JPH01216205A - Position measuring instrument for body in motion - Google Patents
Position measuring instrument for body in motionInfo
- Publication number
- JPH01216205A JPH01216205A JP4254988A JP4254988A JPH01216205A JP H01216205 A JPH01216205 A JP H01216205A JP 4254988 A JP4254988 A JP 4254988A JP 4254988 A JP4254988 A JP 4254988A JP H01216205 A JPH01216205 A JP H01216205A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical sensor
- light
- motion
- slit light
- moving object
- 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.)
- Pending
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 60
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ロボット等の運動物体の指定された位置を、
非接触で測定する運動物体の位置測定装置に関するもの
である。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a method for determining the specified position of a moving object such as a robot.
The present invention relates to a device for measuring the position of a moving object in a non-contact manner.
従来この種の技術としては、センサ活用事例集株式会社
情報調査会「3次元空間運動物体の位置解析J P2
S5 361 に開示されたものがあった。Conventionally, this type of technology has been published in Sensor Utilization Case Studies Collection Information Research Institute Co., Ltd., “Position Analysis of Objects Moving in Three-Dimensional Space J P2.
There was one disclosed in S5 361.
第5図はこの従来の位置測定装置の概略構成(−次元の
み)を示す図である。図示するように、この位置測定装
置は、ロボット等の運動物体71上の所定位置に固定し
た点光源72、投影レンズ73、スポットの一次元の位
置を検出するデイティクタフ4及び処理装置75を具備
する。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration (-dimension only) of this conventional position measuring device. As shown in the figure, this position measuring device includes a point light source 72 fixed at a predetermined position on a moving object 71 such as a robot, a projection lens 73, a detector 4 for detecting the one-dimensional position of the spot, and a processing device 75. .
上記構成の位置測定装置において、まず、点光源72か
らの光が投影レンズ73によりスポット位置を検出する
デイティクタフ4の上に投影される。このデイティクタ
フ4は、投影面上にうつされたスポットの位置を出力す
る。そしてこのスポットの位置とデイティクタフ4の位
置から、点光源72のデイティクタフ4からみた角度、
即ちその一次元的な位置を知ることができる。In the position measuring device having the above configuration, first, light from the point light source 72 is projected by the projection lens 73 onto the detector 4 for detecting the spot position. The detector 4 outputs the position of the spot projected onto the projection plane. Then, from the position of this spot and the position of the detector 4, the angle of the point light source 72 as seen from the detector 4,
In other words, its one-dimensional position can be known.
しかしながら上記構成の位置測定装置では、デイティク
タフ4上に投影されたスポットの動きが点光源72の動
きの数十分の−しかないため、投影レンズ73やデイテ
ィクタフ4に高い精度が要求きれるという問題があった
。However, in the position measuring device having the above configuration, the movement of the spot projected onto the detector 4 is only several tenths of the movement of the point light source 72, so there is a problem that high accuracy is required of the projection lens 73 and the detector 4. there were.
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、高精度のデ
イティフタや投影レンズを必要とすることなく、運動物
体の位置を高精度で検出できる運動物体の位置測定装置
を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a position measuring device for a moving object that can detect the position of a moving object with high precision without requiring a high-precision day shifter or a projection lens. .
上記課題を解決するため本発明は、第1図に示すように
、固定された位置よりスリット光rを投光する投光器3
と該スリット光りを走査させる走査装置4とを具備する
投光装置と、運動物体1上に取り付けられた光センサ2
と、スリット光ff1(7)照射範囲の固定位置に取り
付けられた光センサ8と?具(iii L、処理部5に
おいて光センサ8の出力ピーク値と光センサ2の出力ピ
ーク値の時間差と走査装置4の走査角速度に基づいて処
理を行ない投光装置から見た光センサ2の位置を求める
ように構成した。In order to solve the above problems, the present invention provides a light projector 3 that projects slit light r from a fixed position, as shown in FIG.
and a scanning device 4 for scanning the slit light, and a light sensor 2 mounted on the moving object 1.
and the optical sensor 8 attached at a fixed position in the slit light ff1(7) irradiation range? The processing unit 5 performs processing based on the time difference between the output peak value of the optical sensor 8 and the output peak value of the optical sensor 2 and the scanning angular velocity of the scanning device 4 to determine the position of the optical sensor 2 as seen from the light projector. It was configured to ask for.
また、第2図に示すようにスリット光!の照射範囲の固
定位置に取り付けられた光センサ10を追加すると共に
、走査装置4を安定した角速度で走査できるようにし、
処理部5において、光センサ2と光センサ8と光センサ
10の出力ピーク値のおのおのの時間差に基づいて処理
を行ない投光装置から見た光センサ2の位置を求めるよ
うに構成した。Also, as shown in Figure 2, slit light! In addition to adding an optical sensor 10 attached to a fixed position in the irradiation range, the scanning device 4 can scan at a stable angular velocity,
The processing unit 5 is configured to perform processing based on the time difference between the output peak values of the optical sensor 2, the optical sensor 8, and the optical sensor 10 to determine the position of the optical sensor 2 as seen from the light projector.
運動物体の位置測定装置を上記の如く構成することによ
り、光センサ2と光センサ8、または光センサ2と光セ
ンサ8と光センサ10の出力ピーク値のおのおのの時間
差に基づいて直接的に光センサ2の投光装置から見た光
センサ2の位置を高精度で求めることができる。従って
、従来のように高精度のスポット位置を検出するデイテ
ィフタや投影レンズを必要としない。By configuring the position measuring device for a moving object as described above, it is possible to directly detect light based on the time difference between the output peak values of the optical sensor 2 and the optical sensor 8, or between the optical sensor 2, the optical sensor 8, and the optical sensor 10. The position of the optical sensor 2 viewed from the light projector of the sensor 2 can be determined with high accuracy. Therefore, there is no need for a day shifter or a projection lens for detecting the spot position with high precision as in the conventional method.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第1図は、本発明の第1の実施例の位置測定装置の概略
構成を示す図である。同図において、1はロボット等の
運動物体、2は該運動物体1の所定位置(例えばロボッ
トのアーム先端部)に取り付けている第1のセンサ、3
は鉛直方向に長いスリット光!を投光する投光器、4は
前記投光器3からのスリット光!を水平方向に走査する
走査装置、5は前記第1の光センサ2及び第2の光セン
サ8からの出力信号を処理する処理部である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a position measuring device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a moving object such as a robot, 2 is a first sensor attached to a predetermined position of the moving object 1 (for example, at the tip of the arm of the robot), and 3 is a moving object such as a robot.
is a vertically long slit of light! 4 is the slit light from the projector 3! 5 is a processing unit that processes output signals from the first optical sensor 2 and the second optical sensor 8.
走査装置4は矢印Aに示すように一方向に回転する軸4
2に取り付けられたミラー41を具備し、投光器3より
投光されたスリット光!はミラー41により反射され、
軸42の回転により水平に走査きれ、運動物体1の位置
測定範囲の全面を照射する。これによって、第1の光セ
ンサ2は走査装置4の水平走査によりスリット光!があ
った時のみ、出力信号を信号線6を通して処理部5に出
力する。また、第2の光センサ8も走行装置4の水平走
査によりスリット光Pがあった時のみ、出力信号線9を
通して処理部5に出力する。The scanning device 4 has a shaft 4 that rotates in one direction as shown by arrow A.
The slit light is equipped with a mirror 41 attached to 2 and is projected from the projector 3! is reflected by the mirror 41,
The rotation of the shaft 42 allows horizontal scanning, and the entire area of the position measurement range of the moving object 1 is irradiated. As a result, the first optical sensor 2 detects the slit light by the horizontal scanning of the scanning device 4! An output signal is output to the processing section 5 through the signal line 6 only when there is a signal. Further, the second optical sensor 8 also outputs an output to the processing unit 5 through the output signal line 9 only when the slit light P is detected by the horizontal scanning of the traveling device 4.
第3図は第1の光センサ2と第2の光センサ8の受光強
度を示す図である。図示するように、走査装置4が指定
された角速度で一定方向に回転することにより、第1の
光センサ2と第2の光センサ8のピーク値P1* Pt
が時間差tx(秒)で表れる。処理部5ではこの2つの
ピーク値P*、P+の時間差t1と走査装置4の軸42
の角速度ω(度/秒)から、下記の式により、走査軸X
からみた第1の光センサ2と第2の光センサ8の角度差
θ(度)を求める。FIG. 3 is a diagram showing the received light intensity of the first optical sensor 2 and the second optical sensor 8. In FIG. As shown in the figure, by rotating the scanning device 4 in a constant direction at a specified angular velocity, the peak values P1*Pt of the first optical sensor 2 and the second optical sensor 8 are
is expressed as a time difference tx (seconds). The processing unit 5 calculates the time difference t1 between these two peak values P* and P+ and the axis 42 of the scanning device 4.
From the angular velocity ω (degrees/second), the scanning axis
The angular difference θ (degrees) between the first optical sensor 2 and the second optical sensor 8 when viewed from the center is determined.
θ−1/2xt1xω これにより、運動物体1の位置が測定される。θ-1/2xt1xω Thereby, the position of the moving object 1 is measured.
第2図は、本発明の第2の実施例の位置測定装置の概略
構成を示す図である。本実施例では第1図の位置測定装
置に第3の光センサ10を追加している。この第3の光
センサ10の出力は信号線11を通して処理部5に出力
され′る。本実施例では第3の光センサ10を追加する
ことにより走査−装置4の速度を知ることができるので
、走査装置4は安定した角速度で矢印Bに示すように一
定方向に回転すればよい。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a position measuring device according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a third optical sensor 10 is added to the position measuring device shown in FIG. The output of this third optical sensor 10 is output to the processing section 5 through a signal line 11. In this embodiment, the speed of the scanning device 4 can be determined by adding the third optical sensor 10, so that the scanning device 4 only needs to rotate in a constant direction as shown by arrow B at a stable angular velocity.
第4図は第1の光センサ2と第2の光センサ8と第3め
光センサ10の受光強度を示す図である。図示するよう
に、走査装置4が安定した角速度で一定方向に回転する
ことにより、第1の光センサ2、第2の光センサ8及び
第3の光センサ10のピーク値P+、Pg、Paが時間
差t*、ts(秒)で表れる。処理部5ではこの3つの
ピーク値の時間差t*、tsと走査軸Xから見た第2の
光センサ8と第3の光センサ10の角度差θ′(度)か
ら、下記の式により第1の光センサ2と第2の光センサ
8の角度差θ(度)を出力する。FIG. 4 is a diagram showing the received light intensity of the first optical sensor 2, the second optical sensor 8, and the third optical sensor 10. As shown in the figure, by rotating the scanning device 4 in a constant direction at a stable angular velocity, the peak values P+, Pg, and Pa of the first optical sensor 2, the second optical sensor 8, and the third optical sensor 10 are increased. It is expressed as a time difference t*, ts (seconds). The processing unit 5 calculates the time difference t*, ts between these three peak values and the angular difference θ' (degrees) between the second optical sensor 8 and the third optical sensor 10 as seen from the scanning axis X using the following formula. The angular difference θ (degrees) between the first optical sensor 2 and the second optical sensor 8 is output.
θ= 1 、xθ’ /(t 、+ t m)これによ
り、運動物体1の位置が測定される。θ=1, xθ'/(t, +tm) Thus, the position of the moving object 1 is measured.
上記第1.第2のいずれの実施例においても第5図に示
すような高精度のスポット位置デイティクタフ4、投影
レンズ73を使用することなく、運動物体の位置を精度
よく測定できる。Above 1st. In either of the second embodiments, the position of a moving object can be measured with high accuracy without using the highly accurate spot position detector 4 or projection lens 73 as shown in FIG.
また、投光される光が上下に長いスリット光!であるか
ら、運動物体が上下方向に動いても位置測定には影響が
ない。In addition, the projected light is a long slit light up and down! Therefore, even if the moving object moves in the vertical direction, position measurement is not affected.
なお、上記実施例では、投光装置をスリット光!を投光
する投光器3と該スリット光2を水平方向に走査する走
査装置4で構成したが、投光装置はこの構成に限定され
るものでなく、例えばこれら投光器3と走査装置4は一
つの装置に組み込んでもよく、要は上下方向に長いスリ
ット光を照射範囲に走査しつつ投光する投光装置であれ
ばよい。In addition, in the above embodiment, the light projecting device is a slit light! Although the structure is composed of a light projector 3 that projects light and a scanning device 4 that scans the slit light 2 in the horizontal direction, the projector is not limited to this configuration. It may be incorporated into a device, and in short, any light projecting device that emits light while scanning the irradiation range with a vertically long slit light may be sufficient.
また、上記実施例ではスリット光を照射範囲の固定され
た位置に取り付けられた光センサとして1つの光センサ
(第2の光センサ8)を設けた場合又は2つの光センサ
(第2の光センサ8と第3の光センサ10)を設けた場
合を示したが、これに限定されるものではなく、要はス
リット光の照射範囲の固定位置に1つ以上の光センサが
設けられた構造であれば、その光センサの個数には特に
限定されるものではない。Further, in the above embodiment, when one optical sensor (second optical sensor 8) is provided as an optical sensor attached to a fixed position in the irradiation range of the slit light, or two optical sensors (second optical sensor 8 and a third optical sensor 10), but the present invention is not limited to this, and in short, the structure is such that one or more optical sensors are provided at a fixed position in the irradiation range of the slit light. If so, the number of optical sensors is not particularly limited.
以上説明したように本発明によれば、下記のような優れ
た効果が得られる。As explained above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
■運動物体の位置測定装置をスリット光を走査しつう投
光する投光装置と、運動物体上に取り付けられた光セン
サと、光センサにスリット光が入射したときの投光装置
から見た方向を求める手段とを具備する構成とするので
、従来のように小さいデイティフタ上で間接的位置測定
がなされるのではなく、より直接的に位置測定に行なわ
れるから、スポット位置を検出するための高精度のデイ
ティフタや投影レンズを必要としないで運動物体の位置
を高精度に検出できる。■ A light projector that scans and emits a slit light to measure the position of a moving object, an optical sensor attached to the moving object, and the direction seen from the projector when the slit light enters the optical sensor. Since the configuration is equipped with a means for determining the spot position, indirect position measurement is not performed on a small day shifter as in the past, but the position is measured more directly. The position of a moving object can be detected with high precision without the need for a precision day shifter or projection lens.
■また、投光される光に上下に長いスリット光を使用す
るので、運動物体が上下方向に動いた場合でも測定に影
響がない。■Also, since a vertically long slit light beam is used for the projected light, even if the moving object moves vertically, the measurement will not be affected.
第1図は本発明の第1の実施例の位置測定装置の概略構
成を示す図、第2図は本発明の第2の実施例の位置測定
装置の概略構成を示す図、第3図は第1の光センサと第
2の光センサの受光強度を示す図、第4図は第1の光セ
ンサと第2の光センサと第3の光センサの受光強度を示
す図、第5図はこの従来の位置測定装置の概略構成を示
す図である。
図中、1・・・・運動物体、2・・・・第1の光センサ
、3・・・・投光器、4・・・・走査装置、5・・・・
処理部、6,7・・・・信号線、8・・・・第2の光セ
ンサ、9・・・・信号線、10・・・・第3の光センサ
、11・・・・信号線。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a position measuring device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a position measuring device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. A diagram showing the received light intensity of the first optical sensor and the second optical sensor, FIG. 4 is a diagram showing the received light intensity of the first optical sensor, the second optical sensor, and the third optical sensor, and FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of this conventional position measuring device. In the figure, 1... moving object, 2... first optical sensor, 3... floodlight, 4... scanning device, 5...
Processing unit, 6, 7... signal line, 8... second optical sensor, 9... signal line, 10... third optical sensor, 11... signal line .
Claims (1)
光装置と、測定対象である運動物体の指定された位置に
取り付けられ前記スリット光がその位置に照射されたこ
とを検知する光センサと、前記スリット光の照射範囲の
固定された位置に取り付けられその位置にスリット光が
照射されたことを検知する1つ以上の光センサと、前記
運動物体に取り付けられた光センサの出力信号と固定さ
れた位置に取り付けられた光センサの出力信号を処理し
て運動物体に取り付けられた光センサの投光装置から見
た方向を求める手段を具備することを特徴とする運動物
体の位置測定装置。A light projection device that scans and emits slit light from a fixed position, and a light sensor that is attached to a specified position of a moving object to be measured and detects that the slit light is irradiated to that position. , one or more optical sensors attached to a fixed position in the irradiation range of the slit light to detect that the slit light is irradiated to that position, and an output signal of the optical sensor attached to the moving object and fixed. 1. An apparatus for measuring the position of a moving object, comprising means for processing an output signal of an optical sensor attached to the moving object and determining a direction of the optical sensor attached to the moving object as seen from a light projection device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4254988A JPH01216205A (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Position measuring instrument for body in motion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4254988A JPH01216205A (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Position measuring instrument for body in motion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01216205A true JPH01216205A (en) | 1989-08-30 |
Family
ID=12639137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4254988A Pending JPH01216205A (en) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | Position measuring instrument for body in motion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01216205A (en) |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP4254988A patent/JPH01216205A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4897536A (en) | Optical axis displacement sensor with cylindrical lens means | |
JPH1068635A (en) | Optical position detector | |
US4561778A (en) | Apparatus for measuring the dimensions of cylindrical objects by means of a scanning laser beam | |
US11635490B2 (en) | Surveying system having a rotating mirror | |
JPH01216205A (en) | Position measuring instrument for body in motion | |
JPH0226164B2 (en) | ||
JP2603317B2 (en) | Laser distance meter and calibration method for thickness gauge using laser distance meter | |
JPH0318887Y2 (en) | ||
JPH04268433A (en) | Measuring apparatus for aspherical lens eccentricity | |
JPH09189545A (en) | Distance measuring device | |
JPH0331367B2 (en) | ||
JPS62287107A (en) | Center position measuring instrument | |
JP2591143B2 (en) | 3D shape measuring device | |
JPS5826325Y2 (en) | position detection device | |
JPH035846Y2 (en) | ||
JPH10339605A (en) | Optical range finder | |
JPH0334563B2 (en) | ||
JP2674129B2 (en) | Distance measuring device | |
JPS6136884Y2 (en) | ||
JPH0288913A (en) | Angle measuring instrument | |
JPH04130239A (en) | Apparatus for measuring outward position and inward position of dynamic surface | |
JP2002055718A (en) | Unmanned vehicle position detection system | |
JPH02276908A (en) | Three-dimensional position recognizing device | |
JPS63101702A (en) | Optical length measuring gauge | |
JPH0566116A (en) | Three-dimensional position measuring device |