JPS61283805A - ２次元位置検出装置 - Google Patents
２次元位置検出装置Info
- Publication number
- JPS61283805A JPS61283805A JP12440185A JP12440185A JPS61283805A JP S61283805 A JPS61283805 A JP S61283805A JP 12440185 A JP12440185 A JP 12440185A JP 12440185 A JP12440185 A JP 12440185A JP S61283805 A JPS61283805 A JP S61283805A
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- JP
- Japan
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- light
- camera
- line sensor
- video output
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- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ロボットによって組立作業を行なったりす
るため等に必要な、対象物体（ワーク）までの距離及び
幅方向の位置を検出する２次元位置検出装置に関する。
るため等に必要な、対象物体（ワーク）までの距離及び
幅方向の位置を検出する２次元位置検出装置に関する。
従来の２次元位置検出装置としては、例えば第７図に示
すようなものがある。
すようなものがある。
これは、対象物体１１をスポット照明あるいは全面照明
によって照明し、エリアセンサを備えたカメラ１２によ
ってとらえた撮像面の各画素位置の明るさに応じたビデ
オ信号を、画素信号処理回路１３に入力して２値化等の
処理を行なった後。
によって照明し、エリアセンサを備えたカメラ１２によ
ってとらえた撮像面の各画素位置の明るさに応じたビデ
オ信号を、画素信号処理回路１３に入力して２値化等の
処理を行なった後。
その各画素位１のデータを画像メモリ１４に記憶させ、
中央処理装置（ＣＰＵ）１５を用いて１画像比較・演算
処理部１６によって比較・演算処理を行ない、位置検出
部１７において２次元の位置 ・情報を得るものである
。なお２１８はＣＲＴディスプレイ及びキーボードであ
る。
中央処理装置（ＣＰＵ）１５を用いて１画像比較・演算
処理部１６によって比較・演算処理を行ない、位置検出
部１７において２次元の位置 ・情報を得るものである
。なお２１８はＣＲＴディスプレイ及びキーボードであ
る。
しかしながら、このような従来の２次元位置検出装置に
あっては、エリアセンサによってとらえた撮像面の各画
素の明暗のデータを画像メモリに取り込んだ後１画像処
理を行なうことによって位置情報を得るようになってい
るため、演算が複雑で処理速度が遅くなることと、装置
のコストが高くなるという問題点があった。
あっては、エリアセンサによってとらえた撮像面の各画
素の明暗のデータを画像メモリに取り込んだ後１画像処
理を行なうことによって位置情報を得るようになってい
るため、演算が複雑で処理速度が遅くなることと、装置
のコストが高くなるという問題点があった。
この発明は、このような従来の問題点を解決して、処理
速度が速く、シかも安価な２次元位置検出装置を提供す
ることを目的とする。
速度が速く、シかも安価な２次元位置検出装置を提供す
ることを目的とする。
そのため、この発明による２次元位置検出装置は、対象
物体をスポット光で照明すると共にその照明子リア内の
一部に集中光を照射し、その照明エリアからの反射光を
ラインセンサを用いたカメラによってとらえ、そのライ
ンセンサからのビデオ出力に対してレベルの異なる２つ
のスレッシュホールドレベルによって変化点を検出する
ことにより、距離及び幅方向の２種類の位置情報を得る
ようにしたものである。
物体をスポット光で照明すると共にその照明子リア内の
一部に集中光を照射し、その照明エリアからの反射光を
ラインセンサを用いたカメラによってとらえ、そのライ
ンセンサからのビデオ出力に対してレベルの異なる２つ
のスレッシュホールドレベルによって変化点を検出する
ことにより、距離及び幅方向の２種類の位置情報を得る
ようにしたものである。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、この発明の一実施例のシステム構成を示す図
である。
である。
１は位置検出を行なう対象物体（ワーク）であり、この
例では検出平面に溝１ａが形成されている。２はＣＣＤ
等のラインセンサを用いたカメラであり、対象物体１の
溝１ａ（あるいは穴や端面等、他の特徴部でもよい）を
とらえる。
例では検出平面に溝１ａが形成されている。２はＣＣＤ
等のラインセンサを用いたカメラであり、対象物体１の
溝１ａ（あるいは穴や端面等、他の特徴部でもよい）を
とらえる。
３は、このカメラ２の視野をスポット光で照明するスポ
ット光照明装置で、破線で囲んで示すエリア３ａが対象
物体１上の照明エリアである。さらに、この照明エリア
３ａの一部に集中光であるスリットレーザ光を照射する
集中光照射装置（スリットレーザ光源）４が設けられて
いる。
ット光照明装置で、破線で囲んで示すエリア３ａが対象
物体１上の照明エリアである。さらに、この照明エリア
３ａの一部に集中光であるスリットレーザ光を照射する
集中光照射装置（スリットレーザ光源）４が設けられて
いる。
この集中光照射装置４のスリットレーザ光の照射光軸と
カメラ２のレンズ光軸とは所定の角度をなしており、予
め設定した検出基準距離の点で交差している カメラ２は、照明エリア３ａ内の検出ラインＩ上からの
反射光をとらえて、内蔵のラインセンサにより光電変換
する。そのビデオ出力を信号処理手段５によって後述す
るように処理することによって、対象物体１までの距離
及び幅方向（この例では溝１ａの幅方向）の位置情報を
得る。
カメラ２のレンズ光軸とは所定の角度をなしており、予
め設定した検出基準距離の点で交差している カメラ２は、照明エリア３ａ内の検出ラインＩ上からの
反射光をとらえて、内蔵のラインセンサにより光電変換
する。そのビデオ出力を信号処理手段５によって後述す
るように処理することによって、対象物体１までの距離
及び幅方向（この例では溝１ａの幅方向）の位置情報を
得る。
この信号処理手段５は、ビデオ出力処理回路６゜ＣＰＵ
７を用いた演算処理部８．及び位置検出部９からなる。
７を用いた演算処理部８．及び位置検出部９からなる。
次に、この実施例の作用を説明する。
第２図は、第１図のカメラ２に内蔵したラインセンサか
らのビデオ出力の変化状況を示している。
らのビデオ出力の変化状況を示している。
このビデオ出力の突出した部分ａはスリットレーザ光の
乱反射光を受けて立ち上がったところであり、出力の落
ち込んだ部分すは、対象物体１の溝１ａＫよるスポット
光照明の影の部分である。
乱反射光を受けて立ち上がったところであり、出力の落
ち込んだ部分すは、対象物体１の溝１ａＫよるスポット
光照明の影の部分である。
そこで、ビデオ出力処理回路６では、レベルの異なる２
種類のスレッシュホールドレベルを設定し、Ｈレベルで
部分ａの立上りのポイントＡを。
種類のスレッシュホールドレベルを設定し、Ｈレベルで
部分ａの立上りのポイントＡを。
Ｌレベルで部分すの立下りのポイントＢをそれぞれライ
ンセンサのビット数によって検出する。
ンセンサのビット数によって検出する。
このポイントＡは距離検出のための位置情報となり、ポ
イントＢは溝１ａの幅方向の位置情報となる。
イントＢは溝１ａの幅方向の位置情報となる。
ここで、ポイントＡの位置情報を用いた測距演算処理の
原理を第３図によって説明する。
原理を第３図によって説明する。
第３図においては、第１図のカメラ２に内蔵したうイン
センサの受光ライン２ａを拡大して示しており、この受
光ライン２ａからの初期状態での基準面５．京での検出
基準距離をＬＯとし、対象物体１のこの基準面Ｓ、から
のｙ方向のずれ量をΔＹとしてこれを求める。
センサの受光ライン２ａを拡大して示しており、この受
光ライン２ａからの初期状態での基準面５．京での検出
基準距離をＬＯとし、対象物体１のこの基準面Ｓ、から
のｙ方向のずれ量をΔＹとしてこれを求める。
βはカメラ２のレンズ光軸（ラインセンサの受光ライン
２ａの中心０を通る）と集中光照射装置４によるスリッ
トレーザ光の照射光軸との交差角度、Ｆはカメラ２のレ
ンズの焦点−Ｌｌ ｅ Ｌ２は焦点Ｆから受光ライン２
ａまでの距離及び基準面Ｓｏまでの距離であり、ライン
センサの需方向の分解能をα（■／ＢｉＴ）とすると、
α＝ Ｌ ２ ／ Ｌ ｔとなる。
２ａの中心０を通る）と集中光照射装置４によるスリッ
トレーザ光の照射光軸との交差角度、Ｆはカメラ２のレ
ンズの焦点−Ｌｌ ｅ Ｌ２は焦点Ｆから受光ライン２
ａまでの距離及び基準面Ｓｏまでの距離であり、ライン
センサの需方向の分解能をα（■／ＢｉＴ）とすると、
α＝ Ｌ ２ ／ Ｌ ｔとなる。
そこで、第２図のポイントＡの受光ライン２ａの中心０
からのビット数をΔＳａとすると、基準面Ｓｏ上でのス
リットレーザ光の照射光と反射光のＸ方向のずれ量ΔＴ
は、ΔＴ＝α・ΔＳａ となる。
からのビット数をΔＳａとすると、基準面Ｓｏ上でのス
リットレーザ光の照射光と反射光のＸ方向のずれ量ΔＴ
は、ΔＴ＝α・ΔＳａ となる。
これらから、次式によってΔＹを求めることができる。
ΔＹ＝ ΔＳａ・ α／ 〔Ｌｏ ・しａｎ β −（
１＋ｃｚ）ΔＳａｌすなわち、初期設定値α、βｗＬｏ
及びポイントＡの受光ライン２ａの中心Ｏがらのビット
数から、対象物体１の基準面Ｓ、からのｙ方向のず乳量
ΔＹを容易に求めることができ、これに検出基準距離Ｌ
ｏを加えれば、対象物１までの距離が求められる。
１＋ｃｚ）ΔＳａｌすなわち、初期設定値α、βｗＬｏ
及びポイントＡの受光ライン２ａの中心Ｏがらのビット
数から、対象物体１の基準面Ｓ、からのｙ方向のず乳量
ΔＹを容易に求めることができ、これに検出基準距離Ｌ
ｏを加えれば、対象物１までの距離が求められる。
また、ポイントＢの受光ライン２ａの中心０がらのビッ
ト数をΔｓｂとすれば、溝１ａのＸ方向のずれ量ΔＸが
、ΔＸ＝αＸΔｓｂ により求まることは明らかであ
る。
ト数をΔｓｂとすれば、溝１ａのＸ方向のずれ量ΔＸが
、ΔＸ＝αＸΔｓｂ により求まることは明らかであ
る。
これのようにして、ΔＹ、ΔＸを求める演算処理は、信
号処理手段５のｃｐｔｉ７及び演算処理部８によって行
なわれる。
号処理手段５のｃｐｔｉ７及び演算処理部８によって行
なわれる。
次に、第４図乃至第６図によってこの発明の他の実施例
を説明する。
を説明する。
この実施例は、第４図に示すようにカメラ２の肩側にス
リットレーザ光源による集中光照射装置４．４’（ｒレ
ーザ１」 「レーザ２」とも称する）を配置し、それぞ
れその照射光軸がカメラ２のレンズ光軸に対して、第５
図に示すようにβ、β′の傾斜角度をなしており、対象
物体１の検知面の傾き「θ」を求めるものである。
リットレーザ光源による集中光照射装置４．４’（ｒレ
ーザ１」 「レーザ２」とも称する）を配置し、それぞ
れその照射光軸がカメラ２のレンズ光軸に対して、第５
図に示すようにβ、β′の傾斜角度をなしており、対象
物体１の検知面の傾き「θ」を求めるものである。
なお、第１！！Ｉと同様にスポット光照明装置も設けて
いるが２図示を省略している。
いるが２図示を省略している。
この場合、カメラ２のラインセンサによるビデオ出力は
例えば第６図に示すようになり、前述の実施例における
ビデオ出力処理回路６と同様な回路によって、Ｈレベル
とＬレベルの２つのスレッシュホールドレベルを設定し
て、レーザｌ、レーザ２によるスリットレーザ光の乱反
射光シこよる各立上りのＡ点及びＢ点と、対象物体１の
図しない溝によるスポット照明光の影の部分の立下りの
０点をそれぞれ検出する。
例えば第６図に示すようになり、前述の実施例における
ビデオ出力処理回路６と同様な回路によって、Ｈレベル
とＬレベルの２つのスレッシュホールドレベルを設定し
て、レーザｌ、レーザ２によるスリットレーザ光の乱反
射光シこよる各立上りのＡ点及びＢ点と、対象物体１の
図しない溝によるスポット照明光の影の部分の立下りの
０点をそれぞれ検出する。
そして、Ａ点及びＢ点の位置データ（ラインセンサ上の
中心点からのビット数）によって、前述の実施例と同様
な測距演算処理を行なって、ラインセンサの受光ライン
２ａから対象物体１上のレーザＩ、レーザ２による照射
点までの距離’１ｗＩ２を求める。また、第６図のＡ点
からＢ点までのビット数から第５図のレーザ光照射点の
間隔りが求められるので、対象物体１の検出面の傾きθ
は１次式によって求められる。 。
中心点からのビット数）によって、前述の実施例と同様
な測距演算処理を行なって、ラインセンサの受光ライン
２ａから対象物体１上のレーザＩ、レーザ２による照射
点までの距離’１ｗＩ２を求める。また、第６図のＡ点
からＢ点までのビット数から第５図のレーザ光照射点の
間隔りが求められるので、対象物体１の検出面の傾きθ
は１次式によって求められる。 。
θ＝ｔａｎ （（ｊｉ’ｔ −４１２）／Ｄ）なお、
０点の位置情報からＸ方向の位置ずれを求めることがで
きる点は前述の実施例と同様である。
０点の位置情報からＸ方向の位置ずれを求めることがで
きる点は前述の実施例と同様である。
〔発明の効果〕
以上説明してきたように、この発明による２次元位置検
出装置は、対象物体の同一エリアにスポット光と集中光
とを照射し、それらの反射光をカメラに内蔵した１個の
ラインセンサで受けて光電変換し、レベルの異なる２種
類のスレッシュホールドレベルによってラインセンサか
らのビデオ出力の変化点を検出することにより距離（ｙ
方向）及び幅方向（Ｘ方向）の各位置情報を得るように
したため、簡単なハード処理と演算機能により。
出装置は、対象物体の同一エリアにスポット光と集中光
とを照射し、それらの反射光をカメラに内蔵した１個の
ラインセンサで受けて光電変換し、レベルの異なる２種
類のスレッシュホールドレベルによってラインセンサか
らのビデオ出力の変化点を検出することにより距離（ｙ
方向）及び幅方向（Ｘ方向）の各位置情報を得るように
したため、簡単なハード処理と演算機能により。
迅速に２次元での位置を検出することができ、しかも安
価に実施できる。
価に実施できる。
第１ＩＩはこの発明の一実施例を示すシステム構成図。
第２図は同じくそのカメラのラインセンサからのビデオ
出力を示す波形図、 第３図は同じくその測距処理の原理の説明図、第４図は
この発明の他の実施例を示す配置図。 第５図は同じくその対象物体の傾きを検出する原理の説
明図。 第６図は第４図のカメラのラインセンサからのビデオ出
力を示す波形図。 第７図は従来の２次元位置検出装置の例を示すシステム
構成図である。 １・・・対象物体 １ａ・・・溝 ２・・・カ
メラ２ａ・・・ラインセンサの受光ライン ３・・・スポット光照明装置 ３ａ・・・照明エリア
４・・・集中光照明装置 ５・・・信号処理手段第１
図 第２図 ２インセンサのビット数 第３図 第４図 第５図 第６図 ２イノ七／すのビット数 第７図
出力を示す波形図、 第３図は同じくその測距処理の原理の説明図、第４図は
この発明の他の実施例を示す配置図。 第５図は同じくその対象物体の傾きを検出する原理の説
明図。 第６図は第４図のカメラのラインセンサからのビデオ出
力を示す波形図。 第７図は従来の２次元位置検出装置の例を示すシステム
構成図である。 １・・・対象物体 １ａ・・・溝 ２・・・カ
メラ２ａ・・・ラインセンサの受光ライン ３・・・スポット光照明装置 ３ａ・・・照明エリア
４・・・集中光照明装置 ５・・・信号処理手段第１
図 第２図 ２インセンサのビット数 第３図 第４図 第５図 第６図 ２イノ七／すのビット数 第７図
Claims (1)
- １ 対象物体をスポット光で照明するスポット光照明装
置と、該スポット光照明装置による照明エリア内の一部
に集中光を照射する集中光照射装置と、前記照明エリア
からの反射光をとらえてラインセンサにより光電変換す
るカメラと、該カメラの前記ラインセンサからのビデオ
出力に対してレベルの異なる２つのスレッシュホールド
レベルによって変化点を検出することにより、距離及び
幅方向の位置情報を得る信号処理手段とを備えたことを
特徴とする２次元位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12440185A JPS61283805A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | ２次元位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12440185A JPS61283805A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | ２次元位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61283805A true JPS61283805A (ja) | 1986-12-13 |
Family
ID=14884531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12440185A Pending JPS61283805A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | ２次元位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61283805A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0486518A (ja) * | 1990-07-30 | 1992-03-19 | Hazama Gumi Ltd | レーザー照準器 |
| JP2011133271A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 物体検知装置 |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP12440185A patent/JPS61283805A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0486518A (ja) * | 1990-07-30 | 1992-03-19 | Hazama Gumi Ltd | レーザー照準器 |
| JP2011133271A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 物体検知装置 |
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