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公開番号2025105356
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023223833
出願日2023-12-30
発明の名称描画システム
出願人株式会社サステナブルバリュー
代理人弁理士法人エピファニー特許事務所
主分類B25J 9/22 20060101AFI20250703BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】ロボットにより、絵画などの作品の風合いを再現しつつ、作品を繰り返し複製できる描画システムを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の描画システムは、描画ツールにより対象面に描画を行う描画システムであって、描画ツールを保持し、移動させるロボットと、ロボットの動きを制御する制御装置と、を備え、制御装置は、画像データを減色した減色画像データを作成し、減色画像データに含まれる少なくとも1つの色の配置領域の情報を含むバイナリーイメージを作成する画像データ変換部を備え、バイナリーイメージを基に描画ツールの移動経路を作成し、移動経路を基にロボットの制御指示を行うものである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
描画ツールにより対象面に描画を行う描画システムであって、
前記描画ツールを保持し、移動させるロボットと、
前記ロボットの動きを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
画像データを減色した減色画像データを作成し、前記減色画像データに含まれる少なくとも１つの色の配置領域の情報を含むバイナリーイメージを作成する画像データ変換部を備え、
前記バイナリーイメージを基に前記描画ツールの移動経路を作成し、
前記移動経路を基に前記ロボットの制御指示を行う、
描画システム。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の描画システムであって、
前記制御装置は、
前記バイナリーイメージにおいて、
所定の図形の基準となる点であって、前記配置領域の少なくとも一部が前記図形の少なくとも一部の範囲内に所定の割合以上含まれるような基準点と、
前記基準点を始点とし、前記始点から所定の距離だけ離れた点であって、当該点を基準とする前記図形の範囲内に所定の割合以上の前記配置領域を含むように選択された終点と、を求め、
前記始点及び前記終点を基準として配置された前記図形の範囲内を、前記基準点、前記始点及び前記終点の選択対象から排除し、
繰り返し求められた前記基準点、前記始点及び前記終点を基に前記移動経路を作成する、描画システム。
【請求項３】
請求項２に記載の描画システムであって、
前記制御装置は、
前記終点を次の始点とし、更に次の終点を求める、描画システム。
【請求項４】
請求項３に記載の描画システムであって、
前記制御装置は、
前記バイナリーイメージに含まれる複数のピクセルを順に走査し、前記基準点を求め、
前記次の始点から前記次の終点が求められなかったときに、前記複数のピクセルの走査を再開し、次の基準点を求める、描画システム。
【請求項５】
請求項４に記載の描画システムであって、
前記制御装置は、
前記複数のピクセルを全て走査した後に、前記図形を前記図形よりも小さい次の図形に変更し、再度前記複数のピクセルを順に走査し、前記基準点を求める、描画システム。
【請求項６】
請求項５に記載の描画システムであって、
前記制御装置は、
前記基準点、前記始点及び前記終点を基に作成された前記移動経路の距離に基づき、前記描画ツールの更新動作を前記移動経路に加える、描画システム。
【請求項７】
請求項１～６の何れか１項に記載の描画システムであって、
前記制御装置は、
目的色又は前記目的色に近い色を作り出すためのレシピを出力する混色部と、
複数の既知色の成分の値を記憶した記憶部と、を備え、
前記混色部は、
前記目的色の成分の値を前記画像データ、前記減色画像データ又は前記バイナリーイメージから読み取り、前記複数の既知色の中から色空間において前記目的色に最も近い第１候補色を選択する、描画システム。
【請求項８】
請求項７に記載の描画システムであって、
前記混色部は、
前記目的色の成分値から前記記憶部に保存された複数の既知色のうち前記目的色に最も近い第１候補色を抽出し、
色座標空間内において、前記目的色の座標を含む平面によって区切られる２つの空間のうち前記第１候補色を含まない空間に存在する前記複数の既知色から第２候補色を抽出し、
前記第１候補色及び前記第２候補色の座標を基に前記第１候補色と前記第２候補色との混合比率を算出する、
描画システム。
【請求項９】
請求項８に記載の描画システムであって、
前記混色部は、
色座標空間内において、前記目的色の座標を含む平面によって区切られる２つの空間のうち前記第１候補色が含まれていない空間において、前記目的色の座標を頂点とし、前記目的色の座標と前記第１候補色の座標とを通る直線を中心軸とし、母線の方向がθである円錐形状空間を定義し、
前記円錐形状空間から前記第２候補色を抽出する、
描画システム。
【請求項１０】
請求項８に記載の描画システムであって、
前記混色部は、
色座標空間内において、前記目的色の座標を含む平面によって区切られる２つの空間のうち前記第１候補色が含まれていない空間に存在する前記複数の既知色のうち前記目的色の座標と前記第１候補色の座標とを通る直線からの距離が最も近いものを前記第２候補色として抽出する、
描画システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画システムであって、特に描画ツールを保持した描画ロボットにより入力した画像を再現させるものに関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、複数のアームを変位自在に連結して構成され、人間の腕の動きを再現可能なように多自由度で動作するロボットアームを備えるロボットが種々の産業分野等で利用されている。そして、係るロボットに対し、ロボットアームの各部位の三次元位置、アームを連結した関節角度、及びこれらの時系列変化を示す動作（軌道）に関する指示を行い、ロボットを予めプログラムした通りに動作させることが行われている。このとき、空間上の各座標点を数値化し、各々の部材に相当する座標点をそれぞれ入力し、ロボットアームを操作させる数値制御が一般に行われているが、個々のプログラムにおいてそれぞれの座標点を各動作のステップ毎に入力することは多大な労力及び時間を有し、さらに座標点の入力によってはロボットアームに滑らかな動きを再現させることができない場合があった。そこで、係る数値制御におけるロボット（ロボットアーム）の動作を予め教示するロボット教示システムが用いられている。（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ロボット教示システムは、人の腕と同様の動作を再現可能な多自由度多関節ロボットアーム及びワーク駆動部を有するスレーブ機構部によって、マスター機構部で認識された筆記者の筆記動作を再現することができる。さらに、具体的に説明すると、筆記動作を非接触型センサ等によって認識する筆記情報取得手段と、そのときのワークの状態を認識するワーク情報取得手段とを有するマスター機構部によって、筆記動作の状況が認識され、信号制御されてコントローラに送出される。そして、コントローラでは送出された筆記情報及びワーク情報を受付けるとともに、スレーブ機構部で再現動作可能に制御するための制御データ（筆記制御データ及びワーク制御データ）を演算処理して演算処理し、これをスレーブ機構部に送る。その後、コントローラから制御データを受付けたスレーブ機構部は、各々の制御データに基づいて多自由度多関節ロボットアーム及びワーク駆動部を制御し、スレーブ機構部で筆記動作を再現させることができる。これにより、両腕を用いて筆記動作を行った場合と同様の筆記動作を再現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００６－０６２０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているロボット教示システムでは、陶磁器などのワークに対し絵付けする場合、毛筆による書写を行うような場合には、優れた職人などの動きをデジタル化して残すことができる。そして、そのデジタル化した動きをロボットに再現させることにより、作品等を再現することができる。しかし、油絵等の絵画のように作品を完成させるのに複数の絵の具を使用する場合又は絵の具をキャンバスに塗布する範囲が広いような場合には、ロボットに教示させるための手間も多くなり、デジタル化したデータ量も多くなる。この場合、作品をロボットにより再現させるために、人がロボットに動きを教示させる手間及び時間と、ロボットによる作品の再現するための時間とが必要になり、１つの作品を再現させるために多くの時間が掛かるという課題があった。
【０００６】
一方、絵画などを単にコピーし印刷する、という方法で作品を再現した場合、複製品の量産は容易であるものの、油絵や水彩画などの絵画に使用する絵の具や墨の風合いが再現されにくい、という課題があった。
【０００７】
本発明の課題は、ロボットにより、絵画などの作品の風合いを再現しつつ、作品を繰り返し複製できる描画システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る描画システムは、描画ツールにより対象面に描画を行う描画システムであって、前記描画ツールを保持し、移動させるロボットと、前記ロボットの動きを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、画像データを減色した減色画像データを作成し、前記減色画像データに含まれる少なくとも１つの色の配置領域の情報を含むバイナリーイメージを作成する画像データ変換部を備え、前記バイナリーイメージを基に前記描画ツールの移動経路を作成し、前記移動経路を基に前記ロボットの制御指示を行うものである。
【発明の効果】
【０００９】
上記の手段によれば、描画システムは、画像データを取り込み、複製が容易なように減色画像データを作成する。そして、減色画像データからバイナリーイメージを作成することにより、ある１つの色ごとに描画ツール（筆、ペンなど）の動きを作成することができる。これにより、描画システムが絵画などを再現するためのデータを効率良く作成することができる。ロボットは、作成されたデータに基づき描画ツールを保持して動かすことにより作品を再現するため、筆やペンなどの実物の絵画等の風合いを再現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１に係る描画システム１００を示す概略構成図である。
実施の形態１に係る描画システム１００に入力される画像データ及び画像処理された後の画像データの一例である。
実施の形態１に係る描画システム１００の基本的な処理のフローである。
実施の形態１に係る描画システム１００による混色作成手順の一例である。
図４の混色作成の説明図である。
実施の形態１に係る描画システム１００の描画ツール７３の移動経路作成の一例のフローチャートである。
図６の移動経路作成の一例の説明図である。
図６の移動経路作成の一例の説明図である。
図６の移動経路作成の一例の説明図である。
実施の形態１に係る描画システム１００の描画ツール７３の移動経路作成の一例のフローチャートである。
図１０に示した移動経路作成の一例の説明図である。
図６又は図１０のフローチャートに基づいて作成された描画ツール７３の移動経路で描画を行い再現された画像の一例である。
実施の形態１に係る描画システム１００の描画ツール７３の移動経路作成の一例のフローチャートである。
図１３に示されるフローチャートによる処理により隙間が塗りつぶされる工程の説明図である。
実施の形態１に係る描画システム１００によるロボット５０の制御の一例を示すフローチャートである。
図１５Ａの制御に対し更に描画ツール７３の交換、洗浄の動作を加えた制御の一例を示すフローチャートである。
実施の形態１に係る描画システム１００において描画に使用されるロボット５０の一例の斜視図である。
図１６に示すロボット５０の可動範囲８０及びキャンバス７０等の位置関係の説明図である。
図１６に示すロボット５０が再現可能な画像の範囲の説明図である。
実施の形態１に係るロボット５０の先端部５８に取り付けられた描画ツール保持部５９Ｂの一例である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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