JP5435804B2

JP5435804B2 - Ｆａ機器用カメラ

Info

Publication number: JP5435804B2
Application number: JP2010168830A
Authority: JP
Inventors: 高広神藤; 泰弘山下; 篤規平野
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2030-07-28
Also published as: WO2012014534A1; JP2012029254A

Description

本発明は、ＦＡ機器における撮像対象物を撮像するＦＡ機器用カメラに関する発明である。

例えば、電子部品実装機、工作機械、スクリーン印刷機、産業ロボット等のＦＡ機器は、撮像対象物を撮像するカメラを搭載したものが多い（例えば特許文献１参照）。カメラ付きのＦＡ機器において、カメラの撮像に関係する不具合の原因調査のために、ＦＡ機器側で動作トレースログをメモリに記録することがある。しかし、そのログは、ＦＡ機器側のＣＰＵがカメラに対して行った動作指示の履歴と、ＦＡ機器側の動作に関するログのみであり、カメラに関するログの情報は少ない。

特開２００６−２１０５３１号公報特開２００１−１００２８１号公報

不具合の原因の中には、ＦＡ機器側のＣＰＵがカメラに動作指示信号を送ったつもりであっても、実際には信号線の断線やコネクタの外れ等でカメラ側に動作指示信号が届いていなかったり、カメラが外部からのノイズで誤動作したりする事例がある。このような不具合は、ＦＡ機器側のメモリに記録したトレースログのみでは解析することが難しかった。

また、ＦＡ機器用のカメラは、ＦＡ機器の内部に組み付けられて使用されることが多いため、オシロスコープ等の解析機器の接続が難しく、原因調査には時間と手間を必要としていた。

ところで、特許文献２（特開２００１−１００２８１号公報）には、防犯用の監視カメラに、該カメラの動作履歴を記録する書き換え可能な不揮発性メモリを設け、該不揮発性メモリに該カメラの動作履歴（オートパン動作時間、電源オン時間、カメラ内の温度、プリセット動作回数、フィルタ切換動作回数、座標系リセット回数）を記録することで、カメラの修理時に不揮発性メモリに記録されたカメラの動作履歴を利用して原因を解析することが記載されている。

しかし、防犯用の監視カメラとＦＡ機器用のカメラとは、撮像対象物、動作環境、要求解像度等が大きく異なるため、上記防犯用の監視カメラの技術をＦＡ機器用のカメラに転用しても、ＦＡ機器用のカメラの動作不具合の原因調査が困難な場合がある。すなわち、防犯用の監視カメラは、長時間連続的に撮像し続けるカメラであり、外部のＣＰＵから動作指示が頻繁に入力されるものではないため、カメラ自身の動作履歴のみでも動作不具合の原因調査が可能である。

これに対し、ＦＡ機器用のカメラは、ＦＡ機器の各動作毎の決められたタイミングで撮像対象物を撮像するように、ＦＡ機器側のＣＰＵから動作指示が頻繁に入力される。このため、カメラ自身の動作履歴を記録しても、動作不具合の原因がカメラ自身の動作不良によるものか、ＦＡ機器側のＣＰＵから動作指示が信号線の断線やコネクタの外れ等でカメラ側に届いていないのか、或は、外部からのノイズ等による誤動作であるのか判別できない。しかも、ＦＡ機器用のカメラは、防犯用の監視カメラと比較して、撮像対象物を高精度に画像認識する必要があるため、カメラの各種設定データも画像認識結果に大きな影響を及ぼす。このため、カメラの各種設定データが不明であると、画像処理エラーの原因を究明できない場合がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ＦＡ機器用カメラの動作不具合の原因調査が容易になるようにすることである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、撮像対象物を撮像するＦＡ機器用カメラにおいて、該カメラには、ＣＰＵと書き換え可能なメモリを搭載し、該カメラとＦＡ機器側の制御装置との間で各種信号を送受信するように構成し、前記ＣＰＵは、該カメラ自身の動作履歴データと前記各種信号の送受信履歴データと該カメラの各種設定データを前記書き換え可能なメモリに記録し、前記ＦＡ機器側の制御装置は、カメラから送信されてくる撮像画像に問題があった場合に、その時の画像データとその画像撮像時の各種設定データを書き換え可能なメモリに記録するようにカメラに対して指示するようにしたものである。ここで、カメラの各種設定データとしては、例えば、カメラゲイン、露光時間、画像データのオフセット量、ＲＯＩ（Region Of Interest：撮像領域）の設定値等がある。

本発明のように、カメラにＣＰＵと書き換え可能なメモリを搭載して、カメラ自身の動作履歴データの他に、各種信号の送受信履歴データと該カメラの各種設定データを記録するようにすれば、動作不具合の原因がカメラ自身の動作不良によるものか、ＦＡ機器側のＣＰＵから動作指示が信号線の断線やコネクタの外れ等でカメラ側に届いていないのか、或は、外部からのノイズ等による誤動作であるのかを容易に判別でき、ＦＡ機器用のカメラの動作不具合の原因調査が容易になると共に、カメラの各種設定データも分かるため、画像処理エラーの原因調査も容易になる。
更に、本発明のように、ＦＡ機器側の制御装置は、カメラから送信されてくる撮像画像に問題があった場合に、その時の画像データとその画像撮像時の各種設定データを書き換え可能なメモリに記録するようにカメラに対して指示するようにすれば、画像処理エラーの原因調査が更に容易になる。

この場合、請求項２のように、各種信号の送受信履歴データには、ＦＡ機器側の制御装置からの動作指示の履歴データを含ませるようにすると良い。これにより、ＦＡ機器用のカメラの動作不具合の原因調査が更に容易になる。

また、請求項３のように、カメラの書き換え可能なメモリには、ＦＡ機器側の制御装置の情報も記録するようにしても良い。ここで、ＦＡ機器側の制御装置の情報としては、例えば、該制御装置にインストールされたソフトウエアのバージョン情報がある。ソフトウエアのバージョンによっては、その動作環境にカメラが対応していない可能性がある。

また、請求項４のように、カメラの書き換え可能なメモリに記録された各種データは、所定時期にＦＡ機器側の制御装置に送信して該制御装置の記憶装置に保存するようにしても良い。例えば、ＦＡ機器側の制御装置からデータ送信要求が出されたとき、又は、カメラの電源がオフされる直前、又は、定期的にカメラのＣＰＵで判断できる重大な異常（例えばカメラ温度異常等）が発生したときに、カメラの書き換え可能なメモリに記録された各種データをＦＡ機器側の制御装置に送信して該制御装置の記憶装置に保存するようにしても良い。このようにすれば、ＦＡ機器側の制御装置でもカメラの動作に関係する各種データを管理することができる。

更に、請求項５のように、カメラの書き換え可能なメモリは、ＲＡＭと書き換え可能な不揮発性メモリとから成り、カメラ自身の動作履歴データと各種信号の送受信履歴データと該カメラの各種設定データを一時的にＲＡＭに記録しておき、所定のデータ保存要求が発生した時にＲＡＭの記録データを前記書き換え可能な不揮発性メモリに書き込むようにしても良い。ここで、所定のデータ保存要求は、例えば、ＦＡ機器側の制御装置から送信されてきたり、カメラの電源がオフされる直前に該カメラのＣＰＵで発生したり、カメラのＣＰＵで判断できる重大な異常（例えばカメラ温度異常等）が発生したときに該カメラのＣＰＵで発生したりする。このように、ＲＡＭの記録データを書き換え可能な不揮発性メモリに書き込むようにすれば、カメラの電源がオフされた後も、不揮発性メモリに記録データを保持することができる。

図１は本発明の一実施例におけるシステム構成を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてシステム構成を説明する。
ＦＡ機器は、例えば、電子部品実装機、工作機械、スクリーン印刷機、産業ロボット等であり、該ＦＡ機器を制御するＦＡ機器制御装置１１には、ＣＰＵ１２と記憶装置１３等が設けられている。記憶装置１３は、ハードディスク装置、ＤＶＤ、ＣＤ、ＭＯ等の光学ドライブ装置、ＵＳＢメモリ等のいずれであっても良い。

ＦＡ機器には、カメラ２１が設けられ、該カメラ２１とＦＡ機器制御装置１１との間がカメラケーブル２２で接続され、各種信号が送受信されるようになっている。カメラ２１には、ＣＰＵ２３と、プログラムや初期設定データ等を記憶するＲＯＭ２４と、後述する各種データを一時的に記憶するＲＡＭ２５（書き換え可能なメモリ）と、書き換え可能な不揮発性メモリであるフラッシュメモリ２６等が設けられている。

カメラ２１のＣＰＵ２３は、該カメラ２１自身の動作履歴データと各種信号の送受信履歴データと該カメラ２１の各種設定データをＲＡＭ２５に記録する。ここで、カメラ２１の各種設定データとしては、例えば、カメラゲイン、露光時間、画像データのオフセット量、ＲＯＩ（Region Of Interest：撮像領域）の設定値等がある。各種信号の送受信履歴データには、ＦＡ機器制御装置１１のＣＰＵ１２からの動作指示の履歴データが含まれる。

また、ＦＡ機器制御装置１１のＣＰＵ１２は、カメラ２１から送信されてくる撮像画像に問題があった場合に、その時の画像データとその画像撮像時の各種設定データをカメラ２１のＲＡＭ２５に記録する指示をカメラ２１に送信する。

また、例えば、ＦＡ機器制御装置１１のＣＰＵ１２からデータ送信要求が出されたとき、又は、カメラ２１の電源がオフされる直前、又は、カメラ２１のＣＰＵ２３で判断できる重大な異常（例えばカメラ温度異常等）が発生したときに、カメラ２１のＲＡＭ２５に記録された各種データをＦＡ機器制御装置１１に送信して該ＦＡ機器制御装置１１の記憶装置１３に保存するようにしている。

また、所定のデータ保存要求が発生した時に、カメラ２１のＲＡＭ２５の記録データを書き換え可能な不揮発性メモリであるフラッシュメモリ２６に書き込むようにしても良い。ここで、所定のデータ保存要求は、例えば、ＦＡ機器制御装置１１のＣＰＵ２３から送信されてきたり、カメラ２１の電源がオフされる直前に該カメラ２１のＣＰＵ２３で発生したり、カメラ２１のＣＰＵ２３で判断できる重大な異常（例えばカメラ温度異常等）が発生したときに該カメラ２１のＣＰＵ２３で発生したりする。

以下、具体例について説明する。
カメラ２１の動作中に、後述するトレースイベントが発生すると、そのトレースイベントがカメラ２１のＲＡＭ２５に記録される。ここで、ＲＡＭ２５は、リングバッファになっており、常に最新のトレースイベントが記録される。

カメラ２１のＲＡＭ２５に記録するトレースイベントの種類は、例えば、次の１０種類である。

(1) ＦＡ機器制御装置１１のＣＰＵ１２からのコマンドイベント
(2) カメラ２１のＣＰＵ２３からイメージセンサへのコマンドイベント
(3) トリガ入力オンイベント
(4) トリガ入力オフイベント
(5) 撮像開始イベント
(6) 画像転送開始イベント
(7) 画像転送完了イベント
(8) イメージセンサ温度情報イベント
(9) エラーイベント
(10)不具合発生時の撮像画像

上記(1) 〜(10)のトレースイベントの全てをトレースログとして記録するのではなく、ＦＡ機器制御装置１１のＣＰＵ１２からの指示で選択できるようにしても良い。カメラ２１の電源投入時は、イニシャル処理により、上記(1) 〜(10)の全てのトレースイベントが記録対象として選択されるようになっている。

ここで、ＦＡ機器制御装置１１のＣＰＵ１２からのコマンドイベントは、カメラ２１がＦＡ機器制御装置１１のＣＰＵ１２からのコマンドを受信したときに発生し、例えば、以下の種類がある。

(a) 撮像開始、停止指示
(b) シャッタスピード設定
(c) カメラゲイン（画像輝度）の設定
(d) 画像データのオフセット設定
(e) フレームレート（画像の転送スピード）の設定
(f) ＲＯＩ（Region Of Interest：撮像領域）の設定
(g) 動作モードの設定
(h) フラッシュメモリ２６へのトレースログの保存指示
(i) フラッシュメモリ２６へのトレースログの保存イベント設定指示
(j) トレースイベント取得種類指示

また、カメラ２１のＣＰＵ２３からイメージセンサへのコマンドイベントは、カメラ２１のＣＰＵ２３からイメージセンサへコマンドを送信したときに発生し、例えば、以下の種類がある。

(h) シャッタスピード設定
(i) カメラゲイン（画像輝度）の設定
(j) ＲＯＩ（Region Of Interest：撮像領域）の設定
(k) 動作モードの設定

トリガ入力オンイベントは、ＦＡ機器制御装置１１側からカメラ２１に入力されるトリガ信号がオンされたときに発生する。
トリガ入力オフイベントは、ＦＡ機器制御装置１１側からカメラ２１に入力されるトリガ信号がオフされたときに発生する。

撮像開始イベントは、イメージセンサが撮像（露光）を開始するときに発生する。
画像転送開始イベントは、カメラ２１からＦＡ機器制御装置１１へ画像の転送を開始するときに発生する。

画像転送完了イベントは、カメラ２１からＦＡ機器制御装置１１への画像の転送を完了したときに発生する。
イメージセンサ温度情報イベントは、イメージセンサ温度情報をＲＡＭ２５に記録するために画像撮像時又は周期的に発生する。
エラーイベントは、カメラ２１の内部でエラーが起こったときに発生し、例えば、以下の種類がある。

(l) ＦＡ機器制御装置１１との間の通信エラー
(m) イメージセンサ温度エラー（過昇温）
(n) 冷却ファン停止エラー
(o) ＲＯＩ計算エラー

いずれかのエラーイベントが発生した場合は、トレースログを自動的にフラッシュメモリ２６に保存する。
また、１つのトレースイベントで記録する情報は、例えば、以下の種類がある。

(p) タイムスタンプ
(q) タスクＩＤ番号
(r) メッセージ
(s) 汎用パラメータ１
(t) 汎用パラメータ２

また、ＲＡＭ２５に記録したトレースログをフラッシュメモリ２６に保存するタイミングは、例えば、以下の種類がある。
(u) ＦＡ機器制御装置１１側からの指示
(v) エラーイベント発生時
(w) 任意のイベント発生時
ここで、任意のイベント発生時は、ＦＡ機器制御装置１１側からイベントの種類を設定できるようになっている。

また、フラッシュメモリ２６への保存中にトレースイベントが発生する場合があるため、ＲＡＭ２５には複数のリングバッファを設け、常にいずれかのリングバッファが動作するようになっている。

ＦＡ機器制御装置１１側がトレースログを取得する場合は、ＦＡ機器制御装置１１側からカメラ２１にデータ送信要求を送信し、それに応じて、カメラ２１のＲＡＭ２５（又はフラッシュメモリ２６）に記録されているトレースログをＦＡ機器制御装置１１側に送信する。

ところで、カメラ２１に関係する不具合には、カメラ２１自身の問題もあるが、カメラ２１を制御するＦＡ機器制御装置１１側にも問題がある場合もある。その点、本実施例のように、カメラ２１自身の動作履歴データと各種信号の送受信履歴データと該カメラ２１の各種設定データをＲＡＭ２５（又はフラッシュメモリ２６）に記録するようにすれば、動作不具合発生時の全ての状況を把握することができ、動作不具合の原因がカメラ２１自身の動作不良によるものか、ＦＡ機器制御装置１１側のＣＰＵ１２から動作指示がカメラケーブル２２の断線やコネクタの外れ等でカメラ２１側に届いていないのか、或は、外部からのノイズ等による誤動作であるのかを容易に判別でき、カメラ２１の動作不具合の原因調査が容易になる。しかも、カメラ２１の各種設定データも分かるため、画像処理エラーの原因調査も容易になる。

また、ＦＡ機器からカメラ２１を取り外すことなく、組付状態でトレースログを解析することができるため、カメラ２１の動作不具合の原因調査を組付状態で容易に行うことができる。また、工場出荷後に発生した異常で、現地での原因解析ができないような場合には、フラッシュメモリ２６に保存された各種データを取得することで、工場からでも詳細な原因解析が可能となる。

１１…ＦＡ機器制御装置、１２…ＣＰＵ、１３…記憶装置、２１…カメラ、２３…ＣＰＵ、２４…ＲＯＭ、２５…ＲＡＭ、２６…フラッシュメモリ

Claims

撮像対象物を撮像するＦＡ機器用カメラにおいて、
該カメラには、ＣＰＵと書き換え可能なメモリを搭載し、該カメラとＦＡ機器側の制御装置との間で各種信号を送受信するように構成し、
前記ＣＰＵは、該カメラ自身の動作履歴データと前記各種信号の送受信履歴データと該カメラの各種設定データを前記書き換え可能なメモリに記録し、
前記ＦＡ機器側の制御装置は、該カメラから送信されてくる撮像画像に問題があった場合に、その時の画像データとその画像撮像時の前記各種設定データを前記書き換え可能なメモリに記録させるように該カメラに指示することを特徴とするＦＡ機器用カメラ。
前記各種信号の送受信履歴データには、前記ＦＡ機器側の制御装置からの動作指示の履歴データが含まれることを特徴とする請求項１に記載のＦＡ機器用カメラ。
前記書き換え可能なメモリには、前記ＦＡ機器側の制御装置の情報も記録されることを特徴とする請求項１又は２に記載のＦＡ機器用カメラ。
前記書き換え可能なメモリに記録された画像撮像時の前記各種データは、所定時期に前記ＦＡ機器側の制御装置に送信されて該制御装置の記憶装置に保存されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＦＡ機器用カメラ。
前記書き換え可能なメモリは、ＲＡＭと書き換え可能な不揮発性メモリとから成り、
該カメラ自身の動作履歴データと前記各種信号の送受信履歴データと該カメラの各種設定データは一時的に前記ＲＡＭに記録され、所定のデータ保存要求が発生した時に前記ＲＡＭの記録データが前記書き換え可能な不揮発性メモリに書き込まれることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のＦＡ機器用カメラ。