(57)【要約】【課題】ノイズデータによる誤判定を低減して、コネクタの嵌合状態の判定精度を向上することができるコネクタ嵌合判定装置及びコネクタ嵌合判定方法を提供すること。【解決手段】第１コネクタ５１及び第２コネクタ５５の嵌合状態を判定するコネクタ嵌合判定装置１０。判定装置１０は、所定座標系における第１コネクタ５１の挿入口５２の向きを検出する撮像装置１２と、第１及び第２コネクタ５１，５５を保持する作業腕６１，６２に取り付けられて振動データを取得する加速度センサ１４と、所定座標系にける加速度センサ１４の向きを検出する地磁気センサ１５とを備え、検出された第１コネクタ５１の向き及び加速度センサ１４の向きに基づいて、取得した振動データから嵌合作業に関する成分を抽出する補正を行い、補正された振動データに基づいてコネクタが適正に嵌合されているか判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１コネクタの挿入口に嵌め込まれた第２コネクタの嵌合状態を判定するコネクタ嵌合判定装置であって、
所定座標系における前記第１コネクタの前記挿入口の向きを検出するコネクタ向き検出手段と、
前記第１コネクタ及び前記第２コネクタを保持して嵌合作業を行う一対の作業腕のうち、少なくとも一方の作業腕に取り付けられて振動データを取得する振動検出手段と、
前記コネクタ向き検出手段の検出結果に基づいて、前記振動検出手段が取得した振動データから嵌合作業に関する成分を抽出する補正手段と、
該補正手段による補正データに基づいて、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタが適正に嵌合されているか否かを判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とするコネクタ嵌合判定装置。
【請求項２】
前記振動検出手段の前記所定座標系における向きを検出する振動検出器向き検出手段を備え、
前記振動検出手段は、嵌合動作する少なくとも一方の作業腕に取り付けられ、
前記補正手段は、前記コネクタ向き検出手段の検出結果及び前記振動検出器向き検出手段の検出結果に基づいて、前記振動検出手段が取得した振動データから嵌合作業に関する成分を抽出することを特徴とする請求項１に記載のコネクタ嵌合判定装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記振動検出手段が取得した振動データから、前記第１コネクタの挿入口の開口方向に関する振動データを抽出する補正を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のコネクタ嵌合判定装置。
【請求項４】
コネクタ嵌合作業における作業姿勢を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による撮像結果と予め記憶された基準作業姿勢データとの比較に基づき、前記判定手段が行う判定の閾値を調整する閾値調整手段と、を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコネクタ嵌合判定装置。
【請求項５】
コネクタ嵌合作業における作業姿勢を撮像する撮像手段と、
複数の作業姿勢パターンと各作業姿勢パターンに対してそれぞれ設定された判定閾値とを記憶する記憶部と、
前記撮像手段による撮像結果に基づいて前記複数の作業姿勢パターンから一つの作業姿勢パターンを選択し、選択された作業姿勢パターンに対応する判定閾値を前記判定手段が行う判定の閾値として設定する閾値調整手段と、を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のコネクタ嵌合判定装置。
【請求項６】
前記振動検出手段は、コネクタ嵌合作業を行う作業者の両手にそれぞれ取り付けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のコネクタ嵌合判定装置。
【請求項７】
前記振動検出手段は、３軸加速度センサであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のコネクタ嵌合判定装置。
【請求項８】
前記コネクタ向き検出手段は、前記第１コネクタを撮像可能な撮像装置であり、
該撮像装置による撮像結果に基づいて、コネクタ嵌合作業の開始と終了とを判定する作業判定手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のコネクタ嵌合判定装置。
【請求項９】
第１コネクタの挿入口に嵌め込まれた第２コネクタの嵌合状態を判定するコネクタ嵌合判定方法であって、
前記第１コネクタ及び前記第２コネクタを保持して嵌合作業を行う一対の作業腕のうち、少なくとも一方の作業腕に取り付けられた振動検出手段によって、コネクタ嵌合作業中の振動データを取得する振動データ取得工程と、
所定座標系における前記第１コネクタの向きを検出するコネクタ向き検出手段の検出結果に基づいて、前記振動検出手段が取得した振動データから嵌合作業に関する成分を抽出する補正工程と、
該補正工程で得られた補正データに基づいて、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタが適正に嵌合されているか否かを判定する判定工程と、
を含むことを特徴とするコネクタ嵌合判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コネクタ嵌合判定装置及びコネクタ嵌合判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される電子部品等の接続に使用されるコネクタの嵌合作業では、コネクタの嵌合状態が適正であるか否かを確認する作業が行われる。
【０００３】
コネクタの嵌合状態を確認する手法として、従来、コネクタ嵌合作業時に発生する嵌合音の有無の確認、目視によるロック機構のかかり具合の確認及び作業者の手操作による確認などが実施されている。しかしながら、作業現場で発生する雑音により嵌合音を確認することが困難であったり、作業者による確認作業が増えて作業が煩雑になったりしていた。
【０００４】
このような問題を解消するために、特許文献１には、コネクタ嵌合作業を行う作業者の指に振動センサを取付け、この振動センサが検出した振動データに基づいて、コネクタの嵌合状態が適切であるか否かを確認する嵌合判定装置が記載されている。具体的には、振動センサが検出した３次元方向の振動データに基づいて、直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の振動波形と、このＸ、Ｙ、Ｚ軸の各軸方向の振動波形が合成された振動波形（３次元方向の振動波形）とを生成する。その後、生成した３次元方向の振動波形に基づいてコネクタ嵌合作業時の振動レベルを検出し、検出した振動レベルと予め記憶された振動レベルとの比較によってコネクタ嵌合が正常に行われたかを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５０４０６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の嵌合判定装置では、作業現場の雑音の影響を低減し、且つ嵌合確認作業の負担を軽減してコネクタ嵌合状態の判定を行うことができる。
【０００７】
しかしながら、作業者の指の動きは個々の嵌合作業において常に一定になるものではなく、指に装着された振動センサが検出した振動データには、嵌合作業とは関係ない作業者の手のひねりや加速度による振動データ、すなわち、ノイズデータが加わる。特許文献１の嵌合判定装置では、このノイズデータが混在した状態で、振動レベルを検出して判定の基準として用いているため、ノイズによる誤判定を起こす虞があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ノイズデータによる誤判定を低減して、コネクタの嵌合状態の判定精度を向上することができるコネクタ嵌合判定装置及びコネクタ嵌合判定方法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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のコネクタ嵌合判定装置は、第１コネクタの挿入口に嵌め込まれた第２コネクタの嵌合状態を判定するコネクタ嵌合判定装置であって、所定座標系における前記第１コネクタの前記挿入口の向きを検出するコネクタ向き検出手段と、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタを保持して嵌合作業を行う一対の作業腕のうち、少なくとも一方の作業腕に取り付けられて振動データを取得する振動検出手段と、前記コネクタ向き検出手段の検出結果に基づいて、前記振動検出手段が取得した振動データから嵌合作業に関する成分を抽出する補正手段と、該補正手段による補正データに基づいて、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタが適正に嵌合されているか否かを判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、補正手段により、コネクタ向き検出手段が検出した所定座標における第１コネクタの向きに基づいて、振動検出手段が検出した振動データからコネクタの嵌合作業に関する成分を抽出することで、振動データから嵌合作業に関係しないノイズデータを除去することができる。判定手段は、ノイズデータが除去された補正データに基づいて、第１コネクタ及び第２コネクタの嵌合が適正であるかを判定するので、ノイズによる誤判定を低減して判定精度を高めることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコネクタ嵌合判定装置において、前記振動検出手段の前記所定座標系における向きを検出する振動検出器向き検出手段を備え、前記振動検出手段は、嵌合動作する少なくとも一方の作業腕に取り付けられ、前記補正手段は、前記コネクタ向き検出手段の検出結果及び前記振動検出器向き検出手段の検出結果に基づいて、前記振動検出手段が取得した振動データから嵌合作業に関する成分を抽出することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、作業腕の嵌合動作によって作業腕に取り付けられた振動検出手段の向きが変化した場合であっても、振動検出器向き検出手段によって、所定座標系における振動検出手段の向きを検出し、この検出結果に基づいて振動検出手段が取得した振動データから嵌合作業に関する成分を適切に抽出することができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のコネクタ嵌合判定装置において、前記補正手段は、前記振動検出手段が取得した振動データから、前記第１コネクタの挿入口の開口方向に関する振動データを抽出する補正を行うことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、コネクタが嵌合状態か半嵌合状態かを判定する際に、振動に大きな差が生じる第１コネクタの挿入口の開口方向に関する振動データを抽出することで、嵌合判定の精度を高めることができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコネクタ嵌合判定装置において、コネクタ嵌合作業における作業姿勢を撮像する撮像手段と、前記撮像手段による撮像結果と予め記憶された基準作業姿勢データとの比較に基づき、前記判定手段が行う判定の閾値を調整する閾値調整手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、補正された振動データに加えて、作業姿勢を基準作業姿勢と比較して閾値調整を行うことで判定精度を向上することができる。例えば、作業姿勢が基準作業姿勢から大きく外れていた場合に判定の閾値を変えて通常時よりも厳しくする等により、判定精度を向上することができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコネクタ嵌合判定装置において、コネクタ嵌合作業における作業姿勢を撮像する撮像手段と、複数の作業姿勢パターンと各作業姿勢パターンに対してそれぞれ設定された判定閾値とを記憶する記憶部と、前記撮像手段による撮像結果に基づいて前記複数の作業姿勢パターンから一つの作業姿勢パターンを選択し、選択された作業姿勢パターンに対応する判定閾値を前記判定手段が行う判定の閾値として設定する閾値調整手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、作業者がコネクタ嵌合作業を繰り返して行う際に、作業姿勢が変化したとしても、撮像手段の撮像結果に基づいて作業者の作業姿勢に適応した判定閾値を選択して、適切な判定を行うことができる。これにより、作業者の作業姿勢の変化によって生じる振動の違いによる誤判定を低減し、判定精度を向上することができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコネクタ嵌合判定装置において、前記振動検出手段は、コネクタ嵌合作業を行う作業者の両手にそれぞれ取り付けられることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、両手に取り付けられた振動検出手段から得られた振動データを合算させて、片手のみから振動データを取得するものに比して判定を行う際の振動ピーク値を大きくとることができるので、判定精度を高めることができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコネクタ嵌合判定装置において、前記振動検出手段は、３軸加速度センサであることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、コネクタ嵌合作業における瞬間的な加速度を捉えることができるので精度よく判定を行うことができる。
【００２３】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコネクタ嵌合判定装置において、前記コネクタ向き検出手段は、前記第１コネクタを撮像可能な撮像装置であり、該撮像装置による撮像結果に基づいて、コネクタ嵌合作業の開始と終了とを判定する作業判定手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、撮像装置によって第１コネクタの向きを適切に検出することができるとともに、撮像結果に基づいてコネクタ嵌合作業の開始と終了とを判定することで、作業開始前及び作業終了後のノイズデータを除去することができる。
【００２５】
また、請求項９に記載のコネクタ嵌合判定方法は、第１コネクタの挿入口に嵌め込まれた第２コネクタの嵌合状態を判定するコネクタ嵌合判定方法であって、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタを保持して嵌合作業を行う一対の作業腕のうち、少なくとも一方の作業腕に取り付けられた振動検出手段によって、コネクタ嵌合作業中の振動データを取得する振動データ取得工程と、所定座標系における前記第１コネクタの向きを検出するコネクタ向き検出手段の検出結果に基づいて、前記振動検出手段が取得した振動データから嵌合作業に関する成分を抽出する補正工程と、該補正工程で得られた補正データに基づいて、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタが適正に嵌合されているか否かを判定する判定工程と、を含むことを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、補正工程において、コネクタ向き検出手段が検出した所定座標における第１コネクタの向きに基づいて、振動検出手段が検出した振動データからコネクタの嵌合作業に関する成分を抽出することで、振動データから嵌合作業に関係しないノイズデータを除去することができる。また、判定工程で、ノイズデータが除去された補正データに基づいて、第１コネクタ及び第２コネクタの嵌合が適正であるかを判定するので、ノイズによる誤判定を低減して判定精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るコネクタ嵌合判定装置及びコネクタ嵌合判定装置によれば、コネクタが適正に嵌合されているか判定を行う際に、ノイズデータによる誤判定を低減して、判定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態であるコネクタ嵌合判定装置のブロック図。
【図２】コネクタの嵌合状態を説明する図であって、（ａ）は嵌合前の状態、（ｂ）は嵌合状態、（ｃ）は半嵌合状態を示す。
【図３】コネクタ嵌合作業における作業姿勢の一例を示す斜視図。
【図４】補正部により補正されたコネクタ嵌合作業時の加速度に関する波形の例を示す図であり、（ａ）は適正に嵌合された際の波形、（ｂ）は半嵌合となった際の波形を示す。
【図５】補正部により補正されたコネクタ嵌合作業時の加速度に関する波形の他の例を示す図であり、（ａ）は適正に嵌合された際の波形、（ｂ）は半嵌合となった際の波形を示す。
【図６】コネクタ嵌合方法の一例を示すフローチャート図。
【図７】コネクタ嵌合作業における作業姿勢の他の例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は本発明の一実施の形態であるコネクタ嵌合判定装置のブロック図であり、図２はコネクタの嵌合状態を説明する図である。コネクタは、互いに嵌合する第１コネクタ５１と第２コネクタ５５とを有し、コネクタ嵌合判定装置１０は、第１コネクタ５１の挿入口５２に嵌め込まれた第２コネクタ５５の嵌合状態が適正であるか否かを判定する。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、第１コネクタ５１及び第２コネクタ５５は、それぞれ、ケーブル５４，５８の端部に取り付けられている。第２コネクタ５５は略直方体状の周面に、第１コネクタ５５内の係止部５３と係止する係止突起５６を有する。図３では、作業者が行うコネクタ嵌合作業の作業姿勢の一例を示している。コネクタ嵌合判定装置１０は、図２（ｂ）に示すように、係止部５３に係止突起５６が適切に係止された嵌合状態にある場合にコネクタ嵌合が適正であると判定し、図２（ｃ）に示すように、半嵌合状態である場合にコネクタ嵌合が不適正の判定を行うものである。
【００３１】
コネクタ嵌合判定装置１０は、撮像装置（撮像手段）１２と、コネクタを保持する作業腕に取り付けられて振動データを取得する加速度センサ（振動検出手段）１４と、地磁気センサ（振動検出器向き検出手段）１５と、加速度センサ１４及び地磁気センサ１５からの信号に基づいてコネクタ嵌合が適正であるか判定を行うＥＣＵ１６と、判定結果を表示する表示装置１８とを備える。ＥＣＵ１６は、記憶部３０と、作業開始・終了判定部（作業判定手段）３１と、補正部（補正手段）３２と、閾値調整部（閾値調整手段）３３と、嵌合判定部（判定手段）３４とを有する。
【００３２】
撮像装置１２は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子を含んで構成され、作業現場に設置されてコネクタ嵌合作業における作業姿勢を撮像する。ここで、作業姿勢を撮像とは、嵌合作業における、少なくとも第１コネクタ５１及び第２コネクタ５２と、これらを保持する作業者の両手（コネクタ嵌合作業を行う一対の作業腕）６１，６２の動作状態を撮像することをいう。なお、撮像装置１２は、例えば作業者の頭部等、作業者に装着する構成であってもよい。本実施の形態では、図３に示すように、第１コネクタ５１及び第２コネクタ５５と、これらを保持する作業者の両手６１，６２の状態を撮像可能に設置されている。撮像データは、撮像装置１２と有線又は無線で接続されたＥＣＵ１６に送信される。本実施の形態では、撮像装置１２を嵌合作業時に３次元の所定座標系における第１コネクタ５１の向き、すなわち、所定座標系における挿入口５２の開口方向を検出するコネクタ向き検出手段として用いている。
【００３３】
加速度センサ１４は、コネクタ嵌合作業にて発生する振動データである加速度データを取得するためのものである。本実施の形態では加速度センサ１４として、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の加速度を測定可能な３軸加速度センサを用いている。なお、振動データを取得するための振動検出手段は、加速度センサ１４に限られず、他の振動センサ、例えば、速度センサや変位センサであってもよく、これらを組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
地磁気センサ１５は、加速度センサ１４の所定座標系での向き（すなわち、所定座標系における加速度センサ１４の３軸の向き）を算出するためのものである。なお、コネクタ嵌合判定装置１０は、地磁気センサ１５に代えて、角速度センサ（ジャイロセンサ）を備える構成であってもよい。本実施の形態では、加速度センサ１４と地磁気センサ１５とを備えた６軸センサ１３を作業者の両手６１，６２にそれぞれ装着させている。
【００３５】
図３に示すように、６軸センサ１３−１，１３−２は、作業者の両手６１，６２の甲の部分、より具体的には、装着バンド６８−１，６８−２を用いて作業用手袋６５，６８の甲の部分にそれぞれ装着され、第１コネクタ５１を保持する左手６１と、第２コネクタ５２を保持する右手６２のそれぞれから嵌合作業時の振動データを取得する。なお、左手６１で第２コネクタ５５、右手６２で第１コネクタ５１を保持して嵌合作業を行ってもよい。
【００３６】
ＥＣＵ１６は、例えば、ＣＰＵ等の情報処理手段、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、入出力インターフェイス等からなるマイクロコンピュータを備えて構成される電子制御装置であり、Ａ／Ｄ変換機や各種ロジック回路等の周辺回路を含んで構成されている。
【００３７】
ＥＣＵ１６の入力側には、撮像装置１２、加速度センサ１４及び地磁気センサ１５が接続されており、出力側には表示装置１８が接続されている。既述のとおり、ＥＣＵ１６は、記憶部３０、作業開始・終了判定部３１、補正部３２、閾値調整部３３及び嵌合判定部３４を有する。
【００３８】
記憶部３０には、作業開始・終了判定部３１が、作業者のコネクタ嵌合作業の開始と終了とを判定するための作業開始姿勢及び作業終了姿勢に関するデータが記憶されている。また、作業者がコネクタ嵌合作業を行う際の作業姿勢の基準となる基準作業姿勢データが記憶されている。具体的には、基準作業姿勢データは、左手６１及び右手６２による第１コネクタ５１及び第２コネクタ５５の持ち方や、嵌合作業の際の左手６１及び右手６２の向きや指の動き等に関するデータである。
【００３９】
また、記憶部３０には、コネクタ嵌合が適正であるか否かを判定する際の判定閾値ＰＫｔｈが設定されている。本実施の形態において判定閾値ＰＫｔｈは、補正部３２による補正後の振動波形のピークｔｏピーク値に関する値である。
【００４０】
作業開始・終了判定部３１は、撮像装置１２の撮像結果に基づいて、嵌合作業の開始と終了とのタイミングを判定するものであり、例えば、ＥＣＵ１６に搭載された人工知能アルゴリズムによって実行することができる。作業開始・終了判定部３１は、例えば、作業者の両手６１，６２に第１コネクタ５１と第２コネクタ５５とが保持された際に、作業開始と判定し、一方の手が何れかのコネクタ５１，５２から離れた際に作業終了と判定するように設定することができる。
【００４１】
補正部３２は、撮像装置１２によって検出された第１コネクタ５１の挿入口５２の開口方向と、作業者の作業動作、特に作業者の手６１，６２の向きとに基づいて、６軸センサ１３が取得した振動データから嵌合作業に関する成分を抽出する補正を行う。
【００４２】
本実施の形態において、補正部３２は、加速度センサ軸算出部と、作業軸算出部と、嵌合成分抽出部とを有する。加速度センサ軸算出部は、地磁気センサ１５の検出結果に基づいて所定座標系に対して加速度センサ１４の３軸がどの向き（方向）であるかを算出する。以下の説明では、加速度センサ軸算出部によって算出される加速度センサ１４の向きを加速度センサ軸という。
【００４３】
作業軸算出部は、振動データからコネクタ嵌合作業に関する成分を抽出するための基準軸（以下、作業軸という）を算出する。本実施の形態において作業軸は、撮像装置１２によって検出された第１コネクタ５１の挿入口５２の開口方向に延びる軸であって、特に、挿入口５２の開口中心を通って開口面の法線方向に延びる軸を作業軸として算出する。
【００４４】
嵌合成分抽出部は、加速度センサ１４及び地磁気センサ１５の検出結果から得られた加速度センサ軸と、撮像装置１２の検出結果から得られた作業軸とに基づいて、加速度センサ１４が取得した振動データから、嵌合作業に関する成分を抽出する補正を行う。具体的には、加速度センサ１４による３軸方向の振動データから作業軸方向（すなわち、図３において矢印で示すコネクタ挿入方向）の振動データを抽出する補正を行う。
【００４５】
嵌合成分抽出部は、さらに、左手６１及び右手６２から取得したそれぞれの作業軸方向の振動波形データを合算する補正を行う。ここで、左手６１と右手６２とでは、加速度の正負の方向が逆向きになるため、合算する際には、一方の手の加速度の正負の値を逆にして合算する。図４に示す振動波形は、一点鎖線で示す左手６１から取得した加速度データと、実線で示す右手６２から取得した加速度データと、破線で示すこれらを合算した加速度データを示しており、合算時に左手６１の加速度の向きを逆にしている。図４（ａ）に示すように、コネクタが適正に嵌合された際の振動波形のピークｔｏピーク値ＰＫ１は、図４（ｂ）に示す半嵌合時のピークｔｏピーク値ＰＫ２よりも大きくなる。
【００４６】
図５は、片手（ここでは右手６２）のみから振動データである加速度データを取得した際の振動波形を示す。図５（ａ）に示すように、適正に嵌合された際のピークｔｏピーク値ＰＫ３は、図５（ｂ）に示す半嵌合時のピークｔｏピーク値ＰＫ４よりも大きくなるが、図４との比較から分かるように、両手から取得した振動データを合算させることで、適正嵌合時と半嵌合時とのピークｔｏピーク値の差がより明確に表れる。なお、本発明に係るコネクタ嵌合判定装置は、片手のみから振動データを取得して判定を行うものであってもよいが、本実施の形態にように、両手から振動データを取得することで、より判定精度を高めることができる。
【００４７】
閾値調整部３３は、撮像装置１２が撮像した作業姿勢に基づいて嵌合判定部３４が行う判定閾値ＰＫｔｈを調整する。閾値調整部３３は、例えば、記憶部３０に記憶された基準作業姿勢データと、撮像装置１２が撮像した作業姿勢データとを比較し、基準作業姿勢データに対する作業姿勢のズレ具合が何パーセントであるかを算出して、記憶部３０に予め設定されたズレ閾値（例えば１０％）よりも大きい、すなわち、基準作業姿勢と実際の作業姿勢とに大きなズレがある場合には、判定基準が厳しくなるように、判定閾値ＰＫｔｈを標準の判定閾値ＰＫｔｈ１よりも大きく又は小さくする。本実施の形態では、作業姿勢のズレ具合が所定のズレ閾値よりも大きい場合に、判定基準とする振動波形のピークｔｏピーク値が大きくなるように、標準判定閾値ＰＫｔｈ１を所定の調整判定閾値ＰＫｔｈ２に変更する。なお、ズレ具合がズレ閾値の範囲内の場合、標準判定閾値ＰＫｔｈ１を採用して、嵌合判定を行う。
【００４８】
嵌合判定部３４は、補正部３２による補正データに基づいて、第１コネクタ５１及び第２コネクタ５２が適正に嵌合されているか否かを判定する。本実施の形態では、補正部３２により抽出された作業軸方向の振動データと、閾値調整部３３によって選択された判定閾値ＰＫｔｈとに基づいて判定を行い、補正後の振動データの振動波形のピークｔｏピーク値が、選択された判定閾値ＰＫｔｈ以上の場合に適正と判定する。
【００４９】
表示装置１８は、ＥＣＵ１６からの指示信号に基づいて作動し、嵌合判定部３４による判定結果を表示する。表示装置１８としては、例えば、画面表示や嵌合不良時のランプ点灯又は消灯などの視覚的な表示を行う装置、音声表示や嵌合不良時のブザー音の発生などの聴覚的な表示を行う装置を単独で、又は組み合わせて用いることができる。
【００５０】
次に、図６を用いてコネクタ嵌合判定装置１０によるコネクタ嵌合判定方法を説明する。
【００５１】
まず、コネクタ嵌合判定が開始すると、作業開始・終了判定部３１は、撮像装置１２による撮像データに基づいてコネクタ嵌合作業が開始されたか否かの判定を行う（ステップＳ１１）。作業開始・終了判定部３１は、作業開始の判定が行われるまで撮像データの解析を継続し（ステップＳ１１：Ｎｏ）、嵌合作業が開始したと判定されると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１６は、６軸センサ１３の加速度センサ１４及び地磁気センサ１５からの検出信号を受信する（ステップＳ１２）。
【００５２】
撮像装置１２は、嵌合作業開始前から終了後まで作業者の作業姿勢を撮像し続け、作業開始・終了判定部３１が、受信した撮像データに基づき嵌合作業が終了したと判定すると（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１６は、加速度センサ１４及び地磁気センサ１５からの信号受信を停止する。その後、ＥＣＵ１６は、補正部３２の加速度センサ軸算出部により加速度センサ軸を算出し（ステップＳ１４）、作業軸算出部により作業軸を算出する（ステップＳ１５）。
【００５３】
次に、補正部３２の嵌合成分抽出部により、算出された加速度センサ軸及び作業軸に基づき、加速度センサ１４による振動データから、作業軸方向に関する振動データを抽出する補正を行う（ステップＳ１６）。さらに、ステップ１６では、左手６１及び右手６２の作業軸方向の振動データを合算する補正を行う。
【００５４】
次に、閾値調整部３３は、撮像装置１２が撮像した作業姿勢データと、記憶部３０の基準作業姿勢データとに基づいて、判定閾値ＰＫｔｈの調整を行う（ステップＳ１７）。
【００５５】
次に、嵌合判定部３４は、閾値調整部３３が選択した判定閾値ＰＫｔｈと、補正された振動データとに基づいて、コネクタの嵌合が適正であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。本実施の形態では、補正された振動波形のピークｔｏピーク値ＰＫ１（図７（ａ）参照）が判定閾値ＰＫｔｈよりも大きい場合には適正であると判定し、補正後のピークｔｏピーク値ＰＫ２（図７（ｂ）参照）が判定閾値ＰＫｔｈよりも小さい場合には不適切と判定する。
【００５６】
その後、表示装置１８により判定結果を表示する（ステップＳ１９）。具体的には、コネクタ嵌合状態が適切であると判定された場合には非表示状態とするか、又は適正表示を行い、不適切と判定された場合に警告表示を行う。
【００５７】
上述したコネクタ嵌合判定装置１０では、撮像装置１２が検出した第１コネクタの向き及び地磁気センサ１５が検出した加速度センサ１４の向きから、補正部３２が算出した加速度センサ軸及び作業軸に基づいて、加速度センサ１４が取得した振動データから嵌合作業に関する成分を抽出して振動データからノイズデータを除去し、補正された振動データに基づいてコネクタの嵌合状態の判定を行うので、ノイズによる誤判定を低減して判定精度を高めることができる。また、補正部３２により抽出される作業軸方向、すなわち第１コネクタ５１の挿入口５２の開口方向の振動データは、第１及び第２コネクタ５１，５５が嵌合状態か半嵌合状態かを判定する際に、振動波形に大きな差が生じる方向であって、振動の検出が比較的容易であるため、簡易な構成でありながら精度の高い判定を行うことができる。
【００５８】
嵌合作業工程において、第１及び第２コネクタ５１，５５は、それぞれ、ケーブル５４，５８の先端にぶら下がった状態で作業者が嵌合作業を行うことが多く、このような場合には、嵌合作業とは関係のない手の振動（ノイズ）が検出されやすいが、補正部３２により、作業軸を算出して嵌合成分を抽出することで、第１及び第２コネクタ５１，５５の向きが変化する場合であっても嵌合状態を精度高く判定することができる。
【００５９】
また、閾値調整部３３により、検出された作業姿勢データを記憶部３０の基準作業姿勢データと比較して判定閾値ＰＫｔｈの調整を行うことで判定精度を向上することができる。なお、上述の実施の形態では、ステップＳ１７において、作業姿勢のズレ具合が大きい場合に閾値の調整のみを行っているが、基準作業姿勢に対するズレがズレ閾値よりも大きい場合に、閾値調整部３３が、閾値調整を行うとともに表示装置１８に警告表示をさせてもよい。また、これに代えて、作業姿勢のズレがズレ閾値よりも大きい場合に、閾値調整部３３は特定の判定閾値ＰＫｔｈを設定せずに、ステップＳ１８に移行して嵌合判定部３４が嵌合不適切の判定を行う構成としてもよい。
【００６０】
また、振動検出手段として３軸加速度センサを用いることで、コネクタ嵌合作業における瞬間的な加速度を捉えることができ、精度よく判定を行うことができる。さらに、加速度センサ１４を作業者の両手に装着させて、それぞれの加速度センサ１４から振動データを取得し、各振動データを合算させて判定を行うことで、片手のみに加速度センサ１４を装着した場合に比べて、作業軸方向に関する振動波形のピークｔｏピーク値を大きくして判定精度を高めることができる。また、合算させることで、作業者の利き手がどちらであるかによらず、精度の高い判定を行うことができる。
【００６１】
また、作業開始・終了判定部３１により、嵌合作業の開始と終了との判定がなされる間の振動データを取得するので、嵌合作業前後の不要な振動データ、すなわちノイズデータを排除することができる。
【００６２】
なお、本発明に係るコネクタ嵌合判定装置１０では、地磁気センサ１５に代えて、撮像装置１２によって手の状態（すなわち、所定の座標系における手の位置や、手の動き、手の平・手の甲の向きなど）を撮像して、手の状態から間接的に加速度センサ１４の向きを算出してもよい。かかる場合には、作業者の手に加速度センサ１４のみを取付ければよく、装着するセンサの小型化を図ることができる。本実施の形態のように、加速度センサ１４と一体に形成された地磁気センサ１５を用いることで、例えば、嵌合作業において第１及び第２コネクタ５１，５５の一方又は両方が車体の影に隠れて作業者が直接視認できない場合であっても、加速度センサ１４の向きを正確に検出することができる。
【００６３】
（変形例）
次に、コネクタ嵌合判定装置１０の閾値調整部３３の変形例を説明する。変形例のコネクタ嵌合判定装置１０では、記憶部３０に、閾値調整部３３が行う処理のためのデータとして、予め設定された複数の作業姿勢パターンと、各作業姿勢パターンに対して設定された複数の判定閾値とが記憶されている。
【００６４】
ここでは一例として、記憶部３０に２つの作業姿勢パターンＡ、Ｂを設定されたものを説明するが、設定される作業姿勢パターンの数は３つ以上であってもよい。作業姿勢パターンＡは、図３に示すように、第１コネクタ５１を左手６１の指先で保持するとともに第２コネクタ５５を右手６２の指先で保持し、両手の甲の６軸センサ１３−１，１３−２が視認でき、かつ両手の向きが対称となるような状態で嵌合作業を行う姿勢である。作業姿勢パターンＢは、図７に示すように、第１コネクタ５１を左手６１内に収めるように保持するとともに第２コネクタ５５を右手６２の指で保持し、一方の６軸センサ１３−２のみが視認できて両手の向きが非対称となるような状態で嵌合作業を行う姿勢である。
【００６５】
記憶部３０には、作業姿勢パターンＡに対し、対応する一つの判定閾値ＰＫｔｈＡが設定され、作業姿勢パターンＢに対して、これに対応する一つの判定閾値ＰＫｔｈＢが設定されている。
【００６６】
閾値調整部３３は、撮像装置１２が撮像した作業姿勢に基づいて嵌合判定部３４が行う判定閾値ＰＫｔｈを調整する。具体的には、撮像装置１２が撮像した作業姿勢データと、記憶部３０に記憶された複数の作業姿勢パターンＡ，Ｂとを比較し、作業姿勢パターンＡ，Ｂから、撮像した作業姿勢に最も近い作業姿勢パターンを一つ選択し、選択された作業パターンに対応する判定閾値を嵌合判定部３４が判定処理するための判定閾値として設定する。
【００６７】
次に、変形例のコネクタ嵌合判定装置１０によるコネクタ嵌合判定方法を説明する。本変形例では、図６に示すフローチャート図と手順が同様であり、特に、ステップＳ１１からステップＳ１６までが同一内容となるため、以下の説明では、図６を用いてステップＳ１７以降について詳説する。
【００６８】
ステップＳ１７において、閾値調整部３３は、撮像装置１２が撮像した作業姿勢データと、記憶部３０に記憶された複数の作業姿勢データＡ，Ｂとに基づいて、判定閾値ＰＫｔｈの調整を行う。例えば、閾値調整部３３が、撮像装置１２の撮像結果に基づいて作業姿勢パターンＡが選択された場合、これに対応する判定閾値ＰＫｔｈＡが設定さる。
【００６９】
次に、嵌合判定部３４は、閾値調整部３３が選択した判定閾値ＰＫｔｈＡと、補正された振動データとに基づいて、コネクタの嵌合が適正であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。例えば、補正された振動波形のピークｔｏピーク値ＰＫ１（図４（ａ）参照）が判定閾値ＰＫｔｈＡよりも大きい場合には適正であると判定し、補正後のピークｔｏピーク値ＰＫ２（図４（ｂ）参照）が判定閾値ＰＫｔｈＡよりも小さい場合には不適切と判定する。その後、表示装置１８により判定結果を表示する（ステップＳ１９）。ステップＳ１９における表示装置１８の表示態様は、上述した実施の形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７０】
このコネクタ嵌合判定装置１０では、作業者がコネクタ嵌合作業を繰り返して行う際に、例えば、作業姿勢が作業姿勢パターンＡから、作業姿勢パターンＢの状態に変化した場合であっても、撮像装置１２の撮像結果に基づいて、作業姿勢パターンＡによる判定閾値ＰＫｔｈＡから作業姿勢パターンＢによる判定閾値ＰＫｔｈＢに閾値を調整することで、作業者の作業姿勢に適応した閾値設定を行うことができる。これにより、作業者の作業姿勢の変化によって生じる振動の違いによる誤判定を低減し、判定精度を向上することができる。
【００７１】
なお、本発明に係るコネクタ嵌合判定装置では、変形例による判定閾値の調整と、上述した実施の形態の判定閾値の調整とを組み合わせて適用することができる。かかる場合には、変形例に示す作業姿勢パターンの選択と、選択したパターンに対応する判定閾値の設定を行った後に、実施の形態で示した基準作業姿勢データとのズレ具合から判定閾値の調整を行う。例えば、ステップＳ１７において、複数の作業姿勢パターンＡ，Ｂから、一つの作業姿勢パターンＡが選択され、判定閾値ＰＫｔｈＡが設定された後、さらに、作業姿勢パターンＡの基準作業姿勢と、撮像装置が撮像した作業姿勢とのズレ具合が、所定のズレ閾値よりも大きい場合に、判定閾値ＰＫｔｈＡの値が大きく又は小さくなるように、閾値の調整を行うことが可能である。
【００７２】
なお、本発明は上述した実施の形態や変形例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００７３】
例えば、ロボットによって嵌合作業が行われる場合には、第１コネクタ５１及び第２コネクタ５５のうち、振動検出手段である加速度センサ１４を少なくとも一方のコネクタを保持するロボットアーム（作業腕）に取付ける構成とすることができる。また、一方のコネクタ５１又は５５が、例えば車体等の固定物に固定・保持されている場合には、振動検出手段は、作業腕である固定物に取り付ける構成であってもよく、嵌合作業を行う一対の作業腕は、一方の作業腕が固定状態であって、他方の作業腕のみが嵌合動作する構成であってもよい。
【００７４】
また、上述した実施の形態では、コネクタ挿入方向を作業軸として算出しているが、作業軸はこれに限られず、例えば、コネクタ挿入方向と直交する方向であって、第２コネクタ５５の係止突起５６が第１コネクタ５１の係止部５３に当接する方向（コネクタ係止方向）に設定してもよい。また、コネクタ係止方向とコネクタ挿入方向の両方を作業軸として算出し、それぞれの方向の振動波形に対して、判定閾値を設定してもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１０    コネクタ嵌合判定装置
１２    撮像装置（コネクタ向き検出手段）
１３    ６軸センサ
１４    加速度センサ（振動検出手段）
１５    地磁気センサ（振動検出器向き検出手段）
１６    ＥＣＵ
１８    表示装置
３０    記憶部
３１    作業開始・終了判定部（作業判定手段）
３２    補正部（補正手段）
３３    閾値調整部（閾値調整手段）
３４    嵌合判定部（判定手段）
５１    第１コネクタ
５５    第２コネクタ
【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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