JPS5933073A - 位置追跡装置 - Google Patents
位置追跡装置Info
- Publication number
- JPS5933073A JPS5933073A JP14189982A JP14189982A JPS5933073A JP S5933073 A JPS5933073 A JP S5933073A JP 14189982 A JP14189982 A JP 14189982A JP 14189982 A JP14189982 A JP 14189982A JP S5933073 A JPS5933073 A JP S5933073A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate
- signal
- video
- video signal
- comparator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
- B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
- B23K9/1274—Using non-contact, optical means, e.g. laser means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はビデオカメラの映像信号に基づき作業線を検出
する位置追跡装置に関する。
する位置追跡装置に関する。
例えば、溶接ロボット等の視覚センサとして用いられる
位置追跡装置は、ビデオカメラの受光面全体を走査する
ことによって取り出された映像信号を適宜に演算処理す
ることにより、溶接すべき継ぎ目にあたる作業線を検出
している。
位置追跡装置は、ビデオカメラの受光面全体を走査する
ことによって取り出された映像信号を適宜に演算処理す
ることにより、溶接すべき継ぎ目にあたる作業線を検出
している。
しかしながら、作業線の検出は、すなわち、現在溶接し
ている作業点から作業線がどの方向に延びているかを知
ることにある。そして、作業線の方向を検出するにはテ
レビカメラに映し出される映像のうち、作業点に関連し
て限られた範囲の映像のみを使用すればよいことに鑑み
れば、ビデオカメラの受光面全休を走査して映像信号を
取り出している従来の位置追跡装置は受光面の走査に無
駄時間の多いものであるから、極めて効率の悪い映像信
号の取り出し方をしているといえる。
ている作業点から作業線がどの方向に延びているかを知
ることにある。そして、作業線の方向を検出するにはテ
レビカメラに映し出される映像のうち、作業点に関連し
て限られた範囲の映像のみを使用すればよいことに鑑み
れば、ビデオカメラの受光面全休を走査して映像信号を
取り出している従来の位置追跡装置は受光面の走査に無
駄時間の多いものであるから、極めて効率の悪い映像信
号の取り出し方をしているといえる。
それ故、本発明の主たる目的は効率よく取り出した映像
信号に基づいて作業線を検出する位置追跡装置を提供す
ることにある。
信号に基づいて作業線を検出する位置追跡装置を提供す
ることにある。
また、本発明の一方は、溶接ロボット等の動作に制限を
加えることなく死角をなくすことができる位置追跡装置
を提供することも目的としている。
加えることなく死角をなくすことができる位置追跡装置
を提供することも目的としている。
そして、そのために本発明は作業点に関連して受光面を
所定角度範囲で線状に走査することにより取り出された
映像信号に基づいて作業線の検出を行うことを主たる特
徴としている。
所定角度範囲で線状に走査することにより取り出された
映像信号に基づいて作業線の検出を行うことを主たる特
徴としている。
以下、本発明に係る位置追跡装置の実施例について図面
をもとに説明する。
をもとに説明する。
第１図は本発明に係る装置の原理を説明するための図で
あり、同図（イ）はビデオカメラの受光面の走査範囲を
、同図（ロ）は前記ビデオカメラの映像信号をそれぞれ
示している。
あり、同図（イ）はビデオカメラの受光面の走査範囲を
、同図（ロ）は前記ビデオカメラの映像信号をそれぞれ
示している。
第１図（イ）において、１はビデオカメラの受光面であ
り、受光面１には作業線２及び作業点３が映し出される
。そして、例えば作業点３を中心にした所定半径の経路
４でもって受光面１を走査すると、第１図（ロ）に示し
たような映像信号が取り出される。それ故、この映像信
号から作業点３を通る基準線５に対する作業線２の角度
θを知ることができる。
り、受光面１には作業線２及び作業点３が映し出される
。そして、例えば作業点３を中心にした所定半径の経路
４でもって受光面１を走査すると、第１図（ロ）に示し
たような映像信号が取り出される。それ故、この映像信
号から作業点３を通る基準線５に対する作業線２の角度
θを知ることができる。
第２図は、上述の原理に基づいて構成される本発明に係
る装置の一実施例のブロック図、第３図は前記実施例に
おける各部の動作波形図である。
る装置の一実施例のブロック図、第３図は前記実施例に
おける各部の動作波形図である。
第２図において、１１は固体撮像素子を含むビデオカメ
ラであり、このビデオカメラ１１には周期信号発生回路
１２から例えば、円形走査の周期に応じて周期信号が与
えられるとともに、クロックパルス発生回路１３からク
ロックパルス４が与えられる。
ラであり、このビデオカメラ１１には周期信号発生回路
１２から例えば、円形走査の周期に応じて周期信号が与
えられるとともに、クロックパルス発生回路１３からク
ロックパルス４が与えられる。
１４はビデオカメラ１１の出力とレベル設定器１５の設
定電圧とを比較する比較器、１６は比較器１４及び周期
信号発生回路１２の出力に基づきゲートパルスを出力す
るゲートパルス発生回路、１７は前記ゲートパルス及び
クロックパルスの与えられるＡＮＤゲート、１８はＡＮ
Ｄゲート１７の出力に基づいて作業線の方向を算出する
演算処理部である。
定電圧とを比較する比較器、１６は比較器１４及び周期
信号発生回路１２の出力に基づきゲートパルスを出力す
るゲートパルス発生回路、１７は前記ゲートパルス及び
クロックパルスの与えられるＡＮＤゲート、１８はＡＮ
Ｄゲート１７の出力に基づいて作業線の方向を算出する
演算処理部である。
次に上述した構成を有する実施例の動作を説明する。
ビデオカメラ１１は周期信号発生回路１２から第３図（
イ）に示すような周期信号と、クロックパルス発生回路
１３からクロックパルスとを与えられ、作業点を中心に
して受光面を例えば円形に走査することにより第３図（
ロ）に示すような映像信号を比較器１４に与える。比較
器１４は設定電圧Ｖｃと前記映像信号を比較して第３図
（ハ）に示すような出力をゲートパルス発生回路１６に
与える。ゲートパルス発生回路１６は比較器１４の出力
と周期信号に基づき第３図（ニ）に示すようなゲートパ
ルスをＡＮＤゲート１７の一方入力として与える。そし
て、ＡＮＤゲート１７にはクロックパルスが他方入力と
して与えられているので、ＡＮＤゲート１７からは第３
図（ホ）に示すようにゲートパルスのパルス幅に対応し
たクロックパルスが出力される。すなわち、第３図より
明らかなように、ＡＮＤゲート１７は作業線の方向に対
応した数のクロックパルスを出力するから、演算処理部
１８は前記クロックパルスの数を計数して簡単な演算処
理を行うことにより、作業線の方向を算出することがで
きる。
イ）に示すような周期信号と、クロックパルス発生回路
１３からクロックパルスとを与えられ、作業点を中心に
して受光面を例えば円形に走査することにより第３図（
ロ）に示すような映像信号を比較器１４に与える。比較
器１４は設定電圧Ｖｃと前記映像信号を比較して第３図
（ハ）に示すような出力をゲートパルス発生回路１６に
与える。ゲートパルス発生回路１６は比較器１４の出力
と周期信号に基づき第３図（ニ）に示すようなゲートパ
ルスをＡＮＤゲート１７の一方入力として与える。そし
て、ＡＮＤゲート１７にはクロックパルスが他方入力と
して与えられているので、ＡＮＤゲート１７からは第３
図（ホ）に示すようにゲートパルスのパルス幅に対応し
たクロックパルスが出力される。すなわち、第３図より
明らかなように、ＡＮＤゲート１７は作業線の方向に対
応した数のクロックパルスを出力するから、演算処理部
１８は前記クロックパルスの数を計数して簡単な演算処
理を行うことにより、作業線の方向を算出することがで
きる。
次に、上述の発明を含んだもう一つの発明について説明
する。
する。
第４図は前記もう一つの発明に係る装置の実施例たる溶
接ロボットの作業点付近の斜視図、第５図は各ビデオカ
メラの映像信号等の波形図を示す。
接ロボットの作業点付近の斜視図、第５図は各ビデオカ
メラの映像信号等の波形図を示す。
第４図において、２１は溶接される材料、２２は作業線
たる溶接線、２２′は溶接部、２３はアーム２４に支持
され溶接線に沿って溶接作業を行うトーチ、２５ａ及び
２５ｂはトーチ２３及びアーム２４に関連して設けられ
、作業点を映し出すビデオカメラである。
たる溶接線、２２′は溶接部、２３はアーム２４に支持
され溶接線に沿って溶接作業を行うトーチ、２５ａ及び
２５ｂはトーチ２３及びアーム２４に関連して設けられ
、作業点を映し出すビデオカメラである。
ビデオカメラ２５ａ及び２５ｂは作業点を中心にしてそ
れぞれ同一半径でもって各受光面を円形に走査する結果
、前記ビデオカメラ２５ａ及び２５ｂは第５図（イ）及
び（ロ）に示すような映像信号をそれぞれ出力する。第
５図に示す映像信号のうち、Ｓ１は溶接部２２′Ｓ２は
溶接線２２、Ｓ３、Ｓ３′はアーム２４にそれぞれ対応
したものである。すなわち、ビデオカメラ２５ａにあっ
ては、第５図（イ）に示すように、溶接部２２′の映像
信号Ｓ１は明確に判別できるが、溶接線２２はトーチ２
３の影に隠れて死角となっているため、溶接線２２とト
ーチ２３の映像信号の判別は困難である。一方、ビデオ
カメラ２５ｂの場合、第５図（ロ）に示すように、溶接
部２２′とトーチ２３の映像信号の判別ができない。そ
れ故、前記二つの映像信号を合成すれば溶接部と溶接線
の明確な映像信号を得ることができる。第５図（ハ）は
二つのビデオカメラの映像信号を合成したもので、走査
角度０°〜１８０°の範囲はビデオカメラ２５ａ、１８
０°〜３６０°の範囲はビデオカメラ２５ｂの映像信号
である。
れぞれ同一半径でもって各受光面を円形に走査する結果
、前記ビデオカメラ２５ａ及び２５ｂは第５図（イ）及
び（ロ）に示すような映像信号をそれぞれ出力する。第
５図に示す映像信号のうち、Ｓ１は溶接部２２′Ｓ２は
溶接線２２、Ｓ３、Ｓ３′はアーム２４にそれぞれ対応
したものである。すなわち、ビデオカメラ２５ａにあっ
ては、第５図（イ）に示すように、溶接部２２′の映像
信号Ｓ１は明確に判別できるが、溶接線２２はトーチ２
３の影に隠れて死角となっているため、溶接線２２とト
ーチ２３の映像信号の判別は困難である。一方、ビデオ
カメラ２５ｂの場合、第５図（ロ）に示すように、溶接
部２２′とトーチ２３の映像信号の判別ができない。そ
れ故、前記二つの映像信号を合成すれば溶接部と溶接線
の明確な映像信号を得ることができる。第５図（ハ）は
二つのビデオカメラの映像信号を合成したもので、走査
角度０°〜１８０°の範囲はビデオカメラ２５ａ、１８
０°〜３６０°の範囲はビデオカメラ２５ｂの映像信号
である。
次に、上述のような合成映像信号を得るための本発明に
係る装置の構成とその作用について説明する。
係る装置の構成とその作用について説明する。
第６図は本発明に係る装置の一実施例の構成を略示する
ブロック図である。同図において第２図と同一部分は同
一符号で示してあり、周期信号発生回路１２から周期信
号、クロックパルス発生回路１３からクロックパルスの
与えられるビデオカメラ２５ａ及び２５ｂの出力は増幅
器２６ａ及び２６ｂで増幅されてスイッチング回路２７
の入力端子ａ、ｂにそれぞれ与えられる。２８はタイマ
回路であり、このタイマ回路２８はビデオカメラ２５ａ
及び２５ｂの走査角度が０°及び１８０°に達する時刻
ごとにスイッチング回路２７に切換信号を与える。
ブロック図である。同図において第２図と同一部分は同
一符号で示してあり、周期信号発生回路１２から周期信
号、クロックパルス発生回路１３からクロックパルスの
与えられるビデオカメラ２５ａ及び２５ｂの出力は増幅
器２６ａ及び２６ｂで増幅されてスイッチング回路２７
の入力端子ａ、ｂにそれぞれ与えられる。２８はタイマ
回路であり、このタイマ回路２８はビデオカメラ２５ａ
及び２５ｂの走査角度が０°及び１８０°に達する時刻
ごとにスイッチング回路２７に切換信号を与える。
しかして、ビデオカメラ２５ａ及び２５ｂは周期信号に
同期して例えば円形走査を行うから、タイマ回路２８の
切換信号に応じてスイッチング回路２７を切り換えるこ
とにより、スイッチング回路２７から第５図（ハ）に示
した如き合成映像信号が出力される。
同期して例えば円形走査を行うから、タイマ回路２８の
切換信号に応じてスイッチング回路２７を切り換えるこ
とにより、スイッチング回路２７から第５図（ハ）に示
した如き合成映像信号が出力される。
そして、この合成映像信号が第２図で説明したと同様に
処理されることにより溶接線の方向が検出される。
処理されることにより溶接線の方向が検出される。
以上の実施例の説明より明らかなように、本発明に係る
位置追跡装置は作業点に関連して受光面を所定角度範囲
で線状に走査することにより取り出された映像信号に基
づいて作業線を検出しているので、受光の位置追跡装置
に比較して効率よく必要な信号を取り出すことができる
。その結果、作業線の方向を算出するため信号処理が簡
単にすることができる。
位置追跡装置は作業点に関連して受光面を所定角度範囲
で線状に走査することにより取り出された映像信号に基
づいて作業線を検出しているので、受光の位置追跡装置
に比較して効率よく必要な信号を取り出すことができる
。その結果、作業線の方向を算出するため信号処理が簡
単にすることができる。
また、一方の本発明に係る装置にあっては、検出すべき
作業線が作業工具等の影になってしまうということもな
い。従って、ビデオカメラの死角をなくするために例え
ば、溶接ロボット等の動作制限を加える必要がないので
、溶接ロボット等の動作の自在性を向上させることがで
きるという別異の効果を奏する。
作業線が作業工具等の影になってしまうということもな
い。従って、ビデオカメラの死角をなくするために例え
ば、溶接ロボット等の動作制限を加える必要がないので
、溶接ロボット等の動作の自在性を向上させることがで
きるという別異の効果を奏する。
尚、実施例の説明では、ビデオカメラの受光面を円形に
走査するとしているが、これに限られるものではなく例
えば、矩形等に走査するものであってもよい。さらに、
作業線の方向がある角度範囲内にあるものであれば、前
記走査は作業点を中心として閉ループを描くものでなく
、前記角度範囲を起えた所定の角度範囲で走査するもの
であってもよい。
走査するとしているが、これに限られるものではなく例
えば、矩形等に走査するものであってもよい。さらに、
作業線の方向がある角度範囲内にあるものであれば、前
記走査は作業点を中心として閉ループを描くものでなく
、前記角度範囲を起えた所定の角度範囲で走査するもの
であってもよい。
また、一方の発明の実施例ではビデオカメラを２台用い
た場合について説明しているが、設置すべきカメラの台
数は消去する必要のある死角等によって適宜に定められ
るものであるから、本発明が前記２台のビデオカメラを
用いる場合に限定されるものではない。そして、この場
合の各ビデオカメラの分担する走査角度範囲を任意に設
定することは容易に行い得るものである。
た場合について説明しているが、設置すべきカメラの台
数は消去する必要のある死角等によって適宜に定められ
るものであるから、本発明が前記２台のビデオカメラを
用いる場合に限定されるものではない。そして、この場
合の各ビデオカメラの分担する走査角度範囲を任意に設
定することは容易に行い得るものである。
第１図は本発明に係る装置の原理を説明するための図、
第２図は本発明に係る装置の一実施例のブロック図、第
３図は前記実施例における各部の動作波形図、第４図は
もう一つの発明に係る装置の実施例たる溶接ロボットの
作業点付近の斜視図、第５図は各ビデオカメラの映像信
号等の波形図、第６図は一方の発明に係る装置の一実施
例のブロック図である。 １１・・・ビデオカメラ、１２・・・周期信号発生回路
、１３・・・クロックパルス発生回路、１４・・・比較
器、１５・・・レベル設定器、１６・・・ゲートパルス
発生回路、１７・・・ＡＮＤゲート、１８・・・演算処
理部、２５ａ、２５ｂ・・・ビデオカメラ、２６ａ、２
６ｂ・・・増幅器、２７・・・スイッチング回路、２８
・・・タイマ回路。
第２図は本発明に係る装置の一実施例のブロック図、第
３図は前記実施例における各部の動作波形図、第４図は
もう一つの発明に係る装置の実施例たる溶接ロボットの
作業点付近の斜視図、第５図は各ビデオカメラの映像信
号等の波形図、第６図は一方の発明に係る装置の一実施
例のブロック図である。 １１・・・ビデオカメラ、１２・・・周期信号発生回路
、１３・・・クロックパルス発生回路、１４・・・比較
器、１５・・・レベル設定器、１６・・・ゲートパルス
発生回路、１７・・・ＡＮＤゲート、１８・・・演算処
理部、２５ａ、２５ｂ・・・ビデオカメラ、２６ａ、２
６ｂ・・・増幅器、２７・・・スイッチング回路、２８
・・・タイマ回路。
Claims (2)
- （１）ビデオカメラの映像信号に基づき作業線を検出す
る位置追跡装置において、前記映像信号は作業点に関連
して受光面を所定角度範囲で線状の走査を行うことによ
り取り出されるものであることを特徴とする位置追跡装
置。 - （２）ビデオカメラの映像信号に基づき作業線を検出す
る位置追跡装置において、前記映像信号は作業点に関し
て受光面を所定角度範囲で線状の走査を行う複数個のビ
デオカメラの映像信号を合成して得られたものであるこ
とを特徴とする位置追跡装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14189982A JPS5933073A (ja) | 1982-08-16 | 1982-08-16 | 位置追跡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14189982A JPS5933073A (ja) | 1982-08-16 | 1982-08-16 | 位置追跡装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5933073A true JPS5933073A (ja) | 1984-02-22 |
Family
ID=15302750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14189982A Pending JPS5933073A (ja) | 1982-08-16 | 1982-08-16 | 位置追跡装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933073A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59227356A (ja) * | 1983-06-01 | 1984-12-20 | ウエスチングハウス・カナダ・インコ−ポレイテツド | 光学的パタ−ン・トレ−サ |
| JPS61244184A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-30 | Hitachi Ltd | ディジタルデータ変換システム |
-
1982
- 1982-08-16 JP JP14189982A patent/JPS5933073A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59227356A (ja) * | 1983-06-01 | 1984-12-20 | ウエスチングハウス・カナダ・インコ−ポレイテツド | 光学的パタ−ン・トレ−サ |
| JPS61244184A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-10-30 | Hitachi Ltd | ディジタルデータ変換システム |
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