(57)【要約】【課題】対象物の位置推定の失敗を低減することができる。【解決手段】ロボット本体と、ロボット本体に設けられ、複数のアーム部材と、アーム部材を連結する複数の関節とを有するアームと、ロボット本体に設けられ、前記作業領域を含む画像である撮像画像を撮像する撮像部と、を備え、撮像部は、撮像画像の中心を含み前記撮像画像の周縁を含まない第１の範囲内に作業領域が含まれる撮像画像を撮像する。【選択図】図８
2015085457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット本体と、
前記ロボット本体に設けられ、複数のアーム部材と、前記アーム部材を連結する複数の関節と、を有するアームと、
前記ロボット本体に設けられ、前記アームが作業を行う領域である作業領域を含む画像である撮像画像を撮像する撮像部と、
を備え、
前記撮像部は、前記撮像画像の中心を含み前記撮像画像の周縁を含まない第１の範囲内に前記作業領域が含まれる撮像画像を撮像する
ことを特徴とするロボット。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットにおいて、
前記作業領域は、通常の作業よりも高い精度が必要な作業である精密作業を行う第１の作業領域と、前記通常の作業である第２の作業を行う第２の作業領域と、を有し、
前記撮像部は、前記第１の範囲内に前記第１の作業領域が含まれ、前記第１の範囲より広い第２の範囲内に前記第２の作業領域が含まれる撮像画像を撮像する
ことを特徴とするロボット。
【請求項３】
請求項２に記載のロボットにおいて、
前記撮像部は、第１の画像と第２の画像とを撮像し、
前記第１の画像には前記第１の作業領域が含まれ、前記第２の画像には前記第２の作業領域が含まれる
ことを特徴とするロボット。
【請求項４】
請求項２に記載のロボットにおいて、
前記撮像部は、撮像範囲が一部重なる第１の画像と第２の画像とを撮像し、
前記第１の画像には前記第１の作業領域及び前記第２の作業領域が含まれ、前記第２の画像には前記第１の作業領域が含まれ、
前記第１の画像における前記第１の作業領域又は前記第２の作業領域と、前記第２の画像における前記第１の作業領域とが重なる
ことを特徴とするロボット。
【請求項５】
請求項２に記載のロボットにおいて、
前記撮像部は、撮像範囲が一部重なる第１の画像と第２の画像とを撮像し、
前記第１の画像及び前記第２の画像には、前記第１の作業領域が含まれ、
前記第１の画像における前記第１の作業領域と、前記第２の画像における前記第１の作業領域とが重なる
ことを特徴とするロボット。
【請求項６】
請求項２に記載のロボットにおいて、
前記ロボット本体は、前記ロボット本体の長手方向に沿って設けられた回動軸を有し、
前記撮像部は、レンズ部と、前記第２の画像を撮像するときの撮像方向と前記回動軸とのなす角が、前記第１の画像を撮像するときの撮像方向と前記回動軸とのなす角より大きくなるように前記レンズ部を回動させる回動部と、を有する
ことを特徴とするロボット。
【請求項７】
アームを有するロボット本体と、
撮像画像を取得する画像取得部と、
を備え、
前記アームは、前記撮像画像の中心を含み前記撮像画像の周縁を含まない第１の範囲内に含まれる作業領域内で作業を行う
ことを特徴とするロボット。
【請求項８】
アームを有するロボットと、
撮像画像を撮像する撮像装置と、
前記撮像画像に基づいて前記アームを制御する制御装置と、
を備え、
前記アームは、前記撮像画像の中心を含み前記撮像画像の周縁を含まない第１の範囲内に含まれる作業領域内で作業を行う
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項９】
撮像画像を取得し、前記撮像画像の中心を含み前記撮像画像の周縁を含まない第１の範囲内に含まれる作業領域内で、ロボットに設けられたアームが作業を行うように、前記アームを制御する
ことを特徴とするロボット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット、ロボットシステム及びロボット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ロボットの作業状況を監視するためのカメラと、カメラを可動に支持するカメラ位置決め機構と、カメラ位置決め機構を制御するカメラ位置決め機構制御装置とを有するロボット撮像装置が開示されている。特許文献１に記載のカメラ位置決め機構制御装置においては、ロボットシステムからの指令に基づいてカメラ位置決め機構を制御することにより、カメラの撮像領域を作業領域Ａから作業領域Ｂ（又はその逆）に変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２４２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロボットの作業領域を撮像部により撮像し、撮像画像に基づいてアームを制御するロボットは広く知られている。このようなロボットにおいて、撮像された画像の全領域を使ってロボットを制御する場合には、撮像画像の中心から周辺に行くにつれてレンズの歪曲収差等の影響が大きくなることにより、対象物の正確な位置が推定できないという問題がある。
【０００５】
特許文献１には、撮像範囲のどこを使用してロボットの作業を行うかについて、記載されていない。したがって、特許文献１に記載の発明では、対象物の位置推定を失敗し、所望の作業結果が得られず、歩留まりが悪くなってしまう可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は、対象物の位置推定の失敗を低減することができるロボット、ロボットシステム及びロボット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】
【０００７】
上記課題を解決するための第一の態様は、ロボットであって、ロボット本体と、前記ロボット本体に設けられ、複数のアーム部材と、前記アーム部材を連結する複数の関節と、を有するアームと、前記ロボット本体に設けられ、前記アームが作業を行う領域である作業領域を含む画像である撮像画像を撮像する撮像部と、を備え、前記撮像部は、前記撮像画像の中心を含み前記撮像画像の周縁を含まない第１の範囲内に前記作業領域が含まれる撮像画像を撮像することを特徴とする。
【０００８】
第一の態様によれば、撮像部は、撮像画像の中心を含み撮像画像の周縁を含まない第１の範囲内に、アームが作業を行う作業領域が含まれる撮像画像を撮像する。これにより、対象物の位置推定の失敗を低減することができる。
【０００９】
ここで、前記作業領域は、通常の作業よりも高い精度が必要な作業である精密作業を行う第１の作業領域と、前記通常の作業である第２の作業を行う第２の作業領域と、を有し、前記撮像部は、前記第１の範囲内に前記第１の作業領域が含まれ、前記第１の範囲より広く、かつ前記撮像画像の周縁を含まない第２の範囲内に前記第２の作業領域が含まれる撮像画像を撮像してもよい。これにより、作業に必要な精度に応じた対象物の認識精度とすることができる。
【００１０】
ここで、前記撮像部は、第１の画像と第２の画像とを撮像し、前記第１の画像には前記第１の作業領域が含まれ、前記第２の画像には前記第２の作業領域が含まれてもよい。これにより、より広い範囲における作業に対応することができる。
【００１１】
ここで、前記撮像部は、撮像範囲が一部重なる第１の画像と第２の画像とを撮像し、前記第１の画像には前記第１の作業領域及び前記第２の作業領域が含まれ、前記第２の画像には前記第１の作業領域が含まれ、前記第１の画像における前記第１の作業領域又は前記第２の作業領域と、前記第２の画像における前記第１の作業領域とが重なってもよい。これにより、通常の作業を行う第２の作業領域を広くし、広い範囲で通常の作業を行うことができる。特に、通常の作業を行う領域が一体かつ広い場合等に有効である。
【００１２】
ここで、前記撮像部は、撮像範囲が一部重なる第１の画像と第２の画像とを撮像し、前記第１の画像及び前記第２の画像には、前記第１の作業領域が含まれ、前記第１の画像における前記第１の作業領域と、前記第２の画像における前記第１の作業領域とが重なってもよい。これにより、精密作業を行う第１の作業領域を広くし、広い範囲で精密作業を行うことができる。
【００１３】
ここで、前記ロボット本体は、前記ロボット本体の長手方向に沿って設けられた回動軸を有し、前記撮像部は、レンズ部と、前記第２の画像を撮像するときの撮像方向と前記回動軸とのなす角が、前記第１の画像を撮像するときの撮像方向と前記回動軸とのなす角より大きくなるように前記レンズ部を回動させる回動部と、を有してもよい。これにより、
作業台上のロボットに近い領域を１枚目の撮像画像に含ませることができる。
【００１４】
上記課題を解決するための第二の態様は、ロボットであって、アームを有するロボット本体と、撮像画像を取得する画像取得部と、を備え、前記アームは、前記撮像画像の中心を含み前記撮像画像の周縁を含まない第１の範囲内に含まれる作業領域内で作業を行うことを特徴とする。これにより、対象物の位置推定の失敗を低減することができる。
【００１５】
上記課題を解決するための第三の態様は、ロボットシステムであって、を有するロボットと、撮像画像を撮像する撮像装置と、前記撮像画像に基づいて前記アームを制御する制御装置と、を備え、前記アームは、前記撮像画像の中心を含み前記撮像画像の周縁を含まない第１の範囲内に含まれる作業領域内で作業を行うことを特徴とする。これにより、対象物の位置推定の失敗を低減することができる。
【００１６】
上記課題を解決するための第四の態様は、ロボット制御装置であって、撮像画像を取得し、前記撮像画像の中心を含み前記撮像画像の周縁を含まない第１の範囲内に含まれる作業領域内で、ロボットに設けられたアームが作業を行うように、前記アームを制御することを特徴とする。これにより、対象物の位置推定の失敗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるロボット１の正面斜視図である。
【図２】ロボット１の背面斜視図である。
【図３】ロボット１を上から見た図である。
【図４】制御部の機能ブロック図である。
【図５】撮像される画像を示す図である。
【図６】制御部の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図７】ロボット１が行う嵌めこみ作業の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】画像処理部２０が取得した画像を処理した結果の一例である。
【図９】嵌め込み部品、嵌め込み先部品、位置決め治具を示す図である。
【図１０】２枚の撮像画像を取得する場合において、２枚の撮像画像の位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態におけるロボット１の正面斜視図である。図２は、ロボット１の背面斜視図である。図３は、ロボット１を上から見た図である。本実施形態におけるロボット１は、主として、胴部１０と、アーム１１と、タッチパネルモニター１２と、脚部１３と、搬送用ハンドル１４と、カメラ１５と、信号灯１６と、電源スイッチ１７と、外部Ｉ／Ｆ部１８と、昇降ハンドル１９と、を備える。ロボット１は、人間型双腕ロボットであり、制御部２０（図４参照）からの制御信号に従い処理を行う。このロボット１は、例えば腕時計のような精密機器等を製造する製造工程で用いることができるものである。なお、この製造作業は、通常、作業台Ｔ（図３参照）上で行なわれる。
【００２０】
なお、以下では、説明の都合上、図１、図２中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図１の手前側を「正面側」または「正面」といい、図２の手前側を「背面側」または「背面」という。
【００２１】
胴部１０は、肩領域１０Ａと、胴部本体１０Ｂとを有する。胴部１０は、本発明のロボット本体に相当する。肩領域１０Ａは、胴部本体１０Ｂの上に設けられる。肩領域１０Ａの両側面の上端近傍には、右手に相当するアーム１１Ａと左手に相当するアーム１１Ｂを有するアーム１１（いわゆるマニピュレーター）が設けられる。
【００２２】
アーム１１は、複数のアーム部材１１ａがジョイント（図示せず）により連結されて構成される。ジョイントには、それらを動作させるためのアクチュエーター（図示せず）が設けられる。アクチュエーターは、例えば、サーボモーターやエンコーダーなどを備える。エンコーダーが出力するエンコーダー値は、制御部２０によるロボット１のフィードバック制御に使用される。また、アクチュエーターには、回動軸を固定する電磁ブレーキが設けられる。アーム部材１１ａは、本発明のマニピュレーター部材に相当し、アクチュエーターは、本発明の関節に相当する。
【００２３】
アーム１１の先端には、図示しない力覚センサーが設けられている。力覚センサーは、ロボット１が出している力に対する反力として受けている力や、モーメントを検出するセンサーである。力覚センサーとしては、例えば、並進３軸方向の力成分と、回転３軸回りのモーメント成分の６成分を同時に検出することができる６軸力覚センサーを用いることができる。なお、力覚センサーは、６軸に限らず、例えば３軸でもよい。
【００２４】
また、アーム１１は、ワークや道具を把持するハンド１１ｃ（いわゆるエンドエフェクター）を含む。ハンド１１ｃは、アーム１１の先端に設けられる。アーム１１のエンドポイントの位置は、ハンド１１ｃの位置である。なお、エンドエフェクターはハンド１１ｃに限られない。本実施の形態では、アーム１１及びハンド１１ｃを可動部という。
【００２５】
また、アーム１１には、作業台の上に載置された対象物等を撮像するハンドアイカメラ１１ｂが設けられる。
【００２６】
なお、ロボット１に設けられるのはアーム１１に限られない。例えば、複数のジョイントとリンクとにより構成され、ジョイントを動かすことで全体が動くマニピュレーターであれば、どのような形態でもよい。
【００２７】
肩領域１０Ａから上に突出する、頭部に当たる部分には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を有するカメラ１５と、信号灯１６とが設けられる。
【００２８】
カメラ１５は、作業台Ｔ（図３参照）上に設定された作業領域（後に詳述）を含む画像を撮像する。カメラ１５は、図示しないレンズ部と、図示しないパン・チルト機構を有する。パン・チルト機構は、カメラ１５の撮像方向、すなわちレンズ部を水平方向及び垂直方向に移動させる（図１矢印参照）。カメラ１５は、本発明の撮像部に相当する。カメラ１５が撮像する画像については、後に詳述する。
【００２９】
信号灯１６は、例えば、赤色の光、黄色の光、青色の光をそれぞれ発するＬＥＤを有し、これらのＬＥＤがロボット１の現在の状態に応じて適宜選択されて発光する。
【００３０】
胴部本体１０Ｂは、脚部１３のフレーム上に設けられる。なお、脚部１３はロボットの基台であり、胴部１０はロボットの胴体である。
【００３１】
胴部本体１０Ｂの背面には、昇降ハンドル１９が設けられる。昇降ハンドル１９は、肩領域１０Ａを、胴部本体１０Ｂに対して上下方向に移動させる。これにより、様々な高さの作業台に対応することができる。
【００３２】
また、胴部本体１０Ｂの背面側には、ロボット１の背面側から視認可能なモニターを有するタッチパネルモニター１２が配置されている。モニターは、例えばロボット１の現在の状態を表示することができる。また、モニターは、タッチパネル機能を有しており、ロボット１に対する動作の設定を行なう操作部としても用いられる。
【００３３】
脚部１３の背面には、電源スイッチ１７と、制御部２０と外部のＰＣ等を接続する外部接続端子である外部Ｉ／Ｆ部１８とが設けられる。電源スイッチ１７は、ロボット１の電源を投入する電源ＯＮスイッチ１７ａと、ロボット１の電源を遮断する電源ＯＦＦスイッチ１７ｂとを有する。
【００３４】
脚部１３の内部には、ロボット１自身を制御する制御部２０等が設けられる。脚部１３の内部には、上方向に突出し、かつ胴部本体１０Ｂの長手方向に沿って、回動軸が設けられ、この回動軸には肩領域１０Ａが設けられる。
【００３５】
また、脚部１３の最下部には、図示しない複数のキャスターが水平方向に間隔をおいて設置されている。これにより、作業者が搬送用ハンドル１４を押すこと等によりロボット１を移動搬送することができる。なお、胴部１０及び脚部１３を含めたものを、本発明のロボット本体に相当するとしてもよい。
【００３６】
次に、ロボット１の機能構成例について説明する。図４は、制御部２０の機能ブロック図を示している。
【００３７】
制御部２０は、主として、全体制御部２００と、アーム制御部２０１と、画像取得部２０２と、画像処理部２０３と、カメラ駆動部２０４と、を備える。
【００３８】
全体制御部２００は、制御部２０の全体を制御する処理を行う。また、全体制御部２００は、タッチパネルモニター１２等からの入力を受けつけ、各部に指示を出力する。
【００３９】
アーム制御部２０１は、画像取得部２０２が取得し、画像処理部２０３が処理した画像に基づいて、可動部を制御する。アーム制御部２０１は、本発明の可動部制御部に相当する。
【００４０】
具体的には、アーム制御部２０１は、アクチュエーターのエンコーダー値、力覚センサーのセンサー値等に基づいて、アーム１１を駆動するための信号を出力する。この信号は、アンプで増幅され、アクチュエーターに入力される。アーム制御部２０１は、カメラ１５で撮像され、画像取得部２０２が取得し、画像処理部２０３が処理した画像に基づいて、ハンド１１ｃで所定の作業を行わせるように、エンドポイントの位置を移動させる。なお、アーム制御部２０１は、ビジュアルサーボ以外に、位置制御によってエンドポイントの位置を移動させてもよい。
【００４１】
また、アーム制御部２０１は、エンドポイントを目標位置に移動させると、カメラ１５で撮像され、画像取得部２０２が取得し、画像処理部２０３が処理した画像に基づいて、ハンド１１ｃへ作業を行わせるための信号を出力する。これにより、ハンド１１ｃにより作業を行うことができる。アーム制御部２０１が行う処理は、一般的であるため、説明を省略する。
【００４２】
画像取得部２０２は、カメラ１５やハンドアイカメラ１１ｂが撮像した画像を取得する。
【００４３】
画像処理部２０３は、画像取得部２０２が取得した画像に対して画像処理を行う。具体的には、画像処理部２０３は、カメラ１５が撮像した２枚の画像から１枚のステレオ画像データを生成する。また、１枚のステレオ画像データ又はカメラ１５が撮像した２枚の画像の少なくとも１枚に対して、所定の領域に作業領域が含まれているか否かを判断する。ここで、作業領域とは、アーム１１（ハンド１１ｃを含む）が作業を行う領域である。画像を処理する方法は、一般的な方法を用いることができるため、説明を省略する。
【００４４】
図５は、カメラ１５で撮像した画像（以下、撮像画像という）を画像取得部２０２が取得し、画像処理部２０３が画像処理を行った結果を示す図である。図５の最も大きい枠が、撮像画像の全体（以下、撮像範囲という）を示す。撮像画像には、画像の中心を含む領域である領域Ａ（図５において斜線でハッチングしている領域）と、領域Ａの外側の領域であって、撮像画像の周縁を含まない領域である領域Ｂ（図５において点でハッチングしている領域）と、が定義される。
【００４５】
領域Ａ、領域Ｂは、カメラ１５のレンズ部の位置に基づいて定義される。レンズの中心から外に行くほど、レンズの歪曲収差が大きくなり、正確な位置の補正が難しくなる。また、レンズの周辺部は光学性能が悪くなることが多い。したがって、本実施の形態では、レンズの中心、すなわち撮像画像の中心から、撮像画像の中心と周縁との距離の５０％までの領域を領域Ａとし、領域Ａの外側で、撮像画像の中心と周縁との距離の５０〜９０％の領域を領域Ｂとする。領域Ｂの外側の領域は、未使用領域とする。
【００４６】
なお、５０％、５０〜９０％等の数字は一例であり、領域Ａ、領域Ｂの大きさはこれに限定されない。例えば、領域Ａは、撮像画像の中心を含んでいればよい。また、領域Ｂは、領域Ａの外側の領域に限定されず、撮像画像の中心を含む領域（領域Ａを包含する領域）であってもよい。また、図５においては、領域Ｂは撮像画像の周縁を含んでいないが、領域Ｂは撮像画像の周縁を含んでいてもよい。
【００４７】
また、画像処理部２０３は、領域Ａに精密作業を行う作業位置が含まれているか、領域Ｂに通常の作業を行う作業位置が含まれているか、及び、領域Ｂの外側の領域（図５においてハッチングされていない領域）に精密作業を行う作業位置及び通常の作業を行う作業位置が含まれていないか、を判断する。
【００４８】
ここで、通常の作業とは、例えば、ばら置きされた部品を、あるトレイから別トレイへ移動させる作業、把持部品が常にハンドの同じ位置姿勢になるような特徴を持つ部品／ハンドの組合せにおける部品把持作業、球／円筒部品を3本指で挟んで把持する作業、組立部品を適当にハンドで把持して、位置決めピン等へ押し当て正確な位置出しをする作業等が含まれる。また、精密な作業とは、通常の作業に比べて、高い部品の検出精度が必要な精密な作業であり、例えば、クリアランスが小さい嵌め合い部品の嵌合、ネジ締め、軸の穴通し、正確な位置へシール貼り、ある部品を正確な位置で正しい姿勢で把持する場合等が含まれる。
【００４９】
画像処理部２０３が行う処理の詳細については、後に詳述する。
【００５０】
カメラ駆動部２０４は、画像処理部２０３が処理した画像に基づいて、図示しないパン・チルト機構を介してカメラ１５を水平方向、垂直方向に移動させる。パン・チルト機構は、一般的であるため、説明を省略する。
【００５１】
なお、本実施の形態では、制御部２０を脚部１３の内部に設けたが、制御部２０は、ロボット１の外部に設けてもよい。制御部２０をロボット１の外部に設ける場合には、制御部２０は、有線又は無線でロボット１と接続される。なお、制御部２０は、本発明の制御部、制御装置に相当する。
【００５２】
図６は、制御部２０の概略構成の一例を示すブロック図である。図示するように、例えばコンピューターなどで構成される制御部２０は、演算装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２１と、揮発性の記憶装置であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）や不揮発性の記憶装置であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）からなるメモリー２２と、外部記憶装置２３と、ロボット１等の外部の装置と通信を行う通信装置２４と、タッチパネルモニター等の入力装置を接続する入力装置インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２５と、タッチパネルモニター等の出力装置を接続する出力装置Ｉ／Ｆ２６と、制御部２０と他のユニットを接続するＩ／Ｆ２７と、を備える。
【００５３】
上記の各機能部は、例えば、ＣＰＵ２１がメモリー２２に格納された所定のプログラムをメモリー２２に読み出して実行することにより実現される。なお、所定のプログラムは、例えば、予めメモリー２２にインストールされてもよいし、通信装置２４を介してネットワークからダウンロードされてインストール又は更新されてもよい。
【００５４】
以上のロボット１の構成は、本実施形態の特徴を説明するにあたって主要構成を説明したのであって、上記の構成に限られない。また、一般的なロボットシステムが備える構成を排除するものではない。
【００５５】
次に、本実施形態における、上記構成からなるロボット１の特徴的な処理について説明する。図７は、ロボット１が行う嵌め込み作業の処理の流れを示すフローチャートである。図７に示す処理は、タッチパネルモニター１２等を介して制御部２０に作業開始指示等の入力が行われることにより、開始される。
【００５６】
画像取得部２０２は、撮像画像を取得する（ステップＳ１００）。画像処理部２０３は、画像取得部２０２を介して取得した撮像画像内の領域Ａに精密作業を行う作業位置が含まれているか、及び、画像取得部２０２を介して取得した撮像画像内の領域Ｂに通常の作業を行う作業位置が含まれているか、を判断する（ステップＳ１０２）。画像処理部２０３は、ステップＳ１０２において、画像取得部２０２を介して取得した撮像画像内の領域Ｂの外側の領域に精密作業を行う作業位置及び通常の作業を行う作業位置が含まれていないかを判断してもよい。
【００５７】
図８は、撮像画像を画像処理した結果の一例である。以下、図８を用いてステップＳ１０２について具体的に説明する。
【００５８】
図８において、Ａ）嵌め込み先部品給材位置とＢ）嵌め込み部品給材位置とで行う部品把持作業、及びＤ）完了部品除材位置で行う部品載置作業は、通常の作業である。したがって、Ａ）嵌め込み先部品給材位置、Ｂ）嵌め込み部品給材位置、及びＤ）完了部品除材位置は、領域Ｂに含まれていればよい。ここで、給材とは、ある位置に載置された部品を、部品が載置された位置とは異なる作業位置に持ってくる作業である。また、除材とは、作業位置で作業が完了した完了部品を、作業位置とは異なる位置に移動させる作業である。
【００５９】
図８において、Ｃ）嵌め込み作業位置で行う嵌め込み作業は、精密な作業である。したがって、Ｃ）嵌め込み作業位置は、領域Ａに含まれている必要がある。
【００６０】
図８では、領域Ｂの内側には、Ａ）嵌め込み先部品給材位置、Ｂ）嵌め込み部品給材位置、及びＤ）完了部品除材位置が含まれている。また、領域Ａには、Ｃ）嵌め込み作業位置が含まれている。したがって、ステップＳ１００で図８に含まれる画像が取得された場合には、画像処理部２０３は、ステップＳ１０２でＹＥＳと判断する。
【００６１】
図７の説明に戻る。ステップＳ１０２でＮＯの場合には、全体制御部２００は、カメラ駆動部２０４にカメラ移動の指示を出力する。カメラ駆動部２０４は、パン・チルト機構を駆動させ、カメラ１５のレンズ部をパン、チルト方向に所定量だけ移動させる（ステップＳ１０４）。カメラ駆動部２０４は、レンズ部をパン方向のみに移動させてもよいし、チルト方向のみに移動させてもよいし、パン方向及びチルト方向に移動させてもよい。その後、全体制御部２００は、処理をステップＳ１００に戻す。
【００６２】
ステップＳ１０２でＹＥＳの場合には、全体制御部２００は、作業を行うようにアーム制御部２０１及び画像処理部２０３に指示を出力する。すると、画像処理部２０３は、まず、Ｂ）嵌め込み部品給材位置から嵌め込み部品Ｘを検出する（ステップＳ１０６）。本実施の形態では、図９（Ａ）に示すように、嵌め込み部品Ｘは、筒状の物体である。
【００６３】
次に、アーム制御部２０１は、アーム１１Ａを移動させ、ステップＳ１０６で検出された嵌め込み部品Ｘをアーム１１Ａのハンド１１ｃで把持する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８では、嵌め込み部品Ｘが把持できればよいため、それほど高い精度で嵌め込み部品Ｘを検出しなくても、作業を行うことができる。したがって、嵌め込み部品Ｘが領域Ｂ内に含まれていればよい。
【００６４】
画像処理部２０３は、Ｃ）嵌め込み作業位置に載置された位置決め治具を検出する（ステップＳ１１０）。アーム制御部２０１は、図９（Ｂ）に示すように、ステップＳ１１０で検出された位置決め治具の壁Ｚへ嵌め込み部品Ｘを押し当て、嵌め込み部品Ｘを位置決めしてＣ）嵌め込み作業位置に載置するように、アーム１１Ａ及びアーム１１Ａのハンド１１ｃを制御する（ステップＳ１１２）。
【００６５】
アーム制御部２０１は、後に詳述する作業が可能となるように、ステップＳ１１２で載置した嵌め込み部品Ｘを、正確な位置姿勢でハンド１１ｃが把持しなおすように、アーム１１及びハンド１１ｃを制御する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４では、嵌め込み部品Ｘを正確な位置姿勢で把持する必要があるため、高い精度で嵌め込み部品Ｘを検出する必要がある。したがって、ステップＳ１１４の作業は、嵌め込み部品Ｘが領域Ａ内に含まれる状況下で行う。
【００６６】
次に、画像処理部２０３は、Ａ）嵌め込み先部品給材位置から嵌め込み先部品Ｙを検出する（ステップＳ１１６）。嵌め込み先部品Ｙは、図９（Ｃ）に示すように、穴が形成された板状の部品である。アーム制御部２０１は、アーム１１Ｂを移動させ、ステップＳ１１６で検出された嵌め込み先部品Ｙをアーム１１Ｂのハンド１１ｃで把持する（ステップＳ１１８）。ステップＳ１１８では、嵌め込み先部品Ｙが把持できればよいため、それほど高い精度で嵌め込み先部品Ｙを検出しなくても、作業を行うことができる。したがって、嵌め込み先部品Ｙが領域Ｂ内に含まれていればよい。
【００６７】
その後、アーム制御部２０１は、図９（Ｄ）に示すように、ステップＳ１１０で検出された位置決め治具の壁Ｚへ嵌め込み先部品Ｙの壁を押し当て、嵌め込み先部品Ｙを位置決めしてＣ）嵌め込み作業位置に載置するように、アーム１１Ｂ及びアーム１１Ｂのハンド１１ｃを制御する（ステップＳ１２０）。
【００６８】
そして、アーム制御部２０１は、右手に相当するアーム１１を制御し、図９（Ｅ）に示すように、ステップＳ１１４で把持した嵌め込み部品Ｘを、Ｃ）嵌め込み作業位置に載置された嵌め込み先部品Ｙの穴に嵌合させる（ステップＳ１２２）。ステップＳ１２２では、精密作業を行うため、高い精度で嵌め込み部品Ｘ及び嵌め込み先部品Ｙを検出する必要がある。したがって、ステップＳ１２２の作業は、嵌め込み部品Ｘ及び嵌め込み先部品Ｙが領域Ａ内に含まれる状況下で行う。
【００６９】
最後に、アーム制御部２０１は、アーム１１Ａを制御し、アーム１１Ａのハンド１１ｃで把持していた嵌め込み部品Ｘを一旦離し、嵌め込みが完了した嵌め込み先部品Ｙをハンド１１ｃで把持する。アーム制御部２０１は、嵌め込みが完了した嵌め込み先部品Ｙを移動させて、Ｄ）完了部品除材位置に載置する。これにより、嵌め込みが完了した嵌め込み先部品ＹがＤ）完了部品除材位置へ除材される（ステップＳ１２４）。
【００７０】
本実施の形態によれば、撮像画像の周縁部で対象物（本実施の形態では、嵌め込み部品Ｘ及び嵌め込み先部品Ｙ）の検出を行わないため、対象物の位置推定の失敗を低減することができる。
【００７１】
また、本実施の形態では、より高い精度が必要となる作業を行う場合には、撮像画像の撮像範囲のうちのより中心に近い部分を使用することで、作業を行うのに必要な精度に応じた精度で対象物を検出することができる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、画像取得部２０２がカメラ１５で撮像された１枚の撮像画像を取得し、画像処理部２０３が１枚の撮像画像から対象物を検出したが、撮像画像は１枚に限定されない。画像取得部２０２が複数の撮像画像を取得してもよい。
【００７３】
図１０は、画像取得部２０２が２枚の撮像画像を取得する場合において、２枚の撮像画像の位置関係を示す図である。
【００７４】
カメラ駆動部２０４は、画像取得部２０２が図１０に示す下側の撮像画像を取得したら、カメラ１５が図１０に示す上側の撮像画像を撮像できるように、すなわち脚部１３に設けられた回動軸と２枚目の撮像画像を撮像するときのカメラ１５の撮像方向とのなす角が、回動軸と１枚目の撮像画像を撮像するときのカメラ１５の撮像方向とのなす角より大きくなるように、パン・チルト機構を用いてカメラ１５のレンズ部を駆動させる。
【００７５】
図１０（Ａ）は、１枚目の撮像画像と２枚目の撮像画像とが重なっていない。この場合は、通常の作業を行う領域が離れている場合等に特に有効である。また、複数の場所で精密作業を行う場合等に特に有効である。
【００７６】
図１０（Ｂ−１）は、１枚目の撮像画像の領域Ｂと、２枚目の撮像画像の領域Ｂとが重なっている。図１０（Ｂ−２）は、１枚目の撮像画像の領域Ａと、２枚目の撮像画像の領域Ｂとが重なっている。
【００７７】
図１０（Ａ）、（Ｂ−１）、（Ｂ−２）に示す場合には、２枚目の撮像画像の領域Ａは、領域Ｂとしても使用することができる。この場合には、１枚目の撮像画像には、領域Ａ及び領域Ｂが含まれ、２枚目の撮像画像には領域Ｂが含まれる。これらの場合には、通常の作業を行う領域Ｂを広くすることができるため、広い範囲で通常の作業を行うことができる。
【００７８】
さらに、図１０（Ｂ−１）、（Ｂ−２）に示す場合には、２枚の撮像画像の領域Ｂを連続させることができるため、通常の作業を行う領域が一体かつ広い場合等に特に有効である。
【００７９】
図１０（Ｃ）は、１枚目の撮像画像の領域Ａと、２枚目の撮像画像の領域Ａとが重なっている。この場合には、領域Ａを広くすることができるため、広い範囲で精密作業を行いたい場合に対応することができる。
【００８０】
図１０に示す例においては、１枚目の画像として、下側の画像を最初に撮像する。これは、通常は、作業台Ｔ上のロボット１に近い領域で作業を行うことが多いためである。メモリー２２には、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すパターン毎に、カメラ１５のレンズ部の移動量が格納されており、カメラ駆動部２０４は、メモリー２２に格納された情報に基づいてカメラ１５のレンズ部を移動させる。これにより、適切に２枚の撮像画像を撮像することができる。
【００８１】
なお、図１０に示す場合においては、カメラ駆動部２０４は、画像取得部２０２が下側の撮像画像を取得したら、カメラ１５が上側の撮像画像を撮像できるようにカメラ１５のレンズ部を駆動させたが、画像取得部２０２が上側の撮像画像を取得したら、カメラ１５が下側の撮像画像を撮像できるようにカメラ１５のレンズ部を駆動させてもよい。
【００８２】
また、図１０では、２枚の撮像画像を取得する場合を例に説明したが、３枚以上についても、図１０に示すように領域同士が重なるような撮像画像を取得すればよい。また、図１０では、カメラ１５のレンズ部をチルト方向に移動させて２枚の撮像画像を撮像したが、カメラ１５のレンズ部をパン方向に移動させるようにしてもよい。
【００８３】
また、本実施の形態では、胴部１０の上に設けられたカメラ１５で撮像した撮像画像を取得したが、カメラ１５は胴部１０の上に設けられていなくてもよい。例えば、肩領域１０Ａの前面にカメラを設けてもよい。また、カメラ１５を２つ設ける必要もなく、カメラ１５は１つでもよい。また、カメラ１５はロボット１に設けられていなくてもよい。
【００８４】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。また、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。特に、本発明は、ロボットと、制御部及び撮像部とが別に設けられたロボットシステムとして提供してもよいし、ロボットに制御部等が含まれたロボットとして提供してもよいし、制御部のみ、又は制御部及び撮像部からなるロボットシステムとして提供してもよい。また、本発明は、ロボット等を制御するプログラムやプログラムを記憶した記憶媒体として提供することもできる。
【符号の説明】
【００８５】
１：ロボット、１０：胴部、１０Ａ：肩領域、１０Ｂ：胴部本体、１１、１１Ａ、１１Ｂ：アーム、１１ａ：アーム部材、１１ｂ：ハンドアイカメラ、１１ｃ：ハンド、１２：タッチパネルモニター、１３：脚部、１４：搬送用ハンドル、１５：カメラ、１６：信号灯、１７：電源スイッチ、１８：外部Ｉ／Ｆ部、１９：昇降ハンドル、２０：制御部、２１：ＣＰＵ、２２：メモリー、２３：外部記憶装置、２４：通信装置、２５：入力装置Ｉ／Ｆ、２６：出力装置Ｉ／Ｆ、２７：Ｉ／Ｆ、２００：全体制御部、２０１：アーム制御部、２０２：画像取得部、２０３：画像処理部、２０４：カメラ駆動部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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