(57)【要約】【課題】対象物の位置姿勢を精度よく計測するために有利な技術を提供する。【解決手段】対象物の位置姿勢を計測する計測装置は、第１光で前記対象物を照明しながら前記対象物を撮像する第１撮像部と、第２光で前記対象物を照明しながら前記対象物を撮像する第２撮像部と、前記第１撮像部および前記第２撮像部でそれぞれ得られた画像に基づいて、前記対象物の位置姿勢を求める処理部と、を含み、前記処理部は、前記第１撮像部および前記第２撮像部に対して共通の露光時間を設定し、前記共通の露光時間に基づいて、前記第１撮像部および前記第２撮像部でそれぞれ目標光量が得られるように、前記対象物を照明する前記第１光の強度および前記第２光の強度をそれぞれ調整する。【選択図】図２Ａ
2020064034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の位置姿勢を計測する計測装置であって、
第１光で前記対象物を照明しながら前記対象物を撮像する第１撮像部と、
第２光で前記対象物を照明しながら前記対象物を撮像する第２撮像部と、
前記第１撮像部および前記第２撮像部でそれぞれ得られた画像に基づいて、前記対象物の位置姿勢を求める処理部と、
を含み、
前記処理部は、前記第１撮像部および前記第２撮像部に対して共通の露光時間を設定し、前記共通の露光時間に基づいて、前記第１撮像部および前記第２撮像部でそれぞれ目標光量が得られるように、前記対象物を照明する前記第１光の強度および前記第２光の強度をそれぞれ調整する、ことを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記第１撮像部に設定された第１基準露光時間、および前記第２撮像部に設定された第２基準露光時間のうち長い方を、前記共通の露光時間として設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記共通の露光時間を設定する前に、前記第１基準露光時間および前記第２基準露光時間を設定する、ことを特徴とする請求項２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記処理部は、
前記第１基準露光時間を、前記第１光を最大強度としたときに前記第１撮像部で第１目標光量が得られる露光時間に設定し、
前記第２基準露光時間を、前記第２光を最大強度としたときに前記第２撮像部で第２目標光量が得られる露光時間に設定する、ことを特徴とする請求項２に記載の計測装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記第１撮像部で第１目標光量が得られる前記第１光の強度と露光時間との対応関係を示す第１情報、および、前記第２撮像部で第２目標光量が得られる前記第２光の強度と露光時間との対応関係を示す第２情報に基づいて、前記共通の露光時間を設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項６】
前記処理部は、前記第１情報および前記第２情報に基づいて、前記第１撮像部で前記第１目標光量を得るための前記第１光の強度を実現可能な露光時間の範囲と、前記第２撮像部で前記第２目標光量を得るための前記第２光の強度を実現可能な露光時間の範囲との重複部分のうち、最小の露光時間を前記共通の露光時間として設定する、ことを特徴とする請求項５に記載の計測装置。
【請求項７】
前記第１撮像部の目標光量は、前記第１撮像部で得られた画像が目標明るさになるように設定され、前記第２撮像部の目標光量は、前記第２撮像部で得られた画像が目標明るさになるように設定されている、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項８】
前記処理部は、前記計測装置と前記対象物との距離に応じて、前記共通の露光時間を変更する、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項９】
前記処理部は、前記距離が長くなるにつれて前記共通の露光時間が長くなるように、前記共通の露光時間を変更する、ことを特徴とする請求項８に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記処理部は、前記第１撮像部に予め設定された第１基準露光時間と前記第２撮像部に予め設定された第２基準露光時間とに基づいて決定された前記共通の露光時間を、前記距離に基づいて補正することにより、前記共通の露光時間を変更する、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の計測装置。
【請求項１１】
前記処理部は、補正後の前記共通の露光時間が上限露光時間を超える場合、補正後の前記共通の露光時間の代わりに前記上限露光時間を用いて、前記第１撮像部および前記第２撮像部に前記対象物を撮像させる、ことを特徴とする請求項１０に記載の計測装置。
【請求項１２】
前記処理部は、前記第１撮像部に予め設定された第１基準露光時間と、前記第２撮像部に予め設定された第２基準露光時間とを前記距離に基づいてそれぞれ補正し、補正後の前記第１基準露光時間および前記第２基準露光時間に基づいて前記共通の露光時間を決定することにより、前記共通の露光時間を変更する、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の計測装置。
【請求項１３】
前記処理部は、補正後の前記第１基準露光時間および前記第２基準露光時間のうち少なくとも一方が上限露光時間を超える場合、前記少なくとも一方の代わりに前記上限露光時間を用いて前記共通の露光時間を決定する、ことを特徴とする請求項１２に記載の計測装置。
【請求項１４】
前記処理部は、変更後の前記共通の露光時間に基づいて、前記第１撮像部および前記第２撮像部でそれぞれ目標光量が得られるように、前記第１光の強度および前記第２光の強度をそれぞれ調整する、ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の計測装置。
【請求項１５】
前記第１光および前記第２光は、互いに波長が異なる、ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項１６】
前記第１撮像部および前記第２撮像部は、前記共通の露光時間で同時に前記対象物を撮像する、ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項１７】
第１光で対象物を照明しながら前記対象物を撮像する第１撮像部と、第２光で前記対象物を照明しながら前記対象物を撮像する第２撮像部とを有し、前記第１撮像部および前記第２撮像部でそれぞれ得られた画像に基づいて前記対象物の位置姿勢を計測する計測装置の校正方法であって、
前記第１撮像部および前記第２撮像部に対して共通の露光時間を設定する設定工程と、
前記設定工程で設定した前記共通の露光時間に基づいて、前記第１撮像部および前記第２撮像部でそれぞれ目標光量が得られるように、前記対象物を照明する前記第１光の強度および前記第２光の強度をそれぞれ調整する調整工程と、
を含むことを特徴とする校正方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の校正方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の位置姿勢を計測する計測装置、その校正方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ばら積みされた複数のワーク（対象物）をロボットハンドで１個ずつ取り出すピッキング作業の自動化が進められており、該ワークの位置姿勢を精度よく計測することが求められている。特許文献１には、照明光源と撮像素子とを含む撮像部を２つ備え、一方の撮像部で得られた被測定物の濃淡画像と、他方の撮像部で得られた被測定物のパターン投影画像とに基づいて、被測定物の３次元形状を測定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１２２７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の撮像部を用いてワークの位置姿勢を計測する計測装置では、ロボットハンドに取り付けられる場合、ロボットハンドの移動中に（すなわち、ワークと計測装置とが相対的に移動している状態で）ワークの撮像を行うことが求められる。そのため、複数の撮像部間において撮像位置のずれが生じ、撮像画像の像ぶれ（ボケ）が互いに異なってしまうと、ワークの位置姿勢を精度よく計測することが困難になりうる。
【０００５】
そこで、本発明は、対象物の位置姿勢を精度よく計測するために有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、対象物の位置姿勢を計測する計測装置であって、第１光で前記対象物を照明しながら前記対象物を撮像する第１撮像部と、第２光で前記対象物を照明しながら前記対象物を撮像する第２撮像部と、前記第１撮像部および前記第２撮像部でそれぞれ得られた画像に基づいて、前記対象物の位置姿勢を求める処理部と、を含み、前記処理部は、前記第１撮像部および前記第２撮像部に対して共通の露光時間を設定し、前記共通の露光時間に基づいて、前記第１撮像部および前記第２撮像部でそれぞれ目標光量が得られるように、前記対象物を照明する前記第１光の強度および前記第２光の強度をそれぞれ調整する、ことを特徴とする。
【０００７】
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好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、対象物の位置姿勢を精度よく計測するために有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】計測装置が搭載されたロボットシステム１００の一例を示す図である。
【図２Ａ】撮像装置を示す模式図である。
【図２Ｂ】ワークに投影されるパターン像の一例を示す模式図である。
【図３】第１実施形態に係る計測処理装置のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る計測処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態に係る計測装置による計測方法を示すフローチャートである。
【図６Ａ】基準露光時間の設定方法の一例を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】基準露光時間の設定方法の一例を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態の変形例に係る計測処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図８】撮像情報の一例を示す模式図である。
【図９】第１実施形態の変形例に係る計測装置による計測方法を示すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態に係る計測処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】第２実施形態に係る計測装置による計測方法を示すフローチャートである。
【図１２】第２実施形態の変形例１に係る計測処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１３】第２実施形態の変形例１に係る計測装置による計測方法を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態の変形例３に係る計測処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１５】距離−撮像情報の一例を示す模式図である。
【図１６】第２実施形態の変形例３に係る計測装置による計測方法を示すフローチャートである。
【図１７】距離−撮像情報の取得方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、同一の部材ないし要素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。
【００１１】
＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態について説明する。図１は、対象物としてのワーク１０６の位置姿勢を計測する計測装置が搭載されたロボットシステム１００の一例であり、パレットの中にばら積みされた複数のワーク１０６を１個ずつ取り出すピッキングシステムの模式図である。
【００１２】
ワーク１０６の位置姿勢を計測する計測装置は、撮像装置１０４と計測処理装置１０５（処理部）とから成り、撮像装置１０４は、ロボットアーム１０１の先端にあるハンド１０２に固定して取り付けられている。ロボット制御装置１０３は、ロボットアーム１０１を制御して、パレット１０７の中にばら積みされたワーク１０６が撮像装置１０４の視野に入るようにハンド１０２を移動させる。次に、ロボット制御装置１０３は、計測処理装置１０５にワーク１０６の位置姿勢の計測を指示する。このとき、ロボット制御装置１０３は、ハンド１０２の位置姿勢に関する情報を計測処理装置１０５に送信する。
【００１３】
計測処理装置１０５は、計測指示を受信すると、撮像装置１０４を制御してワーク１０６を撮像させる。そして、計測処理装置１０５は、撮像装置１０４で得られた画像とハンド１０２の位置姿勢とに基づいて、ワーク１０６の位置姿勢を求め（計算し）、ロボット制御装置１０３に送信する。ロボット制御装置１０３は、計測されたワーク１０６の位置姿勢に基づいてロボットアーム１０１を制御し、ハンド１０２でワーク１０６を把持してパレット１０７から取り出す。そして、ロボットアーム１０１は、ワーク１０６を他の部品に組み付けることにより、複数の部品で構成された物品、例えば電子回路基板や機械などを製造することができる。また、移動されたワーク１０６を加工することにより、物品を製造することができる。このような作業は、例えば、パレット１０７にワーク１０６が無くなるまで繰り返し行われる。ここで、計測処理装置１０５は、撮像装置１０４に組み込まれて一体で計測装置を構成する形態であってもよいし、ロボット制御装置１０３に組み込まれてロボット制御装置の一部を構成する形態であってもよい。
【００１４】
撮像装置の構成例
次に、撮像装置１０４の構成例について説明する
図２Ａは、撮像装置１０４を示す模式図である。本実施形態の撮像装置１０４は、パターン投影部２０１と、濃淡画像用の照明光源２０２と、センサ部２０３とを含みうる。パターン投影部２０１は、例えば、第１波長の光（第１光）を射出するパターン投影画像用の照明光源２０４と、パターンマスク２０５と、投影レンズ２０６とから成り、パターンマスク２０５のパターン像を計測対象物としてのワーク１０６に投影する。濃淡画像用の照明光源２０２は、第１波長とは異なる第２波長の光（第２光）を射出する光源であり、計測対象物としてのワーク１０６を照明する。センサ部２０３は、例えば、分光プリズム２０７と、結像レンズ２０８と、パターン投影画像用の撮像センサ２０９と、濃淡画像用の撮像センサ２１０とから成る。分光プリズム２０７は、計測対象物としてのワーク１０６からの反射光を波長別に分割し、結像レンズ２０８は、計測対象物としてのワーク１０６の像を各撮像センサ上に結像する。
【００１５】
ここで、第１光は、例えば青色の光であり、パターン投影画像用の照明光源２０４としては青色のＬＥＤが用いられうる。第２光は、例えば赤色の光であり、濃淡画像用の照明光源２０２としては赤色のＬＥＤが用いられうる。分光プリズム２０７は、例えば、青色の光を透過し、赤色の光を反射するダイクロイックプリズムである。パターン投影画像用の撮像センサ２０９および濃淡画像用の撮像センサ２１０はそれぞれ、ＣＭＯＳやＣＣＤなどの２次元センサであり、受光した光量に対応する信号で構成される画像を形成する。画像を構成する信号は、例えば１６ビットで表現される０から６５５３５の値であり、値が大きいほど光量が大きいことを示す。図２Ｂは、パターンマスク２０５に形成されたパターン、すなわち、ワーク１０６に投影されるパターン像２２０の一例を示す模式図である。本実施形態で用いられるパターン像２２０は、等間隔にライン２２１が配置されたラインパターンであって、各ライン上にドット２２２が離散的に配置されたパターンである。
【００１６】
パターン投影部２０１およびセンサ部２０３（撮像センサ２０９）は、１つの撮像部（以下、第１撮像部と呼ぶ）を構成し、パターン光としての第１光でワーク１０６を照明しながら該ワーク１０６を撮像することでパターン投影画像を得ることができる。具体的には、第１撮像部では、パターン投影部２０１によってパターン光（第１光）がワーク１０６に投影され、ワーク１０６での反射光が分光プリズム２０７を透過して撮像センサ２０９で受光されることにより、該ワーク１０６のパターン投影画像が得られる。また、濃淡画像用の照明光源２０２およびセンサ部２０３（撮像センサ２１０）は、他の１つの撮像部（以下、第２撮像部と呼ぶ）を構成し、第２光でワーク１０６を照明しながら該ワーク１０６を撮像することで濃淡画像を得ることができる。具体的には、第２撮像部では、照明光源２０２によってワーク１０６が第２光で照明され、ワーク１０６での反射光が分光プリズム２０７で反射されて撮像センサ２１０で受光されることにより、該ワーク１０６の濃淡画像が得られる。
【００１７】
計測処理装置の構成例
次に、計測処理装置１０５の構成例について説明する
図３は、計測処理装置１０５のハードウエア構成を示すブロック図である。本実施形態の計測処理装置１０５は、例えばコンピュータであり、マイクロプロセッサ(ＣＰＵ)３０１と、ランダムアクセスメモリなどのメモリ３０２とを備える。また、キーボードなどの入力部３０３、ハードディスクドライブなどの記憶装置３０４を備える。また、撮像装置１０４に対する通信インタフェース(以下、撮像Ｉ／Ｆと呼ぶ)３０５と、ロボット制御装置１０３に対する通信インタフェース(以下、ＲＣ Ｉ／Ｆと呼ぶ)３０６とを備える。
【００１８】
ＣＰＵ３０１は、メモリ３０２に格納されたプログラムに従って種々の処理を実行するものであり、特に、後述する露光時間設定処理や、光強度設定処理、位置姿勢の計算処理を実行する。これらのプログラムは、記憶装置３０４に記憶しておくか、あるいは不図示の外部装置から供給されうる。計測処理装置１０５は、撮像Ｉ／Ｆ３０５を介して、照明光源の光強度や露光時間などの撮像条件を撮像装置１０４に送信する。また、撮像Ｉ／Ｆ３０５を介して、撮像の実施を指示するとともに、撮像装置１０４で得られた画像を受信する。また、計測処理装置１０５は、ＲＣＩ／Ｆ３０６を介して、ロボット制御装置１０３から計測指示を受信すると共に、計算した計測対象の位置姿勢をロボット制御装置１０３へ送信する。さらに、計測処理装置１０５は、ビデオＩ／Ｆ３０７を介してモニタ３０８（表示部）に種々の情報を出力すると共に、入力部３０３を通じて各種情報を入力する。
【００１９】
図４は、計測処理装置１０５の機能構成を示すブロック図である。本実施形態に係る計測処理装置１０５は、制御部４０１と、ＲＣ通信部４０２と、入出力部４０３と、撮像制御部４０４とを備える。また、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の撮像条件（照明光源の光強度、露光時間など）を設定する撮像条件設定部４１０と、撮像画像に基づいて対象物（ワーク１０６）の位置姿勢を計算する位置姿勢計算部４２０とを備える。ここで、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２は、撮像条件を個別に調整可能に構成される。これにより、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２において、撮像条件を並行して設定（調整）することができるため、撮像条件の設定に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
制御部４０１は、各部を制御して、撮像条件の設定と対象物の位置姿勢の計算を行う。ＲＣ通信部４０２は、ロボット制御装置１０３からの計測指示を待ち受けするとともに、計算した計測対象の位置姿勢をロボット制御装置１０３へ送信する。入出力部４０３は、処理に係る各種条件を外部から入力し、設定した撮像条件や対象物の位置姿勢の計算結果を外部へ出力する。撮像制御部４０４は、撮像条件設定部４１０で設定した撮像条件に基づいて撮像装置１０４を制御して撮像を実施し、撮像画像を撮像装置１０４から受信して位置姿勢計算部４２０に格納する。
【００２１】
本実施形態において、撮像制御部４０４は、第１光強度格納部４１７に格納された目標光強度になるように第１撮像部４３１の照明光源２０４（第１光の強度）を調整する。そして、露光時間格納部４１５に格納された露光時間で撮像センサ２０９に対象物を撮像させるように、第１撮像部４３１を制御する。第１撮像部４３１で得られたパターン投影画像は、パターン投影画像格納部４２１に格納される。また、撮像制御部４０４は、第２光強度格納部４１８に格納された目標光強度になるように第２撮像部４３２の照明光源２０２（第２光の強度）を調整する。そして、露光時間格納部４１５に格納された露光時間で撮像センサ２１０に対象物を撮像させるように、第２撮像部４３２を制御する。第２撮像部４３２で得られた濃淡画像は、濃淡画像格納部４２２に格納される。ここで、撮像制御部４０４は、第１撮像部４３１と第２撮像部４３２とを同期制御し、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２に対象物を同時に撮像させる。つまり、撮像制御部４０４は、同じタイミングで対象物の撮像を開始するように第１撮像部４３１および第２撮像部４３２を制御する。
【００２２】
撮像条件設定部４１０は、制御部４０１の指示により、撮像装置１０４における第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の撮像条件を設定する。撮像条件とは、露光時間と照明光源の光強度とを含みうる。撮像装置１０４では、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々において、撮像画像が適切な明るさでないと位置姿勢の計測精度は低下する。つまり、各撮像センサ（２０９、２１０）での受光光量が、撮像画像を適切な明るさにするための目標光量になるように、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２を制御することが好ましい。よって、撮像条件設定部４１０は、対象物の撮像に先立って、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２でそれぞれ目標光量が得られるように、対象物に応じて撮像条件を設定する。ここで、「目標光量」とは、各撮像部について、撮像画像を適切な明るさ（目標明るさ）にするための撮像センサでの受光光量の目標値のことを示し、「光量」は、光強度の時間積分によって表されうる。また、「露光時間」とは、各撮像部の撮像センサを露光している期間、すなわち、対象物からの反射光が各撮像部の撮像センサに入射している期間を示す。「露光時間」は、撮像センサにおける電荷蓄積時間、露出時間、撮像時間とも呼ばれることもある。
【００２３】
基準露光時間取得部４１１は、第１撮像部４３１に予め設定された第１基準露光時間と、第２撮像部４３２に予め設定された第２基準露光時間とを取得して、第１基準露光時間格納部４１２および第２基準露光時間格納部４１３にそれぞれ格納する。第１基準露光時間とは、照明光源２０４（第１光）の光強度を基準光強度としたときに第１撮像部４３１で目標光量（第１目標光量）が得られる露光時間である。同様に、第２基準露光時間とは、照明光源２０２（第２光）の光強度を基準光強度としたときに第２撮像部４３２で目標光量（第２目標光量）が得られる露光時間である。すなわち、基準露光時間は、照明光源の光強度を基準光強度に設定した条件下において、目標光量（または目標明るさの撮像画像）を得ることができる最短の露光時間を示す。基準光強度は、撮像部ごとに異なっていてもよい。例えば、第１撮像部４３１で用いられる基準光強度は、照明光源２０４に設定可能（実現可能）な第１光の最大強度であり、第２撮像部４３２で用いられる基準光強度は、照明光源２０２に設定可能（実現可能）な第２光の最大強度でありうる。基準露光時間の取得方法の詳細は後述する。
【００２４】
露光時間設定部４１４は、複数の撮像部に対して共通の露光時間（以下、共通露光時間と呼ぶことがある）を設定し、設定した共通露光時間を露光時間格納部４１５に格納する。例えば、露光時間設定部４１４は、複数の撮像部のうち基準露光時間が最も長い撮像部を基準撮像部とし、基準撮像部の基準露光時間を、共通露光時間として設定する。本実施形態において、第１撮像部４３１の基準露光時間が第２撮像部４３２の基準露光時間よりも長い場合、露光時間設定部４１４は、第１撮像部４３１を基準撮像部に決定する。そして、第１撮像部４３１から取得した基準露光時間を、第１撮像部４３１と第２撮像部４３２との双方で適用される共通露光時間として設定する。
【００２５】
照明光強度設定部４１６は、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々について照明光源の目標光強度を個別に決定し、第１光強度格納部４１７および第２光強度格納部４１８にそれぞれ格納する。照明光源の目標光強度は、以下の式（１）によって算出されうる。
【００２６】
【数１】
2020064034.tif 000003
【００２７】
例えば、第１撮像部４３１の第１基準露光時間の方が第２撮像部４３２の第２基準露光時間よりも長い場合、第１撮像部４３１が基準撮像部に決定され、第１基準露光時間が共通露光時間に決定される。そして、第１撮像部４３１における照明光源２０４の目標光強度は、以下の式（２）により決定される。この例の場合、第１撮像部４３１に設定される露光時間（共通露光時間）は、第１撮像部４３１に既に設定されている第１基準露光時間と同じとなるため、第１撮像部４３１の目標光強度は、第１撮像部４３１に既に設定されている基準光強度と同じとなる。よって、第１撮像部４３１では、このように決定された共通露光時間および目標光強度を有する撮像条件で対象物を撮像することにより、撮像センサ２０９で目標光量（第１目標光量）を得ることができる。
【００２８】
【数２】
2020064034.tif 000004
【００２９】
一方、第２撮像部４３２に設定される露光時間（共通露光時間）は、第２撮像部４３２に既に設定されている第２基準露光時間に対し、（第１撮像部４３１の基準露光時間／第２撮像部４３２の基準露光時間）倍だけ長い時間に設定される。そのため、第２撮像部４３２における照明光源２０２の目標光強度は、以下の式（３）により、第２撮像部４３２に既に設定されている基準光強度より小さい値に決定される。よって、第２撮像部４３２では、このように決定された共通露光時間および目標光強度を有する撮像条件で対象物を撮像することにより、撮像センサ２１０で目標光量（第２目標光量）を得ることができる。
【００３０】
【数３】
2020064034.tif 000005
【００３１】
位置姿勢計算部４２０は、制御部４０１の指示により、第１撮像部４３１で得られたパターン投影画像と、第２撮像部４３２で得られた濃淡画像とに基づいて、対象物の位置姿勢を計算する。
【００３２】
距離画像生成部４２３は、第１撮像部４３１で得られてパターン投影画像格納部４２１に格納されたパターン投影画像に基づいて距離画像を生成し、距離画像格納部４２４に格納する。距離画像は、パターン投影部２０１により対象物に投影されるパターン像２２０と、該パターン像２２０を対象物に投影して第１撮像部４３２で得られた画像のパターンとの対応付けによる公知の三角測量を利用して生成される。すなわち、距離画像は次の手順で生成される。まず、第１撮像部４３２で得られてパターン投影画像格納部４２１に格納されたパターン投影画像から、ラインが抽出される。次に、抽出されたラインからドットが抽出される。そして、抽出された各ドットについて、パターン像２２０上で対応するドットが探索される。当該対応するドットは、パターン投影画像から抽出されたドットの位置に対応する、パターン像２２０のエピポーラ線上から探索される。次に、パターン投影画像上のドットとパターン像２２０上のドットの対応関係から、パターン投影画像から抽出されたライン上の各点とパターン像のライン上の各点とが対応付けられる。そして、対応する点の画像上の位置に基づいて、三角測量の原理により、パターン投影画像から抽出されたライン上の各点に対応する３次元座標が計算される。そして、この３次元座標から距離画像が生成される。
【００３３】
輪郭画像生成部４２５は、第２撮像部４３２で得られて濃淡画像格納部４２２に格納された濃淡画像に基づいて輪郭画像を生成し、輪郭画像格納部４２６に格納する。輪郭画像は、公知のエッジ抽出法を利用して生成される。エッジ抽出法は、例えばＣａｎｎｙ法である。モデルフィッティング部４２８は、ＣＡＤモデル格納部４２７に格納された対象物のモデルを距離画像と輪郭画像とにフィッティングする公知の方法によって対象物の位置姿勢を求める。すなわち、モデルが仮の位置姿勢にあるときの距離画像および輪郭画像をシミュレーションによって生成し、このシミュレーションで生成した画像と、撮像画像から生成した画像との差異を計算する。そして、仮の位置姿勢を変化させて、当該差異が最も小さくなる位置姿勢を探索する。撮像画像から生成した画像とは、距離画像格納部４２４に格納された距離画像と、輪郭画像格納部４２６に格納された輪郭画像である。
【００３４】
計測装置での計測方法
次に、上述した計測装置（撮像装置１０４、計測処理装置１０５）による対象物（ワーク１０６）の位置姿勢の計測方法について説明する。図５は、本実施形態の計測装置による計測方法を示すフローチャートである。本実施形態の計測装置は、次の手順で対象物の位置姿勢を計測する。
【００３５】
ステップＳ５０１では、各撮像部において、基準光強度の照明光源で照明したときの光量が目標光量となる基準露光時間を取得する。各撮像部の基準光強度は、各撮像部の最大光強度とすることが好ましく、また、各撮像部の基準露光時間の取得は、並行して実施することが好ましい。例えば、ステップＳ５０１では、基準露光時間取得部４１１が、第１撮像部４３１に予め設定された第１基準露光時間と、第２撮像部４３２に予め設定された第２基準露光時間とを取得する。ステップＳ５０２では、各撮像部の基準露光時間に基づいて、複数の撮像部で共通の露光時間を設定する。例えば、ステップＳ５０２では、露光時間設定部４１４が、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２に対して共通の露光時間を設定する。また、ステップＳ５０３では、ステップＳ５０２で設定された共通の露光時間に基づいて、各撮像部の照明光源の光強度を設定する。例えば、ステップＳ５０３では、照明光強度設定部４１６が、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々について照明光源の目標光強度を個別に決定する。ここまでのステップＳ５０１〜Ｓ５０３が、計測装置の校正（キャリブレーション）を行う工程である。
【００３６】
ステップＳ５０４では、ステップＳ５０３で各撮像部の照明光源に設定された光強度で対象物を照明し、ステップＳ５０２で設定された共通の露光時間で該対象物を撮像する。例えば、ステップＳ５０４では、撮像制御部４０４が、Ｓ５０２で設定した共通の露光時間と、Ｓ５０３で設定した照明光源の目標光強度とに基づいて、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２に対象物を撮像させる。このとき、撮像制御部４０４は、対象物を同時に撮像させるように、第１撮像部４３１と第２撮像部４３２とを同期制御する。ステップＳ５０５では、位置姿勢計算部４２０が、第１撮像部４３１で得られたパターン投影画像と、第２撮像部４３２で得られた濃淡画像とに基づいて、対象物の位置姿勢を計算する。ステップＳ５０６では、ＲＣ通信部４０２が、Ｓ５０５で算出された対象物の位置姿勢をロボット制御装置１０３に送信する。このとき、入出力部４０３が、Ｓ５０５で算出された対象物の位置姿勢を出力してもよい。ステップＳ５０７では、制御部４０１が、対象物の位置姿勢の計測を同じ撮像条件で続けるか否かを判断する。計測を引き続き行う場合にはステップＳ５０４に戻り、計測を引き続き行わない場合には処理を終了する。
【００３７】
基準露光時間の設定方法
次に、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々に対し、基準露光時間（第１基準露光時間、第２基準露光時間）を設定する方法について説明する
図６Ａは、基準露光時間の設定方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態の計測装置は、対象物の位置姿勢を計測する前（図５のフローチャートを開始する前）に、次の手順で各撮像部の基準露光時間を事前に設定する。なお、図６Ａのフローチャートに示す基準露光時間の設定は、計測処理装置１０５により、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々に対して個別に行われ、好ましくは、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２で並行して行われうる。以下では、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２のうち基準露光時間を設定する対象の撮像部を、単に「撮像部」と呼ぶことがある。
【００３８】
ステップＳ６０１では、撮像部における照明光源（第１光、または第２光）の光強度を、該撮像部の基準光強度に設定する。基準光強度は、例えば、上述したように、撮像部の照明光源に設定可能な最大光強度に設定されうる。ステップＳ６０２では、撮像部の露光時間Ｔを初期値Ｔ０に設定する。ステップＳ６０３では、設定した撮像条件（基準光強度、露光時間Ｔ）で撮像部に対象物を撮像させる。このときに用いられる対象物は、図５のフローチャートで位置姿勢を計測する対象物と同じものであることが好ましいが、異なるものであってもよい。ステップＳ６０４では、Ｓ６０３で得られた撮像画像から、該撮像画像の明るさを評価する評価値Ｑｅを計算する。評価値Ｑｅは、例えば、画素値の９０パーセンタイルとする。９０パーセンタイルは、画素値をソートしたときに、全画素数の９０％に相当する順位の画素値である。全画素数が１００画素であれば、９０番目の画素値を示す。９０パーセンタイルによれば、画像の明るさを画素値の平均値で評価する場合と比べて、画素値分布の明るい側をより正確に制御することができる。
【００３９】
ステップＳ６０５では、撮像画像から計算した評価値Ｑｅと目標評価値Ｑｔとを比較する。両者の差が所定の閾値Δ以下であればステップＳ６０８に進む。一方、当該差が所定の閾値Δより大きい場合において、Ｑｅが（Ｑｔ−Δ）よりも小さければステップＳ６０６に進み、Ｑｅが（Ｑｔ＋Δ）よりも大きければステップＳ６０７に進む。なお、目標評価値Ｑｔは、撮像画像が目標明るさになる目標光量が得られるときの評価値である。また、目標明るさは、例えば、位置姿勢を所定の精度で得るために必要な最低の明るさ以上に設定されるとよく、撮像部ごとに異なる値に設定されてもよい。ステップＳ６０６では、露光時間Ｔに所定の時間ΔＴを加えてステップＳ６０３に戻る。ステップＳ６０７では、露光時間Ｔに所定の時間ΔＴを減じてステップＳ６０３に戻る。時間ΔＴは、評価値Ｑｅと目標評価値Ｑｔとの差に応じて任意に設定することができる。ステップＳ６０８では、評価値Ｑｅと目標評価値Ｑｔとの差が閾値Δ以下となったときの露光時間を、基準露光時間として設定し、処理を終了する。
【００４０】
また、図６Ｂは、基準露光時間の設定方法の他の一例を示すフローチャートである。前述した図６Ａでは、各撮像部に対して基準露光時間の設定を個別に行う方法について説明したが、図６Ｂでは、複数の撮像部（第１撮像部４３１、第２撮像部４３２）に対して基準露光時間の設定を並行して行う方法について説明する。
【００４１】
ステップＳ６１１では、第ｉ撮像部における照明光源の光強度を、該第ｉ撮像部の基準光強度Ｓｉに設定する。「ｉ」は、撮像部の番号を示しており、本実施形態では「１」および「２」に設定される。即ち、本実施形態では、第１撮像部４３１における照明光源の光強度を該第１撮像部４３１の基準光強度Ｓ１に設定するとともに、第２撮像部４３２における照明光源の光強度を該第２撮像部４３２の基準光強度Ｓ２に設定する。ステップＳ６１２では、第ｉ撮像部の露光時間Ｔｉを初期値Ｔ０ｉに設定する。即ち、本実施形態では、第１撮像部４３１の露光時間Ｔ１を初期値Ｔ０１に設定するとともに、第２撮像部４３２の露光時間Ｔ２を初期値Ｔ０２に設定する。ステップＳ６１３では、設定した撮像条件（基準光強度、露光時間）で、各撮像部に対象物を同時に撮像させる。ステップＳ６１４では、ステップＳ６１３において各撮像部で得られた撮像画像から、該撮像画像の明るさを評価する評価値Ｑｅｉを算出する。本実施形態では、第１撮像部４３１で得られた撮像画像から評価値Ｑｅ１を計算するとともに、第２撮像部４３２で得られた撮像画像から評価値Ｑｅ２を算出する。
【００４２】
ステップＳ６１５では、各撮像部について、撮像画像から算出された評価値Ｑｅｉと目標評価値Ｑｔｉとを比較する。「Δ」を所定の許容閾値とするとき、評価値Ｑｅｉと目標評価値Ｑｔｉとの関係が（Ｑｅｉ＜Ｑｔｉ−Δ）となる場合にはステップＳ６１６に進む。ステップＳ６１６では、露光時間Ｔｉに所定の時間ΔＴを加えてステップＳ６１３に戻る。一方、評価値Ｑｅｉと目標評価値Ｑｔｉとの関係が（Ｑｅｉ＞Ｑｔｉ＋Δ）となる場合にはステップＳ６１７に進む。ステップＳ６１７では、露光時間Ｔに所定の時間ΔＴを減じてステップＳ６０３に戻る。また、評価値Ｑｅｉと目標評価値Ｑｔｉとの差が（｜Ｑｅｉ−Ｑｔｉ｜≦Δ）の条件を満たす場合にはステップＳ６１８に進む。
【００４３】
ステップＳ６１８では、各撮像部において、評価値Ｑｅｉと目標評価値Ｑｔｉとの差が（｜Ｑｅｉ−Ｑｔｉ｜≦Δ）の条件を満たすか否かを判定する。即ち、本実施形態では、第１撮像部４３１において（｜Ｑｅ１−Ｑｔ１｜≦Δ）の条件を満たし、且つ、第２撮像部４３２において（｜Ｑｅ２−Ｑｔ２｜≦Δ）の条件を満たすか否かを判定する。上記条件を共に満たす場合にはステップＳ６１９に進み、上記条件を共に満たさない場合には、露光時間Ｔｉを変更せずにステップＳ６１３に戻る。ステップＳ６１９では、評価値Ｑｅｉと目標評価値Ｑｔｉとの差が許容閾値Δ以下となったときの露光時間Ｔｉを、基準露光時間として設定し、処理を終了する。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の計測装置は、複数の撮像部で共通の露光時間を設定する露光時間設定部４１４と、設定された共通の露光時間に基づいて、各撮像部の照明光源の光強度を設定する照明光強度設定部４１６とを備える。この構成によれば、各撮像部で適切な明るさの画像を得ることと、撮像部間の露光時間の差を小さくすることとを両立することができる。その結果、計測装置（撮像装置１０４）を対象物に対して相対的に移動させている状態においても、複数の撮像部間における撮像画像の像ぶれ（ボケ）の差を抑制し、対象物の位置姿勢を精度よく計測することができる。
【００４５】
また、本実施形態の計測装置は、照明光源の光強度を基準光強度に設定した条件下において目標光量が得られる最短の露光時間である基準露光時間を撮像部ごとに取得し、この基準露光時間に基づいて、複数の撮像部に対する共通の露光時間を設定する。この構成によれば、複数の撮像部間における撮像画像の像ぶれ（ボケ）の差を抑制することができるとともに、各撮像部で得られる撮像画像が目標明るさとなる範囲内で露光時間を最短化することができる。また、本実施形態の計測装置は、基準撮像部の基準露光時間と各撮像部の基準露光時間との比率に基づいて、露光時間を共通化したときの各撮像部における照明光源の光量を決定する。この構成によれば、露光時間を共通化したときに目標光量が得られる照明光源の目標光強度を、各撮像部について再探索する必要がなくなるため、目標光強度の設定処理を迅速に行うことができる。さらに、本実施形態の計測装置では、複数の撮像部において互いに波長の異なる照明光源が用いられる。この構成によれば、複数の撮像部で同じ対象物（すなわち、同じ領域）の位置姿勢を計測する場合においても、各撮像部の撮像センサで得られる光量を各々の照明光源の光強度によって制御することができる。
【００４６】
［変形例］
第１実施形態では、照明光源の光強度を基準光強度として各撮像部に予め設定された基準露光時間に基づいて、複数の撮像部で共通の露光時間を設定し、各撮像部における照明光源の目標光強度を個別に設定する構成について説明した。本変形例では、目標光量を得ることができる照明光源の光強度と露光時間との対応関係を示す情報を各撮像部について取得し、当該情報に基づいて、共通の露光時間と各照明光源の目標光強度とを設定する構成について説明する。例えば、本変形例では、離散的な複数の露光時間の各々について、目標光量を得ることができる照明光源の光強度を各撮像部について取得し、この露光時間と光強度との対応関係を示す情報に基づいて、共通の露光時間と各照明光源の目標光強度とが設定される。なお、上記の実施形態と同じ構成については同じ番号を付与し、説明を省略する。また、以下では、目標光量を得ることができる照明光源の光強度と露光時間との対応関係を示す情報を、「撮像情報」と呼ぶことがある。
【００４７】
計測処理装置の構成例
図７は、本変形例に係る計測処理装置１０５の機能構成を示すブロック図である。本変形例に係る計測処理装置１０５は、各撮像部から撮像情報を取得する撮像情報取得部７０１を備える。例えば、撮像情報取得部７０１は、第１撮像部４３１から第１撮像情報を取得して第１撮像情報格納部７０２に格納するとともに、第２撮像部４３２から第２撮像情報を取得して第２撮像情報格納部７０３に格納する。ここで、第１撮像情報は、第１撮像部４３１で目標光量（第１目標光量）を得ることができる照明光源２０４（第１光）の光強度と露光時間との対応関係を示す情報である。また、第２撮像情報は、第２撮像部４３２で目標光量（第２目標光量）を得ることができる照明光源２０２（第２光）の光強度と露光時間との対応関係を示す情報である。
【００４８】
図８は、撮像情報の一例を示す模式図であり、図８（ａ）は、第１撮像部４３１から取得される第１撮像情報を示し、図８（ｂ）は、第２撮像部から取得される第２撮像情報を示す。図８に示す撮像情報は、離散的な複数の露光時間の各々について、目標光量が得られる照明光源の光強度を示すデータテーブルである。撮像情報取得部７０１は、例えば、データテーブルに示された各露光時間について、照明光源の光強度が互いに異なる複数の状態で撮像をそれぞれ実施し、目標光量が得られる照明光源の光強度を探索することで、撮像情報を取得することができる。図８に示す撮像情報では、照明光源の光強度を調整しても目標光量を得ることができなかった露光時間については、照明光源の光強度を設定不可能であるとして「FALSE」が記述される。
【００４９】
本変形例の露光時間設定部７０４は、各撮像部の撮像情報（第１撮像情報、第２撮像情報）を参照して、複数の撮像部で共通の露光時間を設定し、露光時間格納部４１５に格納する。例えば、第１撮像情報において、第１目標光量を得るための照明光源の光強度を実現可能な露光時間の範囲と、第２撮像情報において、第２目標光量を得るための照明光源の光強度を実現可能な露光時間の範囲との重複部分の中から、共通の露光時間を設定する。すなわち、いずれの撮像部の撮像情報においても照明光源の光強度が「FALSE」でない露光時間の範囲内（重複部分）から、共通の露光時間を設定する。好適には、いずれの撮像部の撮像情報においても照明光学系の光強度が「FALSE」でない露光時間の範囲内のうち最小の露光時間を、共通の露光時間として設定する。図８に示す例では、第１撮像情報（図８（ａ））および第２撮像情報（図８（ｂ））において、どちらも「FALSE」でない最小の露光時間「３．０」が、共通の露光時間として設定される。
【００５０】
また、本実施形態の照明光強度設定部７０５は、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々について、各撮像部の撮像情報を参照して、露光時間設定部７０４により設定された共通の露光時間に対応する照明光源の光強度を目標光強度として設定する。そして、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々について設定した目標光強度を、第１光強度格納部４１７および第２光強度格納部４１８にそれぞれ格納する。図８に示す例では、共通の露光時間が「３．０」に設定されるため、露光時間設定部７０４は、第１撮像部４３１の照明光源の光強度を「９９」に設定し、第２撮像部４３２の照明光源の光強度を「６４」に設定する。ここで、撮像制御部４０４と位置姿勢計算部４２０は、撮像条件が設定された後、上記の実施形態と同様の処理を行う。すなわち、撮像制御部４０４は、設定された撮像条件に基づいて撮像装置１０４を制御して撮像を実施し、位置姿勢計算部４２０は、各撮像部で得られた撮像画像に基づいて対象物の位置姿勢を計算する。
【００５１】
計測装置での計測方法
次に、本変形例の計測装置による対象物の位置姿勢の計測方法について説明する。図９は、本変形例の計測装置による計測方法を示すフローチャートである。本変形例の計測装置は、次の手順で対象物の位置姿勢を計測する。
【００５２】
ステップＳ９０１では、撮像情報取得部７０１が、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々について撮像情報を取得する。ステップＳ９０２では、露光時間設定部７０４が、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２に対して共通の露光時間を設定する。ステップＳ９０３では、照明光強度設定部７０５が、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々について照明光源の目標光強度を個別に決定する。ここまでのステップＳ９０１〜Ｓ９０３が、計測装置の校正（キャリブレーション）を行う工程である。また、ステップＳ９０４〜Ｓ９０７は、図５に示すフローチャートのＳ５０４〜Ｓ５０７と同様の工程であるため、ここでの説明を省略する。
【００５３】
以上説明したように、本変形例の計測装置は、各撮像部から取得した撮像情報に基づいて、複数の撮像部で共通の露光時間を設定するとともに、各撮像部における照明光源の目標光強度を個別に設定する。この構成においても、第１実施形態と同様に、計測装置（撮像装置１０４）を対象物に対して相対的に移動させている状態においても、複数の撮像部間における撮像画像の像ぶれ（ボケ）の差を抑制し、対象物の位置姿勢を精度よく計測することができる。
【００５４】
＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態について説明する。対象物の位置姿勢を計測する計測装置では、撮像装置１０４と対象物（ワーク１０６）との距離が変化すると、それに応じて、撮像センサでの光量（即ち、撮像画像の明るさ）が変化しうる。したがって、撮像装置１０４と対象物との距離が変化したとしても撮像センサでの光量を一定に保つため（即ち、適切な明るさの撮像画像を得るため）には、当該距離に応じて撮像条件を変更することが好ましい。そこで、本実施形態では、撮像装置１０４と対象物との距離に応じて撮像条件を変更する。具体的には、撮像装置１０４と対象物との距離に応じて、該距離が長くなるにつれて共通露光時間が長くなるように、該共通露光時間を変更し、変更後の共通露光時間に基づいて、各撮像部における照明光源の目標強度を変更する。なお、前述した実施形態と同じ構成については同じ番号を付与し、説明を省略する。
【００５５】
計測処理装置の構成例
図１０は、本実施形態に係る計測処理装置１０５の機能構成を示すブロック図である。本実施形態に係る計測処理装置１０５は、計測距離取得部１００１と、撮像条件設定部１０１０と、撮像条件補正部１０２０と、撮像制御部１４０４とを備える。
【００５６】
計測距離取得部１００１は、撮像条件設定部１０１０の指示により、基準露光時間を設定したときの撮像装置１０４と対象物（ワーク１０６）との距離Ｌ０を取得し、設定時距離格納部１０１１に格納する。距離Ｌ０は、例えば、撮像装置１０４（第１撮像部４３１、第２撮像部４３２）により、基準露光時間および基準光強度で対象物の位置姿勢（３次元位置）を計測した結果から取得されうる。
【００５７】
また、計測距離取得部１００１は、撮像条件補正部１０２０の指示により、撮像装置１０４により対象物を撮像する際の撮像装置１０４と対象物との距離の推定値Ｌ１を取得して、計測時距離格納部１０２１に格納する。例えば、バラ積みされたワーク１０６の取り出しにおいて、ワーク１０６を撮像する際の撮像装置１０４の位置（撮像位置）が常に同じである場合、ワークの取り出しに応じて、撮像装置１０４と対象物としてのワーク１０６との距離が徐々に長くなっていく。よって、計測距離取得部１００１は、直前に得られた撮像画像から求められる撮像装置１０４とワーク１０６との距離に、ワークを１つ取り出したことによる距離の増加分（例えば、ワークの厚さ分）を加えた値を、距離の推定値Ｌ１として取得することができる。ここで、計測距離取得部１００１は、例えば、ワークを１つ取り出したことによる距離の増加分が小さい場合には、直前に得られた撮像画像から求められる撮像装置１０４とワーク１０６との距離自体を、距離の推定値Ｌ１として取得してもよい。また、直前の撮像と次回の撮像とで撮像装置１０４の位置が異なる場合には、例えば、直前の撮像で得られたワークの位置と、次回の撮像における計測装置の位置とから計算される両者の距離を、距離の推定値Ｌ１としてもよい。
【００５８】
撮像条件設定部１０１０は、制御部４０１の指示により、対象物の位置姿勢の計測に先立って、撮像条件に関する情報として、各撮像部の基準露光時間と設定時距離Ｌ０とを設定する。時間のかかる基準露光時間の取得を予め実施しておくことで、対象物の位置姿勢の計測時には補正処理のみを短時間に行って、最終的な撮像条件を設定することができる。基準露光時間は、第１実施形態と同様に設定される。すなわち、第１撮像部４３１の第１基準露光時間と第２撮像部４３２の第２基準露光時間とが、基準露光時間取得部４１１により取得され、第１基準露光時間格納部４１２と第２基準露光時間格納部４１３とにそれぞれ格納される。また、設定時距離Ｌ０は、撮像条件設定部１０１０の指示により、計測距離取得部１００１により取得されて、設定時距離格納部１０１１に格納される。
【００５９】
撮像条件補正部１０２０は、制御部４０１の指示により、対象物の撮像の度に、撮像装置１０４と対象物との距離に応じた撮像条件の補正を行い、当該撮像のための撮像条件を確定する。基準露光時間補正部１０２２は、設定時距離格納部１０１１に格納された距離Ｌ０と、計測時距離格納部１０２１に格納された距離の推定値Ｌ１とに基づいて、撮像条件設定部１０１０が設定した基準露光時間を補正する。具体的には、距離Ｌ０と距離の推定値Ｌ１とに基づいて、第１基準露光時間格納部４１２に格納された第１基準露光時間Ｔ１を以下の式（４）で補正し、補正後の第１基準露光時間Ｔ１ｃを第１補正時間格納部１０２３に格納する。同様に、距離Ｌ０と距離の推定値Ｌ１とに基づいて、第２基準露光時間格納部４１３に格納された第２基準露光時間Ｔ２を以下の式（５）で補正し、補正後の第２基準露光時間Ｔ２ｃを第２補正時間格納部１０２４に格納する。このように、基準露光時間補正部１０２２は、撮像装置１０４と対象物との距離が長くなるにつれて基準露光時間が長くなるように、距離Ｌ０と推定値Ｌ１とに基づいて、基準露光時間を補正する。
Ｔ１ｃ＝Ｔ１×（Ｌ１／Ｌ０）２        ・・・（４）
Ｔ２ｃ＝Ｔ２×（Ｌ１／Ｌ０）２        ・・・（５）
【００６０】
上限処理部１０２５は、補正後の基準露光時間に上限処理を実施する。すなわち、補正後の第１基準露光時間Ｔ１ｃが、撮像装置１０４に予め設定された露光時間の許容範囲における上限露光時間を超える場合には、補正後の第１基準露光時間Ｔ１ｃを上限露光時間に置き換えて第１補正時間格納部１０２３に格納する。同様に、補正後の第２基準露光時間Ｔ２ｃが上限露光時間を超える場合には、補正後の第２基準露光時間Ｔ２ｃを上限露光時間に置き換えて第２補正時間格納部１０２４に格納する。
【００６１】
露光時間設定部１０２６は、複数の撮像部に対して共通の露光時間を設定し、設定した露光時間を露光時間格納部４１５に格納する。例えば、露光時間設定部１０２６は、複数の撮像部のうち上限処理後の基準露光時間が最も長い撮像部を基準撮像部とし、基準撮像部の補正後の基準露光時間（または上限露光時間）を、該共通の露光時間として設定する。第１実施形態の露光時間設定部４１４との違いは、露光時間設定部４１４が基準露光時間に基づいて共通の露光時間を設定するのに対し、本実施形態の露光時間設定部１０２６は、補正後の基準露光時間に基づいて共通の露光時間を設定することである。
【００６２】
照明光強度設定部１０２７は、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々について照明光源の目標光強度を個別に設定し、第１光強度格納部４１７と第２光強度格納部４１８にそれぞれ格納する。照明光源の目標光強度は、以下の式（６）によって算出される。第１実施形態の照明光強度設定部４１６との違いは、照明光強度設定部４１６が基準露光時間に基づいて照明光源の目標光強度を設定するのに対し、照明光強度設定部１０２７は、補正後の基準露光時間に基づいて照明光源の目標光強度を設定することである。また、本実施形態に係る撮像制御部１４０４は、撮像条件補正部１０２０で設定した撮像条件に基づいて撮像装置１０４を制御して撮像を実施し、位置姿勢計算部４２０は、各撮像部で得られた撮像画像に基づいて対象物の位置姿勢を計算する。その処理内容は第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００６３】
【数６】
2020064034.tif 000006
【００６４】
計測装置での計測方法
次に、本実施形態の計測装置による対象物の位置姿勢の計測方法について説明する。図１１は、本実施形態の計測装置による計測方法を示すフローチャートである。本実施形態に係る計測装置は、次の手順で対象物の位置姿勢を計測する。
【００６５】
ステップＳ１１０１では、基準露光時間取得部４１１が、第１撮像部４３１に予め設定された第１基準露光時間と、第２撮像部４３２に予め設定された第２基準露光時間とを取得する。ステップＳ１１０２では、計測距離取得部１００１が、基準露光時間を設定したときの撮像装置１０４と対象物との距離Ｌ０を取得する。ステップＳ１１０３では、計測距離取得部１００１が、これから撮像装置１０４により対象物を撮像する際の撮像装置１０４と対象物との距離の推定値Ｌ１を取得する。ステップＳ１１０４では、基準露光時間補正部１０２２が、Ｓ１１０２で取得した距離Ｌ０と、Ｓ１１０３で取得した距離の推定値Ｌ１とに基づいて、第１基準露光時間および第２基準露光時間をそれぞれ補正する。
【００６６】
ステップＳ１１０５では、上限処理部１０２５が、補正後の基準露光時間に対して上限処理を行う。ステップＳ１１０６では、露光時間設定部１０２６が、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２に対して共通の露光時間を設定する。ステップＳ１１０７では、照明光強度設定部１０２７が、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々について照明光源の目標光強度を個別に決定する。ここまでのステップＳ１１０１〜Ｓ１１０７が、計測装置の校正（キャリブレーション）を行う工程である。また、ステップＳ１１０８〜Ｓ１１１１は、図５に示すフローチャートのＳ５０４〜Ｓ５０７と同様の工程であるため、ここでの説明を省略する。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の計測装置は、撮像装置１０４と対象物との距離に応じて、基準露光時間を補正することにより、共通の露光時間および照明光源の光強度を変更する。具体的には、基準露光時間を設定したときの撮像装置１０４と対象物との距離Ｌ０と、これから撮像装置１０４により対象物を撮像する際の撮像装置１０４と対象物との距離の推定値Ｌ１とを取得する。そして、距離Ｌ０と推定値Ｌ１とに基づいて基準露光時間を補正し、補正後の基準露光時間に基づいて、複数の撮像部に対して共通の露光時間を設定する。また、設定された共通の露光時間に基づいて、各撮像部の照明光源の目標光強度を設定して調整する。この構成によれば、撮像装置１０４と対象物との距離が変化しても、撮像センサでの目標光量が一定になるように共通の露光時間と照明光源の光強度とを短時間に設定することができ、対象物の位置精度を精度よく計測することができる。
【００６８】
［変形例１］
第２実施形態では、撮像装置１０４と対象物との距離に応じて、基準露光時間を補正することにより、共通の露光時間および照明光源の光強度を変更する構成について説明した。変形例１では、照明光源の光量を固定し（一定とし）、撮像装置１０４と対象物との距離に応じて、共通の露光時間のみを変更する構成について説明する。なお、上記の実施形態と同じ構成については同じ番号を付与し、説明を省略する。
【００６９】
計測処理装置の構成例
図１２は、本変形例に係る計測処理装置１０５の機能構成を示すブロック図である。本変形例に係る計測処理装置１０５は、撮像条件設定部１０１０および撮像条件補正部１０２０の構成が第２実施形態と異なる。本変形例の撮像条件設定部１０１０は、前述した基準露光時間補正部１０２２と、上限処理部１２００とを備える。さらに、露光時間設定部１２０１と、露光時間格納部１２０２とを備える。
【００７０】
本変形例の基準露光時間補正部１０２２は、計測装置で計測可能な距離範囲における最短距離Ｌｎに基づいて基準露光時間を補正する。具体的には、設定時距離格納部１０１１に格納された距離Ｌ０と、最短距離Ｌｎとに基づいて、第１基準露光時間格納部４１２に格納された第１基準露光時間Ｔ１を以下の式（７）で補正する。そして、補正後の第１基準露光時間Ｔ１ｎを第１基準露光時間格納部４１２に格納する。同様に、距離Ｌ０と最短距離Ｌｎとに基づいて、第２基準露光時間格納部４１３に格納された第２基準露光時間Ｔ２を以下の式（８）で補正する。そして、補正後の第２基準露光時間Ｔ２ｃを第２基準露光時間格納部４１３に格納する。さらに、設定時距離格納部１０１１に最短距離Ｌｎを格納する。
Ｔ１ｎ＝Ｔ１×（Ｌｎ／Ｌ０）２        ・・・（７）
Ｔ２ｎ＝Ｔ２×（Ｌｎ／Ｌ０）２        ・・・（８）
【００７１】
上限処理部１２００は、補正後の基準露光時間に対して上限処理を実施する。すなわち、補正後の第１基準露光時間Ｔ１ｎが、撮像装置１０４に予め設定された露光時間の許容範囲における上限露光時間を超える場合には、補正後の第１基準露光時間Ｔ１ｎを上限露光時間に置き換えて第１基準露光時間格納部４１２に格納する。同様に、補正後の第２基準露光時間Ｔ１ｎが上限露光時間を超える場合には、補正後の第２基準露光時間Ｔ１ｎを上限露光時間に置き換えて第２基準露光時間格納部４１３に格納する。
【００７２】
露光時間設定部１２０１は、複数の撮像部に対して共通の露光時間を設定し、露光時間格納部１２０２に格納する。例えば、露光時間設定部１２０１は、複数の撮像部のうち上限処理後の基準露光時間が最も長い撮像部を基準撮像部とし、基準撮像部の補正後の基準露光時間（または上限露光時間）を、共通の露光時間として設定する。例えば、第１撮像部の基準露光時間が第２撮像部の基準露光時間よりも長い場合、第１撮像部を基準撮像部とし、第１撮像部の補正後の基準露光時間を共通の露光時間として設定する。以下では、共通の露光時間を、「共通露光時間」と呼ぶことがある。
【００７３】
照明光強度設定部４１６は、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々について照明光源の目標光強度を個別に決定し、第１光強度格納部４１７と第２光強度格納部４１８にそれぞれ格納する。照明光源の目標光強度は、上述した式（１）によって算出される。ただし、式（１）の基準露光時間には、基準露光時間補正部１０２２で補正され、上限処理部１２００で上限処理された後の基準露光時間が使用される。
本変形例の撮像条件補正部１０２０は、露光時間格納部１２０２に格納された共通露光時間を補正する露光時間補正部１２０３と、補正後の共通露光時間の上限処理を行う上限処理部１２０４を備える。露光時間補正部１２０３は、設定時距離格納部１０１１に格納された最短距離Ｌｎと、計測時距離格納部１０２１に格納された距離の推定値Ｌ１とに基づいて、共通露光時間Ｔｐを以下の式（９）で補正する。そして、補正後の共通露光時間Ｔｐｃを露光時間格納部４１５に格納する。このように、撮像条件補正部１０２０は、撮像装置１０４と対象物との距離が長くなるにつれて共通露光時間が長くなるように、最短距離Ｌｎと距離の推定値Ｌ１とに基づいて共通露光時間を補正する。
Ｔｐｃ＝Ｔｐ×（Ｌ１／Ｌｎ）２        ・・・（９）
【００７４】
上限処理部１２０４は、露光時間格納部４１５に格納された補正後の共通露光時間Ｔｐｃに上限処理を実施する。すなわち、補正後の共通露光時間Ｔｐｃが、撮像装置１０４に予め設定された露光時間の許容範囲における上限露光時間を超える場合には、補正後の共通露光時間Ｔｐｃを上限露光時間に置き換えて露光時間格納部４１５に格納する。ここで、撮像制御部４０４と位置姿勢計算部４２０は、撮像条件が設定された後、上記の実施形態と同様の処理を行う。すなわち、撮像制御部４０４は、設定された撮像条件に基づいて撮像装置１０４を制御して撮像を実施し、位置姿勢計算部４２０は、各撮像部で得られた撮像画像に基づいて対象物の位置姿勢を計算する。
【００７５】
計測装置での計測方法
次に、本変形例の計測装置による対象物の位置姿勢の計測方法について説明する。図１３は、本変形例の計測装置による計測方法を示すフローチャートである。本変形例の計測装置は、次の手順で対象物の位置姿勢を計測する。
【００７６】
ステップＳ１３０１〜Ｓ１３０２は、図９のフローチャートにおけるステップＳ９０１〜Ｓ９０２と同様の工程である。ステップＳ１３０３では、基準露光時間補正部１０２２が、計測可能な距離範囲の最短距離Ｌｎに基づいて基準露光時間を補正する。ステップＳ１３０４では、最短距離Ｌｎを設定時距離格納部１０１１に格納する。ステップＳ１３０５では、上限処理部１２００が、補正後の基準露光時間（第１基準露光時間、第２基準露光時間）の上限処理を行う。ステップＳ１３０６では、露光時間設定部１２０１が、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２に対して共通の露光時間（共通露光時間）を設定する。ステップＳ１３０７では、照明光強度設定部４１６が、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々について照明光源の目標光強度を個別に決定する。
【００７７】
引き続いてステップＳ１３０８では、計測距離取得部１００１が、これから撮像装置１０４により対象物を撮像する際の撮像装置１０４と対象物との距離の推定値Ｌ１を取得する。ステップＳ１３０９では、露光時間補正部１２０３が、最短距離Ｌｎと距離の推定値Ｌ１とに基づいて、Ｓ１３０６で設定された共通露光時間を補正する。ステップＳ１３１０では、上限処理部１２０４が、補正後の共通露光時間に対して上限処理を行う。ここまでのステップＳ１３０１〜Ｓ１３１０が、計測装置の校正（キャリブレーション）を行う工程であり、これにより、撮像装置１０４と対象物との距離に応じた撮像条件の補正が完了し、撮像条件が確定する。また、ステップＳ１３１１〜Ｓ１３１４は、図５に示すフローチャートのＳ５０４〜Ｓ５０７と同様の工程であるため、ここでの説明を省略する。
【００７８】
以上説明したように、本変形例に係る計測装置は、対象物の位置姿勢の計測に先立って、複数の撮像部に対して共通の露光時間（共通露光時間）を設定するとともに、各撮像部に対して照明光源の目標光強度を個別に設定する。そして、計測時には、撮像装置１０４と対象物との距離に応じて共通露光時間のみを補正し、照明光源の目標光強度については補正せず、計測前に設定された目標光強度を使用する。この構成によれば、計測時の処理が削減され、より短時間で対象物の位置姿勢を精度よく計測することができる。
【００７９】
また、本変形例に係る計測装置は、計測可能な距離範囲の最短距離Ｌｎに基づいて補正した基準露光時間に対して上限処理を実施し、補正後の基準露光時間（または上限露光時間）に基づいて、複数の撮像部に対し共通の露光時間（共通露光時間）を設定する。上限処理で基準露光時間が上限露光時間に置き換えられる場合、撮像画像が目標明るさよりも暗くなりうる。そして、計測時における共通露光時間の補正は、共通露光時間を設定したときの撮像画像の明るさを維持するように処理される。すなわち、共通露光時間を最短距離Ｌｎ以外で設定した場合、より対象物に近づけば、適切な明るさの撮像画像が得られる場合であっても、暗い画像で撮像することになる。本変形例の構成によれば、撮像装置１０４と対象物との最短距離Ｌｎに基づいて共通露光時間が設定されるため、暗い画像で撮像されることを抑制できる。その結果、対象物の位置姿勢を精度よく計測することができる。
【００８０】
［変形例２］
変形例１では、計測可能な距離範囲の最短距離Ｌｎに基づいて共通露光時間を設定する構成について説明した。変形例２では、計測可能な距離範囲の最長距離に基づいて共通露光時間を設定する構成について説明する。
【００８１】
本変形例の計測処理装置の機能構成は、上限処理部１２０４を備えないことと、基準露光時間補正部１０２２の処理が異なることを除いて、変形例１の計測処理装置１０５の機能構成（図１２）と同じである。本変形例の基準露光時間補正部１０２２は、計測装置で計測可能な距離範囲における最短距離Ｌｎの代わりに、最長距離Ｌｆに基づいて基準露光時間を補正する。具体的には、設定時距離格納部１０１１に格納された距離Ｌ０と、最長距離Ｌｆとに基づいて、第１基準露光時間格納部４１２に格納された第１基準露光時間Ｔ１を以下の式（１０）で補正する。そして、補正後の第１基準露光時間Ｔ１ｆを第１基準露光時間格納部４１２に格納する。同様に、同様に、距離Ｌ０と最長距離Ｌｆとに基づいて、第２基準露光時間格納部４１３に格納された第２基準露光時間Ｔ２を以下の式（１１）で補正する。そして、補正後の第２基準露光時間Ｔ２ｆを第２基準露光時間格納部４１３に格納する。さらに、設定時距離格納部１０１１に最長距離Ｌｆを格納する。
Ｔ１ｆ＝Ｔ１×（Ｌｆ／Ｌ０）２        ・・・（１０）
Ｔ２ｆ＝Ｔ２×（Ｌｆ／Ｌ０）２        ・・・（１１）
【００８２】
また、上限処理部１２００は、補正後の基準露光時間に対して上限処理を実施する。そして、露光時間設定部１２０１は、複数の撮像部に対して共通の露光時間（共通露光時間）を設定する。このように、本変形例の共通露光時間は、計測可能な距離範囲で最も光強度の小さい最長距離Ｌｆに基づいて共通露光時間が設定される。よって、計測時に露光時間補正部１２０３で実施される共通露光時間の補正において、補正後の共通露光時間は上限を超えることがない。そのため、上限処理部１２０４は不要となる。本変形例の計測方法は、ステップＳ１３１０をスキップすることを除いて、変形例１の計測方法と同じである。以上説明したように、本変形例に係る計測装置は、計測時の上限処理が不要となるため、より短時間で対象物の位置姿勢を精度よく計測することができる。
【００８３】
［変形例３］
変形例３では、撮像装置１０４と対象物との距離に対する共通露光時間および照明光源の目標光強度の対応関係を示す情報を取得し、当該情報に基づいて、共通露光時間を当該距離に応じて変更する構成について説明する。例えば、本変形例では、前述した第２実施形態の構成において、離散的な複数の距離の各々に対応する撮像条件（共通露光時間、目標光強度）を示す情報をデータテーブルとして予め取得しておき、計測時には、このデータテーブルを参照して撮像条件を設定する。なお、前記実施形態と同じ構成については同じ番号を付与し、説明を省略する。また、以下では、撮像装置１０４と対象物との距離を、単に「距離」と呼ぶことがあり、該距離に対する共通露光時間および照明光源の目標光強度の対応関係を示す情報を、「距離−撮像情報」と呼ぶことがある。
【００８４】
計測処理装置の構成例
図１４は、本変形例に係る計測処理装置１０５の機能構成を示すブロック図である。本変形例に係る計測処理装置１０５は、撮像情報設定部１４０１と撮像情報格納部１４０２とを含む撮像条件設定準備部１４１０を備える。また、露光時間設定部１４０３と照明光強度設定部１４０４とを含む撮像条件設定部１４２０を備える。
【００８５】
撮像情報設定部１４０１は、各撮像部の基準露光時間と、基準露光時間を設定したときの撮像装置１０４と対象物との距離とに基づいて距離−撮像情報を設定し、撮像情報格納部１４０２に格納する。図１５は、本変形例の距離−撮像情報の一例を示す模式図である。本変形例の距離−撮像情報は、離散的な複数の距離に対応した、複数の撮像部における共通の露光時間（共通露光時間）と、各撮像部における照明光源の目標光強度とを示すデータテーブルである。距離−撮像情報の設定方法の詳細は後述する。
【００８６】
露光時間設定部１４０３は、撮像情報格納部１４０２に格納された距離−撮像情報を参照して、公知の補間方法によって、計測時距離格納部１０２１に格納された計測時距離に対応する共通露光時間を求め、露光時間格納部４１５に格納する。また、照明光強度設定部１４０４は、距離−撮像情報を参照して、公知の補間方法で計測距離に対応する各撮像部の照明光源の目標光強度を求め、第１光強度格納部４１７と第２光強度格納部４１８とにそれぞれ格納する。ここで、撮像制御部１０４０と位置姿勢計算部４２０は、撮像条件が設定された後、上記の実施形態と同様の処理を行う。すなわち、撮像制御部４０４は、設定された撮像条件に基づいて撮像装置１０４を制御して撮像を実施し、位置姿勢計算部４２０は、各撮像部で得られた撮像画像に基づいて対象物の位置姿勢を計算する。
【００８７】
計測装置での計測方法
次に、本変形例の計測装置による対象物の位置姿勢の計測方法について説明する。図１６は、本変形例の計測装置による計測方法を示すフローチャートである。本変形例の計測装置は、次の手順で対象物の位置姿勢を計測する。
【００８８】
ステップＳ１６０１〜Ｓ１６０２は、図１１のフローチャートにおけるステップＳ１１０１〜Ｓ１１０２と同様の工程である。ステップＳ１６０３では、撮像情報設定部１４０１が、距離−撮像情報を取得して撮像情報格納部１４０２に格納する。距離−撮像情報の取得方法の詳細は後述する。ステップＳ１６０４では、計測距離取得部１００１が、これから撮像装置１０４により対象物を撮像する際の撮像装置１０４と対象物との距離の推定値Ｌ１を取得する。ステップＳ１６０５では、露光時間設定部１４０３が、Ｓ１６０３で設定された距離−撮像情報に基づいて、Ｓ１６０４で取得された距離の推定値Ｌ１から、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２に対して共通露光時間を設定する。ステップＳ１６０６では、照明光強度設定部１４０４が、Ｓ１６０３で設定された距離−撮像情報に基づいて、第１撮像部４３１および第２撮像部４３２の各々について照明光源の目標光強度を個別に決定する。ここまでのステップＳ１６０１〜Ｓ１６０６が、計測装置の校正（キャリブレーション）を行う工程である。また、ステップＳ１６０７〜Ｓ１６１０は、図５に示すフローチャートのＳ５０４〜Ｓ５０７と同様の工程であるため、ここでの説明を省略する。
【００８９】
距離−撮像情報の取得方法
次に、図１６のフローチャートにおけるＳ１６０３で行われる「距離−撮像情報の取得」について説明する。図１７は、距離−撮像情報の取得方法を示すフローチャートである。距離−撮像情報は、撮像情報設定部１４０１により、次の手順で取得される。
【００９０】
ステップＳ１７０１では、撮像装置１０４と対象物との距離の初期値（図１５に示す例では「２００」）を設定する。ステップＳ１７０２では、設定された距離に対応する共通露光時間と各撮像部の照明光源の目標光強度とを決定する。共通露光時間と各撮像部の照明光源の目標光強度は、前述した第２実施形態の構成によって取得することができる。すなわち、設定した距離を計測時距離とすれば、基準露光時間補正部１０２２によって、各撮像部の基準露光時間が補正され、設定した距離における基準露光時間が求められる。さらに、上限処理部１０２５によって上限処理が実施され、基準露光時間が露光時間の上限を超えないように調整される。そして、上限処理後の基準露光時間に基づいて、露光時間設定部１０２６および照明光強度設定部１０２７によって、共通露光時間と各撮像部の照明光源の目標光強度とが決定される。
【００９１】
ステップ１７０３では、撮像装置１０４と対象物との距離が所定の上限値を超えた否かを判断し、上限値を超えた場合には処理を終了する。一方、上限値を超えていない場合にはステップＳ１７０４に進む。ステップＳ１７０４では、撮像装置１０４と対象物との距離を所定の量（図１５に示す例では「１０」）だけ増加させて更新し、ステップＳ１７０２へ戻る。このように、撮像装置１０４と対象物との距離を変更した複数の状態の各々について、共通露光時間と各撮像部の照明光源の目標光強度とを決定することにより、距離−撮像情報を取得することができる。
【００９２】
以上説明したように、本変形例の計測装置は、撮像装置１０４と対象物との距離に対する共通露光時間および照明光源の目標光強度の対応関係を示す情報（た距離−撮像情報）を事前に取得しておく。そして、計測時には、距離−撮像情報を参照して、撮像装置１０４と対象物との距離に対応する撮像条件を補間で求める。本変形例の構成によれば、より短時間で対象物の位置姿勢を精度よく計測することができる。また、距離−撮像情報に記述された離散的な複数の距離の中で、撮像装置１０４と対象物との距離に最も近い距離に対応する撮像条件を設定するようにしてもよい。この場合、補間処理も不要になり、距離−撮像情報を参照するだけで撮像条件が設定できるため、さらに短時間での計測を行うことができる。
【００９３】
＜その他の実施形態＞
前述の実施形態では、撮像部が２個の例について説明したが、撮像部の数は２個に限らない。３個以上の撮像部を利用した計測装置にも本発明を適用することができる。また、照明光源の波長が互いに異なる複数の撮像部によって、同一の対象物（同一領域）を撮像する例について説明したが、これに限らず、照明光源の波長が同一である複数の撮像部によって、対象物の異なる領域を撮像する構成であってもよい。
【００９４】
また、撮像装置１０４と対象物との距離に応じて撮像条件を変更する構成の例では、撮像（計測）ごとに撮像条件を更新する例を説明したが、ｎ回の計測毎に撮像条件を更新する構成や、外部からの指示に応じて撮像条件を更新する構成でもよい。さらに、目標明るさは、位置姿勢を所定の精度で得るために必要な最低の明るさに限らず、位置姿勢を所定の精度で得ることができる明るさの範囲内における中央値や、撮像画像のコントラストが最大となる明るさなどに設定してもよい。最低の明るさとした場合は、精度を満足する範囲で露光時間を最短化できる。中央値とした場合は、撮像画像の明るさがばらついたとしても、安定して精度を満足できる。コントラストが最大となる明るさとした場合は、投影パターンやエッジが明瞭になるため、パターンやエッジがぼけやすい高速に移動しながらの計測でも安定した計測ができる。
【００９５】
また、撮像画像の明るさ評価値も９０パーセンタイルに限らず、画素値の平均値や中央値や、他の統計量であってもよい。また、第２実施形態では、撮像装置１０４と対象物との距離に応じた補正と、露光時間の上限処理とを共に備える構成について説明したが、露光時間の上限処理を備えない構成であっても、本発明を実現することができる。さらに、第２実施形態の変形例３では、撮像情報を第２実施形態の構成によって設定する例を説明したが、これに限らない。例えば、各距離における共通露光時間と各撮像部の照明光源の目標光強度とは、第１実施形態の変形例の構成によって設定してもよい。
【００９６】
また、本発明は、前述の実施形態の計測装置を搭載したロボットとして実現することも可能である。また、当該ロボットを利用したワーク取り出し装置として実現することも可能である。さらに、本発明は、前述の計測装置の機能を実現するロボット制御部として実現することも可能である。
【００９７】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００９８】
以上、本発明の好ましい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および変更が可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１００：ロボットシステム、１０１：ロボットアーム、１０３：ロボット制御装置、１０４：撮像装置、１０５：計測処理装置、１０６：ワーク（対象物）
【図１】
2020064034.tif 000007
【図２Ａ】
2020064034.tif 000008
【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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