JP4825964B2 - 非接触計測装置 - Google Patents
非接触計測装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4825964B2 JP4825964B2 JP2003294483A JP2003294483A JP4825964B2 JP 4825964 B2 JP4825964 B2 JP 4825964B2 JP 2003294483 A JP2003294483 A JP 2003294483A JP 2003294483 A JP2003294483 A JP 2003294483A JP 4825964 B2 JP4825964 B2 JP 4825964B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target member
- diameter
- colored
- circular pattern
- 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 - Lifetime
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 22
- 238000004040 coloring Methods 0.000 claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 5
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 241000258937 Hemiptera Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
本発明の非接触位置・姿勢計測装置は、少なくとも一方が移動し相対位置・相対姿勢が不確定な関係を有した第一および第二の対象物において、これらの一方に設けられる標的部材と、もう一方に設けられ前記標的部材を撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像した画像データより前記標的部材の着色パターンを抽出する画像処理手段と、この画像処理手段で抽出した着色パターンの各面積および該各面積の中心位置を算出し、これらの面積および面積の中心位置に基づいて前記第一および第二の対象物の相対位置・相対姿勢を算出する演算手段とを具備し、前記標的部材の着色パターンは基板上にカラー彩色された直径Rの円形パターンと、該円形パターンとは異なる彩色が施され、その中心位置に陰を作らないように前記円形の着色領域の直径に対して十分に小さな直径の支柱を介して前記基板と距離hだけ離れて平行方向に取り付けられた直径r(R≫r)の円板を含む少なくとも3つの平行関係にある円形パターンである。
標的部材の構造として支柱先端という高さの異なる部位に着色円形パターンを設けた本発明の非接触位置・姿勢計測装置は、対象部材の傾斜の計測を容易にしている。
φ=tan−1(x1 /f)
θ=tan−1(y1 /f)
画像フレーム上では、マークB(31b)は楕円形状として捉えられる。マークB(31b)の直径をRとすると、この楕円形状の画像フレーム上での長軸の長さδ1とレンズ中心から画像フレーム上の領域Bの中心b0までの距離L1から、標的部材30までの概略の距離Lが次式により算出される。
L=R×L1/δ1
ここで、L1=√(x1 2+y1 2+f2)である。
画像フレーム上での領域Bの中心と領域Aの中心a0(x2,y2)と領域Cの中心c0(x3,y3)位置関係から、カメラの視線に対する前記標的部材30の姿勢角が以下のように算出できる。
まず、余弦定理により次式からマークAの中心点A0とマークBの中心点B0に対する見込み角αの余弦cosαを求める。
cosα
=[(x1 2+y1 2+f2)+(x2 2+y2 2+f2)−{(x1 2−x2 2)+(y1 2−y2 2)}]
/√{(x1 2+y1 2+f2)・(x2 2+y2 2+f2)}
これから、領域Aが見えているときは、マークAはマークBの手前にあると判断されることから、やはり余弦定理により、レンズ中心からマークAの中心A0までの距離Laが求められる。
・余弦定理により、La2−2La・L・cosα+L2−h2=0
・根の公式より、La=L・cosα−√{(L・cosα)2−(L2−h2)}
ここで、hは、標的部材の支柱32の高さ(=a0からb0までの長さ)である。
なお、領域Bの中心b0に対する領域Cの中心c0の方向により、標的部材の支柱回りの姿勢が計測できる。
20 他方の対象物 31a,31b,31c 着色円形パターン
30 標的部材 41 レンズ中心
40 撮像手段 42 撮像面
50 画像処理手段
60 演算手段
Claims (8)
- 少なくとも一方が移動し相対位置・相対姿勢が不確定な関係を有した第一および第二の対象物において、これらの一方に設けられ、もう一方に設けられる撮像手段によって撮像される標的部材であって、基板上にカラー彩色された直径Rの円形パターンと、該円形パターンとは異なる彩色が施され、その中心位置に陰を作らないように前記円形の着色領域の直径に対して十分に小さな直径r0の支柱を介して前記基板と距離hだけ離れて平行方向に取り付けられた直径rの円板と、前記基板上であって、前記円形パターンとは異なる領域に彩色が施された直径r’の円形パターンとからなる標的部材。
ただし、R≫r,R≫r’,r≫r0の関係である。 - 標的部材の構造として基板上にカラー彩色された直径Rの円形パターンの中心部から垂直方向に立てられた支柱の先端部に着色円形パターンが描かれた円板を設けた請求項1に記載の標的部材。
- 基板上にカラー彩色された直径Rの円形パターンの外側に直径r’の小円形パターンを複数個配置することにより、標的の識別機能を持たせたことを特徴とする請求項1又は2に記載の標的部材。
- 少なくとも一方が移動し相対位置・相対姿勢が不確定な関係を有した第一および第二の対象物において、これらの一方に設けられる標的部材と、もう一方に設けられ前記標的部材を撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像した画像データより前記標的部材の着色パターンを抽出する画像処理手段と、この画像処理手段で抽出した着色パターンの各面積および該各面積の中心位置を算出し、これらの面積および面積の中心位置に基づいて前記第一および第二の対象物の相対位置・相対姿勢を算出する演算手段とを具備し、前記標的部材の着色パターンは基板上にカラー彩色された直径Rの円形パターンと、該円形パターンとは異なる彩色が施され、その中心位置に陰を作らないように前記円形の着色領域の直径に対して十分に小さな直径の支柱を介して前記基板と距離hだけ離れて平行方向に取り付けられた直径rの円板を含む少なくとも3つの平行関係にある円形パターンである非接触位置・姿勢計測装置。
ただし、R≫rの関係である。 - 演算手段は、標的の原点を中心とする着色円形パターンの直径をRとし、該円形パターンの結像である楕円形状の画像フレーム上での中心位置座標が(x1,y1)、長軸の長さがδ1、レンズ中心から前記中心位置までの距離L1から、標的部材までの概略の距離Lを次式により算出するものである請求項4に記載の非接触位置・姿勢計測装置。
L=R×L1/δ1
ここで、L1=√(x1 2+y1 2+f2)である。 - 演算手段は、画像フレーム上での標的部材の原点の位置座標(x1,y1)と支柱に支承された円板中心の位置座標(x2,y2)との位置関係から、カメラの視線に対する前記標的部材の姿勢角αを次式により算出するものである請求項4または5に記載の非接触位置・姿勢計測装置。
cosα
=[(x1 2+y1 2+f2)+(x2 2+y2 2+f2)−{(x1 2−x2 2)+(y1 2−y2 2)}]
/√{(x1 2+y1 2+f2)・(x2 2+y2 2+f2)} - 演算手段は、レンズ中心から標的部材の支柱に支承された円板中心までの距離Laを次式により算出するものである請求項6に記載の非接触位置・姿勢計測装置。
La=L・cosα−√{(L・cosα) 2−(L2−h2)}
ここで、hは、標的部材の支柱の高さ(=a0からb0までの長さ)である。 - 画像フレーム上での標的部材の原点の位置座標(x1,y1)に対する支柱に支承された円板中心の位置座標(x2,y2)の方向から、標的部材の支柱回りの姿勢を割り出す請求項4乃至7のいずれかに記載の非接触位置・姿勢計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003294483A JP4825964B2 (ja) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | 非接触計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003294483A JP4825964B2 (ja) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | 非接触計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005062064A JP2005062064A (ja) | 2005-03-10 |
JP4825964B2 true JP4825964B2 (ja) | 2011-11-30 |
Family
ID=34371034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003294483A Expired - Lifetime JP4825964B2 (ja) | 2003-08-18 | 2003-08-18 | 非接触計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4825964B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101372098A (zh) * | 2007-08-23 | 2009-02-25 | 株式会社Ihi | 机器人装置的控制方法以及机器人装置 |
JP6196563B2 (ja) * | 2014-02-18 | 2017-09-13 | 株式会社Ihi | ロボットの遠隔操作システムと方法 |
JP6309938B2 (ja) * | 2015-11-24 | 2018-04-11 | 大豊精機株式会社 | 3次元位置計測システム、3次元位置計測用プローブ、及びキャリブレータ |
CN109540084B (zh) * | 2018-10-25 | 2021-02-09 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种浮液中零件三维姿态的测量方法及装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993015376A1 (en) * | 1992-01-30 | 1993-08-05 | Fujitsu Limited | System for recognizing and tracking target mark, and method therefor |
JPH05312521A (ja) * | 1992-05-13 | 1993-11-22 | Nec Corp | ターゲットマーク |
JP3626400B2 (ja) * | 2000-08-31 | 2005-03-09 | 株式会社東芝 | ターゲットマーカを用いた対象物の位置計測方法及びロボットシステム |
JP2002137650A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-14 | Mitsubishi Electric Corp | 追従運転制御装置 |
JP2004144660A (ja) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 3次元位置・姿勢検出用立体、3次元位置・姿勢検出方法、3次元位置・姿勢検出装置、3次元位置・姿勢検出プログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体 |
-
2003
- 2003-08-18 JP JP2003294483A patent/JP4825964B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005062064A (ja) | 2005-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109029257B (zh) | 基于立体视觉和结构光视觉的大型工件位姿测量系统、方法 | |
US10060739B2 (en) | Method for determining a position and orientation offset of a geodetic surveying device and such a surveying device | |
EP1596333B1 (en) | Calibration for mixed reality | |
CN106990776B (zh) | 机器人归航定位方法与系统 | |
JP5043133B2 (ja) | 移動ロボットの位置認識用ランドマーク、並びにこれを利用した位置認識装置及び方法 | |
JP5036260B2 (ja) | 位置姿勢算出方法及び装置 | |
CN106092086B (zh) | 一种基于全景视觉的快速、高鲁棒性的机器人室内定位方法 | |
US20100157280A1 (en) | Method and system for aligning a line scan camera with a lidar scanner for real time data fusion in three dimensions | |
CN106408611A (zh) | 静态目标的路过式校准 | |
CN103954458B (zh) | 一种非接触式四轮定位仪及其检测方法 | |
CN105659107B (zh) | 用于确定物体的姿态的方法和超声波设备 | |
US20170221224A1 (en) | Position measurement apparatus for measuring position of object having reflective surface in the three-dimensional space | |
JP2009042162A (ja) | キャリブレーション装置及びその方法 | |
CN110009682A (zh) | 一种基于单目视觉的目标识别定位方法 | |
JP2006059202A (ja) | 撮像装置及び画像補正方法 | |
JP3626400B2 (ja) | ターゲットマーカを用いた対象物の位置計測方法及びロボットシステム | |
CN110160566A (zh) | 编码器单元、角度检测方法及机器人 | |
CN111279354A (zh) | 图像处理方法、设备及计算机可读存储介质 | |
WO2018142533A1 (ja) | 位置姿勢推定装置および位置姿勢推定方法 | |
KR101203816B1 (ko) | 로봇 물고기 위치 인식 시스템 및 로봇 물고기 위치 인식 방법 | |
JP2003042732A (ja) | 表面形状測定装置及びその方法、表面形状測定プログラム、並びに表面状態図化装置 | |
JP6410231B2 (ja) | 位置合わせ装置、位置合わせ方法及び位置合わせ用コンピュータプログラム | |
JP4825964B2 (ja) | 非接触計測装置 | |
JP4445472B2 (ja) | 小さい対象物の表面再構成のための較正ソフトウェア | |
JP2005351886A (ja) | 位置姿勢計測方法および情報処理装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20060613 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060613 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060613 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080402 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081008 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081114 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100210 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100407 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110302 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110310 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110803 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4825964 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |