JP3100098B2 - 形状処理方法 - Google Patents
形状処理方法Info
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- JP3100098B2 JP3100098B2 JP05136178A JP13617893A JP3100098B2 JP 3100098 B2 JP3100098 B2 JP 3100098B2 JP 05136178 A JP05136178 A JP 05136178A JP 13617893 A JP13617893 A JP 13617893A JP 3100098 B2 JP3100098 B2 JP 3100098B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体の輪郭を示すパタ
ーンデータからその輪郭の屈曲点位置を精度良く検出す
る形状処理方法に関し、更に詳しくは、例えば溶接ロボ
ットが溶接継手部の２つの溶接板材の境界である溝の位
置を高精度に検出するために使用する形状処理方法に関
する。
ーンデータからその輪郭の屈曲点位置を精度良く検出す
る形状処理方法に関し、更に詳しくは、例えば溶接ロボ
ットが溶接継手部の２つの溶接板材の境界である溝の位
置を高精度に検出するために使用する形状処理方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に物体表面を計測して得られた輪郭
線データにおいては、計測誤差によりその表す各輪郭点
の位置にばらつきがある。そして、このばらつきのある
点列から如何に精度よく屈曲点位置を見つけるかが重要
となり、従来からこの種の技術として、最小２乗法によ
り輪郭点列を直線あるいは曲線で近似できる区間に分割
し、得られた直線あるいは曲線どうしの交点を屈曲点位
置とするという方法が知られている（例えば、特願平４
−１９０７９６「パターン処理装置」）。
線データにおいては、計測誤差によりその表す各輪郭点
の位置にばらつきがある。そして、このばらつきのある
点列から如何に精度よく屈曲点位置を見つけるかが重要
となり、従来からこの種の技術として、最小２乗法によ
り輪郭点列を直線あるいは曲線で近似できる区間に分割
し、得られた直線あるいは曲線どうしの交点を屈曲点位
置とするという方法が知られている（例えば、特願平４
−１９０７９６「パターン処理装置」）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た最小２乗法に基づく方法においては、最小２乗近似す
べき点の数がある程度以上多い場合にはその精度が期待
できるが、例えば重ね板形状を示す輪郭点列のうちの上
板の端面部などで計測された点の数が少ない薄板重ねの
場合などは上板端面の形状および位置の検出誤差が大き
くなってしまう危険性が高い。
た最小２乗法に基づく方法においては、最小２乗近似す
べき点の数がある程度以上多い場合にはその精度が期待
できるが、例えば重ね板形状を示す輪郭点列のうちの上
板の端面部などで計測された点の数が少ない薄板重ねの
場合などは上板端面の形状および位置の検出誤差が大き
くなってしまう危険性が高い。
【０００４】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、物体の輪郭の屈曲点位置を精
度良く検出する形状処理方法を提供することにある。
その目的とするところは、物体の輪郭の屈曲点位置を精
度良く検出する形状処理方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の形状処理方法は、接触する２つの板状物体
の重なり端面位置をセンシングデータの形状から決定す
る形状処理方法であって、輪郭形状を計測してこれを座
標点列に変換し、輪郭点列中の屈曲点候補を検出して、
これを仮屈曲点とし、隣合う２つの仮屈曲点の間の区間
が予め与えられた長さよりも短く、かつ該区間を中心部
とした場合に該仮屈曲点の各々を端点とした遠心方向に
ついて予め与えられた長さの区間に他の仮屈曲点が存在
しない場合に、与えられた輪郭点列は重ね板形状部分を
示しているものと判定し、また同時に該仮屈曲点はそれ
ぞれ重ね板の端面部分の仮上板角点と仮上下板接触端点
を示しているものと判定し、上記で得られた仮上板角点
を通る最小２乗近似直線または曲線の仮上板角点におけ
る傾きと等しい傾きを有する直線に対して、仮上板角点
と仮上下板接触点との間に存在する輪郭点列をセンシン
グ面と計測対象面とのなす角から演算せられる角度と直
交する直線上に１次元投影し、該投影点列の分布中のピ
ーク位置が最適な端面近似直線を与えるものと判定し、
該端面近似直線と前記仮上板近似直線または曲線との交
点を真の上板角点、該端面近似直線と下板近似直線また
は曲線との交点を真の上下板接触点と判定することを要
旨とする。
め、本発明の形状処理方法は、接触する２つの板状物体
の重なり端面位置をセンシングデータの形状から決定す
る形状処理方法であって、輪郭形状を計測してこれを座
標点列に変換し、輪郭点列中の屈曲点候補を検出して、
これを仮屈曲点とし、隣合う２つの仮屈曲点の間の区間
が予め与えられた長さよりも短く、かつ該区間を中心部
とした場合に該仮屈曲点の各々を端点とした遠心方向に
ついて予め与えられた長さの区間に他の仮屈曲点が存在
しない場合に、与えられた輪郭点列は重ね板形状部分を
示しているものと判定し、また同時に該仮屈曲点はそれ
ぞれ重ね板の端面部分の仮上板角点と仮上下板接触端点
を示しているものと判定し、上記で得られた仮上板角点
を通る最小２乗近似直線または曲線の仮上板角点におけ
る傾きと等しい傾きを有する直線に対して、仮上板角点
と仮上下板接触点との間に存在する輪郭点列をセンシン
グ面と計測対象面とのなす角から演算せられる角度と直
交する直線上に１次元投影し、該投影点列の分布中のピ
ーク位置が最適な端面近似直線を与えるものと判定し、
該端面近似直線と前記仮上板近似直線または曲線との交
点を真の上板角点、該端面近似直線と下板近似直線また
は曲線との交点を真の上下板接触点と判定することを要
旨とする。
【０００６】
【作用】本発明の形状処理方法では、重ね板に用いる板
の端面が板面に対して直角に切ってあるというように板
面と端面とのなす角度が既知な場合が多いという性質を
利用して、平坦区間が長い輪郭点列については最小２乗
法に基づく直線または曲線でこれを近似し、平坦区間が
短い輪郭点列については、この点列を長い輪郭点列部分
で得られる板の方向に投影して精度よく端面を近似し、
これにより板厚の薄い重ね板形状であっても高精度に屈
曲点位置を検出する。
の端面が板面に対して直角に切ってあるというように板
面と端面とのなす角度が既知な場合が多いという性質を
利用して、平坦区間が長い輪郭点列については最小２乗
法に基づく直線または曲線でこれを近似し、平坦区間が
短い輪郭点列については、この点列を長い輪郭点列部分
で得られる板の方向に投影して精度よく端面を近似し、
これにより板厚の薄い重ね板形状であっても高精度に屈
曲点位置を検出する。
【０００７】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
る。
【０００８】図１は、本発明の一実施例に係わる形状処
理方法による処理の全体的流れを示すフローチャートで
あり、図２は図１に示す形状処理方法による処理の様子
を模式的に示す説明図である。図２において、点は輪郭
点列の位置を表し、点Ｐ，Ｑは仮屈曲点を表す。またＬ
0 ，Ｌ1 およびＬ2 は近似直線を表し、Ｃ1 はＬ1 とＬ
0 の交点を、Ｃ2 はＬ2 とＬ0 の交点を表す。ここで例
えば図の横軸をｘ軸に、縦軸をｙ軸にとって、輪郭点列
はｎ個の点からなる点列データ｛（ｘm ，ｙm）｜ｍ＝
１，２，…，ｎ｝であり、この点列データはｘの値の小
さい順番に並んでいるものとする（これはｙ軸に沿った
方向からレーザレンジファインダで物体の断面輪郭線の
３次元座標を計測する場合に相当する）。
理方法による処理の全体的流れを示すフローチャートで
あり、図２は図１に示す形状処理方法による処理の様子
を模式的に示す説明図である。図２において、点は輪郭
点列の位置を表し、点Ｐ，Ｑは仮屈曲点を表す。またＬ
0 ，Ｌ1 およびＬ2 は近似直線を表し、Ｃ1 はＬ1 とＬ
0 の交点を、Ｃ2 はＬ2 とＬ0 の交点を表す。ここで例
えば図の横軸をｘ軸に、縦軸をｙ軸にとって、輪郭点列
はｎ個の点からなる点列データ｛（ｘm ，ｙm）｜ｍ＝
１，２，…，ｎ｝であり、この点列データはｘの値の小
さい順番に並んでいるものとする（これはｙ軸に沿った
方向からレーザレンジファインダで物体の断面輪郭線の
３次元座標を計測する場合に相当する）。
【０００９】次に、図１に示す処理について図２を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１０】図１においては、まずレーザレンジファイ
ンダ等により計測対象物体の断面輪郭線を計測し、輪郭
点列座標データを取得する（ステップ１１０）。そし
て、このように計測された輪郭点列に対して仮屈曲点を
求める（ステップ１２０）。このとき輪郭点列は計測誤
差などのためにその位置にばらつきがあるので、仮屈曲
点の位置もそのばらつきの影響を受ける。仮屈曲点の求
め方は種々考えられるが、例えば適当な自然数ｋの値に
対して
ンダ等により計測対象物体の断面輪郭線を計測し、輪郭
点列座標データを取得する（ステップ１１０）。そし
て、このように計測された輪郭点列に対して仮屈曲点を
求める（ステップ１２０）。このとき輪郭点列は計測誤
差などのためにその位置にばらつきがあるので、仮屈曲
点の位置もそのばらつきの影響を受ける。仮屈曲点の求
め方は種々考えられるが、例えば適当な自然数ｋの値に
対して
【数１】 θ＝ａｒｃｔａｎ｛（ｙm+k −ｙm ）／（ｘm+K −ｘm ）｝ −ａｒｃｔａｎ｛（ｙm-k −ｙm ）／（ｘm-k −ｘm ）｝ （１） を求めると、この値は輪郭点（ｘm ，ｙm ）についてそ
の輪郭線に沿った前方向と後方向の傾きの差を表し、例
えば輪郭点が直線上にあればθ＝０となり、一方輪郭点
が直角の屈曲点であれば｜θ｜＝９０度となる。従っ
て、｜θ｜がある予め与えられたしきい値角度より大き
い点についてその極大値を与える点を仮屈曲点とすれば
よい。なお、θの符号は屈曲点が図形の凹の部分か凸の
部分かを表し、θ＜０なら上に凸、θ＞０なら下に凸を
示す。以下では、上に凸の点を山点、下に凸の点を谷点
とよぶことにする。図２においては、上に凸の仮屈曲点
（仮山点）Ｐ、下に凸の仮屈曲点（仮谷点）Ｑが求めら
れたとし、両点の座標をそれぞれ（ｘp ，ｙp ），（ｘ
q ，ｙq ）とする（ｐ＜ｑ）。
の輪郭線に沿った前方向と後方向の傾きの差を表し、例
えば輪郭点が直線上にあればθ＝０となり、一方輪郭点
が直角の屈曲点であれば｜θ｜＝９０度となる。従っ
て、｜θ｜がある予め与えられたしきい値角度より大き
い点についてその極大値を与える点を仮屈曲点とすれば
よい。なお、θの符号は屈曲点が図形の凹の部分か凸の
部分かを表し、θ＜０なら上に凸、θ＞０なら下に凸を
示す。以下では、上に凸の点を山点、下に凸の点を谷点
とよぶことにする。図２においては、上に凸の仮屈曲点
（仮山点）Ｐ、下に凸の仮屈曲点（仮谷点）Ｑが求めら
れたとし、両点の座標をそれぞれ（ｘp ，ｙp ），（ｘ
q ，ｙq ）とする（ｐ＜ｑ）。
【００１１】次のステップ１３０では、検出された仮屈
曲点の組み合わせから測定対象が薄板重ねであるかある
いは他の形状であるかを判定する。具体的には得られた
仮屈曲点群から、 互いの距離が予め定められた長さ（板厚を反映した
量）以内である、 それぞれの角度の符号が反対である、 相手の仮屈曲点とは反対の方向について、予め与えら
れた長さｄ1 の区間には第３の仮屈曲点が存在しない という条件を満たす仮屈曲点の組が存在する場合に、測
定対象部分が薄板重ね部分であると判定する。図２にお
いては、仮山点Ｐと仮谷点Ｑの組が上記条件を満たして
いる。このとき、仮山点Ｐと仮谷点Ｑとの間の区間を仮
端面区間、仮山点Ｐから仮谷点Ｑとは反対の方向に延び
る点列区間を仮上板区間とみなし、また仮谷点Ｑから仮
山点Ｐとは反対方向に延びる点列区間を仮下板区間とみ
なす。なおこの判定処理において、薄板重ね部分ではな
いと判定された場合は、他の断面形状を有する対象とし
て、以降の処理を例えば特願平４−１９０７９６「パタ
ーン処理装置」で示されている手法で実現することとす
る。
曲点の組み合わせから測定対象が薄板重ねであるかある
いは他の形状であるかを判定する。具体的には得られた
仮屈曲点群から、 互いの距離が予め定められた長さ（板厚を反映した
量）以内である、 それぞれの角度の符号が反対である、 相手の仮屈曲点とは反対の方向について、予め与えら
れた長さｄ1 の区間には第３の仮屈曲点が存在しない という条件を満たす仮屈曲点の組が存在する場合に、測
定対象部分が薄板重ね部分であると判定する。図２にお
いては、仮山点Ｐと仮谷点Ｑの組が上記条件を満たして
いる。このとき、仮山点Ｐと仮谷点Ｑとの間の区間を仮
端面区間、仮山点Ｐから仮谷点Ｑとは反対の方向に延び
る点列区間を仮上板区間とみなし、また仮谷点Ｑから仮
山点Ｐとは反対方向に延びる点列区間を仮下板区間とみ
なす。なおこの判定処理において、薄板重ね部分ではな
いと判定された場合は、他の断面形状を有する対象とし
て、以降の処理を例えば特願平４−１９０７９６「パタ
ーン処理装置」で示されている手法で実現することとす
る。
【００１２】次に、ステップ１３０で得られた仮上板区
間および仮下板区間のそれぞれについて、点列を最小２
乗法に基づき直線または曲線にて近似を行い、上板近似
直線または上板近似曲線と下板近似直線または下板近似
曲線を得る（ステップ１４０）。直線近似とするか曲線
近似とするかについては、重ね板が平板である場合には
直線近似が有効であるが、板が湾曲している場合には曲
線近似が必要となるので、これに従うこととする。但
し、曲線近似の場合でも重ね部分の近傍を局所的に見た
場合には曲率がそれほど大きくないので、例えば特願平
４−１９０７９６「パターン処理装置」に示されている
ような放物線で近似するのが適当である。図２では、上
板近似直線Ｌ1 と下板近似直線Ｌ2 が得られた例を示し
ている。
間および仮下板区間のそれぞれについて、点列を最小２
乗法に基づき直線または曲線にて近似を行い、上板近似
直線または上板近似曲線と下板近似直線または下板近似
曲線を得る（ステップ１４０）。直線近似とするか曲線
近似とするかについては、重ね板が平板である場合には
直線近似が有効であるが、板が湾曲している場合には曲
線近似が必要となるので、これに従うこととする。但
し、曲線近似の場合でも重ね部分の近傍を局所的に見た
場合には曲率がそれほど大きくないので、例えば特願平
４−１９０７９６「パターン処理装置」に示されている
ような放物線で近似するのが適当である。図２では、上
板近似直線Ｌ1 と下板近似直線Ｌ2 が得られた例を示し
ている。
【００１３】それから、ステップ１４０で得られた上板
近似直線または近似曲線に対して仮端面区間の点列を投
影させて、その近似直線を得る（ステップ１５０）。こ
こで前提として、検出すべき端面は上板の一部であり、
その上板の平面部とのなす角度が既知である（一般的に
は直角）と仮定している。具体的には、上板が ｙ＝ｂ1 ・ｘ＋ｃ1 なる直線で近似表現されており、いま上板面部分を表す
直線と端面部分を表す直線とのなす角度が既知の値φで
あるとしているので、端面部分を表す直線の傾きｂ0 は
近似直線または近似曲線に対して仮端面区間の点列を投
影させて、その近似直線を得る（ステップ１５０）。こ
こで前提として、検出すべき端面は上板の一部であり、
その上板の平面部とのなす角度が既知である（一般的に
は直角）と仮定している。具体的には、上板が ｙ＝ｂ1 ・ｘ＋ｃ1 なる直線で近似表現されており、いま上板面部分を表す
直線と端面部分を表す直線とのなす角度が既知の値φで
あるとしているので、端面部分を表す直線の傾きｂ0 は
【数２】 ｂ0 ＝（ｂ1 ・ｃｏｔφ＋１）／（ｃｏｔφ−ｂ1 ） と表される。また上板が ｙ＝ａ1 ・ｘ2 ＋ｂ・ｘ＋ｃ1 なる放物線で近似表現されている場合は、
【数３】 ｂ0 ＝｛（２ａ1 ・ｘp ＋ｂ1 ）・ｃｏｔφ＋１｝／
｛ｃｏｔφ−（２ａ1 ・ｘp ＋ｂ1 ）｝ と表される。なおここで角度φは、ステップ１１０にお
ける輪郭点列の取得の際の光学配置に関する条件によっ
て、その扱いが異なる。一つの場合として、計測に用い
たレーザビームが走査される平面（またはレーザスリッ
ト光のなす平面）が上板の上面に対して垂直の関係にあ
る場合には、重ね板材の上面と端面のなす角度φ0 その
ものがφとなる。もう一つの場合は上記の光学配置関係
が満たされていない場合で、その場合はレーザビーム走
査面（またはレーザスリット面）が上板平面および上下
板重ね部分の溝線の向かう方向に対してなす角度によ
り、φはφ0 から変化する。但し、この場合も、例えば
溶接においては溶接すべき重ね板の上板面および溶接溝
の進む方向とセンサとの位置関係は常に把握しながら溶
接作業が進行するので、角度φをその都度算出すること
は可能である。さて、このようにして得られたｂ0 につ
いて、仮端面部の点列が傾きｂ0 の直線の上に本来乗っ
ているべきものとすれば、仮端面部の各点｛（ｘr ，ｙ
r ）｜ｒ＝ｐ，ｐ＋１，ｐ＋２，…，ｑ−１，ｑ｝は ｙr ＝ｂ0 ・ｘr ＋ｃ0 を満たすことになる。ここに、ノイズ等の影響で各点は
必ずしも同一の直線を示さず、ｃ0 の値にばらつきが生
ずるが、このｃ0 は真の値の周りにばらつくことが予想
されるので、得られたｃ0 の値で最も密集した値を最適
なｃ0 とすればよい。
｛ｃｏｔφ−（２ａ1 ・ｘp ＋ｂ1 ）｝ と表される。なおここで角度φは、ステップ１１０にお
ける輪郭点列の取得の際の光学配置に関する条件によっ
て、その扱いが異なる。一つの場合として、計測に用い
たレーザビームが走査される平面（またはレーザスリッ
ト光のなす平面）が上板の上面に対して垂直の関係にあ
る場合には、重ね板材の上面と端面のなす角度φ0 その
ものがφとなる。もう一つの場合は上記の光学配置関係
が満たされていない場合で、その場合はレーザビーム走
査面（またはレーザスリット面）が上板平面および上下
板重ね部分の溝線の向かう方向に対してなす角度によ
り、φはφ0 から変化する。但し、この場合も、例えば
溶接においては溶接すべき重ね板の上板面および溶接溝
の進む方向とセンサとの位置関係は常に把握しながら溶
接作業が進行するので、角度φをその都度算出すること
は可能である。さて、このようにして得られたｂ0 につ
いて、仮端面部の点列が傾きｂ0 の直線の上に本来乗っ
ているべきものとすれば、仮端面部の各点｛（ｘr ，ｙ
r ）｜ｒ＝ｐ，ｐ＋１，ｐ＋２，…，ｑ−１，ｑ｝は ｙr ＝ｂ0 ・ｘr ＋ｃ0 を満たすことになる。ここに、ノイズ等の影響で各点は
必ずしも同一の直線を示さず、ｃ0 の値にばらつきが生
ずるが、このｃ0 は真の値の周りにばらつくことが予想
されるので、得られたｃ0 の値で最も密集した値を最適
なｃ0 とすればよい。
【００１４】しかし、現実的には、ｂ0 の値が大きい場
合にはｃ0 の値の変動が大きくなり、このような場合に
ｃ0 の密集値を求めることは困難である。そこで、傾き
がｂ0 の直線と直交し、かつ原点を通る直線ｙ＝−ｘ／
ｂ0 に対して点（ｘr ，ｙr）から垂線をおろし、その
交点についての密集位置を検出することとする。即ち、
次の連立方程式 ｙ＝ｂ0 ・ｘ＋ｃr ， ｃr ＝ｙr −ｂ0 ・ｘr ｙ＝−ｘ／ｂ0 を解いて交点位置を求め、その交点の原点からの距離ｃ
* を求めると
合にはｃ0 の値の変動が大きくなり、このような場合に
ｃ0 の密集値を求めることは困難である。そこで、傾き
がｂ0 の直線と直交し、かつ原点を通る直線ｙ＝−ｘ／
ｂ0 に対して点（ｘr ，ｙr）から垂線をおろし、その
交点についての密集位置を検出することとする。即ち、
次の連立方程式 ｙ＝ｂ0 ・ｘ＋ｃr ， ｃr ＝ｙr −ｂ0 ・ｘr ｙ＝−ｘ／ｂ0 を解いて交点位置を求め、その交点の原点からの距離ｃ
* を求めると
【数４】 が得られる。そこで各点についてｃ* を求め、この密集
位置を検出する。密集位置の検出方法としては、ｃ* に
ついて一定の刻み区間でその出現個数を計数するヒスト
グラムを作成し、その頻度のピークを与える区間の中心
値となるｃ* を求めて、次式により最適なｃ0 を定め
る。
位置を検出する。密集位置の検出方法としては、ｃ* に
ついて一定の刻み区間でその出現個数を計数するヒスト
グラムを作成し、その頻度のピークを与える区間の中心
値となるｃ* を求めて、次式により最適なｃ0 を定め
る。
【００１５】
【数５】 なお、この操作は、仮端面区間の点列を端面部がなすべ
き直線と直交する直線上に１次元投影して、その投影像
のうちで最も頻度の高い部分を選択することに相当す
る。
き直線と直交する直線上に１次元投影して、その投影像
のうちで最も頻度の高い部分を選択することに相当す
る。
【００１６】図２（ｂ）は仮端面区間点列｛（ｘr ，ｙ
r ）｜ｒ＝ｐ，ｐ＋１，ｐ＋２，…，ｑ−１，ｑ｝を上
板近似直線Ｌ1 に投影処理している有り様を模式的に示
している。
r ）｜ｒ＝ｐ，ｐ＋１，ｐ＋２，…，ｑ−１，ｑ｝を上
板近似直線Ｌ1 に投影処理している有り様を模式的に示
している。
【００１７】次のステップ１６０では、ステップ１４０
で得られた近似直線または近似曲線とステップ１５０で
得られた端面を表す近似直線の交点を求める。具体的に
は、上板と端面部との交点として、 ｙ＝ａ1 ・ｘ2 ＋ｂ1 ・ｘ＋ｃ1 ｙ＝ ｂr ・ｘ＋ｃ0 なる連立方程式を解けばよい（上板が直線近似の場合
は、ａ1 ＝０となる）。また下板と端面部との交点とし
て ｙ＝ａ2 ・ｘ2 ＋ｂ2 ・ｘ＋ｃ2 ｙ＝ ｂr ・ｘ＋ｃ0 なる連立方程式を解けばよい（下板が直線近似の場合
は、ａ2 ＝０となる）。図２では、上板近似直線Ｌ1 と
端面近似直線Ｌ0 の交点としてＣ1 が、下板近似直線Ｌ
2 と端面近似直線Ｌ0 の交点としてＣ2 が得られてい
る。
で得られた近似直線または近似曲線とステップ１５０で
得られた端面を表す近似直線の交点を求める。具体的に
は、上板と端面部との交点として、 ｙ＝ａ1 ・ｘ2 ＋ｂ1 ・ｘ＋ｃ1 ｙ＝ ｂr ・ｘ＋ｃ0 なる連立方程式を解けばよい（上板が直線近似の場合
は、ａ1 ＝０となる）。また下板と端面部との交点とし
て ｙ＝ａ2 ・ｘ2 ＋ｂ2 ・ｘ＋ｃ2 ｙ＝ ｂr ・ｘ＋ｃ0 なる連立方程式を解けばよい（下板が直線近似の場合
は、ａ2 ＝０となる）。図２では、上板近似直線Ｌ1 と
端面近似直線Ｌ0 の交点としてＣ1 が、下板近似直線Ｌ
2 と端面近似直線Ｌ0 の交点としてＣ2 が得られてい
る。
【００１８】図３は、本発明の一実施例に係わる形状処
理方法を実施する装置の構成を示すブロック図である。
図４は図３の装置の作用を示すフローチャートである。
理方法を実施する装置の構成を示すブロック図である。
図４は図３の装置の作用を示すフローチャートである。
【００１９】図３の装置の作用を図４のフローチャート
に従って説明する。図３においては、まずレーザレンジ
ファインダ等で実現される輪郭形状計測部１が対象物体
の断面輪郭形状を計測し（図４のステップ２１０）、そ
の座標点列を輪郭点列蓄積部２に蓄積する（ステップ２
２０）。輪郭点列蓄積部２に蓄積された輪郭点列に対
し、仮屈曲点検出部３が式（１）の計算により得られる
θと予め与えられた閾値角度との比較および極大・極小
点検出を行って仮屈曲点の位置を求め、これを仮屈曲点
蓄積部４に蓄積する（ステップ２３０）。そして、断面
形状判定部５は、仮屈曲点蓄積部４に蓄積された仮屈曲
点に対して、図１のステップ１３０で示した薄板重ねの
条件を満たしているかどうかを調べる（ステップ２４
０）。そして、もし条件を満たしている仮屈曲点が存在
していたら、これらを仮上板角点および仮上下板接触端
点として輪郭点列蓄積部２に蓄積されている輪郭点列を
仮上板区間点列、仮端面区間点列、仮下板区間点列とし
て、それぞれ仮上板区間点列蓄積部６、仮端面区間点列
蓄積部７、仮下板区間点列蓄積部８に蓄積する（ステッ
プ２５０）。これらの蓄積された各点列について、上板
部分近似部９および下板部分近似部１０はそれぞれの点
列を直線または曲線にて最小２乗法に基づき近似し（ス
テップ２６０，２７０）、その結果を近似線群蓄積部１
２に蓄積する。端面部分近似部１１は、上板部分近似部
９で得られた上板の傾き情報および角度演算部１３で演
算された上板面部分の直線と端面部分の直線とのなす角
度をもとに、図１のステップ１５０で示した処理を行っ
て端面部分の直線近似を行い、その結果を近似線群蓄積
部１２にする（ステップ２８０，２９０）。最後に、近
似線群蓄積部１２に蓄積された近似直線および近似曲線
に対して、交点検出部１４は交点を検出する（ステップ
３００〜３２０）。
に従って説明する。図３においては、まずレーザレンジ
ファインダ等で実現される輪郭形状計測部１が対象物体
の断面輪郭形状を計測し（図４のステップ２１０）、そ
の座標点列を輪郭点列蓄積部２に蓄積する（ステップ２
２０）。輪郭点列蓄積部２に蓄積された輪郭点列に対
し、仮屈曲点検出部３が式（１）の計算により得られる
θと予め与えられた閾値角度との比較および極大・極小
点検出を行って仮屈曲点の位置を求め、これを仮屈曲点
蓄積部４に蓄積する（ステップ２３０）。そして、断面
形状判定部５は、仮屈曲点蓄積部４に蓄積された仮屈曲
点に対して、図１のステップ１３０で示した薄板重ねの
条件を満たしているかどうかを調べる（ステップ２４
０）。そして、もし条件を満たしている仮屈曲点が存在
していたら、これらを仮上板角点および仮上下板接触端
点として輪郭点列蓄積部２に蓄積されている輪郭点列を
仮上板区間点列、仮端面区間点列、仮下板区間点列とし
て、それぞれ仮上板区間点列蓄積部６、仮端面区間点列
蓄積部７、仮下板区間点列蓄積部８に蓄積する（ステッ
プ２５０）。これらの蓄積された各点列について、上板
部分近似部９および下板部分近似部１０はそれぞれの点
列を直線または曲線にて最小２乗法に基づき近似し（ス
テップ２６０，２７０）、その結果を近似線群蓄積部１
２に蓄積する。端面部分近似部１１は、上板部分近似部
９で得られた上板の傾き情報および角度演算部１３で演
算された上板面部分の直線と端面部分の直線とのなす角
度をもとに、図１のステップ１５０で示した処理を行っ
て端面部分の直線近似を行い、その結果を近似線群蓄積
部１２にする（ステップ２８０，２９０）。最後に、近
似線群蓄積部１２に蓄積された近似直線および近似曲線
に対して、交点検出部１４は交点を検出する（ステップ
３００〜３２０）。
【００２０】図５は、本発明の他の実施例に係わる形状
処理方法を実施する装置の構成を示すブロック図であ
る。同図に示す実施例は、図３に示した実施例において
角度演算部１３を除去したものであり、その他の構成お
よび作用は図３に示すものと同じである。図３の実施例
では、常にレーザビーム走査面（またはレーザスリット
面）のなす角度が計測対象に対して一定となるようにし
て輪郭点座標を取得するように構成したものである。従
って、図３に示す角度演算部１３が不要となっている。
処理方法を実施する装置の構成を示すブロック図であ
る。同図に示す実施例は、図３に示した実施例において
角度演算部１３を除去したものであり、その他の構成お
よび作用は図３に示すものと同じである。図３の実施例
では、常にレーザビーム走査面（またはレーザスリット
面）のなす角度が計測対象に対して一定となるようにし
て輪郭点座標を取得するように構成したものである。従
って、図３に示す角度演算部１３が不要となっている。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
平坦区間が長い輪郭点列については最小２乗法に基づく
直線または曲線でこれを近似し、平坦区間が短い輪郭点
列については、この点列を長い輪郭点列部分で得られる
板の方向に投影して精度よく端面を近似し、これにより
板厚の薄い重ね板形状であっても高精度に屈曲点位置を
検出することができるので、例えば薄板用溶接ロボット
に搭載する視覚センサのデータ処理に適用すれば溶接ロ
ボットは溝点を目はずしせずに良質な溶接を行うことが
できる。
平坦区間が長い輪郭点列については最小２乗法に基づく
直線または曲線でこれを近似し、平坦区間が短い輪郭点
列については、この点列を長い輪郭点列部分で得られる
板の方向に投影して精度よく端面を近似し、これにより
板厚の薄い重ね板形状であっても高精度に屈曲点位置を
検出することができるので、例えば薄板用溶接ロボット
に搭載する視覚センサのデータ処理に適用すれば溶接ロ
ボットは溝点を目はずしせずに良質な溶接を行うことが
できる。
【図１】本発明の一実施例に係わる形状処理方法の処理
の全体的流れを示すフローチャートである。
の全体的流れを示すフローチャートである。
【図２】図１に示す形状処理方法の処理の様子を模式的
に示す説明図である。
に示す説明図である。
【図３】本発明の一実施例に係わる形状処理方法を実施
する装置の構成を示すブロック図である。
する装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す装置の作用を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図５】本発明の他の実施例に係わる形状処理方法を実
施する装置の構成を示すブロック図である。
施する装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】 １ 輪郭形状計測部 ２ 輪郭点列蓄積部 ３ 仮屈曲点検出部 ４ 仮屈曲点蓄積部 ５ 断面形状判定部 ６ 仮上板区間点列蓄積部 ７ 仮端面区間点列蓄積部 ８ 仮下板区間点列蓄積部 ９ 上板部分近似部 １０ 下板部分近似部 １１ 端面部分近似部 １２ 近似線群蓄積部 １３ 角度演算部 １４ 交点検出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 21/00 - 21/32 G01B 11/00 - 11/30 102 G06T 7/00 G06T 7/60
Claims (2)
- 【請求項１】 接触する２つの板状物体の重なり端面位
置をセンシングデータの形状から決定する形状処理方法
であって、輪郭形状を計測してこれを座標点列に変換
し、輪郭点列中の屈曲点候補を検出して、これを仮屈曲
点とし、隣合う２つの仮屈曲点の間の区間が予め与えら
れた長さよりも短く、かつ該区間を中心部とした場合に
該仮屈曲点の各々を端点とした遠心方向について予め与
えられた長さの区間に他の仮屈曲点が存在しない場合
に、与えられた輪郭点列は重ね板形状部分を示している
ものと判定し、また同時に該仮屈曲点はそれぞれ重ね板
の端面部分の仮上板角点と仮上下板接触端点を示してい
るものと判定し、上記で得られた仮上板角点を通る最小
２乗近似直線または曲線の仮上板角点における傾きと等
しい傾きを有する直線に対して、仮上板角点と仮上下板
接触点との間に存在する輪郭点列をセンシング面と計測
対象面とのなす角から演算せられる角度と直交する直線
上に１次元投影し、該投影点列の分布中のピーク位置が
最適な端面近似直線を与えるものと判定し、該端面近似
直線と前記仮上板近似直線または曲線との交点を真の上
板角点、該端面近似直線と下板近似直線または曲線との
交点を真の上下板接触点と判定することを特徴とする形
状処理方法。 - 【請求項２】 輪郭点列を１次元投影する角度方向をセ
ンシング面と計測対象面とのなす角から演算することな
く、予め与えられた角度方向とすることを特徴とする請
求項１記載の形状処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05136178A JP3100098B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | 形状処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05136178A JP3100098B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | 形状処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347257A JPH06347257A (ja) | 1994-12-20 |
| JP3100098B2 true JP3100098B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=15169161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05136178A Expired - Lifetime JP3100098B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | 形状処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3100098B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8603955B2 (en) | 2004-10-19 | 2013-12-10 | Nippon Oil Corporation | Lubricant composition and antioxidant composition |
-
1993
- 1993-06-07 JP JP05136178A patent/JP3100098B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8603955B2 (en) | 2004-10-19 | 2013-12-10 | Nippon Oil Corporation | Lubricant composition and antioxidant composition |
| US8709989B2 (en) | 2004-10-19 | 2014-04-29 | Nippon Oil Corporation | Lubricant composition and antioxident composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06347257A (ja) | 1994-12-20 |
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