CN115752246A - 测量系统、测量方法和存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开涉及测量系统、测量方法和存储介质。该测量系统(1)包括：多轴机器人(10)；测量单元(20)，其耦接到所述多轴机器人(10)；以及数据处理设备(30)，其中，所述测量单元(20)包括：一个或多于一个摄像装置(23)，其能够相对于所述多轴机器人(10)的基准位置移动，以及位置指定装置(22)，用于指定所述摄像装置(23)中的一个或多于一个摄像装置(23)相对于所述基准位置的位置，其中，所述数据处理设备(30)包括：获取部(331)，用于获取通过使所述摄像装置(23)中的一个或多于一个摄像装置(23)在两个或多于两个位置处拍摄图像所生成的多个拍摄图像数据，以及测量部(333)，用于基于多个拍摄图像数据中所包括的工件的特征点的位置来测量所述工件中的多个特征点之间的距离。

Description

测量系统、测量方法和存储介质

技术领域

本公开涉及测量系统、测量方法和存储介质。

背景技术

传统上，已知一种判断设备，该判断设备基于由安装在多轴机器人上的摄像装置拍摄的拍摄图像来判断被摄体是否异常(例如，参见日本专利6659324)。

发明内容

发明要解决的问题

当基于利用安装在多轴机器人上的摄像装置拍摄到的拍摄图像来测量作为被摄体的工件上的多个特征点之间的距离时，测量的精度受到多轴机器人的定位精度的影响。存在的问题是：如果多轴机器人的定位精度低于测量工件所要求的精度，则多轴机器人不能用于测量工件。

本公开关注这一点，并且本公开的目的是提高使用多轴机器人测量工件的精度。

用于解决问题的方案

根据本公开的第一方面的测量系统包括：多轴机器人；测量单元，其耦接到所述多轴机器人；以及数据处理设备，其中，所述测量单元包括：一个或多于一个摄像装置，其能够相对于所述多轴机器人的基准位置移动，以及位置指定装置，用于指定所述摄像装置中的一个或多于一个摄像装置相对于所述基准位置的位置，其中，所述数据处理设备包括：获取部，用于获取通过使所述摄像装置中的一个或多于一个摄像装置在两个或多于两个位置处拍摄图像所生成的多个拍摄图像数据，以及测量部，用于基于多个拍摄图像数据中所包括的工件的特征点的位置来测量所述工件中的多个特征点之间的距离。

所述测量单元可以包括多个所述摄像装置，其中，所述获取部可以获取通过使多个所述摄像装置中的各个摄像装置在一个或多于一个位置处拍摄图像所生成的多个拍摄图像数据。

所述位置指定装置可以包括：标尺，其包括示出所述摄像装置23的位置的刻度，以及一个或多于一个头部，其沿着所述标尺移动，其中，所述摄像装置中的一个或多于一个摄像装置可以在耦接到所述头部中的一个或多于一个头部的状态下沿着所述标尺移动。

所述测量单元还可以包括：头驱动部，用于移动所述头部，以及所述数据处理设备还可以包括：头控制部，用于控制所述头部的位置，使得所述特征点在所述拍摄图像数据中所包括的位置处。

所述多轴机器人还可以包括：臂，其耦接到所述测量单元，其中，在要由所述摄像装置摄像的区域中所包括的位置与所述工件的特征点的位置之间的距离超过阈值的情况下，所述头控制部可以通过向所述多轴机器人输出用于调整所述测量单元的位置的位置调整数据，来使耦接到所述测量单元的臂移动以使得所述摄像装置能够拍摄所述工件的特征点。

所述测量部可以测量i)所述工件的一端的位置与ii)所述工件的另一端的位置之间的距离，其中，所述工件的一端的位置包括在通过使所述摄像装置在第一位置处拍摄图像所生成的拍摄图像数据中，所述工件的另一端的位置包括在通过使所述摄像装置在不同于所述第一位置的第二位置处拍摄图像所生成的拍摄图像数据中。

所述测量部可以基于i)所述摄像装置的由所述位置指定装置在所述第一位置和所述第二位置处指定的各个位置之间的距离以及ii)通过使所述摄像装置在所述第一位置和所述第二位置处拍摄图像所生成的各个拍摄图像数据中的基准位置与特征点之间的距离，来测量所述工件的一端的位置与所述工件的另一端的位置之间的距离。

所述测量单元还可以包括：距离测量装置，用于测量从所述摄像装置到所述特征点的距离，其中，所述测量部可以通过基于以下内容校正所述工件的一端的位置和所述工件的另一端的位置之间的距离，来测量从所述工件的一端到另一端的长度：i)由所述距离测量装置在所述第一位置处测量出的从所述摄像装置到所述特征点的第一距离和ii)由所述距离测量装置在所述第二位置处测量出的从所述摄像装置到所述特征点的第二距离之间的关系。

所述测量部可以通过基于以下内容校正所述工件的一端的位置与所述工件的另一端的位置之间的距离，来测量从所述工件的一端到另一端的距离：i)从第一距离测量装置获取到的所述第一距离与从第二距离测量装置获取到的所述第二距离之间的差以及ii)基于所述第一位置与所述第二位置之间的距离所计算出的所述工件相对于所述测量单元的纵长方向的倾斜度。

所述测量单元可以包括：多个距离测量装置，其在所述测量单元的主体的四个角附近的位置处，其中，所述多个距离测量装置可以测量从所述工件中的与所述多个距离测量装置相对应的多个特征点中的各个特征点到与所述多个特征点中的各个特征点相对应的距离测量装置的距离，以及所述测量部可以通过基于i)所述工件相对于所述测量单元的纵长方向的倾斜度以及ii)所述工件相对于与所述测量单元的纵长方向正交的方向的倾斜度校正所述工件的一端的位置和所述工件的另一端的位置之间的距离，来测量从所述工件的一端到另一端的距离，其中，这些倾斜度是基于从所述测量单元获取到的多个距离而计算出的。

所述测量单元可以包括：多个距离测量装置，其在沿着包括示出所述摄像装置的位置的刻度的标尺移动的头部中的多个位置处，其中，所述多个距离测量装置可以测量从所述工件中的与所述多个距离测量装置相对应的多个特征点中的各个特征点到与所述多个特征点中的各个特征点相对应的距离测量装置的距离，以及所述测量部可以：i)基于a)由所述头部的上端附近的第一距离测量装置在第一位置处测量出的距离以及b)由所述第一距离测量装置在第二位置处测量出的距离，来计算所述工件相对于所述测量单元的纵长方向的倾斜度，ii)基于a)由所述第一距离测量装置在所述第一位置处测量出的距离以及b)由所述头部的下端附近的第二距离测量装置在所述第一位置处测量出的距离，来计算所述工件相对于与所述测量单元的纵长方向正交的方向的倾斜度，以及iii)基于a)所述工件相对于所述测量单元的纵长方向的倾斜度以及b)所述工件相对于与所述测量单元的纵长方向正交的方向的倾斜度，来校正所述工件的一端的位置与所述工件的另一端的位置之间的距离，以测量从所述工件的一端到所述工件的另一端的距离。

根据本公开的第二方面的测量方法是一种由计算机执行的测量方法，所述测量方法包括以下步骤：获取通过使由多轴机器人支撑的一个或多于一个摄像装置在两个或多于两个位置处拍摄图像所生成的多个拍摄图像数据；以及基于多个拍摄图像数据中所包括的工件的特征点的位置来测量所述工件中的多个特征点之间的距离。

根据本公开的第三方面的用于存储程序的存储介质是存储有用于使计算机执行以下步骤的程序的存储介质：获取通过使由多轴机器人支撑的一个或多于一个摄像装置在两个或多于两个位置处拍摄图像所生成的多个拍摄图像数据；以及基于多个拍摄图像数据中所包括的工件的特征点的位置来测量所述工件中的多个特征点之间的距离。

发明的效果

根据本发明，可以提高使用多轴机器人测量工件的精度。

附图说明

图1示出了测量系统1的概要。

图2示出了测量单元20的配置。

图3示出了数据处理设备30测量工件W的操作。

图4示出了数据处理设备30的配置。

图5示出了距离测量装置24的操作。

图6示出了测量系统1中的处理序列的示例。

图7是示出数据处理设备30中的操作的流程图。

图8示出了根据第三变形例的测量单元20的配置的示例。

图9示出了根据第四变形例的测量单元20的配置的示例。

图10示出了根据第五变形例的测量单元20的配置的示例。

附图标记说明

1 测量系统

10 多轴机器人

11 基座

12 臂

20 测量单元

21 主体

22 位置指定装置

23 摄像装置

24 距离测量装置

25 测量装置

30 数据处理设备

31 通信部

32 存储部

33 控制器

331 获取部

332 头控制部

333 测量部

具体实施方式

[测量系统1的概要]

图1示出了测量系统1的概要。测量系统1包括多轴机器人10、测量单元20和数据处理设备30。多轴机器人10和测量单元20经由诸如内部网或因特网等的网络或诸如通用串行总线(USB)等的连接线连接到数据处理设备30。测量系统1是用于测量工件W中的多个特征点之间的距离的系统。特征点例如是工件W中的端部、具有不规则性的位置、或颜色不同于其他位置的位置。

多轴机器人10包括基座11和多个臂12(臂12a、12b和12c)，并且臂12a固定到基座11。臂12具有多个接头，并且测量单元20连接到臂12c的前端。多轴机器人10基于从数据处理设备30输入的位置调整数据来移动臂12。

测量单元20包括主体21、位置指定装置22和一个或多于一个摄像装置23，并且主体21连接到臂12c的前端。位置指定装置22例如是线性编码器，并且指定一个或多于一个摄像装置23相对于多轴机器人10的基准位置的位置。例如，多轴机器人10的基准位置是臂12c固定线性编码器的位置或线性编码器的原点位置。在本实施例中，将臂12c固定线性编码器的位置设置为多轴机器人10的基准位置。

图2示出了测量单元20的配置。图2的(a)是测量单元20的侧视图。图2的(b)是测量单元20的正视图。如图2的(a)所示，位置指定装置22包括标尺221、头部222和头驱动部223。标尺221和头驱动部223容纳在主体21中。

标尺221包括示出摄像装置23的位置的刻度(gradation)，并且示出摄像装置23相对于多轴机器人10的基准位置的位置。图2的(b)中所示的位置S1是臂12c固定测量单元20的位置，并且是多轴机器人10的基准位置。在图2的(b)中，例如，标尺221输出表示出i)位置S1与作为摄像装置23的中心位置的位置S2之间的距离以及ii)位置S2是在位置S1的左边还是右边的信息。

头部222是用于耦接位置指定装置22和摄像装置23的耦接构件，并且沿着标尺221移动。如果测量单元20包括一个或多于一个摄像装置23，则测量单元20包括与摄像装置23相对应的一个或多于一个头部222。在该情况下，一个或多于一个摄像装置23在耦接到一个或多于一个头部222的情况下沿着标尺221移动。

例如，头驱动部223基于从数据处理设备30输入的位置调整数据来沿着标尺221移动头部222。作为示例，头驱动部223包括：i)向标尺221辐射光的发光元件(例如，发光二极管)；以及ii)接收从发光元件发射并由标尺221反射的光的光接收元件。头驱动部223将表示由头驱动部223沿着标尺221移动引起的接收光量的变化的数据作为表示摄像装置23的位置的位置数据输出到数据处理设备30。

返回参考图1，摄像装置23例如是照相机，并且将通过拍摄工件W的图像而生成的拍摄图像数据输出到数据处理设备30。摄像装置23可相对于多轴机器人10的基准位置移动，并且例如可以在主体21的纵长方向上移动。

例如，数据处理设备30是执行程序以测量工件W中的多个特征点之间的距离的计算机。数据处理设备30将位置调整数据输出到位置指定装置22以移动摄像装置23，使得摄像装置23处于可以对工件W的特征点进行摄像的位置。数据处理设备30从位置指定装置22获取表示摄像装置23的位置的位置数据。

数据处理设备30获取通过使摄像装置23在两个或多于两个位置处拍摄图像而生成的拍摄图像数据。数据处理设备30基于拍摄图像数据中所包括的工件W的特征点的位置来测量工件W上的多个特征点之间的距离。

图3示出了数据处理设备30测量工件W的操作。图3的(a)是测量单元20和工件W的俯视图。图3的(b)示出了通过利用摄像装置23a在位置P1处拍摄工件W的特征点E1所获得的拍摄图像。图3的(c)示出了通过利用摄像装置23b在位置P2处拍摄工件W的特征点E2所获得的拍摄图像。在图3中，作为示例，数据处理设备30测量工件W的特征点E1与工件W的特征点E2之间的距离。

以下是参考图3测量特征点E1和特征点E2之间的距离的数据处理设备30的操作的概要。数据处理设备30测量摄像装置23a与摄像装置23b之间的距离D。数据处理设备30基于如下来测量距离D：i)从位置指定装置22获取到的表示位置P1相对于基准位置P3的位置的位置数据以及ii)从位置指定装置22获取到的表示位置P2相对于基准位置P3的位置的位置数据。

随后，数据处理设备30获取：i)通过利用摄像装置23a在位置P1处拍摄特征点E1所生成的拍摄图像数据(与图3的(b)中所示的拍摄图像相对应的拍摄图像数据)；以及ii)通过利用摄像装置23b在位置P2处拍摄特征点E2所生成的拍摄图像数据(与图3的(c)中所示的拍摄图像相对应的拍摄图像数据)。

数据处理设备30测量图3的(b)中所示的拍摄图像中所包括的基准位置C1和特征点E1之间的距离d1以及图3的(c)中所示的拍摄图像中所包括的基准位置C2和特征点E2之间的距离d2。拍摄图像中包括的基准位置C1是与位置P1相对应的位置，并且例如是图3的(b)所示的图像的中心位置。拍摄图像中包括的基准位置C2是与位置P2相对应的位置，并且例如是图3的(c)所示的图像的中心位置。

数据处理设备30用于i)基于图3的(b)所示的拍摄图像中的基准位置C1和特征点E1之间的像素的数量和像素的大小来测量距离d1以及ii)基于图3的(c)所示的拍摄图像中的基准位置C2和特征点E2之间的像素的数量和像素的大小来测量距离d2。例如，如果与距离d1相对应的像素的数量为10个像素，并且各个像素在一侧为3微米，则数据处理设备30指定距离d1的测量结果为30微米。

数据处理设备30基于测量出的距离D、距离d1和距离d2来测量特征点E1和特征点E2之间的距离。在图3中，数据处理设备30通过计算“距离D+距离d1-距离d2”来测量特征点E1和特征点E2之间的距离。通过使测量系统1以该方式操作，测量系统1可以以与i)位置指定装置22的精度以及ii)由摄像装置23拍摄的拍摄图像的像素的大小相对应的精度来测量工件W。因此，通过使测量系统1包括具有足够精度的位置指定装置22和高分辨率摄像装置23，测量系统1可以以比多轴机器人10的位置的精度更高的精度来测量工件W中的特征点之间的距离。

应当注意，图3示出了摄像装置23a和摄像装置23b，但是摄像装置23a可以用作摄像装置23b。如果摄像装置23a用作摄像装置23b，则数据处理设备30例如在位置P1处的摄像装置23a拍摄特征点E1之后，向位置指定装置22输出用于将摄像装置23a从位置P1移动到位置P2的位置调整数据。

[数据处理设备30的配置]

图4示出了数据处理设备30的配置。数据处理设备30包括通信部31、存储部32和控制器33。控制器33包括获取部331、头控制部332和测量部333。图4还示出显示数据处理设备30测量工件W的距离的测量结果的显示装置40。

通信部31包括用于经由网络发送和接收信息的通信装置。例如，通信装置是局域网(LAN)控制器、无线LAN控制器或USB控制器。存储部32包括存储介质(诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和固态驱动器(SSD)等)。存储部32存储由控制器33执行的程序。

控制器33例如是中央处理单元(CPU)。控制器33通过执行存储在存储部32中的程序而用作获取部331、头控制部332和测量部333。

获取部331获取通过使一个或多于一个摄像装置23在两个或多于两个位置处拍摄图像所生成的多个拍摄图像数据。例如，获取部331获取通过使摄像装置23在图3的(a)所示的摄像装置23a的位置和摄像装置23b的位置处拍摄图像所生成的多个拍摄图像数据。如果测量单元20包括多个摄像装置23，则获取部331获取通过使多个摄像装置23中的各个摄像装置在一个或多于一个位置处拍摄图像所生成的多个拍摄图像数据。

获取部331获取表示由位置指定装置22指定的、摄像装置23相对于多轴机器人10的基准位置的位置的位置数据。如果测量单元20包括多个摄像装置23，则获取部331获取表示多个摄像装置23中的各个摄像装置相对于多轴机器人10的基准位置的位置的位置数据。

头控制部332控制头部222的位置，使得特征点在拍摄图像数据中包括的位置处。例如，头控制部332判断特征点是否在由获取部331获取到的拍摄图像数据中包括的位置处。如果在拍摄图像数据中包括的位置处没有特征点，则头控制部332将位置调整数据输出到头驱动部223以移动头部222。如果特征点在拍摄图像数据中包括的位置处，则头控制部332不向头驱动部223输出位置调整数据。

具体地，如果图3的(b)中所示的拍摄图像包括工件W并且不包括特征点E1，则头控制部332移动头部222的位置以使摄像装置23a朝向左端移动。另一方面，如果工件W未包括在图3的(b)所示的拍摄图像中，则头控制部332移动头部222的位置以使摄像装置23a朝向右端移动。

头控制部332可以将用于移动多轴机器人10的臂12的位置调整数据输出到多轴机器人10。例如，如果要由摄像装置23摄像的区域中包括的位置与工件W的特征点的位置之间的距离超过阈值，则头控制部332可以通过向多轴机器人10输出用于调整测量单元20的位置的位置调整数据来使耦接到测量单元20的臂12移动，使得摄像装置23可以拍摄工件W的特征点。阈值例如是摄像装置23能够移动的范围的长度的最大值。

测量部333基于多个拍摄图像数据中包括的工件W的特征点的位置，测量工件W的特征点之间的距离。测量部333例如基于如下来测量工件W中的多个特征点之间的距离：i)摄像装置23相对于多轴机器人10的基准位置的位置以及ii)由摄像装置23拍摄的拍摄图像中的特征点相对于基准位置的位置。

例如，测量部333基于如下来测量特征点E1和特征点E2之间的距离：i)图3的(a)所示的相对于基准位置P3的位置P1和P2、ii)图3的(b)所示的特征点E1相对于基准位置C1的位置、以及iii)图3的(c)所示的特征点E2相对于基准位置C2的位置。测量部333使显示装置40显示表示测量出的距离的测量结果。

如果工件W的特征点在工件W的一端和另一端处，则测量部333测量通过使摄像装置23在第一位置处拍摄图像所生成的拍摄图像数据中的工件W的一端的位置。然后，测量部333测量通过使摄像装置23在不同于第一位置的第二位置处拍摄图像所生成的拍摄图像数据中包括的工件W的一端的位置与工件W的另一端的位置之间的距离。例如，第一位置是图3的(a)中所示的位置P1，并且第二位置是图3的(a)中所示的位置P2。

例如，测量部333测量图3的(a)中所示的工件W的一端的位置(特征点E1)与另一端的位置(特征点E2)之间的距离。在该情况下，测量部333测量特征点E1与特征点E2之间的距离，其中特征点E1被包括在通过使摄像装置23a在位置P1处拍摄图像所生成的拍摄图像数据中，特征点E2被包括在通过使摄像装置23b在位置P2处拍摄图像所生成的拍摄图像数据中。

测量部333测量摄像装置23的例如由位置指定装置22在第一位置和第二位置处指定的位置之间的距离。测量部333测量通过使摄像装置23在第一位置和第二位置处拍摄图像而生成的各个拍摄图像数据中的基准位置与特征点之间的距离。测量部333基于测量出的距离来测量工件W的一端的位置与工件W的另一端的位置之间的距离。

例如，在图3的(b)和图3的(c)所示的拍摄图像中，测量部333测量i)特征点E1的位置与基准位置C1之间的距离d1以及ii)特征点E2的位置与基准位置C2之间的距离d2。基准位置C1和基准位置C2是图3的(b)和图3的(c)所示的拍摄图像的相应中心位置。

测量部333通过指定与距离d1和距离d2中的各个距离相对应的像素的数量和像素的大小来测量距离d1和距离d2。测量部333基于如下来指定工件W中的特征点E1与特征点E2之间的距离：i)测量出的距离d1和d2以及ii)摄像装置23a与摄像装置23b之间的距离D。通过使测量部333以该方式操作，测量部333可以以与位置指定装置22的精度和拍摄图像中包括的像素的大小相对应的精度来测量多个特征点之间的距离。结果，测量部333可以以比多轴机器人10的定位精度更高的精度来测量距离。

[基于到工件W的距离的校正]

测量部333可以基于由测量单元20测量出的从摄像装置23到特征点的距离来校正从工件W的一端到另一端的长度。在该情况下，测量单元20还包括例如用于测量从摄像装置23到特征点的距离的距离测量装置24。图5示出了距离测量装置24的操作。图5是测量单元20和工件W的俯视图。在图5中，距离测量装置24a和距离测量装置24b分别耦接到头部222a和头部222b。

距离测量装置24a测量作为摄像装置23a和特征点E1之间的距离的距离L1。距离测量装置24b测量作为摄像装置23b与特征点E2之间的距离的距离L2。测量单元20将由距离测量装置24a和距离测量装置24b测量出的距离L1和距离L2输出到数据处理设备30。

返回参考图4，测量部333基于i)第一距离和ii)第二距离之间的关系来校正工件W的一端的位置和工件W的另一端的位置之间的距离，其中，所述第一距离是由距离测量装置24在第一位置处测量出的从摄像装置23到特征点的第一距离，所述第二距离是由距离测量装置24在第二位置处测量出的从摄像装置23到特征点的第二距离。测量部333基于校正后的距离来测量从工件W的一端到另一端的长度。

例如，在图5中，测量部333获取距离L1，其中该距离L1是由距离测量装置24a在作为第一位置的位置P1处测量出的从摄像装置23a到特征点E1的第一距离。测量部333获取距离L2，其中该距离L2是由距离测量装置24b在作为第二位置的位置P2处测量出的从摄像装置23b到特征点E2的第二距离。测量部333通过基于如下来校正工件W的一端的位置与工件W的另一端的位置之间的距离，以测量从工件W的一端到另一端的距离：i)距离L1与距离L2之间的差以及ii)作为工件W相对于测量单元20的纵长方向的倾斜度的角度θ，其中，所述距离L1是从第一距离测量装置24(距离测量装置24a)获取的，所述距离L2是从第二距离测量装置24(距离测量装置24b)获取的，所述倾斜度是基于第一位置(位置P1)与第二位置(位置P2)之间的距离D来计算的。

通过使测量部333以该方式操作，即使工件W不平行于测量单元20的纵长方向，测量部333也可以通过基于角度θ校正多个测量出的特征点之间的距离来以高精度测量从工件W的一端到另一端的距离。

应当注意，数据处理设备30可以在移动臂12以使得距离L1和距离L2的长度彼此相等之后测量从工件W的一端到另一端的距离。在数据处理设备30中，例如，可以基于由测量部333计算出的角度θ来指定臂12将被移动的位置，并且可以将用于移动臂12的位置调整数据从头控制部332输出到多轴机器人10。具体地，数据处理设备30可以移动臂12，使得测量部333计算出的角度θ接近零。

[测量系统1中的处理序列]

图6示出了测量系统1中的处理序列的示例。图6示出了在测量单元20和数据处理设备30之间发送和接收的数据的一部分。当位置指定装置22指定摄像装置23相对于多轴机器人10的基准位置的位置时，图6所示的处理序列开始(步骤S11)。

摄像装置23拍摄工件W的图像(步骤S12)。测量单元20将表示由位置指定装置22指定的摄像装置23的位置的位置数据以及通过使摄像装置23拍摄图像所生成的拍摄图像数据输出到数据处理设备30。数据处理设备30判断所获取到的拍摄图像数据是否包括特征点(步骤S13)。

如果特征点不包括在拍摄图像数据中(步骤S13中为是)，则数据处理设备30调整摄像装置23的位置(步骤S14)。数据处理设备30将用于移动摄像装置23的位置调整数据输出到测量单元20。

响应于位置调整数据的获取，测量单元20通过使头驱动部223移动头部222来将摄像装置23移动到预定位置(步骤S15)。此后，测量单元20返回到步骤S11。如果特征点包括在拍摄图像数据中(步骤S13中为否)，则数据处理设备30测量工件W中的多个特征点之间的距离(步骤S16)。

[数据处理设备30中的操作]

图7是示出数据处理设备30中的操作的流程图。获取部331获取表示摄像装置23相对于多轴机器人10的基准位置的位置的位置数据(步骤S21)。获取部331从摄像装置23获取拍摄图像数据(步骤S22)。

头控制部332判断特征点是否包括在由获取部331获取到的拍摄图像数据中(步骤S23)。如果特征点不包括在拍摄图像数据中(步骤S23中为否)，则头控制部332将位置调整数据输出到多轴机器人10或测量单元20(步骤S24)。如果特征点包括在拍摄图像数据中(步骤S23中为是)，则测量部333基于摄像装置23相对于多轴机器人10的基准位置的位置来测量多个摄像装置23之间的距离。

随后，测量部333测量拍摄图像数据中包括的基准位置和特征点之间的距离(步骤S25)。测量部333基于如下来测量多个特征点之间的距离：i)多个摄像装置23之间的距离以及ii)拍摄图像数据中包括的基准位置与特征点之间的距离(步骤S26)。

如果没有进行终止处理的操作(步骤S27中为否)，则数据处理设备30重复从S21到S26的处理。如果进行终止处理的操作(步骤S27中为是)，则数据处理设备30终止处理。

[第一变形例]

上述描述示出了在测量单元20中当一个或多于一个摄像装置23沿着标尺221以直线布置时的操作，但是本公开不限于此。例如，测量单元20可以包括以格子图案布置的多个摄像装置23。在该情况下，例如，测量部333测量多个摄像装置23中的生成包括特征点的拍摄图像数据的多个摄像装置23之间的距离D。测量部333判断多个摄像装置23的各个拍摄图像数据是否包括特征点，并且如果判断为包括特征点，则测量部333测量拍摄图像数据中包括的特征点的位置与拍摄图像的中心位置之间的距离(例如，图3所示的距离d1和距离d2)。测量部333基于距离D、距离d1和距离d2来测量工件W中包括的多个特征点之间的距离。

此外，以格子图案布置的多个摄像装置23中的各个摄像装置可以沿着在水平方向或与水平方向正交的方向上设置的标尺221移动。通过使摄像装置23以该方式操作，摄像装置23可以向拍摄位置移动更短的距离。结果，测量单元20可以设置具有较小刻度的标尺221或具有较小大小的标尺221，这允许测量部333提高测量工件W的精度。

[第二变形例]

上述描述举例说明了测量在一个或多于一个摄像装置23可以沿着标尺221移动的方向上的工件W的距离的操作，但是本公开不限于此。例如，测量系统1可以基于由具有比摄像装置23更宽的视角的摄像装置(图中未示出)生成的拍摄图像数据，指定工件W的取向，并且可以旋转臂12使得指定的取向与测量单元20的纵长方向一致。测量系统1基于在旋转臂12之后由摄像装置23生成的拍摄图像数据来测量工件W的距离。如果以该方式配置测量系统1，则测量系统1可以与工件W的取向无关地测量工件W的多个特征点之间的距离。

[第三变形例]

上述描述举例说明了耦接到头部222的距离测量装置24测量摄像装置23与工件W的特征点之间的距离的操作，但是本公开不限于此。距离测量装置24可以耦接到与头部222不同的位置。图8示出了根据第三变形例的测量单元20的配置的示例。图8所示的测量单元20与图2和图5所示的测量单元20的不同之处在于，在主体21的四个角附近的位置处具有多个距离测量装置24(距离测量装置24a、24b、24c和24d)，并且其他点相同。

多个距离测量装置24测量从工件W中与多个距离测量装置24相对应的多个特征点中的各个特征点到与多个特征点中的各个特征点相对应的距离测量装置24的距离。测量单元20将由多个距离测量装置24测量出的多个距离输出到数据处理设备30。在数据处理设备30中，测量部333通过基于如下来校正工件W的一端的位置与工件W的另一端的位置之间的距离，以测量从工件W的一端到另一端的距离：i)工件W相对于测量单元20的纵长方向的倾斜度以及ii)工件W相对于与测量单元20的纵长方向正交的方向的倾斜度，其中，这些倾斜度是基于从测量单元20获取到的多个距离来计算的。

数据处理设备30例如基于如下来计算工件W相对于测量单元20的纵长方向的倾斜度：i)由距离测量装置24a和距离测量装置24b测量出的距离或者ii)由距离测量装置24c和距离测量装置24d测量出的距离。数据处理设备30基于如下来计算工件W相对于与测量单元20的纵长方向正交的方向的倾斜度：i)由距离测量装置24a和距离测量装置24d测量出的距离或者ii)由距离测量装置24b和距离测量装置24c测量出的距离。

如果测量单元20和数据处理设备30以该方式操作，则即使测量单元20和工件W在多个方向上倾斜，数据处理设备30也可以通过基于由多个距离测量装置24测量出的距离计算在多个方向上的倾斜度来测量从工件W的一端到另一端的距离。

应当注意，数据处理设备30可以移动臂12，使得从工件W中与多个距离测量装置24相对应的多个特征点中的各个特征点到与多个特征点中的各个特征点相对应的距离测量装置24的距离是相同的。在数据处理设备30中，基于如下来确定臂12要移动到的位置：i)工件W相对于测量单元20的纵长方向的倾斜度以及ii)工件W相对于与测量单元20的纵长方向正交的方向的倾斜度，其中，这些倾斜度例如是由测量部333计算的。随后，头控制部332将用于移动臂12的位置调整数据输出到多轴机器人10。

[第四变形例]

上述描述举例说明了在主体21的四个角附近的位置处具有多个距离测量装置24的测量单元20测量从多个距离测量装置24中的各个距离测量装置到工件W中的与多个距离测量装置24相对应的多个特征点中的各个特征点的距离的操作，但是本公开不限于此。测量单元20可以在沿着表示摄像装置23的位置的标尺221移动的头部222中的多个位置处具有多个距离测量装置24。图9示出了根据第四变形例的测量单元20的配置的示例。图9所示的测量单元20与图8所示的测量单元20的不同之处在于，多个距离测量装置(距离测量装置24a和24b)设置在头部222的上端附近的位置和头部222的下端附近的位置处，并且其他点相同。

例如，多个距离测量装置24在图9所示的位置P1和P2处测量从工件W中与多个距离测量装置24相对应的多个特征点到与多个特征点中的各个特征点相对应的距离测量装置24的距离。在数据处理设备30中，测量部333基于如下来计算工件W相对于测量单元20的纵长方向的倾斜度：i)由头部222的上端附近的第一距离测量装置24(距离测量装置24a)在第一位置(位置P1)处测量出的距离以及ii)由距离测量装置24a在第二位置(位置P2)处测量出的距离。测量部333基于如下来计算工件W相对于与测量单元20的纵长方向正交的方向的倾斜度：i)由距离测量装置24a在位置P1处测量出的距离以及ii)由头部222的下端附近的第二距离测量装置24(距离测量装置24b)在位置P1处测量出的距离。测量部333通过基于如下来校正工件W的一端的位置与工件W的另一端的位置之间的距离，以测量从工件W的一端到另一端的距离：i)计算出的工件W相对于测量单元20的纵长方向的倾斜度以及ii)计算出的工件W相对于与测量单元20的纵长方向正交的方向的倾斜度。

由于工件W中的多个特征点的位置在多个工件W中的各个工件中不同，所以工件W中的特征点的位置并不总是在与距离测量装置24相对应的位置处。关于这一点，测量单元20可以通过将头部222移动到与工件W中的多个特征点中的各个特征点相对应的位置来将工件W中的特征点的位置与工件W中的与距离测量装置24相对应的位置对准。结果，测量单元20可以测量多个特征点中的各个特征点与距离测量装置24的距离。数据处理设备30可以通过基于由多个距离测量装置24测量出的距离计算多个方向上的倾斜度来测量从工件W的一端到另一端的距离。

[第五变形例]

上述描述举例说明了测量单元20通过利用多个距离测量装置24测量距离测量装置24与工件W中的与距离测量装置24相对应的特征点之间的距离来计算测量单元20与工件W之间的倾斜度的操作，但是本公开不限于此。测量单元20可以包括用于测量测量单元20和工件W之间的倾斜度的传感器。图10示出了根据第五变形例的测量单元20的配置的示例。图10中所示的测量单元20与图8和图9中所示的测量单元20的不同之处在于具有测量装置25，并且在其他方面是相同的。

测量装置25例如是光检测和测距(LiDAR)传感器。测量装置25测量i)测量单元20和工件W之间的倾斜度以及ii)从工件W中的多个特征点中的各个特征点到与多个特征点相对应的测量单元20的位置的距离。测量单元20基于由测量装置25测量出的测量结果来测量从工件W的一端到另一端的距离。

[第六变形例]

上述描述举例说明了在头驱动部223包括光接收元件的情况下的操作，但是本公开不限于此。光接收元件可以设置在主体21内部(在标尺221和臂12c之间)。

[测量系统1的效果]

如上所述，测量系统1包括多轴机器人10、耦接到多轴机器人10的测量单元20和数据处理设备30，并且测量单元20包括相对于多轴机器人10的基准位置可移动的摄像装置23以及用于指定摄像装置23相对于基准位置的位置的位置指定装置22。

然后，数据处理设备30基于通过使摄像装置23拍摄图像所生成的拍摄图像数据中包括的工件W的特征点的位置，测量工件W中的多个特征点之间的距离。通过使测量系统1以该方式操作，测量系统1可以以比多轴机器人10的定位精度更高的精度来测量工件W中的多个特征点之间的距离，从而提高使用多轴机器人10测量工件W的精度。

此外，在测量系统1中，测量单元20固定到多轴机器人10的臂12的前端，使得测量系统1可以通过旋转臂12将测量单元20的纵长方向与工件W的取向对准。因此，测量系统1可以与工件W的取向无关地测量工件W中包括的多个特征点之间的距离。

基于示例性实施例对本发明进行了说明。本发明的技术范围不限于上述实施例中说明的范围，并且可以在本发明的范围内进行各种改变和修改。例如，设备的全部或部分可以配置有在功能上或物理上分散或集成的任意单元。此外，通过示例性实施例的任意组合所生成的新的示例性实施例包括在本发明的示例性实施例中。此外，由组合带来的新的示例性实施例的效果也具有原始示例性实施例的效果。

Claims (13)

1.一种测量系统，包括：

多轴机器人；

测量单元，其耦接到所述多轴机器人；以及

数据处理设备，

其中，所述测量单元包括：

一个或多于一个摄像装置，其能够相对于所述多轴机器人的基准位置移动，以及

位置指定装置，用于指定所述摄像装置中的一个或多于一个摄像装置相对于所述基准位置的位置，

其中，所述数据处理设备包括：

获取部，用于获取通过使所述摄像装置中的一个或多于一个摄像装置在两个或多于两个位置处拍摄图像所生成的多个拍摄图像数据，以及

测量部，用于基于多个拍摄图像数据中所包括的工件的特征点的位置来测量所述工件中的多个特征点之间的距离。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述测量单元包括多个所述摄像装置，

其中，所述获取部获取通过使多个所述摄像装置中的各个摄像装置在一个或多于一个位置处拍摄图像所生成的多个拍摄图像数据。

3.根据权利要求1或2所述的测量系统，

其中，所述位置指定装置包括：

标尺，其包括示出所述摄像装置的位置的刻度，以及

一个或多于一个头部，其沿着所述标尺移动，

其中，所述摄像装置中的一个或多于一个摄像装置在耦接到所述头部中的一个或多于一个头部的状态下沿着所述标尺移动。

4.根据权利要求3所述的测量系统，

其中，所述测量单元还包括：

头驱动部，用于移动所述头部，以及

所述数据处理设备还包括：

头控制部，用于控制所述头部的位置，使得所述特征点在所述拍摄图像数据中所包括的位置处。

5.根据权利要求4所述的测量系统，

其中，所述多轴机器人还包括：

臂，其耦接到所述测量单元，

其中，在要由所述摄像装置摄像的区域中所包括的位置与所述工件的特征点的位置之间的距离超过阈值的情况下，所述头控制部通过向所述多轴机器人输出用于调整所述测量单元的位置的位置调整数据，来使耦接到所述测量单元的臂移动以使得所述摄像装置能够拍摄所述工件的特征点。

6.根据权利要求1或2所述的测量系统，其中，

所述测量部测量i)所述工件的一端的位置与ii)所述工件的另一端的位置之间的距离，其中，所述工件的一端的位置包括在通过使所述摄像装置在第一位置处拍摄图像所生成的拍摄图像数据中，所述工件的另一端的位置包括在通过使所述摄像装置在不同于所述第一位置的第二位置处拍摄图像所生成的拍摄图像数据中。

7.根据权利要求6所述的测量系统，其中，

所述测量部基于i)所述摄像装置的由所述位置指定装置在所述第一位置和所述第二位置处指定的各个位置之间的距离以及ii)通过使所述摄像装置在所述第一位置和所述第二位置处拍摄图像所生成的各个拍摄图像数据中的基准位置与特征点之间的距离，来测量所述工件的一端的位置与所述工件的另一端的位置之间的距离。

8.根据权利要求6所述的测量系统，

其中，所述测量单元还包括：

距离测量装置，用于测量从所述摄像装置到所述特征点的距离，其中，所述测量部通过基于以下内容校正所述工件的一端的位置和所述工件的另一端的位置之间的距离，来测量从所述工件的一端到另一端的长度：i)由所述距离测量装置在所述第一位置处测量出的从所述摄像装置到所述特征点的第一距离和ii)由所述距离测量装置在所述第二位置处测量出的从所述摄像装置到所述特征点的第二距离之间的关系。

9.根据权利要求8所述的测量系统，其中，

所述测量部通过基于以下内容校正所述工件的一端的位置与所述工件的另一端的位置之间的距离，来测量从所述工件的一端到另一端的距离：i)从第一距离测量装置获取到的所述第一距离与从第二距离测量装置获取到的所述第二距离之间的差以及ii)基于所述第一位置与所述第二位置之间的距离所计算出的所述工件相对于所述测量单元的纵长方向的倾斜度。

10.根据权利要求8所述的测量系统，

其中，所述测量单元包括：

多个距离测量装置，其在所述测量单元的主体的四个角附近的位置处，

其中，所述多个距离测量装置测量从所述工件中的与所述多个距离测量装置相对应的多个特征点中的各个特征点到与所述多个特征点中的各个特征点相对应的距离测量装置的距离，以及

所述测量部通过基于i)所述工件相对于所述测量单元的纵长方向的倾斜度以及ii)所述工件相对于与所述测量单元的纵长方向正交的方向的倾斜度校正所述工件的一端的位置和所述工件的另一端的位置之间的距离，来测量从所述工件的一端到另一端的距离，其中，这些倾斜度是基于从所述测量单元获取到的多个距离而计算出的。

11.根据权利要求8所述的测量系统，

其中，所述测量单元包括：

多个距离测量装置，其在沿着包括示出所述摄像装置的位置的刻度的标尺移动的头部中的多个位置处，

其中，所述多个距离测量装置测量从所述工件中的与所述多个距离测量装置相对应的多个特征点中的各个特征点到与所述多个特征点中的各个特征点相对应的距离测量装置的距离，以及

所述测量部：

i)基于a)由所述头部的上端附近的第一距离测量装置在第一位置处测量出的距离以及b)由所述第一距离测量装置在第二位置处测量出的距离，来计算所述工件相对于所述测量单元的纵长方向的倾斜度，

ii)基于a)由所述第一距离测量装置在所述第一位置处测量出的距离以及b)由所述头部的下端附近的第二距离测量装置在所述第一位置处测量出的距离，来计算所述工件相对于与所述测量单元的纵长方向正交的方向的倾斜度，以及

iii)基于a)所述工件相对于所述测量单元的纵长方向的倾斜度以及b)所述工件相对于与所述测量单元的纵长方向正交的方向的倾斜度，来校正所述工件的一端的位置与所述工件的另一端的位置之间的距离，以测量从所述工件的一端到所述工件的另一端的距离。

12.一种测量方法，其由计算机执行，所述测量方法包括以下步骤：

获取通过使由多轴机器人支撑的一个或多于一个摄像装置在两个或多于两个位置处拍摄图像所生成的多个拍摄图像数据；以及

基于多个拍摄图像数据中所包括的工件的特征点的位置来测量所述工件中的多个特征点之间的距离。

13.一种存储介质，其存储有用于使计算机执行以下步骤的程序：

获取通过使由多轴机器人支撑的一个或多于一个摄像装置在两个或多于两个位置处拍摄图像所生成的多个拍摄图像数据；以及

基于多个拍摄图像数据中所包括的工件的特征点的位置来测量所述工件中的多个特征点之间的距离。

Images