特許 7522347 計測システム

(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】2024-07-17

(45)【発行日】2024-07-25

(54)【発明の名称】計測システム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20240718BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20240718BHJP

【ＦＩ】

G01B11/24 K

B25J13/08 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020185921

(22)【出願日】2020-11-06

(65)【公開番号】P2022075249

(43)【公開日】2022-05-18

【審査請求日】2023-07-24

(73)【特許権者】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】桂 正士

(72)【発明者】

【氏名】中山 晋

【審査官】信田 昌男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１３７７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５０８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４７７５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／２４

Ｂ２５Ｊ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

三角測量によって計測対象物（４１）の三次元形状を計測するための計測システムであって、
複数の軸部品（１３）が関節部品（１２）によって連結されているロボットアーム（１５）と、前記ロボットアームに取り付けられているロボットハンド（１６）とを有する可動部品（１９）と、
第１計測装置（２１、２２１）と、
前記第１計測装置と別体であって、前記可動部品に取り付けられている第２計測装置（２２、３２２）と、
前記第１計測装置と前記第２計測装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出部（７１）と、
前記第２計測装置が取り付けられている前記可動部品の動きを制御する可動部品制御部（７３）と、
前記第１計測装置の計測データと、前記第２計測装置の計測データと、前記装置間距離算出部が算出した前記装置間距離とを用いて前記計測対象物の三次元形状を算出する形状算出部（７４）とを備え、
前記第１計測装置は、前記ロボットアームに取り付けられており、
前記第２計測装置は、前記ロボットハンドに取り付けられており、
前記可動部品制御部は、前記計測対象物の三次元形状を計測する際に、前記装置間距離が、前記可動部品制御部による制御の基準となる基準距離よりも長くなるように前記可動部品を制御する計測システム。

【請求項2】

前記基準距離は、前記計測システムの停止状態における前記装置間距離である停止距離（Ｄｓ）に設定されている請求項１に記載の計測システム。

【請求項3】

前記基準距離は、前記ロボットハンドによる前記計測対象物の把持開始位置における前記装置間距離である把持開始距離（Ｄｈ）に設定されている請求項１に記載の計測システム。

【請求項4】

三角測量によって計測対象物（４１）の三次元形状を計測するための計測システムであって、
複数の軸部品（１３）が関節部品（１２）によって連結されているロボットアーム（１５）と、前記ロボットアームに取り付けられているロボットハンド（１６）とを有する可動部品（１９）と、
第１計測装置（２１、２２１）と、
前記第１計測装置と別体であって、前記可動部品に取り付けられている第２計測装置（２２、３２２）と、
前記第１計測装置と前記第２計測装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出部（７１）と、
前記第２計測装置が取り付けられている前記可動部品の動きを制御する可動部品制御部（７３）と、
前記第１計測装置の計測データと、前記第２計測装置の計測データと、前記装置間距離算出部が算出した前記装置間距離とを用いて前記計測対象物の三次元形状を算出する形状算出部（７４）とを備え、
前記第１計測装置は、前記ロボットアームに取り付けられており、
前記第２計測装置は、前記ロボットハンドに取り付けられており、
前記可動部品制御部は、前記計測対象物の三次元形状を計測する際に、前記第１計測装置と前記第２計測装置とを結ぶ仮想基線（ＶＬ）と前記計測対象物の計測点を含む仮想平面とが直交する直交点（ＰＯ）が前記第１計測装置と前記第２計測装置との間に位置するように前記可動部品を制御する計測システム。

【請求項5】

前記形状算出部は、前記ロボットハンドが前記計測対象物を把持する前の状態と前記ロボットハンドが前記計測対象物を把持した後の状態との２つの状態で前記計測対象物の三次元形状を算出する請求項１から請求項４のいずれかに記載の計測システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この明細書における開示は、計測システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、ロボットの部品ピッキングシステムを開示している。この先行技術文献では、光信号投影部と撮像部とを用いてピックアップ対象となる部品の姿勢を判定している。光信号投影部は、支持部材によって固定的に支持され、部品箱の中央部上方から光信号を投影している。また、撮像部は、ロボットのアームに搭載されており、アームの位置姿勢を変化させることに伴い撮像部の位置姿勢も変化するため、撮像した画像データを補正している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１４６８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

先行技術文献の構成では、部品の姿勢を判定する際に、光信号投影部と撮像部との位置関係をどのようにすることが好ましいかについて具体的な開示がない。光信号投影部と撮像部との位置関係によっては、適切に形状を計測できない。特に、光信号投影部と撮像部との距離が近い場合には、三角測量による形状計測において計測誤差が大きくなりやすく、計測精度が低下しやすい。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、計測システムにはさらなる改良が求められている。

【0005】

開示される１つの目的は、計測精度の高い計測システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

ここに開示された計測システムは、三角測量によって計測対象物（４１）の三次元形状を計測するための計測システムであって、
複数の軸部品（１３）が関節部品（１２）によって連結されているロボットアーム（１５）と、ロボットアームに取り付けられているロボットハンド（１６）とを有する可動部品（１９）と、
第１計測装置（２１、２２１）と、
第１計測装置と別体であって、可動部品に取り付けられている第２計測装置（２２、３２２）と、
第１計測装置と第２計測装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出部（７１）と、
第２計測装置が取り付けられている可動部品の動きを制御する可動部品制御部（７３）と、
第１計測装置の計測データと、第２計測装置の計測データと、装置間距離算出部が算出した装置間距離とを用いて計測対象物の三次元形状を算出する形状算出部（７４）とを備え、
第１計測装置は、ロボットアームに取り付けられており、
第２計測装置は、ロボットハンドに取り付けられており、
可動部品制御部は、計測対象物の三次元形状を計測する際に、装置間距離が、可動部品制御部による制御の基準となる基準距離よりも長くなるように可動部品を制御する。

【0007】

開示された計測システムによると、計測対象物の三次元形状を計測する際に、装置間距離が可動部品制御部による制御の基準となる基準距離よりも長くなるように可動部品を制御する。このため、装置間距離を少なくとも基準距離よりも長く確保して計測対象物の三次元形状を計測できる。したがって、計測精度の高い計測システムを提供できる。

【0008】

ここに開示された計測システムは、三角測量によって計測対象物（４１）の三次元形状を計測するための計測システムであって、
複数の軸部品（１３）が関節部品（１２）によって連結されているロボットアーム（１５）と、ロボットアームに取り付けられているロボットハンド（１６）とを有する可動部品（１９）と、
第１計測装置（２１、２２１）と、
第１計測装置と別体であって、可動部品に取り付けられている第２計測装置（２２、３２２）と、
第１計測装置と第２計測装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出部（７１）と、
第２計測装置が取り付けられている可動部品の動きを制御する可動部品制御部（７３）と、
第１計測装置の計測データと、第２計測装置の計測データと、装置間距離算出部が算出した装置間距離とを用いて計測対象物の三次元形状を算出する形状算出部（７４）とを備え、
第１計測装置は、ロボットアームに取り付けられており、
第２計測装置は、ロボットハンドに取り付けられており、
可動部品制御部は、計測対象物の三次元形状を計測する際に、第１計測装置と第２計測装置とを結ぶ仮想基線（ＶＬ）と計測対象物の計測点を含む仮想平面とが直交する直交点（ＰＯ）が第１計測装置と第２計測装置との間に位置するように可動部品を制御する。

【0009】

開示された計測システムによると、計測対象物の三次元形状を計測する際に、第１計測装置と第２計測装置とを結ぶ仮想基線と計測対象物の計測点を含む仮想平面とが直交する直交点が第１計測装置と第２計測装置との間に位置するように可動部品を制御する。このため、直交点が投光装置と受光装置との間に位置していない場合に比べて、装置間距離を長くしやすい。したがって、三次元形状計測時の装置間距離を長く確保して、計測精度を高めやすい。よって、計測精度の高い計測システムを提供することができる。

【0010】

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】計測システムの概略構成を示す構成図である。

【図2】計測システムの制御に関するブロック図である。

【図3】計測システムの制御に関するフローチャートである。

【図4】ロボットの停止位置を説明するための説明図である。

【図5】ロボットの計測位置を説明するための説明図である。

【図6】ロボットの把持開始位置を説明するための説明図である。

【図7】第２実施形態における計測システムの概略構成を示す構成図である。

【図8】第２実施形態における計測システムの制御に関するフローチャートである。

【図9】第２実施形態におけるロボットの計測位置を説明するための説明図である。

【図10】第３実施形態における計測システムの概略構成を示す構成図である。

【図11】第３実施形態における計測システムの制御に関するフローチャートである。

【図12】第３実施形態におけるロボットの計測位置を説明するための説明図である。

【図13】第３実施形態におけるロボットの計測位置を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

【0013】

第１実施形態
図１において、計測システム１は、計測対象物４１の三次元形状を計測するためのシステムである。計測システム１は、三角測量の原理を用いて計測対象物４１の三次元形状を計測する。三角測量の原理を用いた計測方法としては、位相シフト法やステレオカメラを用いた方法等の様々な方法を採用可能である。

【0014】

位相シフト法では、計測対象物４１に対して縞模様等のパターン光を投光し、計測対象物４１で反射したパターン光を受光する。この時、投光するパターン光の位相を変化させて投光および受光を繰り返す。これにより、投光したパターン光と受光したパターン光との違いから計測対象物４１の三次元形状を計測する。ただし、パターン光を投光する装置と受光する装置との距離が近い場合には、三次元形状の計測誤差が大きくなりやすい。このため、パターン光を投光する位置と受光する位置とをできるだけ離れた位置とすることが好ましい。

【0015】

ステレオカメラを用いた方法では、複数のカメラを用いて計測対象物４１を異なる位置から同時に撮像する。これにより、撮像した複数の画像の視差から計測対象物４１の奥行方向の情報を計測する。ただし、複数のカメラ同士の距離が近い場合には、画像の視差が小さくなるため、三次元形状の計測誤差が大きくなりやすい。したがって、複数のカメラ同士の位置をできるだけ離れた位置とすることが好ましい。

【0016】

このように、三角測量を用いた計測方法においては、計測に用いる装置同士の距離が短いと、計測の精度が低下してしまう。計測に用いる装置同士が１つの筐体に収納されて一体に構成されている場合には、装置同士の距離が短く固定されてしまい計測精度が低くなりやすかった。あるいは、装置同士の距離を長く確保するために、計測に用いる装置を収納する筐体全体が大型になり、筐体の取り付けに関する制約が多くなってしまっていた。三角測量の具体的な方法の違いによらず、計測精度を高めるためには、計測に用いる装置同士の距離を長く確保することが好ましい。以下では、位相シフト法を用いて計測対象物４１の三次元形状を計測する場合を例に説明を行う。

【0017】

計測システム１は、部品を特定の箇所に組み付ける組み付け作業、部品をピッキングするピッキング作業、部品に傷や欠けがないかを検査する外観検査、部品を把持する把持作業において、部品の位置姿勢や形状等を計測する際に利用可能である。

【0018】

以下では、計測システム１を、作業台３１に載置された計測対象物４１を把持して組み付ける組み付け作業に適用した場合を例に説明する。作業台３１は、四角形状の板部材である。ただし、作業台３１の種類や形状は、上述の例に限られない。作業台３１として箱型形状の部品箱を採用してもよい。また、作業台３１としてベルトコンベア等の動きを伴う装置を採用してもよい。作業台３１に載置された計測対象物４１の数は、１つに限られない。例えば、複数の計測対象物４１が互いに重なった状態で作業台３１に載置されていてもよい。

【0019】

計測システム１は、ロボット１０と計測ユニット２０とを備えている。ロボット１０は、垂直多関節型ロボットである。ただし、ロボット１０は、組み付け作業を実行可能であればよく、垂直多関節型ロボットに限られない。ロボット１０として、水平多関節型ロボット等を採用してもよい。

【0020】

ロボット１０は、ベース１１とロボットアーム１５とロボットハンド１６とを備えている。ベース１１は、ロボット１０が設置されている設置面にボルト等を用いて固定されている。ベース１１は、ロボット１０における基部を構成している。ベース１１は、ロボット１０における動かない部品である固定部品を構成している。

【0021】

ロボットアーム１５は、関節部品１２と軸部品１３とを備えている。ロボットアーム１５は、複数の軸部品１３を関節部品１２によって連結して構成されている。より詳細には、関節部品１２は、第１関節部品１２ａと第２関節部品１２ｂと第３関節部品１２ｃとの３つの部品を備えている。軸部品１３は、第１軸部品１３ａと第２軸部品１３ｂと第３軸部品１３ｃとの３つの部品を備えている。第１軸部品１３ａは、第１関節部品１２ａによってベース１１に連結されている。第２軸部品１３ｂは、第２関節部品１２ｂによって第１軸部品１３ａに連結されている。第３軸部品１３ｃは、第３関節部品１２ｃによって第２軸部品１３ｂに連結されている。まとめると、各関節部品１２と各軸部品１３とは、ベース１１から近い順に第１関節部品１２ａ、第１軸部品１３ａ、第２関節部品１２ｂ、第２軸部品１３ｂ、第３関節部品１２ｃ、第３軸部品１３ｃの順番で一体に連結されている。だたし、ロボットアーム１５を構成する関節部品１２および軸部品１３の数は、上述の例に限られない。

【0022】

関節部品１２には、モータが含まれている。これにより、モータを制御することで関節部品１２の角度を自在に制御することができる。複数の軸部品１３は、関節部品１２を介して互いに相対回転可能に連結されている。ロボットアーム１５は、ベース１１に連結されている。

【0023】

ロボットハンド１６は、ロボットアーム１５の先端部に取り付けられている。言い換えると、ロボットハンド１６は、ロボットアーム１５のうち、ベース１１に固定されている部分の反対側の部分に取り付けられている。ロボットハンド１６には、モータが含まれている。これにより、モータを制御することでロボットアーム１５が備える第３軸部品１３ｃの軸周りに相対回転可能に構成されている。

【0024】

ロボットハンド１６は、２本で一対をなす爪部を備えている。ただし、爪部を３本以上の部品で構成してもよい。この爪部は、ロボットハンド１６の回転軸１６ａを回転中心として回転する。ロボットハンド１６は、爪部同士の間隔を拡大および縮小する開閉動作を行うことで、作業台３１に載置された計測対象物４１を把持可能に構成されている。また、ロボット１０は、ロボットハンド１６が計測対象物４１を把持した状態で可動部品１９を動かすことで、計測対象物４１の位置や姿勢を変えることができる。ロボットアーム１５とロボットハンド１６とは、ロボット１０における可動部品１９を構成している。

【0025】

計測ユニット２０は、投光装置２１と受光装置２２とを備えている。計測ユニット２０は、位相シフト法を用いて計測対象物４１の三次元形状を計測するためのユニットである。計測ユニット２０として、ステレオカメラを用いた方法を採用する場合には、投光装置２１に代えて第１カメラ、受光装置２２に代えて第２カメラ等を用いることとなる。投光装置２１は、第１計測装置の一例を提供する。受光装置２２は、第２計測装置の一例を提供する。

【0026】

投光装置２１は、計測対象物４１に縞模様等のパターン光を投光する装置である。投光装置２１は、発光素子、レンズ、ミラー等を備えている。投光装置２１は、第１軸部品１３ａに取り付けられている。投光装置２１は、パターン光を投光する発光素子の向きを調整可能な角度調整装置を備えている。投光装置２１は、第１関節部品１２ａのモータ制御と角度調整装置の制御とによって、計測対象物４１に対して適切な方向および範囲にパターン光を投光する。

【0027】

受光装置２２は、計測対象物４１で反射したパターン光を受光する装置である。受光装置２２は、イメージセンサを備えている。受光装置２２は、ロボットハンド１６に取り付けられている。受光装置２２は、パターン光を受光する受光面の向きを調整可能な角度調整装置を備えている。受光装置２２は、可動部品１９のモータ制御と角度調整装置の制御とによって、計測対象物４１で反射したパターン光に正対する向きに受光面を調整する。これにより、計測対象物４１で反射したパターン光を適切に受光して、三次元形状計測を行うことができる。可動部品１９には、複数の関節部品１２とロボットハンド１６が含まれている。言い換えると、受光装置２２の位置や向きを制御可能なモータが複数存在する。このため、受光装置２２の位置や向きを制御する自由度を、投光装置２１の位置や向きを制御する自由度に比べて高く確保できる。

【0028】

受光装置２２は、投光装置２１に比べて構成部品が少ない装置である。このため、受光装置２２は、投光装置２１に比べて、軽量かつ小型に設計しやすい装置である。ロボットハンド１６から投光装置２１までの距離は、ロボットハンド１６から受光装置２２までの距離よりも長い。

【0029】

図２において、計測システム１の制御を行う制御部７０は、エンコーダ１４に接続している。エンコーダ１４は、ロボット１０に設けられているセンサであって、関節部品１２やロボットハンド１６の回転角度を検出するためのセンサである。エンコーダ１４は、回転角度を検出すべき部位ごとに設けられている。回転角度は、可動部品１９の位置および姿勢を検出するための物理量である。制御部７０は、エンコーダ１４で検出した部位ごとの回転角度を取得する。

【0030】

制御部７０は、受光装置２２に接続している。制御部７０は、受光装置２２で受光したパターン光の明るさの情報を取得する。

【0031】

制御部７０は、ロボット１０と投光装置２１とに接続している。制御部７０は、可動部品１９のモータ等を制御して可動部品１９の動きを含むロボット１０の動きを制御する。制御部７０は、投光装置２１を制御して、発光素子が出力するパターン光のオンオフ等を制御する。

【0032】

制御部７０は、装置間距離算出部７１と基準距離設定部７２と可動部品制御部７３と形状算出部７４とを備えている。装置間距離算出部７１は、投光装置２１と受光装置２２との間の距離である装置間距離を算出する。装置間距離の算出方法の詳細については、後に説明する。基準距離設定部７２は、三次元形状を計測する際のロボット１０の動きにおける基準となる基準距離を設定する。可動部品制御部７３は、ロボット１０の動きを制御する。形状算出部７４は、計測対象物４１の三次元形状を算出する。三次元形状の算出方法の詳細については、後に説明する。

【0033】

計測システム１を用いた三次元形状計測を含む計測対象物４１の組み付け作業の流れについて、以下に説明する。ただし、組み付け作業の開始前に、計測システム１のキャリブレーションを完了させておく。これにより、三次元形状計測に必要な装置間距離等の情報を正確に算出することができるようになる。キャリブレーションは、ロボット１０を設置した最初に実行すればよいが、必要に応じて定期的にキャリブレーションを繰り返し実行してもよい。

【0034】

図３において、三次元形状計測を含む組み付け作業を開始すると、ステップＳ１１１で可動部品制御部７３が可動部品１９を計測位置に移動させる。ロボット１０が計測位置に移動するまでの流れについて、図を用いて順に説明する。

【0035】

図４において、ロボット１０は、停止状態であり、可動部品１９が所定の停止位置で停止している。停止状態においては、ロボットアーム１５が最も縮んだ状態である。停止状態におけるロボットアーム１５の姿勢の一例は、第１軸部品１３ａおよび第３軸部品１３ｃが鉛直姿勢であり、第２軸部品１３ｂが第１軸部品１３ａに対して直角である。停止状態とは、ロボット１０の可動部品１９が動き出す前の状態である。停止状態には、ロボット１０の電源がオフされている状態を含む。停止状態には、ロボット１０の電源がオンされた後であって、動き出すことが可能なスタンバイ状態を含む。図において、停止状態における装置間距離を停止距離Ｄｓとして示している。基準距離設定部７２は、例えば停止距離Ｄｓを基準距離に設定している。

【0036】

投光装置２１、受光装置２２、計測対象物４１が位置する標準位置の３つの位置が同一の鉛直平面に存在する場合を仮定する。この場合において、投光装置２１、受光装置２２、計測対象物４１の標準位置が存在する同一の鉛直平面に直交し、かつ、計測対象物４１の標準位置を通る鉛直平面を標準鉛直平面と称する。停止位置では、投光装置２１と受光装置２２が、標準鉛直平面を挟んで位置することができない。計測対象物４１が位置する標準位置とは、ロボット１０が計測対象物４１を把持する際の計測対象物４１の標準的な位置であり、事前に設定されている。標準位置は、例えば作業台３１の中央付近に設定可能である。

【0037】

図５において、可動部品１９は、停止位置から計測位置まで移動が完了している状態である。計測位置では、投光装置２１と受光装置２２とが、標準鉛直平面に対して互いに反対側に位置している。言い換えると、計測位置では、投光装置２１と受光装置２２とが、標準鉛直平面を挟んで位置している。図において、投光装置２１と受光装置２２との間の装置間距離を計測距離Ｄｋとして示している。計測距離Ｄｋは、基準距離である停止距離Ｄｓよりも長い。すなわち、可動部品１９が計測位置に移動する場合に、停止状態に比べて装置間距離が広がるように移動することとなる。

【0038】

計測位置への移動が完了した状態においては、第１軸部品１３ａと第２軸部品１３ｂとが第２関節部品１２ｂで屈曲することなく、真っすぐに延びた状態である。また、第３軸部品１３ｃは、第２軸部品１３ｂに対して直角に屈曲している状態である。ただし、ロボット１０の各部品の位置関係は上述の例に限られない。

【0039】

計測位置への移動が完了した状態において、投光装置２１と受光装置２２と計測対象物４１の計測点とによって構成される三角形を仮想する。計測対象物４１の計測点に代えて計測対象物４１の標準位置を仮想する三角形の１つの頂点としてもよい。図において、投光装置２１の投光位置と受光装置２２の受光位置とを結ぶ直線を仮想基線ＶＬとして示している。仮想基線ＶＬの長さは、計測距離Ｄｋに等しい。仮想基線ＶＬは、三角測量における基線に相当する。計測対象物４１の計測点が三角測量における計測点に相当する。図において、計測点を含む平面である仮想平面と仮想基線ＶＬとが直交する点を直交点ＰＯとして示している。直交点ＰＯは、投光装置２１の投光位置と受光装置２２の受光位置との間に位置している。言い換えると、直交点ＰＯは、仮想基線ＶＬ上に位置している。

【0040】

図において、仮想した三角形の投光位置における内角を第１角度α、受光位置における内角を第２角度βとしてそれぞれ示している。第１角度αと第２角度βとは、ともに９０°未満の角度、すなわち鋭角である。ここで、投光位置は、投光装置２１を第１計測装置とした場合に、第１位置と称してもよい。また、受光位置は、受光装置２２を第２計測装置とした場合に、第２位置と称してもよい。ステレオカメラを用いた方法の場合、第１カメラの撮像位置が第１位置に相当し、第２カメラの撮像位置が第２位置に相当することとなる。

【0041】

仮に、直交点ＰＯが投光装置２１の投光位置と受光装置２２の受光位置との間に位置していない場合には、第１角度αと第２角度βとの一方が９０°以上の角度となる。この場合、計測点から直交点ＰＯを見たときに投光位置と受光位置とが同じ側に位置している状態となる。このため、投光位置と受光位置とが反対側に位置している場合に比べて、計測距離Ｄｋを長く確保しにくい状態である。言い換えると、図に示すように直交点ＰＯを投光装置２１の投光位置と受光装置２２の受光位置との間に位置させることで、計測距離Ｄｋを長く確保しやすくなるといえる。

【0042】

計測位置への移動において、基準距離を設定して装置間距離が基準距離を越えるように可動部品１９を移動させる方法以外の方法を採用してもよい。例えば、直交点ＰＯが投光装置２１の投光位置と受光装置２２の受光位置との間に位置するように可動部品１９を移動させてもよい。あるいは、第１角度αと第２角度βとがともに９０°未満の角度となるように可動部品１９を移動させてもよい。計測位置に移動した後、ステップＳ１１４に進む。

【0043】

ステップＳ１１４では、装置間距離算出部７１が装置間距離を算出する。装置間距離は、投光装置２１の座標と受光装置２２の座標との２つの座標から算出することができる。投光装置２１の座標と受光装置２２の座標は、ロボット１０のエンコーダ１４で検出した回転角度を用いて算出する。投光装置２１は、第１軸部品１３ａに取り付けられているため、第１関節部品１２ａの回転角度のみから算出することができる。受光装置２２は、ロボットハンド１６に取り付けられているため、全ての関節部品１２とロボットハンド１６の回転角度から算出することができる。したがって、受光装置２２の座標は、投光装置２１の座標に比べて算出に要する回転角度の情報が多い。装置間距離を算出した後、ステップＳ１１５に進む。

【0044】

ステップＳ１１５では、制御部７０が計測対象物４１を計測する。より詳細には、投光装置２１を用いて計測対象物４１にパターン光を投光し、受光装置２２を用いて計測対象物４１で反射したパターン光を受光する。パターン光の投光と受光は、投光するパターン光の位相を変えて３回以上行う。投光装置２１がパターン光を投光し、受光装置２２がパターン光を受光する状態は、ロボット１０における計測状態である。図５において、投光装置２１から投光されたパターン光を投影光Ｌｐとして示している。また、計測対象物４１で反射したパターン光を反射光Ｌｒとして示している。

【0045】

制御部７０は、投光装置２１で投光した投光データと、受光装置２２で受光した受光データとを取得する。投光データと受光データとは、計測データの一例を提供する。仮に、計測ユニット２０として複数のカメラを用いて三角測量を行う場合には、カメラで撮像した画像を計測データとして制御部７０が取得することとなる。計測対象物４１を計測した後、ステップＳ１１６に進む。

【0046】

ステップＳ１１６では、形状算出部７４が三次元形状を算出する。三次元形状は、投光データと受光データと装置間距離とを用いて算出する。位相シフト法に基づき、投光データと受光データとに含まれるパターン光の縞模様の位相変化から第１角度αと第２角度βとを算出する。また、計測時の装置間距離である計測距離Ｄｋと算出した第１角度αと第２角度βとを用いて、計測対象物４１の計測点までの距離を計測点毎に算出する。

【0047】

パターン光が投光されている領域である計測領域全体について、順に計測対象物４１までの距離を算出することで、計測対象物４１の全体形状を算出する。ここで、計測対象物４１が大きい場合には、計測対象物４１の全体にパターン光を投光できない場合があり得る。この場合には、計測位置を変えることで計測領域をずらして複数回計測を繰り返して、計測対象物４１の全体形状を算出してもよい。計測対象物４１の三次元形状を算出した後、ステップＳ１２１に進む。

【0048】

ステップＳ１２１では、可動部品制御部７３が可動部品１９を把持開始位置に移動させる。把持開始位置は、ロボットハンド１６が計測対象物４１を把持可能な位置である。把持開始位置は、例えば作業台３１に載置されている計測対象物４１の上部を上方から掴んでいる位置である。計測対象物４１の標準位置にロボットハンド１６の爪部が位置する位置を把持開始位置とみなしてもよい。図６において、把持開始位置に移動が完了した状態の装置間距離を把持開始距離Ｄｈとして示している。把持開始距離Ｄｈは、計測距離Ｄｋよりも短い。すなわち、可動部品１９が計測位置から把持開始位置に移動する場合に、装置間距離が狭くなるように移動することとなる。

【0049】

基準距離設定部７２は、例えば把持開始距離Ｄｈを基準距離に設定してもよい。この場合、直近の把持開始距離Ｄｈを記憶して、次回以降の基準距離に設定することとなる。これによると、停止距離Ｄｓが所定の距離として設定できないロボット１０に対しても、把持開始距離Ｄｈを基準距離に設定して、三次元形状計測を含む制御を実行できる。把持開始位置に移動させた後、ステップＳ１２２に進む。

【0050】

ステップＳ１２２では、ロボットハンド１６が計測対象物４１を把持するように可動部品制御部７３が可動部品１９を制御する。ロボットハンド１６が計測対象物４１を把持している状態は、把持状態である。ロボットハンド１６が計測対象物４１を把持した後、ステップＳ１３１に進む。

【0051】

ステップＳ１３１では、可動部品制御部７３が可動部品１９を組み付け位置に移動させる。この時、ロボットハンド１６が計測対象物４１を把持した状態を維持して組み付け位置に移動することとなる。可動部品１９が組み付け位置に移動した後、ステップＳ１３２に進む。

【0052】

ステップＳ１３２では、計測対象物４１を組み付けるように可動部品制御部７３が可動部品１９を制御する。計測対象物４１の組み付けが完了した後、組み付け作業に関する一連の制御を終了する。計測対象物４１が複数存在する場合には、ステップＳ１１１に戻り、組み付けるべき計測対象物４１を全て組み付けるまで一連の制御を繰り返す。

【0053】

以下、上述した実施形態による効果を説明する。上述した実施形態によると、可動部品制御部７３は、計測対象物４１の三次元形状を計測する際に、装置間距離が基準距離よりも長くなるように可動部品１９を制御する。このため、装置間距離を少なくとも基準距離よりも長くなるように確保して三角測量による三次元形状計測を実行することができる。したがって、装置間距離を長く確保して三角測量の精度を高めやすい。よって、計測精度の高い計測システム１を提供できる。特に、計測ユニット２０をロボット１０の可動部品１９に取り付ける場合には、可動部品１９を適切に動かすために、計測ユニット２０が小型であることが要求される。したがって、投光装置２１と受光装置２２とを別体に分離して筐体を小型化しつつ、計測精度を高くすることは、計測ユニット２０をロボット１０に取り付ける上で、非常に有用である。

【0054】

基準距離は、計測システム１の停止状態における装置間距離である停止距離Ｄｓに設定されている。このため、計測距離Ｄｋを停止距離Ｄｓよりも長く確保することができる。したがって、装置間距離を停止距離Ｄｓと同じ距離として計測を行う場合に比べて、装置間距離を長く確保して、計測精度を高めやすい。

【0055】

基準距離は、ロボットハンド１６による計測対象物４１の把持開始位置における装置間距離である把持開始距離Ｄｈに設定されてもよい。この場合、計測距離Ｄｋを把持開始距離Ｄｈよりも長く確保することができる。したがって、装置間距離を把持開始距離Ｄｈと同じ距離として計測を行う場合に比べて、装置間距離を長く確保して、計測精度を高めやすい。

【0056】

可動部品制御部７３は、計測対象物４１の三次元形状を計測する際に、可動部品１９を計測位置に移動させる。可動部品１９が計測位置に移動した状態では、直交点ＰＯが投光装置２１と受光装置２２との間に位置する。このため、直交点ＰＯが投光装置２１と受光装置２２との間に位置していない場合に比べて、装置間距離を長くしやすい。したがって、三次元形状計測時の装置間距離を長く確保して、計測精度を高めやすい。よって、計測精度の高い計測システム１を提供することができる。また、直交点ＰＯが投光位置または受光位置に等しい位置となる場合に比べて、装置間距離を長くしやすい。

【0057】

可動部品制御部７３は、計測対象物４１の三次元形状を計測する際に、投光装置２１と受光装置２２と計測対象物４１の計測点との３つの点を結ぶ三角形において、第１角度αと第２角度βとが、ともに９０°未満の角度となるように可動部品１９を制御する。これによると、第１角度αと第２角度βとの一方が、９０°以上の角度となる場合に比べて、三次元形状計測時の装置間距離を長く確保しやすい。

【0058】

投光装置２１が取り付けられている第１軸部品１３ａと受光装置２２が取り付けられているロボットハンド１６とは、関節部品１２を介して連結されている。言い換えると、投光装置２１と受光装置２２とは、可動部品１９のうち、少なくとも１つの関節部品１２を介して連結されている異なる部品に取り付けられている。このため、関節部品１２のモータを制御することで、投光装置２１と受光装置２２との相対的な位置関係を変更可能である。したがって、投光装置２１と受光装置２２との装置間距離等を適切に調整して、計測の精度を高めやすい。

【0059】

投光装置２１と受光装置２２とがともに可動部品１９に取り付けられている。このため、投光装置２１と受光装置２２との両方の位置を制御できる。言い換えると、受光装置２２の位置や向きを投光装置２１の位置や向きに合わせて制御することができる。したがって、投光装置２１と受光装置２２とのどちらか一方のみが可動部品１９に取り付けられている場合に比べて、投光装置２１と受光装置２２との位置関係を適切に調整しやすい。

【0060】

ロボットハンド１６から投光装置２１の取り付け位置までの距離は、ロボットハンド１６から受光装置２２の取り付け位置までの距離よりも長い。このため、投光装置２１がロボットハンド１６の動きに与える影響を低減しやすい。特に、投光装置２１は、受光装置２２に比べて大型で重くなりやすい。仮に、ロボットハンド１６の近くに大型な装置が取り付けられていると、ロボットハンド１６が計測対象物４１を把持する際に障害となり得る。また、ロボットハンド１６の近くに重い装置が取り付けられていると、ロボットハンド１６の位置を微調整する際の障害となり得る。したがって、受光装置２２に比べて大型で重くなりやすい投光装置２１をロボットハンド１６から離れた位置に取り付けることで、可動部品１９を安定して動かすことができる。

【0061】

投光装置２１は、第１軸部品１３ａに取り付けられ、受光装置２２は、ロボットハンド１６に取り付けられている。言い換えると、投光装置２１は、ロボットアーム１５に取り付けられており、受光装置２２は、ロボットハンド１６に取り付けられている。このため、投光装置２１と受光装置２２とを両方ともロボットアーム１５に取り付けた場合に比べて、装置間距離を長く確保しやすい。

【0062】

投光装置２１を第１軸部品１３ａに取り付け、受光装置２２をロボットハンド１６に取り付けた場合を例に説明を行ったが、取り付け位置は上述の例に限られない。投光装置２１と受光装置２２の取り付け位置を入れ替えてもよい。

【0063】

装置間距離算出部７１は、計測対象物４１を計測する直前に装置間距離を算出している。このため、計測距離Ｄｋを算出するタイミングを、実際に計測を行うタイミングに近いタイミングとすることができる。したがって、計測距離Ｄｋが実際に計測中の装置間距離からずれてしまうことを抑制しやすい。ただし、計測距離Ｄｋを算出するタイミングを計測と同じタイミングとしてもよい。あるいは、計測距離Ｄｋを算出するタイミングを計測の直後としてもよい。

【0064】

基準距離を停止距離Ｄｓまたは把持開始距離Ｄｈに設定する場合を例に説明を行ったが、基準距離を停止距離Ｄｓまたは把持開始距離Ｄｈ以外の値に設定してもよい。例えば、基準距離をユーザが設定する固定値としてもよい。これによると、ユーザが設定した任意の基準距離を越えるような計測位置で三次元形状計測を実行できる。このため、停止距離Ｄｓや把持開始距離Ｄｈの値が変化した場合であっても、計測距離Ｄｋを長く確保して高い計測精度を安定して維持しやすい。

【0065】

投光装置２１を第１軸部品１３ａに取り付けた場合を例に説明を行ったが、投光装置２１をベース１１に取り付けてもよい。これによると、投光装置２１をロボット１０のうち動かない部品に取り付けることとなる。このため、投光装置２１が大型かつ重量の大きな装置であっても、投光装置２１が可動部品１９の動きに影響を与えることがない。

【0066】

第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、投光装置２２１が固定治具２３２に取り付けられている。

【0067】

図７において、受光装置２２は、可動部品１９に取り付けられ、投光装置２２１は、固定治具２３２に取り付けられている。ここで、固定治具２３２は、ロボット１０と独立して設けられており、可動部品１９が動いた場合であっても位置を移動することのない固定部品である。言い換えると、固定治具２３２とロボット１０のベース１１との相対的な位置関係は、常に一定である。固定治具２３２とベース１１とは、標準鉛直平面を挟んだ位置に位置している。固定治具２３２としては、専用の治具を採用可能であるが、計測システム１の設置環境に応じて建物の壁や柱を固定治具２３２に利用してもよい。投光装置２２１は、第１計測装置の一例を提供する。

【0068】

停止位置では、投光装置２２１と受光装置２２とが、標準鉛直平面を挟んで位置している。固定治具２３２からベース１１までの距離は、固定治具２３２から計測対象物４１までの距離よりも長い。計測対象物４１は、固定治具２３２からベース１１までの間に位置している。

【0069】

三次元形状計測を含む計測対象物４１の組み付け作業の流れについて、上述した実施形態と異なる部分を中心に以下に説明する。図８において、三次元形状計測を含む組み付け作業を開始すると、ステップＳ２１１で可動部品制御部７３が可動部品１９を計測位置に移動させる。

【0070】

図９において、可動部品１９は、停止位置から計測位置まで移動が完了している状態である。計測位置では、停止位置と同様、投光装置２２１と受光装置２２とが、標準鉛直平面を挟んで位置している。図において、投光装置２２１と受光装置２２との間の装置間距離を計測距離Ｄｋとして示している。

【0071】

計測位置への移動が完了した状態において、投光装置２２１と受光装置２２と計測対象物４１とによって構成される三角形を仮想する。図において、投光装置２２１の投光位置と受光装置２２の受光位置とを結ぶ直線を仮想基線ＶＬとして示している。また、計測対象物４１の計測点を含む平面である仮想平面と仮想基線ＶＬとが直交する点を直交点ＰＯとして示している。直交点ＰＯは、投光装置２２１の投光位置と受光装置２２の受光位置との間、すなわち、仮想基線ＶＬ上に位置している。

【0072】

図において、仮想した三角形の投光位置における内角を第１角度α、受光位置における内角を第２角度βとして示している。第１角度αと第２角度βとは、ともに９０°未満の角度であり、第１角度αは、第２角度βよりも小さな角度である。計測位置に移動した後、ステップＳ２１４に進む。

【0073】

ステップＳ２１４では、装置間距離算出部７１が装置間距離を算出する。装置間距離の算出において、投光装置２２１の座標は、可動部品１９の動きによらず一定であるため、キャリブレーションの際に算出した座標を使用する。一方、受光装置２２の座標は、ロボット１０のエンコーダ１４で検出した回転角度を用いて算出する。装置間距離を算出した後、ステップＳ２１５に進む。

【0074】

ステップＳ２１５では、制御部７０が計測対象物４１を計測する。より詳細には、位相を変えて計測対象物４１にパターン光を複数回投光し、受光装置２２を用いて計測対象物４１で反射したパターン光を受光する。図９において、投光装置２２１から投光されたパターン光を投影光Ｌｐ、計測対象物４１で反射したパターン光を反射光Ｌｒとしてそれぞれ示している。制御部７０は、投光装置２２１で投光した投光データと、受光装置２２で受光した受光データとを取得する。計測対象物４１を計測した後、ステップＳ１１６以降のステップに進み、一連の制御を行う。

【0075】

以下、上述した実施形態による効果を説明する。上述した実施形態によると、投光装置２２１は、可動部品１９が動いた場合であっても位置を移動することのない固定治具２３２に設けられている。このため、投光装置２２１の座標が変化しない。したがって、可動部品１９を動かす度に投光装置２２１の座標を改めて算出する必要がない。よって、受光装置２２の座標のみを算出して装置間距離を算出することができる。したがって、三次元形状の算出処理における負荷を低減して、高速に算出処理を完了させやすい。

【0076】

投光装置２２１が可動部品１９とは異なる部品に設けられている。このため、投光装置２２１が可動部品１９の動きに影響を与えることがない。したがって、投光装置２２１を可動部品１９に取り付ける場合に比べて、投光装置２２１の大きさや重さに関する制約を少なくできる。よって、投光装置２２１の設計自由度を高めやすい。

【0077】

投光装置２２１を固定治具２３２に固定する場合を例に説明したが、投光装置２２１と受光装置２２との取り付け位置を入れ替えてもよい。これによると、受光装置２２の大きさや重さに関する制約を少なくできる。このため、受光装置２２の受光面を広く確保しやすい。

【0078】

固定治具２３２に１つの投光装置２２１を取り付けた場合を例に説明を行ったが、投光装置２２１を複数取り付けてもよい。この場合、投光装置２２１の取り付け位置によって投光装置２２１の座標が異なる。このため、装置間距離を算出する際に、投光装置２２１の座標を使い分けることとなる。これによると、投光装置２２１を使い分けることで、計測対象物４１に対する計測領域やパターン光の縞模様の種類等を使い分けることができる。

【0079】

投光装置２２１を固定治具２３２に取り付け、受光装置２２をロボットハンド１６に取り付けた場合を例に説明を行ったが、取り付け位置は上述の例に限られない。例えば、投光装置２２１と受光装置２２の取り付け位置を入れ替えてもよい。

【0080】

固定治具２３２とベース１１とが、標準鉛直平面を挟んだ位置に位置する場合を例に説明を行ったが、固定治具２３２とベース１１との位置関係は、上述の例に限られない。固定治具２３２とベース１１とが、標準鉛直平面を挟まない位置に位置していてもよい。これによると、投光装置２２１と受光装置２２の位置関係を、停止位置においては標準鉛直平面を挟まない位置とし、計測位置においては、標準鉛直平面を挟んだ位置とすることができる。これによると、計測位置での装置間距離を、停止位置や把持開始位置での装置間距離に比べて長い距離とすることができる。

【0081】

第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、投光装置２１が第１軸部品１３ａに取り付けられ、受光装置３２２が第２軸部品１３ｂに取り付けられている。また、作業台３１に載置された状態とロボットハンド１６に把持された状態との２つの状態で計測対象物４１を計測する。

【0082】

図１０において、投光装置２１が第１軸部品１３ａに取り付けられ、受光装置３２２が第２軸部品１３ｂに取り付けられている。言い換えると、投光装置２１と受光装置３２２とは、ともに軸部品１３に取り付けられている。ロボットハンド１６から投光装置２１までの距離は、ロボットハンド１６から受光装置３２２までの距離よりも長い。ベース１１から投光装置２１までの距離は、ベース１１から受光装置３２２までの距離よりも短い。受光装置３２２は、第２計測装置の一例を提供する。

【0083】

三次元形状計測を含む計測対象物４１の組み付け作業の流れについて、上述した実施形態と異なる部分を中心に以下に説明する。図１１において、組み付け作業を開始すると、ステップＳ３１１で可動部品制御部７３が可動部品１９を計測位置に移動させる。

【0084】

図１２において、可動部品１９は、停止位置から計測位置まで移動が完了している状態である。計測位置では、投光装置２１と受光装置３２２とが、標準鉛直平面を挟んで位置している。図において、投光装置２１と受光装置３２２との間の装置間距離を計測距離Ｄｋ１として示している。計測距離Ｄｋ１は、投光装置２１と受光装置３２２との間の装置間距離が最大となる状態での装置間距離である。

【0085】

計測位置への移動が完了した状態において、投光装置２１と受光装置３２２と計測対象物４１とによって構成される三角形を仮想する。図において、投光装置２１の投光位置と受光装置３２２の受光位置とを結ぶ直線を仮想基線ＶＬ１として示している。また、計測対象物４１の計測点を含む平面である仮想平面と仮想基線ＶＬ１とが直交する点を直交点ＰＯ１として示している。直交点ＰＯ１は、投光装置２１の投光位置と受光装置３２２の受光位置との間、すなわち、仮想基線ＶＬ１上に位置している。

【0086】

図において、仮想した三角形の投光位置における内角を第１角度α１、受光位置における内角を第２角度β１として示している。第１角度α１と第２角度β１とは、ともに９０°未満の角度である。計測位置に移動した後、ステップＳ１１４に進み、計測対象物４１を把持する前の装置間距離として計測距離Ｄｋ１を算出する。その後、ステップＳ３１５に進む。

【0087】

ステップＳ３１５では、制御部７０が計測対象物４１を計測する。図１２において、投光装置２１から投光されたパターン光を投影光Ｌｐとして示している。また、計測対象物４１で反射したパターン光を反射光Ｌｒとして示している。計測対象物４１を計測した後、ステップＳ１１６に進み、三次元形状を算出する。三次元形状は、第１角度α１と第２角度β１と計測距離Ｄｋ１とを用いて算出することとなる。その後、ステップＳ１２１に進み、把持開始位置に移動する。その後、ステップＳ１２２に進み、計測対象物４１を把持して持ち上げる。その後、ステップＳ３２４に進む。

【0088】

ステップＳ３２４では、装置間距離算出部７１が装置間距離を算出する。ロボットハンド１６は、計測対象物４１を把持している。このため、計測対象物４１を把持した後の装置間距離として計測距離Ｄｋ１とは異なる値の装置間距離を算出することとなる。

【0089】

ステップＳ３２５では、制御部７０が計測対象物４１を計測する。図１３において、可動部品１９は、把持開始位置から把持した状態での計測位置まで移動が完了している状態である。図において、投光装置２１と受光装置３２２との間の装置間距離を計測距離Ｄｋ２として示している。また、投光装置２１の投光位置と受光装置３２２の受光位置とを結ぶ直線を仮想基線ＶＬ２として示している。また、計測対象物４１の計測点を含む平面である仮想平面と仮想基線ＶＬ２とが直交する点を直交点ＰＯ２として示している。また、仮想した三角形の投光位置における内角を第１角度α２、受光位置における内角を第２角度β２としてそれぞれ示している。また、投光装置２１から投光されたパターン光を投影光Ｌｐ、計測対象物４１で反射したパターン光を反射光Ｌｒとしてそれぞれ示している。

【0090】

計測位置では、投光装置２１と受光装置３２２とが、標準鉛直平面を挟んでいない位置関係である。計測対象物４１を把持した状態での第２角度β２は、計測対象物４１を把持する前の第２角度β１よりも大きい。計測対象物４１を把持した状態での第２角度β２は、９０°である。直交点ＰＯ２は、受光装置３２２の受光位置と等しい位置である。

【0091】

計測対象物４１を把持した状態での計測距離Ｄｋ２は、計測対象物４１を把持する前の計測距離Ｄｋ１よりも短い。ただし、計測距離Ｄｋ１と計測距離Ｄｋ２とは、ともに停止距離Ｄｓおよび把持開始距離Ｄｈよりも長い。計測対象物４１を計測した後、ステップＳ３２６に進み、三次元形状を算出する。

【0092】

ステップＳ３２６では、位相シフト法に基づいて形状算出部７４が三次元形状を算出する。これにより、ロボットハンド１６に把持された状態の計測対象物４１の位置および姿勢を算出することができる。三次元形状は、第１角度α２と第２角度β２と計測距離Ｄｋ２とを用いて算出することとなる。把持された状態の計測対象物４１の三次元形状を算出した後、ステップＳ１３１に進み、組み付け位置に移動する。その後、ステップＳ１３２に進み、計測対象物４１を組み付ける。これにより、把持されたことで計測対象物４１の姿勢が変化した場合であっても、計測対象物４１を適切に組み付けることができる。

【0093】

以下、上述した実施形態による効果を説明する。上述した実施形態によると投光装置２１と受光装置３２２とは、ロボットアーム１５に取り付けられている。このため、投光装置２１とロボットハンド１６との距離を長く確保するとともに、受光装置３２２とロボットハンド１６との距離を長く確保できる。したがって、ロボットハンド１６が計測対象物４１を把持している状態であっても、計測対象物４１と投光装置２１と受光装置３２２との距離を長く確保できる。言い換えると、把持されている計測対象物４１の計測点と投光装置２１の投光位置と受光装置３２２の受光位置との３点の互いの距離をある程度長く確保できる。よって、計測点と投光位置との距離や、計測点と受光位置との距離が短すぎて、把持されている計測対象物４１の三次元形状を計測できないといった事態を抑制しやすい。以上により、把持の前後によらず任意のタイミングで計測対象物４１の三次元形状を計測しやすい。

【0094】

形状算出部７４は、ロボットハンド１６が計測対象物４１を把持する前の状態とロボットハンド１６が計測対象物４１を把持した後の状態との２つの状態で計測対象物４１の三次元形状を算出する。このため、把持した後に計測対象物４１の姿勢が変化した場合であっても、改めて三次元形状を計測することができる。したがって、把持したことで変化した後の姿勢を計測し、組み付け作業等の作業を継続することができる。

【0095】

投光装置２１を第１軸部品１３ａに取り付け、受光装置３２２を第２軸部品１３ｂに取り付けた場合を例に説明を行ったが、取り付け位置は上述の例に限られない。例えば、投光装置２１と受光装置３２２の取り付け位置を入れ替えてもよい。

【0096】

他の実施形態
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、１つの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

【0097】

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。

【0098】

本開示に記載の制御部およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された１つないしは複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の装置およびその手法は、専用ハードウェア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の装置およびその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと１つ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成された１つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【符号の説明】

【0099】

１ 計測システム、 １０ ロボット、 １１ ベース、 １２ 関節部品、 １２ａ 第１関節部品、 １２ｂ 第２関節部品、 １２ｃ 第３関節部品、 １３ 軸部品、 １３ａ 第１軸部品、 １３ｂ 第２軸部品、 １３ｃ 第３軸部品、 １４ エンコーダ、 １５ ロボットアーム、 １６ ロボットハンド、 １６ａ 回転軸、 １９ 可動部品、 ２０ 計測ユニット、 ２１ 投光装置（第１計測装置）、 ２２ 受光装置（第２計測装置）、 ３１ 作業台、 ４１ 計測対象物、 ７０ 制御部、 ７１ 装置間距離算出部、 ７２ 基準距離設定部、 ７３ 可動部品制御部、 ７４ 形状算出部、 ２２１ 投光装置（第１計測装置）、 ２３２ 固定治具、 ３２２ 受光装置（第２計測装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】