(57)【要約】【課題】  色やサイズ等が異なる多種多様な部品の保持状態を高精度に計測できるワーク保持位置姿勢計測装置を提供し、かつ、ワーク保持位置姿勢計測装置を利用した高精度なワーク搬送組立装置を提供する。【解決手段】  マニピュレータは、ワーク保持手段、複数の基準マーカ、基準マーカ移動手段を備え、ワークに対応する対応基準マーカを決定する対応基準マーカ決定部、前記対応基準マーカを定められた位置に移動させる基準マーカ移動制御部、撮像手段を用いてマニピュレータに保持されたワークと前記対応基準マーカとを撮像したワーク保持画像を取得するワーク保持画像取得部、前記ワーク保持画像からワークの保持位置および姿勢を画像処理により求めるワーク保持位置姿勢演算部を備える。【選択図】  図１
2010155329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持して搬送するマニピュレータ、ワークを撮像する撮像装置、基準マーカに基づいてワークの位置および姿勢を計測するワーク計測装置、とを備えるワーク保持位置姿勢計測システムであって、
前記マニピュレータは、ワーク保持手段、複数の基準マーカ、該基準マーカを前記ワーク保持手段に対して相対移動させる基準マーカ移動手段を備え、
前記ワーク計測装置は、複数の基準マーカから保持ワークに対応する対応基準マーカを決定する対応基準マーカ決定部、前記基準マーカ移動手段を制御して前記対応基準マーカを所定の位置に移動させる基準マーカ移動制御部、マニピュレータに保持されたワークと前記対応基準マーカとを前記撮像装置で撮像したワーク保持画像を取得するワーク保持画像取得部、前記ワーク保持画像から対応基準マーカに基づき保持ワークの位置および姿勢を画像処理により求めるワーク保持位置姿勢演算部を備えること、
を特徴とするワーク保持位置姿勢計測システム。
【請求項２】
請求項１に記載のワーク保持位置姿勢計測システムにおいて、
前記マニピュレータは、複数の基準マーカを有するマーカ集合体を備え、該マーカ集合体を前記基準マーカ移動手段の可動部に固定していること、を特徴とするワーク保持位置姿勢計測システム。
【請求項３】
請求項１に記載のワーク保持位置姿勢計測システムにおいて、
前記マニピュレータは、複数の基準マーカ移動手段を備えること、を特徴とするワーク保持位置姿勢計測システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のワーク保持位置姿勢計測システムにおいて、
前記撮像装置は、撮像倍率を可変する撮像倍率調整手段を備え、
前記ワーク計測装置は、保持ワークに対応する撮像倍率に前記撮像倍率調整手段を制御する撮像倍率制御部を備えること、
を特徴とするワーク保持位置姿勢計測システム。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のワーク保持位置姿勢計測システムにおいて、
前記撮像装置は、撮像倍率の異なる複数の撮像手段を備え、
前記ワーク計測装置は、保持ワークに対応する撮像倍率である撮像手段を決定する撮像手段決定部を有し、
該決定した撮像手段によりワーク保持画像を取得することを特徴とするワーク保持位置姿勢計測システム。
【請求項６】
ワークを保持して搬送するマニピュレータ、ワークを撮像する撮像装置、基準マーカに基づいてワークの位置および姿勢を計測するワーク計測装置、前記マニピュレータを制御するマニピュレータ制御装置、とを備えるワーク搬送システムであって、
前記マニピュレータは、ワーク保持手段、複数の基準マーカ、基準マーカをワーク保持手段に対して相対移動させる基準マーカ移動手段、を備え、
前記ワーク計測装置は、複数の基準マーカから保持ワークに対応する対応基準マーカを決定する対応基準マーカ決定部、前記基準マーカ移動手段を制御して前記対応基準マーカを所定の位置に移動させる基準マーカ移動制御部、マニピュレータに保持されたワークと前記対応基準マーカとを前記撮像装置で撮像したワーク保持画像を取得するワーク保持画像取得部、前記ワーク保持画像から対応基準マーカに基づき保持ワークの位置および姿勢を画像処理により求めるワーク保持位置姿勢演算部、を備え、
前記マニピュレータ制御装置は、前記ワーク計測装置から取得したワーク保持位置および姿勢に基づきマニピュレータの動作軌道の補正量を演算する補正演算部、該補正量をマニピュレータ制御部に出力する補正出力部、前記補正量に基づきマニピュレータを制御するマニピュレータ制御部を備えること、
を特徴とするワーク搬送システム。
【請求項７】
請求項６に記載のワーク搬送システムにおいて、
前記撮像装置は、撮像倍率の異なる複数の撮像手段を備え、
前記ワーク計測装置は、保持ワークに対応する撮像倍率である撮像手段を決定する撮像手段決定部を備え、
前記マニピュレータ制御装置は、該決定した撮像手段に対応するマニピュレータ軌道を決定する軌道決定部、該決定した軌道をマニピュレータ制御部に出力する軌道出力部を備えること、
を特徴とするワーク搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マニピュレータに保持されたワークを画像処理用カメラにて撮像した画像から、ワークの保持位置および姿勢を計測するワーク保持位置姿勢計測システム、および、このワーク保持位置姿勢計測システムを利用したワーク搬送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロボットアームなどのマニピュレータを用いて部品を搬送し組立する従来技術として、マニピュレータによりワークを保持し、画像処理用カメラを用いて保持ワークの画像を撮影し、画像処理により保持ワークの位置や姿勢などを計測し、計測結果に基づきマニピュレータの位置や姿勢を制御し、保持ワークを所定の姿勢で所定の位置に搬送し組立する技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、マニピュレータで搬送しているワークの位置や姿勢を正確に求める技術が記載されている。具体的には、マニピュレータの保持部にマーカなどの基準部材を取り付け、ワークの位置や姿勢を計測する際に、対象ワークとマニピュレータに結合されたマーカとを同じ画像処理用カメラで撮像し、その撮像した画像からマーカに基づきマニピュレータに対するワークの相対位置および姿勢を計測することで、マニピュレータに対するワークの位置および姿勢を正確に求めている。図２０は、特許文献１に記載した技術により画像処理用カメラで撮像された画像データである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１９８９９４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、特許文献１に代表される従来技術においては、搬送用マニピュレータに取り付けるマーカは１種類である。これは、電子回路部品の装着やプリント基板の実装装置を対象としているため、基本的に対象とした電子部品の色やサイズなどが極端に異なることがなく、１種類のマーカでほとんどの電子部品に対応が可能だからである。
しかし、ロボット等を用いた産業製品の組立作業においては、搬送対象としたワークの色やサイズが全く異なる。例えば、光沢の金属端子と真っ黒のモールドのフレームによる色の差異、数ミリ部品と数十ミリ部品による大きさの違いがある。
【０００６】
従来技術における１種類のマーカを用い部品の位置や姿勢を画像処理にて計測するに際し、部品とマーカとの色の関係によっては画像処理にて部品とマーカの抽出精度が悪化し、計測の精度が低下するという問題があった。
さらに、１種類のマーカを用い部品の位置や姿勢を画像処理にて計測するに際し、大きさが異なる部品を取り扱う場合には、最も大きな部品に適用できるようにマーカの位置や大きさを決定するため、画像の一画素当たりのサイズが大きくなり、微小部品の位置や姿勢の精度の向上が図れないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、色やサイズ等が異なる多種多様な部品の保持状態を高精度に計測できるワーク保持位置姿勢計測システムを提供し、かつ、ワーク保持位置姿勢計測システムを利用した高精度なワーク搬送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載のワーク保持位置姿勢計測装置によれば、ワークを保持して搬送するマニピュレータ、ワークを撮像する撮像装置、基準マーカに基づいてワークの位置および姿勢を計測するワーク計測装置、とを備えるワーク保持位置姿勢計測システムであって、前記マニピュレータは、ワーク保持手段、複数の基準マーカ、該基準マーカを前記ワーク保持手段に対して相対移動させる基準マーカ移動手段を備え、前記ワーク計測装置は、複数の基準マーカから保持ワークに対応する対応基準マーカを決定する対応基準マーカ決定部、前記基準マーカ移動手段を制御して前記対応基準マーカを所定の位置に移動させる基準マーカ移動制御部、マニピュレータに保持されたワークと前記対応基準マーカとを前記撮像装置で撮像したワーク保持画像を取得するワーク保持画像取得部、前記ワーク保持画像から対応基準マーカに基づき保持ワークの位置および姿勢を画像処理により求めるワーク保持位置姿勢演算部を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載のワーク保持位置姿勢計測装置によれば、請求項１に記載のワーク保持位置姿勢計測システムにおいて、前記マニピュレータは、複数の基準マーカを有するマーカ集合体を備え、該マーカ集合体を前記基準マーカ移動手段の可動部に固定していることを特徴とする。
また、請求項３に記載のワーク保持位置姿勢計測装置によれば、請求項１に記載のワーク保持位置姿勢計測システムにおいて、前記マニピュレータは、複数の基準マーカ移動手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載のワーク保持位置姿勢計測装置によれば、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のワーク保持位置姿勢計測システムにおいて、前記撮像装置は、撮像倍率を可変する撮像倍率調整手段を備え、前記ワーク計測装置は、保持ワークに対応する撮像倍率に前記撮像倍率調整手段を制御する撮像倍率制御部を備えることを特徴とする。
また、請求項５に記載のワーク保持位置姿勢計測装置によれば、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のワーク保持位置姿勢計測システムにおいて、前記撮像装置は、撮像倍率の異なる複数の撮像手段を備え、前記ワーク計測装置は、保持ワークに対応する撮像倍率である撮像手段を決定する撮像手段決定部を有し、該決定した撮像手段によりワーク保持画像を取得することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に記載のワーク搬送装置によれば、ワークを保持して搬送するマニピュレータ、ワークを撮像する撮像装置、基準マーカに基づいてワークの位置および姿勢を計測するワーク計測装置、前記マニピュレータを制御するマニピュレータ制御装置、とを備えるワーク搬送システムであって、前記マニピュレータは、ワーク保持手段、複数の基準マーカ、基準マーカをワーク保持手段に対して相対移動させる基準マーカ移動手段、を備え、前記ワーク計測装置は、複数の基準マーカから保持ワークに対応する対応基準マーカを決定する対応基準マーカ決定部、前記基準マーカ移動手段を制御して前記対応基準マーカを所定の位置に移動させる基準マーカ移動制御部、マニピュレータに保持されたワークと前記対応基準マーカとを前記撮像装置で撮像したワーク保持画像を取得するワーク保持画像取得部、前記ワーク保持画像から対応基準マーカに基づき保持ワークの位置および姿勢を画像処理により求めるワーク保持位置姿勢演算部、を備え、前記マニピュレータ制御装置は、前記ワーク計測装置から取得したワーク保持位置および姿勢に基づきマニピュレータの動作軌道の補正量を演算する補正演算部、該補正量をマニピュレータ制御部に出力する補正出力部、前記補正量に基づきマニピュレータを制御するマニピュレータ制御部を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に記載のワーク搬送装置によれば、請求項６に記載のワーク搬送システムにおいて、前記撮像装置は、撮像倍率の異なる複数の撮像手段を備え、前記ワーク計測装置は、保持ワークに対応する撮像倍率である撮像手段を決定する撮像手段決定部を備え、前記マニピュレータ制御装置は、該決定した撮像手段に対応するマニピュレータ軌道を決定する軌道決定部、該決定した軌道をマニピュレータ制御部に出力する軌道出力部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、色や材質や大きさ等の異なるワークのマニピュレータにおける保持位置および姿勢を計測する際に、基準マーカの付け替え等の作業をすることなく、マニピュレータに対するワークの高精度な位置や姿勢の計測が可能となり、さらに高精度な搬送組立を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係るワーク搬送システムの概略構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る基準マーカ集合体の実施例を示した図である。
【図３】第１の実施形態に係るワーク搬送システムのフロー図である。
【図４】第１の実施形態に係るワーク情報記憶部の実施例を示した図である。
【図５】ワーク保持画像のフィルタ処理前後の画像例を示した図である。
【図６】ワーク保持画像のエッジ処理前後の画像例を示した図である。
【図７】ワーク保持位置姿勢演算部の演算結果の例を示した図である。
【図８】第１の実施形態に係る基準マーカ集合体２１ａの変形例を示した図である。
【図９】第１の実施形態に係るマニピュレータ１０の変形例を示した図である。
【図１０】第２の実施形態に係るワーク搬送システムの概略構成図である。
【図１１】第２の実施形態に係る基準マーカ集合体の実施例を示した図である。
【図１２】第２の実施形態に係るワーク搬送システムのフロー図である。
【図１３】第２の実施形態に係るワーク情報記憶部の実施例を示した図である。
【図１４】第３の実施形態に係るワーク搬送システムの概略構成図である。
【図１５】第３の実施形態に係る基準マーカ移動手段の動作例を示した図である。
【図１６】第３の実施形態に係るワーク情報記憶部の実施例を示した図である。
【図１７】第４の実施形態に係るワーク搬送システムの概略構成図である。
【図１８】第４の実施形態に係るワーク搬送システムのフロー図である。
【図１９】第４の実施形態に係るワーク情報記憶部の実施例を示した図である。
【図２０】従来技術により画像処理用カメラで撮像された画像データを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る第１の実施形態について図に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る第１の実施形態におけるワーク保持位置姿勢計測システムを有するワーク搬送システムの概略ブロック図である。図１において、１はワーク、１０はマニピュレータ、３０は撮像装置、５０はワーク計測装置、９０はマニピュレータ制御装置である。ワーク保持位置姿勢計測システムは、マニピュレータ１０、撮像装置３０、ワーク計測装置５０、により構成される。つまり、ワーク搬送システムは、ワーク保持位置姿勢計測システムにマニピュレータ制御装置９０を追加した構成となる。なお、ワーク搬送システムは、図１のようにワーク計測装置５０およびマニピュレータ制御装置９０が独立した装置として必要なデータのみを各装置間で授受する記載としているが、マニピュレータ制御装置９０にワーク計測装置５０の有する機能を組み込んで一つの装置としても良い。
【００１６】
図１においてマニピュレータ１０は水平多関節ロボットとして記載しているが、垂直多関節ロボット、ＸＹステージ等のようなワークを保持して搬送可能な位置決め装置であれば良い。以下、マニピュレータ１０は水平多関節ロボットを用い説明する。
マニピュレータ１０は、ロボットの第１関節軸１１、ロボットの第２関節軸１２、ロボットの第１アーム１３、ロボットの第２アーム１４、ロボットアーム先端の上下回転軸１５、ワークを保持するワーク保持手段１６、多種類の基準マーカを有する基準マーカ集合体２１、基準マーカ集合体２１をワーク保持手段１６に対して相対移動させる基準マーカ移動手段２２、を有する。
【００１７】
ロボットの第１関節軸１１、ロボットの第２関節軸１２、ロボットアーム先端の上下回転軸１５には通常サーボモータが用いられ、サーボモータが備えるエンコーダからのモータの位置信号をマニピュレータ制御装置９０に取り込み、後述するマニピュレータ軌道生成部９３からの指令等に基づきマニピュレータ制御部４０がマニピュレータ１０の位置や姿勢を制御する。
【００１８】
ワーク保持手段１６は、大きさや材質等が異なる複数種類のワークを保持可能である。例えばワークを吸着保持する吸着ノズルや、ワークを所定の力で把持するグリッパ等を用いることができる。
基準マーカ集合体２１は、色、材質、大きさが異なる複数種類の基準マーカを有している。図２は、例として色および材質が異なる複数の基準マーカを有する基準マーカ集合体２１を示したものである。図２に示した基準マーカ集合体２１はリング形状を有しており、一の対象ワークと同じ色および材質である青色マーカ２１１、他の一の対象ワークと同じ色および材質である赤色マーカ２１２、他の一の対象ワークと同じ色および材質である緑色マーカ２１３、がリング形状の同心円上に６０度間隔に均等に配置されている。このように実際の対象ワークに一対一で同じ色および同じ材質のマーカを用意することが良いが、対象ワークの材質や色をある程度グルーピングして、対象ワークのグループ数分のマーカを用意しても良い。なお、基準マーカ集合体２１は図２に示した形状、色、材質、大きさ、マーカ種類に限らず、ワーク保持位置姿勢計測システムで対象とするワークに合わせて自由に組み合わせることができる。
【００１９】
基準マーカ移動手段２２は、ロボットの上下回転軸１５を中心に基準マーカ集合体２１を回転させることができる。なお、基準マーカ移動手段２２は、基準マーカ集合体２１を回転させるだけでなく、上下回転軸１５の軸方向に上下移動制御可能としてもよい。これにより、例えばワークの厚みが異なる場合でも、ワーク下面と同一平面上に基準マーカを位置させることができる。
【００２０】
撮像装置３０は、部品認識カメラと図示しない照明手段とにより構成されている。カメラは、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラなどにより構成される。この撮像装置３０は信号コードを介してワーク計測装置５０に接続され、この信号コードを介して、そのワーク計測装置５０から制御信号等の供給を受けて撮影した画像データ（ ワーク保持画像データ）を ワーク保持画像取得部５５に対して送信する。
【００２１】
次に、図３のワーク搬送システムの動作フローチャートを用い、第１の実施形態におけるワーク搬送システムの動作を実施例に則して説明しつつ、マニピュレータ１０、撮像装置３０、ワーク保持位置姿勢計測システムおよびワーク搬送システムが有する各部について説明する。
マニピュレータ制御装置９０のワーク選択部９１は、ワークの組立順序を管理し、組立作業をおこなうワークを決定している。
【００２２】
例えば、マニピュレータ制御装置９０の組立情報記憶部９２に組立順序とそれに対応するワーク番号を記憶しておく。図示しない入出力装置によって、ワーク組立開始信号がマニピュレータ制御装置９０に入力されると（Ｓ１１）、現在の組立順番を示す変数ｉに１が入力される（Ｓ１２）。マニピュレータ制御装置９０のワーク選択部９１は変数ｉの値を現在のワーク組立順番とし、ｉの値に対応するワーク組立順番のワーク番号を組立情報記憶部９２から抽出して記憶する（Ｓ１３）。なお、１つのワークの組立作業が完了すると、変数ｉの値に１を加え、ワーク組立順番を新たな順番に変更している（Ｓ２８）。
【００２３】
マニピュレータ制御装置９０のマニピュレータ軌道生成部９３は、ワーク選択部９１にて選択されたワークの組立作業を行うマニピュレータ軌道を生成する。ここで、マニピュレータ軌道とは、マニピュレータ１０が図示しないワーク供給部にてワーク１を保持し、撮像装置３０にてワーク保持画像を撮影し、図示しないワーク組立部にて保持しているワーク１の組立を行う一連の動作におけるマニピュレータの軌道および姿勢のことである。
【００２４】
例えば、組立情報記憶部９２にワーク番号とワーク番号に対応するマニピュレータ軌道を生成するために必要な軌道情報を予め記憶しておく。ここで、軌道情報とは、ロボット座標系における軌道上の点の座標、その点におけるマニピュレータの姿勢、軌道上の次の点への軌道補間方法（円弧補間、直線補間など）等の軌道生成に必要となる情報である。マニピュレータ軌道生成部９３は、ワーク選択部９１よりワーク番号を受け取り、そのワーク番号を用いて組立情報記憶部からワーク番号に対応する軌道情報を取得して記憶する（Ｓ１４）。取得した軌道情報を用い、ワークの組立作業を行うためのマニピュレータ軌道を生成する（Ｓ１５）。
【００２５】
ワーク計測装置５０は、マニピュレータ制御装置９０のワーク選択部９１からマニピュレータに保持されるワークの情報を取得する。
例えば、ワーク計測装置５０のワーク情報記憶部５２に、ワーク番号とワークに関する各種情報とを予め関連付けて記憶しておく。図４はワーク情報記憶部５２の具体例を示したものである。ワーク番号とワーク種類が関連付けて記憶されている。ワーク計測装置５０は、マニピュレータ制御装置９０から組立対象であるワークのワーク番号を取得し、図示しないメモリ等の記憶部に記憶する（Ｓ１６）。これにより、ワーク計測装置５０は、ワーク番号をキーとして対応するワークに関する情報を取得することができる。
【００２６】
ワーク計測装置５０の対応基準マーカ決定部５１は、マニピュレータ１０に保持されたワークに対応する対応基準マーカを決定する。ここで、対応基準マーカとは、撮像装置３０にてワークと共に撮像される基準マーカであって、保持されたワークの位置および姿勢の計測に際する基準位置および基準姿勢となる基準マーカである。
例えば、ワーク計測装置５０のワーク情報記憶部５２にワーク番号と対応する対応基準マーカを予め記憶しておく。図４はワーク情報記憶部５２の具体例を示したものである。ワーク番号とマーカ情報が関連付けて記憶されている。ここでマーカ情報とは、マーカ番号、マーカ位置、マーカ色等の以降の処理で用いるマーカに関する情報のことである。対応基準マーカ決定部５１は、記憶部に記憶されているワーク番号に基づいてワーク情報記憶部５２から対応基準マーカのマーカ情報を取得する（Ｓ１７）。
【００２７】
なお、ワーク情報記憶部５２にワーク情報としてワークの大きさ・色を予め記憶し、基準マーカの大きさ・色を基準マーカ情報としてワーク情報記憶部５２とは別に予め記憶し、対応基準マーカ決定部５１が、ワーク情報と基準マーカ情報とに基づいてワークに対応する基準マーカを決定しても良い。決定方法の例としては、ワークの色に近い色を有する基準マーカを抽出し、さらに抽出された基準マーカが複数のサイズを有する場合には、ワークの大きさと基準マーカのサイズとの関係を予め定めておき、その定めに応じて対応基準マーカを決定しても良い。このようにしておけば、ユーザーによる対応基準マーカの決定の手間をなくすことができる。
【００２８】
ワーク計測装置５０の画像処理内容決定部５３は、撮像装置３０にて撮像されたワーク保持画像を用いて、対応基準マーカに基づきマニピュレータの保持されたワークの位置および姿勢を計測する画像処理における画像処理の内容を決定する。これは、基準マーカを変更するに際し、ワークと基準マーカとを抽出するフィルタ処理の抽出カラーの設定や、エッジ抽出処理における近接画素値の勾配値範囲等を変更する必要があるためである。なお、ワークや基準マーカが変更されても画像処理において変更を要しない部分もあり、全ての画像処理の内容を設定する必要はない。さらに、ワークの位置および姿勢を計測することが可能であれば適用する画像処理は後述する具体例に限定されるものではなく、周知の各種の画像処理技術を組み合わせて適用できる。
【００２９】
例えば、ワーク計測装置５０には、公知の画像処理（エッジ抽出処理、フィルタ処理、エッジによる相対位置姿勢把握処理、エッジおよび重心による相対位置姿勢把握処理等）が予め利用可能に準備されている。さらに、ワーク計測装置５０は、先の利用可能に準備されている画像処理から基本的な処理として、フィルタ処理によりワークと対応基準マーカとの抽出画像を生成し、抽出画像からエッジ抽出処理によりワークと対応基準マーカのエッジ画像を生成し、エッジ画像からエッジによる位置姿勢把握処理によりワークの位置姿勢を把握するように決定されているとする。係る場合には、画像処理内容決定部５３で決定される画像処理の内容は、フィルタ処理における抽出カラー値の範囲、エッジ抽出処理におけるエッジ認識条件（近接画素値の勾配値範囲等）等の、画像処理におけるパラメータとなる。
【００３０】
具体的な処理としては、ワーク情報記憶部５２にワーク番号とワーク番号に対応する画像処理内容である抽出カラー、エッジ認識条件、を予め記憶しておく。図４はワーク情報記憶部５２の具体例を示したものである。画像処理内容決定部５３は、記憶部に記憶されているワーク番号に基づいてワーク情報記憶部５２から画像処理内容を抽出して決定する（Ｓ１８）。
【００３１】
なお、ワークの色および対応基準マーカの色に基づいて予め定められた関係式を用い、抽出カラー条件の設定値やエッジ認識条件の設定値を決定できる場合には、ワーク計測装置５０にて演算により抽出カラー条件の設定値やエッジ認識条件の設定値を決定しても良い。なお、上記の画像処理技術と異なる画像処理技術を適用する場合には、適用する画像処理技術に必要な設定値を決定することとなる。
【００３２】
ワーク計測装置５０の基準マーカ移動制御部５４は、対応基準マーカをワーク保持手段１６に対する所定位置に移動させるため、基準マーカが取り付けられた基準マーカ移動手段２２を制御する。ここで所定位置とは、ワーク保持画像にて対応基準マーカがワークと共に撮像されるための対応基準マーカの位置のことである。例えば、基準マーカ移動手段２２の駆動源としてサーボモータが用いられ、サーボモータが備えるエンコーダからの信号を基準マーカ移動制御部５４に取り込み、対応基準マーカの位置を把握して位置制御を行うことで、対応基準マーカを所定位置に移動させることができる。なお、基準マーカ移動手段２２は位置決め可能であれば適用可能であり、ステッピングモータ等を用いることもできる。
【００３３】
例えば、ワーク情報記憶部５２にワーク番号とワーク番号に対応する対応基準マーカの所定位置を予め記憶しておく。図４はワーク情報記憶部５２の具体例を示したものである。基準マーカ移動制御部５４は、記憶部に記憶されているワーク番号に基づいてワーク情報記憶部５２から対応基準マーカ位置を抽出して記憶部に記憶する（Ｓ１９）。次に、基準マーカ移動制御部５４は、基準マーカ移動手段１６に移動指令を出力し、対応基準マーカを所定の対応基準マーカ位置に移動させる（Ｓ２０）。仮にワーク番号が「１」である場合には、マーカ位置「１８０度」を記憶部に記憶し、基準マーカ移動手段１６を基準位置から１８０度回転させた位置に移動させる。ワーク番号が「３」である場合には、マーカ位置「３００度」を記憶部に記憶し、基準マーカ移動手段１６を基準位置から３００度回転させた位置に移動させる。
【００３４】
ワーク計測装置５０のワーク保持画像取得部５５は、ワークと対応基準マーカとが撮像装置３０の撮影領域に存在するときに撮像信号を撮像装置３０に出力し、撮像装置３０からのワークと対応基準マーカとの画像（ワーク保持画像）を取得して記憶部に記憶する。
例えば、ワーク情報記憶部５２にワーク番号とワーク番号に対応する撮像信号を出力するマニピュレータ軌道範囲を予め記憶しておく。図４はワーク情報記憶部５２の具体例を示したものである。ワーク保持画像部５５は、ワーク情報記憶部５２からワーク番号に対応するマニピュレータ軌道範囲を取得し、記憶部に記憶する。さらに、ワーク保持画像取得部５５は、マニピュレータ制御装置からマニピュレータ１０の現在位置を受け取り、マニピュレータ１０が記憶部に記憶されたマニピュレータ軌道範囲に入ったか否かを確認する（Ｓ２１）。マニピュレータ軌道範囲に入ったことを確認した場合には、撮像装置３０に対して撮像信号を出力し、撮像装置３０から送信された画像をワーク保持画像として記憶部に記憶する（Ｓ２２）。
【００３５】
なお、撮像信号をワーク検出センサの出力信号を利用するものとし、ワーク検出センサをワークと対応基準マーカとが撮像できる適切な位置に取り付けるようにしてもよい。
ワーク計測装置５０のワーク保持位置姿勢演算部５６は、ワーク保持画像取得部５５で記憶部に記憶された画像を、画像処理内容決定部５３で決定した処理内容に基づいて処理を行い、ワークと基準マーカとの相対位置および相対姿勢を求める。
【００３６】
例えば、ワークが青色であって、図４のワーク情報記憶部５２に記憶されているワーク番号１であるとする。ワーク保持位置姿勢演算部５６は、記憶部に記憶されているワーク保持画像をフィルタ処理により青色のみを抽出した抽出画像を生成する（Ｓ２３）。図５はフィルタ処理の前後における画像の具体例を示したものである。図５（ａ）はフィルタ処理前の画像、図５（ｂ）はフィルタ処理後の画像、を示したものである。
【００３７】
抽出画像からエッジ抽出処理により勾配値５０以上のエッジを抽出したエッジ画像を生成する。図６はエッジ処理の前後における画像の具体例を示したものである。図６（ａ）はエッジ処理前の画像、図６（ｂ）はエッジ処理後の画像、を示したものである。さらに、エッジ画像から対応基準マーカとワークとの相対位置および相対姿勢を求める（Ｓ２４）。なお、ワークの位置および姿勢を計測することが可能であれば適用する画像処理は上記の具体例に限定されるものではなく、周知の各種の画像処理技術を組み合わせて適用できる。
【００３８】
図７は対応基準マーカとワークとの相対位置と相対姿勢の演算結果を示した図である。なお、以降の説明において、相対位置および相対姿勢は（ｘ座標値、ｙ座標値、回転角度）で表すこととする。よって、図７の場合には（４ｍｍ，１２ｍｍ，３０度）と表すことができる。
マニピュレータ制御装置９０における補正演算部９４は、ワーク計測装置５０のワーク保持位置姿勢演算部５６で求められたワークの対応基準マーカに対する相対位置および相対姿勢と、基準ワーク位置姿勢における対応基準マーカに対する相対位置および相対姿勢の差を求め、その差をマニピュレータに指示すべき補正量として記憶部に記憶する（Ｓ２５）。ここで、基準ワーク位置姿勢とは、マニピュレータ軌道生成部９３にて生成するマニピュレータ軌道における、保持ワークの対応基準マーカに対する相対位置と相対姿勢のことである。つまり、基準ワーク位置姿勢でワークがマニピュレータに保持されている場合には、マニピュレータの軌道を補正することなく製品の組立搬送が可能となる。
【００３９】
例えば、基準ワーク位置姿勢における位置および姿勢が（５ｍｍ，１０ｍｍ，０度）の時、測定したワーク保持位置および姿勢が図７のように（４ｍｍ、１２ｍｍ、３０度）であった場合、補正量は基準ワーク位置姿勢から測定した保持ワークの位置および姿勢を引いた（＋１ｍｍ、−２ｍｍ、−３０度）と演算する。その演算した補正量（＋１ｍｍ、−２ｍｍ、３０度）を記憶部に記憶する（Ｓ２５）。
【００４０】
マニピュレータ制御装置９０の補正出力部９５は、補正演算部９４で演算した補正量をマニピュレータ制御装置９０のマニピュレータ制御部４０に出力する（Ｓ２６）。
マニピュレータ制御部４０は、補正出力部９５から出力された補正量に基づいてマニピュレータの軌道を修正し、図示しない組立部にワークを搬送して組立作業を行う（Ｓ２７）。
【００４１】
次に、変数ｉに１を加え（Ｓ２８）、変数ｉに基づき全てのワーク組立が完了したか否かを判断する（Ｓ２９）。例えば、変数ｉが組立部品数より大きくなったら、全てのワーク組立が完了したと判断する。全てのワークの組立が完了していない場合にはＳ１３に戻り、全てのワークの組立が完了している場合には、ワーク搬送組立を終了する。
なお、第１の実施形態において、図８のようにマーカ集合体２１ａを長方形等の形状とし、図９のように基準マーカ移動手段２２ａをロボットの上下回転軸１５に垂直な平面を自由に移動可能な構造としてもよい。例えば、直交ロボットのように２つの可動軸を組み合わせて構成することができる。
【００４２】
次に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ部位については、詳細な説明は省略する。
図１０は、本発明に係る第２の実施形態におけるワーク保持位置姿勢計測システムを有するワーク搬送システムの概略ブロック図である。図１において、１はワーク、１０ａはマニピュレータ、３０ａは撮像装置、５０ａはワーク計測装置、９０ａはマニピュレータ制御装置である。
【００４３】
撮像装置３０ａには、図示しない撮像倍率を変更できる倍率変更手段３１ａを備えている。例えば、指令された倍率に変更可能なズームレンズを備えている。撮像装置３０ａでは、撮像倍率の異なるワーク保持画像を撮像することができる。
マニピュレータ１０ａには、多種類の基準マーカを有する基準マーカ集合体２１ｂ、基準マーカ集合体２１ｂをワーク保持手段１６に対して相対的移動させる基準マーカ移動手段２２ａ、を有する。ここで、基準マーカ集合体２１ｂは、大きさの異なる基準マーカから構成されている。図１１は、基準マーカ集合体２１ｂの実施例を示した図である。図１１においては、基準マーカ集合体２１ｂは、サイズが異なる基準マーカ２１１ｂ、２１２ｂ、２１３ｂを有している。なお、ワークに対応して複数の基準マーカの全てを同色としても良い。
【００４４】
基準移動マーカ手段２２ａは、基準マーカ集合体２１ｂをロボットアーム先端の上下回転軸１５に垂直な平面を自由に移動可能に構成されている。例えば、直交ロボットのように２つの可動軸を組み合わせて構成することができる。これにより、ワークのサイズに合わせて、基準マーカをワークの近傍に移動させることができる。なお、基準マーカ移動手段２２ａは、さらに上下回転軸１５の軸方向に上下移動制御可能としてもよい。これにより、例えばワークの厚みが異なる場合でも、ワーク下面と同一平面上に基準マーカを位置させることができる。
【００４５】
ワーク保持手段１６は、大きさや材質等が異なる複数種類のワークを保持可能である。
次に、図１２のワーク搬送システムの動作フローチャートを用い、第２の実施形態におけるワーク搬送システムの動作を実施例に則して説明しつつ、マニピュレータ１０ａ、撮像装置３０ａ、ワーク計測装置５０ａおよびマニピュレータ制御装置９０ａが有する各部について説明する。ただし、第１の実施形態と同じ処理については、詳細な説明は省略する。
【００４６】
マニピュレータ制御装置９０ａのワーク選択部９１は、ワークの組立順序を管理し、組立作業をおこなうワークを決定している（Ｓ１１〜Ｓ１３およびＳ２８に相等し、第１の実施形態と同じ処理）。
マニピュレータ制御装置９０ａのマニピュレータ軌道生成部９３は、ワーク選択部９１にて選択されたワークの組立作業を行うためのマニピュレータ軌道を生成する（Ｓ１４，Ｓ１５に相等し、第１の実施形態と同じ処理）。
【００４７】
ワーク計測装置５０ａは、マニピュレータ制御装置９０ａのワーク選択部９１からマニピュレータに保持されるワークの情報を取得する（Ｓ１６に相等し、第１の実施形態と同じ処理）。
ワーク計測装置５０ａの対応基準マーカ決定部５１は、マニピュレータ１０ａに保持されたワークに対応する対応基準マーカを決定する（Ｓ１７に相等し、第１の実施形態と同じ処理）。
【００４８】
ワーク計測装置５０ａの画像処理内容決定部５３は、撮像装置３０ａにて撮像されたワーク保持画像を用いて、対応基準マーカに基づきマニピュレータの保持されたワークの位置および姿勢を演算する画像処理において、基準マーカの色や大きさ等の差異により変更すべき画像処理の内容を決定する（Ｓ１８に相等し、第１の実施形態と同じ処理）。
ワーク計測装置５０ａの基準マーカ移動制御部５４は、対応基準マーカをワーク保持手段１６に対する所定位置に移動させるため、基準マーカが取り付けられた基準マーカ移動手段２２を制御する。
【００４９】
例えば、ワーク情報記憶部５２にワーク番号とワーク番号に対応する対応基準マーカの所定位置を予め記憶しておく。図１３はワーク情報記憶部５２の具体例を示したものである。ここで、基準マーカは平面上を移動可能である場合に、マーカ位置は座標値（Ｘ座標，Ｙ座標）として規定している。基準マーカ移動制御部５４は、記憶部に記憶されているワーク番号に基づいてワーク情報記憶部５２から対応基準マーカ位置を抽出して記憶部に記憶する（Ｓ１９）。次に、基準マーカ移動制御部５４は、基準マーカ移動手段１６に移動指令を出力し、対応基準マーカを所定の対応基準マーカ位置に移動させる（Ｓ２０）。仮にワーク番号が「１」である場合には、マーカ位置（５，０）を記憶部に記憶し、基準マーカ移動手段１６を座標（５，０）の位置に移動させる。ワーク番号が「４」である場合には、マーカ位置（５０，１００）を記憶部に記憶し、基準マーカ移動手段１６を座標（５０，１００）の位置に移動させる。
【００５０】
ワーク計測装置５０ａの撮像倍率制御部６０は、ワーク保持画像が所定の倍率にて撮像された画像となるように、撮像装置３０ａの倍率変更手段３１ａを制御する。
例えば、ワーク情報記憶部５２にワーク番号とワーク番号に対応する撮像倍率を予め記憶しておく。撮像倍率制御部６０は、記憶部に記憶されているワーク番号に基づいてワーク情報記憶部５２から撮像倍率を抽出して記憶部に記憶する（Ｓ４０）。次に、撮像倍率制御部６０は、撮像装置３０ａの倍率変更手段３１ａに記憶部に記憶された撮像倍率に基づき指令を出力し、撮像装置３０ａを所定の撮像倍率に変更する（Ｓ４１）。
【００５１】
ワーク計測装置５０ａのワーク保持画像取得部５５は、ワークと対応基準マーカとが撮像装置３０ａの撮影領域に存在するときに撮像信号を撮像装置３０ａに出力し、撮像装置３０ａからのワークと対応基準マーカとの画像（ワーク保持画像）を取得して記憶部に記憶する（Ｓ２１、Ｓ２２に相等し、第１の実施形態と同じ処理）。
ワーク計測装置５０ａのワーク保持位置姿勢演算部５６は、ワーク保持画像取得部５５で記憶部に記憶された画像を、画像処理内容決定部５３で決定した処理内容に基づいて処理を行い、ワークと基準マーカとの相対位置および相対姿勢を求める。なお、基本的には第１の実施形態と処理は同じだが、相対位置および相対姿勢の演算（Ｓ２４）において、図１３のワーク情報記憶部５２に記憶されている画素サイズに基づいて相対位置および相対姿勢を演算する点で差異がある（Ｓ２３、Ｓ２３は、第１の実施形態と同じ処理）。
【００５２】
マニピュレータ制御装置９０ａにおける補正演算部９４は、ワーク計測装置のワーク保持位置姿勢演算部５６で求められたワークの対応基準マーカに対する相対位置および相対姿勢と、基準ワーク位置姿勢における対応基準マーカに対する相対位置および相対姿勢の差を求め、その差をマニピュレータに指示すべき補正量として記憶部に記憶する（Ｓ２５に相等し、第１の実施形態と同じ処理）。
【００５３】
マニピュレータ制御装置９０ａの補正出力部９５は、補正演算部９４で演算した補正量をマニピュレータ制御部４０に出力する（Ｓ２６）。
マニピュレータ制御部４０は、補正出力部９５から出力された補正量に基づいてマニピュレータの軌道を修正し、図示しない組立部にワークを搬送して組立作業を行う（Ｓ２７）。
【００５４】
変数ｉに１を加え（Ｓ２８）、変数ｉの値に基づき全てのワーク組立が完了したか否かを判断する（Ｓ２９）。全てのワークの組立が完了していない場合にはＳ１３に戻り、全てのワークの組立が完了している場合には、ワーク搬送組立を終了する。
以上より、第２の実施形態は、第１の実施形態における効果に加え、ワークの大きさが異なる場合でも、高精度に保持ワークの位置および姿勢を把握可能となり、高精度な搬送および組立が実現される。
【００５５】
次に第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は第２の実施形態の一部を変更したものである。よって、第１および第２の実施形態と同じ部分については、詳細な説明は省略する。
図１４は、本発明に係る第３の実施形態におけるワーク保持位置姿勢計測システムを有するワーク搬送システムの概略ブロック図である。図１において、１はワーク、１０ｂはマニピュレータ、３０ａは撮像装置、５０ｂはワーク計測装置、９０ｂはマニピュレータ制御装置である。
【００５６】
撮像装置３０ａには、図示しない撮像倍率を変更できる倍率変更手段３１ａを備えている。
マニピュレータ１０ｂは、複数の基準マーカと複数の基準マーカ移動手段とを有する。図１４においては、基準マーカ２１ｃ，２１ｄ，２１ｅが、各基準マーカに対応する基準マーカ移動手段２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに取り付けられている。これにより、第１の実施形態および第２の実施形態とは異なり、複数の基準マーカ２１ｃ，２１ｄ，２１ｅを別個独立に移動させることができる。
【００５７】
例えば図１４において、基準マーカ２１ｃ，２１ｄ，２１ｅは大きさが異なる基準マーカであり、基準マーカ２１ｃが最も大きく、基準マーカ２１ｅが最も小さい。最も小さい基準マーカ２１ｅは、基準マーカ移動手段２２ｅに取り付けられた状態でワーク保持手段１６に最も近傍の位置に配置する。最も大きい基準マーカ２１ｃは、基準マーカ移動手段２２ｃに取り付けられた状態でワーク保持手段１６に最も遠方の位置に配置する。また、図１４において、基準マーカ移動手段２１ｃ，２１ｄ，２１ｅは上下方向に移動可能である。
【００５８】
図１５は、サイズが異なるワーク１ａ，１ｂ，１ｃを保持したときの、基準マーカ２１ｃ，２１ｄ，２１ｅと基準マーカ移動手段２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの状態を示した図である。
図１５（ａ）は、最も大きいワーク１ａをマニピュレータ１０ｂが保持した状態を示したものである。ワーク１ａと接触しないように、基準マーカ２１ｄ，２１ｅを基準マーカ移動手段２２ｄ，２２ｅにより上方向の所定位置に移動させる。また、基準マーカ２１ｃを基準マーカ移動手段２２ｃにより下方向の所定位置に移動させる。
【００５９】
図１５（ｂ）は、中間の大きさのワーク１ｂをマニピュレータ１０が保持した状態を示したものである。ワーク１ｂと接触しないように、基準マーカ２１ｅを基準マーカ移動手段２２ｅにより上方向の所定位置に移動させる。さらに、基準マーカ２１ｃを基準マーカ移動手段２２ｃにより上方向の所定位置に移動させる。なお、基準マーカ２１ｃを上方向の所定の位置に移動させることは必須の要件ではないが、基準マーカ２１ｃがマニピュレータ１０ｂの動作中に他の部品や周囲の装置等と接触することを回避できる。また、基準マーカ２１ｄを基準マーカ移動手段２２ｄにより下方向の所定位置に移動させる。
【００６０】
図１５（ｃ）は、最も小さいワーク１ｃをマニピュレータ１０が保持した状態を示したものである。基準マーカ２１ｃ，２１ｄを基準マーカ移動手段２２ｃ，２２ｄにより上方向の所定位置に移動させる。これは、基準マーカ２１ｃ，２１ｄを上方向の所定の位置に移動させることは必須の要件ではないが、基準マーカ２１ｃ，２１ｄがマニピュレータ１０ｂの動作中に他の部品や周囲の装置等と接触することを回避できる。また、基準マーカ２１ｅを基準マーカ移動手段２２ｅにより下方向の所定位置に移動させる。
【００６１】
なお、複数の基準マーカ移動手段を有していれば、一の基準マーカ移動手段に複数の基準マーカを集合させた基準マーカ集合体を取り付けても良い。例えば、一の基準マーカ集合体には、大きさが等しく色の異なる基準マーカを備えるようにすると良い。このようにすれば、ワークの色や大きさが異なる複数種類のワークに合わせ、後述するワーク保持位置姿勢演算部５６における画像処理にて、精度よくワーク保持位置および姿勢の演算が可能となる。
【００６２】
ワーク保持手段１６は、大きさや材質等が異なる複数種類のワークを保持可能である。
第２の実施形態と第３の実施形態の動作フローは共通するので、図１２のワーク搬送システムの動作フローチャートを用い、第３の実施形態におけるワーク搬送システムの動作を実施例に則して説明しつつ、マニピュレータ１０ｂ、撮像装置３０ａ、ワーク計測装置５０ｂおよびマニピュレータ制御装置９０ｂが有する各部について説明する。ただし、第１の実施形態および第２の実施形態と同じ処理については、詳細な説明は省略する。
【００６３】
マニピュレータ制御装置９０ｂのワーク選択部９１は、ワークの組立順序を管理し、組立作業をおこなうワークを決定している（Ｓ１１〜Ｓ１３およびＳ２８に相等し、第１および第２の実施形態と同じ処理）。
マニピュレータ制御装置９０ｂのマニピュレータ軌道生成部９３は、ワーク選択部９１にて選択されたワークの組立作業を行うためのワークに対応したマニピュレータ軌道を生成する（Ｓ１４、Ｓ１５に相等し、第１および第２の実施形態と同じ処理）。
【００６４】
ワーク計測装置５０ｂは、マニピュレータ制御装置９０ｂのワーク選択部９１からマニピュレータに保持されるワークの情報を取得する（Ｓ１６に相等し、第１および第２の実施形態と同じ処理）。
ワーク計測装置５０ｂの対応基準マーカ決定部５１は、マニピュレータ１０ｂに保持されたワークに対応する対応基準マーカを決定する（Ｓ１７）。
【００６５】
例えば、ワーク計測装置５０ｂのワーク情報記憶部５２にワーク番号と対応する対応基準マーカを予め記憶しておく。図１６はワーク情報記憶部５２の具体例を示したものである。ワーク番号とマーカ情報が関連付けて記憶されている。ここでマーカ情報とは、使用マーカ番号、使用マーカ色、各マーカ位置等の以降の処理で用いるマーカに関する情報のことである。ここで、第１の実施形態および第２の実施形態と異なることは、各ワークのワーク情報として基準マーカ毎の移動位置が記憶されていることである。これは、複数の基準マーカまたは基準マーカ集合体を、複数の基準マーカ移動手段で移動させる構成としたことによる。
【００６６】
ワーク計測装置５０ｂの画像処理内容決定部５３は、撮像装置３０にて撮像されたワーク保持画像を用いて、対応基準マーカに基づきマニピュレータの保持されたワークの位置および姿勢を演算する画像処理において、基準マーカの色や大きさ等の差異により変更すべき画像処理の内容を決定する（Ｓ１８に相等し、第１および第２の実施形態と同じ処理）。
【００６７】
ワーク計測装置５０ｂの基準マーカ移動制御部５４は、対応基準マーカをワーク保持手段１６に対する所定位置に移動させるため、基準マーカが取り付けられた基準マーカ移動手段２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを制御する。なお、基準マーカ移動手段２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの駆動源としてサーボモータが用いられ、サーボモータが備えるエンコーダからの信号を基準マーカ移動制御部５４に取り込み、対応基準マーカの位置を把握して位置制御を行うことで、対応基準マーカを所定位置に移動させることができる。なお、基準マーカ移動手段２２は位置決め可能であれば適用可能であり、ステッピングモータ等を用いることもできる。
【００６８】
例えば、ワーク情報記憶部５２にワーク番号と各基準マーカの所定位置を予め記憶しておく。図４はワーク情報記憶部５２の具体例を示したものである。基準マーカ移動制御部５４は、記憶部に記憶されているワーク番号に基づいてワーク情報記憶部５２から各基準マーカの移動位置を抽出して記憶部に記憶する（Ｓ１９）。次に、基準マーカ移動制御部５４は、基準マーカ移動手段２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに移動指令を出力し、対応基準マーカを所定の対応基準マーカ位置に移動させる（Ｓ２０）。
【００６９】
ワーク計測装置５０ｂの撮像倍率制御部６０は、ワーク保持画像が適切な倍率にて撮像された画像となるように、撮像装置３０ａの倍率変更手段３１ａを制御する（Ｓ４０、Ｓ４１に相等し、第２の実施形態と同じ処理）。
ワーク計測装置５０ｂのワーク保持画像取得部５５は、ワークと対応基準マーカとが撮像装置３０ａの撮影領域に存在するときに撮像信号を撮像装置３０ａに出力し、撮像装置３０ａからのワークと対応基準マーカとの画像（ワーク保持画像）を取得して記憶部に記憶する（Ｓ２１、Ｓ２２に相等し、第１および第２の実施形態と同じ処理）。
【００７０】
ワーク計測装置５０ｂのワーク保持位置姿勢演算部５６は、ワーク保持画像取得部５５で記憶部に記憶された画像を、画像処理内容決定部５３で決定した処理内容に基づいて処理を行い、ワークと基準マーカとの相対位置および相対姿勢を求める。なお、基本的には第１の実施形態と処理は同じだが、相対位置および相対姿勢の演算（Ｓ２４）において、図１３のワーク情報記憶部５２に記憶されている画素サイズに基づいて相対位置および相対姿勢を演算する点で差異がある（Ｓ２２、Ｓ２３は、第１および第２の実施形態と同じ処理）。
【００７１】
マニピュレータ制御装置９０ｂにおける補正演算部９４は、ワーク計測装置５０ｂのワーク保持位置姿勢演算部５６で求められたワークの対応基準マーカに対する相対位置および相対姿勢と、基準ワーク位置姿勢における対応基準マーカに対する相対位置および相対姿勢の差を求め、その差をマニピュレータに指示すべき補正量として記憶部に記憶する（Ｓ２５に相等し、第１および第２の実施形態と同じ処理）。
【００７２】
マニピュレータ制御装置９０ｂの補正出力部９５は、補正演算部９４で演算した補正量をマニピュレータ制御部４０に出力する（Ｓ２６）。
マニピュレータ制御装置９０ｂのマニピュレータ制御部４０は、補正出力部９５から出力された補正量に基づいてマニピュレータの軌道を修正し、図示しない組立部にワークを搬送して組立作業を行う（Ｓ２７）。
【００７３】
変数ｉに１を加え（Ｓ２８）、変数ｉの値に基づき全てのワーク組立が完了したか否かを判断する（Ｓ２９）。全てのワークの組立が完了していない場合にはＳ１３に戻り、全てのワークの組立が完了している場合には、ワーク搬送組立を終了する。
次に第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は第３の実施形態の一部を変更したものである。よって、第１〜第３の実施形態と同じ部分については、詳細な説明は省略する。
【００７４】
図１７は、本発明に係る第４の実施形態におけるワーク保持位置姿勢計測システムを有するワーク搬送システムの概略ブロック図である。図１において、１はワーク、１０ｂはマニピュレータ、３０ｂは撮像装置、５０ｃはワーク計測装置、９０ｃはマニピュレータ制御装置である。
撮像装置３０ｂは、それぞれ撮像倍率が異なるレンズを有するカメラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを備えている。よって、カメラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃで撮像された画像は、それぞれ異なる撮像倍率の画像となる。
【００７５】
マニピュレータ１０ｂには、複数の基準マーカと複数の基準マーカ移動手段とを有する。図１７においては、基準マーカ２１ｃ，２１ｄ，２１ｅが、各基準マーカに対応する基準マーカ移動手段２２ｃ，２２ｄ，２２ｅに取り付けられている。なお、第３の実施形態と同じ構成なので詳細な説明は省略する。
ワーク保持手段１６は、大きさや材質等が異なる複数種類のワークを保持可能である。
【００７６】
図１８のワーク搬送システムの動作フローチャートを用い、第４の実施形態におけるワーク搬送システムの動作を実施例に則して説明しつつ、マニピュレータ１０ｂ、撮像装置３０ｂ、ワーク計測装置５０ｃおよびマニピュレータ制御装置９０ｃが有する各部について説明する。ただし、第１乃至第３の実施形態と同じ処理については、詳細な説明は省略する。
【００７７】
マニピュレータ制御装置９０ｃのワーク選択部９１は、ワークの組立順序を管理し、組立作業をおこなうワークを決定している（Ｓ１１〜Ｓ１３およびＳ２８に相等し、第１乃至第３の実施形態と同じ処理）。
マニピュレータ制御装置９０ｃのマニピュレータ軌道生成部９３は、ワーク選択部９１にて選択されたワークの組立作業を行うためのワークに対応したマニピュレータ軌道を生成する。
【００７８】
例えば、マニピュレータ制御装置９０ｃの組立情報記憶部９２にワーク番号、ワーク番号に対応するカメラ番号、ワーク番号に対応するマニピュレータ軌道を生成するために必要な軌道情報、より具体的には軌道上の点の座標、その点におけるマニピュレータの姿勢、軌道上の次の点への軌道補間方法（円弧補間、直線補間、等）を予め記憶しておく。なお、軌道上の点の座標は、カメラ番号に対応する撮像手段の撮影領域を通過する点が記憶させる。ここで、カメラ番号とは、ワーク保持画像を撮像するカメラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃに対応する番号である。ワーク保持画像は、カメラ番号で指定されたカメラで撮像されることとなる。マニピュレータ軌道生成部９３は、ワーク選択部９１よりワーク番号を受け取り、そのワーク番号を用いて組立情報記憶部からワーク番号に対応する軌道情報を取得して記憶する（Ｓ１４）。取得した軌道情報を用い、ワークの組立作業を行うためのマニピュレータ軌道を生成する（Ｓ１５）。よって、生成されたマニピュレータ軌道は、カメラ番号に対応するカメラの撮影領域を通過するように生成されるため、ワーク毎にマニピュレータ軌道が異なることとなる。
【００７９】
ワーク計測装置５０ｃは、マニピュレータ制御装置９０ｃのワーク選択部９１からマニピュレータに保持されるワークの情報およびカメラ番号を取得する（Ｓ５０）。第１乃至第３の実施形態とは、カメラ番号を取得する点で異なる。
ワーク計測装置５０ｃの対応基準マーカ決定部５１は、マニピュレータ１０ｂに保持されたワークに対応する対応基準マーカを決定する（第３の実施形態におけるＳ１７と同じ処理）。
【００８０】
ワーク計測装置５０ｃの画像処理内容決定部５３は、撮像装置３０ｂにて撮像されたワーク保持画像を用いて、対応基準マーカに基づきマニピュレータの保持されたワークの位置および姿勢を演算する画像処理において、基準マーカの色や大きさ等の差異により変更すべき画像処理の内容を決定する（Ｓ１８に相等し、第１乃至第３の実施形態と同じ処理）。
【００８１】
ワーク計測装置５０ｃの基準マーカ移動制御部５４は、対応基準マーカをワーク保持手段１６に対する所定位置に移動させるため、基準マーカが取り付けられた基準マーカ移動手段２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを制御する（第３の実施形態におけるＳ１９、Ｓ２０と同じ処理）。
ワーク計測装置５０ｃのカメラ決定部７０は、ワーク保持画像が適切な倍率にて撮像された画像となるように、カメラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃから使用するカメラを決定する（Ｓ５１）。
【００８２】
例えば、ワーク情報記憶部５２にワーク番号とカメラ情報を予め記憶しておく。図１９はワーク情報記憶部５２の具体例を示したものである。カメラ決定部７０は、記憶部に記憶されているワーク番号およびカメラ番号に基づいてワーク情報記憶部５２からワーク保持画像を撮像するカメラを抽出して記憶部に記憶する（Ｓ５１）。
ワーク計測装置５０ｃのワーク保持画像取得部５５は、ワークと対応基準マーカとが選択されたカメラの撮影領域に存在するときに、撮像信号を選択されたカメラに出力し（Ｓ２１）、選択されたれたカメラからのワークと対応基準マーカとの画像（ワーク保持画像）を取得して記憶部に記憶する（Ｓ２２）。
【００８３】
ワーク計測装置５０ｃのワーク保持位置姿勢演算部５６は、ワーク保持画像取得部５５で記憶部に記憶された画像を、画像処理内容決定部５３で決定した処理内容に基づいて処理を行い、ワークと基準マーカとの相対位置および相対姿勢を求める（Ｓ２３，Ｓ２４は、第３の実施形態と同じ処理）。
マニピュレータ制御装置９０ｃにおける補正演算部９４は、ワーク計測装置５０ｃのワーク保持位置姿勢演算部５６で求められたワークの対応基準マーカに対する相対位置および相対姿勢と、ワーク基準位置との位置および姿勢の差を求め、その差をマニピュレータに指示すべき補正量として記憶部に記憶する（Ｓ２５に相等し、第１乃至第３の実施形態と同じ処理）。
【００８４】
マニピュレータ制御装置９０ｃの補正出力部９５は、補正演算部９４で演算した補正量をマニピュレータ制御部４０に出力する（Ｓ２６）。
マニピュレータ制御部４０は、補正出力部９５から出力された補正量に基づいてマニピュレータの軌道を修正し、図示しない組立部にワークを搬送して組立作業を行う（Ｓ２７）。
【００８５】
変数ｉに１を加え（Ｓ２８）、変数ｉの値に基づき全てのワーク組立が完了したか否かを判断する（Ｓ２９）。全てのワークの組立が完了していない場合にはＳ１３に戻り、全てのワークの組立が完了している場合には、ワーク搬送組立を終了する。
なお、第４の実施形態のマニピュレータ１０ｂをマニピュレータ１０ａに置換してもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１      ワーク
１０    マニピュレータ
３０    撮像装置
５０    ワーク計測装置
９０    マニピュレータ制御装置
【図１】
2010155329.tif 000003
【図２】
2010155329.tif 000004
【図３】
2010155329.tif 000005
【図４】
2010155329.tif 000006
【図５】
2010155329.tif 000007
【図６】
2010155329.tif 000008
【図７】
2010155329.tif 000009
【図８】
2010155329.tif 000010
【図９】
2010155329.tif 000011
【図１０】
2010155329.tif 000012
【図１１】
2010155329.tif 000013
【図１２】
2010155329.tif 000014
【図１３】
2010155329.tif 000015
【図１４】
2010155329.tif 000016
【図１５】
2010155329.tif 000017
【図１６】
2010155329.tif 000018
【図１７】
2010155329.tif 000019
【図１８】
2010155329.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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