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公開番号2025088347
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023203006
出願日2023-11-30
発明の名称位置決め方法、及び位置決めシステム
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類G09G 5/00 20060101AFI20250604BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】プロジェクターの位置及び姿勢によらずに、被積載物に対する積載物の正確な積載位置をプロジェクターを用いて案内する。
【解決手段】プロジェクターを制御する制御装置30は、仮想空間管理部311、算出部312、及び投射制御部313を有する。仮想空間管理部311は、プロジェクター、被積載物、及び積載物の間の実空間における相対的な位置関係を維持しつつ、夫々に対応する仮想物体を仮想空間に配置する。算出部312は、仮想空間における鉛直軸と平行な軸を、積載物の積載位置を案内するガイド画像を正射影で投射する際のガイド軸に設定し、各仮想物体の相対的な位置関係に基づいて、仮想空間において積載物に対応する仮想物体に正射影で投射されたガイド画像に対応する正射影ガイド画像を算出する。投射制御部313は、正射影ガイド画像が積載物に投射されるように、プロジェクターを制御する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
実空間の第１方向において第１物体に積載される第２物体の位置決め方法であって、
前記第１物体に対応する第１仮想物体と、前記第１物体に対する前記第２物体の積載位置を案内するガイド画像を前記第１物体及び前記第２物体の少なくとも一方に投射する投射装置に対応する仮想投射装置と、前記実空間において少なくとも前記第２物体を検出する検出装置に対応する仮想検出装置と、を前記実空間における相対的な位置関係を維持しつつ仮想空間に配置するとともに、前記検出装置による検出結果に応じて前記第２物体に対応する第２仮想物体を前記仮想空間に配置することと、
前記第１仮想物体と関連付けられた３次元座標系を構成する３つの軸のうち、前記第１方向と平行な軸を、前記ガイド画像を正射影する際のガイド軸に設定することと、
前記検出装置による検出結果に応じて前記仮想空間に配置された前記第２仮想物体と前記仮想投射装置との相対的な位置関係に基づいて、前記仮想投射装置から前記ガイド軸に沿って前記第２仮想物体に正射影で投射された前記ガイド画像に対応する正射影ガイド画像を生成することと、
前記正射影ガイド画像が前記第２物体に投射されるように、前記投射装置を制御することと、
を含む位置決め方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記ガイド画像は、前記第２物体が積載される前記第１物体の面における複数の基準点の各々に対する複数のマーカーを含み、
前記正射影ガイド画像を生成することは、
前記第２仮想物体に正射影で投射された前記ガイド画像において、対応する前記基準点の位置に投射されているマーカーの数に応じて、前記正射影ガイド画像の投射態様を変更すること、
を含む、請求項１に記載の位置決め方法。
【請求項３】
前記正射影ガイド画像の投射態様を変更することは、
全ての前記マーカーが対応する前記基準点の位置に投射されている場合と、少なくもと一つの前記マーカーが対応する前記基準点の位置に投射されていない場合とで、前記正射影ガイド画像におけるマーカーの色を異ならせることを、含む、請求項２に記載の位置決め方法。
【請求項４】
前記第１仮想物体及び前記第２仮想物体と、前記仮想投射装置と、前記仮想検出装置とが配置された前記仮想空間の映像である仮想映像を表示装置に表示することを特徴とする請求項１に記載の位置決め方法。
【請求項５】
前記検出装置は、前記第１物体と前記第２物体とを撮像する撮像装置であり、
前記仮想映像と、前記撮像装置により撮像される実映像とを前記表示装置に表示することを特徴とする、請求項４に記載の位置決め方法。
【請求項６】
実空間の第１方向において第１物体に積載される第２物体の位置を決める位置決めシステムであって、
前記第１物体に対する前記第２物体の積載位置を案内するガイド画像を前記第１物体及び前記第２物体の少なくとも一方に投射する投射装置と、
前記実空間において少なくとも前記第２物体を検出する検出装置と、
処理装置と、を含み、
前記処理装置は、
前記第１物体に対応する第１仮想物体と、前記投射装置に対応する仮想投射装置と、前記検出装置に対応する仮想検出装置と、を前記実空間における相対的な位置関係を維持しつつ仮想空間に配置するとともに、前記検出装置による検出結果に応じて前記第２物体に対応する第２仮想物体を前記仮想空間に配置することと、
前記第１仮想物体と関連付けられた３次元座標系を構成する３つの軸のうち、前記第１方向と平行な軸を、前記ガイド画像を正射影する際のガイド軸に設定することと、
前記検出装置による検出結果に応じて前記仮想空間に配置された前記第２仮想物体、前記仮想検出装置及び前記仮想投射装置の相対的な位置関係に基づいて、前記仮想投射装置から前記ガイド軸に沿って前記第２仮想物体に正射影で投射された前記ガイド画像に対応する正射影ガイド画像を、生成することと、
前記正射影ガイド画像が前記第２物体に投射されるように、前記投射装置を制御することと、実行する、
位置決めシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、位置決め方法、及び位置決めシステム、に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
製品又は建造物の組み立て工程において、被積載物に積載物を積載する際の位置決めにおいて、レーザー光源又はプロジェクターを用いて、位置を案内するためのマーカーを被積載物の上面に表示することにより、位置決めを支援する技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、下型の内面への入り子の配置を所定の位置とするために、プロジェクターによりマーカー映像を投影する積載物の位置決め方法が開示されている。このマーカー映像には、所定の幅を有する位置決め線が含まれている。入り子は、積載物の一例であり、下型の内面は、被積載部の一例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－８７５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示の技術には、プロジェクターの配置位置が積載物及び被積載物の鉛直上にあり、且つプロジェクターからの投射光の光軸が積載物及び被積載物の鉛直線と平行である場合以外は、斜めからの投影となるためマーカーが歪んで投影され、正確な位置に表示されない。例えば、積載物を導入する際に水平から傾いた状態で導入すると、所望の位置にマーカーが表示されない。また、積載物の上面に凹凸がある場合にも、マーカーが歪んで投影されることとなり、正確な位置を案内できない。更には、プロジェクターの投射映像は透視射影で投影されるため、被積載物が積載物上に直接置かれている状態でないと、射影の影響により、マーカーは所望の位置からズレた位置に表示されることとなり、正確な位置を案内できない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の位置決め方法の一態様は、実空間の第１方向において第１物体に積載される第２物体の位置決め方法であって、前記第１物体に対応する第１仮想物体と、前記第１物体に対する前記第２物体の積載位置を案内するガイド画像を前記第１物体及び前記第２物体の少なくとも一方に投射する投射装置に対応する仮想投射装置と、前記実空間において少なくとも前記第２物体を検出する検出装置に対応する仮想検出装置と、を前記実空間における相対的な位置関係を維持しつつ仮想空間に配置するとともに、前記検出装置による検出結果に応じて前記第２物体に対応する第２仮想物体を前記仮想空間に配置することと、前記第１仮想物体と関連付けられた３次元座標系を構成する３つの軸のうち、前記第１方向と平行な軸を、前記ガイド画像を正射影する際のガイド軸に設定することと、前記検出装置による検出結果に応じて前記仮想空間に配置された前記第２仮想物体と前記仮想投射装置との相対的な位置関係に基づいて、前記仮想投射装置から前記ガイド軸に沿って前記第２仮想物体に正射影で投射された前記ガイド画像に対応する正射影ガイド画像を生成することと、前記正射影ガイド画像が前記第２物体に投射されるように、前記投射装置を制御することと、を含む。
【０００６】
また、本開示の位置決めシステムの一態様は、実空間の第１方向において第１物体に積載される第２物体の位置を決める位置決めシステムであって、前記第１物体に対する前記第２物体の積載位置を案内するガイド画像を前記第１物体及び前記第２物体の少なくとも一方に投射する投射装置と、前記実空間において少なくとも前記第２物体を検出する検出装置と、処理装置と、を含み、前記処理装置は、前記第１物体に対応する第１仮想物体と、前記投射装置に対応する仮想投射装置と、前記検出装置に対応する仮想検出装置と、を前記実空間における相対的な位置関係を維持しつつ仮想空間に配置するとともに、前記検出装置による検出結果に応じて前記第２物体に対応する第２仮想物体を前記仮想空間に配置することと、前記第１仮想物体と関連付けられた３次元座標系を構成する３つの軸のうち、前記第１方向と平行な軸を、前記ガイド画像を正射影する際のガイド軸に設定することと、前記検出装置による検出結果に応じて前記仮想空間に配置された前記第２仮想物体と前記仮想投射装置との相対的な位置関係に基づいて、前記仮想投射装置から前記ガイド軸に沿って前記第２仮想物体に正射影で投射された前記ガイド画像に対応する正射影ガイド画像を生成することと、前記正射影ガイド画像が前記第２物体に投射されるように、前記投射装置を制御することと、を実行する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の第１実施形態より位置決めシステム１の構成例を示す図である。
ガイド画像Ｇ１を説明するための図である。
実空間座標系、プロジェクター座標系、及びカメラ座標系の実空間における相対的な位置関係の一例を示す図である。
撮像画像上の位置（ｍｘ、ｍｙ）とカメラ座標における位置（ｍｘ、ｍｙ、ｆ）との関係を説明するための図である。
制御装置３０の構成例を示す図である。
正射影と透視射影とを説明するための図である。
被積載物ＯＢ１に投射される正射影ガイド画像Ｇ２の一例を示す図である。
積載物ＯＢ２に投射される正射影ガイド画像Ｇ２の一例を示す図である。
積載物ＯＢ２に投射される正射影ガイド画像Ｇ２の他の例を示す図である。
積載物ＯＢ２に投射される正射影ガイド画像Ｇ２の他の例を示す図である。
処理装置３１０がプログラムＰＲＡに従って実行する位置決め方法における処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に述べる実施形態には技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかし、本開示の実施形態は、以下に述べる形態に限られるものではない。
１．第１実施形態
図１は、本開示の第１実施形態よる位置決めシステム１の構成例を示す図である。位置決めシステム１は、被積載物ＯＢ１に対して鉛直方向に積載物ＯＢ２を積載することにより製品を組み立てる工程において、被積載物ＯＢ１に対して積載物ＯＢ２を正しい位置に配置することを支援するためのシステムである。鉛直方向は、被積載物ＯＢ１に対して積載物ＯＢ２を積載する積載方向の一例であり、例えば被積載物ＯＢ１及び積載物ＯＢ２に重力が作用する重力方向である。被積載物ＯＢ１は、上記組み立て工程において製造される製品の下側部品であり、積載物ＯＢ２は上記製品の上側部品である。この組み立て工程が実行される空間は本開示における実空間の一例であり、実空間における鉛直方向は本開示における第１方向の一例である。また、被積載物ＯＢ１は本開示における第１物体の一例であり、積載物ＯＢ２は本開示における第２物体の一例である。
【０００９】
図１に示されるように、本実施形態における被積載物ＯＢ１は、平面視したときに長方形状に形成された部品であり、上面から突出する突部Ｐ１～Ｐ４を有する。本実施形態における上記組み立て工程では、被積載物ＯＢ１は、例えば作業台等の上に上面が水平となる姿勢で固定されている。
【００１０】
積載物ＯＢ２は、図１に示されるように、被積載物ＯＢ１と同様に平面視したときに長方形状に形成された部品であり、突部Ｐ１～Ｐ４に各々対応する４個の突部を上面に有する。また、積載物ＯＢ２の底面には、突部Ｐ１～Ｐ４に各々一つずつ対応する４個のへこみが、設けられている。なお、図１では、これら４個のへこみの図示は省略されている。上記組み立て工程の作業者は、突部Ｐ１～Ｐ４と上記４個のへこみの各々が対応するように、被積載物ＯＢ１に対する積載物ＯＢ２の位置及び姿勢を調整しつつ、被積載物ＯＢ１に対して積載物ＯＢ２を鉛直方向に下降させる。つまり、突部Ｐ１～Ｐ４は、位置決め際の複数の基準点の役割を果たす。本実施形態では、基準点の個数が４であるが、基準点の個数は２或いは３個、又は５個以上であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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