JPS603502A - 非接触式距離測定方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば自動車生産工場において、車体に部
品を自動機械によって取付ける際、搬送される車体の位
置を正しく制御し、取付ける部品との相対位置を確保す
るために使用することができる、非接触式距離測定方法
に関する。

（従来技術） 上に例示したような用途の非接触式距離測定方法には、
従来、次のようなものがあった。

■帰還増幅回路を使った過電流変位計による計測。

■光源の位相差を使った距離センサによる計測。

■レーザー光線と回転ミラーを利用した計測。

■反射光量の変化を利用した計測。

■超音波を利用した計測。

しかしながらこれらの測定方法は、測定距離が１メート
ル前後と大きい場合、測定ができないか、あるいは測定
ができても構造が複雑であって高価なものとなる欠点が
ある。

（発明の目的） 本発明はこの点に鑑みて成されたもので、上記した従来
の各測定方法の欠点を除去し、被測定体ヨリ約１メート
ル程度はなれた比較的近い距離から、被測定体の数ミリ
メートル程度の移動量を、正確に測定できる方法を安価
な装置で得られるようにすることを目的とする。

（発明の構成） 本発明は上記目的を達成するため、投光器により被測定
体に傾けたスリット光を照射すると共に、該スリット光
に、前記投光器に対して角度を付けて設置をれた一次元
の撮像素子列を持つカメラを、その視野が前記スリット
光に交差するようにして向け、該カメラの前記−次元の
撮像素子で前記スリット光を検出し、該スリット光中心
点の一次元撮像素子上の位置の前記被測定体の移動に伴
なう変化から、被測定体の移動量をめる構成としたもの
である。

（原理説明） 次に、本発明の原理を、図を用いて説明する。

なお、被測定体１が移動した状態は破線で示し、符号に
は同番号にダッシュを付する。まず被測定体１に垂直な
線Ｕに対して投光器２をα′、ＣＣＤカメラ（被測定体
に光を照射したときのその明暗度を電気信号に交換する
ＣＣＤ素子を用いたカメラ）３をβ′傾むけて設置する
。投光器２から被測定体１に平行スリット光４を投光す
る。

そして被測定体１に照射された平行スリット光４の反射
光をＣＣＤカメラ３で検出する。この時の平行スリット
光４とＣＣＤカメラ３の一次元素子の視野５を被測定体
１上でγ０交差させる。また、平行スリット光４を被測
定体１に水平な線りに対シフ、δ０傾むけて投光する。

被測定体１とＣＣＤカメラ５との直線距離がｌの時、Ｃ
ＣＤカメラ３の一次元素子の視野をｈ？とする。また、
−次元素子の画素数をｎ個とする。この時の平行スリッ
ト光４は、点ｅ（’ｅ番目の素子）と点ｆ（ｔＬｆ香目
の素子）の間の素子によって検出てれることになる。こ
こで平行スリット光４の中心（点ａ）に相当する素子ｔ
Ｌａは、ｔＬｅ十ｔＬｆ ％鳳＝　□ でめられる。

次に、被測定体１がＸ工移動したとする。こ　）ＪＪ　
ｌ’ の時のＣＣＤカメラ３の一次元素子の視野はｈｙに移る
。この視野での平行スリット光４は、点ｅ（ｔＬｅ番目
の素子）と点ｆ′（町香目の素子）の間の素子によって
検出される。この平行スリット光４の中心（点Ｃ）に相
当する素子聾は、でめられる。

被測定体１がＣＣＤカメラ３から１ｍｌｌ１離れ牟位置
での点ａ（％、番目の素子）は、被測定体１が−乙 Ｘ１動いた時、点ｂ（ｆ！ｈ視野のシ番目の素子）に移
る。ここでｂｅの画素子Ｊ　ｓｂｃは、Δ％−−外。−
ｒＬ８でめられる。このｂｅの長さは、被測定体１の移
動量Ｘ□の関数として以下のようにめられる。すなわち
、第４図中のａ’ｂの長さは、ａｂ＝　ｘＸ（ｔａｎ　
Ｃｔ”＋　ｔａｎ　ｒ）　−（１１次にｂｅの長さは よって移動量Ｘ□は、 の関係式で示されることになる。

前述のように、ｂＣは、ＣＣＤカメラ３により、画素数
Δ？ｌｂｃで検出されることになる。しかし被測定体１
が移動することで、ＣＣＤカメラ３の一次元素子の視野
が変化し、１画素当りの分解能フコ が変化する。この視野ｆｈ　の変化は、ＣＣＤカメラ３
と被測定体１との距＊　Ｈ（Ｘ）によって、次式％式％ ） （Ｃ，、Ｃ２：　ＣＣＤカメラのレンズおよびピントの
合せ方によって定まる定数） これによシ、被測定体１がＸ工移動した時の分解能冨は
、 画素数％　ｎ となり、ｂｅの長さは、 でめられることになる。

以上の式（３）と（６）よシ、被測定体１の移動量又□
は、次式のようにｂｅの検出画素数ハ存でめられる。

ここでＡ、Ｂはそれぞれ各機器の設定条件で定まる定数
であって、それぞれ次式で表わされるものである。

Ｃ１，５ｉｎＦ３ 、実施例） 以上説明した理論のもとに、被測定体１とＣＣＤカメラ
３との直線距離ｌを１８０ｆｉηＬ１−次元累子の画素
数九を１９２０画累、被測定体１の移動量Ｘ＝−３０瓢
〜＋３０ｍｍの各条件による測定結果で、被測定体１の
移動量とＣＣＤカメラ検出による式（７）の算出量の差
が、最大Ｑ、２４　ｙｘｙａ（３画素相当）となった。

なお、直線距離ｌを１メートルにするには、投光器２の
光量およびＣＯＤ　。

？ カメラ３のレンズを新たに設定することで対応できる。

（発明の効果） 本発明は以上説明したような非接触式の距離測定方法で
あるから、被測定体とＣＣＤカメラとの距離が１メ一ト
ル程度の大きなものとなっても、誤差が数鴫の精度で距
離測定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第′図は本発明０測定方法を説明する１め０１斜視図、
第２図は第１図の平面図、第３図は第１図の側面図、第
４図は被測定体の正面図である。 １・・・被測定体　２・・・投光器 ４・・・ＣＣＤカメラ　４・・・平行スリット光線５・
・・視野 特許出願人　トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）投光器によシ被測定体に傾けたスリット光を照射
   すると共に、該スリット光に、前記投光器に対して角度
   を付けて設置された一次元の撮像素子列を持つカメラを
   、その視野が前記スリット光に交差するようにして向け
   、該カメラの前記−次元の撮像素子で前記スリット光を
   検出し、該スリット光中心点の一次元撮像素子上の位置
   の前記被測定体の移動に伴なう変化から、被測定体の移
   動量をめることを特徴とする非接触式距離測定方法。