JPH01242903A - 画像処理装置を利用した物体座標と視覚座標の換算方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は視覚センサ座標系の位置情報を物体の座標系の
位置情報に換算する換算方式に関するもので、工場の自
動化ラインに於ける精密測定及び外観検査等に利用され
るものである。

（従来の技術） 本発明に係る従来技術としては、（１）特開昭６０−２
５２９４号及び、（２）特開昭６０−１５１７１２号公
報がある。

前記（１）のものは視覚センサ座標情報とロボット基準
座標情報の換算方式に関するもので、少なくとも３点の
視覚センサ座標系における座標値と、そのロボット基準
座標系における座標値とを教示し、視覚センサ座標系の
位置情報をロボットの基準座標系の位置情報に換算する
ようにしたものであり、又前記（２）のものはロボット
視覚座標系補正方式に関するもので、固定視覚をロボッ
ト座標系に固定する際に生ずる３次元的な取り付は誤差
をロボットを移動することにより求めるものである。

（発明が解決しようとする課題） しかし前記（１）も（２）も、ロボットを使用しそれを
動かすことにより視覚センサの視野内の任意の位置のロ
ボット基準座標系またはロボット座標系における座標値
をロボットに算出させ、これと視覚センサ座標系におけ
る座標値とから視覚センサ座標系の位置情報の換算を行
っているために、方法と構成が複雑であり、誤差も大き
くなる。また、ロボットを使用しなければ座標の換算が
できず、コスト高になるという問題点がある。

本発明は視覚センサと視覚センサ処理装置に於いて、視
覚センサで視覚センサ視野内の物体の計測を行う場合に
必要な座標変換を行うことを技術的課題とするものであ
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 前記技術的課題を解決するために講じた技術的手段は次
のとおりである。すなわち、視覚センサと視覚センサの
位置情報を処理するマイクロコンピュータと前記マイク
ロコンピュータにより処１された結果を保存するメモリ
と外部ターミナルより成り視覚センサ視野内に置かれた
物体の視覚センサ２次元位置情報をメモリに取り込み、
少なくとも３点のなす角度及び２点間の距離値より、視
覚センサ座標系と視覚センサ視野内の物体の座標系の位
置情報の換算を行う３次元座標換算方式である。

（作用） 前記技術的手段は次のように作用する。すなわち、視覚
センサと視覚センサ処理装置に於いては、ロボットとの
組合せで視覚センサの視野内の物体の位置情報を処理装
置からロボットに送る形で使用する場合が良く知られて
いるが、最近、生産ラインの多様化の進展により視覚セ
ンサ及び処理装置単独で視覚センサ視野内の物体の精密
測定及び外観検査等を行う必要が出てきた。その場合、
視覚センサ及び処理装置単独で視覚センサ視野内の物体
の計測、計算が必要となり、視覚センサで物体の精密な
位置計測を行う場合に視覚センサ座標系と物体の座標系
のずれを補正する必要がある。

第１図に示すように物体の座標系ｘ、ｙ、ｚと視覚セン
サ座標系ｘ＋、ｙ″、ｚ°をとり物体の座標系の各軸を
ｘ、ｙ、ｚ、視覚センサ座標系の系の原点をＯｌその視
覚センサ座標値をＯｘ”。

０ｙ′、Ｏｚ’　、視覚センサ座標系の原点をＯ。

とする。物体のｘｙ平面上の３点ａ、ｂ、ｃをとす、　
　ｃの視覚センサ座標系における平面ｘ’　、　　ｙ’
Ｘ″　ｙ゛平面の投影とＸｏのなす角をＥとする。

又ａ、ｂの中点をＰとし、その物体の座標系の座標値を
（Ｘ＋、Ｙ＋＋　０）、視覚センサ座標系における座標
値を（Ｘ’＋、　’／’＋、　Ｚ’＋）とする、又ａ゛
とおける座標値を（”Ｉ＋　ｙ’＋、　０）とする。

ここで物体の座標系と視覚センサの座標系の関係は ただしＲは物体の座標系と視覚センサの座標系の間の回
転を表わす行列で第１図に示すようにＸ軸の回りの回転
をθｘ、ｙ軸の回りの回転をθｙ。

Ｚ軸の回りの回転をθ２とすると で表わされる。

これより角Ｂを角ＡおよびθＸ、θｙで表わすことがで
き、又角Ｃおよび角りをθＸ、θｙで角ＥをθＸ、θｙ
、θ２で表わすことができる。

ここで角Ａが既知の値である時、角Ｂ、角Ｃ１角りおよ
び角Ｅを視覚センサで計測することによってθＸ、θｙ
、θ２を計算によって求めることができ、ａとｂを視覚
センサで計測することにより０°ｘ、ｏ’ｙ、ｏ”２を
計算によって求めることができる。

（実施例） 以下実施例について説明する。

第３図は本発明に使用する画像処理システムの説明図で
、１はセンサ部で第２図に示すように４持つ薄板状物体
２をセンサ部１の視野内のｘｙ平面上に置き、キーボー
ド８から与えられるコマンドに従いその時の穴の視覚セ
ンサ座標系における座標値ａ’、ｂ”　　、ｌ、ｄ＝　
を算出させる、これを使用して以下の操作を行う。

（１）先ず薄板状物体２をｘｙ平面上で点Ｐを中心に回
転させ、第２図に於けるａ、ｄのＸ座標値及びす、ｃの
Ｘ座標値を等しくさせておき、こする、同時に外部メモ
リ６における角度算出アｄ゛についてそれぞれ算出し角
Ｅの算出を行う。

（２）次に薄板状物体２を点Ｐを中心にｘｙ平面上最大
値を算出する、この値と前記（１）で求めた値を利用し
て外部メモリ６における簡単な角算出アルゴリズムによ
りＸとＸ“　ｙ゛平面なす角Ｃ，Ｘとｘ′　ｙ゛平面な
す角りの算出を逐次の最大値、ｌａ’−ｄ’ｌ、視覚セ
ンサに使用するレンズの焦点距離、視覚センサの分解能
の各個を使用して外部メモリ６における距離算出プログ
ラムによりｚ、’＝ｌＰ−ｐ″　１を算出する。

（３）以上の操作により角Ｂ、角Ｃ２角りが算出される
ので、外部メモリ６におけるあらかじめ作られたアルゴ
リズムにより順次θｙ、θＸを算出することができ、角
ＥとθＸ、θｙを利用してθ２を算出することができる
。

（４）次に（２）で求めた　、＋を使用して式（ａ）よ
りとなり、外部メモリ６におけるあらかじめ作られたア
ルゴリズムによりＯ’ｘ、Ｏ”ｙ、０”２を算出するこ
とができる。

以上により、物体の座標系と視覚センサ座標系の間の関
係を式（ａ）で表わすことができるので、視覚センサ座
標系の位置情報を視覚センサ視野内の物体の位置情報に
換算することができる。

〔発明の効果〕

本発明は次の効果を有する。

本発明によれば、視覚センサ視野内の２次元位置情報を
画像処理装置内のマイクロコンピュータに送ることによ
り、視覚センサ座標系の位置情報を物体の座標系の位置
情報に換算することができるようにしたものであり、比
較的簡単な構成と方法により３次元の座標変換を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本実施例の外観
斜視図、第３図は画像処理装置の構成を示すブロック図
である。 １・・・視覚センサ、２・・・薄板状物体。 ３・・・画像メモリ。 ４・・・マイクロコンピュータ。 ５・・・内部メモリ、６・・・外部メモリ。 ７・・・モニタＴＶ、８・・・キーボード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 視覚センサと視覚センサの位置情報を処理するマイクロ
   コンピュータと、前記マイクロコンピュータにより処理
   された結果を保存するメモリと外部ターミナルより成り
   、視覚センサ視野内に置かれた物体の視覚センサ２次元
   位置情報をメモリに取り込み、少なくとも３点のなす角
   度及び２点間の距離値より、視覚センサ座標系と視覚セ
   ンサ視野内の物体の座標系の位置情報の換算を行う３次
   元座標換算方式。