JP3229024B2 - ３次元位置標定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボット等の制御
に適用される３次元位置標定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、工場の自動化や、作業環境の改善
等のために、製造ラインなどに産業用ロボットが多数、
投入されるようになった。産業用ロボットにも種々のも
のがあるが、最も多用されているのが、アームロボット
である。この種のロボットは、多数の関節を持つアーム
を動かし、アーム先端に取り付けた工具を用いてワーク
に対し、所定の作業を行ったり、アーム先端の爪にて部
品を保持して所定の取り付け位置に移動させたりするな
ど、様々な作業を行う。

【０００３】一般に、産業用ロボットではこのような作
業をする際に、自重や取り付けられた工具や部品の重量
により、撓みが発生し、各関節角度の検出のみでは工具
や部品の正確な位置決めができない。そこで、通常は工
具や部品の位置を、ロボットとは別の他の検出器により
標定して位置決めを行う。

【０００４】従来、このための位置決め標定装置として
は、超音波を用いる方法や光センサを用いる方法、テレ
ビカメラから得られる画像を処理する方法など種々の方
法があるが、ここでは従来技術の一例としてテレビカメ
ラを用いる方法について図面を参照して説明する。

【０００５】従来技術による産業用ロボット用の位置決
め標定装置の構成を図４に示す。

【０００６】図において１１は産業用ロボットのアーム
先端部側を示しており、１２は産業用ロボット１１のア
ーム先端部側における把持爪近傍に設けたマークであ
る。１はテレビカメラであり、４はＡ／Ｄ変換器、５は
画像メモリ、６は制御装置、７はカウンタ、８は重心検
出器、９は座標演算回路、１０は表示器、１５はモー
タ、１６はレール、１７はボールネジ、１８は変位検出
器である。

【０００７】テレビカメラ１は産業用ロボット１１のマ
ーク１２を撮像するためのものであって、レール１６の
上をモータ１５により駆動されるボールネジ１７によっ
て水平に移動可能である。レール１６上でのテレビカメ
ラ１の位置は、テレビカメラ１に接続された変位検出器
１８により検出される。

【０００８】すなわち、変位検出器１８はテレビカメラ
１が右に移動すると所定量移動する毎に正のパルスを１
つ出し、左に移動すると所定量移動する毎に負のパルス
を１つ出す。このパルスをカウンタ７にて可逆計数する
ことにより、レール１６上でのテレビカメラ１の位置が
検出できる。

【０００９】テレビカメラ１の画像信号は、Ａ／Ｄ変換
器４により、ディジタルデータに変換されて画像メモリ
５に書き込まれる。重心検出器８では画像メモリ５に書
き込まれた画像の特徴点の重心位置を検出する。

【００１０】今、ロボット１１の位置検出すべき特徴点
を明確にするために、ロボット１１にマーク１２を付加
する。ここでマーク１２は塗料で描いたものでも、反射
板を張り付けたものでも、あるいは発光ダイオードのよ
うに自ら発光するもので良く、ロボット１１の他の部分
および作業場所の背景と区別し易いものとすれば重心検
出処理は容易になる。ここではマーク１２として画像メ
モリ５上で他のどの部分とも容易に分離できるだけ、十
分な明るさを持った発光ダイオードを使用するものとす
る。

【００１１】重心検出器８では画像メモリ５に書き込ま
れた画像を、予め設定した閾値で二値化し、マーク１２
の部分のみが“Ｈ”（論理レベル“Ｈ”、つまり
“１”）となり、他の部分は“Ｌ”（論理レベル“Ｌ”
つまり“０”）となるような二値化画像を作成する。

【００１２】その後、重心検出器８では二値化画像が
“Ｈ”である領域の座標（Ｉｎ，Ｊｎ）と、その座標の
もとの画像の明るさＤｎから次式（(1) 式，(2) 式）に
よりマーク１２の重心位置（Ｉｇ，Ｊｇ）を求める。

【００１３】

【数１】 重心位置が求まると、重心検出器８は制御装置６に対
し、テレビカメラ１を次の位置に移動するように、指令
を与える。制御装置６では重心検出器８のこの制御出力
によりモータ１５を駆動してテレビカメラ１を移動させ
る。

【００１４】テレビカメラ１が距離Ｌだけ移動すると、
上記と同様にして次の画像でのマーク１２の重心位置を
検出する。座標演算回路９では重心検出器８の出力する
重心位置群と、そのそれぞれの重心位置を求めた画像を
撮像したときのカウンタ７の出力、すなわち、テレビカ
メラ１の位置群からマーク１２の３次元座標を計算す
る。３次元座標の計算手法を図５および図６を用いて説
明する。

【００１５】重心検出器８で検出された画像メモリ５上
の座標（Ｉ，Ｊ）は撮像素子１４上の座標（ｉ，ｊ）と
対応しており、次式（(3) 式、(4) 式）で変換される。

【００１６】 ｉ＝αＩ …(3) ｊ＝βＪ …(4) ここで、α，βはそれぞれ画像メモリ５と撮像素子１４
の横方向および縦方向の縮尺率である。

【００１７】まず、１枚目の画像をレンズ１３の中心座
標が（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）なる位置で撮像し、上述の方
法でマーク１２の撮像素子１４上での重心位置（ｉ1 ，
ｊ1）を得たとする。

【００１８】次にｘ軸方向に距離Ｌだけ移動した位置で
２枚目の画像を撮像し、重心位置（ｉ2 ，ｊ2 ）を得た
とする。その結果、座標演算回路９は次式（(5) 式，
(6) 式，(7) 式）により、マーク１２の３次元座標（Ｐ
ｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）を計算する。

【００１９】 Ｐｘ＝Ｖｘ−ｉ１・Ｌ／（ｉ１−ｉ２） …(5) Ｐｙ＝Ｖｙ−Ｃ・Ｌ／（ｉ１−ｉ２） …(6) Ｐｚ＝Ｖｚ−Ｃ（Ｐｙ−Ｖｙ）／ｊ１ …(7) ここで、Ｃはレンズの焦点距離である。

【００２０】以上のようにして、座標演算回路９から出
力された３次元座標（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）の情報は表示
器１０に表示されるか、または、直接、ロボット１１の
制御装置に出力されてロボット１１を制御する。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来方
式によるこのような位置標定手法では、テレビカメラが
平行移動のみしか行わないため、テレビカメラの前面に
ある対象物の位置標定しか行えない。そのため、全方向
の対象物の位置標定を行うには、移動機構を含めた撮像
系全体を回転させる必要がある。

【００２２】このように従来の位置標定装置は撮像系の
視野が狭く、全方向の対象物の位置標定を行うようにす
るには、移動機構を含めた撮像系全体を回転させる必要
があり、従って、回転機構によるテレビカメラの撮像方
向の変更と、移動機構によるテレビカメラの移動と云っ
た２種の移動操作が必要であり、計測時間を要してロボ
ット制御に時間を要すると云った問題点があった。ま
た、位置標定するためには少なくともテレビカメラの位
置を変えた２点で、撮像した画像が必要であるが、精度
を保持するにはその２点間距離がかなりなければなら
ず、移動操作に時間がかかると共に、装置の大型化に繋
がる。

【００２３】そこで、この発明の目的とするところは、
全方向の対象物の位置標定を短時間で、しかも、高精度
に行うことができ、ロボット制御を高精度、かつ、迅速
に行うことができると共に、小形化を図ることができる
ようにした３次元位置標定装置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、対象物を
撮像し、画像信号として出力する撮像手段と、この撮像
手段の撮像方向を法線方向に固定し、かつ、所定の半径
で回転移動させて前記対象物を異なる複数点から撮像手
段の視野に納めるべく移動走査させる回転支持機構と、
この回転支持機構に接続され、撮像手段の回転角度を検
出する角度検知手段と、前記異なる複数点の位置毎に撮
像手段で得た画像信号から対象物上の特徴点の画像上の
重心位置を検出する重心検出手段と、複数枚の画像に撮
像された前記対象物の同一特徴点の重心位置情報群とそ
れぞれの画像を撮像した時の角度検出手段の出力群とか
ら前記特徴点の３次元座標を求め、前記対象物の位置を
標定する座標演算手段とより構成する。

【００２５】

【作用】上記の構成においては、回転機構により被写体
像を撮像する撮像手段（テレビカメラ）の撮像方向を法
線方向に固定し、所定の半径で回転移動させることがで
き、回転支持機構により撮像手段を所定の半径で回転移
動させ、異なる複数箇所からの被写体像を撮像する。こ
のときの円軌跡上での撮像手段の位置すなわち、回転角
度は角度検出手段により検出される。そして、ある回転
角度θｎの位置で撮像手段により撮像された画像上での
対象物（被写体）上の特徴点の重心位置（Ｉｎ，Ｊｎ）
を重心検出手段により検出する。回転支持機構を操作し
て撮像手段の回転角度（撮影方位）を順次変更しなが
ら、Ｎ枚の画像を得てこれより重心検出手段にてそれぞ
れ上記対象物上の同一特徴点の重心位置を求める。それ
ぞれ同一特徴点の重心位置が求まると、これらＮ個の重
心位置（Ｉ 1，Ｊ 1）（Ｉ 2，Ｊ 2）…（Ｉ N，Ｊ N）
と、それぞれの画像を撮像した時の回転角度θ 1，θ
2，θ 3，…θ Nから、座標演算手段は対象物上の特徴
点の３次元座標を計算し、出力する。

【００２６】このように、本発明は、撮像手段を保持す
ると共に、この撮像手段を旋回操作する回転支持機構を
設け、この回転支持機構により、水平面上について撮像
手段を旋回移動させ、被写体像を撮像するようにしてお
り、この旋回も比較的細かい回転角ピッチで行うこと
で、細かい回転角ピッチで複数枚の画像を撮像でき、そ
れぞれの画像から重心位置を検出することができる。

【００２７】そして、この旋回構造としたことにより、
撮像手段の移動（方位変更）は迅速となり、被写体像を
複数点で撮像するに要する時間は短時間となり、しか
も、一つの対象物に対して、複数点で得た情報をもとに
３次元位置標定するので、精度も高くなる。また、旋回
構造としたことから、全方位、いずれでも、撮像手段を
迅速に向けることができ、被写体であり、位置標定の対
象物であるロボットが撮像手段の設置点の周囲いずれに
あっても位置標定を短時間、高精度で行うことができる
ようになる。また、撮像手段の設置点の周囲であれば、
複数台のロボットについて、位置標定を行うことがで
き、１台の位置標定装置で複数台のロボットの位置標定
に共用することができる。

【００２８】特に、従来技術では比較的離れた２か所
で、画像の撮像を行ったが、本発明では比較的細かい回
転角ピッチで複数枚の画像を撮像し、それぞれの画像か
ら重心位置を検出するようにしており、このような本発
明を採用することにより、テレビカメラを回転させるの
みの１自由度の移動で、回転軸に対して全周方向に存在
する対象物の位置標定が行えるようになることから、視
野の拡大を図ることができるようになり、かつ、１枚の
画像に含まれる特徴点の重心位置の検出誤差をＮ枚の画
像を用いて相殺するように、３次元座標を求めるため、
標定精度が著しく向上する。

【００２９】さらに、従来の手法である２枚の画像から
３次元座標を求める方法では、２つの撮像位置の間隔を
大きくしなければ、十分な精度が得られなかったが、本
発明によれば、上述のように、Ｎ枚の画像により高精度
化が図れるために、微小な回転角ピッチで多数の画像を
撮像すれば良く、従って、撮影点間距離は余り大きくす
る必要がないことから、テレビカメラの回転半径を小さ
くすることができるために、装置の小形化が図れる等、
本発明によれば、全方向の対象物の位置標定を短時間
で、しかも、高精度に行うことができ、ロボット制御を
高精度、かつ、迅速に行うことができると共に、小形化
を図ることができるようにした３次元位置標定装置を提
供することができる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロッ
ク図である。図１において、１１は産業用ロボットのア
ーム先端部側を示しており、１２は産業用ロボット１１
のアーム先端部側における把持爪近傍に設けたマークで
ある。

【００３１】本発明の位置標定装置は図１における次の
構成要素からなる。１はテレビカメラ（撮像装置）であ
り、２は回転機構、３は角度検出器、４はＡ／Ｄ変換
器、５は画像メモリ、６は制御装置、７はカウンタ、８
は重心検出器、９は座標演算回路、１０は表示器であ
る。

【００３２】テレビカメラ１は産業用ロボット１１のマ
ーク１２を撮像するためのものであって、回転機構２に
より保持されている。回転機構２は定位置に設けられ、
テレビカメラ１を当該定位置を中心に回転（旋回）駆動
可能に構成されていて、この回転駆動によりテレビカメ
ラ１を上記定位置を中心に、所定の円軌跡上を旋回でき
るようになっている。

【００３３】角度検出器３は前記回転機構２の回転角度
を検出するものである。角度検出器３は、回転機構２と
歯車で接続され、テレビカメラ１が反時計方向に所定の
角度だけ、移動すると正のパルスを例えば１つだけ出力
し、逆に時計方向に所定の角度だけ、移動すると負のパ
ルスを例えば１つだけ出力するようなロータリエンコー
ダを用いる。

【００３４】カウンタ７は、角度検出器３の出力するパ
ルスを、加減算するように計数し、その数値すなわち、
テレビカメラ１の回転角度を出力するものである。

【００３５】テレビカメラ１にて撮像された画像から、
Ａ／Ｄ変換器４、画像メモリ５を介して重心検出器８
で、ロボット１１上のマーク１２の画像上での重心位置
を検出するまでの処理および、重心検出器８が重心位置
を検出後、制御装置６に指令を出し、回転機構２を移動
させるまでの処理は基本的には従来技術と同様でよい。
但し、従来技術では比較的離れた２か所で、画像の撮像
を行ったが、本発明では比較的細かい回転角ピッチで複
数枚の画像を撮像し、それぞれの画像から重心位置を検
出するようにする。

【００３６】すなわち、Ａ／Ｄ変換器４はテレビカメラ
１の画像信号をＡ／Ｄ変換するもので、このＡ／Ｄ変換
器４により、画像信号はディジタルデータに変換されて
画像メモリ５に書き込まれる。重心検出器８は画像メモ
リ５に書き込まれた画像の特徴点の重心位置を検出する
ものであり、重心検出器８では画像メモリ５に書き込ま
れた画像を、予め設定した閾値で二値化し、マーク１２
の部分のみが“Ｈ”（論理レベル“Ｈ”、つまり
“１”）となり、他の部分は“Ｌ”（論理レベル“Ｌ”
つまり“０”）となるような二値化画像を作成すると共
に、その後、重心検出器８では二値化画像が“Ｈ”であ
る領域の座標（Ｉｎ，Ｊｎ）と、その座標のもとの画像
の明るさＤｎから上記(1) 式，(2) 式によりマーク１２
の重心位置（Ｉｇ，Ｊｇ）を求める。また、重心検出器
８は重心位置を求めると、制御装置６に対し、テレビカ
メラ１を次の位置に回転移動するように、指令を与え
る。

【００３７】制御装置６は重心検出器８のこの制御出力
により回転機構２を駆動してテレビカメラ１を所定角度
θ、旋回させる。

【００３８】テレビカメラ１が所定角度θだけ旋回する
と、上記同様に次の画像でのマーク１２の重心位置を検
出する。座標演算回路９では重心検出器８の出力する重
心位置群と、そのそれぞれの重心位置を求めた画像を撮
像したときのカウンタ７の出力すなわち、テレビカメラ
１の位置群からマーク１２の３次元座標を計算する。

【００３９】また、座標演算回路９から出力された３次
元座標の情報は表示器１０に表示され、あるいは、直
接、ロボット１１の制御装置に出力されてロボット１１
の制御に供される。

【００４０】次にこのような構成の本発明の位置標定装
置の作用を具体的に説明する。本発明の位置標定装置に
おけるテレビカメラ１は、回転機構２により破線のよう
な円軌道上を回転移動（旋回）する。回転機構２はモー
タと歯車で構成されるような一般的な技術に基づく構成
でよく、テレビカメラ１を任意の位置で静止させること
ができれば良い。本装置においては、回転機構２により
テレビカメラ１を水平面上で所定角度θ、旋回させるこ
とができる。

【００４１】回転機構２には、角度検出器３が接続され
ており、この角度検出器３は、回転機構２と歯車で接続
されていて、テレビカメラ１が反時計方向に所定の角度
だけ、移動すると正のパルスを例えば１つだけ出力し、
逆に時計方向に所定の角度だけ、移動すると負のパルス
を例えば１つだけ出力する。

【００４２】そして、カウンタ７は、角度検出器３の出
力するパルスを、加減算するように計数し、その数値す
なわち、テレビカメラ１の回転角度を出力する。

【００４３】テレビカメラ１にて撮像された画像信号は
Ａ／Ｄ変換器４でディジタルデータ化され、画像メモリ
５に記憶される。そして、重心検出器８はこの画像メモ
リ５に記憶されたデータを二値化し、さらにこれより画
像上でのロボット１１上のマーク１２の重心位置（Ｉ
ｇ，Ｊｇ）を上記(1) 式および(2) 式に基づいて求め
る。

【００４４】重心検出器８は重心位置を検出後、制御装
置６に指令を出し、回転機構２を移動させるように指令
する。これにより、回転機構２は所定回転角θだけ、テ
レビカメラ１を旋回させ、上述の作用を繰り返す。この
ような旋回を何度か行い、その後、座標演算回路９では
重心検出器８の出力する重心位置情報群と、そのそれぞ
れの重心位置を求めた画像を撮像したときのカウンタ７
の出力、すなわち、テレビカメラ１の位置情報群からマ
ーク１２の３次元座標を計算する。そして、この計算結
果を用いて、ロボット１１の制御を行う。

【００４５】従来技術では水平面上を直線的にテレビカ
メラ１を移動させ、被写体であるロボット１１のアーム
先端を比較的離れた２か所で、撮像を行い、その２か所
で得た像をもとに、３次元位置標定を行ったが、本発明
では水平面上についてテレビカメラ１を旋回移動させ、
被写体像を撮像するようにしており、この旋回も比較的
細かい回転角ピッチで行うことで、細かい回転角ピッチ
で複数枚の画像を撮像でき、それぞれの画像から重心位
置を検出することができる。この点が本発明と従来技術
との差異である。

【００４６】この旋回構造としたことにより、テレビカ
メラ１の移動は迅速となり、被写体像を複数点で撮像す
るに要する時間は短時間となり、しかも、複数点で得た
情報をもとに３次元位置標定するので、精度も高くな
る。また、旋回構造としたことから、全方位、いずれで
も、テレビカメラ１を迅速に向けることができ、ロボッ
ト１１がテレビカメラの設置点の周囲いずれにあっても
位置標定を短時間、高精度で行うことができるようにな
る。また、テレビカメラの設置点の周囲であれば、複数
台のロボットについて、位置標定を行うことができ、１
台の位置標定装置で複数台のロボットの位置標定に共用
することができる。

【００４７】次に座標演算回路９にてマーク１２の３次
元座標を計算する方法について、図２および図３を参照
して説明する。

【００４８】図２は本発明の光学系を上面から見た図で
あり、図３は側面から見た図である。画像メモリ５上で
検出された重心位置（Ｉｎ，Ｊｎ）は従来技術と同様に
撮像素子１４上の位置（ｉｎ，ｊｎ）に次式（(11)式、
(12)式）により変換される。 ｉｎ＝αＩｎ …(11) ｊｎ＝βＪｎ …(12) ここで、α，βはそれぞれ画像メモリ５と撮像素子１４
の横方向および縦方向の縮尺率である。なお、撮像素子
１４はテレビカメラ１の内蔵する撮像デバイスあり、テ
レビカメラ１のレンズ１３を介してこの撮像素子１４に
被写体像が結像され、そして、この撮像素子１４により
被写体像は映像信号として得られることになる。

【００４９】今、回転機構２によるテレビカメラ１の回
転中心の座標を（Ｏｘ，Ｏｙ，Ｏｚ）とし、当該回転中
心とテレビカメラ１のレンズ１３の中心を結ぶ回転半径
をｒとする。また、回転機構２はテレビカメラ１を水平
に回転（旋回）移動するとする。

【００５０】テレビカメラ１の回転角度がθ1 の時に撮
像した画像から得られたマーク１２の撮像素子１４上で
の重心位置を（ｉ 1，ｊ 1）とし、回転角度θ2 の時を
（ｉ2，ｊ 2）とする。以下、同様にθ3 で（ｉ 3，ｊ
3）、θ4 で（ｉ 4，ｊ 4）、…θN で（ｉ N，ｊ N）
を得たとする。ここで、各画像において、撮像方向から
見たマーク１２の水平方向の角度φn は次式（(13)式）
となる。

【００５１】 φn ＝tan ^-1（−ｉｎ／Ｃ） …(13) ここでＣはレンズの焦点距離である。

【００５２】この結果、マーク１２の重心の水平平面で
の座標（Ｐx ，Ｐy ）は次式（(14)式，(15)式）の如き
となる。

【００５３】 Ｐx ＝（Ａ12・Ｂ2 −Ａ22・Ｂ1 ）／（Ａ12・Ａ21−Ａ11・Ａ22） …(14) Ｐy ＝（Ａ21・Ｂ1 −Ａ11・Ｂ2 ）／（Ａ12・Ａ21−Ａ11・Ａ22） …(15) ここで、Ａ11，Ａ12，Ａ21，Ａ22はそれぞれ次式（(16)
式、(17)式、(18)式、(19)式、(20)式）で与えられる。

【００５４】

【数２】 また、高さ方向の座標Ｐｚは先に求めたＰｘを用いて次
式（(21)式）により求められる。

【００５５】

【数３】 以上のようにして、座標演算回路９で求められた３次元
座標は、表示器１０に表示されるか、または直接、ロボ
ット１１の制御装置に通知されて、ロボット１１は制御
される。

【００５６】このように、本発明は、テレビカメラを保
持すると共に、このテレビカメラを旋回操作する回転支
持機構を設け、この回転支持機構により、水平面上につ
いてテレビカメラを旋回移動させ、被写体像を撮像する
ようにしており、この旋回も比較的細かい回転角ピッチ
で行うことで、細かい回転角ピッチで複数枚の画像を撮
像でき、それぞれの画像から重心位置を検出することが
できる。

【００５７】そして、この旋回構造としたことにより、
テレビカメラの移動は迅速となり、被写体像を複数点で
撮像するに要する時間は短時間となり、しかも、一つの
対象物に対して、複数点で得た情報をもとに３次元位置
標定するので、精度も高くなる。また、旋回構造とした
ことから、全方位、いずれでも、テレビカメラを迅速に
向けることができ、ロボットがテレビカメラの設置点の
周囲いずれにあっても位置標定を短時間、高精度で行う
ことができるようになる。また、テレビカメラの設置点
の周囲であれば、複数台のロボットについて、位置標定
を行うことができ、１台の位置標定装置で複数台のロボ
ットの位置標定に共用することができる。

【００５８】特に、従来技術では比較的離れた２か所
で、画像の撮像を行ったが、本発明では比較的細かい回
転角ピッチで複数枚の画像を撮像し、それぞれの画像か
ら重心位置を検出するようにしており、このような本発
明を採用することにより、テレビカメラを回転させるの
みの１自由度の移動で、回転軸に対して全周方向に存在
する対象物の位置標定が行えるようになることから、視
野の拡大を図ることができるようになり、かつ、１枚の
画像に含まれる特徴点の重心位置の検出誤差をＮ枚の画
像を用いて相殺するように、３次元座標を求めるため、
標定精度が著しく向上する。

【００５９】さらに、従来の手法である２枚の画像から
３次元座標を求める方法では、２つの撮像位置の間隔を
大きくしなければ、十分な精度が得られなかったが、本
発明によれば、上述のように、Ｎ枚の画像により高精度
化が図れるために、微小な回転角ピッチで多数の画像を
撮像すれば良く、従って、撮影点間距離は余り大きくす
る必要がないことから、テレビカメラの回転半径を小さ
くすることができるために、装置の小形化が図れる等、
産業上の利用効果は多大なものとなる特徴を有する。

【００６０】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変
形して実施し得ることはもちろんである。

【００６１】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
全方向の対象物の位置標定を短時間で、しかも、高精度
に行うことができ、ロボット制御を高精度、かつ、迅速
に行うことができると共に、小形化を図ることができる
ようにした３次元位置標定装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図。

【図２】本発明の作用を説明するための図。

【図３】本発明の作用を説明するための図。

【図４】従来技術を構成例を示す図。

【図５】従来技術の作用を説明するための図。

【図６】従来技術の作用を説明するための図。

【符号の説明】

１…テレビカメラ（撮像装置）、２…回転機構、３…角
度検出器、４…Ａ／Ｄ変換器、５…画像メモリ、６…制
御装置、７…カウンタ、８…重心検出器、９…座標演算
回路、１０…表示器、１１…産業用ロボット、１２…マ
ーク、１３…レンズ、１４…撮像素子。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物を撮像し、画像信号として出力す
   る撮像手段と、 この撮像手段の撮像方向を法線方向に固定し、かつ、所
   定の半径で回転移動させて前記対象物を異なる複数点か
   ら撮像手段の視野に納めるべく移動走査させる回転支持
   機構と、 この回転支持機構に接続され、撮像手段の回転角度を検
   出する角度検知手段と、 前記異なる複数点の位置毎に撮像手段で得た画像信号か
   ら対象物上の特徴点の画像上の重心位置を検出する重心
   検出手段と、 複数枚の画像に撮像された前記対象物の同一特徴点の重
   心位置情報群とそれぞれの画像を撮像した時の角度検出
   手段の出力群とから前記特徴点の３次元座標を求め、前
   記対象物の位置を標定する座標演算手段と、より構成し
   たことを特徴とする３次元位置標定装置。