JPH03111911A - ビジョンシステムにおけるカメラ位置修復方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ビジョンシステムにおけるカメラ位置修復方
法に関する。

従来の技術 産業用ロボ１ソト等各種自動機械の動作補正のためにビ
ジョンシステムが用いられることは公知である。

ビジョンシステムを用いて産業用ロボット等の動作補正
等を行うには、カメラで捕えた対象物の位置をカメラ座
標系からロボット座標系に変換する必要があり、これら
の座標系を整合させるためには、予め複雑なキャリブレ
ーション処理を行ってキャリブレーションデータを作成
し、このデータをビジョンシステムに定義しておかなけ
ればならない。

ところが、ビジョンシステムのカメラに物品が衝突する
等といった不慮の事故によりカメラに位置ずれが生じる
と、予め設定されたギヤリブ１ノージヨンデータによっ
て正確な動作補正を行うことが不能となるため、位置ず
れを生じたカメラに対応して再度キャリブレーション処
理を行い、センサ座標系とロボット座標系とを整合させ
たり、ロボットの動作を再教示しなければならない。キ
ャリブレーションデータの再設定や動作の再教示を行う
ためには多大な時間が必要とされ、特に、製造ラインＥ
に配備されたカメラに位置ずれが生じた場合には、これ
らの処理を実施するためにう・ｒンの稼働を全面的に停
止しなければならず、生産効率が著しく低下するといっ
た欠点がある。

このような状況に鑑み、本出願人においては、所定位置
に配置された基準体をカメラで撮影して特徴点の位置を
予め記憶しておき、カメラに位置ずれが生じた場合には
、再度この基準体を所定位置に配置しカメラで撮影して
、上記記憶された特徴点との位置ずれを求めて表示し、
この表示に基づいてカメラのずれを調整して初期位置に
復帰させることにより、簡単にカメラ座標系とロボット
座標系とを整合させるようにした「視覚センサの位置ズ
レ修正方法」を特願昭１−９７３８４としＣ既に提案し
ている。

発明が解決しようとする課題 この提案によれば、キャリブデータの再設定や動作の再
教示を行う必要はなく、カメラを初期位置に復帰させる
だけで簡単にカメラ座標系とロボット座標系゛とを整合
させることができるが、位置ずれを検出できる方向がカ
メラの光軸に垂直な平面に限られていたので、光軸方向
のずれや傾きが生じた場合には、撮影された基準体に尺
度や形状の誤差が生じることとなり、必ずしも厳密な位
置修正ができるとは限らなかった。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し
、光軸方向のずれや傾きがカメラに生じた場合であって
も、確実にカメラを初期位置に復帰させることのできる
ビジョンシステムにおけるカメラ位置修復方法を提供す
ることにある。

課題を解決するための手段 本発明のカメラ位置修復方法は、基準パターンと基準点
とを描画したテンプレートをカメラの光軸に対して垂直
な所定の位置に配置して撮影し、カメラ座標系における
基準パータンの大きさと回転角および基準点の位置を算
出してビジョンシステム内に初期値として記憶しておき
、カメラに位装置ずれが生じた場合には、上記テンプレ
ートを上記所定の位置に再度配置してカメラで撮影し、
カメラ座標系における基準パターンの大きさと回転角お
よび基準点の現在値を上記ビジョンシステムによって自
動的に算出して上記各々の初期値との誤差を表示し、こ
れらの誤差が設定範囲内に収まるようにカメラの現在位
置を修正することにより上記目的を達成した。

また、同一の長さを有し少なくともその内の１つが他の
ものと方向性の異なる３つ以上の線分を検出できる基準
パターンを用い、カメラに位置ずれが生じた場合には、
まず、撮影された基準パターンから検出された上記各線
分の長さをビジョンシステムによって自動的に算出して
各線分長の差を相関的に示す値を表示し、この値が設定
範囲内に収まるようにカメラの傾きを調整してもよい。

作用 基準パターンと基準点とを描画したテンプレートをカメ
ラの光軸に対して垂直な所定の位置に配置して撮影し、
カメラ座標系における基準パータンの大きさと回転角お
よび基準点の位置を算出してビジョンシステム内に初期
値として記憶しておく。

カメラに位置ずれが生じた場合には、テンプレートを再
度所定の位置に配置してカメラで撮影し、ビジョンシス
テムにより、該撮影された基準パターンのカメラ座標系
における大きさと回転角および基準点の現在値を自動的
に算出し、上記各々の初期値との誤差を表示させる。

オペレータは表示された誤差を参照し、該誤差が設定範
囲内に収まるようにカメラの現在位置を修正する。

即ち、撮影された基準パターンのカメラ座標系における
大きさの現在値とその初期値とを略一致させることによ
りテンプレートとカメラとの距離、即ち、カメラの光軸
方向のずれを修正し、撮影された基準パターンの回転角
の現在値とその初期値とを略一致させることによりカメ
ラ光軸周りの回転に関するずれを修正し、また、撮影さ
れた基準点の現在値とその初期値とを略一致させること
１ごよりカメラの光軸と直交する方向の位置ずれを修正
する。

また、同一の長さを有し少なくともその内の１つが他の
ものと方向性の異なる３つ以上の線分を検出できる基準
パターンを用い、カメラに位置ずれが生じた場合には、
まず、撮影された基準パターンから検出された上記各線
分の長さをビジョンシステムによって自動的に算出して
各線分長の差を相関的に示す値を表示させ、この値が設
定範囲内に収まるようにカメラの傾きを調整してカメラ
の光軸とテンプレートとが垂直となるようにすれば、上
記光軸方向のずれ、カメラ光軸周りの回転に関するずれ
、および、カメラの光軸と直交する方向の位置ずれを一
層確実に修正することができる。

実施例 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第５図は、本発明の方法を実施する一実施例のビジョン
システムの概略を示すブロック図であり、図中、１０は
画像中央処理装置で、該画像中央処理装置１０は主中央
処理装置（以下、メインＣＰＵという）１′１を有し、
該メインＣＰＵＩＩには、カメラインクフェイス１２１
画像処理プロセッサ１３、コンソールインタフェイス１
４１通信インタフェイス１５．ＴＶモニタインタフェイ
ス１６゜フレームメモリ１７．ＲＯＭで形成されたコン
トロールソフト用メモリ１８．ＲＡＭ等で構成されたプ
ログラムメモリ１９．不揮発性ＲＡＭで構成されたデー
タメモリ２０がバス２１で接続されている。

カメラインタフェイス１２には撮影用のカメラ２２が接
続され、該カメラ２２の視野でとらえられた画像は、グ
レイスケールによる濃淡画像に変換されてフレームメモ
リ１７に格納され、画像処理プロセッサ１３で処理され
る。

コンソールインタフェイス１４にはコンソール２３が接
続され、該コンソール２３には、液晶表示部のほか、各
種指令キー、アプリケーションプログラムの入力１編集
、登録、実行などの操作を行うための数値キー等が設け
られており、上記液晶表示部には、各種データ設定のた
めのメニューやプログラムのリストなどが表示できるよ
うになっている。

また、コントロールソフト用メモリ１８にはメインＣＰ
ＵＩＩが該ビジョンシステムを制御するためのコントロ
ールプログラムおよび後述する基準位置記憶モードや位
置ずれ検出モードを実行するためのプログラム等が格納
されており、また、プログラムメモリ１９にはユーザが
作成したプログラムが格納されている。

通信インタフェイス１５には産業用ロボット等、該ビジ
ョンシステムを利用するシステムが接続されている。ま
た、ＴＶモニタインタフェイス１６にはカメラ２２が撮
影した映像を表示するすモニタテレビ２４が接続されて
いる。

ビジョンシステムにおけるハードウェア構成は従来のも
のと路間−であるが、該実施例のビジョンシステムは、
本発明の方法を実現するための基準位置記憶処理（第６
図参照）や位置ずれ検出処理（第７図参照）を実行する
ためのプログラムがソフトウェアとして付加されている
点で従来のものと相違する。

第８図はカメラ２２を光軸を中心に回転可能とすると共
に該光軸と直交する平面内で任意方向に移動可能とし、
かつ、適宜の回転および移動位置で固定するための位置
調整機構（以下、調整機構という）１００を示す平面図
、第９図は同立面図、第１０図は同側面図であり、該調
整機構１００は取付は板１０１．第１摺動板１０２．第
２摺動板１０３等により構成される。

取付は板１０１の上面を側方に貫通して設けられた研削
溝１０４には、摺動方向に沿って穿設された長孔１０５
を有する第１摺動板１０２が摺嵌され、第１摺動板１０
２の長孔１０５には、取付は板１０１の厚み方向に貫通
して螺刻された捩子穴１０６（第１１図参照）と螺合す
る六角穴付きボルト１０７が挿通される。

第１摺動板１０２の中央部両側には長手方向に貫通する
研削溝１０８（第１２図、第１４図参照）を設けた柱状
のガイド部材１０９．１１０が各々の研削溝１０８を対
向させて略直角に立設され、各々の研削溝１０８には第
２摺動板１０３の両側が摺嵌されると共に、一方のガイ
ド部材１０９の上下位置には長手方向に沿って長孔１１
１が穿設され、該長孔１１１には第２摺動板１０３の幅
方向に螺刻された捩子穴１１２（第１２図参照）と螺合
する六角穴付きボルト１１３が挿通される。

ガイド部材１０９．１１０の上端にはビーム１１４が横
設され、ビーム１１４の略中央部に適宜手段で回動自在
かつ摺動不能に枢着された六角穴付きボルト１１５の捩
子部は下方に突出し、第２摺動板１０３の一側に螺刻さ
れた捩子穴１１６と螺合する（第１３図参照）。

第２摺動板１０３の略中央部にはカメラ２２のレンズ２
２ａを挿通する貫通孔１１７が穿設されると共に、その
裏面には該貫通孔１１７と同心の周溝１１８（第１４図
参照）が形成され、該周溝１１８の両側には捩子穴１１
９が螺刻されている。

第２１動板１０３の周１１１８には、レンズ２２ａを挿
通する貫通孔１２０を略中央部に穿設しカメラ本体２２
ｂを装着するブラケット１２１を立設した環状のカメラ
ホルダー１２２の外周が回動自在に嵌合され、嵌合状態
のカメラホルダー１２２において第２摺動板１０３の捩
子穴１１９に対応する各々の位置には周溝１１８と同心
の長孔１２３が穿設され、該長孔１２３に挿通された六
角穴付きボルト１２４は第２摺動板１０３の捩子穴１１
９に螺合する（第１４図参照）。

また、カメラ本体２２ｂはカメラホルダー１２２のブラ
ケット１２１に穿設された貫通孔１２５を介し、捩子１
２６によってカメラホルダー１２２に一体的に固着され
る。

調整機構１００を用いてカメラ２２を光軸と直交する平
面内で位置修正する場合には、六角穴付きボルト１０７
の締結を緩めて第１摺動板１０２を取付は板１０１に対
して摺動自在とし、該摺動方向の任意位置に第１摺動板
１０２を位置決めして再度六角穴付きボルト１０７を締
結することによりＹ軸方向の位置決めを行うと共に、六
角穴付きボルト１１３の締結を緩めて第２摺動板１０３
をガイド部材１０９，１１０に対して摺動自在とし、六
角穴付きボルト１１５を回転させて上記摺動力向の任意
位置に第２摺動板１０３を位置決めして再度六角穴付き
ボルト１１３を締結してＸ軸方向の位置決めを行う。ま
た、カメラ２２の光軸を中心とする回転位置の調整を行
う場合には、六角穴付きボルト１２４の締結を緩めてカ
メラホルダー１２２を第２摺動板１０３に対して回転自
在とし、任意の回転位置にカメラホルダー１２２を位置
決めして再度六角穴付きボルト１２４を締結することに
よりθ軸方向の位置決めを行なう。

なお、実施例の位置調整機構においてはカメラ２２の光
軸方向であるＺ軸および光軸の傾斜方向であるＵ、　Ｖ
軸に関する調整機能は設けられていないが、実質上、Ｚ
軸方向の調整はレンズ２２ａのズームによる画角の修正
によって行われ、また、Ｕ、　Ｖ軸方向の調整機能は、
取付は板１０１を装着する側の装置に予め設けられてい
るものとする。

第２図は本実施例で採用するテンプレート１２７を示す
平面図であり、該テンプレート１２７の表面には基準点
となる点０、および、この点Ｏを中心とする円周上に等
間隔で配設された８つの点Ａｌ、Ａ２．Ｂｌ、Ｂ２．Ｃ
Ｉ、Ｃ２，ＤＩ、Ｂ２によって形成される基準パターン
Ｐが描画される。従って、点Ａ１とＡ２．点Ｂ１とＢ２
．点Ｃ１とＣ２，点Ｄ１とＢ２の各々は点Ｏを中心とす
る円の直径上に位置し、点ＡＩとＡ２とを結ぶ仮想線分
ＬＡ、点Ｂ１と８２とを結ぶ仮想線分ＬＢ。

点Ｃ１とＣ２とを結ぶ仮想線分ＬＣ，点Ｄ１とＢ２とを
結ぶ仮想線分ＬＤ（共に図示せず）として検出される４
つの線分は全て同一の長さを有し、しかも、各々の方向
性が全て異なる。

以下、基準位置記憶処理および位置ずれ検出処理の概略
を示すフローチャート第６図、第７図と共に、本実施例
におけるカメラ位置修復方法について説明する。

オペレータは、まず、ビジョンシステムのカメラ２２の
位置が正常な状態、例えば、キャリブデータを設定した
直後の段階で、カメラ２２の光軸に対して垂直な所定の
位置にテンプレート１２７を配置しく第１図参照）、コ
ンソール２３に設けられたモード指定キーを操作してＣ
ＰＵＩＩに指令を与え、コントロールソフト用メモリ１
８に記憶された基準位置記憶モードの処理（第６図参照
）を開始させる。

コントロールソフトに従って基準位置記憶処理をＢＮ始
したＣＰＵＩＩは、カメラ２２にスナップ指令を出力し
、所定位置に配置されたテンプレート１２７の基準点Ｏ
および基準パターンＰをカメラ２２で撮影し、画像処理
プロセッサ１３でグレイスケール濃淡処理を行った後、
基準点Ｏの画像０および基準パターンＰの画像ｐ（第３
図参照）をフレームメモリ１７に格納する（ステップ５
０１）。次に、ＣＰＵＩ　１は画像処理プロセッサ１３
に対象物検出指令を出力して対象物の検出を行わせ（ス
テップ５０２）、カメラ座標系における基準パターンｐ
の大きさと回転角および基準点〇の位置を算出し、これ
らの値を初期値としてデータメモリ２０に記憶する。即
ち、ＣＰＵＩＩは、基準パターンｐの大きさを代表する
値として点Ａ１の画像ａ１と点Ａ２の画像ａ２とを結ぶ
仮想線分Ｌａの長さ番算出し、基準パターンｐの回転角
として水平軸と仮想線分Ｌａとがなす角θを算出し、ま
た、基準点０の位置としてカメラ座標系の位置ｘ、ｙを
検出し、これらの値を初期値として記憶する（ステップ
Ｓ０３．第３図参照）。

なお、テンプレート１２７が産業ロボット等による通常
作業の妨げとなる場合には、基準位置記憶処理が終了し
た時点でテンプレート１２７を取り外しておく。

そして、物品の衝突やカメラの交換作業等によりカメラ
２２に位置ずれが発生したと想定される場合、オペレー
タは、上記所定位置に再度テンプレート１２７を配置し
、コンソール２３に設けられたモード指定キーを操作し
てＣＰＵＩ　ｉに指令を与え、コントロールソフト用メ
モリ１８に記憶された位置ずれ検出モードの処理（第７
図参照）を開始させる。

コントロールソフトに従って位置ずれ検出処理を開始し
たＣＰＵＩ、１は、オペレータによって調整終了キーが
操作されているか否かを判別しくステップＳ１）、調整
終了キーが操作されていなければステップＳ２に移行し
て、オペレータのキー操作に基づく位置ズレ検出指令が
入力されているか否かを判別し、位置ズレ検出指令が入
力されていなければ、再度ステップＳ１に復帰して、ス
テップＳＬ、ステップＳ２の判別処理を繰返し実行する
。

そこで、オペレータは、まず、カメラ２２に許容できな
い位置ずれが生じているか否かを知るために、コンソー
ル２３の指令キーを操作して位置ズレ検出指令を出力し
、ＣＰＵ１１によってステップＳ３以降の処理を実行さ
せる。

ステップＳ３に移行したＣＰＵＩ　１は、カメラ２２に
スナップ指令を出力し、所定位置に配置されたテンプレ
ート１２７の基準点０および基準パターンＰをカメラ２
２で撮影し、画像処理プロセッサ１３でグレイスケール
濃淡処理を行った後、基準点０の画像０′および基準パ
ターンＰの画像ｐ′（第４図参照）をフレームメモリ１
７に格納する。

次に、ＣＰＵ１１は画像処理プロセッサ１３に対象物検
出指令を出力して対象物の検出を行わせる（ステップＳ
４）。次に、基準パターンＰの画像ｐ′から検出された
点Ａ１の画像ａ１′　と点Ａ２の画像ａ２’　とを結ぶ
仮想線分Ｌａ’の長さ。

点Ｂ１の画像ｂｌ’　と点Ｂ２の画像ｂ２’　とを結ぶ
仮想線分Ｌｂ’の長さ２点Ｃ１の画像０１′と点Ｃ２の
画像０２′　とを結ぶ仮想線分Ｌｃ’の長さ９点Ｄ１の
画像ｄ１′　と点Ｄ２の画像ｄ２’　とを結ぶ仮想線分
Ｌｄ−’の長さを求め、各線分の長さが同一となった時
点で最小値をとる（１）式の評価式に基づき、各線分の
長さの差を相関的に示す値Ｅ１を算出する。

Ｅｌ＝　（Ｌａ’　−Ｌｂ’　）＋　（Ｌａ’　−Ｌｃ
’　）＋　（Ｌａ’　−Ｌｄ’　）　　　　・・・（１
）また、ＣＰＵ１１は、カメラ座標系における基準パタ
ーンｐ′の大きさと回転角および基準点０′の現在値を
算出し、上記基準位置記憶処理でデータメモリ２０に記
憶された各々の初期値との誤差を算出する。

すなわち、ＣＰＵＩＩは、基準パターンｐ′の大きさを
代表する現在値である仮想線分Ｌａ’の長さからデータ
メモ゛す２０に記憶された初期値Ｌａを減じて大きさの
誤差Ｅ２を算出し〔（２）式参照〕、基準パターンｐ′
の回転角を示す現在値θ′からデータメモリ２０に記憶
された初期値θを減じて回転角の誤差Ｅ３を算出し〔（
３）式参照〕、基準点０′の現在値ｘ′、ｙ′からデー
タメモリ２０に記憶された初期値ｘ、　　ｙを減じて基
準点の位置ずれ誤差Ｅ４．Ｅ５を算出する〔（３）（４
）式参照〕。

Ｅ２＝Ｌａ’　−Ｌａ　　−（２） Ｅ３＝θ′−〇　　　・・・（３） Ｅ４＝ｘ’　−ｘ　　　　・・・（４）Ｅ５＝４’　−
７・・・（５） そして、これらの演算処理を終了したＣＰＵ１１は、各
線分の長さの差を相関的に示す値Ｅ１と上記各誤差値Ｅ
２．Ｅ３．Ｅ４．Ｅ５をコンソール２３の液晶表示部に
表示した後（以上、ステップＳ５）、再びステップ３１
．ステップＳ２の判別処理を繰返し実行し、調整終了キ
ーもしくは位置ズレ検出キーの操作を待つ待機状態に入
る。

これに対し、オペレータは、コンソール２３の液晶表示
部に表示された上記各誤差値Ｅｌ、　　Ｅ２゜Ｅ３．Ｅ
４．Ｅ５を参照し、これらの値が予め設定された許容誤
差範囲の外にあるか否かにより、カメラ２２に許容でき
ない位置ずれが生じているか否かを判別する。

各線分の長さの差を相関的に示す値Ｅ１が許容誤差より
も大きな場合は、基準パターンの画像ｐ′に大きな歪み
が生じていること、即ち、カメラ２２の光軸がＵ、　Ｖ
軸方向に傾いて視差が増大したために各線分の長さを正
確に把握できない状態にあることを意味する。従って、
このような場合には、まず、カメラ２２の傾きを調整し
て光軸がテンプレート１２７に垂直となるようにする。

そこで、オペレータは、まず、目視によってカメラ２２
の傾きを検出してその姿勢を正し、コンソール２３の指
令キーを操作して位置ずれ検出指令を出力することによ
り、上記ステップ８３〜スチツプＳ５の処理をＣＰＵＩ
Ｉに実行させ、この修正作業の結果を示す誤差値Ｅｌ、
　　Ｅ２．　　Ｅ３゜Ｅ４．Ｅ５の値を再度コンソール
２３の液晶表示部に表示させる。そして、今回表示され
たＥｌの値が許容誤差よりも大きければ、再度カメラ２
２の傾きを修正し、Ｅｌの値が許容誤差の範囲に収束す
るまで上記処理を繰返し実行して、カメラ２２の光軸が
テンプレート１２７に垂直になるようにする。なお、カ
メラ２２とテンプレート１２７との距離が大きく離れて
おり視差が問題とならないような状況においては、必ず
しも光軸の傾き調整を実行する必要はない。

また、画像の大きさの誤差を示す値Ｅ２が許容誤差より
も大きな場合は、カメラ２２がＺ軸方向にずれたために
対象物をとらえる距離に変化が生じて画像の尺度が変わ
ったことを意味する。従って、このような場合には、レ
ンズ２２ａの焦点距離を調整して画角を変化させること
により現在の基準パターンの画像ｐ′の大きさを予め記
憶された基準パターンの画像ｐの大きさと略一致させる
ことにより、光軸方向のずれを補う。そして、１回の調
整作業を行う毎にコンソール２３の指令キーを操作して
位置ずれ検出指令を出力し、修正作業の結果を示すＥｌ
、Ｅ２．Ｅ３．Ｅ４．Ｅ５の値をコンソール２３の液晶
表示部に表示して参照することにより調整量を補間し、
Ｅ２の値が許容誤差の範囲に収束するまで上記調整処理
を繰返し実行する。なお、産業ロボット等の動作監視領
域がテンプレート１２７からＸ軸方向に大きく突出して
いる場合には、監視領域各部の画像尺度に変化が生じる
場合もあるので、カメラ２２自体を上下方向に移動させ
ることによってＸ軸方向の調整作業を行うことが望まし
い。

また、回転角の誤差を示す値Ｅ３が許容誤差よりも大き
な場合は、カメラ２２に光軸を中心とする回転ずれが生
じていることを意味する。従って、このような場合には
、調整機構１００の構成で説明した方法によりカメラホ
ルダー１２２を回転させてカメラ２２のθ軸方向の回転
位置を調整し、回転ずれを修正する。そして、１回の調
整作業を行う毎にコンソール２３の指令キーを操作して
位置ずれ検出指令を出力し、修正作業の結果を示すＥｌ
、Ｅ２．Ｅ３．Ｅ４．Ｅ５の値をコンソール２３の液晶
表示部に表示して参照することにより調整量を補間し、
Ｅ３の値が許容誤差の範囲に収束するまで上記調整処理
を繰返し実行する。

また、基準点の位置ずれ誤差をしめす値Ｅ４゜Ｅ５が許
容誤差よりも大きな場合は、カメラ２２に光軸と直交す
る平面内での位置ずれが生じていることを意味する。そ
こで、誤差Ｅ４が許容誤差を越えている場合には、調整
機構１００の構成で説明したように、第２摺動板１０３
をガイド部材１０９．１１０に沿って摺動させてカメラ
２２のＸ軸方向の位置を調整し、また、誤差Ｅ５が許容
誤差を越えている場合には、第１摺動板１０２を取付は
板１０１に沿って摺動させてカメラ２２のＹ軸方向の位
置を調整する。この場合も、１回の調整作業を行う毎に
コンソール２３の指令キーを操作して位置ずれ検出指令
を出力し、修正作業の結果を示ずＥｌ、Ｅ２．Ｅ３．Ｅ
４．Ｅ５の値をコンソール°２３の液晶表示部に表示し
て参照し、調整量を補間しつつ、Ｅ４およびＥ５の値が
許容誤差の範囲に収束するまで上記調整作業を繰返し実
行する。

そして、これらの調整作業が完了した段階でコンソール
２３の調整終了キーを操作すると、ステップＳｌ、ステ
ップＳ２の判別処理を繰返しながらキー操作を待機する
ＣＰＵＩＩが調整終了キーの操作を検出し、位置ずれ検
出処理に関する全ての処理が終了する。

以上、カメラ２２の光軸に傾きが生じた場合、光軸方向
のずれが生じた場合、光軸を中心とする回転ずれが生じ
た場合、および、光軸と直交する平面内での位置ずれが
生じた場合の各々について調整方法を説明したが、各種
のずれが複合して発生した場合には、各方向のずれを１
つずつ調整してゆくのが普通である。このような場合、
カメラ２２の光軸が傾いて視差が増大したままの状態で
は、光軸方向におけるずれの誤差Ｅ２、光軸を中心とす
る回転ずれの誤差Ｅ３、光軸と直交する平面内での位置
ずれの誤差Ｅ４．Ｅ５の信頼性に問題があるので、まず
第１に、カメラ２２の傾きを調整して光軸をテンプレー
ト１２７に対して垂直にしてから他の調整処理を行うこ
とが望ましい。

また、光軸方向のずれと光軸を中心とする回転ずれの調
整に関しては、カメラ２２の傾きに関する調整が確実に
行なわれている限り、どちらの調整を先に行っても支障
はないが、光軸と直交する平面内での位置ずれの調整は
、光軸方向のずれに伴う画像尺度の変化や光軸を中心と
する回転ずれに伴う方向性の変化による影響を受ける場
合があるので、これらの調整処理が完了してから実施す
るのが望ましい。

本実施例では、１回の調整作業を行う毎にコンソール２
３の位置ずれ検出キーを操作してスナップ指令を出しス
テップ８３〜ステツプＳ５の処理を実行させることによ
り各誤差値を表示させるようにしたが、ＣＰＵ１１から
所定周期毎にスナップ指令を出させステップ８３〜ステ
ツプＳ５の処理を実行させることができる。この場合、
所定周期毎に各誤差値の現在値が自動的に更新されて表
示されるので、位置ずれの修復作業を更に円滑に行なう
ことができる。

また、本実施例のテンプレート１２７においては基準パ
ターンＰと基準点Ｏとを別個に配置しているが、基準パ
ターンの一部、例えば、本実施例においては点Ａ１等を
基準点として用いるようにすることもできる。基準パタ
ーンの配置や形状等に関しても特に制限はなく、光軸の
傾きに関する調整を省略する場合には、大きさと回転角
とを検出できるものであればどのようなものでもよく、
また、その一部で基準点を構成してもよい。光軸の傾き
に関する調整を実施する場合には、画像の歪みを検出で
きる形状であること、即ち、同一の長さを有し少なくと
もその内の１つが他のものと方向性の異なる３つ以上の
線分を検出できる形状であることが必要となる。

発明の効果 本発明のカメラ位置修復方法によれば、修正作業時に撮
影した基準パターンの大きさと回転角の画像を予め撮影
された基準パターンの画像と比較することにより、カメ
ラの光軸と直交する方向の位置ずれ修正に加え、カメラ
の光軸方向のずれや光軸周りの回転に関するずれを容易
に修正することができるので、カメラ位置の修復作業を
一層確実に行なうことができる。また、同一の長さを有
し少なくともその内の１つが他のものと方向性の異なる
３つ以上の線分を検出できる基準パターンを用いて画像
上の各線分の長さを略一致させることによってカメラの
傾きを修復するようにすれば、カメラの光軸と直交する
方向の位置ずれ、カメラの光軸方向のずれ、光軸周りの
回転に関するずれの修復作業を更に確実に行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるテンプレートとカメ
ラとの位置関係を示す概略図、第２図は本実施例のテン
プレートを示す平面図、第３図は基準位置記憶時におけ
るテンプレート画像を示す概念図、第４図は位置ずれ検
出時におけるテンプレート画像の一例を示す概念図、第
５図は本発明の方法を実施する一実施例のビジョンシス
テムの概略を示すブロック図、第６図は本実施例の基準
位置記憶処理の概略を示すフローチャート、第７図は本
実施例の位置ずれ検出処理の概略を示すフローチャート
、第８図は本実施例で採用した位置調整機構を示す平面
図、第９図は同立面図、第１０図は同側面図、第１１図
は第８図の断面Ａ−Ａのみを示す図、第１２図は第９図
の断面Ｂ−Ｂのみを示す図、第１３図は第９図の断面Ｄ
−Ｄのみを示す図、第１４図は第９図の断面Ｃ−Ｃのみ
を示す図である。 １０・・・画像中央処理装置、１１・・・主中央処理装
置（ＣＰＵ）、１２・・・カメラインタフェイス、１３
・・・画像処理プロセッサ、１４・・・コンソールイン
タフェイス、１５・・・通信インタフェイス、１６・・
・ＴＶモニタインタフェイス、１７・・・フレームメモ
リ、１８・・・コントロールソフト用メモリ、１９・・
・プログラムメモリ、２０・・・データメモリ、２１・
・・バス、２２・・・カメラ、２２ａ・・・レンズ、２
２ｂ・・・カメラ本体、２３・・・ココンソール、２４
・・・モニタテレビ、 １００・・・位置調整機構、１０１・・・取付は板、１
０２・・・第１摺動板、１０３・・・第２摺動板、１０
４・・・研削溝、１０５・・・長孔、１０６・・・捩子
穴、１０７・・・六角穴付きボルト、１０８・・・研削
溝、１０９．１１０・・・ガイド部材、１１１・・・長
孔、１１２・・・捩子穴、１１３・・・六角穴付きボル
ト、１１４・・・ビーム、１１５・・・六角穴付きボル
ト、１１６・・・捩子穴、１１７・・・貫通孔、１１８
・・・周溝、１１９・・・捩子穴、１２０・・・貫通孔
、１２１・・・ブラケット、１２２・・・カメラホルダ
ー、１２３・・・長孔、１２４・・・六角穴付きボルト
、１２５・・・貫通孔、１２６・・・捩子、１２７・・
・テンプレート、０、　　ｏ、　　ｏ’・・・基準点、
ｐ、　　ｐ、　　ｐ’・・・基準バタン。 第 １ 図 第 図 第２ 図 第４ 図 第 図 第１１ 図（Ａ−Ａ ０Ｊ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基準パターンと基準点とを描画したテンプレート
   をカメラの光軸に対して垂直な所定の位置に配置して撮
   影し、カメラ座標系における基準パータンの大きさと回
   転角および基準点の位置を算出してビジョンシステム内
   に初期値として記憶しておき、カメラに位置ずれが生じ
   た場合には、上記テンプレートを上記所定の位置に再度
   配置してカメラで撮影し、カメラ座標系における基準パ
   ターンの大きさと回転角および基準点の現在値を上記ビ
   ジョンシステムによって自動的に算出して上記各々の初
   期値との誤差を表示し、これらの誤差が設定範囲内に収
   まるようにカメラの現在位置を修正するようにしたこと
   を特徴とするビジョンシステムにおけるカメラ位置修復
   方法。
2. （２）同一の長さを有し少なくともその内の１つが他の
   ものと方向性の異なる３つ以上の線分を検出できる基準
   パターンを用い、カメラに位置ずれが生じた場合には、
   まず、撮影された基準パターンから検出された上記各線
   分の長さをビジョンシステムによって自動的に算出して
   各線分長の差を相関的に示す値を表示し、この値が設定
   範囲内に収まるようにカメラの傾きを調整することによ
   ってカメラの光軸とテンプレートとを垂直にし、次いで
   、基準パターンの大きさと回転角および基準点の現在値
   と初期値との誤差が上記設定範囲内に収まるようにカメ
   ラの現在位置を修正するようにしたことを特徴とする請
   求項１記載のビジョンシステムにおけるカメラ位置修復
   方法。