JP2016192135A - 電線群加工用の画像取得システム - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤーハーネスを構成する電線群を全体的に認識すること、及び、その電線群を部分的に詳細に認識することを両立することに適した技術を提供することを目的とする。
【解決手段】電線群加工用の画像取得システム５０は、ワイヤーハーネスを構成する電線１２群を認識するためのシステムである。この画像取得システム５０は、ワイヤーハーネスを構成する電線１２群を第１撮像範囲で認識するための第１画像データを取得する第１ビジョンシステム（例えば、２次元ビジョンシステム６０）と、ワイヤーハーネスを構成する電線群を、第１撮像範囲と重なる領域であって第１撮像範囲よりも小さい第２撮像範囲で、かつ、単位面積当りの情報量が第１画像データよりも多い第２画像データを取得する第２ビジョンシステム（例えば、３次元ビジョンシステム７０）とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、ワイヤーハーネスを製造する際に電線群を認識するための技術に関する。

特許文献１は、複数の電線を車両における布線経路に応じた状態に布線し、この図板上で前記布線経路に応じた形態に分岐させつつ結束することによってワイヤーハーネスを製造する方法を開示している。

特許文献２は、３Ｄビジョンセンサによって、部品供給部にバラ積み供給された部品の認識を行い、２Ｄビジョンセンサによって、仮置き台に置かれた部品の位置姿勢を認識する技術を開示している。また、特許文献２は、２Ｄビジョンセンサが３Ｄビジョンセンサ機能を含み、仮置き台上の特定位置に設置された部品の位置姿勢を認識できない場合には、３Ｄビジョンセンサ機能を有効化する技術も開示している。

特開２０１４−３２８４０号公報 特開２０１２−２４５６０２号公報

特許文献１に開示されているように、ワイヤーハーネスは、図板上で手作業によって電線を結束等することによって製造される。かかるワイヤーハーネスについても、ロボット等を用いて自動的に製造できるようにすることが好ましい。そのためには、ワイヤーハーネスを構成する電線群を画像認識することが必要となる。

ここで、ワイヤーハーネスを構成する電線は、数メートルの長尺製品であり、しかも、不定形物である。このため、比較的広範囲に亘って電線群を認識する必要がある。また、電線同士を結束作業等するためには、部分的には、ｃｍ単位若しくはｍｍ単位で電線の位置若しくは立体的な位置を認識する等、詳細な認識が必要となる。

しかしながら、広範囲を認識可能なカメラでは、ｃｍ単位若しくはｍｍ単位での位置認識若しくは立体的な位置認識には向かない。また、ｃｍ単位若しくはｍｍ単位で位置を認識可能なカメラ若しくは立体的な位置認識可能なカメラでは、広範囲を認識することは向かない。

特許文献２に記載された３Ｄビジョンセンサと２Ｄビジョンセンサとの使い分けでは、上記ワイヤーハーネスを構成する電線群を、全体的に認識すること及び部分的に詳細に認識することを両立することはできない。

そこで、本発明は、ワイヤーハーネスを構成する電線群を全体的に認識すること、及び、その電線群を部分的に詳細に認識することを両立することに適した技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、第１の態様は、ワイヤーハーネスを構成する電線群を認識するための電線群加工用の画像取得システムであって、前記ワイヤーハーネスを構成する電線群を第１撮像範囲で認識するための第１画像データを取得する第１ビジョンシステムと、前記ワイヤーハーネスを構成する電線群を、前記第１撮像範囲と重なる領域であって前記第１撮像範囲よりも小さい第２撮像範囲で、かつ、単位面積当りの情報量が前記第１画像データよりも多い第２画像データを取得する第２ビジョンシステムとを備える。

第２の態様は、第１の態様に係る電線群加工用の画像取得システムであって、前記第２ビジョンシステムは、３次元ビジョンシステムとされている。

第３の態様は、第２の態様に係る電線群加工用の画像取得システムであって、前記第２ビジョンシステムは、位相変調方式プロジェクション光源とステレオカメラとを含み、アクティブ三角測量方式で３次元点群データを取得するシステムとされている。

第４の態様は、第１〜第３のいずれか１つの態様に係る電線群加工用の画像取得システムであって、前記第２ビジョンシステムは、カメラを含み、前記カメラは、前記ワイヤーハーネスを構成する電線群に対する加工を行う加工ロボットのロボットアームに取付けられているものである。

第５の態様は、第１〜第４のいずれか１つの態様に係る電線群加工用の画像取得システムであって、前記第１ビジョンシステムは、２次元ビジョンシステムとされている。

第１の態様によると、第１ビジョンシステムによってワイヤーハーネスを構成する電線群を全体的に適切に認識することができる。また、第２ビジョンシステムによって、その電線群を部分的に適切に詳細に認識することができる。

第２の態様によると、電線群を部分的に認識する際には、３次元的に認識できる。

第３の態様によると、第２ビジョンシステムによって、その電線群を部分的により適切に詳細に認識することができる。

第４の態様によると、加工ロボットのアームによって電線群に対する加工を行う際に、加工先となる電線群の部分を詳細に認識できる。

第５の態様によると、第１ビジョンシステムによって、比較的広い第１撮像範囲を認識する際には、比較的迅速な処理が可能となる。

実施形態に係る電線群加工用の画像取得システムを含む電線群加工装置を示す概略図である。 電線群加工装置のブロック図である。 画像取得システムからの第１画像データ及び第２画像データに基づく加工制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 電線群加工装置による電線群の加工例を示す説明図である。 電線群加工装置による電線群の加工例を示す説明図である。 電線群加工装置による電線群の加工例を示す説明図である。 電線群加工装置による電線群の加工例を示す説明図である。 電線群加工装置による電線群の加工例を示す説明図である。 電線群加工装置による電線群の加工例を示す説明図である。 電線群加工装置による電線群の加工例を示す説明図である。 変形例に係る３次元ビジョンシステムを示す概略図である。 ３次元ビジョンシステムをベース板上に支持した状態を示す説明図である。

以下、実施形態に係る電線群加工用の画像取得システムについて説明する。図１は電線群加工用の画像取得システム５０を含む電線群加工装置２０を示す概略図であり、図２は電線群加工装置２０のブロック図である。

加工対象となるワイヤーハーネス１０は、複数の電線１２が分岐しつつ結束された構成とされている（図１０参照）。ワイヤーハーネス１０の各分岐先では、電線１２の端部に取付けられた端子がコネクタ１４に挿入接続されている。本ワイヤーハーネス１０が車両に組込まれた状態で、各コネクタ１４が車両に搭載された各種電気部品に接続される。これにより、ワイヤーハーネス１０は、車両に搭載された各種電気部品を電気的に接続する役割を果す。ワイヤーハーネス１０に含まれる電線１２は、車両における敷設経路に応じた形態で分岐されつつ結束される。本電線群加工装置２０は、複数の電線１２を、敷設経路に沿った形態で分岐させつつ結束する作業を行う。なお、各図において、同じ経路を通る電線１２は、１本の線で描かれている。このため、各図において、１本の線で描かれた電線１２は、実際には、複数の電線１２の束であることがあり得る。

電線群加工装置２０は、電線支持部２２と、加工ロボット３０と、加工制御部４０と、画像取得システム５０とを備える。

電線支持部２２は、電線１２の端部のコネクタ１４を支持可能に構成されている。すなわち、複数の電線１２は、各端部の端子がコネクタ１４に挿入された状態で、本電線支持部２２によって支持される。複数の電線１２の端部の端子をコネクタ１４に自動的に挿入する自動挿入装置自体は、周知の技術であるが、当該挿入作業は、人手によって行われてもよい。

より具体的には、電線支持部２２は、ベース板２４と、コネクタ支持部２６とを備える。

ベース板２４は、ここでは、方形板状に形成されており、重力方向に沿った鉛直姿勢で支持されている。ベース板２４を背景として、その一主面である作業面上にある電線１２を容易に画像認識できるように、ベース板２４の作業面は、電線１２とは異なる一様な色を呈していることが好ましい。もっとも、ベース板２４が設けられていることは必須ではない。

コネクタ支持部２６は、複数のコネクタ１４を一定位置にて支持可能に構成されている。コネクタ支持部２６としては、例えば、長尺部材に、その延在方向に沿って間隔をあけて複数のコネクタセット凹部が形成されたものを用いることができる。また、ここでは、コネクタ支持部２６は、ベース板２４の作業面の上方位置に固定されている。コネクタセット凹部は、コネクタ１４を嵌め込んでセット可能な凹形状に形成されている。コネクタ１４は、電線１２が延出する側の端部を下方に向けた姿勢で、コネクタセット凹部に嵌め込まれて一定位置に支持される。コネクタ１４から延出する電線１２は、コネクタ支持部２６によって一定位置に支持されたコネクタ１４から下方に垂下がるように配設されることになる。電線１２の両端部の端子は、異なる位置に支持されたコネクタ１４に挿入接続されているため、その間の電線１２は、その２つのコネクタ１４の間でＵ字状に垂下がるように支持される。電線１２は、好ましくは、ベース板２４の作業面が存在する領域内に存在している。

加工ロボット３０は、一般的な産業用ロボットであり、図１では、一般的な垂直多関節ロボットが図示されている。加工ロボット３０は、ロボットアーム３２と、ロボットアーム３２の先端部に設けられた加工作業部３４とを備える。ロボットアーム３２は、複数のアーム部が関節機構を介して軸周りに回転可能に連結された構成とされており、その先端部に加工作業部３４が設けられている。この加工ロボット３０は、ロボットアーム３２を動作させることによって、加工作業部３４を、ベース板２４の作業面の任意の位置に任意の姿勢で移動させることができる。

加工作業部３４は、電線１２群に対する加工を行う部分である。ここでは、電線１２群に対する加工として、電線１２の延在方向の所定位置を一定位置に集約させること（複数の電線１２の延在方向中間位置を束ねること）、及び、複数の電線１２を結束すること（例えば、粘着テープを巻付けること）等が想定される。

前者の加工を行うためには、加工作業部３４として、電線１２を掴んで一定位置に移動させたり、複数の電線１２を寄せ集めるように掴んだりすることが可能な周知のロボットハンドを用いることができる。後者の加工を行うためには、加工作業部３４として、周知のテープ自動巻機を用いることができる。

複数種の加工作業を行うため、加工ロボット３０が複数備えられてもよいし、或は、ロボットアーム３２の先端部に複数の加工作業部３４が相対移動可能な状態で取付けられていてもよい。

なお、加工ロボットは、垂直多関節ロボットの他、直角座標型ロボット等であってもよい。また、加工作業部は、電線１２群に対して行われる作業に応じて、適宜変更される。

加工制御部４０は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、入力回路部等を備える一般的なコンピューターによって構成されている。ＲＯＭは、フラッシュメモリ等の書換え可能な不揮発性半導体メモリ等によって構成されており、画像取得システム５０により取得された画像データに基づいて加工対象領域、加工対象（電線１２群）の位置及び姿勢等を決定するための手順、電線１２群に対する加工手順及び加工内容を記述したプログラム等を格納している。そして、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、画像取得システム５０により取得された画像データに基づいて電線１２群に対する諸加工を行うべく、加工ロボット３０に対して諸指示を与える処理を実行する。

画像取得システム５０は、上記ワイヤーハーネス１０を構成する電線１２群を認識するための画像データを取得するためのシステムであり、第１ビジョンシステムとしての２次元ビジョンシステム６０と、第２ビジョンシステムとしての３次元ビジョンシステム７０とを備える。

２次元ビジョンシステム６０は、ワイヤーハーネス１０を構成する電線１２群を第１撮像範囲Ｒ１で認識するための第１画像データＤ１を取得可能に構成されている（図５参照）。

すなわち、２次元ビジョンシステム６０は、２次元カメラ６２を備える。２次元カメラ６２は、カメラ支持部材６４によって、ベース板２４の作業面から離れた位置に支持されており、ベース板２４の作業面上において電線１２群が配設されることが予想される全ての領域を第１撮像範囲Ｒ１として撮像可能に配設されている。２次元ビジョンシステム６０によって得られた第１画像データＤ１は、加工制御部４０に与えられる。

なお、２次元ビジョンシステム６０は、第１撮像範囲Ｒ１を部分的に撮像可能な２次元カメラを複数備えており、複数の２次元カメラによって撮像された画像が結合されることによって、第１撮像範囲Ｒ１の第１画像データＤ１が得られてもよい。また、２次元ビジョンシステム６０は、第１撮像範囲Ｒ１を部分的に撮像可能な２次元カメラを１つ備えると共に、当該２次元カメラを移動駆動可能な移動機構部を備えており、この２次元カメラを移動させることによって、第１撮像範囲Ｒ１を部分的に撮像した画像を複数得、この複数の画像を結合することによって、第１撮像範囲Ｒ１の第１画像データＤ１が得られてもよい。また、第１ビジョンシステムとして、３次元画像データを取得する３次元ビジョンシステムが用いられてもよい。

３次元ビジョンシステム７０は、ワイヤーハーネス１０を構成する電線１２群を、第１撮像範囲Ｒ１と重なる領域であって第１撮像範囲Ｒ１よりも小さい第２撮像範囲Ｒ２で、かつ、単位面積当りの情報量が第１画像データＤ１よりも多い第２画像データＤ２を取得可能に構成されている（図５及び図６参照）。

ここでは、３次元ビジョンシステム７０は、複数のカメラを含むステレオカメラ７２と、３次元画像処理部７６とを備えている。ステレオカメラ７２による撮像範囲は、上記第１撮像範囲Ｒ１よりも小さい。また、ステレオカメラ７２は、加工ロボット３０のロボットアーム３２の先端部であって加工作業部３４と干渉しない位置に取りつけられている。このため、ステレオカメラ７２は、第１撮像範囲Ｒ１と重なる領域であって第１撮像範囲Ｒ１よりも小さい第２撮像範囲Ｒ２で、電線１２群を撮像することができる。

なお、ステレオカメラ７２は、加工ロボット３０とは別の移動機構部によってベース板２４の上方を移動可能に配設されていてもよい。

ステレオカメラ７２は、第２撮像範囲Ｒ２を異なる方向から撮像し、これにより得られた画像データを３次元画像処理部７６に出力する。３次元画像処理部７６は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、入力回路部等を備える一般的なコンピューターによって構成されている。ＲＯＭは、フラッシュメモリ等の書換え可能な不揮発性半導体メモリ等によって構成されており、第２撮像範囲Ｒ２を異なる方向から撮像した複数の画像データに基づいて、加工対象である電線１２群の３次元データ（点群データ）を第２画像データＤ２として生成する手順を記述したプログラム等を格納している。そして、この３次元画像処理部７６により得られ画第２画像データＤ２が加工制御部４０に出力される。ステレオカメラ１７４の画像に基づいて３次元データを作成する処理としては、異なる位置からの複数の画像データに基づき、３角測量の原理によって３次元点群データを生成する周知の各種処理を採用することができる。なお、ステレオカメラ７２は、必ずしも複数のカメラを備えている必要はなく、１つのカメラを移動させることによって、異なる方向からの複数の画像データを得るようにしてもよい。

上記３次元データである第２画像データＤ２は、上記第１画像データＤ１よりも、単位面積当りの情報量が多いデータである。ここで、単位面積当りの情報量とは、電線支持部２２によって支持された電線１２群を一定方向から見た観察した場合（ここでは、ベース板２４の上方から観察した場合）において、電線１２群を表すための情報量をいう。これには、例えば、次の２つの場合が想定される。１つ目は、本実施形態で説明するように、第１ビジョンシステムが第１画像データＤ１として２次元画像データを取得し、第２ビジョンシステムが第２画像データＤ２として３次元画像データを取得する場合である。２つ目は、第１ビジョンシステムが第１画像データＤ１として２次元画像データ又は３次元画像データを取得し、第２ビジョンシステムが第２画像データＤ２として第１画像データＤ１と同じ次元の２次元画像データ又は３次元画像データを取得する場合であっても、後者の第２画像データＤ２が前者の第１画像データＤ１よりも分解能（解像度）が高い場合である。

図３は、画像取得システム５０からの第１画像データＤ１及び第２画像データＤ２に基づく加工制御部４０の処理の一例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、加工制御部４０は、２次元ビジョンシステム６０を通じて、電線１２群の全体を含む第１撮像範囲Ｒ１の第１画像データＤ１を取得する。

次ステップＳ２において、加工制御部４０は、当該第１画像データＤ１に対してエッジ抽出処理等の画像処理を行って電線１２群の位置等を認識し、加工対象領域（第２撮像範囲Ｒ２）を決定する。この際の加工対象領域の決定は、おおよその位置でよいため、領域決定の正確性はそれ程要求されない。

次ステップＳ３において、加工制御部４０は、３次元ビジョンシステム７０を通じて、第２撮像範囲Ｒ２の第２画像データＤ２を取得する。

次ステップＳ４では、加工制御部４０は、第２画像データＤ２に基づいて、第２撮像範囲Ｒ２における加工対象の位置、姿勢等を認識し、当該認識結果に基づいて、加工ロボット３０に対して加工指示を与える。この際、より情報量が多い第２画像データＤ２に基づいて加工対象の位置、姿勢等を認識できるため、加工ロボット３０に対して正確な位置等を指定した加工指示を行える。これにより、加工ロボット３０が電線１２群に対する加工を実施する。

次ステップＳ５では、加工制御部４０は、プログラムにおいて規定された加工全てが終了しているか否かを判定する。加工が終了していない（次の別場所の加工が規定されている場合等）には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１以下の処理を再度実施する。

ステップＳ１以下の処理を再度実行する場合、加工制御部４０は、２次元ビジョンシステム６０を通じて第１撮像範囲Ｒ１の第１画像データＤ１を再度取得する。つまり、電線１２は、長尺な不定形物であるため、電線１２群に対する１箇所に加工処理を施すと、他の部分の位置及び姿勢も変更してしまう恐れがある。そこで、次の別場所の加工を行う際には、再度ステップＳ１からの処理を実施して、次の別場所の加工位置を特定する。これにより、長尺な不定形物である電線１２の位置変動等に応じて、適切な加工を逐次実施できる。

ステップＳ５において、加工が終了したと判定された場合には、処理を終了する。

以下では、電線群加工装置２０による電線１２群の加工例をより具体的に説明する。

まず、初期状態では、図４に示すように、電線１２群の端部に接続されたコネクタ１４が電線支持部２２のコネクタ支持部２６により支持される。各コネクタ１４間の電線１２は、ベース板２４上でＵ字状に垂下がった状態となる。

この状態で、２次元ビジョンシステム６０により、図５に示すように、電線１２群を含む第１撮像範囲Ｒ１の第１画像データＤ１が得られる。得られた第１画像データＤ１には、コネクタ１４を出発位置として下方にＵ字状に垂下がる電線１２群が含まれている。

ここで、電線１２群に対する１番目の加工処理として、左から１番目のコネクタ１４と左から２番目のコネクタ１４から延出する電線１２を、当該コネクタ１４から一定寸法離れた位置で結束する作業（分岐部を形成する作業）が規定されているとする。また、各コネクタ１４は、コネクタ支持部２６により支持されているため、既知の位置として取扱うことができる。

この場合、第１画像データＤ１においてエッジ抽出処理等の画像処理を行って電線１２を認識し、左から１番目のコネクタ１４と左から２番目のコネクタ１４から延出する電線１２のうち前記一定寸法内にある部分が含まれるように、第２撮像範囲Ｒ２を決定すればよい。これにより、第１撮像範囲Ｒ１内において、加工対象領域（第２撮像範囲Ｒ２）を決定することができる。なお、第１画像データＤ１に対するエッジ抽出処理等の認識処理は、加工制御部４０外であって加工制御部４０と２次元カメラ６２との間に設けられた２次元画像処理部によって構成されていてもよい。この場合、２次元カメラ６２と当該２次元画像処理部とを含む構成が、２次元ビジョンシステムであると捉えてもよい。

この後、加工ロボット３０のロボットアーム３２により、ステレオカメラ７２を移動させて、当該ステレオカメラ７２を、第２撮像範囲Ｒ２を撮像可能な位置に配設する。そして、ステレオカメラ７２を含む３次元ビジョンシステム７０により、図６に示すように、第２撮像範囲Ｒ２の第２画像データＤ２を取得する。

そして、第２画像データＤ２に基づいて、既知の位置であるコネクタ１４の位置を基準として、各電線１２の経路を追跡し、コネクタ１４から前記一定寸法離れた位置（図６において丸で囲んだ位置）を特定する。各位置は、分岐点として束ねられるべき場所である。なお、第２画像データＤ２は、３次元データであるため、ベース板２４からの電線１２の高さ位置をも含めて、電線１２の位置を特定することができる。そして、加工ロボット３０に対して、各電線１２の前記各位置を１箇所に集合させるように指示を与える。この場合、別々のロボットハンドによって、各電線１２の前記各位置を１箇所に集合させるようにしてもよい。或は、単一のロボットハンドによって複数の電線１２を１箇所に寄せ集めるようにしてもよい。後者の場合でも、各電線１２の前記各位置が１箇所に位置するように、コネクタ１４の支持位置を調整しておくと共に、各電線１２をコネクタ１４から引っ張りつつ寄せ集めるようにすることで、各電線１２の前記各位置を１箇所に集合させることができる。

この後、電線１２を束ねた上記位置から延出する電線１２を結束する。すなわち、上記各電線１２が１箇所に束ねられた位置は、ロボットハンドによって移動させられた既知の位置であるため、当該位置からコネクタ１４、１４に延出する部分及びその下方に延出する部分を結束する。結束作業は、上記したように、ロボットアーム３２に取付けられたテープの自動巻機等によって行うことができる。

この結束作業を行う際には、電線１２の位置等が全体撮像したときとは異なっているため、再度、３次元ビジョンシステム７０を通じて第２画像データＤ２を取得し、当該第２画像データＤ２によって加工位置等を再度特定することが好ましい。

加工後の状態は、図７に示すようになる。図７では、分岐点が２点鎖線で描かれた四角によって示されており、結束部分が２点鎖線で描かれた丸によって示されている。

続いて、上記と同様にして、残りのコネクタ１４から延出する複数の電線１２に対しても結束を行う。ここでは、左から３番目のコネクタ１４及び４番目のコネクタ１４から延出する複数の電線１２に対して所定位置での結束を行い、左から５番目のコネクタ１４及び左から６番目のコネクタ１４から延出する複数の電線１２に対して所定位置での結束を行う。

すると、図８に示すように、各コネクタ１４から延出する複数の電線１２は、各コネクタ１４に近い分岐箇所で結束された状態となる。

続いて、これまでの分岐箇所間において、複数の電線１２を結束する。ここでは、複数の電線１２が多数束ねられる幹線において、複数の電線１２を結束する作業を行う。

この際にも、まず、２次元ビジョンシステム６０を通じて第１画像データＤ１を取得し、この第１画像データＤ１においてエッジ抽出処理等の画像処理を行って電線１２を認識し、次の加工内容（どの分岐箇所間の電線１２を結束するか等）に応じて、いずれかの複数の分岐箇所の間、又は、いずれかの分岐箇所から延出する電線１２のうち一定寸法内にある部分が含まれるように、第２撮像範囲Ｒ２を決定する。

この後、加工ロボット３０のロボットアーム３２により、ステレオカメラ７２を移動させて、当該ステレオカメラ７２を、第２撮像範囲Ｒ２を撮像可能な位置に配設する。そして、ステレオカメラ７２を含む３次元ビジョンシステム７０により、図９に示すように、第２撮像範囲Ｒ２の第２画像データＤ２を取得する。

そして、第２画像データＤ２に基づいて、分岐位置（分岐位置自体は、既知の位置であるか、第２画像データＤ２において複数方向から電線１２が集合する位置として特定される）を基準として、各電線１２の経路を追跡し、分岐位置からいずれかの方向に前記一定寸法離れた位置（図６において丸で囲んだ位置）を特定する。各位置は、幹線において束ねられるべき場所である。そして、電線１２の当該位置の部分を、加工ロボット３０によって１箇所に集合させるように指示を与える。この後、電線１２を束ねた上記位置の周辺部で電線１２を結束する。

分岐位置の各間で、複数の電線１２を束ねると、図１０における第１撮像範囲Ｒ１の第１画像データＤ１に示すように、複数の電線１２が複数位置で分岐されつつ結束された状態となり、ワイヤーハーネス１０を製造することができる。

なお、必要に応じて、ワイヤーハーネス１０に対して、加工ロボット３０又は手作業によって、ワイヤーハーネス１０を車両に固定するためのクランプ部品、ワイヤーハーネス１０を保護するためのプロテクタ、コルゲートチューブ等の外装部品が取付けられてもよい。

以上のように構成された電線群加工用の画像取得システム５０によると、第１ビジョンシステムである２次元ビジョンシステム６０によってワイヤーハーネス１０を構成する電線１２群を撮像した第１画像データＤ１を得ることができる。このため、加工ロボット３０を用いた加工を行う際に、ワイヤーハーネス１０の概形、加工対象のおおよその位置等を把握するのに適した構成とすることができる。また、第２ビジョンシステムである３次元ビジョンシステム７０によって、単位面積当りの情報量が多い第２画像データＤ２を得ることができる。このため、加工ロボット３０を用いた加工を行う際に、電線１２群を部分的に適切に詳細に認識することができる。例えば、電線１２の位置をｃｍ単位若しくはｍｍ単位で認識して、或は、立体的に認識して、加工ロボット３０により、電線１２群の加工を行える。

特に、第２ビジョンシステムとして３次元ビジョンシステム７０を用いているため、電線１２群を立体的に認識して電線１２の加工を行えるため、加工ロボット３０により、より適切な加工が可能となる。

また、３次元ビジョンシステム７０のステレオカメラ７２がロボットアーム３２の先端部に取付けられているため、ロボットアーム３２の先端部を加工対象位置に近づけた状態で、第２撮像範囲Ｒ２の撮像を行える。そして、続いて、第２撮像範囲Ｒ２に存在する加工対象部分を加工することができる。このため、効率的な作業が可能となる。ｋまた、ロボットアーム３２の先端部に取付けられた加工作業部３４による作業中においても、加工対象を撮像することができる。

また、第１ビジョンシステムは、２次元ビジョンシステム６０であるため、比較的広範囲である第１撮像範囲Ｒ１、即ち、電線１２群全体を撮像してその認識処理等を行う場合には、比較的迅速な処理が可能となる。

｛変形例｝
なお、図１１及び図１２に示すように、上記実施形態において、第２ビジョンシステムとして、位相変調方式プロジェクション光源１７２と、ステレオカメラ１７４と、３次元画像処理部１７６とを含む３次元ビジョンシステム１７０を用いてもよい。

位相変調方式プロジェクション光源１７２は、対象物に対して、縞パターンを、位相を変えながら投影可能に構成されている。ステレオカメラ１７４は、異なる位置に設置された複数のカメラ１７３を含んでいる。

ベース板２４上に配設された方形状のフレーム１８０において、位相変調方式プロジェクション光源１７２は、当該フレーム１８０の中央に配設され、ベース板２４上の電線１２群に対して投影光を投影する。複数のカメラ１７３は、位相変調方式プロジェクション光源１７２の４方の位置、即ち、フレーム１８０の各辺の中央位置に配設されており、ベース板２４上において前記投影光が投影された電線１２群をそれぞれ異なる方向から撮像可能に構成されている。

複数のカメラ１７３は、位相を変えつつ縞パターンが投影された対象物を撮像し、この撮像データは、３次元画像処理部１７６に与える。これにより、３次元画像処理部１７６は、その撮像データに基づき、アクティブ三角測量方式によって、電線１２群の３次元特定データ（点群データ）を、第２画像データＤ２として生成する。

フレーム１８０に位相変調方式プロジェクション光源１７２及びステレオカメラ１７４を組込んだ撮像ユニット１８１は、ベース板２４上において、第１方向移動機構部１９２（矢符Ｘ参照）及び第２方向移動機構部１９４（矢符Ｙ参照）とを備える移動機構部１９０に支持されている。第１方向移動機構部１９２及び第２方向移動機構部１９４は、リニアモータ、ネジ軸とネジ軸を回転駆動するモータとネジ軸に螺合されたナット部等を有する直線駆動機構、或はエアシリンダ、油圧シリンダ等のリニアアクチュエータ等によって構成されており、それぞれの移動駆動方向である第１方向Ｘと第２方向Ｙとは直交する位置関係に配設されている。そして、第１方向移動機構部１９２及び第２方向移動機構部１９４の駆動によって、位相変調方式プロジェクション光源１７２及びステレオカメラ１７４は、それらの相対的位置関係を一定に保ったまま、ベース板２４上を縦横に移動することができる。これにより、本撮像ユニット１８１によって、電線１２群のうちの所望の領域（第２撮像範囲Ｒ２）を撮像することができる。

なお、加工ロボット３０及び２次元ビジョンシステム６０は、撮像ユニット１８１とベース板２４との間で、撮像ユニット１８１等と干渉しない位置に配設すればよい。また、上記撮像ユニット１８１は、ロボットアーム３２の先端部に取付けられていてもよい。

この変形例によると、電線１２群を部分的により適切に詳細に認識することができる。

また、上記実施形態において、電線１２を結束した後に、その結束による分岐位置等を認識したい場合には、２次元ビジョンシステム６０又は３次元ビジョンシステム７０によって、結束加工前後の画像データを得ておき、その画像データの変更箇所（両画像データの画素又は点群の排他的論理和）を求めるとよい。これにより、加工による変更箇所を含む領域を絞り込んで、結束後の分岐位置等の認識が可能となり、より迅速な処理が可能となる。この処理は、加工対処箇所以外に加工がなされていないこと（動きがないこと）を保証する処理としても利用することができる。

以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

Ｄ１ 第１画像データ
Ｄ２ 第２画像データ
Ｒ１ 第１撮像範囲
Ｒ２ 第２撮像範囲
１０ ワイヤーハーネス
１２ 電線
１４ コネクタ
２０ 電線群加工装置
２２ 電線支持部
２６ コネクタ支持部
３０ 加工ロボット
５０ 画像取得システム
６０ ２次元ビジョンシステム
６２ ２次元カメラ
７０，１７０ ３次元ビジョンシステム
７２，１７４ ステレオカメラ
７６，１７６ ３次元画像処理部
１７２ 位相変調方式プロジェクション光源
１７３ カメラ

Claims (5)

1. ワイヤーハーネスを構成する電線群を認識するための電線群加工用の画像取得システムであって、
   前記ワイヤーハーネスを構成する電線群を第１撮像範囲で認識するための第１画像データを取得する第１ビジョンシステムと、
   前記ワイヤーハーネスを構成する電線群を、前記第１撮像範囲と重なる領域であって前記第１撮像範囲よりも小さい第２撮像範囲で、かつ、単位面積当りの情報量が前記第１画像データよりも多い第２画像データを取得する第２ビジョンシステムと、
   を備える電線群加工用の画像取得システム。
2. 請求項１に記載の電線群加工用の画像取得システムであって、
   前記第２ビジョンシステムは、３次元ビジョンシステムである、電線群加工用の画像取得システム。
3. 請求項２に記載の電線群加工用の画像取得システムであって、
   前記第２ビジョンシステムは、位相変調方式プロジェクション光源とステレオカメラとを含み、アクティブ三角測量方式で３次元点群データを取得するシステムである、電線群加工用の画像取得システム。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電線群加工用の画像取得システムであって、
   前記第２ビジョンシステムは、カメラを含み、前記カメラは、前記ワイヤーハーネスを構成する電線群に対する加工を行う加工ロボットのロボットアームに取付けられている、電線群加工用の画像取得システム。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電線群加工用の画像取得システムであって、
   前記第１ビジョンシステムは、２次元ビジョンシステムである、電線群加工用の画像取得システム。

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