JPH0894318A - 光学式位置計測方法 - Google Patents
光学式位置計測方法Info
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- JPH0894318A JPH0894318A JP6228102A JP22810294A JPH0894318A JP H0894318 A JPH0894318 A JP H0894318A JP 6228102 A JP6228102 A JP 6228102A JP 22810294 A JP22810294 A JP 22810294A JP H0894318 A JPH0894318 A JP H0894318A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ワークに設けた円形孔等の円形の被計測部の
空間座標系における中心位置を精度良く計測できるよう
にする。 【構成】 光軸０1，０2が互に斜交するように第１と第
２の２個のカメラ２1，２2を配置し、第１カメラ２1の
光軸０1をワークａの表面の法線方向に合致させた状態
で両カメラ２1，２2により被計測部ｂを撮像する。第１
カメラ２1の画面上の像の周縁に合致する複数の周縁点
の座標から該像を表わす回帰楕円を求め、第１カメラ２
1の画面の空間座標系へ投影面Ｑ1に対する第１カメラ２
1から見た被計測部ｂの投影像の中心Ｍ1に対する第１カ
メラ２1の視線Ｃ1Ｍ1の方程式を算定する。第２カメラ
２2の画面上の像の複数の周縁点の座標を第２カメラ２2
から見た投影面Ｑ1への被計測部の投影像の周縁点に対
応する座標に変換し、これら周縁点の変換座標から該投
影像を表わす回帰楕円を求め、この回帰楕円から該投影
像の中心Ｍ2に対する第２カメラ２2の視線Ｃ2Ｍ2の方程
式を算定する。空間座標系における被計測部ｂの中心Ｍ
の位置を両視線の交点の座標から算出する。
空間座標系における中心位置を精度良く計測できるよう
にする。 【構成】 光軸０1，０2が互に斜交するように第１と第
２の２個のカメラ２1，２2を配置し、第１カメラ２1の
光軸０1をワークａの表面の法線方向に合致させた状態
で両カメラ２1，２2により被計測部ｂを撮像する。第１
カメラ２1の画面上の像の周縁に合致する複数の周縁点
の座標から該像を表わす回帰楕円を求め、第１カメラ２
1の画面の空間座標系へ投影面Ｑ1に対する第１カメラ２
1から見た被計測部ｂの投影像の中心Ｍ1に対する第１カ
メラ２1の視線Ｃ1Ｍ1の方程式を算定する。第２カメラ
２2の画面上の像の複数の周縁点の座標を第２カメラ２2
から見た投影面Ｑ1への被計測部の投影像の周縁点に対
応する座標に変換し、これら周縁点の変換座標から該投
影像を表わす回帰楕円を求め、この回帰楕円から該投影
像の中心Ｍ2に対する第２カメラ２2の視線Ｃ2Ｍ2の方程
式を算定する。空間座標系における被計測部ｂの中心Ｍ
の位置を両視線の交点の座標から算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークに設けた円形孔
等の円形の被計測部の空間座標系における中心位置を計
測する光学式位置計測方法に関する。
等の円形の被計測部の空間座標系における中心位置を計
測する光学式位置計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の計測方法として、光軸が
互に斜交するように配置した２個のカメラを用い、ワー
クの被計測部を該両カメラで撮像して、一方のカメラの
画面上の被計測部の像の中心座標と他方のカメラの画面
上の被計測部の像の中心座標とから三角測量の原理で空
間座標系における被計測部の中心位置を算定する方法が
知られている。ここで、カメラの画面上の被計測部の像
の中心座標の計測に際しては、一般に、画面上を水平ｘ
軸方向に走査して被計測部の像の周縁に合致するｘ軸方
向２箇所の周縁点の座標を求めることを垂直ｙ軸方向に
位置をずらしながら繰返し、ｘ軸方向２箇所の周縁点の
中点のｘ座標を平均化して被計測部の像の中心のｘ座標
を求め、同様に、画面上をｙ軸方向に走査してｙ軸方向
２箇所の周縁点の座標を求めることをｘ軸方向に位置を
ずらしながら繰返し、ｙ軸方向２箇所の周縁点の中点の
ｙ座標を平均化して被計測部の像の中心のｙ座標を求め
るようにしている（特開昭５６−１５５８０４号参
照）。
互に斜交するように配置した２個のカメラを用い、ワー
クの被計測部を該両カメラで撮像して、一方のカメラの
画面上の被計測部の像の中心座標と他方のカメラの画面
上の被計測部の像の中心座標とから三角測量の原理で空
間座標系における被計測部の中心位置を算定する方法が
知られている。ここで、カメラの画面上の被計測部の像
の中心座標の計測に際しては、一般に、画面上を水平ｘ
軸方向に走査して被計測部の像の周縁に合致するｘ軸方
向２箇所の周縁点の座標を求めることを垂直ｙ軸方向に
位置をずらしながら繰返し、ｘ軸方向２箇所の周縁点の
中点のｘ座標を平均化して被計測部の像の中心のｘ座標
を求め、同様に、画面上をｙ軸方向に走査してｙ軸方向
２箇所の周縁点の座標を求めることをｘ軸方向に位置を
ずらしながら繰返し、ｙ軸方向２箇所の周縁点の中点の
ｙ座標を平均化して被計測部の像の中心のｙ座標を求め
るようにしている（特開昭５６−１５５８０４号参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法は被計測部
の像が真円である場合には像の中心座標を精度良く求め
られるが、被計測部がカメラに正対する位置からずれる
とその像はずれ方向を短軸とする楕円となり、上記の方
法では像の中心座標の計測誤差を生じ易くなる。また、
上記の如く２個のカメラを用いて空間座標系における被
計測部の中心位置を計測する場合、一方のカメラはその
光軸がワーク表面の法線方向に合致するように配置でき
るが、他方のカメラの光軸はワーク表面に対し斜交する
ことになる。この場合、他方のカメラの画面の空間座標
系への投影面はワーク表面に対し傾斜し、その結果、他
方のカメラから見た該投影面に対する被計測部の投影像
は被計測部の実像とは正確には相似しなくなる。ここ
で、各カメラの画面上の被計測部の像は各カメラの画面
の空間座標系への投影面に対する各カメラから見た被計
測部の投影像に合致する。そして、従来は、各カメラの
画面上の被計測部の像の中心に合致する各投影面上の投
影像の中心を通る、空間座標系における各カメラの視線
の方程式を求め、両カメラの視線の交点を空間座標系に
おける被計測部の中心としてその位置を算定している。
然し、上記の如く他方のカメラの画面の空間座標系への
投影面に対する被計測部の投影像が被計測部の実像に相
似しなくなると、投影像の中心を通る他方のカメラの視
線が被計測部の中心を通らなくなり、中心位置の計測誤
差を生ずる。本発明は、以上の点に鑑み、２個のカメラ
の画像データから空間座標系における被計測部の中心位
置を正確に計測し得るようにした計測方法を提供するこ
とをその目的としている。
の像が真円である場合には像の中心座標を精度良く求め
られるが、被計測部がカメラに正対する位置からずれる
とその像はずれ方向を短軸とする楕円となり、上記の方
法では像の中心座標の計測誤差を生じ易くなる。また、
上記の如く２個のカメラを用いて空間座標系における被
計測部の中心位置を計測する場合、一方のカメラはその
光軸がワーク表面の法線方向に合致するように配置でき
るが、他方のカメラの光軸はワーク表面に対し斜交する
ことになる。この場合、他方のカメラの画面の空間座標
系への投影面はワーク表面に対し傾斜し、その結果、他
方のカメラから見た該投影面に対する被計測部の投影像
は被計測部の実像とは正確には相似しなくなる。ここ
で、各カメラの画面上の被計測部の像は各カメラの画面
の空間座標系への投影面に対する各カメラから見た被計
測部の投影像に合致する。そして、従来は、各カメラの
画面上の被計測部の像の中心に合致する各投影面上の投
影像の中心を通る、空間座標系における各カメラの視線
の方程式を求め、両カメラの視線の交点を空間座標系に
おける被計測部の中心としてその位置を算定している。
然し、上記の如く他方のカメラの画面の空間座標系への
投影面に対する被計測部の投影像が被計測部の実像に相
似しなくなると、投影像の中心を通る他方のカメラの視
線が被計測部の中心を通らなくなり、中心位置の計測誤
差を生ずる。本発明は、以上の点に鑑み、２個のカメラ
の画像データから空間座標系における被計測部の中心位
置を正確に計測し得るようにした計測方法を提供するこ
とをその目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、ワークに設けた円形の被計測部を光軸が互に
斜交するように配置した第１と第２の２個のカメラで撮
像し、両カメラの画像データから空間座標系における被
計測部の中心位置を計測する方法において、第１カメラ
をその光軸がワークの表面の法線に合致するように配置
し、第１カメラの画面上の被計測部の像の周縁に合致す
る周方向複数箇所の周縁点の座標に基いて第１カメラの
画面上の被計測部の像を表わす第１の回帰楕円を求める
工程と、第２カメラの画面上の被計測部の像の周縁に合
致する周方向複数箇所の周縁点の座標を第１カメラの画
面の空間座標系への投影面に該各周縁点を第２カメラか
らの視線に沿って投影したときの座標に変換し、これら
周縁点の変換座標に基いて第２カメラから見た前記投影
面への被計測部の投影像を表わす第２の回帰楕円を求め
る工程と、第１の回帰楕円の中心座標と第２の回帰楕円
の中心座標とから空間座標系における被計測部の中心位
置を算定する工程と、から成ることを特徴とする。
本発明は、ワークに設けた円形の被計測部を光軸が互に
斜交するように配置した第１と第２の２個のカメラで撮
像し、両カメラの画像データから空間座標系における被
計測部の中心位置を計測する方法において、第１カメラ
をその光軸がワークの表面の法線に合致するように配置
し、第１カメラの画面上の被計測部の像の周縁に合致す
る周方向複数箇所の周縁点の座標に基いて第１カメラの
画面上の被計測部の像を表わす第１の回帰楕円を求める
工程と、第２カメラの画面上の被計測部の像の周縁に合
致する周方向複数箇所の周縁点の座標を第１カメラの画
面の空間座標系への投影面に該各周縁点を第２カメラか
らの視線に沿って投影したときの座標に変換し、これら
周縁点の変換座標に基いて第２カメラから見た前記投影
面への被計測部の投影像を表わす第２の回帰楕円を求め
る工程と、第１の回帰楕円の中心座標と第２の回帰楕円
の中心座標とから空間座標系における被計測部の中心位
置を算定する工程と、から成ることを特徴とする。
【０００５】
【作用】回帰楕円は複数の周縁点の可及的近傍を通るよ
うに回帰処理によって求められる。そして、回帰楕円を
求めることにより、被計測部の像が真円であれば真円、
楕円であれば楕円として被計測部の像が正確に同定さ
れ、像の中心座標を精度良く計測できる。ところで、第
１カメラの画面の空間座標系への投影面はワーク表面に
対し平行になり、該投影面に対する第１カメラから見た
被計測部の投影像は被計測部の実像に相似し、第１カメ
ラの画面上の被計測部の像の周縁点の座標に基いて求め
られる該投影像の回帰楕円の中心を通る第１カメラの視
線は被計測部の中心を通る。一方、第２カメラの画面の
空間座標系への投影面はワーク表面に対し傾斜し、該投
影面に対する第２カメラから見た被計測部の投影像は被
計測部の実像に相似しなくなる。然し、本発明では、第
２カメラの画面上の被計測部の像の周縁点の座標を上記
の如く変換しているため、変換された座標上の点は第１
カメラの空間座標系への投影面に対する第２カメラから
見た被計測部の投影像の周縁に合致することになる。そ
して、この投影像は被計測部の実像に相似し、周縁点の
変換座標に基いて求められる投影像の回帰楕円の中心を
通る第２カメラの視線は被計測部の中心を通る。従っ
て、第１カメラの視線と第２カメラの視線との交点とし
て空間座標系における被計測部の中心位置を正確に計測
できる。
うに回帰処理によって求められる。そして、回帰楕円を
求めることにより、被計測部の像が真円であれば真円、
楕円であれば楕円として被計測部の像が正確に同定さ
れ、像の中心座標を精度良く計測できる。ところで、第
１カメラの画面の空間座標系への投影面はワーク表面に
対し平行になり、該投影面に対する第１カメラから見た
被計測部の投影像は被計測部の実像に相似し、第１カメ
ラの画面上の被計測部の像の周縁点の座標に基いて求め
られる該投影像の回帰楕円の中心を通る第１カメラの視
線は被計測部の中心を通る。一方、第２カメラの画面の
空間座標系への投影面はワーク表面に対し傾斜し、該投
影面に対する第２カメラから見た被計測部の投影像は被
計測部の実像に相似しなくなる。然し、本発明では、第
２カメラの画面上の被計測部の像の周縁点の座標を上記
の如く変換しているため、変換された座標上の点は第１
カメラの空間座標系への投影面に対する第２カメラから
見た被計測部の投影像の周縁に合致することになる。そ
して、この投影像は被計測部の実像に相似し、周縁点の
変換座標に基いて求められる投影像の回帰楕円の中心を
通る第２カメラの視線は被計測部の中心を通る。従っ
て、第１カメラの視線と第２カメラの視線との交点とし
て空間座標系における被計測部の中心位置を正確に計測
できる。
【０００６】
【実施例】図１は自動車車体等のワークａに基準孔とし
て形成した被計測部たる円形孔ｂの中心位置を計測する
装置の概要を示しており、該装置は、ワークａを照射す
るスポット光源１と、ＣＣＤカメラから成る第１と第２
の２個のカメラ２1，２2と、該両カメラ２1，２2からの
画像信号を入力する画像処理回路３とで構成されてい
る。
て形成した被計測部たる円形孔ｂの中心位置を計測する
装置の概要を示しており、該装置は、ワークａを照射す
るスポット光源１と、ＣＣＤカメラから成る第１と第２
の２個のカメラ２1，２2と、該両カメラ２1，２2からの
画像信号を入力する画像処理回路３とで構成されてい
る。
【０００７】スポット光源１と両カメラ２1，２2はロボ
ット等の動作端に取付けられる図示しない計測ヘッドに
搭載されており、計測ヘッドを円形孔ｂの形成箇所に対
向する所定の計測位置に移動した後、スポット光源１か
らスポット光を照射して両カメラ２1，２2によりワーク
ａを撮像し、両カメラ２1，２2の画像データから空間座
標系における円形孔ｂの中心位置を計測する。
ット等の動作端に取付けられる図示しない計測ヘッドに
搭載されており、計測ヘッドを円形孔ｂの形成箇所に対
向する所定の計測位置に移動した後、スポット光源１か
らスポット光を照射して両カメラ２1，２2によりワーク
ａを撮像し、両カメラ２1，２2の画像データから空間座
標系における円形孔ｂの中心位置を計測する。
【０００８】両カメラ２1，２2は夫々光軸０1，０2が図
２に示す如く所定角度θで斜交するように配置されてお
り、測定ヘッドを計測位置に移動したときに第１カメラ
２1の光軸０1がワークａの表面の法線方向に合致するよ
うに測定ヘッドの姿勢が制御される。
２に示す如く所定角度θで斜交するように配置されてお
り、測定ヘッドを計測位置に移動したときに第１カメラ
２1の光軸０1がワークａの表面の法線方向に合致するよ
うに測定ヘッドの姿勢が制御される。
【０００９】ここで、両カメラ２1，２2の光軸０1，０2
の交点を原点０、両光軸０1，０2を含む平面上の光軸０
1に合致する座標軸をＺ軸、該平面上のＺ軸に直交する
座標軸をＸ軸、該平面に直交する座標軸をＹ軸とする空
間座標系を設定し、第１カメラ２1の画面の空間座標系
への投影面Ｑ1をＸ−Ｙ平面として、該平面上のＸ，Ｙ
座標に合致するように第１カメラ２1の画面上にｘ，ｙ
座標を設定し、また、Ｘ−Ｚ座標面上に光軸０2に直交
するようにＸ′軸を取り、第２カメラ２2の画面の空間
座標系への投影面Ｑ2をＸ′−Ｙ平面として、該平面上
のＸ′，Ｙ座標に合致するように第２カメラ２2の画面
上にｘ，ｙ座標を設定する。尚、両カメラ２1，２2の原
点からの距離は夫々Ｌとする。
の交点を原点０、両光軸０1，０2を含む平面上の光軸０
1に合致する座標軸をＺ軸、該平面上のＺ軸に直交する
座標軸をＸ軸、該平面に直交する座標軸をＹ軸とする空
間座標系を設定し、第１カメラ２1の画面の空間座標系
への投影面Ｑ1をＸ−Ｙ平面として、該平面上のＸ，Ｙ
座標に合致するように第１カメラ２1の画面上にｘ，ｙ
座標を設定し、また、Ｘ−Ｚ座標面上に光軸０2に直交
するようにＸ′軸を取り、第２カメラ２2の画面の空間
座標系への投影面Ｑ2をＸ′−Ｙ平面として、該平面上
のＸ′，Ｙ座標に合致するように第２カメラ２2の画面
上にｘ，ｙ座標を設定する。尚、両カメラ２1，２2の原
点からの距離は夫々Ｌとする。
【００１０】第１カメラ２1の画面には、第１カメラ２1
から見た投影面Ｑ1に対する円形孔ｂの投影像に合致す
る、図３に示す如き孔部像が現われ、また、第２カメラ
２2の画面には、第２カメラ２2から見た投影面Ｑ2に対
する円形孔ｂの投影像に合致する、図４（ａ）に示す如
き孔部像が現われる。
から見た投影面Ｑ1に対する円形孔ｂの投影像に合致す
る、図３に示す如き孔部像が現われ、また、第２カメラ
２2の画面には、第２カメラ２2から見た投影面Ｑ2に対
する円形孔ｂの投影像に合致する、図４（ａ）に示す如
き孔部像が現われる。
【００１１】ここで、図２を参照して、円形孔ｂの径方
向２箇所の周縁点をＡ，Ｂ、第１カメラ２1の中心を
Ｃ1、第２カメラ２2の中心をＣ2、第１カメラ２1から見
た投影面Ｑ1へのＡ，Ｂの投影点をＡ1，Ｂ1、第２カメ
ラ２2から見た投影面Ｑ2へのＡ，Ｂの投影点をＡ3，Ｂ3
とすると、投影面Ｑ1はワークａの表面に対し平行であ
るために、三角形Ｃ1ＡＢと三角形Ｃ1Ａ1Ｂ1とは相似す
るが、投影面Ｑ2はワークａの表面に対しθだけ傾斜す
るため、三角形Ｃ2ＡＢと三角形Ｃ2Ａ3Ｂ3とは相似しな
くなる。従って、第１カメラ２1の画面上の孔部像は円
形孔ｂに対応した形状になるが、第２カメラ２2の画面
上の孔部像は円形孔ｂに正確には対応しない歪んだ形状
になる。尚、図示例では第１カメラ２1の光軸０1に対し
円形孔ｂの中心が側方にオフセットしているため、第１
カメラ２1の画面上の孔部像は楕円になっている。
向２箇所の周縁点をＡ，Ｂ、第１カメラ２1の中心を
Ｃ1、第２カメラ２2の中心をＣ2、第１カメラ２1から見
た投影面Ｑ1へのＡ，Ｂの投影点をＡ1，Ｂ1、第２カメ
ラ２2から見た投影面Ｑ2へのＡ，Ｂの投影点をＡ3，Ｂ3
とすると、投影面Ｑ1はワークａの表面に対し平行であ
るために、三角形Ｃ1ＡＢと三角形Ｃ1Ａ1Ｂ1とは相似す
るが、投影面Ｑ2はワークａの表面に対しθだけ傾斜す
るため、三角形Ｃ2ＡＢと三角形Ｃ2Ａ3Ｂ3とは相似しな
くなる。従って、第１カメラ２1の画面上の孔部像は円
形孔ｂに対応した形状になるが、第２カメラ２2の画面
上の孔部像は円形孔ｂに正確には対応しない歪んだ形状
になる。尚、図示例では第１カメラ２1の光軸０1に対し
円形孔ｂの中心が側方にオフセットしているため、第１
カメラ２1の画面上の孔部像は楕円になっている。
【００１２】そして、第１カメラ２1の画面上の孔部像
の中心座標から投影面Ｑ1上の投影像の中心Ｍ1に対する
第１カメラ２1の視線、即ち、線Ｃ1Ｍ1の方程式を求め
れば、この視線は円形孔ｂの中心Ｍを通る。これに対
し、第２カメラ２2の画像上の孔部像の中心座標から投
影面Ｑ2上の投影像の中心Ｍ3に対する第２カメラ２2の
視線、即ち、線Ｃ2Ｍ3の方程式を求めても、この視線は
円形孔ｂの中心Ｍを通らなくなる。
の中心座標から投影面Ｑ1上の投影像の中心Ｍ1に対する
第１カメラ２1の視線、即ち、線Ｃ1Ｍ1の方程式を求め
れば、この視線は円形孔ｂの中心Ｍを通る。これに対
し、第２カメラ２2の画像上の孔部像の中心座標から投
影面Ｑ2上の投影像の中心Ｍ3に対する第２カメラ２2の
視線、即ち、線Ｃ2Ｍ3の方程式を求めても、この視線は
円形孔ｂの中心Ｍを通らなくなる。
【００１３】一方、Ａ3とＢ3に対する第２カメラ２2の
視線、即ち、線Ｃ2Ａ3と線Ｃ2Ｂ3の投影面Ｑ1に対する
交点をＡ2とＢ2にすると、三角形Ｃ2ＡＢと三角形Ｃ2Ａ
2Ｂ2は相似することになり、第２カメラ２2から見た投
影面Ｑ1に対する円形孔ｂの投影像の中心Ｍ2に対する第
２カメラ２2の視線、即ち、線Ｃ2Ｍ2は円形孔ｂの中心
Ｍを通り、線Ｃ1Ｍ1の方程式と線Ｃ2Ｍ2の方程式とから
両線の交点の座標を求めれば、これが空間座標系におけ
る円形孔における円形孔ｂの中心位置となる。
視線、即ち、線Ｃ2Ａ3と線Ｃ2Ｂ3の投影面Ｑ1に対する
交点をＡ2とＢ2にすると、三角形Ｃ2ＡＢと三角形Ｃ2Ａ
2Ｂ2は相似することになり、第２カメラ２2から見た投
影面Ｑ1に対する円形孔ｂの投影像の中心Ｍ2に対する第
２カメラ２2の視線、即ち、線Ｃ2Ｍ2は円形孔ｂの中心
Ｍを通り、線Ｃ1Ｍ1の方程式と線Ｃ2Ｍ2の方程式とから
両線の交点の座標を求めれば、これが空間座標系におけ
る円形孔における円形孔ｂの中心位置となる。
【００１４】以下、両カメラ２1，２2の画像データに基
く円形孔ｂの中心位置の計測手順についてより詳細に説
明する。まず、各カメラ２1，２2の画面上の孔部像の周
縁に合致する周方向複数箇所の周縁点の座標を検出す
る。この座標の検出に際しては、先ず、各カメラ２1，
２2の画面上の孔部像の画像重心を求め、この重心に関
してｙ軸方向に対称な２本のｘ軸走査線と交差する、孔
部像の周縁に合致する４箇所の周縁点〜と、重心に
関してｘ軸方向に対称な２本のｙ軸走査線と交差する４
箇所の周縁点〜との計８箇所の周縁点をピックアッ
プしてその座標を検出する。
く円形孔ｂの中心位置の計測手順についてより詳細に説
明する。まず、各カメラ２1，２2の画面上の孔部像の周
縁に合致する周方向複数箇所の周縁点の座標を検出す
る。この座標の検出に際しては、先ず、各カメラ２1，
２2の画面上の孔部像の画像重心を求め、この重心に関
してｙ軸方向に対称な２本のｘ軸走査線と交差する、孔
部像の周縁に合致する４箇所の周縁点〜と、重心に
関してｘ軸方向に対称な２本のｙ軸走査線と交差する４
箇所の周縁点〜との計８箇所の周縁点をピックアッ
プしてその座標を検出する。
【００１５】そして、第１カメラ２1の画面上の孔部像
を表わす回帰楕円Ｓ1を上記周縁点の座標から回帰処理
によって求める。この回帰楕円Ｓ1の中心座標を（ｘ1，
ｙ1）とすると、投影面Ｑ1上の投影像の中心Ｍ1の空間
座標は（ｘ1，ｙ1，０）となり、また、第１カメラ２1
の中心Ｃ1の空間座標は（０，０，Ｌ）であり、これら
空間座標から視線Ｃ1Ｍ1の方程式を求める。
を表わす回帰楕円Ｓ1を上記周縁点の座標から回帰処理
によって求める。この回帰楕円Ｓ1の中心座標を（ｘ1，
ｙ1）とすると、投影面Ｑ1上の投影像の中心Ｍ1の空間
座標は（ｘ1，ｙ1，０）となり、また、第１カメラ２1
の中心Ｃ1の空間座標は（０，０，Ｌ）であり、これら
空間座標から視線Ｃ1Ｍ1の方程式を求める。
【００１６】一方、第２カメラ２2の画面については、
その孔部像の周縁点の座標を投影面Ｑ1に各周縁点を第
２カメラ２2からの視線に沿って投影したときの座標に
変換する。即ち、各周縁点に対する第２カメラ２2の視
線（上記した線Ｃ2Ａ3、Ｃ2Ｂ３に対応する線）と投影
面Ｑ１との交点の座標に各周縁点の座標を変換する。こ
のように座標を変換すると、第２カメラ２2の画面上の
孔部像の周縁点〜の位置は図４（ｂ）に示すように
修正され、これら周縁点の座標から求められる回帰楕円
Ｓ2は第２カメラ２2から見た投影面Ｑ1に対する円形孔
ｂの投影像を表わすことになる。該投影像の中心Ｍ2の
空間座標は回帰楕円の中心座標を（ｘ2，ｙ2）として
（ｘ2，ｙ2，０）となり、また、第２カメラ２2の中心
Ｃ2の空間座標は（Ｌsinθ,０,Ｌcosθ）であり、これ
ら空間座標から視線Ｃ2Ｍ2の方程式を求め、最後に、空
間座標系における円形孔ｂの中心Ｍの座標を上記の如く
両視線Ｃ1Ｍ1，Ｃ2Ｍ2の交点として算出する。
その孔部像の周縁点の座標を投影面Ｑ1に各周縁点を第
２カメラ２2からの視線に沿って投影したときの座標に
変換する。即ち、各周縁点に対する第２カメラ２2の視
線（上記した線Ｃ2Ａ3、Ｃ2Ｂ３に対応する線）と投影
面Ｑ１との交点の座標に各周縁点の座標を変換する。こ
のように座標を変換すると、第２カメラ２2の画面上の
孔部像の周縁点〜の位置は図４（ｂ）に示すように
修正され、これら周縁点の座標から求められる回帰楕円
Ｓ2は第２カメラ２2から見た投影面Ｑ1に対する円形孔
ｂの投影像を表わすことになる。該投影像の中心Ｍ2の
空間座標は回帰楕円の中心座標を（ｘ2，ｙ2）として
（ｘ2，ｙ2，０）となり、また、第２カメラ２2の中心
Ｃ2の空間座標は（Ｌsinθ,０,Ｌcosθ）であり、これ
ら空間座標から視線Ｃ2Ｍ2の方程式を求め、最後に、空
間座標系における円形孔ｂの中心Ｍの座標を上記の如く
両視線Ｃ1Ｍ1，Ｃ2Ｍ2の交点として算出する。
【００１７】尚、上記した回帰楕円Ｓ1，Ｓ2の算定に際
しては、回帰楕円に対する各周縁点のずれ量を算出し、
これら周縁点のずれ量のうちの最大ずれ量が所定値以上
のときは、最大ずれ量の孔縁点を削除し、残りの周縁点
の座標から再度回帰楕円を求め、この処理を最大ずれ量
が所定値未満になるまで繰返して最終的な回帰楕円を算
定する。この場合、周縁点の数が少なくなると回帰楕円
を正確に算定できなくなり、そのため周縁点が５個以下
になったときは計測不能としてその旨を表示する。
しては、回帰楕円に対する各周縁点のずれ量を算出し、
これら周縁点のずれ量のうちの最大ずれ量が所定値以上
のときは、最大ずれ量の孔縁点を削除し、残りの周縁点
の座標から再度回帰楕円を求め、この処理を最大ずれ量
が所定値未満になるまで繰返して最終的な回帰楕円を算
定する。この場合、周縁点の数が少なくなると回帰楕円
を正確に算定できなくなり、そのため周縁点が５個以下
になったときは計測不能としてその旨を表示する。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、空間座標系における被計測部の中心位置を精
度良く計測できる。
によれば、空間座標系における被計測部の中心位置を精
度良く計測できる。
【図１】 本発明方法の実施に用いる計測装置の概要を
示す図
示す図
【図２】 計測原理を示す図
【図３】 第１カメラの画像を示す図
【図４】 (a)第２カメラの画像を示す図、(b)座標変換
後の画像を示す図
後の画像を示す図
ａ ワーク ｂ 円形孔（被計測部） ２1 第１カメラ ２2 第２カメラ Ｑ1 第１カメラの投影面 Ｑ2 第２カメラの投影面 Ｓ1 第１の回帰楕円 Ｓ2 第２回帰楕円
Claims (1)
- 【請求項１】 ワークに設けた円形の被計測部を光軸が
互に斜交するように配置した第１と第２の２個のカメラ
で撮像し、両カメラの画像データから空間座標系におけ
る被計測部の中心位置を計測する方法において、 第１カメラをその光軸がワークの表面の法線に合致する
ように配置し、第１カメラの画面上の被計測部の像の周
縁に合致する周方向複数箇所の周縁点の座標に基いて第
１カメラの画面上の被計測部の像を表わす第１の回帰楕
円を求める工程と、 第２カメラの画面上の被計測部の像の周縁に合致する周
方向複数箇所の周縁点の座標を第１カメラの画面の空間
座標系への投影面に該各周縁点を第２カメラからの視線
に沿って投影したときの座標に変換し、これら周縁点の
変換座標に基いて第２カメラから見た前記投影面への被
計測部の投影像を表わす第２の回帰楕円を求める工程
と、 第１の回帰楕円の中心座標と第２の回帰楕円の中心座標
とから空間座標系における被計測部の中心位置を算定す
る工程と、 から成ることを特徴とする光学式位置計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228102A JP2913370B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 光学式位置計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228102A JP2913370B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 光学式位置計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894318A true JPH0894318A (ja) | 1996-04-12 |
| JP2913370B2 JP2913370B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=16871231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6228102A Expired - Fee Related JP2913370B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 光学式位置計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2913370B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109099839A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-12-28 | 武汉中观自动化科技有限公司 | 一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件及方法 |
| CN111289226A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-06-16 | 易思维（杭州）科技有限公司 | 基于视觉测量技术的线激光器平面度检测方法 |
| CN111397532A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-07-10 | 赵勇 | 基于标识物的三维测量方法 |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP6228102A patent/JP2913370B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109099839A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-12-28 | 武汉中观自动化科技有限公司 | 一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件及方法 |
| CN111397532A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-07-10 | 赵勇 | 基于标识物的三维测量方法 |
| CN111289226A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-06-16 | 易思维（杭州）科技有限公司 | 基于视觉测量技术的线激光器平面度检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2913370B2 (ja) | 1999-06-28 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |