JPH09166412A - 位置検出方法およびその装置 - Google Patents

位置検出方法およびその装置

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JPH09166412A
JPH09166412A JP33035395A JP33035395A JPH09166412A JP H09166412 A JPH09166412 A JP H09166412A JP 33035395 A JP33035395 A JP 33035395A JP 33035395 A JP33035395 A JP 33035395A JP H09166412 A JPH09166412 A JP H09166412A
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JP
Japan
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line sensors
measurement
light
article
line
Prior art date
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Pending
Application number
JP33035395A
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English (en)
Inventor
Kazumoto Tanaka
一基 田中
Makoto Shinohara
誠 篠原
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】2つのラインセンサの配設位置を工夫するとい
う簡単な手法によって、位置検出を精度よくかつ高速に
行えるようにする。 【解決手段】スリット光を物品1に照射する1つの照射
手段2と、2つのラインセンサ3、4とを有する。スリ
ット光の投光面X1とラインセンサ3、4の各測定面Y
1、Y2とは互いに同一平面内にあり、かつ2つの測定
面Y1とY2とは互いに測定方向が相違するように交差
されている。各ラインセンサ3、4での受光状態から、
物品1のエッジ部1aへの方向(特定方向線α、β)が
得られる。ラインセンサ3、4の配設位置と、前記2つ
の方向α、βとに基づいて、エッジ部1aの位置が計算
される。照射手段2からスポット光を照射して、このス
ポット光を間欠的に測定面Y1、Y2と同一平面となる
所定平面に沿って順次移動させ、この移動の度に前述の
ようにして位置検出することにより、物品1の表面形状
(表面位置)が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はラインセンサを用い
て物品の位置を検出する位置検出方法およびその装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えばロボットにより物品の所定位置に
対して所定の作業を行う等のために、物品の所定位置を
検出することが望まれることになる。例えば、板材のエ
ッジ部を検出して、このエッジ部にシ−ラ材をロボット
を利用して塗布する場合に、物品のエッジ部を検出する
ことが望まれる。この場合、CCDカメラにより、物品
の所定面積範囲全体を観察してエッジ部の位置を特定す
ることが考えられるが、カメラの場合は、その分解能の
関係から測定精度が悪い上、位置特定までの画像処理に
かなりの時間を要することになってしまう。
【0003】一方、最近では、スリット光の投光をライ
ンセンサにより受光することにより、位置検出するもの
が提案されている。このラインセンサを用いた場合は、
測定精度が高くかつ高速測定が行えるという利点があ
る。特開平2−307006号公報には、2つラインセ
ンサを用いて物品の位置とりわけ表面形状を測定するも
のが提案されている。この公報記載のものでは、スリッ
ト光の物品から反射された投光をハ−フミラ−により2
つに分解して、分解された一方の反射光を一方のライン
センサに入力させ、分解された他方の反射光を他方のラ
インセンサに入力させるようになっている。そして、1
つのラインセンサの手前にはその受光素子に沿って透過
率が単調変化するフィルタを設けて、このフィルタの有
無に基づく2つのラインセンサの出力の相違に基づい
て、物品の表面形状を測定するものとなっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報記載のものでは、2つのラインセンサのうち1つのラ
インセンサに対して別途特別のフィルタを設ける必要が
あり、コスト等の点で好ましくないものとなる。
【0005】したがって、本発明の目的は、ラインセン
サを用いて位置検出を精度よくかつ高速に行えるように
しつつ、より簡単に位置検出ができるようにした位置検
出方法およびその装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明方法にあっては、その第1の構成として次の
ようにしてある。すなわち、スリット光の投光をライン
センサによって検出して物品の位置を検出する方法にお
いて、測定面がスリット光の投光面に対して同一の平面
内に位置するように設定されると共に測定面同士が互い
に交差するように設定された2つラインセンサによって
該スリット光を受光する、ような構成としてある。検出
すべき物品の位置としては、請求項2に記載したように
物品のエッジ部とすることができる。
【0007】上記本発明方法を行うための本発明装置に
あっては、次のような構成としてある。すなわち、スリ
ット光の投光をラインセンサによって検出して物品の位
置を検出する装置において、スリット光を投光する1つ
の照射手段と、前記照射手段からの投光を受光する2つ
のラインセンサと、を備え、前記2つのラインセンサの
測定面がそれぞれ前記スリット光の投光面と同一平面内
に位置するように設定されると共に、該2つのラインセ
ンサの測定面同士が互いに交差するように設定されてい
る、ような構成としてある。
【0008】前記目的を達成するため、本発明方法にあ
っては、その第2の構成として次のようにしてある。す
なわち、スポット光を所定平面内において間欠的に順次
移動させつつ照射し、測定面が前記所定平面に対して同
一の平面内に位置するように設定されると共に測定面同
士が互いに交差するように設定された2つラインセンサ
によって、前記移動されるスポット光を順次受光する、
ような構成としてある。
【0009】上記第2の構成とされた本発明方法を行う
ための本発明装置にあっては、次のような構成としてあ
る。すなわち、スポット光を所定平面内において間欠的
に順次移動させつつ照射するための照射手段と、前記ス
ポット光の投光を受光する2つのラインセンサと、前記
2つのラインセンサの測定面がそれぞれ前記所定平面と
同一平面内に位置するように設定されると共に、該2つ
のラインセンサの測定面同士が互いに交差するように設
定されている、ような構成としてある。
【0010】さらに、第3の構成とされた本発明装置に
あっては、次のような構成としてある。すなわち、スポ
ット光を所定平面内において複数同時に照射するための
照射手段と、前記スポット光の投光を受光する2つのラ
インセンサと、前記2つのラインセンサの測定面がそれ
ぞれ前記所定平面と同一平面内に位置するように設定さ
れると共に、該2つのラインセンサの測定面同士が互い
に交差するように設定されている、ような構成としてあ
る。
【0011】
【発明の効果】請求項1に記載された発明によれば、2
つのラインセンサの配設位置を所定のものにするという
極めて簡単な手法によって、物品の所定位置を精度よく
かつ高速に検出することが可能となる。
【0012】請求項2に記載したような構成とすること
により、物品の所定位置としてのエッジ部の検出を精度
よくかつ高速に検出することができる。
【0013】請求項3に記載された発明によれば、請求
項1に記載した方法を実施するための装置が提供され
る。
【0014】請求項4に記載された発明によれば、2つ
のラインセンサの配設位置を所定のものにするという極
めて簡単な手法によって、スポット光毎に物品の位置を
精度よくかつ高速に検出して、スポット光の移動に応じ
た所定平面に沿う物品の表面形状を精度よくかつ高速に
検出することが可能となる。
【0015】請求項5に記載された発明によれば、請求
項4に記載した方法を実施するための装置が提供され
る。
【0016】請求項6に記載された発明によれば、請求
項5に対応した効果と同様の効果を得ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を添付した図
面に基づいて説明する。図1、図2において、1は位置
検出の対象となるワークとしての物品であり、実施例で
は物品1は自動車ボディ構成用の板材とされて、そのエ
ッジ部1aの位置を検出するものとされている。物品1
の上方には、スリット光を照射する1つの照射手段2
と、2つのラインセンサ3、4とが配設されている。各
照射手段2およびラインセンサ3、4は、図示を略す互
いに共通の取付ベ−スに固定保持され、この取付ベ−ス
を物品1のエッジ部1aに沿って間欠移動させることに
より、エッジ部1aの位置を連続して検出するようにさ
れている。そして、検出されたエッジ部1aに対して、
図示は略すがロボットに把持されたシ−ラ塗布装置によ
って、シ−ラ材が塗布されるようになっている。
【0018】照射手段2からのスリット光の投光面が符
号X1で示され、ラインセンサ3の測定面つまり受光面
が符号Y1で示され、ラインセンサ4の測定面が符号Y
2で示される。上記各面X1とY1とY2とは、それぞ
れ同一平面内に位置、つまり図2の紙面内に位置するよ
うに設定されている。そして、測定面Y1とY2同士
は、互いに交差するように、つまり、ラインセンサ3と
4との測定方向が互いにずれた関係となるように設定さ
れている。スリット光の投光面X1、つまり各面X1、
Y1、Y2が含まれる1つの所定平面は、エッジ部1a
を跨がるようにかつ交差する方向に伸びるように設定さ
れている。そして、図1において、物品1上のスリット
光が符号Sで示されている。
【0019】位置検出すべきエッジ部1aについて、ラ
インセンサ3については、例えば図3(a)のような明
状態と暗状態とが得られ、ラインセンサ4については、
例えば図3(b)のような明状態と暗状態とが得られる
(明状態は物品1からのスリット光の反射光がある部位
を示し、暗状態は物品1からのスリット光の反射光が存
在しない部位を示す)。この明状態と暗状態との境界位
置が、各ラインセンサ3あるいは4からエッジ部1aへ
向う方向を示すことになる。より具体的には、ラインセ
ンサ3については、当該ラインセンサ3からエッジ部1
aへ向かう特定方向線αが図2一点鎖線で示すように得
られる。また、ラインセンサ4については、当該ライン
センサ4からエッジ部1aへ向かう特定方向線βが図2
波線で示すように得られる。
【0020】前記2つの特定方向線αとβとは交差する
ことになり、この交差位置がエンジン部1aの位置とな
る。そして、ラインセンサ3および4の位置はあらかじ
め知られている一方、この特定方向線αおよびβの方向
がラインセンサ3、4の検出結果から知ることができる
ので、エッジ部1aの位置が、3角測量の要領で計算さ
れることになる。
【0021】この計算を行うための制御手段が、図2に
おいて符号Uで示される。この制御手段Uは、記憶手段
と演算手段を有している。記憶手段は、ラインセンサ
3、4の位置を記憶している(照射手段2およびライン
センサ3、4が移動したときは、移動後の位置が記憶、
更新される)。演算手段は、記憶手段に記憶されている
ラインセンサ3、4の位置と、ラインセンサ3、4によ
り計測されたエッジ部1aの方向(特定方向線α、β)
とから、エッジ部1aの位置を演算する。
【0022】ここで、ラインセンサが1つのみとした場
合は、例えばラインセンサ3のみとした場合は、特定方
向線αは得られるが、エッジ部1aが特定方向線α上の
どの位置にあるかまでは特定できないものとなる(エッ
ジ部1aの位置を示す解が無限に存在してしまうことに
なる)。
【0023】図4は、本発明の他の実施例を示すもの
で、前記実施例と同一構成要素には同一符号を付してそ
の重複した説明は省略する。本実施例では、スポット光
を利用した位置検出を順次行うことにより、物品1の表
面形状を検出するようにしたものである。
【0024】図4において、スポット光を照射する光源
が符号10で示され、このスポット光を所定平面内にお
いて順次移動させるために、回転式ミラ−11と該ミラ
−11を回転駆動するためのモータ12とが設けられて
いる。すなわち、光源10からミラ−11へ向けて一定
方向で照射されたスポット光が、ミラ−11で反射され
て、物品1上に照射される。そして、モータ12によっ
てミラ−11の回転角度位置を間欠的に順次変更するこ
とにより、物品1上において、照射されるスポット光
が、所定平面(図4紙面が所定平面となる)内において
間欠的に順次移動されることになる(スポット光が物品
1上において、直線的に間欠移動される)。上記各要素
10〜12が、スポット光を間欠的に順次移動させつつ
照射する照射手段9を構成する。
【0025】ラインセンサ3、4はそれぞれその測定面
が、前記スポット光が順次移動される前記所定平面と同
一平面に位置するように配設されている。また、ライン
センサ3、4の各測定面同士は、互いに交差するように
設定されている(測定方向が相違するように設定されて
いる)。
【0026】いま、スポット光が図4中実線で示される
ように物品1上のγ点に照射されているときを考える。
このとき、ラインセンサ3、4でのスポット光の検出
は、γ上のスポット光に対応した位置のみが明状態とな
って現れ、当該γに向う特定方向線がラインセンサ3に
ついてはαとして、またラインセンサ4についてはβと
して得られることになる。これにより、前記実施例と同
様の原理によって、物品1上での照射位置γが特定(演
算)されることになる。
【0027】次に、ミラ−11をわずかに回転させて、
スポット光の物品1上での照射位置つまりγの位置をわ
ずかに変えて(図4での2点鎖線参照)、前述したのと
同様にこのときの物品1上での照射位置が特定されるこ
とになる。このようなスポット光の移動と、移動される
毎の物品1上での照射位置特定とを順次行っていくこに
より、物品1の表面形状(表面形状に対応した位置)が
特定されることになる。なお、物品1へのスポット光の
照射は、照射位置を変更するときは一時的にカットする
ようにしてもよく、あるいは連続的に照射したままとす
ることもできる(連続照射の場合は、照射位置変更時で
のラインセンサ3、4の入力を無視すればよい)。
【0028】図4に示す実施例においては、スポット光
の物品1上への投光はミラ−11を回転させて1つづつ
行なったが、その変形例として、複数のスポット光をラ
インセンサと同一平面内で複数同時に投光して、これを
2つのラインセンサで検出するようにしてもよい。
【0029】以上実施例について説明したが、本発明に
おける位置検出方法あるいは位置検出装置によって位置
検出される物品としては、自動車用部品に限らず、適宜
のものを対象とすることができる。
【0030】図4に示す実施例において、スポット光の
照射位置を移動させる場合、実施例のような機械式に限
らず、適宜の手法によって行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す全体斜視図。
【図2】図1をスリット光の投光面およびラインセンサ
の測定面と直交する方向から見たときの図。
【図3】ラインセンサでの検出結果の一例を示す図。
【図4】本発明の他の実施例を示すもので、図2に対応
した図。
【符号の説明】
1:物品 1a:エッジ部 2:照射手段(スリット光) 3:ラインセンサ 4:ラインセンサ 9:照射手段(スポット光) 10:光源(スポット光) 11:ミラ−(スポット光移動用) 12:モータ(スポット光移動用) α:特定方向線 β:特定方向線 γ:照射位置(スポット光) U:制御手段(演算、記憶) X1:投光面(スリット光) X2:スポット光 Y1:測定面 Y2:測定面

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スリット光の投光をラインセンサによって
    検出して物品の位置を検出する方法において、 測定面がスリット光の投光面に対して同一の平面内に位
    置するように設定されると共に測定面同士が互いに交差
    するように設定された2つラインセンサによって該スリ
    ット光を受光する、ことを特徴とするように位置検出方
    法。
  2. 【請求項2】請求項1において、 物品のエッジ部を検出する、ことを特徴とする位置検出
    方法。
  3. 【請求項3】スリット光の投光をラインセンサによって
    検出して物品の位置を検出する装置において、 スリット光を投光する1つの照射手段と、 前記照射手段からの投光を受光する2つのラインセンサ
    と、を備え、 前記2つのラインセンサの測定面がそれぞれ前記スリッ
    ト光の投光面と同一平面内に位置するように設定される
    と共に、該2つのラインセンサの測定面同士が互いに交
    差するように設定されている、ことを特徴とする位置検
    出装置。
  4. 【請求項4】スポット光を所定平面内において間欠的に
    順次移動させつつ照射し、 測定面が前記所定平面に対して同一の平面内に位置する
    ように設定されると共に測定面同士が互いに交差するよ
    うに設定された2つラインセンサによって、前記移動さ
    れるスポット光を順次受光する、ことを特徴とするよう
    に位置検出方法。
  5. 【請求項5】スポット光を所定平面内において間欠的に
    順次移動させつつ照射するための照射手段と、 前記スポット光の投光を受光する2つのラインセンサ
    と、 前記2つのラインセンサの測定面がそれぞれ前記所定平
    面と同一平面内に位置するように設定されると共に、該
    2つのラインセンサの測定面同士が互いに交差するよう
    に設定されている、ことを特徴とするように位置検出装
    置。
  6. 【請求項6】スポット光を所定平面内において複数同時
    に照射するための照射手段と、 前記スポット光の投光を受光する2つのラインセンサ
    と、 前記2つのラインセンサの測定面がそれぞれ前記所定平
    面と同一平面内に位置するように設定されると共に、該
    2つのラインセンサの測定面同士が互いに交差するよう
    に設定されている、ことを特徴とするように位置検出装
    置。
JP33035395A 1995-12-19 1995-12-19 位置検出方法およびその装置 Pending JPH09166412A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100922808B1 (ko) * 2009-06-02 2009-10-21 와이즈플래닛(주) 라인스캔카메라를 이용한 비쥬얼 엔코더 시스템
JP2013002998A (ja) * 2011-06-17 2013-01-07 Nagoya City 路面画像処理システム及び路面画像処理方法

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KR100922808B1 (ko) * 2009-06-02 2009-10-21 와이즈플래닛(주) 라인스캔카메라를 이용한 비쥬얼 엔코더 시스템
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