JPH0356402B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、たとえば産業用ロボツトの目などと
して有利に用いることができる被計測物体の位置
を計測する方法に関する。 典型的な先行技術では、細長い直線状の単一の
スリツト孔を介する光の帯を被計測物体に照射
し、その光の帯が照射されている被計測物体をテ
レビカメラで撮像し、撮像された画像を二値化
し、この二値化パターンを読取り、スリツト孔の
位置とテレビカメラの位置とに基づいて光の帯が
照射されている部分の位置を三角法に基づいて演
算して求めている。このような先行技術では、被
測定物の全体の位置を知るためにはスリツト孔の
被計測物体に照射する位置を順次的に変えて光の
帯を走査しつつテレビカメラで撮像を行なう必要
がある。したがつて被計測物体全体の位置の検出
のために時間がかかる。またスリツト孔を機械的
に変位して光の帯による走査を行なわなければな
らず、そのための機械的構成が大型化する。 本発明の目的は、被検出物体の位置を短時間に
計測することができ、しかも構成が小型化されて
改良された位置計測方法を提供することである。 第１図は本発明の一実施例のブロツク図であ
り、第２図はその原理を説明するための図であ
る。被検出物体１の水平な床２には、鉛直壁３が
交わり、水平床２上には円柱体４と直方体５とが
置かれている。このような被検出物体１に向けて
投影器６から光７が照射され、その照射された被
検出物体１は、テレビカメラ８によつて撮像され
る。テレビカメラ８は、投影器６とは異なる位置
に配置される。投影器６の動作の制御は、マイク
ロコンピユータなどによつて実現される処理回路
９によつて、行なわれる。処理回路９は、テレビ
カメラ８からの撮像データを受信する。この処理
回路９には画像メモリ１０および後述の二値化パ
ターンをストアするメモリ１１が接続される。 投影器６は、光源１２とマスク１３とを含む。
マスク１３は、遮光性材料から成り、第２図にお
いて参照符１３ａ，１３ｂ，１３ｃで個別的に示
されるようにグレイコードに従うスリツト孔１４
ａ，１４ｂ，１４ｃをそれぞれ有している。第２
図では、被検出物体１にはマスク１３ｃが用いら
れ、スリツト孔１４ｃを通過した光の帯が照射さ
れている状態が示されている。被検出物体１の光
の帯が照射されている部分は、白抜きとなつてお
り、影の部分にはハツチングが施されている。 これらのマスク１３ａ，１３ｂ，１３ｃのグレ
イコードに従うスリツト孔１４ａ，１４ｂ，１４
ｃの位置は、被検出物体１の位置計測方法が可能
な領域に対応して示すと、第３図１，第３図２お
よび第３図３のようにそれぞれなる。こうして被
検出物体１の位置計測可能な領域は、合計８つの
部分領域P0〜P7に分けることが可能になる。 テレビカメラ８は、先ず被検出物体１を投影器
６によつて光を照射しない状態において撮像を行
ない、その画像１５を画像メモリ１０にストアし
ておく。次に、マスク１３ａを用いて投影器６に
よつて被検出物体１に光の帯の照射を行なう。こ
れによつて撮像した画像１６を処理回路９に読み
込む。投影器６による光の帯を用いない無投影時
の画像１５、および投影器６による光の帯の投影
時における画像１６では、被検出物体１の色やそ
の色の濃淡などによつて各画面１５，１６の画素
のレベルが、たとえば100段階に分けられて構成
される。 処理回路９は、投影器６からの光の帯の照射時
における画像１６の各画素毎の濃淡レベルＲから
投影器６を使用しない無投影時の画像１５の濃淡
レベルＳを各画素毎に引算して各画素毎の差Ｔ
（Ｔ＝Ｒ−Ｓ）を演算し、この差Ｔを予め定めた
値でレベル弁別して二値化画像１７を演算して求
める。こうして得られる二値化画像パターン１７
はマスク１３ａ，１３ｂ，１３ｃの使用のたび毎
に得られ、二値化パターンメモリ１１の各ストア
領域１１ａ，１１ｂ，１１ｃに個別的にストアさ
れる。 被検出物体１が暗室にあるときには、無投影時
の濃淡画像１５を得る必要はなく、投影時の濃淡
画像１６の各画素をレベル弁別して二値化パター
ン１７を作成するようにすればよい。 被検出物体１の位置計測可能な領域における分
割された領域部分P0〜P7のグレイコードによる
論理値は第１表のとおりとなる。

【表】

【表】 第４図を参照して、メモリ領域１１ａ，１１
ｂ，１１ｃから読み出した二値化パターンに基づ
いて被検出物体１の特定の部分Ｑの位置を求める
原理を説明する。マスク１３ａ，１３ｂ，１３ｃ
を用いて光の帯をグレイコードにしたがつて照射
することによつて、前述のように位置計測可能な
領域は領域部分P0〜P7に分割される。この各マ
スク１３ａ，１３ｂ，１３ｃによる光の帯の各照
射状態はテレビカメラ８によつて個別的に撮像さ
れる。そこで、ストア領域１１ａ，１１ｂ，１１
ｃの特定の位置Ｑに対応した画像の二値化された
論理値Qa，Qb，Qcを読みとる。たとえば位置Ｑ
に対応するストア領域１１ａ，１１ｂ，１１ｃに
おける画素Qa，Qb，Qcの論理値が「101」であ
るときには第１表に従い、位置Ｑは領域部分P6
に存在することがわかる。こうして投影器６とテ
レビカメラ８とを結ぶ直線１８と、領域部分P6
と投影器６とを結ぶ直線１９とのなす角度Ｑ１、
直線１８と画素Qa，Qb，Qcに基づく位置Ｑとテ
レビカメラ８とを結ぶ直線２０とのなす角度Ｑ
２、さらに投影器６とテレビカメラ８との間の距
離Ｌとに基づいて、三角法にしたがい、位置Ｑを
演算して求めることが可能となる。 上述の実施例ではグレイコードにしたがう三つ
のマスク１３ａ，１３ｂ，１３ｃが用いられたけ
れども、本発明の他の実施例として第５図１〜第
５図８に示されるようにさらに一組を成す多数の
マスクが用いられてもよい。このような多数のマ
スクを用いることによつて位置計測可能な領域を
さらに細分化して、計測すべき位置Ｑの精度を向
上することができる。 マスク１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、(a)在来の写
真フイルムなどによつて形成されてもよく、(b)あ
るいはまた円盤体に各マスク１３ａ，１３ｂ，１
３ｃが配置され、この円盤体を角変位してマスク
１３ａ，１３ｂ，１３ｃを選択するようにしても
よく、(c)あるいはまた液晶を用いて各マスク１３
ａ，１３ｂ，１３ｃに対応するスリツト孔１４
ａ，１４ｂ，１４ｃの部分を透明とし、残余の部
分を遮光性とするように電気的に光の帯のグレイ
コードパターンを形成してもよく、さらに他の構
成であつてもよい。 マスク１３ａ，１３ｂ，１３ｃはグレイコード
によつて形成され、そのため光の帯の境界付近に
おける論理ビツトの読み誤りは、隣接する領域部
分P0〜P7が一つずれるだけであり、したがつて
精度が向上されるという利点があるけれども、本
発明に従えば他のコードによつてマスク１３ａ，
１３ｂ，１３ｃが構成されてもよい。 以上のように本発明によれば、被計測物体を複
数のコード化された各光パターンでそれぞれ照射
し、各光パターン毎の被計測物体の画面を多数の
画素に分けて明暗の二値化パターンを作つて被計
測物体の位置を演算して求めるようにしたので、
比較的少ない数の光パターンで被計測物体を多数
の領域部分に分割して高精度で位置の計測を行な
うことができる。また前述の先行技術に関連して
述べたように光の帯を被計測物体に走査して照射
する必要が、本発明では生ぜず、計測時間を短縮
することができるとともに構成が小型化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２
図は本発明の原理を示す図、第３図はマスク１３
ａ，１３ｂ，１３ｃを用いた位置計測可能な領域
の分割状態を示す図、第４図は本発明の原理を示
す平面図、第５図は本発明の他の実施例のマスク
を示す正面図である。 １……被検出物体、６……投影器、８……テレ
ビカメラ、９……処理回路、１０……画像メモ
リ、１１……メモリ、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…
…ストア領域、１５，１６……画像、１７……二
値化パターン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のコード化された各光パターンで被計測
   物体をそれぞれ照射し、その照射された被計測物
   体を異なる位置で撮像し、撮像された各光パター
   ン毎の画面を多数の画素に分けて明暗の二値化を
   行なつてその二値化パターンをメモリにストア
   し、前記光パターン毎の二値化パターンの内容を
   読出して三角法に基づいて被計測物体の位置を演
   算して求めることを特徴とする位置計測方法。