JPH05272922A - Visual sensor apparatus - Google Patents

Visual sensor apparatus

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Publication number
JPH05272922A
JPH05272922A JP5031146A JP3114693A JPH05272922A JP H05272922 A JPH05272922 A JP H05272922A JP 5031146 A JP5031146 A JP 5031146A JP 3114693 A JP3114693 A JP 3114693A JP H05272922 A JPH05272922 A JP H05272922A
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JP
Japan
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marker
input device
visual input
visual
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP5031146A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruhiko Shimoji
治彦 下地
Koji Naemura
康次 苗村
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of JPH05272922A publication Critical patent/JPH05272922A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to perform highly accurate measurement without enlarging the arranging area of markers even when a distance is changed by computing the position and the attitude with the images of the markers (markers neighboing other markers) facing each visual-sense input device in a region, where the distance to an object is small (large). CONSTITUTION:When a distance to an object 1 is small, a visual-sense input device 4A (4B) picks up the images of markers 2A and 2B (2D and 2E) on the object 1. A computer 5A (5B) computes the position and the attitude of the object based on the data of the markers 2A and 2B (2D and 2E) on the image of the picked-up image. On the contary, when the distance to the object 1 is large, the devices 4A (4B) picks up the images 2A-2E. The computer 5A (5B) computes the position and the attitude of the object 1 based on the data of the markers 2A-2E on the picked-up images. Namely, when the distance to the object 1 is large, the markers for devices 4A and 4B in the close proximity are shared, and the measurement can be performed without deteriorating the accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、自動的に対象物を操
作したり対象物体に近接する際に、この対象物の3次元
の位置、姿勢を検出するのに用いる視覚センサ装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a visual sensor device used to detect a three-dimensional position and orientation of an object when the object is automatically operated or approached. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】図19は例えば第2回SAIRAS実行
委員会発行,第2回宇宙用人工知能/ロボット/オート
メーション シンポジウム(昭和63年11月17,1
8日)講演集,P51〜P54に示された従来の視覚セ
ンサ装置を示す構成図であり、図において、1は対象
物、2Aは対象物1上あるいはその近辺に置かれるマー
カ、3は対象物1から離れて置かれるマーカ2Bを支持
する支持器、4はマーカ2A,2Bを撮像するCCDカ
メラ等の視覚入力装置、5は視覚入力装置4が出力する
画像に基づいて対象物1の位置や姿勢を算出する計算機
(算出装置)、6は視覚入力装置4の視野を示してい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 19 is, for example, issued by the 2nd SAIRAS Executive Committee, 2nd Space Artificial Intelligence / Robot / Automation Symposium (November 17, 1988, 1
(8th) Lecture collection, P51 to P54 is a block diagram showing a conventional visual sensor device, in which 1 is an object, 2A is a marker placed on or near the object 1, and 3 is an object. A supporter that supports a marker 2B placed apart from the object 1, 4 is a visual input device such as a CCD camera that images the markers 2A and 2B, and 5 is the position of the object 1 based on the image output by the visual input device 4. A calculator (calculation device) for calculating the posture and the posture 6 indicates the visual field of the visual input device 4.

【0003】次に動作について説明する。まず、視覚入
力装置4はマーカ2A,2Bを撮像する。3次元的に配
されたマーカ2A,2Bは、視覚入力装置4によって画
像に投影変換され、視覚入力装置4により得られた画像
は計算機5に入力される。計算機5では各マーカ2A,
2Bの相対的位置関係(距離、角度など)を用いて、撮
像面上のマーカの位置から対象物1の位置や姿勢を求め
る。
Next, the operation will be described. First, the visual input device 4 images the markers 2A and 2B. The three-dimensionally arranged markers 2A and 2B are projected and converted into an image by the visual input device 4, and the image obtained by the visual input device 4 is input to the computer 5. In the computer 5, each marker 2A,
Using the relative positional relationship of 2B (distance, angle, etc.), the position or orientation of the target object 1 is obtained from the position of the marker on the imaging surface.

【0004】図20は例えば日本機械学会,ロボティク
ス・メカトロニクス講演会’90(1990年6月8
日,9日),講演論文集,P287〜P290に示され
た従来の対象物の検出処理方法を示す説明図であり、図
において、10はCCDカメラなどの視覚入力装置によ
り得た入力画像、8は対象物像、7は対象物像8を捜索
するために設定した捜索領域を示す。
FIG. 20 shows, for example, the Robotics and Mechatronics Lecture Meeting of Japan Society of Mechanical Engineers '90 (June 8, 1990).
(9th, 9th), Proceedings, P287 to P290, which are explanatory views showing a conventional method of detecting an object, in which 10 is an input image obtained by a visual input device such as a CCD camera, Reference numeral 8 indicates an object image, and 7 indicates a search area set for searching the object image 8.

【0005】次に動作について説明する。まず、画像中
に対象物1を捜索する捜索領域7を設定する。これは画
面全体を捜索領域とすると処理時間がかかるため、捜索
領域を限定することでデータ数を減らして高速化を図る
ための措置である。計測開始時には、捜索領域7の位置
はオペレータが指示する。
Next, the operation will be described. First, a search area 7 for searching the object 1 is set in the image. This is a measure to reduce the number of data and speed up the processing by limiting the search area because it takes a lot of time to process the entire screen. At the start of measurement, the operator indicates the position of the search area 7.

【0006】2回目以降の計測からは、以前の計測結果
から対象物像8の出現位置を予測し、その周辺に捜索領
域を設定する。画面の中の対象物像8の位置がわかれ
ば、対象物1はある既知の平面上にあるという条件を用
いて、対象物1の位置を算出する。
From the second and subsequent measurements, the appearance position of the object image 8 is predicted from the previous measurement results, and the search area is set around it. If the position of the object image 8 on the screen is known, the position of the object 1 is calculated under the condition that the object 1 is on a certain known plane.

【0007】図21は例えば第2回SAIRAS実行委
員会発行,第2回宇宙用人工知能/ロボット/オートメ
ーション シンポジウム(昭和63年11月17日,1
8日)講演集,P51〜P54に示された従来の視覚セ
ンサ装置を示す構成図であり、図において、1は対象
物、2A,2Bは対象物1上あるいは対象物1の近辺に
置かれるマーカである。
FIG. 21 is, for example, issued by the 2nd SAIRAS executive committee, 2nd Space artificial intelligence / robot / automation symposium (November 17, 1988, 1
FIG. 8 is a configuration diagram showing a conventional visual sensor device shown in Lectures, P51 to P54, in which 1 is an object, 2A and 2B are placed on the object 1 or in the vicinity of the object 1. It is a marker.

【0008】3は対象物1から離れて置かれるマーカ2
Bを支持する支持器、4はマーカ2A,2Bを撮像する
CCDカメラ等の視覚入力装置、5は視覚入力装置4が
出力する画像に基づいて、対象物1の位置や姿勢を算出
する計算機(算出装置)、6は視覚入力装置4の視野を
示している。
Reference numeral 3 is a marker 2 placed apart from the object 1.
A supporter that supports B, 4 is a visual input device such as a CCD camera that images the markers 2A and 2B, and 5 is a computer that calculates the position and orientation of the object 1 based on the image output by the visual input device 4 ( Reference numeral 6 denotes a visual field of the visual input device 4.

【0009】次に動作について説明する。視覚入力装置
4はマーカ2A,2Bを撮像する。3次元的に配された
各マーカ2A,2Bは、視覚入力装置4により画像に投
影変換される。視覚入力装置4はそのデータ画像を計算
機5に出力する。計算機5は各マーカ2A,2Bの相対
的位置関係(距離,角度など)を用いて、画像中のマー
カ像の位置から姿勢を求める。
Next, the operation will be described. The visual input device 4 images the markers 2A and 2B. Each of the markers 2A and 2B arranged three-dimensionally is projected and converted into an image by the visual input device 4. The visual input device 4 outputs the data image to the computer 5. The computer 5 obtains the posture from the position of the marker image in the image using the relative positional relationship (distance, angle, etc.) between the markers 2A and 2B.

【0010】また、従来、視覚入力装置から光を照射
し、マーカとして用いたコーナーキューブリフレクタで
反射した光を視覚入力装置で検出し、得られた画像から
対象物の位置と姿勢を検出する装置が考えられてきた。
Also, conventionally, a device for irradiating light from a visual input device, detecting the light reflected by a corner cube reflector used as a marker with the visual input device, and detecting the position and orientation of an object from the obtained image. Has been considered.

【0011】図22は、例えば第31回宇宙科学技術連
合講演会講演集P530〜531に示された視覚センサ
装置の構成図であり、図において、1は対象物、30は
対象物1に取り付けられたマーカとしてのコーナーキュ
ーブリフレクタ、25はコーナーキューブリフレクタ3
0を照らすイルミネータ、4は視覚入力装置、20はイ
ルミネータ25から出た光を透過しコーナーキューブリ
フレクタ30で反射して返ってきた光の方向を変えて視
覚入力装置4に向かわせるハーフミラー、5は視覚入力
装置4が出力した画像から対象物1の位置と姿勢を算出
する計算機である。
FIG. 22 is a block diagram of the visual sensor device shown in, for example, the 31st Space Science and Technology Union Lecture Lecture P530-531, where 1 is an object and 30 is an object 1. Corner cube reflector as a fixed marker, 25 is a corner cube reflector 3
An illuminator that illuminates 0, 4 is a visual input device, 20 is a half mirror that transmits the light emitted from the illuminator 25, changes the direction of the light that is reflected by the corner cube reflector 30 and is directed toward the visual input device 4, 5 Is a calculator that calculates the position and orientation of the object 1 from the image output by the visual input device 4.

【0012】次に動作について説明する。まず、イルミ
ネータ25から出た光はハーフミラー20を透過して、
対象物1上に取り付けられたコーナーキューブリフレク
タ30で反射する。コーナーキューブリフレクタ30の
特性から、反射光は入射光と平行な方向に反射し、ハー
フミラー20に至る。この光はハーフミラー20上で反
射し視覚入力装置4に到達する。コーナーキューブリフ
レクタ30は入射光に垂直な平面鏡を置くことと等価で
あるから、視覚入力装置4は4個のコーナーキューブリ
フレクタ30の位置にイルミネータ25の像を作る。計
算機5はこの画像を処理して対象物1の位置と姿勢を算
出する。
Next, the operation will be described. First, the light emitted from the illuminator 25 passes through the half mirror 20,
It is reflected by the corner cube reflector 30 mounted on the object 1. Due to the characteristics of the corner cube reflector 30, the reflected light is reflected in the direction parallel to the incident light and reaches the half mirror 20. This light is reflected on the half mirror 20 and reaches the visual input device 4. Since the corner cube reflector 30 is equivalent to placing a plane mirror perpendicular to the incident light, the visual input device 4 produces an image of the illuminator 25 at the four corner cube reflectors 30. The computer 5 processes this image to calculate the position and orientation of the object 1.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】従来の視覚センサ装置
は以上のように構成されているので、図19に示すもの
では、信頼性を高めるために2台以上の装置を冗長構成
するすることが考慮されていなかった。したがって、冗
長構成とするためには同じ装置を2台搭載しなければな
らず、マーカや視覚入力装置の占める面積や重量が大き
くなるために、他の機器の搭載の妨げになるという問題
点があった。また、従来の構成のままでマーカだけを2
台以上の装置で共用して冗長構成にしょうとすると、マ
ーカに対して視覚入力装置を傾けて取り付けることにな
り、十分な視野が確保できないという問題点があった。
Since the conventional visual sensor device is constructed as described above, in the device shown in FIG. 19, two or more devices may be redundantly constructed in order to enhance reliability. Was not considered. Therefore, in order to have a redundant configuration, it is necessary to mount two identical devices, which increases the area and weight occupied by the markers and the visual input device, which hinders the mounting of other devices. there were. In addition, only 2 markers are used with the conventional configuration.
If more than one device is shared and a redundant configuration is attempted, the visual input device is mounted at an angle with respect to the marker, and there is a problem that a sufficient visual field cannot be secured.

【0014】図20の従来例では、捜索領域の設定方法
について特に考慮されておらず、同時に複数のマーカを
捜索する場合に適用すると、対象物の急激な運動の変化
にも対応するためには大きな捜索領域を設定しなければ
ならないが、1つの捜索領域の中に複数のマーカの像が
入ってその識別の処理が付加されたり、ほとんど動きが
ない場合にも、大きな領域を処理しなければならない等
の問題点があった。
In the conventional example of FIG. 20, no particular consideration is given to the method of setting the search area, and when applied to the case of searching for a plurality of markers at the same time, in order to cope with a sudden change in the motion of the object, A large search area must be set. However, if a large number of markers are included in one search area and the process of identifying them is added, or if there is almost no movement, a large area must be processed. There was a problem such as not becoming.

【0015】図21の従来例では、対象物1のおおよそ
の位置と姿勢が制限されている場合には、3個のマーカ
が検出されれば、対象物1の位置と姿勢が検出できると
ころを、5個のマーカ2A,2Bを用いて冗長となって
おり、このため、マーカ配置面積が大きくなり、他の機
器を配置する面積が制限されるなどの問題点があった。
In the conventional example shown in FIG. 21, when the approximate position and orientation of the object 1 are limited, the position and orientation of the object 1 can be detected if three markers are detected. Since it is redundant by using the five markers 2A and 2B, there is a problem that the marker arrangement area becomes large and the area for arranging other devices is limited.

【0016】また、とびだしたマーカ2Bは後方の4個
のマーカの中央にあり、対象物1の位置や姿勢が変化し
た場合、とびだしたマーカ2Bによって、後方のマーカ
2Aが隠される可能性が高いなどの問題点があった。
The protruding marker 2B is located at the center of the four rear markers, and when the position or orientation of the object 1 changes, the protruding marker 2B is likely to hide the rear marker 2A. There was a problem such as.

【0017】また、図22の従来例では、特に相対距離
が大きく変化する場合への対応が考慮されておらず、相
対距離が小さい領域で用いるように設計した装置を相対
距離が大きい領域まで適用しようとすると、イルミネー
タ25から照射された光が作る像が小さくなるとともに
光量が減少するため、ノイズとの識別が困難になって計
測できないという問題点があった。逆に、相対距離が大
きい領域で用いるように設計した装置を相対距離が小さ
い領域まで適用しようとすると、イルミネータから照射
された光が作る像が大きくなって、1つの像として検出
することが困難であったり、処理時間が長くなるという
問題点があった。
Further, in the conventional example of FIG. 22, the case where the relative distance changes greatly is not taken into consideration, and the device designed to be used in the area where the relative distance is small is applied to the area where the relative distance is large. If this is attempted, the image formed by the light emitted from the illuminator 25 will become smaller and the amount of light will decrease, making it difficult to distinguish it from noise, and there is the problem that measurement cannot be performed. Conversely, if an apparatus designed to be used in a region where the relative distance is large is applied to a region where the relative distance is small, the image formed by the light emitted from the illuminator becomes large and it is difficult to detect it as one image. However, there is a problem that the processing time becomes long.

【0018】また、特に外乱光に対する処置も施されて
おらず、ある方向からコーナーキューブリフレクタ30
に入射した外乱光は、通常はコーナーキューブリフレク
タ30の内部で3回反射して入射光と平行に反射すると
ころを、コーナーキューブリフレクタ30の内部で4回
以上反射して、入射方向からそれた方向に反射する光が
生じる。この光が視覚入力装置に入力されると、イルミ
ネータ25から照射した光の作る像の形状が崩れるため
に誤差が生じたり、この光が太陽光のように強い光であ
る場合には、スミアやブルーミングと呼ばれる現象が生
じてまったく計測ができなくなるという問題点があっ
た。この問題を避けるためには、コーナーキューブリフ
レクタの周囲にフードをつけて太陽光等がコーナーキュ
ーブリフレクタに当たらないようにする方法が考えられ
るが、イルミネータから照射される本来の信号光は遮ら
ないで外乱光のみ遮るフードは実現困難である上、フー
ドを付けると、対象物1上に複数個配置した隣のマーカ
がその陰に隠れる等の弊害がある。
No particular treatment for ambient light is applied, and the corner cube reflector 30 is viewed from a certain direction.
The disturbance light that is incident on is normally reflected three times inside the corner cube reflector 30 and reflected in parallel with the incident light, but is reflected four times or more inside the corner cube reflector 30 and deviated from the incident direction. Light that is reflected in the direction is generated. When this light is input to the visual input device, an error occurs because the shape of the image formed by the light emitted from the illuminator 25 collapses, or when this light is strong light such as sunlight, smear or There is a problem that a phenomenon called blooming occurs and measurement cannot be performed at all. In order to avoid this problem, it is possible to put a hood around the corner cube reflector to prevent sunlight from hitting the corner cube reflector, but do not block the original signal light emitted from the illuminator. It is difficult to realize a hood that blocks only ambient light, and when the hood is attached, there is an adverse effect that a plurality of adjacent markers arranged on the object 1 are hidden behind the marker.

【0019】また、安定的に計測するためには、イルミ
ネータから照射されてコーナーキューブリフレクタで反
射された光の作る像の輝度が、その周辺よりも大きいこ
とが必要であり、このためにコーナーキューブリフレク
タの周辺部を黒く塗装するなどの方法がとられるが、一
般にイルミネータから照射される光は太陽光に比べて非
常に弱く、太陽光が外乱として照射している状況下で
は、コーナーキューブリフレクタ部分とその周辺との間
に十分なコントラストを得ることができず、画像処理動
作が不安定になったり、使用条件を、強い外乱光がない
場合だけに限定するなどの処置をとらなければならない
という問題点があった。
Further, in order to perform stable measurement, it is necessary that the brightness of the image formed by the light emitted from the illuminator and reflected by the corner cube reflector is higher than that of the surrounding area. The surrounding area of the reflector may be painted black, but in general, the light emitted from the illuminator is much weaker than the sunlight, and in the situation where the sunlight irradiates as a disturbance, the corner cube reflector part It is said that it is necessary to take measures such as not being able to obtain a sufficient contrast between the surrounding area and its surroundings, making the image processing operation unstable and limiting the usage conditions only when there is no strong ambient light. There was a problem.

【0020】請求項1の発明は上記のような問題点を解
消するためになされたもので、複数の視覚入力装置を搭
載する場合でも、できるだけ狭い面積に搭載することが
できる視覚センサ装置を得ることを目的とする。
The invention of claim 1 has been made to solve the above problems, and provides a visual sensor device which can be mounted in as small an area as possible even when a plurality of visual input devices are mounted. The purpose is to

【0021】請求項2の発明は対象物の運動が急激に変
化した場合でも、処理の複雑さを増すことなく、安定し
て対象物の位置や姿勢を計測できる視覚センサ装置を得
ることを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a visual sensor device capable of stably measuring the position and orientation of an object without increasing the complexity of processing even when the motion of the object changes abruptly. And

【0022】請求項3の発明はマーカ個数が最小となる
構成で、できるだけ高い測定精度を得るとともに、とび
だしたマーカによって後方のマーカが隠されるのを防止
できる視覚センサ装置を得ることを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a visual sensor device which has a structure in which the number of markers is minimized, and which can obtain as high measurement accuracy as possible and prevent hidden markers from hiding rearward markers. ..

【0023】請求項4の発明は、相対距離が小さい領域
から大きな領域まで幅広い領域で対象物の位置と姿勢が
計測可能な視覚センサ装置を得ることを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a visual sensor device capable of measuring the position and orientation of an object in a wide range from a small relative distance area to a large relative distance area.

【0024】請求項5と請求項6と請求項7の発明は、
一般に太陽光等の強力な外乱光がコーナーキューブリフ
レクタに照射している場合、視覚入力装置の方へ反射す
る外乱光が発生することがあるが、その時でも反射する
外乱光を減衰させてその強度を小さくすることで、安定
してイルミネータから照射した光が作る像を抽出できる
視覚センサ装置を得ることを目的とする。
The inventions of claims 5, 6, and 7 are as follows:
Generally, when strong ambient light such as sunlight is shining on the corner cube reflector, ambient light may be reflected toward the visual input device, but even at that time, the ambient light reflected is attenuated to reduce its intensity. It is an object of the present invention to obtain a visual sensor device capable of stably extracting the image formed by the light emitted from the illuminator by reducing the value.

【0025】請求項8と請求項9の発明は、対象物に太
陽光などの強力な外乱光が照射している場合でも、対象
物に取り付けるコーナーキューブリフレクタ等のマーカ
とその周辺とのコントラストを十分大きくし、安定して
マーカ像を抽出できる視覚センサ装置を得ることを目的
とする。
According to the inventions of claims 8 and 9, even when the object is exposed to strong ambient light such as sunlight, the contrast between the marker such as a corner cube reflector attached to the object and its surroundings is improved. It is an object of the present invention to obtain a visual sensor device that is sufficiently large and can stably extract a marker image.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る視
覚センサ装置は、対象物上に近接して配置された複数組
のマーカと、該マーカに対向する位置に配置されて、各
組のマーカを撮像する複数の視覚入力装置とを備えて、
計算機に、上記対象物までの距離が小さい領域では、各
視覚入力装置に対向するマーカのマーカ像のみから上記
位置や姿勢を算出させ、上記対象物までの距離が大きい
領域では、各視覚入力装置に対向するマーカおよびこれ
に隣接する他のマーカの各マーカ像に基づき、上記対象
物の位置や姿勢を算出させるようにしたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a visual sensor device comprising a plurality of sets of markers which are arranged close to each other on an object and a set which is arranged at a position facing the markers. And a plurality of visual input devices for imaging the markers of
In the area where the distance to the object is small, the computer is caused to calculate the position and orientation only from the marker image of the marker facing each visual input device, and in the area where the distance to the object is large, each visual input device The position and orientation of the target object are calculated based on the marker images of the marker facing each other and other markers adjacent thereto.

【0027】請求項2の発明に係る視覚センサ装置は、
対象物上に近接して配置された複数のマーカと、該マー
カに対向する位置に配置されて、これらのマーカを撮像
する視覚入力装置とを備えて、計算機に、最初のマーカ
の捜索過程では出現位置が予測されたマーカ像の周辺に
大きな捜索領域を設定して捜索を行わせ、一方、2個目
のマーカ像からは、上記予測されたマーカ像の出現位置
と最初の捜索で得られたマーカ像の出現位置との情報か
ら、小さい捜索領域の設定で捜索を行わせて、対象物の
位置や姿勢を算出させるようにしたものである。
The visual sensor device according to the invention of claim 2 is
The computer is provided with a plurality of markers arranged close to each other on the object and a visual input device arranged at a position facing the markers and imaging these markers, and A large search area is set around the marker image whose appearance position is predicted to perform the search, while the second marker image is obtained by the appearance position of the predicted marker image and the first search. Based on the information about the appearance position of the marker image, a search is performed with a small search area set, and the position and orientation of the target object are calculated.

【0028】請求項3の発明に係る視覚センサ装置は、
対象物上に配置された2個のマーカと、これらの各マー
カを結ぶ直線から外れた位置において、上記各マーカの
配置面とは異なる面に配置された1個のマーカと、上記
各マーカに対向する位置に配置されて、これらの各マー
カを撮像する視覚入力装置とを備えて、該視覚入力装置
が出力するマーカ像に基づいて、計算機に上記対象物の
位置や姿勢の算出を行わせるようにしたものである。
The visual sensor device according to the invention of claim 3 is
Two markers arranged on the object and one marker arranged on a surface different from the arrangement surface of each of the markers described above at a position deviating from the straight line connecting the respective markers A visual input device that is placed at a position facing each other and that captures each of these markers is provided, and the computer is made to calculate the position and orientation of the target object based on the marker image output by the visual input device. It was done like this.

【0029】請求項4の発明に係る視覚センサ装置は、
対象物上に鏡面反射するマーカを配置すると共に、視覚
入力装置の周辺に複数個の光源からなるイルミネータを
配置し、例えば対象物と視覚入力装置の相対距離が小さ
い領域では、視覚入力装置の光軸に近い光源だけを点灯
し、相対距離が大きくなるにつれてしだいに視覚入力装
置の光軸から離れた光源も点灯するようにして、マーカ
に反射したイルミネータの像の大きさを変化させるよう
にしたものである。
The visual sensor device according to the invention of claim 4 is
A marker with specular reflection is placed on the object, and an illuminator composed of a plurality of light sources is placed around the visual input device.For example, in a region where the relative distance between the object and the visual input device is small, the light of the visual input device is Only the light source near the axis is turned on, and as the relative distance increases, the light source farther from the optical axis of the visual input device is also turned on, and the size of the image of the illuminator reflected on the marker is changed. It is a thing.

【0030】請求項5の発明に係る視覚センサ装置は、
対象物上にマーカとしてコーナーキューブリフレクタを
配置し、コーナーキューブリフレクタの入射面の半径ま
たは入射面を多角形に加工してある場合にはその外接円
の半径をr、使用条件下にてコーナーキューブリフレク
タの入射面の法線とイルミネータから照射されてコーナ
ーキューブリフレクタに入射する光とのなす角度の最大
値をθ、コーナーキューブリフレクタの屈折率をn、コ
ーナーキューブリフレクタの入射面に垂直な方向の長さ
をhとした場合、
The visual sensor device according to the invention of claim 5 is
A corner cube reflector is placed as a marker on the object, and the radius of the incident surface of the corner cube reflector or the radius of the circumscribing circle when the incident surface is processed into a polygon is r. The maximum angle of the normal between the incident surface of the reflector and the light emitted from the illuminator and incident on the corner cube reflector is θ, the refractive index of the corner cube reflector is n, and the direction perpendicular to the incident surface of the corner cube reflector. If the length is h,

【数1】を満たすようにしたものである。It satisfies the following equation.

【0031】請求項6の発明に係る視覚センサ装置は、
コーナーキューブリフレクタの反射面の外周に近い部分
での光の反射を抑えたものである。
The visual sensor device according to the invention of claim 6 is
It suppresses the reflection of light at the portion near the outer circumference of the reflecting surface of the corner cube reflector.

【0032】請求項7の発明に係る視覚センサ装置は、
コーナーキューブリフレクタの反射面の有効反射領域の
半径をR、コーナーキューブリフレクタの入射面に垂直
な方向の長さをh、この装置の使用条件の中でコーナー
キューブリフレクタの入射面の法線とイルミネータから
照射してコーナーキューブリフレクタに入射する光との
なす角度の最大値をθ、コーナーキューブリフレクタの
屈折率をnとした場合、コーナーキューブリフレクタの
反射面の外周に近い部分での光の反射を抑えて有効反射
領域を狭めることで、
A visual sensor device according to a seventh aspect of the invention is
The radius of the effective reflection area of the reflecting surface of the corner cube reflector is R, the length in the direction perpendicular to the entrance surface of the corner cube reflector is h, and the normal of the entrance surface of the corner cube reflector and the illuminator When the maximum value of the angle formed by the light radiated from and incident on the corner cube reflector is θ and the refractive index of the corner cube reflector is n, the reflection of light at the portion near the outer periphery of the reflection surface of the corner cube reflector is By suppressing and narrowing the effective reflection area,

【数2】を満たすようにしたものである。This satisfies the following equation.

【0033】請求項8の発明に係る視覚センサ装置は、
マーカ周辺の対象物の表面の法線とイルミネータから照
射してマーカに入射する光とのなす角度を大きくしたも
のである。
The visual sensor device according to the invention of claim 8 is
The angle formed by the normal to the surface of the object around the marker and the light emitted from the illuminator and incident on the marker is increased.

【0034】請求項9の発明に係る視覚センサ装置は、
マーカの周辺の対象物の表面を三角波状に加工したもの
である。
The visual sensor device according to the invention of claim 9 is
The surface of the object around the marker is processed into a triangular wave shape.

【0035】[0035]

【作用】請求項1の発明における計算機は、対象物まで
の距離が小さい時には、各視覚入力装置の前方に配置し
たマーカを用いて計測し、対象物までの距離が大きい時
には、各々の視覚入力装置前方のマーカと、これに互い
に近接した視覚入力装置前方の他のマーカとを合わせて
用いて計測することにより、対象物までの距離が変化し
た時にも、マーカの配置面積を大きくすることなく、高
い計測精度を維持しながら、冗長な視覚センサ装置を構
成可能にする。
When the distance to the object is small, the computer measures using a marker arranged in front of each visual input device, and when the distance to the object is large, each visual input is performed. By measuring by using the marker in front of the device and other markers in front of the visual input device that are close to each other, it is possible to increase the placement area of the marker even when the distance to the object changes. , It is possible to configure a redundant visual sensor device while maintaining high measurement accuracy.

【0036】請求項2の発明における計算機は、2個目
からのマーカ捜索では、予測されたマーカの出現位置
と、最初の捜索で得たマーカの出現位置との情報から、
小さい捜索領域を設定して、対象物の位置や姿勢を高速
に算出可能にする。
According to the second aspect of the invention, in the marker search from the second marker, the information of the predicted marker appearance position and the marker appearance position obtained in the first search is used.
A small search area is set so that the position and orientation of an object can be calculated at high speed.

【0037】請求項3の発明における対象物上の3個の
マーカは、視覚入力装置の長方形の視野を有効に利用
し、視覚入力装置から見て`く´の字に配置させること
により、とびだしたマーカと後方の他のマーカで作られ
る空間を広くし、高い測定精度が得られるようにし、ま
た、とびだしたマーカと後方の他のマーカの平面的な間
隔を広くすることで、後方のマーカがとびだしたマーカ
の影になる可能性を低減させると共に、計算機による位
置や姿勢の算出結果を信頼性の高いものとする。
The three markers on the object according to the invention of claim 3 effectively use the rectangular field of view of the visual input device, and are arranged in the shape of “a” as seen from the visual input device, so as to jump out. The space between the left marker and the other marker behind is widened so that high measurement accuracy can be obtained, and the planar distance between the protruding marker and the other marker behind The possibility of the shadow of the protruding marker is reduced and the calculation result of the position and orientation by the computer is made highly reliable.

【0038】請求項4の発明におけるイルミネータは、
相対距離が小さい領域では視覚入力装置の光軸に近い光
源だけを点灯し、イルミネータから照射した光が作る像
の面積を小さく保つことで、この像を抽出する処理を簡
単化して、処理速度を短くする。また、相対距離が大き
くなるとそのままではしだいに像が小さくなるとともに
光量が減少するが、視覚入力装置の光軸から離れた光源
も点灯することによって、イルミネータから照射した光
が作る像の面積を大きく維持するとともに光量を増し、
ノイズとの識別を容易にする。
The illuminator in the invention of claim 4 is
In the area where the relative distance is small, only the light source close to the optical axis of the visual input device is turned on, and the area of the image created by the light emitted from the illuminator is kept small, simplifying the process of extracting this image and increasing the processing speed. shorten. Also, as the relative distance increases, the image becomes smaller and the amount of light decreases as it is, but by turning on the light source away from the optical axis of the visual input device, the area of the image created by the light emitted from the illuminator is increased. To maintain and increase the amount of light,
Make it easy to distinguish from noise.

【0039】請求項5の発明におけるコーナーキューブ
リフレクタは、通常のものよりも入射面に垂直な方向に
長くしたことにより、通常のコーナーキューブリフレク
タでは斜めから入射した外乱光がほとんど減衰すること
なく視覚入力装置の方へ反射することがあったが、この
ような外乱光を反射率を小さくした側面に当てて減衰さ
せるようにしたものである。これによって、コーナーキ
ューブリフレクタに照射した外乱光のうち視覚入力装置
の方へ反射する光は減衰して計測に問題とならない強度
となる。
Since the corner cube reflector according to the invention of claim 5 is made longer than the normal one in the direction perpendicular to the incident surface, the normal corner cube reflector causes the disturbance light incident from an angle to be hardly attenuated. Although it may be reflected toward the input device, such disturbance light is applied to the side surface having a reduced reflectance to be attenuated. As a result, of the disturbance light radiated to the corner cube reflector, the light reflected toward the visual input device is attenuated to have an intensity that does not pose a problem for measurement.

【0040】請求項6と請求項7の発明におけるコーナ
ーキューブリフレクタは、反射面の周辺部での光の反射
を抑えてあるので、通常のコーナーキューブリフレクタ
では斜めから入射した外乱光がほとんど減衰することな
く視覚入力装置の方へ反射することがあったが、このよ
うな外乱光を反射を抑えた面にあてて減衰させるように
したものである。これによって、コーナーキューブリフ
レクタに照射した外乱光のうち視覚入力装置の方へ反射
する光は減衰して計測に問題とならない強度となる。
Since the corner cube reflectors according to the sixth and seventh aspects of the present invention suppress the reflection of light at the peripheral portion of the reflecting surface, the normal corner cube reflector almost completely attenuates the disturbance light incident at an angle. There was a case where the light was reflected toward the visual input device without incident, but such a disturbance light is applied to a surface whose reflection is suppressed to be attenuated. As a result, of the disturbance light radiated to the corner cube reflector, the light reflected toward the visual input device is attenuated to have an intensity that does not pose a problem for measurement.

【0041】請求項8の発明における対象物は、マーカ
周辺の対象物の表面の法線とイルミネータから照射して
マーカに入射する光とのなす角度を大きくしたので、強
力な太陽光などが照射してもマーカ周辺にあった光は視
覚入力装置以外の方向へ反射するため、視覚入力装置か
ら見るとマーカ周辺部は暗く観測されるようにしたもの
で、マーカ像とその周辺部との間に大きなコントラスト
が得られ安定してマーカ像の抽出が行える。
In the object of the eighth aspect of the present invention, since the angle between the normal line of the surface of the object around the marker and the light that is emitted from the illuminator and is incident on the marker is increased, strong sunlight or the like is emitted. However, since the light around the marker is reflected in a direction other than the visual input device, the peripheral portion of the marker is observed to be dark when viewed from the visual input device. A large contrast can be obtained and the marker image can be stably extracted.

【0042】請求項9の発明における対象物は、マーカ
の周辺の表面を三角波状に加工しているので、強力な太
陽光などが照射しても三角波状に加工した面で反射した
光は視覚入力装置以外の方向へ反射したり減衰したりす
るために、視覚入力装置から見るとマーカ周辺部は暗く
観測される。このため、マーカ像とその周辺部との間に
大きなコントラストが得られ、安定してマーカ像の抽出
が行える。
In the object according to the ninth aspect of the present invention, the surface around the marker is processed into a triangular wave shape, so that the light reflected by the surface processed into the triangular wave shape is visible even when irradiated with strong sunlight. Since the light is reflected or attenuated in a direction other than the input device, the peripheral area of the marker is observed dark when viewed from the visual input device. Therefore, a large contrast can be obtained between the marker image and its peripheral portion, and the marker image can be stably extracted.

【0043】[0043]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は請求項1の発明の一実施例による視覚セン
サ装置を示す図であり、図1において、1は対象物、2
A,2Dは対象物1上あるいはその近辺に置かれるマー
カ、3A,3Bは対象物1から離れて置かれるマーカ2
B,2Eを支持する支持器、4A,4Bはマーカ2A,
2B,2D,2Eを撮像するCCDカメラ等の視覚入力
装置、5A,5Bは視覚入力装置が出力する画像に基づ
いて対象物1の位置や姿勢を算出する計算機(算出装
置)、6A,6B,6C,6Dは視覚入力装置4A,4
Bの視野を示している。
Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a visual sensor device according to an embodiment of the invention of claim 1, in which FIG.
A and 2D are markers placed on or near the object 1, and 3A and 3B are markers 2 placed apart from the object 1.
B, 2E supporters, 4A, 4B are markers 2A,
Visual input devices such as CCD cameras for imaging 2B, 2D and 2E, 5A and 5B are calculators (calculation devices) for calculating the position and orientation of the object 1 based on the images output by the visual input devices, 6A and 6B, 6C and 6D are visual input devices 4A and 4
The view of B is shown.

【0044】また、視覚入力装置4A,4Bの前方には
対象物1までの距離が小さい時に用いるマーカセットの
みを配置し、対象物1までの距離が大きい時にはお互い
のマーカを共有することで、従来距離が大きくなった時
の精度の劣化を防ぐために追加していたマーカをなく
し、マーカの個数を削減し、配置面積を小さくしたもの
である。
Further, by arranging only the marker set used when the distance to the object 1 is small in front of the visual input devices 4A and 4B and sharing the markers with each other when the distance to the object 1 is large. It eliminates the marker that was added to prevent deterioration of accuracy when the distance becomes large, reduces the number of markers, and reduces the layout area.

【0045】次に動作について説明する。まず、対象物
1までの距離が小さい時には、視覚入力装置4Aは、対
象物1上のマーカ2A,2Bを撮像し、計算機5Aは撮
像された画像上のマーカ2A,2Bのデータから対象物
1の位置や姿勢を算出する。同様に、視覚入力装置4B
は、対象物1上のマーカ2D,2Eを撮像し、計算機5
Bは撮像された画像上のマーカ2D,2Eのデータから
対象物1の位置や姿勢を算出する。
Next, the operation will be described. First, when the distance to the target object 1 is small, the visual input device 4A images the markers 2A and 2B on the target object 1, and the computer 5A uses the data of the markers 2A and 2B on the captured image to target the target object 1. Calculate the position and orientation of. Similarly, the visual input device 4B
Picks up images of the markers 2D and 2E on the object 1, and the computer 5
B calculates the position and orientation of the object 1 from the data of the markers 2D and 2E on the captured image.

【0046】これに対して、対象物1までの距離が大き
い時には、視覚入力装置4Aは対象物1上のマーカ2
A,2B,2D,2Eを撮像し、計算機5Aは撮像され
た画像上のマーカ2A,2B,2D,2Eのデータから
対象物1の位置や姿勢を算出する。同様に、視覚入力装
置4Bは対象物1上のマーカ2A,2B,2D,2Eを
撮像し計算機5Bは撮像された画像上のマーカ2A,2
B,2D,2Eのデータから対象物1の位置や姿勢を算
出する。すなわち、この実施例では対象物1までの距離
が大きいときに、精度の劣化を抑えるためにマーカを追
加することはしないが、近接した各視覚入力装置4A,
4B用に配置されたマーカを共有することで、精度を落
とすことなく上記位置などの計測が行える。
On the other hand, when the distance to the object 1 is large, the visual input device 4A causes the marker 2 on the object 1 to move.
A, 2B, 2D and 2E are imaged, and the computer 5A calculates the position and orientation of the object 1 from the data of the markers 2A, 2B, 2D and 2E on the imaged image. Similarly, the visual input device 4B images the markers 2A, 2B, 2D, 2E on the object 1, and the computer 5B sets the markers 2A, 2 on the imaged image.
The position and orientation of the object 1 are calculated from the B, 2D, and 2E data. That is, in this embodiment, when the distance to the object 1 is large, no marker is added in order to suppress the deterioration of accuracy, but the adjacent visual input devices 4A, 4A,
By sharing the marker arranged for 4B, it is possible to measure the position and the like without degrading accuracy.

【0047】なお、上記実施例では冗長構成のために2
台の視覚センサを搭載する場合を示したが、3台以上搭
載してもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
It should be noted that in the above-described embodiment, the redundant configuration has two
Although the case where a single visual sensor is mounted is shown, three or more visual sensors may be mounted, and the same effect as that of the above-described embodiment is obtained.

【0048】また、上記実施例では対象物1までの距離
が小さい時には近接した視覚入力装置4A,4B同士で
のマーカの共有はしないが、対象物1までの距離が小さ
い時にも隣り合った視覚センサでマーカを共有すること
により、さらにマーカ個数の削減、配置面積の縮小を図
ることができる。
Further, in the above embodiment, when the distance to the object 1 is small, the visual input devices 4A and 4B that are close to each other do not share the marker, but when the distance to the object 1 is small, the adjacent visual input devices 4A and 4B do not share the marker. By sharing the marker among the sensors, it is possible to further reduce the number of markers and the layout area.

【0049】実施例2.図2は請求項2の発明の一実施
例を示し、図において、1は対象物1、2はこの対象物
1上に置かれた複数のマーカ、4はマーカ2を撮像する
CCDカメラなどの視覚入力装置、5は計算機である。
また、図3において、10は視覚入力装置4により得ら
れる入力画像、11は最初に発見しょうと試みるマーカ
像、14はその他のマーカ像、15はマーカ像11を発
見するために設定した捜索領域、16はマーカ像14を
発見するために設定した捜索領域である。
Example 2. FIG. 2 shows an embodiment of the invention of claim 2, in which 1 is an object 1, 2 is a plurality of markers placed on the object 1, and 4 is a CCD camera for picking up an image of the marker 2. The visual input device 5 is a calculator.
Further, in FIG. 3, 10 is an input image obtained by the visual input device 4, 11 is a marker image that is first tried to be found, 14 is another marker image, and 15 is a search area set to find the marker image 11. , 16 are search areas set for finding the marker image 14.

【0050】次に動作について説明する。まず、視覚入
力装置4は対象物1上のマーカ2を撮像し、計算機5は
入力した画像を処理して、対象物1の位置や姿勢を算出
する。画像の処理は以下のように行う。
Next, the operation will be described. First, the visual input device 4 images the marker 2 on the target object 1, and the computer 5 processes the input image to calculate the position and orientation of the target object 1. Image processing is performed as follows.

【0051】まず、以前の計測結果からマーカ像11の
出現位置を予測し、その周辺に大きな捜索領域15を設
定する。最初の計測の時には、事前の情報が無く、出現
位置を予測することができないため、オペレータが出現
位置を指示したり、特殊な方法によるマーカ像11の捜
索を行うことになる。
First, the appearance position of the marker image 11 is predicted from the previous measurement result, and a large search area 15 is set around it. At the time of the first measurement, since there is no prior information and the appearance position cannot be predicted, the operator indicates the appearance position or searches for the marker image 11 by a special method.

【0052】また、捜索領域の大きさは、対象物1の最
大速度の運動に追従できるように設定する。従って、隣
のマーカ像14がその設定領域に含まれる可能性があ
る。設定領域を捜索し、マーカ像を発見した時、2個以
上のマーカ像11、14が検出された場合には、予測さ
れるマーカ像の出現順序と比較して、対象とするマーカ
像11を決定する。
The size of the search area is set so that it can follow the movement of the object 1 at the maximum speed. Therefore, the adjacent marker image 14 may be included in the set area. When two or more marker images 11 and 14 are detected when searching the set area and finding the marker image, the target marker image 11 is compared with the appearance order of the predicted marker images. decide.

【0053】マーカ像11が発見されれば、予測したマ
ーカ像11の位置と実際の位置との差を求め、マーカ像
11以外のマーカ像14の出現予測位置にこの差を足し
合わせることで出現予測位置を修正する。これによっ
て、出現位置の予測精度が高まるため、修正した予測位
置周辺に小さな捜索領域16を設定するだけで、マーカ
像14を発見できる。
When the marker image 11 is discovered, the difference between the predicted position of the marker image 11 and the actual position is obtained, and the difference is added to the appearance predicted position of the marker image 14 other than the marker image 11 to appear. Correct the predicted position. As a result, the prediction accuracy of the appearance position is improved, so that the marker image 14 can be found only by setting a small search area 16 around the corrected prediction position.

【0054】こうして、すべてのマーカ像11、14が
検出されれば、それらの画像中の出現位置から対象物の
位置や姿勢を算出する。
In this way, if all the marker images 11 and 14 are detected, the position and orientation of the object are calculated from the appearance positions in those images.

【0055】実施例3.図4は請求項3の発明の一実施
例を示す。図において、2Aは視覚入力装置4の視野に
相似な長方形17の互いに向かい合う2つの頂点上に配
された2個のマーカ、2Bは長方形の中心からずれた位
置で、上方にとびだしたマーカ、17は仮想的に想定さ
れた上記長方形、3はマーカ2Bの支持器、4は視覚入
力装置、5は計算機、6は視覚入力装置の視野である。
Example 3. FIG. 4 shows an embodiment of the invention of claim 3. In the figure, 2A is two markers arranged on two opposite vertices of a rectangle 17 which is similar to the visual field of the visual input device 4, and 2B is a marker which is offset from the center of the rectangle and which is projected upward, 17 Is a virtually assumed rectangle, 3 is a support for the marker 2B, 4 is a visual input device, 5 is a calculator, and 6 is a visual field of the visual input device.

【0056】次に動作について説明する。まず、視覚入
力装置4は従来の場合と同様に、対象物1のマーカ2
A,2Bを撮像し、計算機5は撮像された画像中のマー
カ2A,2Bのマーカ像位置から対象物1の位置や姿勢
を算出する。
Next, the operation will be described. First, as in the conventional case, the visual input device 4 uses the marker 2 of the object 1.
Images A and 2B are taken, and the computer 5 calculates the position and orientation of the object 1 from the marker image positions of the markers 2A and 2B in the taken images.

【0057】ここで、対象物1上の適当な位置に、視覚
入力装置4の視野に相似で、対象物1が測定条件中の任
意の位置、姿勢をとっても視野からはみださない長方形
17を想定する。そして、その長方形17の向かい合う
頂点上に2個のマーカ2Aを配置する。次に、長方形の
中心から上記2個のマーカ2Aを結ぶ直線としての対角
線18に垂直で長方形の中心を通る直線19上で、しか
も長方形17の中心からずれた位置から上方にとびだし
た位置に、1個のマーカ2Bを配置し、このマーカ2B
を支持器3で支持する。
Here, a rectangle 17 which is similar to the visual field of the visual input device 4 at an appropriate position on the object 1 and which does not protrude from the visual field even if the object 1 takes an arbitrary position and posture in the measurement condition. Assume Then, two markers 2A are arranged on the opposite vertices of the rectangle 17. Next, on a straight line 19 passing through the center of the rectangle perpendicular to the diagonal line 18 as a straight line connecting the two markers 2A from the center of the rectangle, and at a position protruding upward from a position deviated from the center of the rectangle 17, One marker 2B is arranged and this marker 2B
Are supported by the support device 3.

【0058】こうすることにより、視覚入力装置4の方
向から見た場合、マーカ2Bは2個のマーカ2Aを結ぶ
直線からずれた位置にあるため、マーカ2Bが各マーカ
2Aを結ぶ直線上にある場合に比べて、マーカ2Aとマ
ーカ2Bによって作られる空間が広くなる。また、マー
カ2Aとマーカ2Bの平面的な距離も大きくなる。さら
に、マーカ2Bによってマーカ2Aが隠されるのを防止
できる。
By doing so, when viewed from the direction of the visual input device 4, the marker 2B is located at a position deviated from the straight line connecting the two markers 2A, so that the marker 2B is on the straight line connecting the respective markers 2A. Compared to the case, the space created by the markers 2A and 2B becomes wider. Further, the planar distance between the markers 2A and 2B also becomes large. Furthermore, it is possible to prevent the marker 2A from being hidden by the marker 2B.

【0059】なお、上記実施例ではマーカ2A,2Bが
合わせて3個だけの場合を示したが対象物1までの距離
が大きい場合の計測にも合わせて用いられるように、マ
ーカ2A,マーカ2Bの周囲の他にマーカを配置し、対
象物1までの距離が小さい時にはマーカ2Aとマーカ2
Bだけを用いて計測するが、距離が大きい時には追加し
たマーカも合わせて計測に用いることで測定精度を高め
ることができる。
In the above embodiment, the case where the total number of the markers 2A and 2B is three is shown, but the markers 2A and 2B are also used so as to be used for the measurement when the distance to the object 1 is large. Markers are arranged in addition to the surroundings of the marker, and when the distance to the object 1 is small, the marker 2A and the marker 2
Although only B is used for measurement, when the distance is large, the accuracy of measurement can be improved by additionally using the added marker for measurement.

【0060】また、上記実施例ではマーカ2Bは直線1
9上としたが、視覚入力装置4の視野の形状に合わせて
位置をずらせることもできる。
In the above embodiment, the marker 2B is the straight line 1.
However, the position can be shifted according to the shape of the visual field of the visual input device 4.

【0061】実施例4.図5は請求項4の発明の一実施
例の全体構成図、図6は同実施例におけるイルミネータ
の正面図である。図において、1は対象物、2は対象物
1に取り付けた鏡面反射するマーカ、3は視覚入力装
置、25は視覚入力装置4に取り付けたイルミネータ、
25a,25b,25cはイルミネータ25を構成する
光源で、25aは3重に配置した中で最も内側の光源、
25bは3重に配置した中で中央の光源、25cは3重
に配置した中で最も外側の光源、24はイルミネータ2
5の中央にあけた穴で視覚入力装置4に光を通すもの、
5は視覚入力装置4が出力する画像を処理して対象物1
の位置や姿勢を算出する計算機を示す。
Example 4. 5 is an overall configuration diagram of an embodiment of the invention of claim 4, and FIG. 6 is a front view of an illuminator in the embodiment. In the figure, 1 is an object, 2 is a specular marker attached to the object 1, 3 is a visual input device, 25 is an illuminator attached to the visual input device 4,
Reference numerals 25a, 25b and 25c are light sources forming the illuminator 25, and 25a is an innermost light source in a triple arrangement.
25b is a central light source in the triple arrangement, 25c is an outermost light source in the triple arrangement, and 24 is an illuminator 2.
A hole made in the center of 5 for passing light through the visual input device 4,
Reference numeral 5 denotes an object 1 obtained by processing an image output from the visual input device 4.
2 shows a computer that calculates the position and orientation of the.

【0062】図7は視覚入力装置4の光軸の周囲に多重
に配置した光源25a,25b,25cのうち、25a
と25bだけを点灯した場合と25a,25b,25c
をすべて点灯した場合について、相対距離を変化させて
視覚入力装置4の1個の受光素子に集光する光エネルギ
ーを測定した結果を示す。
FIG. 7 shows the light source 25a among the light sources 25a, 25b and 25c which are multiply arranged around the optical axis of the visual input device 4.
And 25a, 25b, 25c
The results of measuring the light energy focused on one light-receiving element of the visual input device 4 by changing the relative distance when all of are turned on are shown.

【0063】次に動作について説明する。まず、イルミ
ネータ25の光源25a,25b,25cを点灯する
と、この光は対象物1に取り付けたマーカ2で反射し、
イルミネータ25の中央にあけた穴24を通って、視覚
入力装置4に到達する。マーカ2では、鏡面反射するた
め、イルミネータ25の光源の形状がそのまま視覚入力
装置4に捉えられる。すなわち、マーカ2のある位置
に、穴8に対応する中央部分が暗くなったドーナツ状の
像が作られる。対象物1上に複数のマーカ2を配置して
おけば、ドーナツ状の像がマーカ2の個数だけ得られ、
これらの像の位置から対象物1の位置と姿勢が算出でき
る。
Next, the operation will be described. First, when the light sources 25a, 25b, 25c of the illuminator 25 are turned on, this light is reflected by the marker 2 attached to the object 1,
The visual input device 4 is reached through a hole 24 formed in the center of the illuminator 25. Since the marker 2 is specularly reflected, the shape of the light source of the illuminator 25 is directly captured by the visual input device 4. That is, a donut-shaped image in which the central portion corresponding to the hole 8 is dark is formed at a position where the marker 2 is located. If a plurality of markers 2 are arranged on the object 1, donut-shaped images are obtained by the number of the markers 2.
The position and orientation of the object 1 can be calculated from the positions of these images.

【0064】動作を開始するときには、3重に配置した
光源25a,25b,25cをすべて点灯して画像を入
力し、得られた画像から対象物1の位置と姿勢を算出す
る。次回からは、前回の計測で得られた位置に対応し
て、相対距離が小さければ一番内側の光源25aのみ点
灯して画像を入力することで、像の大きさを小さく抑
え、画像の中からこの像を抽出する処理の負荷を低減
し、高速な処理を実現する。相対距離が中くらいと判断
された場合には、最も内側と真ん中の光源25a,25
bを点灯して画像を入力し計測処理を行う。このように
することで適切な像の大きさと光量を得る。また、相対
距離が大きいと判断された場合には、3重の光源25
a,25b,25cをすべて点灯して画像を入力するこ
とで、像をできるだけ大きくするとともに光量を増すこ
とで、ノイズとの識別を確実なものにする。
When the operation is started, all the light sources 25a, 25b and 25c arranged in triplicate are turned on to input an image, and the position and orientation of the object 1 are calculated from the obtained image. From the next time, if the relative distance is small, corresponding to the position obtained in the previous measurement, only the innermost light source 25a is turned on to input the image, thereby suppressing the size of the image to be small. The load of the process of extracting this image from is reduced, and high-speed processing is realized. When it is determined that the relative distance is medium, the light sources 25a, 25 in the innermost and middle portions
The b is turned on, an image is input, and measurement processing is performed. By doing so, an appropriate image size and light amount can be obtained. If it is determined that the relative distance is large, the triple light source 25
By inputting an image with all of a, 25b, and 25c turned on, the image is made as large as possible and the amount of light is increased, thereby making it possible to reliably identify the noise.

【0065】図7には、内側から2重の光源25a,2
5bを点灯した場合と、3重の光源25a,25b,2
5cをすべて点灯した場合の、各相対距離で視覚入力装
置4の1個の受光素子に集光する光量(エネルギー)を
測定した結果を示す。図中、□で示したものが光源25
a,25b,25cをすべて点灯した場合で、○で示し
たものが光源25aと25bだけ点灯した場合である。
傾向として、ある一定の距離までは急激に減少するが、
その距離を越えるとほぼ一定となり、やがてまた減少し
はじめる。これは、距離が近い領域では1個の受光素子
には1個の光源から出た光だけが集光するためほぼ距離
の2乗に反比例して減少し、ある距離を越えると多数配
置した隣の光源の光が1個の受光素子に集光するように
なるため、1個の光源から来る光は距離の2乗に反比例
して減少するが、距離の2乗に比例した個数の光源から
出た光が1個の受光素子に集光するため、トータルした
光量は低下しなくなる。光源の個数は有限であるから、
やがてまた光量は減少しはじめる。すなわち、点灯する
光源の個数を距離の2乗に比例して増やしていけば、遠
方まである一定の光量を維持できる。
FIG. 7 shows the double light sources 25a, 2 from the inside.
5b is turned on, and the triple light sources 25a, 25b, 2
5 shows the results of measuring the amount of light (energy) condensed on one light receiving element of the visual input device 4 at each relative distance when all 5c are turned on. In the figure, what is indicated by □ is the light source 25.
In the case where all of a, 25b, and 25c are turned on, what is indicated by a circle is when only the light sources 25a and 25b are turned on.
As a tendency, it decreases rapidly up to a certain distance,
Beyond that distance, it becomes almost constant and then begins to decrease again. This is because in a region where the distance is short, only light emitted from one light source is focused on one light receiving element, so that the light decreases substantially in inverse proportion to the square of the distance. Since the light from the light source is focused on one light receiving element, the light coming from one light source decreases in inverse proportion to the square of the distance, but from the number of light sources proportional to the square of the distance. Since the emitted light is focused on one light receiving element, the total amount of light does not decrease. Since the number of light sources is finite,
Eventually the amount of light begins to decrease. That is, if the number of light sources to be turned on is increased in proportion to the square of the distance, a certain amount of light can be maintained up to a distant place.

【0066】図7の例でも、ほぼこの傾向が認められ
る、距離が約4mまでは光量が急激に減少するが、その
後はほとんど変化せず、光源25aと25bを点灯した
場合では約10mから再び減少しはじめ、光源25aと
25bと25cを点灯した場合では、約12mから再び
減少しはじめる。個々の光源の出力を大きくすることに
は限界があるが、出力は同じままで個数を増やすことで
遠方での光量の低下を抑えることが可能である。ただ
し、距離が近い位置で多数の光源を点灯すると、マーカ
の像の大きさが大きくなって処理時間が増加するので、
この発明のように距離に応じて点灯する光源の個数を増
減する必要がある。
Even in the example of FIG. 7, this tendency is almost recognized. The light amount sharply decreases up to a distance of about 4 m, but it hardly changes thereafter, and when the light sources 25a and 25b are turned on, the light amount starts again from about 10 m. When the light sources 25a, 25b, and 25c are turned on, the light emission starts to decrease again from about 12 m. Although there is a limit to increasing the output of each light source, it is possible to suppress the decrease in the light amount in the distance by increasing the number while maintaining the same output. However, if many light sources are turned on at positions close to each other, the size of the image of the marker becomes large and the processing time increases.
As in the present invention, it is necessary to increase or decrease the number of light sources that are turned on according to the distance.

【0067】実施例5.図8は請求項5の発明の一実施
例を示す図、図9(a)はコーナーキューブリフレクタ
における通常の反射特性を示す斜視図、図9(b)はコ
ーナーキューブリフレクタの反射特性を等価的に2次元
で表現した説明図、図10(a)はコーナーキューブリ
フレクタにおいて入射光と平行でない反射光が発生する
例を示す図、図10(b)は本実施例による効果(入射
光と平行でない反射光を減衰させる原理)の説明図、図
11は入射光と平行でない反射光を減衰させるための条
件式の導出に用いる説明図、図12は本実施例に用いた
コーナーキューブリフレクタの入射面に垂直な方向の長
さを示す表図である。
Example 5. 8 is a diagram showing an embodiment of the invention of claim 5, FIG. 9 (a) is a perspective view showing a normal reflection characteristic of a corner cube reflector, and FIG. 9 (b) is an equivalent reflection characteristic of the corner cube reflector. 2A is a two-dimensional explanatory diagram, FIG. 10A is a diagram showing an example in which reflected light that is not parallel to the incident light is generated in the corner cube reflector, and FIG. 10B is an effect of this embodiment (parallel to the incident light). Principle of attenuating reflected light that is not parallel), FIG. 11 is an explanatory view used for deriving a conditional expression for attenuating reflected light that is not parallel to the incident light, and FIG. 12 is incidence of the corner cube reflector used in this embodiment. It is a table showing the length in the direction perpendicular to the plane.

【0068】図において、30はコーナーキューブリフ
レクタ、31,32,33はコーナーキューブリフレク
タの各面を示し、31は入射面、32は反射面、33は
反射を抑える加工を施した側面を示す。その他、図1と
同一の構成要素には同一の符号を付して重複した説明を
省略する。
In the figure, 30 is a corner cube reflector, 31, 32, and 33 are respective surfaces of the corner cube reflector, 31 is an incident surface, 32 is a reflecting surface, and 33 is a side surface which is processed to suppress reflection. In addition, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

【0069】視覚センサ装置全体の構成は実施例1とほ
ぼ同様であるが、マーカをコーナーキューブリフレクタ
に限定した点が実施例1と異なる。コーナーキューブリ
フレクタ30に入射した光は、通常は図9(a)に示す
ように異なる3つの反射面32で反射して再び入射面3
1から外部に出る。この時、入射光と反射光は平行にな
る。図9(a)に示した反射特性は、等価的に図9
(b)のように2次元的に扱うことができる。
The entire structure of the visual sensor device is almost the same as that of the first embodiment, but the point that the marker is limited to the corner cube reflector is different from the first embodiment. The light that has entered the corner cube reflector 30 is normally reflected by three different reflecting surfaces 32 as shown in FIG.
Go out from 1. At this time, the incident light and the reflected light are parallel. The reflection characteristic shown in FIG. 9A is equivalent to that shown in FIG.
It can be handled two-dimensionally as in (b).

【0070】図9は通常のコーナーキューブリフレクタ
の反射特性を示したが、図10(a)に示すように、斜
め方向から入射した光は入射光と平行でない方向に反射
することがある。斜め方向からコーナーキューブリフレ
クタ30に入射した光は反射面32で反射した後、他の
反射面に至らずに入射面31に到達する。この光は入射
面の法線方向との間の角度が大きいので、その一部また
は全部が、入射面31から外に出ることなく、コーナー
キューブリフレクタ30の内部に向かって反射する。そ
の後、図10(a)に示すように反射を繰り返し、やが
て入射面31から外に出る。結果的に、入射方向と反射
方向が平行でない光を生じる。すなわち、コーナーキュ
ーブリフレクタ30に太陽光等が照射していると、その
光がコーナーキューブリフレクタ部分で反射して視覚入
力装置4に入力されてしまう場合が生じる。そこで、図
10(b)に示す本実施例のようにコーナーキューブリ
フレクタ30の側面33を長くしておくと、入射面31
でコーナーキューブリフレクタ30の内部に向かって反
射する光があっても、この光は側面33に当たって減衰
する。したがって、この光が外部に出ても計測に支障の
ない強度となる。
FIG. 9 shows the reflection characteristics of a normal corner cube reflector, but as shown in FIG. 10A, light incident from an oblique direction may be reflected in a direction not parallel to the incident light. Light incident on the corner cube reflector 30 from an oblique direction is reflected by the reflecting surface 32 and then reaches the incident surface 31 without reaching other reflecting surfaces. Since this light has a large angle with the direction normal to the incident surface, a part or all of the light does not go out of the incident surface 31 and is reflected toward the inside of the corner cube reflector 30. After that, the reflection is repeated as shown in FIG. 10A, and the light exits from the incident surface 31 in due course. As a result, light whose incident direction and reflection direction are not parallel to each other is generated. That is, when the corner cube reflector 30 is irradiated with sunlight or the like, the light may be reflected by the corner cube reflector portion and input to the visual input device 4. Therefore, if the side surface 33 of the corner cube reflector 30 is lengthened as in the present embodiment shown in FIG.
Therefore, even if there is light reflected toward the inside of the corner cube reflector 30, this light strikes the side surface 33 and is attenuated. Therefore, even if this light goes out, the intensity is such that measurement is not hindered.

【0071】図11は、入射光に平行でない反射光が生
じるクリティカルな状態を示しており、この図の状態よ
りもコーナーキューブリフレクタ30の入射面31に垂
直な方向の長さhが少しでも小さい場合は、入射光に平
行でない強力な反射光が生じる。この図の場合につい
て、幾何学的な方程式を解くことによって、入射光に平
行でない強力な反射光を生じさせない条件として、
FIG. 11 shows a critical state in which reflected light that is not parallel to the incident light is generated, and the length h of the corner cube reflector 30 in the direction perpendicular to the incident surface 31 is as small as possible. In this case, strong reflected light that is not parallel to the incident light is generated. For the case of this figure, by solving the geometrical equation, as a condition that does not cause strong reflected light that is not parallel to the incident light,

【数1】が導かれる。ここで、θはこの装置の使用条件
の中でコーナーキューブリフレクタ30の入射面の法線
とイルミネータから出てコーナーキューブリフレクタ3
0に入射する光とのなす角度の最大値、rは入射面31
が円の場合にはその半径、入射面31を多角形に加工し
てある場合にはその外接円の半径、nはコーナーキュー
ブリフレクタ30の屈折率である。また、図12にはこ
の請求項5の発明を用いた場合のhとrの比を示す。併
せて、コーナーキューブリフレクタを構成するための最
小のhとrの比も示す。装置の使用条件からθが決まる
と、hとrの比に関する条件が求められる。θが大きな
場合まで装置を用いようとする程hを大きくしなければ
ならない。
The following is derived. Where θ is the normal of the entrance surface of the corner cube reflector 30 and the illuminator, and is the corner cube reflector 3 under the usage conditions of this device.
0 is the maximum angle formed by the light incident on 0, and r is the incident surface 31
Is the radius of the circle, the radius of the circumscribing circle when the incident surface 31 is processed into a polygon, and n is the refractive index of the corner cube reflector 30. Further, FIG. 12 shows the ratio of h and r when the invention of claim 5 is used. In addition, the minimum ratio of h and r for forming the corner cube reflector is also shown. When θ is determined from the usage conditions of the device, the condition regarding the ratio of h and r is obtained. It is necessary to increase h as the device is used until θ is large.

【0072】実施例6.次に、請求項6と請求項7の発
明の一実施例を図について説明する。図13は本実施例
の効果として、入射光と平行でない反射光が減衰する原
理を示した説明図、図14は請求項6の発明における入
射光と平行でない反射光を減衰させるための条件式の導
出を説明する説明図、図15は本発明を適用することに
よってコーナーキューブリフレクタ30の反射特性を低
下させないことを説明する説明図である。図において、
34はコーナーキューブリフレクタ30の反射面32の
中で反射を抑える領域、36a,36b,36cはコー
ナーキューブリフレクタ30に入射し反射する光束の太
さ、39は反射面32の頂点を示し、その他、上記実施
例と同一の構成要素には同一の符号を付して重複した説
明を省略する。
Example 6. Next, an embodiment of the inventions of claims 6 and 7 will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is an explanatory view showing the principle that the reflected light which is not parallel to the incident light is attenuated as the effect of this embodiment, and FIG. 14 is the conditional expression for attenuating the reflected light which is not parallel to the incident light in the invention of claim 6. FIG. 15 is an explanatory view for explaining the derivation of FIG. 15, and FIG. 15 is an explanatory view for explaining that the reflection characteristic of the corner cube reflector 30 is not deteriorated by applying the present invention. In the figure,
34 is a region that suppresses reflection in the reflection surface 32 of the corner cube reflector 30, 36a, 36b, 36c are the thickness of the light flux that enters the corner cube reflector 30 and is reflected, 39 is the apex of the reflection surface 32, and others, The same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicated description will be omitted.

【0073】実施例5では、側面を長くすることで外乱
光を減衰させたのに対し、この例ではコーナーキューブ
リフレクタ30の反射面32の一部の領域34の反射を
抑えることで、同様な効果を得るようにしている。装置
の全体の構成は図8に示した実施例5の装置と同様であ
る。コーナーキューブリフレクタ30に対してある方向
から入射した光で、反射面32で反射した後、入射面3
1でコーナーキューブリフレクタ30の内部に向かって
反射する光が存在しても、その光は反射面32の中で反
射を抑えた領域34に当たって減衰し、外部に出ても計
測に支障のない強度となる。
In the fifth embodiment, the ambient light is attenuated by lengthening the side surface, whereas in this embodiment, the reflection of the partial area 34 of the reflecting surface 32 of the corner cube reflector 30 is suppressed to achieve the same effect. I try to get the effect. The overall structure of the device is the same as that of the device of the fifth embodiment shown in FIG. Light incident on the corner cube reflector 30 from a certain direction is reflected by the reflecting surface 32, and then the incident surface 3
Even if there is light reflected toward the inside of the corner cube reflector 30 at 1, the light impinges on the region 34 of the reflection surface 32 where the reflection is suppressed, and is attenuated, so that the light does not interfere with the measurement even if it goes out. Becomes

【0074】図14は、入射光に平行でない反射光が生
じるクリティカルな状態を示しており、反射面32の反
射を抑える領域34がこの図の状態よりも少しでも小さ
いと入射光に平行でない強力な反射光が生じてしまう。
この図の場合について、幾何学的な方程式を解くことに
よって、入射光に平行でない強力な反射光を生じさせな
い条件として、
FIG. 14 shows a critical state in which reflected light that is not parallel to the incident light is generated. If the area 34 that suppresses the reflection of the reflecting surface 32 is smaller than the state shown in this drawing, it is not parallel to the incident light. Reflected light is generated.
For the case of this figure, by solving the geometrical equation, as a condition that does not cause strong reflected light that is not parallel to the incident light,

【数2】が導かれる。ここで、θはこの装置の使用条件
の中でコーナーキューブリフレクタ30の入射面の法線
とイルミネータから照射してコーナーキューブリフレク
タに入射する光とのなす角度の最大値、Rは反射面32
の有効反射部分(領域34を除いた領域)の半径、hは
入射面31に垂直な方向の厚さ、nはコーナーキューブ
リフレクタ30の屈折率である。
The following is derived. Here, θ is the maximum value of the angle formed by the normal of the incident surface of the corner cube reflector 30 and the light emitted from the illuminator and incident on the corner cube reflector under the usage conditions of this device, and R is the reflection surface 32.
Is the radius of the effective reflection portion (area excluding the area 34), h is the thickness in the direction perpendicular to the incident surface 31, and n is the refractive index of the corner cube reflector 30.

【0075】図15において、36a,36b,36c
はコーナーキューブリフレクタ30に入射し反射してい
く光束の太さを示し、反射面32の頂点39を通る光束
に対して両側で同じ太さを持つ。装置の使用条件全体に
わたって安定して計測をするためには、常に一定太さ以
上の光束が確保されていなければならない。図15
(a)に示すように入射面31に垂直な方向から入射す
る場合には、この発明を用いた場合の光束36aと用い
ない場合の光束36bとを比べると、光束36aの方が
細くなっているが、もともと余裕のある光束の太さが確
保されており、特に問題はない。これに対し、図15
(b)に示すように入射面31に対して斜めから入射す
る場合には、垂直な方向から入射する場合に比べて、光
束の太さが減少するため、これ以上光束の太さが減少す
ることは避ける必要があるが、この場合には、図からわ
かるように本発明を用いても、用いなくても光束の太さ
は変わらず、問題はない。
In FIG. 15, 36a, 36b, 36c
Indicates the thickness of the light flux that is incident on and reflected by the corner cube reflector 30, and has the same thickness on both sides of the light flux that passes through the apex 39 of the reflecting surface 32. In order to perform stable measurement over the entire operating conditions of the device, it is necessary to always secure a luminous flux having a certain thickness or more. Figure 15
As shown in (a), when light enters from a direction perpendicular to the incident surface 31, the light beam 36a when using the present invention and the light beam 36b when not using the present invention have a smaller light beam 36a. However, there is no problem in particular because the thickness of the luminous flux has been secured with a margin. On the other hand, FIG.
As shown in (b), when the light is obliquely incident on the incident surface 31, the thickness of the light flux is reduced as compared with the case where the light is incident in the vertical direction, and thus the thickness of the light flux is further reduced. Although it is necessary to avoid this, in this case, as can be seen from the figure, the thickness of the light flux does not change even if the present invention is used or not used, and there is no problem.

【0076】実施例7.図16は請求項8の発明の一実
施例を示す。図において、37は面の法線方向とイルミ
ネータ25が照射する光の方向とのなす角度が大きくな
るように傾きをもたせたマーカ2周辺の領域を示し、そ
の他、図5と同一の構成要素には同一符号を付して重複
する説明を省略する。
Example 7. FIG. 16 shows an embodiment of the invention of claim 8. In the figure, reference numeral 37 denotes a region around the marker 2 which is inclined so that the angle formed by the normal direction of the surface and the direction of the light emitted by the illuminator 25 is increased, and other components similar to those in FIG. Are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.

【0077】次に動作について説明する。まず、光源2
5a.25b,25cを点灯し、その光が対象物1上の
マーカ2で反射して返ってきた光を視覚入力装置4で撮
像し、この画像を計算機5で処理して対象物1の位置や
姿勢を計測する。対象物1に太陽光等の強力な外乱光が
照射している場合、面37に傾きをもたせているため面
37に当たった光が直接視覚入力装置4の方向へ反射す
ることはない。また、数回の反射の後に視覚入力装置4
の方向へ反射する光が存在する場合が考えられるが、こ
の光は反射する毎に減衰し、計測に支障のない強さとな
る。結果として、視覚入力装置4から見ると、イルミネ
ータ25から照射された光によってマーカ2は明るく観
測されるが、その周辺部分は暗く観測される。従って、
マーカ2と、その周辺部との像のコントラストが大きく
なり、安定してマーカ像を抽出できる。面37のように
傾きをもたせていない対象物1の表面部分は、外乱光の
照射する方向によっては非常に明るく観測されるが、マ
ーカ像から大きく離れているため画像処理によって容易
に除去できるので問題ない。
Next, the operation will be described. First, the light source 2
5a. 25b and 25c are turned on, and the light reflected by the marker 2 on the object 1 and returned is imaged by the visual input device 4, and this image is processed by the computer 5 and the position and posture of the object 1 are processed. To measure. When the object 1 is irradiated with strong ambient light such as sunlight, the surface 37 is inclined so that the light hitting the surface 37 is not directly reflected toward the visual input device 4. Also, after several reflections, the visual input device 4
There is a case where there is light reflected in the direction of, but this light is attenuated each time it is reflected, and has an intensity that does not hinder measurement. As a result, when viewed from the visual input device 4, the marker 2 is brightly observed by the light emitted from the illuminator 25, but the peripheral portion thereof is darkly observed. Therefore,
The contrast between the image of the marker 2 and its peripheral portion is increased, and the marker image can be stably extracted. The surface portion of the object 1 which is not inclined like the surface 37 is observed to be very bright depending on the irradiation direction of the ambient light, but can be easily removed by image processing because it is far from the marker image. no problem.

【0078】なお、上記実施例ではマーカ周辺を円錐面
状にすることで傾きをもたせたが、傾きの大きい平面と
しても同様な効果を得ることができる。
In addition, in the above embodiment, the periphery of the marker is formed into a conical surface so as to have the inclination, but the same effect can be obtained even if the plane has a large inclination.

【0079】実施例8.図17は請求項9の発明の一実
施例を示し、図18はその作用を説明するための説明図
である。図において、38はマーカの周辺で表面の反射
率を制限する塗装を施した上にその形状を三角波状とし
た領域を示し、その他、図5と同一の構成要素には同一
符号を付して重複する説明を省略する。
Example 8. FIG. 17 shows an embodiment of the invention of claim 9 and FIG. 18 is an explanatory view for explaining its operation. In the figure, reference numeral 38 denotes a region around the marker which is coated with a material for limiting the reflectance of the surface and has a triangular wave shape. Other than the above, the same components as those in FIG. A duplicate description will be omitted.

【0080】次に動作について説明する。まず、光源2
5a,25b,25cを点灯し、その光が対象物1上の
マーカ2で反射して返ってきた光を視覚入力装置4で撮
像し、この画像を計算機5で処理して対象物1の位置や
姿勢を計測する。対象物1に太陽光等の強力な外乱光が
照射している場合、図18(a)に示すように三角波状
の面38に横方向から照射しているときには、その光は
視覚入力装置4から大きくそれた方向に反射し、図18
(b)に示すように三角波状の面38に垂直に近い方向
から照射している時には、その光は三角波状の面38で
繰り返し反射することで減衰される。この2つの効果に
より、マーカ2の周辺では視覚入力装置4の方向へ反射
する光を非常に弱く抑え、計測に支障をきたさないよう
にする。
Next, the operation will be described. First, the light source 2
5a, 25b, 25c are turned on, and the light reflected by the marker 2 on the object 1 and returned is imaged by the visual input device 4, and this image is processed by the computer 5 to determine the position of the object 1. And posture. When the object 1 is irradiated with strong ambient light such as sunlight, when the triangular wave-shaped surface 38 is laterally irradiated as shown in FIG. Reflected in the direction largely deviated from
As shown in (b), when the triangular wave-shaped surface 38 is irradiated from a direction close to the vertical direction, the light is attenuated by being repeatedly reflected by the triangular wave-shaped surface 38. Due to these two effects, the light reflected in the direction of the visual input device 4 is suppressed to be very weak around the marker 2 so that the measurement is not hindered.

【0081】なお、上記実施例では横に長い山形を並べ
た形としたが、角錐状のものを一面に敷き詰めた構成と
しても同様の効果を得ることができる。
In the above-mentioned embodiment, the long mountain shape is arranged side by side, but the same effect can be obtained even if the pyramidal shape is spread all over the surface.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれば
対象物上に近接して配置された複数組のマーカと、該マ
ーカに対向する位置に配置されて、各組のマーカを撮像
する複数の視覚入力装置とを備えて、計算機に、上記対
象物までの距離が小さい領域では、各視覚入力装置に対
向するマーカのマーカ像のみから上記位置や姿勢を算出
させ、上記対象物までの距離が大きい領域では、各視覚
入力装置に対向するマーカおよびこれに隣接する他のマ
ーカの各マーカ像に基づき、上記位置や姿勢を算出させ
るように構成したので、対象物までの距離が変化したと
きにも、マーカの配置面積を大きくすることなく、高精
度に、冗長な視覚センサ装置を構成できるものが得られ
る効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a plurality of sets of markers arranged close to each other on an object and a set of markers arranged in a position facing the markers are provided. With a plurality of visual input devices for imaging, in a region where the distance to the object is small, the computer is made to calculate the position and orientation only from the marker image of the marker facing each visual input device, and the object is In a region where the distance to is large, it is configured to calculate the position and the posture based on the marker images of the markers facing each visual input device and other markers adjacent to the marker. Even when there is a change, there is an effect that a redundant visual sensor device can be configured with high accuracy without increasing the arrangement area of the marker.

【0083】請求項2の発明によれば対象物上に近接し
て配置された複数のマーカと、該マーカに対向する位置
に配置されて、これらのマーカを撮像する視覚入力装置
とを備えて、計算機に、最初のマーカの捜索過程では出
現位置が予測されたマーカ像の周辺に大きな捜索領域を
設定して捜索を行わせ、一方、2個目のマーカ像から
は、上記予測されたマーカ像の出現位置と最初の捜索で
得られたマーカ像の出現位置との情報から、小さい捜索
領域の設定で捜索を行わせて、対象物の位置や姿勢を算
出させるように構成したので、対象物の運動が急変した
場合でも、処理の複雑さを増すことなく、その対象物の
位置や姿勢を高速に計測できるものが得られる効果があ
る。
According to the second aspect of the present invention, it is provided with a plurality of markers arranged close to each other on the object, and a visual input device arranged at a position facing the markers and imaging these markers. In the search process of the first marker, the computer sets a large search area around the marker image whose appearance position is predicted, and causes the computer to search, while the second marker image is used to search for the predicted marker. Since the search is performed in a small search area setting based on the information of the appearance position of the image and the appearance position of the marker image obtained in the first search, the position and orientation of the object are calculated. Even if the motion of the object changes suddenly, there is an effect that the position and orientation of the object can be measured at high speed without increasing the complexity of processing.

【0084】請求項3の発明によれば対象物上に配置さ
れた2個のマーカと、これらの各マーカを結ぶ直線から
外れた位置において、上記各マーカの配置面とは異なる
面に配置された1個のマーカと、上記各マーカに対向す
る位置に配置されて、これらの各マーカを撮像する視覚
入力装置とを備えて、該視覚入力装置が出力するマーカ
像に基づいて、計算機に上記対象物の位置や姿勢の算出
を行わせるように構成したので、マーカ個数を最小にし
て、できるだけ高い測定精度を得るとともに、前方にと
びだしたマーカによって後方のマーカが隠されるのを防
止しながら、位置や姿勢の測定結果として信頼性の高い
ものが得られる効果がある。
According to the third aspect of the present invention, the two markers arranged on the object and the markers arranged at a position deviating from the straight line connecting the markers are arranged on a plane different from the plane on which the markers are arranged. A marker and a visual input device that is arranged at a position facing each of the markers and that captures each of the markers. Based on the marker image output by the visual input device, Since it is configured to calculate the position and orientation of the target object, while minimizing the number of markers to obtain the highest possible measurement accuracy, while preventing the marker behind from being hidden by the marker protruding forward, There is an effect that a highly reliable result of position and orientation measurement can be obtained.

【0085】請求項4の発明によれば対象物上に鏡面反
射するマーカを配置すると共に、視覚入力装置の周辺に
複数個の光源からなるイルミネータを配置し、対象物ま
での距離に応じて、イルミネータの光源の点灯個数を変
えることによって、マーカからのイルミネータの反射像
の大きさを変化させるようにしているので、簡単な構成
で、計測処理時間を短く維持したまま、近傍から遠方ま
で計測できるという効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, the marker which is specularly reflected is arranged on the object, and the illuminator composed of a plurality of light sources is arranged around the visual input device, according to the distance to the object. Since the size of the reflected image of the illuminator from the marker is changed by changing the number of light sources of the illuminator, it is possible to measure from near to distant with a simple configuration while keeping the measurement processing time short. There is an effect.

【0086】請求項5の発明によればコーナーキューブ
リフレクタを所定の条件を満足するよう構成すること
で、コーナーキューブリフレクタで反射して視覚入力装
置に向かう外乱光を減衰させることができるので、太陽
光等の強力な外乱光が照射する状況下でも安定して計測
できるという効果がある。
According to the fifth aspect of the present invention, the corner cube reflector is configured so as to satisfy the predetermined condition, whereby the ambient light reflected by the corner cube reflector and directed to the visual input device can be attenuated. There is an effect that stable measurement can be performed even under the condition that strong ambient light such as light is emitted.

【0087】請求項6の発明によればコーナーキューブ
リフレクタの反射面の外周付近の反射を抑える手段を設
けことで、コーナーキューブリフレクタで反射して視覚
入力装置に向かう外乱光を減衰させることができるの
で、太陽光等の強力な外乱光が照射する状況下でも安定
して計測できるという効果がある。
According to the sixth aspect of the present invention, the means for suppressing the reflection near the outer periphery of the reflecting surface of the corner cube reflector is provided, so that the ambient light reflected by the corner cube reflector and traveling toward the visual input device can be attenuated. Therefore, there is an effect that stable measurement can be performed even in a situation where strong ambient light such as sunlight is emitted.

【0088】請求項7の発明によればコーナーキューブ
リフレクタを所定の条件を満足するよう構成すること
で、コーナーキューブリフレクタで反射して視覚入力装
置に向かう外乱光を減衰させることができるので、太陽
光等の強力な外乱光が照射する状況下でも安定して計測
できるという効果がある。
According to the invention of claim 7, by constructing the corner cube reflector so as to satisfy a predetermined condition, it is possible to attenuate the ambient light reflected by the corner cube reflector and directed to the visual input device. There is an effect that stable measurement can be performed even under the condition that strong ambient light such as light is emitted.

【0089】請求項8の発明によればマーカ周辺の対象
物表面に傾斜を持たせるという簡単な構成でマーカの周
辺部分から視覚入力装置の方へ反射する光を減少させら
れるので、太陽光などの強力な外乱光が照射する状況下
でも安定して計測できるという効果がある。
According to the invention of claim 8, since the light reflected from the peripheral portion of the marker toward the visual input device can be reduced by a simple structure in which the surface of the object around the marker is inclined, the sunlight or the like can be reduced. There is an effect that it is possible to stably measure even under the condition that the strong ambient light of is irradiated.

【0090】請求項9の発明によればマーカ周辺の対象
物表面を三角波状にするという簡単な構成でマーカの周
辺部分から視覚入力装置の方へ反射する光を減少させら
れるので、太陽光などの強力な外乱光が照射する状況下
でも安定して計測できるという効果がある。
According to the invention of claim 9, the light reflected from the peripheral portion of the marker toward the visual input device can be reduced with a simple structure in which the surface of the object around the marker is made into a triangular wave shape, so that sunlight or the like can be reduced. There is an effect that it is possible to stably measure even under the condition that the strong ambient light of is irradiated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1の発明の一実施例による視覚センサ装
置を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a visual sensor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】請求項2の発明の一実施例による視覚センサ装
置を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a visual sensor device according to an embodiment of the invention of claim 2;

【図3】図2の計算機に入力された入力画像の処理方法
を説明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a method of processing an input image input to the computer of FIG.

【図4】請求項3の発明の一実施例による視覚センサ装
置を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a visual sensor device according to an embodiment of the invention of claim 3;

【図5】請求項4の発明の一実施例による視覚センサ装
置を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a visual sensor device according to an embodiment of the invention of claim 4;

【図6】図5のイルミネータの動作を説明するために示
す正面図である。
6 is a front view shown for explaining the operation of the illuminator in FIG. 5. FIG.

【図7】請求項4の発明の効果を確認する実験の結果を
示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a result of an experiment for confirming the effect of the invention of claim 4;

【図8】請求項5の発明の一実施例による視覚センサ装
置を示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a visual sensor device according to an embodiment of the invention of claim 5;

【図9】通常のコーナーキューブリフレクタの反射特性
を示す説明図であり、(a)は斜視図、(b)は2次元
に等価変換した場合の説明図である。
9A and 9B are explanatory views showing reflection characteristics of a normal corner cube reflector, FIG. 9A is a perspective view, and FIG. 9B is an explanatory view in the case of two-dimensional equivalent conversion.

【図10】請求項5の発明の作用を示す説明図であり、
(a)は通常のコーナーキューブリフレクタの反射特性
を示す図、(b)はこの発明の実施例におけるコーナー
キューブリフレクタの反射特性を示す図である。
FIG. 10 is an explanatory view showing the action of the invention of claim 5;
(A) is a figure which shows the reflection characteristic of a normal corner cube reflector, (b) is a figure which shows the reflection characteristic of the corner cube reflector in the Example of this invention.

【図11】請求項5の発明におけるコーナーキューブリ
フレクタの入射面に垂直な方向の長さに関する条件式の
導出を説明する説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating the derivation of a conditional expression regarding the length of the corner cube reflector in the direction perpendicular to the incident surface in the invention of claim 5;

【図12】請求項5の発明を用いた場合のコーナーキュ
ーブリフレクタの入射面に垂直な方向の長さを示す説明
図である。
FIG. 12 is an explanatory view showing the length of the corner cube reflector in the direction perpendicular to the incident surface when the invention of claim 5 is used.

【図13】請求項6と請求項7の発明の作用を示す説明
図である。
FIG. 13 is an explanatory view showing the operation of the inventions of claims 6 and 7.

【図14】請求項6の発明におけるコーナーキューブリ
フレクタの反射面の有効反射領域の半径に関する条件式
の導出を説明する説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating the derivation of a conditional expression regarding the radius of the effective reflection area of the reflection surface of the corner cube reflector in the invention of claim 6;

【図15】請求項6と請求項7の発明の動作を説明する
説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating an operation of the inventions of claims 6 and 7;

【図16】請求項8の発明の一実施例による視覚センサ
装置を示す構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram showing a visual sensor device according to an embodiment of the invention of claim 8;

【図17】請求項9の発明の一実施例による視覚センサ
装置を示す構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram showing a visual sensor device according to an embodiment of the invention of claim 9;

【図18】請求項9の発明の効果を説明する説明図であ
る。
FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating an effect of the invention of claim 9;

【図19】図1に対応する従来の視覚センサ装置を示す
構成図である。
19 is a configuration diagram showing a conventional visual sensor device corresponding to FIG.

【図20】図2に対応する従来の入力画像と対象物像と
の関係を示す説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a relationship between a conventional input image and an object image corresponding to FIG. 2.

【図21】図4に対応する従来の視覚センサ装置を示す
構成図である。
21 is a configuration diagram showing a conventional visual sensor device corresponding to FIG.

【図22】図5に対応する従来の視覚センサ装置を示す
構成図である。
22 is a configuration diagram showing a conventional visual sensor device corresponding to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 対象物 2,2A,2B,2D マーカ 4,4A,4B 視覚入力装置 5,5A,5B 計算機 11,14 マーカ像 15,16 捜索領域 18 対角線(直線) 25 イルミネータ 25a,25b,25c 光源 30 コーナーキューブリフレクタ 31 コーナーキューブリフレクタの入射面 32 コーナーキューブリフレクタの反射面 34 反射を抑える加工を施した領域(反射を抑える手
段) 37 大きな傾きをもたせた領域(マーカの周辺の対称
物の表面の法線とイルミネータの光源から出てマーカを
照らす光の入射方向とのなす角度を大きくした領域) 38 三角波状に加工した領域
1 Object 2, 2A, 2B, 2D Marker 4, 4A, 4B Visual input device 5, 5A, 5B Calculator 11, 14 Marker image 15, 16 Search area 18 Diagonal line (straight line) 25 Illuminator 25a, 25b, 25c Light source 30 Corner Cubic reflector 31 Incident surface of the corner cube reflector 32 Reflective surface of the corner cube reflector 34 Area processed to suppress reflection (means for suppressing reflection) 37 Area with a large inclination (normal to the surface of the symmetrical object around the marker) And the incident angle of the light emitted from the light source of the illuminator and illuminating the marker is increased.) 38

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物上に近接して配置された複数組の
マーカと、該マーカに対向する位置に配置されて、各組
のマーカを撮像する複数の視覚入力装置とを備え、該視
覚入力装置が出力するマーカ像に基づいて、上記対象物
の位置や姿勢の算出を行えるようにした視覚センサ装置
において、上記対象物までの距離が小さい領域では、各
視覚入力装置に対向するマーカのマーカ像のみから上記
位置や姿勢の算出を行い、上記対象物までの距離が大き
い領域では、各視覚入力装置に対向するマーカおよびこ
れに隣接する他のマーカの各マーカ像に基づき、上記位
置や姿勢の算出を行う計算機を設けたことを特徴とする
視覚センサ装置。
1. A plurality of sets of markers arranged close to each other on an object, and a plurality of visual input devices arranged at positions facing the markers to capture images of each set of markers, In a visual sensor device capable of calculating the position and orientation of the target object based on the marker image output by the input device, in a region where the distance to the target object is small, the marker facing each visual input device is The position and orientation are calculated from only the marker image, and in a region where the distance to the object is large, the position and the posture are calculated based on the marker images of the marker facing each visual input device and other markers adjacent to the marker. A visual sensor device comprising a calculator for calculating a posture.
【請求項2】 対象物上に近接して配置された複数のマ
ーカと、該マーカに対向する位置に配置されて、これら
のマーカを撮像する視覚入力装置とを備え、該視覚入力
装置が出力するマーカ像に基づいて、上記対象物の位置
や姿勢の算出を行えるようにする視覚センサ装置におい
て、最初のマーカの捜索過程では出現位置が予測された
マーカ像の周辺に大きな捜索領域を設定して捜索を行
い、2個目のマーカ像からは、上記予測されたマーカ像
の出現位置と最初の捜索で得られたマーカ像の出現位置
との情報から、小さい捜索領域の設定で捜索を行って、
対象物の位置や姿勢の算出を行う計算機を設けたことを
特徴とする視覚センサ装置。
2. A plurality of markers arranged close to each other on an object, and a visual input device which is arranged at a position facing the markers and picks up an image of these markers, the visual input device outputting In the visual sensor device capable of calculating the position and orientation of the target object based on the marker image, the large search area is set around the marker image whose appearance position is predicted in the first marker search process. The second marker image is searched for by setting a small search area based on the information on the predicted marker image appearance position and the marker image appearance position obtained in the first search. hand,
A visual sensor device comprising a calculator for calculating the position and orientation of an object.
【請求項3】 対象物上に配置された2個のマーカと、
これらの各マーカを結ぶ直線から外れた位置において、
上記各マーカの配置面とは異なる面に配置された1個の
マーカと、上記各マーカに対向する位置に配置されて、
これらの各マーカを撮像する視覚入力装置と、該視覚入
力装置が出力するマーカ像に基づいて上記対象物の位置
や姿勢の算出を行う計算機とを備えた視覚センサ装置。
3. Two markers arranged on the object,
At a position outside the straight line connecting these markers,
One marker arranged on a surface different from the arrangement surface of each marker, and arranged at a position facing each of the markers,
A visual sensor device comprising: a visual input device that images each of these markers; and a calculator that calculates the position and orientation of the object based on the marker image output by the visual input device.
【請求項4】 対象物上に配置されて照射された光を鏡
面反射するマーカと、該マーカに対向する位置に配置さ
れた視覚入力装置と、該視覚入力装置の周辺に配置され
た複数個の光源からなるイルミネータとを備え、上記視
覚入力装置が出力する画像から上記対象物の位置や姿勢
の算出を行えるようにする視覚センサ装置において、上
記対象物までの距離に応じて、上記イルミネータの光源
の点灯個数を変えることによって、マーカからのイルミ
ネータの反射像の大きさを変化させる計算機を設けたこ
とを特徴とする視覚センサ装置。
4. A marker arranged on an object to specularly reflect the light emitted, a visual input device arranged at a position facing the marker, and a plurality of visual input devices arranged around the visual input device. With a illuminator consisting of a light source, in the visual sensor device that enables calculation of the position and orientation of the object from the image output by the visual input device, depending on the distance to the object, the illuminator A visual sensor device comprising a calculator for changing the size of a reflected image of an illuminator from a marker by changing the number of light sources turned on.
【請求項5】 対象物上に配置されて照射された光を反
射するコーナーキューブリフレクタを用いたマーカと、
該マーカに対向する位置に配置された視覚入力装置と、
該視覚入力装置の周辺に配置された光源からなるイルミ
ネータと、上記視覚入力装置が出力する画像から上記対
象物の位置や姿勢の算出を行う計算機とを備えた視覚セ
ンサ装置において、上記コーナーキューブリフレクタの
入射面が円の場合にはその半径、入射面が多角形に加工
されている場合にはその外接円の半径をr、使用条件下
にて上記コーナーキューブリフレクタの入射面の法線と
上記イルミネータから照射されて該コーナーキューブリ
フレクタに入射する光とのなす角度の最大値をθ、上記
コーナーキューブリフレクタの屈折率をn、上記コーナ
ーキューブリフレクタの入射面に垂直な方向の長さをh
とした場合、 【数1】 を満たしたことを特徴とする視覚センサ装置。
5. A marker using a corner cube reflector which is arranged on an object and reflects the irradiated light,
A visual input device arranged at a position facing the marker;
In the vision sensor device, the corner cube reflector is provided with an illuminator composed of a light source arranged around the visual input device, and a calculator for calculating the position and orientation of the object from an image output by the visual input device. If the incident surface is a circle, its radius, and if the incident surface is processed into a polygon, the radius of its circumscribing circle is r. Under normal conditions of use, the normal to the incident surface of the corner cube reflector and the above The maximum value of the angle formed by the light emitted from the illuminator and incident on the corner cube reflector is θ, the refractive index of the corner cube reflector is n, and the length in the direction perpendicular to the incident surface of the corner cube reflector is h.
If, then, A visual sensor device characterized in that
【請求項6】 対象物上に配置されて、照射された光を
反射するコーナーキューブリフレクタを用いたマーカ
と、該マーカに対向する位置に配置された視覚入力装置
と、該視覚入力装置の周辺に配置されたマーカを照らす
光源からなるイルミネータと、上記視覚入力装置が出力
する画像から上記対象物の位置や姿勢を算出する計算機
とを備えた視覚センサ装置において、上記コーナーキュ
ーブリフレクタの反射面の外周付近の反射を抑える手段
を設けたことを特徴とする視覚センサ装置。
6. A marker using a corner cube reflector which is arranged on an object and reflects emitted light, a visual input device arranged at a position facing the marker, and the periphery of the visual input device. In a visual sensor device comprising an illuminator consisting of a light source for illuminating a marker arranged in, and a calculator for calculating the position and orientation of the object from the image output by the visual input device, in the reflecting surface of the corner cube reflector. A visual sensor device comprising means for suppressing reflection around the outer periphery.
【請求項7】 対象物上に配置されて照射された光を反
射するコーナーキューブリフレクタを用いたマーカと、
該マーカに対向する位置に配置された視覚入力装置と、
該視覚入力装置の周辺に配置されてマーカを照らす光源
からなるイルミネータと、上記視覚入力装置が出力する
画像から上記対象物の位置や姿勢を算出する計算機とを
備えた視覚センサ装置において、上記コーナーキューブ
リフレクタの反射面の有効反射領域の半径をR、上記コ
ーナーキューブリフレクタの入射面に垂直な方向の長さ
をh、使用条件下にて上記コーナーキューブリフレクタ
の入射面の法線と上記イルミネータから照射されて該コ
ーナーキューブリフレクタに入射する光とのなす角度の
最大値をθ、上記コーナーキューブリフレクタの屈折率
をnとした場合、上記コーナーキューブリフレクタの反
射面の外周付近の反射を抑えて有効反射領域を狭めるこ
とで、 【数2】 を満たしたことを特徴とする視覚センサ装置。
7. A marker using a corner cube reflector that is arranged on an object and reflects the irradiated light,
A visual input device arranged at a position facing the marker;
In the visual sensor device including an illuminator that is arranged around the visual input device and includes a light source that illuminates a marker, and a calculator that calculates the position and orientation of the object from the image output by the visual input device, the corner The radius of the effective reflection area of the reflective surface of the cube reflector is R, the length in the direction perpendicular to the incident surface of the corner cube reflector is h, and from the normal of the incident surface of the corner cube reflector and the illuminator under use conditions. When the maximum value of the angle formed by the light that is irradiated and enters the corner cube reflector is θ and the refractive index of the corner cube reflector is n, it is effective to suppress reflection near the outer periphery of the reflection surface of the corner cube reflector. By narrowing the reflection area, A visual sensor device characterized in that
【請求項8】 対象物上に配置されたマーカと、該マー
カに対向する位置に配置された視覚入力装置と、該視覚
入力装置の周辺に配置されてマーカを照らす光源からな
るイルミネータと、上記視覚入力装置が出力する画像か
ら上記対象物の位置や姿勢を算出する計算機とを備えた
視覚センサ装置において、上記マーカの周辺の対象物の
表面の法線と上記イルミネータの光源から出てマーカを
照らす光の入射方向とのなす角度を大きくしたことを特
徴とする視覚センサ装置。
8. A marker arranged on an object, a visual input device arranged at a position facing the marker, an illuminator composed of a light source arranged around the visual input device and illuminating the marker, In a visual sensor device equipped with a calculator that calculates the position and orientation of the object from the image output by the visual input device, a marker is generated from the normal line of the surface of the object around the marker and the light source of the illuminator. A visual sensor device characterized in that an angle formed by an illuminating light and an incident direction is increased.
【請求項9】 対象物上に配置されたマーカと、該マー
カに対向する位置に配置された視覚入力装置と、該視覚
入力装置の周辺に配置されてマーカを照らす光源からな
るイルミネータと、上記視覚入力装置が出力する画像か
ら上記対象物の位置や姿勢を算出する計算機とを備えた
視覚センサ装置において、上記マーカの周辺の対象物の
表面を三角波状としたことを特徴とする視覚センサ装
置。
9. A marker arranged on an object, a visual input device arranged at a position facing the marker, an illuminator composed of a light source arranged around the visual input device and illuminating the marker, A visual sensor device comprising a calculator that calculates the position and orientation of the target from an image output by a visual input device, wherein the surface of the target around the marker has a triangular wave shape. ..
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