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結 論

ドキュメント内 九州大学学術情報リポジトリ (ページ 103-117)

5 . 1   結 言

前 章 ま で に 述 べ た よ う に , 本 研 究 に お い て , パ ー ツ ピ ッ キ ン グ 作 業 に 用 い る ア ク テ ィ ブ ビ ジ ョ ン シ ス テ ム と 作 業 プ ラ ニ ン グ 手 法 を 開 発 し た 。 本 研 究 に お け る 成 果 は 以 下 の 通 り で あ る 。

‑ア ク テ ィ ブ ビ ジ ョ ン シ ス テ ム に お い て 使 用 さ れ る レ ン ジ フ ァ イ ン ダ 装 置を製作し,そのキャリプレーション手法の開発を行なった。

‑ア ク テ ィ ブ ビ ジ ョ ン シ ス テ ム を 用 い る こ と で , パ ー ツ ピ ッ キ ン グ 作 業 の た め の 部 品 情 報 の 計 測 を 高 速 化 し , 作 業 を 効 率 化 し た 。

‑積 み 上 げ ら れ た 部 品 群 の 様 子 を 評 価 し , そ の 評 価 に 基 づ い て 部 品 取 り 出 し 順 序 を 決 定 す る プ ラ ニ ン グ を 行 な う こ と で , 作 業 の 効 率 と 生 産 性 を向上させた。

ア ク テ ィ ブ ビ ジ ョ ン シ ス テ ム に 用 い る レ ン ジ フ ァ イ ン ダ を 製 作 し た 。 本 装 置 は 2台の CCDカ メ ラ と レ ー ザ ス リ ッ ト 光 投 光 器 を 使 用 し て い る 。 距 離 計 算 を 内 蔵 の ivlPlTに行なわせることにより,カメラの 1フ レ ー ム 時 間 (33.3 [l11SCC.]) 内 に , ス リ ッ ト 光 を 照 射 さ れ て い る 領 域 の 点 の 3次 元 位 置 を 得 る こ と が で き た 。 分 解 能 に 関 し て は , カ メ ラ 前 方 約 1500[111111]の 範 囲 約 200 [nl1TI]の 領 域 を 測 定 す る 際 に , 奥 行 き 方 向 に 関 し て 約 l .5 [ 111111 ]の分解能を 得 る こ と が で き た 。 ま た , レ ン ジ フ ァ イ ン ダ に 使 用 す る 2台 の カ メ ラ ( ス テ レ オ カ メ ラ ) を モ デ ル 化 す る 際 に , 新 し い モ デ ル 化 法 を 導 入 し た 。 そ し て そ の モ デ ル に 基 づ い て レ ン ジ フ ァ イ ン ダ の キ ャ リ プ レ ー シ ョ ン を 行 な う 手 法 を 開 発 し た 。 本 手 法 は , 異 な る 2枚 の 平 面 の 法 線 ベ ク ト ル を レ ン ジ フ ア

5.1  結 言

インダと 3次 元 測 定 器 の 双 方 で 計 測 し た 結 果 を 用 い て , キ ャ リ プ レ ー シ ョ ン を 行 な う 。 法 線 ベ ク ト ノ レ の 計 測 を 容 易 且 つ 精 度 良 く 行 な う こ と が で き る た め , 簡 易 な 作 業 で 精 度 良 い キ ャ リ プ レ ー シ ョ ン 結 果 を 得 ら れ る 。 こ の よ う に , パ ー ツ ピ ッ キ ン グ 作 業 に 応 用 可 能 な 速 度 と 分 解 能 を 持 つ レ ン ジ フ ァ イ ン ダ を 製 作 す る こ と が で き た 。 ま た そ の キ ャ リ ブ レ ー シ ョ ン も , パ ー ツ ピ ツ キ ン グ 作 業 に 使 用 す る の に 十 分 な 精 度 を , 簡 易 な 作 業 で 得 ら れ た 。

1台 の カ メ ラ を 持 つ 単 眼 シ ス テ ム と レ ン ジ フ ァ イ ン ダ と を 組 み 合 わ せ る こ と に よ っ て マ ル チ セ ン サ ビ ジ ュ ア ル シ ス テ ム を 構 築 し , 実 際 に パ ー ツ ピ ッ キ ン グ 作 業 に 応 用 し た 。 そ の 際 , 各 ビ ジ ュ ア ル セ ン サ が 互 い の セ ン サ か ら の 情 報 を 用 い て 処 理 を 修 正 す る 手 法 を 開 発 し , セ ン サ シ ス テ ム を ア ク テ ィ ブ ビ ジ ョ ン シ ス テ ム と し た 。 本 手 法 を 用 い て セ ン サ シ ス テ ム の 処 理 を 高 速 化 す る こ と に よ り , パ ー ツ ピ ッ キ ン グ 作 業 を 効 率 化 で き る セ ン サ シ ス テ ム

を構築できた。

ノ ミ ー ツ ピ ッ キ ン グ 作 業 に お い て , 作 業 全 体 の 処 理 を 効 率 化 し ま た 作 業 の 信 頼 性 を 高 め る た め の , 部 品 取 り 出 し 順 序 付 け の プ ラ ニ ン グ 手 法 を 開 発 し た 。 順 序 付 け を 行 う た め に , 部 品 の 取 り 出 し に よ っ て 部 品 群 の 山 が 崩 れ る 可 能 性 の 判 定 と , 部 品 取 り 出 し 作 業 の 行 な い 易 さ の 評 価 を 行 な っ た 。 そ の 際 , 部 品 群 の 山 が 崩 れ る 可 能 性 と し て は 取 り 出 す 部 品 が 他 の 部 品 を 支 え て い る か ど う か の 判 定 を 用 い , 作 業 の 行 な い 易 さ と し て は マ ニ ピ ュ レ ー タ が 他 の 部 品 と の 衝 突 の 危 険 性 無 し に 作 業 を 行 な い 得 る か の 評 価 を 用 い た 。 こ れ ら の 判 定 と 評 価 を 行 な う 手 法 を 開 発 し , ま た 実 験 に よ っ て 実 際 に そ れ ら の 判 定 お よ び 評 価 を 行 な え る こ と を 示 し た。こ の よ う に , 本 プ ラ ニ ン グ を 用 い る こ と に よ っ て パ ー ツ ピ ッ キ ン グ 作 業 全 体 の 処 理 の 効 率 化 と 生 産 性 の 向上を達成できた。

以 上 述 べ た よ う に , パ ー ツ ピ ッ キ ン グ 作 業 を 効 率 良 く , 且 つ 高 い 生 産 性 で 実 行 す る た め の セ ン サ シ ス テ ム を 構 築 す る こ と が で き た 。

:

5.1  結 言 99 

今 後 の 研 究 課 題 と し て 残 さ れ た 問 題 点 と し て は , 以 下 に 挙 げ る も の が 考えられる。

本 研 究 に お い て は , 対 象 を 大 ま か な 大 き さ が 分 か っ て い る 直 方 体 に 限 っ た 。 実 際 に ロ ボ ッ ト シ ス テ ム が 応 用 さ れ る 生 産 現 場 に お い て , 対 象 が そ の よ

う な も の に 限 ら れ て い る 状 況 は 非 常 に 少 な い と 考 え ら れ る 。 郵 便 小 包 を 分 類 す る よ う な 作 業 [67][12]で も , 対 象 は 任 意 の 大 き さ の 直 方 体 と な る 。 従 っ て 生 産 現 場 へ 導 入 す る た め に は , よ り 一般 的 な 部 品 に 対 し て も 作 業 を 行 な

う こ と の で き る パ ー ツ ピ ッ キ ン グ シ ス テ ム を 構 築 す る 必 要 が あ る 。

他 の 問 題 点 と し て は , 部 品 を 取 り 出 す こ と に よ っ て 部 品 群 の 山 を 崩 し て し ま う 可 能 性 を 判 定 す る 際 , 現 在 の シ ス テ ム で は 部 品 群 が 崩 れ る 全 て の 状 況 を 検 出 で き な い , と い う 点 が 挙 げ ら れ る 。 部 品 群 の 全 て の 状 態 を 外 部 か ら 観 察 で き る 場 合[62][61]と 異 な り , 部 品 群 が 乱 雑 に 積 み 上 げ ら れ て い る 場 合 に は , 部 品 群 の 状 況 を 完 全 に 知 る こ と は で き な い 。 従 っ て 現 在 以 上 に 多 く の 状 況 を 考 慮 す る プ ラ ニ ン グ シ ス テ ム を 構 築 し で も , 部 品 群 が 崩 れ る 可 能 性 を 予 め 漏 れ な く 検 出 す る こ と は 不 可 能 で あ ろ う 。 こ れ に 対 し て は , 単 眼 シ ス テ ム に 高 速 相 関 ビ ジ ョ ン を 採 用 し , 崩 れ よ う と し て い る 部 品 を 高 速 に 探 し 出 し て 対 応 す る , 等 の 解 決 策 が あ る と 考 え る 。 ま た , ど の 部 品 を 取 り 出 す に し て も , 部 品 群 の 山 を 崩 し て し ま う と い う 状 況 も あ る で あ ろ う 。 そ の よ う な 状 況 で は , 複 数 の マ ニ ピ ュ レ ー タ を 使 用 し て 部 品 を 支 え な が ら 作 業 を 行 な う , と い っ た 処 理 も 必 要 と な る と 考 え ら れ る 。

こ れ ら の 問 題 点 の 解 決 が , 今 後 の 課 題 で あ る 。

~

謝 辞

本 論 文 は , 著 者 が 1990年 か ら 1D9G年 ま で 九 州 大 学 工 学 部 電 気 工 学 科 , 情 報 工 学 科 , お よ び 知 能 機 械工学 科 に お い て 行 っ た 研 究 を ま と め た も の です。

本 研 究 に お い て 九 州 シ ス テ ム 情 報 技 術 研 究 所 所 長 長 田 正 教 授 に は , 九 州 大 学 工 学 部 電 気 工学科 お よ び 情 報工学科 の 教 授 を 務 め て お ら れ た 期 聞 か ら 現 在 に 至 る ま で , 研 究 テ ー マ の ご 教 示 か ら 研 究 の 進 め 方 な ど 終 始 親 身 に 多 大 の ご 指 導 ご 鞭 捷 を 頂 き ま し た。ここに心からの謝意を表します。

九 州 大 学 大 学 院 シ ス テ ム 情 報 科学研 究 科 知 能 シ ス テ ム 学 専 攻 長 谷 川 勉 教 授 に は , 研 究 の 進 め方や 本 論 文 の ま と め 方 な ど 終 始 親 身 に ご 懇 切 な る ご 指 導 と ご 助 言 を 頂 き ま し た。こ こ に 心 か ら 感 謝 い た し ま す 。 ま た , 本 論 文 を ま と め る に あ た り 同 研 究 科 電気 電子シ ス テ ム 工 学 専 攻 平 津 宏 太 郎 教 授 , 同 研 究 科 知 能 シ ス テ ム学専 攻 谷 口 倫一郎 教 授 に は ご 懇 切 な る ご 指 導

とご助言を頂きました.ここに心から感謝し、たします.

九 州 大 学 工 学 部 知 能 機 械 工 学 科 近 藤 英二教 授 に は , 研 究 の 進 め 方 の ご 懇 切 な る 指 導 と , 研 究 の た め の 環 境 を 頂 き ま し た 。 こ こ に 心 か ら 感 謝 し 、 た

します。

九 州 大 学 大 学 院 シ ス テ ム 情 報 科 学 研 究 科 査 紅 彬 助 教 授 を は じ め , 九 州 大 学 工 学 部 知 能 機 械 工 学 科 清 田 高 徳 助 教 授 , 九 州 大 学 工 学 部 電 気 情 報 工 学 科 木 室 義 彦 講 師 に は 有 益 な ご 教 示 や ご 助言を 多 数 頂 き ま し た 。 こ こ に 心 か ら 感 謝 い た し ま す。

九 州 大 学 大 学 院 シ ス テ ム 情 報 科 学 研 究 科 単 蘭 弟 助 手 , 同 研 究 科 桐 木 利 弘 助 手 , 同 研 究 科 江 藤 淳二技 官 に は 有 益 な ご 助言や 研 究 環 境 の 整 備 を し て 頂 き ま し た 。 ま た , 九 州 大 学 工 学 部 情 報 工 学 科 長 田 研 究 室 , 九 州 大 学

.........

5.1 結 言 101 

大 学 院 シ ス テ ム 情 報 科 学 研 究 科 長 谷 川 研 究 室 お よ び 査 研 究 室 , な ら び に 九 州 大 学 工 学 部 知 能 機 械 工 学 科 シ ス テ ム 数 理 講 座 の 大 学 院 生 , 学 部 生 お よ び 卒 業 生 の 皆 様 に は 熱 心 な ご 討 論 を 頂 き ま し た 。 深 く 感 謝 し ま す 。

1997年 2月

参 考 文 献

山 米 本 完 二JL産 業 用 ロ ボ ッ ト の 今 後 の 技 術 動 向 . , 日 本 ロ ボ ッ ト 学 会 誌 . vo1.11, 110.1pp.7 13 (1993) 

[2]秦清治: ロボットビジョンの産業への応用吋.日本ロボット学会誌.vo.110.  110.2 pp.185  189 (1992) 

[3

] Rlich凶山a凱エu1dTella J.ohn R.Di口rk.a剖州1111l

BillPicki口ingRoboωt..一.IEEE 71/(αl'!ωLS.ο '1/  System"c', Mα  α 'd Cybe1'η eti'cs, vol.SMC‑

12, no.6, pp.828‑837 (1982). 

[

4] You附J1kdωlHiroωOf山山d

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iDω01け..1iji~て心ag培2削gcu孔川川川u山山l日m11山山l口山山i口山I日1('. e1山山1I山山IuuclTakね泊叫叫ahiiko1nl凶胤aari: Rc lationships‑ Bascd Recognitiollof Strllctllal IuclllrIellP arts  Stackecl i11  a Biu')  Robot'lC

vo.12pp.147154 (198‑1) 

[5]深 田 陽 司:棒 状 部 品 の ビ ン ヒ。ツキ ン グ シ ス テ ム"シ ス テ ム と 制 御,vo.131.  110.7 pp.522 527 (1987) 

[6]池 内 , 長 田 , ホ ー ン , ニ シ ハ ラ : 一 照 度 差 ス テ レ オ と プ リ ズ ム ス テ レ オ に よ る ビ ン ピ ッ キ ン グ タ ス ク 中 の グ リ ッ パ 姿 勢 決 定"7電 子 通 信 学 会 論 文 誌 (D)vol..168‑D. 110.‑:1:.  pp.3‑!G 553 (198::>) 

[7]池 内 , 越 川 " 幾 何 モ デ ル よ り 導 出 さ れ た 解 釈 木 に よ る ビ ン ピ ッ キ ン グ タ ス ク 中 の 対 象 物 体 の 位 置 姿 勢 決 定 、 電 子 情 報 通 信 学 会 論 文 誌 (D), vo.lJ70‑D, 110.1. pp.127  138 (1987) 

[8]藤田武洋,佐藤宏介,井口征士:ー局所曲面形状解析に基づくビンヒ。ッキ ングのためのビジョンシステムア.電子情 報 通 信 学 会 論 文 誌(D‑II)、vol.J73‑ D‑II, 110.1, pp.46‑53 (1990) 

~

参 考 文 献 103 

[9司]T.Fujit K.Sato a泊仙11Ii

Cu1'vatu1'c All凶乱l防yi" Sy.cde'lJl, (/'l/d Cοm]JutrTs i Jα.po:n, vo1.21 llo.13, pp.79 δ 

(1990) 

[

い10例]Ezzet Al‑Hu吋uJc正a似仰Lじ以山z幻~1aI An1111Sω cl:  "Rau11i(11山 山llelig( Sc'gl1118白叩I1tati)IIW1thApp)licat1011 to Robot BiIl‑Pic.ki11U)111Ya(UU111GripP(1'"IEEE Tr ns.0'1/  Systems, '17" 

αnd Cybe7ηetu":s, vo1.20110.Gpp.1313 1325 (1990). 

[11 ] 河 合 功 治,武 藤 守 男 田 中 泰 梅 田 和 昇 新 井 民 夫 : 粗 い 距 離 画 像 と 濃 淡 画 像 を 併 用 し た ビ ン ピ ッ キ ン グ シ ス テ ム の 構 築η 第10回 日 本 ロ ボ ッ ト 学 会 学 術 講 演 会 予 稿 集 、 110.2.pp.8‑!3 8‑!‑!  (1992) 

[12] A.J.Bae1'velclt: Sillglll1011 Pa1'Uls¥¥'ith  a Se11so1'‑Bascd  Rol ‑Syste111."

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1"0C.0ザltlJε 1991 IEEE/RSJ InItr1 tωi

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OJη1u¥(¥(/αοIlWoω'dμμ;I81lθOp0 η Ir2telμJl η¥tRobots α 7η1  Systei'nL

[13]  Yo maYa gih1'a.allcl  Toshi1'o h:it (¥:  '.P a1'ts‑Picki11g ill  Diso1'cle1'ecl EllVi‑

1'Oll1nent,"  P'l"or;.  01 thc  1991 IEEE/RSJ h 'nuonalW od;shop 0η InteUigent  Robots αnd Syste'!ils (IROS91).Yり1.2.pp.517 522 (1991) 

[

い14] Richa1'dO.Due1a Daγ1'1cl1¥

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ect nc Data tωo  FillCclPlaωUlatl'SU1ft1C(RcgJ01i,"  IEEE T.ans. 07 '1

α tte7 η Anal‑ ySlSα'nd Mac!ane Infelli炉~'r /,('('. ¥o1.PA?¥II‑1、110.3、pp.259271 (1979) 

[15]  M.J.Magee. B.A.Boyt('l"  C.H.Chic11. cλ川州U11L

RityGu1μidcclRangcSc円、'll~‘F伝訂伝汽勺叩4刊氾i口山I日lR(<"011iiti011  (υ)f  Thrce)‑Di11111e1lfiionalObjeαcts.  IEEE  Trans. on PαttC7ηA'l/alysu . .; aurl Mar'lI:I'l/(' Intelhgcnce, Yol.PAI'vII‑7、nO.6pp.629 637 (1985) 

[

い16

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with Fiぬbeα'1'G1'ati11gFui011of 2‑D 111tCllsit:γIIllagc a11d Disc1'ctc Rangt'  IIllagc 

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参 考 文 献

10 1

ーヲ, Proc. of the 1991 IEEE Inte'r'l]ational Cοnference 0'17  Indust'rial Elect'lω7:lCS,  ContTol) and Inst'l•ωncntatiοn (IECON91)¥'01.汁'?、 pp.2368 2372 (1991) 

[17]中 津 和 夫 "2次 元 濃 淡 画 像 と 疎 な 距 離 情 報 の 融 合 に よ る 小 型 ロ ボ ッ ト ビ ジ ョ ン セ ン サ の 開 発γ .電 気 学 会論 文 誌

( C )

vo1.115‑C.110.3、pp.389395  (1995) 

[18]久 野 義 徳 "アクティブビジョンー歴史と展望 11 人工知能学会誌、 vo.110 no.4, pp.493 499 (1993). 

[19]柏 岡 誠 治 、 江 尻 正 員 坂 本 雄三郎:一時分割パターン認識技術による群制御 トランジスタ組立システム ¥電気学会論文誌 (C),vo1.96‑C, 110.1、pp.9 16  (1976) 

[20]  W.A.Pe1'ki11s: "A ¥lIod(1‑B州 、d¥‑isioll SySt(¥lll fo1' Illd川 1 'ia1Pa1'ts IEEEααη

Oη CO'nLpUteTs.vo1.C‑27. 110.2. υ1)p.12G113 (1978) 

[21]  NicholωAyache, 仙clOlivI<l'D .Faugc'l "HYPER:A New App1'oach fo1'  the  Recognitio11 and Positiollillιof Two‑Di11l<'llSiolla1 Objccts. IEEETraTLs. 0'17  Pat‑ te7'n Anαlysis αη~d Ma(

[22]黒 木 義 博,長 田 康 行 視 覚 ロ ボ ッ ト に よ る 位 置 決 め 、¥日本ロボット学会 誌,vo1.9、110.3pp.3G9 373 (1991) 

[23]  David Nitzan: o'T1川(¥‑DiuH¥llSic 1¥ ‑isioll Suucturc fo1'  Rol Apl出 訓;10山 、

Trans. 0'17  Pattc7'n  (1988) 

[24]  R.A.Ja1'vis:  "A Pc1'sp ti¥OllRaοFillcli Tcchlliquesfo1' C01l11丸山l'Visioll" 

IEEE T.αns.  0'17  Patt("InAna1yS0:Iu1 M(/('/une Intelligence, vo.1PAl¥II‑5, 110.2.  pp.122‑139 (1983) 

[25]井 口 征 士?佐 藤 宏 介 三次元画像計測.昭晃堂 (1990) 

『咽

参 考 文 献

105 

[26J佐 藤 宏 介ヲ井 口 征士 "3D視 覚 セ ン サ・日 本 ロ ボ ッ ト 学 会誌, vo1.10, 110・2. pp.171‑177 (1992) 

[27J井 口 征 士: 3次 元 形 状 計 測 の 最 近 の 動 向 う¥計 測 と 制 御ぅvo1.34ぅ110.6

pp.429‑434 (1995) 

[28J石井優?長田正 ((レ ー ザ ト ラ ッ カ ー に よ る 3次 元 物 体 の 特 徴 抽 出???計 測 自 動 制 御 学 会 論 文 集 vo1.10.ω 5,pp.599‑605 (1974) 

[29判JMaSa但加ru1shii,aωnldTetclaω川1.;ν悩 吋.(FshiiN 孔川ta "Fοltれ川川Uul日肝I

Objects ancclVis乱印iua1Pro('C'ill iIl HcUlcl‑Eye SytenlUsing a Laser Tracker" 

Pαtterη Recognition, vo1.8. pp.229‑237 (1976)  [30J  Marc Rio  ((L ω frRa (. Fiuc巾似lいllelrBt cl  0  S勾旬yyncl

Optics, vo1.23. nO.21. pp.3837 3844 (1984). 

[31J荒 木 和 男、田 中 伸宣 藤 野 智 治 佐 藤幸男: 高 速3次 元 形 状 計 測 装 置 の 試 作73電 子 情 報 通 信学 会 論 文 誌 (D), γol.J71‑Dぅno.10,pp.2059‑2068 (1988).  [32J佐 藤 宏 介ぅ井 口 征士 山 液 晶 レンジファイ ン ダ ー 液 晶 シ ャ ツ タ に よ る 高 速

距 離 画 像 計 測 シ ス テ ムヲ¥電子情報 通 信 学 会 論 文 誌 (D),vo1.J71‑D, nO.7ぅ pp.1249‑1257 (1988) 

[33J  Yukio SatoKazuynkiH州 ( 川 allcl¥IIasaki  Otsuki 

"Real‑Time Hancly Re')llgefillclC'r CnbicscopC' Proc.of the 3rd. Internαtional  ConfeTence 0AuoTIIat'ton.RouotI,r:,c,'. dComp'uter Vis'lon (ICARCV '94)vo1.2

pp.1148‑1152 (1994) 

[34J大島正毅: 3次 元 情 報 を 用 い る 物 体 認 識 の 研 究?¥電 子 技 術 総 合 研 究 所 研 究 報 告?第 826号(1982) 

ドキュメント内 九州大学学術情報リポジトリ (ページ 103-117)

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