JP2689070B2 - 孔位置の計測方法 - Google Patents
孔位置の計測方法Info
- Publication number
- JP2689070B2 JP2689070B2 JP5289358A JP28935893A JP2689070B2 JP 2689070 B2 JP2689070 B2 JP 2689070B2 JP 5289358 A JP5289358 A JP 5289358A JP 28935893 A JP28935893 A JP 28935893A JP 2689070 B2 JP2689070 B2 JP 2689070B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hole
- point
- image
- coordinates
- center
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークに形成した孔部
を撮像し、撮像手段の画面上の孔部の画像データに基づ
いて孔部の中心位置を計測する、孔位置の計測方法に関
する。
を撮像し、撮像手段の画面上の孔部の画像データに基づ
いて孔部の中心位置を計測する、孔位置の計測方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の計測方法においては、画
面上を水平ｘ軸方向に走査して孔部の像の孔縁に合致す
るｘ軸方向２箇所の孔縁点の座標を求めることを垂直ｙ
軸方向に位置をずらしながら繰返し、ｘ軸方向２箇所の
孔縁点の中点のｘ座標を平均化して孔部の中心のｘ座標
を求め、また、画面上をｙ軸方向に走査してｙ軸方向２
箇所の孔縁点の座標を求めることをｘ軸方向に位置をず
らしながら繰返し、ｙ軸方向２箇所の孔縁点の中点のｙ
座標を平均化して孔部の中心のｙ座標を求めるようにし
ている。ところで、孔部の像の孔縁にノイズ等による凹
凸が現われて孔縁が連続した曲線にならないことがあ
り、この場合には走査データに凹凸による誤差が取り込
まれて、計測精度が悪くなる。かかる不具合を解消する
ため、特開昭５６−１５５８０４号公報により、上記の
如くして算定された中心位置を中心とする所定径の基準
円に対する各孔縁点のずれ量を求め、このずれ量の各孔
縁点毎の変化を調べてその連続性から正常な像であるか
否かを判別し、変化が不連続な孔縁点を走査データから
削除して、中心位置を求めるようにしたものも知られて
いる。
面上を水平ｘ軸方向に走査して孔部の像の孔縁に合致す
るｘ軸方向２箇所の孔縁点の座標を求めることを垂直ｙ
軸方向に位置をずらしながら繰返し、ｘ軸方向２箇所の
孔縁点の中点のｘ座標を平均化して孔部の中心のｘ座標
を求め、また、画面上をｙ軸方向に走査してｙ軸方向２
箇所の孔縁点の座標を求めることをｘ軸方向に位置をず
らしながら繰返し、ｙ軸方向２箇所の孔縁点の中点のｙ
座標を平均化して孔部の中心のｙ座標を求めるようにし
ている。ところで、孔部の像の孔縁にノイズ等による凹
凸が現われて孔縁が連続した曲線にならないことがあ
り、この場合には走査データに凹凸による誤差が取り込
まれて、計測精度が悪くなる。かかる不具合を解消する
ため、特開昭５６−１５５８０４号公報により、上記の
如くして算定された中心位置を中心とする所定径の基準
円に対する各孔縁点のずれ量を求め、このずれ量の各孔
縁点毎の変化を調べてその連続性から正常な像であるか
否かを判別し、変化が不連続な孔縁点を走査データから
削除して、中心位置を求めるようにしたものも知られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く基準円に対
するずれ量の変化の連続性を調べるためには、画面上を
微小ピッチで走査して多数の孔縁点の座標を検出記憶し
ておく必要があり、データ処理が煩雑になる不具合があ
る。また、ワークが撮像手段の光軸に対し傾むくと、孔
部の像が楕円となり、孔部の像が円になることを想定し
て中心位置を求める上記の方法では計測誤差を生じ易く
なる。
するずれ量の変化の連続性を調べるためには、画面上を
微小ピッチで走査して多数の孔縁点の座標を検出記憶し
ておく必要があり、データ処理が煩雑になる不具合があ
る。また、ワークが撮像手段の光軸に対し傾むくと、孔
部の像が楕円となり、孔部の像が円になることを想定し
て中心位置を求める上記の方法では計測誤差を生じ易く
なる。
【０００４】更に、図７（ａ）に示す如くワークａの孔
部ｂがカラーｃ付きのものであったり、図８（ａ）に示
す如くワークａが２枚構造であって表板の孔部ｂと裏板
の孔部ｂ′とが芯ずれしているような場合、ワークを照
射する光源がワークに正対していると、図７（ａ）の場
合には孔部の像がカラーｃの内周面からの乱反射光によ
り全周に亘ってぼやけたものになり、また、図８（ａ）
の場合には孔部の像が芯ずれした両孔部ｂ、ｂ′の重合
部分の像になって撮像すべき表側の孔部ｂの像にはなら
ない。
部ｂがカラーｃ付きのものであったり、図８（ａ）に示
す如くワークａが２枚構造であって表板の孔部ｂと裏板
の孔部ｂ′とが芯ずれしているような場合、ワークを照
射する光源がワークに正対していると、図７（ａ）の場
合には孔部の像がカラーｃの内周面からの乱反射光によ
り全周に亘ってぼやけたものになり、また、図８（ａ）
の場合には孔部の像が芯ずれした両孔部ｂ、ｂ′の重合
部分の像になって撮像すべき表側の孔部ｂの像にはなら
ない。
【０００５】一方、光源をその光軸がワーク面に対し斜
交するように配置し、ワークを例えば斜め下方から照射
すれば、図７（ａ）の場合同図（ｂ）に示す如く孔部ｂ
の上半部はカラーｃからの乱反射光で変形した像になる
が孔部ｂの下半部は正規の像になり、また、図８（ａ）
の場合にも同図（ｂ）に示す如く孔部ｂ′の下半部の像
の下に孔部ｂの下半部の像が影となって現われ、何れの
場合にも孔部の下半部の像、即ち、光源の配置側と同じ
側に存する孔部の像は計測対象たる孔部の形状に対応し
たものになる。
交するように配置し、ワークを例えば斜め下方から照射
すれば、図７（ａ）の場合同図（ｂ）に示す如く孔部ｂ
の上半部はカラーｃからの乱反射光で変形した像になる
が孔部ｂの下半部は正規の像になり、また、図８（ａ）
の場合にも同図（ｂ）に示す如く孔部ｂ′の下半部の像
の下に孔部ｂの下半部の像が影となって現われ、何れの
場合にも孔部の下半部の像、即ち、光源の配置側と同じ
側に存する孔部の像は計測対象たる孔部の形状に対応し
たものになる。
【０００６】然し、上記従来の方法では孔部の半部の像
から孔部の中心位置を特定することはできず、図７
（ａ）や図８（ａ）のような特殊な孔部の位置計測は不
可能であった。
から孔部の中心位置を特定することはできず、図７
（ａ）や図８（ａ）のような特殊な孔部の位置計測は不
可能であった。
【０００７】本発明は、以上の点に鑑み、上記の如き特
殊な孔部の中心位置も正確に計測し得るようにした方法
を提供することをその目的としている。
殊な孔部の中心位置も正確に計測し得るようにした方法
を提供することをその目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、ワークに形成した孔部を撮像し、撮像手段の
画面上の孔部の像に基づいて孔部の中心位置を計測する
方法において、ワークを照射する光源をその光源がワー
ク面に対し斜交するように配置し、孔部の像の孔縁のう
ち光源の配置側と同じ側に存する部分に合致する複数の
孔縁点の座標から孔部の像を表わす回帰楕円を算定し、
この回帰楕円の中心座標から孔部の中心位置を求めるこ
とを特徴とする。
本発明は、ワークに形成した孔部を撮像し、撮像手段の
画面上の孔部の像に基づいて孔部の中心位置を計測する
方法において、ワークを照射する光源をその光源がワー
ク面に対し斜交するように配置し、孔部の像の孔縁のう
ち光源の配置側と同じ側に存する部分に合致する複数の
孔縁点の座標から孔部の像を表わす回帰楕円を算定し、
この回帰楕円の中心座標から孔部の中心位置を求めるこ
とを特徴とする。
【０００９】
【作用】光源を上記の如く配置することにより、孔部が
カラー付き等の特殊なものであっても、孔部の像の孔縁
のうち光源の配置側と同じ側に存する部分は孔部の輪郭
形状に対応する形状になる。そして、この孔縁部分から
複数の孔縁点をピックアップし、これら孔縁点を通るよ
うな回帰楕円を算定することにより、上記孔縁部分の形
状が円の一部であればその円、楕円の一部であればその
楕円として孔部の正常な像が同定され、かくて孔部の中
心位置が正確に求められる。
カラー付き等の特殊なものであっても、孔部の像の孔縁
のうち光源の配置側と同じ側に存する部分は孔部の輪郭
形状に対応する形状になる。そして、この孔縁部分から
複数の孔縁点をピックアップし、これら孔縁点を通るよ
うな回帰楕円を算定することにより、上記孔縁部分の形
状が円の一部であればその円、楕円の一部であればその
楕円として孔部の正常な像が同定され、かくて孔部の中
心位置が正確に求められる。
【００１０】尚、上記孔縁部分にノイズ等による凹凸が
現われた場合、かかる異常な像の部分からピックアップ
された孔縁点が回帰楕円の算定基準になる孔縁点に含ま
れると、回帰楕円の算定精度が悪くなる。そのため、孔
部の像の孔縁のうち光源の配置方向最端部に位置する点
を基準にして孔部の像の仮想中心点の座標を求め、この
仮想中心点を基準にして画面上に異常な像の部分が食み
出るような所定の環状エリアを設定し、環状エリア内に
各孔縁点が存するか否かを判別し、環状エリア外に存す
る孔縁点を除去した残りの孔縁点の座標から回帰楕円を
算定することが望ましく、更には、回帰楕円の算定基準
となった各孔縁点の回帰楕円に対するずれ量を算出し、
これら孔縁点のずれ量のうちの最大ずれ量が所定値以上
のときは、最大ずれ量の孔縁点を削除した残りの孔縁点
の座標から回帰楕円を求めることを最大ずれ量が所定値
未満になるまで繰返すことが望ましい。
現われた場合、かかる異常な像の部分からピックアップ
された孔縁点が回帰楕円の算定基準になる孔縁点に含ま
れると、回帰楕円の算定精度が悪くなる。そのため、孔
部の像の孔縁のうち光源の配置方向最端部に位置する点
を基準にして孔部の像の仮想中心点の座標を求め、この
仮想中心点を基準にして画面上に異常な像の部分が食み
出るような所定の環状エリアを設定し、環状エリア内に
各孔縁点が存するか否かを判別し、環状エリア外に存す
る孔縁点を除去した残りの孔縁点の座標から回帰楕円を
算定することが望ましく、更には、回帰楕円の算定基準
となった各孔縁点の回帰楕円に対するずれ量を算出し、
これら孔縁点のずれ量のうちの最大ずれ量が所定値以上
のときは、最大ずれ量の孔縁点を削除した残りの孔縁点
の座標から回帰楕円を求めることを最大ずれ量が所定値
未満になるまで繰返すことが望ましい。
【００１１】また、ワークが３次元的に変位する可能性
がある場合には、光軸が互に斜交するように配置した２
個の撮像手段により孔部を撮像し、一方の撮像手段の画
面上の前記回帰楕円の中心座標と他方の撮像手段の画面
上の前記回帰楕円の中心座標とから三角測量の原理で空
間座標系における孔部の中心位置を算定する。ところ
で、回帰楕円の演算を上記の如く繰返す過程で、希では
あるが正常な像の部分の孔縁点のずれ量が異常な像の部
分の孔縁点のずれ量を上回って前者の孔縁点が削除さ
れ、回帰楕円が孔部の正常な像にマッチングしなくなる
ことがある。この場合、前記両撮像手段の画面上の前記
両回帰楕円の中心座標から算定される空間座標系におけ
る孔部の中心位置と、両回帰楕円上の点であって該両点
が孔部の孔縁上の共通点に対応するものの座標から算定
される空間座標系における該共通点の位置とから孔部の
中心と該共通点との間の距離を求めると、回帰楕円が孔
部の正常な像にマッチングしていれば、この距離は孔部
の半径に等しくなるが、マッチングしていなければこの
距離は孔部の半径から大きくずれる。かくて、この距離
と孔部の半径とを比較して、その差が許容範囲内のとき
に前記中心位置を孔部の正規の中心位置として決定する
ことにより、正常な像にマッチングしていない回帰楕円
の中心座標に基づいて孔部の中心位置を誤って決定する
ことを防止できる。
がある場合には、光軸が互に斜交するように配置した２
個の撮像手段により孔部を撮像し、一方の撮像手段の画
面上の前記回帰楕円の中心座標と他方の撮像手段の画面
上の前記回帰楕円の中心座標とから三角測量の原理で空
間座標系における孔部の中心位置を算定する。ところ
で、回帰楕円の演算を上記の如く繰返す過程で、希では
あるが正常な像の部分の孔縁点のずれ量が異常な像の部
分の孔縁点のずれ量を上回って前者の孔縁点が削除さ
れ、回帰楕円が孔部の正常な像にマッチングしなくなる
ことがある。この場合、前記両撮像手段の画面上の前記
両回帰楕円の中心座標から算定される空間座標系におけ
る孔部の中心位置と、両回帰楕円上の点であって該両点
が孔部の孔縁上の共通点に対応するものの座標から算定
される空間座標系における該共通点の位置とから孔部の
中心と該共通点との間の距離を求めると、回帰楕円が孔
部の正常な像にマッチングしていれば、この距離は孔部
の半径に等しくなるが、マッチングしていなければこの
距離は孔部の半径から大きくずれる。かくて、この距離
と孔部の半径とを比較して、その差が許容範囲内のとき
に前記中心位置を孔部の正規の中心位置として決定する
ことにより、正常な像にマッチングしていない回帰楕円
の中心座標に基づいて孔部の中心位置を誤って決定する
ことを防止できる。
【００１２】
【実施例】図１は自動車車体等のワークａに形成した所
定径の孔部ｂの中心位置を計測する装置の概要を示して
おり、該装置は、ワークａを照射するスポット光源１
と、ワークａを撮像する第１と第２の１対のカメラ
２1、２2と、該両カメラ２1、２2からの画像信号を入力
するコンピュータ３とで構成されている。スポット光源
１と両カメラ２1、２2はロボット等の動作端に取付けら
れる図示しない支持枠に所要の位置関係で搭載され、ワ
ークａの孔形成箇所に対向する所定の測定位置に移動セ
ットされる。
定径の孔部ｂの中心位置を計測する装置の概要を示して
おり、該装置は、ワークａを照射するスポット光源１
と、ワークａを撮像する第１と第２の１対のカメラ
２1、２2と、該両カメラ２1、２2からの画像信号を入力
するコンピュータ３とで構成されている。スポット光源
１と両カメラ２1、２2はロボット等の動作端に取付けら
れる図示しない支持枠に所要の位置関係で搭載され、ワ
ークａの孔形成箇所に対向する所定の測定位置に移動セ
ットされる。
【００１３】両カメラ２1、２2は、夫々の光軸０1、０2
が水平面上で図２に示す如く斜交するように配置されて
おり、該水平面上の互いに直交する座標軸をＸ軸とＺ
軸、該水平面に直交する座標軸をＹ軸、光軸０1、０2の
交点を原点０とする空間座標系における孔部ｂの中心位
置を両カメラ２1、２2の画面上における孔部の像の中心
座標から三角測量の原理で算定するようにした。これを
詳述するに、各カメラ２1、２2の画面上に、図３（ａ）
（ｂ）に示す如く、前記原点０に対応する中心点を原点
として水平のｘ軸と垂直のｙ軸をとると、画面のｘ軸座
標値とｙ軸座標値は空間座標系における各カメラ２1、
２2の投影面Ｑ1、Ｑ2上での原点０からの水平距離と垂
直距離を表わすことになり、孔部ｂの中心点Ｍを考える
と、第１カメラ２1の投影面Ｑ1への点Ｍの投影点Ｍ1が
第１カメラ２1の画面上の孔部の像の中心点になって、
点Ｍ1の原点０からの水平距離と垂直距離は第１カメラ
２1の画面上の点Ｍ1のｘ軸座標値ｘ1とｙ軸座標値ｙ1に
なり、同様に第２カメラ２2の投影面Ｑ2への点Ｍの投影
点Ｍ2が第２カメラ２2の画面上の孔部の像の中心点にな
って、点Ｍ2の原点０からの水平距離と垂直距離は第２
カメラ２2の画面上の点Ｍ2のｘ軸座標値ｘ2とｙ軸座標
値ｙ2になる。そして、点Ｍに対する第１カメラ２1の視
線のＸ−Ｚ座標面への投影線ｅ1の方程式をｘ1から求め
ると共に、点Ｍに対する第２カメラ２2の視線のＸ−Ｚ
座標面への投影線ｅ2の方程式をｘ2から求め、両投影線
の交点として空間座標系における点ＭのＸ軸座標値とＺ
軸座標値とを算定し、次に両カメラの一方例えば第１カ
メラ２1を基準にしてその投影面Ｑ1に平行な前記交点を
含む面と第１カメラ２1との間の距離を求め、この距離
と、第１カメラ２1とその投影面Ｑ1の間の距離との比を
ｙ1に乗算して点ＭのＹ軸座標値を算定する。
が水平面上で図２に示す如く斜交するように配置されて
おり、該水平面上の互いに直交する座標軸をＸ軸とＺ
軸、該水平面に直交する座標軸をＹ軸、光軸０1、０2の
交点を原点０とする空間座標系における孔部ｂの中心位
置を両カメラ２1、２2の画面上における孔部の像の中心
座標から三角測量の原理で算定するようにした。これを
詳述するに、各カメラ２1、２2の画面上に、図３（ａ）
（ｂ）に示す如く、前記原点０に対応する中心点を原点
として水平のｘ軸と垂直のｙ軸をとると、画面のｘ軸座
標値とｙ軸座標値は空間座標系における各カメラ２1、
２2の投影面Ｑ1、Ｑ2上での原点０からの水平距離と垂
直距離を表わすことになり、孔部ｂの中心点Ｍを考える
と、第１カメラ２1の投影面Ｑ1への点Ｍの投影点Ｍ1が
第１カメラ２1の画面上の孔部の像の中心点になって、
点Ｍ1の原点０からの水平距離と垂直距離は第１カメラ
２1の画面上の点Ｍ1のｘ軸座標値ｘ1とｙ軸座標値ｙ1に
なり、同様に第２カメラ２2の投影面Ｑ2への点Ｍの投影
点Ｍ2が第２カメラ２2の画面上の孔部の像の中心点にな
って、点Ｍ2の原点０からの水平距離と垂直距離は第２
カメラ２2の画面上の点Ｍ2のｘ軸座標値ｘ2とｙ軸座標
値ｙ2になる。そして、点Ｍに対する第１カメラ２1の視
線のＸ−Ｚ座標面への投影線ｅ1の方程式をｘ1から求め
ると共に、点Ｍに対する第２カメラ２2の視線のＸ−Ｚ
座標面への投影線ｅ2の方程式をｘ2から求め、両投影線
の交点として空間座標系における点ＭのＸ軸座標値とＺ
軸座標値とを算定し、次に両カメラの一方例えば第１カ
メラ２1を基準にしてその投影面Ｑ1に平行な前記交点を
含む面と第１カメラ２1との間の距離を求め、この距離
と、第１カメラ２1とその投影面Ｑ1の間の距離との比を
ｙ1に乗算して点ＭのＹ軸座標値を算定する。
【００１４】ところで、前記スポット光源１は、ワーク
ａに正対する第１カメラ２1の下方にワークａを斜め下
方から照射するように配置されており、孔部ｂが図７
（ａ）や図８（ａ）に示すような特殊なものであって
も、孔部の像の下半部は孔部ｂの形状に対応したものに
なるようにした。第１カメラ２1と第２カメラ２2とで図
７（ａ）に示すカラーｃ付きの孔部ｂを撮像した場合の
各カメラの画像が図３（ａ）（ｂ）に示されており、各
カメラ２1、２2の画面上の孔部の像の中心点Ｍ1、Ｍ2の
座標を孔部の像の下半部の孔縁に合致する複数の孔縁点
の座標から算定する。
ａに正対する第１カメラ２1の下方にワークａを斜め下
方から照射するように配置されており、孔部ｂが図７
（ａ）や図８（ａ）に示すような特殊なものであって
も、孔部の像の下半部は孔部ｂの形状に対応したものに
なるようにした。第１カメラ２1と第２カメラ２2とで図
７（ａ）に示すカラーｃ付きの孔部ｂを撮像した場合の
各カメラの画像が図３（ａ）（ｂ）に示されており、各
カメラ２1、２2の画面上の孔部の像の中心点Ｍ1、Ｍ2の
座標を孔部の像の下半部の孔縁に合致する複数の孔縁点
の座標から算定する。
【００１５】これを詳述するに、先ず孔部の像の孔縁の
下端点を検出し、この下端点に対して所定の位置関係に
あるｘ軸方向とｙ軸方向の複数の走査線で孔部の像の下
半部を走査し、走査線と交差する複数の孔縁点〜を
ピックアップしてその座標を求める。
下端点を検出し、この下端点に対して所定の位置関係に
あるｘ軸方向とｙ軸方向の複数の走査線で孔部の像の下
半部を走査し、走査線と交差する複数の孔縁点〜を
ピックアップしてその座標を求める。
【００１６】尚、前記下端点の検出に際しては、画面上
に図４（ａ）に示す如く固定ウインドＷ１を設定して、
このウインドＷ１内における明部と暗部の境界線の下端
点をＡ点として検出し、次に図４（ｂ）に示す如くこの
点Ａを基準にした浮動ウインドＷ２を設定して、このウ
インドＷ１内における明部の最大ブロックの上端点をＢ
点として検出する。図８（ａ）に示す芯ずれした孔部
ｂ、ｂ′を撮像した場合、固定ウインドＷ１内で検出さ
れるＡ点が図８（ｂ）に示すように孔部ｂ′の像の下端
点になってしまう可能性が有るが、浮動ウインドＷ２を
設定してＢ点を検出すれば孔部ｂの像の下端点がＢ点と
して検出され、誤検出を防止できる。ここで、Ｂ点のｙ
軸座標値は孔部の像の下端点のｙ軸座標値に所定の精度
で一致するが、Ｂ点のｘ軸座標値は孔部の像の下端点の
ｘ軸座標値と一致する保証はない。そこで、Ｂ点より少
許上方位置でｘ軸方向に走査して図４（ｃ）に示す如く
ｘ軸方向２箇所の孔縁点Ｃ、Ｄを検出し、この２点Ｃ、
Ｄの中点と同一のｘ軸座標値を持ち且つＢ点と同一のｙ
軸座標値を持つ点を孔部の像の下端点Ｅとして決定する
ようにした。
に図４（ａ）に示す如く固定ウインドＷ１を設定して、
このウインドＷ１内における明部と暗部の境界線の下端
点をＡ点として検出し、次に図４（ｂ）に示す如くこの
点Ａを基準にした浮動ウインドＷ２を設定して、このウ
インドＷ１内における明部の最大ブロックの上端点をＢ
点として検出する。図８（ａ）に示す芯ずれした孔部
ｂ、ｂ′を撮像した場合、固定ウインドＷ１内で検出さ
れるＡ点が図８（ｂ）に示すように孔部ｂ′の像の下端
点になってしまう可能性が有るが、浮動ウインドＷ２を
設定してＢ点を検出すれば孔部ｂの像の下端点がＢ点と
して検出され、誤検出を防止できる。ここで、Ｂ点のｙ
軸座標値は孔部の像の下端点のｙ軸座標値に所定の精度
で一致するが、Ｂ点のｘ軸座標値は孔部の像の下端点の
ｘ軸座標値と一致する保証はない。そこで、Ｂ点より少
許上方位置でｘ軸方向に走査して図４（ｃ）に示す如く
ｘ軸方向２箇所の孔縁点Ｃ、Ｄを検出し、この２点Ｃ、
Ｄの中点と同一のｘ軸座標値を持ち且つＢ点と同一のｙ
軸座標値を持つ点を孔部の像の下端点Ｅとして決定する
ようにした。
【００１７】ところで、孔部の像の孔縁にはノイズ等に
よる凹凸が現われることがあり、上記の如くピックアッ
プする孔縁点〜にこのような異常な像の部分に位置
する点が含まれると、孔部の像の中心点Ｍ1、Ｍ2の座標
を精度良く算定できなくなる。そこで本実施例では、上
記下端点Ｅを基準にしてその上方に孔部の径に対応する
距離だけ離れた点を仮想中心点Ｍ′として定め、画面上
にこの点Ｍ′を基準にして異常な像の部分が食み出るよ
うな所定の環状エリアを設定し、各孔縁点〜が異常
な像の部分からピックアップされたものであるか否かを
判別するようにした。ここで、第１カメラ２1はワーク
ａに正対するように配置されるため、その画面上の孔部
の像は図３（ａ）に示す如くほぼ円形になり、一方、第
２カメラ２2はワークａを斜めから撮像するように配置
されるため、その画面上の孔部の像は図３（ｂ）に示す
如く楕円形になり、更に、ワークａの遠近方向の変位に
よる画像の縮小拡大を考慮して、第１カメラ２1の画面
には図３（ａ）に仮想線で示す如く円形の環状エリアを
設定し、一方、第２カメラ２2の画面には図３（ｂ）に
仮想線で示す如く楕円形の環状エリアを設定する。そし
て、各カメラ２1、２2の画面上の孔縁点〜のうち環
状エリア外に存する孔縁点は異常な像の部分に位置する
点であると判断して削除する。図３の例では、第２カメ
ラ２1の画面上のの点が削除される。
よる凹凸が現われることがあり、上記の如くピックアッ
プする孔縁点〜にこのような異常な像の部分に位置
する点が含まれると、孔部の像の中心点Ｍ1、Ｍ2の座標
を精度良く算定できなくなる。そこで本実施例では、上
記下端点Ｅを基準にしてその上方に孔部の径に対応する
距離だけ離れた点を仮想中心点Ｍ′として定め、画面上
にこの点Ｍ′を基準にして異常な像の部分が食み出るよ
うな所定の環状エリアを設定し、各孔縁点〜が異常
な像の部分からピックアップされたものであるか否かを
判別するようにした。ここで、第１カメラ２1はワーク
ａに正対するように配置されるため、その画面上の孔部
の像は図３（ａ）に示す如くほぼ円形になり、一方、第
２カメラ２2はワークａを斜めから撮像するように配置
されるため、その画面上の孔部の像は図３（ｂ）に示す
如く楕円形になり、更に、ワークａの遠近方向の変位に
よる画像の縮小拡大を考慮して、第１カメラ２1の画面
には図３（ａ）に仮想線で示す如く円形の環状エリアを
設定し、一方、第２カメラ２2の画面には図３（ｂ）に
仮想線で示す如く楕円形の環状エリアを設定する。そし
て、各カメラ２1、２2の画面上の孔縁点〜のうち環
状エリア外に存する孔縁点は異常な像の部分に位置する
点であると判断して削除する。図３の例では、第２カメ
ラ２1の画面上のの点が削除される。
【００１８】次に、残った孔縁点の座標に基づいて孔部
の像を表わす回帰楕円を算定する。回帰楕円は、各孔縁
点に対するずれ量の合計が最小となるように、回帰処理
によって求められる楕円であり、孔部の像の下半部の形
状が円の一部であればその円、楕円の一部であればその
楕円が回帰楕円として算定される。
の像を表わす回帰楕円を算定する。回帰楕円は、各孔縁
点に対するずれ量の合計が最小となるように、回帰処理
によって求められる楕円であり、孔部の像の下半部の形
状が円の一部であればその円、楕円の一部であればその
楕円が回帰楕円として算定される。
【００１９】尚、異常な像であっても軽微なものは上記
した環状エリア内に入ってしまうことがあり、このよう
な異常像の部分からピックアップされた孔縁点は回帰楕
円からのずれ量が大きくなる。これを第２カメラ２2の
画面を例にして説明する。この画面上のの孔縁点は環
状エリア内に収まった軽微な異常像の部分からピックア
ップされており、図５にＳ′で示す回帰楕円に対しの
孔縁点のずれ量δが大きくなる。そこで、回帰楕円に対
する各孔縁点のずれ量を回帰楕円の中心と孔縁点を結ぶ
直線上における回帰楕円の交点と孔縁点との間の距離と
して算出し、これら孔縁点のずれ量のうちの最大ずれ量
が所定値以上のときは、最大ずれ量の孔縁点、即ちの
孔縁点を削除し、残りの孔縁点の座標から再度回帰楕円
を求める。図示の例では再度求めたＳ″の回帰楕円に各
孔縁点が合致し、この回帰楕円Ｓ″は孔部の正常な像に
正確に対応する目標楕円になる。尚、２度目に求めた回
帰楕円に対する孔縁点の最大ずれ量が所定値以上のとき
は、最大ずれ量の孔縁点を削除して再度回帰楕円を求
め、この処理を最大ずれ量が所定値未満になるまで繰返
して目標楕円を求める。ところで、孔縁点の数が少なく
なると回帰楕円を正確に求められなくなり、そのため孔
縁点の数が５個以下になったときは計測不能としてその
旨を表示する。
した環状エリア内に入ってしまうことがあり、このよう
な異常像の部分からピックアップされた孔縁点は回帰楕
円からのずれ量が大きくなる。これを第２カメラ２2の
画面を例にして説明する。この画面上のの孔縁点は環
状エリア内に収まった軽微な異常像の部分からピックア
ップされており、図５にＳ′で示す回帰楕円に対しの
孔縁点のずれ量δが大きくなる。そこで、回帰楕円に対
する各孔縁点のずれ量を回帰楕円の中心と孔縁点を結ぶ
直線上における回帰楕円の交点と孔縁点との間の距離と
して算出し、これら孔縁点のずれ量のうちの最大ずれ量
が所定値以上のときは、最大ずれ量の孔縁点、即ちの
孔縁点を削除し、残りの孔縁点の座標から再度回帰楕円
を求める。図示の例では再度求めたＳ″の回帰楕円に各
孔縁点が合致し、この回帰楕円Ｓ″は孔部の正常な像に
正確に対応する目標楕円になる。尚、２度目に求めた回
帰楕円に対する孔縁点の最大ずれ量が所定値以上のとき
は、最大ずれ量の孔縁点を削除して再度回帰楕円を求
め、この処理を最大ずれ量が所定値未満になるまで繰返
して目標楕円を求める。ところで、孔縁点の数が少なく
なると回帰楕円を正確に求められなくなり、そのため孔
縁点の数が５個以下になったときは計測不能としてその
旨を表示する。
【００２０】図６（ａ）のＳ1は第１カメラ２1の画面上
の孔部の正常な像に対応する目標楕円、図５（ｂ）のＳ
2は第２カメラ２1の画面上の孔部の正常な像に対応する
目標楕円であり、第１カメラ２1の画面上の目標楕円Ｓ1
の中心点Ｍ1の座標（ｘ1、ｙ1）と第２カメラ２2の画面
上の目標楕円Ｓ2の中心点Ｍ2の座標（ｘ2、ｙ2）とから
上記の如く空間座標系における孔部ｂの中心点Ｍの位置
を算定する。
の孔部の正常な像に対応する目標楕円、図５（ｂ）のＳ
2は第２カメラ２1の画面上の孔部の正常な像に対応する
目標楕円であり、第１カメラ２1の画面上の目標楕円Ｓ1
の中心点Ｍ1の座標（ｘ1、ｙ1）と第２カメラ２2の画面
上の目標楕円Ｓ2の中心点Ｍ2の座標（ｘ2、ｙ2）とから
上記の如く空間座標系における孔部ｂの中心点Ｍの位置
を算定する。
【００２１】尚、希ではあるが回帰楕円を繰返し求める
過程で正常な像の部分に位置する孔縁点が削除され、目
標楕円が正常な像に対応しなくなることがある。ところ
で、図６（ｃ）に示す孔部ｂの孔縁上の点Ｎの空間座標
系における位置を、第１カメラ２1の画面上で求めた目
標楕円Ｓ1上の対応点Ｎ1の座標と第２カメラ２2の画面
上で求めた目標楕円Ｓ2の対応点Ｎ2の座標とから三角測
量の原理で算定して、空間座標系における前記中心点Ｍ
からの点Ｎの距離Ｌを求めれば、両目標楕円Ｓ1、Ｓ2が
正常な像にマッチングしている限りこの距離は孔部ｂの
半径に等しくなる。
過程で正常な像の部分に位置する孔縁点が削除され、目
標楕円が正常な像に対応しなくなることがある。ところ
で、図６（ｃ）に示す孔部ｂの孔縁上の点Ｎの空間座標
系における位置を、第１カメラ２1の画面上で求めた目
標楕円Ｓ1上の対応点Ｎ1の座標と第２カメラ２2の画面
上で求めた目標楕円Ｓ2の対応点Ｎ2の座標とから三角測
量の原理で算定して、空間座標系における前記中心点Ｍ
からの点Ｎの距離Ｌを求めれば、両目標楕円Ｓ1、Ｓ2が
正常な像にマッチングしている限りこの距離は孔部ｂの
半径に等しくなる。
【００２２】そこで、この距離と孔部ｂの半径とを比較
して、その差が許容範囲内のときに、上記の如く算定さ
れた中心点Ｍの位置を孔部ｂの正規の中心位置として決
定し、許容範囲外のときは計測不能としてその旨を表示
するようにした。
して、その差が許容範囲内のときに、上記の如く算定さ
れた中心点Ｍの位置を孔部ｂの正規の中心位置として決
定し、許容範囲外のときは計測不能としてその旨を表示
するようにした。
【００２３】尚、孔部ｂの孔縁上の点の空間座標を求め
るには、第１カメラ２1側の目標楕円Ｓ1上と第２カメラ
２2側の目標楕円Ｓ2上とで孔部ｂの孔縁上の共通点に対
応する点をピックアップする必要がある。ここで、目標
楕円とｘ軸座標軸とが交わっている場合、両カメラ
２1、２2の光軸０1、０2がＸ−Ｚ座標面上に位置するた
め、各カメラ２1、２2の画面上のｘ軸座標軸と目標楕円
Ｓ1、Ｓ2との交点は孔部ｂの孔縁とＸ−Ｚ座標面との交
点に対応する点となり、また、目標楕円Ｓ1、Ｓ2のｙ軸
方向の上下の端点は孔部ｂの孔縁のＹ軸方向の上下の端
点に対応する点となり、両目標楕円Ｓ1、Ｓ2上のこれら
何れかの点の座標から空間座標系における孔部ｂの孔縁
上の点の位置を算定できる。図６に示す例では、両目標
楕円Ｓ1、Ｓ2のｙ軸方向下端点Ｎ1、Ｎ2の座標から空間
座標系における孔部ｂのＹ軸方向下端点Ｎの位置を算定
している。また、点Ｍや点Ｎの空間座標系におけるＹ軸
座標値は、第１カメラ２1を基準にして点Ｍ1や点Ｎ1の
ｙ軸座標値から算定できると共に、第２カメラ２2を基
準にして点Ｍ2や点Ｎ2のｙ軸座標値からも算定でき、第
１カメラ２1を基準にしてＹ軸座標値を算定した点Ｍと
点Ｎとの間の距離と、第２カメラ２2を基準にしてＹ軸
座標値を算定した点Ｍと点Ｎとの間の距離とを夫々孔部
ｂの半径と比較して、良否判定を行うことが望ましい。
るには、第１カメラ２1側の目標楕円Ｓ1上と第２カメラ
２2側の目標楕円Ｓ2上とで孔部ｂの孔縁上の共通点に対
応する点をピックアップする必要がある。ここで、目標
楕円とｘ軸座標軸とが交わっている場合、両カメラ
２1、２2の光軸０1、０2がＸ−Ｚ座標面上に位置するた
め、各カメラ２1、２2の画面上のｘ軸座標軸と目標楕円
Ｓ1、Ｓ2との交点は孔部ｂの孔縁とＸ−Ｚ座標面との交
点に対応する点となり、また、目標楕円Ｓ1、Ｓ2のｙ軸
方向の上下の端点は孔部ｂの孔縁のＹ軸方向の上下の端
点に対応する点となり、両目標楕円Ｓ1、Ｓ2上のこれら
何れかの点の座標から空間座標系における孔部ｂの孔縁
上の点の位置を算定できる。図６に示す例では、両目標
楕円Ｓ1、Ｓ2のｙ軸方向下端点Ｎ1、Ｎ2の座標から空間
座標系における孔部ｂのＹ軸方向下端点Ｎの位置を算定
している。また、点Ｍや点Ｎの空間座標系におけるＹ軸
座標値は、第１カメラ２1を基準にして点Ｍ1や点Ｎ1の
ｙ軸座標値から算定できると共に、第２カメラ２2を基
準にして点Ｍ2や点Ｎ2のｙ軸座標値からも算定でき、第
１カメラ２1を基準にしてＹ軸座標値を算定した点Ｍと
点Ｎとの間の距離と、第２カメラ２2を基準にしてＹ軸
座標値を算定した点Ｍと点Ｎとの間の距離とを夫々孔部
ｂの半径と比較して、良否判定を行うことが望ましい。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、孔部が特殊なものであっても、孔部の像のう
ち光源の配置側の半部は孔部の形状に対応するものにな
り、この半部の孔縁上の複数の孔縁点の座標に基づいて
回帰楕円を算定することにより、孔部の中心位置を正確
に計測でき、而も従来技術に比し検出すべき孔縁点の数
は遥かに少なく、データ処理が容易になる。
によれば、孔部が特殊なものであっても、孔部の像のう
ち光源の配置側の半部は孔部の形状に対応するものにな
り、この半部の孔縁上の複数の孔縁点の座標に基づいて
回帰楕円を算定することにより、孔部の中心位置を正確
に計測でき、而も従来技術に比し検出すべき孔縁点の数
は遥かに少なく、データ処理が容易になる。
【図１】 本発明方法の実施に用いる計測装置の概要を
示す斜視図
示す斜視図
【図２】 その要部の平面図
【図３】 （ａ）（ｂ）各カメラの画面を示す図
【図４】 （ａ）（ｂ）（ｃ）孔部の像の下端点の検出
手順を示す図
手順を示す図
【図５】 回帰楕円と各孔縁点との関係を示す図
【図６】 （ａ）（ｂ）各カメラの画面上で算定される
回帰楕円を示す図、（ｃ）回帰楕円から算定される空間
座標系における孔部を示す図
回帰楕円を示す図、（ｃ）回帰楕円から算定される空間
座標系における孔部を示す図
【図７】 （ａ）（ｂ）カラー付きの孔部とその画像を
示す図
示す図
【図８】 （ａ）（ｂ）芯ずれ孔部とその画像を示す図
ａ ワーク ｂ 孔部 １ 光源 ２1、２2 カメラ（撮像
手段） 〜 孔縁点 Ｓ1、Ｓ2 回帰楕円 Ｍ1、Ｍ2 回帰楕円の中心点 Ｍ 孔部の
中心点
手段） 〜 孔縁点 Ｓ1、Ｓ2 回帰楕円 Ｍ1、Ｍ2 回帰楕円の中心点 Ｍ 孔部の
中心点
Claims (5)
- 【請求項１】 ワークに形成した孔部を撮像し、撮像手
段の画面上の孔部の像に基づいて孔部の中心位置を計測
する方法において、ワークを照射する光源をその光源が
ワーク面に対し斜交するように配置し、孔部の像の孔縁
のうち光源の配置側と同じ側に存する部分に合致する複
数の孔縁点の座標から孔部の像を表わす回帰楕円を算定
し、この回帰楕円の中心座標から孔部の中心位置を求め
ることを特徴とする孔位置の計測方法。 - 【請求項２】 孔部の像の孔縁のうち光源の配置方向最
端部に位置する点を基準にして孔部の像の仮想中心点の
座標を求め、この仮想中心点を基準にして画面上に設定
する所定の環状エリア内に各孔縁点が存するか否かを判
別し、環状エリア外に存する孔縁点を除去した残りの孔
縁点の座標から回帰楕円を算定することを特徴とする請
求項１に記載の孔位置の計測方法。 - 【請求項３】 回帰楕円の算定基準となった各孔縁点の
回帰楕円に対するずれ量を算出し、これら孔縁点のずれ
量のうちの最大ずれ量が所定値以上のときは、最大ずれ
量の孔縁点を削除した残りの孔縁点の座標から回帰楕円
を求めることを最大ずれ量が所定値未満になるまで繰返
すことを特徴とする請求項１又は２に記載の孔位置の計
測方法。 - 【請求項４】 光軸が互に斜交するように配置した２個
の撮像手段により孔部を撮像し、一方の撮像手段の画面
上の回帰楕円の中心座標と他方の撮像手段の画面上の回
帰楕円の中心座標とから空間座標系における孔部の中心
位置を算定することを特徴とする請求項１乃至３の何れ
か１項に記載の孔位置の計測方法。 - 【請求項５】 前記両撮像手段の画面上の前記回帰楕円
の中心座標から算定される空間座標系における孔部の中
心位置と、両回帰楕円上の点であって該両点が孔部の孔
縁上の共通点に対応するものの座標から算定される空間
座標系における該共通点の位置とから孔部の中心と該共
通点との間の距離を求め、この距離と孔部の半径とを比
較して、その差が許容範囲内のときに前記中心位置を孔
部の正規の中心位置として決定することを特徴とする請
求項４に記載の孔位置の計測方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5289358A JP2689070B2 (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 孔位置の計測方法 |
| DE4407285A DE4407285C2 (de) | 1993-03-26 | 1994-03-04 | Verfahren zur Messung der Lage eines Loches |
| FR9403475A FR2703146B1 (fr) | 1993-03-26 | 1994-03-24 | Procédé de mesure de la position d'un trou. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5289358A JP2689070B2 (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 孔位置の計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07139910A JPH07139910A (ja) | 1995-06-02 |
| JP2689070B2 true JP2689070B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=17742178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5289358A Expired - Fee Related JP2689070B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-11-18 | 孔位置の計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2689070B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111473746A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-31 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种钉孔垂直度的光学检测方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114719772B (zh) * | 2022-03-22 | 2024-02-02 | 奕目(上海)科技有限公司 | 斜孔倾斜角度的获取方法及系统 |
-
1993
- 1993-11-18 JP JP5289358A patent/JP2689070B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111473746A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-07-31 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种钉孔垂直度的光学检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07139910A (ja) | 1995-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5771309A (en) | Method for measuring position of hole | |
| JP3508369B2 (ja) | 画像測定機 | |
| JPH03257354A (ja) | はんだ印刷検査装置 | |
| JP4117316B2 (ja) | ピストンリング検査装置及び方法 | |
| JP2689070B2 (ja) | 孔位置の計測方法 | |
| JP3758763B2 (ja) | 孔位置の光学的計測方法 | |
| JP2689064B2 (ja) | 孔位置の計測方法 | |
| JPH06281411A (ja) | 孔位置の計測方法 | |
| JP2913370B2 (ja) | 光学式位置計測方法 | |
| JPH11132763A (ja) | 測距方法 | |
| JP3318882B2 (ja) | 光学式測定装置及び測定方法 | |
| JPH10105718A (ja) | 孔位置の光学的計測方法 | |
| JPH10105720A (ja) | 孔位置の光学的計測方法 | |
| JP3013255B2 (ja) | 形状測定方法 | |
| JP2932418B2 (ja) | ワークの位置計測方法 | |
| JP3779118B2 (ja) | 撮像装置におけるカメラの位置ずれ検出方法、撮像装置におけるカメラの傾き検出方法、および、撮像装置におけるカメラの移動量補正方法 | |
| JP2879357B2 (ja) | 形状判定方法 | |
| JPH10105721A (ja) | 画像の位置検出方法 | |
| JPH08103871A (ja) | 自動溶接方法 | |
| JP2601232B2 (ja) | Ｉｃリードずれ検査装置 | |
| JPH09101124A (ja) | 穴の面取り量検査方法 | |
| JPH03276007A (ja) | 端子の傾き検出方法 | |
| JPH0739997B2 (ja) | 半田付け部の外観検査方法 | |
| JPH0968410A (ja) | 光学式測定装置の異常検査方法 | |
| JPS6342721B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |