JPH06307842A - 物体の位置検出方法及びその装置 - Google Patents
物体の位置検出方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH06307842A JPH06307842A JP9397493A JP9397493A JPH06307842A JP H06307842 A JPH06307842 A JP H06307842A JP 9397493 A JP9397493 A JP 9397493A JP 9397493 A JP9397493 A JP 9397493A JP H06307842 A JPH06307842 A JP H06307842A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plane
- planes
- points
- coordinates
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定誤差の累積を生じることなく物体の位置
及び姿勢を精度よく検出し得る物体の位置検出方法及び
その装置。 【構成】 この装置Ａは，互いに直交する三平面を有す
る物体Ｗの各平面についてそれぞれ少なくとも２点の空
間座標を測定する距離センサＳ00〜Ｓ21により得られた
測定値に基づいて物体Ｗの位置・姿勢を演算するように
構成されている。上記構成により，測定誤差の累積を生
じることなく，物体の位置及び姿勢を精度良く検出でき
る。
及び姿勢を精度よく検出し得る物体の位置検出方法及び
その装置。 【構成】 この装置Ａは，互いに直交する三平面を有す
る物体Ｗの各平面についてそれぞれ少なくとも２点の空
間座標を測定する距離センサＳ00〜Ｓ21により得られた
測定値に基づいて物体Ｗの位置・姿勢を演算するように
構成されている。上記構成により，測定誤差の累積を生
じることなく，物体の位置及び姿勢を精度良く検出でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，物体の位置検出方法及
びその装置に係り，詳しくは直交する三平面を有する物
体の位置・姿勢を検出する方法及びその装置に関するも
のである。
びその装置に係り，詳しくは直交する三平面を有する物
体の位置・姿勢を検出する方法及びその装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】産業用ロボットなどでワークに作業を施
す場合，ワークの位置・姿勢の基準位置（教示位置等）
からのズレを何らかの方法で検出し，ロボットの手先位
置を修正してやる必要がある。特殊な検出器を用いない
でこのズレを検出し得る方法が特開平１−２８０２０８
号に開示されている。図５は従来の物体の位置検出方法
における距離センサの配置を主体とした説明図，図６は
従来の物体の位置検出方法を適用した装置Ａ０の一例に
おける概略構成を示すブロック図である。図５に示す如
く，従来の物体の位置検出方法では先ず互いに直交する
三平面Ｆ，Ｇ，Ｈに対向して距離センサをそれぞれ３個
（記号１１，１２，１３），２個（記号２１，２２），
１個（記号３１）配置する。これらの距離センサの測定
値から，三平面の未知パラメータ（３個×３平面）を求
める。すなわち平面Ｆの未知パラメータは３個の距離セ
ンサの測定値から求められる。平面Ｇのパラメータは２
個の距離センサの測定値及び平面ＦとＧとの直交性から
求められる。同様に，平面Ｈのパラメータは１個の距離
センサの測定値，平面ＦとＨとの直交性及び平面ＧとＨ
との直交性より求めることができる。得られた各平面の
パラメータより物体の位置を求めることができる。図６
はこの方法を用いた従来の装置Ａ０の構成を示すもので
あり，従来はこれにより特殊な検出器を用いることなく
物体の位置を検出することができた。
す場合，ワークの位置・姿勢の基準位置（教示位置等）
からのズレを何らかの方法で検出し，ロボットの手先位
置を修正してやる必要がある。特殊な検出器を用いない
でこのズレを検出し得る方法が特開平１−２８０２０８
号に開示されている。図５は従来の物体の位置検出方法
における距離センサの配置を主体とした説明図，図６は
従来の物体の位置検出方法を適用した装置Ａ０の一例に
おける概略構成を示すブロック図である。図５に示す如
く，従来の物体の位置検出方法では先ず互いに直交する
三平面Ｆ，Ｇ，Ｈに対向して距離センサをそれぞれ３個
（記号１１，１２，１３），２個（記号２１，２２），
１個（記号３１）配置する。これらの距離センサの測定
値から，三平面の未知パラメータ（３個×３平面）を求
める。すなわち平面Ｆの未知パラメータは３個の距離セ
ンサの測定値から求められる。平面Ｇのパラメータは２
個の距離センサの測定値及び平面ＦとＧとの直交性から
求められる。同様に，平面Ｈのパラメータは１個の距離
センサの測定値，平面ＦとＨとの直交性及び平面ＧとＨ
との直交性より求めることができる。得られた各平面の
パラメータより物体の位置を求めることができる。図６
はこの方法を用いた従来の装置Ａ０の構成を示すもので
あり，従来はこれにより特殊な検出器を用いることなく
物体の位置を検出することができた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
物体の位置検出方法及び装置Ａ０では，平面Ｆでの計算
結果を平面Ｇへの計算に用い，更にその計算結果を用い
て平面Ｆのパラメータを求めている。従って，距離サン
サの測定誤差が累積し，位置検出の精度が低下しやすい
といった問題があった。本発明は，このような従来の技
術における課題を解決するために，物体の位置検出方法
及びその装置を改良し，距離センサの測定誤差の累積を
生じることなく物体の位置及び姿勢を精度良く検出し得
る物体の位置検出方法及びその装置を提供することを目
的とするものである。
物体の位置検出方法及び装置Ａ０では，平面Ｆでの計算
結果を平面Ｇへの計算に用い，更にその計算結果を用い
て平面Ｆのパラメータを求めている。従って，距離サン
サの測定誤差が累積し，位置検出の精度が低下しやすい
といった問題があった。本発明は，このような従来の技
術における課題を解決するために，物体の位置検出方法
及びその装置を改良し，距離センサの測定誤差の累積を
生じることなく物体の位置及び姿勢を精度良く検出し得
る物体の位置検出方法及びその装置を提供することを目
的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に，本発明が採用する主たる手段は，その要旨とすると
ころが，互いに直交する三平面を有する物体の各平面の
空間座標を測定して該物体の位置を検出する物体の位置
検出方法において，上記各平面についてそれぞれ少なく
とも２点の空間座標を測定し，上記測定された空間座標
に基づいて上記物体の位置を演算してなることを特徴と
する物体の位置検出方法である。また，互いに直交する
三平面を有する物体の各平面の空間座標を測定して該物
体の位置を検出する物体の位置検出装置において，上記
各平面についてそれぞれ少なくとも２点の空間座標を測
定する測定手段と，上記測定手段により測定された空間
座標に基づいて上記物体の位置を演算する演算手段とを
具備してなることを特徴とする物体の位置検出装置であ
る。
に，本発明が採用する主たる手段は，その要旨とすると
ころが，互いに直交する三平面を有する物体の各平面の
空間座標を測定して該物体の位置を検出する物体の位置
検出方法において，上記各平面についてそれぞれ少なく
とも２点の空間座標を測定し，上記測定された空間座標
に基づいて上記物体の位置を演算してなることを特徴と
する物体の位置検出方法である。また，互いに直交する
三平面を有する物体の各平面の空間座標を測定して該物
体の位置を検出する物体の位置検出装置において，上記
各平面についてそれぞれ少なくとも２点の空間座標を測
定する測定手段と，上記測定手段により測定された空間
座標に基づいて上記物体の位置を演算する演算手段とを
具備してなることを特徴とする物体の位置検出装置であ
る。
【０００５】
【作用】本発明によれば，互いに直交する三平面を有す
る物体の各平面の空間座標を測定して該物体の位置を検
出する際に，上記各平面についてそれぞれ少なくとも２
点の空間座標が測定される。上記測定された空間座標に
基づいて上記物体の位置が演算される。このように各平
面について測定された少なくとも６点のデータを用いて
一連の方程式を解くことにより物体の位置を演算するも
のであるため，従来例のような誤差の累積を生じること
がなくなり，物体の位置及び姿勢を精度良く検出し得る
物体の位置検出方法及びその装置とすることができる。
る物体の各平面の空間座標を測定して該物体の位置を検
出する際に，上記各平面についてそれぞれ少なくとも２
点の空間座標が測定される。上記測定された空間座標に
基づいて上記物体の位置が演算される。このように各平
面について測定された少なくとも６点のデータを用いて
一連の方程式を解くことにより物体の位置を演算するも
のであるため，従来例のような誤差の累積を生じること
がなくなり，物体の位置及び姿勢を精度良く検出し得る
物体の位置検出方法及びその装置とすることができる。
【０００６】
【実施例】以下添付図面を参照して，本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明
の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここに，
図１は本発明の一実施例に係る物体の位置検出方法にお
ける距離センサの配置を主体とした説明図，図２は座標
系と物体との関係を示す説明図，図３は物体の位置検出
方法を適用した装置Ａの概略構成を示すブロック図，図
４は物体の位置検出装置Ａの応用例を示すブロック図で
ある。本実施例に係る物体の位置検出方法は，図１に示
す如く互いに直交する三平面０，１，２を有する物体Ｗ
の各平面の空間座標を測定してこの物体の位置を検出す
る点で従来例と同様である。しかし，本実施例では各平
面についてそれぞれ少なくとも２点の空間座標を距離セ
ンサＳ00〜Ｓ21により測定し，測定された空間座標に基
づいて物体の位置を演算するように構成されている点で
従来例と異なる。この検出方法の原理は以下の通りであ
る。図２に示すように，互いに直交する三平面０，１，
２を有する物体Ｗを基準座標系Σo で記述される空間上
に載置する。又，物体Ｗ上にワーク座標系Σw を設定す
る。ワーク座標系ΣW は, そのＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向が
それぞれ三平面の法線ベクトル方向と一致し，また三平
面の交点と座標原点とが一致するように置くことにす
る。ここで，物体Ｗの位置，姿勢とは基準座標系Σo か
ら見たワーク座標系Σw の位置，姿勢を表すものとす
る。本方法は，上記のように定義される物体Ｗの位置，
姿勢を平面０上の２点（ｘ00ｙ00ｚ00）（ｘ01ｙ
01ｚ01），平面１上の２点（ｘ10ｙ10ｚ10），（ｘ11ｙ
11ｚ11），平面２上の２点（ｘ20ｙ20ｚ20），（ｘ21ｙ
21ｚ21）を測定し，これら合計６個の測定値と三平面の
パラメータ間の関係から連立される非線型連立方程式を
解くことにより物体Ｗの位置を検出するものである。以
下，本方法をさらに詳しく説明する。
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発明
の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここに，
図１は本発明の一実施例に係る物体の位置検出方法にお
ける距離センサの配置を主体とした説明図，図２は座標
系と物体との関係を示す説明図，図３は物体の位置検出
方法を適用した装置Ａの概略構成を示すブロック図，図
４は物体の位置検出装置Ａの応用例を示すブロック図で
ある。本実施例に係る物体の位置検出方法は，図１に示
す如く互いに直交する三平面０，１，２を有する物体Ｗ
の各平面の空間座標を測定してこの物体の位置を検出す
る点で従来例と同様である。しかし，本実施例では各平
面についてそれぞれ少なくとも２点の空間座標を距離セ
ンサＳ00〜Ｓ21により測定し，測定された空間座標に基
づいて物体の位置を演算するように構成されている点で
従来例と異なる。この検出方法の原理は以下の通りであ
る。図２に示すように，互いに直交する三平面０，１，
２を有する物体Ｗを基準座標系Σo で記述される空間上
に載置する。又，物体Ｗ上にワーク座標系Σw を設定す
る。ワーク座標系ΣW は, そのＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向が
それぞれ三平面の法線ベクトル方向と一致し，また三平
面の交点と座標原点とが一致するように置くことにす
る。ここで，物体Ｗの位置，姿勢とは基準座標系Σo か
ら見たワーク座標系Σw の位置，姿勢を表すものとす
る。本方法は，上記のように定義される物体Ｗの位置，
姿勢を平面０上の２点（ｘ00ｙ00ｚ00）（ｘ01ｙ
01ｚ01），平面１上の２点（ｘ10ｙ10ｚ10），（ｘ11ｙ
11ｚ11），平面２上の２点（ｘ20ｙ20ｚ20），（ｘ21ｙ
21ｚ21）を測定し，これら合計６個の測定値と三平面の
パラメータ間の関係から連立される非線型連立方程式を
解くことにより物体Ｗの位置を検出するものである。以
下，本方法をさらに詳しく説明する。
【０００７】上記図１に示したように平面ｉ（ｉ＝０，
１，２）までの距離を測定する距離センサＳij（ｉ＝
０，１，２；ｊ＝０，１）を配置する。図中，各平面に
対向して２個づつの距離センサが配置されているが，精
度を上げる為，必要に応じて３個以上の距離センサをお
いても構わない。これらの距離センサについて次のパラ
メータが既知であるとする。 ・距離センサＳijの基準座標Σ0 上での位置…（ｘSij
ｙsij ｚsij ） ・距離センサＳijの基準座標Σ0 上での測定方向…（ｘ
cij ｙcij ｚcij ） （単位ベクトル） ・距離センサＳijの測定値…ｄij これらのパラメータより，距離センサＳijによって測定
される平面ｉ上の点の基準座標Σo での座標（ｘij ｙ
ij ｚij）は以下の式で表される。
１，２）までの距離を測定する距離センサＳij（ｉ＝
０，１，２；ｊ＝０，１）を配置する。図中，各平面に
対向して２個づつの距離センサが配置されているが，精
度を上げる為，必要に応じて３個以上の距離センサをお
いても構わない。これらの距離センサについて次のパラ
メータが既知であるとする。 ・距離センサＳijの基準座標Σ0 上での位置…（ｘSij
ｙsij ｚsij ） ・距離センサＳijの基準座標Σ0 上での測定方向…（ｘ
cij ｙcij ｚcij ） （単位ベクトル） ・距離センサＳijの測定値…ｄij これらのパラメータより，距離センサＳijによって測定
される平面ｉ上の点の基準座標Σo での座標（ｘij ｙ
ij ｚij）は以下の式で表される。
【数１】 平面ｉの法線ベクトル（ａi ｂi ｃi ）と座標（ｘ
ij ｙij ｚij）との関係は，三平面の方程式と法線ベ
クトルの直交性より以下の９つの式により表現される
（ただし，三平面は基準座標Σ0 の原点を通らないもの
とする）。 〔平面０〕 ａ0 ・ｘ00＋ｂ0 ・ｙ00＋ｃ0 ・ｚ00−１＝０ ａ0 ・ｘ01＋ｂ0 ・ｙ01＋ｃ0 ・ｚ01−１＝０ 〔平面１〕 ａ1 ・ｘ10＋ｂ1 ・ｙ10＋ｃ1 ・ｚ10−１＝０ ａ1 ・ｘ11＋ｂ1 ・ｙ11＋ｃ1 ・ｚ11−１＝０ 〔平面２〕 ａ2 ・ｘ20＋ｂ2 ・ｙ20＋ｃ2 ・ｚ20−１＝０ ａ2 ・ｘ21＋ｂ2 ・ｙ21＋ｃ2 ・ｚ21−１＝０ 〔直行性〕 ａ0 ・ａ1 ＋ｂ0 ・ｂ1 ＋ｃ0 ・ｃ1 ＝０ ａ1 ・ａ2 ＋ｂ1 ・ｂ2 ＋ｃ1 ・ｃ2 ＝０ ａ2 ・ａ0 ＋ｂ2 ・ｂ0 ＋ｃ2 ・ｃ0 ＝０ …（２） 座標（ｘij ｙij ｚij）は式（１）より求められるた
め，式（２）の非線形連立方程式を解くことにより法線
ベクトル（ａi ｂi ｃi ）が求められる。物体の位
置，姿勢はこの法線ベクトル（ａi ｂi ｃi ）より
求められる。以下にその計算の一例を示す。
ij ｙij ｚij）との関係は，三平面の方程式と法線ベ
クトルの直交性より以下の９つの式により表現される
（ただし，三平面は基準座標Σ0 の原点を通らないもの
とする）。 〔平面０〕 ａ0 ・ｘ00＋ｂ0 ・ｙ00＋ｃ0 ・ｚ00−１＝０ ａ0 ・ｘ01＋ｂ0 ・ｙ01＋ｃ0 ・ｚ01−１＝０ 〔平面１〕 ａ1 ・ｘ10＋ｂ1 ・ｙ10＋ｃ1 ・ｚ10−１＝０ ａ1 ・ｘ11＋ｂ1 ・ｙ11＋ｃ1 ・ｚ11−１＝０ 〔平面２〕 ａ2 ・ｘ20＋ｂ2 ・ｙ20＋ｃ2 ・ｚ20−１＝０ ａ2 ・ｘ21＋ｂ2 ・ｙ21＋ｃ2 ・ｚ21−１＝０ 〔直行性〕 ａ0 ・ａ1 ＋ｂ0 ・ｂ1 ＋ｃ0 ・ｃ1 ＝０ ａ1 ・ａ2 ＋ｂ1 ・ｂ2 ＋ｃ1 ・ｃ2 ＝０ ａ2 ・ａ0 ＋ｂ2 ・ｂ0 ＋ｃ2 ・ｃ0 ＝０ …（２） 座標（ｘij ｙij ｚij）は式（１）より求められるた
め，式（２）の非線形連立方程式を解くことにより法線
ベクトル（ａi ｂi ｃi ）が求められる。物体の位
置，姿勢はこの法線ベクトル（ａi ｂi ｃi ）より
求められる。以下にその計算の一例を示す。
【０００８】まず，法線ベクトル（ａi ｂi ｃi ）
を次のように正規化する。
を次のように正規化する。
【数２】 この正規化された法線ベクトルｅ0 ，ｅ1 ，ｅ2 が物体
Ｗの移動により変化した時のそれぞれの法線ベクトルｅ
0 ′，ｅ1 ′，ｅ2 ′への変換行列は次式で表される。
Ｗの移動により変化した時のそれぞれの法線ベクトルｅ
0 ′，ｅ1 ′，ｅ2 ′への変換行列は次式で表される。
【数３】 上記式（４）は，物体Ｗの姿勢変化を表す回転マトリッ
クスである。これより実際の回転角を求めるために式
（４）を次のように表現する。
クスである。これより実際の回転角を求めるために式
（４）を次のように表現する。
【数４】 この時，ＸＹＺ固定角のＺ軸Ｙ軸Ｘ軸回りの回転角α，
β，γは次式で表される。
β，γは次式で表される。
【数５】 また，物体Ｗの位置（ｄｘ ｄｙ ｄｚ）は次式で表さ
れる。即ち，
れる。即ち，
【数６】 より，
【数７】 上記式（２）は非線形連立方程式なので，解析的に法線
ベクトル（ａi ｂiｃi ）を求めることができない。
よって，法線ベクトル（ａi ｂi ｃi ）を求めるに
は逐次２分法や線形逆補間法などの反復法を用いる必要
がある。ここでは，比較的収束時間の短い反復法として
知られているニュートン法のアルゴリズムを用いる。ま
ず式（２）をまとめて次式で表す。
ベクトル（ａi ｂiｃi ）を求めることができない。
よって，法線ベクトル（ａi ｂi ｃi ）を求めるに
は逐次２分法や線形逆補間法などの反復法を用いる必要
がある。ここでは，比較的収束時間の短い反復法として
知られているニュートン法のアルゴリズムを用いる。ま
ず式（２）をまとめて次式で表す。
【０００９】 Ｆ（ｐ）＝０ …（９） ただし， Ｆ＝〔ｆ0 ｆ1 …ｆ8 〕T ｆ0 ＝ａ0 ・ｘ00＋ｂ0 ・ｙ00＋ｃ0 ・ｚ00−１ ｆ1 ＝ａ0 ・ｘ01＋ｂ0 ・ｙ01＋ｃ0 ・ｚ01−１ ｆ2 ＝ａ1 ・ｘ10＋ｂ1 ・ｙ10＋ｃ1 ・ｚ10−１ ｆ3 ＝ａ1 ・ｘ11＋ｂ1 ・ｙ11＋ｃ1 ・ｚ11−１ ｆ4 ＝ａ2 ・ｘ20＋ｂ2 ・ｙ20＋ｃ2 ・ｚ20−１ ｆ5 ＝ａ2 ・ｘ21＋ｂ2 ・ｙ21＋ｃ2 ・ｚ21−１ ｆ6 ＝ａ0 ・ａ1 ＋ｂ0 ・ｂ1 ＋ｃ0 ・ｃ1 ｆ7 ＝ａ1 ・ａ2 ＋ｂ1 ・ｂ2 ＋ｃ1 ・ｃ2 ｆ8 ＝ａ2 ・ａ0 ＋ｂ2 ・ｂ0 ＋ｃ2 ・ｃ0 ｐ＝〔ａ0 ｂ0 ｃ0 ａ1 ｂ1 ｃ1 ａ2 ｂ2 ｃ2 〕T である。これらのヤコビ行列を計算すると，以下の式が
成立する。
成立する。
【数８】 これに適当な初期値ｐ0 を与え，反復計算を行えば上記
ｐの解を求めることができる。
ｐの解を求めることができる。
【数９】 ここで，ｐK は反復回数ｋ番目のｐである。距離センサ
を６個以上配置する場合は式（１０）が正方行列となら
ないが，次式にて計算すればよい。
を６個以上配置する場合は式（１０）が正方行列となら
ないが，次式にて計算すればよい。
【数１０】 ここで（ ）+ は擬似逆行列を表す記号である。このよ
うにして求められた上記ｐの解を用いて法線ベクトル
（ａi ｂi ｃi ）を求めることができる。従って，この
法線ベクトル（ａi ｂi ｃi ）を用いて物体Ｗの位置
（ｄｘ ｄｙ ｄｚ）を求めることができる。
うにして求められた上記ｐの解を用いて法線ベクトル
（ａi ｂi ｃi ）を求めることができる。従って，この
法線ベクトル（ａi ｂi ｃi ）を用いて物体Ｗの位置
（ｄｘ ｄｙ ｄｚ）を求めることができる。
【００１０】次に，この方法の実施に用いられる物体の
位置検出装置Ａについて述べる。図３に示す如く，距離
センサＳ00〜Ｓ21により得られた測定値は，センサパラ
メータ記憶装置１に記憶された距離センサの位置・方向
に基づき上記式（１）を用いて測定値演算器２によっ
て，三平面上の座標値が演算される（距離センサＳ 00〜
Ｓ21，センサパラメータ記憶装置１及び測定値演算器２
が測定手段に相当）。こうして複数の距離センサから得
られた各平面上の座標値より，パラメータ演算器３にお
ける上記式（１１）又は上記式（１２）の反復計算を用
いて三平面のパラメータ９個が計算される。この９個の
パラメータから位置・姿勢演算器４において上記式
（６）及び上記式（８）を用いることにより，物体Ｗの
位置・姿勢が計算できる（パラメータ演算器３及び位置
・姿勢演算器４が演算手段に相当）。以上は，一般的な
物体Ｗの位置・姿勢の検出について述べたが，本実施例
を，ロボット手首搭載センサによるワーク（物体Ｗに相
当）の三次元位置ズレ測定精度の計測に用いることがで
きる。図４に示す如く，ロボット手首搭載センサ５は，
両眼立体視を用いた三次元センサをロボットの手首に搭
載し，ワーク上の３点以上の三次元位置を測定して，ワ
ークの位置・姿勢の基準点からのズレを算出するもので
ある。測定されたズレ量は，ロボットの行う動作に座標
的な補正を施すのに用いられる。このズレ量の測定精度
を調べるために，本装置Ａが用いられる。手首搭載セン
サ５と位置・姿勢検出装置６（本装置Ａに相当）により
それぞれワークの位置・姿勢のズレに関するパラメータ
が得られる。これらの値を比較器７により比較すること
によって，手首搭載センサ５の測定精度が得られる。以
上のように，本実施例によれば，三平面上の各点の測定
値を用いて一連の方程式の演算が同時になされる為，各
点の測定誤差が計算途中で蓄積されることがなく物体の
位置・姿勢が従来例より高精度で検出することができ
る。よって，従来例と同程度の簡易装置により，高精度
な位置・姿勢の検出装置を構成することができる。逆に
一定の測定精度を実現させる為には，距離センサの数を
節約することができ，コストダウンが実現できる。更に
簡単な構成で高精度な測定ができる為，他の位置・姿勢
検出装置の精度を計測するための基準データを得る為に
用いることもできる。
位置検出装置Ａについて述べる。図３に示す如く，距離
センサＳ00〜Ｓ21により得られた測定値は，センサパラ
メータ記憶装置１に記憶された距離センサの位置・方向
に基づき上記式（１）を用いて測定値演算器２によっ
て，三平面上の座標値が演算される（距離センサＳ 00〜
Ｓ21，センサパラメータ記憶装置１及び測定値演算器２
が測定手段に相当）。こうして複数の距離センサから得
られた各平面上の座標値より，パラメータ演算器３にお
ける上記式（１１）又は上記式（１２）の反復計算を用
いて三平面のパラメータ９個が計算される。この９個の
パラメータから位置・姿勢演算器４において上記式
（６）及び上記式（８）を用いることにより，物体Ｗの
位置・姿勢が計算できる（パラメータ演算器３及び位置
・姿勢演算器４が演算手段に相当）。以上は，一般的な
物体Ｗの位置・姿勢の検出について述べたが，本実施例
を，ロボット手首搭載センサによるワーク（物体Ｗに相
当）の三次元位置ズレ測定精度の計測に用いることがで
きる。図４に示す如く，ロボット手首搭載センサ５は，
両眼立体視を用いた三次元センサをロボットの手首に搭
載し，ワーク上の３点以上の三次元位置を測定して，ワ
ークの位置・姿勢の基準点からのズレを算出するもので
ある。測定されたズレ量は，ロボットの行う動作に座標
的な補正を施すのに用いられる。このズレ量の測定精度
を調べるために，本装置Ａが用いられる。手首搭載セン
サ５と位置・姿勢検出装置６（本装置Ａに相当）により
それぞれワークの位置・姿勢のズレに関するパラメータ
が得られる。これらの値を比較器７により比較すること
によって，手首搭載センサ５の測定精度が得られる。以
上のように，本実施例によれば，三平面上の各点の測定
値を用いて一連の方程式の演算が同時になされる為，各
点の測定誤差が計算途中で蓄積されることがなく物体の
位置・姿勢が従来例より高精度で検出することができ
る。よって，従来例と同程度の簡易装置により，高精度
な位置・姿勢の検出装置を構成することができる。逆に
一定の測定精度を実現させる為には，距離センサの数を
節約することができ，コストダウンが実現できる。更に
簡単な構成で高精度な測定ができる為，他の位置・姿勢
検出装置の精度を計測するための基準データを得る為に
用いることもできる。
【００１１】
【発明の効果】本発明に係る物体の位置検出方法及びそ
の装置は，上記したように構成されている為，三平面上
の点の測定誤差が計算途中で蓄積されることがなく物体
の位置・姿勢が従来例より高精度にて検出できる。よっ
て，従来例と同程度の簡易な装置により，高精度な位置
・姿勢の検出装置を構成できる。逆に一定の測定精度を
実現させる為には，従来例に比べて距離センサの数を節
約でき，コストダウンを実現することができる。更に，
簡単な構成で高精度な計測ができる為，他の位置・姿勢
検出装置の精度を計測する為の基準データを得る為に用
いることもできる。
の装置は，上記したように構成されている為，三平面上
の点の測定誤差が計算途中で蓄積されることがなく物体
の位置・姿勢が従来例より高精度にて検出できる。よっ
て，従来例と同程度の簡易な装置により，高精度な位置
・姿勢の検出装置を構成できる。逆に一定の測定精度を
実現させる為には，従来例に比べて距離センサの数を節
約でき，コストダウンを実現することができる。更に，
簡単な構成で高精度な計測ができる為，他の位置・姿勢
検出装置の精度を計測する為の基準データを得る為に用
いることもできる。
【図１】 本発明の一実施例に係る物体の位置検出方法
における距離センサの配置を主体とした説明図。
における距離センサの配置を主体とした説明図。
【図２】 座標系と物体との関係を示す説明図。
【図３】 物体の位置検出方法を適用した装置Ａの概略
構成を示すブロック図。
構成を示すブロック図。
【図４】 物体の位置検出装置Ａの応用例を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図５】 従来の物体の位置検出方法における距離セン
サの配置を主体とした説明図。
サの配置を主体とした説明図。
【図６】 従来の物体の位置検出方法を適用した装置Ａ
０の一例における概略構成を示すブロック図。
０の一例における概略構成を示すブロック図。
Ａ…物体の位置検出装置 Ｓ00〜Ｓ21…距離センサ（測定手段に相当） １…センサパラメータ記憶装置（測定手段に相当） ２…測定値演算器（測定手段に相当） ３…パラメータ演算器（演算手段に相当） ４…位置・姿勢演算器（演算手段に相当）
Claims (2)
- 【請求項１】 互いに直交する三平面を有する物体の各
平面の空間座標を測定して該物体の位置を検出する物体
の位置検出方法において，上記各平面についてそれぞれ
少なくとも２点の空間座標を測定し，上記測定された空
間座標に基づいて上記物体の位置を演算してなることを
特徴とする物体の位置検出方法。 - 【請求項２】 互いに直交する三平面を有する物体の各
平面の空間座標を測定して該物体の位置を検出する物体
の位置検出装置において，上記各平面についてそれぞれ
少なくとも２点の空間座標を測定する測定手段と，上記
測定手段により測定された空間座標に基づいて上記物体
の位置を演算する演算手段とを具備してなることを特徴
とする物体の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9397493A JPH06307842A (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 物体の位置検出方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9397493A JPH06307842A (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 物体の位置検出方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06307842A true JPH06307842A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14097380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9397493A Pending JPH06307842A (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 物体の位置検出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06307842A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008098826A1 (de) * | 2007-02-15 | 2008-08-21 | Kuka Roboter Gmbh | Verfahren zum ermitteln von messstellen |
| WO2017169143A1 (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | ソニー株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法及びキャリブレーションシステム |
-
1993
- 1993-04-21 JP JP9397493A patent/JPH06307842A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008098826A1 (de) * | 2007-02-15 | 2008-08-21 | Kuka Roboter Gmbh | Verfahren zum ermitteln von messstellen |
| US7877225B2 (en) | 2007-02-15 | 2011-01-25 | Kuka Roboter Gmbh | Method for determining measuring points |
| WO2017169143A1 (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | ソニー株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法及びキャリブレーションシステム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Filion et al. | Robot calibration using a portable photogrammetry system | |
| CN107042528B (zh) | 一种工业机器人的运动学标定系统及方法 | |
| Ramu et al. | Development of a parametric model and virtual machine to estimate task specific measurement uncertainty for a five-axis multi-sensor coordinate measuring machine | |
| JP2012040634A (ja) | 力制御ロボットのキャリブレーション装置と方法 | |
| CN111256592B (zh) | 结构光传感器的外参标定装置及方法 | |
| CN106671081B (zh) | 一种基于单目视觉的少自由度机器人运动学标定方法 | |
| US11433551B2 (en) | Measurement system and method for positioning accuracy of a robotic arm | |
| EP1497794B1 (en) | Calibration software for surface reconstruction of small objects | |
| CN112720450B (zh) | 机器人关节角度检验方法、装置、设备及介质 | |
| Furutani et al. | Parameter calibration for non-cartesian CMM | |
| Acero et al. | Evaluation of a metrology platform for an articulated arm coordinate measuring machine verification under the ASME B89. 4.22-2004 and VDI 2617_9-2009 standards | |
| JPH06307842A (ja) | 物体の位置検出方法及びその装置 | |
| US9476708B2 (en) | Accelerometer based attitude determination | |
| JP2996165B2 (ja) | 形状測定方法及びそれを用いた形状測定装置 | |
| CN114894116B (zh) | 一种测量数据融合方法及非接触式测量设备 | |
| Wang et al. | An accurate and stable pose estimation method based on geometry for port hoisting machinery | |
| Tiboni et al. | Full pose measurement system for industrial robots kinematic calibration based on a sensorized spatial linkage mechanism | |
| Jarvis | Microsurveying: towards robot accuracy | |
| Zhang et al. | A method for optical CMM calibration using a grid plate | |
| JPH0774964B2 (ja) | ロボットの位置決め誤差補正方法 | |
| JP2000097684A5 (ja) | ||
| JP4634657B2 (ja) | 表面性状測定装置の校正方法 | |
| Gromczak et al. | Validation of the metrological model of coordinate measuring arm using multifeature check | |
| JP2661118B2 (ja) | 画像処理装置を利用した物体座標と視覚座標の換算方法 | |
| Cox et al. | Experimental design in determining the parametric errors of CMMs |