(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラの視野内に存在するベルトコンベア或いは作業台等の位置が変化しない背景物体を基に基準物体モデルが設定された、前記カメラを寿命又は破損等で交換する前の今までの座標系である旧ビジョン系ΣVから前記カメラを交換した後の新しく設定した座標系である新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴVV'を、新ビジョン系ΣV'において前記旧ビジョン系で設定された前記基準物体モデルを用いて前記背景物体に対するモデルマッチングを行うことにより、新ビジョン系ΣV'を基にする前記背景物体の位置姿勢ＴV'Oの逆変換ＴV'O-1として下式(１)により求め、
ＴVV'＝ＴV'O-1    …（１）
前記座標変換ＴVV'を使用して旧ビジョン系ΣVから新ビジョン系ΣV'への位置データ較正を行う位置データ較正部を備え、
前記位置データ較正部は、
前記座標変換データＴVV'及びロボットアーム装置の座標系であるロボット系ΣRから前記旧ビジョン系ΣVへの座標変換ＴRVに基づいて、前記ロボット系ΣRから前記新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴRV'を下式(２)により求め、
ＴRV'＝ＴRVＴVV'  …（２）
また、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1及び前記旧ビジョン系ΣVからロボットアーム装置でハンドリングされる対象物体の座標系であるハンド系ΣHへの座標変換ＴVHに基づいて、前記新ビジョン系ΣV'から前記ハンド系ΣHへの座標変換ＴV'Hを下式（３）により求め、
ＴV'H＝ＴVV'-1ＴVH  …（３）
更に、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1に基づき、前記旧ビジョン系ΣVを基準にした部品モデルデータの点ｐVを前記新ビジョン系ΣV'を基準にした部品モデルデータの点ｐV'への変換を下式(４）により求めることにより、前記位置データ較正を行った後、
ｐV'＝ＴVV'-1ｐV  …（４）
通常のビンピッキングを行うことを特徴とする位置データ較正機能付きビンピッキング装置。
【請求項２】
カメラ視野内に固定した識別の容易なマーク物体を基に基準物体モデルが設定された、前記カメラを寿命又は破損等で交換する前の今までの座標系である旧ビジョン系ΣVから前記カメラを交換した後の新しく設定した座標系である新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴVV'を、新ビジョン系ΣV'において前記旧ビジョン系で設定された前記基準物体モデルを用いて前記背景物体に対するモデルマッチングを行うことにより、新ビジョン系ΣV'を基にする前記背景物体の位置姿勢ＴV'Oの逆変換ＴV'O-1として下式(１)により求め、
ＴVV'＝ＴV'O-1    …（１）
前記座標変換ＴVV'を使用して旧ビジョン系ΣVから新ビジョン系ΣV'への位置データ較正を行う位置データ較正部を備え、
前記位置データ較正部は、
前記座標変換データＴVV'及びロボットアーム装置の座標系であるロボット系ΣRから前記旧ビジョン系ΣVへの座標変換ＴRVに基づいて、前記ロボット系ΣRから前記新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴRV'を下式(２)により求め、
ＴRV'＝ＴRVＴVV'  …（２）
また、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1及び前記旧ビジョン系ΣVからロボットアーム装置でハンドリングされる対象物体の座標系であるハンド系ΣHへの座標変換ＴVHに基づいて、前記新ビジョン系ΣV'から前記ハンド系ΣHへの座標変換ＴV'Hを下式（３）により求め、
ＴV'H＝ＴVV'-1ＴVH  …（３）
更に、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1に基づき、前記旧ビジョン系ΣVを基準にした部品モデルデータの点ｐVを前記新ビジョン系ΣV'を基準にした部品モデルデータの点ｐV'への変換を下式(４）により求めることにより、前記位置データ較正を行った後、
ｐV'＝ＴVV'-1ｐV  …（４）
通常のビンピッキングを行うことを特徴とする位置データ較正機能付きビンピッキング装置。
【請求項３】
用意しておいたジグによってマーク物体をカメラ視野内に基準物体モデルとして位置精度良く取り付けた、前記カメラを寿命又は破損等で交換する前の今までの座標系である旧ビジョン系ΣVから前記カメラを交換した後の新しく設定した座標系である新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴVV'を、新ビジョン系ΣV'において前記旧ビジョン系で設定された前記基準物体モデルを用いて前記背景物体に対するモデルマッチングを行うことにより、新ビジョン系ΣV'を基にする前記背景物体の位置姿勢ＴV'Oの逆変換ＴV'O-1として下式(１)により求め、
ＴVV'＝ＴV'O-1    …（１）
前記座標変換ＴVV'を使用して旧ビジョン系ΣVから新ビジョン系ΣV'への位置データ較正を行う位置データ較正部を備え、
前記位置データ較正部は、
前記座標変換データＴVV'及びロボットアーム装置の座標系であるロボット系ΣRから前記旧ビジョン系ΣVへの座標変換ＴRVに基づいて、前記ロボット系ΣRから前記新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴRV'を下式(２)により求め、
ＴRV'＝ＴRVＴVV'  …（２）
また、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1及び前記旧ビジョン系ΣVからロボットアーム装置でハンドリングされる対象物体の座標系であるハンド系ΣHへの座標変換ＴVHに基づいて、前記新ビジョン系ΣV'から前記ハンド系ΣHへの座標変換ＴV'Hを下式（３）により求め、
ＴV'H＝ＴVV'-1ＴVH  …（３）
更に、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1に基づき、前記旧ビジョン系ΣVを基準にした部品モデルデータの点ｐVを前記新ビジョン系ΣV'を基準にした部品モデルデータの点ｐV'への変換を下式(４）により求めることにより、前記位置データ較正を行った後、
ｐV'＝ＴVV'-1ｐV  …（４）
通常のビンピッキングを行うことを特徴とする位置データ較正機能付きビンピッキング装置。
【請求項４】
基準物体モデルを設定するための基準部品を作業者側で適切に設置した、前記カメラを寿命又は破損等で交換する前の今までの座標系である旧ビジョン系ΣVから前記カメラを交換した後の新しく設定した座標系である新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴVV'を、新ビジョン系ΣV'において前記旧ビジョン系で設定された前記基準物体モデルを用いて前記背景物体に対するモデルマッチングを行うことにより、新ビジョン系ΣV'を基にする前記背景物体の位置姿勢ＴV'Oの逆変換ＴV'O-1として下式(１)により求め、
ＴVV'＝ＴV'O-1    …（１）
前記座標変換ＴVV'を使用して旧ビジョン系ΣＶから新ビジョン系ΣV'への位置データ較正を行う位置データ較正部を備え、
前記位置データ較正部は、
前記座標変換データＴVV'及びロボットアーム装置の座標系であるロボット系ΣRから前記旧ビジョン系ΣVへの座標変換ＴRVに基づいて、前記ロボット系ΣRから前記新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴRV'を下式(２)により求め、
ＴRV'＝ＴRVＴVV'  …（２）
また、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1及び前記旧ビジョン系ΣVからロボットアーム装置でハンドリングされる対象物体の座標系であるハンド系ΣHへの座標変換ＴVHに基づいて、前記新ビジョン系ΣV'から前記ハンド系ΣHへの座標変換ＴV'Hを下式（３）により求め、
ＴV'H＝ＴVV'-1ＴVH  …（３）
更に、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1に基づき、前記旧ビジョン系ΣVを基準にした部品モデルデータの点ｐVを前記新ビジョン系ΣV'を基準にした部品モデルデータの点ｐV'への変換を下式(４）により求めることにより、前記位置データ較正を行った後、
ｐV'＝ＴVV'-1ｐV  …（４）
通常のビンピッキングを行うことを特徴とする位置データ較正機能付きビンピッキング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置データ較正機能付きビンピッキング装置に関する。詳しくは、ビンピッキングシステムに必要な各装置の位置関係及び部品検出に必要な位置データを較正する手段を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビンピッキングシステムは箱に投入された対象部品の位置姿勢を画像計測装置で検出し、その情報を元にロボットアームで対象部品をハンドリングするシステムである。
また、画像計測装置としては、入力画像から得られる対象物体の輪郭、凹凸、模様等の特徴を直線、円弧等で近似したデータであるとともにステレオ計測等で得た三次元位置データを有する特徴データと、対象物体のモデルの三次元位置データを有する特徴データとのマッチングをとることで対象物体の三次元位置姿勢を得るものがある。
【０００３】
対象部品の位置検出方法としてモデルベーストマッチング法があり、部品のモデル作製方法としても種々の提案がある。
ハンドリングの際必要な、ロボットアーム装置と画像計測装置との相対関係を求める方法として従来より様々な提案がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ビンピッキングシステムを正しく動作させるためには、対象部品の位置検出やハンドリングデータを計算するために必要な各装置の位置関係が既知であり、またその位置関係が正しく保たれていなければならない。
【０００５】
しかしながら、カメラの故障や寿命、事故によるカメラの破損等でカメラを交換する場合は、カメラの位置やそれに伴う画像計測装置の座標系が変わるため、今までのデータを全て新しく作り直す必要がある。
またカメラ取付部の経年変化によりカメラの位置姿勢にズレが生じた場合、対象部品の検出位置姿勢が実体の位置姿勢と異なるため、システムの動作に不具合が生じる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る位置データ較正機能付きビンピッキング装置は、カメラの視野内に存在するベルトコンベア或いは作業台等の位置が変化しない背景物体を基に基準物体モデルが設定された、前記カメラを寿命又は破損等で交換する前の今までの座標系である旧ビジョン系ΣVから前記カメラを交換した後の新しく設定した座標系である新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴVV'を、新ビジョン系ΣV'において前記旧ビジョン系で設定された前記基準物体モデルを用いて前記背景物体に対するモデルマッチングを行うことにより、新ビジョン系ΣV'を基にする前記背景物体の位置姿勢ＴV'Oの逆変換ＴV'O-1として下式(１)により求め、
ＴVV'＝ＴV'O-1    …（１）
前記座標変換ＴVV'を使用して旧ビジョン系ΣVから新ビジョン系ΣV'への位置データ較正を行う位置データ較正部を備え、
前記位置データ較正部は、
前記座標変換データＴVV'及びロボットアーム装置の座標系であるロボット系ΣRから前記旧ビジョン系ΣVへの座標変換ＴRVに基づいて、前記ロボット系ΣRから前記新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴRV'を下式(２)により求め、
ＴRV'＝ＴRVＴVV'  …（２）
また、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1及び前記旧ビジョン系ΣVからロボットアーム装置でハンドリングされる対象物体の座標系であるハンド系ΣHへの座標変換ＴVHに基づいて、前記新ビジョン系ΣV'から前記ハンド系ΣHへの座標変換ＴV'Hを下式（３）により求め、
ＴV'H＝ＴVV'-1ＴVH  …（３）
更に、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1に基づき、前記旧ビジョン系ΣVを基準にした部品モデルデータの点ｐVを前記新ビジョン系ΣV'を基準にした部品モデルデータの点ｐV'への変換を下式(４）により求めることにより、前記位置データ較正を行った後、
ｐV'＝ＴVV'-1ｐV  …（４）
通常のビンピッキングを行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に係る位置データ較正機能付きビンピッキング装置は、カメラ視野内に固定した識別の容易なマーク物体を基に基準物体モデルが設定された、前記カメラを寿命又は破損等で交換する前の今までの座標系である旧ビジョン系ΣVから前記カメラを交換した後の新しく設定した座標系である新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴVV'を、新ビジョン系ΣV'において前記旧ビジョン系で設定された前記基準物体モデルを用いて前記背景物体に対するモデルマッチングを行うことにより、新ビジョン系ΣV'を基にする前記背景物体の位置姿勢ＴV'Oの逆変換ＴV'O-1として下式(１)により求め、
ＴVV'＝ＴV'O-1    …（１）
前記座標変換ＴVV'を使用して旧ビジョン系ΣVから新ビジョン系ΣV'への位置データ較正を行う位置データ較正部を備え、
前記位置データ較正部は、
前記座標変換データＴVV'及びロボットアーム装置の座標系であるロボット系ΣRから前記旧ビジョン系ΣVへの座標変換ＴRVに基づいて、前記ロボット系ΣRから前記新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴRV'を下式(２)により求め、
ＴRV'＝ＴRVＴVV'  …（２）
また、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1及び前記旧ビジョン系ΣVからロボットアーム装置でハンドリングされる対象物体の座標系であるハンド系ΣHへの座標変換ＴVHに基づいて、前記新ビジョン系ΣV'から前記ハンド系ΣHへの座標変換ＴV'Hを下式（３）により求め、
ＴV'H＝ＴVV'-1ＴVH  …（３）
更に、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1に基づき、前記旧ビジョン系ΣVを基準にした部品モデルデータの点ｐVを前記新ビジョン系ΣV'を基準にした部品モデルデータの点ｐV'への変換を下式(４）により求めることにより、前記位置データ較正を行った後、
ｐV'＝ＴVV'-1ｐV  …（４）
通常のビンピッキングを行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に係る位置データ較正機能付きビンピッキング装置は、用意しておいたジグによってマーク物体をカメラ視野内に基準物体モデルとして位置精度良く取り付けた、前記カメラを寿命又は破損等で交換する前の今までの座標系である旧ビジョン系ΣVから前記カメラを交換した後の新しく設定した座標系である新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴVV'を、新ビジョン系ΣV'において前記旧ビジョン系で設定された前記基準物体モデルを用いて前記背景物体に対するモデルマッチングを行うことにより、新ビジョン系ΣV'を基にする前記背景物体の位置姿勢ＴV'Oの逆変換ＴV'O-1として下式(１)により求め、
ＴVV'＝ＴV'O-1    …（１）
前記座標変換ＴVV'を使用して旧ビジョン系ΣVから新ビジョン系ΣV'への位置データ較正を行う位置データ較正部を備え、
前記位置データ較正部は、
前記座標変換データＴVV'及びロボットアーム装置の座標系であるロボット系ΣRから前記旧ビジョン系ΣVへの座標変換ＴRVに基づいて、前記ロボット系ΣRから前記新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴRV'を下式(２)により求め、
ＴRV'＝ＴRVＴVV'  …（２）
また、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1及び前記旧ビジョン系ΣVからロボットアーム装置でハンドリングされる対象物体の座標系であるハンド系ΣHへの座標変換ＴVHに基づいて、前記新ビジョン系ΣV'から前記ハンド系ΣHへの座標変換ＴV'Hを下式（３）により求め、
ＴV'H＝ＴVV'-1ＴVH  …（３）
更に、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1に基づき、前記旧ビジョン系ΣVを基準にした部品モデルデータの点ｐVを前記新ビジョン系ΣV'を基準にした部品モデルデータの点ｐV'への変換を下式(４）により求めることにより、前記位置データ較正を行った後、
ｐV'＝ＴVV'-1ｐV  …（４）
通常のビンピッキングを行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４に係る位置データ較正機能付きビンピッキング装置は、基準物体モデルを設定するための基準部品を作業者側で適切に設置した、前記カメラを寿命又は破損等で交換する前の今までの座標系である旧ビジョン系ΣVから前記カメラを交換した後の新しく設定した座標系である新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴVV'を、新ビジョン系ΣV'において前記旧ビジョン系で設定された前記基準物体モデルを用いて前記背景物体に対するモデルマッチングを行うことにより、新ビジョン系ΣV'を基にする前記背景物体の位置姿勢ＴV'Oの逆変換ＴV'O-1として下式(１)により求め、
ＴVV'＝ＴV'O-1    …（１）
前記座標変換ＴVV'を使用して旧ビジョン系ΣＶから新ビジョン系ΣV'への位置データ較正を行う位置データ較正部を備え、
前記位置データ較正部は、
前記座標変換データＴVV'及びロボットアーム装置の座標系であるロボット系ΣRから前記旧ビジョン系ΣVへの座標変換ＴRVに基づいて、前記ロボット系ΣRから前記新ビジョン系ΣV'への座標変換ＴRV'を下式(２)により求め、
ＴRV'＝ＴRVＴVV'  …（２）
また、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1及び前記旧ビジョン系ΣVからロボットアーム装置でハンドリングされる対象物体の座標系であるハンド系ΣHへの座標変換ＴVHに基づいて、前記新ビジョン系ΣV'から前記ハンド系ΣHへの座標変換ＴV'Hを下式（３）により求め、
ＴV'H＝ＴVV'-1ＴVH  …（３）
更に、前記座標変換データＴVV'の逆変換ＴVV'-1に基づき、前記旧ビジョン系ΣVを基準にした部品モデルデータの点ｐVを前記新ビジョン系ΣV'を基準にした部品モデルデータの点ｐV'への変換を下式(４）により求めることにより、前記位置データ較正を行った後、
ｐV'＝ＴVV'-1ｐV  …（４）
通常のビンピッキングを行うことを特徴とする。
【００１１】
〔作用〕
本発明は、カメラの交換やカメラ取付部の経年変化によりカメラの位置姿勢が変化した場合でも、ビンピッキング作業前にデータ較正を行うことにより、ビンピッキングシステムの動作に必要な位置関係データや部品データを全て新しく作り直すことなく、ビンピッキング装置を正常に動作させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（１）基本的な考え方
初期設定において求めておいた各装置の位置関係および各部品についてメモリに登録してある部品検出に必要な部品データを、必要に応じて較正する機能を持つビンピッキング装置を用いることで、カメラの交換やカメラ取付部の経年変化によりカメラの位置姿勢が変化した場合でも、ビンピッキングシステムの動作に必要な位置関係データや部品データを全て新しく作り直すことなく、ビンピッキング装置を正常に動作させることができる。
【００１３】
（２）位置データ較正機能付きビンピッキング装置
本発明による位置データ較正機能付きビンピッキング装置の例を図１に示す。
この装置は、画像計測部１、ロボットコントローラ２、コントロール部３、位置データ較正部４とからなり、箱に投入された対象部品の位置姿勢をカメラ（画像計測装置）５で検出し、その情報を元にロボットアーム６で対象部品をハンドリングするビンピッキング作業の前に必要に応じて位置データ較正を行い、位置データ較正後、通常のビンピッキング動作を繰り返すものである。
【００１４】
（２．１）画像計測部
画像計測部１では、カメラ５からの入力画像を基に部品の検出や位置計測を行う。
ビンピッキング作業では、コントロール部３からカメラ５の位置データ、カメラ５の座標系データ、対象部品の部品データを受け取り、カメラ５からの入力画像を基に対象部品の位置姿勢を検出する。
位置データ較正作業では、カメラ５の新しい座標系データを基に、位置データ較正に必要なデータを計測し、コントロール部３の指令に従って、その計測データを位置データ較正部４へ送る。
【００１５】
（２．２）ロボットコントローラ
ロボットコントローラ２ではロボットアーム６の動作全般を制御する。
ビンピッキング作業では、コントロール部３からハンドリング位置姿勢データを受け取り、対象部品のハンドリング動作を行い、決められた動作計画に従って部品を所定の場所へ設置する。
【００１６】
（２．３）コントロール部
コントロール部３では装置全体の制御を行う。
ビンピッキング作業では、画像計測部１にカメラ５の位置データ、カメラ５の座標系データ、対象部品の部品データを送り、カメラ５から部品の位置姿勢データを受け取る。
さらに部品の位置姿勢データと装置の位置関係データからハンドリング位置姿勢を計算し、そのデータをロボットコントローラ２に送ってハンドリングの指令を出す。
【００１７】
位置データ較正作業では、画像計測部１の計測データを基にカメラ５の新しい座標系を設定し、その座標系データおよび計測に必要なデータを画像計測部１へ送って位置データ較正用の計測データを位置データ較正部４へ送るように指令する。
さらに各装置の位置関係データと登録してある部品の部品データを位置データ較正部４へ送ってデータ較正の指令を出す。
その後位置データ較正部４で較正された各種データを受け取り、メモリに保存する。
【００１８】
（２．４）位置データ較正部
位置データ較正部４では、画像計測部１から得た計測データとコントロール部３に保存してある装置の位置関係データを基にカメラ５の従来の座標系と新しく設定した座標系との位置関係を求め、その位置関係データを用いてコントロール部３に保存してある装置の位置関係データと部品データをカメラ５の新しい座標系へ対応するように以下のように較正する（特願平１０−１９６９６５号参照）。
【００１９】
（２．４．１）各装置の座標系と相対関係
図１３の様に各座標系を設定する。
ここで各座標系は次のものである。
ΣV：旧ビジョン系（カメラ５の今までの座標系）
ΣV'：新ビジョン系（カメラ５の新しく設定した座標系）
ΣR：ロボット系（ロボットアーム６の座標系）
ΣH：ハンド系（ハンドの対象物体ハンドリング時の座標系）
【００２０】
各装置間の位置関係はその装置の座標系から別の装置の座標系への座標変換データとして求められる。
ＴRV：ロボット系ΣRから旧ビジョン系ΣVへの座標変換
ＴVH：旧ビジョン系ΣVからハンド系ΣHへの座標変換
ＴRV'：ロボット系ΣRから新ビジョン系ΣV'への座標変換
ＴV'H：新ビジョン系ΣV'からハンド系ΣHへの座標変換
ＴVV'：旧ビジョン系ΣVから新ビジョン系ΣV'への座標変換
【００２１】
（２．４．２）較正座標変換データの計算
データ較正に必要な、変換データは旧ビジョン系ΣVから新ビジョン系ΣV'への座標変換データＴVV'である。これをモデルマッチングによって求める。
旧ビジョン系ΣVにおいて基準物体の部品モデルを作っておき、基準物体をモデル作製位置に設置して、新ビジョン系ΣV'において同一のモデルを用いてモデルマッチングを行うと、新ビジョン系ΣV'を基にする基準物体の位置姿勢ＴV'Oを検出できる。
【００２２】
この時基準物体は旧ビジョン系ΣVにおいて全く動かない位置姿勢にあるため、先ほど新ビジョン系ΣV'において検出した基準物体の位置姿勢ＴV'Oは、新ビジョン系ΣV'から旧ビジョン系ΣVへの座標変換ＴV'Vを示す。
よって、データ較正に必要な座標変換データは旧ビジョン系ΣVから新ビジョン系ΣV'への座標変換データＴVV'として次のように求められる。
ＴVV'＝ＴV'O-1    …（１）
【００２３】
（２．４．３）装置位置関係の較正
ロボット系ΣRと新ビジョン系ΣV'の位置関係は較正座標変換データと今までの位置関係より次のように計算できる。
ＴRV'＝ＴRVＴVV'  …（２）
新ビジョン系ΣV'とハンド系ΣHの位置関係は較正座標変換データと今までの位置関係より次のように計算できる。
ＴV'H＝ＴVV'-1ＴVH  …（３）
【００２４】
（２．４．４）部品モデルデータの較正
部品の三次元形状モデルは三次元的な直線特徴や曲線特徴で構成され、それらの三次元データはビジョン系を基にした特徴上の点の三次元位置データである。
そこで部品の三次元形状モデルの較正は、モデルを構成する点位置データの旧ビジョン系ΣV から新ビジョン系ΣV'への座標変換で行うことができる。
旧ビジョン系ΣVを基準にした点ｐVは新ビジョン系ΣV'を基準にした点ｐV'へ次のように変換される。
【００２５】
ｐV'＝ＴVV'-1ｐV  …（４）
こうして変換した三次元形状モデルの点を再構成することで、部品の三次元形状モデルの較正を行うことができる。
新ビジョン系ΣV'を基にした三次元形状モデルが計算されれば、カメラの新しい位置姿勢においての見え方モデルであるイメージ上の二次元形状モデルは、三次元形状モデルのカメラのイメージ平面への透視変換によって較正することができる。
【００２６】
（２．４．５）基準物体モデルの設定
（２．４．５．１）背景物体による基準物体モデルの設定
カメラの視野内にベルトコンベアや作業台といった位置が変化しない物体が存在する場合は図２のように背景物体を基準物体とし、基準物体モデルを設定することができる。
【００２７】
（２．４．５．２）固定マーク物体による基準物体モデルの設定
カメラ視野内に位置が変化しない固定マーク物体を設置できる場合は、図３のように固定マーク物体を基準物体とし、基準物体モデルを設定することができる。
【００２８】
（２．４．５．３）取付マーク物体による基準物体モデルの設定
装置に常時取り付けてはいないが、較正作業の際何らかのジグによって取付マークを設置できる場合は、図４のように取付マーク物体を基準物体とし、基準物体モデルを設定することができる。
【００２９】
（２．４．５．４）ロボットアームに取り付けたマーク物体による基準物体モデルの設定
ロボットアームにマーク物体を取り付けることができる場合は、図５のようにそのマーク物体を基準物体とし、基準物体モデルを設定することができる。
【００３０】
（２．４．５．５）基準部品による基準物体モデルの設定
較正作業用に基準部品として選んだ部品を、ロボットアーム等を用いて同一の位置に設置できる場合は、図６のようにその基準部品を基準物体とし、基準物体モデルを設定することができる。
【００３１】
（２．４．６）位置データ較正方法
（２．４．６．１）背景物体による位置データ較正方法
カメラの位置姿勢が変化した場合、図７に示すフローチャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの位置データを較正する。
▲１▼カメラ５の新ビジョン系の設定を行う。
▲２▼背景物体モデルによりモデルマッチングを行う。
▲３▼マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算する。
▲４▼較正座標変換データと今までの装置位置関係データを用いて装置位置関係データを較正する。
▲５▼較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用いて部品モデルデータを較正する。
【００３２】
（２．４．６．２）固定マーク物体による位置データ較正方法
カメラの位置姿勢が変化した場合、図８に示すフローチャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの位置データを較正する。
▲１▼カメラ５の新ビジョン系の設定を行う。
▲２▼固定マーク物体モデルによりモデルマッチングを行う。
▲３▼マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算する。
▲４▼較正座標変換データと今までの装置位置関係データを用いて装置位置関係データを較正する。
▲５▼較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用いて部品モデルデータを較正する。
【００３３】
（２．４．６．３）取付マーク物体による位置データ較正方法
カメラの位置姿勢が変化した場合、図９に示すフローチャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの位置データを較正する。
▲１▼カメラ５の新ビジョン系の設定を行う。
▲２▼取付マーク物体モデルによりモデルマッチングを行う。
▲３▼マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算する。
▲４▼較正座標変換データと今までの装置位置関係データを用いて装置位置関係データを較正する。
▲５▼較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用いて部品モデルデータを較正する。
【００３４】
（２．４．６．４）ロボットアームに取り付けたマーク物体による位置データ較正方法
カメラの位置姿勢が変化した場合、図１０に示すフローチャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの位置データを較正する。
▲１▼カメラ５の新ビジョン系の設定を行う。
▲２▼ロボットアーム６に取り付けたマーク物体モデルによりモデルマッチングを行う。
▲３▼マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算する。
▲４▼較正座標変換データと今までの装置位置関係データを用いて装置位置関係データを較正する。
▲５▼較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用いて部品モデルデータを較正する。
【００３５】
（２．４．６．５）基準部品による位置データ較正方法
カメラの位置姿勢が変化した場合、図１１に示すフローチャートに従い、次の手順でビンピッキングシステムの位置データを較正する。
▲１▼カメラ５の新ビジョン系の設定を行う。
▲２▼基準部品モデルによりモデルマッチングを行う。
▲３▼マッチング結果より較正座標変換データＴVV'を計算する。
▲４▼較正座標変換データと今までの装置位置関係データを用いて装置位置関係データを較正する。
▲５▼較正座標変換データと今までの部品モデルデータを用いて部品モデルデータを較正する。
【００３６】
（３）位置データ較正機能付きビンピッキング装置の動作手順
本発明では、図１２に示すフローチャートに従い、必要に応じて以下のように位置データ較正をビンピッキング作業の前に行う。
▲１▼先ず、カメラ５の新しい座標系を設定する。
▲２▼次に、（２．４．１）〜（２．４．６）に示すように位置データ較正を行い、位置関係データ、部品データを新しい座標系に対応したデータヘ更新する。
このような位置データ較正手順の後、図１２に示すフローチャートに従い、通常のビンピッキング動作を行う。
【００３７】
▲３▼部品データを基に画像計測によって対象部品の位置姿勢を検出する。
▲４▼位置関係データと▲３▼で得られた部品の位置姿勢からハンドリング位置姿勢を計算する。
▲５▼ロボットコントローラ２によってハンドリング位置姿勢ヘロボットアーム６のハンドを動作させる。
▲６▼対象部品をハンドリングする。
▲７▼ロボットアーム６を動作させ、ハンドリングした対象部品を所定の場所へ設置する。
通常の動作では▲３▼〜▲７▼を作業終了まで繰り返す。
【００３８】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明によれば、カメラの故障や寿命、事故によるカメラの破損等でカメラを交換する場合でも、ビンピッキングシステムに必要な位置データを較正できるため、以下の効果を奏する。
（１）今までのデータを全て新しく作り直す必要がない。
（２）カメラ交換に伴う作業による作業時間を大幅に短縮できる。
（３）大量の部品モデルデータを扱い易く、多品種を扱う工程に容易に対応できる。
（４）過去に作った大量の部品モデルデータのデータベースを効率よく扱うことができる。
（５）カメラ交換に伴う作業コストを小さくすることができる。
（６）カメラ交換に伴う作業者の負担を軽減できる。
（７）カメラ交換作業を容易に行うことができる。
（８）定期的に位置データ較正を行うことにより、カメラ取付部の経年変化によってカメラの位置姿勢に多少のズレが生じた場合でも、システムを正常に動作させ続けることができる。
（９）定期的に位置データ較正を行うことによって、システムの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る位置データ較正機能付ビンピッキング装置を示す構成図である。
【図２】背景物体による基準物体モデルを示す説明図である。
【図３】固定マーク物体による基準物体モデルを示す説明図である。
【図４】取付マーク物体による基準物体モデルを示す説明図である。
【図５】ロボットアームに取り付けたマーク物体による基準物体モデルを示す説明図である。
【図６】基準部品による基準物体モデルを示す説明図である。
【図７】背景物体による位置データ較正方法を示すフローチャートである。
【図８】固定マーク物体による位置データ較正方法を示すフローチャートである。
【図９】取付マーク物体による位置データ較正方法を示すフローチャートである。
【図１０】ロボットアームに取り付けたマーク物体による位置データ較正方法を示すフローチャートである。
【図１１】基準部品による位置データ較正方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施例に係る位置データ較正機能付きビンピッキング処理を示すフローチャートである。
【図１３】位置データ較正に用いる座標系を示す説明図である。
【符号の説明】
１  画像系側部
２  ロボットコントローラ
３  コントロール部
４  位置データ較正部
５  カメラ（画像計測装置）
６  ロボットアーム
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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