(57)【要約】【課題】劣化した画像に写し込まれたＰＳＦから、劣化しない画像を復元してロボットの位置決めを行う。【解決手段】ロボットシステム５は、アーム１７を有するロボット１０と、アーム１７の移動先のワーク１３０の近傍に配置された点滅する基準マーク１５０と、ワーク１３０と基準マーク１５０が一緒に撮影された撮影画像であって、アーム１７に設置され、移動中に撮影することにより基準マーク１５０が輝点列として写る劣化した撮影画像を出力するデジタルカメラ２０と、撮影画像から輝点列を抽出する輝点列抽出部１０４と、輝点列を補間した線分をＰＳＦとして、ＰＳＦを用いて画像変換することにより、劣化した撮影画像から劣化していない画像を復元する画像復元部１０６と、復元した画像からワーク１３０の位置を算出する位置算出部１１０と、算出した位置に基づいて、アーム１７を移動させるべく制御するロボット動作制御部１１５と、を備える。【選択図】図２
2010110855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動部を有するロボットと、
点滅する基準マークを前記移動部の移動先である目標物の近傍に生成する生成手段と、
前記移動部に設置され、前記移動部が移動中に前記目標物と前記基準マークを一緒に撮影した場合、点滅する前記基準マークが輝点列として写る劣化した撮影画像を出力する撮影手段と、
出力した前記撮影画像の中から前記輝点列を抽出する抽出手段と、
抽出した前記輝点列の間を線分で補間する補間手段と、
補間した前記線分を点像分布関数として、前記点像分布関数を用いて画像変換することにより、劣化した前記撮影画像から劣化していない画像を復元する復元手段と、
復元した前記画像から前記目標物の位置を算出する算出手段と、
算出した前記位置に基づいて、前記移動部を前記目標物へ移動させるべく前記ロボットを制御する制御手段と、を備えることを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットシステムにおいて、
前記生成手段は、光源を断続して投射することにより、前記基準マークを生成することを特徴とするロボットシステム。
【請求項３】
請求項１乃至２のいずれかに記載のロボットシステムにおいて、
前記生成手段は、前記移動部の移動速度、および前記撮影手段の撮影時間の少なくとも１つに応じて、前記基準マークの点滅間隔を決定することを特徴とするロボットシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロボットシステムにおいて、
前記生成手段は、点滅する前記基準マークの近傍の所定の位置に、非点滅の基準マークを更に生成することを特徴とするロボットシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のロボットシステムにおいて、
前記生成手段は、点滅する前記基準マークと非点滅の前記基準マークとを１つのマーク群とし、点滅する前記基準マークと非点滅の前記基準マークとの相対位置をそれぞれ変えた複数の前記マーク群を、前記目標物の周囲に生成することを特徴とするロボットシステム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のロボットシステムにおいて、
復元した前記画像に含まれる前記基準マークを視認する視認手段を更に備えることを特徴とするロボットシステム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のロボットシステムにおいて、
前記輝点列のそれぞれにおける前記点像分布関数の値は、前記輝点列のそれぞれに対応する前記基準マークの間隔の逆数に比例することを特徴とするロボットシステム。
【請求項８】
ロボットが有する移動部の移動先である目標物と、前記目標物の近傍に生成された点滅する基準マークとが一緒に撮影された撮影画像であって、前記移動部に設置された撮影手段が、前記移動部の移動中に撮影することにより前記基準マークが輝点列として写る劣化した前記撮影画像が入力される入力手段と、
入力された前記撮影画像の中から前記輝点列を抽出する抽出手段と、
抽出した前記輝点列の間を線分で補間する補間手段と、
補間した前記線分を点像分布関数として、前記点像分布関数を用いて画像変換することにより、劣化した前記撮影画像から劣化していない画像を復元する復元手段と、
復元した前記画像から前記目標物の位置を算出する算出手段と、
算出した前記位置に基づいて、前記移動部を前記目標物へ移動させるべく前記ロボットを制御する制御手段と、を備えることを特徴とするロボット制御装置。
【請求項９】
ロボットが有する移動部の移動先である目標物と、前記目標物の近傍に生成された点滅する基準マークとが一緒に撮影された撮影画像であって、前記移動部に設置された撮影手段が、前記移動部の移動中に撮影することにより前記基準マークが輝点列として写る劣化した前記撮影画像が入力される工程と、
入力された前記撮影画像の中から前記輝点列を抽出する工程と、
抽出した前記輝点列の間を線分で補間する工程と、
補間した前記線分を点像分布関数として、前記点像分布関数を用いて画像変換することにより、劣化した前記撮影画像から劣化していない画像を復元する工程と、
復元した前記画像から前記目標物の位置を算出する工程と、
算出した前記位置に基づいて、前記移動部を前記目標物へ移動させるべく前記ロボットを制御する工程と、を備えることを特徴とするロボット制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットシステム、ロボット制御装置およびロボット制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場等の製造現場において、自動化や省力化のために多軸制御の産業用ロボットが用いられている。このような産業用ロボットは、人間の眼に相当するデジタルカメラを備え、移動中に撮影した画像を画像処理して対象物を把持可能な位置まで自律的に移動したり、移動に際して障害物を自律的に回避したりできるような産業用ロボットも実用化されている。特に、近年では、高精細なデジタルカメラによる位置決めの高精度化や、産業用ロボットによる作業の高速化に伴い、撮影した画像におけるボケ補正が必要になっている。
このようなボケ補正方法としては、下記の特許文献１や特許文献２に示すように、移動物の動きに関する情報を、産業用ロボットの移動部に設置した加速度センサで検出し、検出した情報に基づいて動きによるボケの特性を示す点像分布関数（ＰＳＦ：Ｐｏｉｎｔ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を求め、このＰＳＦに基づいてボケ補正を行っている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１８６４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１１４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、加速度センサは、産業用ロボットの移動部に設置されているため、作業環境や作業内容によっては、温度変動や加速度変化が大きくなり、加速度センサから出力される情報の信頼性や精度が低下した。加えて、ＰＳＦを精度良く求めるためには、デジタルカメラの撮影タイミングと、加速度センサからの信号出力とを同期させる必要があり、そのために多くのコストや手間を必要とした。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
［適用例１］
本適用例にかかるロボットシステムは、移動部を有するロボットと、点滅する基準マークを前記移動部の移動先である目標物の近傍に生成する生成手段と、前記移動部に設置され、前記移動部が移動中に前記目標物と前記基準マークを一緒に撮影した場合、点滅する前記基準マークが輝点列として写る劣化した撮影画像を出力する撮影手段と、出力した前記撮影画像の中から前記輝点列を抽出する抽出手段と、抽出した前記輝点列の間を線分で補間する補間手段と、補間した前記線分を点像分布関数として、前記点像分布関数を用いて画像変換することにより、劣化した前記撮影画像から劣化していない画像を復元する復元手段と、復元した前記画像から前記目標物の位置を算出する算出手段と、算出した前記位置に基づいて、前記移動部を前記目標物へ移動させるべく前記ロボットを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、目標物と、この目標物の近傍に生成された点滅する基準マークとが一緒に撮影される撮影画像であって、移動部が移動中に撮影されることにより劣化した撮影画像の中から基準マークの輝点列を抽出し、抽出した輝点列を点像分布関数として、点像分布関数を用いて画像変換し、劣化された撮影画像から劣化していない画像を復元する。復元した画像から移動部の移動先である目標物の位置を算出し、算出した位置に基づいてロボットの移動部を目標物へ移動させるべく制御する。従って、撮影画像に写し込まれた基準マークの輝点列を点像分布関数とするため、移動に関する情報を取得するためのデバイス等が不要であり、信頼性や精度を劣化させることなく容易に取得できる。
【０００８】
［適用例２］
上記適用例にかかるロボットシステムにおいて、前記生成手段は、光源を断続して投射することにより、前記基準マークを生成することが好ましい。
【０００９】
このような構成によれば、点滅する基準マークを容易に生成できる。
【００１０】
［適用例３］
上記適用例にかかるロボットシステムにおいて、前記生成手段は、前記移動部の移動速度、および前記撮影手段の撮影時間の少なくとも１つに応じて、前記基準マークの点滅間隔を決定することが好ましい。
【００１１】
このような構成によれば、移動部の移動速度や撮影手段の撮影時間が変化した場合でも、撮影画像の中に基準マークの輝点列を写し込むことができる。
【００１２】
［適用例４］
上記適用例にかかるロボットシステムにおいて、前記生成手段は、点滅する前記基準マークの近傍の所定の位置に、非点滅の基準マークを更に生成することが好ましい。
【００１３】
このような構成によれば、点滅する基準マークに加えて、非点滅の基準マークも点像分布関数として使用できる。
【００１４】
［適用例５］
上記適用例にかかるロボットシステムにおいて、前記生成手段は、点滅する前記基準マークと非点滅の前記基準マークとを１つのマーク群とし、点滅する前記基準マークと非点滅の前記基準マークとの相対位置をそれぞれ変えた複数の前記マーク群を、前記目標物の周囲に生成することが好ましい。
【００１５】
このような構成によれば、移動部の移動方向に拠らず、撮影画像の中から基準マークの輝点列を抽出できる。
【００１６】
［適用例６］
上記適用例にかかるロボットシステムにおいて、復元した前記画像に含まれる前記基準マークを視認する視認手段を更に備えることが好ましい。
【００１７】
このような構成によれば、復元した画像に含まれる基準マークを視認することにより、正常に復元されたか、否かを確認できる。
【００１８】
［適用例７］
上記適用例にかかるロボットシステムにおいて、前記輝点列のそれぞれにおける前記点像分布関数の値は、前記輝点列のそれぞれに対応する前記基準マークの間隔の逆数に比例することが好ましい。
【００１９】
［適用例８］
本適用例にかかるロボット制御装置は、ロボットが有する移動部の移動先である目標物と、前記目標物の近傍に生成された点滅する基準マークとが一緒に撮影された撮影画像であって、前記移動部に設置された撮影手段が、前記移動部の移動中に撮影することにより前記基準マークが輝点列として写る劣化した前記撮影画像が入力される入力手段と、入力された前記撮影画像の中から前記輝点列を抽出する抽出手段と、抽出した前記輝点列の間を線分で補間する補間手段と、補間した前記線分を点像分布関数として、前記点像分布関数を用いて画像変換することにより、劣化した前記撮影画像から劣化していない画像を復元する復元手段と、復元した前記画像から前記目標物の位置を算出する算出手段と、算出した前記位置に基づいて、前記移動部を前記目標物へ移動させるべく前記ロボットを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
このような構成によれば、目標物と、この目標物の近傍に生成された点滅する基準マークとが一緒に撮影される撮影画像であって、移動部が移動中に撮影されることにより劣化した撮影画像の中から基準マークの輝点列を抽出し、抽出した輝点列を点像分布関数として、点像分布関数を用いて画像変換し、劣化された撮影画像から劣化していない画像を復元する。復元した画像から移動部の移動先である目標物の位置を算出し、算出した位置に基づいてロボットの移動部を目標物へ移動させるべく制御する。従って、撮影画像に写し込まれた基準マークの輝点列を点像分布関数とするため、移動に関する情報を取得するためのデバイス等が不要であり、信頼性や精度を劣化させることなく容易に取得できる。
【００２１】
［適用例９］
本適用例にかかるロボット制御方法は、ロボットが有する移動部の移動先である目標物と、前記目標物の近傍に生成された点滅する基準マークとが一緒に撮影された撮影画像であって、前記移動部に設置された撮影手段が、前記移動部の移動中に撮影することにより前記基準マークが輝点列として写る劣化した前記撮影画像が入力される工程と、入力された前記撮影画像の中から前記輝点列を抽出する工程と、抽出した前記輝点列の間を線分で補間する工程と、補間した前記線分を点像分布関数として、前記点像分布関数を用いて画像変換することにより、劣化した前記撮影画像から劣化していない画像を復元する工程と、復元した前記画像から前記目標物の位置を算出する工程と、算出した前記位置に基づいて、前記移動部を前記目標物へ移動させるべく前記ロボットを制御する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
このような方法によれば、目標物と、この目標物の近傍に生成された点滅する基準マークとが一緒に撮影される撮影画像であって、移動部が移動中に撮影されることにより劣化した撮影画像の中から基準マークの輝点列を抽出し、抽出した輝点列を点像分布関数として、点像分布関数を用いて画像変換し、劣化された撮影画像から劣化していない画像を復元する。復元した画像から移動部の移動先である目標物の位置を算出し、算出した位置に基づいてロボットの移動部を目標物へ移動させるべく制御する。従って、撮影画像に写し込まれた基準マークの輝点列を点像分布関数とするため、移動に関する情報を取得するためのデバイス等が不要であり、信頼性や精度を劣化させることなく容易に取得できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、ロボットシステムについて図面を参照して説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、ロボットシステム５の概観を示す図である。このロボットシステム５は、ロボット１０と、このロボット１０を制御するロボット制御装置５０を備える。
このロボット１０は、設置面に設置される基体であるロボットベース２５、設置面との鉛直軸で回転する第一軸１１、アーム１７Ａを水平軸で回転する第二軸１２、アーム１７Ａの軸方向に回転する第三軸１３、アーム１７Ａに固定され、アーム１７Ｂを水平方向に回転する第四軸１４、アーム１７Ｂの軸方向に回転する第五軸１５、および、アーム１７Ｂに固定され、手首１８を水平方向に回転する第六軸１６のそれぞれを移動部とする六軸制御の多関節産業用ロボットである。また、この手首１８の先端には、部品等を把持するためのハンド１９と、図示を略したＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）のような撮像素子によりハンド１９が把持する方向を撮影する撮影手段としてのデジタルカメラ２０が装着される。
【００２５】
尚、本実施形態１では、ロボット１０として六軸制御の多関節産業用ロボットを採用したが、これに限定されるものではなく、スカラー型ロボットであっても良い。また、ロボット１０の用途は、ハンド１９による部品の把持に限定せず、ハンダ付けや溶接のような加工を行うためのツールを把持しても良い。更に、産業用ロボットには限定されず、医療用ロボットや家庭用ロボットであっても良い。
これらの駆動軸は、何れも図示を略したモータや空圧機器等により動作する複数のアクチュエータ３０（図２）の駆動により回動するように構成され、複数のアクチュエータ３０は、ロボット制御装置５０からケーブル８５Ａを介して送られる制御信号に基づいて駆動するように構成されている。また、デジタルカメラ２０は所定の露出時間で撮影し、撮影した画像信号はケーブル８５Ａを介してロボット制御装置５０に送られる。
【００２６】
また、ロボット１０のハンド１９が把持するワーク１３０の近傍には、所定の時間間隔で点滅する１個の基準マーク１５０が投射されている。この基準マーク１５０は、レーザ光源１８０から発光されるレーザ光１８５の投射像であり、デジタルカメラ２０の撮影可能領域に投射されるように調整されている。このレーザ光源１８０は、ケーブル８５Ｂを介してロボット制御装置５０と接続されている。尚、レーザ光源１８０は、ロボット１０の移動部以外に設置されていれば良く、ロボットベース２５に設置されたり、図示を略した天井から吊り下げられたりした様態であっても良い。
ロボット制御装置５０は、コンピュータ８０、ディスプレイ８２およびキーボード８４を備える。コンピュータ８０は、図示は略すが、それぞれ図示を略したＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、シーケンサ、ロボットコントローラおよびドライブユニット等からなるハードウェア資源と、ＲＯＭやＨＤＤ等に記憶された種々のソフトウェアとが有機的に協働することにより、後述する各機能部の機能を実現している。
【００２７】
図２は、ロボットシステム５の機能構成を示す図である。ロボット制御装置５０は、位置情報取得部１００、ロボット動作制御部１１５、ドライバ部１２０およびマーク生成部１９０を備える。また、位置情報取得部１００は、画像入力部１０２、輝点列抽出部１０４、補間部１０５、画像復元部１０６、復元確認部１０８および位置算出部１１０を備え、ワーク１３０の位置情報を取得する。尚、以下の説明については、図３および図４を適宜参照して説明する。
マーク生成部１９０は、レーザ光源１８０に対してレーザ光１８５の発光を指示する。この場合、マーク生成部１９０は、位置情報取得部１００からデジタルカメラ２０の露出時間に関する情報を取得し、取得した露出時間よりも速い所定の時間間隔で点滅するように指示すると共に、ロボット動作制御部１１５からアーム１７の移動速度に関する情報を取得し、取得した移動速度に基づいて、デジタルカメラ２０が撮影する点滅像が重ならず、近接して撮影されるように指示する。尚、本実施形態１では、レーザ光１８５による基準マーク１５０の生成を採用するが、光源はレーザに限定されるものではなく、放電により発光するランプやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等であっても良い。
【００２８】
画像入力部１０２は、デジタルカメラ２０から出力された画像信号が入力される入力手段である。この画像入力部１０２に入力された画像信号は、図３（ａ）に示すように、ワーク１３０を上方から見ると共に、同一の視野内に基準マーク１５０を含む画像の信号であり、輝点列抽出部１０４に送られる。また、入力された画像信号には、露出時間に関する情報が含まれ、画像入力部１０２は、露出時間に関する情報をマーク生成部１９０に送る。尚、デジタルカメラ２０はロボット１０のハンド１９に装着されているため、アーム１７が移動する際に所定の露出時間に渡りシャッタを開放して撮影することにより、図３（ｂ）に示すように、動きによるボケが生じて劣化した劣化画像が出力される。この場合、レーザ光源１８０は、露出時間の間に数回点滅するため、基準マーク１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃから成る輝点の列（輝点列）となって撮影される。このような劣化画像の信号は、輝点列抽出部１０４に送られる。
【００２９】
輝点列抽出部１０４は、入力された劣化画像の信号を解析して、この画像の中から、図３（ｃ）に示すような輝点列１６０を抽出する抽出手段である。本実施形態１では、輝点列抽出部１０４は、ハイパスフィルタを備え、劣化画像の中から空間周波数が高い輝点を抽出する。抽出した輝点列１６０に関する情報は、補間部１０５に送られる。
補間部１０５は、図４（ａ）に示すように、抽出した基準マーク１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ，１５０Ｃ，１５０Ｄ，１５０Ｅから成る輝点列１６０のそれぞれの２点間を滑らかな曲線で補間（例えば、スプライン補間）する補間手段であり、アーム１７の動きを示す基準マーク１５０の軌跡像１６５を作成し、作成した軌跡像１６５に関する情報を画像復元部１０６に送る。尚、画像復元部１０６に送られる軌跡像１６５は、ＰＳＦの空間移動分の情報を示す。この場合、レーザ光源１８０は、略等しい間隔で点滅するため、基準マーク１５０の２点間の間隔と移動速度は比例関係にある。従って、図４（ｂ）に示すように、ＰＳＦの各点の値は、基準マーク１５０の間隔の逆数に比例する値として捕らえることができる。また、ＰＳＦの値の絶対値は自由度を有するため、ＰＳＦの全区間の積分値が一定の値となるように、その絶対値を決定しても良い。
【００３０】
画像復元部１０６は、補間部１０５が作成した軌跡像１６５が示すＰＳＦを逆フィルタ（画像復元フィルタ）で画像変換（逆変換）することにより、動きによるボケが補正され、劣化していない原画像に近い画像（復元画像）を復元する復元手段である。尚、画像復元フィルタによりＰＳＦに基づいて元の画像を復元する方法は、例えば、特開２００６−２７９８０７号公報に記載されている。このようにして、画像復元フィルタによりボケが補正された復元画像は、位置算出部１１０に送られる。また、ボケが補正された結果、補正前の画像に含まれる輝点列１６０は、図３（ｄ）に示すように、復元画像の中では、ボケのない１つの基準マーク１５０に変換される。復元確認部１０８は、このように変換された基準マーク１５０をディスプレイ８２に表示することにより、正しく補正されたことをユーザが視認する視認手段である。ここで、ユーザは、視認の結果、基準マーク１５０が正常に復元されていないことを確認した場合、位置情報取得部１００に対して、再度、画像の復元を指示しても良い。
【００３１】
位置算出部１１０は、復元画像に基づいてワーク１３０の位置を算出する算出手段であり、算出した位置に関する情報をロボット動作制御部１１５に送る。ロボット動作制御部１１５とドライバ部１２０は、アーム１７等の稼動部の動作を制御する制御手段である。ロボット動作制御部１１５は、送られた位置に関する情報に基づき、ロボット１０を移動させるための複数のアクチュエータ３０の駆動量を算出し、算出した駆動量に関する駆動情報をドライバ部１２０に送る。ドライバ部１２０は、ロボット動作制御部１１５から送られる駆動情報に基づいて、それぞれのアクチュエータ３０毎に駆動信号を生成し、それぞれのアクチュエータ３０に送る。この結果、アーム１７が所定の位置まで移動したり、ハンド１９がワーク１３０を把持したりする。
【００３２】
図５は、ロボットシステム５によりロボット１０がワーク１３０を把持する処理の流れを示すフローチャートである。この処理が実行されると、最初に、ロボット１０の動きによりボケが生じて劣化した動きボケの画像が入力される（ステップＳ２００）。次に、コンピュータ８０のＣＰＵは、入力した画像の輝点列１６０からＰＳＦを取得する（ステップＳ２０２）。次に、ＣＰＵは、抽出したＰＳＦに基づいてボケを補正した画像を復元する（ステップＳ２０４）。
次に、画像は正常に復元されたか、否かが判定される（ステップＳ２０６）。ここで、画像は正常に復元されなかったと判定された場合（ステップＳ２０６でＮｏ）、ＣＰＵは、入力した画像の輝点列１６０からＰＳＦを取得抽出する工程（ステップＳ２０２）に戻り、再度画像を復元する。
【００３３】
他方で、画像は正常に復元されたと判定された場合（ステップＳ２０６でＹｅｓ）、ＣＰＵは、復元された画像からワーク１３０の位置を算出する（ステップＳ２０８）。続いて、ＣＰＵは、ロボット１０に対して、ワーク１３０を把持可能な位置まで移動すると共に、ワーク１３０を把持すべく指示し（ステップＳ２１０）、一連の処理を終了する。
以上の処理により、入力された画像が、アーム１７に装着されたデジタルカメラ２０が撮影中に移動することにより生じたボケを含む場合、この画像は、基準マーク１５０の軌跡像１６５が示すＰＳＦに基づいて逆変換され、ボケが補正された画像に変換される。更に、変換された画像に基づいてワーク１３０の位置が算出され、算出された位置にアーム１７が移動する。この結果、ロボット制御装置５０はワーク１３０の位置を正確に取得できると共に、ロボット１０はワーク１３０を確実に把持できる。
【００３４】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について、図６を参照して説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同じ部分については、同一符号を付してその説明を省略する。実施形態１では、デジタルカメラ２０の視界内には、ワーク１３０の近傍に１個の基準マーク１５０がレーザ光源１８０から投射されていたが、本実施形態２では、図６（ａ）に示すように、この基準マーク１５０の近傍の所定の位置に、更に別の基準マーク１５５がレーザ光源１８０から投射される。この場合、一方の基準マーク１５０は実施形態１と同様に点滅し、他方の基準マーク１５５は非点滅（常時点灯）である。ここで、アーム１７が移動する際に所定の露出時間に渡りシャッタを開放して撮影することにより、図６（ｂ）に示すような劣化画像が出力される。
【００３５】
ここで、輝点列抽出部１０４は、最初に、入力された劣化画像の信号を解析して、点滅する基準マーク１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃを抽出し、次に、抽出した基準マーク１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃの近傍を検索して、他方の基準マーク１５５の軌跡である常時点灯像１５８を抽出する。これは、２つの基準マーク１５０，１５５が投射される投射面に模様や載置物等がある場合、常時点灯像１５８は、これらが撮影された画像と混同されて誤抽出される可能性がある。しかしながら、点滅する基準マーク１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃは、空間周波数が高いことから、誤抽出されることなく容易に抽出され、抽出された近傍を検索することで、常時点灯像１５８を抽出できる。図６（ｃ）は、軌跡像１６５と常時点灯像１５８の拡大図である。この図が示すように、点滅する基準マーク１５０が撮影の最初や最後に消灯した場合、軌跡像１６５の長さ（Ｌ１）は、常時点灯像１５８の長さ（Ｌ２）よりも短くなり、ＰＳＦに誤差が含まれる場合がある。従って、実施形態２では、画像復元部１０６は、常時点灯像１５８に基づいて修正したＰＳＦから元の画像を復元したり、もしくは、常時点灯像１５８をＰＳＦとして元の画像を復元したりすることにより、実施形態１の効果に加えて、更に高精度でワーク１３０を把持できる。
尚、アーム１７の移動方向によっては、軌跡像１６５と常時点灯像１５８が重なる場合が想定される。これを避けるべく、図７（ａ）に示すように、レーザ光源１８０は、２つの基準マーク１５０，１５５をマーク群とし、それぞれの相対位置を変えた複数のマーク群をワーク１３０の周囲に投射しても良い。この場合の劣化画像は、図７（ｂ）のようになり、何れの方向に直線移動した場合であっても、ＰＳＦを取得できることに加え、回転移動の場合であってもＰＳＦを取得できる。
【００３６】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明したが、具体的な構成は、この実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、基準マーク１５０は、光源からの投射に限定されず、例えば、ワーク１３０が配置された面に光源が埋設され、この光源が点滅することで基準マーク１５０として機能しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態１に係るロボットシステムの概観を示す図。
【図２】本実施形態１に係るロボットシステムの機能構成を示す図。
【図３】撮影された基準マークを説明する図。
【図４】基準マークの補間を説明する図。
【図５】本実施形態１に係るロボットシステムの処理の流れを示すフローチャート。
【図６】本実施形態２に係る基準マークを説明する図。
【図７】本実施形態２に係る基準マークの配置例を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
５…ロボットシステム、１０…ロボット、１１…第一軸、１２…第二軸、１３…第三軸、１４…第四軸、１５…第五軸、１６…第六軸、１７，１７Ａ，１７Ｂ…アーム、１８…手首、１９…ハンド、２０…デジタルカメラ、２５…ロボットベース、３０…アクチュエータ、５０…ロボット制御装置、８０…コンピュータ、８２…ディスプレイ、８４…キーボード、８５Ａ，８５Ｂ…ケーブル、１００…位置情報取得部、１０５…補間部、１０２…画像入力部、１０４…輝点列抽出部、１０６…画像復元部、１０８…復元確認部、１１０…位置算出部、１１５…ロボット動作制御部、１２０…ドライバ部、１３０…ワーク、１５０，１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ，１５０Ｄ，１５０Ｅ、１５５…基準マーク、１５８…常時点灯像、１６０…輝点列、１６５…軌跡像、１８０…レーザ光源、１８５…レーザ光、１９０…マーク生成部。
【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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【図６】
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【図７】
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