WO2021090650A1 - 工具システム、基準画像生成方法及びプログラム - Google Patents
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Images
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Definitions
- the present disclosure relates generally to a tool system, a reference image generation method and a program, and more specifically to a tool system including a portable tool, a reference image generation method and a program of a reference image used by the tool system.
- Patent Document 1 describes a tool system including a portable tool having a drive unit operated by power from a battery pack and an imaging unit provided on the tool.
- the imaging unit is arranged so that, for example, a socket attached to the output shaft of the tool fits within the imaging range, and is a work target (object or place where work is performed using the tool, etc.) when working with the tool. ) Is imaged.
- the captured image generated by the imaging unit is used to identify the work target on which the tool is set (that is, the tool is prepared so that the work can be performed on the work target). That is, the tool system described in Patent Document 1 includes a specific portion.
- the specific unit compares the captured image generated by the imaging unit with a plurality of reference images stored in the image storage unit, and specifies the actual shooting work target to be captured in the captured image as the work target. Further, in Patent Document 1, when the work target specified by the specific unit does not match the work order in the work procedure, the tool performs a process such as stopping the operation of the drive unit.
- the present disclosure has been made in view of the above reasons, and an object of the present disclosure is to provide a tool system, a reference image generation method, and a program capable of capturing an image suitable for specifying a live-action work target as a reference image.
- the tool system includes a portable tool, a storage unit, an imaging unit, and a processing unit.
- the tool has a drive unit that operates by power from a power source.
- the storage unit stores a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets.
- the imaging unit is mounted on the tool to generate an captured image.
- the processing unit performs image processing for comparing the captured image of the imaging unit with the plurality of reference images, and identifies a live-action work target that is a work target to be captured in the captured image among the plurality of work targets.
- the shooting conditions of the plurality of reference images are different from the shooting conditions of the captured image.
- the reference image generation method includes a first step, a second step, and a third step.
- a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets are acquired.
- an captured image is acquired from an imaging unit mounted on a portable tool having a driving unit that operates by power from a power source.
- image processing is performed to compare the captured image of the imaging unit with the plurality of reference images, and the actual shooting work target, which is the work target to be captured in the captured image, is specified among the plurality of work targets.
- the shooting conditions of the plurality of reference images are different from the shooting conditions of the captured image.
- the program according to one aspect of the present disclosure is a program for causing one or more processors to execute the above-mentioned reference image generation method.
- FIG. 1 is a block diagram of a tool system according to an embodiment.
- FIG. 2A is an external perspective view of the tool of the same tool system as viewed from one direction.
- FIG. 2B is an external perspective view of the tool of the same tool system as viewed from another direction.
- FIG. 3 is a sequence diagram showing the operation of the same tool system.
- FIG. 4A is a schematic view of the original image used in the tool system of the same.
- FIG. 4B is a schematic view of a reference image generated from the original image.
- FIG. 4C is a schematic view of a plurality of reference images generated from the original image.
- FIG. 5A is a schematic view of the original image used in the tool system of the same.
- FIG. 5B is a schematic view of a reference image generated from the original image.
- FIG. 5A is a schematic view of the original image used in the tool system of the same.
- FIG. 5B is a schematic view of a reference image generated from the original image.
- 6A is a schematic view of the original image used in the tool system of the same.
- 6B, 6C, and 6D are schematic views of a reference image generated from the original image.
- FIG. 7A is a schematic view of the original image used in the tool system of the same.
- 7B, 7C, and 7D are schematic views of a reference image generated from the original image.
- 8A, 8B, and 8C are schematic views of the original image used in the tool system of the same.
- FIG. 8D is a schematic view of a reference image generated from the original image.
- the tool system 1 includes a portable tool 2.
- the tool 2 has, for example, a drive unit 24 including a motor and the like.
- the drive unit 24 operates by power (electric power, etc.) from a power source such as the battery pack 201, for example.
- Examples of this type of tool 2 include various types of tools such as an impact wrench, a nut runner, an oil pulse wrench, a driver (including an impact driver), a drill or a drill driver.
- the user can, for example, attach fastener parts (for example, bolts or nuts) to the work (work object) to be worked on, or perform machining such as drilling holes in the work. Can be done.
- the tool system 1 further includes an imaging unit 5.
- the image pickup unit 5 is mounted on the tool 2.
- the imaging unit 5 generates an captured image.
- the imaging unit 5 includes, for example, a socket 242 (see FIG. 2A) attached to the output shaft 241 (see FIG. 2A) of the tool 2 in the imaging range (field of view).
- the tool system 1 for example, whether or not the work performed by the user using the tool 2 is in line with the work procedure by specifying the work target based on the captured image obtained by the image pickup unit 5. It is possible to judge whether or not.
- the quality of the work performed on the work target is judged, the notification of the work instruction to the user according to the work target, or the log. It is possible to leave an image as (work record). In this way, by using the image (image taken) obtained by the image pickup unit 5 mounted on the tool 2, for example, it is possible to support or manage the work of the user using the tool 2.
- the tool system 1 includes a storage unit (image storage unit 41) and a processing unit 33 in addition to the tool 2 and the imaging unit 5. That is, the tool system 1 includes a portable tool 2, a storage unit (image storage unit 41), an image pickup unit 5, and a processing unit 33.
- the tool 2 has a drive unit 24 that is operated by power from a power source.
- the storage unit (image storage unit 41) stores a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets.
- the imaging unit 5 is mounted on the tool 2 and generates an captured image.
- the processing unit 33 performs image processing for comparing the captured image of the imaging unit 5 with the plurality of reference images, and identifies a live-action work target that is a work target to be captured in the captured image among the plurality of work targets. Then, the shooting conditions of the plurality of reference images are different from the shooting conditions of the captured images.
- a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets means not only when one reference image corresponds to one work target but also when a plurality of reference images correspond to one work target. It may be included if it is.
- the “reference image shooting condition” may include a reference image shooting condition or a shooting condition of the original image that is the basis of the reference image.
- the “shooting conditions" of the reference image and the captured image are the angle of view of the image, the number of pixels, the brightness, the direction (angle) of shooting the work target, and the imaging device (imaging unit 5, etc.) for shooting the image. Includes at least one condition of.
- the processing unit 33 identifies the live-action work target by comparing the image suitable for the reference image with the captured image, there is an advantage that a decrease in accuracy of identifying the live-action work target can be suppressed.
- the tool system 1 is used, for example, in an assembly line for assembling products in a factory.
- the tool 2 included in the tool system 1 is a tightening tool used for tightening tightening parts (for example, bolts or nuts) such as an impact wrench. ..
- tightening tool used for tightening tightening parts (for example, bolts or nuts) such as an impact wrench.
- there are a plurality of tightening target points for one product and the user uses the tool 2 to tighten each of the plurality of tightening target points in one work space. Imagine a case where parts are mounted.
- the "tightening target part" referred to in this disclosure is a part of the work (working object) and is a part to which the tightening part is attached.
- the tightening part is a bolt
- the screw hole in which the tightening part is tightened and the portion around the screw hole are the tightening target locations. That is, in the present embodiment, there are a plurality of parts to be tightened in one work.
- the "work target” referred to in the present disclosure means an object or a part (location) or the like on which work is performed using the tool 2.
- the work target in which the tool 2 is set may be referred to as a “set work target”.
- the "state in which the tool 2 is set” here means a state in which the tool 2 is prepared so that the work can be performed on the work target, and not only the state in which the tool 2 is in contact with the work target but also the tool 2 is pressed. It also includes the state of trying to hit the work target. That is, in the state where the tool 2 is set on the work target, the tool 2 may hit the work target or may be separated from the work target.
- each of a plurality of tightening target points in one work is a work target.
- the "captured image” referred to in the present disclosure is an image captured by the imaging unit 5, and includes a still image (still image) and a moving image (moving image).
- the "moving image” includes an image composed of a plurality of still images obtained by time-lapse photography or the like.
- the captured image does not have to be the data itself output from the imaging unit 5.
- the captured image may be appropriately compressed as necessary, converted to another data format, processed to cut out a part from the image captured by the imaging unit 5, focus adjustment, brightness adjustment, contrast adjustment, or the like. It may be processed.
- the captured image is a full-color moving image.
- the term "mounted” as used in the present disclosure refers to both built-in (including a mode in which they are integrated so as not to be separated) and external (including a mode in which they are detachably fixed using a coupler or the like). including. That is, the image pickup unit 5 mounted on the tool 2 may be built in the tool 2 or may be externally attached to the tool 2.
- the "work procedure” referred to in the present disclosure means a work procedure using the tool 2.
- the work procedure is the work order of one or more work targets in the work process (work assigned to each of one or more work targets). The order) is shown.
- the work instruction for one work target is a "work instruction”
- the work procedure is information indicating one or a plurality of work instructions in one work process together with the order.
- the work procedure indicates which of the one or a plurality of work processes the work target corresponds to, and which work in the corresponding work process.
- the work procedure defines in what order the work is performed for a plurality of work targets in one work.
- the tool 2 is an electric tool that operates the drive unit 24 by using electric energy.
- the tool 2 is an impact wrench. With such a tool 2, the tightening work of attaching the tightening parts to the work target is possible.
- the tool 2 further has an impact mechanism 25 in addition to the drive unit 24.
- the tool 2 uses the battery pack 201 as a power source to operate the drive unit 24 with the electric power (electrical energy) supplied from the battery pack 201.
- the battery pack 201 is included in the component of the tool 2, but it is not essential that the battery pack 201 is included in the component of the tool 2, and the battery pack 201 is included in the component of the tool 2. It does not have to be included.
- the tool 2 further has a body 20.
- the drive unit 24 and the impact mechanism 25 are housed in the body 20.
- the image pickup unit 5, the control unit 3, the storage unit 4, the notification unit 211, and the communication unit 26, which are included in the tool system 1 described later, are also housed in the body 20. That is, in the present embodiment, the image pickup unit 5, the control unit 3, the storage unit 4, the notification unit 211, and the communication unit 26, which are the components of the tool system 1, are housed in the body 20 of the tool 2 to form the tool 2. It is integrated.
- the body 20 of the tool 2 has a body portion 21, a grip portion 22, and a mounting portion 23.
- the body portion 21 is formed in a tubular shape (here, a cylindrical shape).
- the grip portion 22 projects from a part of the peripheral surface of the body portion 21 along the normal direction (diameter direction of the body portion 21).
- the battery pack 201 is removably mounted on the mounting portion 23.
- the mounting portion 23 is provided at the tip end portion of the grip portion 22.
- the body portion 21 and the mounting portion 23 are connected by a grip portion 22.
- the drive unit 24 is housed in the body unit 21.
- the drive unit 24 has a motor.
- the drive unit 24 is configured to operate using the electric power supplied to the motor from the battery pack 201, which is a power source, as a power source.
- the output shaft 241 projects from one end surface of the body portion 21 in the axial direction.
- the output shaft 241 rotates about the rotation shaft Ax1 along the protruding direction of the output shaft 241 in accordance with the operation of the drive unit 24. That is, the drive unit 24 drives the output shaft 241 to rotate the output shaft 241 around the rotation shaft Ax1. In other words, by operating the drive unit 24, torque acts on the output shaft 241 to rotate the output shaft 241.
- the rotation axis Ax1 in the drawing is shown only for the sake of explanation, and is not accompanied by an entity.
- a cylindrical socket 242 for rotating a tightening component (for example, a bolt or a nut) is detachably attached to the output shaft 241.
- the socket 242 rotates around the output shaft 241 together with the output shaft 241.
- the size of the socket 242 attached to the output shaft 241 is appropriately selected by the user according to the size of the tightening component.
- a socket anvil can be attached to the output shaft 241 instead of the socket 242.
- the socket anvil is also detachably attached to the output shaft 241.
- a bit for example, a driver bit or a drill bit
- a bit can be attached via the socket anvil.
- Tool 2 has an impact mechanism 25 as described above.
- the impact mechanism 25 applies a striking force in the rotational direction to the output shaft 241.
- the tool 2 can apply a larger tightening torque to the tightening part.
- the grip portion 22 is a portion that the user grips when performing work.
- the grip portion 22 is provided with a trigger switch 221 and a forward / reverse changeover switch 222.
- the trigger switch 221 is a switch for controlling the on / off of the operation of the drive unit 24, and the rotation speed of the output shaft 241 can be adjusted according to the pull-in amount.
- the forward / reverse changeover switch 222 is a switch that switches the rotation direction of the output shaft 241 between forward rotation and reverse rotation.
- the mounting portion 23 is formed in a flat rectangular parallelepiped shape.
- the battery pack 201 is removably mounted on one surface of the mounting portion 23 opposite to the grip portion 22.
- the battery pack 201 has a resin case 202 formed in a rectangular parallelepiped shape.
- the case 202 houses a storage battery (for example, a lithium ion battery).
- the battery pack 201 supplies electric power to the drive unit 24, the control unit 3, the image pickup unit 5, the communication unit 26, the notification unit 211, and the like.
- the mounting portion 23 is provided with an operation panel 231.
- the operation panel 231 has, for example, a plurality of pushbutton switches 232 and a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes) 233.
- LEDs Light Emitting Diodes
- various settings and status confirmations related to the tool 2 can be performed. That is, for example, the user can change the operation mode of the tool 2 and check the remaining capacity of the battery pack 201 by operating the push button switch 232 of the operation panel 231.
- the mounting unit 23 is provided with a light emitting unit 234.
- the light emitting unit 234 includes, for example, an LED.
- the light emitting unit 234 irradiates the work target with light during the work using the tool 2.
- the light emitting unit 234 can be turned on / off by operating the operation panel 231. Further, the light emitting unit 234 may be automatically turned on when the trigger switch 221 is turned on.
- the tool system 1 includes a portable tool 2, an imaging unit 5, and a control unit 3 (including a processing unit 33). Further, in the present embodiment, the tool system 1 further includes a storage unit 4, a notification unit 211, and a communication unit 26 in addition to the tool 2 (including the battery pack 201), the imaging unit 5, and the control unit 3. ..
- the storage unit 4, the notification unit 211, and the communication unit 26 are not essential configurations for the tool system 1, and at least a part of the storage unit 4, the notification unit 211, and the communication unit 26 can be omitted as appropriate.
- the tool system 1 according to the present embodiment further includes a setting terminal 60. It is not essential that the tool system 1 includes the setting terminal 60. Since the tool 2 itself has the function of the setting terminal 60, the setting terminal 60 can be omitted as appropriate.
- the imaging unit 5, the control unit 3, the storage unit 4, the notification unit 211, and the communication unit 26 are housed in the body 20 of the tool 2.
- the imaging unit 5 and the notification unit 211 are housed in the body unit 21.
- the control unit 3, the storage unit 4, and the communication unit 26 are housed in the grip unit 22 or the mounting unit 23.
- the imaging unit 5 is mounted on the tool 2 and generates data as an captured image.
- the image pickup unit 5 is, for example, a camera having an image pickup device and a lens.
- the imaging unit 5 is mounted on the tool 2 so as to be integrated with the tool 2 by being housed in the body 20 (body unit 21) of the tool 2. ..
- the image pickup unit 5 is mounted toward the tip end side of the output shaft 241 so as to take an image of a work target during work using the tool 2.
- the imaging unit 5 is arranged at the tip of the body 21 toward the tip side (socket 242) of the output shaft 241 so that the socket 242 attached to the output shaft 241 fits within the imaging range. (See FIGS. 2A and 2B).
- the optical axis of the imaging unit 5 is arranged along the rotation axis Ax1 of the output shaft 241.
- the imaging unit 5 is arranged so that the optical axis is located within a predetermined distance from the rotation axis Ax1 of the output shaft 241 and the optical axis is substantially parallel to the rotation axis Ax1.
- the imaging unit 5 is configured to continuously perform imaging while the control unit 3 is activated, and generates a time-series continuous captured image, that is, a moving image, and outputs the image to the processing unit 33 of the control unit 3. To do.
- the notification unit 211 is composed of, for example, an LED.
- the notification unit 211 is provided at an end portion of the body portion 21 of the body 20 opposite to the output shaft 241 so that the user can easily see the notification unit 211 during work (see FIG. 2B).
- the communication unit 26 is a wireless communication conforming to a standard such as Wi-Fi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark), or a low-power radio (specified low-power radio) that does not require a license. Adopt the method.
- the communication unit 26 performs wireless communication with the setting terminal 60, but may also perform communication with the setting terminal 60 by a wired communication method.
- the control unit 3 includes, for example, a microcontroller having one or more processors and one or more memories as a main configuration.
- the microcontroller realizes the function as the control unit 3 by executing the program recorded in one or more memories by one or more processors.
- the above program is a program for causing one or more processors to function as the control unit 3.
- the program may be pre-recorded in memory, provided by being recorded on a non-temporary recording medium such as a memory card, or provided through a telecommunication line.
- the control unit 3 has functions such as a drive control unit 31, an imaging control unit 32, a processing unit 33, a notification control unit 34, a determination unit 35, and a registration unit 36.
- a drive control unit 31 an imaging control unit 32
- a processing unit 33 a processing unit 33
- a notification control unit 34 a determination unit 35
- a registration unit 36 a registration unit 36.
- the drive control unit 31 controls the drive unit 24. Specifically, the drive control unit 31 operates the drive unit 24 so as to rotate the output shaft 241 at a rotation speed based on the pull-in amount of the trigger switch 221 and in the rotation direction set by the forward / reverse changeover switch 222. Let me.
- the drive control unit 31 controls the drive unit 24 so that the tightening torque becomes a torque set value (work set value).
- the drive control unit 31 has a torque estimation function for estimating the magnitude of the tightening torque.
- the drive control unit 31 estimates the magnitude of the tightening torque based on the rotation speed of the drive unit 24 (motor) or the like until the estimated value of the tightening torque reaches the seating determination level. ..
- the drive control unit 31 estimates the magnitude of the tightening torque based on the number of hits of the impact mechanism 25.
- the drive control unit 31 determines that the tightening torque has reached the torque set value and stops the drive unit 24 (motor). As a result, the tool 2 can tighten the tightening parts with the tightening torque according to the torque set value.
- torque set value will be described in detail later.
- the image pickup control unit 32 controls the image pickup unit 5.
- the image pickup control unit 32 controls the image pickup unit 5 so as to take an image of a work target at least during work using the tool 2.
- the image pickup control unit 32 causes the image pickup unit 5 to generate an image of the work target at least during the work using the tool 2.
- the processing unit 33 performs image processing for comparing the captured image of the imaging unit 5 with the plurality of reference images, and identifies a live-action work target that is a work target to be captured in the captured image among the plurality of work targets.
- the plurality of reference images are stored in the storage unit 4 (image storage unit 41).
- the actual shooting work target refers to a work target that is actually captured in the captured image captured by the imaging unit 5 when the tool 2 is set as the work target. That is, the processing unit 33 performs a process of specifying the work target (actual shooting work target) actually captured in the captured image as the set work target in the state where the tool 2 is set among the plurality of work targets.
- the processing unit 33 performs pattern matching processing on the captured image using a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets as template data, and identifies the live-action work target. That is, the processing unit 33 identifies the work target reflected in the captured image by comparing the captured image with the plurality of reference images corresponding to the plurality of work targets. The processing unit 33 recognizes the work target identified in this way as a set work target.
- the processing unit 33 performs image processing (pattern matching processing) on a moving image format data (captured image) output from the imaging unit 5 on a frame-by-frame basis to specify a work target. Therefore, when the work target is within the imaging range of the imaging unit 5, the processing unit 33 indicates that the work target (actual shooting work target) being imaged by the imaging unit 5 is any of the plurality of work targets. Can be specified.
- the processing unit 33 executes at least one of the operation restriction and the notification of the drive unit 24. In short, the processing unit 33 determines whether or not the work target (live-action work target) specified by the processing unit 33 corresponds to the work instruction defined by the preset work procedure. That is, the processing unit 33 determines whether or not the work target (live-action work target) specified by the processing unit 33 matches the work target of the work indicated by the work instruction included in the work procedure.
- the processing unit 33 extracts the data of the work procedure corresponding to the live-action work target from the procedure storage unit 44 of the storage unit 4. Then, the processing unit 33 determines whether or not the work target specified by the work procedure extracted from the procedure storage unit 44 and the work target specified as the live-action work target match. judge. If both match, the processing unit 33 determines that the specified work target corresponds to the work instruction specified in the work procedure. If they do not match, the processing unit 33 determines that the specified work target does not correspond to the work instruction specified in the work procedure.
- the processing unit 33 limits the operation of the drive unit 24 and at least one of the notifications. Execute.
- the "notification" referred to in the present disclosure includes not only a notification to a user but also a notification to an external terminal (for example, a mobile terminal or the like).
- the processing unit 33 determines that the work target does not correspond to the work instruction specified in the work procedure, the processing unit 33 does not operate the drive unit 24 even if the trigger switch 221 is pulled. That is, the operation of the drive unit 24 is permitted only when the processing unit 33 determines that the work target corresponds to the work instruction specified in the work procedure. Therefore, even if the tool 2 is set on the work target that deviates from the work procedure, the drive unit 24 remains stopped, so that the tightening work becomes impossible. As a result, it is possible to prevent the work from being performed in the wrong work order.
- the trigger switch 221 may be locked so that it cannot be pulled.
- the notification control unit 34 operates the notification unit 211.
- the notification unit 211 functions as a user notification unit that notifies the user that the tool 2 is set as a work target that is out of the work procedure.
- the processing unit 33 executes at least a target identification process for specifying a work target as a predetermined process based on the captured image. That is, the processing unit 33 executes at least the identification of the work target as a (predetermined) process. Further, as a predetermined process based on the captured image, the processing unit 33 compares the specified work target with the work instruction defined in the work procedure, and executes a procedure determination process for determining the correspondence between the two. That is, the processing unit 33 executes the determination of the correspondence between the specified work target and the work instruction defined in the work procedure as a (predetermined) process. Further, as a result of the procedure determination process, when the work target does not correspond to the work instruction, the processing unit 33 executes the restriction and / or notification of the operation of the drive unit 24.
- the notification control unit 34 controls the notification unit 211 provided on the tool 2.
- the notification control unit 34 identifies the case where the determination result of the processing unit 33 does not match (that is, it is determined that the work target does not correspond to the work instruction specified in the work procedure) and the case where the processing unit 33 identifies the live-action work target.
- the notification control unit 34 lights the notification unit 211 in red when the determination results of the processing unit 33 do not match, and lights the notification unit 211 in green when the processing unit 33 identifies the live-action work target.
- the notification control unit 34 may turn on the notification unit 211 when the trigger switch 221 is pulled in a state where the determination results of the processing unit 33 do not match.
- the determination unit 35 is configured to determine whether or not the tightening torque when the tightening component is attached to the tightening target portion is normal.
- the determination unit 35 determines whether or not the tightening torque is normal based on the work instruction specified in the work procedure.
- the work instruction specified in the work procedure includes the target torque value corresponding to the work target.
- the determination unit 35 can determine whether or not the work is being performed with the tightening torque according to the work instruction by comparing the target torque value included in the work instruction with the tightening torque.
- the determination unit 35 determines that the tightening torque is normal when, for example, the drive control unit 31 stops the drive unit 24 when the number of hits of the impact mechanism 25 reaches the threshold number. Further, when the drive control unit 31 stops the drive unit 24, for example, by turning off the trigger switch 221 before the number of hits of the impact mechanism 25 reaches the threshold value, the determination unit 35 has no tightening torque. Judge as sufficient (not normal). Further, the determination unit 35 performs a result storage process of storing the determination result in the result storage unit 43 in association with the tightening target portion.
- the tool 2 of the present embodiment has at least an operation mode and a registration mode as operation modes.
- the operation mode is an operation mode when the user performs work using the tool 2.
- the registration mode is an operation mode in which the image storage unit 41 stores a plurality of reference images and the torque storage unit 42 stores a plurality of target torque values.
- the operation mode can be switched, for example, by operating the operation panel 231.
- the operation mode may be switched by a DIP switch or the like, which is different from the operation panel 231.
- the registration unit 36 performs image registration processing and torque registration processing when the operation mode of the tool 2 is the registration mode.
- the image registration process is a process of storing a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets in the image storage unit 41 of the storage unit 4.
- the torque registration process is a process of storing a plurality of target torque values in the torque storage unit 42 of the storage unit 4.
- the registration unit 36 stores, for example, a reference image of each work target input from the setting terminal 60 in the image storage unit 41 in association with the work target.
- the registration unit 36 may store one reference image in the image storage unit 41 corresponding to one work object, or may store two or more reference images corresponding to one work object in the image storage unit 41. It may be stored in 41.
- the registration unit 36 sets the torque value of each work target input from the setting terminal 60 as a target torque value, and stores the torque value in the torque storage unit 42 in association with the work target.
- the storage unit 4 is composed of, for example, a semiconductor memory, and has the functions of an image storage unit 41, a torque storage unit 42 (target value storage unit), a result storage unit 43, and a procedure storage unit 44.
- the image storage unit 41, the torque storage unit 42, the result storage unit 43, and the procedure storage unit 44 are composed of one memory in the present embodiment, but may be composed of a plurality of memories. Further, the storage unit 4 may be a recording medium such as a memory card that is detachably attached to the tool 2.
- the image storage unit 41 stores a plurality of reference images in association with a plurality of work targets.
- the reference image is a still image showing the corresponding work object.
- one reference image may be stored in association with one work object, or a plurality of reference images obtained by copying one work object at various angles or sizes correspond to each other. It may be attached and stored.
- the torque storage unit 42 stores a plurality of target torque values (target values) in a one-to-one correspondence with a plurality of work targets.
- the target torque value is a target value of the tightening torque when the tightening component is attached to the corresponding work object.
- the result storage unit 43 stores a plurality of work targets and determination results at a plurality of tightening target locations by the determination unit 35 in association with each other. Further, it is preferable that the result storage unit 43 adds a time stamp indicating the working time to the determination result of the determination unit 35 and stores it. This makes it possible to distinguish the determination result of the work target for each product on the assembly line.
- the procedure storage unit 44 stores data of one or a plurality of work procedures.
- the work procedure means a work procedure using the tool 2, and as an example, is data that defines in what order the work is performed on a plurality of work targets in one work.
- the setting terminal 60 is a mobile terminal such as a smartphone or a tablet terminal, and includes a communication unit 61, a display unit 62, an operation unit 63, a control unit 64, a storage unit 65, and an imaging unit 66. There is.
- the communication unit 61 conforms to a standard such as Wi-Fi (registered trademark), Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark), or a low-power radio (specified low-power radio) that does not require a license. Adopt a wireless communication method.
- the communication unit 61 performs wireless communication with the communication unit 26 included in the tool 2.
- the communication unit 61 is not limited to the one that communicates by the wireless communication method, and may communicate with the communication unit 26 of the tool 2 by the wired communication method.
- the display unit 62 and the operation unit 63 are touch panel displays integrally configured.
- the control unit 64 includes, for example, a microcontroller having one or more processors and one or more memories as a main configuration.
- the microcontroller realizes a function as a control unit 64 by executing a program recorded in one or more memories with one or more processors.
- the program may be pre-recorded in memory, provided by being recorded on a non-temporary recording medium such as a memory card, or provided through a telecommunication line.
- the above program is a program for causing one or more processors to function as a control unit 64.
- the control unit 64 is configured to control the communication unit 61, the display unit 62, the operation unit 63, and the image pickup unit 66. Further, the control unit 64 has the function of the reference image generation unit 67.
- the reference image generation unit 67 generates a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets.
- the reference image generation unit 67 generates a plurality of reference images based on the original image captured under shooting conditions different from the shooting conditions of the captured image captured by the imaging unit 5 of the tool 2 during the work using the tool 2.
- the reference image generation unit 67 has a plurality of reference images based on an original image captured by an image pickup unit (second image pickup unit) 66 different from the image pickup unit (first image pickup unit) 5 of the tool 2.
- the reference image generation unit 67 is based on the original image captured by the imaging unit 66 under imaging conditions different from the imaging conditions when the imaging unit 5 photographs the work object when working with the tool 2. Generate multiple reference images.
- the reference image generation unit 67 is the same as the original image taken by the image pickup unit (second image pickup unit) 66 different from the image pickup unit (first image pickup unit) 5 of the tool 2 under the same conditions except for the image pickup unit. A plurality of reference images may be generated based on the above.
- the reference image generation unit 67 may generate one reference image corresponding to one work target, or may generate two or more reference images corresponding to one work target.
- the reference image generation process by the reference image generation unit 67 will be described in detail in "(3.2) Reference image generation process".
- the storage unit 65 is composed of a semiconductor memory such as a flash memory.
- the storage unit 65 stores a plurality of reference images generated by the reference image generation unit 67.
- FIG. 4A is an example of a captured image showing a product to be assembled.
- the product to be assembled has three work targets (first to third work targets TG1 to TG3), and the user uses the tool 2 to use each work target TG1 to TG3.
- the work of attaching the tightening parts to is to be carried out.
- the user performs a process of generating a reference image using the setting terminal 60.
- the user images the imaging unit 66 of the setting terminal 60 toward the first to third work targets TG1 to TG3, and captures the original image SP1 in which the first to third work targets TG1 to TG3 are captured on one screen. (Acquire) (S1).
- the reference image generation unit 67 creates a reference image RP1 (see FIG. 4B) corresponding to the work target TG1 from the original image SP1.
- the reference image generation unit 67 creates a reference image RP1 having substantially the same angle of view and the number of pixels as the image captured by the image pickup unit 5 of the tool 2 when working with the tool 2 (S2).
- the reference image generation unit 67 creates the reference image RP1 corresponding to the first work target TG1, but as shown in FIG. 4C, the first to third work target TG1 Reference images RP11 to RP13 corresponding to TG3 may be created.
- the control unit 64 causes the display unit 62 to display the created reference images RP1 to RP3. Then, when the user inputs the target torque value of the work target corresponding to the reference images RP1 to RP3 using the operation unit 63 (S3), the control unit 64 controls the reference images RP1 to RP3 and the target corresponding to the work target.
- the torque value is stored in the storage unit 65.
- the original image SP1 has a wider angle of view than the captured image captured by the imaging unit 5 when working with the tool 2. That is, the plurality of reference images RP1 to RP3 are images based on the original image SP1 having a wider angle of view than the captured image. In this way, since the reference images RP1 to RP3 are created from the original image SP1 having a wider angle of view than the captured image at the time of work, the image of the portion of the original image SP1 suitable for specifying the live-action work target. Can be generated as reference images RP1 to RP3. Therefore, since the necessary portion is not shown, the work of retaking the original image is less likely to occur, and the time and effort for generating the reference image can be reduced.
- the reference image generation unit 67 generates a plurality of (two or more) reference images RP1 to RP3 corresponding to a plurality of work targets TG1 to TG3 based on one original image SP1. There is. Therefore, the number of original images required to generate the plurality of reference images RP1 to RP3 corresponding to the plurality of work targets TG1 to TG3 can be reduced, so that the time and effort for capturing the original images can be reduced.
- the user uses the setting terminal 60 to generate each of the plurality of work targets TG1 to TG3.
- the target torque value may be set corresponding to.
- the plurality of reference images RP1 to RP3 are images taken by an imaging unit 66 different from the imaging unit 5 included in the tool 2.
- the plurality of reference images RP1 to RP3 are images taken not by the image pickup unit 5 mounted on the tool 2 but by an image pickup unit (for example, an image pickup unit 66 included in the setting terminal 60) different from the image pickup unit 5.
- an image pickup unit for example, an image pickup unit 66 included in the setting terminal 60
- the reference images RP1 to RP3 can be used to specify a live-action work target.
- a suitable image can be generated.
- the image pickup unit 66 having higher performance than the image pickup unit 5 satisfies at least one of, for example, a higher resolution than the image pickup unit 5, a large number of pixels, and a large maximum angle of view.
- the user operates the operation panel 231 of the tool 2 to set the operation mode of the tool 2 to the registration mode ( S4).
- the communication unit 26 transmits a transmission request for a reference image and a target torque value to the setting terminal 60 (S5).
- the control unit 64 transmits the reference image and the target torque value data of each work target stored in the storage unit 65 from the communication unit 61 to the tool.
- the registration unit 36 of the control unit 3 receives the data of the reference image and the target torque value of each work target. Perform the registration process (S7).
- the registration unit 36 of the control unit 3 stores the data of the reference image of each work target in the image storage unit 41, and stores the target torque value of each work target in the torque storage unit 42.
- the user operates the operation panel 231 to switch the operation mode of the tool 2 to the operation mode (S8). Then, the user performs the product assembly work in a state where the operation mode of the tool 2 is set to the operation mode.
- the user uses the tool 2 to perform work on each work target in the order of the first work target TG1, the second work target TG2, and the third work target TG3.
- the user directs the image pickup unit 5 to the first work target TG1 of the product, and causes the image pickup unit 5 to image the captured image by, for example, turning on the trigger switch 221 once.
- the processing unit 33 identifies the first work target TG1 as a live-action work target by performing image processing for comparing the captured image of the image pickup unit 5 with a plurality of reference images stored in the image storage unit 41 (. S9).
- the drive control unit 31 sets the target torque value corresponding to the first work target as the torque set value (S10).
- the notification control unit 34 controls the notification unit 211 to notify that the work target in which the tool 2 is set is specified as the first work target TG1.
- the user When the user confirms that the first work target TG1 has been specified based on the notification content of the notification unit 211, the user performs the tightening work of attaching the tightening parts to the first work target TG1 (S11).
- the determination unit 35 determines whether or not the tightening torque is normal when the tightening component is attached to the first work target TG1, and the determination result (first determination result) is used as the communication unit 26. Is transmitted to the setting terminal 60 via (S12). When the communication unit 61 of the setting terminal 60 receives the first determination result from the tool 2, the control unit 64 stores the first determination result in the storage unit 65 in association with the first work target TG1 (S13). ..
- the user performs the tightening work of each of the second work target TG2 and the third work target TG3 in order in the same work procedure as the first work target.
- the user points the image pickup unit 5 at the second work target TG2 and causes the image pickup unit 5 to take an image of the captured image including the second work target TG2 by turning on the trigger switch 221 once.
- the processing unit 33 performs image processing to specify the second work target TG2 as the live-action work target (S14), and the drive control unit 31 performs the second target torque corresponding to the second work target TG2.
- the value is set to the torque set value (S15).
- the notification control unit 34 controls the notification unit 211 to notify that the work target in which the tool 2 is set is specified as the second work target TG2.
- the user When the user confirms that the second work target TG2 has been specified based on the notification content of the notification unit 211, the user performs a tightening operation of attaching the tightening component to the second work target TG2 (S16).
- the determination unit 35 determines whether or not the tightening torque in the tightening operation in step S16 is normal, and transmits this determination result (second determination result) to the setting terminal 60 via the communication unit 26. (S17).
- the control unit 64 stores the second determination result in the storage unit 65 in association with the second work target TG2 (S18). ..
- the user When the tightening work of the second work target TG2 is completed, the user performs the tightening work of the third work target TG3.
- the user points the image pickup unit 5 at the third work target TG3 and causes the image pickup unit 5 to take an image by turning on the trigger switch 221 once.
- the processing unit 33 performs image processing to specify the third work target TG3 as a live-action work target (S19), and the drive control unit 31 performs a third target torque corresponding to the third work target TG3.
- the value is set to the torque set value (S20).
- the notification control unit 34 controls the notification unit 211 to notify that the work target in which the tool 2 is set is specified as the third work target TG3.
- the control unit 64 stores the third determination result in the storage unit 65 in association with the third work target TG3 (S23). ..
- the tool 2 is similarly applied to the subsequent products. Perform assembly work with the operation mode set to the operation mode.
- the reference image generation unit 67 generates a reference image based on the original image SP1 having a wider angle of view than the image captured by the imaging unit 5. This is just an example of the reference image generation process, and can be changed as appropriate.
- the reference image generation unit 67 may generate the reference image RP1 (see FIG. 5B) based on the original image SP1 having a larger number of pixels than the image captured by the imaging unit 5. That is, the plurality of reference images RP1 may be images based on the original image having a larger number of pixels than the captured image. For example, the reference image generation unit 67 generates the reference image RP1 corresponding to the work target TG1 by reducing the original image SP1 captured by the imaging unit 66 and reducing the number of pixels. In this way, the reference image generation unit 67 generates the reference image RP1 based on the original image SP1 which has a larger number of pixels and a larger amount of information than the captured image. Images suitable for identification can be generated.
- the reference image generation unit 67 may generate two or more reference images based on one original image. For example, by changing at least one of the range cut out from one original image as a reference image, the orientation (angle) of the image, and the brightness, the reference image generation unit 67 has two or more reference image generation units 67 from one original image. If the reference image is generated, the number of original images required to create the reference image can be reduced, and the number of times the original image is taken can be reduced.
- the reference image generation unit 67 rotates two or more (for example, three) by rotating the direction of the work target TG1 captured in the original image SP1 (see FIG. 6A) captured by the imaging unit 66 by an arbitrary angle. ) Reference images RP11 to RP13 (see FIGS. 6B to 6D) are generated. In this way, since the two or more reference images RP11 to RP13 in which the direction of the work target TG1 is rotated by an arbitrary angle are created, the direction in which the work target is imaged by the imaging unit 5 changes when working with the tool 2. Even if it does, the work target can be surely specified.
- the reference image generation unit 67 generates a plurality of reference images RP11 to RP13 (see FIGS. 7B to 7D) having different brightnesses from each other based on the original image SP1 (see FIG. 7A) captured by the imaging unit 66. You may.
- the reference image RP11 shown in FIG. 7B has the same brightness as the original image SP1, and the brightness is not corrected. In this way, since a plurality of reference images RP11 to RP13 having different brightnesses are generated based on the original image SP1, the ambient brightness when the image pickup unit 5 images the work object during the work with the tool 2. Even if the image changes, the work target can be reliably identified.
- FIGS. 7B to 7D schematically represent the brightness of the image by the hatching density.
- the reference image generation unit 67 may generate one reference image based on a plurality of original images. For example, the reference image generation unit 67 may combine two or more original images SP11 to SP13 (see FIGS. 8A to 8C) to generate one reference image RP1 (see FIG. 8D).
- the reference image generation unit 67 includes a part Z1 of the work target TG1 reflected in the original image SP11, a part Z2 of the work target TG1 reflected in the original image SP12, and a work target TG1 reflected in the original image SP13.
- a reference image RP1 is created by synthesizing a part with Z3.
- the reference image generation unit 67 generates the reference image RP1 by synthesizing two or more original images SP11 to SP13 so as to be joined together. Therefore, the reference image generation unit 67 can generate an image suitable for specifying the live-action work target as the reference image RP1.
- the reference image generation unit 67 reduces the influence of noise such as blurring and external light by integrating a plurality of original images of the same work target by changing the shooting conditions (illumination conditions, exposure conditions, etc.). It is also possible to generate a reference image.
- the above embodiment is only one of various embodiments of the present disclosure.
- the above-described embodiment can be changed in various ways depending on the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved.
- Each figure described in the present disclosure is a schematic view, and the ratio of the size and the thickness of each component in each figure does not necessarily reflect the actual dimensional ratio.
- the function equivalent to that of the tool system 1 according to the above embodiment may be embodied by a reference image generation method, a (computer) program, a non-temporary recording medium on which the program is recorded, or the like.
- the reference image generation method according to one aspect includes a first step, a second step, and a third step.
- a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets are acquired.
- the captured image is acquired from the imaging unit 5 mounted on the portable tool 2.
- the tool 2 has a drive unit 24 that is operated by power from a power source.
- image processing is performed to compare the captured image of the imaging unit 5 with the plurality of reference images, and the actual shooting work target, which is the work target to be captured in the captured image, is specified among the plurality of work targets.
- the shooting conditions for the plurality of reference images are different from the shooting conditions for the captured images.
- the program according to one aspect is a program for causing one or more processors to execute the above-mentioned reference image generation method.
- the tool system 1 in the present disclosure includes a computer system in the control unit 3, the setting terminal 60, and the like.
- a computer system mainly consists of a processor and a memory as hardware.
- the program may be pre-recorded in the memory of the computer system, may be provided through a telecommunications line, and may be recorded on a non-temporary recording medium such as a memory card, optical disk, hard disk drive, etc. readable by the computer system. May be provided.
- a processor in a computer system is composed of one or more electronic circuits including a semiconductor integrated circuit (IC) or a large scale integrated circuit (LSI).
- the integrated circuit such as IC or LSI referred to here has a different name depending on the degree of integration, and includes an integrated circuit called a system LSI, VLSI (Very Large Scale Integration), or ULSI (Ultra Large Scale Integration).
- an FPGA Field-Programmable Gate Array
- a plurality of electronic circuits may be integrated on one chip, or may be distributed on a plurality of chips.
- the plurality of chips may be integrated in one device, or may be distributed in a plurality of devices.
- the computer system referred to here includes a microprocessor having one or more processors and one or more memories. Therefore, the microprocessor is also composed of one or a plurality of electronic circuits including a semiconductor integrated circuit or a large-scale integrated circuit.
- the tool system 1 it is not essential for the tool system 1 that at least a part of the functions of the tool system 1 are integrated in one housing (body 20), and the components of the tool system 1 are a plurality of housings. It may be distributed throughout the body. For example, some functions of the control unit 3 may be provided in a housing different from the body 20 of the tool 2. Further, at least a part of the functions of the control unit 3 and the like may be realized by, for example, a server or a cloud (cloud computing).
- the usage of the tool system 1 is not limited to the assembly line for assembling the product in the factory, and may be used for other purposes.
- the tool 2 is an impact wrench
- the tool 2 may be, for example, a nut runner or an oil pulse wrench.
- the tool 2 may be, for example, a driver (including an impact driver) used for tightening a screw (tightening part).
- a bit (for example, a driver bit) is attached to the tool 2.
- the tool 2 is not limited to the configuration in which the battery pack 201 is used as the power source, and may be configured to be powered by the AC power source (commercial power source).
- the tool 2 is not limited to an electric tool, and may be an air tool having an air motor (drive unit) that operates with compressed air (power) supplied from an air compressor as a power source.
- each of the plurality of tightening target points in one work is a work target
- the work target may be a module, a part, a product, or the like having a plurality of tightening target locations.
- the target torque values corresponding to a plurality of tightening points in one work target may be the same value or different values from each other.
- processing performed by the processing unit 33 is not limited to the processing for specifying the work target.
- the processing unit 33 may execute, for example, a process of outputting an image as a log (including writing to a memory).
- processing unit 33 may execute, for example, a process of instructing the user to perform the work based on the captured image captured by the imaging unit 5, or may execute a process of determining the quality of the work. ..
- the image storage unit 41 of the tool 2 stores a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets, but the tool 2 may store a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets.
- the setting terminal 60 or the server device may include an image storage unit that stores a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets.
- the processing unit 33 of the tool 2 accesses the image storage unit of the setting terminal 60 or the server device, compares the captured image of the imaging unit 5 with the plurality of reference images stored in the image storage unit, and takes a live-action image. The process of specifying the work target may be performed.
- the tool 2 includes the processing unit 33, and the setting terminal 60 or the server device may have the function of the processing unit 33.
- the processing unit of the setting terminal 60 or the server device performs image processing for comparing the captured image of the imaging unit 5 with the plurality of reference images.
- the specific result of the live-action work target may be output to the tool 2.
- the reference image generation unit 67 of the setting terminal 60 generates the reference image based on the original image, but the server device has a function of the reference image generation unit that generates the reference image based on the original image. You may.
- the tool 2 may have a function of a reference image generation unit that generates a reference image based on the original image, and the reference image generation unit of the tool 2 may display a work target imaged by the image pickup unit 5 of the tool 2.
- a reference image corresponding to the work target may be created based on the original image to be included.
- the reference image generation unit of the tool 2 generates a reference image based on the original image captured by the imaging unit 5 of the tool 2.
- the imaging unit 5 performs an electronic zoom to capture a nearby work object, but when capturing an original image, the imaging unit 5 captures a wide-angle image without performing the electronic zoom. May be good.
- the reference image generation unit of the tool 2 can generate a reference image suitable for specifying the actual shooting work target based on the image taken by the image pickup unit 5 of the tool 2.
- the tool 2 includes a reference image generation unit and generates a reference image based on the image captured by the image pickup unit of the tool 2, the setting terminal 60 is unnecessary.
- the tool 2 may be provided with a torque sensor that measures the tightening torque.
- the drive control unit 31 controls the drive unit 24 so that the tightening torque measured by the torque sensor becomes the torque set value.
- the determination unit 35 may determine whether or not the tightening torque is normal by comparing the measurement result of the torque sensor with the target torque value. When the measurement result of the torque sensor is within a predetermined range based on the target torque value, the determination unit 35 determines that the tightening torque is normal. When the measurement result of the torque sensor is out of the predetermined range based on the target torque value, the determination unit 35 determines that the tightening torque is insufficient (not normal).
- the image registration process is not limited to the process of storing the still image generated by the imaging unit 5 in the image storage unit 41 as a reference image.
- the image registration process may be a process of registering a still image downloaded from a server as a reference image in the image storage unit 41, or a still image acquired from an external memory such as a memory card as a reference image in the image storage unit. It may be a process of registering in 41.
- the notification unit 211 is not limited to a light emitting unit such as an LED, and may be realized by, for example, an image display device such as a liquid crystal display or an organic EL (ElectroLuminescence) display. Further, the notification unit 211 may perform notification (presentation) by means other than display, and may be configured by, for example, a speaker or a buzzer that generates sound (including voice). In this case, it is preferable that the notification control unit 34 generates different sounds from the notification unit 211 depending on whether the determination results of the processing unit 33 do not match or when the processing unit 33 specifies the live-action work target.
- the notification unit 211 may be realized by a vibrator that generates vibration, a transmitter that transmits a notification signal to an external terminal (mobile terminal or the like) of the tool 2, or the like. Further, the notification unit 211 may have two or more functions such as display, sound, vibration, and communication.
- the storage unit 4 may store work procedure data indicating a predetermined work order for a plurality of work targets.
- the processing unit 33 selects a reference image to be used for image processing (pattern matching) from a plurality of reference images based on the work procedure. Specifically, the processing unit 33 preferentially selects the reference image corresponding to the work target having the latest work order from the plurality of reference images. The latest work target is the work target to be worked next to the work target identified last.
- the processing unit 33 performs image processing in which the selected reference image is used as template data and compared with the captured image. That is, the processing unit 33 predicts the work target to be captured in the captured image and selects the reference image based on the work procedure. This makes it possible to shorten the time required for the processing unit 33 to identify the work target to be captured in the captured image.
- the processing unit 33 may be configured to perform image processing on the captured image of the imaging unit 5 and determine the type of the socket 242 attached to the tool 2.
- the "type” here is information for distinguishing parts, and includes at least one information of size (size or length), shape, and material.
- the processing unit 33 is configured to determine the length of the socket 242 attached to the tool 2.
- the processing unit 33 corrects the target torque value based on the length of the socket 242, and sets the corrected target torque value to the torque set value. For example, the processing unit 33 corrects the target torque value by multiplying the target torque value corresponding to the live-action work target by a coefficient based on the length of the socket 242, and sets the corrected target torque value as the torque set value. To do. That is, the processing unit 33 controls the drive unit 24 so that the tightening torque becomes the corrected target torque value. This makes it possible to reduce variations in tightening torque depending on the length of the socket 242.
- the processing unit 33 may be configured to set the torque set value based on the determined length (type) of the socket 242.
- the storage unit 4 stores torque values corresponding to various lengths of the socket 242 and one-to-one correspondence.
- the processing unit 33 acquires a torque value corresponding to the length of the determined socket 242 from the storage unit 4, and sets a value based on the acquired value as the torque set value. For example, the processing unit 33 sets the torque value acquired from the storage unit 4 as the torque set value. As a result, the tightening operation can be performed with a torque value corresponding to the type of the socket 242.
- the captured image generated by the imaging unit 5 is not limited to a moving image, and may be, for example, a still image when the tightening work is completed. If the captured image is a still image, the determination unit 35 stores the still image generated by the imaging unit 5 and the determination result in the result storage unit 43 in association with each other. Thereby, for example, it is possible to confirm a still image of the work target for which the tightening torque is determined to be insufficient.
- the imaging unit 5 is not limited to the body portion 21 of the body 20, and may be provided, for example, in the mounting portion 23 of the body 20, the battery pack 201, or the like. Similarly, the arrangement of the control unit 3 and the storage unit 4 and the like can be changed as appropriate.
- the setting terminal 60 is not limited to a mobile terminal that can be carried by the user.
- the setting terminal 60 may be a server or the like capable of communicating with the communication unit 26 of the tool 2. Further, if it is possible to set the torque set value using the operation panel 231 of the tool 2, it is not essential that the tool system 1 includes the setting terminal 60, and the setting terminal 60 can be omitted as appropriate.
- the tool system (1) includes a portable tool (2), a storage unit (41), an imaging unit (5), and a processing unit (33). Be prepared.
- the tool (2) has a drive unit (24) that is operated by power from a power source.
- the storage unit (41) stores a plurality of reference images (RP1 to RP3) corresponding to a plurality of work targets (TG1 to TG3).
- the imaging unit (5) is mounted on the tool (2) to generate an captured image.
- the processing unit (33) performs image processing for comparing the captured image of the imaging unit (5) with the plurality of reference images, and identifies a live-action work target that is a work target to be captured in the captured image among the plurality of work targets.
- the shooting conditions for the plurality of reference images are different from the shooting conditions for the captured images.
- the plurality of reference images (RP1 to RP3) are photographed under shooting conditions different from the shooting conditions of the captured image captured by the imaging unit (5) when working with the tool (2). Therefore, as reference images (RP1 to RP3), it is possible to generate an image suitable for specifying a live-action work target.
- the plurality of reference images are images based on the original image (SP1) having a wider angle of view than the captured image.
- a desired portion of the original image (SP1) having a wider angle of view than the captured image can be generated as a reference image (RP1 to RP3).
- the plurality of reference images are images based on the original image (SP1) having a larger number of pixels than the captured image. is there.
- the live-action work target is specified as the reference image (RP1 to RP3). It is possible to generate an image suitable for this.
- the tool system (1) according to the fourth aspect further includes a reference image generation unit (67) in any one of the first to third aspects.
- the reference image generation unit (67) generates at least one reference image among the plurality of reference images based on one or more original images (SP1) taken under shooting conditions different from the shooting conditions of the captured image.
- the reference image generation unit (67) can generate an image suitable for specifying a live-action work target as a reference image (RP1 to RP3).
- the reference image generation unit (67) generates two or more reference images (RP1 to RP3) based on one original image (SP1). To do.
- the reference image generation unit (67) synthesizes two or more original images (SP11 to SP13) to form one reference image (RP1). Generate.
- the plurality of reference images are different from the first imaging unit (5) as the imaging unit (5). 2 This is an image taken by the imaging unit (66).
- an image pickup unit (66) having a higher performance than the image pickup unit (5) of the tool (2) it is suitable for specifying a live-action work target as a reference image (RP1). It becomes possible to generate an image.
- the reference image generation method includes a first step, a second step, and a third step.
- a plurality of reference images corresponding to a plurality of work targets are acquired.
- the captured image is acquired from the imaging unit (5) mounted on the portable tool (2) having the driving unit (24) operated by the power from the power source.
- image processing is performed to compare the captured image of the imaging unit (5) with the plurality of reference images, and the actual shooting work target, which is the work target to be captured in the captured image, is specified among the plurality of work targets.
- the shooting conditions for the plurality of reference images are different from the shooting conditions for the captured images.
- the program according to the ninth aspect is a program for causing one or more processors to execute the reference image generation method according to the eighth aspect.
- various configurations (including modification) of the tool system (1) according to the above embodiment can be embodied by a reference image generation method or a program.
- the configurations according to the second to seventh aspects are not essential configurations for the tool system (1) and can be omitted as appropriate.
- Tool system 2 Tools 5 Imaging unit (1st imaging unit) 24 Drive unit 33 Processing unit 41 Storage unit 66 Second imaging unit 67 Reference image generation unit RP1 to RP3 Reference image SP1 Original image TG1 to TG3 Work target (first to third work target)
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Abstract
本開示は、基準画像として実写作業対象を特定するのに適した画像を撮像可能にすることを目的とする。工具システム(1)は、可搬型の工具(2)と、記憶部と、撮像部(5)と、処理部(33)と、を備える。工具(2)は、動力源からの動力によって動作する駆動部(24)を有する。記憶部は、複数の作業対象に対応する複数の基準画像を記憶する。撮像部(5)は、工具(2)に搭載され、撮像画像を生成する。処理部(33)は、撮像部(5)の撮像画像と複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、複数の作業対象のうち撮像画像に写る作業対象である実写作業対象を特定する。複数の基準画像の撮影条件が、撮像画像の撮影条件とは異なる。
Description
本開示は、一般に工具システム、基準画像生成方法及びプログラムに関し、より詳細には、可搬型の工具を備える工具システム、工具システムが用いる基準画像の基準画像生成方法及びプログラムに関する。
特許文献1には、電池パックからの動力によって動作する駆動部を有する可搬型の工具と、工具に設けられる撮像部と、を備える工具システムが記載されている。撮像部は、例えば、工具の出力軸に取り付けられたソケットが撮像範囲に収まるように配置されており、工具での作業時に作業対象(工具を用いて作業が行われる対象となる物又は場所等)を撮像する。
特許文献1においては、撮像部で生成された撮像画像は、工具がセットされた(つまり、工具が作業対象に対して作業が行えるように準備された)作業対象を特定するために用いられる。すなわち、特許文献1に記載の工具システムは、特定部を備えている。特定部は、撮像部で生成された撮像画像と、画像記憶部に記憶されている複数の基準画像とを比較し、撮像画像に写る実写作業対象を作業対象として特定する。さらに、特許文献1では、特定部で特定された作業対象が、作業手順における作業順番と一致しない場合、工具は駆動部の動作を停止させる等の処理を行う。
特許文献1に記載の工具システムでは、工具での作業時に作業対象を撮像する撮像部で、基準画像を撮像しているため、基準画像として実写作業対象を特定するのに適した画像を撮像できない可能性があった。
本開示は上記事由に鑑みてなされており、基準画像として実写作業対象を特定するのに適した画像を撮像可能な工具システム、基準画像生成方法及びプログラムを提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る工具システムは、可搬型の工具と、記憶部と、撮像部と、処理部と、を備える。前記工具は、動力源からの動力によって動作する駆動部を有する。前記記憶部は、複数の作業対象に対応する複数の基準画像を記憶する。前記撮像部は、前記工具に搭載され、撮像画像を生成する。前記処理部は、前記撮像部の撮像画像と前記複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、前記複数の作業対象のうち前記撮像画像に写る作業対象である実写作業対象を特定する。前記複数の基準画像の撮影条件が、前記撮像画像の撮影条件とは異なる。
本開示の一態様に係る基準画像生成方法は、第1工程と、第2工程と、第3工程と、を含む。前記第1工程では、複数の作業対象に対応する複数の基準画像を取得する。前記第2工程では、動力源からの動力によって動作する駆動部を有する可搬型の工具に搭載された撮像部から撮像画像を取得する。前記第3工程では、前記撮像部の撮像画像と前記複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、前記複数の作業対象のうち前記撮像画像に写る作業対象である実写作業対象を特定する。前記複数の基準画像の撮影条件が、前記撮像画像の撮影条件とは異なる。
本開示の一態様に係るプログラムは、上記の基準画像生成方法を、1以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。
(実施形態)
(1)概要
まず、本実施形態に係る工具システム1の概要について、図1を参照して説明する。
(1)概要
まず、本実施形態に係る工具システム1の概要について、図1を参照して説明する。
本実施形態に係る工具システム1は、可搬型の工具2を備えている。工具2は、例えば、モータ等を含む駆動部24を有している。駆動部24は、例えば、電池パック201等の動力源からの動力(電力等)によって動作する。この種の工具2としては、例えば、インパクトレンチ、ナットランナ、オイルパルスレンチ、ドライバ(インパクトドライバを含む)、ドリル又はドリルドライバ等、様々な種類の工具がある。ユーザにおいては、この種の工具2を用いることで、例えば、作業対象となるワーク(加工対象物)に対して、締結部品(例えば、ボルト又はナット等)を取り付けたり、ワークに穴あけ等の加工をしたりすることができる。
また、本実施形態に係る工具システム1は、撮像部5を更に備えている。撮像部5は、工具2に搭載されている。撮像部5は、撮像画像を生成する。撮像部5は、例えば、工具2の出力軸241(図2A参照)に取り付けられたソケット242(図2A参照)を撮像範囲(視野)に含んでいる。これにより、工具2での作業時には、作業対象を撮像する撮像部5にて撮像画像が得られる。
そのため、本実施形態に係る工具システム1では、例えば、撮像部5で得られた撮像画像に基づいて、作業対象を特定し、ユーザが工具2を用いて行う作業が作業手順に沿っているか否かを判断すること等が可能となる。他の例として、工具システム1では、撮像部5で得られた撮像画像に基づいて、作業対象に対して行った作業の良否判定、作業対象に応じたユーザへの作業指示の通知、又はログ(作業記録)として画像を残すこと等が可能となる。このように、工具2に搭載された撮像部5で得られる画像(撮像画像)を用いれば、例えば、工具2を用いたユーザの作業の支援又は管理等が実現可能となる。
ところで、本実施形態に係る工具システム1は、図1に示すように、工具2及び撮像部5に加えて、記憶部(画像記憶部41)及び処理部33を備えている。すなわち、工具システム1は、可搬型の工具2と、記憶部(画像記憶部41)と、撮像部5と、処理部33と、を備えている。工具2は、動力源からの動力によって動作する駆動部24を有する。記憶部(画像記憶部41)は、複数の作業対象に対応する複数の基準画像を記憶する。撮像部5は、工具2に搭載され、撮像画像を生成する。処理部33は、撮像部5の撮像画像と複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、複数の作業対象のうち撮像画像に写る作業対象である実写作業対象を特定する。そして、複数の基準画像の撮影条件が、撮像画像の撮影条件とは異なる。
ここにおいて、「複数の作業対象に対応する複数の基準画像」とは、1つの作業対象に1つの基準画像が対応している場合のみならず、1つの作業対象に複数の基準画像が対応している場合も含み得る。「基準画像の撮影条件」は、基準画像の撮影条件、又は、基準画像の元になる元画像の撮影条件を含み得る。また、基準画像及び撮像画像の「撮影条件」は、画像の画角、画素数、明るさ、作業対象を撮影する方向(角度)、及び画像を撮影する撮像装置(撮像部5等)のうちの少なくとも1つの条件を含む。
この構成によれば、複数の基準画像は、工具2での作業時に撮像部5によって撮像される撮像画像の撮影条件とは異なる撮影条件で撮影されているので、基準画像として実写作業対象を特定するのに適した画像を生成することが可能になる。処理部33は、基準画像に適した画像と撮像画像とを比較することで実写作業対象を特定するので、実写作業対象を特定する精度の低下を抑制できる、という利点がある。
(2)詳細な構成
以下、本実施形態に係る工具システム1の詳細な構成について、図1~図2Bを参照して説明する。
以下、本実施形態に係る工具システム1の詳細な構成について、図1~図2Bを参照して説明する。
(2.1)前提
本実施形態に係る工具システム1は、例えば、工場における製品の組立作業を行う組立ラインに用いられる。特に、本実施形態では一例として、工具システム1に含まれる工具2は、例えば、インパクトレンチ等の、締付部品(例えば、ボルト又はナット等)の締め付けに用いられる締付工具であると仮定する。より詳細には、本実施形態では、1つの製品に対して締付対象箇所が複数あり、ユーザが、1つの作業スペースにおいて、工具2を用いて、複数の締付対象箇所の各々に締付部品を取り付けるケースを想定する。
本実施形態に係る工具システム1は、例えば、工場における製品の組立作業を行う組立ラインに用いられる。特に、本実施形態では一例として、工具システム1に含まれる工具2は、例えば、インパクトレンチ等の、締付部品(例えば、ボルト又はナット等)の締め付けに用いられる締付工具であると仮定する。より詳細には、本実施形態では、1つの製品に対して締付対象箇所が複数あり、ユーザが、1つの作業スペースにおいて、工具2を用いて、複数の締付対象箇所の各々に締付部品を取り付けるケースを想定する。
本開示でいう「締付対象箇所」は、ワーク(加工対象物)の一部であって、締付部品が取り付けられる部位である。例えば、締付部品がボルトであれば、締付部品が締め付けられるねじ孔、及びねじ孔の周辺の箇所が、締付対象箇所となる。すなわち、本実施形態では、1つのワークに、このような締付対象箇所となる部位が複数存在する。
また、本開示でいう「作業対象」は、工具2を用いて作業が行われる対象となる物又は部位(箇所)等を意味する。特に、作業対象のうち、工具2がセットされた状態の作業対象を「セット作業対象」ということもある。ここでいう「工具2がセットされた状態」は、工具2が作業対象に対して作業が行えるように準備された状態を意味し、工具2が作業対象に当たっている状態だけでなく、工具2を作業対象に当てようとしている状態も含む。つまり、工具2が作業対象にセットされた状態では、工具2が作業対象に当たっていてもよいし、離れていてもよい。本実施形態では一例として、1つのワークにおける複数の締付対象箇所の各々が、作業対象であることと仮定する。
また、本開示でいう「撮像画像」は、撮像部5で撮像される画像であって、静止画(静止画像)及び動画(動画像)を含む。さらに、「動画」は、コマ撮り等により得られる複数の静止画にて構成される画像を含む。撮像画像は、撮像部5から出力されたデータそのものでなくてもよい。例えば、撮像画像は、必要に応じて適宜データの圧縮、他のデータ形式への変換、又は撮像部5で撮影された画像から一部を切り出す加工、ピント調整、明度調整、若しくはコントラスト調整等の加工が施されていてもよい。本実施形態では一例として、撮像画像は、フルカラーの動画であることと仮定する。
また、本開示でいう「搭載」は、内蔵(分離できないように一体化されている態様を含む)及び外付け(カプラー等を用いて取外し可能に固定されている態様を含む)の両方の態様を含む。すなわち、工具2に搭載される撮像部5は、工具2に内蔵されていてもよいし、工具2に外付けされていてもよい。
また、本開示でいう「作業手順」は、工具2を用いた作業の手順を意味する。例えば、1ないし複数の作業対象に対する一連の作業を1つの作業工程とした場合、作業手順は、作業工程における1ないし複数の作業対象の作業順番(1ないし複数の作業対象にそれぞれ割り当てられた作業順番)を示している。より詳細には、1つの作業対象に対する作業の指示を「作業指示」とした場合、作業手順は、1つの作業工程における1ないし複数の作業指示を、その順番と共に示す情報である。言い換えれば、作業手順は、作業対象が、1ないし複数の作業工程のうちいずれの作業工程に対応し、かつ対応する作業工程における何番目の作業であるかを示している。本実施形態では一例として、1つのワークにおける複数の作業対象について、どの順番で作業を行うかを作業手順で規定することと仮定する。
(2.2)工具の構成
まず、本実施形態に係る工具システム1における工具2の構成について、図2A及び図2Bを参照して説明する。
まず、本実施形態に係る工具システム1における工具2の構成について、図2A及び図2Bを参照して説明する。
本実施形態では、工具2は、電気エネルギを用いて駆動部24を動作させる電動工具である。特に、本実施形態では、工具2がインパクトレンチである場合を想定する。このような工具2では、締付部品を作業対象に取り付ける締付作業が可能である。工具2は、駆動部24に加えて、インパクト機構25を更に有している。
ここで、工具2は、電池パック201を動力源として、電池パック201から供給される電力(電気エネルギ)で駆動部24を動作させる。本実施形態では、電池パック201は工具2の構成要素に含まれることとするが、電池パック201が工具2の構成要素に含まれることは必須ではなく、工具2の構成要素に電池パック201が含まれていなくてもよい。
また、工具2は、ボディ20を更に有している。ボディ20には、駆動部24及びインパクト機構25が収容されている。さらに、後述する工具システム1に含まれる、撮像部5、制御部3、記憶部4、通知部211及び通信部26についても、ボディ20に収容されている。すなわち、本実施形態では、工具システム1の構成要素である撮像部5、制御部3、記憶部4、通知部211及び通信部26は、工具2のボディ20に収容されることで工具2と一体化されている。
工具2のボディ20は、胴体部21と、グリップ部22と、装着部23と、を有している。胴体部21は、筒状(ここでは円筒状)に形成されている。グリップ部22は、胴体部21の周面の一部から、法線方向(胴体部21の径方向)に沿って突出する。装着部23は、電池パック201が取外し可能に装着される。本実施形態では、装着部23は、グリップ部22の先端部に設けられている。言い換えれば、胴体部21と装着部23との間が、グリップ部22にて連結されている。
胴体部21には、少なくとも駆動部24が収容されている。駆動部24は、モータを有している。駆動部24は、動力源である電池パック201からモータに供給される電力を動力として動作するように構成されている。胴体部21の軸方向における一端面からは、出力軸241が突出している。出力軸241は、駆動部24の動作に伴って、出力軸241の突出方向に沿った回転軸Ax1を中心に回転する。つまり、駆動部24は、出力軸241を駆動して回転軸Ax1周りで出力軸241を回転させる。言い換えれば、駆動部24が動作することによって、出力軸241にトルクが作用して出力軸241が回転する。なお、図面中の回転軸Ax1は説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。
出力軸241には、締付部品(例えば、ボルト又はナット等)を回転させるための円筒状のソケット242が、取外し可能に取り付けられる。ソケット242は、出力軸241と共に出力軸241周りで回転する。出力軸241に取り付けられるソケット242のサイズは、ユーザによって締付部品のサイズに合わせて適宜選択される。このような構成により、駆動部24が動作すると、出力軸241が回転してソケット242が出力軸241と共に回転する。このとき、ソケット242が締付部品に嵌め合わされていれば、ソケット242と共に締付部品が回転し、締付部品を締め付ける又は緩めるといった作業が実現される。したがって、工具2は、駆動部24の動作により、締付部品を締め付ける又は緩めるといった作業を実現できる。
また、出力軸241には、ソケット242の代わりにソケットアンビルが取り付け可能である。ソケットアンビルについても、出力軸241に対して取外し可能に取り付けられる。この場合、ソケットアンビルを介してビット(例えば、ドライバビット又はドリルビット等)の装着が可能となる。
工具2は、上述したようにインパクト機構25を有している。インパクト機構25は、締付トルク(作業値)が所定レベルを超えると、出力軸241に回転方向の打撃力を加える。これにより、工具2は、締付部品に対して、より大きな締付トルクを与えることが可能となる。
グリップ部22は、ユーザが作業を行う際に握る部分である。グリップ部22には、トリガスイッチ221、及び正逆切替スイッチ222が設けられている。トリガスイッチ221は、駆動部24の動作のオン/オフを制御するためのスイッチであり、引込量に応じて出力軸241の回転数の調節が可能である。正逆切替スイッチ222は、出力軸241の回転方向を正転と逆転とで切り替えるスイッチである。
装着部23は、扁平な直方体状に形成されている。装着部23におけるグリップ部22とは反対側の一面には、電池パック201が取外し可能に装着される。
電池パック201は、直方体状に形成された樹脂製のケース202を有している。ケース202は、蓄電池(例えば、リチウムイオン電池)を収容している。電池パック201は、駆動部24、制御部3、撮像部5、通信部26、及び通知部211等に電力を供給する。
また、装着部23には、操作パネル231が設けられている。操作パネル231は、例えば、複数の押ボタンスイッチ232、及び複数のLED(Light Emitting Diode)233を有している。操作パネル231では、工具2に関する種々の設定及び状態確認等を行うことができる。すなわち、ユーザは、例えば、操作パネル231の押ボタンスイッチ232を操作することにより、工具2の動作モードの変更、及び電池パック201の残容量の確認等を行うことができる。
さらに、装着部23には、発光部234が設けられている。発光部234は、例えば、LEDを含んでいる。発光部234は、工具2を用いた作業時において、作業対象に向けて光を照射する。発光部234のオン/オフは、操作パネル231の操作で行うことができる。また、発光部234は、トリガスイッチ221がオンした際に、自動的に点灯してもよい。
(2.3)工具システムの全体構成
次に、本実施形態に係る工具システム1の全体構成について、図1を参照して説明する。
次に、本実施形態に係る工具システム1の全体構成について、図1を参照して説明する。
工具システム1は、上述したように可搬型の工具2と、撮像部5と、制御部3(処理部33を含む)と、を備えている。また、本実施形態では、工具システム1は、工具2(電池パック201を含む)、撮像部5、及び制御部3に加えて、記憶部4、通知部211及び通信部26を更に備えている。記憶部4、通知部211及び通信部26は、工具システム1に必須の構成ではなく、記憶部4、通知部211及び通信部26のうちの少なくとも一部は適宜省略可能である。また、本実施形態に係る工具システム1は、設定端末60を更に備えている。なお、工具システム1が設定端末60を備えることは必須ではない。工具2自体が設定端末60の機能を備えることで、設定端末60は適宜省略が可能である。
(2.3.1)工具
まず、工具2の構成について説明する。
まず、工具2の構成について説明する。
撮像部5、制御部3、記憶部4、通知部211及び通信部26は、工具2のボディ20に収容されている。本実施形態では一例として、撮像部5及び通知部211は、胴体部21に収容されている。制御部3、記憶部4及び通信部26は、グリップ部22又は装着部23に収容されている。
撮像部5は、工具2に搭載されており、撮像画像としてのデータを生成する。撮像部5は、例えば、撮像素子とレンズとを有するカメラである。本実施形態では、上述したように、撮像部5は、工具2のボディ20(胴体部21)に収容されることにより、工具2と一体化されるようにして、工具2に搭載されている。撮像部5は、工具2を用いた作業時に作業対象を撮像するように、出力軸241の先端側に向けて搭載されている。
具体的には、撮像部5は、出力軸241に取り付けられたソケット242が撮像範囲に収まるように、胴体部21の先端部に出力軸241の先端側(ソケット242)に向けて配置されている(図2A及び図2B参照)。撮像部5の光軸は、出力軸241の回転軸Ax1に沿って配置される。ここでは、撮像部5は、出力軸241の回転軸Ax1から所定距離内に光軸が位置し、かつ回転軸Ax1と光軸が略平行となるように配置されている。また、撮像部5は、制御部3の起動中に撮像を継続して行うように構成されており、時系列で連続する撮像画像、つまり動画を生成して制御部3の処理部33に出力する。
通知部211は、例えば、LEDで構成されている。通知部211は、ユーザが作業中に通知部211を目視しやすいように、ボディ20の胴体部21における出力軸241とは反対側の端部に設けられている(図2B参照)。
通信部26は、例えば、Wi-Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)又は免許を必要としない小電力無線(特定小電力無線)等の規格に準拠した、無線通信方式を採用する。通信部26は、設定端末60との間で無線通信を行うが、設定端末60との間で有線通信方式により通信を行うものでもよい。
制御部3は、例えば、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを主構成として備えている。マイクロコントローラは、1以上のメモリに記録されているプログラムを1以上のプロセッサで実行することにより、制御部3としての機能を実現する。言い換えれば、上記プログラムは、1以上のプロセッサを、制御部3として機能させるためのプログラムである。プログラムは、予めメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような非一時的記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。
制御部3は、駆動制御部31、撮像制御部32、処理部33、通知制御部34、判定部35及び登録部36等の機能を有している。制御部3は、一定時間の間、トリガスイッチ221又は操作パネル231への操作入力が行われなかった場合、スリープ状態となる。制御部3は、スリープ状態中にトリガスイッチ221又は操作パネル231への操作入力が行われると起動する。
駆動制御部31は、駆動部24を制御する。具体的には、駆動制御部31は、トリガスイッチ221の引込量に基づいた回転速度で、かつ正逆切替スイッチ222によって設定された回転方向に、出力軸241を回転させるよう駆動部24を動作させる。
また、駆動制御部31は、締付トルクがトルク設定値(作業用設定値)となるように駆動部24を制御する。ここで、駆動制御部31は、締付トルクの大きさを推定するトルク推定機能を有している。本実施形態では一例として、駆動制御部31は、締付トルクの推定値が着座判定レベルに達するまでは、駆動部24(モータ)の回転数等に基づいて締付トルクの大きさを推定する。駆動制御部31は、締付トルクの推定値が着座判定レベルに達すると、インパクト機構25の打撃数に基づいて締付トルクの大きさを推定する。駆動制御部31は、インパクト機構25の打撃数が、トルク設定値に基づいた閾値回数に達すると、締付トルクがトルク設定値に達したと判断して駆動部24(モータ)を停止させる。これにより、工具2は、トルク設定値通りの締め付けトルクで、締付部品を締め付けることができる。「トルク設定値」について詳しくは後述する。
撮像制御部32は、撮像部5を制御する。撮像制御部32は、少なくとも工具2を用いた作業時に作業対象を撮像するように、撮像部5を制御する。これにより、撮像制御部32は、少なくとも工具2を用いた作業時に、作業対象が写った撮像画像を撮像部5に生成させる。
処理部33は、撮像部5の撮像画像と複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、複数の作業対象のうち撮像画像に写る作業対象である実写作業対象を特定する。ここにおいて、複数の基準画像は、記憶部4(画像記憶部41)に記憶されている。実写作業対象とは、工具2が作業対象にセットされた作業時に、撮像部5によって撮影された撮像画像に実際に写っている作業対象のことをいう。つまり、処理部33は、複数の作業対象のうち、撮像画像に実際に写っている作業対象(実写作業対象)を、工具2がセットされた状態のセット作業対象として特定する処理を行う。
具体的には、処理部33は、撮像画像に対して、複数の作業対象に対応する複数の基準画像をテンプレートデータとしたパターンマッチング処理を行い、実写作業対象を特定する。つまり、処理部33は、撮像画像と、複数の作業対象に対応する複数の基準画像とを比較することによって、撮像画像に写っている作業対象を特定する。このようにして特定された作業対象を、処理部33は、セット作業対象と認定する。
処理部33は、例えば、撮像部5から出力される動画形式のデータ(撮像画像)に対して、フレーム単位で画像処理(パターンマッチング処理)を行い、作業対象を特定する。したがって、撮像部5の撮像範囲に作業対象が収まっている場合、処理部33は、撮像部5が撮像中の作業対象(実写作業対象)が、複数の作業対象のうちいずれの作業対象であるかを特定することができる。
さらに、処理部33は、特定された作業対象が、作業手順で規定される作業指示に対応しない場合に、駆動部24の動作の制限と通知との少なくとも一方を実行する。要するに、処理部33は、処理部33で特定された作業対象(実写作業対象)が、予め設定された作業手順で規定されている作業指示に対応するか否かを判定する。つまり、処理部33で特定された作業対象(実写作業対象)が、作業手順に含まれる作業指示が指示する作業の対象となる作業対象と、一致するか否かを処理部33は判定する。
具体的には、処理部33は、実写作業対象に対応する作業手順のデータを、記憶部4の手順記憶部44から抽出する。そして、処理部33は、手順記憶部44から抽出した作業手順で規定される現在の作業指示の対象となる作業対象と、実写作業対象として特定される作業対象とが一致しているか否かを判定する。両者が一致すれば、処理部33は、特定された作業対象が、作業手順で規定される作業指示に対応すると判定する。両者が一致しなければ、処理部33は、特定された作業対象が、作業手順で規定される作業指示に対応しないと判定する。
そして、上述したような判定の結果、作業対象が作業手順で規定される作業指示に対応しないと判定した場合には、処理部33は、駆動部24の動作の制限と通知との少なくとも一方を実行する。本開示でいう「通知」には、ユーザへの通知だけでなく外部端末(例えば、携帯端末等)への通知等を含む。
具体的には、処理部33は、作業対象が作業手順で規定される作業指示に対応しないと判定した場合、トリガスイッチ221が引かれても駆動部24を動作させない。つまり、作業対象が作業手順で規定される作業指示に対応すると処理部33で判定された場合にのみ、駆動部24の動作が許可される。したがって、作業手順から外れた作業対象に工具2がセットされたとしても、駆動部24が停止したままとなるので、締付作業が不可となる。これにより、誤った作業順序で作業が行われることを抑制することができる。処理部33は、作業対象が作業手順で規定される作業指示に対応しないと判定した場合、トリガスイッチ221がロックされて引けなくなるようにしてもよい。
また、処理部33は、作業対象が作業手順で規定される作業指示に対応しないと判定した場合、通知制御部34にて通知部211を動作させる。これにより、通知部211は、ユーザに対して、作業手順から外れた作業対象に工具2がセットされていることを通知するユーザ通知部として機能する。
要するに、処理部33は、撮像画像に基づく所定の処理として、少なくとも作業対象を特定する対象特定処理を実行する。つまり、処理部33は、少なくとも作業対象の特定を(所定の)処理として実行する。さらに、処理部33は、撮像画像に基づく所定の処理として、特定された作業対象を作業手順で規定される作業指示と比較し、両者の対応関係を判定する手順判定処理を実行する。つまり、処理部33は、特定された作業対象と、作業手順で規定される作業指示との対応関係の判定を(所定の)処理として実行する。さらには、手順判定処理の結果、作業対象が作業指示に対応しない場合には、処理部33は、駆動部24の動作の制限及び/又は通知を実行する。
通知制御部34は、工具2に設けられた通知部211を制御する。通知制御部34は、処理部33の判定結果が不一致である(つまり作業対象が作業手順で規定される作業指示に対応しないと判定された)場合と、処理部33が実写作業対象を特定した場合とで、通知部211を異なる態様で点灯させることが好ましい。例えば、通知制御部34は、処理部33の判定結果が不一致である場合、通知部211を赤色で点灯させ、処理部33が実写作業対象を特定した場合、通知部211を緑色で点灯させる。これにより、ユーザは、通知部211の点灯状態を目視することによって、作業手順から外れているか否かを認識することができる。通知制御部34は、処理部33の判定結果が不一致である状態で、トリガスイッチ221を引かれた場合に、通知部211を点灯させてもよい。
判定部35は、締付部品が締付対象箇所に取り付けられた際の締付トルクが正常であるか否かを判定するように構成されている。ここで、判定部35は、作業手順で規定される作業指示に基づいて、締付トルクが正常であるか否かの判定を行うことが好ましい。具体的には、作業手順で規定される作業指示が、作業対象に対応する目標トルク値を含んでいる。これにより、判定部35は、作業指示に含まれる目標トルク値と、締付トルクと、を比較することで、作業指示に従った締付トルクで作業がされているかを判定できる。
判定部35は、例えば、インパクト機構25の打撃数が閾値回数に達することによって駆動制御部31が駆動部24を停止させた場合、締付トルクが正常であると判定する。また、判定部35は、インパクト機構25の打撃数が閾値回数に達する前に、例えばトリガスイッチ221がオフされることによって駆動制御部31が駆動部24を停止させた場合、締付トルクが不十分(正常ではない)と判定する。また、判定部35は、判定結果を、締付対象箇所と対応付けて結果記憶部43に記憶させる結果記憶処理を行う。
ここで、本実施形態の工具2は、動作モードとして、少なくとも運用モードと登録モードとを有している。運用モードは、ユーザが工具2を用いて作業を行う際の動作モードである。登録モードは、画像記憶部41に複数の基準画像を記憶させ、トルク記憶部42に複数の目標トルク値を記憶させる際の動作モードである。動作モードの切り替えは、例えば、操作パネル231に対する操作により行うことができる。動作モードの切り替えは、操作パネル231とは別の、例えばディップスイッチ等により行われてもよい。
登録部36は、工具2の動作モードが登録モードである場合、画像登録処理と、トルク登録処理と、を行う。画像登録処理は、複数の作業対象に対応する複数の基準画像を記憶部4の画像記憶部41に記憶させる処理である。トルク登録処理は、複数の目標トルク値を記憶部4のトルク記憶部42に記憶させる処理である。
登録部36は、画像登録処理において、例えば、設定端末60から入力される各作業対象の基準画像を作業対象に対応付けて画像記憶部41に記憶させる。ここで、登録部36は、1つの作業対象に対応して1つの基準画像を画像記憶部41に記憶させてもよいし、1つの作業対象に対応して2以上の基準画像を画像記憶部41に記憶させてもよい。
登録部36は、トルク登録処理において、例えば、設定端末60から入力される各作業対象のトルク値を目標トルク値とし、作業対象に対応付けてトルク記憶部42に記憶させる。
記憶部4は、例えば、半導体メモリで構成されており、画像記憶部41、トルク記憶部42(目標値記憶部)、結果記憶部43及び手順記憶部44の機能を有する。画像記憶部41とトルク記憶部42と結果記憶部43と手順記憶部44とは、本実施形態では1つのメモリで構成されているが、複数のメモリで構成されていてもよい。また、記憶部4は、工具2に対して取外し可能に装着されるメモリカード等の記録媒体であってもよい。
画像記憶部41は、複数の基準画像を複数の作業対象と対応付けて記憶している。基準画像は、対応する作業対象を写した静止画像である。画像記憶部41には、1つの作業対象に対して、1つの基準画像が対応付けて記憶されてもよいし、1つの作業対象を様々な角度又は大きさで写した複数の基準画像が対応付けて記憶されてもよい。
トルク記憶部42は、複数の目標トルク値(目標値)を、複数の作業対象と一対一に対応付けて記憶している。目標トルク値とは、対応する作業対象に締付部品を取り付ける際における締付トルクの目標値である。
結果記憶部43は、複数の作業対象と、判定部35による複数の締付対象箇所における判定結果とを対応付けて記憶している。また、結果記憶部43は、判定部35の判定結果に作業時刻を示すタイムスタンプを付加して記憶することが好ましい。これにより、組立ラインにおいて製品ごとに作業対象の判定結果を区別することが可能となる。
手順記憶部44には、1ないし複数の作業手順のデータが記憶されている。作業手順は、上述したように、工具2を用いた作業の手順を意味し、一例として、1つのワークにおける複数の作業対象について、どの順番で作業を行うかを規定するデータである。
(2.3.2)設定端末
次に、設定端末60の構成について説明する。
次に、設定端末60の構成について説明する。
設定端末60は、例えばスマートフォン、タブレット端末等の携帯端末であり、通信部61と、表示部62と、操作部63と、制御部64と、記憶部65と、撮像部66と、を備えている。
通信部61は、例えば、例えば、Wi-Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)又は免許を必要としない小電力無線(特定小電力無線)等の規格に準拠した、無線通信方式を採用する。通信部61は、工具2が備える通信部26との間で無線通信を行う。なお、通信部61は、無線通信方式で通信を行うものに限定されず、工具2の通信部26との間で有線通信方式により通信を行うものでもよい。
表示部62及び操作部63は、一体に構成されたタッチパネルディスプレイである。
制御部64は、例えば、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを主構成として備えている。マイクロコントローラは、1以上のメモリに記録されているプログラムを1以上のプロセッサで実行することにより、制御部64としての機能を実現する。プログラムは、予めメモリに記録されていてもよいし、メモリカードのような非一時的記録媒体に記録されて提供されたり、電気通信回線を通して提供されたりしてもよい。言い換えれば、上記プログラムは、1以上のプロセッサを、制御部64として機能させるためのプログラムである。
制御部64は、通信部61、表示部62、操作部63、及び撮像部66を制御するように構成されている。また、制御部64は、基準画像生成部67の機能を有している。
基準画像生成部67は、複数の作業対象に対応する複数の基準画像を生成する。基準画像生成部67は、工具2を用いた作業時に、工具2の撮像部5によって撮影される撮像画像の撮影条件とは異なる撮影条件で撮影された元画像に基づいて複数の基準画像を生成する。具体的には、基準画像生成部67は、工具2の撮像部(第1撮像部)5とは別の撮像部(第2撮像部)66によって撮影された元画像に基づいて複数の基準画像を生成する。さらに言えば、基準画像生成部67は、工具2での作業時に撮像部5が作業対象を撮影する場合の撮影条件とは異なる撮影条件で、撮像部66によって撮影された元画像に基づいて、複数の基準画像を生成する。なお、基準画像生成部67は、撮像部以外の条件は同じで、工具2の撮像部(第1撮像部)5とは別の撮像部(第2撮像部)66によって撮影された元画像に基づいて複数の基準画像を生成してもよい。なお、基準画像生成部67は、1つの作業対象に対応して1つの基準画像を生成してもよいし、1つの作業対象に対応して2以上の基準画像を生成してもよい。基準画像生成部67による基準画像の生成処理については「(3.2)基準画像の生成処理」で詳しく説明する。
記憶部65は、例えばフラッシュメモリ等の半導体メモリで構成されている。記憶部65は、基準画像生成部67によって生成された複数の基準画像を記憶する。
(3)動作
以下、本実施形態に係る工具システム1の動作について、図3~図8Bを参照して説明する。
以下、本実施形態に係る工具システム1の動作について、図3~図8Bを参照して説明する。
ここでは、組立ラインにおいて、ユーザがある製品の組立作業を行う際の工具システム1の動作を例として説明する。図4Aは、組立作業を行う製品を写した撮像画像の一例である。組立作業を行う製品には、図4Aに示すように、3つの作業対象(第1~第3の作業対象TG1~TG3)があり、ユーザは、工具2を使用して各作業対象TG1~TG3に締付部品を取り付ける作業を行うこととする。
(3.1)登録モード
まず、ある製品の組立作業を行う際の工具システム1の動作例について、図3を参照して説明する。ここでは、工具2は、登録部36による画像登録処理及びトルク登録処理が行われていない初期状態にあることと仮定する。つまり、初期状態にある工具2においては、画像記憶部41及びトルク記憶部42に、それぞれ、第1~第3の作業対象TG1~TG3に対応する第1~第3の基準画像、及び第1~第3の目標トルク値が記憶されていない。
まず、ある製品の組立作業を行う際の工具システム1の動作例について、図3を参照して説明する。ここでは、工具2は、登録部36による画像登録処理及びトルク登録処理が行われていない初期状態にあることと仮定する。つまり、初期状態にある工具2においては、画像記憶部41及びトルク記憶部42に、それぞれ、第1~第3の作業対象TG1~TG3に対応する第1~第3の基準画像、及び第1~第3の目標トルク値が記憶されていない。
まず、ユーザは、設定端末60を用いて基準画像を生成する処理を行う。ユーザは、設定端末60の撮像部66を第1~第3の作業対象TG1~TG3に向けて撮像し、第1~第3の作業対象TG1~TG3が1画面に写った元画像SP1を撮像(取得)する(S1)。
撮像部66が元画像SP1を撮像すると、基準画像生成部67が元画像SP1から作業対象TG1に対応した基準画像RP1(図4B参照)を作成する。ここで、基準画像生成部67は、工具2での作業時に工具2の撮像部5で撮像される撮像画像と画角及び画素数がほぼ同じ基準画像RP1を作成する(S2)。
なお、図4Bの例では、基準画像生成部67が、第1の作業対象TG1に対応する基準画像RP1を作成しているが、図4Cに示すように、第1~第3の作業対象TG1~TG3にそれぞれ対応する基準画像RP11~RP13を作成してもよい。
基準画像生成部67が基準画像RP1~RP3を作成すると、制御部64は、作成した基準画像RP1~RP3を表示部62に表示させる。そして、ユーザが、基準画像RP1~RP3に対応する作業対象の目標トルク値を操作部63を用いて入力すると(S3)、制御部64は、当該作業対象に対応する基準画像RP1~RP3及び目標トルク値を記憶部65に記憶させる。
ここで、元画像SP1は、工具2での作業時に撮像部5で撮像される撮像画像よりも画角が広くなっている。つまり、複数の基準画像RP1~RP3は、撮像画像よりも画角が広い元画像SP1に基づく画像である。このように、作業時の撮像画像に比べて画角が広い元画像SP1から基準画像RP1~RP3を作成しているので、元画像SP1において、実写作業対象を特定するのに適した部分の画像を基準画像RP1~RP3として生成することができる。したがって、必要な部分が写っていないために元画像を撮り直す作業が発生しにくくなり、基準画像を生成する手間を減らすことができる。
また、基準画像生成部67は、図4Cに示すように、1つの元画像SP1に基づいて、複数の作業対象TG1~TG3に対応する複数(2以上)の基準画像RP1~RP3を生成している。したがって、複数の作業対象TG1~TG3に対応する複数の基準画像RP1~RP3を生成するために必要な元画像の数を少なくできるので、元画像を撮像する手間を低減することができる。なお、基準画像生成部67によって複数の作業対象TG1~TG3に対応する複数の基準画像RP1~RP3が生成される場合、ユーザは、設定端末60を用いて、複数の作業対象TG1~TG3の各々に対応して目標トルク値を設定すればよい。
また、複数の基準画像RP1~RP3は、工具2が備える撮像部5とは別の撮像部66によって撮影された画像である。複数の基準画像RP1~RP3は、工具2に搭載されている撮像部5ではなく、撮像部5とは別の撮像部(例えば設定端末60が有する撮像部66)によって撮影された画像である。例えば、工具2の撮像部5よりも高性能の撮像部66で撮影された画像に基づいて基準画像RP1~RP3を生成することによって、基準画像RP1~RP3として、実写作業対象を特定するのに適した画像を生成することができる。撮像部5よりも高性能の撮像部66は、例えば、撮像部5よりも高解像度であること、画素数が多いこと、及び、最大画角が大きいこと、のうち少なくとも1つの条件を満たす。
このようにして、複数の作業対象の各々について基準画像及び目標トルク値が設定されると、ユーザは、工具2の操作パネル231を操作して、工具2の動作モードを登録モードに設定する(S4)。
工具2の制御部3は、登録モードに設定されると、通信部26から設定端末60へ基準画像及び目標トルク値の送信要求を送信する(S5)。設定端末60の通信部61が、工具2からの送信要求を受信すると、制御部64は、記憶部65に記憶している各作業対象の基準画像及び目標トルク値のデータを通信部61から工具2へ送信させる(S6)。そして、工具2の通信部26が、設定端末60から各作業対象の基準画像及び目標トルク値のデータを受信すると、制御部3の登録部36が、各作業対象の基準画像及び目標トルク値の登録処理を行う(S7)。具体的には、制御部3の登録部36が、各作業対象の基準画像のデータを画像記憶部41に記憶させ、各作業対象の目標トルク値をトルク記憶部42に記憶させる。
次に、ユーザは、操作パネル231を操作して、工具2の動作モードを運用モードに切り替える(S8)。そして、ユーザは、工具2の動作モードを運用モードに設定した状態で製品の組立作業を行う。
ユーザは、工具2を用いて、第1の作業対象TG1、第2の作業対象TG2、第3の作業対象TG3の順番で、各作業対象に対する作業を行う。まず、ユーザは、製品の第1の作業対象TG1に撮像部5を向け、例えばトリガスイッチ221を1回オン操作することで撮像部5に撮像画像を撮像させる。処理部33は、撮像部5の撮像画像と、画像記憶部41に記憶されている複数の基準画像とを比較する画像処理を行うことによって第1の作業対象TG1を実写作業対象として特定する(S9)。これにより、駆動制御部31は、第1の作業対象に対応する目標トルク値をトルク設定値に設定する(S10)。また、通知制御部34は、通知部211を制御して、工具2がセットされている作業対象が第1の作業対象TG1と特定されたことを通知させる。
ユーザは、通知部211の通知内容をもとに第1の作業対象TG1が特定されたことを確認すると、第1の作業対象TG1に締付部品を取り付ける締付作業を行う(S11)。
判定部35は、締付部品が第1の作業対象TG1に取り付けられた際における締付トルクが正常であるか否かを判定し、この判定結果(第1の判定結果)を、通信部26を介して設定端末60に送信する(S12)。設定端末60の通信部61が工具2から第1の判定結果を受信すると、制御部64は、第1の判定結果を第1の作業対象TG1に対応付けて記憶部65に記憶させる(S13)。
また、ユーザは、第1の作業対象と同様の作業手順で、第2の作業対象TG2及び第3の作業対象TG3それぞれの締付作業を順番に行う。
具体的には、ユーザは、第2の作業対象TG2に撮像部5を向け、トリガスイッチ221を1回オン操作することで撮像部5に第2の作業対象TG2を含む撮像画像を撮像させる。これにより、処理部33が、画像処理を行って第2の作業対象TG2を実写作業対象として特定し(S14)、駆動制御部31が、第2の作業対象TG2に対応する第2の目標トルク値をトルク設定値に設定する(S15)。また、通知制御部34は、通知部211を制御して、工具2がセットされている作業対象が第2の作業対象TG2と特定されたことを通知させる。ユーザは、通知部211の通知内容をもとに第2の作業対象TG2が特定されたことを確認すると、第2の作業対象TG2に締付部品を取り付ける締付作業を行う(S16)。判定部35は、ステップS16の締付作業における締付トルクが正常であるか否かの判定を行い、この判定結果(第2の判定結果)を、通信部26を介して設定端末60に送信する(S17)。設定端末60の通信部61が工具2から第2の判定結果を受信すると、制御部64は、第2の判定結果を第2の作業対象TG2に対応付けて記憶部65に記憶させる(S18)。
ユーザは、第2の作業対象TG2の締付作業が完了すると、第3の作業対象TG3の締付作業を行う。ユーザは、第3の作業対象TG3に撮像部5を向け、トリガスイッチ221を1回オン操作することで撮像部5に撮像画像を撮像させる。これにより、処理部33が、画像処理を行って第3の作業対象TG3を実写作業対象として特定し(S19)、駆動制御部31が、第3の作業対象TG3に対応する第3の目標トルク値をトルク設定値に設定する(S20)。また、通知制御部34は、通知部211を制御して、工具2がセットされている作業対象が第3の作業対象TG3と特定されたことを通知させる。ユーザは、通知部211の通知内容をもとに第3の作業対象TG3が特定されたことを確認すると、第3の作業対象TG3に締付部品を取り付ける締付作業を行う(S21)。判定部35は、ステップS21の締付作業における締付トルクが正常であるか否かの判定を行い、この判定結果(第3の判定結果)を、通信部26を介して設定端末60に送信する(S22)。設定端末60の通信部61が工具2から第3の判定結果を受信すると、制御部64は、第3の判定結果を第3の作業対象TG3に対応付けて記憶部65に記憶させる(S23)。
以上のようにして、ユーザが、工具2を用いてある製品の第1~第3の作業対象TG1~TG3に対して組立作業を行うと、以降の製品に対しても同様に、工具2の動作モードを運用モードに設定した状態で組立作業を行う。
(3.2)基準画像の生成処理
次に、基準画像生成部67での基準画像の生成処理について、図5A~図8Bを参照してより詳細に説明する。
次に、基準画像生成部67での基準画像の生成処理について、図5A~図8Bを参照してより詳細に説明する。
「(3.1)登録モード」での説明では、基準画像生成部67が、撮像部5の撮像画像よりも画角が広い元画像SP1に基づいて基準画像を生成しているが、これは基準画像の生成処理の一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、基準画像生成部67は、図5Aに示すように、撮像部5の撮像画像よりも画素数が多い元画像SP1に基づいて、基準画像RP1(図5B参照)を生成してもよい。つまり、複数の基準画像RP1は、撮像画像よりも画素数が多い元画像に基づく画像であってもよい。例えば、基準画像生成部67は、撮像部66によって撮影された元画像SP1を縮小し、画素数を減らすことによって、作業対象TG1に対応する基準画像RP1を生成する。このように、基準画像生成部67は、撮像画像よりも画素数が多く、情報量が多い元画像SP1に基づいて、基準画像RP1を生成しているので、基準画像RP1として、実写作業対象を特定するのに適した画像を生成することができる。
また、基準画像生成部67は、1枚の元画像に基づいて2以上の基準画像を生成してもよい。例えば、1枚の元画像から基準画像として切り出す範囲、画像の向き(角度)、及び明るさの少なくとも1つを変更することによって、基準画像生成部67が、1枚の元画像から2以上の基準画像を生成すれば、基準画像を作成するために必要な元画像の枚数を減らすことができ、元画像の撮影回数を低減できる。
具体的には、基準画像生成部67は、撮像部66によって撮影された元画像SP1(図6A参照)に写る作業対象TG1の向きを任意の角度だけ回転させることによって、2以上(例えば3つ)の基準画像RP11~RP13(図6B~図6D参照)を生成する。このように、作業対象TG1の向きを任意の角度だけ回転させた2以上の基準画像RP11~RP13を作成しているので、工具2での作業時に撮像部5で作業対象を撮像する方向が変化したとしても、作業対象を確実に特定することができる。
また、基準画像生成部67は、撮像部66によって撮影された元画像SP1(図7A参照)に基づいて、互いに明るさが異なる複数の基準画像RP11~RP13(図7B~図7D参照)を生成してもよい。なお、図7Bに示す基準画像RP11は、元画像SP1と同じ明るさであり、明るさの補正は行っていない。このように、元画像SP1に基づいて、互いに明るさが異なる複数の基準画像RP11~RP13を生成しているので、工具2での作業時に撮像部5で作業対象を撮像する際の周囲の明るさが変化したとしても、作業対象を確実に特定することができる。なお、図7B~図7Dはハッチングの濃さで画像の明るさを模式的に表している。
また、基準画像生成部67は、複数の元画像に基づいて1つの基準画像を生成してもよい。例えば、基準画像生成部67は、2以上の元画像SP11~SP13(図8A~図8C参照)を合成して1つの基準画像RP1(図8D参照)を生成してもよい。図8の例では、基準画像生成部67は、元画像SP11に写る作業対象TG1の一部Z1と、元画像SP12に写る作業対象TG1の一部Z2と、元画像SP13に写る作業対象TG1の一部Z3とを合成して、基準画像RP1を作成する。このように、基準画像生成部67は、2以上の元画像SP11~SP13の一部をつなぎ合わせるように合成することによって基準画像RP1を生成している。したがって、基準画像生成部67は、基準画像RP1として、実写作業対象を特定するのに適した画像を生成することができる。なお、基準画像生成部67は、撮影条件(照明条件、露光条件等)を変えて同じ作業対象を撮影した複数の元画像を積分処理することで、ブレや外光等のノイズの影響を低減した基準画像を生成することもできる。
(4)変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。本開示において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、上記実施形態に係る工具システム1と同等の機能は、基準画像生成方法、(コンピュータ)プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。一態様に係る基準画像生成方法は、第1工程と、第2工程と、第3工程と、を含む。第1工程では、複数の作業対象に対応する複数の基準画像を取得する。第2工程では、可搬型の工具2に搭載された撮像部5から撮像画像を取得する。工具2は、動力源からの動力によって動作する駆動部24を有する。第3工程では、撮像部5の撮像画像と複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、複数の作業対象のうち撮像画像に写る作業対象である実写作業対象を特定する。複数の基準画像の撮影条件が、撮像画像の撮影条件とは異なる。一態様に係るプログラムは、上記の基準画像生成方法を、1以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。本開示において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、上記実施形態に係る工具システム1と同等の機能は、基準画像生成方法、(コンピュータ)プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。一態様に係る基準画像生成方法は、第1工程と、第2工程と、第3工程と、を含む。第1工程では、複数の作業対象に対応する複数の基準画像を取得する。第2工程では、可搬型の工具2に搭載された撮像部5から撮像画像を取得する。工具2は、動力源からの動力によって動作する駆動部24を有する。第3工程では、撮像部5の撮像画像と複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、複数の作業対象のうち撮像画像に写る作業対象である実写作業対象を特定する。複数の基準画像の撮影条件が、撮像画像の撮影条件とは異なる。一態様に係るプログラムは、上記の基準画像生成方法を、1以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。
以下、上記実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。以下、上記実施形態と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。
本開示における工具システム1は、制御部3及び設定端末60等にコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における工具システム1としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。さらに、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む1ないし複数の電子回路で構成される。
また、工具システム1の少なくとも一部の機能が、1つの筐体(ボディ20)内に集約されていることは工具システム1に必須の構成ではなく、工具システム1の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。例えば、制御部3の一部の機能が、工具2のボディ20とは別の筐体に設けられていてもよい。また、制御部3等の少なくとも一部の機能は、例えば、サーバ又はクラウド(クラウドコンピューティング)等によって実現されてもよい。
工具システム1の使用用途は、工場における製品の組立作業を行う組立ラインに限らず、他の使用用途であってもよい。
また、上記実施形態では、工具2がインパクトレンチである場合を説明したが、工具2はインパクトレンチに限らず、例えば、ナットランナ又はオイルパルスレンチ等であってもよい。さらに、工具2は、例えば、ねじ(締付部品)の締付作業に用いられるドライバ(インパクトドライバを含む)であってもよい。この場合、ソケット242の代わりに、ビット(例えばドライバビット等)が工具2に取り付けられる。さらに、工具2は、電池パック201を動力源とする構成に限らず、交流電源(商用電源)を動力源とする構成であってもよい。また、工具2は、電動工具に限らず、動力源としてのエアコンプレッサから供給される圧縮空気(動力)で動作するエアモータ(駆動部)を有するエア工具であってもよい。
また、上記の実施形態では、1つのワークにおける複数の締付対象箇所の各々が、作業対象である場合を例に説明したが、これに限らない。例えば、作業対象は、複数の締付対象箇所を有するモジュール、部品又は製品等であってもよい。この場合、1つの作業対象における複数の締付箇所に対応する目標トルク値は、互いに同じ値であってもよいし、互いに異なる値であってもよい。
また、処理部33が行う処理は、作業対象を特定する処理に限定されない。処理部33は、例えば、画像をログとして出力(メモリへの書込み等を含む)する処理を実行してもよい。
また、処理部33は、例えば、撮像部5で撮影された撮像画像に基づいて、ユーザに対する作業を指示する処理を実行してもよいし、作業に対する良否を判定する処理を実行してもよい。
上記実施形態では、工具2の画像記憶部41が複数の作業対象に対応する複数の基準画像を記憶しているが、複数の作業対象に対応する複数の基準画像を工具2が記憶することは必須ではない。設定端末60又はサーバ装置が、複数の作業対象に対応する複数の基準画像を記憶する画像記憶部を備えていてもよい。この場合、工具2の処理部33は、設定端末60又はサーバ装置の画像記憶部にアクセスして、撮像部5の撮像画像と画像記憶部に記憶された複数の基準画像とを比較し、実写作業対象を特定する処理を行えばよい。また、工具2が処理部33を備えることも必須ではなく、設定端末60又はサーバ装置が処理部33の機能を有していてもよい。工具2が撮像部5の撮像画像を設定端末60又はサーバ装置に出力すると、設定端末60又はサーバ装置の処理部が、撮像部5の撮像画像と複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、実写作業対象の特定結果を工具2に出力してもよい。
上記実施形態では、設定端末60の基準画像生成部67が元画像に基づいて基準画像を生成しているが、サーバ装置が元画像に基づいて基準画像を生成する基準画像生成部の機能を備えてもよい。
また、工具2が、元画像に基づいて基準画像を生成する基準画像生成部の機能を備えてもよく、工具2の基準画像生成部が、工具2の撮像部5で撮像された作業対象を含む元画像に基づいて、作業対象に対応する基準画像を作成してもよい。ここで、工具2の基準画像生成部は、工具2の撮像部5で撮像された元画像をもとに基準画像を生成するのであるが、作業時の撮像部5の撮影条件と、撮像部5が元画像を撮像する場合の撮影条件とが異なる条件であるのが好ましい。例えば、作業時には撮像部5は近くにある作業対象を撮影するため電子ズームを行うのであるが、元画像を撮影する場合、撮像部5は、電子ズームを行わず、広角の画像を撮影してもよい。これにより、工具2の基準画像生成部は、工具2の撮像部5で撮影された画像に基づいて、実写作業対象を特定するのに適した基準画像を生成することができる。なお、工具2が基準画像生成部を備え、工具2の撮像部で撮像された画像に基づいて基準画像を生成する場合、設定端末60は不要である。
また、工具2は、締付トルクを測定するトルクセンサを備えていてもよい。この場合、駆動制御部31は、トルクセンサが測定した締付トルクがトルク設定値となるように、駆動部24を制御する。さらに、判定部35は、トルクセンサの測定結果と目標トルク値とを比較することにより、締付トルクが正常であるか否かを判定してもよい。判定部35は、トルクセンサの測定結果が、目標トルク値を基準にした所定範囲内である場合、締付トルクが正常であると判定する。判定部35は、トルクセンサの測定結果が、目標トルク値を基準にした所定範囲外である場合、締付トルクが不十分(正常でない)と判定する。
また、画像登録処理は、撮像部5が生成した静止画像を基準画像として画像記憶部41に記憶する処理に限らない。例えば、画像登録処理は、サーバからダウンロードした静止画像を基準画像として画像記憶部41に登録する処理であってもよいし、メモリカード等の外部メモリから取得した静止画像を基準画像として画像記憶部41に登録する処理であってもよい。
また、通知部211は、LED等の発光部に限らず、例えば、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の画像表示装置により実現されてもよい。さらに、通知部211は、表示以外の手段で通知(提示)を行ってもよく、例えば、音(音声を含む)を発生させるスピーカ又はブザー等で構成されていてもよい。この場合、通知制御部34は、処理部33の判定結果が不一致である場合と、処理部33が実写作業対象を特定した場合とで、通知部211から異なる音を発生させることが好ましい。また、通知部211は、振動を発生するバイブレータ、又は工具2の外部端末(携帯端末等)に通知信号を送信する送信機等で実現されてもよい。さらには、通知部211は、表示、音、振動又は通信等の機能のうちの2つ以上の機能を併せ持っていてもよい。
また、記憶部4には、複数の作業対象に対して、予め決められた作業順序を示す作業手順のデータが記憶されていてもよい。処理部33は、作業手順に基づいて、複数の基準画像のうち画像処理(パターンマッチング)に用いる基準画像を選択する。具体的には、処理部33は、複数の基準画像のうち、作業順序が直近の作業対象に対応する基準画像を優先的に選択する。直近の作業対象は、最後に特定した作業対象の次に作業予定の作業対象である。処理部33は、選択した基準画像をテンプレートデータとして撮像画像と比較する画像処理を行う。つまり、処理部33は、作業手順に基づいて、撮像画像に写る作業対象を予測して基準画像を選択する。これにより、処理部33が、撮像画像に写る作業対象を特定するのに要する時間の短縮を図ることが可能となる。
また、処理部33は、撮像部5の撮像画像に画像処理を行い、工具2に取り付けられているソケット242の種類を判別するように構成されていてもよい。ここでいう「種類」とは、部品を区別するための情報であり、サイズ(大きさ又は長さ)、形状、及び素材の少なくともいずれか1つの情報を含む。本実施形態では、処理部33は、工具2に取り付けられているソケット242の長さを判別するように構成されている。処理部33は、ソケット242の長さに基づいて目標トルク値を補正して、補正後の目標トルク値をトルク設定値に設定する。例えば、処理部33は、実写作業対象に対応した目標トルク値に、ソケット242の長さに基づいた係数を掛けることによって目標トルク値を補正し、補正後の目標トルク値をトルク設定値に設定する。つまり、処理部33は、締付トルクが、補正後の目標トルク値となるように駆動部24を制御する。これにより、ソケット242の長さによる締付トルクのばらつきを低減することが可能となる。
また、処理部33は、判別したソケット242の長さ(種類)に基づいてトルク設定値を設定するように構成されていてもよい。記憶部4には、ソケット242の種々の長さと一対一に対応したトルク値が記憶されている。処理部33は、判別したソケット242の長さに対応したトルク値を記憶部4から取得し、取得した値に基づいた値をトルク設定値に設定する。例えば、処理部33は、記憶部4から取得したトルク値を、トルク設定値に設定する。これにより、ソケット242の種類に応じたトルク値で締付作業を行うことができる。
また、撮像部5で生成される撮像画像は、動画に限らず、例えば、締付作業が完了したときの静止画等であってもよい。撮像画像が静止画であれば、判定部35は、撮像部5が生成した静止画と、判定結果とを対応付けて結果記憶部43に記憶させる。これにより、例えば、締付トルクが不十分と判定された作業対象の静止画を確認することができる。
また、撮像部5は、ボディ20の胴体部21に限らず、例えば、ボディ20の装着部23、又は電池パック201等に設けられていてもよい。同様に、制御部3及び記憶部4等の配置についても、適宜変更可能である。
なお、設定端末60は、ユーザが携帯可能な携帯端末に限らない。設定端末60は、工具2の通信部26と通信可能なサーバ等であってもよい。また、工具2の操作パネル231を用いてトルク設定値を設定することが可能であれば、工具システム1が設定端末60を備えることは必須ではなく、設定端末60は適宜省略が可能である。
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様に係る工具システム(1)は、可搬型の工具(2)と、記憶部(41)と、撮像部(5)と、処理部(33)と、を備える。工具(2)は、動力源からの動力によって動作する駆動部(24)を有する。記憶部(41)は、複数の作業対象(TG1~TG3)に対応する複数の基準画像(RP1~RP3)を記憶する。撮像部(5)は、工具(2)に搭載され、撮像画像を生成する。処理部(33)は、撮像部(5)の撮像画像と複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、複数の作業対象のうち撮像画像に写る作業対象である実写作業対象を特定する。複数の基準画像の撮影条件が、撮像画像の撮影条件とは異なる。
以上説明したように、第1の態様に係る工具システム(1)は、可搬型の工具(2)と、記憶部(41)と、撮像部(5)と、処理部(33)と、を備える。工具(2)は、動力源からの動力によって動作する駆動部(24)を有する。記憶部(41)は、複数の作業対象(TG1~TG3)に対応する複数の基準画像(RP1~RP3)を記憶する。撮像部(5)は、工具(2)に搭載され、撮像画像を生成する。処理部(33)は、撮像部(5)の撮像画像と複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、複数の作業対象のうち撮像画像に写る作業対象である実写作業対象を特定する。複数の基準画像の撮影条件が、撮像画像の撮影条件とは異なる。
この態様によれば、複数の基準画像(RP1~RP3)は、工具(2)での作業時に撮像部(5)によって撮像される撮像画像の撮影条件とは異なる撮影条件で撮影される。したがって、基準画像(RP1~RP3)として、実写作業対象を特定するのに適した画像を生成することが可能になる。
第2の態様に係る工具システム(1)では、第1の態様において、複数の基準画像(RP1~RP3)は、撮像画像よりも画角が広い元画像(SP1)に基づく画像である。
この態様によれば、撮像画像よりも画角が広い元画像(SP1)の所望の部分を、基準画像(RP1~RP3)として生成することができる。
第3の態様に係る工具システム(1)では、第1又は第2の態様において、複数の基準画像(RP1~RP3)は、撮像画像よりも画素数が多い元画像(SP1)に基づく画像である。
この態様によれば、撮像画像よりも情報量が多い元画像(SP1)に基づいて基準画像(RP1~RP3)を生成しているので、基準画像(RP1~RP3)として、実写作業対象を特定するのに適した画像を生成することが可能になる。
第4の態様に係る工具システム(1)は、第1~第3のいずれかの態様において、基準画像生成部(67)を更に備える。基準画像生成部(67)は、撮像画像の撮影条件とは異なる撮影条件で撮影された1以上の元画像(SP1)に基づいて複数の基準画像のうち少なくとも1つの基準画像を生成する。
この態様によれば、基準画像生成部(67)によって、基準画像(RP1~RP3)として、実写作業対象を特定するのに適した画像を生成することが可能になる。
第5の態様に係る工具システム(1)では、第4の態様において、基準画像生成部(67)は、1つの元画像(SP1)に基づいて2以上の基準画像(RP1~RP3)を生成する。
この態様によれば、1つの元画像(SP1)に基づいて2以上の基準画像(RP1~RP3)を生成するので、元画像(SP1)を撮影する回数を削減できる。
第6の態様に係る工具システム(1)では、第4の態様において、基準画像生成部(67)は、2以上の元画像(SP11~SP13)を合成して1つの基準画像(RP1)を生成する。
この態様によれば、2以上の元画像(SP11~SP13)を合成することによって、基準画像(RP1)として、実写作業対象を特定するのに適した画像を生成することが可能になる。
第7の態様に係る工具システム(1)では、第1~第6のいずれかの態様において、複数の基準画像は、撮像部(5)としての第1撮像部(5)とは別の第2撮像部(66)によって撮影された画像である。
この態様によれば、例えば工具(2)の撮像部(5)に比べて高性能の撮像部(66)を用いることによって、基準画像(RP1)として、実写作業対象を特定するのに適した画像を生成することが可能になる。
第8の態様に係る基準画像生成方法は、第1工程と、第2工程と、第3工程と、を含む。第1工程では、複数の作業対象に対応する複数の基準画像を取得する。第2工程では、動力源からの動力によって動作する駆動部(24)を有する可搬型の工具(2)に搭載された撮像部(5)から撮像画像を取得する。第3工程では、撮像部(5)の撮像画像と複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、複数の作業対象のうち撮像画像に写る作業対象である実写作業対象を特定する。複数の基準画像の撮影条件が、撮像画像の撮影条件とは異なる。
この態様によれば、基準画像(RP1~RP3)として、実写作業対象を特定するのに適した画像を生成することが可能になる。
第9の態様に係るプログラムは、第8の態様に係る基準画像生成方法を、1以上のプロセッサに実行させるためのプログラムである。
この態様によれば、基準画像(RP1~RP3)として、実写作業対象を特定するのに適した画像を生成することが可能になる。
上記態様に限らず、上記実施形態に係る工具システム(1)の種々の構成(変形例を含む)は、基準画像生成方法又はプログラムにて具現化可能である。
第2~7の態様に係る構成については、工具システム(1)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
1 工具システム
2 工具
5 撮像部(第1撮像部)
24 駆動部
33 処理部
41 記憶部
66 第2撮像部
67 基準画像生成部
RP1~RP3 基準画像
SP1 元画像
TG1~TG3 作業対象(第1~第3の作業対象)
2 工具
5 撮像部(第1撮像部)
24 駆動部
33 処理部
41 記憶部
66 第2撮像部
67 基準画像生成部
RP1~RP3 基準画像
SP1 元画像
TG1~TG3 作業対象(第1~第3の作業対象)
Claims (9)
- 動力源からの動力によって動作する駆動部を有する可搬型の工具と、
複数の作業対象に対応する複数の基準画像を記憶する記憶部と、
前記工具に搭載され、撮像画像を生成する撮像部と、
前記撮像部の撮像画像と前記複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、前記複数の作業対象のうち前記撮像画像に写る作業対象である実写作業対象を特定する処理部と、を備え、
前記複数の基準画像の撮影条件が、前記撮像画像の撮影条件とは異なる、
工具システム。 - 前記複数の基準画像は、前記撮像画像よりも画角が広い元画像に基づく画像である、
請求項1に記載の工具システム。 - 前記複数の基準画像は、前記撮像画像よりも画素数が多い元画像に基づく画像である、
請求項1又は2に記載の工具システム。 - 前記撮像画像の撮影条件とは異なる撮影条件で撮影された1以上の元画像に基づいて前記複数の基準画像のうち少なくとも1つの基準画像を生成する基準画像生成部を更に備える、
請求項1~3のいずれか1項に記載の工具システム。 - 前記基準画像生成部は、1つの前記元画像に基づいて2以上の前記基準画像を生成する、
請求項4に記載の工具システム。 - 前記基準画像生成部は、2以上の前記元画像を合成して1つの前記基準画像を生成する、
請求項4に記載の工具システム。 - 前記複数の基準画像は、前記撮像部としての第1撮像部とは別の第2撮像部によって撮影された画像である、
請求項1~6のいずれか1項に記載の工具システム。 - 複数の作業対象に対応する複数の基準画像を取得する第1工程と、
動力源からの動力によって動作する駆動部を有する可搬型の工具に搭載された撮像部から撮像画像を取得する第2工程と、
前記撮像部の撮像画像と前記複数の基準画像とを比較する画像処理を行い、前記複数の作業対象のうち前記撮像画像に写る作業対象である実写作業対象を特定する第3工程と、を含み、
前記複数の基準画像の撮影条件が、前記撮像画像の撮影条件とは異なる、
基準画像生成方法。 - 請求項8に記載の基準画像生成方法を、1以上のプロセッサに実行させるためのプログラム。
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NENP | Non-entry into the national phase |
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