JPH08110206A - 位置及び姿勢検出方法と位置及び姿勢検出装置 - Google Patents
位置及び姿勢検出方法と位置及び姿勢検出装置Info
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- JPH08110206A JPH08110206A JP6245816A JP24581694A JPH08110206A JP H08110206 A JPH08110206 A JP H08110206A JP 6245816 A JP6245816 A JP 6245816A JP 24581694 A JP24581694 A JP 24581694A JP H08110206 A JPH08110206 A JP H08110206A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 撮像手段と撮像対象との距離が大きく離れて
いても、撮像手段と撮像対象との位置ずれ及び姿勢を正
確に、かつ容易に検出することができる。 【構成】 特徴量が判る指標を撮像する工程と、次い
で、該指標の画像を２値化する工程と、次いで、該指標
の外心を検出する工程と、次いで、該指標の上下左右の
端点を検出する工程と、次いで、該指標の面積を検出す
る工程とを有し、該指標の左右上下の端点と外心の座標
に基づいて、該指標のある平面と平行な面内での縦横及
び回転方向の撮像手段の位置ずれと、該指標のある平面
と垂直な回転方向の撮像手段の傾きとを検出し、該指標
の面積の変化量に基づいて、該指標のある平面と垂直上
下方向の撮像手段の位置ずれを検出する。
いても、撮像手段と撮像対象との位置ずれ及び姿勢を正
確に、かつ容易に検出することができる。 【構成】 特徴量が判る指標を撮像する工程と、次い
で、該指標の画像を２値化する工程と、次いで、該指標
の外心を検出する工程と、次いで、該指標の上下左右の
端点を検出する工程と、次いで、該指標の面積を検出す
る工程とを有し、該指標の左右上下の端点と外心の座標
に基づいて、該指標のある平面と平行な面内での縦横及
び回転方向の撮像手段の位置ずれと、該指標のある平面
と垂直な回転方向の撮像手段の傾きとを検出し、該指標
の面積の変化量に基づいて、該指標のある平面と垂直上
下方向の撮像手段の位置ずれを検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位置及び姿勢検出方法
と位置及び姿勢検出装置に係り、詳しくは、画像センシ
ングにおいて撮像対象面と撮像手段との３次元的な位置
ずれと姿勢の状態を検出して補正する位置及び姿勢検出
技術に適用することができる他、例えば、ロボットの教
示、キャリブレーション、作業中の撮像対象座標検出、
トラブル復帰等に応用することができ、特に、撮像手段
と撮像対象との距離が大きく離れていても、撮像手段と
撮像対象との位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に検
出することができる位置及び姿勢検出方法と位置及び姿
勢検出装置に関する。
と位置及び姿勢検出装置に係り、詳しくは、画像センシ
ングにおいて撮像対象面と撮像手段との３次元的な位置
ずれと姿勢の状態を検出して補正する位置及び姿勢検出
技術に適用することができる他、例えば、ロボットの教
示、キャリブレーション、作業中の撮像対象座標検出、
トラブル復帰等に応用することができ、特に、撮像手段
と撮像対象との距離が大きく離れていても、撮像手段と
撮像対象との位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に検
出することができる位置及び姿勢検出方法と位置及び姿
勢検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、撮像手段を並進させながら撮影し
た複数枚の画像データを演算手段により写像して対象物
を３次元的に認識することができるロボットの３次元計
測システムについては、例えば特公平６−１０６０３号
公報で報告されたものがある。この従来のロボットの３
次元計測システムでは、写像法を用い、カメラを移動し
て得た複数枚の画像から中心軸方位を求め、この軸に垂
直でカメラと中心を通る平面で対象物たる円柱体を切る
ことにより、円柱体の接線をカメラの並進により複数求
め、更に異なる任意の２接線間の２等分線を複数生成し
て集積交点を求めるように構成することにより、円柱体
の位置及び姿勢を３次元的に計測することができるとい
う利点を有する。
た複数枚の画像データを演算手段により写像して対象物
を３次元的に認識することができるロボットの３次元計
測システムについては、例えば特公平６−１０６０３号
公報で報告されたものがある。この従来のロボットの３
次元計測システムでは、写像法を用い、カメラを移動し
て得た複数枚の画像から中心軸方位を求め、この軸に垂
直でカメラと中心を通る平面で対象物たる円柱体を切る
ことにより、円柱体の接線をカメラの並進により複数求
め、更に異なる任意の２接線間の２等分線を複数生成し
て集積交点を求めるように構成することにより、円柱体
の位置及び姿勢を３次元的に計測することができるとい
う利点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のロボットの３次元計測システムでは、対象物の
位置及び姿勢を３次元的に計測するために撮像手段を並
進させながら撮影した複数枚もの画像データを演算手段
により写像していたため、演算処理する画像データ量が
多くなるため、演算処理時間に長時間を要するうえ、大
容量のメモリを用いなければならなかった。このため、
撮像手段と撮像対象（指標）との距離が大きく離れてい
ると、撮像手段と撮像対象との３次元的な位置ずれ及び
姿勢を正確に検出し難くなるという問題があった。
た従来のロボットの３次元計測システムでは、対象物の
位置及び姿勢を３次元的に計測するために撮像手段を並
進させながら撮影した複数枚もの画像データを演算手段
により写像していたため、演算処理する画像データ量が
多くなるため、演算処理時間に長時間を要するうえ、大
容量のメモリを用いなければならなかった。このため、
撮像手段と撮像対象（指標）との距離が大きく離れてい
ると、撮像手段と撮像対象との３次元的な位置ずれ及び
姿勢を正確に検出し難くなるという問題があった。
【０００４】そこで、本発明は、撮像手段と撮像対象と
の距離が大きく離れていても、撮像手段と撮像対象との
位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に検出することが
できる位置及び姿勢検出方法と位置及び姿勢検出装置を
提供することを目的とする。
の距離が大きく離れていても、撮像手段と撮像対象との
位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に検出することが
できる位置及び姿勢検出方法と位置及び姿勢検出装置を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
特徴量が判る指標を撮像する工程と、次いで、該指標の
画像を２値化する工程と、次いで、指標の外心を検出す
る工程と、次いで、該指標の上下左右の端点を検出する
工程と、次いで、該指標の面積を検出する工程とを有
し、該指標の左右上下の端点と外心の座標に基づいて、
該指標のある平面と平行な面内での縦横及び回転方向の
撮像手段の位置ずれと、該指標のある平面と垂直な回転
方向の撮像手段の傾きとを検出し、該指標の面積の変化
量に基づいて、該指標のある平面と垂直上下方向の撮像
手段の位置ずれを検出することを特徴とするものであ
る。
特徴量が判る指標を撮像する工程と、次いで、該指標の
画像を２値化する工程と、次いで、指標の外心を検出す
る工程と、次いで、該指標の上下左右の端点を検出する
工程と、次いで、該指標の面積を検出する工程とを有
し、該指標の左右上下の端点と外心の座標に基づいて、
該指標のある平面と平行な面内での縦横及び回転方向の
撮像手段の位置ずれと、該指標のある平面と垂直な回転
方向の撮像手段の傾きとを検出し、該指標の面積の変化
量に基づいて、該指標のある平面と垂直上下方向の撮像
手段の位置ずれを検出することを特徴とするものであ
る。
【０００６】請求項２記載の発明は、特徴量と各々の位
置関係が判る複数の指標を撮像する工程と、次いで、該
指標の画像を２値化する工程と、次いで、該指標の各々
の座標を検出する工程と、次いで、該指標を通る円の中
心を検出する工程と、次いで、該指標の各々の距離を検
出する工程とを有し、該指標の各々の座標と該座標を通
る円の中心の座標に基づいて、該指標のある平面と平行
な面内での縦横及び回転方向の撮像手段の位置ずれと、
該指標のある平面と垂直な回転方向の撮像手段の傾きと
を検出し、該指標間の距離の変化量に基づいて、該指標
のある平面と垂直上下方向の撮像手段の位置ずれを検出
することを特徴とするものである。
置関係が判る複数の指標を撮像する工程と、次いで、該
指標の画像を２値化する工程と、次いで、該指標の各々
の座標を検出する工程と、次いで、該指標を通る円の中
心を検出する工程と、次いで、該指標の各々の距離を検
出する工程とを有し、該指標の各々の座標と該座標を通
る円の中心の座標に基づいて、該指標のある平面と平行
な面内での縦横及び回転方向の撮像手段の位置ずれと、
該指標のある平面と垂直な回転方向の撮像手段の傾きと
を検出し、該指標間の距離の変化量に基づいて、該指標
のある平面と垂直上下方向の撮像手段の位置ずれを検出
することを特徴とするものである。
【０００７】請求項３記載の発明は、上記請求項２記載
の発明において、前記撮像手段の周囲に配置した複数の
投光手段による前記撮像手段が正しい位置における撮像
対象平面内での反射光を指標とすることを特徴とするも
のである。請求項４記載の発明は、請求項３の位置及び
姿勢検出方法を行う位置及び姿勢検出装置において、物
体を撮像する撮像手段と、該物体撮像手段の周囲に配置
した光を指標として投光する投光手段と、該投光手段か
らの光の撮像対象平面での反射光を画像処理する画像処
理手段とを有することを特徴とするものである。
の発明において、前記撮像手段の周囲に配置した複数の
投光手段による前記撮像手段が正しい位置における撮像
対象平面内での反射光を指標とすることを特徴とするも
のである。請求項４記載の発明は、請求項３の位置及び
姿勢検出方法を行う位置及び姿勢検出装置において、物
体を撮像する撮像手段と、該物体撮像手段の周囲に配置
した光を指標として投光する投光手段と、該投光手段か
らの光の撮像対象平面での反射光を画像処理する画像処
理手段とを有することを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】請求項１記載の発明では、特徴の判っている指
標の左右上下の端点と外心の座標から、指標のある平面
と平行な面内での縦横及び回転方向の撮像手段の位置ず
れと指標のある平面と垂直な回転方向の撮像手段の傾き
とを検出し、指標の面積の変化量から指標のある平面と
垂直上下方向の撮像手段の位置ずれを検出するように構
成する。
標の左右上下の端点と外心の座標から、指標のある平面
と平行な面内での縦横及び回転方向の撮像手段の位置ず
れと指標のある平面と垂直な回転方向の撮像手段の傾き
とを検出し、指標の面積の変化量から指標のある平面と
垂直上下方向の撮像手段の位置ずれを検出するように構
成する。
【０００９】このため、撮像手段と撮像対象（指標）の
距離がかなり離れていても、撮像対象平面内にある指標
の画像から得られる特徴量を用いて撮像手段と撮像対象
との３次元的な位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に
検出することができる。従って、この検出した撮像対象
との撮像手段の位置ずれ及び姿勢を基に撮像手段の位置
及び姿勢を補正して位置決めすることができる。
距離がかなり離れていても、撮像対象平面内にある指標
の画像から得られる特徴量を用いて撮像手段と撮像対象
との３次元的な位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に
検出することができる。従って、この検出した撮像対象
との撮像手段の位置ずれ及び姿勢を基に撮像手段の位置
及び姿勢を補正して位置決めすることができる。
【００１０】請求項２記載の発明では、特徴量と各々の
位置関係が判っている複数の指標の各々の座標とそれら
の座標を通る円の中心の座標から、指標のある平面と平
行な面内での縦横及び回転方向の撮像手段の位置ずれ
と、指標のある平面と垂直な回転方向の撮像手段の傾き
とを検出し、指標間の距離の変化量から、指標のある平
面と垂直上下方向の撮像手段の位置ずれを検出するよう
に構成する。
位置関係が判っている複数の指標の各々の座標とそれら
の座標を通る円の中心の座標から、指標のある平面と平
行な面内での縦横及び回転方向の撮像手段の位置ずれ
と、指標のある平面と垂直な回転方向の撮像手段の傾き
とを検出し、指標間の距離の変化量から、指標のある平
面と垂直上下方向の撮像手段の位置ずれを検出するよう
に構成する。
【００１１】このため、撮像対象等の非平面物体が複数
の指標の間の視野内にあっても、撮像手段の周囲に配置
した複数の指標の画像から得られる特徴量を用いて、撮
像手段と撮像対象との３次元的な位置ずれ及び姿勢を正
確に、かつ容易に検出することができる。従って、この
検出した撮像対象との撮像手段の位置ずれ及び姿勢を基
に撮像手段の位置及び姿勢を補正して正確に位置決めす
ることができる。
の指標の間の視野内にあっても、撮像手段の周囲に配置
した複数の指標の画像から得られる特徴量を用いて、撮
像手段と撮像対象との３次元的な位置ずれ及び姿勢を正
確に、かつ容易に検出することができる。従って、この
検出した撮像対象との撮像手段の位置ずれ及び姿勢を基
に撮像手段の位置及び姿勢を補正して正確に位置決めす
ることができる。
【００１２】請求項３記載の発明では、撮像手段の周囲
に配置した複数の投光手段による撮像手段が正しい位置
における撮像対象平面内での反射光を指標とするように
構成する。このため、指標を与える投光手段が撮像手段
に付属して一体となって移動し撮像手段の位置が移動し
ても、任意の位置で、撮像手段と撮像対象との３次元的
な位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に検出すること
ができる。従って、この任意の位置で検出した撮像手段
と撮像対象との３次元的な位置ずれ及び姿勢を基に撮像
手段の位置及び姿勢を補正して複数箇所の位置決めを実
現することができる。
に配置した複数の投光手段による撮像手段が正しい位置
における撮像対象平面内での反射光を指標とするように
構成する。このため、指標を与える投光手段が撮像手段
に付属して一体となって移動し撮像手段の位置が移動し
ても、任意の位置で、撮像手段と撮像対象との３次元的
な位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に検出すること
ができる。従って、この任意の位置で検出した撮像手段
と撮像対象との３次元的な位置ずれ及び姿勢を基に撮像
手段の位置及び姿勢を補正して複数箇所の位置決めを実
現することができる。
【００１３】請求項４記載の発明では、物体を撮像手段
により撮像し、撮像手段の周囲に配置した投光手段によ
り光を指標として投光し、投光手段からの光の撮像対象
平面での反射光を画像処理手段により画像処理するよう
に構成する。このため、請求項３記載の発明と同様、撮
像手段の周囲に配置した複数の投光手段による撮像手段
が正しい位置における撮像対象平面内での反射光を指標
とすることができるので、指標を与える投光手段が撮像
手段に付属して一体となって移動し撮像手段の位置が移
動しても、任意の位置で、撮像手段と撮像対象との３次
元的な位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に検出する
ことができる。従って、この任意の位置で検出した撮像
手段と撮像対象との３次元的な位置ずれ及び姿勢を基に
撮像手段の位置及び姿勢を補正して複数箇所の正確な位
置決めを実現することができる。
により撮像し、撮像手段の周囲に配置した投光手段によ
り光を指標として投光し、投光手段からの光の撮像対象
平面での反射光を画像処理手段により画像処理するよう
に構成する。このため、請求項３記載の発明と同様、撮
像手段の周囲に配置した複数の投光手段による撮像手段
が正しい位置における撮像対象平面内での反射光を指標
とすることができるので、指標を与える投光手段が撮像
手段に付属して一体となって移動し撮像手段の位置が移
動しても、任意の位置で、撮像手段と撮像対象との３次
元的な位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に検出する
ことができる。従って、この任意の位置で検出した撮像
手段と撮像対象との３次元的な位置ずれ及び姿勢を基に
撮像手段の位置及び姿勢を補正して複数箇所の正確な位
置決めを実現することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 （実施例１）図１〜３は本発明に係る実施例１の位置及
び姿勢検出方法を示す図である。本実施例では、図１に
示すように、例えば特徴量の判っている２等辺直角三角
形を指標１とし、指標１を撮像する撮像手段により取り
込んだ指標１の画像を外部の画像処理装置により２値化
する。次に、図２に示す如く、指標１の外心Ｏを検出
し、指標１の上下左右の端点Ａ，Ｂ，Ｒを検出する。こ
こで、指標１の左右の端点はＡ，Ｂであり、上の端点は
Ｒである。なお、ここでは、下の端点はない。その後、
指標１の面積を検出する。ここまでの処理は、通常の画
像センシング処理方法で行う。
する。 （実施例１）図１〜３は本発明に係る実施例１の位置及
び姿勢検出方法を示す図である。本実施例では、図１に
示すように、例えば特徴量の判っている２等辺直角三角
形を指標１とし、指標１を撮像する撮像手段により取り
込んだ指標１の画像を外部の画像処理装置により２値化
する。次に、図２に示す如く、指標１の外心Ｏを検出
し、指標１の上下左右の端点Ａ，Ｂ，Ｒを検出する。こ
こで、指標１の左右の端点はＡ，Ｂであり、上の端点は
Ｒである。なお、ここでは、下の端点はない。その後、
指標１の面積を検出する。ここまでの処理は、通常の画
像センシング処理方法で行う。
【００１５】撮像手段は、図２の点Ｖより指標１の撮像
を行うものとし、その時の外接円の半径であるはずの｜
ＯＡ｜及び、｜ＯＣ｜は見かけ上、次の（１）、（２）
式で表される。
を行うものとし、その時の外接円の半径であるはずの｜
ＯＡ｜及び、｜ＯＣ｜は見かけ上、次の（１）、（２）
式で表される。
【００１６】
【数１】
【００１７】
【数２】
【００１８】但し、θは指標１のある平面ＡＢＣと垂直
な回転方向の撮像手段の傾きであり、Ｒは撮像手段の距
離に関する係数（実際の距離と比例する数値であればよ
い）であり、αはＶＲを含む面とＯＡとのなす角度であ
り、γはθ＝α＝Ｏの時の見かけ上の半径である。今、
次の（３）式に示す如く、
な回転方向の撮像手段の傾きであり、Ｒは撮像手段の距
離に関する係数（実際の距離と比例する数値であればよ
い）であり、αはＶＲを含む面とＯＡとのなす角度であ
り、γはθ＝α＝Ｏの時の見かけ上の半径である。今、
次の（３）式に示す如く、
【００１９】
【数３】
【００２０】｜ＯＡ｜と｜ＯＣ｜が等しいとすると、即
ち、α＝±４５°、±１３５°（−１８０°≦α≦１８
０°）の時、図２の円Ｓは、図３の直線１、ｔ上に直径
を有する円である。なお、｜ＯＡ｜と｜ＯＣ｜の大小の
関係は、図３に示した通りである。ここで、次の（４）
式に示す如く、
ち、α＝±４５°、±１３５°（−１８０°≦α≦１８
０°）の時、図２の円Ｓは、図３の直線１、ｔ上に直径
を有する円である。なお、｜ＯＡ｜と｜ＯＣ｜の大小の
関係は、図３に示した通りである。ここで、次の（４）
式に示す如く、
【００２１】
【数４】
【００２２】と｜ＯＡ｜と｜ＯＣ｜が等しくない時、
（３）式が成立するように、αを±４５°、±１３５°
のうちの最短の角度に合わせ込む。この時、現在位置か
らのαを求め、偏位量の最も小さい位置に合わせ込まれ
る。次いで、θのみを外心が指標１の左右の端点ＡＢの
中点（Ｏの真上）にくるように調整する。θ＝α＝Ｏが
得られた後、指標１の面積の変化量に伴い、撮像手段を
上下し補正して、高さ方向の位置決めを行う。
（３）式が成立するように、αを±４５°、±１３５°
のうちの最短の角度に合わせ込む。この時、現在位置か
らのαを求め、偏位量の最も小さい位置に合わせ込まれ
る。次いで、θのみを外心が指標１の左右の端点ＡＢの
中点（Ｏの真上）にくるように調整する。θ＝α＝Ｏが
得られた後、指標１の面積の変化量に伴い、撮像手段を
上下し補正して、高さ方向の位置決めを行う。
【００２３】このように、本実施例では、特徴の判って
いる指標１の左右上下の端点Ａ，Ｂ，Ｒと外心Ｏの座標
から、指標１のある平面ＡＢＣと平行な面内での縦横及
び回転方向の撮像手段の位置ずれと、指標１のある平面
ＡＢＣと垂直な回転方向の撮像手段の傾きθとを検出
し、指標１の面積の変化量から、指標１のある平面ＡＢ
Ｃと垂直上下方向の撮像手段の位置ずれを検出するよう
に構成している。
いる指標１の左右上下の端点Ａ，Ｂ，Ｒと外心Ｏの座標
から、指標１のある平面ＡＢＣと平行な面内での縦横及
び回転方向の撮像手段の位置ずれと、指標１のある平面
ＡＢＣと垂直な回転方向の撮像手段の傾きθとを検出
し、指標１の面積の変化量から、指標１のある平面ＡＢ
Ｃと垂直上下方向の撮像手段の位置ずれを検出するよう
に構成している。
【００２４】このため、撮像手段と撮像対象の指標１の
距離がかなり離れていても、撮像対象平面内にある指標
１の画像から得られる特徴量を用いて、撮像手段と撮像
対象の指標１との３次元的な位置ずれ及び姿勢を正確
に、かつ容易に検出することができる。従って、この検
出した撮像対象の指標１との撮像手段の位置ずれ及び姿
勢を基に撮像手段の位置及び姿勢を補正して位置決めす
ることができる。 （実施例２）次に、図４は本発明に係る実施例２の位置
及び姿勢検出方法を示す図である。
距離がかなり離れていても、撮像対象平面内にある指標
１の画像から得られる特徴量を用いて、撮像手段と撮像
対象の指標１との３次元的な位置ずれ及び姿勢を正確
に、かつ容易に検出することができる。従って、この検
出した撮像対象の指標１との撮像手段の位置ずれ及び姿
勢を基に撮像手段の位置及び姿勢を補正して位置決めす
ることができる。 （実施例２）次に、図４は本発明に係る実施例２の位置
及び姿勢検出方法を示す図である。
【００２５】本実施例では、図４に示すように、各指標
２，３，４を設定して、実施例１と同様の方法により位
置決めを行う。即ち、本実施例では、特徴量と各々の位
置関係が判っている複数の指標２，３，４の各々の座標
とそれらの座標を通る円の中心の座標から、指標２，
３，４のある平面と平行な面内での縦横及び回転方向の
撮像手段の位置ずれと、指標２，３，４のある平面と垂
直な回転方向の撮像手段の傾きとを検出し、指標間の距
離の変化量から、指標２，３，４のある平面と垂直上下
方向の撮像手段の位置ずれを検出するように構成する。
２，３，４を設定して、実施例１と同様の方法により位
置決めを行う。即ち、本実施例では、特徴量と各々の位
置関係が判っている複数の指標２，３，４の各々の座標
とそれらの座標を通る円の中心の座標から、指標２，
３，４のある平面と平行な面内での縦横及び回転方向の
撮像手段の位置ずれと、指標２，３，４のある平面と垂
直な回転方向の撮像手段の傾きとを検出し、指標間の距
離の変化量から、指標２，３，４のある平面と垂直上下
方向の撮像手段の位置ずれを検出するように構成する。
【００２６】このため、撮像対象等の非平面物体が複数
の指標２，３，４の間の視野内にあっても、撮像手段の
周囲に配置した複数の指標２，３，４の画像から得られ
る特徴量を用いて、撮像手段と撮像対象の指標２，３，
４との３次元的な位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易
に検出することができる。従って、この検出した撮像対
象の指標２，３，４との撮像手段の位置ずれ及び姿勢を
基に撮像手段の位置及び姿勢を補正して正確に位置決め
することができる。
の指標２，３，４の間の視野内にあっても、撮像手段の
周囲に配置した複数の指標２，３，４の画像から得られ
る特徴量を用いて、撮像手段と撮像対象の指標２，３，
４との３次元的な位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易
に検出することができる。従って、この検出した撮像対
象の指標２，３，４との撮像手段の位置ずれ及び姿勢を
基に撮像手段の位置及び姿勢を補正して正確に位置決め
することができる。
【００２７】なお、上記実施例２においては、図５に示
すように、例えばＣＣＤカメラ等の撮像手段５の周囲に
半導体レーザ等の投光手段６，７，８を設け、この投光
手段６，７，８による撮像手段５が正しい位置における
撮像対象平面内での反射光を指標とするように構成する
ことにより、実施例２における指標を得るようにしても
よい。
すように、例えばＣＣＤカメラ等の撮像手段５の周囲に
半導体レーザ等の投光手段６，７，８を設け、この投光
手段６，７，８による撮像手段５が正しい位置における
撮像対象平面内での反射光を指標とするように構成する
ことにより、実施例２における指標を得るようにしても
よい。
【００２８】この場合、指標を与える投光手段６，７，
８が撮像手段５に付属して一体となって移動し撮像手段
５の位置が移動しても、任意の位置で、撮像手段５と撮
像対象の指標との３次元的な位置ずれ及び姿勢を正確
に、かつ容易に検出することができる。従って、この任
意の位置で検出した撮像手段５と撮像対象の指標との３
次元的な位置ずれ及び姿勢を基に撮像手段５の位置及び
姿勢を補正して複数箇所の位置決めを実現することがで
きる。
８が撮像手段５に付属して一体となって移動し撮像手段
５の位置が移動しても、任意の位置で、撮像手段５と撮
像対象の指標との３次元的な位置ずれ及び姿勢を正確
に、かつ容易に検出することができる。従って、この任
意の位置で検出した撮像手段５と撮像対象の指標との３
次元的な位置ずれ及び姿勢を基に撮像手段５の位置及び
姿勢を補正して複数箇所の位置決めを実現することがで
きる。
【００２９】なお、この図５の位置及び姿勢検出方法
は、図６に示すように、ロボットのアーム９に取り付け
た撮像手段５の周囲に投光手段６，７，８を設けて構成
したロボットに適用することができる。この場合、物体
を撮像手段５により撮像し、撮像手段５の周囲に配置し
た投光手段６，７，８により光を指標として投光し、投
光手段６，７，８からの光の撮像対象平面での反射光を
画像処理手段により画像処理するように構成する。
は、図６に示すように、ロボットのアーム９に取り付け
た撮像手段５の周囲に投光手段６，７，８を設けて構成
したロボットに適用することができる。この場合、物体
を撮像手段５により撮像し、撮像手段５の周囲に配置し
た投光手段６，７，８により光を指標として投光し、投
光手段６，７，８からの光の撮像対象平面での反射光を
画像処理手段により画像処理するように構成する。
【００３０】このため、上記図５と同様、撮像手段５の
周囲に配置した複数の投光手段６，７，８による撮像手
段５が正しい位置における撮像対象平面内での反射光を
指標とすることができるので、指標を与える投光手段
６，７，８が撮像手段５に付属し撮像手段５の位置が移
動しても任意の位置で、撮像手段５と撮像対象との３次
元的な位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に検出する
ことができる。従って、この任意の位置で検出した撮像
手段５と撮像対象との３次元的な位置ずれ及び姿勢を基
に撮像手段５の位置及び姿勢を補正して複数箇所の位置
決めを実現することができる。
周囲に配置した複数の投光手段６，７，８による撮像手
段５が正しい位置における撮像対象平面内での反射光を
指標とすることができるので、指標を与える投光手段
６，７，８が撮像手段５に付属し撮像手段５の位置が移
動しても任意の位置で、撮像手段５と撮像対象との３次
元的な位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に検出する
ことができる。従って、この任意の位置で検出した撮像
手段５と撮像対象との３次元的な位置ずれ及び姿勢を基
に撮像手段５の位置及び姿勢を補正して複数箇所の位置
決めを実現することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、撮像手段と撮像対象と
の距離が大きく離れていても、撮像手段と撮像対象との
位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に検出することが
できるという効果がある。
の距離が大きく離れていても、撮像手段と撮像対象との
位置ずれ及び姿勢を正確に、かつ容易に検出することが
できるという効果がある。
【図１】本発明に係る実施例１の位置及び姿勢検出方法
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明に係る実施例１の位置及び姿勢検出方法
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明に係る実施例１の位置及び姿勢検出方法
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明に係る実施例２の位置及び姿勢検出方法
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明に係る実施例２に適用できる位置及び姿
勢検出方法を示す図である。
勢検出方法を示す図である。
【図６】図５に示す位置及び姿勢検出方法を実現する位
置及び姿勢検出装置を示す図である。
置及び姿勢検出装置を示す図である。
１，２，３，４ 指標 ５ 撮像手段 ６，７，８ 投光手段 ９ アーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/00
Claims (4)
- 【請求項１】特徴量が判る指標を撮像する工程と、次い
で、該指標の画像を２値化する工程と、次いで、該指標
の外心を検出する工程と、次いで、該指標の上下左右の
端点を検出する工程と、次いで、該指標の面積を検出す
る工程とを有し、該指標の左右上下の端点と外心の座標
に基づいて、該指標のある平面と平行な面内での縦横及
び回転方向の撮像手段の位置ずれと、該指標のある平面
と垂直な回転方向の撮像手段の傾きとを検出し、該指標
の面積の変化量に基づいて、該指標のある平面と垂直上
下方向の撮像手段の位置ずれを検出することを特徴とす
る位置及び姿勢検出方法。 - 【請求項２】特徴量と各々の位置関係が判る複数の指標
を撮像する工程と、次いで、該指標の画像を２値化する
工程と、次いで、該指標の各々の座標を検出する工程
と、次いで、該指標を通る円の中心を検出する工程と、
次いで、該指標の各々の距離を検出する工程とを有し、
該指標の各々の座標と該座標を通る円の中心の座標に基
づいて、該指標のある平面と平行な面内での縦横及び回
転方向の撮像手段の位置ずれと、該指標のある平面と垂
直な回転方向の撮像手段の傾きとを検出し、該指標間の
距離の変化量に基づいて、該指標のある平面と垂直上下
方向の撮像手段の位置ずれを検出することを特徴とする
位置及び姿勢検出方法。 - 【請求項３】前記撮像手段の周囲に配置した複数の投光
手段による前記撮像手段が正しい位置における撮像対象
平面内での反射光を指標とすることを特徴とする請求項
２記載の位置及び姿勢検出方法。 - 【請求項４】請求項３の位置及び姿勢検出方法を行う位
置及び姿勢検出装置において、物体を撮像する撮像手段
と、該物体撮像手段の周囲に配置した光を指標として投
光する投光手段と、該投光手段からの光の撮像対象平面
での反射光を画像処理する画像処理手段とを有すること
を特徴とする位置及び姿勢検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6245816A JPH08110206A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 位置及び姿勢検出方法と位置及び姿勢検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6245816A JPH08110206A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 位置及び姿勢検出方法と位置及び姿勢検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110206A true JPH08110206A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17139284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6245816A Pending JPH08110206A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 位置及び姿勢検出方法と位置及び姿勢検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08110206A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004284454A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 潜水機用のコネクタのメイティング装置、及びそのメイティング方法 |
| WO2017130823A1 (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | カメラ校正装置およびカメラ校正方法 |
| CN109642785A (zh) * | 2016-09-21 | 2019-04-16 | 株式会社斯库林集团 | 试料容器的位置偏移的检测方法以及使用该方法的拍摄方法和试料容器的位置偏移的检测装置 |
| CN113740341A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-12-03 | 广东建科创新技术研究院有限公司 | 一种钢筋锈蚀率快速测定方法 |
| CN113740342A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-12-03 | 广东建科创新技术研究院有限公司 | 一种钢筋锈蚀率智能检测设备 |
-
1994
- 1994-10-12 JP JP6245816A patent/JPH08110206A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004284454A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 潜水機用のコネクタのメイティング装置、及びそのメイティング方法 |
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| CN108496354A (zh) * | 2016-01-29 | 2018-09-04 | 松下知识产权经营株式会社 | 照相机校正装置和照相机校正方法 |
| CN108496354B (zh) * | 2016-01-29 | 2020-12-08 | 松下知识产权经营株式会社 | 照相机校正装置和照相机校正方法 |
| CN109642785A (zh) * | 2016-09-21 | 2019-04-16 | 株式会社斯库林集团 | 试料容器的位置偏移的检测方法以及使用该方法的拍摄方法和试料容器的位置偏移的检测装置 |
| CN113740341A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-12-03 | 广东建科创新技术研究院有限公司 | 一种钢筋锈蚀率快速测定方法 |
| CN113740342A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-12-03 | 广东建科创新技术研究院有限公司 | 一种钢筋锈蚀率智能检测设备 |
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