JP2021072496A - Control method of stereo camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステレオカメラの制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling a stereo camera.
特許文献1には、第1カメラおよび第2カメラを有するステレオカメラの制御方法として、第1カメラおよび第2カメラのそれぞれに同期信号を送り、第1カメラおよび第2カメラの露光開始のタイミングを同期させて対象物を撮像し、撮像した画像データをメモリーに転送する方法が記載されている。 In Patent Document 1, as a control method of a stereo camera having a first camera and a second camera, a synchronization signal is sent to each of the first camera and the second camera, and the timing of exposure start of the first camera and the second camera is determined. A method of synchronizingly imaging an object and transferring the captured image data to a memory is described.
特許文献1の制御方法においては、第1、第2カメラの露光開始のタイミングを同期させているため、第1、第2カメラで撮像した画像データは、同時にメモリーに転送される。しかしながら、第1、第2カメラで撮像した画像データを同時にメモリーに転送するためには、信号配線の本数を多くする必要がある。したがって、特許文献1の構成では、その分、ステレオカメラの大型化を招いてしまう。 In the control method of Patent Document 1, since the timing of the exposure start of the first and second cameras is synchronized, the image data captured by the first and second cameras is simultaneously transferred to the memory. However, in order to simultaneously transfer the image data captured by the first and second cameras to the memory, it is necessary to increase the number of signal wirings. Therefore, in the configuration of Patent Document 1, the size of the stereo camera is increased by that amount.
本発明のステレオカメラの制御方法は、対象物を撮像する第1カメラおよび第2カメラと、
前記第1カメラの撮像により取得した第1画像データおよび前記第2カメラの撮像により取得した第2画像データを保存するメモリーと、を備えているステレオカメラの制御方法であって、
前記第1カメラの撮像開始時刻Ts1から前記メモリーへの前記第1画像データの転送終了時刻Te1までの時間をT1とし、
前記第2カメラの撮像時間をTex2とし、
T1−Tex2=ΔT1としたとき、
前記第2カメラの撮像開始時刻Ts2を前記撮像開始時刻Ts1に対して前記ΔT1遅らせることを特徴とする。
The control method of the stereo camera of the present invention includes a first camera and a second camera that capture an object.
A method for controlling a stereo camera, which comprises a memory for storing a first image data acquired by imaging of the first camera and a second image data acquired by imaging of the second camera.
Let T1 be the time from the imaging start time Ts1 of the first camera to the transfer end time Te1 of the first image data to the memory.
Let Tex2 be the imaging time of the second camera.
When T1-Tex2 = ΔT1
It is characterized in that the imaging start time Ts2 of the second camera is delayed by the ΔT1 with respect to the imaging start time Ts1.
以下、本発明のステレオカメラの制御方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the control method of the stereo camera of the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the accompanying drawings.
図1は、第1実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す図である。図2は、ステレオカメラの全体構成を示すブロック図である。図3は、ステレオカメラの制御方法を示すフローチャートである。 FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a robot system according to the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the stereo camera. FIG. 3 is a flowchart showing a control method of the stereo camera.
図1に示すロボットシステム1は、ロボット2と、ステレオカメラ4と、ステレオカメラ4の計測結果に基づいてロボット2の駆動を制御するロボット制御装置5と、ロボット制御装置5と通信可能なホストコンピューター6と、を有する。これら各部は、有線または無線により通信可能とされ、該通信は、インターネットのようなネットワークを介してなされてもよい。
The robot system 1 shown in FIG. 1 includes a robot 2, a stereo camera 4, a
−ロボット−
ロボット2は、例えば、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うロボットである。ただし、ロボット2の用途としては、特に限定されない。本実施形態のロボット2は、6軸ロボットであり、図1に示すように、床や天井に固定されるベース21と、ベース21に連結されたロボットアーム22と、を有する。
-Robot-
The robot 2 is, for example, a robot that performs operations such as supplying, removing, transporting, and assembling precision equipment and parts constituting the precision equipment. However, the use of the robot 2 is not particularly limited. The robot 2 of the present embodiment is a 6-axis robot, and as shown in FIG. 1, has a
ロボットアーム22は、ベース21に第1軸O1まわりに回動自在に連結された第1アーム221と、第1アーム221に第2軸O2まわりに回動自在に連結された第2アーム222と、第2アーム222に第3軸O3まわりに回動自在に連結された第3アーム223と、第3アーム223に第4軸O4まわりに回動自在に連結された第4アーム224と、第4アーム224に第5軸O5まわりに回動自在に連結された第5アーム225と、第5アーム225に第6軸O6まわりに回動自在に連結された第6アーム226と、を有する。また、第6アーム226には、ロボット2に実行させる作業に応じたエンドエフェクター24が装着される。
The
また、ロボット2は、ベース21に対して第1アーム221を回動させる第1駆動装置251と、第1アーム221に対して第2アーム222を回動させる第2駆動装置252と、第2アーム222に対して第3アーム223を回動させる第3駆動装置253と、第3アーム223に対して第4アーム224を回動させる第4駆動装置254と、第4アーム224に対して第5アーム225を回動させる第5駆動装置255と、第5アーム225に対して第6アーム226を回動させる第6駆動装置256と、を有する。第1〜第6駆動装置251〜256は、それぞれ、例えば、駆動源としてのモーターと、モーターの駆動を制御するコントローラーと、モーターの回転量を検出するエンコーダーと、を有する。そして、第1〜第6駆動装置251〜256は、それぞれ、ロボット制御装置5によって独立して制御される。
Further, the robot 2 has a
ロボット2としては、本実施形態の構成に限定されず、例えば、ロボットアーム22が有するアームの数が1本〜5本であってもよいし、7本以上であってもよい。また、例えば、ロボット2の種類は、スカラロボットや、2つのロボットアーム22を有する双腕ロボットであってもよい。
The robot 2 is not limited to the configuration of the present embodiment, and the
−ロボット制御装置−
ロボット制御装置5は、ホストコンピューター6からロボット2の位置指令を受け、各アーム221〜226が受けた位置指令に応じた位置となるように、第1〜第6駆動装置251〜256の駆動をそれぞれ独立して制御する。ロボット制御装置5は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー(CPU)と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部インターフェースと、を有する。メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。
-Robot control device-
The
−ステレオカメラ−
図2に示すように、ステレオカメラ4は、対象物Xを撮像する第1カメラ41および第2カメラ42と、第1カメラ41で撮像された第1画像データD1および第2カメラ42で撮像された第2画像データD2を保存するメモリー43と、第1、第2カメラ41、42の駆動制御や第1、第2画像データD1、D2を用いた画像処理を行う画像処理制御部44と、ホストコンピューター6との通信を行う出力インターフェース45と、を有する。なお、本実施形態では、前記「画像処理」は、対象物Xの三次元計測のことを意味する。
-Stereo camera-
As shown in FIG. 2, the stereo camera 4 is captured by the
これら各構成要素のうち、少なくとも第1、第2カメラ41、42は、ロボット2の第5アーム225に固定されている。また、第1カメラ41と第2カメラ42とは、所定距離離間して配置され、両者の相対的位置関係は、固定されている。また、第1カメラ41と第2カメラ42とは、それぞれ、第5アーム225の先端側すなわちエンドエフェクター24側を撮像するように配置されている。
Of these components, at least the first and
ここで、第5アーム225の先端側にエンドエフェクター24が位置する関係は、第5アーム225以外の第1〜第4アーム221〜224、第6アーム226が動いても維持される。そのため、ステレオカメラ4は、常に、エンドエフェクター24の先端側を撮像することができる。したがって、エンドエフェクター24により対象物Xを把持しようとするときの姿勢、つまり、エンドエフェクター24が対象物Xに対して如何なる姿勢で対向しても、当該姿勢において対象物Xをステレオカメラ4によって撮像することができる。そのため、より確実に対象物Xの三次元計測を行うことができる。
Here, the relationship in which the
ただし、ステレオカメラ4の配置は、特に限定されず、第1〜第4アーム221〜224や第6アーム226に固定されていてもよい。
However, the arrangement of the stereo camera 4 is not particularly limited, and may be fixed to the first to
第1、第2カメラ41、42は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー、CCD(Charge Coupled Device)センサー等を使用したものである。第1、第2カメラ41、42の駆動方式としては、特に限定されず、画像の全領域を同時にスキャンするグローバルシャッター方式、走査線毎に画像を順次スキャンするローリングシャッター方式等、如何なる方式でもよい。なお、本実施形態では、第1、第2カメラ41、42が互いに同じ構成であるが、これに限定されず、互いに異なる構成であってもよい。
The first and
また、第1カメラ41は、画像処理制御部44からの撮像タイミングコントロール信号Sd1に基づいて対象物Xの撮像を開始し、第2カメラ42は、画像処理制御部44からの撮像タイミングコントロール信号Sd2に基づいて対象物Xの撮像を開始する。そして、第1カメラ41で撮像された第1画像データD1および第2カメラ42で撮像された第2画像データD2は、それぞれ、撮像後、速やかに画像処理制御部44を介してメモリー43に転送され、保存される。なお、前記「撮像後、速やかに」とは、撮像後、遅滞なくの意味であり、例えば、次回の撮像により得られる第1、第2画像データD1、D2よりも先にメモリー43に転送され、保存されることを意味する。
Further, the
画像処理制御部44は、画像処理に用いる対をなす第1、第2画像データD1、D2をメモリー43から読み込み、読み込んだ第1、第2画像データD1、D2の視差情報に基づくステレオマッチングによって対象物Xの三次元計測を行う。この計測結果は、メモリー43に転送され、保存される。
The image
また、画像処理制御部44は、第1、第2画像データD1、D2が同時にメモリー43に転送されないように第1、第2カメラ41、42の撮像開始時刻を制御する。言い換えると、画像処理制御部44は、第1画像データD1が第1カメラ41からメモリー43に転送されている時間と、第2画像データD2が第2カメラ42からメモリー43に転送されている時間とが重ならないように、第1、第2カメラ41、42の撮像開始時刻を遅らせる。特に、本実施形態では、画像処理制御部44は、メモリー43への第1画像データD1の転送が終了した後に、メモリー43への第2画像データD2の転送が開始されるように、第1、第2カメラ41、42の撮像開始時刻を遅らせる。
Further, the image
このような構成によれば、同時に転送されるデータ量を少なくすることができる。より具体的には、同時に転送されるデータ量が、従来では2枚分の画像データ量であったのが、本発明では1枚分の画像データ量となる。そのため、例えば、メモリー43のバス幅を拡大したり、クロック周波数を高めたりしなくても、十分に高い速度で第1、第2画像データD1、D2をメモリー43に転送することができる。したがって、画像処理制御部44による画像処理の遅延を伴うことなく、ステレオカメラ4の小型化や低コスト化を図ることができる。
According to such a configuration, the amount of data transferred at the same time can be reduced. More specifically, the amount of data transferred at the same time is the amount of image data for one image in the present invention, which was the amount of image data for two images in the past. Therefore, for example, the first and second image data D1 and D2 can be transferred to the
以下、ステレオカメラ4の制御方法について、図3に示すフローチャートに基づいて具体的に説明する。まず、ステップS11として、画像処理制御部44は、第1カメラ41の撮像開始時刻Ts1に対する第2カメラ42の撮像開始時刻Ts2の遅らせる時間ΔT1を取得する。この遅らせる時間ΔTは、予め算出されており、例えば、メモリー43に保存されている。ただし、遅らせる時間ΔT1の保存場所は、特に限定されない。
Hereinafter, the control method of the stereo camera 4 will be specifically described with reference to the flowchart shown in FIG. First, as step S11, the image
なお、遅らせる時間ΔT1は、次のようにして算出される。まず、第1、第2カメラ41、42の各種設定、例えば、ISO、絞り値、露光時間等を対象物Xの撮像に適した条件に設定する。これにより、第1カメラ41の撮像時間Tex1と、第2カメラ42の撮像時間Tex2と、を決定する。なお、撮像時間Tex1は、第1カメラ41の露光時間とも言え、撮像時間Tex2は、第2カメラ42の露光時間とも言える。また、本実施形態では、第1、第2カメラ41、42が互いに同じ構成であるため、上記各種設定も互いに同じであり、特に、Tex1=Tex2である。ただし、これに限定されず、例えば、Tex1≠Tex2であってもよい。
The delay time ΔT1 is calculated as follows. First, various settings of the first and
次に、第1カメラ41を実際に駆動させたり、シミュレーションを行ったりして、第1カメラ41の撮像を開始する撮像開始時刻Ts1から、第1画像データD1をメモリー43に転送し終えたデータ転送終了時刻Te1までの時間T1を求める。つまり、T1=Te1−Ts1である。なお、本実施形態では、第1画像データD1をメモリー43に転送するのにかかる時間は一定である。そして、算出した時間T1から第2カメラ42の撮像時間Tex2を引くことにより遅らせる時間ΔT1が求められる。つまり、ΔT1=T1−Tex2である。前述したように、本実施形態ではTex1=Tex2であるため、ΔT1>0となる。
Next, the data obtained by actually driving the
次に、ステップS12として、画像処理制御部44は、第1カメラ41に撮像タイミングコントロール信号Sd1を送信して、第1カメラ41の撮像を開始する。次に、ステップS13として、画像処理制御部44は、撮像開始時刻Ts1から遅らせる時間ΔT1が経過したかを判断する。そして、撮像開始時刻Ts1から遅らせる時間ΔT1が経過していなければ、ステップS13を繰り返す。一方、撮像開始時刻Ts1から遅らせる時間ΔT1が経過していれば、ステップS14として、画像処理制御部44は、第2カメラ42に撮像タイミングコントロール信号Sd2を送信して、第2カメラ42の撮像を開始する。このように、第2カメラ42の撮像開始時刻Ts2を第1カメラ41の撮像開始時刻Ts1に対して遅らせる時間ΔT1遅らせることにより、第1カメラ41からメモリー43への第1画像データD1の転送が終了した後に、第2カメラ42からメモリー43への第2画像データD2の転送が開始される。したがって、上述したように、第1、第2画像データD1、D2が同時にメモリー43に転送されるのを防止することができる。
Next, in step S12, the image
なお、撮像開始時刻Ts1から撮像開始時刻Ts2までの時間は、遅らせる時間ΔT1と等しいことが好ましい。これにより、第1カメラ41の撮像を介してから第2画像データD2がメモリー43に転送されるまでの時間を最も短くすることができる。そのため、画像処理制御部44による画像処理をより速やかに開始することができる。ただし、これに限定されず、撮像開始時刻Ts1から撮像開始時刻Ts2までの時間は、遅らせる時間ΔT1よりも大きくてもよい。
The time from the imaging start time Ts1 to the imaging start time Ts2 is preferably equal to the delay time ΔT1. As a result, the time from the imaging of the
また、本実施形態では、遅らせる時間ΔT1>0であるため、第2カメラ42の撮像開始時刻Ts2が第1カメラ41の撮像開始時刻Ts1よりも後であるが、これに限定されず、ΔT1<0であってもよいし、ΔT1=0であってもよい。ΔT1<0であれば、第2カメラ42の撮像開始時刻Ts2が第1カメラ41の撮像開始時刻Ts1よりも先となり、ΔT=0であれば、第2カメラ42の撮像開始時刻Ts2が第1カメラ41の撮像開始時刻Ts1と同時刻となる。
Further, in the present embodiment, since the delay time ΔT1> 0, the imaging start time Ts2 of the
このようなステレオカメラ4の制御方法によれば、撮像開始時刻Ts1と撮像開始時刻Ts2とがずれる。つまり、対象物Xの三次元計測に用いる対をなす第1、第2画像データD1、D2を取得するタイミングが異なる。したがって、ステレオカメラ4の制御方法では、ステレオカメラ4に対し、対象物Xが相対的に静止していることが好ましい。対象物Xが静止していれば、第1、第2画像データD1、D2を取得するタイミングが異なっていても、これらの間に視差以外のずれが生じないため、精度よく、対象物Xの三次元計測を行うことができる。ただし、これに限定されず、対象物Xは、ステレオカメラ4に対し、相対的に動いていてもよい。 According to such a control method of the stereo camera 4, the imaging start time Ts1 and the imaging start time Ts2 deviate from each other. That is, the timings for acquiring the paired first and second image data D1 and D2 used for the three-dimensional measurement of the object X are different. Therefore, in the control method of the stereo camera 4, it is preferable that the object X is relatively stationary with respect to the stereo camera 4. If the object X is stationary, even if the timings for acquiring the first and second image data D1 and D2 are different, there is no deviation other than parallax between them, so that the object X can be accurately measured. Three-dimensional measurement can be performed. However, the present invention is not limited to this, and the object X may move relative to the stereo camera 4.
以上、ステレオカメラ4の制御方法について説明した。このようなステレオカメラ4の制御方法は、前述したように、対象物Xを撮像する第1カメラ41および第2カメラ42と、第1カメラ41の撮像により取得した第1画像データD1および第2カメラ42の撮像により取得した第2画像データD2を保存するメモリー43と、を備えているステレオカメラ4の制御方法である。そして、このような制御方法は、第1カメラ41の撮像開始時刻Ts1からメモリー43への第1画像データD1の転送終了時刻Te1までの時間をT1とし、第2カメラ42の撮像時間をTex2とし、T1−Tex2=遅らせる時間ΔT1としたとき、第2カメラ42の撮像開始時刻Ts2を撮像開始時刻Ts1に対して遅らせる時間ΔT1遅らせる。このような構成により、第1、第2画像データD1、D2が同時にメモリー43に転送されず、メモリー43に同時に転送されるデータ量を少なくすることができる。より具体的には、同時に転送されるデータ量が、従来では2枚分の画像データ量であったのが、本発明では1枚分の画像データ量となる。そのため、例えば、メモリー43のバス幅を拡大したり、クロック周波数を高めたりしなくても、十分に高い速度で第1、第2画像データD1、D2をメモリー43に転送することができる。したがって、画像処理制御部44による画像処理の遅延を伴うことなく、ステレオカメラ4の小型化や低コスト化を図ることができる。
The control method of the stereo camera 4 has been described above. As described above, such a control method of the stereo camera 4 includes the
また、前述したように、対象物Xは、ステレオカメラ4に対して相対的に静止している。これにより、第1、第2画像データD1、D2を取得するタイミングが異なっていても、これらの間に視差以外のずれが生じないため、精度よく、対象物Xの三次元計測を行うことができる。 Further, as described above, the object X is stationary relative to the stereo camera 4. As a result, even if the timings for acquiring the first and second image data D1 and D2 are different, there is no deviation other than parallax between them, so that the three-dimensional measurement of the object X can be performed accurately. it can.
<第2実施形態>
図4は、第2実施形態に係るステレオカメラの制御方法を示すフローチャートである。
<Second Embodiment>
FIG. 4 is a flowchart showing a control method of the stereo camera according to the second embodiment.
本実施形態は、ステレオカメラ4の制御方法が異なること以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図4において、前述した第1実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。 The present embodiment is the same as the first embodiment described above, except that the control method of the stereo camera 4 is different. In the following description, the present embodiment will be mainly described with respect to the differences from the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted. Further, in FIG. 4, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the above-described first embodiment.
前述した第1実施形態のステレオカメラ4の制御方法では、遅らせる時間ΔT1が予め定められていたのに対して、本実施形態のステレオカメラ4の制御方法では、第1、第2画像データD1、D2を取得する前に、好ましくは取得する直前に、第1、第2カメラ41、42の撮像環境を検出し、検出した撮像環境に基づいて、遅らせる時間ΔT1を決定する。なお、撮像環境とは、例えば、対象物Xが置かれた環境の明るさを意味する。これにより、撮像環境が経時的に変化するような環境下で対象物Xの三次元計測を行う場合に、第1、第2画像データD1、D2を取得する際の環境により近い環境に基づいて遅らせる時間ΔT1を決定することができる。そのため、より適した遅らせる時間ΔT1を算出することができる。
In the control method of the stereo camera 4 of the first embodiment described above, the delay time ΔT1 is predetermined, whereas in the control method of the stereo camera 4 of the present embodiment, the first and second image data D1 and Before acquiring D2, preferably immediately before acquisition, the imaging environment of the first and
以下、ステレオカメラ4の制御方法について、図4に示すフローチャートに基づいて具体的に説明する。まず、ステップS21として、画像処理制御部44は、第1、第2カメラ41、42の撮像環境を検出する。撮像環境を検出する方法としては、特に限定されないが、本実施形態では、第1、第2カメラ41、42で環境検出用の撮像を行い、得られた画像に基づいて撮像環境すなわち明るさを検出する。なお、検出した明るさの情報は、メモリー43に記憶される。このような方法によれば、他のセンサー等が不要となるため、ステレオカメラ4の構成が簡単なものとなる。また、第1、第2カメラ41、42自身が撮像した画像に基づいて撮像環境を検出するため、撮像環境をより精度よく検出することができる。ただし、これに限定されず、例えば、輝度センサーや明度センサーを用いて撮像環境を検出する方法でもよい。
Hereinafter, the control method of the stereo camera 4 will be specifically described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in step S21, the image
なお、第1、第2カメラ41、42で撮像環境を検出する際も、前述したような遅らせる時間ΔT1と同様の制御を行うことが好ましい。つまり、第1カメラ41の撮像により取得された明るさの情報と、第2カメラ42の撮像により取得された明るさの情報とが、同時にメモリー43に転送されないように、第1、第2カメラ41、42の撮像開始時刻を遅らせることが好ましい。このような制御方法は、第1カメラ41の撮像開始時刻Tsf1からメモリー43への第1画像データD1の転送終了時刻Tef1までの時間をT1とし、第2カメラ42の撮像時間をTexf2とし、Tf1−Texf2=遅らせる時間ΔTf1としたとき、第2カメラ42の撮像開始時刻Tsf2を撮像開始時刻Tsf1に対して遅らせる時間ΔTf1遅らせる。このような構成により、第1、第2画像データD1、D2が同時にメモリー43に転送されず、メモリー43に同時に転送されるデータ量を少なくすることができる。ただし、これに限定されない。また、撮像環境の検出のための撮像は、第1、第2カメラ41、42のいずれか一方のカメラで行ってもよい。
When the first and
次に、ステップS22として、画像処理制御部44は、遅らせる時間ΔT1を算出する。具体的には、画像処理制御部44は、まず、ステップS21で得られた撮像環境に基づいて、第1、第2カメラ41、42の各種設定、例えば、ISO、絞り値、露光時間等を対象物Xの撮像に適した条件に設定する。これにより、第1、第2カメラ41、42の撮像時間Tex1、Tex2が決まる。一方で、第1画像データD1をメモリー43に転送するのにかかる時間は、撮像環境によっては変動せずに一定であり、予めメモリー43に保存されている。そのため、画像処理制御部44は、第1カメラ41の撮像時間Tex1と第1画像データD1をメモリー43に転送するのにかかる時間とから時間T1を算出し、さらに、時間T1と撮像時間Tex2とから遅らせる時間ΔT1(=T1−Tex2)を算出する。
Next, in step S22, the image
次に、ステップS23として、画像処理制御部44は、第1カメラ41に撮像タイミングコントロール信号Sd1を送信して第1カメラ41の撮像を開始する。次に、ステップS24として、画像処理制御部44は、撮像開始時刻Ts1から遅らせる時間ΔT1が経過したかを判断する。撮像開始時刻Ts1から遅らせる時間ΔT1が経過していなければ、ステップS24を繰り返す。一方、撮像開始時刻Ts1から遅らせる時間ΔT1が経過していれば、ステップS25として、画像処理制御部44は、第2カメラ42に撮像タイミングコントロール信号Sd2を送信して第2カメラ42の撮像を開始する。このように、第2カメラ42の撮像開始時刻Ts2を第1カメラ41の撮像開始時刻Ts1に対して遅らせる時間ΔT1遅らせることにより、第1カメラ41からメモリー43への第1画像データD1の転送が終了した後に、第2カメラ42からメモリー43への第2画像データD2の転送が開始される。したがって、第1、第2画像データD1、D2が同時にメモリー43に転送されるのが防止される。
Next, as step S23, the image
以上のように、本実施形態のステレオカメラ4の制御方法は、ステレオカメラ4の撮像環境すなわち第1、第2カメラ41、42の撮像環境に基づいて遅らせる時間ΔT1を制御する。このような制御方法によれば、撮像環境が経時的に変化するような環境下で対象物Xの三次元計測を行う場合に、第1、第2画像データD1、D2を取得する際の環境により近い環境に基づいて遅らせる時間ΔT1を決定することができる。そのため、より適した遅らせる時間ΔT1を算出することができる。
As described above, the control method of the stereo camera 4 of the present embodiment controls the delay time ΔT1 based on the imaging environment of the stereo camera 4, that is, the imaging environment of the first and
また、前述したように、本実施形態のステレオカメラ4の制御方法では、撮像環境として明るさを検出する。これにより、対象物Xの三次元計測に適した第1、第2カメラ41、42の撮像時間Tex1、Tex2を設定することができる。
Further, as described above, in the control method of the stereo camera 4 of the present embodiment, the brightness is detected as the imaging environment. Thereby, the imaging times Tex1 and Tex2 of the first and
このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。 Even with such a second embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.
<第3実施形態>
図5は、第3実施形態に係るステレオカメラの制御方法を示すフローチャートである。
<Third Embodiment>
FIG. 5 is a flowchart showing a control method of the stereo camera according to the third embodiment.
本実施形態は、ステレオカメラ4の制御方法が異なること以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図5において、前述した第1実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。 The present embodiment is the same as the first embodiment described above, except that the control method of the stereo camera 4 is different. In the following description, the present embodiment will be mainly described with respect to the differences from the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted. Further, in FIG. 5, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the above-described first embodiment.
前述した第1実施形態のステレオカメラ4の制御方法では、第1、第2画像データD1、D2が同時にメモリー43に転送されないように、撮像開始時刻Ts1に対して撮像開始時刻Ts2を遅らせているが、画像処理制御部44がメモリー43にアクセスして第1、第2画像データD1、D2に基づく画像処理を行う時間については考慮されていない。そのため、画像処理制御部44が画像処理を行っている時間と、第1、第2画像データD1、D2がメモリー43に転送される時間とが重なってしまい、転送速度や処理速度が低下するおそれがある。そこで、本実施形態では、これらが重ならないように、画像処理制御部44が画像処理を行っている時間を考慮して撮像開始時刻Ts1、Ts2を決定する。
In the control method of the stereo camera 4 of the first embodiment described above, the image pickup start time Ts2 is delayed with respect to the image pickup start time Ts1 so that the first and second image data D1 and D2 are not transferred to the
以下、ステレオカメラ4の制御方法について、図5に示すフローチャートに基づいて具体的に説明する。まず、ステップS31として、画像処理制御部44は、遅らせる時間ΔT1、ΔT2を取得する。なお、遅らせる時間ΔT1、ΔT2は、予め算出されており、例えば、メモリー43に保存されている。ただし、遅らせる時間ΔT1、ΔT2の保存場所は、特に限定されない。
Hereinafter, the control method of the stereo camera 4 will be specifically described with reference to the flowchart shown in FIG. First, in step S31, the image
遅らせる時間ΔT1の算出方法は、前述した第1実施形態と同様である。一方、遅らせる時間ΔT2は、次のようにして算出される。まず、第1、第2カメラ41、42の各種設定、例えば、ISO、絞り値、露光時間等を対象物Xの撮像に適した条件に設定する。これにより、第1カメラ41の撮像時間Tex1が決定する。また、実際に駆動させたり、シミュレーションを行ったりして、画像処理制御部44の画像処理にかかる時間T3を算出する。時間T3は、画像処理制御部44がメモリー43にアクセスして画像処理を開始した開始時刻Ts3から、画像処理の結果をメモリー43に保存し終え、画像処理を終了した終了時刻Te3までの時間である。つまり、T3=Te3−Ts3である。そして、算出した時間T3から第1カメラ41の撮像時間Tex1を引くことにより、遅らせる時間ΔT2が求められる。つまり、ΔT2=T3−Tex1である。
The method for calculating the delay time ΔT1 is the same as that in the first embodiment described above. On the other hand, the delay time ΔT2 is calculated as follows. First, various settings of the first and
次に、ステップS32として、画像処理制御部44は、メモリー43にアクセスして画像処理を開始する。次に、ステップS33として、画像処理制御部44は、開始時刻Ts3から遅らせる時間ΔT2が経過したかを判断する。開始時刻Ts3から遅らせる時間ΔT2が経過していなければ、ステップS33を繰り返す。一方、開始時刻Ts3から遅らせる時間ΔT2が経過していれば、ステップS34として、画像処理制御部44は、第1カメラ41に撮像タイミングコントロール信号Sd1を送信して、第1カメラ41の撮像を開始する。このように、撮像開始時刻Ts1を開始時刻Ts3に対して遅らせる時間ΔT2遅らせることにより、画像処理が終了した後に、第1カメラ41からメモリー43への第1画像データD1の転送が開始される。
Next, as step S32, the image
次に、ステップS35として、画像処理制御部44は、撮像開始時刻Ts1から遅らせる時間ΔT1が経過したかを判断する。撮像開始時刻Ts1から遅らせる時間ΔT1が経過していなければ、ステップS35を繰り返す。一方、撮像開始時刻Ts1から遅らせる時間ΔT1が経過していれば、ステップS36として、画像処理制御部44は、第2カメラ42に撮像タイミングコントロール信号Sd2を送信して、第2カメラ42の撮像を開始する。このように、撮像開始時刻Ts2を撮像開始時刻Ts1に対して遅らせる時間ΔT1遅らせることにより、第1カメラ41からメモリー43への第1画像データD1の転送が終了した後に、第2カメラ42からメモリー43への第2画像データD2の転送が開始される。
Next, in step S35, the image
このようなステレオカメラ4の制御方法によれば、第1画像データD1のメモリー43への転送、第2画像データD2のメモリー43への転送および画像処理制御部44による画像処理が時間的に重ならない。そのため、転送速度や処理速度が低下するのを効果的に抑制することができ、例えば、メモリー43のバス幅を拡大したり、クロック周波数を高めたりしなくても、十分に高い速度で第1、第2画像データD1、D2をメモリー43に転送したり、画像処理制御部44による画像処理を行うことができる。
According to such a control method of the stereo camera 4, the transfer of the first image data D1 to the
なお、開始時刻Ts3から撮像開始時刻Ts1までの時間は、遅らせる時間ΔT2と等しいことが好ましい。これにより、画像処理の繰返し周期を最も短くすることができる。ただし、これに限定されず、開始時刻Ts3から撮像開始時刻Ts1までの時間は、遅らせる時間ΔT2よりも大きくてもよい。 The time from the start time Ts3 to the imaging start time Ts1 is preferably equal to the delay time ΔT2. As a result, the repetition period of image processing can be minimized. However, the time is not limited to this, and the time from the start time Ts3 to the imaging start time Ts1 may be larger than the delay time ΔT2.
以上のように、ステレオカメラ4は、メモリー43に保存されている第1画像データD1および第2画像データD2を用いた画像処理を行う画像処理制御部44を有する。そして、本実施形態のステレオカメラ4の制御方法では、画像処理の開始時刻Ts3から画像処理の終了時刻Te3までの時間をT3とし、第1カメラ41の撮像時間をTex1とし、T3−Tex1=遅らせる時間ΔT2としたとき、撮像開始時刻Ts1を開始時刻Ts3に対して遅らせる時間ΔT2遅らせる。このような構成によれば、第1画像データD1のメモリー43への転送、第2画像データD2のメモリー43への転送および画像処理制御部44による画像処理が時間的に重ならない。そのため、転送速度や処理速度が低下するのを効果的に抑制することができ、例えば、メモリー43のバス幅を拡大したり、クロック周波数を高めたりしなくても、十分に高い速度で第1、第2画像データD1、D2をメモリー43に転送したり、画像処理制御部44による画像処理を行うことができる。
As described above, the stereo camera 4 has an image
このような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。 Even with such a third embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.
以上、本発明のステレオカメラの制御方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。 Although the control method of the stereo camera of the present invention has been described above based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is an arbitrary configuration having the same function. Can be replaced with. Further, any other constituents may be added to the present invention.
なお、前述した実施形態では、ステレオカメラ4をロボット2に搭載した構成について説明したが、これに限定されず、例えば、ステレオカメラ4を自動車に搭載し、運転アシスト、自動運転等の用に供してもよい。 In the above-described embodiment, the configuration in which the stereo camera 4 is mounted on the robot 2 has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, the stereo camera 4 is mounted on an automobile and used for driving assistance, automatic driving, and the like. You may.
1…ロボットシステム、2…ロボット、21…ベース、22…ロボットアーム、221…第1アーム、222…第2アーム、223…第3アーム、224…第4アーム、225…第5アーム、226…第6アーム、24…エンドエフェクター、251…第1駆動装置、252…第2駆動装置、253…第3駆動装置、254…第4駆動装置、255…第5駆動装置、256…第6駆動装置、4…ステレオカメラ、41…第1カメラ、42…第2カメラ、43…メモリー、44…画像処理制御部、45…出力インターフェース、5…ロボット制御装置、6…ホストコンピューター、D1…第1画像データ、D2…第2画像データ、O1…第1軸、O2…第2軸、O3…第3軸、O4…第4軸、O5…第5軸、O6…第6軸、S11〜S14、S21〜S25、S31〜S36…ステップ、Sd1、Sd2…撮像タイミングコントロール信号、X…対象物 1 ... Robot system, 2 ... Robot, 21 ... Base, 22 ... Robot arm, 221 ... 1st arm, 222 ... 2nd arm, 223 ... 3rd arm, 224 ... 4th arm, 225 ... 5th arm, 226 ... 6th arm, 24 ... End effector, 251 ... 1st drive device, 252 ... 2nd drive device, 253 ... 3rd drive device, 254 ... 4th drive device, 255 ... 5th drive device, 256 ... 6th drive device 4, 4 ... Stereo camera, 41 ... 1st camera, 42 ... 2nd camera, 43 ... Memory, 44 ... Image processing control unit, 45 ... Output interface, 5 ... Robot control device, 6 ... Host computer, D1 ... 1st image Data, D2 ... 2nd image data, O1 ... 1st axis, O2 ... 2nd axis, O3 ... 3rd axis, O4 ... 4th axis, O5 ... 5th axis, O6 ... 6th axis, S11-1 to S14, S21 ~ S25, S31 ~ S36 ... Step, Sd1, Sd2 ... Imaging timing control signal, X ... Object
Claims (6)
前記第1カメラの撮像により取得した第1画像データおよび前記第2カメラの撮像により取得した第2画像データを保存するメモリーと、を備えているステレオカメラの制御方法であって、
前記第1カメラの撮像開始時刻Ts1から前記メモリーへの前記第1画像データの転送終了時刻Te1までの時間をT1とし、
前記第2カメラの撮像時間をTex2とし、
T1−Tex2=ΔT1としたとき、
前記第2カメラの撮像開始時刻Ts2を前記撮像開始時刻Ts1に対して前記ΔT1遅らせることを特徴とするステレオカメラの制御方法。 The first and second cameras that capture the object,
A method for controlling a stereo camera, which comprises a memory for storing a first image data acquired by imaging of the first camera and a second image data acquired by imaging of the second camera.
Let T1 be the time from the imaging start time Ts1 of the first camera to the transfer end time Te1 of the first image data to the memory.
The imaging time of the second camera is set to Tex2.
When T1-Tex2 = ΔT1
A method for controlling a stereo camera, which comprises delaying the imaging start time Ts2 of the second camera with respect to the imaging start time Ts1 by ΔT1.
前記第1カメラの撮像開始時刻Tsf1から前記メモリーへの前記第1画像データの転送終了時刻Tef1までの時間をTf1とし、
前記第2カメラの撮像時間をTexf2とし、
Tf1−Texf2=ΔTf1としたとき、
前記第2カメラの撮像開始時刻Tsf2を前記撮像開始時刻Tsf1に対して前記ΔTf1遅らせる請求項3に記載のステレオカメラの制御方法。 In the detection of the imaging environment,
The time from the imaging start time Tsf1 of the first camera to the transfer end time Tef1 of the first image data to the memory is defined as Tf1.
The imaging time of the second camera is Texf2.
When Tf1-Texf2 = ΔTf1
The stereo camera control method according to claim 3, wherein the imaging start time Tsf2 of the second camera is delayed by ΔTf1 with respect to the imaging start time Tsf1.
前記第1カメラの撮像時間をTex1とし、
T3−Tex1=ΔT2としたとき、
前記撮像開始時刻Ts1を前記開始時刻Ts3に対して前記ΔT2遅らせる請求項1ないし5のいずれか1項に記載のステレオカメラの制御方法。 Let T3 be the time from the start time Ts3 of the image processing using the first image data and the second image data to the end time Te3 of the image processing.
The imaging time of the first camera is set to Tex1.
When T3-Tex1 = ΔT2
The method for controlling a stereo camera according to any one of claims 1 to 5, wherein the imaging start time Ts1 is delayed with respect to the start time Ts3 by ΔT2.
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