JPH0989523A - 突起物の位置確認方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スタッドボルトのような突起物の位置を正確
かつ容易に確認できる方法を提供する。 【解決手段】 突起物Ｂと光源３との間に、スリット６
を備えた遮光板８を回動可能に配置し、光源から発する
光を、遮光板８の回動に伴い２位置に変位されるスリッ
ト６を通じて突起物Ｂに投射して、角度差のある第１お
よび第２の影Ｓ１，Ｓ２を生じさせ、２つの影Ｓ１，Ｓ
２の長軸の交点を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スタッドボルトの
ような突起物の中心位置を確認する方法およびその装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車の組立て工場において、
作業ロボットを用いてタイヤをホイールハブに組み付け
る場合に、ホイールハブに植立されているスタッドボル
トの中心位置を正確に検出する必要があるため、従来は
このスタッドボルトを画像処理用カメラで撮像し、得ら
れた画像に微分処理あるいは円強調処理等を施すことに
よりスタッドボルトの根元部分の輪郭を強調して、この
輪郭からスタッドボルトの位置を検出していた。

【０００３】また、スリットを備えた回動自在の遮光板
の複数の回動位置において、光源から上記スリットを透
過する光に照射される穴を撮像手段によって撮像するこ
とにより、穴位置を検出する方法が知られている（実開
昭６３−４１７０７号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、、上述のよ
うなスタッドボルトの位置検出方法では、スタッドボル
トが植立されている平面が単一色であること、および汚
れがないこと等の制約があり、スタッドボルトが植立さ
れている平面が油等によって汚染されれている場合、ス
タッドボルトの正確な中心位置の確認が不可能になる場
合があった。

【０００５】そこで、本発明は、環境条件の影響を受け
ることなしに、スタッドボルトのような突起物の位置を
確認できる方法およびその装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による突起物の位
置確認方法は、突起物の周りで所定の角度差を有する２
位置から光を上記突起物に投射し、この光投射によって
生じる第１および第２の影をそれぞれ撮像し、かつ画像
処理を施して、各影の長軸を求め、上記第１および第２
の影の長軸の交点を上記突起物の中心位置とすることを
特徴とするものである。

【０００７】その場合、上記突起物と光源との間に、ス
リットを備えた遮光板を回動可能に配置し、光源から発
する光を、遮光板の回動に伴い２位置に変位されるスリ
ットを通じて上記突起物に投射することにより、上記第
１および第２の影を生じさせることができる。上記スリ
ットを備えた遮光板の回動角ははほぼ９０°に設定する
ことが好ましい。また、上記スリットを備えた遮光板の
回動軸線上にカメラを配置することが好ましい。

【０００８】上記スリットを透過する光線の作成方法
は、カメラの背後に光源を配置し、この光源から発する
光を鏡に反射させてスリットを透過させるようにしても
よいし、あるいは、上記遮光板の背後に、リングライト
を上記カメラとほぼ同軸的に配置してもよい。

【０００９】本発明による突起物の位置確認装置は、放
射方向に延びるスリットを備えて回動可能に設けられた
遮光板と、この遮光板に対して突起物側とは反対側に配
置され、放射光が上記遮光板のスリットを透過して突起
物に投射されて、所定の平面上に突起物の影を投影する
光源と、上記遮光板の第１の回動位置において光源から
スリットを透過して突起物に投射される光によって上記
平面上に投影される第１の影を含む第１画像と、遮光板
の第２の回動位置において光源からスリットを透過して
突起物に投射される光によって上記平面上に投影される
第２の影を含む第２画像とをそれぞれ撮像する撮像手段
と、これら第１および第２画像を処理して、第１および
第２の影の長軸の交点を検出する画像処理手段と、を備
えてなることを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、光源からの光投射によ
って生じる角度差を有する第１および第２の影をそれぞ
れ撮像して各影の長軸を求め、これら２つの影の長軸の
交点から突起物の中心位置を求めるものであるから、突
起物の汚れ等によって突起物の輪郭が検出しにくいよう
な場合であっても、正確かつ容易に突起物の位置を確認
することが可能になる。

【００１１】特に、スリットを備えた回転可能の遮光板
を用いた場合は、単一の光源を用いても、角度差のある
２つの影が容易に得られる利点がある。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。

【００１３】図１は、本発明による突起物の位置確認装
置の一実施の形態を示す斜視図、図２は図１の装置の作
用の説明に供する縦断面図である。

【００１４】図１および図２において、ロボットアーム
１の先端にはＣＣＤカメラ２が取り付けられているとと
もに、カメラ２の背後に光源３が設けられている。カメ
ラ２および光源３は、内周面が鏡面４とされた円筒状ケ
ース５内に収容され、このケース５の前面側には、放射
方向に延びる１個のスリット６と撮影用の中心窓７とを
備えた円板状の遮光板８が回転自在に設けられている。
そして、この遮光板８は、モータ９によって、ベルト１
０を介して回転駆動されるように構成されている。ま
た、カメラ２および光源３は、遮光板８の回転軸線Ｌ上
に配置されている。

【００１５】上記カメラ２による撮像および画像処理に
よって位置を確認される突起物は、この場合、車両のホ
イールハブの平面Ｐ上に植立されたスタッドボルトＢで
あり、このスタッドボルトＢにカメラ２が向けられ、か
つボルトＢの軸線と、遮光板８の回転軸線Ｌとがほぼ一
致するようにロボットアーム１が駆動される。そして、
光源３から放射された光が、鏡面４に反射してから遮光
板８のスリット６を透過してボルトＢに投射され、これ
により面Ｐ上にボルトＢの影Ｓが投影されるように構成
されている。

【００１６】次に、この装置を用いたボルトＢの位置確
認方法について、図３および図４を参照して説明する。
なお、Ｓは図４のフローチャートにおけるステップを表
す。

【００１７】先ず、遮光板８の回転軸線ＬをボルトＢの
軸線にほぼ一致させた状態で、かつ、光源３を消灯状態
として、図３（ａ）に示すようなボルトＢの画像をカメ
ラ２を介して取り込む（Ｓ１）。次に光源３を点灯して
（Ｓ２）、図３（ｂ）に示すような第１の影Ｓ１を伴っ
たボルトＢの画像（第１画像）をカメラ２を介して取り
込む（Ｓ３）。

【００１８】次に、遮光板８を約９０°回転し（Ｓ
３）、第１の影Ｓ１に対してほぼ９０°角度差を有す
る、図３（ｃ）に示すような第２の影Ｓ２を伴ったボル
トＢの画像（第２画像）をカメラ２を介して取り込む
（Ｓ５）。次いで、図３（ａ）に示すボルトＢの画像と
図３（ｂ）に示す第１画像との差を求めて、図３（ｄ）
に示すような、両者の差分である第１の影Ｓ１を検出し
（Ｓ６）、さらに第１の影Ｓ１の長軸Ｌ１を検出する
（Ｓ７）。また、図３（ａ）に示すボルトＢの画像と図
３（ｃ）に示す第２画像との差を求めて、図３（ｅ）に
示すような、両者の差分である第２の影Ｓ２を検出し
（Ｓ８）、さらに第２の影Ｓ２の長軸Ｌ２を検出する
（Ｓ９）。そして、長軸Ｌ１，Ｌ２の交点Ｏを求め（Ｓ
１０）、この交点Ｏから、ボルトＢの中心位置を算出す
る。

【００１９】このように、本実施の形態では、ボルトＢ
の周りで互いにほぼ９０°の角度差を有する第１および
第２の影Ｓ１，Ｓ２に基づいてボルトＢの位置を求めて
いるので、たとえボルトＢの頂部が汚れていたり、ある
いはボルトＢの周囲の平面が単一色を呈していなかった
りする場合であっても、正確にボルトＢの中心位置を求
めることが可能になる。

【００２０】なお、本実施の形態では、単一の光源３を
カメラ２の背後に設け、この光源３から放射される光を
鏡面４を介してスリット６に導いているが、鏡面４を用
いる代わりに、遮光板８の背後に２個の光源をスリット
６の回動位置に対応するようにほぼ９０°の角度差をも
って配置してもよい。あるいは、遮光板８とともに回動
し得る単一の光源を、遮光板８の背後にスリット６の位
置に対応させて設けてもよい。さらに、図５に示すよう
に、遮光板８の背後にリングライト１３を光源として設
けてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による突起物の位置確認装置の一実施の
形態を示す斜視図

【図２】図１の装置の作用の説明に供する縦断面図

【図３】本発明による突起物の位置確認方法の説明に供
する図

【図４】本発明の方法の説明に供するフローチャート

【図５】本発明による突起物の位置確認装置の一実施の
形態を示す分解斜視図

【符号の説明】

１ ロボットアーム ２ ＣＣＤカメラ（撮像手段） ３ 光源 ４ 鏡面 ５ ケース ６ スリット ７ 撮影用中心窓 ８ 遮光板

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 突起物の中心位置を確認する方法であっ
   て、 突起物の周りで所定の角度差を有する２位置から光を上
   記突起物に投射し、該光投射によって生じる第１および
   第２の影をそれぞれ撮像し、かつ画像処理を施して、各
   影の長軸を求め、 上記第１および第２の影の長軸の交点を上記突起物の中
   心位置とすることを特徴とする突起物の位置確認方法。
2. 【請求項２】 上記突起物と光源との間に、スリットを
   備えた遮光板を回動可能に配置し、上記光源から発する
   光を、上記遮光板の回動に伴い２位置に変位される上記
   スリットを通じて上記突起物に投射して、上記第１およ
   び第２の影を生じさせることを特徴とする請求項１記載
   の突起物の位置確認方法。
3. 【請求項３】 上記スリットを備えた遮光板をほぼ９０
   °回動させることを特徴とする請求項２記載の突起物の
   位置確認方法。
4. 【請求項４】 上記スリットと撮影用の中心窓孔とを備
   えた遮光板の回動軸線上にカメラを配置することを特徴
   とする請求項２または３記載の突起物の位置確認方法。
5. 【請求項５】 上記カメラの背後に光源を配置し、該光
   源から発する光を鏡に反射させて上記スリットを透過さ
   せることを特徴とする請求項４記載の突起物の位置確認
   方法。
6. 【請求項６】 上記遮光板の背後に、リングライトを上
   記遮光板の回動軸線とほぼ同軸的に配置したことを特徴
   とする請求項４記載の突起物の位置確認方法。
7. 【請求項７】 上記突起物がスタッドボルトよりなるこ
   とを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項記載の
   突起物の位置確認方法。
8. 【請求項８】 突起物の中心位置を確認する装置であっ
   て、 放射方向に延びるスリットを備えて回動可能に設けられ
   た遮光板と、 該遮光板に対して上記突起物側とは反対側に配置され、
   放射光が上記遮光板のスリットを透過して上記突起物に
   投射されて、所定の平面上に上記突起物の影を投影する
   光源と、 上記上記遮光板の第１の回動位置において上記光源から
   スリットを透過して上記突起物に投射される光によって
   上記平面上に投影される第１の影を含む第１画像と、上
   記上記遮光板の第２の回動位置において上記光源からス
   リットを透過して上記突起物に投射される光によって上
   記平面上に投影される第２の影を含む第２画像とをそれ
   ぞれ撮像する撮像手段と、 上記第１および第２画像を処理して、上記第１および第
   ２の影の長軸の交点を検出する画像処理手段と、を備え
   てなることを特徴とする突起物の位置確認装置。