JPH09327044A - Stereoscopic viewing device for manipulator - Google Patents

Stereoscopic viewing device for manipulator

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JPH09327044A
JPH09327044A JP8144528A JP14452896A JPH09327044A JP H09327044 A JPH09327044 A JP H09327044A JP 8144528 A JP8144528 A JP 8144528A JP 14452896 A JP14452896 A JP 14452896A JP H09327044 A JPH09327044 A JP H09327044A
Authority
JP
Japan
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image
manipulator
monitor
stereoscopic
scan converter
Prior art date
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Pending
Application number
JP8144528A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Tamura
尉 田村
Yuji Takiguchi
裕司 瀧口
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.)
Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Electric Power Co Inc filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP8144528A priority Critical patent/JPH09327044A/en
Publication of JPH09327044A publication Critical patent/JPH09327044A/en
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  • Manipulator (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to easily move focusing point at the time of stereoscopic viewing and to delete unrequired visual information by providing camera movement mechanism, a scan converter for dividing an image, an image change-over means and an input means for changing a focusing point position. SOLUTION: The scan converter 3 alternately displays converted video signal in a monitor 4 as the right and left images, drives LCD 5 by synchronization with the video signal and polarizing directions as against the right and left images are changed-over at every screen. A universal head controller 8 moves a universal head 7 and adjusts an angle interposing ITV cameras 1a and 1b. Then, a position input means 10 at the front surface of the monitor 4 gives the indicating signal of the focusing position to the scan converter 3 with a selection switch SW1 or to a focus controller 20 with the selection switch SW2 and gives the indicating signal to the universal head controller 8. The focus controller 20 moves the focuses of the right and left ITV cameras 1a and 1b so as to maximize the integration value of a space frequency in the specified area of the image.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、遠隔操作にて作業
を行うマニピュレータに用いる視覚装置において、特に
立体視における合焦方式により撮像中の作業対象を捉ら
えるようにしたマニピュレータの立体視装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a visual device used for a manipulator which performs a remote operation, and more particularly to a stereoscopic device for a manipulator which is capable of capturing a work target being imaged by a focusing method in stereoscopic vision. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば高圧配電線の碍子、変圧器等の交
換作業を行う活線工事設備に用いられる遠隔操作形マニ
ピュレータにおいては、マスタ・スレーブ・マニピュレ
ータにて作業を行う場合、複数台のITVカメラにより
作業範囲を撮影し、画像処理装置にて立体画像として立
体モニタに映し出すことにより遠隔操作を可能としてい
る。
2. Description of the Related Art For example, in a remote-controlled manipulator used in a hot-line construction facility for replacing insulators of high-voltage distribution lines, transformers, etc., when working with a master / slave manipulator, a plurality of ITVs are used. Remote operation is possible by taking a picture of the work area with a camera and displaying it as a stereoscopic image on a stereoscopic monitor with an image processing device.

【0003】従来、かかるマニピュレータに用いられる
立体視装置としては、図9に示すような構成のものが採
用されている。図9に示すように2台のITVカメラ1
a,1bを左右に適宜の間隔を存して雲台7に設置し、
これら両ITVカメラ1a,1bを挟む角度(輻輳角)
を雲台コントローラ8により調整することにより、両眼
に視差を作り、立体感を得るものである。
Conventionally, as a stereoscopic device used for such a manipulator, one having a structure as shown in FIG. 9 has been adopted. As shown in FIG. 9, two ITV cameras 1
Install a and 1b on the platform 7 with proper spacing left and right,
Angle between both ITV cameras 1a and 1b (convergence angle)
Is adjusted by the pan head controller 8 to create parallax between both eyes and obtain a stereoscopic effect.

【0004】更に、これら左右のITVカメラ1a,1
bにて撮像された映像はカメラコントローラ2a,2b
により映像信号に変換された後、スキャンコンバータ3
により左右の映像が交互(1/120sec 毎)に立体モ
ニタ4に写し出される。
Further, the left and right ITV cameras 1a, 1
The images captured by b are the camera controllers 2a and 2b.
After being converted into a video signal by the scan converter 3
Thus, the left and right images are alternately displayed (every 1/120 sec) on the stereoscopic monitor 4.

【0005】この場合、スキャンコンバータ3は映像信
号に同期して立体モニタ4の前面に設置したLCD5
(液晶シャッタ)の駆動を行い、その結果左右の映像は
各画面毎に偏向方向が切替わることになる。この偏向さ
れたモニタ画像を左右に90°の位相角を有する偏向メ
ガネ6にて観察することにより、両眼に視差が生じて立
体感を得ることができる。
In this case, the scan converter 3 is synchronized with the video signal, and the LCD 5 installed on the front surface of the stereoscopic monitor 4
The (liquid crystal shutter) is driven, and as a result, the deflection directions of the left and right images are switched for each screen. By observing the deflected monitor image with the deflection glasses 6 having a phase angle of 90 ° to the left and right, parallax occurs in both eyes and a stereoscopic effect can be obtained.

【0006】従って、このように構成された立体視装置
を遠隔操作型マスタ・スレーブ・マニピュレータの視覚
装置として搭載することにより、立体モニタ4を観測し
ながらマスタ・スレーブ・マニピュレータを臨場感を持
って操作できるシステムを実現することができる。
Therefore, by mounting the thus configured stereoscopic device as a visual device of a remote-controlled master-slave manipulator, the master-slave manipulator can be realistically observed while observing the stereoscopic monitor 4. A system that can be operated can be realized.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成の視覚装置を搭載したマスタ・スレーブ・マニピュレ
ータにおいて、遠隔操作により作業を行う場合、次のよ
うな問題を生じることがある。
However, in a master / slave manipulator equipped with a visual device having such a configuration, when the work is performed by remote control, the following problems may occur.

【0008】即ち、作業場所が変わって視覚の観察箇所
を変更した場合、左右のITVカメラの合焦点を頻繁に
調整する必要が生じ、新しい合焦点を設定するために作
業者は一時的にマニピュレータ操作からカメラ操作に移
行する必要があり、作業生産性の阻害要因となってい
た。
That is, when the working place is changed and the visual observation position is changed, it is necessary to frequently adjust the focus points of the left and right ITV cameras, and the worker temporarily sets a new focus point for the manipulator. It was necessary to shift from operation to camera operation, which was an obstacle to work productivity.

【0009】また、作業対象の周囲に様々な障害物があ
る場合、前述した立体視装置を使用すると合焦点の前後
にある融合範囲を超えることが生じ、作業者にはその障
害物が二重に見えることになり、作業に支承をきたすこ
とがあった。
Further, when various obstacles are present around the work target, the use of the above-mentioned stereoscopic device may result in exceeding the fusional range in front of and behind the in-focus point, which causes the worker to see the obstacles double. It seemed to be like, and there was a case where the work was supported.

【0010】さらに、前述の立体視装置ではカメラの輻
輳角、仰角を雲台の移動機構により調整しているため、
視覚装置の大型化、重量増加を招いていた。本発明の目
的は、上記従来技術の問題点を解消し、立体視を行う際
に容易に合焦点を移動させることができ、また作業に不
要な視覚情報を削除することができるマニピュレータの
立体視装置を提供することにある。
Further, in the above-mentioned stereoscopic device, the convergence angle and elevation angle of the camera are adjusted by the moving mechanism of the platform,
This caused an increase in the size and weight of the visual device. An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems of the conventional technology, to easily move a focal point when performing stereoscopic vision, and to stereoscopically view a manipulator capable of deleting unnecessary visual information for work. To provide a device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段によりマニピュレータの立
体視装置を構成する。請求項1に対応する発明は、遠隔
操作にて作業を行うマニピュレータに搭載され、且つ2
台のカメラにて撮像された映像を画像データに変換した
後、モニタにその画像を写出すようにしたマニピュレー
タの立体視装置において、前記2台のカメラを移動させ
る移動機構と、前記2台のカメラにて撮像された映像を
左右の画像に分割するスキャンコンバータと、このスキ
ャンコンバータの同期信号にて前記モニタの画像をカメ
ラ毎に作業者の両眼に交互に入力する画像切換手段と、
前記モニタに写し出される特定画像を指示し、その指示
信号により前記カメラの合焦点位置を変更させる入力手
段とを備える。
In order to achieve the above object, the present invention constructs a stereoscopic device for a manipulator by the following means. The invention corresponding to claim 1 is mounted on a manipulator for performing work by remote control, and 2
In a stereoscopic device of a manipulator configured to convert an image captured by one camera into image data and then display the image on a monitor, a moving mechanism for moving the two cameras, and a moving mechanism for moving the two cameras. A scan converter that divides the image captured by the camera into left and right images, and image switching means that alternately inputs the image of the monitor to both eyes of an operator for each camera by a sync signal of the scan converter,
An input unit is provided for instructing a specific image displayed on the monitor and changing the in-focus position of the camera in response to the instruction signal.

【0012】従って、上記のような構成のマニピュレー
タの立体視装置にあっては、作業者の視線によりモニタ
上の任意の対象物に合焦位置を設定することが可能とな
るので、遠隔作業中の作業者は作業に専念することがで
きる。
Therefore, in the manipulator stereoscopic device having the above-described structure, it is possible to set the in-focus position to an arbitrary object on the monitor according to the line of sight of the operator, so that the remote operation is performed. Workers can concentrate on their work.

【0013】請求項2に対応する発明は、請求項1に対
応する発明において、入力手段からの指示によりスキャ
ンコンバータに作業対象物を撮像する前記2台のカメラ
の光軸の交点までの距離を画像メモリの呼出し番地の変
更により変化させて画像を移動させる機能を有する。
According to a second aspect of the invention, in the invention according to the first aspect, the distance to the intersection of the optical axes of the two cameras for picking up an image of the work object on the scan converter according to an instruction from the input means is set. It has the function of moving the image by changing it by changing the calling address of the image memory.

【0014】従って、上記のような構成のマニピュレー
タの立体視装置にあっては、作業対象の立体奥行き感を
作業者に適合させることができ、遠隔操作性を向上させ
ることができる。
Therefore, in the stereoscopic device of the manipulator having the above-described structure, the sense of stereoscopic depth of the work target can be adapted to the worker, and the remote operability can be improved.

【0015】請求項3に対応する発明は、請求項1に対
応する発明において、入力手段からの指示によりスキャ
ンコンバータに画像メモリ間の演算により左右の画像の
形状を一致させる機能を有する。
According to a third aspect of the invention, in the invention according to the first aspect, the scan converter has a function of matching the shapes of the left and right images by calculation between the image memories according to an instruction from the input means.

【0016】従って、上記のような構成のマニピュレー
タの立体視装置にあっては、スキャンコンタ内の画像メ
モリの呼出し方法を変更することにより、左右画像のず
れを補正することができるので、立体システムを軽量化
することができる。
Therefore, in the stereoscopic device of the manipulator having the above-mentioned structure, the shift of the left and right images can be corrected by changing the calling method of the image memory in the scan contour, and thus the stereoscopic system. Can be made lighter.

【0017】請求項4に対応する発明は、請求項1に対
応する発明において、入力手段からの指示により前記モ
ニタ上の画像領域をマスキングしてカメラ画像から削除
する機能を有する。
According to a fourth aspect of the invention, in the invention according to the first aspect, it has a function of masking the image area on the monitor according to an instruction from the input means and deleting the image area from the camera image.

【0018】従って、上記のような構成のマニピュレー
タの立体視装置にあっては、融合範囲を逸脱した対象物
が写し出された場合、そのエリアを削除、例えばブルー
バック処理等を行うことにより、眼精疲労を低減させる
ことができる。
Therefore, in the manipulator stereoscopic device having the above-described structure, when an object deviating from the fusional range is projected, the area is deleted, for example, by performing blue back processing, etc. Astigmatism can be reduced.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明によるマニピュレータ
の立体視装置の実施の形態を示すブロック図で、図9と
同一部分には同一符号を付して示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a stereoscopic device for a manipulator according to the present invention, and the same parts as those in FIG. 9 are designated by the same reference numerals.

【0020】1a,1bは雲台7に適宜の間隔を存して
移動可能に設置された2台のITVカメラ、2a,2b
はITVカメラ1a,1bで撮像された映像を映像信号
に変換するカメラコントローラである。
Reference numerals 1a and 1b are two ITV cameras 2a and 2b which are movably installed on the platform 7 at appropriate intervals.
Is a camera controller for converting the video imaged by the ITV cameras 1a and 1b into a video signal.

【0021】また、3はスキャンコンバータで、このス
キャンコンバータ3はカメラコントローラ2a,2bで
変換された映像信号をモニタ4に左右の映像として交互
(1/120sec)に表示すると共に、映像信号に同期し
てモニタ4の前面に設けられたLCD(液晶シャッタ)
5の駆動を行って左右の映像に対する偏光方向を各画面
毎に切替えるものである。6はこの偏光されたモニタ画
像を左右に90°の位相角を有する偏光メガネである。
Reference numeral 3 denotes a scan converter. The scan converter 3 alternately displays the video signals converted by the camera controllers 2a and 2b as left and right images on the monitor 4 (1/120 sec) and synchronizes with the video signals. LCD (liquid crystal shutter) provided on the front of the monitor 4
5 is driven to switch the polarization directions for the left and right images for each screen. Reference numeral 6 denotes polarizing glasses having a phase angle of 90 ° to the left and right of the polarized monitor image.

【0022】さらに、8は雲台8を移動してITVカメ
ラ1a,1bを挟む角度(輻輳角)を調整する雲台コン
トローラである。一方、10はモニタ4の前面に設置さ
れた位置入力手段で、この位置入力手段10は合焦させ
たい位置の指示信号を選択スイッチSW1を介してスキ
ャンコンバータ3に与えるか、または選択スイッチSW
2を介してフォーカスコントローラ20に与え、また雲
台コントローラ8にその指示信号が与えるものである。
Further, 8 is a platform controller for adjusting the angle (convergence angle) between the ITV cameras 1a and 1b by moving the platform 8. On the other hand, 10 is a position input means installed on the front surface of the monitor 4. The position input means 10 gives an instruction signal of a position to be focused to the scan converter 3 via the selection switch SW1 or the selection switch SW.
It is given to the focus controller 20 via 2 and the instruction signal is given to the camera platform controller 8.

【0023】また、20はカメラコントローラ2a,2
bより映像信号及び位置入力手段10の指示信号を入力
してフォーカス評価値を生成するフォーカスコントロー
ラで、このフォーカスコントローラ20は画像の特定エ
リアの空間周波数の積分値が最大になるように左右のI
TVカメラ1a,1bの焦点を移動させるものである。
Further, 20 is a camera controller 2a, 2
b is a focus controller that receives a video signal and an instruction signal from the position input means 10 to generate a focus evaluation value. The focus controller 20 has left and right I values so that the integrated value of the spatial frequency of a specific area of an image is maximized.
The focus of the TV cameras 1a and 1b is moved.

【0024】図2は上記スキャンコンバータ3の構成例
を示すブロック図である。図2において、30a,30
bはITVカメラ1a,1bで撮像された映像を画像デ
ータに変換するメモリ入力コントローラ、31a,31
bはメモリ入力コントローラ30a,30bより入力さ
れる画像データを記憶する画像メモリである。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the scan converter 3. In FIG. 2, 30a, 30
b is a memory input controller for converting the video imaged by the ITV camera 1a, 1b into image data, 31a, 31
An image memory b stores image data input from the memory input controllers 30a and 30b.

【0025】この画像メモリ31a,31bは、水平方
向のメモリ番地と垂直方向のメモリ番地を有し、位置入
力手段10によりこれら各番地を変更したり、画像メモ
リの水平・垂直成分を回転させることが可能になっい
る。
The image memories 31a and 31b have memory addresses in the horizontal direction and memory addresses in the vertical direction. The position input means 10 can change these addresses and rotate the horizontal and vertical components of the image memory. Is possible.

【0026】また、32は位置入力手段10からの指示
により画像メモリ31a,31bより、色信号(RGB
信号)の何ずれかを出力制御するメモリ出力コントロー
ラ、33は画像メモリ31a,31bより出力される画
像データをアナログ信号に変換して出力するD/Aコン
バータである。
Reference numeral 32 denotes a color signal (RGB signal) from the image memories 31a and 31b according to an instruction from the position input means 10.
A memory output controller 33 for controlling output of any deviation of signals), and a D / A converter 33 for converting image data output from the image memories 31a and 31b into analog signals and outputting the analog signals.

【0027】なお、図中34はカメラ1aから映像信号
に同期するクロック信号を取込んで図1に示すLCD5
を駆動するLCDドライバである。次に上記のように構
成されたマニピュレータの立体視装置の作用について述
べる。
Reference numeral 34 in the figure is an LCD 5 shown in FIG. 1 in which a clock signal synchronized with a video signal is taken in from the camera 1a.
Is an LCD driver for driving the. Next, the operation of the manipulator stereoscopic device configured as described above will be described.

【0028】いま、選択スイッチSW2によりフォーカ
スコントローラ20側を選択している状態にあるものと
する。このような状態でマスタ・スレーブ・マニピュレ
ータにて遠隔操作により作業場所を変える場合、作業者
はモニタ4に表示されている図3に示すような画像に対
して位置入力手段10により合焦させたい位置を指示す
ると、カメラコントローラ2a,2bよりフォーカスコ
ントローラ20にフォーカス画像の評価値を生成するた
めに映像信号が入力される。また、位置入力手段10よ
り雲台コントローラ8に動作指示がなされると、雲台7
は雲台コントローラ8により駆動され、左右のITVカ
メラ1a,1bが作業者の意図した位置に移動する。
Now, it is assumed that the focus controller 20 side is being selected by the selection switch SW2. In such a state, when the work place is changed by the remote operation by the master / slave manipulator, the operator wants the position input means 10 to focus on the image displayed on the monitor 4 as shown in FIG. When the position is designated, a video signal is input from the camera controllers 2a and 2b to the focus controller 20 in order to generate the evaluation value of the focused image. When the position input means 10 issues an operation instruction to the camera platform controller 8, the camera platform 7 is moved.
Is driven by the platform controller 8 and the left and right ITV cameras 1a and 1b move to positions intended by the operator.

【0029】すると、フォーカスコントローラ20は画
像の特定エリアの空間周波数の積分値が最大になるよう
に左右のITVカメラ1a,1bの焦点を移動させる。
図3は位置入力手段10により合焦位置が変更される例
を示したもので、測距範囲がエリア30からエリア31
に変更する状態を示している。
Then, the focus controller 20 moves the focal points of the left and right ITV cameras 1a and 1b so that the integrated value of the spatial frequency of the specific area of the image becomes maximum.
FIG. 3 shows an example in which the in-focus position is changed by the position input means 10, and the range-finding range is from area 30 to area 31.
Shows the state of changing to.

【0030】ここで、位置入力手段10により合焦位置
を変更するときの入力点の検出手段の具体例について述
べる。その一つの例としては、図4に示すようにモニタ
4上の点Aから点Bに移動させる場合、作業者の視線の
動き、例えば瞳孔の動きを検出し、その検出信号を入力
する。
A specific example of the input point detecting means for changing the in-focus position by the position input means 10 will be described below. As one example thereof, when moving from the point A to the point B on the monitor 4 as shown in FIG. 4, the movement of the line of sight of the worker, for example, the movement of the pupil is detected and the detection signal is input.

【0031】また、他の例としては、図5に示すように
モニタ4上の画像から入力装置40に設置した偏光フィ
ルタ41に入光し、ハーフミラー42を介して観察され
る作業者の瞳孔の動きをハーフミラー42を介して撮像
素子43により検出し、その検出信号を画像処理等して
入力する。
As another example, as shown in FIG. 5, the pupil of the operator who is incident on the polarization filter 41 installed in the input device 40 from the image on the monitor 4 and is observed through the half mirror 42. Is detected by the image sensor 43 via the half mirror 42, and the detection signal is input by image processing or the like.

【0032】このように合焦位置を変更した後、遠隔操
作により作業を行う場合には、左右のITVカメラ1
a,1bにて撮像された映像をカメラコントローラ2
a,2bにより画像信号に変換した後、スキャンコンバ
ータ3により左右の画像が交互(1/120sec 毎)に
立体モニタ4に写し出される。
After the focus position is changed in this way, when performing work by remote control, the left and right ITV cameras 1
The video captured by a and 1b is the camera controller 2
After being converted into image signals by a and 2b, left and right images are alternately displayed on the stereoscopic monitor 4 by the scan converter 3 (every 1/120 sec).

【0033】この場合、スキャンコンバータ3は画像信
号に同期して立体モニタ4の前面に設置したLCD5
(液晶シャッタ)の駆動を行い、その結果左右の画像は
各画面毎に偏向方向が切替わることになる。この偏向さ
れたモニタ画像を左右に90°の位相角を有する偏向メ
ガネ6にて観察することにより、両眼に視差が生じて立
体感を得ることができる。
In this case, the scan converter 3 is synchronized with the image signal and the LCD 5 installed on the front surface of the stereoscopic monitor 4
The (liquid crystal shutter) is driven, and as a result, the deflection directions of the left and right images are switched for each screen. By observing the deflected monitor image with the deflection glasses 6 having a phase angle of 90 ° to the left and right, parallax occurs in both eyes and a stereoscopic effect can be obtained.

【0034】上記した実施の形態によれば、作業者の視
線を検知してモニタ上の任意の対象物に合焦位置を決定
することができ、また観測したい対象をモニタ画面の中
心に移動させることができるので、遠隔作業中の作業者
は作業に専念することができる。
According to the above-described embodiment, the operator's line of sight can be detected to determine the focus position on an arbitrary object on the monitor, and the object to be observed is moved to the center of the monitor screen. Therefore, the worker who is working remotely can concentrate on the work.

【0035】次に選択スイッチSW1によりスキャンコ
ンバータ3側を選択して合焦位置を補正する場合につい
て述べる。いま、図6に示すようにモニタ4上にある対
象物、図では多角形の物体を観察している場合、正常な
立体視の場合は左右画像としてA及びBがモニタ4上に
表示される筈であるが、実際にはカメラ固定方法のガ
タ、カメラ内に設置された撮像素子CCDの取付け誤
差、ズーム比の左右アンバランス等の原因により対象物
がB1乃至B3のように写し出されることがある。
Next, a case will be described in which the focus position is corrected by selecting the scan converter 3 side with the selection switch SW1. Now, as shown in FIG. 6, when observing a target object on the monitor 4, that is, a polygonal object in the figure, A and B are displayed on the monitor 4 as left and right images in the case of normal stereoscopic vision. It should be, but in reality, the object may appear as B1 to B3 due to the play of the camera fixing method, the mounting error of the image pickup device CCD installed in the camera, the left / right imbalance of the zoom ratio, and the like. is there.

【0036】第1の実施の形態では、スキャンコンバー
タ3の内部処理によりこれら対象物の誤差を補正するも
のである。以下図2に示すスキャンコンバータ3の構成
と入力手段10の指示による処理を図7に示すフローチ
ャートとにより説明する。
In the first embodiment, the errors of these objects are corrected by the internal processing of the scan converter 3. The configuration of the scan converter 3 shown in FIG. 2 and the process instructed by the input means 10 will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

【0037】図7に示すフローチャートにおいて、まず
左右映像を位置入力手段10にて例えばモニタ上に設定
したメニューアイコンを選択する等の動作により左右画
像A,Bを重合せる(F1)。この重合せの具体的方法
は図2に示す画像メモリ31a,31bで水平方向のメ
モリ呼出し番地を変更することにより画像の位置を移動
させる。
In the flowchart shown in FIG. 7, the left and right images A and B are first superposed by an operation such as selecting a menu icon set on the monitor by the position input means 10 (F1). As a specific method of this superposition, the positions of the images are moved by changing the horizontal memory calling address in the image memories 31a and 31b shown in FIG.

【0038】次に左右画像の重なり度合いを作業者によ
り判断し、上下方向の位置ずれと判断した場合(F2)
には位置入力手段10を用いてモニタ4に表示される上
下方向の移動アイコンを選択し、画像を上下方向に移動
させて左右の画像を合せる(F3)。
Next, when the operator determines the degree of overlap between the left and right images, and determines that there is a vertical displacement (F2).
In step S3, the position input means 10 is used to select a vertical movement icon displayed on the monitor 4, and the image is moved in the vertical direction to align the left and right images (F3).

【0039】この上下方向への画像の移動方法をより具
体的に述べると、図2の画像メモリ31a,31bの垂
直方向のメモリ呼出し番地を変更することで実施する。
また、対象物が回転しているための位置ずれならば、対
象物の重心に沿って回転させるか、あるいは位置入力手
段10により回転中心を設定してその周りに画像を回転
させる(F4)。この回転の具体的手法は画像メモリの
水平・垂直成分を座標回転させることで可能である。
More specifically, the method of moving the image in the vertical direction will be described by changing the vertical memory calling address of the image memories 31a and 31b in FIG.
Further, if the positional deviation is due to the rotation of the object, the object is rotated along the center of gravity, or the rotation center is set by the position input means 10 and the image is rotated around it (F4). A specific method of this rotation can be performed by rotating the horizontal and vertical components of the image memory by coordinates.

【0040】さらに、作業者の判断が左右の対象物の大
きさの不一致ならば、カメラ光軸を中心に同心状に拡大
・縮小する(F5)。なお、F3,F4,F5はそれそ
れ組合せて行うことも考えられる。
Further, if the operator's judgment indicates that the sizes of the left and right objects do not match, the size of the object is enlarged or reduced concentrically around the camera optical axis (F5). It should be noted that F3, F4, and F5 may be performed in combination.

【0041】その後、初期の合焦点まで左画像を戻す
(F6)。この時、合焦点は画像メモリ31a,31b
の水平方向の読出し番地を任意に設定することことによ
り可能である。
After that, the left image is returned to the initial focus point (F6). At this time, the focal points are the image memories 31a and 31b.
This is possible by arbitrarily setting the read address in the horizontal direction.

【0042】このように左右のITVカメラ1a,1b
の光軸の交点までの距離をスキャンコンバータ3の左右
の画像メモリ31a,31bの呼出し番地を変更するこ
とにより、作業対象の立体奥行き間を作業者に適合させ
ることが可能となり、遠隔操作性を向上させることがで
きる。
Thus, the left and right ITV cameras 1a and 1b
By changing the calling address of the left and right image memories 31a and 31b of the scan converter 3 for the distance to the intersection of the optical axes of, it becomes possible to adapt the space between the three-dimensional depths of the work target to the worker, and to improve the remote operability. Can be improved.

【0043】また、左右のITVカメラ1a,1bの取
付けに起因する映像の上下左右方向、回転方向の誤差を
スキャンコンバータ内のメモリ呼出し方式を変更して左
右画像の離隔距離を任意に設定することができるので、
左右の画像のずれを補正することにより、カメラ雲台の
輻輳角・仰角の調整軸を省略でき、立体システムの軽量
化を図ることができる。
Further, the error in the vertical and horizontal directions of the image and the rotation direction caused by the attachment of the left and right ITV cameras 1a and 1b is changed by changing the memory calling method in the scan converter to arbitrarily set the separation distance between the left and right images. Because you can
By correcting the displacement between the left and right images, the adjustment axes for the convergence angle and elevation angle of the camera platform can be omitted, and the weight of the stereoscopic system can be reduced.

【0044】ところで、作業対象に左右のITVカメラ
1a,1bの光軸を合せた場合、立体視が可能な範囲
(融合範囲)外に障害部がある場合、立体視を行う上で
左右画像が2重に見えることがある。
By the way, when the optical axes of the left and right ITV cameras 1a and 1b are aligned with the work target, and when there is an obstacle outside the range (fusion range) in which stereoscopic vision is possible, the left and right images are displayed in stereoscopic vision. It may look double.

【0045】本実施の形態では、このような場合に備え
てスキャンコンバータ3に指定エリアに対するマスキン
グ機能を持たせてある。ここで、その詳細について図8
により説明する。図8(a)に示すように左右のITV
カメラ1a,1bの光軸を作業対象Aに合せた場合、立
体視が可能な範囲外に障害物Bが存在すると、モニタ4
上には図8(b)に示すように障害物Bの画像が視差過
大として表れ、作業者には明らかに2物体として知覚さ
れることになる。そこで、位置入力手段10により2重
化として認知された部位に対してマスキングをかけるエ
リアを指定する。即ち、図8(b)に示すようにP1〜
P4点によりエリア52を指定すると、メモリ出力コン
トローラ32より画像メモリ31a,31bより出力さ
れる画像データに対して前記エリア52に相当する部分
が例えばブルーバック処理(モニタの該当エリアを青地
で塗りつぶす)等によりマスキングされる。従って、モ
ニタ4上から融合範囲を逸脱した対象物のエリアが削除
されるので、作業者の眼精疲労を低減させることができ
る。
In the present embodiment, the scan converter 3 is provided with a masking function for a designated area in preparation for such a case. Here, the details are shown in FIG.
This will be described below. Left and right ITVs as shown in FIG.
When the optical axes of the cameras 1a and 1b are aligned with the work target A and the obstacle B exists outside the range in which stereoscopic vision is possible, the monitor 4
As shown in FIG. 8B, the image of the obstacle B appears on the upper side as an excessive parallax, which is clearly perceived by the worker as two objects. Therefore, the area to be masked is designated for the part recognized as double by the position input means 10. That is, as shown in FIG.
When the area 52 is designated by the point P4, the portion corresponding to the area 52 in the image data output from the image output memories 31a and 31b from the memory output controller 32 is, for example, blue back processed (the relevant area of the monitor is filled with a blue background). ) Etc. Therefore, the area of the object that has deviated from the fusion range on the monitor 4 is deleted, and the eyestrain of the operator can be reduced.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、遠隔
操作時の作業者に生じる装置操作に伴う判断に対する負
担を軽減し、作業性の向上をもたらすと共に装置の軽量
化を図ることができるマニピュレータの立体視装置を提
供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the burden on the operator when making a remote operation for making a judgment associated with the operation of the apparatus, improve the workability, and reduce the weight of the apparatus. It is possible to provide a stereoscopic device of a manipulator which can be performed.

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

【図1】本発明によるマニピュレータの立体視装置の実
施の形態を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a stereoscopic device for a manipulator according to the present invention.

【図2】同実施の形態におけるスキャンコンバータのブ
ロック構成図。
FIG. 2 is a block configuration diagram of a scan converter according to the same embodiment.

【図3】同実施の形態において、合焦位置の変更方法を
説明するための図。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of changing a focus position in the same embodiment.

【図4】同実施の形態において、位置入力手段に合焦位
置を変更するときの視線検出方法の説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a line-of-sight detection method when changing the focus position in the position input means in the same embodiment.

【図5】同じく位置入力手段に合焦位置を変更するため
の視線検出装置の構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram of a line-of-sight detection device for changing the in-focus position by the position input means.

【図6】同実施の形態において、カメラ輻輳角・仰角の
補正方法の説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a camera convergence angle / elevation angle correction method in the same embodiment;

【図7】同実施の形態において、スキャンコンバータ内
部を示すフローチャート。
FIG. 7 is a flowchart showing the inside of the scan converter in the embodiment.

【図8】同実施の形態において、カメラ輻輳角・仰角の
補正方法の説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a method of correcting a camera convergence angle / elevation angle in the same embodiment.

【図9】従来のマニピュレータの立体視装置を示すブロ
ック図。
FIG. 9 is a block diagram showing a conventional stereoscopic device for manipulators.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b……ITVカメラ 2a,2b……カメラコントローラ 3……スキャンコンバータ 4……モニタ 5……LCD 6……偏光メガネ 7……雲台 8……雲台コントローラ 10……位置入力手段 30a,30b……メモリ入力コントローラ 31a,31b……画像メモリ 32……メモリ出力コントローラ 33……D/Aコンバータ 34……LCDドライバ 40……入力装置 41……偏光フィルタ 42……ハーフミラー 43……撮像素子 1a, 1b ... ITV camera 2a, 2b ... Camera controller 3 ... Scan converter 4 ... Monitor 5 ... LCD 6 ... Polarizing glasses 7 ... Pan head 8 ... Pan head controller 10 ... Position input means 30a , 30b ...... Memory input controller 31a, 31b ...... Image memory 32 ...... Memory output controller 33 ...... D / A converter 34 ...... LCD driver 40 ...... Input device 41 ...... Polarization filter 42 ...... Half mirror 43 ...... Image sensor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 遠隔操作にて作業を行うマニピュレータ
に搭載され、且つ2台のカメラにて撮像された映像を画
像データに変換した後、モニタにその画像を写出すよう
にしたマニピュレータの立体視装置において、 前記2台のカメラを移動させる移動機構と、前記2台の
カメラにて撮像された映像を左右の画像に分割するスキ
ャンコンバータと、このスキャンコンバータの同期信号
にて前記モニタの画像をカメラ毎に作業者の両眼に交互
に入力する画像切換手段と、前記モニタに写し出される
特定画像を指示し、その指示信号により前記カメラの合
焦点位置を変更させる入力手段とを備えたことを特徴と
するマニピュレータの立体視装置。
1. A stereoscopic view of a manipulator, which is mounted on a manipulator which operates by remote control, and which converts a video image captured by two cameras into image data and then displays the image on a monitor. In the device, a moving mechanism that moves the two cameras, a scan converter that divides an image captured by the two cameras into left and right images, and a monitor converter image by a sync signal of the scan converter. An image switching means for alternately inputting to both eyes of an operator for each camera, and an input means for instructing a specific image displayed on the monitor and changing the in-focus position of the camera by the instruction signal are provided. A stereoscopic device with a characteristic manipulator.
【請求項2】 請求項1記載のマニピュレータの立体視
装置において、入力手段からの指示によりスキャンコン
バータに作業対象物を撮像する前記2台のカメラの光軸
の交点までの距離を画像メモリの呼出し番地の変更によ
り変化させて画像を移動させる機能を有することを特徴
とするマニピュレータの立体視装置。
2. The stereoscopic device for a manipulator according to claim 1, wherein the distance from the intersection of the optical axes of the two cameras, which image the work object to the scan converter according to an instruction from the input means, is called in the image memory. A stereoscopic device for a manipulator, which has a function of moving an image by changing the address.
【請求項3】 請求項1記載のマニピュレータの立体視
装置において、入力手段からの指示によりスキャンコン
バータに画像メモリ間の演算により左右の画像の形状を
一致させる機能を有することを特徴とするマニピュレー
タの立体視装置。
3. The manipulator stereoscopic device according to claim 1, wherein the scan converter has a function of matching the shapes of the left and right images by calculation between the image memories according to an instruction from the input means. Stereoscopic device.
【請求項4】 請求項1記載のマニピュレータの立体視
装置において、入力手段からの指示により前記モニタ上
の画像領域をマスキングしてカメラ画像から削除する機
能を有することを特徴とするマニピュレータの立体視装
置。
4. The stereoscopic vision device for a manipulator according to claim 1, wherein the stereoscopic vision device for manipulator has a function of masking an image area on the monitor and deleting it from a camera image according to an instruction from an input unit. apparatus.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112423942A (en) * 2018-09-03 2021-02-26 川崎重工业株式会社 Robot system

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