JP2013145422A - 作業検知システムの設定方法及びそれを用いた作業検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】検知領域や検知順序の設定が容易に行える作業検知システムの設定方法及びそれを用いた作業検知システムを提供する。
【解決手段】検知対象の存否を検知する検知領域及びその検知順序を設定する場合、先ず、それぞれ設定対象の検知領域Ａ１１〜Ａ１４に対応した大きさに形成された設定用シートＳ１１〜Ｓ１４を作業領域である棚板５３上に配置した状態で作業領域を二次元カメラで撮影する。設定装置は、二次元カメラの画像を解析することによって設定用シートＳ１１〜Ｓ１４の位置及び範囲と、設定用シートＳ１１〜Ｓ１４に付された識別コードを検出する。そして、設定装置は、検出された設定用シートＳ１１〜Ｓ１４の位置及び範囲をもとに検知領域Ａ１１〜Ａ１４を設定し、さらに識別コードをもとに検知順序を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、作業検知システムの設定方法及びそれを用いた作業検知システムに関するものである。

従来、製造装置においてワークの位置を検出するためにファイバセンサを備えたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。ファイバセンサは、発光部と、発光部から照射された光を受光する受光部を備え、発光部から照射された光が、検出対象のウェーハに設けられたウェーハノッチを通過して受光部に受光されることで、ウェーハノッチの位置を検出している。

特開平１１−３４０３０６号公報

上記特許文献１に開示されたファイバセンサを用いてワークの存否を検出するためには、ワークが置かれる場所を挟んで発光部と受光部を配置する必要があり、ワークが複数存在する場合はファイバセンサを複数設置する必要があるから、設置に手間がかかっていた。

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、検知領域や検知順序の設定が容易に行える作業検知システムの設定方法及びそれを用いた作業検知システムを提供することにある。

本発明の設定方法は、距離画像センサと、検知装置と、報知装置と、設定装置とを備えた作業検知システムの設定方法である。距離画像センサは作業領域の距離画像を出力する。検知装置は、前記距離画像に現れる作業主体又は前記作業主体が扱うワークを検知対象とし、前記距離画像をもとに作業内容の異常を検知すると報知命令を出力する。報知装置は前記報知命令が入力されると報知動作を行う。設定装置は、前記距離画像内で前記検知装置が検知対象の存否を検知する複数の検知領域及びその検知順序を設定する。そして、この設定方法では、それぞれ設定対象の検知領域に対応した大きさに形成され且つ検知順序の情報を含む識別コードが付された設定用シートを前記作業領域に配置した状態で前記作業領域を二次元カメラで撮影する。前記設定装置は、前記二次元カメラの画像を解析することによって前記作業領域に配置された前記設定用シートの位置及び範囲と前記設定用シートに付された識別コードを検出する。そして、前記設定装置は、検出された前記設定用シートの位置及び範囲をもとに検知領域を設定し、且つ、前記設定用シートに付された識別コードをもとに検知順序を設定することを特徴とする。

この設定方法において、前記識別コードには、対応する前記検知領域で検出されるワークの種別情報が含まれており、前記設定装置が、前記設定用シートに付された識別コードをもとに、対応する検知領域で検出されるワークの種別を設定することも好ましい。

本発明の作業検知システムは、上述した何れかの設定方法を用い、前記距離画像センサと、前記検知装置と、前記報知装置と、前記設定装置とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、設定用シートが所望の検知領域に置かれた状態を二次元カメラで撮影すると、設定装置が、二次元カメラの画像を解析することによって、検知領域及びその検知順序が設定される。したがって、検知領域や検知順序の設定が容易に行える作業検知システムの設定方法及びそれを用いた作業検知システムを実現できる。

実施形態の設定方法の説明図であり、（ａ）（ｃ）は平面図、（ｂ）（ｄ）は側断面図である。 同上の別の検出方法を説明する図であり、（ａ）（ｃ）は平面図、（ｂ）（ｄ）は側断面図である。 同上のまた別の検出方法の説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）の上面図である。 同上の検出方法に用いられる反射部材の説明図である。 同上の検出方法を説明する図であり、（ａ）はワークを置いた状態の平面図、（ｂ）は側面図である。 同上の物体検出方法を用いた作業検知システムのブロック図である。 同上が適用された作業領域を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 （ａ）〜（ｅ）は検知対象の作業内容の説明図である。 （ａ）〜（ｉ）は作業工程毎の撮像画像の一例を示す図である。 同上の動作を説明するフローチャートである。

以下では、本発明に係る設定方法を用いた作業検知システムの実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の作業検知システムは、作業者が複数のワーク（例えば完成品や取扱説明書など）を箱に梱包する梱包作業において、ワーク（検知対象物）が所定位置に置かれたか否かを検出するために用いられる。尚、作業検知システムの適用事例は本実施形態に限定されるものではなく、種々の用途に適用が可能である。

図７は、本実施形態の作業検知システムが適用された作業台５０を示し、図７（ａ）は作業台５０の正面図、図７（ｂ）は作業台５０の側面図である。尚、以下の説明では特に断りがないかぎり、図７（ａ）に示す向きにおいて上下左右の方向を規定し、図７（ｂ）における左側を前側、右側を後側として説明を行う。

作業台５０は、金属パイプを組み合わせて構成されるフレーム５１と、フレーム５１にそれぞれ支持された３段の棚板５２，５３，５４を備える。下段及び中段の棚板５２，５３は、平面視の形状が略正方形の棚板であって、外形寸法が略同じ寸法となっている。下段の棚板５２にはパーソナルコンピュータＰＣ１が載置されている。中段の棚板５３は、作業者が作業しやすい高さ位置（例えば作業者の腰付近の高さ位置）に設けられ、この棚板５３上で検査対象の梱包作業が行われる。上段の棚板５４は、平面視の形状が長方形状に形成されており、棚板５３と左右方向の幅寸法は同じであるが、棚板５３に比べて奥行き寸法が小さく、棚板５３の奥側寄りに設けられ、箱の中に入れられるワークＷ１，Ｗ２を載せておく部品棚として用いられている。フレーム５１の上方には、作業者の背丈よりも高い位置に、金属パイプを組み合わせて構成された支持部５５が設けられ、この支持部５５に距離画像センサ１と音出力装置４と照射装置５が取り付けられている。

図６は作業検知システムのブロック図である。この作業検知システムは、距離画像センサ１と検知装置２と入力装置３と音出力装置４と照射装置５とモニタ６とを主要な構成として備えている。尚、検知装置２と入力装置３とモニタ６とは例えばノート型のパーソナルコンピュータＰＣ１で実現されている。

距離画像センサ１は、支持部５５に取り付けられ、作業領域である中段の棚板５３及び上段の棚板５４を上方から撮影する。距離画像センサ１の測定方式はレーザー・パターンを投影する方式やＴＯＦ（Time Of Flight）方式などの周知の測定方式である。距離画像センサ１は、これら周知の測定方式を用いて撮像領域に存在する物体までの距離を検出し、各画素の画素値が検出対象までの距離となる距離画像を作成し、距離画像の画像データを検知装置２に出力する。また距離画像センサ１は、撮像範囲内の２次元画像を撮影する機能も備えており、距離画像の画像データに加えて、二次元画像の画像データを検知装置２へ出力する。すなわち、本実施形態では距離画像センサ１が、作業領域の二次元画像を撮影する二次元カメラを兼用しているが、距離画像センサ１とは別に二次元カメラを備えていてもよい。

入力装置３は、パーソナルコンピュータＰＣ１が備えるキーボードやマウスなどの入力デバイスで構成される。

音出力装置４は、作業領域を含む空間に音を出力するスピーカ（図示せず）を有し、スピーカを下側に向けて支持部５５に取り付けられ、異常の発生を報知する報知音などの音を下側へ出力する。

照射装置５は、例えば液晶プロジェクタからなり、支持部５５に取り付けられ、上段の棚板５４及び中段の棚板５３を光の投影範囲とする。照射装置５は、投影範囲の一部に照射される光を制限する機能を有しており、棚板５３及び棚板５４の所望の位置に光を照射することができる。

ここにおいて、音出力装置４と照射装置５とで、検知装置２からの報知命令にしたがって音及び光で報知動作を行う報知装置が構成されているが、報知装置として音出力装置４及び照射装置５の何れか一方のみを備えていてもよい。

モニタ６は、例えばパーソナルコンピュータＰＣ１が備える液晶ディスプレイからなり、検知装置２によって表示内容が制御され、検知領域や検知順序を設定するための設定画面を表示したり、検知結果などを表示する。

検知装置２は、距離画像センサ１から入力される距離画像に現れるワークや作業者の体の一部（例えば手など）を検知対象とし、距離画像をもとに検知対象物の存否を検出することによって、作業内容に異常がないかを判定する。検知装置２は、作業内容に異常があると判断すると、報知装置（音出力装置４及び照射装置５）に報知命令を出力して、異常の発生を報知させる。ここにおいて、検知装置２はパーソナルコンピュータＰＣ１からなり、パーソナルコンピュータＰＣ１の演算機能によってそれぞれ実現された設定部７及び異常判定部８を備えている。設定部７（設定装置）は、距離画像において検知対象物（例えばワークや作業者の手など）の存否を検知する検知領域や、作業手順にしたがって各々の検知領域で検知対象の存否を検出する順番を設定するものであり、その設定方法については後述する。異常判定部８は、距離画像センサ１から入力される距離画像をもとに検知対象物の存否を検出する。そして、異常判定部８は、何れかの検知領域で検出されるべき検知対象物が検出されなかったり、別の検知対象物が検出されたり、何れかの検知領域で検知順序とは異なる順序で検知対象物が検出されたりすると、異常と判定して報知命令を報知装置に出力する。

次に、本実施形態の作業検知システムによる検知対象物の検知動作を図１〜図１０に基づいて説明する。

図８（ａ）〜（ｅ）は梱包作業の各作業工程を示す説明図であり、距離画像センサ１で撮影された距離画像Ｐ１内には部品棚となる棚板５４に載せられた４つの箱Ｂ１〜Ｂ４と、棚板５３に載せられた箱Ｂ１０が映されている。４つの箱Ｂ１〜Ｂ４にはそれぞれ異種のワークＷ１〜Ｗ４が入れられており、作業者は箱Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の順番でワークＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４を１個ずつ取り出し、箱Ｂ１０に箱詰めする作業を行う。図８（ａ）は梱包作業を行う前の状態であり、箱Ｂ１０は空になっている。図８（ｂ）は作業者が左端の箱Ｂ１からワークＷ１を１個取り出して、箱Ｂ１０に入れた状態を示している。図８（ｃ）は作業者が左端から２番目の箱Ｂ２からワークＷ２を１個取り出して、箱Ｂ１０に入れた状態を示している。図８（ｄ）は作業者が左端から３番目の箱Ｂ３からワークＷ３を１個取り出して、箱Ｂ１０に入れた状態を示している。図８（ｅ）は作業者が右端の箱Ｂ４からワークＷ４を１個取り出して、箱Ｂ１０に入れた状態を示している。図８（ｅ）の状態は１サイクル分の梱包作業が終了した状態であり、箱Ｂ１０には４種類のワークＷ１〜Ｗ４が１個ずつ入れられている。

本実施形態の作業検知システムを用いて上記梱包作業の検査を行う場合、先ず設定作業者は、後述の設定方法により梱包作業の各工程で検知対象物が検出されるべき検知領域とその検知順序を検知装置２に設定し、以後は設定内容に応じて異常の有無を検知する。図９（ａ）〜（ｉ）は上記の梱包作業において異常の有無を判定する処理を説明する説明図であり、距離画像Ｐ１内でワークを収めた箱Ｂ１〜Ｂ４と、ワークが箱詰めされる箱Ｂ１０が検知領域として設定されている。また、作業開始時に作業者が手Ｈ１を置く検知領域が開始領域Ａ１として設定されている。

図１０は異常判定部８による判定処理を説明するフローチャートであり、検知装置２には、距離画像センサ１から所定の時間間隔（作業者の動きを連続的に検出可能な時間間隔）で撮影された距離画像が入力される（ステップＳＴ１）。異常判定部８は、距離画像センサ１から距離画像が入力されると、異常判定処理の実施中か否かを判定する（ステップＳＴ２）。

ここで、異常判定処理の停止中であれば（ステップＳＴ２のＮｏ）、異常判定部８は開始領域Ａ１で作業者が検知されるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。図９（ａ）に示すように作業者は１サイクル分の梱包作業を開始する毎に開始領域Ａ１に手Ｈ１を置いており、異常判定部８は、開始領域Ａ１で作業者が検知されたことから作業開始と判断し、異常判定処理を開始する（ステップＳＴ４）。尚、ステップＳＴ３の判定で開始領域Ａ１に検知対象がいないと判定された場合、異常判定部８はステップＳＴ１に戻って、距離画像の入力待ちの状態となる。

一方、異常判定処理を実施中であれば（ステップＳＴ２のＹｅｓ）、異常判定部８は、何れかの検知領域で検知対象物が検知さるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。ステップＳＴ５の判定で、何れの検知領域でも検知対象物が検知されなければ、異常判定部８はステップＳＴ１の処理に戻り、距離画像の入力待ちの状態となる。また、ステップＳＴ５の判定で何れかの検知領域で検知対象物が検知された場合、異常判定部８は、検知対象物の検出された検知領域の順番が、設定部７によって予め設定された検知順序と異なっているか否かを判定する（ステップＳＴ６）。図８で説明した梱包作業を作業者が行う場合、図９（ｂ）〜（ｉ）に示すように、作業者の手Ｈ１が、箱Ｂ１→箱Ｂ１０→箱Ｂ２→箱Ｂ１０→箱Ｂ３→箱Ｂ１０→箱Ｂ４→箱Ｂ１０の順番で検出されることになる。また箱Ｂ１０にはワークＷ１、ワークＷ２、ワークＷ３、ワークＷ４が１つずつ順番に箱詰めされるので、箱Ｂ１０を含む検知領域ではワークＷ１、ワークＷ２、ワークＷ３、ワークＷ４がその順番で検出されることになる。ここで、定期的に入力される距離画像から作業者の手Ｈ１が検知された検知領域の順番が、作業工程に従って設定された検知順序と異なるか、或いは、箱Ｂ１０を含む検知領域でワークＷ１〜Ｗ４が検出される順番が、作業工程に従って設定された検知順序と異なる場合（ステップＳＴ６のＹｅｓ）、異常判定部８は、予め決められた作業内容とは異なる作業が行われたと判断する。この時、異常判定部８は、報知命令を音出力装置４及び照射装置５に出力し、異常と判定された検知対象の検知履歴を記憶部９に記憶させる。音出力装置４は、報知命令が入力されると、所定の報知音を出力し、異常の発生を音で報知する。照射装置５は、報知命令が入力されると、例えば検知順序が異なると判定された検知領域に光を照射させ、異常の発生を光で報知する（ステップＳＴ７）。

また、ステップＳＴ６において、作業者の手Ｈ１が検知された検知領域の順番が所定の検知順序と同じであり、箱Ｂ１０を含む検知領域でワークＷ１〜Ｗ４が検出される順番が所定の検知順序と同じであった場合（ステップＳＴ６のＮｏ）、異常判定部８は梱包作業が１サイクル分終了したか否かを判断する（ステップＳＴ８）。ここで、１サイクル分の梱包作業が終了していなければ（ステップＳＴ８のＮｏ）、異常判定部８はステップＳＴ１に戻って距離画像の入力待ちの状態となり、次の工程の検出に備える。一方、１サイクル分の梱包作業が終了していれば（ステップＳＴ８のＹｅｓ）、異常判定部８は、１サイクル分の梱包作業が正常に行われたと判断して、異常判定処理を終了する。

尚、図８で説明した梱包作業では箱Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４からワークを１個とる毎に箱Ｂ１０に入れていたが、箱Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４から１個ずつ取り出したワークをトレー（図示せず）に入れ、最後にトレーから箱Ｂ１０へと移し替えてもよい。この場合の検知順序は、箱Ｂ１→箱Ｂ２→箱Ｂ３→箱Ｂ４→箱Ｂ１０となり、異常判定部８は、何れかの検知領域において、上記の検知順序とは異なる順序で検知対象が検出されると、異常が発生したと判定する。

ここで、この作業検知システムにおいて、検知対象の存否を検知する複数の検知領域及びその検知順序を設定する設定方法について、図１〜図４を参照して説明する。

図１（ｂ）に示すように、作業領域となる棚板５３上に設定された矩形の検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４のそれぞれでワークＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ１４の存否を検知する場合、検知領域Ａ１〜Ａ４とその検知順序を検知装置２に設定する必要がある。尚、図１（ｂ）に示すように、検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３は棚板５３の図中下側に左右に並んで設定され、検知領域Ａ１４は棚板５３の図中左上に設定されている。

本実施形態の設定方法では、検知領域Ａ１１〜Ａ１４を設定するために、設定対象の検知領域Ａ１１〜Ａ１４に対応した形状及び大きさの設定用シートＳ１１〜Ｓ１４が用いられる（図１（ａ）参照）。設定用シートＳ１１〜Ｓ１４は矩形状であり、対応する検知領域Ａ１１〜Ａ１４と縦横の長さがほぼ同じ長さに設定されている。また設定用シートＳ１１〜Ｓ１４の要所（例えば左上隅）には、検知順序の情報の情報とを含む識別コードが印刷などの方法で表示されている。ここで、設定用シートＳ１１には「０１」、設定用シートＳ１２には「０２」、設定用シートＳ１３には「０３」、設定用シートＳ１４には「０４」の文字が識別コードとして表示されている。ここにおいて，設定用シートＳ１１〜Ｓ１４に付された識別コードは「０１」「０２」…などの数字に限定されるものではなく、アルファベットなどの文字でもよいし、文字と数字の組み合わせでもよいし、バーコードや二次元コードでもよい。また、設定用シートＳ１１〜Ｓ１４の色を異ならせ、設定用シートＳ１１〜Ｓ１４の色で識別コードを構成してもよい。尚、設定用シートＳ１１〜Ｓ１４には、製造現場で入手が容易な帯電防止シートが用いられることも好ましい。また、設定用シートＳ１１〜Ｓ１４の色は、作業領域の表面（棚板５３の上面）とコントラストが大きくなるような色とするのが好ましく、例えば作業領域の表面が黒色であれば、設定用シートＳ１１〜Ｓ１４は白色とするのが好ましい。

先ず設定作業者は、図１（ａ）に示すように、設定対象の検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４とそれぞれ同じ形状及び大きさに形成された設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４を棚板５３上の設定したい位置に配置する。その後、設定作業者が入力装置３を用いて検知装置２に設定命令を入力すると、検知装置２の設定部７は、設定命令に基づいて距離画像センサ１を起動し、作業領域である棚板５３の二次元画像を撮像させる。そして、設定部７は、距離画像センサ１が撮像した二次元画像に画像処理（エッジ検出やラベリング処理など）を施すことによって、設定用シートＳ１１〜Ｓ１４の位置、形状及び大きさと、設定用シートＳ１１〜Ｓ１４に表示された識別コードを抽出する。図１（ａ）の例では設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４にそれぞれ識別コードとして「０１」「０２」「０３」「０４」の数字が付されており、設定部７は、設定用シートＳ１１〜Ｓ１４に付された数字の昇順を各検知領域の検知順序として設定する。したがって、設定部７は、設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４がそれぞれ置かれた領域を検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４として設定する。また設定部７は、設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４に付された識別コードの昇順で各検知領域Ａ１１〜Ａ１４の検知順序を設定しており、図１（ａ）の例ではＡ１１→Ａ１２→Ａ１３→Ａ１４の順番に検知順序が設定される。また識別コードの「０１」「０２」「０３」「０４」には、検知対象であるワークの種別を示す情報も含まれている。而して、設定部７は、検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４での検知対象をそれぞれワークＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ１４と設定する。

設定部７は、上述のようにして検知領域及びその検知順序を設定すると、設定内容をモニタ６に表示させる。設定作業者は、モニタ６に表示された設定内容を確認し、入力装置３を用いて設定完了を入力すると、設定部７は、設定完了の入力に基づいて、検知領域及びその検知順序の設定内容を記憶部９に記憶させ、設定処理を終了する。その後、検知装置２が検査処理を開始すると、記憶部９に記憶された検知領域及びその検知順序に従って作業内容の検査処理が実行される。

ここで、ワークＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ１４がそれぞれ検知される検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４が作業内容の変更によって図１（ｄ）に示すように変更された場合、検知装置２に変更後の検知領域及びその検知順序を設定する必要がある。尚、図１（ｄ）の例では検知領域Ａ１１〜Ａ１３が棚板５３において図中上側に設定され、検知領域Ａ１４が棚板５３において図中左下側に設定される。

検知領域を図１（ｄ）のように変更したい場合、設定作業者は、図１（ｃ）に示すように検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４にそれぞれ対応した設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４を棚板５３上の設定したい位置に配置する。そして、設定作業者が入力装置３を用いて検知装置２に設定命令を入力すると、検知装置２の設定部７は、設定命令に基づいて距離画像センサ１を起動し、作業領域である棚板５３の二次元画像を撮像させる。この時、設定部７は、距離画像センサ１が撮像した二次元画像に画像処理を施すことによって、設定用シートＳ１１〜Ｓ１４の位置と形状と大きさとを検出するとともに、設定用シートＳ１１〜Ｓ１４に表示された識別コードを抽出する。そして、設定部７は、設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４がそれぞれ置かれた領域を検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４として設定する。また設定部７は、設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４に付された識別コードの昇順で各検知領域Ａ１１〜Ａ１４の検知順序を設定する。また、識別コードには検知対象であるワークの情報が含まれているので、設定部７は、変更後の検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４でそれぞれワークＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ１４の存否を検知するよう検知対象を設定する。

設定部７は、上述のようにして変更後の検知領域及びその検知順序を設定すると、設定内容をモニタ６に表示させる。設定作業者は、モニタ６に表示された設定内容を確認し、入力装置３を用いて設定完了を入力すると、設定部７は、設定完了の入力に基づいて、変更後の検知領域及びその検知順序の設定内容を記憶部９に記憶させ、設定処理を終了する。その後、検知装置２が検査処理を開始すると、記憶部９に記憶された変更後の検知領域及びその検知順序に従って作業内容の検査処理が実行される。

上述の設定例では、変更前と変更後とで検知領域Ａ１１〜Ａ１４の位置を異ならせているが、検知領域Ａ１１〜Ａ１４の検知順序を変更することもできる。

図２（ａ）に示すように作業領域となる棚板５３上に設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４を配置し、上述した設定方法により対応する検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４の位置及び範囲が図２（ｂ）に示すように設定されているものとする。ここで、設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４にはそれぞれ識別コードとして「Ａ０１」「Ｂ０２」「Ｃ０３」「Ｄ０４」が表示されている。識別コードは、１文字のアルファベットと２桁の数字の組み合わせからなる。１文字のアルファベットはワークの種別を示す種別情報である。２桁の数字は、対応する検知領域の検知順序を示す情報である。この識別コードを用いれば、各検知領域で検知されるワークと、各検知領域の検知順序とを別個に設定することができる。設定部７では、設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４にそれぞれ付された識別コードのアルファベットをもとに、対応する検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４での検知対象を設定する。図２の例では検知領域Ａ１１の検知対象がワークＷ１１に、検知領域Ａ１２の検知対象がワークＷ１２に、検知領域Ａ１３の検知対象がワークＷ１３に、検知領域Ａ１４の検知対象がワークＷ１４にそれぞれ設定される。また、複数種類のワークについて高さ、面積、形状などの部品情報が予め記憶部９に登録されていれば、設定部７は、各検知領域Ａ１１〜Ａ１４の検知対象であるワークＷ１１〜Ｗ１４の部品情報を記憶部９から読み込むことができる。よって、作業者がワークの部品情報を入力する作業や、各検知領域Ａ１１〜Ａ１４に置かれたワークＷ１１〜Ｗ１４の部品情報を二次元画像や距離画像から検出して登録する処理が不要になる。また設定部７は、設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４にそれぞれ付された識別コードの数字をもとに、対応する検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４の検知順序をＡ１１→Ａ１２→Ａ１３→Ａ１４と設定する。

ここで、検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４の検知順序をＡ１３→Ａ１２→Ａ１１→Ａ１４と変更する場合について、以下に説明する。

この場合、各検知領域Ａ１１〜Ａ１４の範囲や検知対象のワークは変更されず、検知領域Ａ１１と検知領域Ａ１３の検知順序のみが入れ替わる。すなわち、検知領域Ａ１１に対応する設定用シートＳ１１の識別コードが「Ａ０３」に変更され、検知領域Ａ１３に対応する設定用シートＳ１３の識別コードが「Ｃ０１」に変更される。

変更後の検知領域を設定する場合、先ず設定作業者は、図２（ｃ）に示すように、識別コードが「Ａ０３」の設定用シートＳ１１と、識別コードが「Ｂ０２」の設定用シートＳ１２と、識別コードが「Ｃ０１」の設定用シートＳ１３と、識別コードが「Ｄ０４」の設定用シートＳ１４とを棚板５３上の所望の位置に配置する。そして、設定作業者が入力装置３を用いて検知装置２に設定命令を入力すると、検知装置２の設定部７は、設定命令に基づいて距離画像センサ１を起動し、作業領域である棚板５３の二次元画像を撮像させる。この時、設定部７は、距離画像センサ１が撮像した二次元画像に画像処理（エッジ検出やラベリング処理など）を施すことによって、設定用シートＳ１１〜Ｓ１４の位置と形状と大きさとを検出する。また設定部７は、二次元画像に画像処理（パターンマッチングなど）を施すことによって、設定用シートＳ１１〜Ｓ１４に表示された識別コードを抽出する。そして、設定部７は、識別コードのアルファベットをもとに、設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４がそれぞれ置かれた領域を、ワークＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ１４にそれぞれ対応した検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４として設定する（図２（ｄ）参照）。また設定部７は、識別コードの数字をもとに、各検知領域Ａ１１〜Ａ１４の検知順序をＡ１３→Ａ１２→Ａ１１→Ａ１４の順番に設定する。

設定部７は、上述のようにして変更後の検知領域及びその検知順序を設定すると、設定内容をモニタ６に表示させる。設定作業者は、モニタ６に表示された設定内容を確認し、入力装置３を用いて設定完了を入力すると、設定部７は、設定完了の入力に基づいて、変更後の検知領域及びその検知順序の設定内容を記憶部９に記憶させ、設定処理を終了する。その後、検知装置２は、検査処理を開始すると、記憶部９に記憶された変更後の検知領域及びその検知順序に従って作業内容の検査処理を実行する。

このように、本実施形態の設定方法では、検知領域Ａ１１〜Ａ１４にそれぞれ対応した設定用シートＳ１１〜Ｓ１４を用いて検知領域とその検知順序を設定しているので、検知順序の変更にも容易に対応することができる。尚、各検知領域で検出されるワークが変更される場合は、識別コードに含まれる種別情報が変更された設定用シートを用いて検知領域の設定作業を行えば、各検知領域で検出されるワークの種別を容易に変更することができる。

また、本実施形態の検知方法を用いれば、各検知領域Ａ１１〜Ａ１４の範囲（形状や大きさ）を変更する作業も容易に行える。

図３（ａ）に示すように作業領域となる棚板５３上に設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４を配置し、上述した設定方法により対応する検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４の位置及び範囲が図３（ｂ）に示すように設定されているものとする。ここで、設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４にはそれぞれ識別コードとして「０１」「０２」「０３」「０４」が表示されている。識別コードは２個の数字からなり、この識別コードは検知順序を示すとともに、検知対象であるワークＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ１４の情報も含んでいる。而して、設定部７は、設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４にそれぞれ付された識別コードをもとに、対応する検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４の検知順序と、各検知領域での検知対象がそれぞれ設定される。

ここで、各検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４の範囲（形状及び大きさ）を変更する場合について、以下に説明する。この場合、各検知領域Ａ１１〜Ａ１４の検知順序や検知対象のワークは変更されず、検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４の範囲のみが変更される。

設定作業者は、変更後の検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４（図３（ｄ）参照）にそれぞれ対応した形状及び大きさの設定用シートＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４を用意する。各検知領域Ａ１１〜Ａ１４の検知順序及び検知対象のワークに変更はないので、設定用シートＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４には、それぞれ識別コードとして「０１」「０２」「０３」「０４」の数字が付されている。そして、設定作業者は、図３（ｃ）に示すように、変更後の検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４にそれぞれ対応する位置に設定用シートＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４を配置する。

その後、設定作業者が入力装置３を用いて検知装置２に設定命令を入力すると、検知装置２の設定部７は、設定命令に基づいて距離画像センサ１を起動し、作業領域である棚板５３の二次元画像を撮像させる。この時、設定部７は、距離画像センサ１が撮像した二次元画像に画像処理（エッジ検出やラベリング処理など）を施すことによって、設定用シートＳ２１〜Ｓ２４の位置と形状と大きさとを検出する。また設定部７は、二次元画像に画像処理（パターンマッチングなど）を施すことによって、設定用シートＳ２１〜Ｓ２４に表示された識別コードを抽出する。そして、設定部７は、抽出した識別コードをもとに、設定用シートＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４がそれぞれ置かれた領域を、ワークＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ１４にそれぞれ対応した検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４として設定する。また設定部７は、抽出した識別コードをもとに、各検知領域Ａ１１〜Ａ１４の検知順序をＡ１１→Ａ１２→Ａ１３→Ａ１４の順番に設定する。

このように、本実施形態の設定方法では、変更後の検知領域Ａ１１〜Ａ１４にそれぞれ対応した形状及び大きさの設定用シートＳ２１〜Ｓ２４を用いて検知領域とその検知順序を再設定しているので、検知領域の範囲（形状及び大きさ）の変更にも容易に対応できる。

以上説明したように、本実施形態の設定方法は、距離画像センサ１と、検知装置２と、報知装置（音出力装置４及び照射装置５）と、設定装置（設定部７）とを備えた作業検知システムの設定方法である。距離画像センサ１は作業領域の距離画像を出力する。検知装置２は、距離画像に現れる作業主体又は作業主体が扱うワークを検知対象とし、距離画像をもとに作業内容の異常を検知すると報知命令を出力する。報知装置は報知命令が入力されると報知動作を行う。設定装置は、距離画像内で検知装置２が検知対象の存否を検知する複数の検知領域及びその検知順序を設定する。そして、この設定方法では、それぞれ設定対象の検知領域と同じ大きさに形成され且つ検知順序の情報を含む識別コードが付された設定用シートを作業領域に配置した状態で作業領域を二次元カメラ（距離画像センサ１が兼用）で撮影する。設定装置は、二次元カメラの画像を解析することによって作業領域に配置された設定用シートの位置及び設定用シートに付された識別コードを検出する。そして、設定装置は、検出された設定用シートの位置及び範囲をもとに検知領域を設定し、且つ、設定用シートに付された識別コードをもとに検知順序を設定することを特徴とする。

これにより、設定用シートが所望の検知領域に置かれた状態を二次元カメラで撮影すると、設定装置が、二次元カメラの画像を解析することによって、検知領域及びその検知順序が設定される。したがって、設定作業者は、検知領域の範囲に合わせた形状及び大きさの設定用シートを所望の位置に置き、その状態を二次元カメラで撮影するだけで、検知領域や検知順序の設定が行えるから、検知領域や検知順序の設定を容易に行うことができる。

この設定方法において、識別コードには、対応する検知領域で検出されるワークの種別情報が含まれ、設定装置が、設定用シートに付された識別コードをもとに、対応する検知領域で検出されるワークの種別を設定することも好ましい。

これにより、各検知領域で検出されるワークの種別が変更される場合にも、種別情報が変更された識別コードの付されている設定用シートを用いることで、ワークの種別変更に容易に対応することができる。また、複数種類のワークについて高さ、面積、形状などの部品情報が予め記憶部９に登録されていれば、設定装置は、各検知領域の検知対象であるワークの部品情報を記憶部９から読み込むことができる。よって、作業者がワークの部品情報を入力する作業や、各検知領域に置かれたワークの部品情報を二次元画像や距離画像から検出して登録する処理が不要になる。

また、本実施形態の作業検知システムは、上述した何れかの設定方法を用い、距離画像センサ１と、検知装置２と、報知装置（音出力装置４及び照射装置５）と、設定装置（設定部７）と、二次元カメラ（距離画像センサ１で兼用）とを備えることを特徴とする。

これにより、検知領域や検知順序の設定を容易に行うことができる作業検知システムを実現できる。

また本実施形態の設定方法ではワークの検知領域とその検知順序を設定しているが、検知領域で検出されるワークの高さ情報を設定することもできる。

先ず設定作業者は、図４（ａ）に示すように作業領域となる棚板５３上に設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４を配置し、上述した設定方法により対応する検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４の検知領域及びその検知順序を行う。次に設定作業者は、図４（ｂ）に示すように設定用シートＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４の上に各検知領域で検知されるワークＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ１４を載せた後、入力装置３を用いてワークの高さ情報を登録する登録命令を入力する。この時、検知装置２の設定部７は、登録命令に基づいて距離画像センサ１を起動し、作業領域である棚板５３の距離画像を撮像させる。そして、設定部７は、距離画像センサ１によって撮像された距離画像をもとに、検知領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ａ１４のそれぞれに配置されたワークＷ１１，Ｗ１２，Ｗ１３，Ｗ１４の高さ寸法及び面積値を検出し、記憶部９に登録する。

ここで、ワークＷ１１を例に距離画像からワークＷ１１の高さ寸法及び面積値を検出する方法について説明する。図５（ａ）はワークＷ１１が棚板５３に置かれた状態の平面図、図５（ｂ）はワークＷ１１が棚板５３に置かれた状態の側面図である。設定部７には、ワークＷ１１〜Ｗ１４の各々について高さ寸法の上限値ｈ２及び下限値ｈ３と、面積の上限値及び下限値とが予め設定されている。尚、設定部７は、高さ寸法が上限値ｈ２と下限値ｈ３との間に入る画素数をワークの面積として求めている。設定部７は、高さ寸法が上限値ｈ２と下限値ｈ３との間に入る画素の集まりを抽出し、面積が上限値と下限値との間に入る画素群をワークＷ１１と判断する。そして、設定部７は、この画素群について上限値ｈ２と下限値ｈ３との間に入る高さ寸法の平均値を求めることによってワークＷ１１の高さ寸法ｈ１を求め、また画素群に含まれる画素数から面積を求める。設定部７は他のワークＷ１２〜Ｗ１４についても同様の処理を行って高さ寸法及び面積を求め、ワークＷ１１〜Ｗ１４の高さ寸法及び面積値を記憶部９に記憶させる。これにより、検知装置２には、ワークの正確な高さ情報を予め登録しておく必要が無く、実際にワークＷ１１〜Ｗ１４を検知領域に置いた状態で各ワークＷ１１〜Ｗ１４の高さ情報を取得できるから、設定の手間が簡略化される。

１ 距離画像センサ（二次元カメラ）
２ 検知装置
４ 音出力装置（報知装置）
５ 照射装置（報知装置）
７ 設定部（設定装置）
５３ 棚板
Ａ１１〜Ａ１４ 検知領域
Ｓ１１〜Ｓ１４ 設定用シート
Ｗ１１〜Ｗ１４ ワーク

Claims (3)

1. 作業領域の距離画像を出力する距離画像センサと、前記距離画像に現れる作業主体又は前記作業主体が扱うワークを検知対象とし、前記距離画像をもとに作業内容の異常を検知すると報知命令を出力する検知装置と、前記報知命令が入力されると報知動作を行う報知装置と、前記距離画像内で前記検知装置が検知対象の存否を検知する複数の検知領域及びその検知順序を設定する設定装置とを備えた作業検知システムの設定方法であって、
   それぞれ設定対象の検知領域に対応した大きさに形成され且つ検知順序の情報を含む識別コードが付された設定用シートを前記作業領域に配置した状態で前記作業領域を二次元カメラで撮影し、
   前記設定装置が、前記二次元カメラの画像を解析することによって前記作業領域に配置された前記設定用シートの位置及び範囲と前記設定用シートに付された識別コードを検出し、
   検出された前記設定用シートの位置及び範囲をもとに検知領域を設定し、且つ、前記設定用シートに付された識別コードをもとに検知順序を設定することを特徴とする作業検知システムの設定方法。
2. 前記識別コードには、対応する前記検知領域で検出されるワークの種別情報が含まれており、
   前記設定装置が、前記設定用シートに付された識別コードをもとに、対応する検知領域で検出されるワークの種別を設定することを特徴とする請求項１記載の作業検知システムの設定方法。
3. 請求項１又は２の何れか１つに記載した設定方法を用いる作業検知システムであって、前記距離画像センサと、前記検知装置と、前記報知装置と、前記設定装置と、前記二次元カメラとを備えることを特徴とする作業検知システム。

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