JP2004219265A

JP2004219265A - 姿勢測定方法

Info

Publication number: JP2004219265A
Application number: JP2003007434A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Kumagai; 智和熊谷
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】本発明は、少なくとも３個のマーク体と１個の棒状マーク体を取付けて画像とすることにより、姿勢を測定することを目的とする。
【解決手段】本発明による姿勢測定方法は、被測定物（１）の一面（１ａ）に設けた少なくとも３個のマーク体（Ａ、Ｂ、Ｃ）と１個の棒状マーク体（Ｄ）を画像とし、姿勢変化時の各マーク体（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の位置変化を読み込むことにより姿勢を測定する方法である。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、姿勢測定方法に関し、特に、同一面上に少なくとも三個のマーク体及び１個の棒状マーク体を形成し、姿勢変化時の各マーク体及び棒状マーク体の位置を画像としてとらえ、被測定物の姿勢変化を認識して測定するための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種のロボット等の姿勢制御としては、社内製作のため、ここでは特許文献及び非特許文献を示していないが、関節部分及び回転部分等に複数のエンコーダ等のセンサが組込まれ、アームや軸等の姿勢の変化を測定するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の姿勢測定方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、ロボット等のアームや軸内にセンサが組込まれていたため、新たに別の姿勢計測の機能を付加する場合には、機構上の改良を加えて新しくセンサ等を設けなくてはならず、コスト上等から極めて困難であった。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、同一面上に少なくとも三個のマーク体及び１個の棒状マーク体を形成し、姿勢変化時の各マーク体及び棒状マーク体の位置を画像としてとらえ、被測定物の姿勢変化を認識して測定するようにした姿勢測定方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による姿勢測定方法は、被測定物の同一面上に、互いに離間して形成した少なくとも三個のマーク体を設けると共に、前記各マーク体の中の１個のマーク体に棒状マーク体を突出して設け、前記各マーク体及び棒状マーク体を１台のカメラで写像して画像とし、前記被測定物が姿勢を変えた時の前記各マーク体及び棒状マーク体の位置の変化を前記画像から読み取り、前記被測定物の姿勢の変化を測定する方法であり、また、前記各マーク体は、互いに形状が異なる方法であり、また、前記各マーク体は、互いに色が異なる方法であり、また、前記各マーク体は、前記被測定物に対して着脱自在とする方法であり、また、前記各マーク体は、三角形に配設されている方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による姿勢測定方法の好適な実施の形態について説明する。
図１は本発明で用いる被測定物１を示しており、この被測定物１は例えば図７に示すロボット２のアーム３に取付けられているものである。
【０００７】
前記被測定物１は、例えば、六面体の立方体（立方体でなくても取付面が平面であれば可）で形成され、その一面１ａの同一面上には、３個のマーク体Ａ、Ｂ、Ｃが互いに離間して三角形となるように配設されている。
前記各マーク体Ａ、Ｂ、Ｃの中の１個、例えば、マーク体Ａの位置からその一面１ａに対して垂直となるように棒状マーク体Ｄが植立して設けられている。
【０００８】
前記各マーク体Ａ、Ｂ、Ｃ及び棒状マーク体Ｄは、拡大して示すと、図２及び図３、４のように構成されており、各マーク体Ａ〜Ｄは互いに形状が異なるように構成されている。
【０００９】
例えば、図２では、マーク体Ａが小黒点、マーク体Ｂが黒点付白丸、マーク体Ｃが大黒点、棒状マーク体Ｄは長手の棒で構成されており、３個のマーク体Ａ〜Ｃは、形状を異ならせるだけではなく、色を互いに異ならせる場合も有効で、他の三角等の形状もできる。
また、各マーク体Ａ、Ｂ、Ｃは、例えば、貼着シール、マグネット付等の手段により、被測定物１に対して着脱自在とすることができる。
【００１０】
前記被測定物１に各マーク体Ａ、Ｂ、Ｃ及び棒状マーク体Ｄを取付けた状態で、その姿勢変化を実際に測定する場合について述べる。
図５において、姿勢１でビデオカメラ等（図示せず）によって各マーク体Ａ〜Ｃ及び棒状マーク体Ｄを正面から写像すると画像２となる。
次に、被測定物１を回転させて、姿勢１においては、写像は画像１となり、さらに、被測定物１を回転させることによって写像は画像となる。
【００１１】
前述の各画像１〜３において、画像２に対して画像１及び３の各マーク体Ａ〜Ｃと棒状マーク体Ｄの位相及び位置関係を画像処理等で計算することにより、姿勢変化の測定を行うことができる。
【００１２】
次に、図６は、被測定物１の姿勢測定を行う場合に、前記棒状マーク体Ｄの有効性について示すものである。
すなわち、図６において、中央に示す被測定物１を左右方向にわずかに移動させた場合、被測定物１は左向き及び右向きとなるが、各マーク体Ａ、Ｂ、Ｃの３点のみでは同一写像となるため区別が不可能となる。
【００１３】
そのため、前述のように本発明においては、マーク体Ａから棒状マーク体Ｄが植設されているため、この棒状マーク体Ｄの形状は、左向きと右向きとでは写像としてとらえた場合には明確に区別することができる。
従って、前述の各マーク体Ａ〜Ｃ及び棒状マーク体Ｄを、被測定物１に設けることにより、極めて簡単に被測定物１の姿勢測定を行うことができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明による姿勢測定方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、少なくとも３個のマーク体により形成した三角形のマークに対して、１本の棒状マーク体を付加したため、被測定物の全ての姿勢変化に対して測定が可能となった。
また、被測定物に対しては、マーク体及び棒状マーク体を設けてカメラで写像することで測定でき、特別なセンサ等を必要とすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる被測定物の斜視図である。
【図２】図１の各マーク体を示す説明図である。
【図３】各姿勢変化を示す説明図である。
【図４】各姿勢変化を示す説明図である。
【図５】各姿勢変化を示す説明図である。
【図６】図５の他の変化を示す説明図である。
【図７】ロボットを用いる場合の構成図である。
【符号の説明】
１被測定物
１ａ一面
Ａ、Ｂ、Ｃマーク体
Ｄ棒状マーク体

Claims

被測定物（１）の同一面（１ａ）上に、互いに離間して形成した少なくとも三個のマーク体（Ａ、Ｂ、Ｃ）を設けると共に、前記各マーク体（Ａ、Ｂ、Ｃ）の中の１個のマーク体に棒状マーク体（Ｄ）を突出して設け、前記各マーク体（Ａ、Ｂ、Ｃ）及び棒状マーク体（Ｄ）を１台のカメラで写像して画像とし、前記被測定物（１）が姿勢を変えた時の前記各マーク体（Ａ、Ｂ、Ｃ）及び棒状マーク体（Ｄ）の位置の変化を前記画像から読み取り、前記被測定物（１）の姿勢の変化を測定することを特徴とする姿勢測定方法。
前記各マーク体（Ａ、Ｂ、Ｃ）は、互いに形状が異なることを特徴とする請求項１記載の姿勢測定方法。
前記各マーク体（Ａ、Ｂ、Ｃ）は、互いに色が異なることを特徴とする請求項１記載の姿勢測定方法。
前記各マーク体（Ａ、Ｂ、Ｃ）は、前記被測定物（１）に対して着脱自在であることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の姿勢測定方法。
前記各マーク体（Ａ、Ｂ、Ｃ）は、三角形に配設されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の姿勢測定方法。