JP2005062064A - 非接触計測装置 - Google Patents
非接触計測装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005062064A JP2005062064A JP2003294483A JP2003294483A JP2005062064A JP 2005062064 A JP2005062064 A JP 2005062064A JP 2003294483 A JP2003294483 A JP 2003294483A JP 2003294483 A JP2003294483 A JP 2003294483A JP 2005062064 A JP2005062064 A JP 2005062064A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target member
- center
- target
- posture
- colored
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 18
- 238000004040 coloring Methods 0.000 claims description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 241000258937 Hemiptera Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
【解決手段】 本発明の標的部材の着色パターンは三次元的に位置を異にする少なくとも3つの平行関係にある円形パターンを含むものものとし、撮像手段で撮像した画像データより前記標的部材の着色パターンを抽出する画像処理手段と、この画像処理手段で抽出した着色パターンの各面積および該各面積の中心位置を算出し、これらの面積および面積の中心位置に基づいて前記第一および第二の対象物の相対位置・相対姿勢を算出する演算手段とを具備する。
【選択図】 図1
Description
本発明の非接触位置・姿勢計測装置は、少なくとも一方が移動し相対位置・相対姿勢が不確定な関係を有した第一および第二の対象物において、これらの一方に設けられる標的部材と、もう一方に設けられ前記標的部材を撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像した画像データより前記標的部材の着色パターンを抽出する画像処理手段と、この画像処理手段で抽出した着色パターンの各面積および該各面積の中心位置を算出し、これらの面積および面積の中心位置に基づいて前記第一および第二の対象物の相対位置・相対姿勢を算出する演算手段とを具備し、前記標的部材の着色パターンは三次元的に位置を異にする少なくとも3つの平行関係にある円形パターンを含むものである。
標的部材の構造として支柱先端という高さの異なる部位に着色円形パターンを設けた本発明の非接触位置・姿勢計測装置は、対象部材の傾斜の計測を容易にしている。
φ=tan−1(x1 /f)
θ=tan−1(y1 /f)
画像フレーム上では、マークB(31b)は楕円形状として捉えられる。マークB(31b)の直径をRとすると、この楕円形状の画像フレーム上での長軸の長さδ1とレンズ中心から画像フレーム上の領域Bの中心b0までの距離L1から、標的部材30までの概略の距離Lが次式により算出される。
L=R×L1/δ1
ここで、L1=√(x1 2+y1 2+f2)である。
画像フレーム上での領域Bの中心と領域Aの中心a0(x2,y2)と領域Cの中心c0(x3,y3)位置関係から、カメラの視線に対する前記標的部材30の姿勢角が以下のように算出できる。
まず、余弦定理により次式からマークAの中心点A0とマークBの中心点B0に対する見込み角αの余弦cosαを求める。
cosα
=[(x1 2+y1 2+f2)+(x2 2+y2 2+f2)−{(x1 2−x2 2)+(y1 2−y2 2)}]
/√{(x1 2+y1 2+f2)・(x2 2+y2 2+f2)}
これから、領域Aが見えているときは、マークAはマークBの手前にあると判断されることから、やはり余弦定理により、レンズ中心からマークAの中心A0までの距離Laが求められる。
・余弦定理により、La2−2La・L・cosα+L2−h2=0
・根の公式より、La=L・cosα−√{(L・cosα)2−(L2−h2)}
ここで、hは、標的部材の支柱32の高さ(=a0からb0までの長さ)である。
なお、領域Bの中心b0に対する領域Cの中心c0の方向により、標的部材の支柱回りの姿勢が計測できる。
20 他方の対象物 31a,31b,31c 着色円形パターン
30 標的部材 41 レンズ中心
40 撮像手段 42 撮像面
50 画像処理手段
60 演算手段
Claims (8)
- 少なくとも一方が移動し相対位置・相対姿勢が不確定な関係を有した第一および第二の対象物において、これらの一方に設けられ、もう一方に設けられる撮像手段によって撮像される標的部材であって、基板上にカラー彩色された直径Rの円形パターンと、該円形パターンとは異なる彩色が施され、支柱を介して前記基板と距離hだけ離れて平行方向に取り付けられた直径rの円板と、前記基板上であって、前記円形パターンとは異なる領域に彩色が施された直径r’の円形パターンとからなる標的部材。
ただし、R≫r,R≫r’の関係である。 - 標的部材の構造として基板上にカラー彩色された直径Rの円形パターンの中心部から垂直方向に立てられた支柱の先端部に着色円形パターンが描かれた円板を設けた請求項1に記載の標的部材。
- 基板上にカラー彩色された直径Rの円形パターンの外側に直径r’の小円形パターンを複数個配置することにより、標的の識別機能を持たせたことを特徴とする請求項1又は2に記載の標的部材。
- 少なくとも一方が移動し相対位置・相対姿勢が不確定な関係を有した第一および第二の対象物において、これらの一方に設けられる標的部材と、もう一方に設けられ前記標的部材を撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像した画像データより前記標的部材の着色パターンを抽出する画像処理手段と、この画像処理手段で抽出した着色パターンの各面積および該各面積の中心位置を算出し、これらの面積および面積の中心位置に基づいて前記第一および第二の対象物の相対位置・相対姿勢を算出する演算手段とを具備し、前記標的部材の着色パターンは三次元的に位置を異にする少なくとも3つの平行関係にある円形パターンを含むものである非接触位置・姿勢計測装置。
- 演算手段は、標的の原点を中心とする着色円形パターンの直径をRとし、該円形パターンの結像である楕円形状の画像フレーム上での中心位置座標が(x1,y1)、長軸の長さがδ1、レンズ中心から前記中心位置までの距離L1から、標的部材までの概略の距離Lを次式により算出するものである請求項4に記載の非接触位置・姿勢計測装置。
L=R×L1/δ1
ここで、L1=√(x1 2+y1 2+f2)である。 - 演算手段は、画像フレーム上での標的部材の原点の位置座標(x1,y1)と支柱に支承された円板中心の位置座標(x2,y2)との位置関係から、カメラの視線に対する前記標的部材の姿勢角αを次式により算出するものである請求項4または5に記載の非接触位置・姿勢計測装置。
cosα
=[(x1 2+y1 2+f2)+(x2 2+y2 2+f2)−{(x1 2−x2 2)+(y1 2−y2 2)}]
/√{(x1 2+y1 2+f2)・(x2 2+y2 2+f2)} - 演算手段は、レンズ中心から標的部材の支柱に支承された円板中心までの距離Laを次式により算出するものである請求項6に記載の非接触位置・姿勢計測装置。
La=L・cosα−√{(L・cosα)2−(L2−h2)}
ここで、hは、標的部材の支柱の高さ(=a0からb0までの長さ)である。 - 画像フレーム上での標的部材の原点の位置座標(x1,y1)に対する支柱に支承された円板中心の位置座標(x2,y2)の方向から、標的部材の支柱回りの姿勢を割り出す請求項4乃至7のいずれかに記載の非接触位置・姿勢計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003294483A JP4825964B2 (ja) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | 非接触計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003294483A JP4825964B2 (ja) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | 非接触計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005062064A true JP2005062064A (ja) | 2005-03-10 |
JP4825964B2 JP4825964B2 (ja) | 2011-11-30 |
Family
ID=34371034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003294483A Expired - Lifetime JP4825964B2 (ja) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | 非接触計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4825964B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009051003A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Ihi Corp | ロボット装置の制御方法及びロボット装置 |
JP2015150666A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 株式会社Ihi | ロボットの遠隔操作システムと方法 |
JP2017096738A (ja) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | 大豊精機株式会社 | 3次元位置計測システム、3次元位置計測用プローブ、及びキャリブレータ |
CN109540084A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-03-29 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种浮液中零件三维姿态的测量方法及装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993015376A1 (en) * | 1992-01-30 | 1993-08-05 | Fujitsu Limited | System for recognizing and tracking target mark, and method therefor |
JPH05312521A (ja) * | 1992-05-13 | 1993-11-22 | Nec Corp | ターゲットマーク |
JP2002071313A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-08 | Toshiba Corp | ターゲットマーカとこれを用いた対象物の位置計測方法及びロボットシステム |
JP2002137650A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-14 | Mitsubishi Electric Corp | 追従運転制御装置 |
JP2004144660A (ja) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 3次元位置・姿勢検出用立体、3次元位置・姿勢検出方法、3次元位置・姿勢検出装置、3次元位置・姿勢検出プログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体 |
-
2003
- 2003-08-18 JP JP2003294483A patent/JP4825964B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993015376A1 (en) * | 1992-01-30 | 1993-08-05 | Fujitsu Limited | System for recognizing and tracking target mark, and method therefor |
JPH05312521A (ja) * | 1992-05-13 | 1993-11-22 | Nec Corp | ターゲットマーク |
JP2002071313A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-08 | Toshiba Corp | ターゲットマーカとこれを用いた対象物の位置計測方法及びロボットシステム |
JP2002137650A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-14 | Mitsubishi Electric Corp | 追従運転制御装置 |
JP2004144660A (ja) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 3次元位置・姿勢検出用立体、3次元位置・姿勢検出方法、3次元位置・姿勢検出装置、3次元位置・姿勢検出プログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009051003A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Ihi Corp | ロボット装置の制御方法及びロボット装置 |
JP2015150666A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 株式会社Ihi | ロボットの遠隔操作システムと方法 |
JP2017096738A (ja) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | 大豊精機株式会社 | 3次元位置計測システム、3次元位置計測用プローブ、及びキャリブレータ |
CN109540084A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-03-29 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种浮液中零件三维姿态的测量方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4825964B2 (ja) | 2011-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107292927B (zh) | 一种基于双目视觉的对称运动平台位姿测量方法 | |
JP5036260B2 (ja) | 位置姿勢算出方法及び装置 | |
EP1596333B1 (en) | Calibration for mixed reality | |
US7760242B2 (en) | Information processing method and information processing apparatus | |
JP4136859B2 (ja) | 位置姿勢計測方法 | |
JP4739004B2 (ja) | 情報処理装置及び情報処理方法 | |
US20100157280A1 (en) | Method and system for aligning a line scan camera with a lidar scanner for real time data fusion in three dimensions | |
CN110044374B (zh) | 一种基于图像特征的单目视觉测量里程的方法及里程计 | |
CN105659107B (zh) | 用于确定物体的姿态的方法和超声波设备 | |
JP2008002980A (ja) | 情報処理方法および装置 | |
WO2015132981A1 (ja) | 位置測定装置及び位置測定方法 | |
WO2004044522A1 (ja) | 3次元形状計測方法およびその装置 | |
Tanaka et al. | A high-accuracy visual marker based on a microlens array | |
KR20100081588A (ko) | 로봇 및 그 제어방법 | |
JP2009042162A (ja) | キャリブレーション装置及びその方法 | |
JP3626400B2 (ja) | ターゲットマーカを用いた対象物の位置計測方法及びロボットシステム | |
CN110160566A (zh) | 编码器单元、角度检测方法及机器人 | |
KR101203816B1 (ko) | 로봇 물고기 위치 인식 시스템 및 로봇 물고기 위치 인식 방법 | |
JP6410231B2 (ja) | 位置合わせ装置、位置合わせ方法及び位置合わせ用コンピュータプログラム | |
JP4566786B2 (ja) | 位置姿勢計測方法および情報処理装置 | |
JP4445472B2 (ja) | 小さい対象物の表面再構成のための較正ソフトウェア | |
JP4825964B2 (ja) | 非接触計測装置 | |
KR100698535B1 (ko) | 경사 보정기능을 갖는 이동로봇의 위치 인식 장치 및 방법 | |
CN110490934A (zh) | 基于单目相机与机器人的混合机立式桨叶姿态检测方法 | |
JP4918675B2 (ja) | 3次元座標測定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20060613 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060613 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060613 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080402 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081008 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081114 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100210 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100407 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110302 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110310 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110803 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4825964 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |