JPS58142208A - 位置検出方法とその装置 - Google Patents

位置検出方法とその装置

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JPS58142208A
JPS58142208A JP2460982A JP2460982A JPS58142208A JP S58142208 A JPS58142208 A JP S58142208A JP 2460982 A JP2460982 A JP 2460982A JP 2460982 A JP2460982 A JP 2460982A JP S58142208 A JPS58142208 A JP S58142208A
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JP
Japan
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light
bright line
target
cross
irradiated
Prior art date
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Pending
Application number
JP2460982A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Nakagawa
中川 泰夫
Takanori Ninomiya
隆典 二宮
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2460982A priority Critical patent/JPS58142208A/ja
Publication of JPS58142208A publication Critical patent/JPS58142208A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特定形状物体や特定形状部分の位置を検出す
る方法と装置に関するものである。
例えばロボットアームにビジュアル・フィードバックを
かけつつ部品のピックアップや組立てを行なわしめる場
合、対象物体の位置を正確に認識させる必要がある。従
来にあっては対象物体をTV5 カメラなどで対象物体を濃淡画像として検出し九うえ白
、黒の2値化画儂に変換し、予め用意されている辞書パ
ターンとの一致を採るか、あるいは2値化画1家中にお
ける対象物体の位置を計数するコことによって知るとい
ったのが一般的である。しかしながら、これらの方法に
よる位置検出は背景と対象物体の二次元明暗情報のみに
もとづいており、対象物体の立体形状は全く考慮されて
いないことから、位置検出には制限がめる。例えば鋼板
製テーブル上に載置された鋼製の部品を検出しようとし
ても、テーブルと部品とが表面色や濃淡の程度において
ほぼ同一である限り検出不可能が、あるいは困難である
というものである。このような不具合はある物体の部分
を検出する場合にも事情は同様でるる。
よって本発明の目的は、背景や対象物体などの色や素材
、表面状態などに影−されることなく特定形状の対象物
体あるいは対象部分の位置−禽1実に検出し得る位置検
出方法と装置を供するにある。
この目的のため本発明は、対象物体あるいは対置 特開昭58−142208(2) 象部分の立体形状をも考慮して位置検出を行なわんとす
るものである。即ち、対象物体あるいは対象部分に交点
が照射されるようにして十字状光線を照射し、基準照射
面としての対象物体載置面上あるいは対象部分近傍表面
上に照射された十字状光1IIIft検出することによ
って対象物体中心位fileるいは対象部分中心位置が
知れるようにしたものである。
以下、本発明を第1図から第6図により説明する。
先ず第1図より説明すれば、本図は本発明の基本的な実
施態様例を示したものである。これによると平面14上
には円柱状の対象物体j5が載置されておシ、対象物体
15にはP1埋埋土上上から十字状光線が照射されるよ
うになっている。図示の如くランプ1からの光はコンデ
ンサレンズ2、十字スリット6、投光レンズ4を介し十
字状f線となって対象物体15上面および平面14上に
照射されるようになっているものでるる。この場合十字
状先縁の充交6u対象物体15上面の任意位置に照射さ
れ5   し るようにするだけで十分であり、必ずしもその中心位蓋
に照射する必要はない。十字状光線の平面14および対
象物体15への照射状態は例えば図に示す如くになるが
、本例での場合は基準面としての5千面14上に照射さ
れた十字状光線にもとづき対象物体15の位置を検出せ
んとするものである。
即ち、十字状光線による平・面14および対象物体15
への照射輝線16.17t−それぞれX方向、Y方向と
すれば、照射輝線16はY方向斜め上方より結像レンズ
7を介しX軸Tvカメラ8によって、また照射輝線17
はX方向斜、め方向より結像レンズ17を介しY軸TV
カメラ6によって撮儂されるようになっている。したが
って、Y軸TVカメラ6によって得られるTVj!i儂
はW、2図(a)に示す如くになる。この!l!2図(
1)において符号15′〜17′はそれぞれ対象物体1
5、照射輝線16.17に対するものであり、対象物体
15の画偉は参考として点線表示されている。ここで第
2図(a)に示すTVaji儂をy −z座標で表現し
、各y座標位置における2方向の映1象信号をし負い値
処理すれは、第2図(c)に示す如くの光切断線データ
が圧縮し丸形で得られるものである。例えば第2図(a
)において、あるy座標位置における2方向に沿う九一
点鎖線18上での走査avii儂信号線信号図(b)に
示すようになる。照射輝11117対応部分では明るく
、それ以外は暗くなっているから、これより最も明るい
2座標位置がY細光切断線抽出回路10によって求めら
れるわけである。しきい値Ve Kよって検出される点
A、Bの中点としての2座標位置が求められるわけでお
り、更にこれらの複合としての2座標位置が求められる
ものである。このような2座標位置の求め方については
例えば特願昭54−146427号に開示されていると
ころで−あシ、第2図(c)はそのようにして求め九2
座標位置軌跡としての波形データ(光切断線データ)t
−示したものである。
以上はY軸方向の照射輝線17についてでおるが、事情
は照射輝a16についてのX軸TVカメラ8、X細光切
断線抽出回路9においても同様である。
Y軸、X軸の光切断線抽出回路10.9からのデータは
インタフェイス回路11を介しディジタル針算WA12
に転送されるが、ディジタル計算機12では光切断線デ
ータの不連続点が抽出されたうえ不連続点と不連続点の
中間位置が求められる。即ち、ディジタル計算機12は
第3図に示すように適当な2座標位置zct−設定し、
例えばy位置座標を大な゛る方向に変化させた場合に光
切断線データが最初にZc以上になるy座標位置ty1
として、また、その恢最初にZc未満となるときのy座
標位置の直前のy座標位置をy3として求め九うえy方
向座標中心位t YoをFo = (yt + 3’s
 )/2  として求めるものである。同様にしてX方
向座標中心位置xoも求められるが、これら座標位置(
xoyyo)は明らかに対象物体15上面の中心位置に
対応するものであるから、これを用いて何等かの制rt
″行ない得る。例えば位置座標(xo + Fo)t−
ロボットアームの座標系に変換し九うえロボットアーム
制御回路16に与えることによって、対象物体15がロ
ボットアームによって確実にピックアップされるもので
ある。
以上の例での位置検出対象は円柱状物体そのものである
が、物体の部分にも本発明は適用可能である。凸状部分
や凹状部分にも適用可なものであり、第4図(&)、 
(b)は物体に形成された凹状部分としての円形状大部
分に適用した場合を示す。十字状光線が照射された状M
tY軸TVカメラ6によって撮儂すれば、第4図(a)
に示す如く円形状式部分対応の儂19とその周辺のTV
Ij儂が得られ、これを先の場合と同様に処理すること
によって第4図(b)よシy方向座標中心位置yo′が
3’o’ = (yr +)’z’ )/2 として求
められるものでhb、X方向座標中心位置も同様にして
求め得るものである。
また、以上の例ではTVカメラによって照射輝線を二次
元的に撮儂しているが、これまでの説明よシして照射輝
線は一次元的に検出されるだけで十分である。し九がっ
て、TVカメラの代りに一次元イメージセンナを用いる
ことも可能である第5図は一次元イメージセンナを用い
た場合での実施態様を示した亀のである。図に示すよう
tこTVカメラ6.8の代シにリニアイメージセンサ2
0゜21が設けられておシ、リニアイメージセンサ20
 、21の出力はそれぞれしきい値回路22 、23に
よって2値化されたうえ2値化信号転送用のインタフェ
イス回路24を介しディジタル計算機12に転送される
ようになっている。ここで注意すべきは本例での場合リ
ニアイメージセンサ20 、21は対象物体15上面に
存する照射輝線17 、16ではなくそれぞれ平面14
上における照射輝線17.16のみを検出すべく配置さ
れていることである。即ち、リニアイメージセンサ20
の位置にTVカメラを設けた場合、Tv111i儂Fi
第2図(a)の場合と同様第6図(a)に示す如くにな
るが、平面14上での照射輝線17t−検出すべくその
儂17′に相当する位置方向(C−D )にリニアイメ
ージセンサ20が配置されるものである。リニアイメー
ジセンサ20による検出信号は明らかに対象物体15が
存在する位置では暗くそれ以外では明るいから、しきい
値回路22で中間の明るさに対応したしきい値によって
検出信号を2値化すれば第6図(b)に示す如くの2値
化信号が得られるというものである。第6図(b)にお
けるy座標位置y1“sFs”は明らかに第3図におけ
るy座標位置 Fl a Fsに対応するものであるか
ら、y方向座標中心位置yO″はyo”= (7t” 
+ ’Is” )/ 2として簡単容易に求められる。
これと同様にしてX方向座標中心位置も同様にして求め
られるわけであり、リニアイメージセンサを用いる場合
にはTVカメラを使用する場合よりも構成簡単にして容
易に対象物体あるいは対象部分の中心位置が求められる
ことになる。
このように本発明は構成簡単にして、しかも処理内容単
純にして経済的、且つ迅速に対象物体わるいは対象部分
の位置検出が可能であり、ロボット制御等に利用し得る
。ロボット制御に利用する場合は、例えば検出ヘッド部
をロボットアームに取付し、検出された対象物位置が検
出視野内の設定した目標位置にくるようにロボットアー
ムを制御することによって、ロボットアームを対象物に
追従制御することも可能となる。
以上説明したように本発明は、十字照射光線による補助
の下に対象物体あるいは対象部分の立体情報を抽出した
うえこれよシ対象物体めるいは対象部分の位置を検出す
るようにし友ものである。
したがって、本発明による場合は、背景や対象物体など
の明暗状態や素材、表面状態等に影響されることなく特
定形状の対象物体おるいは対象部分の位置が確実に検出
されるという効果がめる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の基本的な実施態様例における位置検
出構成を示す図、第2図(&)〜(c)は、その実施態
様で得られる二次元画傷情報より光切断線データを得る
までを説明するための図、第3図は、光切断線データよ
シ対象物体の座標中心位置を求めるための説明図、第4
図(a)、 (b)は、ある物体に形成された円形穴が
対象部分とされた場合での座標中心位置を求めるための
説明図、第5図は、本発明の他の実施態様例における位
置検出構成を示す図、第6図(a)、 (b)は、その
実施態様で得られる一次元1iii4a情報より対象物
体の座標中心位置を求める丸めの説明図である。 1・・・ランプ、3・・・十字スリット、5,7・・・
結線レンズ、6,7・・・TVカメラ、9.10・・・
光切断線抽出回路、12・・・ディジタル計算機、20
.21・・・リニアイメージセンサ、22.25・・・
しきい値回路。 第6図 (a)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 対象としての対象物体あるいは対象部分に光交点
    が照射されるようにして断面十字状の光線を上記対象に
    照射する一方、対象の近傍に存する面上に照射された光
    線の2つの輝線方向についてそれぞれ輝線の変化する位
    置を求め、該位置にもとづき対象の位置を検出すること
    を特徴とする位置検出方法。 2、 対象の近傍に存する面上に照射された光線の輝線
    を2方向より二次元的に撮像し、二次元映儂信号を対象
    の立体形状に関連させて処理することによって輝線の変
    化する位置が求められる特許請求の範囲第1項記載の位
    置検出方法。 五 対象の近傍に存する面上に照射された光線の輝線を
    2方向よシー次元的に撮像し、−次元映1象信号を対象
    の立体形状に関連させて処理することによって輝線の変
    化する位置が求められる特許請求の範門第1項記載の位
    置検出方法。 4、 対象としての対象物体あるいは対象部分に直上部
    より断面十字状の光線を照射するスリット投光手段と、
    対象の近傍に存する面上に照射された光線の輝線を2方
    向より撮像する1対の像検出手段と、鋏偉検出手段から
    の画信号を処理して対象の位置を検出する処理手段とか
    らなる構成を特徴とする位置検出装置。 5、 光線の輝線は像検出手段によって二次元的に撮像
    される特許請求の範囲第4項記載の位置検出装置。 & 光線の輝線は像検出手段によって一次元的に撮像さ
    れる特許請求の範囲第4項記載の位置検出装置。
JP2460982A 1982-02-19 1982-02-19 位置検出方法とその装置 Pending JPS58142208A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8096661B2 (en) * 2006-06-29 2012-01-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Projector having a cross-shaped light beam
JP2013198187A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Aisin Seiki Co Ltd 車両給電装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5670407A (en) * 1979-11-14 1981-06-12 Hitachi Ltd Detecting device for photocut line

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