JPS60227104A - 位置判定方法および装置 - Google Patents
位置判定方法および装置Info
- Publication number
- JPS60227104A JPS60227104A JP59281994A JP28199484A JPS60227104A JP S60227104 A JPS60227104 A JP S60227104A JP 59281994 A JP59281994 A JP 59281994A JP 28199484 A JP28199484 A JP 28199484A JP S60227104 A JPS60227104 A JP S60227104A
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- manipulator
- determined
- distance
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
- G01S11/12—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using electromagnetic waves other than radio waves
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Image Processing (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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は位置判定方法および装置に関するものであり、
特に第１の物体および第２の物体の相対的位置を判定す
る方法および装置゛に関するものである。
特に第１の物体および第２の物体の相対的位置を判定す
る方法および装置゛に関するものである。
（ロ）従来の技術
そのような方法は、ロボット工学で必要とされる場合が
多く、例えば計算機の制御のもとて動作が行なわれる場
合、マニピュレータを、操作しようとする物体に近づい
て（ｉ、置決めする必要力する。マニピュレータおよび
物体との相対的位置に関する情報を受け取るためには、
通常、２台のカメラ（テレビカメラ）が設置されており
、各カメラによって異なる角度からマニピュレータおよ
び物体を含む場景（シーン）が観察され、計算機に対し
て立体的な情報が与えられるようになっている。次いで
、前記計算機により、前記カメラの夫々から与えられる
画像間の差ヲ用いてマニピュレータおよび物体の相対的
位置が判定される。
多く、例えば計算機の制御のもとて動作が行なわれる場
合、マニピュレータを、操作しようとする物体に近づい
て（ｉ、置決めする必要力する。マニピュレータおよび
物体との相対的位置に関する情報を受け取るためには、
通常、２台のカメラ（テレビカメラ）が設置されており
、各カメラによって異なる角度からマニピュレータおよ
び物体を含む場景（シーン）が観察され、計算機に対し
て立体的な情報が与えられるようになっている。次いで
、前記計算機により、前記カメラの夫々から与えられる
画像間の差ヲ用いてマニピュレータおよび物体の相対的
位置が判定される。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は、一つの視界、従って一台のカメラのみ
を備え付けるだけでよく、かつカメラから計算機に与え
られる情報の判読を簡略化することもできる、二つの物
体の相対的位置を判定する方法を提供することである。
を備え付けるだけでよく、かつカメラから計算機に与え
られる情報の判読を簡略化することもできる、二つの物
体の相対的位置を判定する方法を提供することである。
に） 問題点を解決するための手段
本発明によれば、第１の物体および第２の物体との相対
的位置を判定する方法は、前記第１の物体を照射して前
記第２の物体に対して周知の位置にある面に前記第１の
物体の陰影を生ずるようにする段階と、前記面を含む場
景の二次元の像を形成する段階と、前記二次元の像の前
記陰影の位置および基準位置間の距離を監視する段階と
、および前記距離を用いて前記第１の物体と前記第２の
物体との相対的位置に関する情報を得る段階とから構成
されている。
的位置を判定する方法は、前記第１の物体を照射して前
記第２の物体に対して周知の位置にある面に前記第１の
物体の陰影を生ずるようにする段階と、前記面を含む場
景の二次元の像を形成する段階と、前記二次元の像の前
記陰影の位置および基準位置間の距離を監視する段階と
、および前記距離を用いて前記第１の物体と前記第２の
物体との相対的位置に関する情報を得る段階とから構成
されている。
本発明によるある特定の方法では、前記第１の物体は、
前記第１の物体の第２の陰影を前記面上に生ずるように
照射され、かつ前記基準位置は、前記第２の陰影の位置
によって定められる。
前記第１の物体の第２の陰影を前記面上に生ずるように
照射され、かつ前記基準位置は、前記第２の陰影の位置
によって定められる。
本発明は、第２の物体に対する第１の物体の相対的位置
を判定する方法に使用される装置も提供するが、前記装
置は、前記第１の物体を照射して前記第１の物体の陰影
を前記第２の物体に対して周知の位置にある面上に生ず
るよう構成された光源と、前記面を含む場景の二次元の
像を生ずるよう構成されたカメラ手段と、および前記像
の前記陰影の位置および基準位置間の距離に基づいて前
記第１の物体および前記第２の物体との相対的位置を表
示するよう構成された手段とから構成されている。
を判定する方法に使用される装置も提供するが、前記装
置は、前記第１の物体を照射して前記第１の物体の陰影
を前記第２の物体に対して周知の位置にある面上に生ず
るよう構成された光源と、前記面を含む場景の二次元の
像を生ずるよう構成されたカメラ手段と、および前記像
の前記陰影の位置および基準位置間の距離に基づいて前
記第１の物体および前記第２の物体との相対的位置を表
示するよう構成された手段とから構成されている。
本発明による装置の好適な形式では、前記装置には、前
記第１の対象を照射して前記第１の対象の第２の陰影を
前記平面に生ずるよう構成された第２の光源が備えられ
ており、前記第２の陰影の位置によって前記基準位置が
定められる。
記第１の対象を照射して前記第１の対象の第２の陰影を
前記平面に生ずるよう構成された第２の光源が備えられ
ており、前記第２の陰影の位置によって前記基準位置が
定められる。
本発明による方法および装置について、添付の図面を参
照しながら以下実施例を挙げて説明する。
照しながら以下実施例を挙げて説明する。
（ホ） 実施例
まず第１図で説明しようとする方法は、マニピュレータ
１を用いて遠隔にある物体３を掴む必要がある場合、使
用される方法である。前記マニピュレータ１は、いくつ
かの接合部分から成る屈曲可能リム５によって支えられ
ているが、前記リムは前記制御装置７の制御下で前記マ
ニピュレータを動かせるように引伸ばすことができる。
１を用いて遠隔にある物体３を掴む必要がある場合、使
用される方法である。前記マニピュレータ１は、いくつ
かの接合部分から成る屈曲可能リム５によって支えられ
ているが、前記リムは前記制御装置７の制御下で前記マ
ニピュレータを動かせるように引伸ばすことができる。
前記制御装置７と関連して、二つの光源９．１１および
テレビカメラ１３があり、該テレビカメラは物体３が取
り付け。られている垂直な面１５に焦点づけられている
。
テレビカメラ１３があり、該テレビカメラは物体３が取
り付け。られている垂直な面１５に焦点づけられている
。
本発明による装置の使用に際し、前記光源９゜１１が順
に点灯され、マニピュレータ１が照射されて該マニピュ
レータの二つの陰影１７．１９が前記垂直な面１５上に
順に投影される。前記陰影１７．１９の形状は前記マニ
ピュレータ１の形状と関連しているので、これらは前記
テレビカメラ１３によってつくられる前記面１５の偉か
ら容易に認識可能であり、次いで前記面１５上の陰影の
相対的位置に関してこの偉から得られるデータが前記制
御装置７内の計算手段（図示せず）によって処理される
。前記光源９．１１の相対的位置は一定しており、かつ
周知となっているので、幾何学的寸法を与えること罠よ
り前記テレビカメラ１３および前記面１５間の全距離に
対する前記面１５からのマニピュレータの距離の割合を
決定することができる。制御装置７からのマニピュレー
タの距離は、リム５の種々の部分の伸びと角度によって
判定することができるので、前記面１５の実際の範囲、
従って物体３も判定することができる。次いで、この情
報を用いて、マニピュレータ１が物体５を含む垂直な面
に置かれるまで前記リム５を引伸ばすことができる。陰
影１７．１９は、マニピュレータ１が而１５に向けて移
動するにつれて動くので、物体６および前記マニピュレ
ータの相対的位置に関する時々刻々の情報を得ることが
できる。マニピュレータ１が物体６を含む垂直な面に置
かれる際、物体３の二次元の像、およびカメラ１３によ
ってつくられたマニピュレータ１の二次元の像とから得
られる情報を用いることによって、該マニピュレータ１
が物体３に接して置かれるまで該マニピュレータの位置
の更に正確な調節が行なわれる。
に点灯され、マニピュレータ１が照射されて該マニピュ
レータの二つの陰影１７．１９が前記垂直な面１５上に
順に投影される。前記陰影１７．１９の形状は前記マニ
ピュレータ１の形状と関連しているので、これらは前記
テレビカメラ１３によってつくられる前記面１５の偉か
ら容易に認識可能であり、次いで前記面１５上の陰影の
相対的位置に関してこの偉から得られるデータが前記制
御装置７内の計算手段（図示せず）によって処理される
。前記光源９．１１の相対的位置は一定しており、かつ
周知となっているので、幾何学的寸法を与えること罠よ
り前記テレビカメラ１３および前記面１５間の全距離に
対する前記面１５からのマニピュレータの距離の割合を
決定することができる。制御装置７からのマニピュレー
タの距離は、リム５の種々の部分の伸びと角度によって
判定することができるので、前記面１５の実際の範囲、
従って物体３も判定することができる。次いで、この情
報を用いて、マニピュレータ１が物体５を含む垂直な面
に置かれるまで前記リム５を引伸ばすことができる。陰
影１７．１９は、マニピュレータ１が而１５に向けて移
動するにつれて動くので、物体６および前記マニピュレ
ータの相対的位置に関する時々刻々の情報を得ることが
できる。マニピュレータ１が物体６を含む垂直な面に置
かれる際、物体３の二次元の像、およびカメラ１３によ
ってつくられたマニピュレータ１の二次元の像とから得
られる情報を用いることによって、該マニピュレータ１
が物体３に接して置かれるまで該マニピュレータの位置
の更に正確な調節が行なわれる。
上記の方法は、本発明の原理を示しているが、本発明に
よる更に多くの方法が可能であることが判る。例えば、
形状を考えることによって、前記カメラおよび前記面１
５間の距離に対する該マニピュレータ１の前記面からの
距離の割合を計算する代わりに、マニピュレータ１が閥
１５に向けて移動するにつれ陰影１７．１９は互いの方
向に向けて動こうとする作用を用いることができる。マ
ニピュレータが面１５に達すると、陰影１７．１９は合
体（合同）し、従ってマニピュレータが物体３と同じ面
にあることが表示される。
よる更に多くの方法が可能であることが判る。例えば、
形状を考えることによって、前記カメラおよび前記面１
５間の距離に対する該マニピュレータ１の前記面からの
距離の割合を計算する代わりに、マニピュレータ１が閥
１５に向けて移動するにつれ陰影１７．１９は互いの方
向に向けて動こうとする作用を用いることができる。マ
ニピュレータが面１５に達すると、陰影１７．１９は合
体（合同）し、従ってマニピュレータが物体３と同じ面
にあることが表示される。
また、光源を何個も使用して相当数の陰影を与えること
も可能であり、一般に、より多くの光源、従ってより多
くの陰影によって一層良好なる精度が得られることが判
る。しかしながら、本発明による、ある特定の適用例で
は、一つの光源のみを使用し、かつ前記テレビカメラは
、マニピュレータ１および面１５上に投影された単一の
陰影との間の変位を監視するよう構成されている。マニ
ピュレータが面１５に向けて移動するにつれて、適当な
環境にある該マニピュレータおよびそれ自身の陰影は、
互いの方向に向けて移動するようになっている。
も可能であり、一般に、より多くの光源、従ってより多
くの陰影によって一層良好なる精度が得られることが判
る。しかしながら、本発明による、ある特定の適用例で
は、一つの光源のみを使用し、かつ前記テレビカメラは
、マニピュレータ１および面１５上に投影された単一の
陰影との間の変位を監視するよう構成されている。マニ
ピュレータが面１５に向けて移動するにつれて、適当な
環境にある該マニピュレータおよびそれ自身の陰影は、
互いの方向に向けて移動するようになっている。
更に、前記面１５は物体３をきむ垂直な平面上にくるの
が特に都合が良いが、物体３と面１５間の距離が周知の
ものである限り、不都合さえなければいかなる面を使用
してもよいことが判る。
が特に都合が良いが、物体３と面１５間の距離が周知の
ものである限り、不都合さえなければいかなる面を使用
してもよいことが判る。
図は本発明の実施例を示す平面図である。
図中、１はマニピュレータ、３は物体、５は屈曲可能リ
ム、７は制御装置、９および１１は光源、１３はテレビ
カメラ、１５は垂直な平面、１７および１９は陰影、を
夫々示す。 特許出願人 ジ−イージー アピニョニクス リミテッ
ド図面の汀北（内省に変更なし） 手続補＋し３（方式） 昭和（ｉ ０イｔ ５Ｂ２ｇ 特願昭５９−２ ＋’ｌ ］ ９ ！１４ ′１５２
発明の名称 位置判定方法お、Ｌび装置 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 氏名 ジ−イージー ア゛ビニ：３−ｔクス リミＰ・
・ノ４代理人 住所 〒１００東京都千代田区丸の内２丁１１４番１号
丸ノ内ビルヂング ７５２１ｇ
ム、７は制御装置、９および１１は光源、１３はテレビ
カメラ、１５は垂直な平面、１７および１９は陰影、を
夫々示す。 特許出願人 ジ−イージー アピニョニクス リミテッ
ド図面の汀北（内省に変更なし） 手続補＋し３（方式） 昭和（ｉ ０イｔ ５Ｂ２ｇ 特願昭５９−２ ＋’ｌ ］ ９ ！１４ ′１５２
発明の名称 位置判定方法お、Ｌび装置 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 氏名 ジ−イージー ア゛ビニ：３−ｔクス リミＰ・
・ノ４代理人 住所 〒１００東京都千代田区丸の内２丁１１４番１号
丸ノ内ビルヂング ７５２１ｇ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）第１の物体（１）および第２の物体（３）の相対的
位置を判定する方法であって、前記第１の物体（１）を
照射して前記第１の物体（１）の陰影（１７）を前記第
２の物体（３）に対して周知の位置にある面０９上に生
ずるようにする段階と、前記面ａ９を含む場景の二次元
の像を形成する段階と、前記二次元の像の前記陰影（Ｉ
７）の位置および基準位置間の距離を監視する段階と、
および前記距離を用いて前記第１の物体（１１および前
記第２の物体（３）の相対的位置に関する情報を得る段
階とから構成されていることを脅徴とする上記位置判定
方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記第
１の物体（１）は前記第１の物体（１）の第２の陰影部
を前記面（ＩＳ上に生ずるように照射され、かつ前記基
準位置は前記第２の陰影Ｈの位置によって定められるこ
とを特徴とする上記位置判定方法。 ３）特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記基
準位置は前記二次元の像の前記第２の物体（３）の位置
によって定められることを特徴とする上記位置判定方法
。 ４）特許請求の範囲の前記いずれか一項に記載の方法に
お吟て、前記情報は前記第１の物体（１１の位置を制御
するの罠用いられることを特徴とする上記位置判定方法
。 ５）特許請求の範囲第４項記載の方法において、前記第
１の物体（１）は前記第１の陰影ａηおよび前記基準位
置とを合同させるよう制御されることを特徴とする上記
位置判定方法。 ６）第１の物体（１）および第２の物体（３）の相対的
位置を測定する方法に使用される装置であって、前記第
１の物体（１）を照射して前記第１の物体（１）の陰影
αηを前記第２の物体（３）に対して周知の位置にある
面（へ）上罠生じるよう構成された光源（９）と、前記
面α９を含む場景の二次元の偉を生ずるよう構成された
カメラ手段ａ３と、および前記像の前記陰影（１７）の
位置および基準位置間の距離に基づき前記第１の物体お
よび前記第２の物体の相対的位置を表示するよう構成さ
れた手段（７）とから構成されていることを特徴とする
上記位置判定装置。 ７）特許請求の範囲第６項記載の装置において、前記装
置は前記第１の物体（１）を照射して前記面ａ９上に前
記第１の物体（１）の第２の陰影ｕ傷を生ずるよう構成
された第２の光源Ｉを備えてお９、前記第２の陰影Ｈの
位置によって前記基準位置が定められることを特徴とす
る上記位置制定装置。 ８）％許請求の範囲第６項または第７項記載の装置にお
いて、前記装置は前記表示に基づいて第１の物体（１）
の位置を制御するよう構成された制御手段（５，７）を
備えていることを特徴とする上記位置判定装置。 ９）特許請求の範囲第８項記載の装置において、前記第
１の物体（１）はマニピュレータであることを特徴とす
る上記位置判定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8401088 | 1984-01-16 | ||
| GB848401088A GB8401088D0 (en) | 1984-01-16 | 1984-01-16 | Position determination |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60227104A true JPS60227104A (ja) | 1985-11-12 |
Family
ID=10555054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59281994A Pending JPS60227104A (ja) | 1984-01-16 | 1984-12-28 | 位置判定方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4582430A (ja) |
| JP (1) | JPS60227104A (ja) |
| DE (1) | DE3501051A1 (ja) |
| GB (2) | GB8401088D0 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4662752A (en) * | 1985-11-04 | 1987-05-05 | Actel Partnership | Position and orientation (POSE) sensor and related method |
| US4827436A (en) * | 1987-04-22 | 1989-05-02 | Micro Component Technology, Inc. | Non-contact high resolution displacement measurement technique |
| BE1003136A3 (nl) * | 1990-03-23 | 1991-12-03 | Icos Vision Systems Nv | Werkwijze en inrichting voor het bepalen van een positie van ten minste een aansluitpen van een elektronische component. |
| US8027083B2 (en) * | 2007-04-20 | 2011-09-27 | International Business Machines Corporation | Contact microscope using point source illumination |
| WO2016018908A1 (en) * | 2014-07-29 | 2016-02-04 | Robotic Arts, Inc. | Robotically controlled architectural elements |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4146924A (en) * | 1975-09-22 | 1979-03-27 | Board Of Regents For Education Of The State Of Rhode Island | System for visually determining position in space and/or orientation in space and apparatus employing same |
| US4165178A (en) * | 1978-06-29 | 1979-08-21 | International Business Machines Corporation | Gap measurement tool |
| US4396945A (en) * | 1981-08-19 | 1983-08-02 | Solid Photography Inc. | Method of sensing the position and orientation of elements in space |
-
1984
- 1984-01-16 GB GB848401088A patent/GB8401088D0/en active Pending
- 1984-12-12 GB GB08431352A patent/GB2153178B/en not_active Expired
- 1984-12-20 US US06/684,510 patent/US4582430A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-12-28 JP JP59281994A patent/JPS60227104A/ja active Pending
-
1985
- 1985-01-15 DE DE19853501051 patent/DE3501051A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8401088D0 (en) | 1984-02-15 |
| US4582430A (en) | 1986-04-15 |
| DE3501051A1 (de) | 1985-07-25 |
| GB8431352D0 (en) | 1985-01-23 |
| GB2153178B (en) | 1987-07-01 |
| GB2153178A (en) | 1985-08-14 |
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