JP3396072B2 - 三次元位置計測方法及びその装置 - Google Patents
三次元位置計測方法及びその装置Info
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- JP3396072B2 JP3396072B2 JP02641494A JP2641494A JP3396072B2 JP 3396072 B2 JP3396072 B2 JP 3396072B2 JP 02641494 A JP02641494 A JP 02641494A JP 2641494 A JP2641494 A JP 2641494A JP 3396072 B2 JP3396072 B2 JP 3396072B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位置検出対象物の三次
元位置を単一のカメラを用いて計測する三次元位置計測
方法及びその装置に関する。
元位置を単一のカメラを用いて計測する三次元位置計測
方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、物体（位置検出対象物）の三
次元位置を認識する装置は知られている。そのような装
置は、予め物体の位置が既知である基準位置からどのよ
うに物体がずれて現在位置に到達したかをカメラの撮像
面上において画像を操作して試行錯誤により特定位置の
画像にぴったりと重なる位置を探索することによって物
体の基準位置からのずれ量を計測し、現在の物体の位置
を認識するようになっている。
次元位置を認識する装置は知られている。そのような装
置は、予め物体の位置が既知である基準位置からどのよ
うに物体がずれて現在位置に到達したかをカメラの撮像
面上において画像を操作して試行錯誤により特定位置の
画像にぴったりと重なる位置を探索することによって物
体の基準位置からのずれ量を計測し、現在の物体の位置
を認識するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、そのような
装置において、カメラが単一でそのカメラによって物体
を認識する場合、カメラの視野に入る物体の特徴点の数
は制限される。
装置において、カメラが単一でそのカメラによって物体
を認識する場合、カメラの視野に入る物体の特徴点の数
は制限される。
【０００４】また、図６に示すように、カメラａの軸線
を横切る方向Ａのワークｂ（位置検出対象物）の動きに
対しては視線の角度変化が大きいことから、横切る方向
Ａの動きに対しては敏感で計測誤差は大きくならない
が、図７に示すように、カメラａの軸線方向Ｂのワーク
ｂの動きに対しては視線の角度の変化が小さいことか
ら、軸線方向Ｂの動きに対しては鈍感で計測誤差が大き
くなるという問題がある。
を横切る方向Ａのワークｂ（位置検出対象物）の動きに
対しては視線の角度変化が大きいことから、横切る方向
Ａの動きに対しては敏感で計測誤差は大きくならない
が、図７に示すように、カメラａの軸線方向Ｂのワーク
ｂの動きに対しては視線の角度の変化が小さいことか
ら、軸線方向Ｂの動きに対しては鈍感で計測誤差が大き
くなるという問題がある。
【０００５】さらに、図８に示すように、位置検出対象
物として例えば三角形のワークｃを認識する場合には、
予め三角形の各辺の長さを設定した状態で、単一のカメ
ラａで３つの頂点を特徴点ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 として検出
してそれらの位置からワークｃを認識しようとしても、
それだけでは条件が足りず、それらの条件から求められ
る解が複数存在することとなり、ワークｃの虚像ｄを認
識してしまう場合がある。
物として例えば三角形のワークｃを認識する場合には、
予め三角形の各辺の長さを設定した状態で、単一のカメ
ラａで３つの頂点を特徴点ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 として検出
してそれらの位置からワークｃを認識しようとしても、
それだけでは条件が足りず、それらの条件から求められ
る解が複数存在することとなり、ワークｃの虚像ｄを認
識してしまう場合がある。
【０００６】これらの問題は、２台のカメラを用いるこ
とで解消することができるが、２台のカメラを用いれ
ば、高価となるし、一般に２台のカメラの特徴点を対応
づけることが困難である。
とで解消することができるが、２台のカメラを用いれ
ば、高価となるし、一般に２台のカメラの特徴点を対応
づけることが困難である。
【０００７】ところで、例えば実開平２−１２８９０５
号公報に記載されているように、位置検出対象物の一方
の画像を一方の反射ミラーが把え、これをハーフミラー
の反射面に提供し、該ハーフミラーの透過面には、他方
の反射ミラーによって、上記位置検出対象物の他の画像
を提供し、一度に二つの画像を該ハーフミラーを通じて
撮像手段に提供することにより、該ハーフミラーが把ら
えた２つの画像は、画像処理装置を経て同時に画像表示
装置に表示できるようにしたものが知られているが、こ
れは、１つのカメラのみで位置検出対象物の異なる位置
の画像を同時に１つのＣＲＴ表示が面上に表示できるも
のに過ぎず、この技術を用いても前述した問題を解決す
ることはできない。
号公報に記載されているように、位置検出対象物の一方
の画像を一方の反射ミラーが把え、これをハーフミラー
の反射面に提供し、該ハーフミラーの透過面には、他方
の反射ミラーによって、上記位置検出対象物の他の画像
を提供し、一度に二つの画像を該ハーフミラーを通じて
撮像手段に提供することにより、該ハーフミラーが把ら
えた２つの画像は、画像処理装置を経て同時に画像表示
装置に表示できるようにしたものが知られているが、こ
れは、１つのカメラのみで位置検出対象物の異なる位置
の画像を同時に１つのＣＲＴ表示が面上に表示できるも
のに過ぎず、この技術を用いても前述した問題を解決す
ることはできない。
【０００８】本発明は、単一のカメラでもって、特徴点
の数が少なくても、虚像を生ずることなく、位置検出対
象物の三次元位置を正確に検出することができる三次元
位置計測方法及びその装置を提供するものである。
の数が少なくても、虚像を生ずることなく、位置検出対
象物の三次元位置を正確に検出することができる三次元
位置計測方法及びその装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】三次元位置計測方法に係
る請求項１の発明は、３つの特徴点を含みかつ、これら
３つの特徴点からなる三角形の各辺の長さが予め設定さ
れている位置検出対象物の三次元位置を単一のカメラを
用いて計測する三次元位置計測方法を前提とする。
る請求項１の発明は、３つの特徴点を含みかつ、これら
３つの特徴点からなる三角形の各辺の長さが予め設定さ
れている位置検出対象物の三次元位置を単一のカメラを
用いて計測する三次元位置計測方法を前提とする。
【００１０】そして、請求項１の発明は、上記位置検出
対象物近傍に、上記位置検出対象物の特徴点を映し込む
カメラを設け、該カメラが常時直接に映し込むことが不
可能な特徴点の少なくとも１つをミラー部材を介して上
記カメラが映し込むように、該ミラー部材をカメラに対
して所定の位置関係で設け、上記位置対象物の３つの特
徴点を直接に又はミラー部材を通じてカメラにて撮像す
ると共に画像処理をし、これら撮像された各特徴点を通
る視線に基づき、位置検出対象物の三次元位置を演算す
る構成とする。さらに、請求項２の発明においては、位
置検出対象物は移動するものであり、その移動に応じて
ミラー部材が移動し、この移動量に基づいて三次元位置
を演算するようになっている。
対象物近傍に、上記位置検出対象物の特徴点を映し込む
カメラを設け、該カメラが常時直接に映し込むことが不
可能な特徴点の少なくとも１つをミラー部材を介して上
記カメラが映し込むように、該ミラー部材をカメラに対
して所定の位置関係で設け、上記位置対象物の３つの特
徴点を直接に又はミラー部材を通じてカメラにて撮像す
ると共に画像処理をし、これら撮像された各特徴点を通
る視線に基づき、位置検出対象物の三次元位置を演算す
る構成とする。さらに、請求項２の発明においては、位
置検出対象物は移動するものであり、その移動に応じて
ミラー部材が移動し、この移動量に基づいて三次元位置
を演算するようになっている。
【００１１】三次元位置計測装置に係る請求項３の発明
は、３つの特徴点を含みかつ、これら３つの特徴点から
なる三角形の各辺の長さが予め設定されている位置検出
対象物の三次元位置を単一のカメラを用いて計測する三
次元位置計測装置を前提とする。
は、３つの特徴点を含みかつ、これら３つの特徴点から
なる三角形の各辺の長さが予め設定されている位置検出
対象物の三次元位置を単一のカメラを用いて計測する三
次元位置計測装置を前提とする。
【００１２】そして、請求項３の発明は、上記位置検出
対象物の特徴点を撮像するカメラと、該カメラと所定の
位置関係で上記位置検出対象物近傍に、該カメラが常時
直接に映し込むことが不可能な特徴点の少なくとも１つ
を映し込みかつ該映し込んだ特徴点をカメラが撮像する
ように配設されているミラー部材と、上記カメラに連係
され、上記カメラによって直接に又はミラー部材を通じ
て撮像された３つの特徴点を画像処理する画像処理手段
と、該画像処理手段よりの出力を受け、撮像された各特
徴点を通る視線に基づき、位置検出対象物の三次元位置
を演算する演算手段とを備える構成とする。
対象物の特徴点を撮像するカメラと、該カメラと所定の
位置関係で上記位置検出対象物近傍に、該カメラが常時
直接に映し込むことが不可能な特徴点の少なくとも１つ
を映し込みかつ該映し込んだ特徴点をカメラが撮像する
ように配設されているミラー部材と、上記カメラに連係
され、上記カメラによって直接に又はミラー部材を通じ
て撮像された３つの特徴点を画像処理する画像処理手段
と、該画像処理手段よりの出力を受け、撮像された各特
徴点を通る視線に基づき、位置検出対象物の三次元位置
を演算する演算手段とを備える構成とする。
【００１３】
【作用】請求項１の発明によれば、例えば図３に示すよ
うに、位置検出対象物１１近傍に設けられたカメラ１２
によって、位置検出対象物１１の複数の特徴点Ｐ11，Ｐ
12，Ｐ13が直接的に撮像されると共に、カメラ１２に対
して所定の位置関係となるように設けられたミラー部材
１３を通じて、位置対象物１１の少なくとも１つの特徴
点Ｐ11がカメラ１２に間接的に撮像され、これら撮像さ
れた特徴点Ｐ11〜Ｐ13を通る視線に基づき、位置検出対
象物１１の三次元位置が演算される。また、図４に示す
ように、カメラ１３によって、位置検出対象物１４の複
数の特徴点Ｐ14，Ｐ15，Ｐ16が直接的に撮像されると共
に、カメラ１３に対して所定の位置関係となるように設
けられたミラー部材１５を通じて、位置対象物１４の少
なくとも１つの特徴点Ｐ14がカメラ１３に間接的に撮像
され、これら撮像された特徴点Ｐ11〜Ｐ13を通る視線に
基づき、位置検出対象物１１の三次元位置が、虚像１６
を認識することなく、決定される。さらに、カメラが常
時直接に撮像することのできない特徴点の少なくとも１
つがミラー部材を通じて、カメラに間接的に撮像され、
これら撮像された特徴点を通る視線に基づき、位置検出
対象物の三次元位置が演算される。
うに、位置検出対象物１１近傍に設けられたカメラ１２
によって、位置検出対象物１１の複数の特徴点Ｐ11，Ｐ
12，Ｐ13が直接的に撮像されると共に、カメラ１２に対
して所定の位置関係となるように設けられたミラー部材
１３を通じて、位置対象物１１の少なくとも１つの特徴
点Ｐ11がカメラ１２に間接的に撮像され、これら撮像さ
れた特徴点Ｐ11〜Ｐ13を通る視線に基づき、位置検出対
象物１１の三次元位置が演算される。また、図４に示す
ように、カメラ１３によって、位置検出対象物１４の複
数の特徴点Ｐ14，Ｐ15，Ｐ16が直接的に撮像されると共
に、カメラ１３に対して所定の位置関係となるように設
けられたミラー部材１５を通じて、位置対象物１４の少
なくとも１つの特徴点Ｐ14がカメラ１３に間接的に撮像
され、これら撮像された特徴点Ｐ11〜Ｐ13を通る視線に
基づき、位置検出対象物１１の三次元位置が、虚像１６
を認識することなく、決定される。さらに、カメラが常
時直接に撮像することのできない特徴点の少なくとも１
つがミラー部材を通じて、カメラに間接的に撮像され、
これら撮像された特徴点を通る視線に基づき、位置検出
対象物の三次元位置が演算される。
【００１４】請求項２の発明によれば、位置検出対象物
の移動に応じてミラー部材が移動し、この移動量に基づ
いて三次元位置が演算される。よって、移動後の位置検
出対象物の位置が検出される。
の移動に応じてミラー部材が移動し、この移動量に基づ
いて三次元位置が演算される。よって、移動後の位置検
出対象物の位置が検出される。
【００１５】請求項３の発明によれば、カメラによって
直接に又はミラー部材を通じて撮像された特徴点が画像
処理手段によって画像処理され、その結果に基づいて位
置検出対象物の三次元位置が演算手段によって演算され
る。よって、位置検出対象物の特徴点の数が少なくて
も、虚像を生ずることなく、正確に三次元位置が検出さ
れる。
直接に又はミラー部材を通じて撮像された特徴点が画像
処理手段によって画像処理され、その結果に基づいて位
置検出対象物の三次元位置が演算手段によって演算され
る。よって、位置検出対象物の特徴点の数が少なくて
も、虚像を生ずることなく、正確に三次元位置が検出さ
れる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に
説明する。
説明する。
【００１７】全体構成を示す図１において、１は搬送コ
ンベヤで、位置検出対象物であるワーク２が搬送される
ようになっている。上記搬送コンベヤ１に近接して、ワ
ーク２の特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 を撮像するカメラ３
と、カメラ３と既知の（所定の）位置関係で上記ワーク
２の搬送ライン近傍に、上記ワーク２の少なくとも１つ
の特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 を映し込み可能で、該映し込
まれた特徴点Ｐ1 ，Ｐ2，Ｐ3 をカメラ３が撮像可能で
あるミラー部材４とが配設されている。
ンベヤで、位置検出対象物であるワーク２が搬送される
ようになっている。上記搬送コンベヤ１に近接して、ワ
ーク２の特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 を撮像するカメラ３
と、カメラ３と既知の（所定の）位置関係で上記ワーク
２の搬送ライン近傍に、上記ワーク２の少なくとも１つ
の特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 を映し込み可能で、該映し込
まれた特徴点Ｐ1 ，Ｐ2，Ｐ3 をカメラ３が撮像可能で
あるミラー部材４とが配設されている。
【００１８】ミラー部材４は、サーボモータ５（移動手
段）によって回動可能に支承された軸部材６に取付けら
れ、サーボモータ５の回動によってミラー部材４がワー
ク２に対して最適な位置関係となるように回動し、ミラ
ー部材４がワーク２の少なくとも１つの特徴点Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 を映し込み可能なる状態に常に維持されるよう
になっている。
段）によって回動可能に支承された軸部材６に取付けら
れ、サーボモータ５の回動によってミラー部材４がワー
ク２に対して最適な位置関係となるように回動し、ミラ
ー部材４がワーク２の少なくとも１つの特徴点Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 を映し込み可能なる状態に常に維持されるよう
になっている。
【００１９】カメラ３には、画像処理装置７が連係さ
れ、カメラ３によって検出されたワーク２の特徴点Ｐ1
，Ｐ2 ，Ｐ3 を画像処理し、モニタ８によってワーク
２の現在位置をモニタできるようになっている。
れ、カメラ３によって検出されたワーク２の特徴点Ｐ1
，Ｐ2 ，Ｐ3 を画像処理し、モニタ８によってワーク
２の現在位置をモニタできるようになっている。
【００２０】また、画像処理装置７には、演算手段とし
ての制御装置９（例えばＰＣ−９８等）が連係され、画
像処理の結果に応じて、すべての特徴点を最適な状態で
認識できるように、デジタル／アナログ変換器１０を通
じてサーボモータ５を制御し、ミラー部材４を回動制御
するようになっている。
ての制御装置９（例えばＰＣ−９８等）が連係され、画
像処理の結果に応じて、すべての特徴点を最適な状態で
認識できるように、デジタル／アナログ変換器１０を通
じてサーボモータ５を制御し、ミラー部材４を回動制御
するようになっている。
【００２１】上記制御装置９は、図２に詳細を示すよう
に、予め定められているワーク２の目標値（目標座標）
９Ａと画像処理装置７からのワーク２の現在座標に関連
する信号とを受け、目標座標と現在座標との偏差を演算
する偏差演算手段９Ｂと、該偏差演算手段９Ｂよりの出
力を受け、上記偏差に応じてミラー部材４が最適な状態
となるようにサーボモータ５の駆動量（回転量）を制御
する駆動制御手段９Ｃとを備える。また、カメラ３に
は、ワーク２の特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 を直接的に認識
する信号Ｓ1 と、ワーク２の特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 を
ミラー部材４を通じて認識する信号Ｓ2 とが入力され、
それら両信号Ｓ1 ，Ｓ2 に基づいて画像処理装置７にお
いて、ワーク２の現在座標が画像処理に基づいて求めら
れることになる。
に、予め定められているワーク２の目標値（目標座標）
９Ａと画像処理装置７からのワーク２の現在座標に関連
する信号とを受け、目標座標と現在座標との偏差を演算
する偏差演算手段９Ｂと、該偏差演算手段９Ｂよりの出
力を受け、上記偏差に応じてミラー部材４が最適な状態
となるようにサーボモータ５の駆動量（回転量）を制御
する駆動制御手段９Ｃとを備える。また、カメラ３に
は、ワーク２の特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 を直接的に認識
する信号Ｓ1 と、ワーク２の特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 を
ミラー部材４を通じて認識する信号Ｓ2 とが入力され、
それら両信号Ｓ1 ，Ｓ2 に基づいて画像処理装置７にお
いて、ワーク２の現在座標が画像処理に基づいて求めら
れることになる。
【００２２】上記のように構成すれば、ワーク２の搬送
ライン近傍に、ワーク２の複数の特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ
3 を映し込むカメラ３を設け、ワーク２の少なくとも１
つの特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 をミラー部材４を介して映
し込み可能でかつミラー部材４をカメラ３に対して既知
の位置関係となるように設け、ワーク２の特徴点Ｐ1，
Ｐ2 ，Ｐ3 を直接に又はミラー部材４を通じてカメラ３
にて撮像し、これら撮像された特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3
に基づき、ワーク２の三次元位置を演算するようにして
いるので、特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 の数が少なくても、
虚像を生ずることなく、精度よく三次元位置を検出する
ことができる。即ち、図３に示すように、カメラ３から
撮像したワーク２の特徴点を、ミラー部材４を通じて横
から撮像することが可能となり、カメラ３の軸線方向の
計測制度が高まる。この場合は、３つの特徴点Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 に対し、直接カメラによる２実視線と、１ミラ
ー視線が用いられる。また、図４に示すように、ミラー
部材４を用いて視線を増加することができるので、虚像
が生ずるのをなくすことができる。この場合は、３つの
特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 に対し、直接カメラ３による３
実視線と、１ミラー視線が得られる。
ライン近傍に、ワーク２の複数の特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ
3 を映し込むカメラ３を設け、ワーク２の少なくとも１
つの特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 をミラー部材４を介して映
し込み可能でかつミラー部材４をカメラ３に対して既知
の位置関係となるように設け、ワーク２の特徴点Ｐ1，
Ｐ2 ，Ｐ3 を直接に又はミラー部材４を通じてカメラ３
にて撮像し、これら撮像された特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3
に基づき、ワーク２の三次元位置を演算するようにして
いるので、特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 の数が少なくても、
虚像を生ずることなく、精度よく三次元位置を検出する
ことができる。即ち、図３に示すように、カメラ３から
撮像したワーク２の特徴点を、ミラー部材４を通じて横
から撮像することが可能となり、カメラ３の軸線方向の
計測制度が高まる。この場合は、３つの特徴点Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 に対し、直接カメラによる２実視線と、１ミラ
ー視線が用いられる。また、図４に示すように、ミラー
部材４を用いて視線を増加することができるので、虚像
が生ずるのをなくすことができる。この場合は、３つの
特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 に対し、直接カメラ３による３
実視線と、１ミラー視線が得られる。
【００２３】また、特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 の数を変更
せずに、ミラー部材４を利用することで特徴点Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 を増加したのと同様の効果を得ることも可能と
なるので、この点からもカメラ３の軸線方向の計測制度
を高めることができる。また、ミラー部材４を通じて映
し込むようにしているので、カメラ３を通じて常時直接
に映し込むことができる部位にのみ特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，
Ｐ3 を設定する必要がなくなる。
せずに、ミラー部材４を利用することで特徴点Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 を増加したのと同様の効果を得ることも可能と
なるので、この点からもカメラ３の軸線方向の計測制度
を高めることができる。また、ミラー部材４を通じて映
し込むようにしているので、カメラ３を通じて常時直接
に映し込むことができる部位にのみ特徴点Ｐ1 ，Ｐ2 ，
Ｐ3 を設定する必要がなくなる。
【００２４】特に、移動するワーク２の移動に応じてミ
ラー部材４を移動させ、この移動量を考慮してワーク２
の三次元位置を演算するようにしているので、移動する
ワーク２の位置をリアルタイムで検出することができ
る。
ラー部材４を移動させ、この移動量を考慮してワーク２
の三次元位置を演算するようにしているので、移動する
ワーク２の位置をリアルタイムで検出することができ
る。
【００２５】（参考例）
さらに、演算されたワーク２の三次元位置を、該ワーク
２に対して作業を行うロボットに教示し、該ロボットに
よってワーク２に対して正確に作業を行うようにすれ
ば、ロボットの各種作業を精度よく制御することができ
る。例えば図５に示すように、ワーク２１の搬送ライン
近傍に、ワーク２１の複数の特徴点Ｐ11，Ｐ12を映し込
むカメラ２２を設け、ワーク２１の少なくとも１つの特
徴点Ｐ11，Ｐ12をミラー部材２３を介して映し込み可能
でかつミラー部材２３をカメラ２２に対して既知の位置
関係となるように設け、ワーク２１の特徴点Ｐ11，Ｐ12
を直接に又はミラー部材２３を通じてカメラ２２にて撮
像し、これら撮像された特徴点Ｐ11，Ｐ12に基づき画像
処理装置２４が画像処理し、その結果についての信号を
受けた制御手段２５がワーク２の三次元位置を演算する
ようにし、その結果によって、ミラー部材２３を回動さ
せる駆動モータ２６を制御して、ミラー部材２３をワー
ク２の少なくとも１つの特徴点Ｐ11，Ｐ12を映し込み可
能なる状態に常に維持し、ワーク２の三次元位置を精度
よく検出する。それと共に、その検出されたワーク２の
三次元位置に基づきアーム部材２７ａ，２７ｂを介して
先端に例えばブレーキオイル、クーラント等の液体注入
ガン２７ｃ（あるいは接着剤、塗料等の吹き付けガン）
を有するロボット２７を駆動制御し、ワーク２１に精度
よく液体注入作業を行わせることが可能となる。また、
液体注入ガン２７ｃの代わりに、検査装置（カメラ
等）、組付け装置（ロボットハンド等）等を有するロボ
ットに適用してもよいのはのはいうまでもない。
２に対して作業を行うロボットに教示し、該ロボットに
よってワーク２に対して正確に作業を行うようにすれ
ば、ロボットの各種作業を精度よく制御することができ
る。例えば図５に示すように、ワーク２１の搬送ライン
近傍に、ワーク２１の複数の特徴点Ｐ11，Ｐ12を映し込
むカメラ２２を設け、ワーク２１の少なくとも１つの特
徴点Ｐ11，Ｐ12をミラー部材２３を介して映し込み可能
でかつミラー部材２３をカメラ２２に対して既知の位置
関係となるように設け、ワーク２１の特徴点Ｐ11，Ｐ12
を直接に又はミラー部材２３を通じてカメラ２２にて撮
像し、これら撮像された特徴点Ｐ11，Ｐ12に基づき画像
処理装置２４が画像処理し、その結果についての信号を
受けた制御手段２５がワーク２の三次元位置を演算する
ようにし、その結果によって、ミラー部材２３を回動さ
せる駆動モータ２６を制御して、ミラー部材２３をワー
ク２の少なくとも１つの特徴点Ｐ11，Ｐ12を映し込み可
能なる状態に常に維持し、ワーク２の三次元位置を精度
よく検出する。それと共に、その検出されたワーク２の
三次元位置に基づきアーム部材２７ａ，２７ｂを介して
先端に例えばブレーキオイル、クーラント等の液体注入
ガン２７ｃ（あるいは接着剤、塗料等の吹き付けガン）
を有するロボット２７を駆動制御し、ワーク２１に精度
よく液体注入作業を行わせることが可能となる。また、
液体注入ガン２７ｃの代わりに、検査装置（カメラ
等）、組付け装置（ロボットハンド等）等を有するロボ
ットに適用してもよいのはのはいうまでもない。
【００２６】
【発明の効果】請求項１の発明は、上記のように、位置
検出対象物近傍に設けられたカメラによって、位置検出
対象物の複数の特徴点を直接的に撮像すると共に、カメ
ラに対して所定の位置関係となるように設けられたミラ
ー部材を通じて、位置対象物の少なくとも１つの特徴点
をカメラに間接的に撮像し、これら撮像された特徴点を
通る視線に基づき、位置検出対象物の三次元位置を演算
するようにしているので、特徴点の数が少なくても、虚
像を生ずることなく、正確に三次元位置を検出すること
ができる。また、ミラー部材を通じて映し込むようにし
ているので、カメラを通じて常時直接に映し込むことが
できる部位にのみ特徴点を設定する必要がなくなる。
検出対象物近傍に設けられたカメラによって、位置検出
対象物の複数の特徴点を直接的に撮像すると共に、カメ
ラに対して所定の位置関係となるように設けられたミラ
ー部材を通じて、位置対象物の少なくとも１つの特徴点
をカメラに間接的に撮像し、これら撮像された特徴点を
通る視線に基づき、位置検出対象物の三次元位置を演算
するようにしているので、特徴点の数が少なくても、虚
像を生ずることなく、正確に三次元位置を検出すること
ができる。また、ミラー部材を通じて映し込むようにし
ているので、カメラを通じて常時直接に映し込むことが
できる部位にのみ特徴点を設定する必要がなくなる。
【００２７】請求項２の発明は、移動する位置検出対象
物の移動に応じてミラー部材を移動させ、この移動量に
基づいて三次元位置を演算するようにしているので、移
動後の位置検出対象物の位置を検出することができる。
物の移動に応じてミラー部材を移動させ、この移動量に
基づいて三次元位置を演算するようにしているので、移
動後の位置検出対象物の位置を検出することができる。
【００２８】請求項３の発明は、カメラによって直接に
又はミラー部材を通じて撮像された特徴点を画像処理手
段によって画像処理し、位置検出対象物の三次元位置を
演算手段によって演算するようにしているので、位置検
出対象物の特徴点の数が少なくても、虚像を生ずること
なく、位置検出対象物の三次元位置を正確に検出するこ
とができ、特徴点も広範囲に亘って選択できる。
又はミラー部材を通じて撮像された特徴点を画像処理手
段によって画像処理し、位置検出対象物の三次元位置を
演算手段によって演算するようにしているので、位置検
出対象物の特徴点の数が少なくても、虚像を生ずること
なく、位置検出対象物の三次元位置を正確に検出するこ
とができ、特徴点も広範囲に亘って選択できる。
【図１】三次元位置計測装置の概略構成図である。
【図２】制御系のブロック図である。
【図３】作用説明図である。
【図４】作用説明図である。
【図５】参考例の説明図である。
【図６】問題点の説明図である。
【図７】問題点の説明図である。
【図８】問題点の説明図である。
１ 搬送コンベヤ
２ ワ−ク（位置検出対象物）
３ カメラ
４ ミラー部材
５ サーボモータ（移動手段）
７ 画像処理装置
９ 制御装置（演算手段）
１１ ワーク（位置検出対象物）
１２ カメラ
１３ ミラー部材
１４ カメラ
１５ ワーク（位置検出対象物）
１６ ミラー部材
２１ ワーク
２２ カメラ
２３ ミラー部材
２４ 画像処理装置
２５ 制御手段
２６ 駆動モータ
２７ ロボット
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/00
Claims (3)
- 【請求項１】 ３つの特徴点を含みかつ、これら３つの
特徴点からなる三角形の各辺の長さが予め設定されてい
る位置検出対象物の三次元位置を単一のカメラを用いて
計測する三次元位置計測方法であって、 上記位置検出対象物近傍に、上記位置検出対象物の特徴
点を映し込むカメラを設け、該カメラが常時直接に映し
込むことが不可能な特徴点の少なくとも１つをミラー部
材を介して上記カメラが映し込むように、該ミラー部材
をカメラに対して所定の位置関係で設け、上記位置対象
物の３つの特徴点を直接に又はミラー部材を通じてカメ
ラにて撮像すると共に画像処理をし、これら撮像された
各特徴点を通る視線に基づき、位置検出対象物の三次元
位置を演算することを特徴とする三次元位置計測方法。 - 【請求項２】 位置検出対象物は移動するものであり、
その移動に応じてミラー部材が移動し、この移動量に基
づいて三次元位置を演算するところの請求項１記載の三
次元位置計測方法。 - 【請求項３】 ３つの特徴点を含みかつ、これら３つの
特徴点からなる三角形の各辺の距離が予め設定されてい
る位置検出対象物の三次元位置を単一のカメラを用いて
計測する三次元位置計測装置であって、 上記位置検出対象物の特徴点を撮像するカメラと、 該カメラと所定の位置関係で上記位置検出対象物近傍
に、該カメラが常時直接に映し込むことが不可能な特徴
点の少なくとも１つを映し込みかつ該映し込んだ特徴点
をカメラが撮像するように配設されているミラー部材
と、 上記カメラに連係され、上記カメラによって直接に又は
ミラー部材を通じて撮像された３つの特徴点を画像処理
する画像処理手段と、 該画像処理手段よりの出力を受け、撮像された各特徴点
を通る視線に基づき、位置検出対象物の三次元位置を演
算する演算手段とを備えることを特徴とする三次元位置
計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02641494A JP3396072B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 三次元位置計測方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02641494A JP3396072B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 三次元位置計測方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07234106A JPH07234106A (ja) | 1995-09-05 |
| JP3396072B2 true JP3396072B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=12192893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02641494A Expired - Fee Related JP3396072B2 (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 三次元位置計測方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3396072B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102849871B (zh) * | 2011-06-30 | 2013-12-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种std型式煤调湿冷凝水回收工艺及系统 |
| JP6930517B2 (ja) | 2018-12-21 | 2021-09-01 | オムロン株式会社 | 位置合わせ装置 |
-
1994
- 1994-02-24 JP JP02641494A patent/JP3396072B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07234106A (ja) | 1995-09-05 |
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