(57)【要約】【課題】不特定な姿勢に配置されたワークの位置姿勢を簡単かつ正確に画像認識して、ワークに対して所定の作業を正常に行い得るロボットの制御装置を提供。【解決手段】ワークＷを複数のカメラ１１、１２で撮影してカメラ画像を取得する画像取得部１と、当該画像取得部が取得したカメラ画像を用いてワークの位置姿勢を求める物体認識部２と、当該物体認識部によって求められるワークの位置姿勢の結果に基づいてロボット３、４の動作を制御する制御部５とを備えたロボットの制御装置１０である。画像取得部が、第１の撮影位置でワークの立体画像を取得し、物体認識部が、立体画像に基づいてワークの概略位置姿勢を求める。画像取得部が、ワークの概略位置姿勢を基準に移動した第２の撮影位置でワークの作業域画像を取得し、物体認識部が、作業域画像に基づいてワークの作業位置姿勢を求める。制御部が、作業位置姿勢の結果に基づいてロボットの動作を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを複数のカメラで撮影してカメラ画像を取得する画像取得部と、当該画像取得部が取得した前記カメラ画像を用いて前記ワークの位置姿勢を求める物体認識部と、当該物体認識部によって求められる前記ワークの位置姿勢の結果に基づいてロボットの動作を制御する制御部とを備えたロボットの制御装置であって、
前記画像取得部が、第１の撮影位置で前記ワークの立体画像を取得し、前記物体認識部が、前記立体画像に基づいて前記ワークの概略位置姿勢を求めること、
前記画像取得部が、前記ワークの概略位置姿勢を基準に移動した第２の撮影位置で前記ワークの作業域画像を取得し、前記物体認識部が、前記作業域画像に基づいて前記ワークの作業位置姿勢を求めること、
前記制御部が、前記作業位置姿勢の結果に基づいて前記ロボットの動作を制御することを特徴とするロボットの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたロボットの制御装置において、
前記立体画像は、前記第１の撮影位置で複数の前記カメラが撮影した２次元カメラ画像データとワークの３次元ＣＡＤデータとを合成して形成し、前記作業域画像は、前記第２の撮影位置で前記カメラが単独で撮影した２次元カメラ画像データから形成することを特徴とするロボットの制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載されたロボットの制御装置において、
前記ロボットは、アーム部の先端部にそれぞれ作業ツールを装着した双腕型ロボット又は複数の単腕型ロボットであることを特徴とするロボットの制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載されたロボットの制御装置において、
前記画像取得部の複数のカメラの内、少なくとも１つのカメラは、前記ロボットのアーム部に装着されていることを特徴とするロボットの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの位置姿勢を画像認識し、当該ワークに対して所定の作業を行うロボットの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図７に示すように、コンベア１０１によって搬送されてきたトレー１０２内にバラ積みされているワークＷ（認識対象物）に対して作業を行うロボット１０３を有する生産システム内で、ワークＷを所定の方向からカメラで撮影して画像を取得する画像取得部１０４と、画像取得部１０４が取得した画像を用いてワークＷの位置姿勢を求める物体認識部１０５と、物体認識部１０５によって求められるワークＷの位置姿勢の結果に基づいてロボット１０３の動作を制御し、且つ、生産システム内に設けられる各部の動作を制御する動作制御部とを有する制御部１０６と、を備えることを特徴とする物体認識に基づく制御装置１００が、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１４７３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の制御装置１００では、バラ積みされ不特定な姿勢で配置されているワークＷに対して、所定の方向から撮影する画像取得部１０４のカメラによって取得したカメラ画像データを用いて、物体認識部１０５がワークＷの位置姿勢を求めるので、カメラ画像データからワークＷの輪郭全てが抽出されず、ワークＷの位置姿勢を誤って認識したり、隠れた作業部位が認識できないという問題があった。
【０００５】
これに対して、例えば、画像取得部１０４のカメラが、ワークＷの輪郭全てを特定できるように、専用のワーク搬送治具や専用の照明等を備えることも考えられるが、周辺装置を含め設備費の大幅な増加につながることから、実際の生産ラインに導入するには課題が多かった。
【０００６】
また、物体認識部１０５によるワークＷの位置姿勢を求める方法として、カメラ画像データとワークＷの３次元点群データ（例えば、３次元ＣＡＤデータ）とをマッチング（合成）して、カメラ画像データから抽出できない輪郭や隠れた作業部位の形状を仮想する方法も考えられるが、実際のワーク形状と異なる形状に仮想した場合には、ロボット１０３などの設備破損につながる恐れがあり、問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、不特定な姿勢で配置されたワークの位置姿勢を簡単かつ正確に画像認識して、ワークに対して所定の作業を正常に行い得るロボットの制御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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るロボットの制御装置は、次のような構成を有している。
（１）ワークを複数のカメラで撮影してカメラ画像を取得する画像取得部と、当該画像取得部が取得した前記カメラ画像を用いて前記ワークの位置姿勢を求める物体認識部と、当該物体認識部によって求められる前記ワークの位置姿勢の結果に基づいてロボットの動作を制御する制御部とを備えたロボットの制御装置であって、
前記画像取得部が、第１の撮影位置で前記ワークの立体画像を取得し、前記物体認識部が、前記立体画像に基づいて前記ワークの概略位置姿勢を求めること、
前記画像取得部が、前記ワークの概略位置姿勢を基準に移動した第２の撮影位置で前記ワークの作業域画像を取得し、前記物体認識部が、前記作業域画像に基づいて前記ワークの作業位置姿勢を求めること、
前記制御部が、前記作業位置姿勢の結果に基づいて前記ロボットの動作を制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、画像取得部が、第１の撮影位置でワークの立体画像を取得し、物体認識部が、その立体画像に基づいてワークの概略位置姿勢（大凡の位置及び大凡の姿勢）を求めるので、画像取得部が取得したカメラ画像（立体画像）からワークの輪郭全てを抽出できなくても、物体認識部はワークの概略位置姿勢を求めることができる。この場合、ワークの立体画像は、物体認識部がワークの概略位置姿勢を求めることができる程度の画像であれば良く、ワーク全体の立体画像である必要はない。また、ワークは、不特定な姿勢で配置されていても良い。
【００１０】
また、画像取得部が、ワークの概略位置姿勢を基準に移動した第２の撮影位置でワークの作業域画像を取得し、物体認識部が、作業域画像に基づいてワークの作業位置姿勢を求めるので、ワークの概略位置姿勢に多少の誤差があっても、画像取得部のカメラは、第２の撮影位置に移動してワークの作業域を確実に撮影することができ、物体認識部は、画像取得部のカメラが第２の撮影位置で撮影した作業域画像に基づいてワークの作業位置姿勢を正確に求めることができる。そして、制御部が、正確に求めたワークの作業位置姿勢の結果に基づいてロボットの動作を制御するので、ロボットが、ワークと衝突等することなく正常に作動することができる。
【００１１】
したがって、画像取得部が、第１の撮影位置でワークの立体画像を取得した後、第２の撮影位置に移動してワークの作業域を撮影するという簡単な方法であるので、画像取得部のカメラがワークの輪郭全てを特定できるように、専用のワーク搬送治具や専用の照明等を備える必要がなく、設備費の大幅な増加につながる恐れがない。また、正確に求めたワークの作業位置姿勢の結果に基づいてロボットが正常に動作することができるので、ロボットなどの設備破損につながる恐れもない。
【００１２】
よって、本発明によれば、不特定な姿勢に配置されたワークの位置姿勢を簡単かつ正確に画像認識して、ワークに対して所定の作業を正常に行い得るロボットの制御装置を提供することができる。
【００１３】
（２）（１）に記載されたロボットの制御装置において、
前記立体画像は、前記第１の撮影位置で複数の前記カメラが撮影した２次元カメラ画像データとワークの３次元ＣＡＤデータとを合成して形成し、前記作業域画像は、前記第２の撮影位置で前記カメラが単独で撮影した２次元カメラ画像データから形成することを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、ワークの立体画像は、第１の撮影位置で複数のカメラが撮影した２次元カメラ画像データとワークの３次元ＣＡＤデータとを合成して形成するので、第１の撮影位置でカメラが撮影できないワークの隠れた輪郭等を３次元ＣＡＤデータによって補完することができ、物体認識部が演算するワークの概略位置姿勢の精度を高めることができる。
【００１５】
また、立体画像は、第１の撮影位置で複数のカメラが撮影した２次元カメラ画像データとワークの３次元ＣＡＤデータとを合成して形成し、作業域画像は、第２の撮影位置でカメラが単独で撮影した２次元カメラ画像データから形成するので、画像取得部の複数のカメラは、いずれも２次元カメラ画像を撮影する単眼カメラでもよい。また、画像取得部の複数のカメラが第１の撮影位置でワークの２次元カメラ画像を撮影した後に、ワークの作業位置に対向する第２の撮影位置に移動したカメラが、単独で２次元カメラ画像からなる作業域画像を撮影すればよい。したがって、画像取得部のカメラをより一層簡単な構造とし、また、カメラの移動機構を簡単に構成することができ、設備費の更なる低減につなげることができる。
【００１６】
（３）（１）又は（２）に記載されたロボットの制御装置において、
前記ロボットは、アーム部の先端部にそれぞれ作業ツールを装着した双腕型ロボット又は複数の単腕型ロボットであることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、ロボットは、アーム部の先端部にそれぞれ作業ツールを装着した双腕型ロボット又は複数の単腕型ロボットであるので、ワークが複雑な形状、又は長尺な形状であっても、アーム部の先端部に装着した各作業ツールが、ワークの作業域に対する所定の作業を行うことができる。
【００１８】
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載されたロボットの制御装置において、
前記画像取得部の複数のカメラの内、少なくとも１つのカメラは、前記ロボットのアーム部に装着されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明においては、画像取得部の複数のカメラの内、少なくとも１つのカメラは、ロボットのアーム部に装着されているので、アーム部等が移動することによって、当該アーム部に装着されたカメラを第１の撮影位置及び第２の撮影位置に移動させ、ワークの立体画像と作業域画像とを簡単に撮影することができる。そのため、画像取得部のカメラを移動させる専用の移動機構を不要又は簡略化することができ、設備の簡素化を図ることができる。なお、例えば、ロボットが１台の単腕型ロボットである場合、単腕型ロボットのアーム部にカメラを１つ装着し、別に設ける固定台等に他のカメラを装着しても良い。また、例えば、ロボットが２つのアーム部を有する双腕型ロボットである場合、各アーム部にカメラをそれぞれ装着しても良い。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、不特定な姿勢に配置されたワークの位置姿勢を簡単かつ正確に画像認識して、ワークに対して所定の作業を正常に行い得るロボットの制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る実施形態であるロボットの制御装置の概略構成図の一例である。
【図２】図１に示すロボットの動作範囲とカメラ方位等を示す斜視図である。
【図３】図１に示すロボットのアーム部に装着したカメラが第１の撮影位置でワークの立体画像を撮影するときの概略斜視図である。
【図４】図１に示すロボットのアーム部に装着したカメラが第２の撮影位置でワークの作業域画像を撮影するときの概略斜視図である。
【図５】図１に示すロボットの制御装置の動作フロー図である。
【図６】図１に示すロボットの制御装置の変形例を示す斜視図である。
【図７】特許文献１に記載された物体認識に基づく制御装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明に係る実施形態であるロボットの制御装置について、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、本実施形態に係るロボットの制御装置の構造と動作方法を説明する。次に、本ロボットの制御装置の変形例について説明する。
【００２３】
＜ロボットの制御装置の構造と動作方法＞
まず、本実施形態に係るロボットの制御装置の構造と動作方法を、図１〜図５を用いて説明する。図１に、本発明に係る実施形態であるロボットの制御装置の概略構成図の一例を示す。図２に、図１に示すロボットの動作範囲とカメラ方位等を示す斜視図を示す。図３に、図１に示すロボットのアーム部に装着したカメラが第１の撮影位置でワークの立体画像を撮影するときの概略斜視図を示す。図４に、図１に示すロボットのアーム部に装着したカメラが第２の撮影位置でワークの作業域画像を撮影するときの概略斜視図を示す。図５に、図１に示すロボットの制御装置の動作フロー図を示す。
【００２４】
図１〜図４に示すように、本実施形態に係るロボットの制御装置１０には、ワークＷを複数（例えば、２つ）のカメラ１１、１２で撮影してカメラ画像を取得する画像取得部１と、当該画像取得部１が取得したカメラ画像を用いてワークＷの位置姿勢を求める物体認識部２と、当該物体認識部２によって求められるワークＷの位置姿勢の結果に基づいてロボット３、４の動作を制御する制御部５とを備えている。物体認識部２及び制御部５は、他の生産設備と接続する制御盤７に接続されている。ここでは、カメラ１１、１２は２つであるが、３つ以上でも良い。
【００２５】
また、ロボット３、４は、例えば、２つの単腕型多関節ロボットであり、例えば、コンベア６上に載置されたワークＷを両側から挟持するように把持して、所定の加工ステーション（図示しない）へ搬送できるように、互いに隣接した位置に配置されている。両ロボット３、４のアーム部３１、４１の先端部には、作業ツール（把持用ツール）３２、４２がそれぞれ装着されている。なお、ロボット３、４は、２つのアーム部３１、４１を有する双腕型ロボットでもよい。また、ロボット３、４は、２つであるが、３つ以上でも良い。
【００２６】
ここで、ワークＷは、特に制限されるものではないが、例えば、所定の半径Ｒを有する球体の外周面にＶ字状切込み部Ｋが形成された立体物であるとする。このワークＷのＶ字状切込み部Ｋが、一方（右）のロボット４の把持用ツール４２が当接する作業域に相当する。また、ワークＷのＶ字状切込み部Ｋと反対側の外周面Ｐが、他方（左）のロボット３の把持用ツール３２が当接する作業域に相当する。ワークＷは、コンベア６上に載置されているが、Ｖ字状切込み部Ｋの向きは不特定である。
【００２７】
また、画像取得部１のカメラ１１、１２は、いずれも２次元カメラ画像を撮影する単眼カメラである。また、カメラ１１、１２は、各ロボット３、４のアーム部３１、４１に、カメラ方位（撮影方向）１１１、１２１がアーム部３１、４１の長手方向と略平行になるように、それぞれ装着されている。各ロボット３、４のアーム部３１、４１等の移動に伴って、カメラ１１、１２の位置及びカメラ方位１１１，１２１を変更させることができる。カメラ１１、１２の視野角θ１、θ２は、ワークＷの大きさ等に応じて調整されている。カメラ１１、１２の焦点位置は、撮影する際に自動的に調整される機能を備えている。
【００２８】
また、画像取得部１のカメラ１１、１２は、図３に示す第１の撮影位置でワークＷの全体又は部分に対する立体画像を撮影する。すなわち、ワークＷの立体画像は、異なるカメラ方位１１１、１２１から撮影する複数（２つ）のカメラ１１、１２の２次元カメラ画像がワーク上面ＷＧで互いに重なるように撮影して、重なる２次元カメラ画像を立体的に合成することによって形成する。このとき、ワークＷの立体画像には、ワークＷの作業域となるＶ字状切込み部Ｋ（特異点）の一部が含まれていることが好ましい。また、ワークＷの立体画像は、第１の撮影位置で複数のカメラ１１、１２が撮影した２次元カメラ画像データとワークＷの３次元ＣＡＤデータとを合成して形成しても良い。２次元カメラ画像データとワークＷの３次元ＣＡＤデータとを合成することによって、第１の撮影位置でカメラ１１、１２が撮影できないワークＷの隠れた輪郭等を３次元ＣＡＤデータによって補完することができる。
【００２９】
また、物体認識部２は、画像取得部１が取得する画像データ及びワークＷの３次元ＣＡＤデータ等を記憶する記憶部２１と、画像データ及び３次元ＣＡＤデータ等からワークＷの位置や姿勢（輪郭）等を演算する画像処理部２２とを備えている。そして、物体認識部２は、第１の撮影位置で画像取得部１が取得した立体画像データ、又は第１の撮影位置でカメラ１１、１２が撮影した２次元カメラ画像データとワークＷの３次元ＣＡＤデータとを合成して補正した後の立体画像データを受領し、画像処理部２２がその立体画像に基づいて、ワークＷの概略位置姿勢を求める。ワークＷの概略位置姿勢は、ワークＷの大凡の位置、及び大凡の姿勢（輪郭）でよいので、多少の誤差があっても構わない。
【００３０】
また、画像取得部１のカメラ１１、１２は、ワークＷの概略位置姿勢を基準に第２の撮影位置へ移動し、第２の撮影位置でワークＷの作業域画像を撮影する。第２の撮影位置は、カメラがワークＷの作業域全体を撮影することができる位置として、予め設定しておくことも、カメラ画像からその都度設定することもできる。ワークの作業域画像は、それぞれのカメラ１１、１２が単独でワークＷの作業域を２次元カメラ画像として詳細に撮影することによって形成する。また、物体認識部２は、画像取得部１から作業域画像データを受領し、画像処理部２２が作業域画像に基づいてワークＷの作業位置姿勢を求める。ワークＷの作業位置姿勢は、ロボット等の破損を防止するため、ワークＷの作業域における正確な位置、及び正確な姿勢（輪郭）を必要とし、できる限り誤差が生じないように詳細に演算する。
【００３１】
なお、カメラ１１、１２は、ロボット３、４のアーム部３１、４１に装着されているので、アーム部３１、４１等が移動することによって、当該カメラを第１の撮影位置及び第２の撮影位置に移動させる。また、カメラ１１、１２の位置情報及び撮影したワークＷの位置情報は、カメラ１１、１２を装着したアーム部３１、４１のロボット座標データを活用して演算する。また、ワークＷの３次元ＣＡＤデータは、制御盤７を介して予め入力し、物体認識部２の記憶部２１に記憶させておく。画像取得部１は、２次元カメラ画像データとワークＷの３次元ＣＡＤデータとを合成する際、記憶部２１から３次元ＣＡＤデータを受領する。
【００３２】
また、制御部５は、ロボット３、４のアーム部３１、４１の揺動・回転、把持用ツール３２、４２の動作、台座部３３、４３の旋回等を制御する。そして、制御部５は、物体認識部２が演算したワークＷの概略位置姿勢及び作業位置姿勢の結果に基づいて、ロボット３、４の各動作を制御する。なお、ロボット３、４の各動作は、予め教示して制御部５に記憶させているので、物体認識部２が演算したワークＷの概略位置姿勢及び作業位置姿勢の結果に基づいて、制御部５は、教示データを自動的に補正する。
【００３３】
次に、ロボットの制御装置１０の動作フローの一例を、図５を用いて説明する。図５に示すように、はじめに、ロボット３、４のアーム部３１、４１等を移動して、画像取得部１のカメラ１１、１２が第１の撮影位置でワークＷの２次元カメラ画像を撮影する（ステップ：Ｓ１、図３参照）。
【００３４】
次に、物体認識部２が第１の撮影位置で撮影した２次元カメラ画像データとワークＷの３次元ＣＡＤデータとを合成して、３次元画像データからなるワークＷの立体画像を作成する（ステップ：Ｓ２）。第１の撮影位置で撮影した２次元カメラ画像データでは、ワークＷの作業域であるＶ字状切込み部Ｋの輪郭を抽出できない場合があっても、２次元カメラ画像データとワークＷの３次元ＣＡＤデータとを合成することによって、Ｖ字状切込み部Ｋの大凡の輪郭を特定することができる。
【００３５】
次に、物体認識部２がワークＷの立体画像に基づいてワークＷの概略位置姿勢を演算し、ワークＷとロボット３、４との大凡の相対位置関係を確定する（ステップ：Ｓ３）。すなわち、物体認識部２は、ワークＷの立体画像と制御部５に有するロボット座標データとを基にして、Ｖ字状切込み部Ｋの輪郭位置を含めてワークＷの外周位置、重心位置等を概略的に抽出する。
【００３６】
次に、ロボット３、４のアーム部３１、４１等を移動してカメラ１１、１２が第２の撮影位置でワークＷの作業域画像を撮影する（ステップ：Ｓ４、図４参照）。第２の撮影位置は、カメラ１１、１２がワークＷの作業域全体を撮影することができる位置として、予め設定しておくこともできるが、ここでは、ワークＷは、コンベア６上に載置されて搬送され、Ｖ字状切込み部Ｋの向きは不特定であるので、カメラ画像からワークＷの作業域全体が撮影できる位置であることを物体認識部２が判断して、第２の撮影位置を設定しても良い。
【００３７】
次に、物体認識部２が作業域画像に基づいてワークＷの作業位置姿勢を演算し、ロボット３、４が作動する詳細位置を確定する（ステップ：Ｓ５）。作業域画像は、各カメラ１１、１２が単独で撮影する２次元カメラ画像であるが、物体認識部２は、立体画像データ及びロボット座標データを基に、Ｖ字状切込み部Ｋの輪郭位置を含めてワークＷの外周位置、重心位置等を概略的に抽出し、ワークＷとロボット３、４との大凡の相対位置関係をすでに確定している。そのため、作業域画像が２次元カメラ画像であっても、物体認識部２は、Ｖ字状切込み部Ｋの輪郭位置、ワークＷの外周位置、重心位置等を作業域画像に基づいて補正することによって、ワークＷの作業位置姿勢を正確に演算し、ロボット３、４が作動する詳細位置を精度よく確定することができる。
【００３８】
次に、制御部５がロボット３、４の教示位置を詳細位置に基づいて補正して、ロボット３、４のアーム部３１、４１等を移動させる（ステップ：Ｓ６）。次に、ロボット３、４のアーム部３１、４１に装着した作業ツール３２、４２がワークＷの作業域に対して所定の作業を行う（ステップ：Ｓ７）。以上のように、ロボットの制御装置１０が動作することによって、不特定な姿勢で配置されたワークＷの位置姿勢を簡単かつ正確に画像認識して、ロボット３、４がワークＷに対して所定の作業を正常に行うことができる。
【００３９】
＜作用効果＞
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係るロボットの制御装置１０によれば、画像取得部１が、第１の撮影位置でワークＷの立体画像を取得し、物体認識部２が、その立体画像に基づいてワークＷの概略位置姿勢（大凡の位置及び大凡の姿勢）を求めるので、画像取得部１が取得したカメラ画像（立体画像）からワークＷの輪郭全てを抽出できなくても、物体認識部２はワークＷの概略位置姿勢を求めることができる。この場合、ワークＷの立体画像は、物体認識部２がワークＷの概略位置姿勢を求めることができる程度の画像であれば良く、ワーク全体の立体画像である必要はない。また、ワークＷは、不特定な姿勢で配置されていても良い。
【００４０】
また、画像取得部１が、ワークＷの概略位置姿勢を基準に移動した第２の撮影位置でワークＷの作業域画像を取得し、物体認識部２が、作業域画像に基づいてワークＷの作業位置姿勢を求めるので、ワークＷの概略位置姿勢に多少の誤差があっても、画像取得部１のカメラ１１、１２は、第２の撮影位置に移動してワークＷの作業域を確実に撮影することができ、物体認識部２は、画像取得部１のカメラ１１、１２が第２の撮影位置で撮影した作業域画像に基づいてワークＷの作業位置姿勢を正確に求めることができる。そして、制御部５が、正確に求めたワークＷの作業位置姿勢の結果に基づいてロボット３、４の動作を制御するので、ロボット３、４が、ワークＷと衝突等することなく正常に作動することができる。
【００４１】
したがって、画像取得部１が、第１の撮影位置でワークＷの立体画像を取得した後、第２の撮影位置に移動してワークＷの作業域を撮影するという簡単な方法であるので、画像取得部１のカメラ１１、１２がワークＷの輪郭全てを特定できるように、専用のワーク搬送治具や専用の照明等を備える必要がなく、設備費の大幅な増加につながる恐れがない。また、正確に求めたワークＷの作業位置姿勢の結果に基づいてロボット３、４が正常に動作することができるので、ロボット３、４などの設備破損につながる恐れもない。
【００４２】
よって、本実施形態によれば、不特定な姿勢に配置されたワークＷの位置姿勢を簡単かつ正確に画像認識して、ワークＷに対して所定の作業を正常に行い得るロボットの制御装置１０を提供することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、ワークＷの立体画像は、第１の撮影位置で複数（２つ）のカメラ１１、１２が撮影した２次元カメラ画像データとワークＷの３次元ＣＡＤデータとを合成して形成するので、第１の撮影位置でカメラ１１、１２が撮影できないワークＷの隠れた輪郭等を３次元ＣＡＤデータによって補完することができ、物体認識部２が演算するワークＷの概略位置姿勢の精度を高めることができる。
【００４４】
また、立体画像は、第１の撮影位置で複数（２つ）のカメラ１１、１２が撮影した２次元カメラ画像データとワークＷの３次元ＣＡＤデータとを合成して形成し、作業域画像は、第２の撮影位置でカメラ１１、１２が単独で撮影した２次元カメラ画像データから形成するので、画像取得部１の複数のカメラ１１、１２は、いずれも２次元カメラ画像を撮影する単眼カメラでもよい。また、画像取得部１の複数のカメラ１１、１２が第１の撮影位置でワークＷの２次元カメラ画像を撮影した後に、ワークＷの作業位置（Ｋ、Ｐ）に対向する第２の撮影位置に移動したカメラ１１、１２が、単独で２次元カメラ画像からなる作業域画像を撮影すればよい。したがって、画像取得部１のカメラ１１、１２をより一層簡単な構造とし、また、カメラ１１、１２の移動機構を簡単に構成することができ、設備費の更なる低減につなげることができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、ロボット３、４は、アーム部３１、４１の先端部にそれぞれ作業ツール３２、４２を装着した双腕型ロボット又は複数の単腕型ロボットであるので、ワークＷが複雑な形状、又は長尺な形状であっても、アーム部３１、４１の先端部に装着した各作業ツール３２、４２が、ワークＷの作業域に対する所定の作業を行うことができる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、画像取得部１の複数のカメラ１１、１２は、ロボット３、４のアーム部３１、４１にそれぞれ装着されているので、アーム部３１、４１等が移動することによって、当該アーム部３１、４１に装着されたカメラ１１、１２を第１の撮影位置及び第２の撮影位置に移動させ、ワークＷの立体画像と作業域画像とを簡単に撮影することができる。そのため、画像取得部１のカメラ１１、１２を移動させる専用の移動機構を不要又は簡略化することができ、設備の簡素化を図ることができる。
【００４７】
＜変形例＞
上述した実施形態は、本発明の要旨を変更しない範囲で変更することができる。例えば、上記実施形態では、画像取得部１の複数（２つ）のカメラ１１、１２は、ロボット３、４のアーム部３１、４１にそれぞれ装着されているが、必ずしもこれに限る必要はない。例えば、図６に示すように、ロボット４が１つの単腕型ロボットである場合、単腕型ロボット４のアーム部４１にカメラ１２を１つ装着し、別に設ける固定台８等に他のカメラ１３を装着しても良い。他のカメラ１３は、視野角θ３、カメラ方位１３１を有し、固定台８にカメラ方位１３１を調整可能に装着されている。また、例えば、ロボットが２つのアーム部を有する双腕型ロボットである場合、各アーム部にカメラをそれぞれ装着しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、例えば、ワークの位置姿勢を画像認識し、当該ワークに対して所定の作業を行うロボットの制御装置として利用できる。
【符号の説明】
【００４９】
１                画像取得部
２                物体認識部
３、４            ロボット
５                制御部
６                コンベア
７                制御盤
１０              ロボットの制御装置
１１、１２        カメラ
３１、４１        アーム部
３２、４２        作業ツール（把持用ツール）
Ｗ                ワーク
【図１】
2018122409.tif 000003
【図２】
2018122409.tif 000004
【図３】
2018122409.tif 000005
【図４】
2018122409.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018122409.tif 000008
【図７】
2018122409.tif 000009