(57)【要約】      （修正有）【課題】対象物の位置又は姿勢を計測する計測時間を短縮するのに有利な計測装置を提供する。【解決手段】互いに異なる波長の光で照明された前記対象物をそれぞれが撮像して、画像を取得する複数の撮像部と、画像処理を施して前記対象物の位置又は姿勢を演算する演算部と、前記複数の撮像部を選択的に接続する通信中継部と、演算するために必要となる前記画像処理の負荷に応じて、前記通信中継部を介して前記演算部に転送する画像の順番を設定する設定部と、を有し、前記通信中継部は、前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像が前記設定部で設定された順番で前記演算部に転送されるように、前記演算部に対して前記複数の撮像部を順次接続し、前記演算部は、前記通信中継部を介して前記複数の撮像部のそれぞれから転送される画像を取得する取得処理と並行して、前記取得処理で取得された画像に前記画像処理を施すことを特徴とする計測装置を提供する。【選択図】図３
2020094983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の位置又は姿勢を計測する計測装置であって、
互いに異なる波長の光で照明された前記対象物をそれぞれが撮像して、前記互いに異なる波長の光のそれぞれに対応する画像を取得する複数の撮像部と、
前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像に画像処理を施して前記対象物の位置又は姿勢を演算する演算部と、
前記演算部に対して前記複数の撮像部を選択的に接続する通信中継部と、
前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像のそれぞれについて、前記対象物の位置又は姿勢を演算するために必要となる前記画像処理の負荷に応じて、前記通信中継部を介して前記演算部に転送する画像の順番を設定する設定部と、
を有し、
前記通信中継部は、前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像が前記設定部で設定された順番で前記演算部に転送されるように、前記演算部に対して前記複数の撮像部を順次接続し、
前記演算部は、前記通信中継部を介して前記複数の撮像部のそれぞれから転送される画像を取得する取得処理と並行して、前記取得処理で取得された画像に前記画像処理を施すことを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記対象物の位置又は姿勢を演算するために必要となる前記画像処理の負荷を入力する入力部を更に有し、
前記設定部は、前記入力部によって入力された前記画像処理の負荷に応じて、前記通信中継部を介して前記演算部に転送する画像の順番を設定することを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記対象物の３次元形状に関する情報を取得する取得部を更に有し、
前記設定部は、前記取得部によって取得された情報から得られる前記対象物の位置又は姿勢を演算するために必要となる前記画像処理の負荷に応じて、前記通信中継部を介して前記演算部に転送する画像の順番を設定することを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項４】
前記通信中継部は、前記演算部と前記複数の撮像部のうちいずれか１つの撮像部とを接続する１つの通信ラインを含み、前記１つの通信ラインを介して、前記演算部に対して前記複数の撮像部を選択的に接続することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項５】
前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像を記憶するメモリを更に有し、
前記メモリに記憶された画像が前記通信中継部を介して前記演算部に転送されることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項６】
前記メモリは、前記複数の撮像部のそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項５に記載の計測装置。
【請求項７】
前記メモリは、前記複数の撮像部と前記通信中継部との間に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の計測装置。
【請求項８】
前記通信中継部は、前記演算部に対する前記複数の撮像部の接続を選択的に切り替え可能とするスイッチングハブを含むことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項９】
前記複数の撮像部は、前記通信中継部を介して、前記複数の撮像部の間で接続されることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項１０】
それぞれが前記互いに異なる波長の光で前記対象物を照明する複数の照明部を更に有し、
前記複数の照明部は、第１波長のパターン光で前記対象物を照明する第１照明部と、前記第１波長とは異なる第２波長の光で前記対象物を均一に照明する第２照明部と、を含み、
前記複数の撮像部は、前記第１照明部によって照明された前記対象物を撮像して第１画像を取得する第１撮像部と、前記第２照明部によって照明された前記対象物を撮像して第２画像を取得する第２撮像部と、を含むことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項１１】
前記演算部は、前記第１撮像部で取得された前記第１画像から前記対象物の３次元形状に関する３次元情報を求め、前記第２撮像部で取得された前記第２画像から前記対象物の２次元形状に関する２次元情報を求め、前記３次元情報及び前記２次元情報に基づいて前記対象物の位置又は姿勢を演算することを特徴とする請求項１０に記載の計測装置。
【請求項１２】
対象物の位置又は姿勢を計測する計測装置であって、
互いに異なる波長の光で照明された前記対象物をそれぞれが撮像して、前記互いに異なる波長の光のそれぞれに対応する画像を取得する複数の撮像部と、
前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像に画像処理を施して前記対象物の位置又は姿勢を演算する演算部に対して前記複数の撮像部を選択的に接続する通信中継部と、
前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像のそれぞれについて、前記対象物の位置又は姿勢を演算するために必要となる前記画像処理の負荷に応じて、前記通信中継部を介して前記演算部に転送する画像の順番を設定する設定部と、
を有し、
前記通信中継部は、前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像が前記設定部で設定された順番で前記演算部に転送されるように、前記演算部に対して前記複数の撮像部を順次接続することを特徴とする計測装置。
【請求項１３】
対象物の位置又は姿勢を計測する計測装置と、
前記計測装置で計測された前記対象物の位置又は姿勢に基づいて、前記対象物を把持する把持装置と、
を有し、
前記計測装置は、請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の計測装置を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１４】
対象物の位置又は姿勢を計測する計測装置と、前記計測装置で計測された前記対象物の位置又は姿勢に基づいて、前記対象物を把持する把持装置とを備え、前記対象物を組み立てる処理を行うシステムであって、
前記計測装置は、
互いに異なる波長の光で照明された前記対象物をそれぞれが撮像して、前記互いに異なる波長の光のそれぞれに対応する画像を取得する複数の撮像部と、
前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像に画像処理を施して前記対象物の位置又は姿勢を演算する演算部と、
前記演算部に対して前記複数の撮像部を選択的に接続する通信中継部と、
前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像のそれぞれについて、前記処理の工程に応じて、前記通信中継部を介して前記演算部に転送する画像の順番を設定する設定部と、
を有し、
前記通信中継部は、前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像が前記設定部で設定された順番で前記演算部に転送されるように、前記演算部に対して前記複数の撮像部を順次接続し、
前記演算部は、前記通信中継部を介して前記複数の撮像部のそれぞれから転送される画像を取得する取得処理と並行して、前記取得処理で取得された画像に前記画像処理を施すことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
対象物の位置又は姿勢を計測する計測装置と、前記計測装置で計測された前記対象物の位置又は姿勢に基づいて、前記対象物を把持する把持装置とを備え、前記対象物を組み立てる処理を行うシステムであって、
前記計測装置は、
互いに異なる波長の光で照明された前記対象物をそれぞれが撮像して、前記互いに異なる波長の光のそれぞれに対応する画像を取得する複数の撮像部と、
前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像に画像処理を施して前記対象物の位置又は姿勢を演算する演算部に対して前記複数の撮像部を選択的に接続する通信中継部と、
前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像のそれぞれについて、前記処理の工程に応じて、前記通信中継部を介して前記演算部に転送する画像の順番を設定する設定部と、
を有し、
前記通信中継部は、前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像が前記設定部で設定された順番で前記演算部に転送されるように、前記演算部に対して前記複数の撮像部を順次接続することを特徴とするシステム。
【請求項１６】
前記処理は、前記対象物を組み立てる前に前記対象物の組立先における前記対象物の位置又は姿勢を計測する第１工程と、
前記把持装置が前記対象物を把持する前に前記計測装置で前記対象物の位置又は姿勢を計測する第２工程と、
前記把持装置が前記対象物を把持している状態において前記計測装置で前記対象物の位置又は姿勢を計測する第３工程と、
前記対象物を組み立てた後に前記対象物の組立先における前記対象物の位置又は姿勢を計測する第４工程と、を含むことを特徴とする請求項１４又は１５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ロボット技術の発展に伴い、工業製品の組立（組付）などの複雑な工程をロボットが担うようになってきている。ロボットによる組立工程を実現するためには、ロボットのハンド（アーム）などのエンドエフェクタと把持対象の部品との間の相対的な位置姿勢を計測することが必要となる。例えば、ロボットによる組立工程で必要となる計測として、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）が挙げられる。
（ａ）組立配置先における部品の位置姿勢を計測する部品配置先計測
（ｂ）ばら積みされた複数の部品から把持可能な部品の位置姿勢を計測する部品把持計測
（ｃ）部品を把持した状態で生じる把持ずれ（部品の位置ずれ）を計測する把持ずれ計測
（ｄ）組立配置後のずれが許容範囲内か否かを確認する組立／配置計測
部品を撮像して得られる画像に基づいて部品の位置姿勢を計測する計測装置が従来から提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、２次元（２Ｄ）画像から得られるエッジ情報と、パターン投影法などの３次元計測法から得られる３次元（３Ｄ）画像とを用いて、ＣＡＤなどのモデルとフィッティングすることで部品の位置姿勢を求める技術が開示されている。なお、組立工程の高速化に適応するためには、ロボットを移動させながら部品（又は対象箇所）の位置姿勢を計測する必要がある。そこで、２Ｄ画像用の照明とパターン光を投影する３Ｄ画像用の照明とから、互いに波長が異なる光で部品を同時に照明する。また、部品で反射した光を、撮像レンズを介して集光して、ダイクロイックプリズムなどの波長分割素子で波長が異なる２つの光に分割し、２つの撮像素子を用いて２Ｄ画像と３Ｄ画像とを取得する。そして、２Ｄ画像及び３Ｄ画像のそれぞれから部品のエッジ情報及び３次元情報を演算することで、部品の位置姿勢を求めている。
【０００３】
このような計測装置は、一般的に、ロボットのハンドなどのエンドエフェクタの近傍に設けられるため、ロボットの可動範囲を制約することを防止するために、計測装置には小型であることが要求される。従って、計測装置にハブ（スイッチングハブ）やブリッジなどの通信中継部を内蔵させ、計測装置が備える複数の撮像部（通信機器）と演算部（ＰＣ）との間のインタフェース（通信ポート）を１つに集約することで、計測装置の小型化が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−４９１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、計測装置が備える複数の撮像部を１つの通信ポートに集約すると、例えば、複数の画像データ（大容量データ）を同時に伝送する場合に、演算部に接続されるポートの伝送容量を超え、画像の伝送に時間を要することがある。この場合、部品を撮像してから部品の位置姿勢が得られるまでの時間、即ち、計測時間が長くなってしまう。このような問題は、計測装置が備える複数の撮像部を１つの通信ポートに集約する場合に限らず、撮像部の数が通信ポートの数よりも多い場合に生じる。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、対象物の位置又は姿勢を計測する計測時間を短縮するのに有利な計測装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての計測装置は、対象物の位置又は姿勢を計測する計測装置であって、互いに異なる波長の光で照明された前記対象物をそれぞれが撮像して、前記互いに異なる波長の光のそれぞれに対応する画像を取得する複数の撮像部と、前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像に画像処理を施して前記対象物の位置又は姿勢を演算する演算部と、前記演算部に対して前記複数の撮像部を選択的に接続する通信中継部と、前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像のそれぞれについて、前記対象物の位置又は姿勢を演算するために必要となる前記画像処理の負荷に応じて、前記通信中継部を介して前記演算部に転送する画像の順番を設定する設定部と、を有し、前記通信中継部は、前記複数の撮像部のそれぞれで取得された画像が前記設定部で設定された順番で前記演算部に転送されるように、前記演算部に対して前記複数の撮像部を順次接続し、前記演算部は、前記通信中継部を介して前記複数の撮像部のそれぞれから転送される画像を取得する取得処理と並行して、前記取得処理で取得された画像に前記画像処理を施すことを特徴とする。
【０００８】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、対象物の位置又は姿勢を計測する計測時間を短縮するのに有利な計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一側面としてのロボットシステムの構成を示す概略図である。
【図２】ロボットシステムで行われる組立処理を説明するための図である。
【図３】本発明の一側面としての計測装置の構成を示す概略図である。
【図４】本実施形態における計測処理のタイミングチャートを示す図である。
【図５】比較例における計測処理のタイミングチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本発明の一側面としてのロボットシステム１の構成を示す概略図である。ロボットシステム１は、工業製品の組立（組付）などに用いられるシステムであって、工業製品の部品である対象物２００を把持して組み立てる組立処理を行う。ロボットシステム１は、対象物２００の位置又は姿勢（以下、「位置姿勢」と称する）を計測する計測装置１００と、計測装置で計測された対象物２００の位置姿勢に基づいて対象物２００を把持する把持装置１１０とを有する。
【００１３】
まず、把持装置１１０について説明する。把持装置１１０は、例えば、ロボットアーム、ハンド及びロボット制御部１０９を有する。把持装置１１０は、ロボットアームの先端に設けられたハンドによって対象物２００を把持する。ロボット制御部１０９は、ロボットシステム１において、対象物２００を組み立てる組立処理を制御する。
【００１４】
図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）及び図２（ｄ）を参照して、組立処理について説明する。ロボットシステム１では、組立処理として、部品配置先計測工程と、部品把持計測工程と、把持ずれ計測工程と、組立／配置計測工程とを含む。部品配置先計測処理は、図２（ａ）に示すように、対象物２００を組み立てる前に対象物２００の組立配置先（組立先）における対象物２００の位置姿勢を計測する第１工程である。部品把持計測工程は、図２（ｂ）に示すように、対象物２００を把持する前に、ばら積みされた複数の対象物２００から把持可能な対象物２００の位置姿勢を計測する第２工程である。把持ずれ計測工程は、図２（ｂ）に示すように、対象物２００を把持している状態において対象物２００の位置姿勢を計測して、対象物２００を把持した状態で生じる把持ずれ（対象物２００の位置ずれ）を求める第３工程である。組立／配置計測工程は、図２（ｄ）に示すように、対象物２００を組み立てた後に、対象物２００の組立配置先における対象物２００の位置を計測して、組立配置後の対象物２００のずれが許容範囲内か否かを確認する第４工程である。
【００１５】
次に、計測装置１００について説明する。図３は、計測装置１００の構成を示す概略図である。計測装置１００は、第１照明部１０６と、第１撮像部１０２と、第２照明部１０７と、第２撮像部１０３と、照明制御部１０８と、制御部１０１と、通信中継部１０４と、演算部１０５とを有する。
【００１６】
第１照明部１０６及び第２照明部１０７は、互いに異なる波長の光で対象物を照明する。第１照明部１０６及び第２照明部１０７は、それぞれ、ＬＥＤなどの光源を含む。第１照明部１０６は、第１波長のパターン光（パターン投影法におけるパターン光）で対象物を照明する。第２照明部１０７は、第１波長とは異なる第２波長の光で対象物を均一に照明する。
【００１７】
第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３は、互いに異なる波長の光で照明された対象物２００をそれぞれが撮像して、互いに異なる波長の光のそれぞれに対応する画像を取得する。第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３は、それぞれ、ＣＯＭＳセンサなどの２次元センサを含む。また、第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３は、互いに異なる複数の光を分光するために、分光フィルタや分光プリズムなどの分光素子を含む。本実施形態では、第１撮像部１０２は、第１照明部１０６によって照明された対象物２００を撮像して対象物２００の３次元（３Ｄ）画像（第１画像）を取得する。第２撮像部１０３は、第２照明部１０７によって照明された対象物２００を撮像して対象物２００の２次元（２Ｄ）画像（第２画像）を取得する。
【００１８】
通信中継部１０４は、演算部１０５に対して複数の撮像部、本実施形態では、第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３を選択的に接続する。
通信中継部１０４は、例えば、演算部１０５と第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３のうちいずれか１つの撮像部とを接続する１つの通信ラインを含む。通信中継部１０４は、かかる１つの通信ラインを介して、演算部１０５に対して第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３を選択的に接続する。具体的には、通信中継部１０４は、演算部１０５に対する第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３の接続を選択的に切り替え可能とするスイッチングハブ（ＳＷ−ＨＵＢ）を含む。第１撮像部１０２で取得された３Ｄ画像及び第２撮像部１０３で取得された２Ｄ画像は、通信中継部１０４を介して、演算部１０５に転送（伝送）される。
【００１９】
演算部１０５は、通信中継部１０４を介して転送された３Ｄ画像及び２Ｄ画像のそれぞれに対して画像処理を施して対象物２００の位置姿勢を演算する。３Ｄ画像に施す画像処理は、例えば、パターン投影法による検出アルゴリズムによって３Ｄ画像上のパターン光（計測線）を検出して、三角測量の原理に基づいて計測線上に対応する３次元点群データ（３次元形状に関する３次元情報）を取得する処理である。２Ｄ画像に施す画像処理は、例えば、２Ｄ画像上において輝度分布のエッジ（エッジデータ）を検出し、エッジデータのインデックスマップ（２次元形状に関する２次元情報）を生成する処理である。演算部１０５は、３次元点群データ及びエッジインデックスマップと、対象物２００のＣＡＤデータなどのモデルとをＭ推定法などのアルゴリズムに基づいて、モデルフィッティングすることによって対象物２００の位置姿勢を演算する。演算部１０５で演算された対象物２００の位置姿勢は、ロボット制御部１０９に通知される。ロボット制御部１０９は、演算部１０５から通知された対象物２００の位置姿勢に基づいて、把持装置１１０（ロボットアーム）を操作（制御）する。
【００２０】
制御部１０１は、計測装置１００の各部を制御する。制御部１０１は、本実施形態では、第１撮像部１０２で取得された３Ｄ画像及び第２撮像部１０３で取得された２Ｄ画像のいずれかを先行（優先）して演算部１０５に転送するための機能を有する。対象物２００を把持して組み立てる組立処理では、対象物２００の位置姿勢の関係によって、３Ｄ画像及び２Ｄ画像に施すべき画像処理の負荷（処理負荷及び処理時間）が異なる。制御部１０１は、組立処理における対象物２００の位置姿勢に対して、ＣＡＤデータなどのモデルから計測範囲やかかる計測範囲内における計測点数などの計測条件に基づいて、３Ｄ画像及び２Ｄ画像のうちどちらの画像処理の負荷が大きいかを判定する。そして、制御部１０１は、３Ｄ画像及び２Ｄ画像のうち画像処理の負荷が大きい方の画像が先行して演算部１０５に転送されるように、通信中継部１０４を制御する（即ち、通信中継部１０４に画像を転送する順番を設定する）。このように、制御部１０１は、複数の撮像部で取得された画像のそれぞれについて、対象物２００の位置姿勢を演算するために必要となる画像処理の負荷に応じて、通信中継部１０４を介して演算部１０５に転送する画像の順番を設定する設定部として機能する。なお、このような機能は、演算部１０５に設けてもよい。
【００２１】
対象物２００の位置姿勢を演算するために必要となる画像処理の負荷に応じて、通信中継部１０４を介して演算部１０５に転送する画像の順番を設定する設定処理について具体的に説明する。ここでは、対象物２００を把持して組み立てる組立処理の工程に応じて、演算部１０５に転送する画像の順番を設定する場合を例に説明する。
【００２２】
例えば、図２（ａ）に示す部品配置先計測工程では、対象物２００を組み立てる組立配置先２０１の概略位置姿勢が既知である。特に、計測対象が平面形状又は平面上にある場合には、平面の傾き及び距離が３Ｄ画像から認識できればよい。このような場合には、３Ｄ画像の全体に対して画像処理を施す必要はなく、少なくとも３点の３Ｄ情報が得られれば、平面の傾き及び距離を求めることが可能となる。従って、３Ｄ画像に施す画像処理の負荷が２Ｄ画像に施す画像処理の負荷よりも小さくなる。そこで、部品配置先計測工程では、まず、２Ｄ画像を先行して演算部１０５に転送し、２Ｄ画像が演算部１０５に転送された後で３Ｄ画像を演算部１０５に転送するように、演算部１０５に転送する画像の順番を設定する。通信中継部１０４は、このようにして設定された順番で３Ｄ画像及び２Ｄ画像が演算部１０５に転送されるように、演算部１０５に対して第２撮像部１０３及び第１撮像部１０２を順次接続する。また、演算部１０５では、第１撮像部１０２から転送される３Ｄ画像を取得する取得処理と並行して、演算部１０５に既に転送されている２Ｄ画像に画像処理を施す。このように、２Ｄ画像を先行して演算部１０５に転送し、３Ｄ画像を後続して演算部１０５に転送するのと並行して、演算部１０５が２Ｄ画像に画像処理を施すことで、全体の計測時間を短縮することが可能となる。
【００２３】
また、図２（ｃ）に示す把持ずれ計測工程では、把持装置１１０に把持された対象物２００と計測装置１００との距離や把持装置１１０による対象物２００の把持位置が既知である。このような場合には、３Ｄ画像の全体に対して画像処理を施す必要はなく、例えば、数点又は数箇所の代表点のみから３Ｄ情報が得られれば十分である。従って、３Ｄ画像に施す画像処理の負荷が２Ｄ画像に施す画像処理の負荷よりも小さくなる。そこで、把持ずれ計測工程では、まず、２Ｄ画像を先行して演算部１０５に転送し、２Ｄ画像が演算部１０５に転送された後で３Ｄ画像を演算部１０５に転送するように、演算部１０５に転送する画像の順番を設定する。このようにして設定された順番で３Ｄ画像及び２Ｄ画像が演算部１０５に転送されるように、演算部１０５に対して第２撮像部１０３及び第１撮像部１０２を順次接続する。また、演算部１０５では、第１撮像部１０２から転送される３Ｄ画像を取得する取得処理と並行して、演算部１０５に既に転送されている２Ｄ画像に画像処理を施す。このように、２Ｄ画像を先行して演算部１０５に転送し、３Ｄ画像を後続して演算部１０５に転送するのと並行して、演算部１０５が２Ｄ画像に画像処理を施すことで、全体の計測時間を短縮することが可能となる。
【００２４】
図２（ｂ）に示す部品把持計測工程では、一般的に、複数の対象物２００が第１撮像部１０２や第２撮像部１０３の視野内全体にばら積みされている場合が多く、３Ｄ画像の全体に対して画像処理を施す必要がある。従って、３Ｄ画像に施す画像処理の負荷が２Ｄ画像に施す画像処理の負荷よりも大きくなる。そこで、部品把持計測工程では、まず、３Ｄ画像を先行して演算部１０５に転送し、３Ｄ画像が演算部１０５に転送された後で２Ｄ画像を演算部１０５に転送するように、演算部１０５に転送する画像の順番を設定する。このようにして設定された順番で３Ｄ画像及び２Ｄ画像が演算部１０５に転送されるように、演算部１０５に対して第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３を順次接続する。また、演算部１０５では、第２撮像部１０３から転送される２Ｄ画像を取得する取得処理と並行して、演算部１０５に既に転送されている３Ｄ画像に画像処理を施す。このように、３Ｄ画像を先行して演算部１０５に転送し、２Ｄ画像を後続して演算部１０５に転送するのと並行して、演算部１０５が３Ｄ画像に画像処理を施すことで、全体の計測時間を短縮することが可能となる。
【００２５】
図２（ｄ）に示す組立／配置計測工程については、図２（ａ）に示す部品配置先計測工程や図２（ｃ）に示す把持ずれ計測工程と同様に、３Ｄ画像に施す画像処理の負荷が２Ｄ画像に施す画像処理の負荷よりも小さくなる。そこで、組立／配置計測工程では、まず、２Ｄ画像を先行して演算部１０５に転送し、２Ｄ画像が演算部１０５に転送された後で３Ｄ画像を演算部１０５に転送するように、演算部１０５に転送する画像の順番を設定する。このようにして設定された順番で３Ｄ画像及び２Ｄ画像が演算部１０５に転送されるように、演算部１０５に対して第２撮像部１０３及び第１撮像部１０２を順次接続する。また、演算部１０５では、第１撮像部１０２から転送される３Ｄ画像を取得する取得処理と並行して、演算部１０５に既に転送されている２Ｄ画像に画像処理を施す。このように、２Ｄ画像を先行して演算部１０５に転送し、３Ｄ画像を後続して演算部１０５に転送するのと並行して、演算部１０５が２Ｄ画像に画像処理を施すことで、全体の計測時間を短縮することが可能となる。
【００２６】
このように、本実施形態では、対象物２００の位置姿勢を演算するために必要となる画像処理の負荷に応じて、演算部１０５に転送する画像の順番（例えば、３Ｄ画像及び２Ｄ画像のいずれの画像を先行して転送するか）を設定する。なお、本実施形態では、対象物２００を把持して組み立てる組立処理の工程に応じて、画像処理の負荷を推定しているが、これに限定されるものではない。例えば、ユーザの操作によって画像処理の負荷を入力する入力部を設けて、かかる入力部によって入力された画像処理の負荷に応じて、演算部１０５に転送する画像の順番を設定してもよい。また、対象物２００の３次元形状に関する情報、具体的には、対象物２００のＣＡＤデータを取得する取得部を設けて、かかるＣＡＤデータから得られる画像処理の負荷に応じて、演算部１０５に転送する画像の順番を設定してもよい。
【００２７】
また、以下に説明するように、対象物２００を把持して組み立てる組立処理の工程や対象物２００の形状などを指定することなく、第１撮像部１０２で取得された３Ｄ画像や第２撮像部１０２で取得された２Ｄ画像から画像処理の負荷を推定することも可能である。演算部１０５に転送する画像の順番を設定してもよい。まず、第１撮像部１０２で取得された３Ｄ画像や第２撮像部１０２で取得された２Ｄ画像に対して２値化処理などの簡易的な画像処理を施して得られる画像、又は、３Ｄ画像や２Ｄ画像の一部を抽出した画像を生成する。ここで生成する画像は、転送時間を微少にするために、元の画像よりもデータサイズを小さくする。次いで、３Ｄ画像や２Ｄ画像から生成された各画像を演算部１０５に転送し、それぞれの画像について、演算部１０５で画像処理の負荷を推定する。このようにして推定された画像処理の負荷に応じて、演算部１０５に転送する画像の順番を設定してもよい。
【００２８】
図４は、本実施形態のロボットシステム１の計測装置１００における対象物２００の位置姿勢を計測する計測処理のタイミングチャートを示す図である。演算部１０５（又はロボット制御部１０９などの外部接続機器）から出力される計測指示（外部トリガ）を制御部１０１で受信し、第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３に撮像開始を指示する。これにより、第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３のそれぞれで撮像が開始される。同時に、制御部１０１から照明制御部１０８を介して第１照明部１０６及び第２照明部１０７に照明開始が指示され、第１照明部１０６及び第２照明部１０７のそれぞれで照明が開始される。露光期間（露光時間）などの露光条件や電流値の設定などの照明条件については事前に設定されているものとする。
【００２９】
第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３のそれぞれでは、各撮像部に設定された期間の露光が行われ、３Ｄ画像及び２Ｄ画像が取得される。本実施形態では、上述したように、通信中継部１０４を介して演算部１０５に転送する画像の順番（３Ｄ画像及び２Ｄ画像のいずれかの画像を先行して演算部１０５に転送するのか）が事前に設定されている。従って、３Ｄ画像及び２Ｄ画像のいずれかの画像が通信中継部１０４を介して演算部１０５に転送される。図４では、３Ｄ画像が先行して演算部１０５に転送される設定を仮定している。３Ｄ画像及び２Ｄ画像のいずれかの画像を先行して転送するために、通信中継部１０４にて先行して転送する通信ライン（ポート）を指定する。そして、先行する画像を転送した後に、通信中継部１０４にて後続して転送する通信ラインを指定し、後続する画像を転送する。ここで、後続して転送する画像については、例えば、第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３のそれぞれに設けられているメモリに一時的に記憶される。但し、このような画像を記憶するメモリは、第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３のそれぞれに設けられていなくてもよく、第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３と通信中継部１０４との間に設けられていればよい。
【００３０】
また、第１撮像部１０２及び第２撮像部１０３にて先行する画像を転送する撮像部を指定し、指定された撮像部からの画像転送の完了を受けて、他方の撮像部からの画像転送を開始してもよい。ここで、画像転送の完了を示す信号は、撮像部の間を接続する専用ケーブルで送信してもよいし、通信中継部１０４を介して通信ラインで送信してもよい。なお、通信中継部１０４を介して複数の撮像部の間を接続することで、専用ケーブルやインタフェースを追加することが不要となるため、計測装置１００（ロボットシステム１）の小型化に有利となる。
【００３１】
演算部１０５では、通信中継部１０４を介して第２撮像部１０３から転送される２Ｄ画像を取得する取得処理（画像転送）と並行して、先行して取得された３Ｄ画像に画像処理が施される。３Ｄ画像に対する画像処理が完了した後に、２Ｄ画像に対する画像処理が開始される。そして、２Ｄ画像に対する画像処理が完了した後に、対象物２００の位置姿勢を求めるための演算が行われる。
【００３２】
図５は、比較例としての従来技術における対象物２００の位置姿勢を計測する計測処理のタイミングチャートを示す図である。従来技術では、ＳＷ−ＨＵＢなどの通信中継部を介して、３Ｄ画像及び２Ｄ画像をパケット単位で自動的に切り替えながら伝送するため、３Ｄ画像及び２Ｄ画像の転送がほぼ同時に開始されほぼ同時に完了する。従って、複数の処理間で待ち時間が発生する。一方、本実施形態では、図４に示すように、先行して転送される画像に対する画像処理と、後続する画像を取得（転送）する取得処理（転送処理）とを並行して行うことによって、複数の処理間の待ち時間を低減し、実効的な計測時間を低減することができる。
【００３３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１００：計測装置    １０１：制御部    １０２：第１撮像部    １０３：第２撮像部    １０４：通信中継部    １０５：演算部    １０６：第１照明部    １０７：第２照明部    １０８：照明制御部
【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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