JPH0829120A

JPH0829120A - 曲面を有する物体の位置計測方法及び曲面を有する２つの物体の位置合わせ制御装置

Info

Publication number: JPH0829120A
Application number: JP15979794A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Tojo; 高明東條; Hiroshi Nakada; 浩中田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-07-12
Filing date: 1994-07-12
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】曲面を持った物体のエッジを正確に検出して
その位置や姿勢を検出することができる検出方法を提供
すること。【構成】曲面を有する物体３１を２台のＣＣＤカメラ
２６、２７により別の位置から撮像する。画像処理装置
３０では、それぞれのＣＣＤカメラから得られる画像情
報からそれぞれ水平走査ライン上の輝度変化を表す数値
を抽出する。そして、これらの数値をあらかじめ定めら
れた２次曲線に近似させて、該２次曲線が輝度濃淡レベ
ル０に対応する水平軸と交わった点を前記物体のエッジ
と判定し、それぞれの判定結果をもとに３角測量方法に
て前記物体の位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数の撮像カメラを用い
て、円柱をはじめとする曲面を持ったマーカー物体の位
置・姿勢を画像処理により高精度に計測するための検出
方法及びこの方法により２つの物体の位置合わせを行う
位置合わせ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】生産性向上や３Ｋ対策といわれるような
職場環境の改善のため、各種のロボットの利用や作業の
自動化が望まれているが、これを実現するには、高精度
な対象物体の位置や姿勢の計測システムが必要である。
このような目的のために従来、複数の撮像カメラ、例え
ばＣＣＤカメラを用いて、対称物の位置を画像処理によ
り検出するシステムが利用されている。

【０００３】従来のＣＣＤカメラを用いた位置計測方法
においては、カメラにより得られた画像内の対象物位置
はそのエッジ位置を検出することにより求める。エッジ
位置を検出する従来方法には、画像信号から輝度に関
する情報を得て、あらかじめ定められたしきい値を基に
エッジ位置を検出する方法と、画像信号から得た輝度
に微分処理を行ってエッジ位置を求める方法とが知られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
の方法では、しきい値によってエッジ位置が変化してし
まう。一方、上記の方法では、エッジの輝度の変化が
小さいとき、エッジが不明確となるという問題があっ
た。

【０００５】したがって、本発明の目的は円柱物体のよ
うな曲面を持ったマーカーのエッジを正確に検出するこ
とができるようにして、その位置、姿勢等を正確に測定
することができるような位置計測方法を提供することに
ある。

【０００６】本発明はまた、上記位置計測方法を利用し
て２つの物体の位置合わせを行うのに適した位置合わせ
制御装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、曲面を
有する物体を２台の撮像手段により別の位置から撮像
し、それぞれの撮像手段から得られる画像情報からそれ
ぞれ水平走査ライン上の輝度変化を表す数値を抽出し、
これらの数値をあらかじめ定められた２次曲線に近似さ
せて、該２次曲線が輝度濃淡レベル０に対応する水平軸
と交わった点を前記物体のエッジと判定し、それぞれの
判定結果をもとに３角測量方法にて前記物体の位置を検
出することを特徴とする曲面を有する物体の位置計測方
法が得られる。

【０００８】なお、前記物体は前記２台の各撮像手段と
同じ位置に配置された照明ライトにより照明されること
が望ましい。

【０００９】また、前記水平走査ライン上の輝度変化を
表す数値は、前記物体の上端から下端に至る複数本の水
平走査ラインについて求め、これらに基づいて判定され
た複数個のエッジ点から前記物体の左右エッジ線を求
め、これらの左右エッジ線を基に前記物体の中心線及び
前記物体の上底または下底の中心を画像の基準点として
求められる。

【００１０】本発明によればまた、曲面を有する第１、
第２の物体を別の位置からそれぞれ撮像するための２台
の撮像手段と、それぞれの撮像手段から得られる画像情
報を用いてあらかじめ定められた画像処理を行う画像処
理部とを備え、該画像処理部は、前記２台の撮像手段の
うちの一方から得られる画像情報をもとに前記第１、第
２の物体の画像内における位置をそれぞれ計測する第
１、第２の位置計測部と、前記２台の撮像手段のうちの
他方から得られる画像情報をもとに前記第１、第２の物
体の画像内における位置をそれぞれ計測する第３、第４
の位置計測部と、前記第１、第３の位置計測部の計測結
果をもとに前記第１の物体の３次元位置を算出する第１
の位置算出部と、前記第２、第４の位置計測部の計測結
果をもとに前記第２の物体の３次元位置を算出する第２
の位置算出部と、前記第１、第２の位置算出部により算
出された３次元位置にもとづいて前記第１、第２の物体
を位置合わせするために必要な移動量を算出する移動量
算出部とを含むことを特徴とする曲面を有する２つの物
体の位置合わせ制御装置が得られる。

【００１１】

【実施例】はじめに、本発明の適用分野の一例を図２を
参照して詳細に説明する。図２は本発明を連続鋳造装置
のレードルに装着されるロングノズルの着脱装置に適用
する場合の例を示す概略構成図である。図２において、
１１は溶融金属を収容するレードル、１２はこのレード
ル１１の溶融金属を一旦収容するタンディッシュ、１４
はレードル１１の底部から突出したパイプ状のレードル
ノズル、１５はレードル１１の溶融金属をタンデッシ１
２に供給するためのロングノズルである。このロングノ
ズル１５にはレードルノズル１４を挿入するための挿入
口（図示せず）が形成されている。

【００１２】２１はロングノズル１５をレードルノズル
１４に着脱するためのマニュピュレータであり、マニュ
ピュレータ本体２２、旋回軸２３、アーム支持部２４、
このアーム支持部２４に支持されて水平（矢印Ｂ）方向
に伸縮する伸縮アーム２５及びこの伸縮アーム２５の先
端に設けられ、ロングノズル１５を把持するロングノズ
ル把持部２６からなっている。

【００１３】マニュピュレータ本体２２は、図示しない
油圧装置や電動機などによって円筒極座標系において駆
動され、旋回軸２３を垂直（矢印Ａ）方向に昇降させる
とともに、旋回軸２３の回りで旋回（矢印Ｃ）できるよ
うに構成されている。２６、２７はレードルノズル１４
とロングノズル１５との軸芯ずれを測定するために配置
された２台のＣＣＤカメラである。

【００１４】図１は本発明による位置合わせ制御装置の
構成を示す概略図である。円柱物体３１は位置計測のた
めのマーカーとして用いられ、１つしか図示していない
が、図２のレードルノズル１４とロングノズル１５のそ
れぞれに固定される。これらのマーカーとしての円柱物
体３１の位置を３角測量の原理を利用した画像処理によ
って計測することにより、レードルノズル１４とロング
ノズル１５との相対位置が計測され、それらの位置合わ
せが自動的に行われる。なお、以下の説明では、便宜
上、１つの円柱物体３１の位置測定のみを説明する。

【００１５】ＣＣＤカメラ２６、２７にはそれぞれ照明
ライト３２、３３が隣接配置されている。照明ライト３
２、３３はそれぞれ、その光軸がＣＣＤカメラ２６、２
７の光軸にできるだけ近くなるように設置する。カメラ
取付位置には照明を取り付ける空間がある場合が多く、
このように設置することでカメラ取付位置以外に照明取
付空間が無い場合にも本発明は有効に適用できる。照明
ライト３２、３３は単一色で円柱物体３１を照明し、Ｃ
ＣＤカメラ２６、２７で同時に撮像する。

【００１６】２台のＣＣＤカメラ２６、２７により撮像
された画像出力はそれぞれ画像処理装置３０のＡ／Ｄコ
ンバータ３４、３５に供給されて画素の輝度、すなわち
濃淡情報を表すディジタル信号に変換され、画像メモリ
３６、３７に記憶される。画像メモリ３６、３７に記憶
された画像情報は演算装置３８に読み出され、所定の演
算が施される。演算装置３８は画像情報から円柱物体３
１の画像を抽出し、円柱物体３１の位置・姿勢を計算す
る。ここで、円柱物体３１は図３（Ａ）、（Ｂ）に示す
ように、円柱の中心軸の方向が画像内で、垂直方向か
ら、この垂直方向に対し斜め方向（±４５°程度）まで
の範囲でなければならない。

【００１７】円柱物体３１の抽出処理は、円柱物体３１
と背景とのコントラストが大きいことを利用し、先ず適
当なしきい値を設定して２値化により背景から分離す
る。

【００１８】次に、ＣＣＤカメラの出力画像内におい
て、水平方向に円柱物体３１の輝度を図３（Ｃ）に示す
ように、１ラインずつ走査しながら画像メモリ３６、３
７から読み出し、円柱物体３１のエッジ付近の輝度の変
化をもとに、エッジ位置を求める。

【００１９】このエッジ検出方式の原理について、以下
に詳しく説明する。図４はＣＣＤカメラ２６に対して照
明ライト３２をＣＣＤカメラ２６と同じ方向から照明し
た場合を示している。照明は均一な平行光で他に光源は
ないと仮定し、また、円柱面での乱反射光はランベルト
の余弦則に従うと仮定すると、ＣＣＤカメラ２６に映っ
た円柱物体３１の水平方向の輝度は次式で表される放物
線になる。

【００２０】Ｌ_R＝Ｌ_O｛１−（ｘ／Ｒ）²｝（１）ただし、Ｌ_Oは円柱物体３１の中心部の輝度、Ｌ_RはＣ
ＣＤカメラ２６に映った円柱物体３１の水平位置ｘでの
輝度、Ｒは円柱物体３１の半径である。

【００２１】図５は（１）式で表される輝度Ｌ_Oを、円
柱物体３１の中心軸の位置を原点とする水平位置ｘを横
軸とし、縦軸に輝度を取った座標系により表したグラフ
である。

【００２２】また、図６は照明ライト３３によりＣＣＤ
カメラ２６の光軸に対して直角の方向から照明した場合
を示している。上記と同様に仮定すると、ＣＣＤカメラ
２６に映った円柱物体３１の水平方向の輝度は次式で表
される曲線になる。

【００２３】Ｌ_R＝Ｌ_O（ｘ／Ｒ）｛１−（ｘ／Ｒ）²｝^1/2 （２）図７は（２）式で表される輝度を図５と同様な座標系に
より示すグラフであり、図８は照明ライト３２及び３３
によりＣＣＤカメラ２６の光軸に対して同方行及び直角
の方向から円柱物体３１に対し同じ距離と強度で照明し
た場合を示している。上記と同様に仮定すると、ＣＣＤ
カメラ２６に映った円柱物体３１の水平方向の輝度Ｌ_R
は次式で表される曲線になる。

【００２４】ｘ＜０のとき、Ｌ_R＝Ｌ_O｛１−（ｘ／Ｒ）²｝（３）ｘ≧０のとき、Ｌ_R＝Ｌ_O［１−（ｘ／Ｒ）²＋（ｘ／Ｒ）｛１−（ｘ／Ｒ）²｝^1/2］（４）図９は（３）、（４）式で表される輝度を図５と同様な
座標系により示すグラフである。

【００２５】上記の（１）〜（４）式は理想的な場合に
ついての輝度を示しているが、実際には照明が平行光
でない、照明がカメラの光軸からずれた位置にある、
円柱物体の回転中心軸がＣＣＤカメラの光軸に対して
直角でない、正規の照明以外に光源がある、ＣＣＤ
が飽和する等の理由で必ずしも（１）〜（４）式のよう
な曲線にはならない。そこで、本発明では放物線、楕円
等の２次曲線を始めとする、円柱物体３１の輝度の変化
に近似した曲線で円柱物体３１のエッジを検出する。

【００２６】図１０のプロット曲線４１は、円柱物体３
１を図１のように配置された照明ライト３２、３３によ
る照明の下に、２台のＣＣＤカメラ２６、２７により円
柱物体３１を撮像した際に、実際に得られる画像のう
ち、任意の水平走査ラインに沿った輝度を表すグラフで
ある。同グラフの横軸は水平走査ラインに沿った水平位
置を示し、縦軸に輝度を表す濃淡レベルを示している。

【００２７】ここで、図１１に示すように、円柱物体３
１の左側のエッジには適切なプロット点に楕円曲線４２
を当てはめ、濃淡レベル０に対応する水平軸と交わった
点をエッジ４３とする。他方、右側のエッジはステップ
状４４に変化するので従来法により、エッジを求める。

【００２８】このように、図１１の円柱物体３１の上端
から下端に至る各水平走査ラインＡ〜Ｂについて上述の
方法によりエッジを求め、これらを図１２に示すように
プロットし、エッジ点列４５にエッジ直線４６、４７を
当てはめる。そして、当てはめた２本のエッジ直線４
６、４７を基に円柱物体３１の中心線４８を求め円柱の
上底または下底の中心４９を画像間の基準点として求め
る。

【００２９】２台のＣＣＤカメラ３２、３３について同
様に円柱物体の上底または下底の中心４９を求め、各カ
メラ３２及びカメラ３３の上底または下底の中心から、
３角測量の原理により円柱物体３１の３次元位置を求め
ることができる。演算装置３８では、以上の画像処理
を、図２に示されたレードルノズル１４とロングノズル
１５のそれぞれに固定された２つのマーカーに対して行
い、２つのマーカーの間の位置ずれを検出する。そし
て、この位置ずれを０にするようにマニュピュレータ本
体２２を制御することにより、レードルノズル１４に対
するロングノズル１５の位置合わせが行われる。

【００３０】図１３は図１における演算装置３８の具体
的な構成を示す。演算装置３８は、図１に示された画像
メモリ３６からの画像情報を用いて上述した原理により
レードルノズル１４に固定されたマーカーの位置を計測
するレードルノズルマーカー位置計測部３８−１ａ及び
画像メモリ３６からの画像情報を用いて上述した原理に
よりロングノズル１５に固定されたマーカーの位置を計
測するロングノズルマーカー位置計測部３８−２ａと、
画像メモリ３７からの画像情報を用いて上述した原理に
よりレードルノズル１４に固定されたマーカーの位置を
計測するレードルノズルマーカー位置計測部３８−１ｂ
及び画像メモリ３７からの画像情報を用いて上述した原
理によりロングノズル１５に固定されたマーカーの位置
を計測するロングノズルマーカー位置計測部３８−２ｂ
とを有している。

【００３１】演算装置３８は更に、レードルノズルマー
カー位置計測部３８−１ａ、３８−１ｂの計測結果に基
づいてレードルノズルマーカーの３次元位置、すなわち
レードルノズルの３次元位置を算出するレードル３次元
位置算出部３８−３と、ロングノズルマーカー位置計測
部３８−２ａ、３８−２ｂの計測結果に基づいてロング
ノズルマーカーの３次元位置、すなわちロングノズルの
３次元位置を算出するロングノズル３次元位置算出部３
８−４と、これらレードル３次元位置算出部３８−３と
ロングノズル３次元位置算出部３８−４の算出結果を用
いて伸縮アーム２５の移動量、すなわち伸縮アーム回転
角度と伸縮アーム伸縮距離とを算出する伸縮アーム移動
量算出部３８−５とを有している。

【００３２】以下に、レードル３次元位置算出部３８−
３とロングノズル３次元位置算出部３８−４における３
次元位置算出原理について説明する。ここでは、２眼視
ステレオ法により、レードルノズルとロングノズルの３
次元位置を算出し、これらの差からレードルノズルとロ
ングノズル間の芯ずれ量を計測する。

【００３３】まず、２台のＣＣＤカメラ２６，２７を設
置し、カメラ位置、光軸の方向（カメラの姿勢）、およ
び焦点距離を調整し固定する。

【００３４】図１４、図１５のように、ＣＣＤカメラ２
６，２７の設置面を基準に座標系Ｏ−Ｘ，Ｏ−Ｙ，Ｏ−
Ｚを設定する。この座標をワールド座標と呼ぶことにす
る。ＣＣＤカメラ２６の中心線とＸＹ平面のなす角をξ
₁、ＣＣＤカメラ２６の中心線のＸＹ平面斜影直線とＹ
軸とのなす角をζ₁とおく。同様に、ＣＣＤカメラ２７
の中心線とＸＹ平面のなす角をξ₂、ＣＣＤカメラ２７
の中心線の平面への斜影直線とＹ軸とのなす角をζ₂と
おく。

【００３５】また、図１６に示すように、ＣＣＤカメラ
２６（ＣＣＤカメラ２７）を基準にした座標ｏ−ｘ１，
ｏ−ｙ１，ｏ−ｚ１（ｏ−ｘ２，ｏ−ｙ２，ｏ−ｚ２）
をカメラ２６座標（カメラ２７座標）と呼ぶことにす
る。

【００３６】今、ワールド座標内のある点Ｔを撮影した
場合を考える。図１７に示すように、ＣＣＤカメラ２６
上の画像内の位置を（ｐ₁，ｑ₁）［画素］、図示しな
いがＣＣＤカメラ２７上の画像内の位置を（ｐ₂，
ｑ₂）［画素］とする。

【００３７】ＣＣＤの画素数とサイズとの関係は、Ｈ
［ｍｍ］をＣＣＤの水平方向の長さ、Ｖ［ｍｍ］をＣＣ
Ｄの垂直方向の長さ、ＰをＣＣＤの水平方向の画素数、
ＱをＣＣＤの垂直方向の画素数とすると、 η_x＝Ｈ／Ｐ［ｍｍ／画素］ η_y＝Ｖ／Ｑ［ｍｍ／画素］という換算比で表せる。この換算比を用いてＣＣＤカメ
ラ２６のＣＣＤ上の画素単位の座標（ｐ₁，ｑ₁）をＣ
ＣＤ上の実際の位置（α₁，β₁）［ｍｍ］で表すと、 α₁＝η_x・ｐ₁ β₁＝η_y・ｑ₁ となり、カメラ２６座標系におけるＴの方向ベクトル
ａ′＝^T（ａ₁′，ａ₂′，ａ₃′）は、次の数式１と
なり、方向ベクトルの成分はＣＣＤカメラ２６の焦点距
離ｆ₁を用いて、以下の数式２、数式３、数式４で表わ
される。

【００３８】

【数１】

【数２】

【数３】

【数４】

【００３９】次に、以下の方法でカメラ２６座標をワー
ルド座標へ変換する。カメラ２６座標Ｏ−ｘ₁，Ｏ−ｙ
₁，Ｏ−ｚ₁をｘ₁軸回りにξ₁回転した座標Ｏ−
ｘ₁′，Ｏ−ｙ₁′，Ｏ−ｚ₁′に移る行列をＢ_1xと
し、次にｚ′軸回りにζ₁回転したワールド座標Ｏ−
Ｘ，Ｙ，Ｚに移る行列をＢ_1zとする。（ただし、ζ₁，
ξ₁は右ネジの方向を正にとっている。）この変換は、
以下の数式５、数式６、数式７、数式８で表わされる。

【００４０】

【数５】

【数６】

【数７】

【数８】

【００４１】従って、ワールド座標上のＣＣＤカメラ２
６から円柱物体への方向ベクトルａ＝^T（ａ₁，ａ₂，
ａ₃）は、ａ＝Ｂ₁ａ′となり、ＣＣＤカメラ２７も同
様に、ワールド座標上のＣＣＤカメラ２７から円柱物体
２７への方向ベクトルｂ＝^T（ｂ₁，ｂ₂，ｂ₃）は、
ａ＝Ｂ₂ｂ′となる。ここで、Ｂ₂は次の数式９で表わ
される。

【００４２】

【数９】

【００４３】このようにしてａ，ｂが得られる。

【００４４】ＣＣＤカメラ２６と円柱物体を結ぶ直線
（これを直線１とおく）と、ＣＣＤカメラ２７と円柱物
体を結ぶ直線（これを直線２とおく）の交点を求めるこ
とにより、円柱物体の位置を計算する。

【００４５】ＣＣＤカメラ２６の位置（０，０，０）、
ＣＣＤカメラ２７の位置（ｘ₂，ｙ₂，ｚ₂）が既知な
ので、直線１の方程式は、任意の実数をｓとすると、方
向ベクトルａを用いて、次の数式１０で表わされ、

【数１０】また、直線２の方程式は、任意の実数ｔと、方向ベクト
ルｂを用いて、次の数式１１で表わされ、

【数１１】数式１０，１１から次の数式１２、数式１３、数式１４
が導かれる。

【００４６】

【数１２】

【数１３】

【数１４】

【００４７】そして、数式１２、数式１３、数式１４か
ら次の数式１５が得られ、

【数１５】数式１４を数式１０へ代入することにより、次の数式１
６にもとづいて円柱物体に位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が得られ
る。

【００４８】

【数１６】

【００４９】ただし、ｓ^*は数式１５で計算されたｓで
ある。

【００５０】なお、直線１と直線２は画像処理の誤差、
ＣＣＤの量子化誤差、カメラパラメータの誤差などのた
めに交わらないことがある。このような場合でも、本処
理では２直線をＸＹ平面へ斜影し、斜影面上での交点を
もとめている。

【００５１】以上の原理を利用して、レードル３次元位
置算出部３８−３、ロングノズル３次元位置算出部３８
−４は、マーカー、すなわちレードルノズル１４、ロン
グノズル１５の３次元位置を計測する。伸縮アーム移動
量算出部３８−５は、レードル３次元位置算出部３８−
３、ロングノズル３次元位置算出部３８−４からの３次
元位置情報にもとづいてレードルノズル１４とロングノ
ズル１５間の芯ずれ量を算出し、伸縮アーム２５の回転
角度及び伸縮距離を決定してマニュピュレータ本体２２
を駆動する。

【００５２】なお、１つの物体の３次元位置を算出する
装置として用いる場合には、例えば図１３におけるロン
グノズルマーカー位置計測部３８−２ａ、３８−２ｂ，
ロングノズル３次元位置算出部３８−４を除いた構成に
て実現される。また、各画像の円柱物体３１の中心線４
８の傾きから、ＣＣＤカメラ３２及び３３について、そ
れぞれカメラレンズ中心点と円柱物体３１の中心線４８
を含む面の方程式が得られ、２つの面の交線の方程式か
ら円柱物体３１の３次元姿勢を求めることができる。あ
るいは、円柱物体３１の上底中心点と下底中心点から、
２点を通る直線の式が得られ、この直線の式から円柱物
体の３次元姿勢を求めることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明した本発明の画像処理による計
測方法によれば、しきい値に左右されることなく、また
照明ライトの個数や位置の制限がある場合でも、曲面を
持ったマーカーのエッジを正確に検出することができ
る。また、この計測方法を利用した位置合わせ制御装置
によれば、２つの物体の位置合わせ制御を自動かつ正確
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる画像処理部の構成を示す概略図
である。

【図２】本発明を連続鋳造装置のレードルに装着される
ロングノズルの着脱装置に適用した例を示す概略構成図
である。

【図３】本発明に用いられる円柱物体の斜視図で、図
（Ａ）、（Ｂ）はそれらの配置状態を示す図で、図
（Ｃ）はＣＣＤカメラの水平走査線との関係を示す図で
ある。

【図４】本発明の方法が適用される、円柱物体、照明ラ
イト及びＣＣＤカメラの配置関係を示す図である。

【図５】図４に示す配置関係により得られる円柱物体の
輝度曲線を示すグラフである。

【図６】本発明の方法が適用される、円柱物体、照明ラ
イト及びＣＣＤカメラの他の配置関係を示す図である。

【図７】図６に示す配置関係により得られる円柱物体の
輝度曲線を示すグラフである。

【図８】本発明の方法が適用される、円柱物体、照明ラ
イト及びＣＣＤカメラの更に他の配置関係を示す図であ
る。

【図９】図８に示す配置関係により得られる円柱物体の
輝度曲線を示すグラフである。

【図１０】本発明の画像処理によるエッジの検出方法を
説明するための、任意の水平走査ラインに沿った輝度を
表すグラフである。

【図１１】本発明の画像処理によるエッジの検出方法を
説明するための、任意の水平走査ラインに沿った輝度を
表すグラフに楕円曲線を当てはめた図である。

【図１２】本発明の画像処理によるエッジの検出方法を
説明するための、エッジ直線を説明するための図であ
る。

【図１３】図１に示された演算装置の具体的な構成を示
すブロック図である。

【図１４】図１３に示されたレードル３次元位置算出部
及びロングノズル３次元位置算出部の動作原理を説明す
るための図である。

【図１５】図１４に示されたＣＣＤカメラと円柱物体と
の相対位置関係を説明するための図である。

【図１６】図１５に示されたＣＣＤカメラの座標系を説
明するための図である。

【図１７】ＣＣＤカメラによる画像内の円柱物体の位置
を計測する原理を説明するための図である。

【符号の説明】

２６、２７ＣＣＤカメラ３０画像処理装置３２、３３照明ライト３４、３５Ａ／Ｄコンバータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】曲面を有する物体を２台の撮像手段によ
り別の位置から撮像し、それぞれの撮像手段から得られ
る画像情報からそれぞれ水平走査ライン上の輝度変化を
表す数値を抽出し、これらの数値をあらかじめ定められ
た２次曲線に近似させて、該２次曲線が輝度濃淡レベル
０に対応する水平軸と交わった点を前記物体のエッジと
判定し、それぞれの判定結果をもとに３角測量方法にて
前記物体の位置を検出することを特徴とする曲面を有す
る物体の位置計測方法。
【請求項２】請求項１記載の位置計測方法において、
前記物体は前記２台の各撮像手段と同じ位置に配置され
た照明ライトにより照明されることを特徴とする曲面を
有する物体の位置計測方法。
【請求項３】請求項１あるいは２記載の位置計測方法
において、前記水平走査ライン上の輝度変化を表す数値
は、前記物体の上端から下端に至る複数本の水平走査ラ
インについて求め、これらに基づいて判定された複数個
のエッジ点から前記物体の左右エッジ線を求め、これら
の左右エッジ線を基に前記物体の中心線及び前記物体の
上底または下底の中心を画像の基準点として求めること
を特徴とする曲面を有する物体の位置計測方法。
【請求項４】曲面を有する第１、第２の物体を別の位
置からそれぞれ撮像するための２台の撮像手段と、それ
ぞれの撮像手段から得られる画像情報を用いてあらかじ
め定められた画像処理を行う画像処理部とを備え、該画
像処理部は、前記２台の撮像手段のうちの一方から得ら
れる画像情報をもとに前記第１、第２の物体の画像内に
おける位置をそれぞれ計測する第１、第２の位置計測部
と、前記２台の撮像手段のうちの他方から得られる画像
情報をもとに前記第１、第２の物体の画像内における位
置をそれぞれ計測する第３、第４の位置計測部と、前記
第１、第３の位置計測部の計測結果をもとに前記第１の
物体の３次元位置を算出する第１の位置算出部と、前記
第２、第４の位置計測部の計測結果をもとに前記第２の
物体の３次元位置を算出する第２の位置算出部と、前記
第１、第２の位置算出部により算出された３次元位置に
もとづいて前記第１、第２の物体を位置合わせするため
に必要な移動量を算出する移動量算出部とを含むことを
特徴とする曲面を有する２つの物体の位置合わせ制御装
置。