JPS60211303A - 視覚装置の光軸方向修正装置 - Google Patents
視覚装置の光軸方向修正装置Info
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- JPS60211303A JPS60211303A JP59068256A JP6825684A JPS60211303A JP S60211303 A JPS60211303 A JP S60211303A JP 59068256 A JP59068256 A JP 59068256A JP 6825684 A JP6825684 A JP 6825684A JP S60211303 A JPS60211303 A JP S60211303A
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- light
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は視覚付ロボット装置などにおける視覚装置（テ
レビカメラなど）の光軸の、作業の基準面（作業面とい
う）に対する傾きを修正する装置に関する。
レビカメラなど）の光軸の、作業の基準面（作業面とい
う）に対する傾きを修正する装置に関する。
この種のディジタル処理ができる視覚装置（以下カメラ
という）をそなえたロボット装置（以下ロボットともい
う）などで、視覚視野内の作業面と力）ｒ５の光軸が垂
直でないと、ロボットが動作するのに必要な正確なデー
タを得ることができない。つまり視覚視野内の作業面と
カメラの光軸の角度を測定し調整することが視覚付ロボ
ットを動作する上で大変重要である。しかし、今までこ
のような問題を解決する簡便な装置がなく、視覚付ロボ
ットを動作する上で大きな問題点となっている。
という）をそなえたロボット装置（以下ロボットともい
う）などで、視覚視野内の作業面と力）ｒ５の光軸が垂
直でないと、ロボットが動作するのに必要な正確なデー
タを得ることができない。つまり視覚視野内の作業面と
カメラの光軸の角度を測定し調整することが視覚付ロボ
ットを動作する上で大変重要である。しかし、今までこ
のような問題を解決する簡便な装置がなく、視覚付ロボ
ットを動作する上で大きな問題点となっている。
この発明は、前記の問題点を除去し視覚付ロボットの視
覚視野内の作業面とカメラの光軸の傾き角度を容易に修
正し得る装置を提供することを目的とする。
覚視野内の作業面とカメラの光軸の傾き角度を容易に修
正し得る装置を提供することを目的とする。
この発明の要点は、光の基本原理である反射を応用して
、視覚付ロボット用視覚装置の光軸と視覚視野内の作業
面との傾き角度を測定し、修正する点にある。
、視覚付ロボット用視覚装置の光軸と視覚視野内の作業
面との傾き角度を測定し、修正する点にある。
換言すれば本発明の要点は、作業の基準面（作業面）に
対する光軸の傾きを可変する取付角度可変手段（カメラ
取付装置など）を持つ視覚装置（テレビカメラなど）を
備えたシステム（ロボットシステムなど）において、 前記視覚装置の光軸上を、その被撮像物体側及び撮像面
側の２つの方向に光ビームを投、入射、する光ビーム発
射手段（測定光膜・入射装置など）と、前記基準面上に
置かれ、被撮像物体側に投射される前記光ビームを前記
視覚装置の光軸方向に反射させる基準面側反射手段（作
業面側反射装置など）とを設けるとともに、 前記基準面側反射手段は前記光ビームの反射を行う反射
面（全反射ミラーなど）、該反射面の前記基準面に対す
る傾き量を可変する反射面傾き可変手段（球面状の支持
台など）、該傾き量を測定する傾き量測定手段（傾き角
測定器など）を備え、前記視覚装置の取付角度可変手段
は、該傾き量測定手段によって測定された前記傾き量に
対応して前記取付角度可変手段の可変を行う取付角度可
変量測定手段（取付角度読取手段など）を備えるように
した点にある。
対する光軸の傾きを可変する取付角度可変手段（カメラ
取付装置など）を持つ視覚装置（テレビカメラなど）を
備えたシステム（ロボットシステムなど）において、 前記視覚装置の光軸上を、その被撮像物体側及び撮像面
側の２つの方向に光ビームを投、入射、する光ビーム発
射手段（測定光膜・入射装置など）と、前記基準面上に
置かれ、被撮像物体側に投射される前記光ビームを前記
視覚装置の光軸方向に反射させる基準面側反射手段（作
業面側反射装置など）とを設けるとともに、 前記基準面側反射手段は前記光ビームの反射を行う反射
面（全反射ミラーなど）、該反射面の前記基準面に対す
る傾き量を可変する反射面傾き可変手段（球面状の支持
台など）、該傾き量を測定する傾き量測定手段（傾き角
測定器など）を備え、前記視覚装置の取付角度可変手段
は、該傾き量測定手段によって測定された前記傾き量に
対応して前記取付角度可変手段の可変を行う取付角度可
変量測定手段（取付角度読取手段など）を備えるように
した点にある。
以下本発明を第１図〜第４図に基づいて説明する。第１
図は本発明を用いたロボットシステムの全体配置例を示
す正面図、第２図（２）は作業面側反射装置の平面図、
第２図（Ｂ）は同じくその右側面図、第３図は第１図に
おけるカメラ取付角度測定用の測定光の経路を示す原理
図、第４図（Ａ）はカメラ撮像面上における前記測定光
の像（光点）をディスプレイ面で見た例を示す図、第４
図（至）は第４図（５）に対応しカメラ撮像面に入射す
る前記測定光の経路を示す原理図である。なお各図にお
いて同一の符号は同−又は相当部分を示す。
図は本発明を用いたロボットシステムの全体配置例を示
す正面図、第２図（２）は作業面側反射装置の平面図、
第２図（Ｂ）は同じくその右側面図、第３図は第１図に
おけるカメラ取付角度測定用の測定光の経路を示す原理
図、第４図（Ａ）はカメラ撮像面上における前記測定光
の像（光点）をディスプレイ面で見た例を示す図、第４
図（至）は第４図（５）に対応しカメラ撮像面に入射す
る前記測定光の経路を示す原理図である。なお各図にお
いて同一の符号は同−又は相当部分を示す。
第１図において、ロボット１は作業面１４上に存在し、
また同じ作業面１４上ζこ存在する支柱４には作業面１
４方向に光軸γが向いたカメラ２が、カメラ取付は装置
３を介して取り付けである。
また同じ作業面１４上ζこ存在する支柱４には作業面１
４方向に光軸γが向いたカメラ２が、カメラ取付は装置
３を介して取り付けである。
いま説明の便宜上ロボットの座標系を次のようなに定義
する。すなわち作業面１４を座標軸Ｘ。
する。すなわち作業面１４を座標軸Ｘ。
ｙに平行な面とし、作業面１４に垂直な方向を図のよう
に２軸方向とする。また、Ｘ軸方向は図のように紙面内
で左側に向かい、ｙ軸方向は紙面に直角に紙面の奥の方
向に向かっているものとする。
に２軸方向とする。また、Ｘ軸方向は図のように紙面内
で左側に向かい、ｙ軸方向は紙面に直角に紙面の奥の方
向に向かっているものとする。
なお座標軸（ｘ、ｙ）、（ｘ、ｚ）、（ｙ、ｚ）の各組
を含む面をそれぞれ（ｘ、ｙ）面、（ｘ、ｚ）面＋０’
＊ｚ）面と呼ぶ。
を含む面をそれぞれ（ｘ、ｙ）面、（ｘ、ｚ）面＋０’
＊ｚ）面と呼ぶ。
カメラ取付装置３は後述のようにカメラ２の光軸γの作
業面１４に対する傾きを図外の取付角度読取手段と取付
角度可変手段とを介して可変調整できるようになってい
る。
業面１４に対する傾きを図外の取付角度読取手段と取付
角度可変手段とを介して可変調整できるようになってい
る。
０１はカメラ２のレンズの前面に設けられた測定光膜・
入射装置で、この装置ｏ１においては、第３図にも詳細
を示すようにカメラ２のレンズ面に対して４５０の角度
でハーフミラ−６が取り付けられ、その側面には、光フ
ァイバー９が点光源を作るため、ピンホール８ａのある
無反射板としての点光源発生器８を介して、カメラ２の
光軸γとハーフミラ−６が交差している点Ｐに光が入射
できるように取り付けである。また、ハーフミラ−６に
対して光ファイバー９の反射側には、全反射 −ご−・ ミラー５が、カメラのレンズ面に対して直角に取り付け
てあり、カメラ２のレンズ面に平行かつ全反射ミラー５
に直角にガラス板７が取り付けである。この装置０１の
カメラ光軸γを中心とする取り付けの回転角度は、特に
規定しない。
入射装置で、この装置ｏ１においては、第３図にも詳細
を示すようにカメラ２のレンズ面に対して４５０の角度
でハーフミラ−６が取り付けられ、その側面には、光フ
ァイバー９が点光源を作るため、ピンホール８ａのある
無反射板としての点光源発生器８を介して、カメラ２の
光軸γとハーフミラ−６が交差している点Ｐに光が入射
できるように取り付けである。また、ハーフミラ−６に
対して光ファイバー９の反射側には、全反射 −ご−・ ミラー５が、カメラのレンズ面に対して直角に取り付け
てあり、カメラ２のレンズ面に平行かつ全反射ミラー５
に直角にガラス板７が取り付けである。この装置０１の
カメラ光軸γを中心とする取り付けの回転角度は、特に
規定しない。
また第１図および第２図において、０２は作業面１４上
に置かれ、測定光膜・入射装置ｏ１の光ファイバー９よ
り発せられる測定光を反射する作業面側反射装置である
。この装置ｏ２において、１３はそのベース板、１０は
ベース板１３により、図外の球面支持台などを介して支
持された全反射ミラー、１１．１２は傾き角測定器であ
る。矩形状のベース板１３はその主面が作業面１４と同
様に（ｘ−ｙ）面に平行で、またその主面の送力Ｓ１そ
れぞれＸ軸、ｙ軸と平行となるように置かれてＧ）る。
に置かれ、測定光膜・入射装置ｏ１の光ファイバー９よ
り発せられる測定光を反射する作業面側反射装置である
。この装置ｏ２において、１３はそのベース板、１０は
ベース板１３により、図外の球面支持台などを介して支
持された全反射ミラー、１１．１２は傾き角測定器であ
る。矩形状のベース板１３はその主面が作業面１４と同
様に（ｘ−ｙ）面に平行で、またその主面の送力Ｓ１そ
れぞれＸ軸、ｙ軸と平行となるように置かれてＧ）る。
全反射ミラー１０はベース板１３従って作業面１４に対
する傾き角を前記球面支持台などを介して、自由に変え
ることができ （Ｘ ｍ ｚ ）面内のその傾き角度成
分は傾き角測定器１１を介し、また（ｙ−ｚ）面内のそ
の傾き角度成分は傾き角ＩＩＩ定器１２を介し測定する
ことができるようになっている。
する傾き角を前記球面支持台などを介して、自由に変え
ることができ （Ｘ ｍ ｚ ）面内のその傾き角度成
分は傾き角測定器１１を介し、また（ｙ−ｚ）面内のそ
の傾き角度成分は傾き角ＩＩＩ定器１２を介し測定する
ことができるようになっている。
次に第３図、第４図を用いて本発明の詳細な説明する。
第３図において光ファイ／−，ａ ９を通り点光源発生
器８のピンホール８ａより出た光線（Ｉ１１定光）８ｂ
は、ノ１−フミラー６に当たり直進光１５及び反射光１
６に分かれる。直進光１５は、全反射ミラー５に反射し
て再び／Ａ−フミラー６１こ当たり直進光１８及び反射
光１７に分かれる。反射光１７は光軸γ上をたどってカ
メラ２のレンズに入射し、その図外の撮像面、従って図
外のディスプレイ上の原点２１（第４図（Ａ））に光点
を出力する。
器８のピンホール８ａより出た光線（Ｉ１１定光）８ｂ
は、ノ１−フミラー６に当たり直進光１５及び反射光１
６に分かれる。直進光１５は、全反射ミラー５に反射し
て再び／Ａ−フミラー６１こ当たり直進光１８及び反射
光１７に分かれる。反射光１７は光軸γ上をたどってカ
メラ２のレンズに入射し、その図外の撮像面、従って図
外のディスプレイ上の原点２１（第４図（Ａ））に光点
を出力する。
また反射光１６は、光軸γ上をたどって作業面１４上の
全反射ミラー１０に反射して、再び／’ｔ−フミ一 ラー６に当り、直進光１９及び反射光２０に分かれる。
全反射ミラー１０に反射して、再び／’ｔ−フミ一 ラー６に当り、直進光１９及び反射光２０に分かれる。
ところでこの直進光１９は第４図（狗のように全反射ミ
ラー１０に対するカメラ２の光軸γの傾き角θの２倍の
角度を持って、カメラ２の撮像面２４に入射し、光点２
２を出力する。
ラー１０に対するカメラ２の光軸γの傾き角θの２倍の
角度を持って、カメラ２の撮像面２４に入射し、光点２
２を出力する。
このような原理により、ディスプレイ面２３には、第４
区間のように光点２１と２２が表示される。光点２１は
前記反射光１７による点で、光点２２は、前記直進光１
９の点である。
区間のように光点２１と２２が表示される。光点２１は
前記反射光１７による点で、光点２２は、前記直進光１
９の点である。
さて作業面側反射装置０２を前記のように、ロボット座
標系に平行となるように、しかも光点力Ｓディスプレ４
面２３上に現われるように全反射ミラー１０の傾きを粗
調整して置く。次に全反射ミラー１０とベース板１３と
の傾き角度を微調整で変えると、光点２２が移動するが
、このとき光点２２が光点２１に一致するように全反射
ミラー１０の前記（ｘ−ｚ）面及び（ｙ−２）面内の傾
き角度成分を調整する。これらの傾き角度成分の合成角
が、作業面１４に対するカメラの光軸γの傾き角度であ
る。
標系に平行となるように、しかも光点力Ｓディスプレ４
面２３上に現われるように全反射ミラー１０の傾きを粗
調整して置く。次に全反射ミラー１０とベース板１３と
の傾き角度を微調整で変えると、光点２２が移動するが
、このとき光点２２が光点２１に一致するように全反射
ミラー１０の前記（ｘ−ｚ）面及び（ｙ−２）面内の傾
き角度成分を調整する。これらの傾き角度成分の合成角
が、作業面１４に対するカメラの光軸γの傾き角度であ
る。
次に作業面側反射装置０２における傾き角測定器１１．
１２からカメラ２の光軸γの前記傾き角度成分を読み取
り、カメラ取付装置３の前記取付角度可変手段と取付角
度可変手段を介して、カメラ２の光軸γが作業面１４と
垂直（ｙ軸に平行）となるように可変修正する。
１２からカメラ２の光軸γの前記傾き角度成分を読み取
り、カメラ取付装置３の前記取付角度可変手段と取付角
度可変手段を介して、カメラ２の光軸γが作業面１４と
垂直（ｙ軸に平行）となるように可変修正する。
〔発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ロボ
ットシステムにおける視覚装置としてのカメラの光軸の
作業面に対する傾きを修正するために、光軸に沿って投
射される測定光を、作業面上に置かれ、作業面との傾き
を可変でき、かつその傾きの測定可能な全反射ミラーを
介して反射させ、カメラの像からこの反射光が光軸に一
致するように全反射ミラーの傾きを調整したときの全反
射ミラーの傾きの測定値を用いて、カメラ取付装置を調
整することとしたので、簡単な装置で速やかにロボット
装置と、視覚装置との座標系を一致させることができる
。
ットシステムにおける視覚装置としてのカメラの光軸の
作業面に対する傾きを修正するために、光軸に沿って投
射される測定光を、作業面上に置かれ、作業面との傾き
を可変でき、かつその傾きの測定可能な全反射ミラーを
介して反射させ、カメラの像からこの反射光が光軸に一
致するように全反射ミラーの傾きを調整したときの全反
射ミラーの傾きの測定値を用いて、カメラ取付装置を調
整することとしたので、簡単な装置で速やかにロボット
装置と、視覚装置との座標系を一致させることができる
。
第１図は本発明におけるロボットシステムの全体配置例
を示す正面図、第２図は同じく作業面側反射装置の平面
図及び側面図、第３図、第４図は本発明の原理を示す図
である。 １０９．ロボット装置（ロボット）、２・・・視覚装置
（カメラ）、３・・カメラ取付装置、４・支柱、５１．
全反射ミラー、６・ハーフミラ−１７・・・ガラス、８
・点光源発生器、９・・光ファイバ、１０・・・全反射
ミラー、１１．１２・傾き角測定器、１３・・・ベース
板、１４１作業面、２３・・ディスプレイ面、２４・・
撮像面、０１・・測定光膜・入射装置、０２・・・作業
面側反射装置。 浄１図 （Ａ） 叶 （Ｂ）
を示す正面図、第２図は同じく作業面側反射装置の平面
図及び側面図、第３図、第４図は本発明の原理を示す図
である。 １０９．ロボット装置（ロボット）、２・・・視覚装置
（カメラ）、３・・カメラ取付装置、４・支柱、５１．
全反射ミラー、６・ハーフミラ−１７・・・ガラス、８
・点光源発生器、９・・光ファイバ、１０・・・全反射
ミラー、１１．１２・傾き角測定器、１３・・・ベース
板、１４１作業面、２３・・ディスプレイ面、２４・・
撮像面、０１・・測定光膜・入射装置、０２・・・作業
面側反射装置。 浄１図 （Ａ） 叶 （Ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）作業の基準面に対する光軸の傾きを可変する取付角
度可変手段を持つ視覚装置を備えたシステムにおいて、 前記視覚装置の光軸上を、その被撮像物体側及び撮像面
側の２つの方向に光ビームを投、入射する光ビーム発射
手段と、前記基準面上に置かれ、被撮像物体側に投射さ
れる前記光ビームを前記視覚装置の光軸方向に反射させ
る基準面側反射手段とを設けるとともに、 前記基準面側反射手段は前記光ビームの反射を行う反射
面、該反射面の前記基準面に対する傾き量を可変する反
射面傾き可変手段、該傾き量を測定する傾き量測定手段
を備え、 前記視覚装置の取付角度可変手段は、該傾き量測定手段
によって測定された前記傾き量に対応して前記取付角度
可変手段の可変を行う取付角度可変量測定手段を備えた
ことを特徴とする視覚装置の光軸方向修正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59068256A JPS60211303A (ja) | 1984-04-05 | 1984-04-05 | 視覚装置の光軸方向修正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59068256A JPS60211303A (ja) | 1984-04-05 | 1984-04-05 | 視覚装置の光軸方向修正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60211303A true JPS60211303A (ja) | 1985-10-23 |
Family
ID=13368490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59068256A Pending JPS60211303A (ja) | 1984-04-05 | 1984-04-05 | 視覚装置の光軸方向修正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60211303A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6310043U (ja) * | 1986-07-09 | 1988-01-22 | ||
| JPH01109055A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-26 | Hitachi Ltd | 加工位置検出装置 |
| JPH02309207A (ja) * | 1989-05-24 | 1990-12-25 | Kanto Auto Works Ltd | ロボットアーム軸の角度変位検出方法及び装置 |
| JP2013139067A (ja) * | 2012-01-05 | 2013-07-18 | Fujitsu Ltd | 撮像装置を搭載したロボットの動作設定法。 |
| CN109489552A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-19 | 深圳中广核工程设计有限公司 | 一种核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位方法及系统 |
| CN111257342A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-09 | 北京博清科技有限公司 | 相机定位系统和相机定位方法 |
-
1984
- 1984-04-05 JP JP59068256A patent/JPS60211303A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6310043U (ja) * | 1986-07-09 | 1988-01-22 | ||
| JPH0445802Y2 (ja) * | 1986-07-09 | 1992-10-28 | ||
| JPH01109055A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-26 | Hitachi Ltd | 加工位置検出装置 |
| JPH02309207A (ja) * | 1989-05-24 | 1990-12-25 | Kanto Auto Works Ltd | ロボットアーム軸の角度変位検出方法及び装置 |
| JP2013139067A (ja) * | 2012-01-05 | 2013-07-18 | Fujitsu Ltd | 撮像装置を搭載したロボットの動作設定法。 |
| CN109489552A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-03-19 | 深圳中广核工程设计有限公司 | 一种核反应堆稳压器视频检查装置的激光定位方法及系统 |
| CN111257342A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-09 | 北京博清科技有限公司 | 相机定位系统和相机定位方法 |
| CN111257342B (zh) * | 2020-03-31 | 2023-02-21 | 北京博清科技有限公司 | 相机定位系统和相机定位方法 |
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