JPH05264223A - 立体形状・位置・姿勢検出方法とその装置 - Google Patents
立体形状・位置・姿勢検出方法とその装置Info
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- JPH05264223A JPH05264223A JP5840792A JP5840792A JPH05264223A JP H05264223 A JPH05264223 A JP H05264223A JP 5840792 A JP5840792 A JP 5840792A JP 5840792 A JP5840792 A JP 5840792A JP H05264223 A JPH05264223 A JP H05264223A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 検出対象についての位置等が速やかに検出す
ること。 【構成】 ＴＶカメラ106，107各々によって、画像検出
タイミングが所定時間ΔＴ間隔づつずらされた状態で、
検出対象102の画像がスリット光の対象102への照射に同
期して順次検出されているものである。あるＴＶカメラ
で対象102の画像が検出されるタイミングでは、他のＴ
Ｖカメラは露光状態にはなく、また、そのＴＶカメラ対
応のスリット光プロジェクタからはスリット光が対象10
2に照射される、といった具合に、２以上のＴＶカメラ
によって対象102の画像が順次検出されることで、対象1
02の位置等が速やかに検出され得るものである。
ること。 【構成】 ＴＶカメラ106，107各々によって、画像検出
タイミングが所定時間ΔＴ間隔づつずらされた状態で、
検出対象102の画像がスリット光の対象102への照射に同
期して順次検出されているものである。あるＴＶカメラ
で対象102の画像が検出されるタイミングでは、他のＴ
Ｖカメラは露光状態にはなく、また、そのＴＶカメラ対
応のスリット光プロジェクタからはスリット光が対象10
2に照射される、といった具合に、２以上のＴＶカメラ
によって対象102の画像が順次検出されることで、対象1
02の位置等が速やかに検出され得るものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スリット光が照射され
ている検出対象の画像を処理することによって、その検
出対象についての立体形状、位置および姿勢状態を検出
するための立体形状・位置・姿勢検出方法とその装置に
係わり、特に１フレーム画像周期Ｔ以内に２以上の相異
なる斜め上方向から順次スリット光を照射することによ
って、検出対象についての立体形状、位置および姿勢状
態が速やかに検出されるようにした立体形状・位置・姿
勢検出方法とその装置に関するものである。
ている検出対象の画像を処理することによって、その検
出対象についての立体形状、位置および姿勢状態を検出
するための立体形状・位置・姿勢検出方法とその装置に
係わり、特に１フレーム画像周期Ｔ以内に２以上の相異
なる斜め上方向から順次スリット光を照射することによ
って、検出対象についての立体形状、位置および姿勢状
態が速やかに検出されるようにした立体形状・位置・姿
勢検出方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】これまで、３次元物体のその形状や位
置、姿勢状態を検出する際での１手法として、光切断線
法が適用可とされているが、それら形状や位置、姿勢状
態を高精度に検出するには、３次元物体には相互に交わ
るべく複数のスリット光が順次照射される必要があるも
のとなっている。例えば、特開平１ー２６７４０２号公
報には、プリント基板上に実装された電子部品各々の実
装位置を光切断法によって検出する技術が開示されたも
のとなっている。これによる場合、電子部品に対して
は、２方向からスリット光が順次照射される度に、スリ
ット光が照射されている状態での電子部品は２次元画像
検出器としてのＴＶカメラによって撮像された上、処理
されることで、その電子部品の実装位置が検出されるよ
うになっている。
置、姿勢状態を検出する際での１手法として、光切断線
法が適用可とされているが、それら形状や位置、姿勢状
態を高精度に検出するには、３次元物体には相互に交わ
るべく複数のスリット光が順次照射される必要があるも
のとなっている。例えば、特開平１ー２６７４０２号公
報には、プリント基板上に実装された電子部品各々の実
装位置を光切断法によって検出する技術が開示されたも
のとなっている。これによる場合、電子部品に対して
は、２方向からスリット光が順次照射される度に、スリ
ット光が照射されている状態での電子部品は２次元画像
検出器としてのＴＶカメラによって撮像された上、処理
されることで、その電子部品の実装位置が検出されるよ
うになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報による場合には、１台のＴＶカメラによって必要とさ
れる枚数分の画像が全て検出されているが、１フレーム
画像周期Ｔ内では１枚の画像しか検出し得ず、したがっ
て、必要とされる画像の枚数をＭとすれば、少なくとも
Ｔ×Ｍ分の時間が画像検出に要されてしまい、これがた
めに位置検出を高速に行い得ないものとなっている。
報による場合には、１台のＴＶカメラによって必要とさ
れる枚数分の画像が全て検出されているが、１フレーム
画像周期Ｔ内では１枚の画像しか検出し得ず、したがっ
て、必要とされる画像の枚数をＭとすれば、少なくとも
Ｔ×Ｍ分の時間が画像検出に要されてしまい、これがた
めに位置検出を高速に行い得ないものとなっている。
【０００４】本発明の目的は、検出対象についての立体
形状、位置および姿勢状態が速やかに検出されるように
した立体形状・位置・姿勢検出方法とその装置を供する
にある。
形状、位置および姿勢状態が速やかに検出されるように
した立体形状・位置・姿勢検出方法とその装置を供する
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、検出対象の
面上に、１フレーム画像周期Ｔ以内に２以上の相異なる
斜め上方向から順次スリット光を照射する一方、その検
出対象の面上にスリット光が照射される度に、その面上
に照射された光切断線を含む画像を上記斜め上方向とは
異なる方向から検出した上、処理することによって、そ
の検出対象の立体形状、位置および姿勢状態が検出され
るに際して、斜め上方向対応に設けられ、かつ所定時間
ΔＴづつ時間遅延された垂直同期信号のうち、何れかが
固有に割当てされている２次元画像検出器各々において
は、フレーム画像終期で一定時間ｔ（ｔ＜ΔＴ）のみ露
光状態におかれる一方、その露光状態に同期して、対応
する斜め上方向からはスリット光が検出対象の面上に照
射されることで達成される。
面上に、１フレーム画像周期Ｔ以内に２以上の相異なる
斜め上方向から順次スリット光を照射する一方、その検
出対象の面上にスリット光が照射される度に、その面上
に照射された光切断線を含む画像を上記斜め上方向とは
異なる方向から検出した上、処理することによって、そ
の検出対象の立体形状、位置および姿勢状態が検出され
るに際して、斜め上方向対応に設けられ、かつ所定時間
ΔＴづつ時間遅延された垂直同期信号のうち、何れかが
固有に割当てされている２次元画像検出器各々において
は、フレーム画像終期で一定時間ｔ（ｔ＜ΔＴ）のみ露
光状態におかれる一方、その露光状態に同期して、対応
する斜め上方向からはスリット光が検出対象の面上に照
射されることで達成される。
【０００６】また、立体形状・位置・姿勢検出装置とし
ては、相異なる斜め上方向各々に配置されたスリット光
プロジェクタと、そのスリット光プロジェクタ対応に設
けられ、かつフレーム画像終期で一定時間ｔのみ露光状
態におかれる２次元画像検出器と、その２次元画像検出
器各々に、所定時間ΔＴ（ｔ＜ΔＴ）づつ時間遅延され
た垂直同期信号のうち、何れかを固有に割当てする同期
信号発生手段と、上記２次元画像検出器各々での露光状
態に同期して、その２次元画像検出器対応のスリット光
プロジェクタからはスリット光が検出対象の面上に照射
されるべく制御するスリット光発生照射制御手段と、上
記２次元画像検出器各々で順次検出される、光切断線を
含むフレーム画像より光切断線を抽出、処理することに
よって、上記検出対象についての立体形状、位置および
姿勢状態を検出する画像処理手段と、とを少なくとも具
備せしめることで達成される。
ては、相異なる斜め上方向各々に配置されたスリット光
プロジェクタと、そのスリット光プロジェクタ対応に設
けられ、かつフレーム画像終期で一定時間ｔのみ露光状
態におかれる２次元画像検出器と、その２次元画像検出
器各々に、所定時間ΔＴ（ｔ＜ΔＴ）づつ時間遅延され
た垂直同期信号のうち、何れかを固有に割当てする同期
信号発生手段と、上記２次元画像検出器各々での露光状
態に同期して、その２次元画像検出器対応のスリット光
プロジェクタからはスリット光が検出対象の面上に照射
されるべく制御するスリット光発生照射制御手段と、上
記２次元画像検出器各々で順次検出される、光切断線を
含むフレーム画像より光切断線を抽出、処理することに
よって、上記検出対象についての立体形状、位置および
姿勢状態を検出する画像処理手段と、とを少なくとも具
備せしめることで達成される。
【０００７】
【作用】要は、１フレーム画像周期Ｔ以内に、２以上配
置された、露光時間帯が相異なる２次元画像検出器各々
によって、画像検出タイミングが所定時間ΔＴ間隔づつ
ずらされた状態で、検出対象の画像がスリット光の検出
対象への照射に同期して順次検出されるようにしたもの
である。ある２次元画像検出器で検出対象の画像が検出
されるタイミングでは、その２次元画像検出器は露光状
態におかれているが、他の２次元画像検出器は露光状態
にはなく、また、その２次元画像検出器対応のスリット
光プロジェクタからはスリット光が検出対象に照射され
る、といった具合に、２以上の２次元画像検出器によっ
て検出対象の画像が順次検出されていることから、検出
対象の形状や位置、姿勢状態を検出するのに必要とされ
る画像が速やかに得られ、この結果として、それら形状
や位置、姿勢状態も速やかに検出され得るものである。
置された、露光時間帯が相異なる２次元画像検出器各々
によって、画像検出タイミングが所定時間ΔＴ間隔づつ
ずらされた状態で、検出対象の画像がスリット光の検出
対象への照射に同期して順次検出されるようにしたもの
である。ある２次元画像検出器で検出対象の画像が検出
されるタイミングでは、その２次元画像検出器は露光状
態におかれているが、他の２次元画像検出器は露光状態
にはなく、また、その２次元画像検出器対応のスリット
光プロジェクタからはスリット光が検出対象に照射され
る、といった具合に、２以上の２次元画像検出器によっ
て検出対象の画像が順次検出されていることから、検出
対象の形状や位置、姿勢状態を検出するのに必要とされ
る画像が速やかに得られ、この結果として、それら形状
や位置、姿勢状態も速やかに検出され得るものである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を図１から図８により説明す
る。先ず本発明による立体形状・位置・姿勢検出装置に
ついて説明すれば、図１はその一例での構成を示したも
のである。図示のように、本例ではプリント基板１０１
上にマウントされた電子部品１０２各々を検出対象とし
て、そのそのマウント状態を検査する場合が想定された
ものとなっている。プリント基板１０１はガイドレール
１０３，１０４を介しＸＹテーブル１０５上に固定され
ているが、電子部品１０２のマウント位置に応じてＸＹ
テーブル１０５はＸ，Ｙ方向に所望に移動可とされてい
るものである。これにより検出対象の電子部品１０２は
画像検出位置に位置決めされた状態で、ハーフミラー１
０８を介し画像検出方向が直交すべく配置された２次元
画像検出器（以下、単にＴＶカメラと称す（具体的に
は、例えばフレーム画像周期が１／６０秒の非飛び越し
走査型半導体固体ＴＶカメラ））１０６，１０７各々に
よってその画像が同時に検出され得るものであるが、こ
の場合、ＴＶカメラ１０６，１０７各々での垂直同期信
号間には後述のように、所定時間ΔＴの時間ずれがもた
されており、しかも露光時間帯が時間的に重複されない
ように設定されたものとなっている。したがって、ＴＶ
カメラ１０６，１０７各々による画像の検出は同時には
行われなく、所定時間ΔＴの時間差をおいて順次検出さ
れるものとなっている。さて、これらＴＶカメラ１０
６，１０７各々に対応してはスリット光プロジェクタ１
１０，１０９がそのスリット光照射方向が直交すべく配
置されているが、ＴＶカメラ１０６によって画像が検出
される際には、ＴＶカメラ１０６対応のスリット光プロ
ジェクタ１１０からはスリット光がガルバノミラー１１
３を介し電子部品１０２に照射される一方、ＴＶカメラ
１０７によって画像が検出される際には、ＴＶカメラ１
０７対応のスリット光プロジェクタ１０９からはスリッ
ト光がガルバノミラー１１４を介し電子部品１０２に照
射されるようになっているものである。図示のように、
スリット光プロジェクタ１０９，１１０各々にはストロ
ボ光源１１１，１１２がスリット光発生用光源として付
属されているが、その発光タイミングはＴＶカメラ１０
７，１０６各々による画像検出に同期して発光される必
要があるものである。なお、ガルバノミラー１１３，１
１４各々でのスリット光反射角度が画像検出の度に順次
更新せしめられる場合は、電子部品１０２上には位置可
変にしてスリット光が照射される結果、たとえ、２つの
スリット光プロジェクタ１１０，１０９が配置されてい
る場合であっても、３枚以上の画像が検出され得ること
になる。検出画像の枚数が多い程に、電子部品１０２に
ついての形状や位置、姿勢状態は高精度に検出されるも
のである。
る。先ず本発明による立体形状・位置・姿勢検出装置に
ついて説明すれば、図１はその一例での構成を示したも
のである。図示のように、本例ではプリント基板１０１
上にマウントされた電子部品１０２各々を検出対象とし
て、そのそのマウント状態を検査する場合が想定された
ものとなっている。プリント基板１０１はガイドレール
１０３，１０４を介しＸＹテーブル１０５上に固定され
ているが、電子部品１０２のマウント位置に応じてＸＹ
テーブル１０５はＸ，Ｙ方向に所望に移動可とされてい
るものである。これにより検出対象の電子部品１０２は
画像検出位置に位置決めされた状態で、ハーフミラー１
０８を介し画像検出方向が直交すべく配置された２次元
画像検出器（以下、単にＴＶカメラと称す（具体的に
は、例えばフレーム画像周期が１／６０秒の非飛び越し
走査型半導体固体ＴＶカメラ））１０６，１０７各々に
よってその画像が同時に検出され得るものであるが、こ
の場合、ＴＶカメラ１０６，１０７各々での垂直同期信
号間には後述のように、所定時間ΔＴの時間ずれがもた
されており、しかも露光時間帯が時間的に重複されない
ように設定されたものとなっている。したがって、ＴＶ
カメラ１０６，１０７各々による画像の検出は同時には
行われなく、所定時間ΔＴの時間差をおいて順次検出さ
れるものとなっている。さて、これらＴＶカメラ１０
６，１０７各々に対応してはスリット光プロジェクタ１
１０，１０９がそのスリット光照射方向が直交すべく配
置されているが、ＴＶカメラ１０６によって画像が検出
される際には、ＴＶカメラ１０６対応のスリット光プロ
ジェクタ１１０からはスリット光がガルバノミラー１１
３を介し電子部品１０２に照射される一方、ＴＶカメラ
１０７によって画像が検出される際には、ＴＶカメラ１
０７対応のスリット光プロジェクタ１０９からはスリッ
ト光がガルバノミラー１１４を介し電子部品１０２に照
射されるようになっているものである。図示のように、
スリット光プロジェクタ１０９，１１０各々にはストロ
ボ光源１１１，１１２がスリット光発生用光源として付
属されているが、その発光タイミングはＴＶカメラ１０
７，１０６各々による画像検出に同期して発光される必
要があるものである。なお、ガルバノミラー１１３，１
１４各々でのスリット光反射角度が画像検出の度に順次
更新せしめられる場合は、電子部品１０２上には位置可
変にしてスリット光が照射される結果、たとえ、２つの
スリット光プロジェクタ１１０，１０９が配置されてい
る場合であっても、３枚以上の画像が検出され得ること
になる。検出画像の枚数が多い程に、電子部品１０２に
ついての形状や位置、姿勢状態は高精度に検出されるも
のである。
【０００９】以上のように、ＸＹテーブル１０５での移
動やＴＶカメラ１０６，１０７各々での画像検出タイミ
ング、ストロボ光源１１１，１１２各々での発光（点
灯）タイミング、ガルバノミラー１１３，１１４各々で
のスリット光反射角度は所望に制御される必要がある一
方では、ＴＶカメラ１０６，１０７各々で検出された画
像は所定に処理された上、電子部品１０２についての形
状や位置、姿勢状態が検出される必要があるが、これら
制御や処理検出は画像処理システム１２５によって行わ
れるものとなっている。図示のように、画像処理システ
ム１２５はＣＰＵ１１５を全体処理制御手段として、こ
れにシステムバス１２４を介しメモリ（ワーク用ＲＡＭ
およびプログラム格納ＲＯＭ）１１６、ＸＹテーブル制
御回路１１７、ガルバノミラー制御回路１１８、同期信
号制御回路１１９、点灯制御回路１２０，１２１、画像
入出力回路１２２および光切断線抽出処理回路１２３が
収容されたものとして構成されたものとなっている。こ
れら回路各々での機能は以上の説明よりして明らかであ
るが、特に同期信号制御回路１１９および光切断線抽出
処理回路１２３について若干説明を加えれば以下のよう
である。即ち、同期信号制御回路１１９では、主に所定
時間ΔＴの時間ずれ関係にある２種類の垂直同期信号が
発生されているが、その何れかはＴＶカメラ１０６に、
他方はＴＶカメラ１０７に供給されるようになってい
る。因みに、ＴＶカメラ１０６，１０７各々での露光時
間はその内部で所望に設定されたものとなっている。ま
た、光切断線抽出処理回路１２３では、画像入出力回路
１２２を介し入力された、ＴＶカメラ１０６，１０７各
々からのフレーム画像対応のビデオ信号から光切断線を
抽出した上、所定に処理することによって、電子部品１
０２の形状や位置、姿勢状態が検出されているものであ
る。
動やＴＶカメラ１０６，１０７各々での画像検出タイミ
ング、ストロボ光源１１１，１１２各々での発光（点
灯）タイミング、ガルバノミラー１１３，１１４各々で
のスリット光反射角度は所望に制御される必要がある一
方では、ＴＶカメラ１０６，１０７各々で検出された画
像は所定に処理された上、電子部品１０２についての形
状や位置、姿勢状態が検出される必要があるが、これら
制御や処理検出は画像処理システム１２５によって行わ
れるものとなっている。図示のように、画像処理システ
ム１２５はＣＰＵ１１５を全体処理制御手段として、こ
れにシステムバス１２４を介しメモリ（ワーク用ＲＡＭ
およびプログラム格納ＲＯＭ）１１６、ＸＹテーブル制
御回路１１７、ガルバノミラー制御回路１１８、同期信
号制御回路１１９、点灯制御回路１２０，１２１、画像
入出力回路１２２および光切断線抽出処理回路１２３が
収容されたものとして構成されたものとなっている。こ
れら回路各々での機能は以上の説明よりして明らかであ
るが、特に同期信号制御回路１１９および光切断線抽出
処理回路１２３について若干説明を加えれば以下のよう
である。即ち、同期信号制御回路１１９では、主に所定
時間ΔＴの時間ずれ関係にある２種類の垂直同期信号が
発生されているが、その何れかはＴＶカメラ１０６に、
他方はＴＶカメラ１０７に供給されるようになってい
る。因みに、ＴＶカメラ１０６，１０７各々での露光時
間はその内部で所望に設定されたものとなっている。ま
た、光切断線抽出処理回路１２３では、画像入出力回路
１２２を介し入力された、ＴＶカメラ１０６，１０７各
々からのフレーム画像対応のビデオ信号から光切断線を
抽出した上、所定に処理することによって、電子部品１
０２の形状や位置、姿勢状態が検出されているものであ
る。
【００１０】ここで、図２（Ａ）により２次元画像検出
器における垂直同期信号に対する一般的な露光時間帯
（通常）と本発明に係る露光時間帯（短縮）との関係に
ついて説明する。露光時間が制御可とされたものとし
て、ＣＣＤシャッタカメラが知られているが、垂直同期
信号が図示の如くであった場合、通常での露光時間帯
（通常）の長さＴ′はほぼフレーム画像周期Ｔとして設
定されるものとなっている。しかしながら、本発明を実
施する上での露光時間帯（短縮）はフレーム画像終期で
の一定時間ｔが割当てされたものとなっている。一定時
間ｔが小さな値に設定される程に露光不足が懸念される
が、一定時間ｔを適当な大きさに設定した上、その分、
ストロボ光源１１１，１１２各々での発光量を大とすれ
ば、露光不足は解消されるものとなっている。
器における垂直同期信号に対する一般的な露光時間帯
（通常）と本発明に係る露光時間帯（短縮）との関係に
ついて説明する。露光時間が制御可とされたものとし
て、ＣＣＤシャッタカメラが知られているが、垂直同期
信号が図示の如くであった場合、通常での露光時間帯
（通常）の長さＴ′はほぼフレーム画像周期Ｔとして設
定されるものとなっている。しかしながら、本発明を実
施する上での露光時間帯（短縮）はフレーム画像終期で
の一定時間ｔが割当てされたものとなっている。一定時
間ｔが小さな値に設定される程に露光不足が懸念される
が、一定時間ｔを適当な大きさに設定した上、その分、
ストロボ光源１１１，１１２各々での発光量を大とすれ
ば、露光不足は解消されるものとなっている。
【００１１】したがって、図２（Ｂ）に示すように、同
期信号制御回路１１９で所定時間ΔＴの時間ずれ関係に
ある２種類の垂直同期信号Ａ，Ｂを発生させた上、ＴＶ
カメラ１０６，１０７に供給するようにすれば、ＴＶカ
メラ１０６，１０７各々での露光時間帯Ａ，Ｂは図示の
如くになり、露光時間帯Ａ，Ｂではそれぞれストロボ光
源１１２，１１１が発光されるが、ΔＴ＞ｔ、Ｔ＞ΔＴ
＋ｔの関係が満足される限りにおいては、露光時間帯
Ａ，Ｂは時間的に重複されることなくスリット光照射状
態にある電子部品１０２の画像が順次検出され得るもの
である。
期信号制御回路１１９で所定時間ΔＴの時間ずれ関係に
ある２種類の垂直同期信号Ａ，Ｂを発生させた上、ＴＶ
カメラ１０６，１０７に供給するようにすれば、ＴＶカ
メラ１０６，１０７各々での露光時間帯Ａ，Ｂは図示の
如くになり、露光時間帯Ａ，Ｂではそれぞれストロボ光
源１１２，１１１が発光されるが、ΔＴ＞ｔ、Ｔ＞ΔＴ
＋ｔの関係が満足される限りにおいては、露光時間帯
Ａ，Ｂは時間的に重複されることなくスリット光照射状
態にある電子部品１０２の画像が順次検出され得るもの
である。
【００１２】さて、ストロボ光源１１１，１１２の発光
タイミングはそれぞれ点灯制御回路１２０，１２１によ
って制御されているが、点灯制御回路１２０，１２１は
構成同一として構成され得るものとなっている。図３は
一例でのその点灯制御回路１２１の回路構成を示したも
のである。これによる場合、カウンタ１２１ー６はＴＶ
カメラ１０６での水平同期信号（これと等価な信号は画
像処理システム１２５内で作成可）によってカウントア
ップされる一方、ＴＶカメラ１０６への垂直同期信号Ａ
によってリセットされているが、比較回路１２１ー８で
はそのカウンタ１２１ー６からのカウント値と発光位置
設定回路１２１ー７からの水平走査線位置とが常時比較
されており、そのカウント値と水平走査線位置とが一致
した場合には、比較回路１２１ー８からは発光タイミン
グ信号（パルス幅は水平同期信号の周期に同じ）がフレ
ーム画像周期Ｔ毎に得られるものとなっている。一方、
ストロボ光源１１２を発光させる必要がある場合には、
ＣＰＵ１１５からは点灯制御回路１２１固有のアドレス
データがアドレスバス（システムバス１２４の一部）１
２４ー１上に出力されるものとなっている。比較回路１
２１ー１ではアドレスバス１２４ー１上でのアドレスデ
ータとアドレス設定回路１２１ー２からの点灯制御回路
１２１固有のアドレスデータとが常時比較されている
が、その比較でアドレスデータが一致した場合には、フ
リップフロップ１２１ー３がセット状態におかれること
で、ストロボ光源１１２に対する発光制御が起動されて
いるものである。即ち、フリップフロップ１２１ー３が
セット状態におかれた場合には、アンドゲート１２１ー
４が活性化状態におかれるが、フリップフロップ１２１
ー３がセット状態におかれた後の最初の発光タイミング
信号によってアンドゲート１２１ー４、信号増幅器１２
１ー５を介しストロボ光源１１２が発光駆動せしめられ
ているものである。その際、アンドゲート１２１ー４か
ら出力される発光タイミング信号はそのパルス幅が適当
に小さく抑えられたものとなっている。アンドゲート１
２１ー４からの発光タイミング信号は所定時間経過後に
フリップフロップ１２１ー３をリセットすべく作用して
いるからである。このような事情は、ストロボ光源１１
１を発光制御している点灯制御回路１２０でも同様とな
っている。尤も、点灯制御回路１２０内でのカウンタ動
作は、ＴＶカメラ１０７への垂直同期信号ＢとＴＶカメ
ラ１０７での水平同期信号にもとづいて制御されるもの
となっている。また、点灯制御回路１２０内でのアドレ
ス設定回路には、点灯制御回路１２０固有のアドレスデ
ータが設定されるが、点灯制御回路１２１固有のアドレ
スデータを設定するようにしてもよい。これは、ストロ
ボ光源１１２の発光時点から所定時間ΔＴ経過後にはス
トロボ光源１１１が連動的に発光される必要があること
から、ＣＰＵ１１５での制御処理負担上からすれば、む
しろ同一アドレスデータを設定するのが望ましいからで
ある。なお、ガルバノミラー１１３，１１４各々でのス
リット光反射角度が画像検出の度に順次更新せしめられ
る場合は、例えばその都度ＣＰＵ１１５からは点灯制御
回路１２０，１２１が起動されればよいものである。
タイミングはそれぞれ点灯制御回路１２０，１２１によ
って制御されているが、点灯制御回路１２０，１２１は
構成同一として構成され得るものとなっている。図３は
一例でのその点灯制御回路１２１の回路構成を示したも
のである。これによる場合、カウンタ１２１ー６はＴＶ
カメラ１０６での水平同期信号（これと等価な信号は画
像処理システム１２５内で作成可）によってカウントア
ップされる一方、ＴＶカメラ１０６への垂直同期信号Ａ
によってリセットされているが、比較回路１２１ー８で
はそのカウンタ１２１ー６からのカウント値と発光位置
設定回路１２１ー７からの水平走査線位置とが常時比較
されており、そのカウント値と水平走査線位置とが一致
した場合には、比較回路１２１ー８からは発光タイミン
グ信号（パルス幅は水平同期信号の周期に同じ）がフレ
ーム画像周期Ｔ毎に得られるものとなっている。一方、
ストロボ光源１１２を発光させる必要がある場合には、
ＣＰＵ１１５からは点灯制御回路１２１固有のアドレス
データがアドレスバス（システムバス１２４の一部）１
２４ー１上に出力されるものとなっている。比較回路１
２１ー１ではアドレスバス１２４ー１上でのアドレスデ
ータとアドレス設定回路１２１ー２からの点灯制御回路
１２１固有のアドレスデータとが常時比較されている
が、その比較でアドレスデータが一致した場合には、フ
リップフロップ１２１ー３がセット状態におかれること
で、ストロボ光源１１２に対する発光制御が起動されて
いるものである。即ち、フリップフロップ１２１ー３が
セット状態におかれた場合には、アンドゲート１２１ー
４が活性化状態におかれるが、フリップフロップ１２１
ー３がセット状態におかれた後の最初の発光タイミング
信号によってアンドゲート１２１ー４、信号増幅器１２
１ー５を介しストロボ光源１１２が発光駆動せしめられ
ているものである。その際、アンドゲート１２１ー４か
ら出力される発光タイミング信号はそのパルス幅が適当
に小さく抑えられたものとなっている。アンドゲート１
２１ー４からの発光タイミング信号は所定時間経過後に
フリップフロップ１２１ー３をリセットすべく作用して
いるからである。このような事情は、ストロボ光源１１
１を発光制御している点灯制御回路１２０でも同様とな
っている。尤も、点灯制御回路１２０内でのカウンタ動
作は、ＴＶカメラ１０７への垂直同期信号ＢとＴＶカメ
ラ１０７での水平同期信号にもとづいて制御されるもの
となっている。また、点灯制御回路１２０内でのアドレ
ス設定回路には、点灯制御回路１２０固有のアドレスデ
ータが設定されるが、点灯制御回路１２１固有のアドレ
スデータを設定するようにしてもよい。これは、ストロ
ボ光源１１２の発光時点から所定時間ΔＴ経過後にはス
トロボ光源１１１が連動的に発光される必要があること
から、ＣＰＵ１１５での制御処理負担上からすれば、む
しろ同一アドレスデータを設定するのが望ましいからで
ある。なお、ガルバノミラー１１３，１１４各々でのス
リット光反射角度が画像検出の度に順次更新せしめられ
る場合は、例えばその都度ＣＰＵ１１５からは点灯制御
回路１２０，１２１が起動されればよいものである。
【００１３】図４はＴＶカメラ１０６，１０７各々にお
ける垂直同期信号Ａ，Ｂに対する本発明に係る露光時間
帯Ａ，Ｂおよび発光タイミングＡ，Ｂの関係を示したも
のである。図示のように、露光時間帯ＡではＴＶカメラ
１０６のみが露光状態におかれた上、その時間帯内でス
トロボ光源１１２が発光状態におかれることから、ＴＶ
カメラ１０６ではスリット光プロジェクタ１１０からの
スリット光が照射されている状態での電子部品１０２の
画像が検出されるものとなっている。また、所定時間Δ
Ｔ経過後の露光時間帯ＢではＴＶカメラ１０７のみが露
光状態におかれた上、その時間帯内でストロボ光源１１
１が発光状態におかれることから、ＴＶカメラ１０７で
はスリット光プロジェクタ１０９からのスリット光が照
射されている状態での電子部品１０２の画像が検出され
るものとなっている。
ける垂直同期信号Ａ，Ｂに対する本発明に係る露光時間
帯Ａ，Ｂおよび発光タイミングＡ，Ｂの関係を示したも
のである。図示のように、露光時間帯ＡではＴＶカメラ
１０６のみが露光状態におかれた上、その時間帯内でス
トロボ光源１１２が発光状態におかれることから、ＴＶ
カメラ１０６ではスリット光プロジェクタ１１０からの
スリット光が照射されている状態での電子部品１０２の
画像が検出されるものとなっている。また、所定時間Δ
Ｔ経過後の露光時間帯ＢではＴＶカメラ１０７のみが露
光状態におかれた上、その時間帯内でストロボ光源１１
１が発光状態におかれることから、ＴＶカメラ１０７で
はスリット光プロジェクタ１０９からのスリット光が照
射されている状態での電子部品１０２の画像が検出され
るものとなっている。
【００１４】以上のように、図１に示す立体形状・位置
・姿勢検出装置では、１フレーム画像周期Ｔ内で２種類
の画像が検出されているものであるが、ＴＶカメラやス
リット光プロジェクタを３台以上配置する場合には、３
種類以上の画像が検出されるものとなっている。図５は
４種類の画像が検出可とされた、本発明による立体形状
・位置・姿勢検出装置の他の例での構成を示したもので
ある。本例でのものは、図６に示すように、電子部品１
０２上に４種類のスリット光Ｓ1〜Ｓ4各々を順次照射し
た状態での画像を検出しようというものである。したが
って、本例では４台のＴＶカメラ５０１〜５０４が配置
された上、ＴＶカメラ５０１〜５０４対応にスリット光
プロジェクタ５０８〜５１１、ガルバノミラー５１２〜
５１５が配置されるようになっている。ＴＶカメラ５０
１〜５０４各々ではハーフミラー５０６，５０５，５０
７を介し電子部品１０２の画像を同時に検出可とされて
いるが、先の例の場合と同様、ＴＶカメラ５０１〜５０
４各々での露光時間帯やスリット光プロジェクタ５０８
〜５１１各々からのスリット光照射タイミングは時間的
にずらされることによって、１フレーム画像周期Ｔ内で
４種類の画像が検出されているものである。
・姿勢検出装置では、１フレーム画像周期Ｔ内で２種類
の画像が検出されているものであるが、ＴＶカメラやス
リット光プロジェクタを３台以上配置する場合には、３
種類以上の画像が検出されるものとなっている。図５は
４種類の画像が検出可とされた、本発明による立体形状
・位置・姿勢検出装置の他の例での構成を示したもので
ある。本例でのものは、図６に示すように、電子部品１
０２上に４種類のスリット光Ｓ1〜Ｓ4各々を順次照射し
た状態での画像を検出しようというものである。したが
って、本例では４台のＴＶカメラ５０１〜５０４が配置
された上、ＴＶカメラ５０１〜５０４対応にスリット光
プロジェクタ５０８〜５１１、ガルバノミラー５１２〜
５１５が配置されるようになっている。ＴＶカメラ５０
１〜５０４各々ではハーフミラー５０６，５０５，５０
７を介し電子部品１０２の画像を同時に検出可とされて
いるが、先の例の場合と同様、ＴＶカメラ５０１〜５０
４各々での露光時間帯やスリット光プロジェクタ５０８
〜５１１各々からのスリット光照射タイミングは時間的
にずらされることによって、１フレーム画像周期Ｔ内で
４種類の画像が検出されているものである。
【００１５】図７はｉ（ｉ：３以上の整数）台のＴＶカ
メラおよびスリット光プロジェクタが配置されることに
よって、ｉ種類の画像が検出される場合でのＴＶカメラ
各々での垂直同期信号と露光時間帯の関係を示したもの
である。この場合にも、ΔＴ＞ｔ、ΔＴ＋（ｉ−１）ｔ
＜Ｔという関係が満足される限りにおいては、１フレー
ム画像周期Ｔ内でｉ種類の画像を検出可能となるもので
ある。ところで、ｉの上限値はｔの値に依存することは
勿論のこと、ストロボ光源のオン、オフの切替に要され
る時間によっても制約を受けることは明らかである。こ
こで、仮に、ストロボ光源の発光時間を３μｓ程度と
し、露光時間帯の大きさｔがそれよりも大きい０.１ｍ
ｓ程度であったとすれば、ｉの上限値は専ら露光時間帯
の大きさｔによって決定されることになるが、ＴＶカメ
ラでの１フレーム画像周期Ｔを１６.６ｍｓ（＝１／６
０ｓ）とすれば、ｉの上限値は１６０程度として求めら
れるものとなっている。
メラおよびスリット光プロジェクタが配置されることに
よって、ｉ種類の画像が検出される場合でのＴＶカメラ
各々での垂直同期信号と露光時間帯の関係を示したもの
である。この場合にも、ΔＴ＞ｔ、ΔＴ＋（ｉ−１）ｔ
＜Ｔという関係が満足される限りにおいては、１フレー
ム画像周期Ｔ内でｉ種類の画像を検出可能となるもので
ある。ところで、ｉの上限値はｔの値に依存することは
勿論のこと、ストロボ光源のオン、オフの切替に要され
る時間によっても制約を受けることは明らかである。こ
こで、仮に、ストロボ光源の発光時間を３μｓ程度と
し、露光時間帯の大きさｔがそれよりも大きい０.１ｍ
ｓ程度であったとすれば、ｉの上限値は専ら露光時間帯
の大きさｔによって決定されることになるが、ＴＶカメ
ラでの１フレーム画像周期Ｔを１６.６ｍｓ（＝１／６
０ｓ）とすれば、ｉの上限値は１６０程度として求めら
れるものとなっている。
【００１６】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項１，２に
よる場合は、検出対象についての立体形状、位置および
姿勢状態が速やかに検出され得る立体形状・位置・姿勢
検出方法とその装置が得られるものとなっている。
よる場合は、検出対象についての立体形状、位置および
姿勢状態が速やかに検出され得る立体形状・位置・姿勢
検出方法とその装置が得られるものとなっている。
【図１】図１は、本発明による立体形状・位置・姿勢検
出装置の一例での構成を示す図
出装置の一例での構成を示す図
【図２】図２（Ａ）は、２次元画像検出器における垂直
同期信号に対する一般的な露光時間帯と本発明に係る露
光時間帯との関係を、図２（Ｂ）は、２つの２次元画像
検出器各々における垂直同期信号に対する本発明に係る
露光時間帯との関係をそれぞれ示す図
同期信号に対する一般的な露光時間帯と本発明に係る露
光時間帯との関係を、図２（Ｂ）は、２つの２次元画像
検出器各々における垂直同期信号に対する本発明に係る
露光時間帯との関係をそれぞれ示す図
【図３】図３は、ストロボ光源（スリット光発生用光
源）に対する一例での点灯制御回路構成を示す図
源）に対する一例での点灯制御回路構成を示す図
【図４】図４は、２つの２次元画像検出器各々における
垂直同期信号に対する本発明に係る露光時間帯および発
光タイミングの関係を示す図
垂直同期信号に対する本発明に係る露光時間帯および発
光タイミングの関係を示す図
【図５】図５は、本発明による立体形状・位置・姿勢検
出装置の他の例での構成を示す図
出装置の他の例での構成を示す図
【図６】図６は、その立体形状・位置・姿勢検出装置に
おける立体形状・位置・姿勢検出対象に対するスリット
光照射状態を示す図
おける立体形状・位置・姿勢検出対象に対するスリット
光照射状態を示す図
【図７】図７は、３以上の２次元画像検出器各々におけ
る垂直同期信号に対する本発明に係る露光時間帯との関
係をそれぞれ示す図
る垂直同期信号に対する本発明に係る露光時間帯との関
係をそれぞれ示す図
１０１…プリント基板、１０２…電子部品、１０３，１
０４…ガイドレール、１０５…ＸＹテーブル、１０６，
１０７、５０１〜５０４…ＴＶカメラ、１０８、５０５
〜５０７…ハーフミラー、１０９，１１０、５０８〜５
１１…スリット光プロジェクタ、１１１，１１２…スト
ロボ光源、１１３，１１４、５１２〜５１５…ガルバノ
ミラー、１１５…ＣＰＵ、１１６…メモリ、１１７…Ｘ
Ｙテーブル制御回路、１１８…ガルバノミラー制御回
路、１１９…同期信号制御回路、１２０，１２１…点灯
制御回路、１２２…画像入出力回路、１２３…光切断線
抽出処理回路、１２４…システムバス、１２５…画像処
理システム
０４…ガイドレール、１０５…ＸＹテーブル、１０６，
１０７、５０１〜５０４…ＴＶカメラ、１０８、５０５
〜５０７…ハーフミラー、１０９，１１０、５０８〜５
１１…スリット光プロジェクタ、１１１，１１２…スト
ロボ光源、１１３，１１４、５１２〜５１５…ガルバノ
ミラー、１１５…ＣＰＵ、１１６…メモリ、１１７…Ｘ
Ｙテーブル制御回路、１１８…ガルバノミラー制御回
路、１１９…同期信号制御回路、１２０，１２１…点灯
制御回路、１２２…画像入出力回路、１２３…光切断線
抽出処理回路、１２４…システムバス、１２５…画像処
理システム
Claims (2)
- 【請求項１】 検出対象の面上に、１フレーム画像周期
Ｔ以内に２以上の相異なる斜め上方向から順次スリット
光を照射する一方、該検出対象の面上にスリット光が照
射される度に、該面上に照射された光切断線を含む画像
を上記斜め上方向とは異なる方向から検出した上、処理
することによって、該検出対象の立体形状、位置および
姿勢状態が検出されるようにした立体形状・位置・姿勢
検出方法であって、斜め上方向対応に設けられ、かつ所
定時間ΔＴづつ時間遅延された垂直同期信号のうち、何
れかが固有に割当てされている２次元画像検出器各々に
おいては、フレーム画像終期で一定時間ｔ（ｔ＜ΔＴ）
のみ露光状態におかれる一方、該露光状態に同期して、
対応する斜め上方向からはスリット光が検出対象の面上
に照射されるようにした立体形状・位置・姿勢検出方
法。 - 【請求項２】 検出対象の面上に、１フレーム画像周期
Ｔ以内に２以上の相異なる斜め上方向から順次スリット
光を照射する一方、該検出対象の面上にスリット光が照
射される度に、該面上に照射された光切断線を含む画像
を上記斜め上方向とは異なる方向から検出した上、処理
することによって、該検出対象の立体形状、位置および
姿勢状態が検出されるようにした立体形状・位置・姿勢
検出装置であって、相異なる斜め上方向各々に配置され
たスリット光プロジェクタと、該スリット光プロジェク
タ対応に設けられ、かつフレーム画像終期で一定時間ｔ
のみ露光状態におかれる２次元画像検出器と、該２次元
画像検出器各々に、所定時間ΔＴ（ｔ＜ΔＴ）づつ時間
遅延された垂直同期信号のうち、何れかを固有に割当て
する同期信号発生手段と、上記２次元画像検出器各々で
の露光状態に同期して、該２次元画像検出器対応のスリ
ット光プロジェクタからはスリット光が検出対象の面上
に照射されるべく制御するスリット光発生照射制御手段
と、上記２次元画像検出器各々で順次検出される、光切
断線を含むフレーム画像より該光切断線を抽出、処理す
ることによって、上記検出対象についての立体形状、位
置および姿勢状態を検出する画像処理手段と、を含む構
成の立体形状・位置・姿勢検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5840792A JPH05264223A (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 立体形状・位置・姿勢検出方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5840792A JPH05264223A (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 立体形状・位置・姿勢検出方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05264223A true JPH05264223A (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=13083514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5840792A Pending JPH05264223A (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 立体形状・位置・姿勢検出方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05264223A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018066086A1 (ja) * | 2016-10-05 | 2018-04-12 | 計測検査株式会社 | 覆工コンクリートの検査システム、および覆工コンクリートの検査方法 |
-
1992
- 1992-03-16 JP JP5840792A patent/JPH05264223A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018066086A1 (ja) * | 2016-10-05 | 2018-04-12 | 計測検査株式会社 | 覆工コンクリートの検査システム、および覆工コンクリートの検査方法 |
| JPWO2018066086A1 (ja) * | 2016-10-05 | 2019-06-24 | 計測検査株式会社 | 覆工コンクリートの検査システム、および覆工コンクリートの検査方法 |
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