位置決め・把持（2Dテンプレートマッチング）
以下では、2Dテンプレートマッチング方式によるワーク認識の設定フローについて説明します。2D画像内でテンプレートに一致するワーク特徴を検索・位置決めし、ワークの位置姿勢を計算します。ワークのエッジや顕著な形状特徴を基に認識するシーンに適しており、ワークのエッジ特徴が明確で、形状が固定されていることが求められます。
設定ツール をクリックし、位置決め・把持 を選択します。その後、2Dテンプレートマッチング を選択すると、設定フローに進みます。
使用手順
全体の認識フローは、以下の4つの手順で構成されます。
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画像前処理：入力画像に対して、色空間変換、画像強調、ノイズ除去、モルフォロジー変換などの前処理を行い、画像品質を向上させます。ワーク特徴を強調し、背景ノイズを低減することで、後続のワーク認識に対して信頼性の高いデータ基盤を提供します。
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ワーク認識：関心領域を設定し、ワーク特徴に応じてマッチングパラメータを柔軟に調整することで、ワークを正確に認識します。
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ワーク位置姿勢計算：2Dカメラの外部パラメータキャリブレーションデータおよび基準ワーク（ティーチングに使用したワーク）のティーチング情報を組み合わせ、認識したワークの2D位置姿勢を、ロボット把持に必要な3D位置姿勢へ自動変換します。変換後の3D位置姿勢はロボット座標系に基づきます。
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共通設定：位置姿勢フィルタリングルールおよび出力ポートを設定し、出力結果が後続の把持要件を満たすようにします。
画像前処理
ワーク認識前に、入力画像の品質に応じて、色空間変換 または 画像前処理 を有効化し、対応するパラメータを調整できます。これにより画像特徴をより明確にし、認識精度および処理効率を向上できます。
画像の色空間を変換
色空間変換では、入力画像をある色空間から別の色空間へ変換できます。例えば、BGRからグレースケール画像への変換や、BGRからHSVへの変換などが可能です。色空間を変換することで、画像特徴をより強調でき、後続の画像処理を行いやすくなります。
詳細な説明については、画像の色空間を変換 をご参照ください。
ワーク認識
画像前処理完了後、認識設定を行います。認識領域を設定し、テンプレートマッチングパラメータを調整することで、ワークを高精度に認識できます。
認識パラメータグループを追加
ワーク認識手順に入ると、システムはデフォルトで1つの認識パラメータグループを作成します。このグループは、現在の認識領域および関連パラメータを管理するために使用されます。
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管理操作：パラメータグループ名を右クリック、またはパラメータグループ右側の機能ボタンをクリックすると、名前変更、削除、コピー作成などの操作を実行できます。
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パラメータグループを新規作成：新しいパラメータグループを設定する場合は、右上の 追加 をクリックしてください。各パラメータグループでは、認識領域およびパラメータを個別に設定でき、互いに影響しません。
認識領域を設定
認識領域設定時には、用途に応じて すべてを認識領域として設定 または 認識領域をカスタマイズ を選択できます。認識領域をカスタマイズする場合は、範囲選択ボタンをクリックし、認識領域を手動で指定してください。設定時には、認識対象が選択範囲内に含まれていることを確認してください。
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すべてを認識領域として設定：画像全体を対象に認識を行います。一般的に、認識対象の分布範囲が広いシーンに適しています。
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認識領域をカスタマイズ：指定した範囲のみを対象に認識を行います。画像内の特定領域のみに注目したい場合や、背景・ロボットハンドなどの干渉領域を除去したい場合に適しています。
ワーク認識
テンプレートを選択
認識領域設定後、ワークテンプレートを選択または編集し、後続のワーク認識に使用します。編集 をクリックすると、2Dテンプレートエディタが開きます。
テンプレート作成時には、画像内から代表性が高く、安定したエッジ特徴を選択してください。これにより、システムは後続処理において、テンプレート特徴と一致するワークを画像内から自動検索し、高精度かつ安定的に位置決めできます。また、マッチング結果の一意性および安定性も確保できます。詳細については、2Dテンプレートエディタ をご参照ください。
| テンプレート編集完了後は、毎回 更新 をクリックして最新設定を適用してください。 |
認識パラメータを設定
テンプレート選択後、複数ワークを認識する必要がある場合は、まず現場要件に応じてマッチング結果の最大数（初期値：1）を設定することを推奨します。このパラメータは、1回の実行で出力される最大マッチング結果数を制限するために使用されます。
設定完了後、ステップを実行 をクリックして、テンプレートマッチング結果および全体の認識結果を確認してください。
認識結果が期待どおりでない場合は、ワーク特徴や認識要件に応じて他のパラメータを調整し、認識性能を最適化してください。
各パラメータの詳細については、2Dマッチング をご参照ください。
その後、次へ をクリックして、ワーク位置姿勢を計算します。
ワーク位置姿勢計算
ティーチング操作によって基準データを取得し、画像認識結果とロボット把持位置姿勢との対応関係を構築します。これにより、リアルタイムに認識したワークの2D位置姿勢を、ロボット把持に必要な3D位置姿勢へ自動変換します。変換後の3D位置姿勢はロボット座標系に基づきます。
カメラの取り付け方式（Eye to hand または Eye in hand）によって、必要なティーチング操作および設定パラメータが異なります。
| ティーチング開始前に、カメラ視野内にワークが1つのみ存在することを確認してください（他のワークがある場合は、事前に取り除いてください）。その後、プロジェクトを実行 をクリックし、システムが基準ワークのみを認識できる状態にしてください。 |
ETHシーンでのティーチング
EIHシーンでのティーチング
操作手順
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ティーチペンダントを使用して、ロボットを撮像位置へ移動させます。編集 をクリックし、撮像位置でのロボットフランジ位置姿勢を入力します。この位置姿勢は、ティーチペンダント上で取得したロボット座標系基準のフランジ位置姿勢です。
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基準ワークをカメラ視野内に配置し、撮像認識を行います。ティーチング完了まで、ワーク位置を変更しないでください。
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取得 をクリックし、現在認識されている基準ワークの2D位置姿勢を取得します。
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ティーチペンダントを使用して、ロボットをワークの把持目標位置まで正確に移動させます。編集 をクリックし、基準ワーク把持時のロボットフランジ位置姿勢を入力します。この位置姿勢は、ティーチペンダント上で取得したロボットフランジ位置姿勢です。
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完了後、ワーク位置を変更しない状態で、ティーチペンダントを使用してロボットを把持位置から退避させます。
パラメータ説明
| パラメータ | 説明 |
|---|---|
カメラステップを選択 |
パラメータ説明： 外部パラメータのキャリブレーションが完了した2Dカメラステップを選択し、キャリブレーションデータが現在のステップに正しく適用されるようにします。 |
基準ワーク2D位置姿勢 |
パラメータ説明：撮像時に認識された基準ワークの2D位置姿勢です。 |
基準把持位置姿勢 |
パラメータ説明： ロボットが基準ワークを把持するときのフランジ位置姿勢です。ティーチペンダントで読み取った、ロボット座標系下のフランジ位置姿勢です。 |
撮影時のフランジ位置姿勢 |
パラメータ説明： ロボットが撮像位置にある際のフランジ位置姿勢です。ティーチペンダントで読み取った、ロボット座標系下のフランジ位置姿勢です。 |
通信コンポーネント内のロボットサービス名 |
パラメータ説明：オプションパラメータです。ロボット通信が切断され、再接続が必要な場合に設定します。通信コンポーネントで接続しているロボット型番と一致するロボット型番を選択してください。 |
| ティーチング完了後、他のワークをトレイまたは容器内に戻し、再度 プロジェクトを実行 をクリックしてください。システムがすべてのワークの位置姿勢を一括で認識・出力します。 |
ワーク位置姿勢計算完了後、次へ をクリックして共通設定を行います。