付けられてい
る。同様に、搬送板１２の左端の表面側に２本のネジ１
２５により補強部材１２６が取付けられ、その左端の裏
面側に２本のネジ１２７により補強部材１２８が取付け
られている。これらの補強部材１２２、１２４、１２
６、１２８は、ステンレスなどの磁性体から構成され
る。さらに、搬送板１２の左右端には、搬送板１２をチ
ェーン１３、１４に取り付けるための取り付け孔２７、
２７が穿設されている。

【００１６】搬送板１２の表面側には、図６および図７
に示すように、補強部材１２２、１２６から所定距離を
離れた部分を除いた全体に、透明で粘着性があり厚さが
３ｍｍ程度の粘着性シート２６が貼り付けられている。
この粘着性物質としての粘着性シート２６は、ワークの
搬送中にワークが動くのを止めるためにワークを粘着さ
せるものであり、例えば透明の粘着性ウレタンゴム（例
えば、三進興産（株）から市販されている商品名「ソル
ボセイン」など）が好適であるが、透明で粘着性のある
物であれば他の物質でも良い。なお、粘着性シート２６
は、自己の粘着力により搬送板１２の表面に貼り付くの
で、貼り付けるために接着剤などが不要であり、その取
り外しも容易であるという利点がある。

【００１７】次に、このような構成からなる搬送板１２
をチェーン１３、１４に取付けるための構成について、
図８を参照して説明する。搬送板１２の左右端に設けた
取付け孔２７、２７は、チェーン１３、１４に取付けら
れた対応する支持部材１３１、１４１に一体に設けた突
起１３２、１４２に挿通されている。ここで、突起１３
２、１４２は磁石により構成され、補強部材１２２、１
２４、１２６、１２８は上述のようにステンレスなどの
磁性体から構成されている。このため、突起１３２は補
強部材１２６、１２８と磁気的に結合し、突起１４２は
補強部材１２２、１２４と磁気的に結合するため、各搬
送板１２の左右端は、チェーン１３、１４に磁気的に結
合して取り付けられることになる。また、図８に示すよ
うに、搬送板１２の左右端の下面側は、支持部材１３
１、１３２を介して搬送板受け１３３、１４３に受けら
れるように構成されている。また、チェーン１３、１４
の各裏側は、チェーン受け１３４、１４４により受けら
れるように構成されている。

【００１８】次に、このように構成される実施の形態の
動作について、図面を参照して説明する。いま、搬送装
置１の上流側（始端側）に、前工程の処理が終了したワ
ークａが順次落下されて倒れると、搬送板１２の表面側
には粘着性シート２６が取り付けてあるので、ワークａ
は倒れた状態でその粘着性シート２６により粘着され、
その位置に固定された状態で搬送装置１の下流側に向け
て搬送されていく。従って、ワークａが、丸型の小容器
などからなる転がり易いものであっても、粘着性シート
２６の上に粘着されたままとなり、転がることはない。
このように、搬送板１２上の粘着性シート２６により粘
着されたワークａが、撮像装置３の真下まで搬送される
と、ワークａは撮像装置３で撮影され、撮像装置３から
は撮影に応じた画像が、図示しない画像処理装置に出力
される。

【００１９】ここで、この実施の形態では、各搬送板１
２と粘着性シート２６とはいずれも透明とし、ワークを
上側から照明する照明装置３６と、ワークを下側から照
明する照明装置３８とを備え、かつ透明な搬送板１２と
照明装置３８との間に色付きの透明プレート５を着脱自
在としている。このため、下側の照明装置３８の照明に
よりワークの影が得られるために、ワークの輪郭が明確
な画像を取得でき、かつ、上側の照明装置３６によりワ
ークの表面側に関する情報が含まれる画像の取得ができ
る。従って、この実施の形態では、ワークの形状や表裏
などを容易に認識できる画像を得ることができる。

【００２０】さらに、色付きの透明プレート５を、ワー
クの色や形状に応じて交換できるようにした。このた
め、ワークの色や形状に応じて適切な色付きの透明プレ
ート５を選択使用すれば、ワークを照明する光量、また
は画像の背景色などを変更できるので、ワークの色や形
状の差異にかかわらず、ワークの形状や表裏などを容易
に認識できる画像を得ることができる。例えば、ワーク
が透明の場合には、色付きの透明プレート５としてグレ
イスモークやブラウンスモークのものを使用すると、下
側の照明装置３８からワークに照射される光量を低下で
き、上側の照明装置３６の光量を相対的に増加させるこ
とができるので、ワークの輪郭が明確でかつ表裏にかか
る情報を含んだ画像が得られることが実験により確認さ
れた。

【００２１】画像処理装置は、その得られた画像に基づ
き、ワークａの読み取り位置、形状、大きさ、重心など
を認識すると同時に、ワークａの把持位置（ピッキング
ポイント）を算出する。この認識結果と算出結果は、ロ
ボット６を制御する制御装置（図示せず）に通知され
る。制御装置は、その通知に基づいて、ロボット６のハ
ンド６１が、ワークａの把持位置で把持できる状態とな
るように、ロボット６の各部を制御する。そして、エン
コーダ２５からの出力信号により、ワークａが把持位置
にきたことを制御装置が判断すると、ロボット６は、決
められているワークａをハンド６１により把持したの
ち、そのワークａを次工程のために所定の位置まで搬送
し、位置決めや整列などを行う。

【００２２】以上説明したように、この実施の形態で
は、各搬送板１２と粘着性シート２６とをいずれも透明
とし、ワークを上側から照明する照明装置３６と、ワー
クを下側から照明する照明装置３８を備え、かつ透明な
搬送板１２と照明装置３８との間に色付きの透明プレー
ト５を着脱自在に構成するようにした。このため、ワー
クの色や形状に応じて適切な色付きの透明プレート５を
選択使用できる。このため、ワークへ照射する光量、ま
たは画像の背景色などを変更できるので、ワークの色や
形状の差異にかかわらず、ワークの形状や表裏などを容
易に認識できる画像を得ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、下側の
照明装置の照明によりワークの影が得られるために、ワ
ークの輪郭が明確な画像を取得でき、かつ、上側の照明
装置によりワークの表面側に関する情報が含まれる画像
の取得が実現できる。従って、本発明では、ワークの形
状や表裏などを容易に認識できる画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のトラッキングシステムの
構成を示す正面図である。

【図２】同トラッキングシステムの平面図である。

【図３】同トラッキングシステムの右側面図である。

【図４】同トラッキングシステムの要部を示す斜視図で
ある。

【図５】色付きの透明プレートの着脱部の構成を示す斜
視図である。

【図６】搬送板の構成を示す平面図である。

【図７】同搬送板の右側面図である。

【図８】搬送板をチェーンに取り付けるための構成を示
す断面図である。

【符号の説明】

ａ ワーク １ 搬送装置 ３ 撮像装置 ５ 色付きの透明プレート ６ ロボット １２ 搬送板 １３、１４ チェーン ２３ コンベヤモータ ３６ 上側の照明装置 ３８ 下側の照明装置 ５２ ガイドレール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明な搬送体によりワークを搬送する搬
   送手段と、 この搬送手段の上方に配置され、前記搬送体で搬送中の
   ワークを撮影してワークに応じた画像を得る撮像手段
   と、 この撮像手段で得られた画像に基づいてワークを認識す
   る認識手段と、 この認識手段によるワークの認識結果に基づき、前記搬
   送手段の下流側でワークを把持し、所定位置まで搬送し
   て位置決めさせるロボットとを備え、 前記撮像手段がワークを撮影する位置において、前記搬
   送体上のワークを上側から照明する上側の照明装置と、
   ワークを前記搬送体の下側から照明する下側の照明装置
   とを備えたことを特徴とするトラッキングシステム。
2. 【請求項２】 前記搬送体と、前記下側の照明装置との
   間に、色付きの透明プレートを着脱自在な着脱部を設け
   たことを特徴とする請求項１記載のトラッキングシステ
   ム。