JPH11175147A - 移動体の位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 標示体を常に鮮明に，且つ他のパターンと明
確に判別可能に撮像でき，更に，撮像画像への照明の映
り込みによる悪影響を解消できる移動体の位置決め装置
を提供する。 【解決手段】 標示体９に対して，上記規則的なパター
ンを構成する各要素と光学的に異なる表面処理，例えば
低反射加工若しくは乱反射加工，或いは鏡面加工を施
す。これにより，撮像画像上で上記標示体９が上記床面
上のパターン３６と異なる明るさとなる。また，撮像手
段３３の近傍に設けられた照明４０から照射された光を
床面上の上記撮像手段３３の視野内に集光する反射板２
を取り付ける。これにより，撮像画像の各部の明るさを
均一化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，表面に規則的なパ
ターンが形成されたパンチング材やグレーチング材など
の床材が敷かれたクリーンルーム等において，荷物の搬
送などに用いられる移動体の位置決め装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイス工場のクリーンルーム等
では，装置と装置，装置とストッカ等の間でウェーハ等
の荷物を搬送し，移載アームなどにより移載を行う無人
搬送車が用いられている。また，このようなクリーンル
ーム等では，床材としてパンチング材やグレーチング材
など，規則的なパターンで貫通孔を全面に配した孔空き
床材が用いられることが多い。上記のような無人搬送車
は，例えば図６に示すように，走行ルートに沿って床面
３５上に配設された磁気スポットマーク３７からの横ズ
レ量を磁気センサ３２により検出し，制御装置３４で上
記横ズレ量を０に保つように車体３１の方向を制御しな
がら走行する。また，所定の停止位置に停止した際に
は，車体３１に設置されたＣＣＤカメラ３３とその周囲
に設けられた照明４０によりその停止位置での床面の画
像を撮像し，その撮像画像（以下，作業時撮像画像とい
う）上での上記パターン（各貫通孔）の位置データと，
予め基準停止位置（上記移載アームなどの動作教示が行
われる位置）において同様に撮像された撮像画像（以
下，教示時撮像画像という）上での上記パターンの位置
データとを上記制御装置３４で比較し，両者のズレに基
づいて車体３１の位置決めを行う（上記ＣＣＤカメラ３
３と上記制御装置３４とで位置決め装置を構成）。車体
３１に設置された上記移載アームなどの作業装置は予め
上記基準停止位置において動作教示されるため，車体３
１を上記基準停止位置に正確に停止させるか，或いは上
記基準停止位置からの車体停止位置のズレに基づいて上
記作業装置の教示データを修正しなければ荷物の移載な
どの作業を正確に行うことができないからである。

【０００３】停止した車体３１の基準停止位置からのズ
レの検出手順を具体的に説明すると，まず，上記基準停
止位置に車体３１を停止させた状態で上記ＣＣＤカメラ
３３により床面３５の教示時撮像画像（図７（ａ））が
撮像され，上記制御装置３４内のメモリに記憶される。
そして実際の作業時には，車体３１が停止した際に上記
ＣＣＤカメラ３３により床面３５の作業時撮像画像（図
７（ｂ），但し破線は図７（ａ）における各貫通孔３６
の位置）が撮像される。続いて，上記メモリに記憶され
た上記教示時撮像画像，上記作業時撮像画像のそれぞれ
について上記パターン（各貫通孔３６）の位置データ
（例えば画像上での所定座標系における座標値）が計算
される。そして，上記２つの撮像画像間で各貫通孔３６
の対応付けが行われ，少なくとも２組以上の対応する貫
通孔間のズレベクトルが計算され，それに基づいて車体
３１の上記基準停止位置からの位置と角度のズレが求め
られる。上記２つの撮像画像間での各貫通孔３６の対応
付けは，距離の近さで判断される。例えば，図７（ｂ）
における貫通孔Ｐ_i は，図７（ａ）における貫通孔Ｐ _m
と最も近い位置にあるため，これらが対応付けられ，両
者のズレベクトルＶが計算される。ところが，上述のよ
うな位置決め方法では，上記２つの撮像画像間での各貫
通孔３６の対応付けを距離の近さに基づいて行うため，
車体停止位置と上記基準停止位置とのズレが大きい場合
には誤った対応付けを行ってしまう場合があり，車体の
位置決めが正確に行えない可能性があった。そこで，車
体の停止位置と基準停止位置とのズレの大小に関係なく
正確な位置決めを行うため，図８，図９に示すように，
上記無人搬送車３１が所定の停止位置に停止した際の上
記ＣＣＤカメラ３３の視野内の床面上に少なくとも１つ
基準マーク３９を付設し，該基準マーク３９を基準とし
て上記２つの撮像画像間での各貫通孔３６の対応付けが
行われている。具体的には，まず，上記基準停止位置に
車体３１を停止させた状態（図９参照）で，上記ＣＣＤ
カメラ３３と照明４０とにより床面３５の教示時撮像画
像（図８（ａ））が撮像され，上記制御装置３４内の演
算装置４１（図９参照）により，上記教示時撮像画像に
おける各貫通孔３６と基準マーク３９の位置データがそ
れぞれ計算され，それら位置データは上記制御装置３４
内の記憶装置４２に記憶される。

【０００４】続いて，実際の作業時には，車体３１が停
止した際にその停止位置において上記ＣＣＤカメラ３３
と照明４０とにより床面３５の作業時撮像画像（図８
（ｂ），但し破線は図８（ａ）における各貫通孔３６の
位置）が撮像され，上記教示時撮像画像の場合と同様，
上記演算装置４１により上記作業時撮像画像における各
貫通孔３６と基準マーク３９の位置データがそれぞれ計
算される。次に，上記演算装置４１において，上記記憶
装置４２に記憶された上記教示時撮像画像の各貫通孔３
６の位置データと，上記作業時撮像画像における各貫通
孔３６の位置データとの対応付けが行われる。この対応
付けは，上記従来技術のように単なる画像上での距離の
近さで判断されるのではなく，それぞれの撮像画像にお
ける上記基準マーク３９の位置データを基準として判断
される。即ち，教示時撮像画像と作業時撮像画像とがそ
れぞれ図８（ａ），（ｂ）である場合，図８（ａ）に示
す貫通孔Ｐ_m は，その傍の基準マーク３９を基準とする
ことにより，図８（ｂ）に示すＰ_i に対応すると判断さ
れる。この例において，上記のように画像上での距離の
近さで対応付けを行うと，図８（ａ）に示す貫通孔Ｐ_m
は図８（ｂ）に示すＰ _i ′に対応すると判断されてしま
う。このようにして両撮像画像間の各貫通孔３６の対応
付けが行われた後，上記演算装置４１では，対応する貫
通孔３６間のズレベクトルＶがそれぞれ計算され，それ
に基づいて車体３１の上記基準停止位置からの位置と角
度のズレが求められる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが，上述のよう
な従来の位置決め装置では，床面撮像時に外部の照明等
の外乱の影響などにより，車体３１の停止位置によって
は上記基準マーク３９が鮮明に撮像できない可能性があ
った。また，上記基準マーク３９とその周りの貫通孔３
６とが同じような明るさで撮像されると，その判別が不
正確となったり時間がかかったりする可能性もあった。
また，例えば床面３５の表面に鏡面状の加工がされてい
るような場合には，照明４０（図９参照）からの光が床
面３５の表面で散乱されずに正反射で直接ＣＣＤカメラ
３３に入射するため，図１０に示すように，照明の映り
込み部分とその他の部分とで撮像画像上の明るさが大き
く異なり，各貫通孔３６の位置データの正確な計測に支
障をきたす可能性があった。本発明は上記事情に鑑みて
なされたものであり，その目的とするところは，車体の
位置決めをより容易且つ正確に行うことができる移動体
の位置決め装置を提供することであり，更に具体的に
は，基準マークを常に鮮明に，且つ他のパターンと明確
に判別可能に撮像できる移動体の位置決め装置を提供す
ることが第１の目的であり，更に，撮像画像の各部の明
るさを均一化して照明の映り込みによる悪影響を解消す
ることが第２の目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は，規則的なパターンと該パターンの規則性か
ら外れた標示体とが形成された床面上に移動体を停止さ
せて該停止位置での上記床面上の画像を撮像し，その撮
像画像と，予め上記移動体を所定の基準停止位置に停止
させた状態で撮像した上記床面の撮像画像とのズレを，
それぞれの撮像画像上の上記規則的なパターンの上記標
示体を基準とした比較により求める移動体の位置決め装
置において，上記標示体に，上記規則的なパターンを構
成する各要素と光学的に異なる表面処理が施されてなる
ことを特徴とする移動体の位置決め装置として構成され
ている。上記表面処理としては，低反射加工若しくは乱
反射加工，或いは鏡面加工などが考えられる。また，上
記表面処理として鏡面加工を施す場合には，その位置が
撮像手段の真下から外れている場合でもその表面におい
て照明からの強い反射が確実に現れるようにし，撮像手
段によって常に明確に撮像することができるように，そ
の表面を凸型若しくは凹型の球面に成形することが望ま
しい。また，移動体の走行の障害とならないよう，上記
標示体は，例えば上記床面に埋め込んだり，上記規則的
なパターンを構成する貫通孔に嵌め込むことも可能であ
る。更に，上記撮像手段の近傍に照明を設け，上記照明
から照射された光を上記床面上の上記撮像手段の視野内
に集光する反射板を取り付ければ，撮像画像の各部の明
るさが均一化され，撮像画像を用いた画像処理をより正
確，且つ容易に行うことが可能となり，更なる位置決め
精度の向上が期待できる。

【０００７】

【作用】本発明においては，移動体を停止させて該停止
位置で撮像した撮像画像上で，上記標示体が常に床面上
のパターンと異なる明るさで得られる。これにより，撮
像画像からの上記標示体の検出が容易且つ確実に行える
ため，上記撮像画像を用いた画像処理をより正確に行う
ことが可能となり，位置決め精度の向上が期待できる。
尚，上記表面処理として凸型若しくは凹型球面の鏡面加
工が施された場合には，上記標示体の位置が撮像手段の
真下から外れている場合でもその表面において照明から
の強い反射が確実に現れるため，上記撮像手段によって
常に明確な撮像画像を得ることができる。また，上記標
示体を，上記床面に埋め込んだり，上記規則的なパター
ンを構成する貫通孔に嵌め込むことにより，上記標示体
が移動体の走行の障害となることが防止される。また，
上記反射板により，上記照明からの光が上記撮像手段の
視野内全体に渡ってほぼ均一に照射される。これによ
り，照明の映り込みによる撮像画像内での明るさの不均
一が解消され，撮像画像を用いた画像処理をより正確，
且つ容易に行うことが可能となり，更なる位置決め精度
の向上が期待できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して，本発明
の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に
供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は本発明を具
体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する
性格のものではない。ここに，図１は本発明の実施の形
態に係る移動体の位置決め装置１０を含む無人搬送車１
の概略構成を示す断面模式図，図２は床材３５に設けら
れる基準マーク９の概略構成を示す模式図，図３は上記
移動体の位置決め装置１０における反射板２による照明
４０からの光の反射状態の一例を示す模式図，図４は本
発明の実施例に係る基準マーク９′を付設した床材３５
の撮像画像の一例を示す図，図５は上記基準マーク９′
の概略構成を示す模式図である。本実施の形態では，ク
リーンルーム内を走行し，所定の停止位置で停止して，
上部に搭載された移載アームなどの作業装置を教示デー
タに基づいて動作させることにより荷物の移載などを行
う無人搬送車１（移動体の一例）を用いて説明する。
尚，上述した従来の技術と同様の構成については同符号
を付してその詳細な説明は省略する。本実施の形態に係
る無人搬送車１に搭載される位置決め装置１０は，上記
従来の技術に係る無人搬送車３１に搭載される位置決め
装置と異なり，ＣＣＤカメラ３３の視野を囲むように反
射板２が設けられている。図３に示すように，照明４０
から照射された光は，上記反射板２により，ＣＣＤカメ
ラ３３の視野内の床面３５上に集光される。これによ
り，従来，照明の映り込みが生じていた照明４０の真下
部分以外の周辺部分においても，床面で正反射した光が
上記ＣＣＤカメラ３３に入射するため，撮像画像の各部
の明るさが均一化される。従って，撮像画像を用いた画
像処理，例えば各貫通孔３６の位置データの計測等をよ
り正確，且つ容易に行うことが可能となる。

【０００９】また，本実施の形態に係るクリーンルーム
内の床材３５に付設された基準マーク９（標示体の一
例）は，図２に示すように，その表面が光を散乱するよ
うな黒色系に加工された（低反射加工若しくは乱反射加
工の一例）矩形状に形成され，上記無人搬送車３１が所
定の停止位置に停止した際に，ＣＣＤカメラ３３の視野
内に入る位置に少なくとも１つ付設される。また，上記
基準マーク９は，上記無人搬送車１の走行の障害となら
ないよう，床面３５上に面一となるように埋め込まれて
いる。上記基準マーク９は，上述のように表面に黒色系
の散乱加工を施すことにより照明４０から照射される光
の上記ＣＣＤカメラ３３方向への反射を小さくしてお
り，これは床面上のパターンを構成する貫通孔３６とは
光学的に異なる処理であるため，撮像画像上では上記基
準マーク９と貫通孔３６とで異なる明るさが得られる。
これにより，撮像画像上で上記貫通孔３６と基準マーク
９とが明確に判別できるため，上記基準マーク９の検出
が容易に行える。また，上記基準マーク９の形状を上記
パターンを構成する貫通孔８と異なる矩形状としたこと
で，その検出が更に容易となる。以上説明したように，
本実施の形態に係る位置決め装置１０では，上記反射板
２により撮像画像の各部の明るさが均一化されるため，
撮像画像を用いた画像処理，例えば各貫通孔３６の位置
データの計測等をより正確，且つ容易に行うことが可能
となり，位置決め精度の向上が期待できる。また，上記
位置決めに用いられる基準マーク９の表面には，床面３
５上の規則的なパターンを構成する貫通孔３６と光学的
に異なる黒色系散乱加工が施されており，撮像画像上で
上記貫通孔３６と基準マーク９とが明確に判別できるた
め，上記基準マーク９の検出が容易に行え，更に位置決
め精度の向上が期待できる。

【００１０】

【実施例】上記実施の形態では，床材３５に付設される
標示体として，その表面が光を散乱するような黒色系に
加工された矩形状の基準マーク９を用いたが，これに限
られるものではなく，床面上のパターンと光学的に異な
る処理を施すことにより撮像画像上で互いに異なる明る
さを持つようにしたもの（低反射加工，鏡面加工等）で
あれば，同じように撮像画像からの検出が容易に行える
という効果を奏する。例えば，上記標示体として，その
表面が球状で且つ鏡面に形成された基準マーク９′（図
４，図５参照）を用いることもできる。この基準マーク
９′は，表面を鏡面加工することにより上記照明４０か
らの反射を大きくしているため，上記床面上のパターン
（貫通孔３６）と異なる明るさが得られ，撮像画像から
の検出が容易に行える。更に，上記基準マーク９′は表
面が球面状に形成されているため，その位置が上記ＣＣ
Ｄカメラ３３や照明４０の真下から外れている場合で
も，その表面において照明４０からの強い反射が確実に
現れ，ＣＣＤカメラ３３によって常に明確に撮像され
る。尚，上記基準マーク９′の表面は必ずしも凸型に成
形する必要はなく，凹型の球面状であってもよい。ま
た，照明４０とＣＣＤカメラ３３が常に上記基準マーク
９′の真上付近にくるように車体１を停車させられる場
合には，上記基準マーク９′は平面状の鏡面体であって
もよい。また，上記基準マーク９及び９′のように，床
面上のパターンと異なる明るさを持つように形成された
標示体を用いる場合には，床面上のパターンと該標示体
とは明確に判別することができるため，上記標示体は必
ずしも上記パターンを構成する貫通孔３６から外れた位
置に設ける必要はなく，例えば上記貫通孔３６に嵌め込
むようにして設置してもよい。逆に，上記パターンを構
成する貫通孔８から外れた位置に標示体を設ける場合に
は，必ずしも標示体を他のパターンと異なる明るさとな
るように形成する必要はなく，例えば貫通孔としてもよ
い。即ち，上記標示体は，最低限の条件として，床面上
に形成されたパターンの規則性から外れたもの，つまり
上記パターンと判別可能なものであればよい。尚，床面
３５の表面が鏡面状に加工されている場合には，上記基
準マークとしては，鏡面加工を施した上記９′ではな
く，散乱加工，低反射加工を施した上記９を用いること
が望ましい。鏡面加工を施した基準マーク９′を用いる
と，該基準マーク９′の画像が床面３５の表面の画像に
埋没し，却って検出が困難になるからである。このよう
に，上記基準マークの表面処理は，床面３５の表面やパ
ターンの処理に応じて最適なものを選択する必要があ
る。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように，本発明は，規則的
なパターンと該パターンの規則性から外れた標示体とが
形成された床面上に移動体を停止させて該停止位置での
上記床面上の画像を撮像し，その撮像画像と，予め上記
移動体を所定の基準停止位置に停止させた状態で撮像し
た上記床面の撮像画像とのズレを，それぞれの撮像画像
上の上記規則的なパターンの上記標示体を基準とした比
較により求める移動体の位置決め装置において，上記標
示体に，上記規則的なパターンを構成する各要素と光学
的に異なる表面処理が施されてなることを特徴とする移
動体の位置決め装置として構成されているため，撮像画
像上で上記標示体が上記床面上のパターンと異なる明る
さとなり，撮像画像からの上記標示体の検出が容易に行
える。これにより，上記撮像画像を用いた画像処理をよ
り正確に行うことが可能となり，位置決め精度の向上が
期待できる。上記表面処理としては，低反射加工若しく
は乱反射加工，或いは鏡面加工などが考えられるが，上
記表面処理として鏡面加工を施す場合には，その表面を
凸型若しくは凹型の球面に成形することにより，その位
置が撮像手段の真下から外れている場合でもその表面に
おいて照明からの強い反射が確実に現れるため，上記撮
像手段によって常に明確な撮像画像を得ることができ
る。また，上記標示体を，上記床面に埋め込んだり，上
記規則的なパターンを構成する貫通孔に嵌め込むことに
より，上記標示体が移動体の走行の障害となることを防
止できる。また，上記撮像手段の近傍に照明を設け，上
記照明から照射された光を上記床面上の上記撮像手段の
視野内に集光する反射板を取り付ければ，撮像画像の各
部の明るさが均一化され，撮像画像を用いた画像処理を
より正確，且つ容易に行うことが可能となり，更なる位
置決め精度の向上が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る移動体の位置決め
装置１０を含む無人搬送車１の概略構成を示す断面模式
図。

【図２】 床材３５に設けられる基準マーク９の概略構
成を示す模式図。

【図３】 上記移動体の位置決め装置１０における反射
板２による照明４０からの光の反射状態の一例を示す模
式図。

【図４】 本発明の実施例に係る基準マーク９′を付設
した床材３５の撮像画像の一例を示す図。

【図５】 上記基準マーク９′の概略構成を示す模式
図。

【図６】 従来技術に係る床材３５及び該床材３５上を
走行する無人搬送車３１の概略構成を示す模式図。

【図７】 上記無人搬送車３１に搭載される位置決め装
置による位置決め（基準マークなし）に用いられる教示
時撮像画像（ａ）と作業時撮像画像（ｂ）の一例を示す
図。

【図８】 上記無人搬送車３１に搭載される位置決め装
置による位置決め（基準マークあり）に用いられる教示
時撮像画像（ａ）と作業時撮像画像（ｂ）の一例を示す
図。

【図９】 上記無人搬送車３１（位置決め装置を含む）
の概略構成を示す断面模式図。

【図１０】 上記無人搬送車３１に搭載される位置決め
装置による床面撮像画像の一例を示す図。

【符号の説明】

１…無人搬送車（移動体の一例） ４…制御装置 ９，９′…基準マーク（標示体の一例） １０…位置決め装置 ３３…ＣＣＤカメラ ３５…床材 ３６…貫通孔（規則的なパターンを構成） ４０…照明 ４１…演算装置 ４２…記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 幸二 愛知県豊橋市三弥町字元屋敷150番地 神 鋼電機株式会社豊橋事業所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 規則的なパターンと該パターンの規則性
   から外れた標示体とが形成された床面上に移動体を停止
   させて該停止位置での上記床面上の画像を撮像し，その
   撮像画像と，予め上記移動体を所定の基準停止位置に停
   止させた状態で撮像した上記床面の撮像画像とのズレ
   を，それぞれの撮像画像上の上記規則的なパターンの上
   記標示体を基準とした比較により求める移動体の位置決
   め装置において，上記標示体に，上記規則的なパターン
   を構成する各要素と光学的に異なる表面処理が施されて
   なることを特徴とする移動体の位置決め装置。
2. 【請求項２】 上記表面処理が低反射加工若しくは乱反
   射加工である請求項１記載の移動体の位置決め装置。
3. 【請求項３】 上記表面処理が鏡面加工である請求項１
   記載の移動体の位置決め装置。
4. 【請求項４】 上記鏡面加工された上記標示体の表面が
   凸型若しくは凹型の球面に成形された請求項３記載の移
   動体の位置決め装置。
5. 【請求項５】 上記標示体が，上記床面に埋め込まれて
   なる請求項１〜４のいずれかに記載の移動体の位置決め
   装置。
6. 【請求項６】 上記規則的なパターンが貫通孔により構
   成され，上記標示体が上記貫通孔に嵌め込まれてなる請
   求項１〜５のいずれかに記載の移動体の位置決め装置。
7. 【請求項７】 上記撮像手段の近傍に設けられた照明
   と，上記照明から照射された光を上記床面上の上記撮像
   手段の視野内に集光する反射板とを具備する請求項１〜
   ６のいずれかに記載の移動体の位置決め装置。