(57)【要約】【課題】簡便な方法にてロボットに接近する物体の有無を検出する方法を提供する。【解決手段】第１ロボットの第３腕に設置され焦点が固定された第３撮像装置を用いて第２ロボットを撮影し画像を生成するステップＳ１の撮影工程と、第１ロボットの回転台、第１腕、第２腕、第３腕を移動するステップＳ２の移動工程と、生成した画像に焦点のあった像である合焦点像が撮影されたかを検出するステップＳ３の画像判断工程と、合焦点像が撮影されたときに手部と第２ロボットとの間隔を狭くしないステップＳ４の干渉防止工程と、を有する。【選択図】図４
2010264560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットの可動部に設置され焦点が固定された撮像装置を用いて被写体を撮影し画像を生成する撮影工程と、
前記可動部を移動する移動工程と、
前記画像に焦点のあった像である合焦点像が撮影されたかを検出する画像判断工程と、
前記合焦点像が撮影されたときに前記可動部と前記被写体との間隔を狭くしない干渉防止工程と、を有することを特徴とするロボットの干渉防止方法。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットの干渉防止方法であって、
前記可動部の可動範囲の最外周を移動する場所を可動先端部とし、
前記可動先端部と所定の距離離れた場所に前記撮像装置の焦点が合うように前記撮像装置が調整されていることを特徴とするロボットの干渉防止方法。
【請求項３】
請求項２に記載のロボットの干渉防止方法であって、
前記ロボットは複数の前記可動部を備え、前記ロボットは複数の前記可動先端部と前記撮像装置とを有することを特徴とするロボットの干渉防止方法。
【請求項４】
請求項３に記載のロボットの干渉防止方法であって、
前記可動先端部と前記撮像装置の焦点が合う場所との距離を検出距離とし、
前記可動先端部を停止する判断をした後、前記可動先端部を停止させる間に前記可動先端部が移動する距離を停止距離とするとき、
前記検出距離は前記停止距離以上の距離離れていることを特徴とするロボットの干渉防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの干渉防止方法にかかわり、特に、障害物を検出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワークを移動する作業等各種の作業にロボットが活用されている。ワーク及び物体が移動する環境の場合や複数のロボットが共同作業をする場合がある。このとき、ロボットは各種の物体と干渉しないように動作する必要がある。
【０００３】
そして、ロボットが干渉することを防止する方法が特許文献１に開示されている。それによると、ロボットに接近する対象物体をカメラ（以下、撮像装置と称す）にて複数回撮影する。次に、撮影した画像を画像処理して、対象物体の移動方向及び速度を検出する。そして、ロボットと対象物体とが干渉する時間及び場所を演算し予測していた。そして、干渉を予防する処置を実施していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３２００２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
移動する物体の画像を連続して撮影し、複数画像から物体とロボットのとの干渉を演算するとき、複雑な処理プロセスと高速に演算可能な演算装置が必要となる。そこで、簡便な方法にてロボットに接近する物体の有無を検出する方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
本適用例にかかるロボットの干渉防止方法であって、ロボットの可動部に設置され焦点が固定された撮像装置を用いて被写体を撮影し画像を生成する撮影工程と、前記可動部を移動する移動工程と、前記画像に焦点のあった像である合焦点像が撮影されたかを検出する画像判断工程と、前記合焦点像が撮影されたときに前記可動部と前記被写体との間隔を狭くしない干渉防止工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
このロボットの干渉防止方法によれば、撮像装置の焦点が固定されている。従って、撮影するときに、焦点の合った像が撮影できる範囲が限られている。撮影した画像に焦点のあった像が検出できるときには、撮像装置と所定の距離の場所に被写体が存在していることが判断される。
【０００９】
可動部と所定の距離離れた場所に被写体があると判断したときに、可動部と被写体との間隔を狭くしないようにしている。従って、可動部と被写体とが干渉することを防止することができる。
【００１０】
［適用例２］
上記適用例にかかるロボットの干渉防止方法において、前記可動部の可動範囲の最外周を移動する場所を可動先端部とし、前記可動先端部と所定の距離離れた場所に前記撮像装置の焦点が合うように前記撮像装置が調整されていることを特徴とする。
【００１１】
このロボットの干渉防止方法によれば、可動先端部と所定の距離離れている場所に被写体が有るか否かを検出することができる。被写体が可動範囲に接近するとき、被写体範囲の最外周を通過して可動範囲内に進入する。そして、可動先端部以外の場所が被写体に接近する可能性に比べて、可動先端部の場所が被写体に接近する可能性が高い。従って、撮像装置が可動先端部以外の場所の近くを撮影する場合に比べて、可動部に接近する被写体を検出する可能性を高くすることができる。
【００１２】
［適用例３］
上記適用例にかかるロボットの干渉防止方法において、前記ロボットは複数の前記可動部を備え、前記ロボットは複数の前記可動先端部と前記撮像装置とを有することを特徴とする。
【００１３】
このロボットの干渉防止方法によれば、ロボットは複数の可動部と撮像装置を備えている。従って、ロボットは姿勢を変えることができる。このとき、可動部の動かし方によっては可動先端部が入れ替わる。このときにも、撮像装置が可動先端部に接近する被写体を検出する可能性を高くすることができる。
【００１４】
［適用例４］
上記適用例にかかるロボットの干渉防止方法において、前記可動先端部と前記撮像装置の焦点が合う場所との距離を検出距離とし、前記可動先端部を停止する判断をした後、前記可動先端部を停止させる間に前記可動先端部が移動する距離を停止距離とするとき、前記検出距離は前記停止距離以上の距離離れていることを特徴とする。
【００１５】
このロボットの干渉防止方法によれば、可動先端部と停止距離以上離れている場所に被写体が有るか否かを検出することができる。そして、被写体が有るとき、被写体と可動先端部との距離は停止距離以上の距離となっている。従って、可動部を停止するとき可動部と被写体とが干渉することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ピッキング装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】ロボットを示す概略斜視図。
【図３】ピッキング装置の電気制御ブロック図。
【図４】手部の移動作業を示すフローチャート。
【図５】手部の移動作業におけるロボット制御方法を説明するための模式図。
【図６】手部の移動作業におけるロボット制御方法を説明するための模式図。
【図７】手部の移動作業におけるロボット制御方法を説明するための模式図。
【図８】手部の移動作業におけるロボット制御方法を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
本実施形態におけるロボットを用いたピッキング装置とロボットの干渉防止を行う特徴的なロボット制御方法とについて図１〜図７に従って説明する。尚、ピッキング装置はワークを把持して移動して離すことにより、ワーク移動させる装置である。
【００１８】
（ピッキング装置）
図１は、ピッキング装置の構成を示す概略斜視図である。図１に示すように、ピッキング装置１は主に供給装置２、第１ロボット３、被写体としての第２ロボット４、搬送装置５及び制御装置６から構成されている。そして、ピッキング装置１はワーク７を供給装置２から搬送装置５へ移動する機能を備えている。
【００１９】
供給装置２はワーク７を供給する装置である。ワーク７の形状や材質は特に限定されない。第１ロボット３及び第２ロボット４が把持可能であれば良い。供給装置２は１方向に長く形成された基台８を備えている。基台８の長手方向をＸ方向とする。そして、水平面上において、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とする。鉛直方向をＺ方向とする。基台８のＹ方向の両側には一対の側板９が配置されている。
【００２０】
２つの側板９の間にはベルト１０が配置されている。ベルト１０は円筒状に形成されたシートからなり、ベルト１０の内部には図示しない一対のプーリーが配置されている。そして、プーリーによりベルト１０はＸ方向に所定の張力がかけられている。２つの側板９のうち図中右下側の側板９の図中左側にはモーター１１が配置され、モーター１１の駆動軸はプーリーと接続されている。ベルト１０の上面にはワーク７が載置されている。ワーク７は図示しない供給装置によりベルト１０上に載置される。そして、モーター１１を駆動して停止することにより、ベルト１０を介してワーク７をＸ方向に移動させて所定の場所に停止させることができる。
【００２１】
供給装置２の図中右側には第１ロボット３が配置されている。本実施形態では第１ロボット３及び第２ロボット４に垂直多関節ロボットを採用したが、これに限らず、水平多関節型ロボットや直交ロボット等の各種ロボットを採用することができる。第１ロボット３は可動部及び可動先端部としての手部１２を備え、手部１２はワーク７を把持することが可能になっている。そして、第１ロボット３はワーク７を把持したまま姿勢を変更することによりワーク７を移動させることができる。
【００２２】
第１ロボット３の図中右上には中間台１３を介して第２ロボット４が配置されている。中間台１３はワーク７を第１ロボット３から第２ロボット４に渡すときに用いられる台である。第１ロボット３がワーク７を供給装置２から運んで、中間台１３上に載置する。次に、第２ロボット４が中間台１３上のワーク７を把持して移動する。
【００２３】
第２ロボット４は第１ロボット３と同様な装置である。第２ロボット４は可動部としての手部１２を備え、手部１２はワーク７を把持することが可能になっている。そして、第２ロボット４はワーク７を把持したまま姿勢を変更することによりワーク７を移動させることができる。
【００２４】
第２ロボット４の図中右上には搬送装置５が配置されている。搬送装置５は供給装置２と同様な機構を備えている。そして、Ｘ方向に移動するベルト１０を備え、ベルト１０上に載置されたワーク７をＸ方向に移動する。
【００２５】
供給装置２の図中左上には制御装置６が配置されている。制御装置６はピッキング装置１を構成する各装置の動作を制御する装置である。
【００２６】
図２は、ロボットを示す概略斜視図である。図２に示すように、第１ロボット３は基台１６を備え、基台１６上には可動部としての回転台１７が配置されている。回転台１７は固定台１７ａと回転軸１７ｂとを備えている。回転台１７は内部にサーボモーターと減速機構とを備え、回転軸１７ｂを角度精度良く回転及び停止することができる。
【００２７】
回転台１７の回転軸１７ｂと接続して可動部としての第１関節１８が配置され、第１関節１８と接続して可動部としての第１腕１９が配置されている。
【００２８】
第１腕１９において図中右側の一面には回転台座２０を介して第１撮像装置２１が配置されている。回転台座２０は内部に回転機構を有し、第１撮像装置２１を回転させることができる。そして、制御装置６が回転台座２０を回転させることにより、第１撮像装置２１が撮影する方向を変更することができる。写真レンズ２１ａは指示信号に従って焦点の調整を行う焦点調整機構を備えている。操作者は第１ロボット３を駆動して第１腕１９を移動する前に焦点調整を行う。そして、制御装置６は調整された焦点位置を記憶する。第１腕１９を移動する間、制御装置６は写真レンズ２１ａの焦点を調整された位置に固定して撮影する。
【００２９】
回転台１７及び第１関節１８を駆動するとき、第１腕１９が移動する。そして、回転台１７及び第１関節１８に駆動を停止する信号を出してから第１腕１９が停止するまでに第１腕１９が移動する距離を停止距離とする。この停止距離は第１腕１９の第１関節１８と反対側の端である可動先端部としての移動端１９ａが移動する距離である。このとき、第１撮像装置２１は移動端１９ａと移動端１９ａの進行方向に停止距離以上離れた場所に焦点が合うように写真レンズ２１ａの焦点を調整する。このとき、第１撮像装置２１の焦点が合う場所と移動端１９ａとの距離を検出距離とする。検出距離は停止距離より長い距離に設定されている。
【００３０】
第１腕１９と接続して可動部としての第２関節２２が配置されている。第２関節２２と接続して可動部としての第２腕２３が配置されている。第２腕２３は固定軸２３ａと回転軸２３ｂとを備え、第２腕２３は回転機構を備えている。そして、第２腕２３は第２腕２３の長手方向を回転軸にして回転軸２３ｂを回転させることができる。
【００３１】
回転軸２３ｂにおいて図中上側には回転台座２０を介して第２撮像装置２４が配置されている。そして、制御装置６が回転台座２０を回転させることにより、第２撮像装置２４が撮影する方向を変更することができる。第２撮像装置２４は第１撮像装置２１と同様に焦点調整を指示信号に従って調整可能な焦点調整機構を備えた写真レンズ２４ａを有している。操作者は第２腕２３を移動する前に写真レンズ２４ａの焦点調整を行う。そして、制御装置６は調整された焦点位置を記憶する。第２腕２３を移動する間、制御装置６は写真レンズ２４ａの焦点を調整された位置に固定して撮影する。
【００３２】
回転台１７、第１関節１８、第２関節２２を駆動するとき、第２腕２３が移動する。そして、回転台１７、第１関節１８、第２関節２２に駆動を停止する信号を出してから第２腕２３が停止するまでに第２腕２３が移動する距離を停止距離とする。この停止距離は第２腕２３の第２関節２２と反対側の端である可動先端部としての移動端２３ｃが移動する距離である。このとき、第２撮像装置２４は移動端２３ｃと移動端２３ｃの進行方向に停止距離以上の距離離れた場所に焦点が合うように写真レンズ２４ａの焦点を調整する。このとき、第２撮像装置２４の焦点が合う場所と移動端２３ｃとの距離を検出距離とする。検出距離は停止距離より長い距離に設定されている。
【００３３】
第２腕２３の回転軸２３ｂと接続して可動部としての第３関節２５が配置されている。第３関節２５と接続して可動部としての第３腕２６が配置されている。第３腕２６は固定軸２６ａと回転軸２６ｂとを備え、第３腕２６は第３腕２６の長手方向を回転軸にして回転軸２６ｂを回転させることができる。
【００３４】
固定軸２６ａにおいて図中上側には回転台座２０を介して第３撮像装置２７が配置されている。そして、制御装置６が回転台座２０を回転させることにより、第３撮像装置２７が撮影する方向を変更することができる。第３撮像装置２７は焦点調整を自動調整する自動モードと予め設定された焦点位置に固定する固定モードとに切換可能な焦点調整機構を備えた写真レンズ２７ａを有している。
【００３５】
写真レンズ２７ａの焦点調整機構は写真レンズ２１ａと同様に焦点調整を指示信号に従って調整可能になっている。操作者は第３腕２６を移動する前に写真レンズ２７ａの焦点調整を行う。そして、制御装置６は調整された焦点位置を記憶する。第３腕２６を移動する間、制御装置６は写真レンズ２７ａの焦点を調整された位置に固定して撮影する。
【００３６】
第３腕２６の回転軸２６ｂと接続して可動部としての手部１２が配置されている。回転台１７、第１関節１８、第２関節２２、第３関節２５を駆動するとき、手部１２が移動する。そして、回転台１７、第１関節１８、第２関節２２、第３関節２５に駆動を停止する信号を出してから手部１２が停止するまでに手部１２が移動する距離を停止距離とする。このとき、第３撮像装置２７は手部１２から手部１２の進行方向に停止距離以上の距離離れた場所に焦点が合うように固定モードの写真レンズ２７ａの焦点を調整する。このとき、第３撮像装置２７の焦点が合う場所と手部１２の先端との距離を検出距離とする。検出距離は停止距離より長い距離に設定されている。
【００３７】
手部１２は第３腕２６の回転軸２６ｂと直交する方向に長く形成されている。手部１２には一対の可動部としての指部２８が配置されている。手部１２にはサーボモーターとサーボモーターにより駆動される直動機構を備えている。そして、この直動機構により指部２８の間隔を変更可能になっている。
【００３８】
第１関節１８、第２関節２２、第２腕２３、第３関節２５及び第３腕２６は内部にサーボモーターと減速機構とを備え、第１腕１９、第２腕２３及び第３腕２６を角度精度良く回転及び停止することができる。上述のようにロボットは多くの関節と回転機構を備えている。そして、これらの関節及び回転機構に加えて指部２８を制御することによりワークを把持し、移動することが可能になっている。
【００３９】
第２ロボット４は第１ロボット３と同様の構成を有している。そして、第１撮像装置２１、第２撮像装置２４、第３撮像装置２７の代わりに第４撮像装置２９、第５撮像装置３０、第６撮像装置３１がそれぞれ配置されている。第４撮像装置２９、第５撮像装置３０は第１撮像装置２１と同様に焦点調整を指示信号に従って調整可能な焦点調整機構を備えた写真レンズ２９ａ，３０ａを有している。そして、第２ロボット４を駆動する間、制御装置６は写真レンズ２９ａ，３０ａの焦点を固定にする。第６撮像装置３１は第３撮像装置２７と同様に、焦点調整を自動調整する自動モードと予め設定された焦点位置に固定する固定モードとに切換可能な焦点調整機構を備えた写真レンズ３１ａを有している。そして、写真レンズ３１ａの焦点調整機構は固定モードにおいて焦点調整を指示信号に従って調整可能になっている。
【００４０】
写真レンズ２１ａ，２４ａ，２７ａ，２９ａ，３０ａ，３１ａの写真レンズは絞りを広くして、広角のレンズを用いることにより被写界深度を浅く設定するのが好ましい。
【００４１】
図３は、ピッキング装置の電気制御ブロック図である。図３において、ピッキング装置１の制御部としての制御装置６はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（中央処理装置）３５と各種情報を記憶する記憶部としてのメモリー３６とを有する。
【００４２】
第１ロボット駆動装置３７、第２ロボット駆動装置３８、第１撮像装置２１〜第６撮像装置３１は、入出力インターフェース３９及びデータバス４０を介してＣＰＵ３５に接続されている。さらに、供給装置２、搬送装置５、入力装置４１、表示装置４２も入出力インターフェース３９及びデータバス４０を介してＣＰＵ３５に接続されている。
【００４３】
第１ロボット駆動装置３７は第１ロボット３と接続され、第１ロボット３を駆動する装置である。第１ロボット駆動装置３７は、第１ロボット３の姿勢に関する情報をＣＰＵ３５に出力する。そして、ＣＰＵ３５がワーク７の移動を指示するとき、ワーク７の把持及び移動を行う。
【００４４】
第２ロボット駆動装置３８は第２ロボット４と接続され、第２ロボット４を駆動する装置である。第２ロボット駆動装置３８は、第２ロボット４の姿勢に関する情報をＣＰＵ３５に出力する。そして、ＣＰＵ３５がワーク７の移動を指示するとき、ワーク７の把持及び移動を行う。
【００４５】
第１撮像装置２１〜第６撮像装置３１の各撮像装置はＣＰＵ３５の指示する信号に従って撮影した後、撮影した画像のデータをメモリー３６に出力する。
【００４６】
供給装置２はＣＰＵ３５の指示によりベルト１０を移動または停止する。そして、第１ロボット３の手部１２が到達可能な範囲に供給装置２はワーク７を供給する。搬送装置５はＣＰＵ３５の指示によりベルト１０を移動または停止する。そして、第２ロボット４によって移動されたワーク７を次工程に移動する。
【００４７】
入力装置４１はワーク７の形状に関する情報や第１ロボット３及び第２ロボット４の動作条件等の諸情報を入力する装置である。例えば、ワーク７の形状を示す座標を図示しない外部装置から受信し、入力する装置である。表示装置４２はワーク７や第１ロボット３及び第２ロボット４に関するデータや作業状況を表示する装置である。表示装置４２に表示される情報を基に入力装置４１を用いて操作者が入力操作を行う。
【００４８】
メモリー３６は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、ピッキング装置１における動作の制御手順が記述されたプログラムソフト４３を記憶する記憶領域がメモリー３６に設定される。さらに、ワーク７の形状や寸法等の情報であるワーク属性データ４４を記憶するための記憶領域もメモリー３６に設定される。さらに、第１ロボット３及び第２ロボット４を構成する要素の情報や、ワーク７を移動するときに各可動部を駆動する条件等の情報であるロボット関連データ４５を記憶するための記憶領域もメモリー３６に設定される。さらに、第１撮像装置２１〜第６撮像装置３１が撮影した画像のデータや画像処理後の画像のデータである画像データ４６を記憶するための記憶領域もメモリー３６に設定される。さらに、ＣＰＵ３５のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域がメモリー３６に設定される。
【００４９】
ＣＰＵ３５はメモリー３６内に記憶されたプログラムソフト４３に従って、ワーク７の位置を検出した後、ワーク７をピッキングするための制御を行うものである。具体的な機能実現部として、第１ロボット３及び第２ロボット４を駆動してワーク７を移動させるための制御を行うロボット制御部４７を有する。他にも、第１撮像装置２１〜第６撮像装置３１に撮影する指示を出力して撮影動作を制御する撮影制御部４８を有する。撮影制御部４８は第３撮像装置２７及び第６撮像装置３１の焦点調整を自動モードと固定モードとのうちどちらにするかの制御を行う。さらに、撮影した画像を分析して第１撮像装置２１〜第６撮像装置３１に接近している被写体を検出する画像演算部４９を有する。
【００５０】
他にも、第１ロボット３と第２ロボット４とが接近するときに干渉を防止するように各ロボットの動作を制御する干渉防止制御部５０を有する。他にも、撮影した画像を用いてワーク７の位置を検出するワーク位置演算部５１を有する。他にも、第１ロボット３及び第２ロボット４の動作と連携して供給装置２及び搬送装置５の動作を制御する除給材制御部５２等を有する。
【００５１】
（ロボット制御方法）
次に、上述した第１ロボット３が手部１２を移動する作業の例におけるロボット制御方法について図４〜図８にて説明する。この作業の例では第１ロボット３が第２ロボット４と干渉することなく手部１２を供給装置２の上から中間台１３の上に移動させる。図４は、手部の移動作業を示すフローチャートである。図５〜図８は、手部の移動作業におけるロボット制御方法を説明するための模式図である。
【００５２】
図４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１は、撮影工程に相当する。撮像装置が写真レンズの焦点を固定して撮影する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ２は移動工程に相当する。ロボット制御部が手部を目的の場所に向けて移動させる工程である。次にステップＳ３に移行する。尚、ステップＳ１とステップＳ２とは並行して行われる。ステップＳ３は、画像判断工程に相当する。撮像装置が撮影した画像をもちいて手部等の可動部に接近する被写体があるかを判断する工程である。手部等の可動部に接近する被写体があるとき、画像に焦点の合う場所ができる。そして、画像の焦点が合っているとき、次に、ステップＳ４に移行する。画像の焦点が合っていないとき、次に、ステップＳ５に移行する。
【００５３】
ステップＳ４は、干渉防止工程に相当する。被写体と撮像装置とが接近しないように可動部を制御する工程である。次に、ステップＳ１及びステップＳ２に移行する。ステップＳ５は、到達判断工程に相当する。手部が目標地点に到達したか否かを判断する工程である。手部が目標地点に到達していないとき、ステップＳ１及びステップＳ２に移行する。手部が目標地点に到達したとき手部の移動作業を終了する。
【００５４】
次に、図５〜図８を用いて、図４に示したステップと対応させて、手部の移動作業におけるロボット制御方法を詳細に説明する。図５（ａ）〜図５（ｂ）は、ステップＳ１の撮影工程及びステップＳ２の移動工程に対応する図である。図５（ａ）に示すように、ステップＳ１及びステップＳ２において、第１ロボット３の手部１２が供給装置２の上から中間台１３の上に向かって移動する。そして、手部１２にはワーク７が把持されている。撮影制御部４８は回転台座２０を駆動することにより、第３撮像装置２７が撮影する向きを手部１２の進行方向に向ける。そして、ワーク７が移動している間に撮影制御部４８が第３撮像装置２７に撮影する指示を出力して撮影させる。
【００５５】
その結果、図５（ｂ）に示すように、第１画像５５が撮影される。手部１２の進行方向には第２ロボット４が位置しているので、第１画像５５には第２ロボット４の像が撮影されている。第２ロボット４は第３撮像装置２７の焦点距離より離れた場所に位置しているので、第１画像５５は像の輪郭が不明確であるピンボケ画像となっている。
【００５６】
図５（ｃ）は、ステップＳ３の画像判断工程に対応する図である。そして、図５（ｃ）は第１画像における輝度の分布と輝度分布の輪郭を微分した線のグラフを示している。図中上段における第１輝度分布線５６は、図５（ｂ）に示す第１画像５５のＡ−Ａ’線上における輝度の分布を示している。縦軸は輝度を示し、上側は下側より輝度が高くなっている。横軸はＡ−Ａ’線における場所を示している。図中下段における第１輝度微分線５７は、第１輝度分布線５６を微分して絶対値を算出した線を示している。縦軸は微分絶対値を示し、上側は下側より輝度の変化が大きくなっている。
【００５７】
第１画像５５の輪郭が明確なとき、第１輝度分布線５６は変化の大きな線となる。そして、第１輝度微分線５７も高いピーク値を示す。第１画像５５は輪郭が不明確であるため、第１輝度分布線５６はなだらかな変化の線となっている。そして、第１輝度微分線５７のピークは低くなっている。近接判断線５８は第１輝度微分線５７のピーク値を判定する線である。第３撮像装置２７と被写体である第２ロボット４との距離が所定の距離になったときの輝度微分線のピーク値を示している。そして、第１輝度微分線５７が近接判断線５８より低いときには、第３撮像装置２７と被写体である第２ロボット４との距離が写真レンズ２７ａの焦点距離より離れていることが判断できる。この例ではＡ−Ａ’線に沿った場所を分析したが、第１画像５５の総ての場所において分析を行う。
【００５８】
ステップＳ３の画像判断工程では、撮影した画像の焦点が合っていないと判断する。そして、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５の到達判断工程において、手部１２が中間台１３の上に到達していないので、ステップＳ１及びステップＳ２に移行する判断を行う。
【００５９】
図６（ａ）〜図６（ｂ）は、ステップＳ１の撮影工程及びステップＳ２の移動工程に対応する図である。図６（ａ）に示すように、ステップＳ１及びステップＳ２において、第１ロボット３の手部１２が供給装置２の上から中間台１３の上に向かって移動する。そして、ワーク７が移動している間に撮影制御部４８が第３撮像装置２７に撮影する指示を出力して撮影させる。
【００６０】
その結果、図６（ｂ）に示すように、第２画像５９が撮影される。手部１２の進行方向には第２ロボット４が位置しているので、第２画像５９には第２ロボット４の像が撮影されている。第１画像５５を撮影したときよりも第３撮像装置２７が第２ロボット４に接近しているので、第２画像５９は第１画像５５よりも像の輪郭が明確になっている。しかし、第２ロボット４は第３撮像装置２７の焦点距離より離れた場所に位置しているので、第２画像５９は像の輪郭が不明確であるピンボケ画像となっている。
【００６１】
図６（ｃ）は、ステップＳ３の画像判断工程に対応する図である。そして、図６（ｃ）は第２画像における輝度の分布と輝度分布の輪郭を微分した線のグラフを示している。図中上段における第２輝度分布線６０は、図６（ｂ）に示す第２画像５９のＢ−Ｂ’線上における輝度の分布を示している。縦軸は輝度を示し、上側は下側より輝度が高くなっている。横軸はＢ−Ｂ’線における場所を示している。図中下段における第２輝度微分線６１は、第２輝度分布線６０を微分して絶対値を算出した線を示している。縦軸は微分絶対値を示し、上側は下側より輝度の変化が大きくなっている。
【００６２】
第２画像５９は第１画像５５に比べて輪郭が明確になっているので、第２輝度分布線６０は第１輝度分布線５６に比べて、変化の大きな線となっている。そして、第２輝度微分線６１のピークは第１輝度微分線５７のピークより高くなっている。しかし、第２輝度微分線６１は近接判断線５８より低いので、第３撮像装置２７と被写体である第２ロボット４との距離が写真レンズ２７ａの焦点距離より離れていることが判断できる。
【００６３】
ステップＳ３の画像判断工程では、画像の焦点が合っていないと判断する。そして、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５の到達判断工程において、手部１２が中間台１３の上に到達していないので、ステップＳ１及びステップＳ２に移行する判断を行う。
【００６４】
図７（ａ）〜図７（ｂ）は、ステップＳ１の撮影工程及びステップＳ２の移動工程に対応する図である。図７（ａ）に示すように、ステップＳ１及びステップＳ２において、第１ロボット３の手部１２が供給装置２の上から中間台１３の上に向かって移動する。そして、ワーク７が移動している間に撮影制御部４８が第３撮像装置２７に撮影する指示を出力して撮影させる。
【００６５】
その結果、図７（ｂ）に示すように、第３画像６２が撮影される。手部１２の進行方向には第２ロボット４が位置しているので、第３画像６２には第２ロボット４の像が撮影されている。第２画像５９を撮影したときよりも第３撮像装置２７が第２ロボット４に接近しているので、第３画像６２は第２画像５９よりも像の輪郭が明確になっている。
【００６６】
図７（ｃ）は、ステップＳ３の画像判断工程に対応する図である。そして、図７（ｃ）は第３画像６２における輝度の分布と輝度分布の輪郭を微分した線のグラフを示している。図中上段における第３輝度分布線６３は、図７（ｂ）に示す第３画像６２のＣ−Ｃ’線上における輝度の分布を示している。縦軸は輝度を示し、上側は下側より輝度が高くなっている。横軸はＣ−Ｃ’線における場所を示している。図中下段における第３輝度微分線６４は、第３輝度分布線６３を微分して絶対値を算出した線を示している。縦軸は微分絶対値を示し、上側は下側より輝度の変化が大きくなっている。
【００６７】
第３画像６２は第２画像５９に比べて輪郭が明確になっているので、第３輝度分布線６３は第２輝度分布線６０に比べて、変化の大きな線となっている。そして、第３輝度微分線６４のピークは第２輝度微分線６１のピークより高くなっている。そして、第３輝度微分線６４は近接判断線５８より高いので、第３撮像装置２７と被写体である第２ロボット４との距離が写真レンズ２７ａの焦点距離となっていることが判断できる。ステップＳ３の画像判断工程では、第３画像６２における像は焦点が合っている合焦点像であると判断する。そして、ステップＳ４に移行する。
【００６８】
図８（ａ）及び図８（ｂ）はステップＳ４の干渉防止工程に対応する図である。図８（ａ）に示すように、ステップＳ４において、干渉防止制御部５０はロボット制御部４７に第１ロボット３の手部１２が移動する向きを反転する指示を出力する。そして、撮影制御部４８は回転台座２０を駆動して第３撮像装置２７の向きを供給装置２の方向に向けさせる。続いて、ロボット制御部４７は第１ロボット３の手部１２を供給装置２の方向に向けて移動させる。このとき、第３撮像装置２７が撮影する画像に焦点の合う場所があるときには移動を停止する。その結果、手部１２と第２ロボット４との間隔が長くなる。
【００６９】
次に、ロボット制御部４７は第２ロボット４を駆動して、第２ロボット４の手部１２を中間台１３の上から搬送装置５の上に向けて移動させる。このとき、第２ロボット４はステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ５を繰り返す。ステップＳ１では、撮影制御部４８が第５撮像装置３０の回転台座２０を回転させて、第５撮像装置３０が撮影する向きを手部１２が進行する向きに変える。そして、第５撮像装置３０が撮影する画像に焦点の合う場所がないことを確認しながら移動する。
【００７０】
第２ロボット４がワーク７を移動するとき手部１２及び第３関節２５付近が最も外周となる軌道を描いて移動する。従って、手部１２及び第３関節２５付近が物体と干渉する可能性が高い。撮影制御部４８は第６撮像装置３１を用いて手部１２付近を撮影する。さらに、撮影制御部４８は第５撮像装置３０を用いて第３関節２５付近を撮影する。そして、ＣＰＵ３５は手部１２及び第３関節２５付近に接近する物体を検出する。
【００７１】
その結果、図８（ｂ）に示すように、中間台１３の上から第２ロボット４が移動していなくなる。その後、第１ロボット３はステップＳ４からステップＳ１及びステップＳ２に移行して手部１２の移動を開始する。続いて、第１ロボット３はステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ５を繰り返して手部１２を移動する。第２ロボット４もステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ５を繰り返して手部１２を移動する。
【００７２】
その結果、図８（ｃ）に示すように、第１ロボット３の手部１２は中間台１３の上に到達する。そして、ステップＳ５の到達判断工程において、目標地点に到達したと判断して手部の移動作業を終了する。同様に、第２ロボット４の手部１２は搬送装置５の上に到達する。そして、ステップＳ５の到達判断工程において、目標地点に到達したと判断して手部の移動作業を終了する。
【００７３】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、ステップＳ１の撮影工程において、第３撮像装置２７の焦点が固定されている。従って、撮影するときに、焦点の合った像が撮影できる範囲が限られている。撮影した第１画像５５〜第３画像６２に焦点のあった像が検出できるときには、第３撮像装置２７における写真レンズ２７ａの焦点距離の場所に被写体が存在していると判断される。
【００７４】
ステップＳ３の画像判断工程において第３撮像装置２７と写真レンズ２７ａの焦点距離離れた場所に被写体があると判断したとき、ステップＳ４の干渉防止工程に移行する。そして、ステップＳ４では手部１２と被写体である第２ロボット４との間隔を狭くしないようにしている。従って、手部１２と第２ロボット４とが干渉することを防止することができる。
【００７５】
（２）本実施形態によれば、第１ロボット３が手部１２を移動するとき、手部１２は可動する範囲の最外周を移動する部分である可動先端部となっている。そして、ステップＳ３において手部１２と所定の距離離れている場所に被写体が有るか否かを検出している。被写体が可動範囲に接近するとき、手部１２以外の場所が被写体に接近する可能性に比べて、手部１２の場所が被写体に接近する可能性が高い。従って、撮像装置が手部１２以外の場所の近くを撮影する場合に比べて、可動部に接近する被写体を検出する可能性を高くすることができる。
【００７６】
（３）本実施形態によれば、第１ロボット３は複数の可動部と撮像装置とを備えている。従って、第１ロボット３は姿勢を変えることができる。このとき、可動部の動かし方によっては可動する範囲の最外周を移動する部分である可動先端部が入れ替わる。このときにも、可動先端部を撮影する撮像装置を変更することにより、撮像装置が可動先端部に接近する被写体を検出する可能性を高くすることができる。
【００７７】
（４）本実施形態によれば、各撮像装置は可動先端部と停止距離以上離れている場所に焦点が合うように調整されている。そして、その場所に被写体が有るか否かを検出している。被写体が有るとき、被写体と可動先端部との距離は停止距離以上の距離となっている。従って、可動部を停止するとき可動部と被写体とが干渉することを防止することができる。
【００７８】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記実施形態では、第１ロボット３において、第３撮像装置２７を用いて物体が手部１２に接近することを検出した。第１撮像装置２１、第２撮像装置２４、第３撮像装置２７の撮像装置を並行して可動しても良い。各可動部に接近する物体を検出することができる。
【００７９】
（変形例２）
前記実施形態では、第１ロボット３及び第２ロボット４に垂直多関節ロボットを採用したが、ロボットの形態に限定されない。水平多関節ロボット、直交ロボット、パラレルリンクロボット等各種の形態のロボットを採用することができる。
【００８０】
（変形例３）
前記実施形態では、第１輝度微分線５７等の輝度微分線を算出して焦点の合った画像か否かを判断した。焦点の合った画像か否かを検出する方法はこれに限らない。第１輝度分布線５６等の輝度分布線を空間周波数にてスペクトル分析を行っても良い。そして、周波数の分布を用いて判断しても良い。スペクトル分析は１次元でも良く、２次元の分析を行っても良い。１次元の場合には演算量が２次元の場合より少ないので短時間に分析することができる。２次元の分析の分析では画像の総ての場所に対して焦点の合った場所の有無を検出できるので、品質良く判断することができる。
【００８１】
（変形例４）
前記実施形態では、第１ロボット３の手部１２が可動先端部となり、第３撮像装置２７が手部１２に接近する被写体を検出した。第３関節２５が可動先端部となるとき、第２撮像装置２４を用いて第３関節２５に接近する被写体を検出しても良い。また、第２関節２２が可動先端部となるとき、第１撮像装置２１を用いて第２関節２２に接近する被写体を検出しても良い。第１ロボット３の可動部が移動するときに可動先端部となる場所に接近する物体を検出することができる。
【符号の説明】
【００８２】
２…供給装置、３…第１ロボット、４…被写体としての第２ロボット、１２…可動部及び可動先端部としての手部、１７…可動部としての回転台、１８…可動部としての第１関節、１９ａ，２３ｃ…可動先端部としての移動端、２１…第１撮像装置、２２…可動部としての第２関節、２４…第２撮像装置、２５…可動部としての第３関節、２６…可動部としての第３腕、２７…第３撮像装置、２８…可動部としての指部、２９…第４撮像装置、３０…第５撮像装置、３１…第６撮像装置、５５…第１画像、５９…第２画像、６２…第３画像。
【図１】
2010264560.tif 000003
【図２】
2010264560.tif 000004
【図３】
2010264560.tif 000005
【図４】
2010264560.tif 000006
【図８】
2010264560.tif 000007
【図５】
2010264560.tif 000008
【図６】
2010264560.tif 000009
【図７】
2010264560.tif 000010