特許 7443014 ロボットアーム試験装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-26

(45)【発行日】2024-03-05

(54)【発明の名称】ロボットアーム試験装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/00 20060101AFI20240227BHJP

   G06T 19/00 20110101ALI20240227BHJP

   B25J 9/22 20060101ALN20240227BHJP

【ＦＩ】

B25J13/00 Z

G06T19/00 600

B25J9/22 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019185557

(22)【出願日】2019-10-08

(65)【公開番号】P2021058979

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-09-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000207816

【氏名又は名称】大豊精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000969

【氏名又は名称】弁理士法人中部国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100081776

【弁理士】

【氏名又は名称】大川 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100120994

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100174713

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧川 彰人

(72)【発明者】

【氏名】坂田 和夫

【審査官】臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１０４９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４８１９７０７（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０７９８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２１４４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９７３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０５８４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３０９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０４３０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２９６７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２１４２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５２６４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１０６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０５８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００５４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００８４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２９０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１６１６０３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ９／１６－１９／０６

Ｇ０１Ｃ ３／０６－１５／００

Ｇ０７Ｆ １７／２６

Ｇ０６Ｔ ７／００－１９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディスプレイと、
外部を撮像するカメラと、
前記カメラで撮像された第１座標系のターゲットマーカである第１ターゲットマーカの撮像データ、及び前記第１ターゲットマーカに対して設定された座標情報に基づいて、前記カメラの位置及び姿勢を計測する位置姿勢計測部と、
前記位置姿勢計測部で計測された前記カメラの位置及び姿勢に基づき、前記ディスプレイを介してユーザに現実空間と３次元モデルとの重畳画像である複合現実感を提示する情報処理部と、
アームの先端部のハンド部品が配置される予定の場所に、前記ハンド部品ではなく、前記第１座標系から独立した第２座標系のターゲットマーカである第２ターゲットマーカが取り付けられたロボットアームと、
前記第２ターゲットマーカに対応して設定された、前記ハンド部品を表す３次元ハンドモデルを記憶する記憶部と、
を備え、
前記３次元モデルは、実機配置データであり、
前記第１座標系は、ワールド座標系であり、
前記第２座標系は、その原点が、前記第１座標系上で前記第２ターゲットマーカの移動に伴い移動する副座標系であり、
前記情報処理部は、
前記ディスプレイに、前記第１ターゲットマーカの撮像データに基づいて前記３次元モデルを表示し、前記第２ターゲットマーカの撮像データに基づいて前記第１座標系上で前記３次元ハンドモデルを表示し、前記アームの撮像データを前記現実空間として前記３次元モデル及び前記３次元ハンドモデルに重畳して表示するロボットアーム試験装置。

【請求項2】

前記アームの先端部の前記ハンド部品が配置される予定の場所には、立体物が取り付けられており、
前記第２ターゲットマーカは、平板状であり、
複数の前記第２ターゲットマーカが、前記立体物の表面に、立体的に配置されている、
請求項１に記載のロボットアーム試験装置。

【請求項3】

複数の前記第１ターゲットマーカが、前記カメラに対して前記ロボットアームの背後に配置された壁面、設置面、又は表示ディスプレイに表示されている、
請求項１又は２に記載のロボットアーム試験装置。

【請求項4】

前記アームは、少なくとも一部の色が、前記カメラの撮像データにおける前記アームの背景の色と異なる特定色となるように配色され、
前記情報処理部は、前記特定色を前記３次元モデルの手前に表示する請求項１～３の何れか一項に記載のロボットアーム試験装置。

【請求項5】

前記情報処理部は、前記３次元モデルと前記３次元ハンドモデルとの接触部分に対して、色変更処理及び点滅処理の少なくとも一方を含む特殊表示処理を実行する請求項１～４の何れか一項に記載のロボットアーム試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットアーム試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

昨今、例えば特開２０１５－１２５６４１号公報や特開２００４－３５５１３１号公報に記載のように、ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤとも称する）を用いた複合現実感（Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）（以下、ＭＲとも称する）技術が発展している。特開２０１５－１２５６４１号公報から引用すると、ＭＲ技術は、ＨＭＤで撮像した現実の世界（現実空間）の画像に、コンピュータで生成された仮想の世界（仮想空間）の画像を重畳させて、ＨＭＤの画面に表示する技術である。つまり、現実空間画像と仮想空間画像（３次元モデル）とが重畳されてＨＭＤに表示される。ＭＲ技術を利用することで、実際に模型を製作することなく、完成品について、大きさ、又は部品の取り外し（取り付け）の作業性などのチェックが可能となる。ＭＲ技術を用いた複合現実感装置としては、例えば、ＨＭＤと、ＨＭＤを介してユーザに重畳画像である複合現実感を提示する情報処理部と、を備えている。

【0003】

また、ＨＭＤで複合現実感を提示するためには、対象スペース（現実空間）におけるＨＭＤの位置及び姿勢を求める必要がある。例えば特開２０１５－２１５１９１号公報に記載されているように、複合現実感装置を用いるには、現実空間中に定義した基準座標系と、カメラ座標系との間の、相対的な位置及び姿勢を計測することが不可欠である。ここで、例えば特開２０１５－２１５１９１号公報及び特開２００８－７０２６７号公報には、ＨＭＤに設けられたカメラで撮像したターゲットマーカの情報からカメラの位置姿勢を推定することが記載されている。ターゲットマーカには、座標情報が設定されている。作業スペース（現実空間）に設置されたターゲットマーカを、カメラが撮像することで、公知の演算方法により、カメラの位置及び姿勢を推定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１２５６４１号公報

【文献】特開２００４－３５５１３１号公報

【文献】特開２０１５－２１５１９１号公報

【文献】特開２００８－７０２６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、工場にロボットアームを導入するに際し、ロボットアームの動作が他の装置と干渉するか否かなど、予め細かなシミュレーションが必要となる。例えば、実際の工場現場に導入対象のロボットアームを配置して動作させることで、干渉具合等は把握できる。しかしながら、実際に工場にロボットアームを配置して動作試験を行うと、ロボットアームの先端部に取り付けられたハンド部品（例えば把持ハンド、溶接トーチ、研磨ハンド、又はバキュームハンド等）が他の装置と当接して破損するおそれがある。

【0006】

また、工場でロボットアームを組み付けて、ロボットアームやハンド部品の配置や種類が適切でないと判断された場合、設置場所又はハンド部品を変更して再度組み立てなければならない。このように、従来の方法では、ロボットアーム導入時の試験において、多大な労力がかかっていた。

【0007】

本発明の目的は、ロボットアームのハンド部品の損傷が防止されるとともに、容易にハンド部品の動作・干渉試験を実行することができるロボットアームを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のロボットアーム試験装置は、ディスプレイと、外部を撮像するカメラと、前記カメラで撮像された第１座標系のターゲットマーカである第１ターゲットマーカの撮像データ、及び前記第１ターゲットマーカに対して設定された座標情報に基づいて、前記カメラの位置及び姿勢を計測する位置姿勢計測部と、前記位置姿勢計測部で計測された前記カメラの位置及び姿勢に基づき、前記ディスプレイを介してユーザに現実空間と３次元モデルとの重畳画像である複合現実感を提示する情報処理部と、アームの先端部のハンド部品が配置される予定の場所に、前記ハンド部品ではなく、前記第１座標系から独立した第２座標系のターゲットマーカである第２ターゲットマーカが取り付けられたロボットアームと、前記第２ターゲットマーカに対応して設定された、前記ハンド部品を表す３次元ハンドモデルを記憶する記憶部と、を備え、前記３次元モデルは、実機配置データであり、前記第１座標系は、ワールド座標系であり、前記第２座標系は、その原点が、前記第１座標系上で前記第２ターゲットマーカの移動に伴い移動する副座標系であり、前記情報処理部は、前記ディスプレイに、前記第１ターゲットマーカの撮像データに基づいて前記３次元モデルを表示し、前記第２ターゲットマーカの撮像データに基づいて前記第１座標系上で前記３次元ハンドモデルを表示し、前記アームの撮像データを前記現実空間として前記３次元モデル及び前記３次元ハンドモデルに重畳して表示する。

【0009】

本発明の第２態様に係るロボットアーム試験装置は、ディスプレイと、外部を撮像するカメラと、前記カメラで撮像されたターゲットマーカの撮像データ、及び前記ターゲットマーカに対して設定された座標情報に基づいて、前記カメラの位置及び姿勢を計測する位置姿勢計測部と、前記位置姿勢計測部で計測された前記カメラの位置及び姿勢に基づき、前記ディスプレイを介してユーザに現実空間と３次元モデルとの重畳画像である複合現実感を提示する情報処理部と、アームの先端部に、ハンド部品ではなく前記ターゲットマーカが取り付けられたロボットアームと、前記ターゲットマーカに対応して設定された、前記ハンド部品を表す前記３次元モデルを記憶する記憶部と、を備え、前記情報処理部は、前記ディスプレイに、前記現実空間とともに、前記ターゲットマーカの撮像データに基づいて前記３次元モデルを表示する。

【発明の効果】

【0010】

本発明の第１態様によれば、ディスプレイには、第１座標系で定義された３次元モデル、第２座標系で定義されたハンド部品を表す３次元ハンドモデル、及び実機のアームを撮像データのままで表す現実空間が重畳的に表示される。カメラで撮像しているアームを実際に作動させると、ディスプレイでは、３次元モデル（第１座標）上をアームの撮像データが作動する。そして、アームの先端部が移動すると、それに応じて第２ターゲットマーカ（第２座標の原点）が移動し、３次元ハンドモデルが第１座標上を移動する。第２ターゲットマーカが首を振って位置や姿勢を変えるたびに、第２座標系における３次元ハンドモデルの位置姿勢が変化する。

【0011】

この構成によれば、３次元ハンドモデル又はアームが３次元モデルに接触しても、実際にハンド部品が他のものに接触するわけではないため、ハンド部品の損傷は防止される。また、３次元モデルとして工場の実機配置データを設定することで、実際に工場にロボットアームを配置することなく、別の場所で予め動作・干渉試験を実施できる。また、３次元ハンドモデルのデータを変更するだけで、別のハンド部品に対する試験が可能となる。このように第１態様によれば、ロボットアームのハンド部品の損傷が防止されるとともに、容易にハンド部品の動作・干渉試験を実行することができる。

【0012】

参考態様によれば、ディスプレイには、実際にカメラが撮像した撮像データ（現実空間）上に、ハンド部品が３次元モデルとして表示される。実際のアームの移動に応じてターゲットマーカの位置姿勢が変化し、ディスプレイ上の３次元モデルも位置姿勢が変化する。このように、ターゲットマーカの撮像データの変化により、ディスプレイにおける現実空間上に浮かび上がるハンド部品の３次元モデルの位置姿勢が変化する。下記の第２実施形態は、参考態様に相当する。

【0013】

この構成によれば、実際に工場にロボットアームを配置して試験する際、ターゲットマーカと他の装置との接触は生じ得るが、実際のハンド部品と他の装置との接触は生じ得ない。したがって、ハンド部品の損傷は防止される。また、実際のハンド部品を取り換えることなく、表示される３次元モデルのデータを変更するだけで、複数種類のハンド部品の動作・干渉試験を行うことができる。このように第２態様によれば、ロボットアームのハンド部品の損傷が防止されるとともに、容易にハンド部品の動作・干渉試験を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態のロボットアーム試験装置の構成図である。

【図2】第１実施形態のディスプレイの表示状態を説明するための説明図である。

【図3】第１実施形態の座標系の原点の設定例である。

【図4】第１実施形態のディスプレイの別例の表示状態を説明するための説明図である。

【図5】第２実施形態のロボットアーム試験装置の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。また、説明に用いる各図は概念図である。実施形態相互に説明及び図面を参照できる。

【0016】

＜第１実施形態＞
第１実施形態のロボットアーム試験装置１は、図１に示すように、ディスプレイ２と、カメラ３と、位置姿勢計測部４と、情報処理部５と、ロボットアーム６と、記憶部７と、を備えている。カメラ３は、外部を撮像する装置である。第１実施形態の例において、ロボットアーム試験装置１は、ＣＰＵやメモリを備えるタブレット端末１００と、ロボットアーム６と、を備えている。

【0017】

タブレット端末１００は、ディスプレイ２と、カメラ３と、位置姿勢計測部４と、情報処理部５と、記憶部７と、を備えている。タブレット端末１００は、ＭＲに関するソフトウェアが搭載されたコンピュータである。ディスプレイ２はタブレット端末１００の表面に設けられ、カメラ３はタブレット端末１００の背面に設けられている。各機能部４、５、７は、タブレット端末１００の内部に配置されている。

【0018】

位置姿勢計測部４は、カメラ３で撮像された第１座標系のターゲットマーカである第１ターゲットマーカ９１の撮像データ、及び第１ターゲットマーカ９１に対して設定された座標情報に基づいて、カメラ３の位置及び姿勢を計測する。第１座標系は、３次元のいわゆる世界座標系（ワールド座標系）であり、原点位置と３軸とで規定されている。位置姿勢計測部４は、撮像データにおける第１ターゲットマーカ９１の大きさや形状により、カメラ３の位置姿勢を演算する。

【0019】

位置姿勢計測部４は、第１ターゲットマーカ９１のパターンに応じて設定された座標情報を読み取り、カメラ３がどの位置からどの方向を向いているかを推測する。ロボットアーム６の背後に配置された壁面や設置面、又はディスプレイには、複数の第１ターゲットマーカ９１が表示されている。

【0020】

情報処理部５は、位置姿勢計測部４で計測されたカメラ３の位置及び姿勢に基づき、ディスプレイ２を介してユーザに現実空間と３次元モデル８１との重畳画像である複合現実感（ＭＲ）を提示する。３次元モデル８１は、例えば工場をスキャンして得た点群データ又は当該点群データに基づく画像データである。

【0021】

ＭＲとしてディスプレイ２に表示する３次元モデル８１は、第１ターゲットマーカ９１の座標情報と対応し、カメラ３が撮像する第１ターゲットマーカ９１の位置等の変化に応じて見え方が変化する。例えば第１ターゲットマーカ９１の位置、大きさ、パターン、及び形状（撮像角度）に基づき、カメラ３の対象スペースでの位置姿勢が推定できる。例えば特開２０１５－２１５１９１号公報及び特開２００８－７０２６７号公報に記載されているように、複合現実感装置（ＭＲ装置）は、カメラ３で撮像されたターゲットマーカの撮像データに基づいて、公知の方法でカメラ３の位置と姿勢を計測できる。複合現実感装置（ＭＲ装置）は、公知の装置であって、詳細な説明は省略する。

【0022】

ロボットアーム６は、アーム６１の先端部に、ハンド部品でなく、第１座標系から独立した第２座標系のターゲットマーカである第２ターゲットマーカ９２が取り付けられたロボットアームである。つまり、ロボットアーム６には、実際のハンド部品は取り付けられておらず、代わりにハンド部品が配置される予定の場所に第２ターゲットマーカ９２が取り付けられている。第２座標系は、副座標系である。つまり、第２座標系の原点は、第１座標上を第１座標の原点位置に影響することなく、アーム６１の移動に伴い移動する。

【0023】

アーム６１は、例えば、１つ又は複数の関節を持ち、回転や小アームごとの作動が可能である。複数の第２ターゲットマーカ９２がアーム６１の先端部に設置されている。第２ターゲットマーカ９２は、例えば、複数の６面体を組み合わせた部材の表面に複数配置されている。複数の第２ターゲットマーカ９２が立体的に（垂線が交差するように）配置されている。

【0024】

記憶部７は、第２ターゲットマーカ９２に対応して設定された、ロボットアーム６のハンド部品を表す複数の３次元ハンドモデル８２を記憶する装置である。３次元ハンドモデルは、例えば、把持ハンド、溶接トーチ、研磨ハンド、又はバキュームハンド等のＣＧ（コンピュータグラフィックス）である。記憶部７には、形状が異なる複数の３次元ハンドモデル８２が記憶されている。

【0025】

ここで、図２に示すように、情報処理部５は、ディスプレイ２に、第１ターゲットマーカ９１の撮像データに基づいて３次元モデルを表示し、第２ターゲットマーカ９２の撮像データに基づいて３次元ハンドモデル８２を表示し、アーム６１の撮像データを現実空間として３次元モデル及び３次元ハンドモデルに重畳して表示する。

【0026】

情報処理部５では、カメラ３の撮像データのうち特定の色の部分が重畳画像での現実空間として表示されるように設定されている。この特定色として、アーム６１表面の色（大部分が同色）が設定されている。したがって、情報処理部５は、アーム６１表面の色を現実空間としてディスプレイ２に表示するため、実機のアーム６１の撮像データがそのままディスプレイ２に表示される。カメラ３の撮像範囲内でアーム６１が移動すると、ディスプレイ２でもＣＧなしに表示されたアーム６１が第１座標上を移動する。このように、第１実施形態では、アーム６１の３次元モデルは不要である。

【0027】

ロボットアーム６を作動させ、第２ターゲットマーカ９２のみを移動・姿勢変更させると、ディスプレイ２では、３次元ハンドモデル８２だけが移動・姿勢変更する。位置姿勢計測部４は、第２ターゲットマーカ９２の見え方により、第１座標上で第２座標の原点の移動、姿勢変更等を把握する。位置姿勢計測部４は、第２座標の原点により第１座標上のアーム６１の位置が決まるため、第２ターゲットマーカ９２とアーム６１との相対位置関係も把握できる。したがって、ディスプレイ２において、３次元ハンドモデル８２とアーム６１との前後関係（手前・背後）により、３次元ハンドモデル８２がアーム６１の手前に見えたりアーム６１に隠れたりする。なお、図３は、原点位置の設定例である。

【0028】

第１実施形態では、アーム６１は、少なくとも一部の色が、カメラ３の撮像データにおけるアーム６１の背景の色と異なる特定色となるように配色されている。そして、情報処理部５は、特定色を３次元モデル８１の手前に表示する。これにより、より明確にアーム６１が表示される。

【0029】

３次元モデル８１と３次元ハンドモデル８２とが接触する（同座標になる）と、例えば接触部分の３次元ハンドモデル８２が表示されなくなる。あるいは、接触部分だけを別の表示（色、点滅等）することも可能である。このように、情報処理部５は、３次元モデル８１と３次元ハンドモデル８２との接触部分に対して、色変更処理及び点滅処理の少なくとも一方を含む特殊表示処理を実行してもよい。

【0030】

（第１実施形態の効果）
第１実施形態によれば、ディスプレイ２には、第１座標系で定義された３次元モデル８１、第２座標系で定義されたハンド部品を表す３次元ハンドモデル８２、及び実機のアーム６１を撮像データのままで表す現実空間（特定色の表示）が重畳的に表示される。カメラ３で撮像しているアーム６１を実際に作動させると、ディスプレイ２では、３次元モデル８１（第１座標）上をアーム６１の撮像データが作動する。そして、アーム６１の先端部が移動すると、それに応じて第２ターゲットマーカ９２（第２座標の原点）が移動し、３次元ハンドモデル８２が第１座標上を移動する。第２ターゲットマーカ９２が首を振って位置や姿勢を変えるたびに、第２座標系における３次元ハンドモデル８２の位置姿勢が変化する。

【0031】

この構成によれば、３次元ハンドモデル８２又はアーム６１が３次元モデルに接触しても、実際にハンド部品が他のものに接触するわけではないため、ハンド部品の損傷は防止される。また、３次元モデル８１として工場の実機配置データを設定することで、実際に工場にロボットアーム６を配置することなく、別の場所で予め動作・干渉試験を実施できる。また、３次元ハンドモデル８２のデータを変更するだけで、別のハンド部品に対する試験が可能となる。このように第１実施形態によれば、ロボットアーム６のハンド部品の損傷が防止されるとともに、容易にハンド部品の動作・干渉試験を実行することができる。

【0032】

（別の例）
図４に示す例では、カメラ３とディスプレイ２とが別体（有線で接続）である。また、複数の第２ターゲットマーカ９２が１つの立体（複数の立方体で形成）に添付されている。この場面では、第２ターゲットマーカ９２の背後にアーム６１が位置するように、カメラ３が第２ターゲットマーカ９２を正面から撮像している。これにより、第２ターゲットマーカ９２（立体）の背後に隠れたアーム６１の一部は、特定色が検出されないため、白色に抜けた状態でディスプレイ２に表示される。このように、タブレット端末１００は、座標から前後関係（奥行き）を把握したうえで、ディスプレイ２に対象を表示する。

【0033】

＜第２実施形態＞
第２実施形態のロボットアーム試験装置１Ａは、図５に示すように、タブレット端末１００と、ロボットアーム６と、を備えている。タブレット端末１００は、ディスプレイ２と、外部を撮像するカメラ３と、位置姿勢計測部４と、情報処理部５と、記憶部７と、を備えている。

【0034】

位置姿勢計測部４は、カメラ３で撮像されたターゲットマーカ９３の撮像データ、及びターゲットマーカ９３に対して設定された座標情報に基づいて、カメラ３の位置及び姿勢を計測する。情報処理部５は、位置姿勢計測部４で計測されたカメラ３の位置及び姿勢に基づき、ディスプレイ２を介してユーザに現実空間と３次元モデルとの重畳画像である複合現実感を提示する。ロボットアーム６は、アーム６１の先端部に、ハンド部品でなくターゲットマーカ９３が取り付けられたロボットアームである。記憶部７は、ターゲットマーカ９３に対応して設定された、ハンド部品を表す３次元モデルを記憶する装置である。記憶部７には、形状が異なる複数の３次元モデルが記憶されている。

【0035】

第２実施形態の情報処理部５は、ディスプレイ２に、現実空間とともに、ターゲットマーカ９３の撮像データに基づいて３次元モデルを表示する。つまり、第２実施形態では、第１実施形態と異なり、ハンド部品を表す３次元モデルだけがＣＧで表示され、その他は撮像データそのままが現実空間として表示される。第２実施形態でディスプレイ２に表示される画面は、例えば図４における３次元ハンドモデル８２以外の部分が実際の撮像データである状態に相当する。第２実施形態では、副座標系のみが座標系として存在する。

【0036】

（第２実施形態の効果）
第２実施形態によれば、ディスプレイ２には、実際にカメラ３が撮像した撮像データ（現実空間）上に、ハンド部品が３次元モデルとして表示される。実際のアーム６１の移動に応じてターゲットマーカ９３の位置姿勢が変化し、ディスプレイ２上の３次元モデルも位置姿勢が変化する。このように、ターゲットマーカ９３の撮像データの変化により、ディスプレイ２における現実空間上に浮かび上がるハンド部品の３次元モデルの位置姿勢が変化する。

【0037】

この構成によれば、実際に工場にロボットアーム６を配置して試験する際、ターゲットマーカ９３と他の装置との接触は生じ得るが、実際のハンド部品と他の装置との接触は生じ得ない。したがって、ハンド部品の損傷は防止される。また、実際のハンド部品を取り換えることなく、表示される３次元モデルのデータを変更するだけで、複数種類のハンド部品の動作・干渉試験を行うことができる。このように第２実施形態によれば、ロボットアーム６のハンド部品の損傷が防止されるとともに、容易にハンド部品の動作・干渉試験を実行することができる。

【0038】

＜その他＞
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、ディスプレイ２とカメラ３とは、例えばヘッドマウントディスプレイやタブレット端末のように一体的に配置されてもよいし、あるいは互いに相対移動できるように両者が有線又は無線により通信可能に接続されていてもよい。タブレット端末１００によれば、容易に且つ複数人でＭＲ画像を確認できる。また、各機能は、タブレット端末１００に限らず、別のコンピュータにより実現されてもよい。

【0039】

また、参考として、複数のカメラを配置して、球状反射マーカの位置を検出する光学式センサを用いても、上記試験は実行可能である。ただし、上記実施形態のように、平板状のターゲットマーカを用いた装置のほうが、設備の簡素化が可能であり、より容易に試験を実行することができる。

【0040】

第１実施形態によれば、ＡＲとは異なり、２つの座標系が別々に設定されており、３次元ハンドモデル８２の独立した動きを可能としている。また、第１実施形態では、仮想空間に３次元の仮想工場を再現することができ、実機と仮想工場空間との融合が可能となる。

【0041】

また、ロボットアーム試験装置１、１Ａによれば、ＣＧと実機との距離感を精度よく反映してディスプレイ２に表示することができる。また、ロボットアーム試験装置１、１Ａは、例えば、作業者の訓練に、ロボットティーチに、又はトレーニング機として利用することができる。ロボットアーム試験装置１Ａは、設置工場空間での障害物との仮想事前干渉確認が可能となる。ロボットアーム試験装置１、１Ａによれば、工場又は仮想工場空間でのロボットモーション確認が容易に可能となる。ロボットアーム試験装置は、バーチャルロボットハンドシミュレーションシステムともいえる。ハンド部品は、ロボットハンドともいえる。

【符号の説明】

【0042】

１、１Ａ…ロボットアーム試験装置、２…ディスプレイ、３…カメラ、４…位置姿勢計測部、５…情報処理部、６…ロボットアーム、６１…アーム、８１…３次元モデル（例えば点群データによる背景画像）、８２…３次元ハンドモデル、９１…第１ターゲットマーカ、９２…第２ターゲットマーカ、９３…ターゲットマーカ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】