(57)【要約】【課題】カメラの画像から得られる位置と3次元空間内の位置とを対応づけるパラメーターを効率的に校正する。【解決手段】この治具は、それぞれパターンが付されたＮ個（Ｎは４以上の整数）の平面を含み、Ｎ個の平面のうちの一つの平面である治具基準面に垂直で、治具基準面からステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ基準法線ベクトルに対して、Ｎ個の平面のうち治具基準面と異なる非基準平面に垂直で、非基準平面からステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ非基準法線ベクトルがなす角度θが、以下の式（１）および（２）を満たし、    −９０°＜θ＜９０°    ・・・  （１）    θ≠０  ・・・  （２）  Ｎ個の平面のうち、Ｎ−１個の非基準平面に対応する非基準法線ベクトルは、基準法線ベクトルに対して、互いに異なる向きを有し、互いに、基準法線ベクトルに対して、対称ではない向きをもつ。【選択図】図２
2020066066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターを校正するための治具であって、
Ｎを４以上の整数とするとき、パターンが付されたＮ個の平面を含み、
前記Ｎ個の平面のうちの一つの平面である治具基準面に垂直で、前記治具基準面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ基準法線ベクトルに対して、前記Ｎ個の平面のうち前記治具基準面と異なる非基準平面に垂直で、前記非基準平面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ非基準法線ベクトルがなす角度θが、以下の式（１）および（２）を満たし、
−９０°＜θ＜９０°    ・・・  （１）
θ≠０  ・・・  （２）
前記Ｎ個の平面のうち、Ｎ−１個の前記非基準平面に対応する前記非基準法線ベクトルは、
前記基準法線ベクトルに対して、互いに異なる向きを有し、
互いに、前記基準法線ベクトルに対して、対称となる向きを持たない治具。
【請求項２】
請求項１に記載の治具であって、
前記Ｎ個の平面のうちの１以上の平面において、
前記パターンは、第１方向と、前記第１方向に対して垂直な第２方向と、に沿って配されるマトリクス状の複数のマーカーを含み、
前記第１方向に沿って配される前記マーカーの数と、前記第２方向に沿って配される前記マーカーの数とは、異なる、治具。
【請求項３】
請求項２に記載の治具であって、
前記治具基準面は、
前記複数のマーカーを含み、
前記第１方向に沿った第１辺と、前記第２方向に沿った第２辺と、を備える長方形の外形を有する、治具。
【請求項４】
請求項３に記載の治具であって、
前記治具基準面は、
前記第１辺において、１以上の前記非基準平面と接続されており、
前記第２辺において、前記第１辺とは接続されていない１以上の前記非基準平面と接続されている、治具。
【請求項５】
対象物を取り扱うアームと、
前記対象物を撮影するステレオカメラと、
前記ステレオカメラによって得られる画像に基づいて前記アームを制御する制御部と、
前記ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターを校正するための治具と、を含む、ロボットシステムであって、
前記治具は、
Ｎを４以上の整数とするとき、パターンが付されたＮ個の平面を含み、
前記Ｎ個の平面のうちの一つの平面である治具基準面に垂直で、前記治具基準面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ基準法線ベクトルに対して、前記Ｎ個の平面のうち前記治具基準面と異なる非基準平面に垂直で、前記非基準平面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ非基準法線ベクトルがなす角度θが、以下の式（１）および（２）を満たし、
−９０°＜θ＜９０°    ・・・  （１）
θ≠０  ・・・  （２）
前記Ｎ個の平面のうち、Ｎ−１個の前記非基準平面に対応する前記非基準法線ベクトルは、
前記基準法線ベクトルに対して、互いに異なる向きを有し、
互いに、前記基準法線ベクトルに対して、対称となる向きをもたない、ロボットシステム。
【請求項６】
請求項５記載のロボットシステムであって、
前記Ｎ個の平面のうちの１以上の平面において、
前記パターンは、第１方向と、前記第１方向に対して垂直な第２方向と、に沿って配されるマトリクス状の複数のマーカーを含み、
前記第１方向に沿って配される前記マーカーの数と、前記第２方向に沿って配される前記マーカーの数とは、異なる、ロボットシステム。
【請求項７】
ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターを校正する方法であって、
（ａ）治具をあらかじめ定められた位置に配置する工程であって、
前記治具は、
Ｎを４以上の整数とするとき、パターンが付されたＮ個の平面を含み、
前記Ｎ個の平面のうちの一つの平面である治具基準面に垂直で、前記治具基準面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ基準法線ベクトルに対して、前記Ｎ個の平面のうち前記治具基準面と異なる非基準平面に垂直で、前記非基準平面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ非基準法線ベクトルがなす角度θが、以下の式（１）および（２）を満たし、
−９０°＜θ＜９０°    ・・・  （１）
θ≠０  ・・・  （２）
前記Ｎ個の平面のうち、Ｎ−１個の前記非基準平面に対応する前記非基準法線ベクトルは、
前記基準法線ベクトルに対して、互いに異なる向きを有し、
互いに、前記基準法線ベクトルに対して、対称となる向きを持たない、工程と、
（ｂ）前記治具を前記ステレオカメラで撮影する工程と、
（ｃ）前記ステレオカメラで得られた前記各平面のパターンの画像と、前記あらかじめ定められた位置と、に基づいて、前記ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、前記あらかじめ定められた位置に基づいて得られる位置とを対応づけるパラメーターを決定し、保存する工程と、を備える、校正方法。
【請求項８】
請求項７記載の校正方法であって、
前記Ｎ個の平面のうちの１以上の平面において、
前記パターンは、第１方向と、前記第１方向に対して垂直な第２方向と、に沿って配されるマトリクス状の複数のマーカーを含み、
前記第１方向に沿って配される前記マーカーの数と、前記第２方向に沿って配される前記マーカーの数とは、異なり、
前記工程（ｃ）は、
前記ステレオカメラで得られた前記マーカーを含む前記パターンの画像に基づいて、  前記複数のマーカーを含む前記平面の向きを特定する工程を含む、校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロボットを校正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラで対象物を撮像して得られるカメラ座標系における位置と、その対象物が配置されている３次元空間の空間座標系における位置とを対応づけるための校正パラメーターを決定する方法として、特許文献１の方法が存在する。特許文献１の技術においては、立方体の治具において、治具の位置姿勢に対応する６自由度の対応関係を示す情報を得るために以下のような処理を行う。すなわち、互いに隣接する３面のうち、１面には図形「＋」のラベルを４個設け、他の２面には図形「−」のラベルをそれぞれ４個ずつ設け、各ラベルに番号を付加する。治具の上記３面をカメラで撮像する。得られた画像データに基づいて画像上におけるラベルの図形を識別して、３次元空間内における治具の向きを求める。特許文献１の技術によれば、人手を介さずに、３次元空間内における治具の向きを求めることができる。このため、自動的に、治具上の各ラベルのカメラ座標上の位置と空間座標上の位置との対応付けを行うことができる。その結果、両座標上の位置を用いて校正パラメーターを短時間に設定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２４３２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術においては、一度の撮像で画像が得られる、カメラに対して互いに異なる向きを有する治具の面の数は、３個である。このため、特許文献１の技術において一度の撮像で得られる情報では、カメラで対象物を撮像して得られるカメラ座標系における位置と、その対象物が配置されている３次元空間の空間座標系における位置と、を対応づけるパラメーターを正確に定めることはできない。すなわち、特許文献１の技術においては、治具もしくはカメラの姿勢を変えて、治具の撮影を繰り返し行う必要がある。このため、パラメーターの校正に時間を要する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態によれば、ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターを校正するための治具が提供される。この治具は、  Ｎを４以上の整数とするとき、パターンが付されたＮ個の平面を含み、前記Ｎ個の平面のうちの一つの平面である治具基準面に垂直で、前記治具基準面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ基準法線ベクトルに対して、前記Ｎ個の平面のうち前記治具基準面と異なる非基準平面に垂直で、前記非基準平面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ非基準法線ベクトルがなす角度θが、以下の式（１）および（２）を満たし、
−９０°＜θ＜９０°    ・・・  （１）
θ≠０  ・・・  （２）
前記Ｎ個の平面のうち、Ｎ−１個の前記非基準平面に対応する前記非基準法線ベクトルは、前記基準法線ベクトルに対して、互いに異なる向きを有し、互いに、前記基準法線ベクトルに対して、対称となる向きを持たない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態のロボットシステム１を示すブロック図である。
【図２】ロボット１００と治具４００とを示す説明図である。
【図３】治具４００を示す正面図である。
【図４】平面４４０，４５０の側から第１方向Ｄ１に沿って治具４００を見た側面図である。
【図５】平面４２０の側から第２方向Ｄ２に沿って治具４００を見た側面図である。
【図６】パラメーターＣＰを校正する処理を示すフローチャートである。
【図７】治具４００Ｂを示す斜視図である。
【図８】変形例のマーカーＦ１を示す平面図である。
【図９】変形例のマーカーＦ２を示す平面図である。
【図１０】変形例のマーカーＦ３を示す平面図である。
【図１１】複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される一例を示す概念図である。
【図１２】複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される他の例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態のロボットシステム１を示すブロック図である。第１実施形態のロボットシステム１は、ロボット１００と、動作制御装置２００と、教示装置３００と、治具４００と、を備える。ロボット１００は、動作制御装置２００によって制御されて動作する。動作制御装置２００は、ロボット１００を制御して、教示装置３００によって教示された動作を、ロボット１００において実現させる。本明細書においては、動作制御装置２００と教示装置３００とをまとめて制御部２５とも呼ぶ。治具４００は、ロボット１００が備えるステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターＣＰを校正するために使用される。パラメーターＣＰは、動作制御装置２００に保存されている。
【０００８】
パラメーターＣＰは、外部パラメーターと、内部パラメーターと、を含む。外部パラメーターは、カメラの外部の座標系と、カメラの座標系との関係を表す。外部パラメーターは、ステレオカメラを構成する二つのカメラの座標系の関係も表す。内部パラメーターは、カメラの光学的中心と焦点距離を表す。パラメーターＣＰによって、ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置を、３次元空間における位置に変換することができる。
【０００９】
図２は、ロボット１００と治具４００とを示す説明図である。ロボット１００は、基台１１０と、胴部１２０と、肩部１３０と、首部１４０と、頭部１５０と、２つのアーム１６０Ｌ，１６０Ｒとを備える。基台１１０は、ロボット１００を設置する際に、設置場所の床の上に配される。基台１１０は、胴部１２０に接続されており、胴部１２０を支持している。胴部１２０は、肩部１３０に接続されており、肩部１３０を支持している。
【００１０】
頭部１５０は、首部１４０を介して、肩部１３０に接続されている。頭部１５０は、カメラ１７０Ｌ，１７０Ｒ，１７５Ｌ，１７５Ｒを備える。カメラ１７０Ｌ，１７０Ｒは、頭部１５０において左右対称の位置に配されており、一組のステレオカメラ１７０を構成する。カメラ１７５Ｌ，１７５Ｒは、頭部１５０において左右対称の位置に配されており、一組のステレオカメラ１７５を構成する。二組のステレオカメラ１７０，１７５は、それぞれロボット１００の作業領域を撮影することができる。ステレオカメラ１７５は、ステレオカメラ１７０が撮影する範囲よりも狭い範囲を撮影するためのステレオカメラである。ステレオカメラ１７５の画角は、ステレオカメラ１７０の画角に含まれる。
【００１１】
アーム１６０Ｌ，１６０Ｒは、肩部１３０に接続されている。アーム１６０Ｌ，１６０Ｒは、いわゆる６軸のロボットアームである。アーム１６０Ｌの先端には、エンドエフェクター１８０Ｌが取りつけられている。アーム１６０Ｒの先端には、エンドエフェクター１８０Ｒが取りつけられている。アーム１６０Ｌは、動作制御装置２００に制御されて、エンドエフェクター１８０Ｌを、作業空間内の任意の位置に任意の向きで配することができる。アーム１６０Ｒは、動作制御装置２００に制御されて、エンドエフェクター１８０Ｒを、作業空間内の任意の位置に任意の向きで配することができる。エンドエフェクター１８０Ｌ，１８０Ｒは、作業の対象物に対して、あらかじめ定められた処理を行うことができる。
【００１２】
作業台５００は、ロボット１００が作業を行う対象物が乗せられる台である。作業台５００の上面は、ロボット座標系ＲＣのＸＹ平面に平行である。技術の理解を容易にするため、図１において、作業台５００を破線で示す。
【００１３】
本実施形態においては、ロボット１００の基台１１０の位置を基準として、ロボット１００が設置された空間を規定する座標系を、ロボット座標系ＲＣと表す。ロボット座標系ＲＣは、水平面上において互いに直交するＸ軸およびＹ軸と、鉛直上向きを正方向とするＺ軸とによって規定される三次元直交座標系である。本明細書において、単に「Ｘ軸」と称した場合、ロボット座標系ＲＣにおけるＸ軸のことを表す。単に「Ｙ軸」と称した場合、ロボット座標系ＲＣにおけるＹ軸のことを表す。単に「Ｚ軸」と称した場合、ロボット座標系ＲＣにおけるＺ軸のことを表す。ロボット座標系ＲＣにおける任意の位置は、Ｘ軸方向の位置ＤＸと、Ｙ軸方向の位置ＤＹと、Ｚ軸方向の位置ＤＺとにより特定できる。
【００１４】
本実施形態においては、Ｘ軸周りの回転位置を角度位置ＲＸによって表す。Ｙ軸周りの回転位置を角度位置ＲＹによって表す。Ｚ軸周りの回転位置を角度位置ＲＺによって表す。ロボット座標系ＲＣにおける任意の姿勢は、Ｘ軸周りの角度位置ＲＸ、Ｙ軸周りの角度位置ＲＹ、Ｚ軸周りの角度位置ＲＺにより表現できる。本明細書において、「位置」と表記した場合、狭義の位置に加えて姿勢をも意味する。
【００１５】
治具４００は、ロボット１００が作業を行う作業空間内の複数の場所に配されて、ステレオカメラ１７０，１７５によって撮影され、パラメーターＣＰを校正するために使用される。本実施形態においては、治具４００は、作業台５００上のあらかじめ定められた位置Ｐ１〜Ｐ４に配されて、ステレオカメラ１７０，１７５によって撮影される。作業台５００上の位置Ｐ１〜Ｐ４は、ステレオカメラ１７５の画角、すなわち撮影範囲に含まれる位置である。作業台５００上の位置Ｐ１〜Ｐ４の座標は、ロボット座標系ＲＣにおいて、既知である。
【００１６】
ステレオカメラ１７５の画角は、ステレオカメラ１７０の画角に含まれる。このため、作業台５００上の位置Ｐ１〜Ｐ４は、ステレオカメラ１７０，１７５のいずれの画角、すなわち撮影範囲にも含まれる範囲内にある位置である。ステレオカメラ１７５の画角を作業台５００上に投射したときの形状は、四角形である。位置Ｐ１〜Ｐ４は、その作業台５００上の四角形の撮影範囲の４個の頂点の近傍に位置する。このような態様とすることにより、撮影範囲内のより広い領域で、カメラの画像に基づいて正確に位置を特定できるように、パラメーターＣＰを校正することができる。
【００１７】
動作制御装置２００は、図１に示すように、プロセッサー２１０と、メインメモリー２２０と、不揮発性メモリー２３０と、表示制御部２４０と、表示部２５０と、Ｉ／Ｏインターフェース２６０とを備えるコンピューターである。これらの各部は、バスを介して接続されている。プロセッサー２１０は、例えばマイクロプロセッサーまたはプロセッサー回路である。動作制御装置２００は、Ｉ／Ｏインターフェース２６０を介してロボット１００に接続される。動作制御装置２００には、ロボット１００の制御を行うための制御プログラムがインストールされている。動作制御装置２００においては、これらのハードウェア資源と制御プログラムとが協働する。
【００１８】
教示装置３００は、プロセッサー３１０と、メインメモリー３２０と、不揮発性メモリー３３０と、表示制御部３４０と、表示部３５０と、Ｉ／Ｏインターフェース３６０とを備えるコンピューターである。これらの各部は、バスを介して接続されている。プロセッサー３１０は、例えばマイクロプロセッサーまたはプロセッサー回路である。教示装置３００は、Ｉ／Ｏインターフェース３６０を介して動作制御装置２００に接続される。教示装置３００には、動作制御装置２００に目標位置を教示するための教示プログラムがインストールされている。教示装置３００においては、これらのハードウェア資源と教示プログラムとが協働する。
【００１９】
図３は、治具４００を示す正面図である。治具４００は、それぞれパターンＰＮ１〜ＰＮ７が付された７個の平面４１０〜４７０を含む。平面４１０〜４７０のうち、平面４１０を治具基準面４１０とも呼ぶ。治具基準面４１０は、治具４００が作業台５００上の位置Ｐ１〜Ｐ４に配されてステレオカメラ１７０，１７５によって撮影される際に、ロボット座標系のＸＹ平面に平行に配される平面である。教示装置３００のプロセッサー３１０は、ステレオカメラ１７０，１７５によって得た画像中の治具基準面４１０のパターンに基づいて、治具基準面４１０のロボット座標系における位置および向きを特定することができる。
【００２０】
治具基準面４１０は、第１方向Ｄ１に沿った辺Ｌ１，Ｌ３と、第２方向Ｄ２に沿った辺Ｌ２，Ｌ４と、を備える長方形の外形を有する。治具基準面４１０に付されたパターンＰＮ１は、第１方向Ｄ１と、第１方向Ｄ１に対して垂直な第２方向Ｄ２と、に沿って等間隔に配される複数のマーカーＭＫを含む。各マーカーＭＫは、マーカーＭＫ以外の部分とは異なる色を付された丸である。第１方向Ｄ１に沿って配されるマーカーＭＫの数と、第２方向Ｄ２に沿って配されるマーカーＭＫの数とは、異なる。より具体的には、第１方向Ｄ１に沿って配されるマーカーＭＫの数は７個であり、第２方向Ｄ２に沿って配されるマーカーＭＫの数は、９個である。すなわち、複数のマーカーＭＫは、９行×７列のマトリクス状に配されている。
【００２１】
治具基準面４１０が奇数個×奇数個に等間隔で並べて配されたマーカーＭＫを備えることにより、ユーザーは、治具基準面４１０の中心を容易に把握することができる。
【００２２】
他の平面４２０〜４７０も、それぞれ治具基準面４１０と同じ構成を有する。治具基準面４１０は、辺Ｌ１において、平面４２０と接続されている。治具基準面４１０は、辺Ｌ３において、平面４３０と接続されている。治具基準面４１０は、辺Ｌ２において、平面４４０，４５０と接続されている。治具基準面４１０は、辺Ｌ４において、平面４６０，４７０と接続されている。なお、本明細書において、「平面Ａが辺Ｘにおいて、他の平面Ｂと接続されている」とは、辺Ｘを有する面Ａが、辺Ｙを有する他の面Ｂと、辺Ｘと辺Ｙとが平行になるように、互いに接続されていることを意味する。
【００２３】
各平面４１０〜４７０をこのように配することにより、７個の平面が一列に並んで配されている態様や、７個の平面が、互いに垂直な２方向に２列に配され、その２列に配された平面がぞれぞれの列の端に位置する治具基準面４１０で接続されている態様に比べて、治具４００の外形の最大寸法を小さくすることができる。その結果、治具４００の取り扱いが容易となる。
【００２４】
図４は、平面４４０，４５０の側から第１方向Ｄ１に沿って治具４００を見た側面図である。図５は、平面４２０の側から第２方向Ｄ２に沿って治具４００を見た側面図である。ただし、技術の理解を容易にするため、図５においては、平面４２０を省略している。また、技術の理解を容易にするため、図４および図５においては、平面４２０〜４７０を治具基準面４１０に固定する構造については、図示を省略している。なお、図４および図５は、各部の正確な寸法を表すものではない。
【００２５】
平面４２０〜４７０の法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７は、基準法線Ｌｎ１に対して、互いに異なる角度θ２〜θ７を有する。平面４２０〜４７０は、治具基準面４１０の法線である基準法線Ｌｎ１に対して、それぞれの法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７がなす角度θ２〜θ７が、いずれも以下の式（１）および（２）を満たすように、治具基準面４１０に対して固定されている。平面４２０〜４７０の法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７は、互いに、基準法線Ｌｎ１に対して、対称ではない。
−９０°＜θ＜９０°    ・・・  （１）
θ≠０  ・・・  （２）
ここで、θは、θ２〜θ７。
【００２６】
なお、本明細書において、平面Ａの法線Ａに対して平面Ｂの法線Ｂがなす角度とは、平面Ａに垂直で平面Ａから平面Ａにおいてパターンが付されている側の空間に向かう向きをもつ法線ベクトルＡと、平面Ｂに垂直で平面Ｂから平面Ｂにおいてパターンが付されている側の空間に向かう向きをもつ法線ベクトルＢと、がなす角度を示す。また、平面Ａから平面Ａにおいてパターンが付されている側の空間とは、平面Ａを含む３次元空間を、平面Ａを延長した平面で分割した際、平面Ａに対して前記ステレオカメラ１７０，１７５が配置されている側の空間である。
【００２７】
また、直線Ａと直線Ｂが直線Ｃに対して「対称」であるとは、直線Ａと直線Ｂをそれぞれ直線Ｃ上の同一点と交差するまで平行移動させた際に、直線Ａと直線Ｂと直線Ｃとが同一平面内にあり、直線Ｃに対して直線Ａがなす角が、直線Ｃに対して直線Ｂがなす角と等しいことを意味する。直線Ａと直線Ｂが直線Ｃに対して「対称でない」とは、直線Ａと直線Ｂの一方または両方を平行移動させても、直線Ｃに対してそのような関係を取り得ないことを意味する。
【００２８】
平面４２０〜４７０に対応する法線ベクトルＶ２〜Ｖ７は、治具基準面４１０の基準法線ベクトルＶ１に対して、互いに異なる向きを有し、互いに、基準法線ベクトルＶ１に対して、対称となる向きを持たない（図４および図５参照）。
【００２９】
治具４００に対して、各平面４２０〜４７０においてパターンＰＮ２〜ＰＮ７が付されている側において、その法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７が、治具基準面４１０の法線Ｌｎ１と交わる場合（図４および図５参照）に、基準法線Ｌｎ１に対してそれぞれの法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７がなす角度θ２〜θ７は、正の値をとるものとする。治具４００に対して、各平面４２０〜４７０においてパターンＰＮ２〜ＰＮ７が付されている側とは逆の側において、その法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７が、治具基準面４１０の法線Ｌｎ１と交わる場合に、基準法線Ｌｎ１に対してそれぞれの法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７がなす角度θ２〜θ７は、負の値をとるものとする。
【００３０】
式（１）を満たすことから、平面４２０〜４７０に付されたパターンは、治具基準面４１０と正対する向きから撮影されることができる。このため、一度の撮影ですべての平面４１０〜４７０を撮影することができる。
【００３１】
式（２）を満たすことから、平面４２０〜４７０は、治具基準面４１０と平行ではない。このため、平面４２０〜４７０は、カメラで撮影された画像において、治具基準面４１０とは異なる情報を提供することができる。また、平面４２０〜４７０の法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７は、互いに、基準法線Ｌｎ１に対して、対称ではない。このため、平面４２０〜４７０は、カメラで撮影された画像において、相互に異なる情報を提供することができる。
【００３２】
第１実施形態において、基準法線Ｌｎ１に対して、それぞれの法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７がなす角度θ２〜θ７は、０より大きく、９０°より小さい。第１実施形態において、θ２〜θ７は、具体的には、１０°〜２０°の角度である。
【００３３】
図６は、パラメーターＣＰを校正する処理を示すフローチャートである。図６の処理は、ロボット１００と、動作制御装置２００とが、製造された後、それらが工場から出荷される前に、実行される。なお、ロボット１００と動作制御装置２００とが出荷され、運用される場所に設置された後に、再度、図６の処理が実行されることもできる。
【００３４】
ステップＳ１００において、ユーザーは、作業台５００上の位置Ｐ１〜Ｐ４のいずれかに治具４００を配置する。その際、ステップＳ２００で撮影を行うステレオカメラが配されている地点に対して、平面４１０〜４７０がステレオカメラによって撮影可能な向きで、治具４００が配される。治具基準面４１０がロボット座標系のＸＹ平面に平行な向きとなるように、治具４００が配される。
【００３５】
作業台５００上の位置Ｐ１〜Ｐ４の座標は、ロボット座標系ＲＣにおいて、既知である。また、治具基準面４１０に対する平面４２０〜４７０の相対位置および相対角度も、既知である。このため、ロボット座標系ＲＣにおいて、平面４１０〜４７０の位置および向きは既知である。
【００３６】
ステップＳ２００において、ユーザーは、パラメーターＣＰの校正を行う対象であるステレオカメラで、治具４００を撮影する。ユーザーは、たとえば、ステレオカメラ１７０で、治具４００を撮影する。ステップＳ２００の処理の結果、ステレオカメラ１７０に対して互いに異なる向きを有する７個の平面４１０〜４７０のパターンＰＮ１〜ＰＮ７が撮影される。
【００３７】
ステップＳ３００において、ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターＣＰを校正する処理が行われる。より具体的には、教示装置３００のプロセッサー３１０は、まず、画像認識を行い、ステレオカメラで得られたマーカーＭＫを含むパターンＰＮ１〜ＰＮ７の画像に基づいて、複数のマーカーＭＫを含む平面４１０〜４７０の位置および向きを特定する。
【００３８】
平面４１０〜４７０においては、縦方向に並ぶマーカーＭＫの数と、横方向に並ぶマーカーＭＫの数とが、異なっている。このため、教示装置３００のプロセッサー３１０は、各平面内において互いに垂直な二つの方向に沿って並ぶマーカーＭＫの数に基づいて、個々のマーカーの形状に基づかずに、また、ユーザーからの入力に頼ることなく、各平面４１０〜４７０の向きを特定することができる。
【００３９】
また、各平面内において互いに垂直な二つの方向に沿って並ぶマーカーＭＫの間隔のひずみ具合に基づいて、個々のマーカーの形状に基づかずに、各平面４１０〜４７０の法線Ｌｎ１〜Ｌｎ７の向きを特定することができる。各平面４１０〜４７０の位置は、ステレオカメラによって得られた画像内における各平面４１０〜４７０の画像の位置に基づいて特定することができる。
【００４０】
ステップＳ３００においては、ステレオカメラによって得られた画像から特定される平面４１０〜４７０の位置と、３次元空間におけるロボット座標系ＲＣの位置とを対応づけるパラメーターＣＰの校正が行われる。校正後のパラメーターＣＰは、教示装置３００のプロセッサー３１０によって、教示装置３００のメインメモリー３２０および動作制御装置２００の不揮発性メモリー２３０に保存される。
【００４１】
治具４００が上記のような構成を備えるため、３次元空間において、ステレオカメラが配されている地点に対して、独立の角度を有する７個の平面がステレオカメラによって一度に撮影可能なように、治具４００を配することができる（図６のＳ１００参照）。このため、ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターＣＰの校正を、効率的に行うことができる。これに対して、立方体の治具においては、同時に撮影できる面は３面であるため、パラメーターＣＰの校正に十分な情報を得るためには、治具の向きを変えて複数回の設営を行う必要がある。このため、パラメーターＣＰの校正を、効率的に行うことができない。
【００４２】
なお、ここでは、技術の理解を容易にするために、位置Ｐ１〜Ｐ４のうちの一つの位置に治具を配して、ステップＳ１００〜Ｓ３００を実行するものとして説明した。しかし、ステップＳ１００，Ｓ２００の処理を位置Ｐ１〜Ｐ４の位置で実行した後に、ステップＳ３００の処理を行ってもよい。
【００４３】
また、ここでは、技術の理解を容易にするために、一つのステレオカメラ１７０を使用して、ステップＳ１００〜Ｓ３００を実行するものとして説明した。そのようにしてステレオカメラ１７０についてのパラメーターＣＰを定めた後、ステレオカメラ１７０を使用して、ステップＳ１００〜Ｓ３００を実行することにより、ステレオカメラ１７５についてのパラメーターＣＰを定めることができる。なお、ステップＳ１００，Ｓ２００の処理をステレオカメラ１７０，１７５を使用して行い、その後、ステップＳ３００の処理を行ってもよい。
【００４４】
本実施形態において基準法線Ｌｎ１の向きを規定するベクトルＶ１を、「基準法線ベクトル」とも呼ぶ。他の平面４２０〜４７０を、「非基準平面」とも呼ぶ。法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７の向きを規定するベクトルＶ２〜Ｖ７を、「非基準法線ベクトル」とも呼ぶ。辺Ｌ１，Ｌ３を、「第１辺」とも呼ぶ。辺Ｌ２，Ｌ４を、「第２辺」とも呼ぶ。
【００４５】
Ｂ．第２実施形態：
第１実施形態においては、治具４００の平面４２０〜４７０は、治具４００に対して、各平面４２０〜４７０においてパターンＰＮ１〜ＰＮ７が付されている側において、その法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７が、治具基準面４１０の法線Ｌｎ１と交わる向きで配されている（図３〜図５参照）。しかし、第２実施形態においては、治具が備える治具基準面以外の各面は、治具基準面に対して第１実施形態とは異なる向きで配されている。第２実施形態のロボットシステムの他の点は、第１実施形態のロボットシステムと同じである。
【００４６】
図７は、治具４００Ｂを示す斜視図である。治具４００Ｂは、それぞれパターンＰＮ１Ｂ〜ＰＮ７Ｂが付された７個の平面４１０Ｂ〜４７０Ｂを含む。平面４１０Ｂ〜４７０Ｂのうち、平面４１０Ｂを治具基準面４１０Ｂとも呼ぶ。治具基準面４１０Ｂの構成は、治具基準面４１０（図２参照）と同じである。治具基準面４１０Ｂは、外形の各辺Ｌ１Ｂ〜Ｌ４Ｂにおいて他の平面４２０Ｂ〜４７０Ｂと接続されている。
【００４７】
治具４００Ｂの平面４２０Ｂ〜４７０Ｂは、治具４００Ｂに対して、各平面４２０Ｂ〜４７０ＢにおいてパターンＰＮ１Ｂ〜ＰＮ７Ｂが付されている側とは逆の側において、その法線Ｌｎ２Ｂ〜Ｌｎ７Ｂが、治具基準面４１０Ｂの基準法線Ｌｎ１Ｂと交わる向きで配されている。その結果、第２実施形態において、基準法線Ｌｎ１Ｂに対して、それぞれの法線Ｌｎ２Ｂ〜Ｌｎ７Ｂがなす角は、０より小さく、−９０°より大きい。図７においては、技術の理解を容易にするため、平面４１０Ｂ，４２０Ｂ，４６０Ｂ，４７０Ｂの法線Ｌｎ１Ｂ，Ｌｎ２Ｂ，Ｌｎ６，Ｌｎ７のみを示す。第１実施形態において、θ２〜θ７は、具体的には、−２０°〜−４０°の角度である。
【００４８】
他の平面４２０Ｂ〜４７０Ｂは、それぞれ台形または長方形の外形を有する。平面４２０Ｂ〜４７０Ｂは、平面４２０Ｂ〜４７０Ｂは、治具基準面４１０Ｂの２辺に沿った第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２と、第１方向Ｄ１または第２方向Ｄ２に垂直な方向に沿って並ぶ複数のマーカーＭＫを、それぞれ備える。各平面４１０Ｂ〜４７０Ｂにおいて、マーカーＭＫの大きさは異なっている。各平面４１０Ｂ〜４７０Ｂにおいて、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に沿って並ぶマーカーＭＫの数と、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に垂直な方向に沿って並ぶマーカーＭＫの数と、は異なっている。
【００４９】
平面４２０Ｂ〜４７０Ｂの平行な２辺のうち、治具基準面４１０Ｂから遠い方の辺Ｌｏ２〜Ｌｏ７は、共通の一つの平面内に位置する。その結果、治具４００Ｂは、平面４２０Ｂ〜４７０Ｂの辺Ｌｏ２〜Ｌｏ７を下にして、作業台５００上に安定して配されることができる。図７においては、技術の理解を容易にするため、平面４２０Ｂ，４６０Ｂ，４７０Ｂの辺Ｌｏ２Ｂ，Ｌｏ６，Ｌｏ７のみを示す。
【００５０】
このような態様としても、図６のステップＳ１００において、ユーザーは、ステップＳ２００で撮影を行うステレオカメラが配されている地点に対して、平面４１０Ｂ〜４７０Ｂがステレオカメラによって一度に撮影可能なように、作業台５００上の位置Ｐ１〜Ｐ４に、治具４００Ｂを配することができる。その結果、ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターＣＰの校正を、効率的に行うことができる。
【００５１】
本実施形態において基準法線Ｌｎ１Ｂの向きを規定するベクトルＶ１Ｂを、「基準法線ベクトル」とも呼ぶ。他の平面４２０Ｂ〜４７０Ｂを、「非基準平面」とも呼ぶ。法線Ｌｎ２Ｂ〜Ｌｎ７Ｂの向きを規定するベクトルＶ２Ｂ〜Ｖ７Ｂを、「非基準法線ベクトル」とも呼ぶ。第１方向Ｄ１に沿った辺Ｌ１Ｂ，Ｌ３Ｂを、「第１辺」とも呼ぶ。第２方向Ｄ２に沿った辺Ｌ２Ｂ，Ｌ４Ｂを、「第２辺」とも呼ぶ。
【００５２】
Ｃ．マーカーの形状の変形例：
第１および第２実施形態においては、マーカーＭＫは、マーカーＭＫ以外の部分とは異なる色を付された丸である。しかし、マーカーの形状は、他の態様とすることもできる。
【００５３】
図８は、変形例のマーカーＦ１を示す平面図である。マーカーＦ１は、中心を共有する大小二つの円環Ｆ１２，Ｆ１４から構成される。円環Ｆ１２，Ｆ１４は、円環Ｆ１４の外側の領域とは異なる同一の色を有している。円環Ｆ１２内の領域Ｆ１１と、円環Ｆ１２と円環Ｆ１４の間の領域Ｆ１３は、円環Ｆ１４の外側の領域と同じ色を有する。
【００５４】
図９は、変形例のマーカーＦ２を示す平面図である。マーカーＦ２は、円Ｆ２１と、円Ｆ２１と中心を共有し円Ｆ２１を囲む円環Ｆ２３と、から構成される。円Ｆ２１と円環Ｆ２３は、円環Ｆ２３の外側の領域とは異なる同一の色を有している。円Ｆ２１と円環Ｆ２３の間の領域Ｆ２２は、円環Ｆ２３の外側の領域と同じ色を有する。
【００５５】
マーカーＦ１，Ｆ２によれば、画像認識により、第１実施形態のマーカーＭＫに比べて、より各マーカーの中心点を正確に特定することができる。
【００５６】
図１０は、変形例のマーカーＦ３を示す平面図である。マーカーＦ３は、正五角形の領域Ｆ３１と、領域Ｆ３１と中心を共有し領域Ｆ３１を囲む幅が略一定の領域Ｆ３３と、から構成される。領域Ｆ３１と領域Ｆ３３は、領域Ｆ３３の外側の領域とは異なる同一の色を有している。正五角形の領域Ｆ３１と領域Ｆ３３の間の領域Ｆ３２は、領域Ｆ３３の外側の領域と同じ色を有する。
【００５７】
マーカーＦ３によれば、画像認識により、各マーカーの向きを特定することができる。このため、平面のパターンにおいてマーカーが縦横同数で並べられている態様においても、教示装置３００のプロセッサー３１０は、平面の向きを特定することができる。
【００５８】
Ｄ．ロボットシステムの変形例：
（１）図１１は、複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される一例を示す概念図である。この例では、ロボット１００およびその動作制御装置２００の他に、パーソナルコンピューター７００，７１０と、ＬＡＮなどのネットワーク環境を介して提供されるクラウドサービス８００とが描かれている。パーソナルコンピューター７００，７１０は、それぞれプロセッサーとメモリーとを含んでいる。また、クラウドサービス８００においてもプロセッサーとメモリーを利用可能である。プロセッサーは、コンピューター実行可能な命令を実行する。これらの複数のプロセッサーの一部または全部を利用して、動作制御装置２００および教示装置３００を含む制御部２５を実現することが可能である。また、各種の情報を記憶する記憶部も、これらの複数のメモリーの一部または全部を利用して、実現することが可能である。
【００５９】
（２）図１２は、複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される他の例を示す概念図である。この例では、ロボット１００の動作制御装置２００が、ロボット１００の中に格納されている点が図１１と異なる。この例においても、複数のプロセッサーの一部または全部を利用して、動作制御装置２００および教示装置３００を含む制御部２５を実現することが可能である。また、各種の情報を記憶する記憶部も、複数のメモリーの一部または全部を利用して、実現することが可能である。
【００６０】
Ｅ．他の形態：
Ｅ１．他の形態１：
（１）上記第１実施形態においては、マーカーＭＫの形状は丸である（図３のＰＮ１参照）。しかし、治具の各平面に付されるマーカーは、他の形状であってもよい（図８〜図１０参照）。マーカーは、マーカーの周囲の領域とは異なる色で形成された領域であればよい。ただし、治具の各平面に付されるマーカーは、その重心を求め得る形状であることが好ましい。マーカーは、治具の各平面に付されるパターンにおいて、同じ向きに配されていてもよいし、複数の異なる向きに配されていてもよい。
【００６１】
（２）上記第１実施形態においては、複数のマーカーＭＫは、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に沿って、等間隔に配されている。しかし、複数のマーカーの第１方向Ｄ１に沿った間隔と、第２方向Ｄ２に沿った間隔とは、異なっていてもよい。また、同じ方向沿って配されている複数のマーカーの間隔が、異なっていてもよい。
【００６２】
（３）上記第１実施形態においては、各平面に配されたパターンは、同一である。しかし、各平面に配されるパターンは、少なくとも一部に異なるパターンを含んでいてもよい。
【００６３】
（４）上記第１実施形態においては、治具４００は、７個の平面４１０〜４７０を含む（図３および図７参照）。しかし、治具が有する平面は、４個、５個、８個など、他の数であってもよい。ただし、治具が有する平面は、４個以上であることが好ましく、６個以上であることがより好ましく、７個以上であることがさらに好ましい。治具が有する平面が６個以上である態様によれば、一度の撮影で内部パラメーター以外のパラメーターＣＰを決定することができる。治具が有する平面が６個以上である態様によれば、一度の撮影で内部パラメーターを含むすべてのパラメーターＣＰを決定することができる。また、治具が有する平面が７個以上である態様によれば、決定されるパラメーターの精度をより高くすることができる。
【００６４】
（５）上記第１実施形態においては、治具４００の平面４２０〜４７０は、治具基準面４１０に対して、各平面４２０〜４７０においてパターンＰＮ１〜ＰＮ７が付されている側において、その法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７が、治具基準面４１０の法線Ｌｎ１と交わる向きで配されている（図３〜図５参照）。第２実施形態においては、治具４００Ｂの平面４２０Ｂ〜４７０Ｂは、治具基準面４１０Ｂに対して、各平面４２０Ｂ〜４７０ＢにおいてパターンＰＮ１Ｂ〜ＰＮ７Ｂが付されている側とは逆の側において、その法線Ｌｎ２Ｂ〜Ｌｎ７Ｂが、治具基準面４１０Ｂの法線Ｌｎ１Ｂと交わる向きで配されている（図７参照）。
【００６５】
しかし、治具基準面に対して異なる向きで配される他の面の一部が、パターンが付されている側において、その法線が治具基準面の基準法線と交わる向きで配され、他の面の他の一部が、パターンが付されている側とは逆の側において、その法線が治具基準面の基準法線と交わる向きで配されることもできる。
【００６６】
（６）上記第１実施形態においては、作業台５００上の既知の位置Ｐ１〜Ｐ４に治具４００を配して、治具４００の撮影およびパラメーターの校正処理を行うものとして説明した（図１および図６参照）。しかし、治具の配置および撮影は、他の方法で行うこともできる。
【００６７】
たとえば、ロボット１００のアーム１６０Ｌ，１６０Ｒの先端に配されたエンドエフェクターの一方または両方で治具４００を保持し、作業空間内の１以上の位置に配して、治具４００の撮影およびパラメーターの校正処理を行う態様とすることもできる。そのような態様においても、アーム１６０Ｌ，１６０Ｒの関節の角度位置に基づいて、ロボット座標系ＲＣにおける治具４００の位置および向きを特定することができる。このため、そのような態様によっても、ステレオカメラ１７０，１７５によって撮影され、得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターＣＰを校正することができる。このような態様とすれば、アームの関節の角度位置を表すパラメーターの組み合わせと、ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置とを、対応受けるパラメーターを、正確に校正することができる。
【００６８】
（７）上記実施形態においては、治具基準面４１０，４１０Ｂは、治具４００，４００Ｂを撮影する際に、ロボット座標系ＲＣのＸＹ平面と平行に配される（図２および図７参照）。しかし、治具基準面は、治具の撮影時に、３次元空間の座標系のＸＹ平面に平行に配されていなくてもよい。治具基準面は、治具の撮影時に、任意の向きで配されることができる。
【００６９】
（８）上記第１実施形態においては、位置Ｐ１〜Ｐ４に治具４００を配して、治具４００の撮影およびパラメーターの校正処理を行うものとして説明した（図１および図６参照）。しかし、治具を配置する場所の数は、１箇所や３箇所など、他の数とすることができる。ただし、作業空間内の複数の箇所に治具を配置して、撮影し、パラメーターの校正を行うことが好ましい。そのような処理を行うことにより、作業空間内のより多くの場所で、カメラに基づいて正確に特定できるように、パラメーターを校正することができる。
【００７０】
（９）上記第１実施形態においては、位置Ｐ１〜Ｐ４は、その作業台５００上の四角形の撮影範囲の４個の頂点の近傍に位置する。しかし、治具が配される位置は、他の位置であってもよい。ただし、撮影のために治具が配される位置は、ステレオカメラの撮影範囲の端部近傍にある位置を含むことが好ましい。たとえば、撮影のために治具が配される位置は、ステレオカメラの撮影範囲の中心点を挟んで逆の側に配される１以上の組の位置を含むことが好ましい。そのような態様とすることにより、作業空間内のより広い領域で、カメラに基づいて正確に特定できるように、パラメーターを校正することができる。また、撮影のために治具が配される位置は、ロボットによる作業が行われる可能性が高い位置を含むことが好ましい。そのような態様とすることにより、作業が実際に行われる場所において正確に位置を定められるように、パラメーターを校正することができる。
【００７１】
（１０）上記第１実施形態においては、治具４００は、ステレオカメラ１７０またはステレオカメラ１７５によって撮影される（図２および図６のＳ２００参照）。しかし、ロボット１００のアーム１６０Ｌ，１６０Ｒにそれぞれカメラを備え、図６のＳ２００において、それらカメラの一方または両方で治具を撮影する態様とすることもできる。そのような態様においても、カメラが取りつけられたアーム１６０Ｌ，１６０Ｒの関節の角度位置に基づいて、カメラ座標系を特定することができる。このため、そのような態様によっても、カメラによって撮影され、得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターを校正することができる。
【００７２】
なお、ロボット１００のアーム１６０Ｌ，１６０Ｒに設けられたカメラの両方で治具を撮影する態様においては、それぞれのカメラで得られた画像に基づく結果を比較して、両方の結果のズレが最小となるようにパラメーターを定めることが好ましい。
【００７３】
（１１）上記第１実施形態においては、技術の理解を容易にするため、図６の処理を１回行うものとして説明した。しかし、図６の処理を複数回行って、パラメーターを定める態様とすることもできる。そのような処理を行うことにより、得られるパラメーターの精度を高めることができる。
【００７４】
Ｅ２．他の形態２：
（１）上記第１実施形態においては、治具４００が有するすべての平面４１０〜４７０において、第１方向Ｄ１に沿って配されるマーカーＭＫの数と、第２方向Ｄ２に沿って配されるマーカーＭＫの数とは、異なる。しかし、治具が有する一部の平面においては、第１方向Ｄ１に沿って配されるマーカーＭＫの数と、第２方向Ｄ２に沿って配されるマーカーＭＫの数とは、同じであってもよい。
【００７５】
（２）上記第１実施形態においては、治具４００が有するすべての平面４１０〜４７０において、パターンＰＮ１〜ＰＮ７は、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２と、に沿って配される複数のマーカーを含む。しかし、治具が有する一部の平面においては、そのようなマーカーを含まない態様とすることもできる。たとえば、治具が有する一部の平面においては、放射状に配される複数のマーカーを含むパターンが設けられていてもよい。
【００７６】
Ｅ３．他の形態３：
上記第１実施形態においては、治具基準面４１０は、複数のマーカーＭＫを含み、第１方向Ｄ１に沿った辺Ｌ１と、第２方向Ｄ２に沿った辺Ｌ２と、を備える長方形の外形を有する（図３参照）。しかし、治具基準面４１０は、複数のマーカーＭＫを含まない態様とすることもできる。平面に配されるパターンは、たとえば、連続した一つの模様を含む態様であってもよい。また、治具基準面４１０は、５角形や６角形など、長方形以外の外形を有していてもよい。
【００７７】
Ｅ４．他の形態４：
上記第１実施形態においては、治具４００は、長方形の外形を有する治具基準面４１０の各辺と並ぶ位置に、他の平面４２０〜４７０が配されている（図３〜図５参照）。第２実施形態の治具４００Ｂにおいても同様である（図７参照）。しかし、治具が有する各平面は、たとえば、一列に配されていてもよい。
【００７８】
Ｅ５．他の形態５：
上記第１実施形態においては、治具４００は、長方形の外形を有する治具基準面４１０の各辺と並ぶ位置に、他の平面４２０〜４７０が配されている（図３〜図５参照）。第２実施形態の治具４００Ｂにおいても同様である（図７参照）。しかし、治具が有する各平面は、たとえば、それぞれ１列に配された複数の平面が各列の端において相互に接続されている態様とすることもできる。
【００７９】
Ｆ．さらに他の形態：
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００８０】
（１）本開示の一形態によれば、ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターを校正するための治具が提供される。この治具は、  Ｎを４以上の整数とするとき、パターンが付されたＮ個の平面を含み、前記Ｎ個の平面のうちの一つの平面である治具基準面に垂直で、前記治具基準面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ基準法線ベクトルに対して、前記Ｎ個の平面のうち前記治具基準面と異なる非基準平面に垂直で、前記非基準平面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ非基準法線ベクトルがなす角度θが、以下の式（１）および（２）を満たし、
−９０°＜θ＜９０°    ・・・  （１）
θ≠０  ・・・  （２）
前記Ｎ個の平面のうち、Ｎ−１個の前記非基準平面に対応する前記非基準法線ベクトルは、前記基準法線ベクトルに対して、互いに異なる向きを有し、互いに、前記基準法線ベクトルに対して、対称となる向きを持たない。
このような態様とすれば、３次元空間において、ステレオカメラが配されている地点に対して、独立の角度を有する４個以上の平面がステレオカメラによって撮影可能なように、治具を配することができる。このため、ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターの校正を、立方体の治具に比べて、効率的に行うことができる。
【００８１】
（２）上記形態の治具において、前記Ｎ個の平面のうちの１以上の平面において、前記パターンは、第１方向と、前記第１方向に対して垂直な第２方向と、に沿って配されるマトリクス状の複数のマーカーを含み、前記第１方向に沿って配される前記マーカーの数と、前記第２方向に沿って配される前記マーカーの数とは、異なる、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、治具を撮影して得られる画像に基づいて、画像認識を行うことにより、マーカーの形状に基づかずに、複数のマーカーを含む平面の向きを特定することができる。よって、効率的に校正を行うことができる。
【００８２】
（３）上記形態の治具において、前記治具基準面は、前記複数のマーカーを含み、前記第１方向に沿った第１辺と、前記第２方向に沿った第２辺と、を備える長方形の外形を有する、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、３次元空間内に治具を配する際に、ユーザーは、第１方向または第２方向のうちの一方を、所望の方向と一致させ、第１方向または第２方向のうちの他方を、所望の方向と垂直な方向に一致させることが、容易にできる。よって、効率的に校正を行うことができる。
【００８３】
（４）上記形態の治具において、前記治具基準面は、前記第１辺において、１以上の前記非基準平面と接続されており、前記第２辺において、前記第１辺とは接続されていない１以上の前記非基準平面と接続されている、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、Ｎ個の平面が一列に配されている態様に比べて、治具の外形の最大寸法を小さくすることができ、治具の取り扱いが容易となる。
【００８４】
上記形態の治具において、前記治具基準面は、前記第１方向に沿った２辺において、前記他の平面のうちの１以上の平面と接続されており、前記第２方向に沿った２辺において、前記他の平面のうちの他の１以上の平面と接続されている、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、Ｎ個の平面が、互いに垂直な２方向に２列に配され、その２列に配された平面がぞれぞれの列の端に位置する治具基準面で接続されている態様に比べて、他の平面に含まれる各平面の治具基準面からの距離を小さくすることができる。このため、より正確に校正を行うことができる。
【００８５】
（５）本開示の他の形態によれば、ロボットシステムが提供される。このロボットシステムは、対象物を取り扱うアームと、前記対象物を撮影するステレオカメラと、前記ステレオカメラによって得られる画像に基づいて前記アームを制御する制御部と、前記ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターを校正するための治具と、を含む。前記治具は、Ｎを４以上の整数とするとき、パターンが付されたＮ個の平面を含み、前記Ｎ個の平面のうちの一つの平面である治具基準面に垂直で、前記治具基準面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ基準法線ベクトルに対して、前記Ｎ個の平面のうち前記治具基準面と異なる非基準平面に垂直で、前記非基準平面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ非基準法線ベクトルがなす角度θが、以下の式（１）および（２）を満たし、
−９０°＜θ＜９０°    ・・・  （１）
θ≠０  ・・・  （２）
前記Ｎ個の平面のうち、Ｎ−１個の前記非基準平面に対応する前記非基準法線ベクトルは、前記基準法線ベクトルに対して、互いに異なる向きを有し、互いに、前記基準法線ベクトルに対して、対称となる向きをもたない。
【００８６】
（６）上記形態のロボットシステムにおいて、前記Ｎ個の平面のうちの１以上の平面において、前記パターンは、第１方向と、前記第１方向に対して垂直な第２方向と、に沿って配されるマトリクス状の複数のマーカーを含み、前記第１方向に沿って配される前記マーカーの数と、前記第２方向に沿って配される前記マーカーの数とは、異なる、態様とすることもできる。
【００８７】
（７）本開示の他の形態によれば、ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、３次元空間における位置とを対応づけるパラメーターを校正する方法が提供される。この方法は、
（ａ）治具をあらかじめ定められた位置に配置する工程であって、前記治具は、Ｎを４以上の整数とするとき、パターンが付されたＮ個の平面を含み、前記Ｎ個の平面のうちの一つの平面である治具基準面に垂直で、前記治具基準面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ基準法線ベクトルに対して、前記Ｎ個の平面のうち前記治具基準面と異なる非基準平面に垂直で、前記非基準平面から前記ステレオカメラが配置される空間に向かう向きをもつ非基準法線ベクトルがなす角度θが、以下の式（１）および（２）を満たし、
−９０°＜θ＜９０°    ・・・  （１）
θ≠０  ・・・  （２）
前記Ｎ個の平面のうち、Ｎ−１個の前記非基準平面に対応する前記非基準法線ベクトルは、前記基準法線ベクトルに対して、互いに異なる向きを有し、互いに、前記基準法線ベクトルに対して、対称となる向きを持たない、工程と、
（ｂ）前記治具を前記ステレオカメラで撮影する工程と、
（ｃ）前記ステレオカメラで得られた前記各平面のパターンの画像と、前記あらかじめ定められた位置と、に基づいて、前記ステレオカメラによって得られた画像から特定される位置と、前記あらかじめ定められた位置に基づいて得られる位置とを対応づけるパラメーターを決定し、保存する工程と、を備える。
【００８８】
（８）上記形態の校正方法において、前記Ｎ個の平面のうちの１以上の平面において、前記パターンは、第１方向と、前記第１方向に対して垂直な第２方向と、に沿って配されるマトリクス状の複数のマーカーを含み、前記第１方向に沿って配される前記マーカーの数と、前記第２方向に沿って配される前記マーカーの数とは、異なり、前記工程（ｃ）は、前記ステレオカメラで得られた前記マーカーを含む前記パターンの画像に基づいて、前記複数のマーカーを含む前記平面の向きを特定する工程を含む、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、マーカーの形状に基づかずに、複数のマーカーを含む平面の向きを特定することができる。よって、効率的に校正を行うことができる。
【００８９】
本開示は、ロボットシステム、ロボットの校正治具、ロボットの校正方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、治具の製造方法や、の校正方法を実現するコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【００９０】
上述した本開示の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部または全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部または全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部または全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部または全部を達成するために、上述した本開示の一形態に含まれる技術的特徴の一部または全部を上述した本開示の他の形態に含まれる技術的特徴の一部または全部と組み合わせて、本開示の独立した一形態とすることも可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１…ロボットシステム、２５…制御部、１００…ロボット、１１０…基台、１２０…胴部、１３０…肩部、１４０…首部、１５０…頭部、１６０Ｌ…アーム、１６０Ｒ…アーム、１７０…ステレオカメラ、１７０Ｌ，１７０Ｒ…カメラ、１７５…ステレオカメラ、１７５Ｌ，１７５Ｒ…カメラ、１８０Ｌ，１８０Ｒ…エンドエフェクター、２００…動作制御装置、２１０…プロセッサー、２２０…メインメモリー、２３０…不揮発性メモリー、２４０…表示制御部、２５０…表示部、２６０…Ｉ／Ｏインターフェース、３００…教示装置、３１０…プロセッサー、３２０…メインメモリー、３３０…不揮発性メモリー、３４０…表示制御部、３５０…表示部、３６０…Ｉ／Ｏインターフェース、４００，４００Ｂ…治具、４１０…治具基準面（平面）、４１０Ｂ…治具基準面（平面）、４２０〜４７０…平面、４２０Ｂ〜４７０Ｂ…平面、５００…作業台、７００，７１０…パーソナルコンピューター、８００…クラウドサービス、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、Ｆ１…マーカー、Ｆ１１…領域、Ｆ１２…円環、Ｆ１３…領域、Ｆ１４…円環、Ｆ２…マーカー、Ｆ２１…円、Ｆ２２…領域、Ｆ２３…円環、Ｆ３…マーカー、Ｆ３１…正五角形、Ｆ３２…領域、Ｆ３３…領域、Ｌ１，Ｌ３…第１方向Ｄ１に平行な辺、Ｌ１Ｂ…第１方向Ｄ１に平行な辺、Ｌ２，Ｌ４…第２方向Ｄ２に平行な辺、Ｌ２Ｂ…第２方向Ｄ２に平行な辺、Ｌｎ１…基準法線、Ｌｎ１Ｂ…基準法線、Ｌｎ２〜Ｌｎ７…法線、Ｌｎ２Ｂ〜Ｌｎ７Ｂ…法線、Ｌｏ２，Ｌｏ６，Ｌｏ７…辺、ＭＫ…マーカー、Ｐ１〜Ｐ４…作業台５００上の位置、ＰＮ１〜ＰＮ７…パターン、ＰＮ１Ｂ〜ＰＮ７Ｂ…パターン、ＲＣ…ロボット座標系、ＲＸ…角度位置、ＲＹ…角度位置、ＲＺ…角度位置、θ２〜θ７…基準法線Ｌｎ１に対する法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７の角度、Ｖ１…基準法線Ｌｎ１の向きを規定する基準法線ベクトル、Ｖ２〜Ｖ７…法線Ｌｎ２〜Ｌｎ７の向きを規定する非基準法線ベクトル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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