特許 6784361 ワーク検出装置及びワーク検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6784361

(24)【登録日】2020年10月27日

(45)【発行日】2020年11月11日

(54)【発明の名称】ワーク検出装置及びワーク検出方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20201102BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20201102BHJP

   G06T 7/70 20170101ALI20201102BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20201102BHJP

   G01B 11/26 20060101ALI20201102BHJP

   G01B 11/02 20060101ALI20201102BHJP

【ＦＩ】

   B25J13/08 A

   G06T7/00 300D

   G06T7/00 610

   G06T7/70 Z

   G01B11/00 H

   G01B11/26 H

   G01B11/02 H

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2019-109550(P2019-109550)

(22)【出願日】2019年6月12日

【審査請求日】2020年4月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】390014672

【氏名又は名称】株式会社アマダ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】久保田 輝幸

(72)【発明者】

【氏名】鷲尾 毅

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼津 聡志

(72)【発明者】

【氏名】三浦 尚史

(72)【発明者】

【氏名】寺▲崎▼ 周平

【審査官】 石川 薫

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０６１３７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１４８９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３３３４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０１２５６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００−２１／０２

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

Ｇ０６Ｔ ７／００− ７／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

載置場所に積載されているワークを単眼カメラによって撮影した撮影画像データを台形補正する台形補正部と、
台形補正された撮影画像データの画像と、検出しようとするワークの画像を示すモデルであって、複数の大きさ及び複数の角度を有する第１の複数のモデルとの第１のパターンマッチングを実行して、最も一致度の高い大きさ及び角度のモデルを選択するパターンマッチング部と、
前記パターンマッチング部が選択したモデルに基づいて、積載されているワークのうちの最上位のワークの位置及び角度を検出する一次検出部と、
前記一次検出部が検出した前記最上位のワークの位置及び角度に基づいてワーク保持用ロボットのグリッパを前記最上位のワークの上方に位置させたときに、前記ワーク保持用ロボットが検出した手先高さに基づいて、前記最上位のワークの実積載高さを算出する実積載高さ算出部と、
前記パターンマッチング部が、前記台形補正された撮影画像データの画像と、前記実積載高さに基づいて前記第１の複数のモデルのうちから選択するか、前記実積載高さに基づいて新たに作成した前記第１の複数より少ない第２の複数のモデルとの第２のパターンマッチングを実行することによって選択した、最も一致度の高い大きさ及び角度のモデルに基づいて、前記最上位のワークの位置及び角度を再検出する二次検出部と、
を備えるワーク検出装置。

【請求項2】

前記パターンマッチング部は、前記第１の複数のモデルのうち、前記実積載高さに前記ワークの板厚を加算した高さから前記実積載高さから前記板厚を減算した高さまでの限定範囲に対応する大きさのモデルを選択して前記第２の複数のモデルとするか、前記限定範囲内の大きさを有するように新たに作成した複数のモデルを前記第２の複数のモデルとする請求項１に記載のワーク検出装置。

【請求項3】

載置場所に積載されているワークを単眼カメラによって撮影し、
前記単眼カメラが前記ワークを撮影した撮影画像データを台形補正し、
台形補正された撮影画像データの画像と、検出しようとするワークの画像を示すモデルであって、複数の大きさ及び複数の角度を有する第１の複数のモデルとの第１のパターンマッチングを実行して、最も一致度の高い大きさ及び角度のモデルを選択し、
前記第１のパターンマッチングによって選択されたモデルに基づいて、積載されているワークのうちの最上位のワークの位置及び角度を検出し、
検出された前記最上位のワークの位置及び角度に基づいてワーク保持用ロボットのグリッパを前記最上位のワークの上方に位置させたときに、前記ワーク保持用ロボットが検出した手先高さに基づいて、前記最上位のワークの実積載高さを算出し、
前記台形補正された撮影画像データの画像と、前記実積載高さに基づいて前記第１の複数のモデルのうちから選択するか、前記実積載高さに基づいて新たに作成した前記第１の複数より少ない第２の複数のモデルとの第２のパターンマッチングを実行して、最も一致度の高い大きさ及び角度のモデルを選択し、
前記第２のパターンマッチングによって選択されたモデルに基づいて、前記最上位のワークの位置及び角度を再検出する
ワーク検出方法。

【請求項4】

前記第２のパターンマッチングの際に、前記第１の複数のモデルのうち、前記実積載高さに前記ワークの板厚を加算した高さから前記実積載高さから前記板厚を減算した高さまでの限定範囲に対応する大きさのモデルを選択して前記第２の複数のモデルとするか、前記限定範囲内の大きさを有するように新たに作成した複数のモデルを前記第２の複数のモデルとする請求項３に記載のワーク検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、載置場所に積載されているワークを検出するワーク検出装置及びワーク検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ワーク保持用ロボットが、パレットのような載置場所に積載されているワークを保持して、プレスブレーキ等の加工機へと搬送することがある（特許文献１参照）。ワーク検出装置は、載置場所に配置されているワークをカメラによって撮影して、ワークの位置を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８−１２０３８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ワーク検出装置が積載されているワークを単眼カメラによって撮影して、ワークの位置を検出することがある。ワーク検出装置が単眼カメラによる撮影画像に基づいてワークの位置を検出しようとすると、ワークの高さを正確に測定することができないため、ワークの位置を高精度に検出することができない。すると、ワーク保持用ロボットがワークを保持できないことがあり、不適切な位置を保持することにより加工停止または加工不良を発生させることがある。

【0005】

本発明は、載置場所に積載されているワークを単眼カメラによって撮影した撮影画像に基づいてワークの位置を高精度に検出することができるワーク検出装置及びワーク検出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】

【0006】

本発明は、載置場所に積載されているワークを単眼カメラによって撮影した撮影画像データを台形補正する台形補正部と、台形補正された撮影画像データの画像と、検出しようとするワークの画像を示すモデルであって、複数の大きさ及び複数の角度を有する第１の複数のモデルとの第１のパターンマッチングを実行して、最も一致度の高い大きさ及び角度のモデルを選択するパターンマッチング部と、前記パターンマッチング部が選択したモデルに基づいて、積載されているワークのうちの最上位のワークの位置及び角度を検出する一次検出部と、前記一次検出部が検出した前記最上位のワークの位置及び角度に基づいてワーク保持用ロボットのグリッパを前記最上位のワークの上方に位置させたときに、前記ワーク保持用ロボットが検出した手先高さに基づいて、前記最上位のワークの実積載高さを算出する実積載高さ算出部と、前記パターンマッチング部が、前記台形補正された撮影画像データの画像と、前記実積載高さに基づいて前記第１の複数のモデルのうちから選択するか、前記実積載高さに基づいて新たに作成した前記第１の複数より少ない第２の複数のモデルとの第２のパターンマッチングを実行することによって選択した、最も一致度の高い大きさ及び角度のモデルに基づいて、前記最上位のワークの位置及び角度を再検出する二次検出部とを備えるワーク検出装置を提供する。

【0007】

本発明は、載置場所に積載されているワークを単眼カメラによって撮影し、前記単眼カメラが前記ワークを撮影した撮影画像データを台形補正し、台形補正された撮影画像データの画像と、検出しようとするワークの画像を示すモデルであって、複数の大きさ及び複数の角度を有する第１の複数のモデルとの第１のパターンマッチングを実行して、最も一致度の高い大きさ及び角度のモデルを選択し、前記第１のパターンマッチングによって選択されたモデルに基づいて、積載されているワークのうちの最上位のワークの位置及び角度を検出し、検出された前記最上位のワークの位置及び角度に基づいてワーク保持用ロボットのグリッパを前記最上位のワークの上方に位置させたときに、前記ワーク保持用ロボットが検出した手先高さに基づいて、前記最上位のワークの実積載高さを算出し、前記台形補正された撮影画像データの画像と、前記実積載高さに基づいて前記第１の複数のモデルのうちから選択するか、前記実積載高さに基づいて新たに作成した前記第１の複数より少ない第２の複数のモデルとの第２のパターンマッチングを実行して、最も一致度の高い大きさ及び角度のモデルを選択し、前記第２のパターンマッチングによって選択されたモデルに基づいて、前記最上位のワークの位置及び角度を再検出するワーク検出方法を提供する。

【発明の効果】

【0008】

本発明のワーク検出装置及びワーク検出方法によれば、載置場所に積載されているワークを単眼カメラによって撮影した撮影画像に基づいてワークの位置を高精度に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】載置場所に積載されているワークをワーク保持用ロボットによって保持して加工機へと搬送してワークを加工する加工システムの構成例を示す斜視図である。

【図2】一実施形態のワーク検出装置を含む加工システムの構成例を示すブロック図である。

【図3】一実施形態のワーク検出装置の具体的な構成例を示すブロック図である。

【図4】一実施形態のワーク検出装置がロボット制御装置と連携してワークを検出する処理を示すフローチャートである。

【図5】検出しようとするワークのモデルを示す図である。

【図6】一実施形態のワーク検出装置が備えるモデル記憶部が記憶している複数の大きさ及び複数の角度のモデルを示す図である。

【図7】一実施形態のワーク検出装置が備えるパターンマッチング部が載置場所に積載されているワークとモデルとをパターンマッチングさせた状態を示す図である。

【図8】ワークの位置及び角度の定義を示す図である。

【図9】ワークの実積載高さの算出方法を説明するための概念的な側面図である。

【図10】再検出されたワークの位置及び角度に基づいてワーク保持用ロボットのグリッパを移動させた状態を示す概念的な側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、一実施形態のワーク検出装置及びワーク検出方法について、添付図面を参照して説明する。図１において、載置場所の一例であるパレット２０には、複数枚のワークＷが積載されている。パレット２０の両側方には、フレーム２１ａ及び２１ｂが配置されている。フレーム２１ａは、１つの垂直フレームと垂直フレームの上端部に連結された水平フレームを有する。フレーム２１ｂは、一対の垂直フレームと一対の垂直フレームの上端部に連結された水平フレームを有する。

【0011】

フレーム２１ａ及び２１ｂの水平フレームの対向する面には、それぞれ照明器具２２ａ及び２２ｂが取り付けられている。照明器具２２ａ及び２２ｂは例えば複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する。照明器具２２ａ及び２２ｂはパレット２０に積載されているワークＷに照明光を照射する。

【0012】

フレーム２１ａには、所定の高さまで延びる垂直フレームと垂直フレームの上端部に連結された水平フレームとよりなるＬ字状の支柱２３が取り付けられている。支柱２３（水平フレーム）の先端部にはカメラ３０が取り付けられている。カメラ３０は単眼カメラである。カメラ３０は、パレット２０の中央の直上よりもワーク保持用ロボット１０から離れる方向に外れた位置からパレット２０及びワークＷを撮影する。即ち、カメラ３０は、パレット２０及びワークＷを斜め上方の位置から撮影する。これにより、カメラ３０は、ワーク保持用ロボット１０がパレット２０に積載されているワークＷを保持して搬送する動作を妨げることがない。

【0013】

カメラ３０は、パレット２０に積載されているワークＷを撮影するとき、照明器具２２ａ及び２２ｂによってワークＷに照明光を照射するのがよい。ワークＷに照明光を照射するとワークＷのエッジが明確化され、後述するパターンマッチングによってワークＷの位置を検出する際にワークＷの位置が検出しやすくなる。

【0014】

パレット２０と加工機の一例であるプレスブレーキ４０との間には、多関節のワーク保持用ロボット１０が配置されている。ワーク保持用ロボット１０は、先端部に、ワークＷを吸着するためのグリッパ１１を有する。グリッパ１１は、複数の吸着パッド１２を有する。グリッパ１１は最上位の１枚のワークＷを吸着して保持し、ワークＷを加工するためにプレスブレーキ４０に搬送する。ワーク保持用ロボット１０及びプレスブレーキ４０は加工システムを構成する。

【0015】

図２に示すように、カメラ３０が撮影した撮影画像データは画像処理装置３００に供給される。後述するように、画像処理装置３００は撮影画像データに基づいてパレット２０上の最上位のワークＷの位置及び角度を検出して、検出した位置及び角度情報をロボット制御装置１００に供給する。画像処理装置３００は一実施形態のワーク検出装置として機能する。

【0016】

ロボット制御装置１００は、ワークＷの位置情報に基づいてパレット２０上のワークＷを保持するよう、ワーク保持用ロボット１０を制御する。ワーク保持用ロボット１０は、グリッパ１１がワークＷの上方に位置したきにワークＷの表面を検知する表面検知センサ１３を備える。

【0017】

画像処理装置３００及びロボット制御装置１００は、コンピュータ機器によって構成することができる。ロボット制御装置１００に画像処理装置３００の機能を持たせることによって、ロボット制御装置１００と画像処理装置３００とが一体化されていてもよい。

【0018】

図３は画像処理装置３００の具体的な構成を示す。画像処理装置３００は、台形補正部３０１、パターンマッチング部３０２、モデル記憶部３０３、一次検出部３０４、実積載高さ算出部３０５、二次検出部３０６、送受信部３０７を備える。

【0019】

図４に示すフローチャートは、互いに連携する画像処理装置３００及びロボット制御装置１００が実行する処理を示す。図４において、画像処理装置３００及びロボット制御装置１００が処理を開始すると、台形補正部３０１は、ステップＳ３０１にて、カメラ３０から供給された撮影画像データを台形補正する。台形補正部３０１は、撮影画像データの入力が継続されれば、撮影画像データを継続的に台形補正する。

【0020】

カメラ３０はデジタル信号である撮影画像データを出力するか、カメラ３０がアナログ信号の撮影画像信号を出力する場合には、図示していないＡ／Ｄコンバータが撮影画像信号をデジタル信号に変換して撮影画像データを生成する。台形補正部３０１は、予め実行されたキャリブレーション作業に基づいて求められたパラメータを用いて、撮影画像データを台形補正する。

【0021】

パターンマッチング部３０２は、ステップＳ３０２にて、台形補正された撮影画像データの画像とモデル記憶部３０３に記憶されているワークＷのモデルとのパターンマッチング（第１のパターンマッチング）を実行して、最も一致度の高い大きさ及び角度のモデルを選択する。

【0022】

具体的には、パターンマッチング部３０２は次にようにして最も一致度の高いモデルを選択する。図１に示すような形状を有するワークＷを例にすると、モデル記憶部３０３には図５に示すモデルＭｗが記憶されている。モデルＭｗは、ワークＷを示す線画像よりなる。図６に示すように、モデル記憶部３０３には、図５に示すモデルＭｗの大きさを複数段階で異ならせ、さらに、各大きさのモデルＭｗを所定角度ずつ回転させた複数のモデルＭｗが記憶されている。

【0023】

カメラ３０が撮影するワークＷの撮影画像の大きさは、パレット２０に１枚のワークＷが配置されていてそれを撮影したときに最も小さく、パレット２０に最大枚数のワークＷが積載されていて最上位のワークＷを撮影したときに最も大きい。そこで、モデル記憶部３０３は、最小のワークＷの撮影画像に対応するモデルＭｗから最大のワークＷの撮影画像に対応するモデルＭｗまで複数段階の大きさのモデルＭｗを記憶すればよい。モデル記憶部３０３は、各大きさのモデルＭｗを所定角度ずつ回転させた複数のモデルＭｗを記憶する。所定角度を１度とすれば、モデル記憶部３０３は、各大きさのモデルＭｗを１度ずつ回転させた各３６０個のモデルＭｗを記憶する。

【0024】

モデル記憶部３０３は、図５及び図６に示すモデルＭｗだけでなく、パレット２０に積載されることがある各種の形状のワークＷのモデルＭｗを記憶している。

【0025】

図７において、カメラ３０による撮影画像３０ｉは、パレット２０に積載されたワークＷの画像を含む。パターンマッチング部３０２によるステップＳ３０２でのパターンマッチングの結果、最上位のワークＷの画像の大きさと角度に最も近いモデルＭｗがマッチングされて選択される。最上位のワークＷの画像に最も近いモデルＭｗが選択されることにより、最上位のワークＷが検出される。

【0026】

図４において、パターンマッチング部３０２は、ステップＳ３０３にて、モデルＭｗのマッチングによってワークＷの検出に成功したか否かを判定する。ワークＷの検出に成功しなければ（NO）、送受信部３０７は、ステップＳ３０４にて、ワークＷが非検出であった旨をロボット制御装置１００に通知して、画像処理装置３００は処理を終了させる。図４において、破線の矢印線は、情報またはデータが、画像処理装置３００からロボット制御装置１００へと送信され、ロボット制御装置１００から画像処理装置３００へと送信されることを示す。

【0027】

ロボット制御装置１００は、ステップＳ１０１にて、ワークＷが非検出であった旨の通知があったか否かを判定し、ワークＷが非検出であった旨の通知があれば（YES）、処理を終了させる。

【0028】

ロボット制御装置１００がワーク保持用ロボット１０を制御してパレット２０に配置された全てのワークＷを保持してプレスブレーキ４０へと搬送すれば、パレット２０にはワークＷが配置されていない状態となる。全てのワークＷをプレスブレーキ４０へと搬送してパレット２０にワークＷが存在しない状態となると、ワークＷは非検出となる。よって、パレット２０にワークＷが存在しない状態となると、ステップＳ３０３にてワークＷの検出に成功しなかった状態となる。

【0029】

ステップＳ３０３にてワークＷの検出に成功すれば（YES）、一次検出部３０４は、ステップＳ３０５にて、ワークＷの位置及び角度を検出する。図８に示すように、一次検出部３０４は、上記のように選択されたモデルＭｗの角部の位置（ｘ，ｙ）をパレット２０上のワークＷの位置と検出する。一次検出部３０４は、選択されたモデルＭｗの角度をパレット２０上のワークＷの角度θとする。図１に示すパレット２０の角部Ｐ０の位置が、カメラ３０がパレット２０を撮影した撮影画像の原点（０，０）とされている。

【0030】

ワークＷの高さ、厳密にはワークＷの上面の高さ方向の位置と、ワークＷの撮影画像の大きさとの対応関係は予め求められている。一次検出部３０４は、ステップＳ３０５にて、マッチングしたモデルＭｗの大きさに基づいて、ワークＷの高さｈを検出する。このようにして、一次検出部３０４は、最上位のワークＷの平面的な位置及び高さ方向に位置と角度の各情報を含む位置及び角度情報（ｘ，ｙ，θ，ｈ）を検出する。

【0031】

なお、ワークＷの高さｈをモデルＭｗの大きさに基づいて検出していることから、検出された高さｈは実際の高さが正確に検出されているとは限らない。高さｈが誤差を含むので、ワークＷの位置（ｘ，ｙ）も実際の位置が正確に検出されているとは限らない。

【0032】

送受信部３０７は、ステップＳ３０６にて、ワークＷの位置及び角度情報（ｘ，ｙ，ｈ，θ）をロボット制御装置１００に送信する。ロボット制御装置１００は、ステップＳ１０２にて、ワークＷの位置及び角度情報（ｘ，ｙ，θ，ｈ）を受信したか否かを判定する。ワークＷの位置及び角度情報（ｘ，ｙ，θ，ｈ）を受信しなければ（NO）、ロボット制御装置１００はステップＳ１０２の処理を繰り返す。

【0033】

ロボット制御装置１００は、ステップＳ１０２にてワークＷの位置及び角度情報（ｘ，ｙ，θ，ｈ）を受信すれば（YES）、ステップＳ１０３にて、グリッパ１１をワークＷの上方に移動させて角度θだけ回転させ、高さｈに近付けるように低速で下降させる。図９に示すようにグリッパ１１が最上位のワークＷに近接すると、表面検知センサ１３がワークＷの表面を検知する。表面検知センサ１３は、接触式の表面検知センサであってもよく、非接触式の表面検知センサであってもよい。

【0034】

ロボット制御装置１００は、ステップＳ１０４にて、ワーク保持用ロボット１０からの表面検知センサ１３による表面検知反応があるか否かを判定する。表面検知反応がなければ（NO）、ロボット制御装置１００はステップＳ１０３及びＳ１０４の処理を繰り返す。ステップＳ１０４にて表面検知反応があれば（YES）、ロボット制御装置１００は、ステップＳ１０５にて、ワーク保持用ロボット１０から受信した図９に示す手先高さＨｒを画像処理装置３００に送信する。

【0035】

送受信部３０７は、ステップＳ３０７にて、手先高さＨｒを受信したか否かを判定する。手先高さＨｒを受信しなければ（NO）、送受信部３０７はステップＳ３０７の処理を繰り返す。送受信部３０７が手先高さＨｒを受信すれば（YES）、実積載高さ算出部３０５は、ステップＳ３０８にて、ワークＷの実積載高さＨｗを算出する。図９において、グリッパ１１の高さをＨｇ、パレット２０の上面の設置面からの高さをＨｐとすると、実積載高さ算出部３０５は、次の式（１）に基づいてワークＷの実積載高さＨｗを算出する。
Ｈｗ＝Ｈｒ−Ｈｇ−Ｈｐ …（１）

【0036】

二次検出部３０６は、ステップＳ３０９にて、最上位のワークＷの位置及び角度を再検出する。具体的には、実積載高さ算出部３０５が検出した実積載高さＨｗはパターンマッチング部３０２に供給される。パターンマッチング部３０２は、モデル記憶部３０３に記憶されている図１に示すワークＷを検出するための全ての大きさのモデルＭｗのうち、実積載高さＨｗに基づく一部のモデルＭｗを選択する。全ての大きさのモデルＭｗを第１の複数のモデルＭｗとすれば、実積載高さＨｗに基づいて選択したモデルＭｗは、第１の複数より少ない第２の複数のモデルＭｗである。

【0037】

パターンマッチング部３０２は、実積載高さＨｗに基づく一部のモデルＭｗを選択する代わりに、実積載高さＨｗに基づいた大きさの新たなモデルＭｗを作成してもよい。実積載高さＨｗに基づく一部のモデルＭｗを選択する方法では、モデル記憶部３０３に大きさの異なるモデルＭｗを多く記憶させておく必要があるものの処理速度を高速化できる。実積載高さＨｗに基づいて新たなモデルＭｗを作成する方法では、処理速度が遅くなるもののモデル記憶部３０３の容量を少なくすることができる。

【0038】

一部のモデルＭｗは、実積載高さＨｗに誤差を加算した高さから実積載高さＨｗから誤差を減算した高さまでの限定範囲に対応する複数の大きさを有する複数の角度のモデルＭｗとするのがよい。実積載高さＨｗに加減算する誤差は、ワークＷの板厚とするのがよい。実積載高さＨｗに基づいて新たなモデルＭｗを作成する場合、モデル記憶部３０３に予め記憶されている限定範囲内の１または複数のモデルＭｗに基づいて、複数の大きさ及び複数の角度を有する複数のモデルＭｗを作成すればよい。なお、一次検出部３０４によってワークＷのおおよその角度が検出されているから、第２の複数のモデルＭｗは全ての角度のモデルＭｗを含まなくてもよい。第２の複数のモデルＭｗは、一次検出部３０４によって検出された角度を中心とした所定の角度の範囲に含まれる角度のモデルＭｗを含めばよい。

【0039】

パターンマッチング部３０２は、上記のように選択または新たに作成した第２の複数のモデルＭｗを用いて、撮影画像データの画像とのパターンマッチング（第２のパターンマッチング）を実行して、最も一致度の高い大きさ及び角度のモデルＭｗを選択する。ステップＳ３０９でのパターンマッチングによって、最上位のワークＷの画像の大きさと角度に最も近いモデルＭｗがマッチングされて選択され、最上位のワークＷがより正確に検出される。

【0040】

二次検出部３０６は、図８と同様に、ステップＳ３０９にて、選択されたモデルＭｗの角部の位置（ｘ，ｙ）をパレット２０上のワークＷの位置と検出し、選択されたモデルＭｗの角度をパレット２０上のワークＷの角度θとする。二次検出部３０６が検出した角部の位置（ｘ，ｙ）及び角度θは一次検出部３０４が検出した角部の位置（ｘ，ｙ）及び角度θとは異なるので、位置（ｘ’，ｙ’）及び角度θ’と称することとする。二次検出部３０６による再検出の結果、ワークＷの位置及び角度情報（ｘ’，ｙ’，θ’，Ｈｗ）が得られる。

【0041】

送受信部３０７は、ステップＳ３１０にて、二次検出部３０６が生成した位置及び角度情報（ｘ’，ｙ’，θ’，Ｈｗ）をロボット制御装置１００に送信して、処理をステップＳ３０２に戻す。

【0042】

ロボット制御装置１００は、ステップＳ１０６にて、位置及び角度情報（ｘ’，ｙ’，θ’，Ｈｗ）を受信したか否かを判定する。位置及び角度情報（ｘ’，ｙ’，θ’，Ｈｗ）を受信しなければ（NO）、ロボット制御装置１００はステップＳ１０６の処理を繰り返す。

【0043】

位置及び角度情報（ｘ’，ｙ’，θ’，Ｈｗ）を受信すれば（YES）、ロボット制御装置１００は、ステップＳ１０７にて、位置及び角度情報（ｘ’，ｙ’，θ’，Ｈｗ）に基づいて、グリッパ１１を移動もしくは回転（または移動及び回転）させる。また、ロボット制御装置１００は、ステップＳ１０７にて、ワークＷを吸着パッド１２によって吸着して保持してプレスブレーキ４０へと搬送するようワーク保持用ロボット１０を制御する。

【0044】

図１０に示すように、ステップＳ１０３にてワークＷの上方に移動させたグリッパ１１の位置が二点鎖線で示すように適切な位置からずれていたとしても、グリッパ１１はステップＳ１０７にて実線で示す適切な位置へと補正されて、ワークＷを保持する。

【0045】

ロボット制御装置１００は、ステップＳ１０８にて、プレスブレーキ４０と協働してワークＷの加工作業を実行するようワーク保持用ロボット１０を制御する。なお、プレスブレーキ４０は図示していないＮＣ装置によって制御される。ワークＷの加工作業を完了すると、ロボット制御装置１００は、ステップＳ１０９にて、加工済みのワークＷを所定の載置位置へと搬送し、吸着パッド１２による吸着を解除して加工済みのワークＷを載置位置に配置して、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0046】

以上により、カメラ３０が単眼カメラであるにもかかわらず、ワークＷの位置を高精度に検出することができるから、ワーク保持用ロボット１０がワークＷの不適切な位置を保持して加工停止または加工不良を発生させることはほとんどない。

【0047】

図４に示す処理によって、ワーク保持用ロボット１０によって最上位のワークＷが搬送されて加工されるたびに、画像処理装置３００によって新たな最上位のワークＷの位置が検出されて、ワークＷの搬送及び加工が繰り返される。積載されたワークＷのうちの最下位のワークＷが搬送されて加工されると、ワークＷが非検出となるので、画像処理装置３００及びロボット制御装置１００は処理を終了させる。

【0048】

本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。ワーク検出装置として機能する画像処理装置３００は、一部または全てが、コンピュータ機器が備える中央処理装置（ＣＰＵ）によって構成されていてもよい。ＣＰＵが、コンピュータプログラムを実行することによって画像処理装置３００における一部または全ての機能を実現してもよい。画像処理装置３００における一部または全てが集積回路によって構成されていてもよい。ソフトウェアとハードウェアとの使い分けは任意である。

【符号の説明】

【0049】

１０ ワーク保持用ロボット
１１ グリッパ
１２ 吸着パッド
１３ 表面検知センサ
２０ パレット（載置場所）
３０ カメラ（単眼カメラ）
４０ プレスブレーキ（加工機）
１００ ロボット制御装置
３００ 画像処理装置（ワーク検出装置）
３０１ 台形補正部
３０２ パターンマッチング部
３０３ モデル記憶部
３０４ 一次検出部
３０５ 実積載高さ算出部
３０６ 二次検出部
３０７ 送受信部
Ｗ ワーク

【要約】

【課題】単眼カメラによる撮影画像に基づいてワークの位置を高精度に検出することができるワーク検出装置を提供する。
【解決手段】パターンマッチング部３０２は、ワークを単眼カメラによって撮影した撮影画像と、複数の大きさ及び複数の角度を有する第１の複数のモデルとのパターンマッチングを実行して、最も一致度の高い大きさ及び角度のモデルを選択する。一次検出部３０４は、選択したモデルに基づいて、積載されているワークのうちの最上位のワークの位置及び角度を検出する。実積載高さ算出部３０５は、ワーク保持用ロボット１０が検出した手先高さに基づいて、最上位のワークの実積載高さを算出する。二次検出部３０６は、撮影画像と、実積載高さに基づいて選択または新たに作成した第２の複数のモデルとのパターンマッチングを実行して選択した、最も一致度の高い大きさ及び角度のモデルに基づいて、最上位のワークの位置及び角度を再検出する。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】