JP2661118B2 - 画像処理装置を利用した物体座標と視覚座標の換算方法 - Google Patents
画像処理装置を利用した物体座標と視覚座標の換算方法Info
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- JP2661118B2 JP2661118B2 JP63070211A JP7021188A JP2661118B2 JP 2661118 B2 JP2661118 B2 JP 2661118B2 JP 63070211 A JP63070211 A JP 63070211A JP 7021188 A JP7021188 A JP 7021188A JP 2661118 B2 JP2661118 B2 JP 2661118B2
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- Japan
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- visual
- coordinate system
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は視覚センサ座標系の位置情報を物体の座標系
の位置情報に換算する換算方式に関するもので、工場の
自動化ラインに於ける精密測定及び外観検査等に利用さ
れるものである。
の位置情報に換算する換算方式に関するもので、工場の
自動化ラインに於ける精密測定及び外観検査等に利用さ
れるものである。
（従来の技術） 本発明に係る従来技術としては、（１）特開昭60−25
294号及び、（２）特開昭60−151712号公報がある。
294号及び、（２）特開昭60−151712号公報がある。
前記（１）のものは視覚センサ座標情報とロボツト基
準座標情報の換算方式に関するもので、少なくとも３点
の視覚センサ座標系における座標値と、そのロボツト基
準座標系における座標値とを教示し、視覚センサ座標系
の位置情報をロボツトの基準座標系の位置情報に換算す
るようにしたものであり、又前記（２）のものはロボツ
ト視覚座標系補正方式に関するもので、固定視覚をロボ
ツト座標系に固定する際に生ずる３次元的に取り付け誤
差をロボツトを移動することにより求めるものである。
準座標情報の換算方式に関するもので、少なくとも３点
の視覚センサ座標系における座標値と、そのロボツト基
準座標系における座標値とを教示し、視覚センサ座標系
の位置情報をロボツトの基準座標系の位置情報に換算す
るようにしたものであり、又前記（２）のものはロボツ
ト視覚座標系補正方式に関するもので、固定視覚をロボ
ツト座標系に固定する際に生ずる３次元的に取り付け誤
差をロボツトを移動することにより求めるものである。
（発明が解決しようとする課題） しかし前記（１）も（２）も、ロボツトを使用しそれ
を動かすことにより視覚センサの視野内の任意の位置の
ロボツト基準座標系またはロボツト座標系における座標
値をロボツトに算出させ、これと視覚センサ座標系にお
ける座標値とから視覚センサ座標系の位置情報の換算を
行つているために、方法と構成が複雑であり、誤差も大
きくなる。また、ロボツトを使用しなければ座標の換算
ができず、コスト高になるという問題点がある。
を動かすことにより視覚センサの視野内の任意の位置の
ロボツト基準座標系またはロボツト座標系における座標
値をロボツトに算出させ、これと視覚センサ座標系にお
ける座標値とから視覚センサ座標系の位置情報の換算を
行つているために、方法と構成が複雑であり、誤差も大
きくなる。また、ロボツトを使用しなければ座標の換算
ができず、コスト高になるという問題点がある。
本発明は視覚センサと視覚センサ処理装置に於いて、
視覚センサで視覚センサ視野内の物体の計測を行う場合
に必要な座標変換を行うことを技術的課題とするもので
ある。
視覚センサで視覚センサ視野内の物体の計測を行う場合
に必要な座標変換を行うことを技術的課題とするもので
ある。
（課題を解決するための手段） 前記技術的課題を解決するために講じた技術的手段は
次のとおりである。すなわち、視覚センサと、該視覚セ
ンサの視野内の位置情報を記憶するメモリと、正方形板
状物体を視覚センサ視野内のxy平面上に置き、前記孔の
視覚座標を算出後、前記板状物体の頂点を結んだ対角線
がｘ座標及びｙ座標に対して平行になるように置き、前
記板状物体の対角線の長さの最大値を算出し、前記対角
線と正方形の一辺とのなす角度を算出することにより、
視覚センサ座標系と視覚センサ視野内の物体の座標系の
位置情報の換算を行う画像処理を利用した物体座標と視
覚座標の換算方法である。
次のとおりである。すなわち、視覚センサと、該視覚セ
ンサの視野内の位置情報を記憶するメモリと、正方形板
状物体を視覚センサ視野内のxy平面上に置き、前記孔の
視覚座標を算出後、前記板状物体の頂点を結んだ対角線
がｘ座標及びｙ座標に対して平行になるように置き、前
記板状物体の対角線の長さの最大値を算出し、前記対角
線と正方形の一辺とのなす角度を算出することにより、
視覚センサ座標系と視覚センサ視野内の物体の座標系の
位置情報の換算を行う画像処理を利用した物体座標と視
覚座標の換算方法である。
（作用） 前記技術的手段は次のように使用する。すなわち、視
覚センサと視覚センサ処理装置に於いては、ロボツトと
の組合せで視覚センサの視野内の物体の位置情報を処理
装置からロボツトに送る形で使用する場合が良く知られ
ているが、最近、生産ラインの多様化の進展により視覚
センサ及び処理装置単独で視覚センサ視野内の物体の精
密測定及び外観検査等を行う必要が出てきた。その場
合、視覚センサ及び処理装置単独で視覚センサ視野内の
物体の計測，計算が必要となり、視覚センサで物体の精
密な位置計測を行う場合に視覚センサ座標系と物体の座
標系のずれを補正する必要がある。
覚センサと視覚センサ処理装置に於いては、ロボツトと
の組合せで視覚センサの視野内の物体の位置情報を処理
装置からロボツトに送る形で使用する場合が良く知られ
ているが、最近、生産ラインの多様化の進展により視覚
センサ及び処理装置単独で視覚センサ視野内の物体の精
密測定及び外観検査等を行う必要が出てきた。その場
合、視覚センサ及び処理装置単独で視覚センサ視野内の
物体の計測，計算が必要となり、視覚センサで物体の精
密な位置計測を行う場合に視覚センサ座標系と物体の座
標系のずれを補正する必要がある。
第１図に示すように物体の座標系x,y,zと視覚センサ
座標系ｘ′,y′,z′をとり物体の座標系の各軸を，
，，視覚センサ座標系の各軸を′，′，′と
する、又、物体の座標系の原点を０、その視覚センサ座
標値を0x′,0y′,0z′、視覚センサ座標系の原点を０′
とする。物体のxy平面上の３点，，をとり−
と−のなす角をＡとする、又３点，，の視覚
センサ座標系における平面ｘ′,y′への投影を′，
′，′とし、′−′と′−′のなす角をB,
とｘ′ｙ′平面のなす角をC,とｘ′ｙ′平面のなす
角をD,のｘ′ｙ′平面への投影と′のなす角をＥと
する。又，の中点をＰとし、その物体の座標系の座
標値を（x1,y1,0），視覚センサ座標系における座標値
を（ｘ′1,y′1,z′１）とする、又′と′の中心を
′とし、その視覚センサ座標系における座標値を
（ｘ′1,y′1,0）とする。
座標系ｘ′,y′,z′をとり物体の座標系の各軸を，
，，視覚センサ座標系の各軸を′，′，′と
する、又、物体の座標系の原点を０、その視覚センサ座
標値を0x′,0y′,0z′、視覚センサ座標系の原点を０′
とする。物体のxy平面上の３点，，をとり−
と−のなす角をＡとする、又３点，，の視覚
センサ座標系における平面ｘ′,y′への投影を′，
′，′とし、′−′と′−′のなす角をB,
とｘ′ｙ′平面のなす角をC,とｘ′ｙ′平面のなす
角をD,のｘ′ｙ′平面への投影と′のなす角をＥと
する。又，の中点をＰとし、その物体の座標系の座
標値を（x1,y1,0），視覚センサ座標系における座標値
を（ｘ′1,y′1,z′１）とする、又′と′の中心を
′とし、その視覚センサ座標系における座標値を
（ｘ′1,y′1,0）とする。
ここで物体の座標系と視覚センサの座標系の関係は ただしＲは物体の座標系と視覚センサの座標系の間の
回転を表わす行列で第１図に示すようにｘ軸の回りの回
転をθx,y軸の回りの回転をθy,z軸の回りの回転をθｚ
とすると で表わされる。
回転を表わす行列で第１図に示すようにｘ軸の回りの回
転をθx,y軸の回りの回転をθy,z軸の回りの回転をθｚ
とすると で表わされる。
これより角Ｂを角Ａおよびθx,θｙで表わすことがで
き、又角Ｃおよび角Ｄをθx,θｙで角Ｅをθx,θy,θｚ
で表わすことができる。
き、又角Ｃおよび角Ｄをθx,θｙで角Ｅをθx,θy,θｚ
で表わすことができる。
ここで角Ａが既知の値である時、角B,角C,角Ｄおよび
角Ｅを視覚センサで計測することによつてθx,θy,θｚ
を計算によつて求めることができ、とを視覚センサ
で計測することにより０′x,0′y,0′ｚを計算によつて
求めることができる。
角Ｅを視覚センサで計測することによつてθx,θy,θｚ
を計算によつて求めることができ、とを視覚センサ
で計測することにより０′x,0′y,0′ｚを計算によつて
求めることができる。
（実施例） 以下実施例について説明する。
第３図は本発明に使用する画像処理システムの説明図
で、１はセンサ部で第２図に示すように４点，，
，が同一正方形の頂点である孔を持つ薄板状物体２
をセンサ部１の視野内のxy平面上に置き、キーボード８
から与えられるコマンドに従いその時の孔の視覚センサ
座標系における座標値′，′，′，′を算出さ
せる、これを使用して以下の操作を行う。
で、１はセンサ部で第２図に示すように４点，，
，が同一正方形の頂点である孔を持つ薄板状物体２
をセンサ部１の視野内のxy平面上に置き、キーボード８
から与えられるコマンドに従いその時の孔の視覚センサ
座標系における座標値′，′，′，′を算出さ
せる、これを使用して以下の操作を行う。
（１） 先ず薄板状物体２をxy平面上で点Ｐを中心に回
転させ、第２図に於ける，のｙ座標値及び，の
ｘ座標値を等しくさせておき、これにより｜′−′
｜及び｜′−′｜を算出する、同時に外部メモリ６
における角度算出アルゴリズムにより角Ｂを頂点′，
′，′，′についてそれぞれ算出し角Ｅの算出を
行う。
転させ、第２図に於ける，のｙ座標値及び，の
ｘ座標値を等しくさせておき、これにより｜′−′
｜及び｜′−′｜を算出する、同時に外部メモリ６
における角度算出アルゴリズムにより角Ｂを頂点′，
′，′，′についてそれぞれ算出し角Ｅの算出を
行う。
（２） 次に薄板状物体２を点Ｐを中心にxy平面上で回
転させ、｜′−′｜又は｜′−′｜の最大値を
算出する、この値と前記（１）で求めた値を利用して外
部メモリ６における簡単な角度算出アルゴリズムにより
とｘ′ｙ′平面のなす角C,とｘ′ｙ′平面のなす角
Ｄの算出を逐次行う。同時に、｜′−′｜又は｜
′−′｜の最大値,|′−′|,視覚センサに使用
するレンズの焦点距離，視覚センサの分解能の各値を使
用して外部メモリ６における距離算出プログラムにより
z1′＝｜−′｜を算出する。
転させ、｜′−′｜又は｜′−′｜の最大値を
算出する、この値と前記（１）で求めた値を利用して外
部メモリ６における簡単な角度算出アルゴリズムにより
とｘ′ｙ′平面のなす角C,とｘ′ｙ′平面のなす角
Ｄの算出を逐次行う。同時に、｜′−′｜又は｜
′−′｜の最大値,|′−′|,視覚センサに使用
するレンズの焦点距離，視覚センサの分解能の各値を使
用して外部メモリ６における距離算出プログラムにより
z1′＝｜−′｜を算出する。
（３） 以上の操作により角B,角C,角Ｄが算出されるの
で、外部メモリ６におけるあらかじめ作られたアルゴリ
ズムにより順次θy,θｘを算出することができ、角Ｅと
θx,θｙを利用してθｚを算出することができる。
で、外部メモリ６におけるあらかじめ作られたアルゴリ
ズムにより順次θy,θｘを算出することができ、角Ｅと
θx,θｙを利用してθｚを算出することができる。
（４） 次に（２）で求めたz1′を使用して式（ａ）よ
り となり、外部メモリ６におけるあらかじめ作られたアル
ゴリズムにより０′x,0′y,0′ｚを算出することができ
る。
り となり、外部メモリ６におけるあらかじめ作られたアル
ゴリズムにより０′x,0′y,0′ｚを算出することができ
る。
以上により、物体の座標系と視覚センサ座標系の間の
関係を式（ａ）で表わすことができるので、視覚センサ
座標系の位置情報を視覚センサ視野内の物体の位置情報
に換算することができる。
関係を式（ａ）で表わすことができるので、視覚センサ
座標系の位置情報を視覚センサ視野内の物体の位置情報
に換算することができる。
本発明は次の効果を有する。
本発明によれば、視覚センサ視野内の２次元位置情報
を画像処理装置内のマイクロコンピユータに送ることに
より、視覚センサ座標系の位置情報を物体の座標系の位
置情報に換算することができるようにしたものであり、
比較的簡単な構成と方法により３次元の座標変換を行う
ことができる。
を画像処理装置内のマイクロコンピユータに送ることに
より、視覚センサ座標系の位置情報を物体の座標系の位
置情報に換算することができるようにしたものであり、
比較的簡単な構成と方法により３次元の座標変換を行う
ことができる。
第１図は本発明の原理説明図、第２図は本実施例の外観
斜視図、第３図は画像処理装置の構成を示すブロツク図
である。 １……視覚センサ,2……薄板状物体， ３……画像メモリ， ４……マイクロコンピユータ， ５……内部メモリ,6……外部メモリ， ７……モニタTV,8……キーボード。
斜視図、第３図は画像処理装置の構成を示すブロツク図
である。 １……視覚センサ,2……薄板状物体， ３……画像メモリ， ４……マイクロコンピユータ， ５……内部メモリ,6……外部メモリ， ７……モニタTV,8……キーボード。
Claims (1)
- 【請求項１】視覚センサと、該視覚センサの視野内の位
置情報を記憶するメモリと、正方形の各頂点である孔を
持つ板状物体を用い、 該板状物体を視覚センサ視野内のxy平面上に置き、前記
孔の視覚座標を算出後、前記板状物体の頂点を結んだ対
角線がｘ座標及びｙ座標に対して平行になるように置
き、前記板状物体の対角線の長さの最大値を算出し、前
記対角線と正方形の一辺とのなす角度を算出することに
より、視覚センサ座標系と視覚センサ視野内の物体の座
標系の位置情報の換算を行う画像処理を利用した物体座
標と視覚座標の換算方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63070211A JP2661118B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 画像処理装置を利用した物体座標と視覚座標の換算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63070211A JP2661118B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 画像処理装置を利用した物体座標と視覚座標の換算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01242903A JPH01242903A (ja) | 1989-09-27 |
| JP2661118B2 true JP2661118B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=13424961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63070211A Expired - Fee Related JP2661118B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 画像処理装置を利用した物体座標と視覚座標の換算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661118B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006314777A (ja) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Pixart Imaging Inc | オリエンテーション装置およびそれに用いられる座標生成方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100372933B1 (ko) * | 2000-05-27 | 2003-03-04 | 김재한 | 응시점의 삼차원 좌표값 산출 장치 및 방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62291513A (ja) * | 1986-06-11 | 1987-12-18 | Shinko Electric Co Ltd | 光切断法による距離計測方法 |
-
1988
- 1988-03-24 JP JP63070211A patent/JP2661118B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006314777A (ja) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Pixart Imaging Inc | オリエンテーション装置およびそれに用いられる座標生成方法 |
| JP4602281B2 (ja) * | 2005-05-10 | 2010-12-22 | ユアン シアン コー チー クー フェン ユー シェン コン シー | オリエンテーション装置に用いられる座標生成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01242903A (ja) | 1989-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |