(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の光の反射特性が異なるワークが複数積み重ねられ、ワークの取り出し毎に最上部に位置するワークの種類を判定するワーク検出装置であって、
前記ワークを載置するワーク載置部と、
前記ワーク載置部から所定距離隔てて配置されると共に、所定の光量が照射されて前記ワークの表面を撮像する第１の撮像部と、
前記ワークの種類及び積層高さに対応した複数のワークの基準画像を記憶する基準画像記憶部と、
前記撮像部により撮像された撮像画像と前記基準画像のそれぞれとの照合を行う画像処理装置とを有することを特徴とするワーク検出装置。
【請求項２】
前記ワークからの距離が一定になる第２の撮像部を有することを特徴とする請求項１に記載のワーク検出装置。
【請求項３】
前記画像処理装置は、前記第１の撮像部により撮像された撮像画像と基準モデルの一致不一致を判定する第１の判定と、前記第２の撮像部により撮像された撮像画像と基準モデルの一致不一致を判定する第２の判定とを行うと共に、前記第１の判定結果と前記第２の判定結果とを比較してワークの種類の最終判定を行うことを特徴とする請求項２に記載のワーク検出装置。
【請求項４】
前記画像処理装置は、生産計画に予定されたワークと異なるワークが検出された場合には、警告を発することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のワーク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの表面の材質や仕様を判定するワーク検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ワークの誤組み付け等を防止するために、ワークの表面の材質を判定するワーク検出装置が知られている。
特許文献１に記載されるワーク検出装置は、ワークと、ワークとの比較の基準となる基準プレートとが同一のパレットに搭載されて生産ラインを移動しており、所定の位置においてラインの周囲に設置された光源から光が照射されて、その反射光の明度を光センサにより取得する。そして、ワークと基準プレートそれぞれについて取得された反射光の明度を比較して、ワークの材質を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−７２０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように構成されるワーク検出装置では、例えば、積み重ねられた状態のワークの材質を判定する場合には、判定の終わったワークを順次取り除いて下方のワークの判定を行うことになるが、下方のワークと基準プレートとの位置にずれが生じる。このワークと基準プレートと位置のずれにより、反射光の明度取得の条件が異なってくる。このため、特許文献１記載のワーク検出装置においては、ワークの材質を判定することができない。また、ワークと基準プレートとの反射光の明度の取得条件を同一にするために、ワークの位置に合わせて基準プレートを移動させるように構成することもできるが、基準プレートを移動させる機構を備える必要があり、装置の大型化や複雑化等の新たな問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、光源からワークまでの距離が変化する場合であっても、ワークの材質の違いや仕様の違いの判定を行うことができるワーク検出装置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】
本発明に係るワーク検出装置は、上記課題を解決するために、表面の光の反射特性が異なるワークが複数積み重ねられ、ワークの取り出し毎に最上部に位置するワークの種類を判定するワーク検出装置であって、前記ワークを載置するワーク載置部と、前記ワーク載置部から所定距離隔てて配置されると共に、所定の光量が照射されて前記ワークの表面を撮像する撮像部と、前記ワークの種類及び積層高さに対応した複数のワークの基準画像を記憶する基準画像記憶部と、前記撮像部により撮像された撮像画像と前記基準画像のそれぞれとの照合を行う画像処理装置とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、上記撮像部は、少なくとも２種類有することを特徴とすることが好ましい。
【０００８】
また、上記画像処理装置は、複数の撮像部で得られた画像を独立して判定すると共に、両者を比較して総合評価を行うことを特徴とすることが好ましい。
【０００９】
また、上記画像処理装置は、生産計画に予定されたワークと異なるワークが検出された場合には、警告を発することを特徴とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光源からワークまでの距離が変化する過程でのワークの材質や仕様の判定において、各過程でワークの材質や仕様の判定を行うことができるワーク検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ワーク検出装置を示す図で、（ａ）は生産ラインのパネル取り付け工程に設置されたワーク検出装置を示す図、（ｂ）はワーク検出装置の詳細を示す図である。
【図２】ワーク検出装置の機能を示す機能ブロック図である。
【図３】ワークの表面の材質の違いとライトからの距離の違いによる光の反射率を示す図である。
【図４】基準モデルを示す図である。
【図５】画像判定を示す模式図である。
【図６】露光量と材質の異なるワークの含有率を示す図である。
【図７】ワークの検出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】
【００１２】
本発明のワーク検出装置１は、例えば、図１（ａ）に示すように、自動車の生産ラインＰ１で車体本体２にワーク３となるパネルを組み付けるパネル組み付け工程において、車体本体２への組み付け前に行うワーク３の材質の違いや仕様（取り付けられる車種における形状や品質等のワークの性質）の違い判定に用いられる。
【００１３】
このパネル組み付け工程においては、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、パレット６に複数の材質の異なるワーク３が積み重ねられた台車４が外部から待機スペースＰ２に搬入される。その後、生産ラインＰ１を流れてくる車体本体２に合わせて、後述するロボット５により最上段に位置するワーク３が１枚ずつ取り出されて、車体本体２へのワーク３の組み付けが順次行われる。なお、本実施形態においては、ロボット５のアーム５ａによりパレット６からのワーク３の取り出しを行ったがこれに限られず、判定結果に基づいて、ユーザによりパレット６からの取り出しを行ってもよい。
【００１４】
自動車の生産は、生産ラインＰ１において事前に決定される生産計画に基づいて行われる。この生産計画によって自動車の組み立てが管理される。本発明のワーク検出装置１を用いたワーク３の検出においては、この生産計画に基づいて、車体本体２に組み付けられるワーク３の材質及び仕様を判定する。
【００１５】
次に、本実施形態において用いられるワーク３について説明する。ワーク３は、車体本体２に取り付けられるボディパネルであり、鋼板により形成される。また、ワーク３は、材質の違いにより、普通鋼板（以下、ＳＰ材という。）と、電気亜鉛めっき等の亜鉛めっき処理をワーク３の表面に施した表面処理鋼板（以下、ＺＮ材という。）とが用いられる。なお、本実施形態においては、ＳＰ材とＺＮ材を用いたがこれに限られず、表面の材質により光の反射率が異なるワーク３を用いることができる。
【００１６】
また、ワーク検出装置１は、図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２に示すように、パレット６（ワーク載置部）と、パレット６を搭載する台車４と、ライト７と、第１のカメラ８−１（撮像部）と、ライト７、ロボット５（詳細には、ロボット５のアーム５ａ付近）に取り付けられた第２のカメラ８−２（撮像部）、第１のカメラ８−１と第２のカメラ８−２を制御する画像処理装置９と、ロボット５とを備える。
【００１７】
パレット６は、複数積み重ねられたワーク３を搭載可能に構成されるものであり、図示しないフォークリフト等で搬送可能に構成される。
【００１８】
台車４は、図１（ａ）に示すように、複数積み重ねられたワーク３を載せたパレット６６を外部からワーク３の判定場所である待機スペースＰ２までユーザ等により搬送可能に、台座４ａ、持ち手４ｂ及び車輪４ｃを備える。
【００１９】
台車４の台座４ａに搭載されるパレット６には、本実施形態においては、図１（ｂ）に示すように、最大で７０枚のワーク３が積み重ねられる。つまり、パレット６には、厚さ６ｍｍのワーク３が７０枚で４２０ｍｍの高さのワーク３が積み重ねられる。なお、パレット６に積み重ねられるワークの最大枚数は７０枚に限られない。
【００２０】
ライト７は、光源として所定の光量（本実施形態においては３００ルクス程度）を照射可能に構成される。また、ライト７は、台車４が待機スペースＰ２に設置された際に、ワーク３の表面に光を照射可能な位置に配置される。本実施形態において、ライト７は最上部に位置するワーク３を直上から照射可能な位置で、最大積載状態におけるワーク３から４５００ｍｍ程度（パレット６から４９２０ｍｍ程度）離れた位置に配置される。
【００２１】
第１のカメラ８−１は、ライト７近傍に配置され、露光量を絞り又はシャッタースピードを変化させることにより調節可能であり、撮像した画像をデジタルデータとして保存可能に構成される。第１のカメラ８−１は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサを搭載したデジタルカメラ等により構成される。
【００２２】
なお、ライト７及び第１のカメラ８−１は、パレット６の直上に配置したがこれに限られず、ライト７から照射される光の反射光とワーク３を撮像可能な場所に互いに配置できればよい。
【００２３】
また、第２のカメラ８−２は、ロボット５に取り付けられ、露光量を絞り又はシャッタースピードを変化させることにより調節可能であり、撮像した画像をデジタルデータとして保存可能に構成される。第２のカメラ８−２は、例えば、ＣＣＤイメージセンサを搭載したデジタルカメラ等により構成される。この第２のカメラ８−２は、ロボット５の動作により、ワーク３から所定の位置離れた場所から撮像と可能なる。つまり、第２のカメラ８−２は、図１（ｂ）に示すように、パレット６からワークが取り除かれて、ワークの高さが変わってしまっても、ロボット５により所定の高さに調整されて撮像を行う。
本実施形態においては、第１のカメラ８−１及び第２のカメラ８−２の２台のカメラを用いて、材質の違いや仕様の違いを判定する。このため、２台のカメラのうち、一方のカメラが故障した場合でも、他方のカメラにより判定を行うことができる。また、２台のカメラからの画像を用いて判定を行うために、１台のカメラからの画像を用いて判定を行う場合に比べて、判定精度を高めることができる。
【００２４】
画像処理装置９は、図１（ｂ）及び図２に示すように、ディスプレイ１０と、スピーカ１１と、操作部１２と、メモリ１３と、ＣＰＵ１４とを備え、具体的にはコンピュータにより構成される。
ディスプレイ１０は、出力デバイスであり、少なくとも、判定結果を表示可能に構成される。
スピーカ１１は、出力デバイスであり、少なくとも、判定結果に基づいて、警告音等を発生可能に構成される。
操作部１２は、ＣＰＵ１４等を操作可能な入力デバイスであり、マウスやキーボードで構成される。
メモリ１３は、少なくとも、車種や組み付け手順や各ワークの情報等の生産に関する生産計画の情報（生産計画情報）と後述する基準モデルの画像（基準モデル情報）を記憶可能に構成され、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）又はハードディスクドライブにより構成することができる。また、本実施形態においては、メモリ１３は、ＡＬＣ（Ａｓｓｅｍｂｌｙ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）システムに設けられる。ＡＬＣシステムは、生産ラインを総合的に管理するシステムであり、生産計画情報に基づいて、車両の生産に伴うワークの供給等を管理する。本ワーク検出装置１は、ＡＣＬシステムから受けた生産計画情報及び基準モデル情報に基づいて、判定を行うワーク３の材質や仕様を決定する。
ＣＰＵ１４（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）は、中央演算処理装置として構成されワーク検出装置全体を制御する。
【００２５】
ロボット５は、アーム５ａによりワーク３をパレット６から取り出して、生産ライン等に移動可能に構成される。また、ロボット５は、第２のカメラ８−２が設けられ、第２のカメラ８−２がワーク３から所定の位置で撮像可能に動作するように構成される。ロボット５は、第２のカメラ８−２がワーク３から所定の位置で撮像可能に動作することについては、単に第２のカメラ８−２による撮像時に所定の位置に移動するように構成することもできるが、アーム５ａによりワーク３を保持した際に、第２のカメラ８−２により撮像を行うようにする等の処理により構成することもできる。
【００２６】
このように構成されるワーク検出装置１は、ライト７からワーク３までの距離が変化する過程でのワーク３の材質の判定において、各過程で確実にワーク３の材質の判定を行うことができる機能を有する。以下に、この機能を発揮するための構成と動作について、図２を用いて説明する。
【００２７】
ワーク検出装置１において、メモリ１３は、所定の光量及び所定の露光量の条件下での反射光の強度が異なる複数のワーク３の基準モデル（基準画像）を、ワーク３の種類毎に記憶する。
また、ＣＰＵ１４には、第１のカメラ８−１及び第２のカメラ８−２により撮像された撮像画像と基準モデルとの一致不一致を判定する画像判定部１６を備える。
また、ＣＰＵ１４は、ワーク３がパレット６から取り出されることにより、照射対象となるワーク３を撮像するように第１のカメラ８−１を制御する。また、ＣＰＵ１４は、ワーク３がパレット６から取り出されることにより、照射対象となるワーク３を所定位置から撮像できるようにロボット５を制御し、さらに、ロボット５の制御に基づいて、ワーク３を撮像するように第２のカメラ８−２を制御する。
【００２８】
また、ワーク検出装置１は、複数のカメラで得られた画像を独立して判定すると共に、両者を比較して総合評価を行うように構成される。具体的には、画像判定部１６は、第１のカメラ８−１により撮像された撮像画像と基準モデルの一致不一致を判定する（第１の判定）。そして、画像判定部１６は、第２のカメラ８−２により撮像された撮像画像と基準モデルの一致不一致を判定する（第２の判定）。画像判定部１６は、第１の判定結果と第２の判定結果を比較して、最終判定（総合評価）を行うように構成される。
【００２９】
このように構成されるワーク検出装置１は、ユーザ等により台車４が待機スペースＰ２に搬入されることにより、ワーク３の検出を行う。まず、ワーク検出装置１は、パレット６に搭載されたワーク３の表面にライト７により所定の光を照射する。次に、ワーク検出装置１は、ワーク３の表面に照射された光の反射光含めてワーク３の表面を第１のカメラ８−１により撮像する。第１のカメラ８−１により撮像された撮像画像は、メモリ１３に記憶された所定の光量及び所定の露光量の条件下での反射光の強度が異なる複数のワーク３の基準モデルと比較（照合）されて一致不一致が判定される。
ワーク３の撮像画像と基準モデルが一致している場合には、例えば、パレット６からワーク３が取り出され、車体本体２へ取り付けられる。また、ワーク３の撮像画像と基準モデルが一致していない場合には、例えば、パレット６からワーク３が取り除かれる。
【００３０】
ワーク検出装置１においては、ワーク３の判定が行われるとパレット６に積み重ねられたワーク３がアーム５ａにより上段から順に取り出されるため、ライト７からの距離が少しずつ離れることになる。撮像画像は、ワーク３が積み重ねられる枚数が減り、ライト７からパレット６までの距離が離れることにより、反射光の光量が減るために徐々に暗い画像になる（図３参照）。しかし、ワーク検出装置１においては、所定の光量及び所定の露光量の条件下での反射光の強度が異なる複数のワーク３の基準モデルを用いるために、積み重ねの状態に関係なくワーク３の検出を行うことができる。
【００３１】
また、ワーク検出装置１は、撮像画像と材質や仕様の判定の基準となる画像（基準モデル）を用いて、画像同士の一致不一致を判定しているので、ワーク３の材質に加えて、ワーク３の形状等の性質（ワーク３の仕様）も同時に判定することができる。
【００３２】
ここで、パレット６に積み重ねられたワーク３とライト７との距離とついて図１（ｂ）及び図３を用いて説明する。
ワーク３は、ライト７とパレット６との距離が一定であるために、パレット６での積載量により光源との距離が異なる。なお、本実施形態においては、パレット６にワーク３が７０枚積載された状態（パレット６へのワーク３の積載量が最大となる状態）を「上段」といい、パレット６にワーク３が３５枚積載された状態（ワーク３のパレット６への最大積載量の半分となる状態）を「中段」といい、パレット６にワーク３が１枚積載された状態（パレット６へのワーク３積載量が最小となる状態）を「下段」という。
【００３３】
また、ワーク３は、ライト７からの距離が異なることにより、光の反射率が異なり、ライト７とワーク３からの距離が離れることにより光の反射率が低下する。さらに、ワーク３は、材質毎に固有の反射率を有する。なお、本実施形態において用いられるワーク３（ＳＰ材及びＺＮ材）は、それぞれの材質毎に反射率が異なる。
【００３４】
具体的には、ＳＰ材の反射率は、図３に示すように、上段の場合には８０％となり、中段の場合には７０％となり上段に比べて低い値となり、下段の場合には、６０％となり中段に比べて低い値となる。
一方、ＺＮ材の反射率は、図３に示すように、上段の場合には５０％となり、中段の場合には４０％となり上段に比べて低い値となり、下段の場合には、３０％となり中段に比べて低い値となる。
【００３５】
本実施形態において用いられる基準モデルについて、図１（ｂ）及び図４を用いて説明する。基準モデルは、画像マッチング（画像の照合）により撮像画像との一致不一致を行うために用いられる画像データである。本実施形態においては、異なる材質毎（ＳＰ材及びＺＮ材）にライト７からの距離を変えて実際に撮像した画像データを用いる。
【００３６】
基準モデルは、図４に示すように、パレット６からの積層高さに対応して、第１のカメラ８−１から異なる材質毎にライト７からの距離によりライト（Ｌｉｇｈｔ）基準モデルとノーマル（Ｎｏｒｍａｌ）基準モデルとダーク（Ｄａｒｋ）基準モデルとに分かれる。
【００３７】
ライト基準モデルは、ライト７からの距離が最も近い画像（明るい色の画像）であり、パレット６に７０枚のワーク３を積載した状態（パレット６の最大積載量、上段）に対応する画像である。
【００３８】
ノーマル基準モデルは、ライト７からの距離がライト基準モデルに次いで近く、パレット６に３５枚のワーク３を積載した状態（パレット６の最大積載量の半分、中段）に対応する画像である。
【００３９】
また、図３に示すように、第１のカメラ８−１は、固定された状態（パレット６から）所定の位置から撮像を行う。つまり、第１のカメラ８−１からの撮像画像は、ワークの枚数が減ることにより、ワーク３との距離が遠くなる画像（暗めの色の画像）となる。一方、第２のカメラ８−２は、ロボット５によりワーク３からの距離が一定となるように位置が調整されて撮像を行う。つまり、第２のカメラ８−２からの撮像画像は、ワークの枚数が減った場合でも、ワーク３との距離が一定となる画像となる。第２のカメラ８−２とワーク３との距離は、本実施形態においては、４００ｍｍとなるようにロボット５がロボット制御部１５により制御される。
【００４０】
また、上述した基準モデルと撮像画像とは、図４に示すように、形状に変化のある部分、つまり、ワーク３における特徴形状（特徴部分）が撮像対象となる。
このように構成することにより、ワーク検出装置１は、特徴部分を基準モデルと撮像画像との形状の判定をし易くすることができる。ワーク３の特徴部分の撮像は、台車４が判定のためにセットされる位置を想定して第１のカメラ８−１及び第２のカメラ８−２を配置することにより可能となる。なお、特徴形状は、ワーク３の一部分に限られずに、ワーク３の全体形状（外形）であってもよいため、ワーク３の全体形状が撮像できる位置に第１のカメラ８−１及び第２のカメラ８−２を設定してもよい。
【００４１】
ダーク基準モデルは、ライト７からの距離が最も遠く、パレット６に１枚のワーク３を積載した状態（パレット６の最小積載量、下段）に対応する画像（暗い色の画像）である。
【００４２】
また、画像判定部１６は、第１のカメラ８−１により撮影される撮像画像と基準モデルとの一致不一致を判定する第１の画像判定と、第２のカメラ８−２により基準モデルとの判定を行う第２の画像判定とを行い、各画像判定の判定結果により、ワーク３の材質及び仕様を判定する。
【００４３】
このように構成されるワーク検出装置は、第１の画像判定で基準モデルとの一致不一致の判定をして、ワーク３の材質及び仕様を推定することができ、第２の画像判定で基準モデルとの一致不一致の判定をして、ワーク３の材質及び仕様を推定することができる。このため、判定精度を高めることができる。
【００４４】
本実施形態における画像判定の詳細について図５を用いて説明する。本実施形態の画像判定は、基準モデルと撮像画像とを照合（マッチング）して、基準モデルと撮像画像の一致不一致を判定する。具体的には、基準モデルと第１のカメラ８−１により撮像された撮像画像の一致不一致を判定する第１の画像判定と、基準モデルと第２のカメラ８−２により撮像された撮像画像の一致不一致を判定する第２の画像判定の各判定結果を比較して最終判定を行う。
【００４５】
第１の画像判定は、第１のカメラ８−１により撮像された撮像画像と基準モデルとを照合して、基準モデルと撮像画像の一致不一致を判定する。本実施形態においては、３つのＳＰ材の基準モデル（ライト・ノーマル・ダークの基準モデル）と３つのＺＮ材の基準モデル（ライト・ノーマル・ダークの基準モデル）と第１のカメラ８−１により撮像された撮像画像との一致不一致を判定する。
【００４６】
第２の画像判定は、第２のカメラ８−２により撮像された撮像画像と基準モデルとを照合して、基準モデルと撮像画像の一致不一致を判定する。本実施形態においては、３つのＳＰ材の基準モデル（ライト・ノーマル・ダークの基準モデル）と３つのＺＮ材の基準モデル（ライト・ノーマル・ダークの基準モデル）と第２のカメラ８−２により撮像された撮像画像との一致不一致を判定する。
【００４７】
本実施形態における画像判定は、これら第１の画像判定及び第２の画像判定における判定結果を比較して、最終判定を行う。この最終判定の結果により、ワーク３の材質や仕様を判定する。
【００４８】
画像の判定を具体例と共にさらに詳細に説明する。まず、画像判定は、第１の画像判定として、生産計画により車体本体２にＺＮ材のワーク３を取り付けることになっている場合には、図５に示すように、ＺＮ材の基準モデルと第１のカメラ８−１により撮像された撮像画像とを照合し、一致不一致が判定される。
【００４９】
ＺＮ材の第１の画像判定において基準モデルと撮像画像とが一致していると判定された場合（ＯＫ）には、撮像されたワーク３がＺＮ材であると推定され、次いで、ＺＮ材の基準モデルと第２のカメラ８−２により撮像された撮像画像とを照合し、画像判定（第２の画像判定）を行う（図５中央参照）。
【００５０】
この際、第２の画像判定において、各基準モデルとの一致が判定され、撮像画像に対応するワーク３がＺＮ材であると判定が推定される（図５右下参照）。
【００５１】
また、ＺＮ材のノーマル基準モデル（１の基準モデル）と撮像画像とが一致していないと判定された場合（ＮＧ）には、撮像されたワーク３がＳＰ材である可能性があるために、ＳＰ材のライト基準モデル、ノーマル基準モデル及びダーク基準モデルとの画像判定（第２の画像判定）を行う（図５中央参照）。
【００５２】
この際、第２の画像判定において、各基準モデル（例えば、ＳＰ材のノーマル基準モデル）と一致していると判定され、撮像画像に対応するワーク３がＳＰ材であると判定が確定する（図５右上参照）。
【００５３】
ワーク検出装置１においては、上述したように各基準モデルとの判定を行うことにより、ライト７からワーク３までの距離が変化する過程でのワーク３の材質及び仕様の判定において、各過程で確実にワーク３の材質の判定を行うことができる。
【００５４】
なお、ワーク検出装置１においては、取り付けるワーク３と異なるワーク３であると判定された場合には、ディスプレイ１０において表示を行ったり、スピーカ１１において音を鳴らしたりして、ユーザに、ワーク３が異なる旨を警告する。
【００５５】
また、ワーク検出装置１においては、ＣＰＵ１４には第１のカメラ８−１及び第２のカメラ８−２の露光量を設定するカメラ設定部１７を備える。本実施形態において、第１のカメラ８−１及び第２のカメラ８−２の露光量は、シャッタースピードを調節することにより行うがこれに限られない。例えば、絞りの調整することにより、露光量を調整してもよい。また、ワーク検出装置１は、さらに、ロボット制御部１５を備える。ロボット制御部１５は、パレット６からのワーク３の取り出しや除去を行うようにロボット５を制御する。また、本実施形態においては、ワーク３の取り出しや除去はロボット５により行ったがこれに限られず、ユーザにより行うように構成してもよい。
【００５６】
また、メモリ１３には、生産計画情報を記憶する。生産計画情報とは、生産ラインＰ１における車体の生産を予め決定した情報であり、車体の組み付け手順や車体本体２に取り付ける各パーツ（ワーク３）の情報である。ワーク３の検出判定は、生産計画情報に基づいて行われ、生産ラインＰ１を流れてくる車体本体２とこの車体本体２に組み付けるべきワーク３が対応付けられている。
【００５７】
また、ＣＰＵ１４は、メモリ１３に記憶される生産計画情報に基づいて、判定を行うワーク３の材質及び仕様を特定し、ワーク３の材質に適した露光量となるように第１のカメラ８−１及び第２のカメラ８−２を制御する。
【００５８】
このように構成することにより、ワーク検出装置１は、材質の光の反射率に適した露光量に設定して撮像することにより、異なる光の反射率の材質からなるワーク３を検出することができ、材質の判定精度を高めることができる。
【００５９】
本実施形態の判定対象となるＳＰ材及びＺＮ材からなるワーク３の露光量の違いによる画像検出の割合について、図６を参照して説明する。
【００６０】
ＺＮ材では、図６に示すように、１３０ルクス付近をピークにして、１１５ルクス付近から１４５ルクス付近まで好適な画像となる。ＺＮ材は、含有率のピークとなる１３０ルクス付近から１２０ルクス付近に向かって露光量を変化させることにより暗い画像となり、含有率のピークとなる１３０ルクス付近から１４５ルクスに向かって露光量を変化させることにより明るい画像となる。また、ＺＮ材の検出可能範囲は、８９．８ルクスから２３６ルクスであり、８９．８ルクスを下回る光量で撮像すると黒ずみ画像となり、２３６ルクスを上回る露光量で撮像するとハレーション画像となる。
【００６１】
一方のＳＰ材では、図６に示すように、２００ルクス付近をピークにして、１９０ルクス付近から２１０ルクス付近まで好適な画像となる。ＳＰ材は、含有率のピークとなる２００ルクス付近から１９０ルクス付近に向かって露光量を変化させることにより暗い画像となり、含有率のピークとなる２００ルクス付近から２１０ルクスに向かって露光量を変化させることにより明るい画像となる。また、ＳＰ材の検出可能範囲は、１８０ルクスから２２５ルクスであり、１８０ルクスを下回る光量で撮像すると黒ずみ画像となり、２２５ルクスを上回る露光量で撮像するとハレーション画像となる。
【００６２】
本実施形態においては、ＺＮ材に好適な露光量で撮像を行うと、ＳＰ材はハレーション画像となる。つまり、露光量を変えて撮像することにより、ＺＮ材からなるワーク３とＳＰ材からなるワーク３の撮像画像に明確な違いが生じるために判定を容易に行うことが可能となる。
【００６３】
以上説明したようにワーク３は、反射強度の異なり、撮像の際の好適な露光量が異なる鋼材（本実施形態においては、ＳＰ材）とめっき処理した鋼材（本実施形態においては、ＺＮ材）が用いられる。このため、ワーク検出装置１では、判定基準が明確に分かれることになるために、確実にワーク３の材質違いやワークの仕様を判定することができる。
【００６４】
次に、ワーク検出装置１の動作について図７を用いて説明する。本実施形態におけるワーク検出装置１は、図１に示すように、生産ラインＰ１を移動してくる車体本体２にワーク３を取り付ける際に、ワーク３の材質違いや仕様違いによる誤組み付けを防止するために、ワーク３の判定を行う。ワーク検出装置１においては、ワーク３が外部から生産ラインＰ１の近傍の待機スペースＰ２に搬入される。その後、ワーク３は、ロボット５により、パレット６から取り出されて、車体本体２に組み付けられる。
ワーク３の検出判定は、ワーク３がパレット６から取り出される前の台車４上に積載された状態で行われる。積載された最上段（最上部）のワーク３の表面にロボット５により判定を終えたワーク３が取り除かれることにより、順次最上段に位置するワーク３の検出判定を行う。
【００６５】
ステップＳ１において、ワーク検出装置１は、生産計画情報の確認を行い、ステップＳ２に進む。具体的には、ＣＰＵ１４は、メモリ１３に記憶された生産計画情報の確認を行い、生産計画情報から現在の生産ラインＰ１上にある車体本体２の情報とこの車体本体２に取り付けるべきワーク３の情報（ワーク３の材質の情報）を取得する。
【００６６】
ステップＳ２において、ワーク検出装置１では、台車４の搬入が行われ、ステップＳ３に進む。本工程では、複数のワーク３が積載された台車４が外部から判定位置となる待機スペースＰ２に搬入される。そして、ワーク検出装置１は、判定結果に応じて、ロボット５等の搬出手段により、車体本体２が流れてくる生産ラインＰ１又は退避場所に搬出される。また、ワーク検出装置１は、台車４に積載されたワーク３がすべて搬出されると、台車４が判定位置から搬出され、次の複数のワーク３が積載された新たな台車４が判定位置に搬入される。これら搬送（搬入と搬出）及びワーク３の取り出しは、予め定められた車両の生産計画情報に基づいて行われる。
本実施形態においては、生産計画情報に基づいて、ＺＮ材のワーク３が車体本体２に取り付けられる。
【００６７】
ステップＳ３において、ワーク検出装置１は、露光量（シャッタースピード）の設定を行い、ステップＳ４に進む。具体的には、ＣＰＵ１４は、生産計画情報に基づいて、第１のカメラ８−１の露光量がステップＳ２において特定されたワーク３の種類（ワーク３の材質、ＺＮ材）に合わせて予め決定された露光量となるように、ＣＰＵ１４のカメラ設定部１７によりシャッタースピードの設定を行う。
【００６８】
ステップＳ４において、ワーク検出装置１は、ライト７による照射を行い、ステップＳ５に進む。本実施形態においては、３００ルクスの光量により照射を行う。
この際、ライト７は予め台車４の設置場所に照射がされるように固定されているために、照射を行うことで、台車４、詳細にはパレット６に積載された最上段のワーク３の表面に照射が行われる。
【００６９】
ステップＳ５において、ワーク検出装置１は、第１のカメラ８−１及び第２のカメラ８−２においてワーク３の撮像を行い、ステップＳ６に進む。具体的には、第１のカメラ８−１は、ステップＳ３で設定されたシャッタースピードでワーク３の表面の撮像が行われる。また、第２のカメラ８−２は、ロボット５により、ワーク３との位置が調整された状態（本実施形態においては、ワーク３からの距離が４００ｍｍとなる位置）で、ステップＳ３で設定されたシャッタースピードでワーク３の表面の撮像が行われる。
この際、第１のカメラ８−１は予め台車４が設置される場所、詳細には台車４が設置されることによりワーク３の一部分を撮像可能に位置が固定される。また、第２のカメラ８−２は、第１のカメラ８−１と同じワーク３の一部分を撮像可能にロボット５により位置が調節される。また、第１のカメラ８−１及び第２のカメラ８−２は、撮像時にはピントや露光を自動的に設定する機能は停止されて撮影を行う。
【００７０】
ステップＳ６において、ワーク検出装置１は、第１の画像判定を行い、ステップＳ７に進む。具体的には、ＣＰＵ１４の画像判定部１６は、図５に示すように、ステップＳ５において第１のカメラ８−１により撮像された画像（撮像画像）とメモリ１３に記憶されたＺＮ材とＳＰ材の各基準モデル（ライト・ノーマル・ダーク）との画像の一致不一致の判定を行う。また、ワーク３の仕様についても判定を行い、ワーク３の仕様を推定する。
撮像画像がＺＮ材の基準モデルと一致していると判定された場合には、ＺＮ材として材質が推定される。撮像画像とＳＰ材の基準モデルとが一致していると判定された場合には、異なる材質（ＳＰ材）として推定する。また、撮像画像がどの基準モデルとも一致していないと判定された場合には、材質不明と推定される。また、ワーク３の仕様についても判定を行い、ワーク３の仕様を推定する。
【００７１】
ステップＳ７において、ワーク検出装置１は、第２の画像判定を行い、ステップＳ８に進む。具体的には、ＣＰＵ１４の画像判定部１６は、図５に示すように、第２のカメラ８−２により撮像された撮像画像とメモリ１３に記憶されたＺＮ材とＳＰ材の各基準モデル（ライト・ノーマル・ダーク）との画像の一致不一致の判定を行う。
【００７２】
撮像画像がＺＮ材の基準モデル（例えば、ＺＮ材のノーマル基準モデル）と一致していると判定された場合には、ＺＮ材として材質が推定される。撮像画像とＳＰ材の基準モデル（例えば、ＳＰ材のノーマル基準モデル）とが一致していると判定された場合には、異なる材質（ＳＰ材）として推定される。また、撮像画像がどの基準モデルとも一致していないと判定された場合には、材質不明と推定される。また、ワーク３の仕様について同様に形状等から判定する。
【００７３】
ステップＳ８において、ワーク検出装置１は、総合判定結果の出力を行い、ステップＳ９に進む。具体的には、画像判定部１６は、第１の画像判定及び第２の画像判定の各判定結果に基づいて、総合評価を行って総合判定結果（ワーク３の材質の違いや仕様の違いの決定）を出力する。総合判定結果においては、例えば、第１の画像判定結果と第２の画像判定結果がすべてＳＰ材（ＺＮ材）と一致すると判定された場合には、ワーク３の材質をＳＰ材として決定する。また、第１の画像判定結果と第２の画像判定結果いずれか、又はすべてにおいて、ＳＰ材（ＺＮ材）でないと判定された場合には、材質不明として決定する。
総合判定結果は、ＣＰＵ１４により、例えば、ディスプレイ１０での表示やスピーカ１１での発呼等の処理が行われる。これにより、第１の画像判定及び第２の画像判定の各判定結果に基づいた精度の高い総合判定結果から、ユーザやワーク検出装置１は後述する各種処理を行うことができる。
また、本工程においては、例えば、第２の画像判定により判定された基準モデルがダークの基準モデルである場合には、ユーザに台車４の交換が近い旨を報知することができる。
【００７４】
ステップＳ９において、ワーク検出装置１は、出力された総合判定結果の確認を行う。ステップＳ６及びステップＳ７において、撮像画像と各基準モデルとが一致していると判定されている場合（画像一致あり）には、ステップＳ１０に進む。ステップＳ６及びステップＳ７において、撮像画像と各基準モデルとが一致していないと判定されている場合（画像一致なし）には、ステップＳ１１に進む。
【００７５】
ステップＳ１０において、ワーク検出装置１は、ワーク３の取り出しを行い、ステップＳ１２に進む。具体的には、ＣＰＵ１４のロボット制御部１５により、ロボット５が制御されて、台車４からワーク３が取り出されて、生産ラインＰ１の車体本体２に取り付けられる。
【００７６】
ステップＳ１１において、ワーク検出装置１は、ワーク３の除去を行い、ステップＳ１２に進む。具体的には、ＣＰＵ１４のロボット制御部１５により、ロボット５及びアーム５ａが制御されて、台車４上のパレット６からワーク３が取り除かれる。
【００７７】
ステップＳ１２において、ワーク検出装置１は、生産計画情報の確認を行う。具体的には、ＣＰＵ１４はメモリ１３に記憶される生産計画情報を確認して、生産予定がある場合（生産予定あり）には、ステップＳ３に進む。また、生産予定がない場合（生産予定なし）には、ワーク３の検出判定処理を終了する。
【００７８】
したがって、ワーク検出装置１においては、光源からワーク３までの距離が変化する過程でのワーク３の材質の判定において、各過程で確実にワーク３の材質やワーク３の仕様の判定を行うことができ、ワーク３の材質違いや仕様違いによる車体本体２へのワーク３の誤組み付けを低減することができる。
【００７９】
以上、本発明に係るワーク検出装置１の好適な実施形態について説明したが、本発明に係るワーク検出装置１は、上述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。
【００８０】
また、本実施形態においては、ワーク３の基準モデルを材質毎に上段と中段と下段の３種類を用いていたがこれに限られない。例えば、本実施形態のようにパレット６に最大７０毎のワーク３が積み重ねられる場合には７０枚の光源からの距離が異なる画像を用いたり、１の画像から明度等の反射率を画像処理により変化させたものを用いたりしてもよい。
【００８１】
なお、本実施形態において、ワーク検出装置１は、固定式（ワーク３が載置されるパレットからの距離が一定、すなわち、ワーク３の積載量が変わることによりワーク３からの距離が変わる）の第１のカメラ８−１と可動式（ロボット５によるカメラ位置の調整によりワーク３からの距離が一定となる）の第２のカメラ８−２の撮像方式の異なる２台のカメラの撮像画像を用いて、第１の画像判定及び第２の画像判定を行うがこれに限られない。１のカメラや複数のカメラや撮影結果の異なる複数のカメラを用いてもよい。また、ワーク検出装置１は、例えば、カメラ毎に撮像環境（撮像角度やライトの照度を変える等）を変えて撮像した画像を用いて判定を行ってもよい。また、ワーク検出装置１は、第１のカメラ８−１及び第２のカメラ８−２のメリットデメリットが互いに相補的になるように設定等をして構成してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１              ワーク検出装置
３              ワーク
６              パレット（ワーク載置部）
８−１、８−２  カメラ（撮像部）
９              画像処理装置
１３            メモリ（基準画像記憶部）
【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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