JPH0732231A - Position detecting device for protrusion - Google Patents

Position detecting device for protrusion

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Publication number
JPH0732231A
JPH0732231A JP17578593A JP17578593A JPH0732231A JP H0732231 A JPH0732231 A JP H0732231A JP 17578593 A JP17578593 A JP 17578593A JP 17578593 A JP17578593 A JP 17578593A JP H0732231 A JPH0732231 A JP H0732231A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protrusion
base
tip
illumination unit
light
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
Application number
JP17578593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Fujiwara
英樹 藤原
Yoshiaki Kimura
美昭 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP17578593A priority Critical patent/JPH0732231A/en
Publication of JPH0732231A publication Critical patent/JPH0732231A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a position detecting device capable of detecting the correct position of a protrusion regardless of the tip part shape of the protrusion and even in the case of no space existing around the protrusion. CONSTITUTION:A position detecting device for a protrusion is provided with a visual sensor 3 disposed on the opposite side to the base 1 side with the tip of a protrusion 2 as a reference, a lighting unit 4 disposed annularly on the visual sensor 3 side so as to irradiate the protrusion 2 and the base 1, and a shading member 8 disposed protruding onto the protrusion 2 side from the lighting unit 4 on the inside of the lighting unit 4 so as to limit the incidence of light from the lighting unit 4 into the vicinity of the tip of the protrusion 2.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ベース上に突出した突
起物の位置を視覚的に検出するための位置検出装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting device for visually detecting the position of a protrusion protruding on a base.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば自動車組立工場等にお
いては、ロボットを用いたタイヤ自動組み付け作業が行
われている。その場合に、自動組み付けロボットを制御
するために、タイヤの組み付けに先立って、CCD(電
荷結合素子)カメラよりなる位置検出装置により、ハブ
ユニットに植立されたハブボルトの位置の検出を行って
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle assembly factory, for example, an automatic tire assembling work using a robot has been performed. In this case, in order to control the automatic assembling robot, the position of the hub bolts installed in the hub unit is detected by a position detecting device including a CCD (charge coupled device) camera before assembling the tire. .

【0003】このような目的に使用される位置検出装置
は、ハブユニットのディスクプレートと呼ばれるベース
の表面および該ベース上に植立されたハブボルトを、C
CDカメラに取り付けられた照明ユニットで照明した状
態で、ハブボルトの先端部およびベースの表面の映像を
捉えて、これを画像処理装置に伝送する。画像処理装置
では、その映像の明るさに対応したアナログ波形に対し
て明暗の2値化処理を施して、ベースに相当する部分が
明るく、かつハブボルトの頂部に相当する部分が暗い明
暗パターンとしてハブボルトの位置を検出して表示する
とともに、位置データをタイヤ自動組み付けロボットに
伝送し、ロボットの制御を行うように構成されている。
A position detecting device used for such a purpose has a surface of a base called a disk plate of a hub unit and a hub bolt planted on the base, which is C
An image of the tip of the hub bolt and the surface of the base is captured while being illuminated by the illumination unit attached to the CD camera, and this is transmitted to the image processing apparatus. In the image processing apparatus, the analog waveform corresponding to the brightness of the image is binarized for brightness and darkness so that the portion corresponding to the base is bright and the portion corresponding to the top portion of the hub bolt is dark. Is detected and displayed, and the position data is transmitted to the tire automatic assembly robot to control the robot.

【0004】ところが、位置を検出すべき突起物である
ハブボルトが転造により形成されている場合、図4に断
面形状を示すように、突起物の先端の端面が平坦でなく
不定形をなしているため、上述した位置検出装置を用い
た場合、図5に示すように、突起物と背景物であるベー
スとの間のコントラストがあまり明確でない、かつ真円
にならない映像がCCDカメラから得られるようにな
る。したがって、そのままでは明暗の2値化処理が困難
になるため、従来は、映像信号を微分した後に2値化処
理を行っているが、演算に時間を要するのみでなく、高
精度の位置検出が不可能になるなことがあった。
However, when a hub bolt, which is a protrusion whose position is to be detected, is formed by rolling, the end surface of the tip of the protrusion is not flat but has an irregular shape, as shown in the sectional shape of FIG. Therefore, when the position detecting device described above is used, as shown in FIG. 5, an image in which the contrast between the protrusion and the base that is the background is not very clear and which is not a perfect circle can be obtained from the CCD camera. Like Therefore, since it is difficult to binarize the brightness and darkness as it is, conventionally, binarization processing is performed after differentiating the video signal. However, not only time is required for calculation, but also highly accurate position detection is possible. Sometimes it was impossible.

【0005】そこで、例えば特開平3−209110号
公報に開示された突起物の位置検出装置では、突起物の
先端部に照明光を当てないようにするために、ベースか
ら突出した突起物(ハブボルト)の先端に近接して当該
先端への光の入射を制限する透光性の投影板を配置する
とともに、投影板の周縁に設けられた照明ユニットによ
り上記ベース表面を照射して、ベースに相当する部分が
明るく、かつ突起物先端に相当する部分が暗い明暗パタ
ーンを上記投影板に映し出し、この明暗パターンをCC
Dカメラにより撮像して、突起物の位置を検出するよう
にしている。
Therefore, for example, in the position detecting device for a protrusion disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-209110, a protrusion (hub bolt) protruding from the base is provided so as not to illuminate the tip of the protrusion with illumination light. ) Is arranged in the vicinity of the tip of the projection plate, and a translucent projection plate that restricts the incidence of light on the tip is arranged. The bright and dark pattern is projected on the projection plate, and the bright and dark pattern is projected on the projection plate.
The position of the protrusion is detected by capturing an image with the D camera.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された突起物の位置検出装置では、突起物(ハ
ブボルト)の先端に近接して当該先端への光の入射を制
限する透光性の投影板を配置する必要があるため、装置
が複雑になる欠点があるのみでなく、投影板および照明
ユニットを配置するためのスペースが必要なため、周囲
にスペースの乏しいハブボルトの位置検出等には適用し
得ない場合があった。
However, in the position detecting device for the protrusion described in the above publication, a light-transmitting material that limits the incidence of light onto the tip of the protrusion (hub bolt) is provided. Not only does it have the drawback of complicating the device because the projection plate needs to be placed, but it also requires space for placing the projection plate and the lighting unit. In some cases it was not applicable.

【0007】上述の事情に鑑み、本発明は、位置を検出
すべき突起物の先端部の形状に左右されることなく、か
つ突起物の周囲にスペースがない場合であっても、突起
物の正確な位置検出が可能である突起物の位置検出装置
を提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention does not depend on the shape of the tip of the projection whose position is to be detected, and even when there is no space around the projection, It is an object of the present invention to provide a position detecting device for a protrusion capable of accurately detecting a position.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による突起物の位
置検出装置は、上記突起物の先端を基準にしてベース側
とは反対側に配置される視覚センサと、上記突起物およ
び上記ベースを照射すべく視覚センサ側に環状に配置さ
れた照明ユニットと、該照明ユニットの内側において該
照明ユニットよりも突起物側に突出して配置されて、該
突起物の先端近傍への上記照明ユニットからの光の入射
を制限する遮光部材とを備えてなることを特徴とするも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION A projection position detecting apparatus according to the present invention includes a visual sensor disposed on the side opposite to the base side with respect to the tip of the projection, and the projection and the base. An illumination unit annularly arranged on the side of the visual sensor to irradiate, and an illumination unit disposed inside the illumination unit so as to project toward the protrusion side with respect to the illumination unit and near the tip of the protrusion from the illumination unit. It is characterized by comprising a light shielding member for limiting the incidence of light.

【0009】本発明の1つの実施態様によれば、上記突
起物が上記ベース上に植立されたボルトよりなり、上記
遮光部材として、上記照明ユニットと同軸的に遮光筒が
設けられる。
According to one embodiment of the present invention, the protrusion comprises a bolt erected on the base, and a light shielding cylinder is provided as the light shielding member coaxially with the illumination unit.

【0010】[0010]

【作用および発明の効果】本発明によれば、照明ユニッ
トおよび遮光部材が視覚センサ側に該視覚センサと同軸
的に配置され、かつ上記遮光部材により、位置を検出す
べき突起物の先端近傍への上記照明ユニットからの光の
入射が制限されるように構成されているから、位置を検
出すべき突起物の先端部の形状に左右されることなく、
視覚センサから、微分処理を必要としない、しかも必ず
しも2値化を必要としない程度に明確な明暗パターンを
表す映像データを得ることができ、画像処理に際しての
演算速度の迅速化と正確性とを高めることができる。
According to the present invention, the illumination unit and the light shielding member are arranged on the visual sensor side coaxially with the visual sensor, and the light shielding member brings the light emitting member and the light shielding member to the vicinity of the tip of the projection whose position is to be detected. Since it is configured to limit the incidence of light from the illumination unit, without being influenced by the shape of the tip of the protrusion whose position is to be detected,
From the visual sensor, it is possible to obtain video data that expresses a clear light and dark pattern to the extent that it does not require binarization and does not necessarily require binarization. Can be increased.

【0011】また、本発明によれば、照明ユニットおよ
び遮光部材が視覚センサ側に該視覚センサと同軸的に配
置されているから、位置を検出すべき突起物の周囲にス
ペースを必要としない利点がある。
Further, according to the present invention, since the illumination unit and the light blocking member are arranged coaxially with the visual sensor on the visual sensor side, no space is required around the protrusion whose position is to be detected. There is.

【0012】さらに、本発明によれば、従来使用されて
いる位置検出装置に対し、遮光部材を付加するだけで構
成することができるから、従来の装置からの改造も容易
であり、簡単な構成であるにも拘らず、優れた効果を奏
するものである。
Further, according to the present invention, since the position detecting device used in the past can be constructed by simply adding a light shielding member, it is easy to modify the conventional device and the structure is simple. However, it has an excellent effect.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は、本発明の実施例に係わる突起物の
位置検出装置を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a position detecting device for a protrusion according to an embodiment of the present invention.

【0015】この位置検出装置は、ディスクプレートと
呼ばれるベース1上に植立されたハブボルト2の先端を
基準にしてベース1側とは反対側に配置されたCCD
(電荷結合素子)カメラ3と、ハブボルト2およびベー
ス1の表面1aを照射するために上記CCDカメラ3に
取り付けられた、環状の発光部を有する照明ユニット
(リングライト)により構成されている。
This position detecting device is a CCD arranged on the side opposite to the base 1 side with reference to the tip of a hub bolt 2 erected on the base 1 called a disk plate.
It is composed of a (charge coupled device) camera 3 and an illumination unit (ring light) attached to the CCD camera 3 for illuminating the surface 1a of the hub bolt 2 and the base 1 and having an annular light emitting portion.

【0016】上記CCDカメラ3は、視覚センサとして
CCDイメージセンサを内蔵するカメラ本体部5と、レ
ンズ部6と、円筒状のフード部7とを備えており、フー
ド部7の外側に、環状の照明ユニット4が同軸的に取り
付けられている。この照明ユニット4は、多数のオプテ
ィカルファイバを収容した容器4aのベース1側の端面
(図1では下端面)に、光放射用の環状のスリット4b
を上記CCDカメラ3と同軸的に備えたものである。
The CCD camera 3 is provided with a camera body 5 having a CCD image sensor as a visual sensor, a lens portion 6, and a cylindrical hood portion 7. The hood portion 7 has an annular shape outside the hood portion 7. The lighting unit 4 is coaxially attached. This illumination unit 4 has an annular slit 4b for light emission on the end face (lower end face in FIG. 1) of the container 4a containing a large number of optical fibers on the base 1 side.
Is coaxially provided with the CCD camera 3.

【0017】さらに、CCDカメラ3には、上記環状の
照明ユニット4の内側において遮光筒8が照明ユニット
4と同軸的に取り付けられている。この遮光筒8は、そ
のハブボルト2側の端面が、照明ユニット4の上記スリ
ット4bが形成された端面よりもハブボルト2側に突出
しており、これによって、上記スリット4bから放射さ
れる光の一部を遮って、光がハブボルト2の先端部2a
に入射するのを制限する機能を有する。
Further, in the CCD camera 3, a light shielding tube 8 is attached coaxially with the illumination unit 4 inside the annular illumination unit 4. The end face of the light-shielding tube 8 on the hub bolt 2 side is projected toward the hub bolt 2 side more than the end face of the illumination unit 4 on which the slit 4b is formed, whereby a part of the light emitted from the slit 4b. And the light is blocked by the tip 2a of the hub bolt 2.
It has the function of limiting the incidence on the.

【0018】本実施例では、上記のような機能を有する
遮光筒8がCCDカメラ3に取り付けられていることに
より、図2に示すような、敢えて2値化を必要としない
程度に明確な明暗のコントラストを有する映像をCCD
カメラ3から容易に得ることができる。したがって、上
記ベース1上に植立されたハブボルト2の正確かつ迅速
な位置の検出が可能になる。また、照明ユニット4およ
び遮光筒8がCCDカメラ3側に該CCDカメラ3と同
軸的に配置されているから、位置を検出すべき突起物で
あるハブボルト2の周囲に余分なスペースを必要としな
い利点がある。さらに、本実施例によれば、従来より使
用されている位置検出装置に対し、遮光筒8を付加する
ことにより構成できるから、従来の装置からの改造も容
易であり、簡単な構成であるにも拘らず、優れた効果を
奏するものである。
In this embodiment, since the light-shielding cylinder 8 having the above-mentioned functions is attached to the CCD camera 3, the clear brightness as shown in FIG. Image with contrast of CCD
It can be easily obtained from the camera 3. Therefore, it is possible to accurately and quickly detect the position of the hub bolt 2 erected on the base 1. Further, since the illumination unit 4 and the light shielding tube 8 are arranged coaxially with the CCD camera 3 on the CCD camera 3 side, no extra space is required around the hub bolt 2 which is a protrusion whose position is to be detected. There are advantages. Furthermore, according to the present embodiment, the position detecting device which has been conventionally used can be constructed by adding the light-shielding tube 8. Therefore, the conventional device can be easily modified and the structure is simple. Nevertheless, it has an excellent effect.

【0019】なお、図3に示すように、5本のハブボル
ト2が上記ベース1上に植立されている場合は、上述し
た照明ユニット4および遮光筒8をそれぞれ備えた2台
のCCDカメラ3を、所定間隔D、すなわち、1つ置き
に選んだ2本のハブボルト2,2の間隔を保って配置し
て、これら2本のハブボルト2,2の位置検出に基づい
て、タイヤ自動組み付けロボットを制御するようにして
いる。
As shown in FIG. 3, when five hub bolts 2 are erected on the base 1, two CCD cameras 3 each having the above-mentioned illumination unit 4 and light-shielding tube 8 are provided. Is arranged with a predetermined distance D, that is, the two hub bolts 2 and 2 selected every other interval are maintained, and based on the position detection of these two hub bolts 2 and 2, the tire automatic assembly robot is I'm trying to control.

【0020】以上の説明により、本発明による突起物の
位置検出装置の構成およびその作用、効果が明らかとな
ったが、本発明は、ハブボルトの位置検出のみでなく、
種々の突起物の位置検出に適用可能なものである。その
場合に、上記実施例におけるCCDカメラ3のレンズ部
6にズームレンズを採用し、かつ上記遮光筒8の照明ユ
ニット4の端面からの突出長を可変できる構成とするこ
とにより、適用範囲を著しく拡大することができる。
From the above description, the structure of the position detecting device for protrusions according to the present invention and the operation and effects thereof have been clarified. However, the present invention is not limited to detecting the position of the hub bolt,
It is applicable to position detection of various protrusions. In that case, a zoom lens is adopted as the lens portion 6 of the CCD camera 3 in the above embodiment, and the projecting length of the light shielding tube 8 from the end face of the illumination unit 4 can be varied, so that the applicable range is remarkably increased. Can be expanded.

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

【図1】本発明の実施例の構成を示す、一部を断面とし
た側面図
FIG. 1 is a side view, partly in section, showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の装置から得られる映像を示す図FIG. 2 is a diagram showing an image obtained from the device of the present invention.

【図3】本発明の装置が適用されるハブユニットの正面
FIG. 3 is a front view of a hub unit to which the device of the present invention is applied.

【図4】ハブボルトの先端形状を示す断面図FIG. 4 is a cross-sectional view showing a tip shape of a hub bolt.

【図5】従来の装置から得られる映像を示す図FIG. 5 is a diagram showing an image obtained from a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ベース 2 ハブボルト(突起物) 3 CCDカメラ 4 照明ユニット 5 カメラ本体部 6 レンズ部 8 遮光筒 1 Base 2 Hub Bolt (Protrusion) 3 CCD Camera 4 Lighting Unit 5 Camera Body 6 Lens 8 Shading Tube

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ベース上に突出した突起物の位置を視覚
的に検出するための位置検出装置であって、 上記突起物の先端を基準にしてベース側とは反対側に配
置される視覚センサと、 上記突起物および上記ベースを照射すべく視覚センサ側
に配置された環状の照明ユニットと、 該照明ユニットの内側において該照明ユニットよりも突
起物側に突出して配置されて、該突起物の先端近傍への
上記照明ユニットからの光の入射を制限する遮光部材
と、を備えてなることを特徴とする突起物の位置検出装
置。
1. A position detection device for visually detecting the position of a protrusion protruding on a base, wherein the visual sensor is arranged on the side opposite to the base side with respect to the tip of the protrusion. An annular illumination unit arranged on the side of the visual sensor to illuminate the protrusion and the base; and a protrusion disposed on the inside of the illumination unit so as to protrude toward the protrusion with respect to the illumination unit. A position detecting device for a protrusion, comprising: a light blocking member that restricts the incidence of light from the illumination unit near the tip.
【請求項2】 上記突起物が上記ベース上に植立された
ボルトよりなり、上記遮光部材が上記照明ユニットと同
軸的に配置された遮光筒よりなることを特徴とする請求
項1記載の突起物の位置検出装置。
2. The projection according to claim 1, wherein the projection is a bolt erected on the base, and the light blocking member is a light blocking tube arranged coaxially with the lighting unit. Object position detection device.
JP17578593A 1993-07-16 1993-07-16 Position detecting device for protrusion Pending JPH0732231A (en)

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JP (1) JPH0732231A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006078372A (en) * 2004-09-10 2006-03-23 Keyence Corp Ranging sensor and guide device for the same
WO2012073730A1 (en) * 2010-12-01 2012-06-07 シーシーエス株式会社 Profile line detecting method and profile line detecting apparatus

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