JP2019012040A - Control device and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対象物を保持する保持装置の座標系と、対象物を撮影した撮影画像の座標系とを対応付ける制御を行う制御装置、及び制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for performing control to associate a coordinate system of a holding device that holds an object with a coordinate system of a captured image obtained by photographing the object.
特許文献1は、基板とマスクとを精度良く重ね合わせるアライメント装置を開示する。アライメント装置は、基板に付した基板マーク及び基板角度マークと、マスクに付したマスクマークとを、カメラにより撮影する。アライメント装置は、撮影した夫々の画像から、明部と暗部との境界のデータを微分二値化処理して各マークのエッジ点を特定する。アライメント装置は、特定したエッジ点の座標データから各マークの中心点の座標値を求める。アライメント装置は、求めた各マークの中心点の座標値に基づき、各座標値をカメラ座標系から基板座標系に変換する。
画像の位置をエッジ点に基づいて特定する時、ノッチの発生によりエッジ点の位置が不安定になり、画像の位置を精度良く特定できない時がある。故に、保持部により対象物を保持する保持装置において、対象物を撮影した撮影画像の座標系を保持装置の座標系に対応付ける時、精度が低下する可能性がある。 When the position of the image is specified based on the edge point, the position of the edge point becomes unstable due to the occurrence of a notch, and the position of the image may not be specified with high accuracy. Therefore, in the holding device that holds the object by the holding unit, when the coordinate system of the captured image obtained by photographing the object is associated with the coordinate system of the holding device, the accuracy may be lowered.
本発明の目的は、対象物を保持する保持装置の座標系と、対象物を撮影した撮影画像の座標系とを精度良く対応付けることが可能な制御装置、及び制御方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a control device and a control method capable of accurately associating a coordinate system of a holding device that holds an object with a coordinate system of a captured image obtained by photographing the object.
本発明の第一態様に係る制御装置は、対象物を保持して加工装置に受け渡す保持部と、第一方向に延びる第一基準線と、前記第一方向と交差する第二方向に延びる第二基準線とを有し、且つ、前記第一基準線と前記第二基準線とが交差点で交差するチャートを、前記保持部により保持した状態で撮影する撮影部とを備えた保持装置に接続し、前記撮影部が撮影した撮影画像と前記保持部との夫々の座標系を対応付ける制御を行う制御装置であって、前記撮影画像を解析して前記交差点の座標を決定する決定手段と、前記チャートを保持した前記保持部が複数の位置にある状態の夫々で、前記決定手段により決定した前記交差点の座標と、前記保持部の位置を示す座標とに基づき、前記撮影画像と前記保持部との夫々の座標系を対応付ける制御手段とを備え、前記決定手段は、前記撮影画像に含まれる前記第一基準線上の複数の位置の夫々における、前記第一方向と直交する方向の中点である複数の第一中点を特定する第一特定手段と、前記第一特定手段により特定した前記複数の第一中点の位置の夫々の、前記第一方向と直交する方向における第一平均位置を算出する第一平均算出手段と、前記第一方向に延び、前記第一平均算出手段により算出した前記第一平均位置を通過する第一直線を特定する第二特定手段と、前記撮影画像に含まれる前記第二基準線上の複数の位置の夫々における、前記第二方向と直交する方向の中点である複数の第二中点を特定する第三特定手段と、前記第三特定手段により特定した前記複数の第二中点の位置の夫々の、前記第二方向と直交する方向における第二平均位置を算出する第二平均算出手段と、前記第二方向に延び、前記第二平均算出手段により算出した前記第二平均位置を通過する第二直線を特定する第四特定手段と、前記第二特定手段により特定した前記第一直線と、前記第四特定手段により特定した前記第二直線との交点の座標を、前記交差点の座標として決定する座標決定手段と、を備えたことを特徴とする。 The control device according to the first aspect of the present invention extends in a second direction that intersects the first direction, a holding unit that holds the object and delivers it to the processing device, a first reference line that extends in the first direction, and the first direction. A holding device comprising: a second reference line, and a photographing unit for photographing a chart in which the first reference line and the second reference line intersect at an intersection while being held by the holding unit A control unit that connects and controls to associate the respective coordinate systems of the captured image captured by the imaging unit and the holding unit; and a determination unit that analyzes the captured image and determines the coordinates of the intersection; The captured image and the holding unit based on the coordinates of the intersection determined by the determining unit and the coordinates indicating the position of the holding unit in each of the states where the holding unit holding the chart is in a plurality of positions. Control to associate each coordinate system with And the determining means identifies a plurality of first midpoints that are midpoints in a direction orthogonal to the first direction at each of a plurality of positions on the first reference line included in the captured image. First specifying means for performing, and first average calculating means for calculating a first average position in a direction orthogonal to the first direction of each of the plurality of first midpoint positions specified by the first specifying means; A second specifying means for specifying a first straight line extending in the first direction and passing through the first average position calculated by the first average calculating means; and a plurality of the second reference lines included in the photographed image. Third specifying means for specifying a plurality of second midpoints that are midpoints in a direction orthogonal to the second direction in each of the positions, and positions of the plurality of second midpoints specified by the third specifying means In the direction perpendicular to the second direction. Second average calculating means for calculating the second average position, and fourth specifying means for specifying a second straight line extending in the second direction and passing through the second average position calculated by the second average calculating means; Coordinate determining means for determining the coordinates of the intersection of the first straight line specified by the second specifying means and the second straight line specified by the fourth specifying means as the coordinates of the intersection. Features.
制御装置は、チャートを撮影した撮影画像の第一基準線の中点の第一平均位置を通過する第一直線と、第二基準線の中点の第二平均位置を通過する第二直線との交点の座標を、交差点の座標として特定する。制御装置は、特定した交差点の座標と、保持部によるチャートの移動量とに基づき、撮影画像と保持部との夫々の座標系を対応付ける。これによって、制御装置は、第一基準線と第二基準線とをエッジ検出により検出して交差点の座標を特定する時よりも、交差点の座標を精度よく決定できる。故に、制御装置は、対象物を保持する保持装置の座標系と、対象物を撮影する撮影画像の座標系とを精度良く対応付けることができる。 The control device includes a first straight line that passes through the first average position of the midpoint of the first reference line of the photographed image obtained by photographing the chart, and a second straight line that passes through the second average position of the midpoint of the second reference line. The coordinates of the intersection are specified as the coordinates of the intersection. The control device associates each coordinate system of the captured image with the holding unit based on the coordinates of the specified intersection and the movement amount of the chart by the holding unit. Thereby, the control device can determine the coordinates of the intersection with higher accuracy than when the coordinates of the intersection are specified by detecting the first reference line and the second reference line by edge detection. Therefore, the control device can accurately associate the coordinate system of the holding device that holds the object with the coordinate system of the captured image that images the object.
第一態様において、前記制御手段は、前記チャートを保持した前記保持部が第一基準位置にある状態で、前記撮影部により撮影した前記撮影画像に基づき前記決定手段が決定した第一交差点座標、前記チャートを保持した前記保持部が第二基準位置にある状態で、前記撮影部により撮影した前記撮影画像に基づき前記決定手段が決定した第二交差点座標、前記第一基準位置にある時の前記保持部の位置を示す第一保持部座標、及び、前記第二基準位置にある時の前記保持部の位置を示す第二保持部座標に基づき、前記撮影画像と前記保持部との夫々の座標系を対応付けてもよい。制御装置は、保持部によりチャートを移動する前と後の夫々の位置で撮影画像により撮影した撮影画像に基づき、夫々の位置における交差点の座標(第一交差点座標、第二交差点座標)を決定する。制御装置は、決定した交差点の座標と、保持部の移動前と移動後の夫々の位置を示す座標(第一保持部座標、第二保持部座標)とに基づき、撮影画像と保持部との夫々の座標系を対応付ける。故に、制御部は、交差点と保持部との夫の移動量に基づき、撮影画像と保持部との夫々の座標系を対応付けることができる。 In the first aspect, the control means, the first intersection coordinates determined by the determination means based on the captured image captured by the imaging unit in a state where the holding unit that holds the chart is in a first reference position, The second intersection coordinates determined by the determining means based on the captured image captured by the imaging unit in a state where the holding unit that holds the chart is at the second reference position, Based on the first holding part coordinates indicating the position of the holding part and the second holding part coordinates indicating the position of the holding part when in the second reference position, the coordinates of the captured image and the holding part Systems may be associated. The control device determines the coordinates of the intersection (first intersection coordinates, second intersection coordinates) at each position based on the photographed images taken by the photographed images at the respective positions before and after the chart is moved by the holding unit. . Based on the coordinates of the determined intersection and the coordinates (first holding unit coordinates, second holding unit coordinates) indicating the respective positions before and after the movement of the holding unit, the control device Associate each coordinate system. Therefore, the control unit can associate the coordinate systems of the captured image and the holding unit with each other based on the movement amount of the husband between the intersection and the holding unit.
第一態様において、前記第一方向と前記第二方向とは直交し、前記チャートは、前記第一基準線及び前記第二基準線を囲む四角形の4つの頂点のうち対角に位置する2つの頂点の位置の夫々にマークを有し、前記決定手段は、2つの前記マークを検出する検出手段を更に有し、前記撮影部により撮影した前記撮影画像のうち、前記検出手段により検出した前記2つのマークの夫々の位置を対角の頂点として有する四角形で囲まれた領域を解析して前記交差点の座標を決定してもよい。制御装置は、交差点座標を決定する時に解析対象とする撮影画像の領域を制限できる。故に、制御部は、交差点の座標を決定する為に必要な処理の負荷を軽減できる。 In the first aspect, the first direction and the second direction are orthogonal to each other, and the chart is two diagonally positioned four corners of a quadrangle surrounding the first reference line and the second reference line. Each of the positions of the vertices has a mark, and the determination unit further includes a detection unit that detects two of the marks, and the 2 detected by the detection unit among the captured images captured by the imaging unit. You may determine the coordinate of the said intersection by analyzing the area | region enclosed with the rectangle which has each position of one mark as a diagonal vertex. The control device can limit the area of the captured image to be analyzed when determining the intersection coordinates. Therefore, the control unit can reduce the processing load necessary to determine the coordinates of the intersection.
第一態様において、前記マークは、円環状の曲線を有し、且つ、前記曲線の径方向の長さと、前記曲線で囲まれた内部の径方向の長さの比が所定条件を満たし、前記検出手段は、前記撮影画像を前記第一方向と前記第二方向とに沿って逐次解析することにより、前記曲線の長さと、前記曲線で囲まれた内部の長さとの比が、前記第一方向と前記第二方向との何れにおいても前記所定条件を満たす場合に前記マークを検出してもよい。該時、制御装置は、交差点を決定する為に解析の対象とする撮影画像の領域を、簡易且つ精度良く特定できる。 In the first aspect, the mark has an annular curve, and a ratio of a radial length of the curve to an inner radial length surrounded by the curve satisfies a predetermined condition, The detecting means sequentially analyzes the captured image along the first direction and the second direction, so that a ratio between the length of the curve and the inner length surrounded by the curve is the first. The mark may be detected when the predetermined condition is satisfied in both the direction and the second direction. At this time, the control device can easily and accurately specify the area of the captured image to be analyzed in order to determine the intersection.
本発明の第二態様に係る制御方法は、対象物を保持して加工装置に受け渡す保持部と、第一方向に延びる第一基準線と、前記第一方向と交差する第二方向に延びる第二基準線とを有し、且つ、前記第一基準線と前記第二基準線とが交差点で交差するチャートを、前記保持部により保持した状態で撮影する撮影部とを備えた保持装置に接続し、前記撮影部が撮影した撮影画像と前記保持部との夫々の座標系を対応付ける制御を行う制御装置によって実行される制御方法であって、前記撮影画像を解析して前記交差点の座標を決定する決定ステップと、前記チャートを保持した前記保持部が複数の位置にある状態の夫々で、前記決定ステップにより決定した前記交差点の座標と、前記保持部の位置を示す座標とに基づき、前記撮影画像と前記保持部との夫々の座標系を対応付ける制御ステップとを備え、前記決定ステップは、前記撮影画像に含まれる前記第一基準線上の複数の位置の夫々における、前記第一方向と直交する方向の中点である複数の第一中点を特定する第一特定ステップと、前記第一特定ステップで特定した前記複数の第一中点の位置の夫々の、前記第一方向と直交する方向における第一平均位置を算出する第一平均算出ステップと、前記第一方向に延び、前記第一平均算出ステップで算出した前記第一平均位置を通過する第一直線を特定する第二特定ステップと、前記撮影画像に含まれる前記第二基準線上の複数の位置の夫々における、前記第二方向と直交する方向の中点である複数の第二中点を特定する第三特定ステップと、前記第三特定ステップで特定した前記複数の第二中点の位置の夫々の、前記第二方向と直交する方向における第二平均位置を算出する第二平均算出ステップと、前記第二方向に延び、前記第二平均算出ステップで算出した前記第二平均位置を通過する第二直線を特定する第四特定ステップと、前記第二特定ステップで特定した前記第一直線と、前記第四特定ステップで特定した前記第二直線との交点の座標を、前記交差点の座標として決定する座標決定ステップと、を備えたことを特徴とする。第二態様によれば、第一態様と同様の効果を奏することができる。 The control method according to the second aspect of the present invention extends in a second direction that intersects the first direction, a holding portion that holds the object and delivers it to the processing apparatus, a first reference line that extends in the first direction, and the first direction. A holding device comprising: a second reference line, and a photographing unit for photographing a chart in which the first reference line and the second reference line intersect at an intersection while being held by the holding unit The control method is executed by a control device that connects and controls to associate each coordinate system of the captured image captured by the imaging unit and the holding unit, and analyzes the captured image to determine the coordinates of the intersection Based on the determination step to determine, the coordinates of the intersection determined by the determination step, and the coordinates indicating the position of the holding unit in each of the states where the holding unit holding the chart is in a plurality of positions, Taken image and holding And a control step for associating each of the coordinate systems with each other, wherein the determining step is a midpoint in a direction orthogonal to the first direction at each of a plurality of positions on the first reference line included in the captured image. A first specifying step for specifying a plurality of first midpoints, and a first average position in a direction orthogonal to the first direction of each of the positions of the plurality of first midpoints specified in the first specifying step Included in the captured image, a first specifying step that calculates a first straight line that extends in the first direction and passes through the first average position calculated in the first average calculating step, and A third specifying step for specifying a plurality of second midpoints that are midpoints in a direction orthogonal to the second direction at each of a plurality of positions on the second reference line, and specifying in the third specifying step Said compound A second average calculation step for calculating a second average position in a direction orthogonal to the second direction at each of the positions of the second middle points, and extending in the second direction, and calculating in the second average calculation step The coordinates of the intersection of the fourth specifying step for specifying the second straight line passing through the second average position, the first straight line specified in the second specifying step, and the second straight line specified in the fourth specifying step And a coordinate determining step for determining as a coordinate of the intersection. According to the 2nd aspect, there can exist an effect similar to a 1st aspect.
図面を参照し本発明の一実施形態を説明する。以下説明は、図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, left, right, front, back, and top and bottom indicated by arrows in the figure are used.
<縫製システム300の概要>
図1を参照し、縫製システム300の概略構成を説明する。縫製システム300は、フレーム301、ミシン1、移動装置100、パーソナルコンピュータ(「PC」と称す)200を備える。フレーム301は、鉄又はアルミ製の棒材を矩形に組んだ構造体である。フレーム301は、中段に棚板305を設け、下段に棚板308を設ける。ミシン1は棚板305上に固定する。移動装置100はミシン1の右方に設ける。PC200は棚板308上に配置したノート型のPCであり、ミシン1と移動装置100の動作を制御する。PC200は、ミシン1の制御部50(図7参照)と移動装置100の制御部110(図8参照)の夫々に電気的に接続する。制御部50、110は、棚板305の下部に設けた制御箱307に収容する。
<Outline of the
A schematic configuration of the
後述するミシン1の補助板5は、布箱102、窓部101、流通板142を備える。布箱102は、ミシン1の右前方に設け、ミシン1の縫製対象物である布105(図9参照)を積み重ねて収容する。本実施形態において、布105はシャツの前身頃である。窓部101は、布箱102の右後方に設ける。窓部101は、円形の強化ガラス又は透明なアクリル板である。流通板142は布箱102後方に設ける。流通板142は、上下方向に開口した複数の孔である通気孔を備える。移動装置100は、布箱102に収容した布105を一枚ずつ移動して窓部101の何れかの位置に載置した後、更に布105を移動して流通板142の何れかの位置に載置する。以下、布箱102に収容した布105の位置を「第一位置」(図9参照)と称す。窓部101において布105を載置する位置を「第二位置」(図9参照)と称す。流通板142において布105を載置する位置を「第三位置」(図9参照)と称す。撮影部117は、移動装置100が第二位置から第三位置に布105を移動する時、布105を撮影する。ミシン1は、第三位置にある布105を受け取り、縫製する。
The
<ミシン1>
図2、図3を参照しミシン1の機械的構成を説明する。ミシン1はベッド部2、脚柱部3、アーム部4、縫製機構8を備える。ベッド部2は、棚板305(図1参照)上に配置する。ベッド部2は前後方向に延びる。脚柱部3は、ベッド部2後側から上方に延びる。アーム部4は、脚柱部3上端からベッド部2の上面に対向して前方に延び、前端に前端部7を備える。縫製機構8は、ミシンモータ31(図7参照)、主軸、針棒駆動機構、針棒10、垂直釜を備える。ミシンモータ31は脚柱部3内部に設ける。主軸と針棒駆動機構はアーム部4内部に設ける。主軸は前後方向に延びる。主軸の後端部はミシンモータ31に連結し、主軸の前端部は針棒駆動機構に連結する。針棒駆動機構は針棒10と連結する。針棒10は前端部7の下端から下方へ延びる。縫針11は針棒10の下端に装着する。垂直釜は、ベッド部2内部に設ける。垂直釜は、ベッド部2と脚柱部3の内部に設けた連結機構を介して、ミシンモータ31と連結する。
<
The mechanical configuration of the
ミシン1は、ベッド部2の上方に補助板5と水平動機構6を備える。補助板5は針棒10よりも下方に位置し、水平方向に延びる上面を有する。補助板5は針板12を備える。針板12上面と補助板5上面は略同じ高さである。針板12は垂直釜の真上にある。針板12は、縫針11が挿通可能な針穴13を有する。
The
水平動機構6は、X軸移動機構、X軸モータ32(図7参照)、X移動板、押え腕65、Y移動腕66、Y軸移動機構(図示略)、Y軸モータ34(図7参照)、保持体70を備える。X軸移動機構はベッド部2内部に設ける。X軸モータ32はX軸移動機構と連結するパルスモータである。X軸移動機構は、X軸モータ32を駆動源としてX移動板をX軸方向(左右方向)へ移動する。X移動板の上面は、前後方向に延びるレール(図示略)を備える。レールは、押え腕65を前後方向に移動可能に支持する。押え腕65は、補助板5よりも上方にある。押え腕65は、X移動板と共にX軸方向へ移動する。押え腕65は、左右方向に並ぶ一対のエアシリンダ69を備える。
The
Y移動腕66は、支持部67と腕部68を備える。支持部67は左右方向に延びる。支持部67は、押え腕65の後部をX軸方向に移動可能に支持する。腕部68は支持部67後側に連結し、前後方向に延びる。腕部68は、ベッド部2内に設けたY軸移動機構に接続する。Y軸モータ34はY軸移動機構に連結するパルスモータである。Y軸移動機構はY軸モータ34(図7参照)を駆動源として腕部68をY軸方向(前後方向)へ移動する。支持部67は、腕部68の移動に伴いY軸方向へ移動する。押え腕65は、Y移動腕66と共にY軸方向へ移動する。
The
保持体70は押え腕65の前端部に取り付ける。保持体70は、昇降板71、エアシリンダ72、押え足73、レール75、スライダ76、押え板74を備える。昇降板71は、一対のエアシリンダ69の夫々のロッドに連結する。昇降板71は、エアシリンダ69の駆動によって上下動する。エアシリンダ72は、左右方向に延び、昇降板71に固定する。押え足73は側面視L字状であり、エアシリンダ72のロッドの左端部に連結する。押え足73はエアシリンダ72の駆動によって左右動する。レール75は左右に延び、押え足73の後面に固定する。スライダ76はレール75に係合し、押え足73を左右動可能に支持する。押え板74は押え足73の下端部に固定する。押え板74は水平方向に配置した板部材であり、平面視矩形状の開口を有する。
The holding
押え板74は昇降板71と共に上下動する。押え板74は、移動範囲の下端に位置した時、補助板5との間に布105を上下から挟んで保持する。押え板74は、移動範囲の上端に位置した時、補助板5から上方に離れ、布105の保持を解除する。押え足73は、エアシリンダ72の駆動により左右方向に移動する。図3では、移動範囲の右端に位置する押え足73を実線で図示し、移動範囲の左端に位置する押え足73を二点鎖線で示す。押え腕65は、押え板74と補助板5との間に布105を挟んだ状態でX軸モータ32とY軸モータ34の駆動により移動し、第三位置にある布105を、針板12上の針穴13上方に移動する。以下、針板12上の針穴13上方に布105が配置する位置を「第四位置」と称す。
The
<移動装置100>
図4、図5を参照し移動装置100の機械的構成を説明する。移動装置100は、布把持装置150、移動機構120、吸着機構130、撮影部117、吸引機構140を備える。布把持装置150は、布箱102で積み重なった複数の布105から一枚の布105を取り出して、第一位置から第二位置迄移動する(図9参照)。布把持装置150は回動機構160、上下エアシリンダ170、把持機構180を備える。回動機構160は台座部161、エアシリンダ162、支柱163、回動腕164を備える。台座部161は補助板5上に固定し、上下方向に延びる棒状の支柱163を回動可能に支持する。支柱163の下端部は台座部161内に配置する。エアシリンダ162は台座部161の側部に設ける。エアシリンダ162のロッド165は台座部161内に配置し、支柱163の前方で左右方向に伸縮する。支柱163の下端部はピニオンギア(図示略)を備える。エアシリンダ162のロッド165はラックギア(図示略)を備える。ラックギアはピニオンギアと噛み合う。支柱163は、エアシリンダ162の駆動により回動する。回動腕164は支柱163の上端部から水平方向に延びる。回動腕164は上下エアシリンダ170を支持する。
<Moving
The mechanical configuration of the moving
上下エアシリンダ170は角形であり、下方に伸縮する二本のロッド171を備える。把持機構180は、二本のロッド171の下端に接続する。上下エアシリンダ170は、把持機構180を上下動する。把持機構180は、エアシリンダ162の駆動により、上下エアシリンダ170と共に移動する。図4では、上側から見て最も反時計回り方向に移動した把持機構180の位置を実線で示す。該時、把持機構180は平面視で布箱102上方に位置する。図4では、上側から見て最も時計回り方向に移動した把持機構180の位置を二点鎖線で示す。該時、把持機構180は平面視で窓部101上方に位置する。
The upper and
把持機構180は、支持部181、作動部187A、187B(総称して「作動部187」と称す)を備える。支持部181は左右方向に延び、ロッド171下端に連結する。作動部187Aは支持部181の左部に設け、作動部187Bは支持部181の右部に設ける。作動部187A、187Bの構成は左右対称である。
The
作動部187は、脚部182、保持機構、軸棒185、把持部184、捩りバネを備える。脚部182は、側面視U字状に曲げ加工した板状の部材である。脚部182は、前後方向に対向する板状の部分の夫々に、上下方向に延びる一対の長穴173を有する。支持部181は、前後方向に対向する部分の外側面に、板状の一対の突部159を固定する。突部159は、上下方向に長い長円形状である。支持部181は一対の長穴173に一対の突部159を係合し、脚部182を長穴173の範囲内で上下動可能に支持する。脚部182は、支持部181に対して相対的に上下動する。脚部182は下端部に足部183を有する。足部183下端部は把持部184側に向けて突出する。図5では、移動範囲の上端に位置した脚部182の位置を二点鎖線で示す。図5では、移動範囲の下端に位置した脚部182の位置を実線で図示する。保持機構は公知のノック機構と同様の構成を有する。保持機構は、脚部182を上方に付勢する力が作用する度に、脚部182を保持する位置を、支持部181に対して上側に相対移動した位置又は下側に相対移動した位置に切り替える。軸棒185は、支持部181の前壁と後壁とに支持した前後方向に沿う軸である。軸棒185は把持部184を回動可能に支持する。捩りバネは、軸棒185に設け、把持部184の先端部188が足部183から離隔する向きに把持部184を付勢する。図5では、先端部188が足部183に近接する向きに回動した把持部184の位置を二点鎖線で示す。該時、把持部184は足部183との間に布105を挟む。図5では、先端部188が足部183から離隔する向きに回動した把持部184の位置を実線で示す。
The
移動機構120は、第二位置にある布105を第三位置迄移動する(図9参照)。移動機構120は、支柱部131、第一駆動モータ121(図8参照)、第一腕部132、第二腕部133、第二駆動モータ122(図8参照)、第三駆動モータ123(図8参照)、カバー134を有する。支柱部131は上下方向に延びる円筒状であり、下端部を棚板305上に固定する。第一駆動モータ121は支柱部131内部にて支持したパルスモータである。第一駆動モータ121の出力軸は第一軸部125である。第一軸部125は、上下方向を軸方向とし、支柱部131から上方に突出する。第一腕部132は、支柱部131よりも上側に設け、水平方向に延びる。第一腕部132の一端部は、第一軸部125に固定し、水平方向に延びる。第一腕部132は、第一駆動モータ121の駆動により、第一軸部125を中心に回動可能である。
The moving
第一腕部132の他端部は第二軸部108を備える。第二軸部108は、上下方向に延び、第一腕部132から上方に突出する。第二腕部133は、第一腕部132よりも上側に設ける。第二軸部108は、第二腕部133の一端部を回動可能に支持する。第二腕部133は、第二軸部108から水平方向に延びる。第二駆動モータ122(図8参照)は第二腕部133の一端部内に設けたパルスモータである。第二駆動モータ122は第二軸部108に連結する。第二腕部133は、第二駆動モータ122の駆動により、第二軸部108を中心として第一腕部132に対して相対的に回動する。
The other end portion of the
第三駆動モータ123(図8参照)は、第二腕部133の他端部内に設けたパルスモータである。カバー134は筒状であり、第二腕部133の他端部から上方に延びる。カバー134は、内部に螺子軸137を備える。螺子軸137は、上下方向に延び、第二腕部133の他端部にて回動可能に支持する。螺子軸137は第三駆動モータ123と連結する。螺子軸137は、第三駆動モータ123の駆動により、螺子軸137を中心に回動しながら上下動する。
The third drive motor 123 (see FIG. 8) is a pulse motor provided in the other end portion of the
吸着機構130は、布105を吸着して保持する。吸着機構130は、螺子軸137の下端部に連結する。吸着機構130は取付台124と帯電装置135を備える。取付台124は平面視略矩形状の板部材である。帯電装置135は平面視略矩形の板状であり、取付台124の下部に固定する。帯電装置135は下面に吸着面136を有する。帯電装置135が駆動することで、吸着面136は静電気を帯び、布105を吸着できる。
The
第一駆動モータ121、第二駆動モータ122の駆動により、吸着機構130の吸着面136は、流通板142の上方に位置する状態と、窓部101の上方に位置する状態(図9参照)との間で移動する。第三駆動モータ123の駆動により、吸着機構130は上下方向に移動する。吸着機構130が移動範囲の上端に位置する時、吸着面136は、補助板5から上方に離れる。吸着機構130が移動範囲の下端に位置する時、吸着面136は、第二位置にある布105を内側に吸着可能である。撮影部117は、窓部101の下方に固定する。撮影部117は、窓部101側の所定の領域(「撮影領域」と称す)を撮影する。
By the driving of the
吸引機構140は、布箱102の後方で補助板5に設ける。吸引機構140は、流通板142、吸引バルブ145(図8参照)を備える。流通板142は、補助板5に固定し、上下方向に開口する通気孔を複数有する。流通板142の上面と補助板5の上面は略同じ高さである。エアは、流通板142の通気孔を通過可能である。吸引バルブ145は流通板142下方に固定する。吸引バルブ145がエアを吸引することで、エアは通気孔を介して吸引バルブ145に流れる。該時、吸引機構140は、第三位置にある布105を流通板142側に吸引して保持する。
The
ミシン1のエアシリンダ69、72、移動装置100のエアシリンダ162、上下エアシリンダ170、吸引バルブ145は、夫々、エアチューブを介してエアコンプレッサ(図示略)に接続する。
The
<PC200の電気的構成>
図6を参照し、PC200の電気的構成を説明する。PC200はCPU201を備える。CPU201はPC200の制御を司る。CPU201は、チップセット204を介してROM202、RAM203、表示制御部208と電気的に接続する。チップセット204は、CPU201と、ROM202、RAM203との間でデータの送受信を管理する一連の回路群である。ROM202はBIOS等を記憶する。RAM203は、種々の一時データを記憶する。
<Electrical configuration of
The electrical configuration of the
チップセット204はチップセット205と接続する。CPU201は、チップセット205を介し、記憶装置206、入力部207、表示制御部28、通信I/F210と電気的に接続する。チップセット205は、CPU201と、記憶装置206、入力部207、表示制御部28、通信I/F210との間でデータの送受信を管理する一連の回路群である。記憶装置206は、例えばハードディスクドライブ(HDD)、ソリッドステートドライブ(SSD)等、不揮発性の記憶装置である。記憶装置206は、OS、プログラム、データ等を記憶する。記憶装置206は、PC200に対して着脱可能なメモリカードであってもよい。入力部207は、例えばキーボード、マウス等であり、作業者からの各種指示を検出する。入力部207は、検出した各種指示をCPU201に出力する。表示制御部208は、ディスプレイ209への映像の表示を制御する。通信I/F210は、例えばシリアル通信用のインターフェースである。通信I/F210は、ミシン1、移動装置100に接続する。
The chip set 204 is connected to the chip set 205. The
<ミシン1の電気的構成>
図7を参照しミシン1の電気的構成を説明する。ミシン1の制御部50は、CPU51、ROM52、RAM53、記憶装置54、通信I/F55、入出力I/F56、駆動回路57〜59を備える。CPU51、ROM52、RAM53、記憶装置54は、バスを介して入出力I/F56と電気的に接続する。CPU51はミシン1の制御を司り、ROM52が記憶する各種プログラムに従い縫製に関わる各種演算と処理を実行する。ROM52は各種プログラム、各種初期設定パラメータ等を記憶する。RAM53はCPU51の演算結果、ポインタ、カウンタ等を一時的に記憶する。記憶装置54は、不揮発性であり、各種設定情報等を記憶する。
<Electrical configuration of
The electrical configuration of the
通信I/F55は入出力I/F56と電気的に接続する。通信I/F55は、例えばシリアル通信用のインターフェースである。通信I/F55はPC200の通信I/F210に接続する。駆動回路57〜59は入出力I/F56と電気的に接続する。駆動回路57はミシンモータ31と電気的に接続する。CPU51は駆動回路57を制御することで、ミシンモータ31を駆動制御する。駆動回路58はX軸モータ32と電気的に接続する。駆動回路59はY軸モータ34と電気的に接続する。入出力I/F56は、電磁弁38、39と電気的に接続する。電磁弁38は、エアコンプレッサがエアシリンダ69へ供給するエアの供給経路に設ける。CPU51は電磁弁38の開閉によってエアシリンダ69を駆動制御し、押え板74を上下動する。電磁弁39は、エアコンプレッサが保持体70のエアシリンダ72へ供給するエアの供給経路に設ける。CPU51は電磁弁39の開閉によってエアシリンダ72を駆動制御し、押え板74を左右に移動する。
The communication I /
<移動装置100の電気的構成>
図8を参照し移動装置100の電気的構成を説明する。移動装置100の制御部110は、CPU111、ROM112、RAM113、記憶装置119、通信I/F114、入出力I/F115、駆動回路166〜168を備える。CPU111、ROM112、RAM113はバスを介して入出力I/F115と電気的に接続する。CPU111は移動装置100の制御を司り、ROM112が記憶する各種プログラムに従い処理を実行する。ROM112は各種プログラム、各種初期設定パラメータ等を記憶する。RAM113はCPU111の演算結果、各種データ等を一時的に記憶する。記憶装置119は、不揮発性である。通信I/F114は入出力I/F115と電気的に接続する。通信I/F114は例えばシリアル通信用のインターフェースである。通信I/F114はPC200の通信I/F210に接続する。
<Electrical Configuration of Moving
The electrical configuration of the moving
駆動回路166〜168は入出力I/F115と電気的に接続する。駆動回路166〜168は夫々、第一駆動モータ121、第二駆動モータ122、第三駆動モータ123に接続する。入出力I/F115は、帯電装置135、撮影部117、電磁弁118、151、152と電気的に接続する。CPU201は、帯電装置135、撮影部117、電磁弁118、151、152を駆動する。撮影部117は、吸着機構130の吸着面136と吸着面136に吸着した布105を含む撮影領域を、吸着面136側から撮影する。撮影部117は、撮影画像のデータを生成し、CPU111に出力する。
The
電磁弁118は、エアコンプレッサが吸引バルブ145へ供給するエアの供給経路に設ける。CPU111は電磁弁118を開閉し、吸引バルブ145を駆動制御する。電磁弁151は、エアコンプレッサがエアシリンダ162へ供給するエアの供給経路に設ける。CPU111は電磁弁151を開閉し、エアシリンダ162を駆動制御する。電磁弁152は、エアコンプレッサが上下エアシリンダ170へ供給するエアの供給経路に設ける。CPU111は電磁弁152を開閉し、上下エアシリンダ170を駆動制御する。
The
<動作概要(布105の第一位置から第二位置への移動)>
図4、図5、図9を参照し、布把持装置150により布105を第一位置から第二位置に移動する動作を説明する。布把持装置150は、布箱102に積み重なる布105を一枚ずつ把持して移動する。把持機構180は上下エアシリンダ170の駆動により、移動範囲の上端から下端に移動する。脚部182は、足部183が布105に当接した時の力により、支持部181に対して上側に相対移動する。把持部184は、布105に先端部188が当接した時の力により、捩りバネの付勢力に抗して回動する。該時、把持部184の先端部188は足部183に近接し、布105の一部分を足部183との間に挟む。保持機構は、脚部182を保持する位置を、支持部181に対して上側に相対移動した位置に切り替える。次に、把持機構180は上下エアシリンダ170の駆動により、移動範囲の下端から上端に移動する。以上により、布把持装置150は布105を布箱102から取り出す。
<Operation outline (movement of
The operation of moving the
把持機構180はエアシリンダ162の駆動により、上側から見て時計回り方向に移動する。次に、把持機構180は上下エアシリンダ170の駆動により、移動範囲の上端から下端に移動する。把持機構180が移動範囲の下端に到達した時、足部183は布105を介して窓部101と接触する。該時、保持機構は、脚部182を保持する位置を、支持部181に対して下端に相対移動した位置に切り替える。次に、把持機構180はエアシリンダ162の駆動により、移動範囲の下端から上端に移動する。該時、把持部184の先端部188は、捩りバネの付勢力に応じて足部183から離隔し、布105を離す。布105は窓部101の第二位置に載置する。以上により、布105の第一位置から第二位置迄の移動が完了する。
The
<動作概要(布105の第二位置から第三位置への移動、撮影部117による撮影)>
図4、図9を参照し、移動機構120と吸着機構130により、布105を第二位置から第三位置に移動してミシン1に受け渡す動作を説明する。第一腕部132と第二腕部133は、第一駆動モータ121と第二駆動モータ122の駆動により回動する。該時、吸着機構130の吸着面136は窓部101上方に移動する。次に、吸着面136は第三駆動モータ123の駆動により、移動範囲の下端に移動する。吸着面136は、帯電装置135の駆動により静電気を帯びる。第二位置にある布105は吸着面136に吸着する。吸着面136は第三駆動モータ123の駆動により、布105を吸着した状態で移動範囲の上端に移動する。
<Outline of operation (movement of
The operation of moving the
移動装置100の撮影部117は窓部101を介して、吸着面136に吸着した布105を撮影する。PC200のCPU201は、撮影部117により撮影した撮影画像のデータを取得し、吸着面136に吸着した布105の位置を検出する。CPU201は、検出した布105の位置に応じ、流通板142の第三位置に布105を載置する為に必要な第一駆動モータ121と第二駆動モータ122の駆動条件を算出する。第一駆動モータ121と第二駆動モータ122は、PC200が算出した駆動条件で駆動し、第一腕部132と第二腕部133を回動する。これにより、吸着面136は第三位置の上方位置迄移動する。次に、吸着面136は第三駆動モータ123の駆動により、布105を吸着した状態で移動範囲の下端に移動する。次に、帯電装置135は駆動を停止する。布105は吸着面136から離れ、PC200により特定した第三位置に載置する。吸引バルブ145は吸引機構140の駆動により、エアを吸引する。該時、第三位置に載置した布105は流通板142に保持する。
The photographing
<動作概要(布105の第三位置から第四位置への移動、ミシン1による縫製動作)>
図2、図3を参照し、ミシン1の縫製動作の概要を説明する。吸引バルブ145は吸引機構140の駆動により、エアの吸引を停止する。該時、第三位置に載置した布105は移動可能となる。押え板74はエアシリンダ72の駆動により、移動範囲の左端から右端に移動する。次に、押え板74はエアシリンダ69の駆動により、移動範囲の下端に移動する。押え板74は、第三位置にある布105を流通板142との間に挟み保持する。次に、押え腕65は、X軸モータ32とY軸モータ34の駆動により、第三位置から針穴13上の第四位置に布105を移動する。次に、ミシンモータ31、X軸モータ32、Y軸モータ34は夫々駆動する。水平動機構6は布105を前後方向と左右方向とに移動し、針棒10と垂直釜は同期駆動する。縫製機構8は縫針11で布105に縫製する。ミシン1は布105に所定の縫目を形成する。縫目が布105に形成した後、押え板74はエアシリンダ72の駆動により、移動範囲の左端に移動する。押え板74はエアシリンダ69の駆動により、移動範囲の上端に移動して布105から離れる。以上により、ミシン1の縫製動作は終了する。
<Outline of operation (movement of
The outline of the sewing operation of the
<動作概要(キャリブレーション)>
上述のように、PC200のCPU201は、撮影画像から特定した布105の位置に基づいて、第二位置から第三位置迄布105を移動する為の移動装置100(第一駆動モータ121、第二駆動モータ122)の駆動条件を算出する。該時、CPU201は、撮影画像の座標系(「画像座標系」と称す)と移動装置100の座標系(「装置座標系」と称す)を予め対応付けておく必要がある。該理由は、画像座標系と装置座標系との対応付けがない時、CPU201は、布105を第二位置から第三位置迄移動する時の画像座標系における移動量を撮影画像に基づいて特定できても、該移動量を、装置座標系における移動量に変換できない為である。本実施形態において、CPU201は、後述するメイン処理を実行することにより、画像座標系と装置座標系との対応付けを行う。
<Operation overview (calibration)>
As described above, the
図10は、画像座標系と装置座標系との対応付けの過程で使用するチャートSを示す。図10の上側、下側、左側、右側を、夫々、チャートSの上側、下側、左側、右側と定義する。チャートSは、表面に線画を描写した白色の台紙Dである。台紙Dは矩形状を有する。チャートSは、第一基準線L1、第二基準線L2、第一マークM1、第二マークM2を有する。第一基準線L1は、台紙Dの左端部近傍を上下方向に延びる直線である。第二基準線L2は、台紙Dの下端部近傍を左右方向に延びる直線である。第一基準線L1と第二基準線L2とは直交する。第一基準線L1の下端と第二基準線L2の左端は、交差点Cで交差する。 FIG. 10 shows a chart S used in the process of associating the image coordinate system with the apparatus coordinate system. The upper side, lower side, left side, and right side of FIG. 10 are defined as the upper side, lower side, left side, and right side of the chart S, respectively. The chart S is a white mount D in which a line drawing is drawn on the surface. The mount D has a rectangular shape. The chart S has a first reference line L1, a second reference line L2, a first mark M1, and a second mark M2. The first reference line L1 is a straight line extending in the vertical direction near the left end of the mount D. The second reference line L2 is a straight line extending in the left-right direction near the lower end of the mount D. The first reference line L1 and the second reference line L2 are orthogonal to each other. The lower end of the first reference line L1 and the left end of the second reference line L2 intersect at an intersection C.
第一マークM1は、台紙Dの左上の隅近傍、より詳細には、左右方向において第一基準線L1よりも左側、且つ、上下方向において第一基準線L1の上端よりも上側に配置する。第二マークM2は、台紙Dの右下の隅近傍、より詳細には、左右方向において第二基準線L2よりも右側、且つ、上下方向において第二基準線L2の下端よりも下側に配置する。第一マークM1と第二マークM2は夫々、円環状の曲線を有する。第一マークM1と第二マークM2を総称して「マークM」と称す。マークMを形成する曲線の径方向の長さ、即ち、該曲線の太さr2は、該曲線で囲まれた内部の径方向の長さ、即ち、曲線で囲まれた内部の円形部分の半径r1と等しい。該為、半径r1と太さr2の比は、1:1となる。故に、マークMの中心の位置(「中心位置m」と称す)を通ってマークMを横切る線分を定義した時、該線分のうちマークMの曲線と重なる2つの部分a1、a3のそれぞれの長さと、マークMの曲線で囲まれた部分と重なる部分a2の長さとの比a1:a2:a3は、1:2:1となる。 The first mark M1 is disposed near the upper left corner of the mount D, more specifically, on the left side of the first reference line L1 in the left-right direction and above the upper end of the first reference line L1 in the up-down direction. The second mark M2 is arranged in the vicinity of the lower right corner of the mount D, more specifically, on the right side of the second reference line L2 in the left-right direction and below the lower end of the second reference line L2 in the up-down direction. To do. The first mark M1 and the second mark M2 each have an annular curve. The first mark M1 and the second mark M2 are collectively referred to as “mark M”. The length of the curve forming the mark M in the radial direction, that is, the thickness r2 of the curve is the inner radial length surrounded by the curve, that is, the radius of the inner circular portion surrounded by the curve. equal to r1. Therefore, the ratio between the radius r1 and the thickness r2 is 1: 1. Therefore, when a line segment that crosses the mark M through the center position of the mark M (referred to as “center position m”) is defined, each of the two portions a1 and a3 that overlap the curve of the mark M in each of the line segments. And the ratio a1: a2: a3 of the portion a2 that overlaps the portion surrounded by the curve of the mark M is 1: 2: 1.
第一マークM1の中心位置m1から右側に延びる仮想線分Q1と、第二マークM2の中心位置m2から上側に延びる仮想線分Q2は、位置m3で交差する。第一マークM1の中心位置m1から下側に延びる仮想線分Q4と、第二マークM2の中心位置m2から左側に延びる仮想線分Q3は、位置m4で交差する。仮想線分Q1〜Q4は、中心位置m1、m2、位置m3、m4を頂点とする仮想的な正方形を形成する。該正方形は、第一基準線L1と第二基準線L2を外側から囲む。仮想線分Q1〜Q4で囲む領域を、「解析領域Q」と称す。第一マークM1と第二マークM2は、解析領域Qの4つの頂点のうち左上と右下の対角に位置する。 A virtual line segment Q1 extending rightward from the center position m1 of the first mark M1 and a virtual line segment Q2 extending upward from the center position m2 of the second mark M2 intersect at a position m3. A virtual line segment Q4 extending downward from the center position m1 of the first mark M1 and a virtual line segment Q3 extending leftward from the center position m2 of the second mark M2 intersect at the position m4. The virtual line segments Q1 to Q4 form a virtual square with the center positions m1, m2, and the positions m3, m4 as vertices. The square surrounds the first reference line L1 and the second reference line L2 from the outside. A region surrounded by virtual line segments Q1 to Q4 is referred to as “analysis region Q”. The first mark M1 and the second mark M2 are located at the upper left and lower right diagonals of the four vertices of the analysis region Q.
<メイン処理>
図11から図21を参照し、メイン処理を説明する。使用者は画像座標系と装置座標系との対応付けを行う時、吸着機構130の吸着面136にチャートSを接触した状態で、PC200の入力部207に入力操作を行う。CPU201は入力操作を受け付けた時、記憶装置206に記憶したプログラムを実行することでメイン処理を開始する。
<Main processing>
The main process will be described with reference to FIGS. When the user associates the image coordinate system with the apparatus coordinate system, the user performs an input operation on the
図11に示すように、CPU201は、吸着機構130によりチャートSを吸着面136に吸着する吸着指示を、移動装置100に出力する。移動装置100のCPU111は吸着指示を受信した時、帯電装置135を駆動する。吸着面136は静電気を帯び、チャートSを吸着面136に吸着する(S1)。CPU201は、窓部101上方の所定位置(「第一基準位置」と称す)迄吸着機構130を移動する第一移動指示を、移動装置100に出力する。移動装置100のCPU111は第一移動指示を受信した時、第一駆動モータ121、第二駆動モータ122の駆動により、吸着機構130を第一基準位置に移動する(S11)。該時、チャートSを第一基準位置に配置した状態と称す。
As shown in FIG. 11, the
CPU201は、撮影部117による撮影を実行する撮影指示を、移動装置100に出力する。移動装置100のCPU111は撮影指示を受信した時、撮影部117を制御して撮影を開始する(S13)。撮影部117は、第一基準位置に配置した状態のチャートSを撮影し、撮影画像のデータを生成する。移動装置100は、撮影部117が生成した撮影画像のデータを取得し、PC200に出力する。PC200のCPU201は撮影画像Gのデータを受信する。図16(A)は、撮影画像Gの一例を示す。撮影画像Gは、チャートSの第一基準線L1、第二基準線L2、第一マークM1、第二マークM2を含む。図16(A)の上側、下側、左側、右側を、夫々、撮影画像Gの上側、下側、左側、右側と定義する。撮影画像Gの左右方向を「水平方向」と称し、撮影画像Gの上下方向を「垂直方向」と称す。図11に示すように、CPU201は、撮影画像Gに基づいて第一交差点C1の位置を示す座標を取得する為、座標取得処理(図12参照)を実行する(S15)。
The
図12を参照し、座標取得処理を説明する。CPU201は、撮影画像Gを二値化する(S31)。CPU201は、二値化した撮影画像Gに基づきマークMの位置を検出する為、マーク位置検出処理(図13参照)を実行する(S33)。以下記載において、二値化後の撮影画像Gを単に撮影画像Gと称す。
The coordinate acquisition process will be described with reference to FIG. The
図13を参照し、マーク位置検出処理を説明する。CPU201は、撮影画像Gの複数の画素を、水平方向に一列分ずつ取得する。撮影画像Gの複数の画素のうち水平方向の一列分を「水平画素列」と称す。CPU201は、取得した水平画素列を連長圧縮(ランレングス圧縮)し、水平方向に対応するラン情報(「水平ラン情報」と称す)を生成する(S51)。ラン情報は、黒色の画素又は白色画素の一列毎の連続数を含む。例えば図16(B)に示すように、第二マークM2を含む水平画素列hpにおいて、左側から右側に向けて、白色の画素(数字「0」で示す)がN(Nは任意の整数)回連続し、黒色の画素(数字「1」で示す)が3回連続し、白色の画素が6回連続し、黒の画素が3回連続し、白色の画素がN回連続する。該時、CPU201は連長圧縮により、水平画素列hpの水平ラン情報として「0/N、1/3、0/6、1/3、0/N」を生成する。ラン情報のうち「/」の左側の数字「0」は白色を示し、数字「1」は黒色を示す。「/」の右側の数字は、「/」の左側の数字で示す色(白色「0」又は黒色「1」)の画素の連続数を示す。以下、ラン情報における各連続数を「要素」と称す。ラン情報のうち左からi(iは1以上の整数)番目の要素を、「要素(i)」と称す。
The mark position detection process will be described with reference to FIG. The
図13に示すように、CPU201は、撮影画像Gの複数の画素を、垂直方向に一列分ずつ取得する。撮影画像Gの複数の画素のうち垂直方向の一列分を「垂直画素列」と称す。CPU201は取得した垂直画素列を連長圧縮し、垂直方向に対応するラン情報(「垂直ラン情報」と称す)を生成する(S51)。CPU201は、全ての水平画素列に対応する水平ラン情報、及び、全ての垂直画素列に対応する垂直ラン情報を生成した時、生成した水平ラン情報及び垂直ラン情報をRAM203に記憶する。
As illustrated in FIG. 13, the
CPU201は、撮影画像Gから水平画素列を1つ選択し、対応する水平ラン情報を記憶装置206から取得する(S53)。CPU201は、取得した水平ラン情報に基づいて候補判定処理(図14参照)を実行する(S55)。
The
図14を参照し、候補判定処理を説明する。CPU201は、RAM203に記憶した変数iに「1」を設定して初期化する。CPU201は、S53の処理により取得した水平ラン情報から要素(i)を取得する(S71)。CPU201は、取得した要素(i)に基づき、黒色の画素の連続数が2以上か判定する(S73)。CPU201は、黒色の画素の連続数が1の時、又は、取得した要素が白色の連続数を示す時、黒色の画素の連続数が2以上連続しないと判定する(S73:NO)。該時、CPU201は処理をS85に進める。CPU201は、黒色の画素の連続数が2以上と判定した時(S73:YES)、処理をS75に進める。
The candidate determination process will be described with reference to FIG. The
CPU201は、RAM203に記憶した水平ラン情報から要素(i+1)を取得し(S75)、要素(i+2)を取得する(S77)。要素(i)は黒色の画素の連続数を示す為、要素(i+1)は白色の画素の連続数を示し、要素(i+2)は黒色の画素の連続数を示す(図16(B)参照)。CPU201は、要素(i)、要素(i+1)、要素(i+2)の比(黒色:白色:黒色)が略1:2:1か判定する(S79)。尚、図10に示すように、マークMの中心位置mを通ってマークMを横切る線分を定義した時、部分a1、a2、a3のそれぞれの長さの比a1:a2:a3は、1:2:1となる。故に、図16(B)に示すように、マークMの中心位置m近傍を通過する水平画素列の水平ラン情報は、マークM近傍で、要素(i)、要素(i+1)、要素(i+2)の比(黒色:白色:黒色)が略1:2:1となる。図14に示すように、CPU201は、要素(i)、要素(i+1)、要素(i+2)の比が略1:2:1と判定した時(S79:YES)、マークMの中心位置mの水平方向の座標を決定する(S81)。より詳細には、CPU201は、以下の式(1)に基づき、撮影画像Gの左端から中心位置mまでの間の水平方向の長さJを、中心位置mの水平方向の座標Jとして算出する。但し、1画素の単位長さをpと表記する。
J=(要素(1)+要素(2)+・・・+(要素(i+1)/2)×p・・・(1)
The
J = (element (1) + element (2) +... + (Element (i + 1) / 2) × p (1)
CPU201は、マークMの候補を検出したことを示す為、算出した中心位置mの水平方向の座標JをRAM203に記憶する(S83)。CPU201は処理をS85に進める。一方、CPU201は、要素(i)、要素(i+1)、要素(i+2)の比が略1:2:1でないと判定した時(S79:NO)、処理をS85に進める。
In order to indicate that the candidate for the mark M has been detected, the
CPU201は、S53の処理により取得した水平ラン情報から要素を全て取得したか判定する(S85)。CPU201は、取得していない要素が残存すると判定した時(S85:NO)、処理をS87に進める。CPU201は、変数iに1を加算して更新する(S87)。CPU201は、処理をS71に戻す。CPU201は、更新したiに基づき、要素(i)を取得し(S71)、S73〜S83の処理を繰り返す。CPU201は、S53の処理により取得した水平ラン情報から要素を全て取得したと判定した時(S85:YES)、候補判定処理を終了し、処理をマーク位置検出処理(図13参照)に戻す。
The
図13に示すように、CPU201は、水平ラン情報に基づく候補判定処理(S55)の終了後、候補判定処理によりマークMの候補を検出したか判定する(S57)。CPU201は、マークMの中心位置mに対応する水平方向の座標JをRAM203に記憶していない時、マークMの候補を検出していないと判定する(S57:NO)。該時、CPU201は処理をS67に進める。CPU201は、S53の処理により、撮影画像Gから水平画素列を全て選択し、全ての水平ラン情報を取得したか判定する(S67)。CPU201は、選択していない水平画素列が残存し、水平ラン情報を全て取得していないと判定した時(S67:NO)、処理をS53に戻す。CPU201は、選択していない水平画素列の何れか1つを選択し、対応する水平ラン情報を取得する(S53)。CPU201は、S55〜S65の処理を繰り返す。
As illustrated in FIG. 13, the
例えばCPU201は、図16(A)に示す撮影画像Gに基づき、水平画素列G11を選択して水平ラン情報を取得し(S53)、候補判定処理を実行する(S55)。該時、CPU201は、第一マークM1の中心位置m1に対応する水平方向の座標J1を算出してRAM203に記憶する(S83)。例えばCPU201は、図16(A)に示す撮影画像Gに基づき、水平画素列G12を選択して水平ラン情報を取得し(S53)、候補判定処理を実行する(S55)。該時、CPU201は、第二マークM2の中心位置m2に対応する水平方向の座標J2を算出してRAM203に記憶する。
For example, the
CPU201は、マークMの中心位置mに対応する水平方向の座標JをRAM203に記憶した時、候補判定処理によりマークMの候補を判定したと判定する(S57:YES)。該時、CPU201は処理をS59に進める。CPU201は、撮影画像Gのうち、RAM203に記憶した座標Jの位置を通って垂直方向に延びる垂直画素列を選択し、対応する垂直ラン情報を記憶装置206から取得する(S59)。CPU201は、取得した垂直ラン情報に基づいて候補判定処理(図14参照)を実行する(S61)。
When the
S61の処理で実行する候補判定処理は、S55の処理で実行する候補判定処理と略同一である。S55の処理で実行する候補判定処理と異なる点は、基準とする方向を水平方向に代えて垂直方向とする点である。図14に示すように、CPU201は、要素(i)、要素(i+1)、要素(i+2)の比が略1:2:1と判定した時(S79:YES)、マークMの中心位置mの垂直方向の座標を決定する(S81)。より詳細には、CPU201は、以下の式(2)に基づき、撮影画像Gの上端から中心位置mまでの間の垂直方向の長さKを、中心位置mの垂直方向の座標Kとして算出する。
K=(要素(1)+要素(2)+・・・(要素(i+1)/2)×p・・・(2)
CPU201は、マークMの候補を検出したことを示す為、中心位置mの垂直方向の座標KをRAM203に記憶する(S83)。
The candidate determination process executed in S61 is substantially the same as the candidate determination process executed in S55. The difference from the candidate determination process executed in the process of S55 is that the reference direction is changed to the vertical direction instead of the horizontal direction. As shown in FIG. 14, when the
K = (element (1) + element (2) +... (Element (i + 1) / 2) × p (2)
In order to indicate that the candidate for the mark M has been detected, the
例えばCPU201は、候補判定処理により座標J1をRAM203に記憶した時、図16(A)に示す撮影画像Gのうち水平方向の座標J1を通る垂直画素列G21を選択して垂直ラン情報を取得し、候補判定処理(図14参照)を実行する(S61)。該時、CPU201は、第一マークM1の中心位置m1に対応する垂直方向の座標K1を算出してRAM203に記憶する(S83)。例えばCPU201は、候補判定処理により座標J2をRAM203に記憶した時、図16(A)に示す撮影画像Gのうち水平方向の座標J2を通る垂直画素列G22を選択して垂直ラン情報を取得し、候補判定処理(図14参照)を実行する(S61)。該時、CPU201は、第二マークM2の中心位置m2に対応する垂直方向の座標K2を算出してRAM203に記憶する(S83)。
For example, when the
図13に示すように、CPU201は、垂直ラン情報に基づく候補判定処理(S61)の終了後、候補判定処理によりマークMの候補を検出したか判定する(S63)。CPU201は、マークMの中心位置mに対応する垂直方向の座標KをRAM203に記憶していない時、マークMの候補を検出していないと判定する(S63:NO)。該時、CPU201は処理をS67に進める。CPU201は、マークMの中心位置mに対応する垂直方向の座標KをRAM203に記憶した時、候補判定処理によりマークMの候補を検出したと判定する(S63:YES)。該時、CPU201は処理をS65に進める。
As shown in FIG. 13, the
CPU201は、S83(図14参照)の処理によりRAM203に記憶した座標(J,K)を、マークMの中心位置mの座標として特定する(S65)。該座標(J,K)の基準座標(0,0)は、撮影画像Gの左上の隅である。CPU201は処理をS67に進める。例えばCPU201は、図16(A)に示す撮影画像Gに基づき、水平方向の座標J1及び垂直方向の座標K1をRAM203に記憶した時(S57:YES、S63:YES)、第一マークM1の中心位置m1の座標として(J1,K1)を特定する(S65)。CPU201は、水平方向の座標J2及び垂直方向の座標K2をRAM203に記憶した時(S57:YES、S63:YES)、第二マークM2の中心位置m2の座標として(J2,K2)を特定する(S65)。
The
図13に示すように、CPU201は、S53の処理により、撮影画像Gから水平画素列を全て選択し、全ての水平ラン情報を取得したか判定する(S67)。CPU201は、水平画素列を全て選択し、全ての水平ラン情報を取得したと判定した時(S67:YES)、マーク位置検出処理を終了し、処理を座標取得処理(図12参照)に戻す。
As illustrated in FIG. 13, the
図12に示すように、CPU201は、マーク位置検出処理(S33)の終了後、RAM203に記憶した中心位置m1の座標(J1,K1)(図16(A)参照)と中心位置m2の座標(J2,K2)(図16(A)参照)を取得する。CPU201は、中心位置m1、m2を対角の頂点として有する正方形(図10参照)が囲む解析領域Qを特定する(S35)。図10に示すように解析領域Qは、第一基準線L1及び第二基準線L2を含む。図12に示すように、CPU201は、撮影画像Gのうち解析領域Qから第一基準線L1、第一直線F1(後述)を検出する為、直線検出処理(図15参照)を実行する(S37)。
As shown in FIG. 12, after completing the mark position detection process (S33), the
図15を参照し、直線検出処理を説明する。CPU201は、撮影画像Gのうち解析領域Qから水平画素列を一列分ずつ取得する。CPU201は取得した水平画素列を連長圧縮し、水平ラン情報を生成する(S91)。以下、解析領域から生成した水平ラン情報を、「解析水平ラン情報」と称す。CPU201は、生成した解析水平ラン情報をRAM203に記憶する。
The straight line detection process will be described with reference to FIG. The
CPU201は、撮影画像Gのうち解析領域Qの左端に対応する仮想線分Q4(図17(A)参照)に定義する第一開始点の数を決定する(S93)。図17(A)に示すように、本実施形態においてCPU201は、第一開始点の数として「4」(第一開始点Ps1、Ps2、Ps3、Ps4)を決定する。尚、第一開始点の数は4つに限定されず、2、3、5つ以上であってもよい。図15に示すように、CPU201は、第一開始点の数「4」の決定後、仮想線分Q4を5(=4+1)等分する各位置を、第一開始点Ps1、Ps2、Ps3、Ps4(図17(A)参照)として決定する(S95)。CPU201は、第一開始点Ps1、Ps2、Ps3、Ps4から右方に延びる線分R1、R2、R3、R4(図17(A)参照)を定義し、更に、定義した線分R1、R2、R3、R4と、撮影画像Gのうち解析領域Qの右端に対応する仮想線分Q2との交点を、第一終了点Pe1、Pe2、Pe3、Pe4(図17(A)参照)として決定する(S97)。尚、図17(A)に示すように、線分R1〜R4は何れも第一基準線L1と交差する。
The
図15に示すように、CPU201は、線分R1〜R4の何れかを選択する(S99)。CPU201は、選択した線分R1〜R4と重なる位置にある水平画素列に対応する解析水平ラン情報を、記憶装置206から取得する(S101)。CPU201は、取得した解析水平ラン情報の要素を、第一開始点から第一終了点に向けて順番に探索し、黒色の画素の連続数を示す要素を特定する。
As shown in FIG. 15, the
例えば図17(B)に示すように、線分R1〜R4と重なる位置にある水平画素列は、第一基準線L1と交差する。該水平画素列では、左側から右側に向けて、白色の画素(数字「0」で示す)がN回連続し、黒色の画素(数字「1」で示す)が5回連続し、白色の画素がN回連続する。対応する解析水平ラン情報は、「0/N、1/5、0/N」となる。該時、CPU201は、黒色の画素の連続数「5」を示す要素(2)を特定する。尚、解析領域Qの黒色の画素は、常に、第一基準線L1又は第二基準線L2を示す。即ち、解析水平ラン情報において、要素(1)は常に白色の画素の連続数を示し、要素(2)は常に黒色の画素の連続数を示し、要素(3)は常に白色の画素の連続数を示す。故に、CPU201は、取得した解析水平ラン情報の要素(2)を、黒色の画素の連続数を示す要素として特定する。
For example, as shown in FIG. 17B, the horizontal pixel column at the position overlapping the line segments R1 to R4 intersects the first reference line L1. In the horizontal pixel row, from the left side to the right side, white pixels (indicated by the number “0”) continue N times, black pixels (indicated by the number “1”) continue five times, and white pixels Continues N times. The corresponding analysis horizontal run information is “0 / N, 1/5, 0 / N”. At this time, the
図15に示すように、CPU201は、特定した要素に基づき、S99の処理により選択した線分R1〜R4の位置における第一基準線L1の水平方向の中点(「第一中点」と称す。)の座標を特定する(S103)。より詳細には、CPU201は、以下の式(3)に基づき、解析領域Qの左端に対応する仮想線分Q4から、第一中点までの間の水平方向の長さV(図17(B)参照)を、第一中点の水平方向の座標Vとして特定する。
V=(要素(1)+要素(2)/2)×p・・・(3)
CPU201は、特定した第一中点の水平方向の座標Vを、RAM203に記憶する。CPU201は処理をS105に進める。CPU201は、S99の処理で線分R1〜R4の全てを選択したか判定する(S105)。CPU201は、選択していない線分が残存すると判定した時(S105:NO)、処理をS99に戻す。CPU201は、選択していない線分R1〜R4の何れかを選択し(S99)、S101、S103の処理を繰り返す。CPU201は、線分R1〜R4の全てを選択したと判定した時(S105:YES)、処理をS107に進める。
As shown in FIG. 15, the
V = (element (1) + element (2) / 2) × p (3)
The
例えば図17(A)に示す例の場合、CPU201は、線分R1〜R4を順番に選択し(S99)、対応する解析水平ラン情報を記憶装置206から取得する(S101)。取得した解析水平ラン情報に基づき、黒色の画素の連続数を示す要素として要素(2)を特定する。CPU201は、選択した線分Rの位置における第一基準線L1の第一中点の水平方向の座標Vを特定する(S103)。以下、線分R1〜R4を選択した時に特定した第一中点の水平方向の座標Vを、夫々、V1、V2、V3、V4と称す。CPU201は、特定した第一中点の水平方向の座標V1〜V4を、RAM203に記憶する。
For example, in the example shown in FIG. 17A, the
図15に示すように、CPU201は、RAM203に記憶した第一中点の水平方向の座標Vの平均値を算出する(S107)。例えば図17(A)に示す例の場合、座標V1〜V4の平均値を、以下の式(4)に基づき算出する(S107)。算出する値を、第一平均長H1と称す。
H1=(V1+V2+V3+V4)/4・・・(4)
As shown in FIG. 15, the
H1 = (V1 + V2 + V3 + V4) / 4 (4)
CPU201は、仮想線分Q4(図18参照)を4等分する3つの位置を決定する。CPU201は、決定した3つの位置のうち上端側の位置を第一特定点Pr1(図18参照)として決定し、下端側の位置を第一特定点Pr2(図18参照)として決定する(S109)。図18に示すように、第一特定点Pr1の座標を(px(1),py(1))とし、第一特定点Pr2の座標を(px(2),py(2))とする。CPU201は、第一特定点Pr1から右方に延びる線分T1を定義し、第一特定点Pr2から右方に延びる線分T2を定義する。CPU201は、線分T1に沿って第一特定点Pr1から第一平均長H1離隔した位置にある点を、第一平均位置Pf1として特定する。CPU201は、線分T2に沿って仮想線分Q4から第一平均長H1離隔した位置にある点を、第一平均位置Pf2として特定する(S111、図15参照)。第一平均位置Pf1の座標は(px(1)+H1,py(1))であり、第一平均位置Pf2の座標は(px(2)+H1,py(2))である。
The
図15に示すように、CPU201は、特定した第一平均位置Pf1、Pf2を通過して垂直方向に延びる第一直線F1を示す関数y=A(1)x+B(1)(A(1)、B(1)は夫々定数)を特定する(S113)。より詳細には、CPU201は、y=A(1)x+B(1)の(x,y)に、第一平均位置Pf1、Pf2の夫々の座標(px(1)+H1,py(1))、(px(2)+H1,py(2))を代入し、二次連立方程式を解く。CPU201は、算出した変数A(1),B(1)に基づき、第一直線F1を示すy=A(1)x+B(1)を特定する。CPU201は直線検出処理を終了し、処理を座標取得処理(図12参照)に処理を戻す。
As shown in FIG. 15, the
図12に示すように、直線検出処理(S37)の実行により第一基準線L1、第一直線F1を検出した後、撮影画像Gのうち解析領域Qから第二基準線L2、第二直線F2(後述)を検出する為、直線検出処理(図15参照)を実行する(S39)。 As shown in FIG. 12, after the first reference line L1 and the first straight line F1 are detected by executing the straight line detection process (S37), the second reference line L2 and the second straight line F2 ( In order to detect (described later), straight line detection processing (see FIG. 15) is executed (S39).
S39の処理で実行する直線検出処理は、S37の処理で実行する直線検出処理と略同一である。S37の処理で実行する直線検出処理と異なる点は、基準とする方向を水平方向に代えて垂直方向とする点である。図15に示すように、CPU201は、撮影画像Gのうち解析領域Qから垂直画素列を一列分ずつ取得する。CPU201は取得した垂直画素列を連長圧縮し、垂直ラン情報を生成する(S91)。以下、解析領域から生成した垂直ラン情報を、「解析垂直ラン情報」と称す。CPU201は、生成した解析垂直ラン情報をRAM203に記憶する。
The straight line detection process executed in S39 is substantially the same as the straight line detection process executed in S37. The difference from the straight line detection process executed in S37 is that the reference direction is changed to the vertical direction instead of the horizontal direction. As illustrated in FIG. 15, the
CPU201は、撮影画像Gのうち解析領域Qの左端に対応する仮想線分Q1(図19参照)に定義する第二開始点の数を決定する(S93)。図19に示すように、本実施形態においてCPU201は、第二開始点の数として「4」(第二開始点Ps5、Ps6、Ps7、Ps8)を決定する。尚、第二開始点の数は4つに限定されず、2、3、5つ以上であってもよい。図15に示すように、CPU201は、第二開始点の数「4」の決定後、仮想線分Q1を5(=4+1)等分する各位置を、第二開始点Ps5、Ps6、Ps7、Ps8(図19参照)として決定する(S95)。CPU201は、第二開始点Ps5、Ps6、Ps7、Ps8から下方に延びる線分R5、R6、R7、R8(図19参照)を定義し、更に、定義した線分R5、R6、R7、R8と、撮影画像Gのうち解析領域Qの下端に対応する仮想線分Q3との交点を、第二終了点Pe5、Pe6、Pe7、Pe8(図19参照)として決定する(S97)。尚、図19に示すように、線分R5〜R8は何れも第二基準線L2と交差する。
The
図15に示すように、CPU201は、線分R5〜R8の何れかを選択する(S99)。CPU201は、選択した線分R5〜R8と重なる位置にある垂直画素列に対応する解析垂直ラン情報を、記憶装置206から取得する(S101)。CPU201は、取得した解析垂直ラン情報の要素を、第二開始点から第二終了点に向けて順番に探索し、黒色の画素の連続数を示す要素(2)を特定する。CPU201は、特定した要素(2)に基づき、S99の処理により選択した線分R5〜R8の位置における第二基準線L2の垂直方向の中点(「第二中点」と称す。)の座標を特定する(S103)。より詳細には、CPU201は、以下の式(5)に基づき、解析領域Qの上端に対応する仮想線分Q1から、第二中点までの間の垂直向の長さW(図19参照)を、第二中点の垂直方向の座標Wとして特定する。
W=(要素(1)+要素(2)/2)×p・・・(5)
CPU201は、特定した第二中点の垂直方向の座標Wを、RAM203に記憶する。CPU201は処理をS105に進める。CPU201は、S99の処理で線分R5〜R8の全てを選択したか判定する(S105)。CPU201は、選択していない線分が残存すると判定した時(S105:NO)、処理をS99に戻す。CPU201は、選択していない線分R5〜R8の何れかを選択し(S99)、S101、S103の処理を繰り返す。CPU201は、線分R5〜R8の全てを選択したと判定した時(S105:YES)、処理をS107に進める。
As shown in FIG. 15, the
W = (element (1) + element (2) / 2) × p (5)
The
例えば図19に示す例の場合、CPU201は、線分R5〜R8を順番に選択し(S99)、対応する解析垂直ラン情報を記憶装置206から取得する(S101)。取得した解析垂直ラン情報に基づき、黒色の画素の連続数を示す要素として要素(2)を特定する。CPU201は、選択した線分R5〜R8の何れかの位置における第二基準線L2の第二中点の垂直方向の座標Wを特定する(S103)。以下、線分R5〜R8を選択した時に特定した第二中点の垂直方向の座標Wを、夫々、W1、W2、W3、W4と称す。CPU201は、特定した第二中点の垂直方向の座標W1〜W4を、RAM203に記憶する。
For example, in the example shown in FIG. 19, the
図15に示すように、CPU201は、RAM203に記憶した第二中点の垂直方向の座標Wの平均値を算出する(S107)。例えば図19に示す例の場合、座標W1〜W4の平均値を、以下の式(6)に基づき算出する(S107)。算出する値を、第二平均長H2と称す。
H2=(W1+W2+W3+W4)/4・・・(6)
As shown in FIG. 15, the
H2 = (W1 + W2 + W3 + W4) / 4 (6)
CPU201は、仮想線分Q1(図20参照)を4等分する3つの位置を決定する。CPU201は、決定した3つの位置のうち左端側の位置を第二特定点Pr3(図20参照)として決定し、右端側の位置を第二特定点Pr4(図20参照)として決定する(S109)。図20に示すように、第二特定点Pr3の座標を(px(3),py(3))とし、第二特定点Pr4の座標を(px(4),py(4))とする。CPU201は、第二特定点Pr3から下方に延びる線分T3を定義し、第二特定点Pr4から下方に延びる線分T4を定義する。CPU201は、線分T3に沿って第二特定点Pr3から第二平均長H2離隔した位置にある点を、第二平均位置Pf3として特定する。CPU201は、線分T4に沿って第二特定点Pr4から第二平均長H2離隔した位置にある点を、第二平均位置Pf4として特定する(S111、図15参照)。第二平均位置Pf3の座標は(px(3),py(3)+H2)であり、第二平均位置Pf4の座標は(px(4),py(4)+H2)である。
The
CPU201は、特定した第二平均位置Pf3、Pf4を通過して水平方向に延びる第二直線F2を示す関数y=A(2)x+B(2)(A(2)、B(2)は定数)を特定する(S113)。より詳細には、CPU201は、y=A(2)x+B(2)の(x,y)に、第二平均位置Pf3、Pf4の夫々の座標(px(3),py(3)+H2)、(px(4),py(4)+H2)を代入し、二次連立方程式を解く。CPU201は、算出した変数A(2),B(2)に基づき、第二直線F2を示すy=A(2)x+B(2)を特定する。CPU201は直線検出処理を終了し、処理を座標取得処理(図12参照)に処理を戻す。
The
図12に示すように、CPU201は、S37の直線検出処理により第一直線F1(y=A(1)x+B(1))(図18参照)を特定し、S39の直線検出処理により第二直線F2(y=A(2)x+B(2))(図20参照)を特定する。CPU201は、第一直線F1と第二直線F2が交差する点の座標を、チャートSを第一基準位置に配置した状態で第一基準線L1と第二基準線L2が交差する第一交差点C1(図21(A)参照)の座標(「第一交差点座標」と称す。)として決定する(S41)。CPU201は、座標取得処理を終了し、処理をメイン処理(図11参照)に戻す。
As shown in FIG. 12, the
図11に示すように、CPU201は、S15の処理により第一交差点座標を算出した後、窓部101上方の所定位置であって第一基準位置と異なる第二基準位置迄吸着機構130を移動する第二移動指示を、移動装置100に出力する。移動装置100のCPU111は第二移動指示を受信した時、第一駆動モータ121、第二駆動モータ122の駆動により、吸着機構130を第二基準位置に移動する(S17)。該時、チャートSを第二基準位置に配置した状態と称す。
As illustrated in FIG. 11, the
CPU201は、撮影部117による撮影を実行する撮影指示を、移動装置100に出力する。移動装置100のCPU111は撮影指示を受信した時、撮影部117を制御して撮影を開始する(S19)。撮影部117は、第二基準位置に配置した状態のチャートSを撮影し、撮影画像のデータを生成する。移動装置100は、撮影部117が生成した撮影画像のデータを取得し、PC200に出力する。PC200のCPU201は撮影画像Gのデータを受信する。CPU201は、撮影画像Gに基づいて第二交差点C2の位置を示す座標を取得する為、座標取得処理(図12参照)を実行する(S21)。CPU201は、S15と同一の処理を実行することにより、チャートSを第二基準位置に配置した状態で第一基準線L1と第二基準線L2が交差する第二交差点C2(図21(B)参照)の座標(「第二交差点座標」と称す)を決定する(S41、図12参照)。
The
CPU201は、第一基準位置に配置した吸着機構130の位置を装置座標系で示す座標(「第一装置座標」と称す)と、第二基準位置に配置した吸着機構130の位置を装置座標系で示す座標(「第二装置座標」と称す)を、記憶装置206から読み出す。CPU201は、第一装置座標から第二装置座標に向かう装置ベクトルZ1(図21参照)を算出する。装置ベクトルZ1は、第一装置座標から第二装置座標迄吸着機構130を移動した時のチャートSの装置座標系における移動量を示す。CPU201は、第一交差点座標から第二交差点座標に向かう交差点ベクトルZ2(図21参照)を算出する。交差点ベクトルZ2は、第一交差点座標から第二交差点座標迄交差点を移動した時の画像座標系における移動量を示す。CPU201は、交差点ベクトルZ2を装置ベクトルZ1に変化する為の変換行列を算出する。これにより、CPU201は、装置座標系と画像座標系とを対応付ける(S23)。CPU201はメイン処理を終了する。
The
尚、メイン処理の終了後、移動装置100が吸着機構130により布105を第二位置から第三位置に移動する時、撮影部117は、第二位置にある布105を窓部101を介して撮影する。PC200のCPU201は、撮影部117により撮影した撮影画像のデータを取得し、吸着面136に吸着した布105の位置を検出する。CPU201は、検出した布105の位置に応じ、布105を第二位置から第三位置迄移動する時の画像座標系における移動量を特定する。CPU201は、算出した変換行列に基づき、画像座標系における移動量を、装置座標系における移動量に変換する。CPU201は、変換した装置座標系における移動量に基づき、第二位置から第三位置迄布105を移動する為に必要な第一駆動モータ121と第二駆動モータ122の駆動条件を算出する。第一駆動モータ121と第二駆動モータ122は、PC200が算出した駆動条件で駆動し、第一腕部132と第二腕部133を回動する。これにより、吸着機構130の吸着面136は第三位置迄移動する。次に、吸着面136は第三駆動モータ123の駆動により、布105を吸着した状態で移動範囲の下端に移動する。次に、帯電装置135は駆動を停止する。布105は吸着面136から離れ、PC200により特定した第三位置に載置する。
When the moving
<本実施形態の主たる作用、効果>
PC200のCPU201は、チャートSを撮影した撮影画像Gの第一基準線L1の第一中点の第一平均位置を通過する第一直線F1と、第二基準線L2の第二中点の第二平均位置を通過する第二直線F2とを特定する(S113)。CPU201は、特定した第一直線F1と第二直線F2が交差する交差点Cを特定する(S41)。これによりCPU201は、第一基準線L1と第二基準線L2をエッジ検出により検出して交差点Cの座標を特定する時よりも、交差点Cの座標を精度よく決定できる。該理由は、エッジ検出に基づいて交差点Cの座標を特定する時、ノッチの発生により精度が低下する可能性がある為である。
<Main functions and effects of this embodiment>
The
CPU201は、第一中点の第一平均位置を通過する第一直線F1と、第二基準線L2の第二中点の第二平均位置を通過する第二直線F2とに基づいて交差点Cを特定することで、1画素の単位長さよりも短い単位で交差点Cの座標を特定できる。故に、CPU201は、交差点Cの座標を精度よく決定できる。
CPU201 specifies intersection C based on the 1st straight line F1 which passes the 1st average position of the 1st middle point, and the 2nd straight line F2 which passes the 2nd average position of the 2nd middle point of the 2nd reference line L2. Thus, the coordinates of the intersection C can be specified in a unit shorter than the unit length of one pixel. Therefore, the
CPU201は、第一基準位置に吸着機構130を配置した時に特定した第一交差点C1の第一交差点座標から、第二基準位置に吸着機構130を配置した時に特定した第二交差点C2の第二交差点座標に向かう交差点ベクトルZ2を算出する。交差点ベクトルZ2は、第一交差点座標から第二交差点座標迄交差点を移動した時の画像座標系における移動量を示す。CPU201は、第一基準位置から第二基準位置迄吸着機構130を移動した時のチャートSの移動量を示す装置ベクトルZ1を算出する。装置ベクトルZ1は、第一装置座標から第二装置座標迄吸着機構130を移動した時のチャートSの装置座標系における移動量を示す。CPU201は、装置ベクトルZ1と交差点ベクトルZ2に基づいて変換行列を算出し、画像座標系と装置座標系とを対応付ける(S23)。故に、CPU201は、布105を吸着する吸着機構130の座標系(装置座標系)と撮影画像Gの座標系(画像座標系)とを精度良く対応付けることができる。CPU201は、画像座標系における第一交差点座標と第二交差点座標との間の移動と、装置座標系における第一装着座標と第二装着座標との間の移動量に基づき、装着座標系と画像座標系とを変換行列によって対応付けることができる。
The
CPU201は、マーク位置検出処理(S33)を実行し、解析領域Qを特定する(S35)。CPU201は、撮影画像Gのうち解析領域Qを解析し、交差点Cを決定する(S41)。該時、CPU201は、交差点Cを決定する時に解析対象とする撮影画像Gの領域を制限できる。故に、CPU201は、第一交差点座標及び第二交差点座標を決定する為に必要な処理の負荷を軽減できる。
CPU201 performs mark position detection processing (S33), and specifies analysis field Q (S35). The
マークMの中心位置mを通ってマークMを横切る線分を定義した時、該線分のうちマークMの曲線と重なる2つの部分a1、a3のそれぞれの長さと、マークMの曲線で囲まれた部分と重なる部分a2の長さとの比a1:a2:a3は、1:2:1となる。CPU201は、該比に基づき、マークMの中心位置mの座標を決定する(S81)。該時、CPU201は、交差点Cを決定する為に解析の対象とする解析領域Qを、簡易に特定できる。又、撮影部117とチャートSとの間の距離の変化に応じ、撮影画像G中のマークMの大きさが変化した時も、a1:a2:a3の比は変化しない。故に、CPU201は、撮影部117とチャートSとの間の距離が変化した時も、マークMを精度良く検出できる。
When a line segment that crosses the mark M through the center position m of the mark M is defined, the length of each of the two portions a1 and a3 that overlap the curve of the mark M of the line segment and the curve of the mark M are surrounded. The ratio a1: a2: a3 to the length of the part a2 that overlaps the part is 1: 2: 1. The
<変形例>
本発明は上記実施形態に限らない。上記メイン処理は、移動装置100のCPU111により実行されてもよい。ミシン1のCPU51、移動装置100のCPU111、PC200のCPU201の代わりに、縫製システム300が備える共通のCPUを設けてもよい。CPU51、111、201が実行する各処理を、共通のCPUが実行してもよい。吸着機構130により第三位置に載置された布105を、ミシン1以外の機器により加工してもよい。該時、ミシン1の代わりに布105を加工する加工装置を設けてもよい。加工装置の具体例として、布を貼り合わせる接着装置、布を切断する切断装置等がある。吸着機構130は、静電気以外の力で吸着面136に布105を吸着してもよい。例えば吸着機構130は、吸着面136に設けた孔からエアを吸引することで、吸着面136に布105を吸着してもよい。又例えば吸着機構130は、一時的な接着が可能な接着剤により吸着面136に布105を吸着してもよい。
<Modification>
The present invention is not limited to the above embodiment. The main process may be executed by the
CPU201は、吸着機構130を第一基準位置と第二基準位置との夫々に配置した時にチャートSを撮影し、第一交差点座標及び第二交差点座標を算出した。CPU201は、異なる3つ以上の位置に配置したチャートSを撮影し、交差点座標を算出してもよい。CPU201は、算出した3つ以上の交差点座標に基づき、交差点ベクトルを装置ベクトルに変化する為の変換行列を算出し、装置座標系と画像座標系とを対応付けてもよい。
The
チャートSの第一基準線L1と第二基準線L2は直交する時に限らない。即ち、第一基準線L1と第二基準線L2のなす角度は90度以外でもよい。マークMの数は2つに限らない。例えばチャートSは、解析領域Qの四隅の夫々にマークMを有していてもよい。マークMの中心位置mを通ってマークMを横切る線分を定義した時、該線分のうちマークMの曲線と重なる2つの部分a1、a3のそれぞれの長さと、マークMの曲線で囲まれた部分と重なる部分a2の長さとの比a1:a2:a3は、1:2:1に限らず、他の値であってもよいことは言うまでもない。 The first reference line L1 and the second reference line L2 of the chart S are not limited to being orthogonal. That is, the angle formed by the first reference line L1 and the second reference line L2 may be other than 90 degrees. The number of marks M is not limited to two. For example, the chart S may have marks M at each of the four corners of the analysis region Q. When a line segment that crosses the mark M through the center position m of the mark M is defined, the lengths of the two portions a1 and a3 that overlap the curve of the mark M and the curve of the mark M are surrounded by the line segment. It goes without saying that the ratio a1: a2: a3 to the length of the part a2 overlapping with the other part is not limited to 1: 2: 1 but may be other values.
CPU201は、周知のパターンマッチング技術を適用することで、マークMを検出してもよい。CPU201は、検出したマークMの大きさが所定範囲内の時、検出したマークMに基づいて解析領域Qを検出し、所定範囲外の時、解析領域Qを検出しなくてもよい。CPU201は、撮影画像G全体を解析することで交差点Cを決定してもよい。該時、チャートSはマークMを有さなくてもよい。
The
CPU201は、S95の処理で第一開始点、第二開始点を決定する時、仮想線分Q1、Q4を開始点の数に応じて等分しなくてもよい。CPU201は、S109の処理で第一特定点、第二特定点を決定する時、仮想線分Q1、Q4を4等分する3つの位置に基づき決定しなくてもよい。
When the
<その他>
PC200は本発明の「制御装置」の一例である。吸着機構130は本発明の「保持部」の一例である。吸着面136は本発明の「保持面」の一例である。布105は本発明の「対象物」の一例である。ミシン1は本発明の「加工装置」の一例である。移動装置100は本発明の「保持装置」の一例である。上下方向は本発明の「第一方向」の一例である。左右方向は本発明の「第二方向」の一例である。S15、S21の処理を行うCPU201は本発明の「決定手段」の一例である。S23の処理を行うCPU201は本発明の「制御手段」の一例である。S103の処理を行うCPU201は本発明の「第一特定手段」「第三特定手段」の一例である。S107の処理を行うCPU201は本発明の「第一平均算出手段」「第二平均算出手段」の一例である。S109の処理を行うCPU201は本発明の「第二特定手段」「第四特定手段」の一例である。S41の処理を行うCPU201は本発明の「座標決定手段」の一例である。S33の処理を行うCPU201は本発明の「検出手段」の一例である。S15、S21の処理は本発明の「決定ステップ」の一例である。S23の処理は本発明の「制御ステップ」の一例である。S103の処理は本発明の「第一特定ステップ」「第三特定ステップ」の一例である。S107の処理は本発明の「第一平均算出ステップ」「第二平均算出ステップ」の一例である。S109の処理は本発明の「第二特定ステップ」「第四特定ステップ」の一例である。S41の処理は本発明の「座標決定手段ステップ」の一例である。
<Others>
The
1 :ミシン
100 :移動装置
105 :布
117 :撮影部
130 :吸着機構
200 :PC
201 :CPU
C :交差点
C1 :第一交差点
C2 :第二交差点
F1 :第一直線
F2 :第二直線
G :撮影画像
M :マーク
M1 :第一マーク
M2 :第二マーク
S :チャート
1: Sewing machine 100: Moving device 105: Cloth 117: Imaging unit 130: Suction mechanism 200: PC
201: CPU
C: intersection C1: first intersection C2: second intersection F1: first straight line F2: second straight line G: photographed image M: mark M1: first mark M2: second mark S: chart
Claims (5)
第一方向に延びる第一基準線と、前記第一方向と交差する第二方向に延びる第二基準線とを有し、且つ、前記第一基準線と前記第二基準線とが交差点で交差するチャートを、前記保持部により保持した状態で撮影する撮影部と
を備えた保持装置に接続し、前記撮影部が撮影した撮影画像と前記保持部との夫々の座標系を対応付ける制御を行う制御装置であって、
前記撮影画像を解析して前記交差点の座標を決定する決定手段と、
前記チャートを保持した前記保持部が複数の位置にある状態の夫々で、前記決定手段により決定した前記交差点の座標と、前記保持部の位置を示す座標とに基づき、前記撮影画像と前記保持部との夫々の座標系を対応付ける制御手段と
を備え、
前記決定手段は、
前記撮影画像に含まれる前記第一基準線上の複数の位置の夫々における、前記第一方向と直交する方向の中点である複数の第一中点を特定する第一特定手段と、
前記第一特定手段により特定した前記複数の第一中点の位置の夫々の、前記第一方向と直交する方向における第一平均位置を算出する第一平均算出手段と、
前記第一方向に延び、前記第一平均算出手段により算出した前記第一平均位置を通過する第一直線を特定する第二特定手段と、
前記撮影画像に含まれる前記第二基準線上の複数の位置の夫々における、前記第二方向と直交する方向の中点である複数の第二中点を特定する第三特定手段と、
前記第三特定手段により特定した前記複数の第二中点の位置の夫々の、前記第二方向と直交する方向における第二平均位置を算出する第二平均算出手段と、
前記第二方向に延び、前記第二平均算出手段により算出した前記第二平均位置を通過する第二直線を特定する第四特定手段と、
前記第二特定手段により特定した前記第一直線と、前記第四特定手段により特定した前記第二直線との交点の座標を、前記交差点の座標として決定する座標決定手段と、
を備えたことを特徴とする制御装置。 A holding unit for holding the object and transferring it to the processing apparatus;
A first reference line extending in a first direction and a second reference line extending in a second direction intersecting the first direction, and the first reference line and the second reference line intersect at an intersection; Is connected to a holding device including a photographing unit for photographing in a state where the chart is held by the holding unit, and performs control for associating the coordinate system of the captured image photographed by the photographing unit and the holding unit A device,
Determining means for analyzing the captured image and determining coordinates of the intersection;
The captured image and the holding unit based on the coordinates of the intersection determined by the determining unit and the coordinates indicating the position of the holding unit in each of the states where the holding unit holding the chart is in a plurality of positions. Control means for associating each coordinate system with
The determining means includes
First specifying means for specifying a plurality of first midpoints that are midpoints in a direction orthogonal to the first direction at each of a plurality of positions on the first reference line included in the captured image;
First average calculating means for calculating a first average position in a direction orthogonal to the first direction of each of the positions of the plurality of first midpoints specified by the first specifying means;
Second specifying means for specifying a first straight line extending in the first direction and passing through the first average position calculated by the first average calculating means;
Third specifying means for specifying a plurality of second midpoints that are midpoints in a direction orthogonal to the second direction at each of a plurality of positions on the second reference line included in the captured image;
Second average calculating means for calculating a second average position in a direction orthogonal to the second direction of each of the positions of the plurality of second middle points specified by the third specifying means;
Fourth specifying means for specifying a second straight line extending in the second direction and passing through the second average position calculated by the second average calculating means;
Coordinate determining means for determining the coordinates of the intersection of the first straight line specified by the second specifying means and the second straight line specified by the fourth specifying means as the coordinates of the intersection;
A control device comprising:
前記チャートを保持した前記保持部が第一基準位置にある状態で、前記撮影部により撮影した前記撮影画像に基づき前記決定手段が決定した第一交差点座標、
前記チャートを保持した前記保持部が第二基準位置にある状態で、前記撮影部により撮影した前記撮影画像に基づき前記決定手段が決定した第二交差点座標、
前記第一基準位置にある時の前記保持部の位置を示す第一保持部座標、及び、
前記第二基準位置にある時の前記保持部の位置を示す第二保持部座標に基づき、前記撮影画像と前記保持部との夫々の座標系を対応付けることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 The control means includes
A first intersection coordinate determined by the determining unit based on the captured image captured by the imaging unit in a state where the holding unit holding the chart is at a first reference position;
Second intersection coordinates determined by the determining means based on the captured image captured by the imaging unit in a state where the holding unit that holds the chart is at a second reference position;
First holding unit coordinates indicating the position of the holding unit when in the first reference position; and
The coordinate system of each of the captured image and the holding unit is associated with each other based on a second holding unit coordinate indicating the position of the holding unit when in the second reference position. Control device.
前記チャートは、前記第一基準線及び前記第二基準線を囲む四角形の4つの頂点のうち対角に位置する2つの頂点の位置の夫々にマークを有し、
前記決定手段は、
2つの前記マークを検出する検出手段を更に有し、
前記撮影部により撮影した前記撮影画像のうち、前記検出手段により検出した前記2つのマークの夫々の位置を対角の頂点として有する四角形で囲まれた領域を解析して前記交差点の座標を決定することを特徴とする請求項1又は2に記載の制御装置。 The first direction and the second direction are orthogonal to each other,
The chart has a mark at each of the positions of two vertices located diagonally out of four vertices of a quadrangle surrounding the first reference line and the second reference line,
The determining means includes
A detecting means for detecting the two marks;
Of the photographed image photographed by the photographing unit, the coordinates of the intersection are determined by analyzing a region surrounded by a rectangle having the respective positions of the two marks detected by the detecting means as diagonal vertices. The control device according to claim 1 or 2, wherein
円環状の曲線を有し、且つ、
前記曲線の径方向の長さと、前記曲線で囲まれた内部の径方向の長さの比が所定条件を満たし、
前記検出手段は、
前記撮影画像を前記第一方向と前記第二方向とに沿って逐次解析することにより、前記曲線の長さと、前記曲線で囲まれた内部の長さとの比が、前記第一方向と前記第二方向との何れにおいても前記所定条件を満たす場合に前記マークを検出することを特徴とする請求項3に記載の制御装置。 The mark is
Having an annular curve, and
The ratio of the radial length of the curve to the internal radial length surrounded by the curve satisfies a predetermined condition,
The detection means includes
By sequentially analyzing the captured image along the first direction and the second direction, the ratio between the length of the curve and the inner length surrounded by the curve is the first direction and the first direction. The control device according to claim 3, wherein the mark is detected when the predetermined condition is satisfied in both directions.
第一方向に延びる第一基準線と、前記第一方向と交差する第二方向に延びる第二基準線とを有し、且つ、前記第一基準線と前記第二基準線とが交差点で交差するチャートを、前記保持部により保持した状態で撮影する撮影部と
を備えた保持装置に接続し、前記撮影部が撮影した撮影画像と前記保持部との夫々の座標系を対応付ける制御を行う制御装置によって実行される制御方法であって、
前記撮影画像を解析して前記交差点の座標を決定する決定ステップと、
前記チャートを保持した前記保持部が複数の位置にある状態の夫々で、前記決定ステップにより決定した前記交差点の座標と、前記保持部の位置を示す座標とに基づき、前記撮影画像と前記保持部との夫々の座標系を対応付ける制御ステップと
を備え、
前記決定ステップは、
前記撮影画像に含まれる前記第一基準線上の複数の位置の夫々における、前記第一方向と直交する方向の中点である複数の第一中点を特定する第一特定ステップと、
前記第一特定ステップで特定した前記複数の第一中点の位置の夫々の、前記第一方向と直交する方向における第一平均位置を算出する第一平均算出ステップと、
前記第一方向に延び、前記第一平均算出ステップで算出した前記第一平均位置を通過する第一直線を特定する第二特定ステップと、
前記撮影画像に含まれる前記第二基準線上の複数の位置の夫々における、前記第二方向と直交する方向の中点である複数の第二中点を特定する第三特定ステップと、
前記第三特定ステップで特定した前記複数の第二中点の位置の夫々の、前記第二方向と直交する方向における第二平均位置を算出する第二平均算出ステップと、
前記第二方向に延び、前記第二平均算出ステップで算出した前記第二平均位置を通過する第二直線を特定する第四特定ステップと、
前記第二特定ステップで特定した前記第一直線と、前記第四特定ステップで特定した前記第二直線との交点の座標を、前記交差点の座標として決定する座標決定ステップと、
を備えたことを特徴とする制御方法。 A holding unit for holding the object and transferring it to the processing apparatus;
A first reference line extending in a first direction and a second reference line extending in a second direction intersecting the first direction, and the first reference line and the second reference line intersect at an intersection; Is connected to a holding device including a photographing unit for photographing in a state where the chart is held by the holding unit, and performs control for associating the coordinate system of the captured image photographed by the photographing unit and the holding unit A control method executed by an apparatus,
A determination step of analyzing the captured image to determine coordinates of the intersection;
The captured image and the holding unit are based on the coordinates of the intersection determined by the determining step and the coordinates indicating the position of the holding unit in each of the states where the holding unit holding the chart is in a plurality of positions. And a control step for associating each coordinate system with
The determining step includes
A first specifying step of specifying a plurality of first midpoints that are midpoints in a direction orthogonal to the first direction at each of a plurality of positions on the first reference line included in the captured image;
A first average calculating step of calculating a first average position in a direction orthogonal to the first direction of each of the plurality of first midpoint positions specified in the first specifying step;
A second specifying step for specifying a first straight line extending in the first direction and passing through the first average position calculated in the first average calculating step;
A third specifying step of specifying a plurality of second midpoints that are midpoints in a direction orthogonal to the second direction at each of a plurality of positions on the second reference line included in the captured image;
A second average calculating step of calculating a second average position in a direction orthogonal to the second direction of each of the positions of the plurality of second middle points specified in the third specifying step;
A fourth specifying step for specifying a second straight line extending in the second direction and passing through the second average position calculated in the second average calculating step;
A coordinate determining step for determining the coordinates of the intersection of the first straight line specified in the second specifying step and the second straight line specified in the fourth specifying step as the coordinates of the intersection;
A control method comprising:
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