JPS62185103A - 対象物の位置ずれ及び姿勢角の自動計測方法 - Google Patents
対象物の位置ずれ及び姿勢角の自動計測方法Info
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- JPS62185103A JPS62185103A JP2764886A JP2764886A JPS62185103A JP S62185103 A JPS62185103 A JP S62185103A JP 2764886 A JP2764886 A JP 2764886A JP 2764886 A JP2764886 A JP 2764886A JP S62185103 A JPS62185103 A JP S62185103A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 title abstract description 7
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (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］
本発明は、自動車や家電製品における部品の組付け、基
板へのＩＣの組付は等のために、対象物の位こずれ及び
姿勢角を自動計測する方法に関するものである。
板へのＩＣの組付は等のために、対象物の位こずれ及び
姿勢角を自動計測する方法に関するものである。
［従来の技術］
生産工場における作業を自動化するため、従来から各種
方式のパターン認識技術が開発されている。このような
パターン認識技術は、何らかの手段により対象物自体の
形状等を判別しようとするものであり、そのパターン認
識のために使用する装置が比較的複雑で高価なものとな
るのが通例である。
方式のパターン認識技術が開発されている。このような
パターン認識技術は、何らかの手段により対象物自体の
形状等を判別しようとするものであり、そのパターン認
識のために使用する装置が比較的複雑で高価なものとな
るのが通例である。
しかるに、各種工場における組付は作業、例えば、自動
車の車体に対するエンジン、バッテリ、燃料タンク等の
１１付け、家電製品の本体に対する各種部品の組イ・１
け、基板へのＩＣの組付は等の自動化に際しては、必ず
しも上述したようなパターン認識技術を必要としない、
即ち、認識等の対象になる自動車の車体、家電製品の本
体、ＩＣｉ板等は、形状が一定であるのが通例であるた
め、それらの形状を改めて判別する必要はなく、単にそ
れらの認識対象物の基準位置に対する位置ずれ及び基皐
姿勢に対する姿勢角の傾きを計測すれば充分であり、そ
れによって装置自体を著しく簡単化し、安価に提供する
ことが可能になる。
車の車体に対するエンジン、バッテリ、燃料タンク等の
１１付け、家電製品の本体に対する各種部品の組イ・１
け、基板へのＩＣの組付は等の自動化に際しては、必ず
しも上述したようなパターン認識技術を必要としない、
即ち、認識等の対象になる自動車の車体、家電製品の本
体、ＩＣｉ板等は、形状が一定であるのが通例であるた
め、それらの形状を改めて判別する必要はなく、単にそ
れらの認識対象物の基準位置に対する位置ずれ及び基皐
姿勢に対する姿勢角の傾きを計測すれば充分であり、そ
れによって装置自体を著しく簡単化し、安価に提供する
ことが可能になる。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明の目的は、上述した工場における組付は作業等に
おいて、一般的なパターン認識技術を利用することなく
、対象物にその位置ずれ及び姿勢角の計３ＩＩＩに必要
なマークを付し、そのマークを利用して簡単且つ安価に
位１ごずれ及び姿勢角を計測可能にすることにある。
おいて、一般的なパターン認識技術を利用することなく
、対象物にその位置ずれ及び姿勢角の計３ＩＩＩに必要
なマークを付し、そのマークを利用して簡単且つ安価に
位１ごずれ及び姿勢角を計測可能にすることにある。
［問題点を解決するための手段］
上記目的を達成するため、本発明の第１の計測方法にお
いては、位置ずれ及び姿勢角を計Ｊｌｌｌすべき対象物
上の離間位置に、任意形状の２個の基準マークを付設し
、画像入力装置によって得た対象物の画像から、各基準
マークの重心位置の座標を計測し、これらの座標値及び
基準位はにある対象物上の２個の基準マークの各座標軸
方向の離間距離に基づく演算により、上記対象物の位置
ずれ及び姿勢角を計測する、という技術的手段を採用し
ている。
いては、位置ずれ及び姿勢角を計Ｊｌｌｌすべき対象物
上の離間位置に、任意形状の２個の基準マークを付設し
、画像入力装置によって得た対象物の画像から、各基準
マークの重心位置の座標を計測し、これらの座標値及び
基準位はにある対象物上の２個の基準マークの各座標軸
方向の離間距離に基づく演算により、上記対象物の位置
ずれ及び姿勢角を計測する、という技術的手段を採用し
ている。
また、本発明の第２の方法においては、位とずれ及び姿
勢角を計測す、べき対象物上において、その対象物の基
準位置に設定した直交座標軸におけるｌ軸対称位置に、
任意形状の２個の基準マークを付設し、画像入力装置に
よって得た対象物の画像から、各基準マークの重心位置
の座標を計測し、これらの座標値及び上記２個の基準マ
ークの離間距離に基づく演算により、上記対象物の位ご
ずれ及び姿勢角を計測する。という技術的手段を採用し
ている。
勢角を計測す、べき対象物上において、その対象物の基
準位置に設定した直交座標軸におけるｌ軸対称位置に、
任意形状の２個の基準マークを付設し、画像入力装置に
よって得た対象物の画像から、各基準マークの重心位置
の座標を計測し、これらの座標値及び上記２個の基準マ
ークの離間距離に基づく演算により、上記対象物の位ご
ずれ及び姿勢角を計測する。という技術的手段を採用し
ている。
［発明の効果］
このような本発明の計測方法によれば１画像入力装置に
よって得られた対象物の画像に対して。
よって得られた対象物の画像に対して。
複雑な処理を施す必要はなく、その画像から簡単な処理
により各基帛マークの重心位置の座標を計測し、それら
の座標値等に基づく簡単な演算により、容易に対象物の
位置ずれ及び姿勢角を計４１１することができる。
により各基帛マークの重心位置の座標を計測し、それら
の座標値等に基づく簡単な演算により、容易に対象物の
位置ずれ及び姿勢角を計４１１することができる。
また、このように簡単に計測できるため、画像入力装４
からの画像の信号を処理するための装とをハードウェア
化することが容易であるばかりでなく、上記画像の信号
の実蒔間処理が可能となり、従って工場の生産ライン等
における利用に極めて好適である。
からの画像の信号を処理するための装とをハードウェア
化することが容易であるばかりでなく、上記画像の信号
の実蒔間処理が可能となり、従って工場の生産ライン等
における利用に極めて好適である。
［実施例］
以下に図面を参照して本発明の方法をさらに具体的に説
明する。
明する。
第１図に示すように、いま、位置ずれ及び姿勢角の計Δ
１１対象物Ａが存在する空間に、基準位置における対象
物ＡＯの中心に原点Ｏを有するｘ−ｙ座標系を設定する
。この計測対象物Ａは１例えば自動車のボンネット内を
平面的に見たものであっても、あるいは自動車の車体で
あっても、さらにＩＣ；ｌ板等であっても差支えない、
また、ここでは以下の数式による説明を簡単化するため
、Ｘ −ｙ座標系の原点を基準位こにある対象物Ａの中
心に設定した場合について説明するが、上記原点は適宜
位置に設定することができる。
１１対象物Ａが存在する空間に、基準位置における対象
物ＡＯの中心に原点Ｏを有するｘ−ｙ座標系を設定する
。この計測対象物Ａは１例えば自動車のボンネット内を
平面的に見たものであっても、あるいは自動車の車体で
あっても、さらにＩＣ；ｌ板等であっても差支えない、
また、ここでは以下の数式による説明を簡単化するため
、Ｘ −ｙ座標系の原点を基準位こにある対象物Ａの中
心に設定した場合について説明するが、上記原点は適宜
位置に設定することができる。
上記対象物Ａには、その上に２個の基準マーク１．２を
付設する。この基準マーク１．２は、対象物Ａの中心に
対して点対象の位置に付設しているが、適宜位置に設け
ることができ、この場合に、対象物Ａの対角位置など、
後述の画像入力型ことの関係で支障がない範囲内におい
て、できるだけ間隔を置いて設けるのが計測精度上望ま
しく、その形状、大きさは適宜選定することができる。
付設する。この基準マーク１．２は、対象物Ａの中心に
対して点対象の位置に付設しているが、適宜位置に設け
ることができ、この場合に、対象物Ａの対角位置など、
後述の画像入力型ことの関係で支障がない範囲内におい
て、できるだけ間隔を置いて設けるのが計測精度上望ま
しく、その形状、大きさは適宜選定することができる。
また、この基準マーク１．２は、それを対象物Ａ上に塗
料によって描記したり、あるいは対象物に対するラベル
の貼着等によって付設することもできるが、対象物Ａ上
の有形物体、例えばボルトの頭部、既存の穴等をこの基
準マークとして利用することもできる。但し、その周辺
に同様の形状を有するものが存在しないことが、誤認識
を防止する上で望ましく、止むを得ずそれらが存在する
場合には、分別を容易にするため１色マークを用いるの
が効果的である。
料によって描記したり、あるいは対象物に対するラベル
の貼着等によって付設することもできるが、対象物Ａ上
の有形物体、例えばボルトの頭部、既存の穴等をこの基
準マークとして利用することもできる。但し、その周辺
に同様の形状を有するものが存在しないことが、誤認識
を防止する上で望ましく、止むを得ずそれらが存在する
場合には、分別を容易にするため１色マークを用いるの
が効果的である。
また、複数種類の対象物がある場合には、各対象物ごと
に用いるマークの形状を変えることにより、対象物の種
類の識別にも利用することができる。
に用いるマークの形状を変えることにより、対象物の種
類の識別にも利用することができる。
上記対象物Ａがベルトコンベヤ等により移送され１位置
ずれ及び姿勢角の計Δ１１域に達したときには、第１図
に示すように、基準位置に対する任意量の位置ずれ及び
任！ｉ量の姿勢角の傾きを有している。即ち、対象物Ａ
の中心が座標系の原点０に対してＸ軸及びｙ軸方向にそ
れぞれΔＸ及びΔｙだけの位６ずれをもち、また角０だ
け対象物の基準姿勢に対して傾斜している。
ずれ及び姿勢角の計Δ１１域に達したときには、第１図
に示すように、基準位置に対する任意量の位置ずれ及び
任！ｉ量の姿勢角の傾きを有している。即ち、対象物Ａ
の中心が座標系の原点０に対してＸ軸及びｙ軸方向にそ
れぞれΔＸ及びΔｙだけの位６ずれをもち、また角０だ
け対象物の基準姿勢に対して傾斜している。
そこで、上記位置ずれ及び姿勢角の計Ｘ１ｌｌのため、
まず、ＩＴＶカメラ等の画像入力装置により、上記基準
マーク１．２を画像として撮像する。
まず、ＩＴＶカメラ等の画像入力装置により、上記基準
マーク１．２を画像として撮像する。
この画像入力装置は、各基準マーク１．２に共通のもの
を用いることもできるが、各マークごとに個別的に用い
てもよく、その場合に、基準マークに画像入力装置を近
接配置して撮像することによす、分解能を高め、計測精
度を向上させることができる。
を用いることもできるが、各マークごとに個別的に用い
てもよく、その場合に、基準マークに画像入力装置を近
接配置して撮像することによす、分解能を高め、計測精
度を向上させることができる。
このようにして画像入力装置により入力された基僧マー
クについての画像の信号は、画像処理装部において処理
することにより、基準マーク１．２の重心位置ＰＩ及び
Ｐ２が測定される。この重心位置の測定は、公知の手段
により容易に行うことができるが、その−例を簡単に説
明すると、Ｘ−Ｙ直角座標系上に基準マークが置かれて
いるとした場合１重心位この座標（Ｘｃ 、 Ｙｃ）は
、によって与えられるため、この演算を行う演算装置を
画像入力型はに接続すればよい、但し、ｄｓは図形の微
小面精である。
クについての画像の信号は、画像処理装部において処理
することにより、基準マーク１．２の重心位置ＰＩ及び
Ｐ２が測定される。この重心位置の測定は、公知の手段
により容易に行うことができるが、その−例を簡単に説
明すると、Ｘ−Ｙ直角座標系上に基準マークが置かれて
いるとした場合１重心位この座標（Ｘｃ 、 Ｙｃ）は
、によって与えられるため、この演算を行う演算装置を
画像入力型はに接続すればよい、但し、ｄｓは図形の微
小面精である。
上記により測定された基準マーク１．２の重心位置Ｐ１
及びＰ２は、それをｘ−ｙ座標系から見たときの座標を
、それぞれ、 Ｐ＋（ｘ＋、ｙ＋）、 Ｐ２（ｘｚ、ｙ２）とすると
、それらの座５（ｆｊが、 によって表わされる。
及びＰ２は、それをｘ−ｙ座標系から見たときの座標を
、それぞれ、 Ｐ＋（ｘ＋、ｙ＋）、 Ｐ２（ｘｚ、ｙ２）とすると
、それらの座５（ｆｊが、 によって表わされる。
なお、上式におけるＷ及びＨは、基準位置にある対象物
Ａ上の２個の基準マーク１．２のｘ−ｙ座標軸方向の離
間距離であり、これらの値は予め計測により求めておく
ことができる。
Ａ上の２個の基準マーク１．２のｘ−ｙ座標軸方向の離
間距離であり、これらの値は予め計測により求めておく
ことができる。
従って、対象物＾の中心位ｍ （７） Ｘ軸及びｙ軸方
向の位置ずれΔＸ及びΔｙは、 という簡単な演算によって求めることができる。
向の位置ずれΔＸ及びΔｙは、 という簡単な演算によって求めることができる。
なお、上記基準マーク１．２の重心位置は、Ｘ−ｙ座標
における座標（ｚ＋、ｙ＋） 、 （ｘｚ、ｙ２）と
してではなく、基準位置にある対象物Ａ上の基準マーク
の重心位置に対する相対位置、即ち図中に示したＸ軸及
びｙ軸方向の位置ずれ（ｄ ｔｌ、 ｄ ｙ＋） 。
における座標（ｚ＋、ｙ＋） 、 （ｘｚ、ｙ２）と
してではなく、基準位置にある対象物Ａ上の基準マーク
の重心位置に対する相対位置、即ち図中に示したＸ軸及
びｙ軸方向の位置ずれ（ｄ ｔｌ、 ｄ ｙ＋） 。
（ｄ ｘ２．ｄ ｙ２）として求めることもでき、これ
らの値に基づいて上記ΔＸ、Δｙを同様に簡単に求める
ことができる。
らの値に基づいて上記ΔＸ、Δｙを同様に簡単に求める
ことができる。
また、γ＝（テ亀−！２） ／ （！２−！ｌ）と定義
してそれを計算して整理すると、 となり、この式から、 により０が求められる。ここで、Ｗ／Ｈ＝Δとする。
してそれを計算して整理すると、 となり、この式から、 により０が求められる。ここで、Ｗ／Ｈ＝Δとする。
上述したところから明らかなように、対象物の位置ずれ
及び姿勢角は、簡単な演算により容易に計測することが
でき、このような演算は、基準マーク１．２の重心位置
Ｐ１及びＰ２を計測する画像処理装置に簡単な演算回路
を接続することにより実現することができる。
及び姿勢角は、簡単な演算により容易に計測することが
でき、このような演算は、基準マーク１．２の重心位置
Ｐ１及びＰ２を計測する画像処理装置に簡単な演算回路
を接続することにより実現することができる。
第２図は１位置ずれ及び姿勢角を計測すべき対象物Ａが
存在する空間に、基準位置における対象物ＡＯの中心に
原点０を有するｘ−ｙ直交座標系を設定し、対象物Ａに
対して、その座標系におけるｙ軸の両側の対称位置に、
任意形状の２個の基準マーク１１ 、１２を付設した場
合を示している。この場合にも、上記第１図により説明
した実施例の場合と同様にして１画像入力装とにより得
られた対象物の画像から、各基準マーク１１．１２の重
心位置Ｐ１及びＰ２の座標を計測し、これらの座標値及
び上記２個の基準マークＩＩ、１２の離間圧ｇＩＷに基
づく演算により、上記対象物の位置ずれ及び姿勢角を計
測することができる。
存在する空間に、基準位置における対象物ＡＯの中心に
原点０を有するｘ−ｙ直交座標系を設定し、対象物Ａに
対して、その座標系におけるｙ軸の両側の対称位置に、
任意形状の２個の基準マーク１１ 、１２を付設した場
合を示している。この場合にも、上記第１図により説明
した実施例の場合と同様にして１画像入力装とにより得
られた対象物の画像から、各基準マーク１１．１２の重
心位置Ｐ１及びＰ２の座標を計測し、これらの座標値及
び上記２個の基準マークＩＩ、１２の離間圧ｇＩＷに基
づく演算により、上記対象物の位置ずれ及び姿勢角を計
測することができる。
但し、この場合には、先に定義したγの値が、γ＝−ｔ
ａｎＯ によって与えられ、従って、姿勢角０はθ＝ ｊａｎ
−’ （−γ） によって求められる。
ａｎＯ によって与えられ、従って、姿勢角０はθ＝ ｊａｎ
−’ （−γ） によって求められる。
また、対象物Ａの中心位置のＸ軸及びｙ軸方向の位置ず
れΔＸ及びΔｙは、 という演算によって求めることができる。
れΔＸ及びΔｙは、 という演算によって求めることができる。
第３図は、対象物Ａに対して、第２図の場合と同様な座
標系におけるＸ軸の両側の対称位置に。
標系におけるＸ軸の両側の対称位置に。
任意形状の２個の基準マーク２１．２２を付設した場合
を示している。この場合にも、第１図により説明した場
合と同様にして、各基準マーク２１．２２の重心位ｒｌ
ｌＰ＋及びＰ２の座標を計測し、これらの座標値及び上
記２個の基準マーク２１．２２の離間距離Ｈに基づく演
算により、対象物の位ごずれΔＸ及びΔｙ、並びに姿勢
角０を。
を示している。この場合にも、第１図により説明した場
合と同様にして、各基準マーク２１．２２の重心位ｒｌ
ｌＰ＋及びＰ２の座標を計測し、これらの座標値及び上
記２個の基準マーク２１．２２の離間距離Ｈに基づく演
算により、対象物の位ごずれΔＸ及びΔｙ、並びに姿勢
角０を。
γ＝ ｃｏｔθ
一゛・θ＝ｔａｒｒｌ（−）
γ
（！ｌ ＋ ｘ２） ＋ Ｗ ｃｏｓＯΔ Ｘ＝ □
という演算によって求めることができる。
以上に詳述したように、本発明の自動計測方法によれば
、対象物の形状が予め定められている組付は作業等にお
いて、複雑、高価なパターン認識技術を利用することな
く、また対象物の画像に対して複雑な処理を施すことな
く、対象物に付した基準マークを利用して、簡単且つ安
価に位置ずれ及び姿勢角を計測することができ、しかも
画像の信号を処理するための装置を容易にハードウェア
化すると共に、その計測の実昨間、処理を行うことがで
きる。
、対象物の形状が予め定められている組付は作業等にお
いて、複雑、高価なパターン認識技術を利用することな
く、また対象物の画像に対して複雑な処理を施すことな
く、対象物に付した基準マークを利用して、簡単且つ安
価に位置ずれ及び姿勢角を計測することができ、しかも
画像の信号を処理するための装置を容易にハードウェア
化すると共に、その計測の実昨間、処理を行うことがで
きる。
第ｉＵＡないし第３図は本発明に係る計測方法の異なる
態様についての説明図である。 １．２，１１，１２，２１．２２ ・・基準マーク。 Ａ・・対象物。
態様についての説明図である。 １．２，１１，１２，２１．２２ ・・基準マーク。 Ａ・・対象物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、位置ずれ及び姿勢角を計測すべき対象物上の離間位
置に、任意形状の２個の基準マークを付設し、画像入力
装置によって得た対象物の画像から、各基準マークの重
心位置の座標を計測し、これらの座標値及び基準位置に
ある対象物上の２個の基準マークの各座標軸方向の離間
距離に基づく演算により、上記対象物の位置ずれ及び姿
勢角を計測することを特徴とする対象物の位置ずれ及び
姿勢角の自動計測方法。 ２、位置ずれ及び姿勢角を計測すべき対象物上において
、その対象物の基準位置に設定した直交座標軸における
１軸対称位置に、任意形状の２個の基準マークを付設し
、画像入力装置によって得た対象物の画像から、各基準
マークの重心位置の座標を計測し、これらの座標値及び
上記２個の基準マークの離間距離に基づく演算により、
上記対象物の位置ずれ及び姿勢角を計測することを特徴
とする対象物の位置ずれ及び姿勢角の自動計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2764886A JPS62185103A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 対象物の位置ずれ及び姿勢角の自動計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2764886A JPS62185103A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 対象物の位置ずれ及び姿勢角の自動計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62185103A true JPS62185103A (ja) | 1987-08-13 |
Family
ID=12226737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2764886A Pending JPS62185103A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 対象物の位置ずれ及び姿勢角の自動計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62185103A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010276581A (ja) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Honda Motor Co Ltd | センシング誤判定防止方法 |
| CN111694423A (zh) * | 2019-03-12 | 2020-09-22 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 定位、抓取、数据处理与用于增强现实的显示方法及设备 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5981768A (ja) * | 1983-08-29 | 1984-05-11 | Hitachi Ltd | パタ−ン信号修復方法および装置 |
| JPS60165503A (ja) * | 1984-02-08 | 1985-08-28 | Citizen Watch Co Ltd | 画像処理方法 |
-
1986
- 1986-02-10 JP JP2764886A patent/JPS62185103A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5981768A (ja) * | 1983-08-29 | 1984-05-11 | Hitachi Ltd | パタ−ン信号修復方法および装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111694423B (zh) * | 2019-03-12 | 2023-05-26 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 定位、抓取、数据处理与用于增强现实的显示方法及设备 |
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