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JP7620441B2 - Workpiece detection device, workpiece detection method, workpiece detection system, and workpiece detection program - Google Patents
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Workpiece detection device, workpiece detection method, workpiece detection system, and workpiece detection program Download PDF

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Description

本発明は、ワーク検出装置、ワーク検出方法、ワーク検出システム及びワーク検出プログラムに関する。 The present invention relates to a workpiece detection device, a workpiece detection method, a workpiece detection system, and a workpiece detection program.

従来、積載エリアに積載した複数の板状部材等のワークを供給ロボット等のローディング装置によって、曲げ加工等を行うプレスブレーキ等の加工機(ベンディングマシン)へ供給することが行われている。そして、ローディングに際しては、例えば磁力によってワークを浮上させて他のワークから分離するマグネットフロータや、エアの噴射圧力によってワークを他のワークから分離するエアセパレータ等のワークめくり装置(ワーク一枚取り装置)が用いられている。 Conventionally, multiple workpieces such as plate-shaped members loaded in a loading area are fed by a loading device such as a supply robot to a processing machine (bending machine) such as a press brake that performs bending processes. When loading, a workpiece flipping device (one-piece workpiece pick-up device) is used, such as a magnet floater that uses magnetic force to float the workpiece and separate it from other workpieces, or an air separator that separates the workpiece from other workpieces using air injection pressure.

通常、エアセパレータ等のワークめくり装置は、積載エリアに隣接する位置に設置された設置台に固定された状態で設けられている。このため、積載エリアに対し積載された複数のワークが一箇所に置かれ、これらのワークに対応するワークめくり装置が一つ配置されることが行われている。 Typically, a workpiece turning device such as an air separator is fixed to a mounting stand that is installed in a position adjacent to the loading area. For this reason, multiple workpieces loaded onto the loading area are placed in one location, and one workpiece turning device is arranged to accommodate these workpieces.

一方で、例えば積載エリアが広い場合は、種類の異なる複数のワークを積載エリア内の複数箇所に配置することも想定される。このような場合、各ワークに対応するワークめくり装置を積載エリア内に複数配置することで対応を図るとするならば、積載エリア内には複数のワークとワークめくり装置とが混在する状態となる。なお、積載エリア内に配置されているワークの位置を検出するワーク検出装置(例えば、特許文献1参照)では、単眼カメラによってワークを撮像してその位置を検出することが行われている。 On the other hand, for example, if the loading area is large, it is expected that multiple workpieces of different types will be placed in multiple locations within the loading area. In such a case, if multiple workpiece turning devices corresponding to each workpiece are placed within the loading area, multiple workpieces and workpiece turning devices will be mixed within the loading area. Note that a workpiece detection device that detects the position of a workpiece placed within the loading area (see, for example, Patent Document 1) uses a monocular camera to capture an image of the workpiece and detect its position.

特開2018-120388号公報JP 2018-120388 A

しかしながら、上記のような複数のワークとワークめくり装置とが混在した状態の積載エリアにおいては、ワークめくり装置の一部がワーク上に配置される場合があるので、このような場合は単眼カメラの撮像範囲においてワークの一部を隠してしまうこととなり、ワークの位置を正確且つ高精度に検出することが難しくなる。 However, in a loading area where multiple workpieces and workpiece turning devices are mixed as described above, part of the workpiece turning device may be positioned on the workpiece. In such cases, part of the workpiece will be hidden in the imaging range of the monocular camera, making it difficult to detect the position of the workpiece accurately and with high precision.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、積載エリアにおいてワークの一部が隠れていてもワークの位置を正確且つ高精度に特定しワークを検出することができるワーク検出装置、ワーク検出方法、ワーク検出システム及びワーク検出プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a work detection device, a work detection method, a work detection system, and a work detection program that can accurately and highly precisely identify the position of a work and detect the work even if part of the work is hidden in the loading area.

本発明に係るワーク検出装置は、ワークが積載されると共に前記ワークに対する作業を補助する配置自在な可搬性を備えた補助装置の一部が前記ワーク上に配置された積載エリアを、撮像装置によって撮像した撮像画像に基づいて、前記積載エリア内の前記ワークを検出するワーク検出装置であって、前記撮像画像に写る前記補助装置を、前記積載エリア内の前記補助装置の実在領域を前記撮像画像から除外可能となるように検出する装置検出部と、前記実在領域が除外された撮像画像を探索範囲とし、この探索範囲に写るワークの画像と、予め記憶されたワークの二次元形状を表す形状データからなる複数のワークモデルとの第1のマッチングを施して、前記積載エリア内の前記ワークの存在位置を検出する第1検出部と、前記存在位置が判明した前記ワークの画像に前記第1のマッチングでマッチした前記ワークモデルの形状データについて、前記実在領域のうちの前記ワーク上に被る領域に重なる部分の輪郭成分を表す線分を編集して新たな形状データを作成するデータ作成部と、前記新たな形状データが示すワークモデルと、前記ワークの画像との第2のマッチングを施して、前記積載エリア上の前記ワークの実積載位置を特定する第2検出部と、を備える。 The workpiece detection device according to the present invention is a workpiece detection device that detects a workpiece in a loading area, in which a part of a portable auxiliary device that can be freely placed and assists in work on the workpiece is placed on the workpiece, based on an image captured by an imaging device. The workpiece detection device includes an apparatus detection unit that detects the auxiliary device shown in the captured image so that the actual area of the auxiliary device in the loading area can be excluded from the captured image, and a search range is set to the captured image from which the actual area is excluded, and detects an image of the workpiece shown in this search range and a shape that represents the two-dimensional shape of the workpiece stored in advance. The system includes a first detection unit that performs a first match with a plurality of workpiece models consisting of shape data to detect the position of the workpiece in the loading area, a data creation unit that creates new shape data by editing lines that represent contour components of a portion of the actual area that overlaps with an area that overlaps the workpiece, for the shape data of the workpiece model that matches the image of the workpiece whose position has been determined in the first match, and a second detection unit that performs a second match with the workpiece model indicated by the new shape data and the image of the workpiece to identify the actual loading position of the workpiece on the loading area.

本発明の一実施形態において、前記データ作成部は、前記形状データの前記輪郭成分を表す線分を分割又は消去して無効化する編集を行う。 In one embodiment of the present invention, the data creation unit performs editing to invalidate the line segments that represent the contour components of the shape data by dividing or erasing them.

本発明の他の実施形態において、前記第2検出部は、前記第1検出部による前記第1のマッチングよりも探索範囲を絞り込んで前記第2のマッチングを行う。 In another embodiment of the present invention, the second detection unit performs the second matching by narrowing the search range more than the first matching performed by the first detection unit.

本発明の更に他の実施形態において、前記データ作成部及び前記第2検出部は、前記新たな形状データを作成して前記第2のマッチングを施すことを、前記探索範囲を段階的に絞り込みながら複数回連続して繰り返し行う。 In yet another embodiment of the present invention, the data creation unit and the second detection unit repeatedly create the new shape data and perform the second matching multiple times while gradually narrowing down the search range.

本発明の更に他の実施形態において、前記第2検出部は、前記実積載位置として、前記積載エリア上の前記ワークの高さ、大きさ及び回転角度を含む三次元位置を特定する。 In yet another embodiment of the present invention, the second detection unit identifies a three-dimensional position including the height, size, and rotation angle of the workpiece on the loading area as the actual loading position.

本発明の更に他の実施形態において、前記装置検出部は、前記補助装置の装置本体の天面部に少なくとも設けられた、前記補助装置の位置及び方向を識別可能な指標を検出し、検出された前記指標を予め記憶された指標モデル画像が示す指標とマッチングして、前記積載エリア内の前記補助装置の配置位置及び配置の向きを検出し、前記実在領域を算出する。 In yet another embodiment of the present invention, the device detection unit detects an indicator that is provided at least on the top surface of the device body of the auxiliary device and is capable of identifying the position and orientation of the auxiliary device, and matches the detected indicator with an indicator indicated by a pre-stored indicator model image to detect the placement position and orientation of the auxiliary device within the loading area, and calculates the actual area.

本発明に係るワーク検出方法は、ワークが積載されると共に前記ワークに対する作業を補助する配置自在な可搬性を備えた補助装置の一部が前記ワーク上に配置された積載エリアを、撮像装置によって撮像した撮像画像に基づいて、前記積載エリア内の前記ワークを検出するワーク検出方法であって、前記撮像画像に写る前記補助装置を、前記積載エリア内の前記補助装置の実在領域を前記撮像画像から除外可能となるように検出する工程と、前記実在領域が除外された撮像画像を探索範囲とし、この探索範囲に写るワークの画像と、予め記憶されたワークの二次元形状を表す形状データからなる複数のワークモデルとの第1のマッチングを施して、前記積載エリア内の前記ワークの存在位置を検出する工程と、前記存在位置が判明した前記ワークの画像に前記第1のマッチングでマッチした前記ワークモデルの形状データについて、前記実在領域のうちの前記ワーク上に被る領域に重なる部分の輪郭成分を表す線分を編集して新たな形状データを作成する工程と、前記新たな形状データが示すワークモデルと、前記ワークの画像との第2のマッチングを施して、前記積載エリア上の前記ワークの実積載位置を特定する工程と、を含む。 The work detection method according to the present invention is a method for detecting a work in a loading area, in which a part of a portable auxiliary device that can be freely positioned and that assists in work on the work is placed on the work, based on an image captured by an imaging device, the method including the steps of: detecting the auxiliary device shown in the captured image such that the actual area of the auxiliary device in the loading area can be excluded from the captured image; setting the captured image from which the actual area has been excluded as a search range; and detecting an image of the work shown in this search range and a two-dimensional shape of the work stored in advance. The method includes a step of detecting the position of the workpiece in the loading area by performing a first match with a plurality of workpiece models consisting of shape data representing the workpiece, a step of creating new shape data by editing the line segments representing the contour components of the portion of the actual area that overlaps the area that covers the workpiece for the shape data of the workpiece model that matches the image of the workpiece whose position has been determined in the first match, and a step of performing a second match between the workpiece model represented by the new shape data and the image of the workpiece to identify the actual loading position of the workpiece on the loading area.

本発明の一実施形態において、前記形状データを作成する工程では、前記形状データの前記輪郭成分を表す線分を分割又は消去して無効化する編集を行う。 In one embodiment of the present invention, the process of creating the shape data involves editing the shape data by dividing or erasing the line segments that represent the contour components.

本発明の他の実施形態において、前記実積載位置を特定する工程では、前記存在位置を検出する工程での前記第1のマッチングよりも探索範囲を絞り込んで前記第2のマッチングを行う。 In another embodiment of the present invention, in the step of identifying the actual loading position, the second matching is performed by narrowing the search range more than the first matching in the step of detecting the location.

本発明の更に他の実施形態において、前記形状データを作成する工程及び前記実積載位置を特定する工程では、前記新たな二次元形状データを作成して前記第2のマッチングを施すことを、前記探索範囲を段階的に絞り込みながら複数回連続して繰り返し行う。 In yet another embodiment of the present invention, in the process of creating the shape data and the process of identifying the actual loading position, the process of creating the new two-dimensional shape data and performing the second matching is repeated multiple times in succession while gradually narrowing down the search range.

本発明の更に他の実施形態において、前記実積載位置を特定する工程では、前記実積載位置として、前記積載エリア上の前記ワークの高さ、大きさ及び回転角度を含む三次元位置を特定する。 In yet another embodiment of the present invention, in the step of identifying the actual loading position, a three-dimensional position including the height, size, and rotation angle of the workpiece on the loading area is identified as the actual loading position.

本発明の更に他の実施形態において、前記補助装置を検出する工程では、前記補助装置の装置本体の天面部に少なくとも設けられた、前記補助装置の位置及び方向を識別可能な指標を検出し、検出された前記指標を予め記憶された指標モデル画像が示す指標とマッチングして、前記積載エリア内の前記補助装置の配置位置及び配置の向きを検出し、前記実在領域を算出する。 In yet another embodiment of the present invention, the step of detecting the auxiliary device includes detecting an indicator that is provided at least on the top surface of the device body of the auxiliary device and is capable of identifying the position and orientation of the auxiliary device, matching the detected indicator with an indicator indicated by a pre-stored indicator model image to detect the placement position and orientation of the auxiliary device within the loading area, and calculating the actual area.

本発明に係るワーク検出システムは、積載エリア内に積載されたワークに対する作業を補助する配置自在な可搬性を備えた補助装置と、前記積載エリアを撮像可能な撮像装置と、前記撮像装置によって撮像された撮像画像に基づいて、前記補助装置の一部が前記ワーク上に配置された前記積載エリア内の前記ワークを検出するワーク検出装置と、を備え、前記ワーク検出装置は、前記撮像画像に写る前記補助装置を、前記積載エリア内の前記補助装置の実在領域を前記撮像画像から除外可能となるように検出する装置検出部と、前記実在領域が除外された撮像画像を探索範囲とし、この探索範囲に写るワークの画像と、予め記憶されたワークの二次元形状を表す形状データからなる複数のワークモデルとの第1のマッチングを施して、前記積載エリア内の前記ワークの存在位置を検出する第1検出部と、前記存在位置が判明した前記ワークの画像に前記第1のマッチングでマッチした前記ワークモデルの形状データについて、前記実在領域のうちの前記ワーク上に被る領域に重なる部分の輪郭成分を表す線分を編集して新たな形状データを作成するデータ作成部と、前記新たな形状データが示すワークモデルと、前記ワークの画像との第2のマッチングを施して、前記積載エリア上の前記ワークの実積載位置を特定する第2検出部と、を有する。 The work detection system according to the present invention comprises an auxiliary device with portability that can be freely positioned to assist in work on a work loaded in a loading area, an imaging device capable of imaging the loading area, and a work detection device that detects the work in the loading area in which a part of the auxiliary device is placed on the work based on an image captured by the imaging device. The work detection device comprises a device detection unit that detects the auxiliary device shown in the captured image so that the actual area of the auxiliary device in the loading area can be excluded from the captured image, and a search range for the captured image from which the actual area has been excluded, and a work detection unit that detects the work in the search range and a work detection unit that detects the work in the search range from a device detection unit that detects the work in the loading area so that the actual area of the auxiliary device in the loading area can be excluded from the captured image. The system has a first detection unit that detects the position of the workpiece in the loading area by performing a first match with a plurality of workpiece models consisting of shape data representing the stored two-dimensional shape of the workpiece, a data creation unit that creates new shape data by editing lines representing contour components of a portion of the actual area that overlaps with an area that overlaps the workpiece, for the shape data of the workpiece model that matches the image of the workpiece whose position has been determined in the first match, and a second detection unit that identifies the actual loading position of the workpiece on the loading area by performing a second match between the workpiece model indicated by the new shape data and the image of the workpiece.

本発明の一実施形態において、前記ワーク検出装置からの検出結果に基づいて、検出された前記ワークに対する前記補助装置の動作を制御する制御装置をさらに備える。 In one embodiment of the present invention, the system further includes a control device that controls the operation of the auxiliary device with respect to the detected workpiece based on the detection result from the workpiece detection device.

本発明に係るワーク検出プログラムは、ワークが積載されると共に前記ワークに対する作業を補助する配置自在な可搬性を備えた補助装置の一部が前記ワーク上に配置された積載エリアを、撮像装置によって撮像した撮像画像に基づいて、前記積載エリア内の前記ワークを検出するワーク検出プログラムであって、コンピュータに、前記撮像画像に写る前記補助装置を、前記積載エリア内の前記補助装置の実在領域を前記撮像画像から除外可能となるように検出させる工程と、前記実在領域が除外された撮像画像を探索範囲とし、この探索範囲に写るワークの画像と、予め記憶されたワークの二次元形状を表す形状データからなる複数のワークモデルとの第1のマッチングを施して、前記積載エリア内の前記ワークの存在位置を検出させる工程と、前記存在位置が判明した前記ワークの画像に前記第1のマッチングでマッチした前記ワークモデルの形状データについて、前記実在領域のうちの前記ワーク上に被る領域に重なる部分の輪郭成分を表す線分を編集して新たな形状データを作成させる工程と、前記新たな形状データが示すワークモデルと、前記ワークの画像との第2のマッチングを施して、前記積載エリア上の前記ワークの実積載位置を特定させる工程と、を実行させる。 The work detection program of the present invention is a program for detecting a work in a loading area, in which a part of an auxiliary device having a freely positionable portability that assists in work on the work is placed on the work, based on an image captured by an imaging device, and includes a step of causing a computer to detect the auxiliary device shown in the captured image so that the actual area of the auxiliary device in the loading area can be excluded from the captured image, a step of causing a computer to detect the auxiliary device shown in the captured image so that the actual area of the auxiliary device in the loading area can be excluded from the captured image, and ... The method executes the steps of: performing a first match with a plurality of workpiece models consisting of shape data representing two-dimensional shapes to detect the position of the workpiece within the loading area; editing lines representing contour components of a portion of the actual area that overlaps with an area that overlaps the workpiece for the shape data of the workpiece models that match the image of the workpiece whose position has been determined in the first match to create new shape data; and performing a second match between the workpiece model indicated by the new shape data and the image of the workpiece to identify the actual loading position of the workpiece on the loading area.

本発明によれば、積載エリアにおいてワークの一部が隠れていてもワークの位置を正確且つ高精度に特定しワークを検出することができる。 According to the present invention, the position of the workpiece can be identified accurately and with high precision, and the workpiece can be detected even if part of the workpiece is hidden in the loading area.

本発明の一実施形態に係るワーク検出システムの構成例を概略的に示す斜視図である。1 is a perspective view showing an outline of a configuration example of a workpiece detection system according to an embodiment of the present invention; 同ワーク検出システムにおけるワーク検出装置の機能的構成を概略的に示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating a schematic functional configuration of a workpiece detection device in the workpiece detection system. FIG. 同ワーク検出装置のハードウェア構成を概略的に示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a hardware configuration of the workpiece detection device. 同ワーク検出システムにおけるワーク検出処理の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an example of a workpiece detection process in the workpiece detection system. 同ワーク検出処理における装置検出処理の一例を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing an example of a device detection process in the work detection process. 同ワーク検出システムの撮像装置により撮像された撮像画像を概念的に示すイメージ図である。3 is an image diagram conceptually showing an image captured by an imaging device of the workpiece detection system. FIG. 同ワーク検出システムにおける補助装置を概略的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an auxiliary device in the workpiece detection system. 同補助装置に設けられた指標の一例を示す図である。11 is a diagram showing an example of an indicator provided on the assisting device. FIG. 同指標の他の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing another example of the index. 同撮像画像における補助装置の実在領域を概念的に示すイメージ図である。13 is an image diagram conceptually showing an actual area of the auxiliary device in the captured image. FIG. 同撮像画像を用いた第1のマッチングを概念的に説明するためのイメージ図である。FIG. 11 is an image diagram for conceptually explaining a first matching using the captured image. 同撮像画像におけるワークの画像と探索範囲内でマッチングされたワークモデルを概念的に説明するためのイメージ図である。13 is an image diagram for conceptually explaining an image of a workpiece in the captured image and a workpiece model matched within a search range. FIG. 同撮像画像を用いたデータ作成及び第2のマッチングを概念的に説明するためのイメージ図である。13 is an image diagram for conceptually explaining data creation and second matching using the captured image. FIG.

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態に係るワーク検出装置、ワーク検出方法、ワーク検出システム及びワーク検出プログラムを詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、本実施形態においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や、一部の構成要素が省略されている場合がある。 Below, a workpiece detection device, a workpiece detection method, a workpiece detection system, and a workpiece detection program according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the following embodiments do not limit the invention according to each claim, and not all of the combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the solution of the invention. Note that in the present embodiments, the scale and dimensions of each component may be exaggerated, and some components may be omitted.

図1は、本発明の一実施形態に係るワーク検出システム100の構成例を概略的に示す斜視図である。図1に示すように、本実施形態に係るワーク検出システム100は、パレットP上の積載エリアTA内に積載されたワークWに対する作業(例えば、曲げ加工機等へのローディング等)を補助する補助装置としてのワークめくり装置10と、積載エリアTAを撮像可能な撮像装置としてのカメラ20と、を備える。 Figure 1 is a perspective view that shows a schematic configuration example of a workpiece detection system 100 according to one embodiment of the present invention. As shown in Figure 1, the workpiece detection system 100 according to this embodiment includes a workpiece turning device 10 as an auxiliary device that assists in operations on the workpieces W loaded in a loading area TA on a pallet P (e.g., loading into a bending machine, etc.), and a camera 20 as an imaging device that can capture an image of the loading area TA.

また、ワーク検出システム100は、ワーク検出システム100全体の制御を行うNC装置等の機能を有すると共に、カメラ20によって撮像された撮像画像に基づいて画像解析や画像補正等の画像処理全般を行う画像処理装置の機能を有し、積載エリアTA上のワークWの実際の積載位置(実積載位置)を特定しワークを検出するワーク検出装置30を備える。 The workpiece detection system 100 also has the functionality of an NC device that controls the entire workpiece detection system 100, as well as the functionality of an image processing device that performs general image processing such as image analysis and image correction based on the image captured by the camera 20, and is equipped with a workpiece detection device 30 that identifies the actual loading position (actual loading position) of the workpiece W on the loading area TA and detects the workpiece.

なお、本実施形態においては、ワーク検出装置30は、表示装置としてのディスプレイ69と、キーボードやマウス等の入力装置からなる入力部35aと、を備えて構成されているが、これらディスプレイ69及び入力部35aに代わり同等の機能を備えることができるもの(例えば、遠隔から利用可能な表示手段や入力手段等)であれば、これに限定されるものではない。 In this embodiment, the workpiece detection device 30 is configured to include a display 69 as a display device and an input unit 35a consisting of input devices such as a keyboard and a mouse, but is not limited to this as long as it can be replaced by something that has equivalent functions in place of the display 69 and the input unit 35a (for example, a display means or input means that can be used remotely, etc.).

また、本実施形態においては、例えば、曲げ加工機等の加工機や、ワーク保持用ロボット等のローディング装置については図示は省略するが、これらの加工機やローディング装置等は、ワーク検出装置30により各種動作を制御可能な状態でワーク検出システム100に含まれていても良い。 In addition, in this embodiment, for example, processing machines such as bending machines and loading devices such as workpiece holding robots are not shown, but these processing machines and loading devices may be included in the workpiece detection system 100 in a state where various operations can be controlled by the workpiece detection device 30.

また、本実施形態においては、補助装置としてワークめくり装置10を例に挙げて説明するが、補助装置はワークWに対する各種の作業を補助することができるものであれば、これに限定されるものではない。さらに、図示は省略するが、各ワークめくり装置10、カメラ20及びワーク検出装置30は、それぞれ有線又は無線により、互いにデータや信号を送受信可能に接続されている。 In addition, in this embodiment, the work turning device 10 is described as an example of an auxiliary device, but the auxiliary device is not limited to this as long as it can assist in various tasks on the work W. Furthermore, although not shown in the figures, each work turning device 10, camera 20, and work detection device 30 are connected to each other by wire or wirelessly so that they can send and receive data and signals.

ワークめくり装置10は、配置自在な可搬性を備え、パレットP上の積載エリアTA内に複数配置されたワークWにそれぞれ対応するように、積載エリアTAの内外の複数箇所に自在に配置され得る。本実施形態においては、ワークめくり装置10は、積載エリアTA内において各ワークWに対し、その一部がワーク上に配置されるように、例えば一対一で対応するように複数配置され得る。このワークめくり装置10の詳細な構成については後述する。 The work turning device 10 is portable and can be freely positioned at multiple locations inside and outside the loading area TA on the pallet P so as to correspond to each of the multiple workpieces W placed within the loading area TA. In this embodiment, multiple work turning devices 10 can be placed in the loading area TA so that a portion of each workpiece W is placed on the workpiece, for example, in one-to-one correspondence. The detailed configuration of this work turning device 10 will be described later.

カメラ20は、例えば安価で汎用性の高い単眼カメラ(すなわち、1台のカメラ)により構成され、積載エリアTAの全体を撮像範囲として撮像可能となるように、パレットPの積載エリアTAの中央直上に、カメラスタンド21等の支持部材を介して配置されている。なお、カメラ20によるパレットP上の積載エリアTAの撮像に関して、得られる撮像画像の各種キャリブレーションは予め行われているものとする。 The camera 20 is, for example, an inexpensive and versatile monocular camera (i.e., one camera), and is positioned directly above the center of the loading area TA of the pallet P via a support member such as a camera stand 21 so that the entire loading area TA can be captured within the imaging range. Note that various calibrations of the captured image obtained by the camera 20 for capturing the loading area TA on the pallet P are assumed to have been performed in advance.

また、図示は省略するが、パレットPの周囲所定箇所には、積載エリアTAに積載されたワークWに照射光を照射する、複数個の発光ダイオード(LED)等を有する照明設備が設けられている。カメラ20により積載エリアTAを撮像する際には、この照明設備によってワークWに照明光を照射するようにすれば、撮像画像の明るさを適正露出にて適切に調整することができる。 Although not shown, lighting equipment having a number of light-emitting diodes (LEDs) or the like is provided at predetermined locations around the pallet P, which irradiates light onto the workpieces W loaded in the loading area TA. When the loading area TA is imaged by the camera 20, the lighting equipment can be used to irradiate the workpieces W with illumination light, allowing the brightness of the captured image to be appropriately adjusted with proper exposure.

一方、ワーク検出装置30は、機能的には次のように構成されている。
図2は、ワーク検出システム100におけるワーク検出装置30の機能的構成を概略的に示すブロック図であり、図3はワーク検出装置30のハードウェア構成を概略的に示す構成図である。
On the other hand, the workpiece detection device 30 is functionally configured as follows.
FIG. 2 is a block diagram that shows generally the functional configuration of the work detection device 30 in the work detection system 100, and FIG.

図2に示すように、カメラ20により撮像された撮像画像の画像データは、ワーク検出装置30に入力される。ワーク検出装置30は、機能的には、画像取得部31と、画像処理部32と、演算部33と、記憶部34と、操作部35と、を備える。なお、ワークWの検出は、主に装置検出部36、第1検出部37、データ作成部38及び第2検出部39を有する画像処理部32によって行われる。 As shown in FIG. 2, image data of the image captured by the camera 20 is input to the workpiece detection device 30. Functionally, the workpiece detection device 30 includes an image acquisition unit 31, an image processing unit 32, a calculation unit 33, a storage unit 34, and an operation unit 35. The detection of the workpiece W is mainly performed by the image processing unit 32, which has a device detection unit 36, a first detection unit 37, a data creation unit 38, and a second detection unit 39.

ここで、画像取得部31は、カメラ20から出力された撮像画像の画像データを取得する。画像処理部32は、画像取得部31が取得した画像データに対して、例えば二値化処理、モルフォロジー処理、ニュートン法を用いた近似処理、テンプレートマッチング等のマッチング処理等を含む各種画像変換・画像解析処理(以下、このような処理を「画像処理」と総称する。)を施す。 Here, the image acquisition unit 31 acquires image data of the captured image output from the camera 20. The image processing unit 32 performs various image conversion and image analysis processes (hereinafter, such processes are collectively referred to as "image processing") on the image data acquired by the image acquisition unit 31, including, for example, binarization processing, morphological processing, approximation processing using the Newton method, and matching processing such as template matching.

なお、画像データ(ラスタデータ)は、画像処理部32による画像処理によって、積載エリアTA内のワークめくり装置10やワークW等の写し出された各物体の輪郭成分を特徴量(幾何学形状データ)として抽出し、線状に繋げた線分で表現可能な数値データ(ベクタデータ)に変換され得るもので、後述する各マッチングは、処理負荷の軽減を図るため、特に言及しない場合ベクタデータ同士で行われ得る。 The image data (raster data) can be converted into numerical data (vector data) that can be expressed by linearly connected line segments by extracting the contour components of each object captured in the loading area TA, such as the work turner 10 and the work W, as feature values (geometric shape data) through image processing by the image processing unit 32, and each matching described below can be performed between vector data unless otherwise specified in order to reduce the processing load.

画像処理部32の装置検出部36は、画像データが示す撮像画像に写るワークめくり装置10を、積載エリアTA内のワークめくり装置10の実在領域を算出し、撮像画像から除外可能となるようにワークめくり装置10を検出する。なお、ワーク検出システム100におけるワークめくり装置10の検出についての詳細は後述する。 The device detection unit 36 of the image processing unit 32 detects the work turner 10 that appears in the captured image represented by the image data by calculating the actual area of the work turner 10 within the loading area TA and detecting the work turner 10 so that it can be excluded from the captured image. Details of the detection of the work turner 10 in the work detection system 100 will be described later.

第1検出部37は、装置検出部36によりワークめくり装置10の実在領域が除外された撮像画像を探索範囲として、この探索範囲に写るワークWの画像と、記憶部34に予め記憶された各種ワークWの二次元形状を表す形状データからなるワークモデルとのマッチング(第1のマッチング)を行う。そして、第1検出部37は、積載エリアTA内のワークWの大体の位置を表す存在位置を検出する。 The first detection unit 37 uses the captured image from which the actual area of the work turning device 10 has been excluded by the device detection unit 36 as a search range, and performs matching (first matching) between the image of the work W captured in this search range and a work model consisting of shape data representing the two-dimensional shapes of various work pieces W pre-stored in the memory unit 34. The first detection unit 37 then detects the location of the work piece W, which represents its approximate position within the loading area TA.

データ作成部38は、第1検出部37により存在位置が判明したワークWの画像に対してマッチしたワークモデルの形状データについて、ワークめくり装置10の実在領域のうちのワークW上に被る領域(図6参照)に重なる部分の輪郭成分を表す線分を編集して、新たな形状データを作成する。具体的には、データ作成部38は、形状データの輪郭成分を表す線分を分割又は消去して無効化するように編集を行う。 The data creation unit 38 creates new shape data by editing the lines representing the contour components of the portion of the actual area of the workpiece turning device 10 that overlaps with the area that covers the workpiece W (see FIG. 6) of the shape data of the workpiece model that matches the image of the workpiece W whose position has been determined by the first detection unit 37. Specifically, the data creation unit 38 edits the lines representing the contour components of the shape data so as to invalidate them by dividing or erasing them.

そして、第2検出部39は、データ作成部38により作成された新たな形状データが示すワークモデルと、ワークWの画像とのマッチング(第2のマッチング)を行って、積載エリアTA上のワークWの実際の積載位置である実積載位置を特定することでワークWを検出する。具体的には、第2検出部39は、ワークWの実積載位置として、積載エリアTA上のワークWの高さ、ワークWの大きさ及びワークWの回転角度を含む三次元位置を特定する。 Then, the second detection unit 39 detects the workpiece W by performing matching (second matching) between the workpiece model indicated by the new shape data created by the data creation unit 38 and the image of the workpiece W, and identifying the actual loading position, which is the actual loading position of the workpiece W on the loading area TA. Specifically, the second detection unit 39 identifies a three-dimensional position including the height of the workpiece W on the loading area TA, the size of the workpiece W, and the rotation angle of the workpiece W as the actual loading position of the workpiece W.

なお、例えば第2検出部39でのマッチングは、検出精度の向上を目的として、第1検出部37でのマッチングよりも探索範囲を絞り込んで(すなわち、積載エリアTA全体を探索範囲とするのではなく、ワークWの画像及びワークモデルを拡大したものを探索範囲として)行われても良い。また、データ作成部38による形状データの作成と、第2検出部39によるマッチングは、さらに検出精度を向上させるべく、上記探索範囲を段階的に絞り込みながら複数回連続して行われても良い。 For example, the matching by the second detection unit 39 may be performed with a narrower search range than the matching by the first detection unit 37 (i.e., the search range is not the entire loading area TA, but an enlarged image of the workpiece W and the workpiece model), in order to improve detection accuracy. In addition, the creation of shape data by the data creation unit 38 and the matching by the second detection unit 39 may be performed multiple times in succession while gradually narrowing the search range, in order to further improve detection accuracy.

演算部33は、画像処理部32からの検出結果に基づいて、検出されたワークWに対応するワークめくり装置10の動作を制御するための演算、及びワーク検出システム100全体を制御するための演算等の各種演算処理を行って、各部に対して制御出力を行う。記憶部34は、ワークWやワークめくり装置10を二次元又は三次元で表すCADデータ(形状データ)、各種形状のワークWの基準となるモデル(ワークモデル)画像を含む各種の画像データ、各種プログラムデータ等の、ワーク検出装置30にて利用する各種のデータを読み書き可能に記憶する。 The calculation unit 33 performs various calculation processes, such as calculations for controlling the operation of the work turning device 10 corresponding to the detected work W and calculations for controlling the entire work detection system 100, based on the detection results from the image processing unit 32, and outputs control to each unit. The memory unit 34 stores various data used by the work detection device 30 in a readable and writable manner, such as CAD data (shape data) that represents the work W and the work turning device 10 in two or three dimensions, various image data including model (work model) images that serve as references for work W of various shapes, and various program data.

なお、ワークモデル画像は、例えば積載エリアTA上に実際に積載されたワークWの配置箇所や積載高さ、回転具合等によってカメラ20で撮像した際に見た目が異なって写る複数の画像(例えば、傾いて見えたりする画像や、歪んで見たりする画像等)が、各ワークW毎に複数種類記憶されていても良く、上述した形状データ(各画像に応じて寸法が変更された形状データ)とそれぞれ紐付けられていても良い。また、操作部35は、ワーク検出装置30のユーザによる操作入力を、入力部35aを介して受け付ける。 The work model image may be stored in multiple types for each work W, and may be multiple images (e.g., images that appear tilted or distorted, etc.) that appear different when captured by the camera 20 depending on, for example, the placement location, loading height, and rotation of the work W actually loaded on the loading area TA, and each may be linked to the above-mentioned shape data (shape data whose dimensions are changed according to each image). The operation unit 35 also accepts operation inputs by the user of the work detection device 30 via the input unit 35a.

図3に示すように、ワーク検出装置30は、ハードウェア構成として、例えばCPU61と、RAM62と、ROM63と、HDD(ハードディスクドライブ)64と、SSD(ソリッドステートドライブ)65と、を備える。また、ワーク検出装置30は、入力I/F(インタフェース)66と、出力I/F(インタフェース)67と、通信I/F(インタフェース)68と、を備える。各構成部61~68は、それぞれバス60によって相互に接続されている。 As shown in FIG. 3, the workpiece detection device 30 has, as its hardware configuration, for example, a CPU 61, a RAM 62, a ROM 63, a HDD (hard disk drive) 64, and an SSD (solid state drive) 65. The workpiece detection device 30 also has an input I/F (interface) 66, an output I/F (interface) 67, and a communication I/F (interface) 68. Each of the components 61 to 68 is connected to each other by a bus 60.

CPU61は、RAM62、ROM63、HDD64、SSD65等に記憶された各種プログラムを実行することでワーク検出装置30を含めたワーク検出システム100の全体を制御すると共に、ワーク検出プログラムを実行することで、上記画像処理部32及び演算部33の機能を実現する。 The CPU 61 controls the entire work detection system 100, including the work detection device 30, by executing various programs stored in the RAM 62, ROM 63, HDD 64, SSD 65, etc., and also realizes the functions of the image processing unit 32 and the calculation unit 33 by executing the work detection program.

RAM62は、CPU61の作業領域として使用され得る。ROM63は、上記各種プログラムを少なくとも読み出し可能に格納する。HDD64及びSSD65は、上述した各種のデータを読み書き可能に記憶し、RAM62、ROM64と共に上記記憶部34の機能を実現する。 The RAM 62 can be used as a working area for the CPU 61. The ROM 63 stores the various programs described above in a readable manner. The HDD 64 and the SSD 65 store the various data described above in a readable and writable manner, and together with the RAM 62 and the ROM 64, realize the functions of the storage unit 34.

入力I/F66には、カメラ20が接続されて撮像画像が取得される。従って、入力I/F66は、上記画像取得部31の機能を実現する。これと共に、入力I/F66には、上記操作部35の入力部35aとして機能するタッチパネル69aが接続され、ユーザからの操作入力に伴う情報を受け付ける。なお、入力I/F66には、図示しないキーボードやマウス等の入力手段も接続され得る。 The camera 20 is connected to the input I/F 66 to acquire captured images. Thus, the input I/F 66 realizes the function of the image acquisition unit 31. At the same time, a touch panel 69a that functions as the input unit 35a of the operation unit 35 is connected to the input I/F 66, and receives information associated with operation input from the user. Note that input means such as a keyboard and mouse (not shown) can also be connected to the input I/F 66.

出力I/F67には、例えば、タッチパネル69aが内蔵された、ワーク検出装置30のディスプレイ69が接続され、モニタ表示される各種情報が出力される。なお、ワーク検出装置30は、通信I/F68を介して、図示しないインターネット等のネットワークや外部機器等と接続され得る。 The output I/F 67 is connected to a display 69 of the workpiece detection device 30, which has, for example, a built-in touch panel 69a, and various information is output and displayed on the monitor. The workpiece detection device 30 can be connected to a network such as the Internet or external devices (not shown) via the communication I/F 68.

このように構成されたワーク検出装置30を備えたワーク検出システム100におけるワーク検出処理は、例えば次のように行われる。
図4は、ワーク検出システム100におけるワーク検出処理の一例を示すフローチャートであり、図5はワーク検出処理におけるワークめくり装置10の装置検出処理の一例を示すフローチャートである。また、図6は、ワーク検出システム100のカメラ20により撮像された撮像画像を概念的に示すイメージ図、図7はワーク検出システム100におけるワークめくり装置10を概略的に示す斜視図である。
The workpiece detection process in the workpiece detection system 100 including the workpiece detection device 30 configured in this manner is performed, for example, as follows.
Fig. 4 is a flowchart showing an example of work detection processing in the work detection system 100, and Fig. 5 is a flowchart showing an example of device detection processing of the work turning device 10 in the work detection processing. Fig. 6 is an image diagram conceptually showing an image captured by the camera 20 of the work detection system 100, and Fig. 7 is a perspective view generally showing the work turning device 10 in the work detection system 100.

ワークWの検出に際しては、図4に示すように、まず、カメラ20によってワークW及びワークめくり装置10が積載・配置された積載エリアTAを撮像し(ステップS100)、ワーク検出装置30に撮像画像の画像データを出力する。次に、ワーク検出装置30は、画像取得部31を介して撮像画像の画像データを取得し、上述したように画像データを画像解析する(ステップS101)。 As shown in FIG. 4, when detecting the workpiece W, first, the camera 20 captures an image of the loading area TA where the workpiece W and the workpiece turning device 10 are loaded and arranged (step S100), and outputs image data of the captured image to the workpiece detection device 30. Next, the workpiece detection device 30 acquires image data of the captured image via the image acquisition unit 31, and performs image analysis on the image data as described above (step S101).

ここで、図6に示すように、パレットPの上方に設置されたカメラ20により撮像された撮像画像22には、積載エリアTA上に積載されたワークWと共に、装置本体10A及びめくりユニット10B(これらについては後述する)を有するワークめくり装置10が、例えばその一部(めくりユニット10Bの一部)がワークWの一部分上に被るように写し出される。 As shown in FIG. 6, the captured image 22 captured by the camera 20 installed above the pallet P shows the work W loaded on the loading area TA, as well as the work turning device 10 having the device main body 10A and the turning unit 10B (which will be described later), with, for example, a part of it (part of the turning unit 10B) overlapping a part of the work W.

一般的に、このような状態でワークW及びワークめくり装置10が写し出された撮像画像22を用いてワークWの検出を試みても、めくりユニット10BのワークW上に被った部分がその下のワークWの輪郭部分や形状等を見えなくしているため、該当部分を認識できなくなり、マッチングによるワークWの検出に失敗(誤検出)してしまうことが頻発する。 In general, even if an attempt is made to detect the workpiece W using the captured image 22 showing the workpiece W and the workpiece turning device 10 in this state, the portion of the turning unit 10B that covers the workpiece W obscures the outline and shape of the workpiece W underneath, making it impossible to recognize the relevant portion, and detection of the workpiece W by matching frequently fails (false detection).

そこで、本実施形態のワーク検出装置30は、上記ステップS101の画像解析後の撮像画像22に基づいて、前もって積載エリアTA内のワークめくり装置10を検出する装置検出処理(ステップS102)を実行する。このステップS102の装置検出処理は、装置検出部36において、例えば次のように行われる。 Therefore, the workpiece detection device 30 of this embodiment executes a device detection process (step S102) to detect the workpiece turning device 10 in the loading area TA in advance based on the captured image 22 after the image analysis of step S101. The device detection process of step S102 is performed in the device detection unit 36, for example, as follows.

図5に示すように、装置検出処理においては、まず、エッジ検出処理等によって、例えばワークめくり装置10に設けられたマーカ14,15(図6参照)の検出を行う(ステップS110)。ここで、マーカ14,15等について説明する。マーカ14,15等は、ワークめくり装置10の位置及び方向を識別可能に表示するものである。 As shown in FIG. 5, in the device detection process, first, markers 14, 15 (see FIG. 6) provided on the work turning device 10 are detected by edge detection process or the like (step S110). Here, the markers 14, 15, etc. are described. The markers 14, 15, etc. indicate the position and orientation of the work turning device 10 in an identifiable manner.

前提として、図7に示すように、ワークめくり装置10は、例えば上面視矩形状の外形を有する装置本体10Aと、この装置本体10Aに対して移動可能且つワークWに接触して保持可能となるように、装置本体10Aに対していわゆる片持ち状に設けられためくりユニット10Bと、を備える。 As a premise, as shown in FIG. 7, the workpiece turning device 10 comprises a device main body 10A having, for example, a rectangular outer shape when viewed from above, and a turning unit 10B that is cantilevered with respect to the device main body 10A so as to be movable relative to the device main body 10A and to be in contact with and able to hold the workpiece W.

めくりユニット10Bは、例えばエアの噴射圧力及び吸着力によって、パレットP上の積載エリアTA内に積載された複数の板状のワークWのうちの最上部のワークWを、他のワークWからめくって分離する機能を有する。このように、ワークめくり装置10は、めくりユニット10BによってワークWを一枚取りするための一枚取り装置として用いられ得るが、一枚取り装置の詳細構成については公知であるため、ここでは説明を省略する。なお、本実施形態のワークめくり装置10においては、めくりユニット10Bの配置側を装置の前方側と定義する。 The turnover unit 10B has a function of turning over and separating the topmost work W of multiple plate-shaped workpieces W loaded in the loading area TA on the pallet P from the other workpieces W, for example by using air injection pressure and suction force. In this way, the work turning device 10 can be used as a one-piece pick-up device for picking up one workpiece W by the turnover unit 10B, but since the detailed configuration of the one-piece pick-up device is publicly known, a description thereof will be omitted here. In the work turning device 10 of this embodiment, the side where the turnover unit 10B is located is defined as the front side of the device.

装置本体10Aは、装置の上方側に設けられた天面部11と、この天面部11から装置の前方側において左右二箇所で傾斜する斜面部12と、天面部11(及び斜面部12)と装置の左右側において繋がる一対の側面部13と、を有する。装置本体10Aの天面部11、斜面部12及び一対の側面部13の所定箇所には、それぞれワークめくり装置10の位置及び方向を識別可能な指標としてのマーカ14,15,16が設けられる。 The device body 10A has a top surface 11 provided on the upper side of the device, a sloped surface 12 that slopes from the top surface 11 at two locations on the left and right sides of the front side of the device, and a pair of side surfaces 13 that connect the top surface 11 (and sloped surface 12) to the left and right sides of the device. Markers 14, 15, and 16 are provided at predetermined locations on the top surface 11, sloped surface 12, and pair of side surfaces 13 of the device body 10A as indicators that can identify the position and direction of the work turning device 10.

具体的には、マーカ14,16は、装置本体10Aの天面部11及び一対の側面部13の所定箇所に複数設けられ、マーカ15は、装置本体10Aの斜面部12の所定箇所に複数設けられている。より具体的には、マーカ14は、装置本体10Aの天面部11における装置の後方側に近い左右二箇所に設けられており、マーカ16は、装置本体10Aの一対の側面部13における装置の上方側に近い箇所にそれぞれ設けられている。すなわち、マーカ16は、マーカ14の側方かつ直下に設けられている。また、マーカ15は、装置本体10Aの二箇所の斜面部12における傾斜方向両端部近傍箇所にそれぞれ設けられている。 Specifically, markers 14 and 16 are provided in multiple locations on the top surface 11 and pair of side surfaces 13 of device body 10A, and marker 15 is provided in multiple locations on the sloped surface 12 of device body 10A. More specifically, marker 14 is provided at two locations on the left and right sides of top surface 11 of device body 10A near the rear side of the device, and marker 16 is provided at locations on pair of side surfaces 13 of device body 10A near the upper side of the device. In other words, marker 16 is provided to the side and directly below marker 14. Also, marker 15 is provided near both ends of the sloped surface 12 at two locations of device body 10A in the direction of inclination.

図8は、ワークめくり装置10に設けられたマーカ14~16の一例を示す図であり、図9はマーカ14~16の他の例を示す図である。ワークめくり装置10の装置本体10Aに設けられたマーカ14,15,16は、例えば、公知のArUcoマーカやChArUcoマーカ等を含むAR(拡張現実)マーカにより構成することができる。 Figure 8 shows an example of markers 14-16 provided on the work turning device 10, and Figure 9 shows another example of markers 14-16. The markers 14, 15, and 16 provided on the device body 10A of the work turning device 10 can be configured with AR (augmented reality) markers, including, for example, well-known ArUco markers and ChArUco markers.

図8に示すように、マーカ14(15,16)は、マーカ全体を表す全体領域18と、マーカによる位置及び方向を識別させるための識別領域19と、を少なくとも備えたフィルム状部材や板状部材により構成されている。なお、図1、図6及び図7等においては、マーカ14~16の識別領域19の図示は省略している。 As shown in FIG. 8, the marker 14 (15, 16) is composed of a film-like or plate-like member that includes at least an overall area 18 that represents the entire marker, and an identification area 19 for identifying the position and orientation of the marker. Note that the identification areas 19 of the markers 14 to 16 are not shown in FIG. 1, FIG. 6, FIG. 7, etc.

マーカ14~16の識別領域19の形状は、例えば図8に示す例では単純な矩形を組み合わせた形状であるが、図9(a)~図9(g)に示すように、複数の矩形や正方形を組み合わせたり、全体領域18内の識別領域19の位置を変更したりと、ワークめくり装置10の位置及び方向を、少なくともそれ単体で識別できる形状であれば、図示のものに限定されるものではなく、より複雑な形状や、より単純な形状等の種々の形状を採用し得る。 The shape of the identification area 19 of the markers 14 to 16 is, for example, a combination of simple rectangles in the example shown in Figure 8, but as shown in Figures 9(a) to 9(g), it is not limited to the shape shown in the figure, and various shapes such as more complex shapes and simpler shapes can be adopted, such as combining multiple rectangles or squares or changing the position of the identification area 19 within the overall area 18, as long as the shape can at least identify the position and direction of the work turning device 10 by itself.

また、マーカ14~16は、カメラ20の画素数や撮影解像度等の撮像性能に応じてその寸法(全体領域18及び識別領域19の大きさや形状等)が設定され得るが、積載エリアTAを上方から撮像した撮像画像22から十分にワークめくり装置10の配置位置及び配置の向きを判別可能となるように検出され得るものであれば、少なくとも装置本体10Aの天面部11に一つ設けられていれば良い。すなわち、ワークめくり装置10が正規の配置状態である場合は、天面部11が撮像画像に最も写り込みやすいからである。 The dimensions of the markers 14-16 (such as the size and shape of the overall area 18 and the identification area 19) can be set according to the imaging performance of the camera 20, such as the number of pixels and imaging resolution, but as long as they can be detected so that the placement position and orientation of the work turning device 10 can be sufficiently determined from the captured image 22 captured from above the loading area TA, it is sufficient to provide at least one on the top surface 11 of the device main body 10A. In other words, when the work turning device 10 is in the correct position, the top surface 11 is most likely to be captured in the captured image.

なお、装置本体10Aの一対の側面部13に設けられたマーカ16は、例えばワークめくり装置10が何らかのアクシデント(例えば、図示しないローディング装置のロボットアーム等と衝突する等)により転倒した場合であっても、ワークめくり装置10の位置及び方向(積載エリアTA内における転倒時の配置位置及び配置の向き)を識別可能とするために設けられている。 The markers 16 provided on a pair of side portions 13 of the device body 10A are provided so that the position and orientation of the work turning device 10 (its position and orientation within the loading area TA when it falls over) can be identified even if the work turning device 10 falls over due to some kind of accident (such as a collision with a robot arm of a loading device not shown).

再び図5に戻り、上記ステップS110にてマーカ14,15を検出したら、各マーカ14,15の全体領域18の四隅のピクセル(画素)位置を表す位置情報を算出し、記憶部34に記憶する(ステップS111)。なお、ピクセル(画素)とは、ワーク検出装置30で撮像画像22を取り扱うときの色情報(色調、階調等)を持つ最小単位又は最小要素のことを言う。 Returning to FIG. 5 again, once the markers 14, 15 are detected in step S110, position information representing the pixel (picture element) positions of the four corners of the entire area 18 of each marker 14, 15 is calculated and stored in the memory unit 34 (step S111). Note that a pixel (picture element) refers to the smallest unit or element that has color information (hue, gradation, etc.) when the captured image 22 is handled by the workpiece detection device 30.

次に、各マーカ14,15について、記憶部34に記憶されたCADデータにより示されるワークめくり装置10の各部の寸法情報や、マーカモデルの画像を表す画像データ等の各種データに基づいて、ワークめくり装置10において実際に配置されたマーカ14,15の位置を示すモデル位置の位置情報を取得する(ステップS112)。 Next, for each marker 14, 15, position information of the model position indicating the position of the marker 14, 15 actually placed on the work turning device 10 is obtained based on various data such as dimensional information of each part of the work turning device 10 indicated by the CAD data stored in the memory unit 34 and image data representing an image of the marker model (step S112).

そして、装置検出部36は、以下のステップS113~ステップS116の処理を、複数回(例えば、5回)繰り返す。すなわち、取得したモデル位置と記憶したピクセル位置をニュートン法等の近似処理にかけて、マーカ14,15の積載エリアTA内での物理的な三次元位置(x,y,z位置)と回転(rz)を算出する(ステップS113)。 Then, the device detection unit 36 repeats the following steps S113 to S116 multiple times (e.g., five times). That is, the acquired model position and the stored pixel position are subjected to an approximation process such as Newton's method to calculate the physical three-dimensional positions (x, y, z positions) and rotations (rz) of the markers 14 and 15 within the loading area TA (step S113).

次に、三次元位置と回転を算出したら、その算出結果に基づく物理的な三次元位置(x,y,z位置)と回転(rz)を反映した状態のマーカ14,15を表すマーカ画像を生成する(ステップS114)。そして、生成したマーカ画像が表すマーカ14,15を、例えば記憶部34に予め記憶された、三次元位置や回転の状態に応じてそれぞれ異なる各種のマーカモデル画像と、例えばテンプレートマッチング処理(ステップS115)を行うことによって探索する。こうして探索したマーカモデル画像が示すマーカ14,15のマッチング情報(x,y,z位置及び回転rz)を基に、記憶部34に記憶されたマーカ14,15のピクセル位置を表す位置情報を更新する(ステップS116)。 Next, after the three-dimensional positions and rotations are calculated, a marker image is generated that represents the markers 14 and 15 in a state that reflects the physical three-dimensional positions (x, y, z positions) and rotation (rz) based on the calculation results (step S114). The markers 14 and 15 represented by the generated marker image are then searched for, for example, by performing a template matching process (step S115) with various marker model images that differ according to the three-dimensional positions and rotation states that are pre-stored in, for example, the storage unit 34. Based on the matching information (x, y, z positions and rotation rz) of the markers 14 and 15 shown by the marker model images thus searched, the position information representing the pixel positions of the markers 14 and 15 stored in the storage unit 34 is updated (step S116).

このようなステップS113~ステップS116を複数回繰り返した後に、例えばマッチング情報が十分に収束したか否かを判断し(ステップS117)、十分に収束していないと判断した場合(ステップS117のNo)は、上記ステップS113に移行して以降の処理を繰り返す。 After repeating steps S113 to S116 multiple times, it is determined whether the matching information has sufficiently converged (step S117), and if it is determined that the matching information has not sufficiently converged (No in step S117), the process proceeds to step S113 and the subsequent processes are repeated.

一方、十分に収束したと判断した場合(ステップS117のYes)、記憶部34に記憶されている各種データに基づいて、ワークめくり装置10を撮像画像22から除外可能となるように、積載エリアTA内におけるワークめくり装置10の実在領域R(図10参照)を算出して、ワークめくり装置10を検出する(ステップS118)。なお、図10は、撮像画像22におけるワークめくり装置10の実在領域Rを概念的に示している。こうしてワークめくり装置10を検出したら、本フローチャートによる装置検出処理を終了して、図4のステップS103に移行する。 On the other hand, if it is determined that sufficient convergence has occurred (Yes in step S117), the actual area R (see FIG. 10) of the work turner 10 within the loading area TA is calculated based on various data stored in the memory unit 34 so that the work turner 10 can be excluded from the captured image 22, and the work turner 10 is detected (step S118). Note that FIG. 10 conceptually illustrates the actual area R of the work turner 10 in the captured image 22. Once the work turner 10 has been detected in this way, the device detection process according to this flowchart is terminated, and the process proceeds to step S103 in FIG. 4.

すなわち、ステップS103では、ワークWの誤検出を回避するため、マッチングの探索範囲である積載エリアTAを写した撮像画像22から、図10に示すように、画像処理部32においてワークめくり装置10の実在領域Rの画素範囲を抽出して、抽出した実在領域Rを処理対象から除外する(ステップS103)。 That is, in step S103, in order to avoid erroneous detection of the workpiece W, the image processing unit 32 extracts the pixel range of the actual area R of the workpiece turning device 10 from the captured image 22 showing the loading area TA, which is the matching search range, as shown in FIG. 10, and excludes the extracted actual area R from the processing target (step S103).

そして、図11に示すように、第1検出部37によって、実在領域Rが除外された撮像画像22の全域(積載エリアTA)を探索範囲SRとして、この探索範囲SRに写る各ワークWの画像と、例えば記憶部34に予め記憶されたワークWの二次元形状を表す形状データからなる複数のワークモデルWmとの第1のマッチング(ステップS104)を施す。なお、ワークモデルWmの形状データは、例えば点(x,y座標点)、線分(x,y座標点間を結ぶライン)、面(x,y座標点間を結ぶラインで閉じた線分)により画定されるベクタデータであり、ワークWの縦、横、長さ、厚さ等の各寸法や形状を規定している。 11, the first detection unit 37 sets the entire captured image 22 excluding the real area R (loading area TA) as a search range SR, and performs a first matching (step S104) between the images of each workpiece W captured in this search range SR and multiple workpiece models Wm consisting of shape data representing the two-dimensional shape of the workpiece W pre-stored in the memory unit 34. The shape data of the workpiece models Wm is vector data defined by points (x, y coordinate points), line segments (lines connecting x, y coordinate points), and surfaces (lines closed by lines connecting x, y coordinate points), and specifies the dimensions and shape of the workpiece W, such as length, width, length, and thickness.

この第1のマッチングにより、図12に示すように、ワークWの画像と探索範囲SR内でマッチングされたワークモデルWmに、例えば記憶部34内のデータベース(DB)において予め紐付けられている形状データを参照して演算することにより、探索範囲SRのどの位置にワークモデルWmに該当するワークWがあるか(ワークモデルWmに当てはまったか)が分かる。これにより、積載エリアTA内のワークWの大体の存在位置を把握することが可能となる。なお、図12を含む以降の説明においては、積載エリアTA内の複数のワークW及びワークめくり装置10のうち、一つのワークW及びワークめくり装置10について着目して説明するが、他のワークW及びワークめくり装置10についても同様であることは言うまでもない。 As shown in FIG. 12, this first matching allows calculations to be performed by referring to shape data that is linked in advance in a database (DB) in the memory unit 34 to the image of the workpiece W and the workpiece model Wm matched within the search range SR, thereby determining where in the search range SR the workpiece W is located (whether it fits the workpiece model Wm). This makes it possible to grasp the approximate location of the workpiece W within the loading area TA. Note that in the following explanation, including FIG. 12, we will focus on one workpiece W and workpiece turning device 10 out of the multiple workpieces W and workpiece turning devices 10 in the loading area TA, but it goes without saying that the same applies to the other workpieces W and workpiece turning devices 10.

第1のマッチングの後は、以下のステップS105~ステップS107の処理を、複数回(例えば、4回)繰り返す。すなわち、ワークWの積載エリアTA内における存在位置が判明したら、データ作成部38によって、そのワークWの画像に第1のマッチングでマッチしたワークモデルWmの形状データについて、ワークめくり装置10の実在領域RのうちのワークW上に被る領域10BR(図13参照)に重なる部分の輪郭成分を表す線分を編集して新たな形状データのワークモデルWmrを作成する(ステップS105)。 After the first matching, the following steps S105 to S107 are repeated multiple times (for example, four times). That is, once the position of the workpiece W within the loading area TA has been determined, the data creation unit 38 creates a new shape data workpiece model Wmr by editing the line segments representing the contour components of the portion of the actual area R of the workpiece turning device 10 that overlaps with the area 10BR (see FIG. 13) that covers the workpiece W for the shape data of the workpiece model Wm that matched the image of the workpiece W in the first matching (step S105).

すなわち、データ作成部38は、図13に示すように、マッチしたワークモデルWmの形状データをDBから読み出して、ワークめくり装置10の被る領域10BRと重なる部分の輪郭成分を表す線分L及び線分S1~S4について、編集として例えば線分Lを線分L1,L2に分割すると共に、線分S1~S4については消去することによって、ワークモデルWmから線分Ld,Sdが無効化された新たな形状データ(変形データ)のワークモデルWmrを作成する。そして、第2検出部39は、変形データが示すワークモデルWmrと、ワークWの画像との第2のマッチング(ステップS106)を施して、探索範囲SRの絞り込み(例えば、探索範囲SRよりもミクロな探索範囲SSRを探索範囲とする)を行う(ステップS107)。 That is, as shown in FIG. 13, the data creation unit 38 reads the shape data of the matched work model Wm from the DB, and edits the line segment L and line segments S1 to S4 that represent the contour components of the part that overlaps with the covered area 10BR of the work turning device 10 by, for example, dividing the line segment L into line segments L1 and L2 and erasing the line segments S1 to S4, thereby creating a work model Wmr of new shape data (deformed data) in which the line segments Ld and Sd are invalidated from the work model Wm. Then, the second detection unit 39 performs a second matching (step S106) between the work model Wmr indicated by the deformation data and the image of the work W, and narrows the search range SR (for example, sets the search range to a search range SSR that is smaller than the search range SR) (step S107).

このようなステップS105~ステップS107を複数回繰り返した後に、例えばワークWとワークモデルWmrとが、細部にまで亘って十分にマッチングされたことにより、マッチングが完了したか否かを判断し(ステップS108)、マッチングが完了していないと判断した場合(ステップS108のNo)は、上記ステップS105に移行して以降の処理を繰り返す。 After steps S105 to S107 are repeated multiple times, it is determined whether matching is complete, for example by the workpiece W and the workpiece model Wmr being sufficiently matched down to the smallest detail (step S108). If it is determined that matching is not complete (No in step S108), the process proceeds to step S105 and the subsequent processes are repeated.

一方、マッチングが完了したと判断した場合(ステップS108のYes)、第2検出部39は、探索範囲SRにおける正確なマッチング情報(ワークWの積載位置座標、積載高さ、積載寸法、積載角度等の各種情報)を、撮像画像22及び記憶部34の各種データに基づく画像処理部32の演算により得ることができるので、積載エリアTA上のワークWの実際の積載位置である実積載位置を特定して(ステップS109)、ワークWを検出し、本フローチャートによる処理を終了する。 On the other hand, if it is determined that matching is complete (Yes in step S108), the second detection unit 39 can obtain accurate matching information (various information such as the loading position coordinates of the workpiece W, loading height, loading dimensions, loading angle, etc.) in the search range SR through calculations by the image processing unit 32 based on the captured image 22 and various data in the memory unit 34, and therefore identifies the actual loading position, which is the actual loading position of the workpiece W on the loading area TA (step S109), detects the workpiece W, and ends the processing according to this flowchart.

このように、本実施形態のワーク検出システム100によれば、積載エリアTAにおいて、別途任意の場所に配置されたワークめくり装置10によってワークWの一部がカメラ20による撮像範囲から隠れた状態となっていても、積載エリアTA内のワークWの大体の位置をマッチングにより把握する。さらに、マッチングされたワークモデルWmの形状データについて、隠れた部分を考慮して編集した上でワークの画像とマッチングを行うことを、例えば探索範囲を絞り込みながら複数回行う。そして、その結果と予め記憶されているCADデータ等の各種データとに基づき演算を行うことで、ワークWの積載エリアTA上の実積載位置を特定する。これにより、積載エリアTA内のワークWの積載位置を正確且つ高精度に特定してワークWを検出することが可能となる。 In this way, according to the workpiece detection system 100 of this embodiment, even if part of the workpiece W is hidden from the imaging range of the camera 20 by the workpiece turning device 10 arranged at a separate arbitrary location in the loading area TA, the approximate position of the workpiece W in the loading area TA is grasped by matching. Furthermore, the shape data of the matched workpiece model Wm is edited to take into account the hidden part and then matched with the image of the workpiece, for example, multiple times while narrowing the search range. Then, the actual loading position of the workpiece W on the loading area TA is identified by performing calculations based on the result and various data such as CAD data stored in advance. This makes it possible to accurately and highly precisely identify the loading position of the workpiece W in the loading area TA and detect the workpiece W.

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although an embodiment of the present invention has been described above, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. This new embodiment can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.

10 ワークめくり装置(補助装置)
10A 装置本体
10B めくりユニット(可動部)
11 天面部
12 斜面部
13 側面部
14,15,16 マーカ(指標)
18 全体領域
19 識別領域
20 カメラ(撮像装置)
21 カメラスタンド
22 撮像画像
30 ワーク検出装置
100 ワーク検出システム
P パレット
R 実在領域
SR,SSR 探索範囲
TA 積載エリア
W ワーク
Wm ワークモデル
10 Work turning device (auxiliary device)
10A: Device body 10B: Turning unit (movable part)
11 Top surface portion 12 Slope portion 13 Side surface portion 14, 15, 16 Marker (index)
18 Overall area 19 Identification area 20 Camera (imaging device)
21 Camera stand 22 Captured image 30 Workpiece detection device 100 Workpiece detection system P Pallet R Actual area SR, SSR Search range TA Loading area W Workpiece Wm Workpiece model

Claims (15)

ワークが積載されると共に前記ワークに対する作業を補助する配置自在な可搬性を備えた補助装置の一部が前記ワーク上に配置された積載エリアを、撮像装置によって撮像した撮像画像に基づいて、前記積載エリア内の前記ワークを検出するワーク検出装置であって、
前記撮像画像に写る前記補助装置を、前記積載エリア内の前記補助装置の実在領域を前記撮像画像から除外可能となるように検出する装置検出部と、
前記実在領域が除外された撮像画像を探索範囲とし、この探索範囲に写るワークの画像と、予め記憶されたワークの二次元形状を表す形状データからなる複数のワークモデルとの第1のマッチングを施して、前記積載エリア内の前記ワークの存在位置を検出する第1検出部と、
前記存在位置が判明した前記ワークの画像に前記第1のマッチングでマッチした前記ワークモデルの形状データについて、前記実在領域のうちの前記ワーク上に被る領域に重なる部分の輪郭成分を表す線分を編集して新たな形状データを作成するデータ作成部と、
前記新たな形状データが示すワークモデルと、前記ワークの画像との第2のマッチングを施して、前記積載エリア上の前記ワークの実積載位置を特定する第2検出部と、を備える
ワーク検出装置。
A work detection device detects a work in a loading area based on an image captured by an imaging device, the loading area being a loading area on which a work is loaded and a part of an auxiliary device having a freely positionable portability for assisting a task on the work is placed on the work, the work being detected based on an image captured by an imaging device,
a device detection unit that detects the auxiliary device shown in the captured image such that an actual area of the auxiliary device within the loading area can be excluded from the captured image;
a first detection unit that detects the position of the workpiece within the loading area by performing a first matching between a captured image excluding the actual area as a search range and a plurality of workpiece models consisting of shape data representing a two-dimensional shape of the workpiece that is stored in advance;
a data creation unit that creates new shape data by editing line segments that represent contour components of a portion of the actual area that overlaps with an area that covers the workpiece, for shape data of the workpiece model that has been matched in the first matching to the image of the workpiece whose position has been determined;
a second detection unit that performs a second matching between a work model indicated by the new shape data and an image of the work to identify an actual loading position of the work on the loading area.
前記データ作成部は、前記形状データの前記輪郭成分を表す線分を分割又は消去して無効化する編集を行う
請求項1記載のワーク検出装置。
The workpiece detection device according to claim 1 , wherein the data creation unit performs editing to invalidate the line segments representing the contour components of the shape data by dividing or erasing them.
前記第2検出部は、前記第1検出部による前記第1のマッチングよりも探索範囲を絞り込んで前記第2のマッチングを行う
請求項1又は2記載のワーク検出装置。
The workpiece detection device according to claim 1 or 2, wherein the second detection unit performs the second matching by narrowing a search range more than the first matching performed by the first detection unit.
前記データ作成部及び前記第2検出部は、前記新たな形状データを作成して前記第2のマッチングを施すことを、前記探索範囲を段階的に絞り込みながら複数回連続して繰り返し行う
請求項1又は2記載のワーク検出装置。
The workpiece detection device according to claim 1 or 2, wherein the data creation unit and the second detection unit repeatedly create the new shape data and perform the second matching multiple times while gradually narrowing down the search range.
前記第2検出部は、前記実積載位置として、前記積載エリア上の前記ワークの高さ、大きさ及び回転角度を含む三次元位置を特定する
請求項1~4のいずれか1項記載のワーク検出装置。
The workpiece detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the second detection unit identifies a three-dimensional position including a height, a size, and a rotation angle of the workpiece on the loading area as the actual loading position.
前記装置検出部は、前記補助装置の装置本体の天面部に少なくとも設けられた、前記補助装置の位置及び方向を識別可能な指標を検出し、検出された前記指標を予め記憶された指標モデル画像が示す指標とマッチングして、前記積載エリア内の前記補助装置の配置位置及び配置の向きを検出し、前記実在領域を算出する
請求項1~5のいずれか1項記載のワーク検出装置。
The workpiece detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the device detection unit detects an index capable of identifying the position and orientation of the auxiliary device, which is provided at least on a top surface portion of a device body of the auxiliary device, matches the detected index with an index indicated by a pre-stored index model image, detects the placement position and placement orientation of the auxiliary device within the loading area, and calculates the actual area.
ワークが積載されると共に前記ワークに対する作業を補助する配置自在な可搬性を備えた補助装置の一部が前記ワーク上に配置された積載エリアを、撮像装置によって撮像した撮像画像に基づいて、前記積載エリア内の前記ワークを検出するワーク検出方法であって、
前記撮像画像に写る前記補助装置を、前記積載エリア内の前記補助装置の実在領域を前記撮像画像から除外可能となるように検出する工程と、
前記実在領域が除外された撮像画像を探索範囲とし、この探索範囲に写るワークの画像と、予め記憶されたワークの二次元形状を表す形状データからなる複数のワークモデルとの第1のマッチングを施して、前記積載エリア内の前記ワークの存在位置を検出する工程と、
前記存在位置が判明した前記ワークの画像に前記第1のマッチングでマッチした前記ワークモデルの形状データについて、前記実在領域のうちの前記ワーク上に被る領域に重なる部分の輪郭成分を表す線分を編集して新たな形状データを作成する工程と、
前記新たな形状データが示すワークモデルと、前記ワークの画像との第2のマッチングを施して、前記積載エリア上の前記ワークの実積載位置を特定する工程と、を含む
ワーク検出方法。
A method for detecting a workpiece in a loading area, in which a workpiece is loaded and a part of an auxiliary device having a freely positionable portability for assisting a task on the workpiece is placed on the workpiece, based on an image captured by an imaging device, the method comprising:
detecting the auxiliary device shown in the captured image such that an actual area of the auxiliary device within the loading area can be excluded from the captured image;
A process of detecting the position of the workpiece within the loading area by performing a first matching between the captured image excluding the actual area as a search range and a plurality of workpiece models consisting of shape data representing a two-dimensional shape of the workpiece that is stored in advance, and
A process of creating new shape data by editing line segments representing contour components of a portion of the actual area that overlaps with an area that covers the workpiece, for the shape data of the workpiece model that has been matched in the first matching to the image of the workpiece whose position has been determined;
A process of performing a second matching between a work model indicated by the new shape data and an image of the work to identify an actual loading position of the work on the loading area.
前記形状データを作成する工程では、前記形状データの前記輪郭成分を表す線分を分割又は消去して無効化する編集を行う
請求項7記載のワーク検出方法。
The workpiece detection method according to claim 7 , wherein in the step of creating the shape data, editing is performed to invalidate by dividing or erasing line segments representing the contour components of the shape data.
前記実積載位置を特定する工程では、前記存在位置を検出する工程での前記第1のマッチングよりも探索範囲を絞り込んで前記第2のマッチングを行う
請求項7又は8記載のワーク検出方法。
The workpiece detection method according to claim 7 or 8, wherein in the step of specifying the actual loading position, the second matching is performed by narrowing a search range more than the first matching in the step of detecting the presence position.
前記形状データを作成する工程及び前記実積載位置を特定する工程では、前記新たな形状データを作成して前記第2のマッチングを施すことを、前記探索範囲を段階的に絞り込みながら複数回連続して繰り返し行う
請求項7又は8記載のワーク検出方法。
The workpiece detection method according to claim 7 or 8, wherein in the process of creating the shape data and the process of identifying the actual loading position, creating the new shape data and performing the second matching are repeated multiple times in succession while gradually narrowing down the search range.
前記実積載位置を特定する工程では、前記実積載位置として、前記積載エリア上の前記ワークの高さ、大きさ及び回転角度を含む三次元位置を特定する
請求項7~10のいずれか1項記載のワーク検出方法。
A work detection method according to any one of claims 7 to 10, wherein in the step of identifying the actual loading position, a three-dimensional position including the height, size and rotation angle of the work on the loading area is identified as the actual loading position.
前記補助装置を検出する工程では、前記補助装置の装置本体の天面部に少なくとも設けられた、前記補助装置の位置及び方向を識別可能な指標を検出し、検出された前記指標を予め記憶された指標モデル画像が示す指標とマッチングして、前記積載エリア内の前記補助装置の配置位置及び配置の向きを検出し、前記実在領域を算出する
請求項7~11のいずれか1項記載のワーク検出方法。
The method for detecting a workpiece according to any one of claims 7 to 11, wherein in the step of detecting the auxiliary device, an index capable of identifying a position and orientation of the auxiliary device, which is provided at least on a top surface portion of a main body of the auxiliary device, is detected, the detected index is matched with an index indicated by a pre-stored index model image, the position and orientation of the auxiliary device in the loading area are detected, and the actual area is calculated.
積載エリア内に積載されたワークに対する作業を補助する配置自在な可搬性を備えた補助装置と、
前記積載エリアを撮像可能な撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された撮像画像に基づいて、前記補助装置の一部が前記ワーク上に配置された前記積載エリア内の前記ワークを検出するワーク検出装置と、を備え、
前記ワーク検出装置は、
前記撮像画像に写る前記補助装置を、前記積載エリア内の前記補助装置の実在領域を前記撮像画像から除外可能となるように検出する装置検出部と、
前記実在領域が除外された撮像画像を探索範囲とし、この探索範囲に写るワークの画像と、予め記憶されたワークの二次元形状を表す形状データからなる複数のワークモデルとの第1のマッチングを施して、前記積載エリア内の前記ワークの存在位置を検出する第1検出部と、
前記存在位置が判明した前記ワークの画像に前記第1のマッチングでマッチした前記ワークモデルの形状データについて、前記実在領域のうちの前記ワーク上に被る領域に重なる部分の輪郭成分を表す線分を編集して新たな形状データを作成するデータ作成部と、
前記新たな形状データが示すワークモデルと、前記ワークの画像との第2のマッチングを施して、前記積載エリア上の前記ワークの実積載位置を特定する第2検出部と、を有する
ワーク検出システム。
a portable auxiliary device that can be freely positioned to assist in work on the workpieces loaded in the loading area;
An imaging device capable of imaging the loading area;
A work detection device that detects the work in the loading area in which a part of the auxiliary device is placed on the work based on an image captured by the imaging device,
The workpiece detection device is
a device detection unit that detects the auxiliary device shown in the captured image such that an actual area of the auxiliary device within the loading area can be excluded from the captured image;
a first detection unit that detects the position of the workpiece within the loading area by performing a first matching between the captured image excluding the actual area as a search range and a plurality of workpiece models consisting of shape data representing a two-dimensional shape of the workpiece that is stored in advance;
a data creation unit that creates new shape data by editing line segments that represent contour components of a portion of the actual area that overlaps with an area that covers the workpiece, for shape data of the workpiece model that has been matched in the first matching to the image of the workpiece whose position has been determined;
A workpiece detection system comprising: a second detection unit that performs a second matching between a workpiece model indicated by the new shape data and an image of the workpiece to identify an actual loading position of the workpiece on the loading area.
前記ワーク検出装置からの検出結果に基づいて、検出された前記ワークに対する前記補助装置の動作を制御する制御装置をさらに備える
請求項13記載のワーク検出システム。
The workpiece detection system according to claim 13 , further comprising a control device that controls an operation of the auxiliary device with respect to the detected workpiece based on a detection result from the workpiece detection device.
ワークが積載されると共に前記ワークに対する作業を補助する配置自在な可搬性を備えた補助装置の一部が前記ワーク上に配置された積載エリアを、撮像装置によって撮像した撮像画像に基づいて、前記積載エリア内の前記ワークを検出するワーク検出プログラムであって、
コンピュータに、
前記撮像画像に写る前記補助装置を、前記積載エリア内の前記補助装置の実在領域を前記撮像画像から除外可能となるように検出させる工程と、
前記実在領域が除外された撮像画像を探索範囲とし、この探索範囲に写るワークの画像と、予め記憶されたワークの二次元形状を表す形状データからなる複数のワークモデルとの第1のマッチングを施して、前記積載エリア内の前記ワークの存在位置を検出させる工程と、
前記存在位置が判明した前記ワークの画像に前記第1のマッチングでマッチした前記ワークモデルの形状データについて、前記実在領域のうちの前記ワーク上に被る領域に重なる部分の輪郭成分を表す線分を編集して新たな形状データを作成させる工程と、
前記新たな形状データが示すワークモデルと、前記ワークの画像との第2のマッチングを施して、前記積載エリア上の前記ワークの実積載位置を特定させる工程と、を実行させる
ワーク検出プログラム。
A workpiece detection program for detecting a workpiece in a loading area on the basis of an image captured by an imaging device, the loading area being a loading area on which a workpiece is loaded and a part of an auxiliary device having a freely positionable portability for assisting in a task performed on the workpiece is placed on the workpiece, the workpiece being detected based on an image captured by an imaging device,
On the computer,
detecting the auxiliary device shown in the captured image such that an actual area of the auxiliary device within the loading area can be excluded from the captured image;
A process of detecting the position of the workpiece within the loading area by performing a first matching between the captured image excluding the actual area as a search range and a plurality of workpiece models consisting of shape data representing a two-dimensional shape of the workpiece that is stored in advance, and
A process of creating new shape data by editing line segments representing contour components of a portion of the actual area that overlaps with an area that covers the workpiece, for the shape data of the workpiece model that has been matched in the first matching to the image of the workpiece whose position has been determined;
a second matching process between a work model indicated by the new shape data and an image of the work to identify an actual loading position of the work on the loading area.
JP2021017710A 2021-02-05 2021-02-05 Workpiece detection device, workpiece detection method, workpiece detection system, and workpiece detection program Active JP7620441B2 (en)

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