JPWO2019087726A1 - 作業支援システムおよび作業支援方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ワークに対する作業者の作業を支援する作業支援システムであって、
前記ワークの対象表面における複数の測定点それぞれの状態を測定する測定装置と、
前記対象表面が投影範囲内に存在するように前記測定装置と異なる位置に配置されたプロジェクタ装置と、
前記測定装置の測定結果に基づいて、前記プロジェクタ装置の投影画像を作成する演算装置と、を有し、
前記演算装置が、
前記複数の測定点それぞれについて前記測定装置によって測定された状態と目標状態との間の差分を算出し、
前記複数の測定点それぞれでの差分を表す特徴点の像が前記ワークの対象表面における対応する測定点の位置に前記プロジェクタ装置によって投射される前記投影画像を作成する、ように構成されている、作業支援システムが提供される。
ワークに対する作業者の作業を支援する作業支援方法であって、
測定装置を用いて前記ワークの対象表面における複数の測定点それぞれの状態を測定し、前記対象表面が投影範囲内に存在するように前記測定装置と異なる位置に配置されたプロジェクタ装置の投影画像を、前記測定装置の測定結果に基づいて作成し、
前記投影画像の作成として、
前記複数の測定点それぞれについて前記測定装置によって測定された状態と目標状態との間の差分を算出すること、および、
前記複数の測定点それぞれでの差分を表す特徴点の像が前記ワークの対象表面における対応する測定点の位置に前記プロジェクタ装置によって投射される前記投影画像を作成すること、が実行される作業支援方法が提供される。
図1および図2は、本発明の実施の形態1に係る作業支援システムの構成を概略的に示している。図3は、作業支援システムのブロック図である。なお、図には、X−Y−Z直交座標系が示されているが、これは発明の理解を容易にするためのものであって、発明を限定するものではない。X軸方向およびY軸方向は水平方向を示し、Z軸は垂直方向を示している。
すなわち、図2に示すように、像Mpicが対象表面Wsに一致した状態で重なるように、差分マップM0を変換する必要がある。
上述の実施の形態1の場合、プロジェクタ装置の投影画像における第2の差分マップの像をワークWの対象表面Wsに一致して重ねるために、投影画像に対する作業者の修正作業が必要になる場合がある。その結果として、作業者は、ワークWを目標形状にするための作業内容の検討に時間を要する場合がある。その対処として、本実施の形態2における演算装置は、作業者の修正作業を実質的に必要としない投影画像を作成するように構成されている。
Claims (16)
- ワークに対する作業者の作業を支援する作業支援システムであって、
前記ワークの対象表面における複数の測定点それぞれの状態を測定する測定装置と、
前記対象表面が投影範囲内に存在するように前記測定装置と異なる位置に配置されたプロジェクタ装置と、
前記測定装置の測定結果に基づいて、前記プロジェクタ装置の投影画像を作成する演算装置と、を有し、
前記演算装置が、
前記複数の測定点それぞれについて前記測定装置によって測定された状態と目標状態との間の差分を算出し、
前記複数の測定点それぞれでの差分を表す特徴点の像が前記ワークの対象表面における対応する測定点の位置に前記プロジェクタ装置によって投射される前記投影画像を作成する、ように構成されている、作業支援システム。 - 前記演算装置が、
前記複数の測定点それぞれについて前記測定装置によって測定された状態と目標状態との間の差分を算出し、前記対象表面上での差分の分布を前記測定装置の前記対象表面への第1のビュー方向に対して直交する第1の平面上の画像に画像化したものである前記測定装置視点の第1の差分マップを作成する差分マップ作成部と、
前記測定装置と前記プロジェクタ装置との間の位置関係に基づいて、前記第1の差分マップを、前記プロジェクタ装置の前記対象表面への第2のビュー方向に対して直交する第2の平面上の画像に画像変換することによって前記プロジェクタ装置視点の第2の差分マップを作成する差分マップ変換部と、
前記対象表面に前記第2の差分マップの像が重なるように、前記第2の差分マップを含む前記投影画像を作成する投影画像作成部と、を備える、請求項1に記載の作業支援システム。 - 前記演算装置が、前記第2の差分マップの像が前記対象表面に一致して重なるように、画像変換によって前記投影画像を補正する投影画像補正部を備える、請求項2に記載の作業支援システム。
- 前記演算装置が、
前記第2の差分マップの像が前記対象表面に一致して重なるように前記作業者が前記投影画像を修正するための入力部と、
前記作業者によって修正される前の前記投影画像と修正された後の前記投影画像とに基づいて、前記投影画像の画像変換に使用される画像変換行列を算出する補正用変換行列算出部と、を備える請求項3に記載の作業支援システム。 - 前記作業者が前記第2の差分マップの像を前記対象表面に一致して重ねるための位置合わせ基準として使用され、前記対象表面に対して着脱可能な少なくとも4つのマーカーを有する、請求項4に記載の作業支援システム。
- 前記演算装置が、
前記複数の測定点それぞれについて前記測定装置によって測定された状態と目標状態との間の差分を算出する差分算出部と、
前記測定装置によって状態を測定された前記ワークの3Dモデルを作成する3Dモデル作成部と、
前記複数の測定点それぞれでの差分を表す特徴点が前記3Dモデル上の対応する測定点の位置に描かれる前記3Dモデルのテクスチャを作成するテクスチャ作成部と、
前記ワークに対する前記プロジェクタ装置の位置関係と同一の位置関係になるように前記3Dモデルに対して視点を設定し、前記視点から見た前記3Dモデルの二次元像を作成する3Dモデル画像作成部と、
前記ワークに前記3Dモデルの二次元像が重なるように前記3Dモデルの二次元像を含む前記投影画像を作成する投影画像作成部と、を備える、請求項1に記載の作業支援システム。 - 前記測定装置が、前記ワークの対象表面における複数の測定点それぞれの位置を測定する三次元測定装置である、請求項1から6のいずれか一項に記載の作業支援システム。
- 前記プロジェクタ装置が、前記三次元測定装置の測定範囲に配置され、
前記演算装置が、前記三次元測定装置によって測定された前記プロジェクタ装置の位置に基づいて、前記三次元測定装置と前記プロジェクタ装置との間の位置関係を算出する、請求項7に記載の作業支援システム。 - ワークに対する作業者の作業を支援する作業支援方法であって、
測定装置を用いて前記ワークの対象表面における複数の測定点それぞれの状態を測定し、
前記対象表面が投影範囲内に存在するように前記測定装置と異なる位置に配置されたプロジェクタ装置の投影画像を、前記測定装置の測定結果に基づいて作成し、
前記投影画像の作成として、
前記複数の測定点それぞれについて前記測定装置によって測定された状態と目標状態との間の差分を算出すること、および、
前記複数の測定点それぞれでの差分を表す特徴点の像が前記ワークの対象表面における対応する測定点の位置に前記プロジェクタ装置によって投射される前記投影画像を作成すること、が実行される作業支援方法。 - 前記投影画像の作成として、
前記対象表面上での前記差分の分布を前記測定装置の前記対象表面への第1のビュー方向に対して直交する第1の平面上の画像に画像化したものである前記測定装置視点の第1の差分マップを作成すること、
前記測定装置と前記プロジェクタ装置との間の位置関係に基づいて、前記第1の差分マップを、前記プロジェクタ装置の前記対象表面への第2のビュー方向に対して直交する第2の平面上の画像に画像変換することによって前記プロジェクタ装置視点の第2の差分マップを作成すること、および、
前記対象表面に前記第2の差分マップの像が重なるように前記第2の差分マップを含む前記投影画像を作成すること、が実行される、請求項9に記載の作業支援方法。 - 前記第2の差分マップの像が前記対象表面に一致して重なるように、画像変換によって前記投影画像を補正する、請求項10に記載の作業支援方法。
- 前記第2の差分マップの像が前記対象表面に一致して重なるように前記投影画像を修正し、
修正される前の前記投影画像と修正された後の投影画像とに基づいて、前記投影画像の画像変換に使用される画像変換行列を算出する、請求項11に記載の作業支援方法。 - 前記対象表面に着脱可能に少なくとも4つのマーカーが取り付けられ、
前記少なくとも4つのマーカーを、前記第2の差分マップの像を前記対象表面に一致して重ねるための位置合わせ基準として使用する、請求項12に記載の作業支援方法。 - 前記投影画像の作成として、
前記測定装置によって状態を測定された前記ワークの3Dモデルを作成すること、
前記複数の測定点それぞれでの差分を表す特徴点が前記3Dモデル上の対応する測定点の位置に描かれる前記3Dモデルのテクスチャを作成すること、
前記ワークに対する前記プロジェクタ装置の位置関係と同一の位置関係になるように前記3Dモデルに対して視点を設定すること、
前記視点から見た前記3Dモデルの二次元像を作成すること、および、
前記ワークに前記3Dモデルの二次元像が重なるように前記3Dモデルの二次元像を含む前記投影画像を作成すること、が実行される、請求項9に記載の作業支援方法。 - 前記測定装置が、前記ワークの対象表面における複数の測定点それぞれの位置を測定する三次元測定装置である、請求項9から14のいずれか一項に記載の作業支援方法。
- 前記プロジェクタ装置が、前記三次元測定装置の測定範囲に配置され、
前記三次元測定装置によって測定された前記プロジェクタ装置の位置に基づいて、前記三次元測定装置と前記プロジェクタ装置との間の位置関係を算出する、請求項15に記載の作業支援方法。
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