【手続補正書】
【提出日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像された撮像データを処理して得られたデータを、出力するカメラであって、
前記撮像データを、画像処理する要求指令である画像処理指令に基づいて、処理画像データとして生成する画像処理手段と、
前記撮像データを記憶保持する撮像データバッファ及び前記処理画像データを記憶保持する処理画像データバッファにアクセス可能に構成され、前記撮像データ及び前記処理画像データの選択指令である画像選択指令に基づいて、前記撮像データ及び前記処理画像データのいずれかを出力する画像選択手段と、
前記カメラの外部から入力される前記画像処理指令を前記画像処理手段に与え、かつ、前記画像処理手段を通じて前記撮像データから生成された結果データを前記カメラの外部に出力する第１コマンドインタフェースと、
前記カメラの外部から入力される前記画像選択指令を前記画像選択手段に与え、かつ、前記画像選択手段から出力される前記撮像データ及び前記処理画像データをモニタ画像データとして前記カメラの外部に出力する第２コマンドインタフェースと、
を備えることを特徴とするカメラ。
【請求項２】
前記撮像データバッファ、前記処理画像データバッファ、及び、前記結果データを保持する結果データバッファ、のうち、少なくともひとつを備える
ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記処理画像データバッファは、前記処理画像データを複数保持可能に構成され、
前記画像選択手段は、複数の前記処理画像データのうち前記画像選択指令に適合する処理画像データを出力する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のカメラ。
【請求項４】
前記第１コマンドインタフェースから前記カメラの外部に出力される前記結果データと、前記第２コマンドインタフェースから前記カメラの外部に出力される前記モニタ画像データは、バス型のネットワークを経由して出力される
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のカメラ。
【請求項５】
ロボットと、
前記ロボットに設けられて、ワークに対して所定の処理を行う機能部と、
前記ワークあるいは前記ロボットの画像を撮像し、撮像した撮像データをデータ処理して結果データを出力するカメラと、
前記ロボットの動作を制御する制御プログラムを有し、前記制御プログラム及び前記カメラから出力される前記結果データ、に基づき前記機能部の動作を制御するロボットコントローラと、を備え、
前記カメラは、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカメラである
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項６】
前記ロボットもしくは前記カメラの処理プログラムを作成する開発環境が接続され、
前記開発環境には前記カメラから出力される前記モニタ画像データが表示可能に構成されている
ことを特徴とする請求項５に記載のロボットシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】カメラ及びロボットシステム
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、撮像した画像から情報を抽出するカメラ、及びそのカメラによる視覚機能を備えたロボットシステムに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロボットの各種制御等に際し、ネットワークを介してのより自由度の高い、しかもより効率のよいデータ授受を可能とするカメラ、及び該カメラを備えるロボットシステムを提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明のカメラは、撮像された撮像データを処理して得られたデータを、出力するカメラであって、前記撮像データを、画像処理する要求指令である画像処理指令に基づいて、処理画像データとして生成する画像処理手段と、前記撮像データを記憶保持する撮像データバッファ及び前記処理画像データを記憶保持する処理画像データバッファにアクセス可能に構成され、前記撮像データ及び前記処理画像データの選択指令である画像選択指令に基づいて、前記撮像データ及び前記処理画像データのいずれかを出力する画像選択手段と、前記カメラの外部から入力される前記画像処理指令を前記画像処理手段に与え、かつ、
前記画像処理手段を通じて前記撮像データから生成された結果データを前記カメラの外部に出力する第１コマンドインタフェースと、前記カメラの外部から入力される前記画像選択指令を前記画像選択手段に与え、かつ、前記画像選択手段から出力される前記撮像データ及び前記処理画像データをモニタ画像データとして前記カメラの外部に出力する第２コマンドインタフェースと、を備えることを要旨とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
カメラとしてのこのような構成によれば、結果データは第１コマンドインタフェースから、また処理画像データもしくは撮像データは第２コマンドインタフェースからそれぞれ独立して出力されるようになる。このことにより、例えば第２コマンドインタフェースから処理画像データや撮像データといったモニタ画像データの出力中であれ、第１コマンドインタフェースからはロボット等の制御に用いられる結果データを遅延なくリアルタイムに出力することができるようになる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また本発明のカメラは、上記カメラにおいて、前記撮像データバッファ、前記処理画像データバッファ、及び、前記結果データを保持する結果データバッファ、のうち、少なくともひとつを備えることを要旨とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
このような構成によれば、撮像データ、処理画像データ、及び、結果データなどのデータをバスなどによる転送を可能とし、画像処理手段、画像選択手段、第１コマンドインタフェース、及び、第２コマンドインタフェースなどとの間のデータ転送を高速に行うことができるようになる。
また、画像処理手段が他の画像処理指令に基づく画像処理中であったとしても、それ以前の結果データを直ちに得ることを可能し、カメラの応答性を高めることができるようになる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また本発明のカメラは、上記カメラにおいて、前記処理画像データバッファは、前記処理画像データを複数保持可能に構成され、前記画像選択手段は、複数の前記処理画像データのうち前記画像選択指令に適合する処理画像データを出力することを要旨とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
このような構成によれば、第２コマンドインタフェースを通じて複数の処理画像データのうちの任意のデータを参照することができるようになる。すなわち、処理状況の検証なども容易として、カメラとしての利用価値を更に高めることとができるようにもなる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また本発明のカメラは、上記カメラにおいて、前記第１コマンドインタフェースから前記カメラの外部に出力される前記結果データと、前記第２コマンドインタフェースから前記カメラの外部に出力される前記モニタ画像データは、バス型のネットワークを経由して出力されることを要旨とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
このような構成によれば、第１及び第２コマンドインタフェースといった２つのインタフェースを必要とする場合であれ、１つの物理的なネットワークポートなどによりこれらインタフェースを実現することができるようになる。これにより、カメラに要求される小型化も容易となり、例えばロボットに搭載されるような小型のカメラの実現も容易になる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明のロボットシステムは、ロボットと、前記ロボットに設けられて、ワークに対して所定の処理を行う機能部と、前記ワークあるいは前記ロボットの画像を撮像し、撮像した撮像データをデータ処理して結果データを出力するカメラと、前記ロボットの動作を制御する制御プログラムを有し、前記制御プログラム及び前記カメラから出力される前記結果データ、に基づき前記機能部の動作を制御するロボットコントローラと、を備え、前記カメラは、上記記載のカメラであることを要旨とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
このような構成によれば、カメラは、結果データを第１コマンドインタフェースから、また処理画像データもしくは撮像データを第２コマンドインタフェースからそれぞれ独立してロボットコントローラに出力するようになる。このことにより、例えば第２コマンドインタフェースから処理画像データや撮像データといったモニタ画像データの出力中であ
れ、第１コマンドインタフェースからはロボット等の制御に用いられる結果データをロボットコントローラに遅延なくリアルタイムに出力することができるようになる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、カメラは、撮像データを撮像データバッファに、処理画像データを処理画像バッファにそれぞれ一時的に保持させておくとともに、それらバッファから直接、撮像データまたは処理画像データがモニタ画像データとして画像選択手段から選択出力されるようにする。すなわち、第２コマンドインタフェースからのモニタ画像データの出力には画像処理手段を介する必要がなくなるため、画像処理手段はロボットコントローラからの画像処理指令等に対してリアルタイムに応答できるようにもなる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
さらに、カメラは、第１及び第２コマンドインタフェースといった２つのインタフェースを必要とする場合であれ、１つの物理的なネットワークポートなどによりこれらインタフェースを実現することができるようになる。これにより、カメラに要求される小型化も容易となり、ロボットに小型のカメラを搭載するようなロボットシステムの実現も容易になる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、第２コマンドインタフェースを通じて複数の処理画像データのうちの任意のデータを参照することができるようになる。すなわち、処理状況の検証なども容易として、このカメラを用いたロボットシステムとしての利用価値を更に高めることとができるようにもなる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
さらにまた、カメラが例えば上述した画像処理をしている場合であれ、ロボットコントローラからの結果データの要求にはリアルタイムに応答することができるようになる。このことから、カメラによる画像データの出力の有無に影響を受けることのない制御精度の向上されたロボットシステムを提供することができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、カメラからはいつでもモニタ画像データを取得することができるようにもなり、別途にモニタ専用装置等を設けなくとも、ロボットコントローラを通じてカメラからのモニタ画像データをコンピュータ等のモニタ装置に表示させることができるようになる。すなわち、ロボットシステムとして不要なコストアップにつながる懸念もない。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
また、本発明のロボットシステムは、上記ロボットシステムにおいて、前記ロボットもしくは前記カメラの処理プログラムを作成する開発環境が接続され、前記開発環境には前記カメラから出力される前記モニタ画像データが表示可能に構成されていることを要旨とする。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
このような構成によれば、ロボットやカメラのプログラム作成時には必然的にロボットシステムに接続される開発環境にてカメラからのモニタ画像データを表示させることができ、開発環境を含めたより効率的な統合環境の構築も容易となる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
以下、本発明にかかるカメラ及びロボットシステムを具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態にかかるロボットシステムとしてのロボットビジョンシステムについてその概要をブロック図として示したものである。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
図１に示すように、このロボットビジョンシステムは、ロボットシステム２と該ロボットシステム２に接続されるカメラとしてのスマートカメラ１２を中心に構成されている。そして、ロボットシステム２は、大きくはロボット１０とロボットコントローラ１１とを備える構成となっている。ここで、このロボットシステム２は、複数のアームがそれぞれ関節部にて連結された多関節型のロボット１０を有するシステムであり、ロボット１０自体は、それぞれの関節部において連結されたアーム同士を所定の相対角度に回動させてその先端の機能部Ｔを目標位置まで移動させることによりワークＷの加工や搬送を行なう部分である。なお、ロボット１０の関節部には、モータやエンコーダが設けられている。また、ロボット１０（機能部Ｔ）を位置制御等するロボットコントローラ１１には、ロボット１０の周辺画像Ｉｍを撮影するとともに、その撮像された周辺画像Ｉｍのデータを処理
してロボット１０の位置制御等、視覚機能の実現に必要な情報を与えるスマートカメラ１２が接続されている。さらに、ロボットコントローラ１１には、ロボット１０の動作を制御する制御プログラムの開発に必要な開発環境としての開発用コンピュータ１３やロボット１０に対する教示による制御プログラムの作成に際してティーチングの指示を入力するティーチングペンダント１４等が必要に応じて接続可能になっている。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
以上説明したように、本実施形態のカメラ及びロボットシステムによれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）結果データＤＴ３は第１コマンドインタフェースＣＩＦ１から、また処理画像データＤＴ２もしくは撮像データＤＴ１は第２コマンドインタフェースＣＩＦ２からそれぞれ独立して出力されるようにした。このことにより、例えば第２コマンドインタフェースＣＩＦ２から処理画像データＤＴ２や撮像データＤＴ１といったモニタ画像データの出力中であれ、第１コマンドインタフェースＣＩＦ１からはロボット１０等の制御に用いられる結果データＤＴ３を遅延なくリアルタイムに出力することができるようになる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
【図１】本発明にかかるロボットシステムの一実施形態についてその概略構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態のロボットコントローラの構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態のＣＰＵボードの構成を示すブロック図。
【図４】同実施形態のロボット制御ボードの構成を示すブロック図。
【図５】同実施形態のカメラの構成を示すブロック図。
【図６】同実施形態のカメラの機能を示す機能ブロック図。
【図７】従来のスマートカメラの機能を示す機能ブロック図。