-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Bereich der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur dreidimensionalen
Messung, eine Bildaufnahmevorrichtung und ein Verfahren zum Einstellen
der Bildaufnahmevorrichtung; insbesondere betrifft sie eine Technik,
welche bei einer Bildaufnahmevorrichtung angewendet wird, welche
eine Mehrzahl an Kameras und ein Gerät zur dreidimensionalen
Messung umfasst, um die Positionen der Kameras und deren Richtungen
der optischen Achsen einzustellen.
-
2. Beschreibung des Stands der Technik
-
Allgemein
bekannt ist ein "Stereoverfahren", bei dem die Information einer
dreidimensionalen Form und eine Information bezüglich des
Abstands zu einem Messobjekt erhalten wird unter Verwendung zweier
aufgenommener Bilder, die durch das Erfassen von Bildern des Messobjekts
aus zwei zueinander unterschiedlichen Positionen erhalten werden.
In diesem Stereoverfahren wird unter Verwendung einer positionellen
Abweichung der Bildbildung (Parallaxenfehler) eines Messobjekts,
welcher zwischen den beiden aufgenommenen Bildern auftritt, ein
Tiefenabstand basierend auf dem Prinzip einer Dreiecksvermessung
berechnet.
-
Beispielsweise
offenbart die
Japanische
Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 2006-250889 ein System
zur dreidimensionalen Messung, welche das Stereoverfahren anwendet.
In dieser Patentanmeldung ist das System zur dreidimensionalen Messung,
welches zwei Kameras umfasst, offenbart.
-
Bildinspektionssysteme,
welche das Stereoverfahren anwenden, werden in verschiedenen Bereichen
eingesetzt. Als typischer Anwendungsbereich dieses Bildinspektionssystems
sei beispielhaft ein Produktinspektionsverfahren in einer Produktionslinie
einer Fertigungsanlage genannt.
-
Die
meisten der Bildinspektionssysteme, welche konventionell in Produktionslinien
von Fertigungsanlagen eingeführt wurden, weisen ein kleines Gesichtsfeld
der Kamera mit kurzem Arbeitsabstand (Abstand von der Vorderseite
einer Linse zu einem Werkstück) auf. Folglich kann nach
Einführen eines Bildinspektionssystems in eine Produktionslinie
der Anwender Einstellungen in der Lagebeziehung zwischen dem Werkstück
und dem Gesichtsfeld der Kamera oder Einstellungen des Arbeitsabstands
vergleichsweise einfach durchführen.
-
In
den vergangenen Jahren entstand jedoch eine starke Nachfrage bezüglich
Anwendungen eines Bildsinspektionssystems auf industrielle Produkte,
welche große Ausmaße aufweisen. Im Fall von großen
Produkten, welche komplizierte Zusammenbauoperationen erfordern,
besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass Operationen, die durch
den Menschen durchgeführt werden, und Operationen, die durch
die Maschine durchgeführt werden, in einer Produktionslinie
gemischt vorliegen. Deshalb ist es erforderlich, bei der Installation
einer Kamera zur Verwendung in einem Bildinspektionssystem in der
Produktionslinie die Kamera im Abstand von den Produkten zu platzieren,
um nicht in die Überführungsprozesse und Zusammenbauprozesse
des Produkts (d. h., des Werkstücks) einzugreifen. Aus
diesem Grund wird der Arbeitsabstand der Kamera zwangsläufig
länger.
-
Wenn
der Arbeitsabstand der Kamera länger gemacht wird, verursacht
auch eine kleine Veränderung der Richtung der Lichtachse
der Kamera eine große Verschiebung des Gesichtsfelds der
Kamera. In der Folge wird, wenn der Benutzer die Richtung der optischen
Achse der Kamera derart einstellt, dass er ein Bild eines vorbestimmten
Inspektionsbereichs auf dem Arbeitsstück erfasst, die Zeit,
die für die Einstellungen erforderlich ist, länger.
-
Zudem
ist es in dem oben erwähnten System zur dreidimensionalen
Messung erforderlich, die Gesichtsfelder der Mehrzahl an Kameras
derart auszurichten, dass sie einander überlappen. In der
Folge werden im Fall eines Systems zur dreidimensionalen Messung
die Einstellungen der Gesichtsfelder der Kameras schwierig, wenn
der Arbeitsabstand der Kamera länger wird.
-
Die
vorliegende Erfindung ist auf die Lösung der oben beschriebenen
Probleme gerichtet; Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit,
leichtere Einstellungen der Positionen und der Gesichtsfelder der Kameras
in einer Bildaufnahmevorrichtung, die mit einer Mehrzahl an Kameras
ausgestattet ist, bereitzustellen.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Zusammengefasst
betrifft die vorliegende Erfindung ein Gerät zur dreidimensionalen
Messung, welches ausgestattet ist mit: einer Mehrzahl an Kameras;
einer Halterungseinheit zum Befestigen und Sichern der Mehrzahl
an Kameras; einem Einstellmechanismus, der zum Einstellen der Richtung
der optischen Achse jeder Kamera verwendet wird; eine Mehrzahl an
bandförmigen Elementen, welche jeweils an den entsprechenden
Kameras montiert sind, wobei ihre ersten Enden derart an der entsprechenden
Kamera befestigt sind, dass die Information in Bezug auf einen Abstand
zu einem Objekt, dessen konvergiertes Bild durch die Kamera erfasst
wird, durch deren Längen angezeigt wird; und einer Verarbeitungseinheit,
welche ein Verfahren zur dreidimensionalen Messung unter Verwendung
von Bildern des gemeinsamen Bildaufnah meobjekts, welche durch die
Kameras aus verschiedenen Winkeln erfasst werden, durchführt.
-
In
der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Ausdruck "ein Abstand
zu einem Objekt, dessen konvergiertes Bild durch die Kamera erfasst
wird" einen Zustand, in dem der Abstand zwischen der Kamera und
dem Bildaufnahmeobjekt auf einen derartigen Distanzbereich eingestellt
wird, dass die Kamera ein Bild erfasst, das bis zu einem Grad derart
fokussiert ist, dass eine Bildverarbeitung daran durchgeführt werden
kann; er umfasst ebenso einen Zustand zwischen der Kamera und dem
Bildaufnahmeobjekt, welcher das am besten fokussierte Bild liefert.
-
In
der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Ausdruck "Information
in Bezug auf den Abstand kann durch dessen Länge (des bandförmigen
Elements) angezeigt werden" einen Zustand, in dem, nachdem die Länge
des bandförmigen Elements mit dem Abstand zu einem Objekt,
dessen konvergiertes Bild durch die Kamera erfasst wird, in Übereinstimmung
gebracht wurde, eine Markierung an einer Position des bandförmigen
Elements angebracht wird, die dem Abstand entspricht.
-
Bevorzugt
stellen die bandförmigen Elemente Bandmaße dar,
welche an den entsprechenden Kameras befestigt sind und die Abstände
von den entsprechenden Kameras anzeigen.
-
Bevorzugter
ist das Gerät zur dreidimensionalen Messung außerdem
mit einer Mehrzahl an lichtemittierenden Vorrichtungen ausgestattet.
Die lichtemittierenden Vorrichtungen sind jeweils an den entsprechenden
Kameras installiert, wobei jede von ihnen einen Lichtstrahl in Richtung
der optischen Achse der entsprechenden Kamera aussendet.
-
Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Bildaufnahmevorrichtung,
welche ausgestattet ist mit: einer Kamera, die zum Erfassen eines
Bilds eines Objekts eingesetzt wird; einem Einstellmechanismus zum
Einstellen einer Richtung der optischen Achse der Kamera; einer
Halterungseinheit, welche in der Kamera oder dem Einstellmechanismus
installiert ist, so dass die Kamera sichernd daran befestigt ist;
und einem bandförmigen Element, dessen erstes Ende derart
an der Kamera befestigt ist, dass die Information in Bezug auf einen Abstand
zu einem Objekt, dessen konvergiertes Bild durch die Kamera erfasst
wird, durch dessen Länge angezeigt wird.
-
Bevorzugt
ist die Bildaufnahmevorrichtung ferner ausgestattet mit: einer lichtemittierenden
Vorrichtung, welche einen Lichtstrahl in einer Richtung der optischen
Achse der Kamera aussendet.
-
Ein
noch anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Einstellen einer Bildaufnahmevorrichtung. Die Bildaufnahmevorrichtung
ist mit einer Mehrzahl an Kameras und einer Mehrzahl an bandförmigen
Elementen, welche jeweils an den entsprechenden Kameras installiert sind,
ausgestattet, wobei ihre ersten Enden an der entsprechenden Kamera
derart befestigt sind, dass die Information in Bezug auf einen Abstand
von der entsprechenden Kamera durch deren Längen angezeigt
wird. Das Einstellverfahren umfasst die Schritte: Verbinden der
zweiten Enden der jeweiligen bandförmigen Elemente miteinander,
so dass die zweiten Enden der jeweiligen bandförmigen Elemente
miteinander übereinstimmen, wobei der Abstand von der entsprechenden
Kamera durch die Länge der bandförmigen Elemente
angezeigt wird; Anlegen von Zugspannungen an die jeweiligen bandförmigen
Elemente, so dass die jeweiligen bandförmigen Elemente
linear ausgedehnt werden; Platzieren eines Bildaufnahmeobjekts an
der Position der zweiten Enden, die miteinander verbunden sind,
wobei die Zugspannungen an die jeweiligen bandförmigen
Elemente angelegt sind; und Einstellen der Richtung der optischen Achse
jeder Kamera, so dass ein Bild des Bildaufnahmeobjekts, welches
an der Position der zweiten, miteinander verbundenen Enden platziert
ist, aufgenommen wird.
-
Bevorzugt
ist die Bildaufnahmevorrichtung ferner mit einer Mehrzahl an lichtemittierenden
Vorrichtungen ausgestattet, welche Lichtstrahlen in Richtungen der
optischen Achsen der entsprechenden Kameras aussenden. Das Einstellverfahren
umfasst des Weiteren einen Schritt, in dem ein Lichtstrahl von jeder
der lichtemittierenden Vorrichtungen erzeugt wird, und einen Schritt,
in dem die Richtung der optischen Achse derart eingestellt wird,
dass der Lichtstrahl ein Bildaufnahmeobjekt erreichen kann.
-
Ein
noch anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Einstellen einer Bildaufnahmevorrichtung. Die Bildaufnahmevorrichtung
ist mit einer Mehrzahl an Kameras ausgestattet; mehrere bandförmige
Elemente sind jeweils an den entsprechenden Kameras installiert,
wobei ein erstes Ende des bandförmigen Elements an der
entsprechenden Kamera derart befestigt ist, dass die Information
in Bezug auf einen Abstand zu einem Objekt, dessen konvergiertes
Bild durch die Kamera erfasst wird, durch dessen Länge
angezeigt wird.
-
Das
Einstellverfahren umfasst die Schritte: Platzieren eines Bildaufnahmeobjekts
in einer vorbestimmten Position; Befestigen der zweiten Enden der jeweiligen
bandförmigen Elemente an dem Bildaufnahmeobjekt; Anlegen
von Zugspannungen an die jeweiligen bandförmigen Elemente,
so dass die jeweiligen bandförmigen Elemente linear ausgedehnt werden;
und Bestimmen der Positionen der jeweiligen Linsen der Kameras in
Bezug auf die vorbestimmte Position basierend auf den Längen
der bandförmigen Elemente, die den Kameras entsprechen.
-
Bevorzugt
umfasst das Einstellverfahren außerdem den Schritt: Einstellen
der Richtung der optischen Achse jeder Kamera basierend auf der
Ausdehnungsrichtung des entsprechenden Band-Elements.
-
Bevorzugter
ist die Bildaufnahmevorrichtung außerdem mit einer Mehrzahl
an lichtemittierenden Vorrichtungen ausgestattet, welche Lichtstrahlen
in Richtungen der optischen Achse der entsprechenden Kameras aussenden.
Das Einstellverfahren umfasst ferner einen Schritt, in dem ein Lichtstrahl
von jeder der lichtemittierenden Vorrichtungen erzeugt wird, und
einen Schritt, in dem die Richtung der optischen Achse derart eingestellt
wird, dass der Lichtstrahl ein Bildaufnahmeobjekt erreichen kann.
-
Erfindungsgemäß können
in einer Bildaufnahmevorrichtung, welche eine Mehrzahl an Kameras
und ein Gerät zur dreidimensionalen Messung aufweist, die
Einstellungen der Kameras leicht durchgeführt werden.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt
eine Zeichnung, welche ein Bildinspektionssystem erläutert,
welches eine Bildaufnahmevorrichtung 50 gemäß Ausführungsform
1 umfasst;
-
2 zeigt
eine Zeichnung, welche ein strukturelles Beispiel eines Einstellmechanismus
erläutert, welcher zum Einstellen der optischen Achsen der
jeweiligen Kameras 1 und 2 eingesetzt wird;
-
3 zeigt
eine Zeichnung, welche die Struktur der Bildaufnahmevorrichtung 50 und
ein Verfahren zum Einstellen der Kameras 1 und 2,
die in der Bildaufnahmevorrichtung 50 enthalten sind, erläutert;
-
4 zeigt
eine Zeichnung, welche bandförmige Elemente 3 und 4 detailliert
erläutert;
-
5 zeigt
ein anderes strukturelles Beispiel für die bandförmigen
Elemente 3 und 4;
-
6 zeigt
eine Zeichnung, welche ein erstes modifiziertes Beispiel für
das Einstellverfahren der Bildaufnahmevorrichtung 50 erläutert;
-
7 zeigt
eine Zeichnung, welche ein zweites modifiziertes Beispiel des Einstellverfahrens
der Bildaufnahmevorrichtung 50 erläutert;
-
8 zeigt
eine Zeichnung, welche ein Verarbeitungs-Flussdiagramm des in 1 dargestellten
Bildinspektionssystems erläutert;
-
9 zeigt
ein Flussdiagramm, welches die Installationsprozesse einer Mehrzahl
an Kameras in einem Fall, in dem der Arbeitsabstand kurz ist, erläutert;
-
10 zeigt
ein Flussdiagramm, welches die Einstellungen der Bildaufnahmevorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 erläutert;
-
11 zeigt
eine Zeichnung, welche eine Bildaufnahmevorrichtung 50A gemäß einer
Ausführungsform 2 und ein Verfahren zum Einstellen der Kameras 1 und 2,
die in Bildaufnahmevorrichtung 50A enthalten sind, erläutert;
-
12 zeigt
eine Zeichnung, welche ein weiteres Verfahren zum Einstellen der
Bildaufnahmevorrichtung 50A erläutert; und
-
13 zeigt
ein Flussdiagramm, welches die Einstellungen der Bildaufnahmevorrichtung
gemäß Ausführungsform 2 erläutert.
-
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
-
In
der vorliegenden Beschreibung werden die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Figuren detailliert
diskutiert. Dabei werden in den Figuren gleiche oder entsprechende Elemente
durch gleiche Bezugsziffern angegeben, wobei die Beschreibung nicht
wiederholt wird.
-
[Ausführungsform 1]
-
1 zeigt
eine Zeichnung, welche ein Bildinspektionssystem erläutert,
welches eine Bildaufnahmevorrichtung 50 gemäß einer
Ausführungsform 1 umfasst. In der vorliegenden Ausführungsform
ist das Bildinspektionssystem als Gerät zur dreidimensionalen
Messung gebildet, welches ein Stereoverfahren anwendet. Jedoch ist
die Verwendung der Bildaufnahmevorrichtung 50 nicht auf
dieses Bildinspektionssystem beschränkt.
-
Wie
in 1 dargestellt, ist das Bildinspektionssystem mit
der Bildaufnahmevorrichtung 50, einem Monitor 15 zur
Darstellung eines durch die Bildaufnahmevorrichtung 50 erfassten
Bilds und einer Bildverarbeitungsvorrichtung 20, welche
vorbestimmte Prozesse basierend auf dem durch die Bildaufnahmevorrichtung 50 erfassten
Bild durchführt, ausgestattet.
-
Die
Bildaufnahmevorrichtung 50 ist mit Kameras 1 und 2 ausgestattet,
die an zwei verschiedenen Positionen befestigt sind und Bilder in
vorbestimmten Bereichen in einem Werkstück 100 erfassen.
Obwohl die Anzahl der Kameras in der vorliegenden Ausführungsform
zwei beträgt, ist die Anzahl der Kameras nicht auf zwei
beschränkt, solange zwei oder mehr Kameras eingesetzt werden.
-
Unter
Verwendung der beiden Bilder, die durch das Erfassen von Bildern
von Inspektionsobjektteilen des Werkstücks 100 durch
die Kameras 1 und 2 erhalten werden, führt
die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 einen Prozess zur dreidimensionalen Messung
durch. Der Prozess der dreidimensionalen Messung wird unter Anwendung
einer allgemein bekannten Stereo-Bildverarbeitung durchgeführt.
Dabei empfängt die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 die
Information der dreidimensionalen Form der entsprechenden Bereiche
oder eine Höheninformation der entsprechenden Bereiche
durch das Stereoverfahren. Dann führt die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 einen
Inspektionsprozess basierend auf der Information durch.
-
Das
in 1 dargestellte Werkstück 100 ist ein
Automobil. In einer Produktionslinie für ein Produkt, wie
beispielsweise einem Automobil, welches eine beträchtliche
Größe aufweist und komplizierte Zusammenbauoperationen
erfordert, liegen Operationen, die durch den Menschen ausgeführt
werden, und Operationen, die durch die Maschine ausgeführt werden,
zuweilen in gemischter Form vor. In einer derartigen Produktionslinie
müssen die Kameras derart installiert werden, dass ein
Eingreifen der Kameras in den Transport des Produkts und dessen
Zusammenbauoperationen verhindert wird. Aus diesem Grund muss der
Arbeitsabstand verlängert werden.
-
Hierbei
wird im Allgemeinen das Inspektionssystem in eine Produktionslinie
eingeführt, bevor ein Fluss der Produkte entlang der Produktionslinie
erfolgt. Das heißt, es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit,
dass bei der Installation der Kameras 1 und 2 keine
Produkte in der Produktionslinie vorliegen. Der Benutzer (unter
der Annahme, dass ein Arbeiter in die Installation der Kameras 1 und 2 involviert
ist) sollte den Arbeitsabstand kennen, um die Kameras zu installieren.
Um den Arbeitsabstand herauszufinden, müssen die Lagen
der Inspektionsobjektbereiche des Werkstücks spezifiziert
werden. In diesem Fall liegen jedoch, da keine Werkstücke 100 anwesend
sind, tatsächlich keine Objekte an Positionen vor, die
den Inspektionsobjektbereichen des Werkstücks 100 entsprechen.
Folglich wird es schwierig, die Positionen der Inspektionsobjektbereiche
des Werkstücks zu spezifizieren. Gemäß Ausführungsform
1 wird es möglich, den Arbeitsabstand auch in einem derartigen
Fall zu bestimmen.
-
Des
Weiteren sollten in der vorliegenden Ausführungsform die
Mittelrichtungen (im Folgenden als "Richtungen der optischen Achsen
der Kamera") der Gesichtsfelder der jeweiligen Kameras derart eingestellt
werden, dass sich die Gesichtsfelder der Kameras 1 und 2 gegenseitig überlappen.
Da der Arbeitsabstand lang ist (beispielsweise 2 m), verursacht
schon eine kleine Abweichung der Richtung der optischen Achse der
Kamera eine große Verschiebung des Gesichtsfelds der Kamera.
Des Weiteren ist das Gesichtsfeld jeder der Kameras 1 und 2 vergleichsweise
klein (beispielsweise 5 cm in jeder der vier Seiten), so dass eine
hohe Genauigkeit der Bildinspektion gewährleistet werden
muss. Außer dem liegen keine Werkstücke vor. Unter
diesen Umständen wird im Allgemeinen davon ausgegangen, dass
es schwierig ist, zu bestätigen, ob sich die Gesichtsfelder
der Kameras 1 und 2 gegenseitig überlappen
oder nicht. Gemäß der Ausführungsform
1 ist es jedoch möglich, zu bestätigen, ob sich
die Gesichtsfelder der Kameras 1 und 2 gegenseitig überlappen
oder nicht.
-
Die
Richtung der optischen Achse jeder Kamera 1 und 2 kann
durch einen Einstellmechanismus eingestellt werden. 2 zeigt
eine Zeichnung, welche ein strukturelles Beispiel für den
Einstellmechanismus, der zum Einstellen der jeweiligen optischen Achsen
der Kameras 1 und 2 eingesetzt wird, erläutert.
-
Wie
in 2 dargestellt, ist die Bildaufnahmevorrichtung 50 mit
einem Einstellmechanismus 40 ausgestattet. In der in 2 dargestellten
Struktur ist der Einstellmechanismus 40 eine Grundplatte,
welche eine Ebene aufweist. Die Kameras 1 und 2 sind entlang
der Ebene der Grundplatte platziert.
-
In
dem Einstellmechanismus 40 sind Durchgangslöcher 41 und 42,
die bei der Positionierung der Kameras 1 und 2 eingesetzt
werden, gebildet.
-
Auf
jeder der Kameras 1 und 2 sind zwei Schraubenlöcher
gebildet. Zwei Schrauben 43 werden bei den jeweiligen Kameras
verwendet, um die jeweiligen Kameras 1 und 2 zu
befestigen und zu sichern. Die folgende Beschreibung erläutert
die Installation der Kamera 1: die beiden Schrauben werden derart
platziert, dass die Schraubenköpfe 44 auf der rückseitigen
Oberfläche (Oberfläche auf der Seite, die der
Installationsoberfläche der Kamera 1 und 2 gegenüberliegt)
des Einstellmechanismus 40 (Grundplatte) positioniert sind.
Einer der Schraubenbereiche 45 der beiden Schrauben 43 wird
durch das Durchgangsloch 41 geführt und mit einem
der beiden Schraubenlöcher der Kamera 1 verschraubt.
Der andere Schraubenbereich 45 der beiden Schrauben 43 wird
durch das Durchgangsloch 42 geführt und mit dem
anderen der beiden Schraubenlöcher der Kamera 1 verschraubt.
Durch Rotieren der Schraubenköpfe 44 kann der
Benutzer die Kamera 1 an dem Einstellmechanismus 40 befestigen.
Auf die gleiche Weise wird die Kamera 2 ebenso unter Verwendung der
beiden Schrauben 43 an dem Einstellmechanismus 40 befestigt.
Das heißt, die in den jeweiligen Kameras 1 und 2 gebildeten
Schraubenlöcher und die Schrauben 43 entsprechen
den "Befestigungseinheiten" der vorliegenden Erfindung.
-
Beispielsweise
kann der Benutzer durch leichtes Festziehen der Schrauben 43 die
jeweiligen Kameras 1 und 2 auf der Ebene des Einstellmechanismus 40 (Grundplatte)
rotieren. Auf diese Weise wird es möglich, die Richtung
der optischen Achse jeder der beiden Kameras 1 und 2 einzustellen.
Nachdem die Richtung der optischen Achse jeder der Kameras 1 und 2 bestimmt
wurde, kann die Richtung der optischen Achse jeder der Kameras 1 und 2 durch
Festziehen der Schrauben 43 fixiert werden.
-
In
der in 2 dargestellten Anordnung sind die Kameras 1 und 2 direkt
an dem Einstellmechanismus 40 befestigt. Jedoch ist das
Befestigungsverfahren der Kameras 1 und 2 nicht
auf das in 2 dargestellte Verfahren beschränkt.
Beispielsweise kann jede der Kameras 1 und 2 an
dem Einstellmechanismus 40 mit einem L-förmigen
Winkel, der dazwischen angebracht ist, befestigt werden. In diesem
Fall wird eine der beiden zueinander orthogonalen Oberflächen
des L-förmigen Winkels in Kontakt mit der Ebene des Einstellmechanismus 40 (Grundplatte)
gebracht, wobei die andere Oberfläche in Kontakt mit der
Kamera 1 (Kamera 2) gebracht wird.
-
Des
Weiteren kann ein Halterungselement, welches zur Befestigung der
Kameras 1 und 2 verwendet wird, auf dem Einstellmechanismus 40 angeordnet
sein.
-
Gehäuseeinheiten 5 und 6,
die jeweils zur Aufnahme eines bandförmigen Elements (nicht
dargestellt) verwendet werden, sind jeweils an den Kameras 1 und 2 befestigt.
In den unten erläuterten Figuren wurde zur einfacheren
Erklärung der Bildaufnahmevorrichtung 50 die Darstellung
des Einstellmechanismus 40 weggelassen.
-
3 zeigt
eine Zeichnung, welche die Struktur der Bildaufnahmevorrichtung 50 und
das Einstellverfahren für die Kameras 1 und 2,
die in der Bildaufnahmevorrichtung 50 enthalten sind, erläutert. Wie
in 3 dargestellt, ist die Bildaufnahmevorrichtung 50 mit
den Kameras 1 und 2, den bandförmigen Elementen 3 und 4,
der Gehäuseeinheit 5 zur Aufnahme des bandförmigen
Elements 3 und der Gehäuseeinheit 6 zur
Aufnahme des bandförmigen Elements 4 ausgestattet.
Die Gehäuseeinheit 5 ist an einem Gehäuseelement
der Kamera 1 befestigt. Die Gehäuseeinheit 6 ist
an einem Gehäuseelement der Kamera 2 befestigt.
-
Jedes
der bandförmigen Elemente 3 und 4 kann
frei beweglich gebogen werden und wird ebenso zu einem geraden Zustand
geformt, wenn ein bestimmter Grad an Zugspannung darauf ausgeübt wird.
Eine Spiralfeder (nicht dargestellt) ist an der Innenseite der Gehäuseeinheit 5 befestigt.
Wenn ein Ende des bandförmigen Elements 3 aus
der Gehäuseeinheit 5 herausgezogen wird, wird
durch die Kraft der Spiralfeder, die mit einem zweiten Ende des bandförmigen
Elements 3 verbunden ist, eine Kraft ausgeübt,
die das bandförmige Element 3 zurück
in die Gehäuseeinheit 5 zieht (auf das bandförmige
Element 3 ausgeübte Wicklungskraft). Durch das Gleichgewicht
zwischen der Wicklungskraft, die auf das bandförmige Element 3 ausgeübt
wird, und der Kraft, die das zweite Ende des bandförmigen
Elements 3 aus der Gehäuseeinheit 5 herauszieht,
kann das bandförmige Element 3 linear und stramm
ausgedehnt werden. Kurz gefasst, übt die Spiralfeder eine
Zugspannung auf das bandförmige Element 3 aus,
wobei ein erstes Ende des bandförmigen Elements 3 festgehalten
wird. Da das Bandelement 4 und die Gehäuseeinheit 6 die
gleichen Strukturen wie das bandförmige Element 3 und
die Gehäuseeinheit 5 aufweisen, wird in der folgenden
Beschreibung die gleiche Erklärung nicht noch einmal wiederholt.
-
In
der folgenden Beschreibung wird das zweite Ende (das Ende auf der
Seite, die dem anderen, an die Spiralfeder gekoppelten Ende gegenüber liegt)
jedes der Bandelemente 3 und 4 als "Vorderkante"
bezeichnet.
-
Die
Vorderkante des bandförmigen Elements 3 und die
Vorderkante des bandförmigen Elements 4 werden
miteinander an einer vorbestimmten Bildaufnahmeposition 111 auf
der Oberfläche des Werkstücks 100 verbunden.
Hierbei besteht, wie zuvor erläutert, eine hohe Wahrscheinlichkeit,
dass bei der Installation der Kameras 1 und 2 keine
Werkstücke 100 anwesend sind. Somit können,
unter der Annahme, dass ein Werkstück 100 und
eine Bildaufnahmeposition 111 vorliegen, die Vorderkante
des bandförmigen Elements 3 und die Vorderkante
des bandförmigen Elements 4 an der Bildaufnahmeposition 111 (tatsächlich
einer bestimmten Position in einem Raum) miteinander verbunden werden.
In einem Zustand, in dem die Kameras 1 und 2 zeitweise
an dem Einstellmechanismus 40 befestigt sind (siehe 2) besteht
eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Richtungen der optischen
Achsen der Kameras 1 und 2 nicht miteinander übereinstimmen.
In einem derartigen Zustand können die bandförmigen
Elemente 3 und 4 als Hilfselemente eingesetzt
werden, um die Position (die Position in einem Raum) anzugeben,
an dem ein Bildaufnahmeobjekt platziert werden sollte.
-
Das
Mittel, das zum Verbinden der Vorderkante des Bandelements 3 und
des vorderen Endes der Bandelements 4 eingesetzt wird,
ist nicht speziell eingeschränkt. Beispielsweise können
diese unter Verwendung eines Klebebands miteinander verbunden werden.
Durch Befestigen von Haken (hakenförmige Elemente) an den
Enden der bandförmigen Elemente 3 und 4 und
durch Zusammenführen der Haken können die Vor derkanten
der bandförmigen Elemente miteinander verbunden werden,
indem die Haken ineinander eingreifen.
-
Die
Kameras 1 und 2 sind jeweils mit Linsen 7 und 8 ausgestattet.
Der Abstand (Arbeitsabstand) von der vorderseitigen Position der
Linse 7 zu der Bildaufnahmeposition 111 wird als
WD1 definiert, und der Abstand (Arbeitsabstand) von der vorderseitigen Position
der Linse 8 zu der Bildaufnahmeposition 111 wird
als WD2 definiert.
-
4 zeigt
eine Zeichnung, welche die bandförmigen Elemente 3 und 4 detailliert
erläutert. Wie in 4 dargestellt,
sind das bandförmige Element 3 (und das bandförmige
Element 4) spezifisch als Bandmaße (Maße)
gebildet, wobei Skalen zum Messen der Länge basierend auf
einer vorbestimmten Einheit auf die Oberflächen der Bandmaße
aufgebracht sind. Durch Bezugnahme auf die auf dem Maßband
aufgebrachten Skalen ist es möglich, den Arbeitsabstand
herauszufinden.
-
5 zeigt
ein anderes Beispiel einer Struktur der bandförmigen Elemente 3 und 4.
Wie in 5 dargestellt, ist eine Markierung 30 auf
dem bandförmigen Element 3 (und dem bandförmigen
Element 4) durch den Benutzer angebracht. Die Länge
von der Vorderkante des bandförmigen Elements zu der Markierung 30 entspricht
beispielsweise einem vorbestimmten Arbeitsabstand WD. Während
die Vorderkante des bandförmigen Elements 3 mit
dem Werkstück 100 (oder einem Zielobjekt) verbunden
ist, stellt der Benutzer die Position der Kamera 1 derart
ein, dass die Position der Markierung 30 mit der Position der
Vorderkante der Linse 7 übereinstimmt. Die gleichen
Verfahren werden ebenso bei den Einstellungen der Kamera 2 vorgenommen.
-
Wie
in der vorhergehenden 3 dargestellt, wird es dem Benutzer
ermöglicht, die Arbeitsabstände WD1 bzw. WD2 basierend
auf den Längen der Bandelemente 3 und 4 festzustellen.
Das heißt, der Arbeitsabstand WD1 wird durch die Länge
des bandförmigen Elements 3 ange zeigt, während
der Arbeitsabstand WD2 durch die Länge des bandförmigen
Elements 4 angezeigt wird.
-
Auf
diese Weise kann jedes der bandförmigen Elemente 3 und 4,
von denen jeweils ein Ende mit der Kamera 1 bzw. 2 verbunden
ist, die Information in Bezug auf den Abstand zu einem Objekt (Werkstück 100 in 3),
dessen konvergiertes Bild durch die entsprechende Kamera (Kamera 1 oder 2)
erfasst wird, durch die Länge der bandförmigen
Elemente 3 oder 4 angezeigt werden. In der vorliegenden
Ausführungsform entspricht "der Abstand zu dem Objekt, dessen
konvergiertes Bild durch die Kamera 1 oder 2 erfasst
wird" dem Arbeitsabstand. Hierbei umfasst der Abstand eine Distanz
zwischen der Kamera und dem Bildaufnahmeobjekt (Werkstück 100),
welche innerhalb eines Distanzbereichs bestimmt wird, der derart
ist, dass ein fokussiertes Bild in einem Umfang aufgenommen werden
kann, so dass die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 eine
Bildverarbeitung daran durchführen kann, und umfasst ebenso
einen Abstand zwischen der Kamera und dem Bildaufnahmeobjekt (Werkstück 100),
welcher das am besten fokussierte Bild liefert. Des Weiteren umfasst
der Ausdruck "Information in Bezug auf den Abstand wird durch die
Länge der bandförmigen Elemente 3 oder 4 angezeigt"
einen Zustand, in dem, um die Länge des bandförmigen
Elements mit dem Abstand zu dem Bildaufnahmeobjekt, dessen konvergiertes
Bild durch die Kamera erfasst wird, in Übereinstimmung zu
bringen (beispielsweise, wenn das Bandmaß aus der Gehäuseeinheit
herausgezogen wird), eine Markierung an der Position des bandförmigen
Elements angebracht ist, welche mit dem entsprechenden Abstand übereinstimmt
(siehe 5).
-
Des
Weiteren können durch Einstellen der Richtung der optischen
Achse der Kamera 1 derart, dass die Vorderkante des bandförmigen
Elements 3 in dem Gesichtsfeld der Kamera 1 enthalten
ist, sowie durch Einstellen der Richtung der optischen Achse der
Kamera 2 derart, dass die Vorderkante des bandförmigen
Elements 4 in dem Gesichtsfeld der Kamera 2 enthalten
ist, das Gesichtsfeld der Kamera 1 und das Gesichtsfeld
der Kamera 2 übereinander gelegt werden. Da die
Richtung der optischen Achse jeder der Kameras 1 und 2 durch
das zuvor erläuterte Verfahren eingestellt werden kann
(siehe 2), erfolgt keine Wiederholung der detaillierten
Beschreibung.
-
Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform werden die Vorderkanten der
bandförmigen Elemente 3 und 4 miteinander
verbunden, so dass die Vorderkanten der jeweiligen bandförmigen
Elemente 3 und 4 bei dem Abstand zu dem Objekt,
dessen konvergiertes Bild durch die Kamera 1 erfasst wird,
sowie dem Abstand zu dem Objekt, dessen konvergiertes Bild durch
die Kamera 2 erfasst wird, miteinander in Übereinstimmung
gebracht werden. Durch diese Anordnung kann auch in dem Fall, in
dem kein Bildaufnahmeobjekt anwesend ist, unter Annahme der Position
eines Bildaufnahmebereichs des Objekts der Arbeitsabstand von der
angenommenen Position anhand des bandförmigen Elements
herausgefunden werden. Somit kann eine Installationsposition der
Kamera basierend auf dem Arbeitsabstand bestimmt werden.
-
Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform kann ferner, da die bandförmigen
Elemente 3 und 4 miteinander an der Bildaufnahmeposition
verbunden sind, basierend auf der Ausdehnungsrichtung jedes bandförmigen
Elements 3 und 4 die optische Achse jeder Kamera 1 und 2 bestimmt
werden. Mit dieser Anordnung können, auch wenn der Arbeitsabstand lang
ist, wodurch das Gesichtsfeld der Kamera klein ist, die Einstellungen
der Richtungen der optischen Achse der Kameras derart, dass die
Gesichtsfelder der Kamera übereinander liegen, leicht durchgeführt werden.
-
(Modifiziertes Beispiel des Verfahrens
zum Einstellen der Bildaufnahmevorrichtung 50)
-
6 zeigt
eine Zeichnung, welche ein erstes modifiziertes Beispiel für
ein Verfahren zum Einstellen der Bildaufnahmevorrichtung 50 erläutert.
Wie in 6 dargestellt, ist in dieser Ausführungsform
ein Werkstück 100 platziert, und ein Zielobjekt
("Target") 120 ist auf der Oberfläche des Werkstücks 100 platziert.
Ein bestimmter Bereich auf der Oberfläche des Zielobjekts 120 entspricht
der Bildaufnahmeposition 111.
-
In
diesem modifizierten Beispiel ist es lediglich notwendig, das Zielobjekt 120 derart
zu platzieren, dass ein bestimmter Bereich auf der Oberfläche des
Zielobjekts 120 der Bildaufnahmeposition 111 entspricht.
Obwohl bevorzugt das Werkstück 100 eingesetzt
wird, kann somit das Zielobjekt 120, beispielsweise auf
einer Grundfläche, platziert werden. In diesem Fall entspricht
das in 6 dargestellte Werkstück 100 der
Grundfläche.
-
Auf
die gleiche Weise wie in 3 werden die Vorderkante des
bandförmigen Elements 3 und die Vorderkante des
bandförmigen Elements 4 miteinander verbunden.
Die Vorderkante des bandförmigen Elements 3 und
die Vorderkante des bandförmigen Elements 4 werden
an der Bildaufnahmeposition 111 in ihrem verbundenen Zustand übereinander
gelegt. Wie zuvor beschrieben, können verschiedene Mittel
als Mittel zur Verbindung der Vorderkante des bandförmigen
Elements 3 und der Vorderkante des bandförmigen
Elements 4 mit der Oberfläche des Zielobjekts 120 eingesetzt
werden.
-
Auch
in dem Fall, in dem dieses Verfahren angewendet wird, kann der Benutzer
die Installationsposition einer Kamera basierend auf der Position (Bildaufnahmeposition 111)
des Bereichs eines Bildaufnahmeobjekts und des Arbeitsabstands (Länge der
bandförmigen Elemente 3 und 4) feststellen.
Da die bandförmigen Elemente 3 und 4 miteinander
an der Bildaufnahmeposition 111 verbunden sind, kann des
Weiteren die Richtung der optischen Achse jeder der Kameras 1 und 2 basierend auf
der Ausdehnungsrichtung des bandförmigen Elements 3 oder 4 bestimmt
werden. Somit kann, auch wenn der Arbeitsabstand lang ist, wodurch
das Gesichtsfeld der Kamera klein ist, die Einstellung der Richtung
der optischen Achse jeder Kamera, welche derart ausgeführt
wird, dass sich die Gesichtsfelder der Kameras gegenseitig überlappen,
leicht durchgeführt werden.
-
7 zeigt
eine Zeichnung, welche ein zweites modifiziertes Beispiel für
ein Verfahren zum Einstellen der Bildaufnahmevorrichtung 50 erläutert.
Wie in 7 und 6 dargestellt, sind die Vorderkante des
bandförmigen Elements 3 und die Vorderkante des
bandförmigen Elements 4 jeweils unabhängig voneinander
mit der Oberfläche des Zielobjekts 120 verbunden.
Die Richtung der optischen Achse der Kamera 1 ist derart
eingestellt, dass die Vorderkante des bandförmigen Elements 3 in
dem Gesichtsfeld der Kamera 1 enthalten ist. Auf die gleiche
Weise ist die Richtung der optischen Achse der Kamera 2 derart
eingestellt, dass die Vorderkante des bandförmigen Elements 4 von
dem Gesichtsfeld der Kamera 2 umfasst wird. Da die anderen
Punkte denen des in 6 dargestellten Einstellverfahrens
entsprechen, erfolgt keine Wiederholung der detaillierten Erläuterung.
-
(Verarbeitungsfluss)
-
8 zeigt
eine Zeichnung, welche einen Verarbeitungsfluss eines in 1 dargestellten
Bildinspektionssystems erläutert. Wie in 8 und 1 dargestellt,
wird die Verarbeitung des Bildinspektionssystems hauptsächlich
in eine Start-Verarbeitung (Prozesse in den Schritten S1 bis S2)
und eine Betriebsverarbeitung (und Instandhaltungsverarbeitung)
(Prozesse in den Schritten S4 und S5) eingeteilt.
-
Beim
Starten des Bildinspektionssystems wird zunächst eine Mehrzahl
an Kameras (Kameras 1 und 2) installiert (Schritt
S1). Die Kameras 1 und 2 werden derart eingestellt,
dass Bilder der gleichen Oberfläche des Werkstücks 100 aus
verschiedenen Bildaufnahmewinkeln erfasst werden können.
In Schritt S1 werden die Kameras unter Anwendung des Einstellverfahrens
der vorliegenden Erfindung eingestellt. Der Fluss dieser Einstellungen
wird später detailliert beschrieben.
-
Als
Nächstes werden die Kalibrierungen der Kameras
1 und
2 durchgeführt
(Schritt S2). Als Verfahren zur Kalibrierung kann beispielsweise
ein in
JP-A Nr.
2006-250889 offenbartes Verfahren angewendet werden.
-
Als
Nächstes werden die Messbedingungen, wie beispielsweise
Messpositionen auf dem Werkstück, eingestellt (Schritt
S3).
-
Anschließend
werden dreidimensionale Messungen durchgeführt (Schritt
S4). Die Bildverarbeitungsvorrichtung 20 gibt die Ergebnisse
der dreidimensionalen Messung an einen Monitor 15 oder
an eine andere Verarbeitungsvorrichtung aus (Schritt S5).
-
Bei
der Verarbeitung in Schritt S1 sind verschiedene Prozesse bei der
Installation der Kameras erforderlich, abhängig davon,
ob der Arbeitsabstand kurz oder lang ist.
-
In
Bezug auf 6 diskutiert die folgende Beschreibung
ein Verfahren, bei dem die Kameras installiert werden, wenn der
Arbeitsabstand kurz ist, und ein Verfahren, in dem Kameras installiert
werden, wenn der Arbeitsabstand lang ist (d. h., Einstellungen der
Bildaufnahmevorrichtung gemäß Ausführungsform
1). Im Falle eines kurzen Arbeitsabstands wird angenommen, dass
keine bandförmigen Elemente 3 und 4 in
der in 6 dargestellten Bildaufnahmevorrichtung 50 vorliegen.
-
9 zeigt
ein Flussdiagramm, welches ein Installationsverfahren einer Mehrzahl
an Kameras bei kurzem Arbeitsabstand erläutert. Wie in 9 zunächst
in 6 dargestellt, wird ein Zielobjekt 120 platziert
(Schritt S11). Als Nächstes wird eine Kamera 1 in Übereinstimmung
mit einem Arbeitsabstand von dem Zielobjekt 120 (in 9 als
"WD" be zeichnet) installiert (Schritt S12). Die Länge des
Arbeitsabstands wird beispielsweise derart eingestellt, dass der
Benutzer/die Benutzerin die Linse 7 der Kamera 1 und das
Zielobjekt 120 mit der Hand berühren kann, wenn der
Benutzer/die Benutzerin seine/ihre Hand bewegt.
-
Als
Nächstes wird die Kamera 1 auf das Zielobjekt 120 gerichtet
(Schritt S13). Da der Arbeitsabstand in Bezug auf das Gesichtsfeld
der Kamera 1 relativ kurz ist, kann das Bild von dem Zielobjekt 120 durch
Ausrichten der Kamera 1 (Linse 7) auf das Zielobjekt 120 erfasst
werden. Auf diese Weise kann der Monitor das Bild des durch die
Kamera erfassten Zielobjekts 120 darstellen (Schritt S14).
-
Anschließend
bewegt der Benutzer/die Benutzerin seine/ihre Hand auf der Vorderseite
der Linse 7 und stellt unter Beobachtung des Monitors 15 die
Richtung der Kamera ein (Schritt S15). Des Weiteren stellt der Benutzer/die
Benutzerin die Richtung der Kamera ein, während er/sie
seine/ihre Hand in die Nähe des Zielobjekts 120 bewegt
(Schritt S16).
-
Wenn
die Hand des Benutzers die Position des Zielobjekts 120 erreicht
hat, wird dem Benutzer durch den Monitor 15 die Tatsache
bestätigt, dass die Kamera 1 ein Bild von dem
Zielobjekt 120 erfasst. Ferner stellt der Benutzer schließlich
die Position der Kamera 1 unter Beobachtung des Monitors 15 ein, wobei
die Kamera 1 ein Bild von dem Zielobjekt 120 erfasst,
so dass die Kamera 1 sichernd befestigt wird (Schritt S17).
-
Als
Nächstes wird bestimmt, ob Einstellungen an sämtlichen
Kameras durchgeführt wurden oder nicht (Schritt S18). In
dem Fall, in dem sämtliche Kameras eingestellt wurden (JA
in Schritt S18), sind die gesamten Prozesse beendet. In dem Fall,
in dem noch irgendeine Kamera uneingestellt bleibt (NEIN in Schritt
S18), geht die Abfolge der Prozesse wieder zu Schritt S12. In diesem
Fall werden die Prozesse der Schritte S12 bis S17 erneut durchgeführt,
um die Kamera 2 einzustellen.
-
In
dem Fall, in dem das Gesichtsfeld der Kamera klein ist, wobei der
Arbeitsabstand groß ist, wird davon ausgegangen, dass bei
den Prozessen des Flussdiagramms von 9 folgende
Probleme auftreten.
-
Zunächst
besteht die Möglichkeit, dass die Kamera 1 in
Schritt S13 kein Bild von dem Zielobjekt 120 erfasst. Zudem
kann es aufgrund des langen Arbeitsabstands (beispielsweise 2 m)
für den Benutzer/die Benutzerin schwierig sein, seine/ihre
Hand in die Nähe des Zielobjekts zu bringen, während
er/sie die Richtung der Kamera einstellt, wobei seine/ihre Hand
sich vor der Linse befindet. Des Weiteren besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit,
dass der Monitor 15 in einer Position in Entfernung von
dem Benutzer installiert ist. Dadurch wird es für den Benutzer schwierig,
die Richtung der Kamera einzustellen und gleichzeitig das auf dem
Monitor 15 dargestellte Bild zu überwachen. Folglich
wird es schwierig, die Prozesse der Schritte S13 bis S16 durchzuführen.
-
10 zeigt
ein Flussdiagramm, welches die Einstellungen der Bildaufnahmevorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 erläutert.
Wie in 10 und 9 dargestellt,
unterscheiden sich die Prozesse des Flussdiagramms von 10 von
den in dem Flussdiagramm von 9 dargestellten
Prozessen dadurch, dass zwischen Schritt S11 und Schritt S12 zusätzlich
die Schritte S21 bis S24 durchgeführt werden, und dass
der Prozess von Schritt S25 anstelle der Prozesse der Schritte S13
bis S16 durchgeführt wird. Die Prozesse der anderen Schritte
des Flussdiagramms von 10 entsprechen den Prozessen
in den entsprechenden Schritten des Flussdiagramms von 9.
Aus diesem Grund erfolgt in der folgenden Beschreibung hauptsächlich
eine Erläuterung der Prozesse der Schritte S21 bis S25.
-
In
Schritt S21 werden die Vorderkanten der bandförmigen Elemente 3 und 4 bis
zu der Bildaufnahmeposition 111 herausgezogen. Bei Durchführung
des in 6 dargestellten Einstellverfahrens werden nach
dem Prozess in Schritt S21 die Vorderkanten der bandförmigen
Elemente 3 und 4 sukzessive miteinander verbunden
(Schritt S22). Als Nächstes werden die so miteinander verbundenen
Vorderkanten der bandförmigen Elemente 3 und 4 mit
der Bildaufnahmeposition 111 verbunden (Schritt S23).
-
Bei
Durchführung des in 7 dargestellten Einstellverfahrens
werden die jeweiligen Vorderkanten der bandförmigen Elemente 3 und 4 mit
der Bildaufnahmeposition 111 verbunden (Schritt S23), ohne dass
der Prozess von Schritt S22 durchgeführt wird.
-
Nach
Durchführung des Prozesses von Schritt S23 wird der Arbeitsabstand
unter Verwendung der bandförmigen Elemente 3 und 4 gemessen (Schritt
S24). Nach Beendigung des Prozesses von Schritt S24 wird eine Kamera 1 in Übereinstimmung mit
dem gemessenen Arbeitsabstand installiert (Schritt S12).
-
Als
Nächstes wird in Schritt S25 die Orientierung (Richtung
der optischen Achse) der Kamera 1 entlang der Richtung
des bandförmigen Elements 3 eingestellt. Auf diese
Weise wird die Richtung der optischen Achse der Kamera derart eingestellt,
dass sich die Bildaufnahmeposition 111 innerhalb des Gesichtsfelds
der Kamera 1 befindet. Als Nächstes wird der Prozess
von Schritt S17 durchgeführt. In Schritt S17 stellt der
Benutzer schließlich die Position der Kamera 1 ein,
während er bei Bedarf den Monitor 15 überwacht,
und sichert die Kamera 1 (Schritt S17).
-
Wie
auch in 3 dargestellt, ist in dem Flussdiagramm
von 10 der Prozess von Schritt S11 nicht notwendigerweise
enthalten. Das heißt, das Zielobjekt 120 muss
nicht notwendigerweise installiert werden. In diesem Fall können
die jeweiligen Positionen und Richtungen der optischen Achse der Mehrzahl
an Kameras beim Starten der Prozesse von Schritt S21 eingestellt
werden.
-
Auf
diese Weise können gemäß Ausführungsform
1 unter Verwendung der bandförmigen Elemente die Positionen
und Richtungen der optischen Achse der jeweiligen Kameras leicht
eingestellt werden, auch wenn der Arbeitsabstand sämtlicher
Kameras lang ist.
-
[Ausführungsform 2]
-
11 zeigt
eine Zeichnung, welche ein Einstellverfahren für eine Bildaufnahmevorrichtung 50A und
Kameras 1 und 2, die in der Bildaufnahmevorrichtung 50A enthalten
sind, gemäß einer Ausführungsform 2 erläutern.
-
Wie
in 11 und 3 dargestellt, unterscheidet
sich die Bildaufnahmevorrichtung 50A von der Bildaufnahmevorrichtung 50 dadurch,
dass sie ferner eine lichtemittierende Vorrichtung 9, die
an der Kamera 1 befestigt ist, und eine lichtemittierende
Vorrichtung 10, die an der Kamera 2 befestigt
ist, umfasst. Da die Strukturen der anderen Bestandteile der Bildaufnahmevorrichtung 50A denen
der Aufnahmevorrichtung 50 entsprechen, erfolgt in der
folgenden Beschreibung keine wiederholte diesbezügliche
Erläuterung.
-
Die
lichtemittierenden Vorrichtungen 9 bzw. 10 emittieren
Lichtstrahlen B1 und B2. Die Richtung des Lichtstrahls B1 wird auf
eine Richtung entlang der Richtung der optischen Achse von Kamera 1 eingestellt
(Richtung der optischen Achse von Linse 7). Die Richtung
des Lichtstrahls B2 wird auf eine Richtung entlang der Richtung
der optischen Achse der Kamera 2 eingestellt (Richtung
der optischen Achse von Linse 8). Beispielsweise können
lichtemittierende Vorrichtungen, einschließlich Halbleiter-Laser (beispielsweise
Laserpointer), als lichtemittierende Vorrichtungen 9 und 10 eingesetzt
werden.
-
Hierbei
ist es im Hinblick auf die Befestigungsposition der lichtemittierenden
Vorrichtung 9 bevorzugter, den Abstand zwischen der optischen Achse
des Lichtstrahls B1, welcher von der lichtemittierenden Vorrichtung 9 ausgesendet
wird, und der optischen Achse der Kamera 1 (optische Achse
der Linse) zu verkürzen. Gleichermaßen ist es
im Hinblick auf die Befestigungsposition der lichtemittierenden
Vorrichtung 10 bevorzugter, die Distanz zwischen der optischen
Achse des Lichtstrahls B2 und der optischen Achse der Kamera 1 (optische
Achse der Linse) zu verkürzen.
-
In
dem Fall, in dem die Oberfläche des Zielobjekts 120 in
Richtung des Lichtstrahls B1 lokalisiert ist, wird ein Lichtpunkt
auf der Oberfläche des Zielobjekts 120 gebildet.
In dem Fall, in dem die Oberfläche des Zielobjekts 120 in
Richtung des Lichtstrahls B2 lokalisiert ist, wird auf die gleiche
Weise ein Lichtpunkt auf der Oberfläche des Zielobjekts 120 gebildet.
-
In
dem Einstellverfahren gemäß Ausführungsform
2 wird der Lichtstrahl B1 von der lichtemittierenden Vorrichtung 9 ausgesendet,
wobei die Vorderkanten der bandförmigen Elemente 3 und 4 auf der
Bildaufnahmeposition 111 übereinander liegen. Dann
wird die Richtung der optischen Achse von Kamera 1 derart
eingestellt, dass ein Lichtpunkt, der von dem Lichtstrahl B1 stammt,
auf der Oberfläche des Zielobjekts 120 gebildet
wird. Auf diese Weise kann die Kamera 1 ein Bild von dem
Zielobjekt 120 erfassen.
-
In
dem Fall, in dem die Richtung der optischen Achse der Kamera 1 entlang
der Ausdehnungsrichtung des bandförmigen Elements 3 eingestellt
ist, kann der Benutzer durch Bestätigung des Lichtpunkts
erkennen, ob die Richtung der optischen Achse der Kamera 1 angemessen
ist oder nicht. Auf diese Weise kann die Richtung der optischen
Achse der Kamera leicht eingestellt werden.
-
Gleichermaßen
wird ein Lichtstrahl B2 von der lichtemittierenden Vorrichtung 10 emittiert,
und die Richtung der optischen Achse von Kamera 2 wird derart
eingestellt, dass ein Lichtpunkt, der von dem Lichtstrahl B2 stammt,
auf der Oberfläche des Zielobjekts 120 gebildet wird.
Auf diese Weise kann die Kamera 2 ein Bild von dem Zielobjekt 120 erfassen. Folglich
können die Gesichtsfelder von Kamera 1 und Kamera 2 übereinander
gelegt werden.
-
12 zeigt
eine Zeichnung, welche ein weiteres Verfahren zum Einstellen einer
Bildaufnahmevorrichtung 50A erläutert. Wie in 12 und 11 dargestellt,
unterscheidet sich das in 12 dargestellte
Einstellverfahren von dem Einstellverfahren von 11 dadurch,
dass die Spitze des bandförmigen Elements 3 und
die Spitze des bandförmigen Elements 4 an der
Oberfläche des Zielobjekts jeweils unabhängig
voneinander befestigt sind; die anderen Punkte entsprechen jedoch
denen des Einstellverfahrens von 11.
-
13 zeigt
ein Flussdiagramm, welches die Einstellungen der Bildaufnahmevorrichtung
gemäß Ausführungsform 2 erläutert.
Wie in 13 und 10 dargestellt,
unterscheidet sich das Flussdiagramm von 13 von
dem Flussdiagramm von 10 dadurch, dass zusätzliche
Prozesse der Schritte S31 und S32 nach dem Prozess von Schritt S25
durchgeführt werden. In Schritt S31 wird ein Lichtstrahl
B1 von der lichtemittierenden Vorrichtung 9 ausgesendet.
Anschließend wird in Schritt S32 die Orientierung der Kamera 1 derart
eingestellt, dass ein Lichtpunkt auf der Oberfläche des
Zielobjekts 120 gebildet wird. Die Prozesse der anderen
Schritte in dem Flussdiagramm von 13 sind
hierbei die gleichen wie die Prozesse der entsprechenden Schritte von 10;
aus diesem Grund erfolgt keine wiederholte Erläuterung.
-
Wie
oben beschrieben, kann gemäß Ausführungsform
2 durch zusätzliches Installieren einer lichtemittierenden
Vorrichtung zum Aussenden eines Lichtstrahls in Richtung der optischen
Achse der Kamera die Einstellung der Richtung der optischen Achse
der Kamera im Vergleich zu der von Ausführungsform 1 leicht
durchgeführt werden.
-
Obwohl
die Erfindung detailliert dargestellt und beschrieben wurde, ist
die vorhergehende Beschreibung in sämtlichen Aspekten illustra tiv
und nicht restriktiv. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird
nicht durch die obige Beschreibung der Ausführungsformen
sondern durch die folgenden Ansprüche bestimmt; somit können
eine Anzahl verschiedener Modifikationen und Variationen durchgeführt
werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2006-250889 [0003]
- - JP 2006-250889 A [0073]