JPH0642920A - ３次元位置標定装置 - Google Patents
３次元位置標定装置Info
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- JPH0642920A JPH0642920A JP19955192A JP19955192A JPH0642920A JP H0642920 A JPH0642920 A JP H0642920A JP 19955192 A JP19955192 A JP 19955192A JP 19955192 A JP19955192 A JP 19955192A JP H0642920 A JPH0642920 A JP H0642920A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】簡易・高速に高精度な位置標定を行うこと、標
定可能範囲を広くすること、およびマークの取付け位置
の影響を低減することを可能とする。 【構成】位置標定の対象となる物体１に設置した、側面
が色分けされた立体的な多面体形状のマーク２を、テレ
ビカメラ３，４で撮像する。ＲＧＢ分離回路５，６およ
びＡ／Ｄ変換器７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ，８Ｒ，８Ｇ，８Ｂに
より、テレビカメラ３，４でそれぞれ得られた画像信号
からＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータをそれぞれ生成す
る。そして２つのＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータに基づ
き、位置検出装置１１，１２および色検出装置１３，１
４がテレビカメラ３，４の撮像範囲におけるマーク２の
位置およびマーク２の側面の色を検出する。３次元座標
演算装置１５は、位置検出装置１１，１２での検出結果
と色検出装置１３，１４での検出結果に基づいて三角測
量法によってマーク２の３次元座標を算出する。
定可能範囲を広くすること、およびマークの取付け位置
の影響を低減することを可能とする。 【構成】位置標定の対象となる物体１に設置した、側面
が色分けされた立体的な多面体形状のマーク２を、テレ
ビカメラ３，４で撮像する。ＲＧＢ分離回路５，６およ
びＡ／Ｄ変換器７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ，８Ｒ，８Ｇ，８Ｂに
より、テレビカメラ３，４でそれぞれ得られた画像信号
からＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータをそれぞれ生成す
る。そして２つのＲデータ、Ｇデータ、Ｂデータに基づ
き、位置検出装置１１，１２および色検出装置１３，１
４がテレビカメラ３，４の撮像範囲におけるマーク２の
位置およびマーク２の側面の色を検出する。３次元座標
演算装置１５は、位置検出装置１１，１２での検出結果
と色検出装置１３，１４での検出結果に基づいて三角測
量法によってマーク２の３次元座標を算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばロボット等の姿
勢制御に適用され、位置標定の対象となる物体（例えば
ロボット）が位置している３次元座標を求める３次元位
置標定装置に関する。
勢制御に適用され、位置標定の対象となる物体（例えば
ロボット）が位置している３次元座標を求める３次元位
置標定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボット等の姿勢制御を行う場合、外乱
により生じる姿勢誤差の修正を行う必要があり、ロボッ
ト等の３次元座標を外部的に標定することが必要とな
る。
により生じる姿勢誤差の修正を行う必要があり、ロボッ
ト等の３次元座標を外部的に標定することが必要とな
る。
【０００３】このような物体の３次元座標を標定する３
次元位置標定装置は従来、図３に示すように形状（また
は色）がそれぞれ異なる３つのシール状のマーク３２，
３３，３４または図４に示すように３つの柱状のマーク
４１，４２，４３を物体に取付けておくとともに、これ
らのマーク３２，３３，３４またはマーク４１，４２，
４３のそれぞれの位置の検出を行い、これらの位置の初
期状態からの変化に基づいて現在の物体の位置を標定す
るものとなっている。
次元位置標定装置は従来、図３に示すように形状（また
は色）がそれぞれ異なる３つのシール状のマーク３２，
３３，３４または図４に示すように３つの柱状のマーク
４１，４２，４３を物体に取付けておくとともに、これ
らのマーク３２，３３，３４またはマーク４１，４２，
４３のそれぞれの位置の検出を行い、これらの位置の初
期状態からの変化に基づいて現在の物体の位置を標定す
るものとなっている。
【０００４】相対的な位置関係が既知である３つの点
（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）、（Ｘ2 ，Ｙ2，Ｚ2 ）、
（Ｘ3 ，Ｙ3 ，Ｚ3 ）が同一の物体にある場合、物体が
移動すると上記３つの点は全て共通の座標変換を受け
て、計測された位置に移っていると考えられる。すなわ
ち、下記のように３軸に対する回転変換と、平行移動変
換である。
（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）、（Ｘ2 ，Ｙ2，Ｚ2 ）、
（Ｘ3 ，Ｙ3 ，Ｚ3 ）が同一の物体にある場合、物体が
移動すると上記３つの点は全て共通の座標変換を受け
て、計測された位置に移っていると考えられる。すなわ
ち、下記のように３軸に対する回転変換と、平行移動変
換である。
【０００５】
【数１】 この結果、未知数が６つに対して、式が９つできるた
め、回転変換成分と平行移動成分が決定でき、物体の位
置および姿勢を求めることができる。
め、回転変換成分と平行移動成分が決定でき、物体の位
置および姿勢を求めることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところがこの従来の３
次元位置標定装置であると、複数のマークをそれぞれ識
別した上で、それらの位置をそれぞれ検出しなければな
らず、このため物体の位置標定に多くの時間を要する。
次元位置標定装置であると、複数のマークをそれぞれ識
別した上で、それらの位置をそれぞれ検出しなければな
らず、このため物体の位置標定に多くの時間を要する。
【０００７】また図３に示したようなシール状のマーク
では、物体の動きに伴ってマークが検出器の死角に入り
易い。また図４に示したような柱状のマークでは、検出
器からマークどうしが重なって見える状態となる場合が
ある。このような場合には、各マークの正確な位置を検
出することができないので、物体の位置標定が行えなく
なってしまう。言い換えると、物体の位置標定を行うこ
とができる範囲が狭い。
では、物体の動きに伴ってマークが検出器の死角に入り
易い。また図４に示したような柱状のマークでは、検出
器からマークどうしが重なって見える状態となる場合が
ある。このような場合には、各マークの正確な位置を検
出することができないので、物体の位置標定が行えなく
なってしまう。言い換えると、物体の位置標定を行うこ
とができる範囲が狭い。
【０００８】さらに、複数のマークの相対的な位置関係
は所定の状態にある必要があるため、マークを精度良く
位置決めして取付けなければならず、その作業が困難な
ものとなってしまう。また複数のマークの相対的な位置
関係が所定の状態でない場合、物体の位置標定を正確に
行うことができない。
は所定の状態にある必要があるため、マークを精度良く
位置決めして取付けなければならず、その作業が困難な
ものとなってしまう。また複数のマークの相対的な位置
関係が所定の状態でない場合、物体の位置標定を正確に
行うことができない。
【０００９】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、簡易・高速に
高精度な位置標定が行え、また標定可能範囲が広く、さ
らにはマークの取付け位置にあまり影響されることのな
い３次元位置標定装置を提供することにある。
たものであり、その目的とするところは、簡易・高速に
高精度な位置標定が行え、また標定可能範囲が広く、さ
らにはマークの取付け位置にあまり影響されることのな
い３次元位置標定装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の目的を達
成するために、位置標定の対象となる物体に設置され
た、側面が色分けされた立体的な多面体形状のマーク
と、互いに所定の位置関係で配置され、それぞれ前記マ
ークを撮像して対応するカラー画像信号を発生する複数
の例えばテレビカメラなどの撮像手段と、この複数の撮
像手段のそれぞれに対応して設けられ、対応する撮像手
段から出力されたカラー画像信号を赤成分画信号、緑成
分画信号および青成分画信号に分離する複数の例えばＲ
ＧＢ分離回路などの分離手段と、この複数の分離手段の
それぞれに対応して設けられ、対応する分離手段から出
力された赤成分画信号、緑成分画信号および青成分画信
号のそれぞれをディジタル化して赤成分画データ、緑成
分画データおよび青成分画データとする、例えばそれぞ
れ３つのＡ／Ｄ変換器からなる複数のアナログ・ディジ
タル変換手段と、この複数のアナログ・ディジタル変換
手段のそれぞれに対応して設けられ、対応するアナログ
・ディジタル変換手段から出力された赤成分画データ、
緑成分画データおよび青成分画データを蓄積する、例え
ばそれぞれ３つの画像メモリからなる複数のメモリ手段
と、この複数のメモリ手段のそれぞれに対応して設けら
れ、対応するメモリ手段に蓄積された赤成分画データ、
緑成分画データおよび青成分画データに基づいて前記撮
像手段の撮像範囲における前記マークの位置を検出する
例えば位置検出装置などの位置検出手段と、前記複数の
メモリ手段のそれぞれに対応して設けられ、対応するメ
モリ手段に蓄積された赤成分画データ、緑成分画データ
および青成分画データに基づいて前記マークの側面の色
を検出する例えば色検出装置などの色検出手段と、前記
位置検出手段での検出結果と前記色検出手段での検出結
果に基づいて所定の演算を行うことにより前記マークの
３次元座標を算出する例えば３次元座標演算装置などの
３次元座標演算手段とを具備した。
成するために、位置標定の対象となる物体に設置され
た、側面が色分けされた立体的な多面体形状のマーク
と、互いに所定の位置関係で配置され、それぞれ前記マ
ークを撮像して対応するカラー画像信号を発生する複数
の例えばテレビカメラなどの撮像手段と、この複数の撮
像手段のそれぞれに対応して設けられ、対応する撮像手
段から出力されたカラー画像信号を赤成分画信号、緑成
分画信号および青成分画信号に分離する複数の例えばＲ
ＧＢ分離回路などの分離手段と、この複数の分離手段の
それぞれに対応して設けられ、対応する分離手段から出
力された赤成分画信号、緑成分画信号および青成分画信
号のそれぞれをディジタル化して赤成分画データ、緑成
分画データおよび青成分画データとする、例えばそれぞ
れ３つのＡ／Ｄ変換器からなる複数のアナログ・ディジ
タル変換手段と、この複数のアナログ・ディジタル変換
手段のそれぞれに対応して設けられ、対応するアナログ
・ディジタル変換手段から出力された赤成分画データ、
緑成分画データおよび青成分画データを蓄積する、例え
ばそれぞれ３つの画像メモリからなる複数のメモリ手段
と、この複数のメモリ手段のそれぞれに対応して設けら
れ、対応するメモリ手段に蓄積された赤成分画データ、
緑成分画データおよび青成分画データに基づいて前記撮
像手段の撮像範囲における前記マークの位置を検出する
例えば位置検出装置などの位置検出手段と、前記複数の
メモリ手段のそれぞれに対応して設けられ、対応するメ
モリ手段に蓄積された赤成分画データ、緑成分画データ
および青成分画データに基づいて前記マークの側面の色
を検出する例えば色検出装置などの色検出手段と、前記
位置検出手段での検出結果と前記色検出手段での検出結
果に基づいて所定の演算を行うことにより前記マークの
３次元座標を算出する例えば３次元座標演算装置などの
３次元座標演算手段とを具備した。
【００１１】
【作用】このような手段を講じたことにより、互いに所
定の位置関係で配置された複数の撮像手段と、この複数
の撮像手段のそれぞれに対応する分離手段およびアナロ
グ・ディジタル変換手段とにより、複数の方向から撮像
したマークの赤成分画データ、緑成分画データおよび青
成分画データが作成され、メモリ手段に蓄積される。そ
してこのメモリ手段に蓄積された赤成分画データ、緑成
分画データおよび青成分画データより、複数の撮像手段
のそれぞれの撮像範囲における前記マークの位置および
複数の撮像手段のそれぞれが主として撮影している色が
検出され、これらを用いて所定の演算が行われて前記マ
ークの３次元座標を算出される。
定の位置関係で配置された複数の撮像手段と、この複数
の撮像手段のそれぞれに対応する分離手段およびアナロ
グ・ディジタル変換手段とにより、複数の方向から撮像
したマークの赤成分画データ、緑成分画データおよび青
成分画データが作成され、メモリ手段に蓄積される。そ
してこのメモリ手段に蓄積された赤成分画データ、緑成
分画データおよび青成分画データより、複数の撮像手段
のそれぞれの撮像範囲における前記マークの位置および
複数の撮像手段のそれぞれが主として撮影している色が
検出され、これらを用いて所定の演算が行われて前記マ
ークの３次元座標を算出される。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
き説明する。図１は本実施例に係る３次元位置標定装置
の構成を示すブロック図である。図中、１は本３次元位
置標定装置により位置標定を行う対象となる、例えばロ
ボット等の物体の一部であり、多角錐のマーク２が設け
られている。このマーク２は、側面がそれぞれ異なる色
で着色されている。
き説明する。図１は本実施例に係る３次元位置標定装置
の構成を示すブロック図である。図中、１は本３次元位
置標定装置により位置標定を行う対象となる、例えばロ
ボット等の物体の一部であり、多角錐のマーク２が設け
られている。このマーク２は、側面がそれぞれ異なる色
で着色されている。
【００１３】３，４はそれぞれテレビカメラであり、所
定の間隔で配置されている。これらのテレビカメラ３，
４は、それぞれマーク２の周辺を撮像し、画像信号を出
力する。このテレビカメラ３，４が出力する画像信号
は、赤成分（Ｒ成分）、緑成分（Ｇ成分）および青成分
（Ｂ成分）が混在した信号である。
定の間隔で配置されている。これらのテレビカメラ３，
４は、それぞれマーク２の周辺を撮像し、画像信号を出
力する。このテレビカメラ３，４が出力する画像信号
は、赤成分（Ｒ成分）、緑成分（Ｇ成分）および青成分
（Ｂ成分）が混在した信号である。
【００１４】５，６はそれぞれＲＧＢ分離回路である。
これらのＲＧＢ分離回路５，６は、テレビカメラ３，４
のそれぞれから出力される画像信号を、Ｒ成分、Ｇ成分
およびＢ成分のそれぞれに分離し、Ｒ信号、Ｇ信号およ
びＢ信号として出力する。
これらのＲＧＢ分離回路５，６は、テレビカメラ３，４
のそれぞれから出力される画像信号を、Ｒ成分、Ｇ成分
およびＢ成分のそれぞれに分離し、Ｒ信号、Ｇ信号およ
びＢ信号として出力する。
【００１５】７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ，８Ｒ，８Ｇ，８Ｂはそ
れぞれＡ／Ｄ変換器である。Ａ／Ｄ変換器７Ｒ，７Ｇ，
７ＢはＲＧＢ分離回路５から出力されるＲ信号、Ｇ信号
およびＢ信号をそれぞれディジタル化してＲデータ、Ｇ
データおよびＢデータとする。またＡ／Ｄ変換器８Ｒ，
８Ｇ，８ＢはＲＧＢ分離回路６から出力されるＲ信号、
Ｇ信号およびＢ信号をそれぞれディジタル化してＲデー
タ、ＧデータおよびＢデータとする。
れぞれＡ／Ｄ変換器である。Ａ／Ｄ変換器７Ｒ，７Ｇ，
７ＢはＲＧＢ分離回路５から出力されるＲ信号、Ｇ信号
およびＢ信号をそれぞれディジタル化してＲデータ、Ｇ
データおよびＢデータとする。またＡ／Ｄ変換器８Ｒ，
８Ｇ，８ＢはＲＧＢ分離回路６から出力されるＲ信号、
Ｇ信号およびＢ信号をそれぞれディジタル化してＲデー
タ、ＧデータおよびＢデータとする。
【００１６】９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ，１０Ｒ，１０Ｇ，１０
Ｂはそれぞれ画像メモリである。画像メモリ９Ｒ，９
Ｇ，９ＢはＡ／Ｄ変換器７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから出力され
るＲデータ、ＧデータおよびＢデータのそれぞれを蓄積
する。また画像メモリ１０Ｒ，１０Ｇ，１０ＢはＡ／Ｄ
変換器８Ｒ，８Ｇ，８Ｂから出力されるＲデータ、Ｇデ
ータおよびＢデータのそれぞれを蓄積する。
Ｂはそれぞれ画像メモリである。画像メモリ９Ｒ，９
Ｇ，９ＢはＡ／Ｄ変換器７Ｒ，７Ｇ，７Ｂから出力され
るＲデータ、ＧデータおよびＢデータのそれぞれを蓄積
する。また画像メモリ１０Ｒ，１０Ｇ，１０ＢはＡ／Ｄ
変換器８Ｒ，８Ｇ，８Ｂから出力されるＲデータ、Ｇデ
ータおよびＢデータのそれぞれを蓄積する。
【００１７】１１，１２はそれぞれ位置検出装置であ
る。位置検出装置１１は画像メモリ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂに
それぞれ蓄積されたＲデータ、ＧデータおよびＢデータ
に基づき、画像メモリ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ中におけるマー
ク２の位置を検出する。また位置検出装置１２は画像メ
モリ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにそれぞれ蓄積されたＲデ
ータ、ＧデータおよびＢデータに基づき、画像メモリ１
０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ中におけるマーク２の位置（マー
ク２の頂点の位置）を検出する。
る。位置検出装置１１は画像メモリ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂに
それぞれ蓄積されたＲデータ、ＧデータおよびＢデータ
に基づき、画像メモリ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ中におけるマー
ク２の位置を検出する。また位置検出装置１２は画像メ
モリ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにそれぞれ蓄積されたＲデ
ータ、ＧデータおよびＢデータに基づき、画像メモリ１
０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ中におけるマーク２の位置（マー
ク２の頂点の位置）を検出する。
【００１８】１３，１４はそれぞれ色検出装置である。
色検出装置１３は画像メモリ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂにそれぞ
れ蓄積されたＲデータ、ＧデータおよびＢデータに基づ
き、マーク２のうちのテレビカメラ３により撮像された
面の色を検出する。また色検出装置１４は画像メモリ１
０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにそれぞれ蓄積されたＲデータ、
ＧデータおよびＢデータに基づき、マーク２のうちのテ
レビカメラ４により撮像された面の色を検出する。
色検出装置１３は画像メモリ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂにそれぞ
れ蓄積されたＲデータ、ＧデータおよびＢデータに基づ
き、マーク２のうちのテレビカメラ３により撮像された
面の色を検出する。また色検出装置１４は画像メモリ１
０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにそれぞれ蓄積されたＲデータ、
ＧデータおよびＢデータに基づき、マーク２のうちのテ
レビカメラ４により撮像された面の色を検出する。
【００１９】１５は３次元座標演算装置である。この３
次元座標演算装置１５は、位置検出装置１１，１２の検
出結果および色検出装置１３の検出結果に基づき、マー
ク２の３次元座標を算出する。１６は表示器であり、３
次元座標演算装置１５で求められた３次元座標を表示す
る。次に以上のように構成された３次元位置標定装置の
動作を説明する。まずマーク２は、テレビカメラ３，４
により、それぞれ異なる位置から撮像される。
次元座標演算装置１５は、位置検出装置１１，１２の検
出結果および色検出装置１３の検出結果に基づき、マー
ク２の３次元座標を算出する。１６は表示器であり、３
次元座標演算装置１５で求められた３次元座標を表示す
る。次に以上のように構成された３次元位置標定装置の
動作を説明する。まずマーク２は、テレビカメラ３，４
により、それぞれ異なる位置から撮像される。
【００２０】テレビカメラ３で得られた画像信号は、Ｒ
ＧＢ分離回路５でＲ成分に対応するＲ信号、Ｇ成分に対
応するＧ信号およびＢ成分に対応するＢ信号に分離さ
れ、さらにＡ／Ｄ変換器７Ｒ，７Ｇ，７Ｂでそれぞれデ
ィジタル変換されてＲデータ、ＧデータおよびＢデータ
とされたのち、画像メモリ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂのそれぞれ
に蓄積される。そしてこの画像メモリ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ
のそれぞれに蓄積されたＲデータ、ＧデータおよびＢデ
ータは、位置検出装置１１での位置検出および色検出装
置１３での色検出に利用される。
ＧＢ分離回路５でＲ成分に対応するＲ信号、Ｇ成分に対
応するＧ信号およびＢ成分に対応するＢ信号に分離さ
れ、さらにＡ／Ｄ変換器７Ｒ，７Ｇ，７Ｂでそれぞれデ
ィジタル変換されてＲデータ、ＧデータおよびＢデータ
とされたのち、画像メモリ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂのそれぞれ
に蓄積される。そしてこの画像メモリ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ
のそれぞれに蓄積されたＲデータ、ＧデータおよびＢデ
ータは、位置検出装置１１での位置検出および色検出装
置１３での色検出に利用される。
【００２１】すなわち位置検出装置１１は、画像メモリ
９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ中のどの領域にマーク２に対応するデ
ータが蓄積されているかを検出することにより、マーク
２に対応するデータの画像メモリ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ中で
の位置、すなわちテレビカメラ３での撮像範囲中におけ
るマーク２の位置を検出する。なお位置検出装置１１
は、マーク２の位置を示す情報としてマーク２の頂点が
位置する座標を出力する。
９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ中のどの領域にマーク２に対応するデ
ータが蓄積されているかを検出することにより、マーク
２に対応するデータの画像メモリ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ中で
の位置、すなわちテレビカメラ３での撮像範囲中におけ
るマーク２の位置を検出する。なお位置検出装置１１
は、マーク２の位置を示す情報としてマーク２の頂点が
位置する座標を出力する。
【００２２】また色検出装置１３は、Ｒデータ、Ｇデー
タおよびＢデータに基づき、Ｒ成分、Ｇ成分およびＢ成
分の比率からテレビカメラ３により主として撮像されて
いる色を検出する。
タおよびＢデータに基づき、Ｒ成分、Ｇ成分およびＢ成
分の比率からテレビカメラ３により主として撮像されて
いる色を検出する。
【００２３】一方、テレビカメラ４で得られた画像信号
は、ＲＧＢ分離回路６でＲ成分に対応するＲ信号、Ｇ成
分に対応するＧ信号およびＢ成分に対応するＢ信号に分
離され、さらにＡ／Ｄ変換器８Ｒ，８Ｇ，８Ｂでそれぞ
れディジタル変換されてＲデータ、ＧデータおよびＢデ
ータとされたのち、画像メモリ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ
のそれぞれに蓄積される。そしてこの画像メモリ１０
Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのそれぞれに蓄積されたＲデータ、
ＧデータおよびＢデータは、位置検出装置１２での位置
検出および色検出装置１４での色検出に利用される。
は、ＲＧＢ分離回路６でＲ成分に対応するＲ信号、Ｇ成
分に対応するＧ信号およびＢ成分に対応するＢ信号に分
離され、さらにＡ／Ｄ変換器８Ｒ，８Ｇ，８Ｂでそれぞ
れディジタル変換されてＲデータ、ＧデータおよびＢデ
ータとされたのち、画像メモリ１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ
のそれぞれに蓄積される。そしてこの画像メモリ１０
Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのそれぞれに蓄積されたＲデータ、
ＧデータおよびＢデータは、位置検出装置１２での位置
検出および色検出装置１４での色検出に利用される。
【００２４】すなわち位置検出装置１２は、画像メモリ
１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ中のどの領域にマーク２に対応
するデータが蓄積されているかを検出することにより、
マーク２に対応するデータの画像メモリ１０Ｒ，１０
Ｇ，１０Ｂ中での位置、すなわちテレビカメラ４での撮
像範囲中におけるマーク２の位置を検出する。なお位置
検出装置１２は、マーク２の位置を示す情報としてマー
ク２の頂点が位置する座標を出力する。
１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ中のどの領域にマーク２に対応
するデータが蓄積されているかを検出することにより、
マーク２に対応するデータの画像メモリ１０Ｒ，１０
Ｇ，１０Ｂ中での位置、すなわちテレビカメラ４での撮
像範囲中におけるマーク２の位置を検出する。なお位置
検出装置１２は、マーク２の位置を示す情報としてマー
ク２の頂点が位置する座標を出力する。
【００２５】また色検出装置１４は、Ｒデータ、Ｇデー
タおよびＢデータに基づき、Ｒ成分、Ｇ成分およびＢ成
分の比率からテレビカメラ４により主として撮像されて
いる色を検出する。
タおよびＢデータに基づき、Ｒ成分、Ｇ成分およびＢ成
分の比率からテレビカメラ４により主として撮像されて
いる色を検出する。
【００２６】さて、３次元座標演算装置１５は、位置検
出装置１１，１２および色検出装置１３，１４のそれぞ
れの検出結果に基づき、三角測量法によってマーク２の
３次元座標を算出する。すなわち、実際のマーク２の位
置、テレビカメラ３での撮像範囲中におけるマーク２の
位置、テレビカメラ４での撮像範囲中におけるマーク２
の位置、テレビカメラ３の焦点およびテレビカメラ４の
焦点の関係を図示すると図２のようになるが、ここでテ
レビカメラ３での撮像範囲中におけるマーク２の位置お
よびテレビカメラ４での撮像範囲中におけるマーク２の
位置はそれぞれ位置検出装置１１，１２により検出され
ており、またテレビカメラ３の焦点およびテレビカメラ
４の焦点は既知であるので、実際のマーク２の位置を三
角測量法によって求める。
出装置１１，１２および色検出装置１３，１４のそれぞ
れの検出結果に基づき、三角測量法によってマーク２の
３次元座標を算出する。すなわち、実際のマーク２の位
置、テレビカメラ３での撮像範囲中におけるマーク２の
位置、テレビカメラ４での撮像範囲中におけるマーク２
の位置、テレビカメラ３の焦点およびテレビカメラ４の
焦点の関係を図示すると図２のようになるが、ここでテ
レビカメラ３での撮像範囲中におけるマーク２の位置お
よびテレビカメラ４での撮像範囲中におけるマーク２の
位置はそれぞれ位置検出装置１１，１２により検出され
ており、またテレビカメラ３の焦点およびテレビカメラ
４の焦点は既知であるので、実際のマーク２の位置を三
角測量法によって求める。
【００２７】さらに色検出装置１３，１４により検出さ
れた、テレビカメラ３により主として撮像されている色
およびテレビカメラ４により主として撮像されている色
に基づき、テレビカメラ３に向いているマーク２の面お
よびテレビカメラ４に向いているマーク２の面をそれぞ
れ特定することができ、これらを総合してマーク２の向
きを求める。
れた、テレビカメラ３により主として撮像されている色
およびテレビカメラ４により主として撮像されている色
に基づき、テレビカメラ３に向いているマーク２の面お
よびテレビカメラ４に向いているマーク２の面をそれぞ
れ特定することができ、これらを総合してマーク２の向
きを求める。
【００２８】このようにしてマーク２の３次元座標が求
められ、物体１の３次元位置の標定が行われる。このよ
うにして求められた物体１の３次元位置は、表示器１６
に表示される。
められ、物体１の３次元位置の標定が行われる。このよ
うにして求められた物体１の３次元位置は、表示器１６
に表示される。
【００２９】かくして本実施例によれば、１つのマーク
２より、このマーク２の３次元位置を標定することがで
きるので、複数のマークを検出するのに比較してマーク
の検出に要する時間を短縮することができ、標定に要す
る時間を短縮することができる。
２より、このマーク２の３次元位置を標定することがで
きるので、複数のマークを検出するのに比較してマーク
の検出に要する時間を短縮することができ、標定に要す
る時間を短縮することができる。
【００３０】またマーク２は１つだけであり、かつ立体
形状をなすので、マーク２が他のマークの死角に入って
しまうことがなく、また物体１の死角にも入り難い。従
って、マーク２は常に正確に検出することが可能であ
り、安定的な位置標定を行うことができる。また１つの
みのマーク２を物体に取り付ければ良いことから、厳密
な位置決めは必要なく、その取り付け作業は極めて容易
なものとなる。
形状をなすので、マーク２が他のマークの死角に入って
しまうことがなく、また物体１の死角にも入り難い。従
って、マーク２は常に正確に検出することが可能であ
り、安定的な位置標定を行うことができる。また１つの
みのマーク２を物体に取り付ければ良いことから、厳密
な位置決めは必要なく、その取り付け作業は極めて容易
なものとなる。
【００３１】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば上記実施例では、マーク２は多角錐と
しているが、立体で、かつ複数の側面を有する形状であ
れば任意の形状であって良い。
ではない。例えば上記実施例では、マーク２は多角錐と
しているが、立体で、かつ複数の側面を有する形状であ
れば任意の形状であって良い。
【００３２】また上記実施例では２つのテレビカメラ
３，４によりマーク２を撮像しているが、３つ以上のテ
レビカメラによって撮像し、これらにより得られる３つ
以上の画像信号を用いてマーク２の位置を標定するよう
にしても良い。このほか、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の変形実施が可能である。
３，４によりマーク２を撮像しているが、３つ以上のテ
レビカメラによって撮像し、これらにより得られる３つ
以上の画像信号を用いてマーク２の位置を標定するよう
にしても良い。このほか、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の変形実施が可能である。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、位置標定の対象となる
物体に設置された、側面が色分けされた立体的な多面体
形状のマークと、互いに所定の位置関係で配置され、そ
れぞれ前記マークを撮像して対応するカラー画像信号を
発生する複数の例えばテレビカメラなどの撮像手段と、
この複数の撮像手段のそれぞれに対応して設けられ、対
応する撮像手段から出力されたカラー画像信号を赤成分
画信号、緑成分画信号および青成分画信号に分離する複
数の例えばＲＧＢ分離回路などの分離手段と、この複数
の分離手段のそれぞれに対応して設けられ、対応する分
離手段から出力された赤成分画信号、緑成分画信号およ
び青成分画信号のそれぞれをディジタル化して赤成分画
データ、緑成分画データおよび青成分画データとする、
例えばそれぞれ３つのＡ／Ｄ変換器からなる複数のアナ
ログ・ディジタル変換手段と、この複数のアナログ・デ
ィジタル変換手段のそれぞれに対応して設けられ、対応
するアナログ・ディジタル変換手段から出力された赤成
分画データ、緑成分画データおよび青成分画データを蓄
積する、例えばそれぞれ３つの画像メモリからなる複数
のメモリ手段と、この複数のメモリ手段のそれぞれに対
応して設けられ、対応するメモリ手段に蓄積された赤成
分画データ、緑成分画データおよび青成分画データに基
づいて前記撮像手段の撮像範囲における前記マークの位
置を検出する例えば位置検出装置などの位置検出手段
と、前記複数のメモリ手段のそれぞれに対応して設けら
れ、対応するメモリ手段に蓄積された赤成分画データ、
緑成分画データおよび青成分画データに基づいて前記マ
ークの側面の色を検出する例えば色検出装置などの色検
出手段と、前記位置検出手段での検出結果と前記色検出
手段での検出結果に基づいて所定の演算を行うことによ
り前記マークの３次元座標を算出する例えば３次元座標
演算装置などの３次元座標演算手段とを具備した簡易・
高速に高精度な位置標定が行え、また標定可能範囲が広
く、さらにはマークの取付け位置にあまり影響されるこ
とのない３次元位置標定装置となる。
物体に設置された、側面が色分けされた立体的な多面体
形状のマークと、互いに所定の位置関係で配置され、そ
れぞれ前記マークを撮像して対応するカラー画像信号を
発生する複数の例えばテレビカメラなどの撮像手段と、
この複数の撮像手段のそれぞれに対応して設けられ、対
応する撮像手段から出力されたカラー画像信号を赤成分
画信号、緑成分画信号および青成分画信号に分離する複
数の例えばＲＧＢ分離回路などの分離手段と、この複数
の分離手段のそれぞれに対応して設けられ、対応する分
離手段から出力された赤成分画信号、緑成分画信号およ
び青成分画信号のそれぞれをディジタル化して赤成分画
データ、緑成分画データおよび青成分画データとする、
例えばそれぞれ３つのＡ／Ｄ変換器からなる複数のアナ
ログ・ディジタル変換手段と、この複数のアナログ・デ
ィジタル変換手段のそれぞれに対応して設けられ、対応
するアナログ・ディジタル変換手段から出力された赤成
分画データ、緑成分画データおよび青成分画データを蓄
積する、例えばそれぞれ３つの画像メモリからなる複数
のメモリ手段と、この複数のメモリ手段のそれぞれに対
応して設けられ、対応するメモリ手段に蓄積された赤成
分画データ、緑成分画データおよび青成分画データに基
づいて前記撮像手段の撮像範囲における前記マークの位
置を検出する例えば位置検出装置などの位置検出手段
と、前記複数のメモリ手段のそれぞれに対応して設けら
れ、対応するメモリ手段に蓄積された赤成分画データ、
緑成分画データおよび青成分画データに基づいて前記マ
ークの側面の色を検出する例えば色検出装置などの色検
出手段と、前記位置検出手段での検出結果と前記色検出
手段での検出結果に基づいて所定の演算を行うことによ
り前記マークの３次元座標を算出する例えば３次元座標
演算装置などの３次元座標演算手段とを具備した簡易・
高速に高精度な位置標定が行え、また標定可能範囲が広
く、さらにはマークの取付け位置にあまり影響されるこ
とのない３次元位置標定装置となる。
【図１】本発明の一実施例に係る３次元位置標定装置の
構成を示すブロック図。
構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例に係る３次元位置標定装置で
の位置標定の概念図。
の位置標定の概念図。
【図３】従来技術を説明する図。
【図４】従来技術を説明する図。
１…物体、 ２…マーク、 ３，４…テレビカメラ、 ５，６…ＲＧＢ分離回路、 ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ，８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ…Ａ／Ｄ変換器、 ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…画像メモ
リ、 １１，１２…位置検出装置、 １３，１４…色検出装置、 １５…３次元座標演算装置、 １６…表示器。
リ、 １１，１２…位置検出装置、 １３，１４…色検出装置、 １５…３次元座標演算装置、 １６…表示器。
Claims (1)
- 【請求項１】 位置標定の対象となる物体に設置され
た、側面が色分けされた立体的な多面体形状のマーク
と、 互いに所定の位置関係で配置され、それぞれ前記マーク
を撮像して対応するカラー画像信号を発生する複数の撮
像手段と、 この複数の撮像手段のそれぞれに対応して設けられ、対
応する撮像手段から出力されたカラー画像信号を赤成分
画信号、緑成分画信号および青成分画信号に分離する複
数の分離手段と、 この複数の分離手段のそれぞれに対応して設けられ、対
応する分離手段から出力された赤成分画信号、緑成分画
信号および青成分画信号のそれぞれをディジタル化して
赤成分画データ、緑成分画データおよび青成分画データ
とする複数のアナログ・ディジタル変換手段と、 この複数のアナログ・ディジタル変換手段のそれぞれに
対応して設けられ、対応するアナログ・ディジタル変換
手段から出力された赤成分画データ、緑成分画データお
よび青成分画データを蓄積する複数のメモリ手段と、 この複数のメモリ手段のそれぞれに対応して設けられ、
対応するメモリ手段に蓄積された赤成分画データ、緑成
分画データおよび青成分画データに基づいて前記撮像手
段の撮像範囲における前記マークの位置を検出する位置
検出手段と、 前記複数のメモリ手段のそれぞれに対応して設けられ、
対応するメモリ手段に蓄積された赤成分画データ、緑成
分画データおよび青成分画データに基づいて前記マーク
の側面の色を検出する色検出手段と、 前記位置検出手段での検出結果と前記色検出手段での検
出結果に基づいて所定の演算を行うことにより前記マー
クの３次元座標を算出する３次元座標演算手段とを具備
したことを特徴とする３次元位置標定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04199551A JP3100233B2 (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | ３次元位置標定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04199551A JP3100233B2 (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | ３次元位置標定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642920A true JPH0642920A (ja) | 1994-02-18 |
| JP3100233B2 JP3100233B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=16409713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04199551A Expired - Fee Related JP3100233B2 (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | ３次元位置標定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3100233B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1078304A (ja) * | 1995-10-13 | 1998-03-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 撮像方法および装置 |
| EP1078800A2 (en) | 1999-08-24 | 2001-02-28 | Nishikawa Rubber Co., Ltd. | Retainerless weather strip |
| JP2001125641A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-05-11 | Sony Corp | 移動ロボットのための充電システム、充電ステーションを探索する方法、移動ロボット、コネクタ、及び、電気的接続構造 |
| EP1241442A2 (de) * | 2001-03-14 | 2002-09-18 | Boochs, Frank | Verfahren zur Bestimmung der Lage von Messbildern eines Objektes relativ zum Objekt |
| JP2008065416A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Shimadzu Corp | ヘッドモーショントラッカ装置 |
| DE102007053008A1 (de) * | 2007-11-05 | 2009-05-14 | Repetzki, Sebastian, Dr.-Ing. | Zielkörper und Verfahren zur Bestimmung seiner räumlichen Lage |
-
1992
- 1992-07-27 JP JP04199551A patent/JP3100233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1078304A (ja) * | 1995-10-13 | 1998-03-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 撮像方法および装置 |
| EP1078800A2 (en) | 1999-08-24 | 2001-02-28 | Nishikawa Rubber Co., Ltd. | Retainerless weather strip |
| JP2001125641A (ja) * | 1999-10-29 | 2001-05-11 | Sony Corp | 移動ロボットのための充電システム、充電ステーションを探索する方法、移動ロボット、コネクタ、及び、電気的接続構造 |
| EP1241442A2 (de) * | 2001-03-14 | 2002-09-18 | Boochs, Frank | Verfahren zur Bestimmung der Lage von Messbildern eines Objektes relativ zum Objekt |
| EP1241442A3 (de) * | 2001-03-14 | 2002-11-27 | Boochs, Frank | Verfahren zur Bestimmung der Lage von Messbildern eines Objektes relativ zum Objekt |
| JP2008065416A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Shimadzu Corp | ヘッドモーショントラッカ装置 |
| DE102007053008A1 (de) * | 2007-11-05 | 2009-05-14 | Repetzki, Sebastian, Dr.-Ing. | Zielkörper und Verfahren zur Bestimmung seiner räumlichen Lage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3100233B2 (ja) | 2000-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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