JPH0629696B2 - 位置検出器の取付位置検出方法 - Google Patents
位置検出器の取付位置検出方法Info
- Publication number
- JPH0629696B2 JPH0629696B2 JP1069312A JP6931289A JPH0629696B2 JP H0629696 B2 JPH0629696 B2 JP H0629696B2 JP 1069312 A JP1069312 A JP 1069312A JP 6931289 A JP6931289 A JP 6931289A JP H0629696 B2 JPH0629696 B2 JP H0629696B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- camera
- television camera
- striped pattern
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- detected value
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、テレビカメラを用いた位置検出器に適用され
る位置検出器の取付位置検出方法に関する。
る位置検出器の取付位置検出方法に関する。
従来の、あらかじめ定められた位置に置かれた縞模様の
板から得られる画像信号をもとにテレビカメラの取付位
置及び傾き角を求める方法としては、既に出願済の昭和
６３年特許願第２５８７８２号「テレビカメラによる位
置検出方法」がある。この方法では、縞模様を描いた板
の縞模様の境界部の検出値（テレビカメラの受光素子数
によつて表わされるもの）をもとに計算により求められ
た境界部の位置座標とあらかじめ精密に計測された境界
部の位置座標との誤差が最小となるように、すなわち次
式(1)に示す評価関数Q2が最小となるように、カメラの
取付位置及びカメラの傾き角を決定していた。
板から得られる画像信号をもとにテレビカメラの取付位
置及び傾き角を求める方法としては、既に出願済の昭和
６３年特許願第２５８７８２号「テレビカメラによる位
置検出方法」がある。この方法では、縞模様を描いた板
の縞模様の境界部の検出値（テレビカメラの受光素子数
によつて表わされるもの）をもとに計算により求められ
た境界部の位置座標とあらかじめ精密に計測された境界
部の位置座標との誤差が最小となるように、すなわち次
式(1)に示す評価関数Q2が最小となるように、カメラの
取付位置及びカメラの傾き角を決定していた。
たゞしＭ；縞模様の境界線番号 Rj；基準位置より第ｊ番目の境界線までの計測された長
さｊ ；第ｊ番目の境界線のテレビカメラによる検出値 ｘ；基準位置を基準とした縞模様と直角方向のカメラの
座標値 ｙ；基準位置を基準とした高さ方向のカメラの座標値 α；カメラの傾き角 f(xj,x,y,α)；検出値xjを用い基準位置より第ｊ番目の
境界線までの長さを表わす関数 である。
さｊ ；第ｊ番目の境界線のテレビカメラによる検出値 ｘ；基準位置を基準とした縞模様と直角方向のカメラの
座標値 ｙ；基準位置を基準とした高さ方向のカメラの座標値 α；カメラの傾き角 f(xj,x,y,α)；検出値xjを用い基準位置より第ｊ番目の
境界線までの長さを表わす関数 である。
本出願の先願に関わる方法において、正確な検出値が得
られればカメラの取付位置ｘ，ｙ及び傾き角αは、３点
の縞模様の境界線の位置を計測することにより求まる。
しかしながら、実際に用いるテレビカメラによつて得ら
れる検出値は離散値であり、どんなに精度良く計測して
も±0.５画素分の誤差が発生する。また、信号ノイズの
影響もあり、さらに誤差は大きくなる。したがつて、従
来は多数の輝度が変わる点の位置を計測し、Q2という評
価関数を最小とするような方法でｘ，ｙ，αを求めてい
た。しかしながら、この方法では基準として用いる板の
縞模様の数を多くとる必要がある。ところが、一方では
縞模様の境界線の位置を検出するために縞模様の幅をあ
る一定以上とする必要があるため、縞模様の帯の個数も
制限され、いたずらに輝度の変る点を増やすことができ
ないために、精度良くテレビカメラの取付位置及び傾き
角が求まらないという課題があつた。
られればカメラの取付位置ｘ，ｙ及び傾き角αは、３点
の縞模様の境界線の位置を計測することにより求まる。
しかしながら、実際に用いるテレビカメラによつて得ら
れる検出値は離散値であり、どんなに精度良く計測して
も±0.５画素分の誤差が発生する。また、信号ノイズの
影響もあり、さらに誤差は大きくなる。したがつて、従
来は多数の輝度が変わる点の位置を計測し、Q2という評
価関数を最小とするような方法でｘ，ｙ，αを求めてい
た。しかしながら、この方法では基準として用いる板の
縞模様の数を多くとる必要がある。ところが、一方では
縞模様の境界線の位置を検出するために縞模様の幅をあ
る一定以上とする必要があるため、縞模様の帯の個数も
制限され、いたずらに輝度の変る点を増やすことができ
ないために、精度良くテレビカメラの取付位置及び傾き
角が求まらないという課題があつた。
本発明は上記の課題を解決しようとするものである。
本発明のテレビカメラを用いた位置検出器の取付位置検
出方法においては、縞模様を有する校正用板を同縞模様
が上記テレビカメラに向つて直角となるようにテレビカ
メラの視野内に水平に配設し、上記テレビカメラの下方
の校正用板と同一平面内に設定した基準位置より上記縞
模様のそれぞれの境界線までの長さを計測し、上記テレ
ビカメラが上記縞模様を受像してそれぞれ境界線を表わ
す検出値信号を出力し、位置演算器が上記検出値信号を
入力して次式に示す評価関数Q1を求め たゞしＭ；縞模様の境界線番号 Ｎ；検出値がばらつく画素数 Rj；基準位置より第ｊ番目の境界線までの計測された長
さｊ ；第ｊ番目の境界線のテレビカメラによる検出値 ｘ；基準位置を基準とした縞模様と直角方向のカメラの
座標値 ｙ；基準位置を基準とした高さ方向のカメラの座標値 α；カメラの傾き角 f(xj,x,y,α)；検出値xjを用い基準位置より第ｊ番目の
境界線までの長さを表わす関数 上記評価関数Q1を最小とするテレビカメラの取付位置の
座標値ｘ，ｙ及び傾き角αを演算することを特徴として
いる。
出方法においては、縞模様を有する校正用板を同縞模様
が上記テレビカメラに向つて直角となるようにテレビカ
メラの視野内に水平に配設し、上記テレビカメラの下方
の校正用板と同一平面内に設定した基準位置より上記縞
模様のそれぞれの境界線までの長さを計測し、上記テレ
ビカメラが上記縞模様を受像してそれぞれ境界線を表わ
す検出値信号を出力し、位置演算器が上記検出値信号を
入力して次式に示す評価関数Q1を求め たゞしＭ；縞模様の境界線番号 Ｎ；検出値がばらつく画素数 Rj；基準位置より第ｊ番目の境界線までの計測された長
さｊ ；第ｊ番目の境界線のテレビカメラによる検出値 ｘ；基準位置を基準とした縞模様と直角方向のカメラの
座標値 ｙ；基準位置を基準とした高さ方向のカメラの座標値 α；カメラの傾き角 f(xj,x,y,α)；検出値xjを用い基準位置より第ｊ番目の
境界線までの長さを表わす関数 上記評価関数Q1を最小とするテレビカメラの取付位置の
座標値ｘ，ｙ及び傾き角αを演算することを特徴として
いる。
上記において、縞模様がテレビカメラに向つて直角とな
るように校正用板をテレビカメラの視野内に水平に配設
し、上記テレビカメラの下方の校正用板と同一平面内に
設定された基準位置より上記縞模様のそれぞれの境界線
までの長さを精密に測定する。
るように校正用板をテレビカメラの視野内に水平に配設
し、上記テレビカメラの下方の校正用板と同一平面内に
設定された基準位置より上記縞模様のそれぞれの境界線
までの長さを精密に測定する。
上記測定後、上記テレビカメラにより校正用板の縞模様
を受像し、上記テレビカメラは受光面の一端から縞模様
のそれぞれの境界線の受光部までの間に存在する受光素
子の数によつて表わされる検出値信号を出力する。
を受像し、上記テレビカメラは受光面の一端から縞模様
のそれぞれの境界線の受光部までの間に存在する受光素
子の数によつて表わされる検出値信号を出力する。
上記検出値信号は位置演算器に入力され、同位置演算器
は、上記検出値が一定の画素数の範囲でばらつくものと
して評価関数を求め、同評価関数を最小とするテレビカ
メラの取付位置の座標値ｘ，ｙ及び傾き角αを演算す
る。
は、上記検出値が一定の画素数の範囲でばらつくものと
して評価関数を求め、同評価関数を最小とするテレビカ
メラの取付位置の座標値ｘ，ｙ及び傾き角αを演算す
る。
上記により、テレビカメラによる検出値を真の値に対す
るばらつきを考慮したものとして取付位置及び傾き角を
求めるため、位置検出器であるテレビカメラの取付位置
及び傾き角を少ない縞数で精度よく求めることができる
ようになつた。
るばらつきを考慮したものとして取付位置及び傾き角を
求めるため、位置検出器であるテレビカメラの取付位置
及び傾き角を少ない縞数で精度よく求めることができる
ようになつた。
本発明の一実施例を第１図及び第２図に示す。
第１図及び第２図に示す本実施例に用いる装置は、位置
検出を行うテレビカメラ（電荷結合素子カメラ）１、同
テレビカメラ１が映像を入力するように配設され縞模様
を有する校正用板２、および上記テレビカメラ１より電
線３を介して検出値信号を入力して上記テレビカメラ１
の取付位置を演算する位置演算器４を備えている。
検出を行うテレビカメラ（電荷結合素子カメラ）１、同
テレビカメラ１が映像を入力するように配設され縞模様
を有する校正用板２、および上記テレビカメラ１より電
線３を介して検出値信号を入力して上記テレビカメラ１
の取付位置を演算する位置演算器４を備えている。
上記において、テレビカメラ１と校正用板２は、第２図
に示すように基準位置Ｐと同基準位置Ｐを通るＸ軸，Ｙ
軸，Ｚ軸を仮定した空間に配設される。即ち、校正用板
２はＸＺ平面（水平面）上に置かれ、同校正用板２の縞
はＹＺ平面に対して平行に描かれており、テレビカメラ
１はＹ軸の上方に配設され上記校正用板２の方向に向け
られている。上記テレビカメラ１は予め取り付けられて
おり、上記校正用板２はテレビカメラ１に対して上記の
関係の位置に配設された後、上記基準位置Ｐより縞模様
のそれぞれの境界線上の点Pj(j＝1,2,…,8)までの長さP
j(j＝1,2,…,8)が精密に測定される。
に示すように基準位置Ｐと同基準位置Ｐを通るＸ軸，Ｙ
軸，Ｚ軸を仮定した空間に配設される。即ち、校正用板
２はＸＺ平面（水平面）上に置かれ、同校正用板２の縞
はＹＺ平面に対して平行に描かれており、テレビカメラ
１はＹ軸の上方に配設され上記校正用板２の方向に向け
られている。上記テレビカメラ１は予め取り付けられて
おり、上記校正用板２はテレビカメラ１に対して上記の
関係の位置に配設された後、上記基準位置Ｐより縞模様
のそれぞれの境界線上の点Pj(j＝1,2,…,8)までの長さP
j(j＝1,2,…,8)が精密に測定される。
上記テレビカメラ１の位置座標を（ｘ，ｙ）とし傾き角
をαとすると、上記点Pjまでの長さRjは、上記ｘ，ｙ，
αを用い次式(2)によつて表わされる。
をαとすると、上記点Pjまでの長さRjは、上記ｘ，ｙ，
αを用い次式(2)によつて表わされる。
Rj＝x+ytan(α−θｊ） (2) こゝで、θｊはテレビカメラ１の視野の中心であるカメ
ラ基準軸Ｓからの点Pjの視野角である。
ラ基準軸Ｓからの点Pjの視野角である。
上記テレビカメラ１は第３図に示すように受光面Ａに受
光素子が配設されており、テレビカメラ１の全視野角θ
maxに対応する受光面Ａの全域に配設された全受光素子
数をXmaxとし、視野角θｊに対応する受光面の右端のＭ
からQjの間の受光素子数をｊ（これを検出値という）
とすると、次式(3)が成立する 上記テレビカメラ１は校正用板２の映像を受像し、各点
Pjの検出値ｊ信号を位置演算器４へ送る。
光素子が配設されており、テレビカメラ１の全視野角θ
maxに対応する受光面Ａの全域に配設された全受光素子
数をXmaxとし、視野角θｊに対応する受光面の右端のＭ
からQjの間の受光素子数をｊ（これを検出値という）
とすると、次式(3)が成立する 上記テレビカメラ１は校正用板２の映像を受像し、各点
Pjの検出値ｊ信号を位置演算器４へ送る。
上記位置演算器４においては、上記検出値ｊは正しい
受光素子数から±Ｎ個の画素数の範囲でばらついている
ものとして、上記式(2)と同様な関数f(j+i,y,α)を作
り、次式(3)に示す評価関数Q1を最小とするｘ，ｙ，α
を求める 上記により、テレビカメラによる検出値を真の値に対す
るばらつきを考慮したものとして取付位置及び傾き角を
求めるため、位置検出器であるテレビカメラの取付位置
及び傾き角を少ない縞数で精度よく求めることができる
ようになつた。
受光素子数から±Ｎ個の画素数の範囲でばらついている
ものとして、上記式(2)と同様な関数f(j+i,y,α)を作
り、次式(3)に示す評価関数Q1を最小とするｘ，ｙ，α
を求める 上記により、テレビカメラによる検出値を真の値に対す
るばらつきを考慮したものとして取付位置及び傾き角を
求めるため、位置検出器であるテレビカメラの取付位置
及び傾き角を少ない縞数で精度よく求めることができる
ようになつた。
本発明の取付位置検出方法は、縞模様がテレビカメラに
向つて直角となるように校正用板を配設し、基準位置よ
り縞模様のそれぞれの境界線までの長さを計測し、上記
テレビカメラが上記縞模様を受像してそれぞれの境界線
を表わす検出値信号を出力し、同信号を位置演算器が入
力し上記検出値を一定の画素数の範囲でばらつかせ評価
関数を求め同評価関数を最小とするテレビカメラの取付
位置及び傾き角を演算することによつて、テレビカメラ
による検出位置を真の値に対するばらつきを考慮したも
のとして取付位置及び傾き角を求めるため、位置検出器
であるテレビカメラの取付位置及び傾き角を少ない縞数
で精度よく求めることができるようになつた。
向つて直角となるように校正用板を配設し、基準位置よ
り縞模様のそれぞれの境界線までの長さを計測し、上記
テレビカメラが上記縞模様を受像してそれぞれの境界線
を表わす検出値信号を出力し、同信号を位置演算器が入
力し上記検出値を一定の画素数の範囲でばらつかせ評価
関数を求め同評価関数を最小とするテレビカメラの取付
位置及び傾き角を演算することによつて、テレビカメラ
による検出位置を真の値に対するばらつきを考慮したも
のとして取付位置及び傾き角を求めるため、位置検出器
であるテレビカメラの取付位置及び傾き角を少ない縞数
で精度よく求めることができるようになつた。
第１図は本発明の一実施例に用いる装置の説明図、第２
図は上記一実施例の方法の説明図、第３図は上記一実施
例に用いるテレビカメラの説明図である。 １…テレビカメラ、２…校正用板、３…電線、４…位置
演算器。
図は上記一実施例の方法の説明図、第３図は上記一実施
例に用いるテレビカメラの説明図である。 １…テレビカメラ、２…校正用板、３…電線、４…位置
演算器。
Claims (1)
- 【請求項１】テレビカメラを用いた位置検出器におい
て、縞模様を有する校正用板を同縞模様が上記テレビカ
メラに向つて直角となるようにテレビカメラの視野内に
水平に配設し、上記テレビカメラの下方の校正用板と同
一平面内に設定した基準位置より上記縞模様のそれぞれ
の境界線までの長さを計測し、上記テレビカメラが上記
縞模様を受像してそれぞれ境界線を表わす検出値信号を
出力し、位置演算器が上記検出値信号を入力して次式に
示す評価関数Q1を求め たゞしＭ；縞模様の境界線番号 Ｎ；検出値がばらつく画素数 Rj；基準位置より第ｊ番目の境界線までの計測された長
さｊ ；第ｊ番目の境界線のテレビカメラによる検出値 ｘ；基準位置を基準とした縞模様と直角方向のカメラの
座標値 ｙ；基準位置を基準とした高さ方向のカメラの座標値 α；カメラの傾き角 f(xj,x,y,α)；検出値xjを用い基準位置より第ｊ番目の
境界線までの長さを表わす関数 上記評価関数Q1を最小とするテレビカメラの取付位置の
座標値ｘ，ｙ及び傾き角αを演算することを特徴とする
位置検出器の取付位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1069312A JPH0629696B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 位置検出器の取付位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1069312A JPH0629696B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 位置検出器の取付位置検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02248805A JPH02248805A (ja) | 1990-10-04 |
| JPH0629696B2 true JPH0629696B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=13398919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1069312A Expired - Lifetime JPH0629696B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 位置検出器の取付位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629696B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2569397B2 (ja) * | 1993-03-01 | 1997-01-08 | 株式会社ひさや | ステレオ写真法による形状計測方法及び装置 |
| JP5418176B2 (ja) * | 2009-01-22 | 2014-02-19 | 株式会社明電舎 | パンタグラフ高さ測定装置及びそのキャリブレーション方法 |
| US11391565B2 (en) | 2016-12-12 | 2022-07-19 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Marker and marker manufacturing method |
| CN117168333B (zh) * | 2023-10-24 | 2024-01-16 | 湘潭大学 | 基于机器视觉的轴类机械零件测量设备 |
-
1989
- 1989-03-23 JP JP1069312A patent/JPH0629696B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02248805A (ja) | 1990-10-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080420 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090420 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |