JPS62229009A - ラインセンサによる対象物の姿勢及び寸法の自動計測方法 - Google Patents
ラインセンサによる対象物の姿勢及び寸法の自動計測方法Info
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- JPS62229009A JPS62229009A JP7340086A JP7340086A JPS62229009A JP S62229009 A JPS62229009 A JP S62229009A JP 7340086 A JP7340086 A JP 7340086A JP 7340086 A JP7340086 A JP 7340086A JP S62229009 A JPS62229009 A JP S62229009A
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- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 5
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- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring 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、自動車や家電製品の生産ラインにおける部品
の組付は等のために、対象物、特に実質的に矩形状をな
す物体の位置ずれ、姿勢角及び寸法を自動計測する方法
に関するものである。
の組付は等のために、対象物、特に実質的に矩形状をな
す物体の位置ずれ、姿勢角及び寸法を自動計測する方法
に関するものである。
［従来の技術］
生産ライン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、姿勢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。
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、姿勢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１例えば、自動
車の車体や家電製品の本体に対する各種部品の組付けの
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、ＩＣ基板等は１通常、実質
的に矩形状をなし、またそれらの認識対象物自体が矩形
状でなくても、矩形状の台車に載せて移動させるとか、
その対象物上に矩形部分が存在する場合が多い。
車の車体や家電製品の本体に対する各種部品の組付けの
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、ＩＣ基板等は１通常、実質
的に矩形状をなし、またそれらの認識対象物自体が矩形
状でなくても、矩形状の台車に載せて移動させるとか、
その対象物上に矩形部分が存在する場合が多い。
しかも、このよう対象物が矩形状をなす場合には、認識
しようとする対象物として多数種のものが混在していて
も、縦横の寸法を計測することによりその形状を識別す
ることができる。
しようとする対象物として多数種のものが混在していて
も、縦横の寸法を計測することによりその形状を識別す
ることができる。
従って、対象物の認識は、実質的に矩形状をなす部分の
基準位置に対する位置ずれ、基準姿勢に対する姿勢角の
傾き、及び縦横の寸法を正確に計測できれば充分であり
、それによって認識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。
基準位置に対する位置ずれ、基準姿勢に対する姿勢角の
傾き、及び縦横の寸法を正確に計測できれば充分であり
、それによって認識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］
本発明者らは、矩形状対象物の認識を行うには、ＩＴＶ
等による対象物の２次元画像を利用しなくでも、ライン
センサを利用できるという観点に立ち、できるだけ少な
い数のラインセンサで簡単に位置ずれ、姿勢角及び寸法
を計測する方法について検討し、本発明をなすに至った
ものである。
等による対象物の２次元画像を利用しなくでも、ライン
センサを利用できるという観点に立ち、できるだけ少な
い数のラインセンサで簡単に位置ずれ、姿勢角及び寸法
を計測する方法について検討し、本発明をなすに至った
ものである。
即ち、本発明の目的は、認識対象物が実質的に矩形状を
なすことが非常に多いことに着目し、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、複数のラインセンサを使用すると
いう簡易な手段によって、簡単で安価に、且つ正確に、
位置ずれ、姿勢角及び寸法を計測可能にすることにある
。
なすことが非常に多いことに着目し、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、複数のラインセンサを使用すると
いう簡易な手段によって、簡単で安価に、且つ正確に、
位置ずれ、姿勢角及び寸法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１本発明においては。
実質的に矩形状をなす対象物の姿勢及び寸法を計測する
計測域に、基準位置にある平均的寸法の矩形状の対象物
の一辺に対して中点において直交する第１及び第２のラ
インセンサを、一定の間隔で配置すると共に、上記対象
物の他の各辺に対して中点において直交する第３ないし
第５のラインセンサを配置し、これらのラインセンサに
より計測域にある対象物と各ラインセンサとの交差位置
を検出して、各ラインセンサ上における中点との間の位
置のずれ量を計測し、それらのずれ量に基づく演算によ
り、対象物の位置ずれ、姿勢角及び寸法を計測するとい
う技術的手段を採用している。
計測域に、基準位置にある平均的寸法の矩形状の対象物
の一辺に対して中点において直交する第１及び第２のラ
インセンサを、一定の間隔で配置すると共に、上記対象
物の他の各辺に対して中点において直交する第３ないし
第５のラインセンサを配置し、これらのラインセンサに
より計測域にある対象物と各ラインセンサとの交差位置
を検出して、各ラインセンサ上における中点との間の位
置のずれ量を計測し、それらのずれ量に基づく演算によ
り、対象物の位置ずれ、姿勢角及び寸法を計測するとい
う技術的手段を採用している。
［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、姿勢及び寸法の計測対象物
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座標系を設定する。計測対象
物Ａとしては、縦横の寸法を異にする複数種のものが混
在するが、いずれも実質的に矩形状をなすものを対象と
する。矩形状の対象物とは、例えば自動車の車体を平面
的に見たものであっても、あるいは家電製品の本体やＩ
Ｃ基板等であってもよい、さらには、対象となる物が矩
形状でない場合には、その上に付されている矩形状の部
分、あるいはその物を載置した矩形状の台を計測対象物
Ａとしても差支えない。また、縦横の寸法を異にする複
数種の計測対象物Ａが混在するということは、例えば部
品の組付は等のために計測域に順次送られてくる自動車
の車体として、幅Ｗ及び長さＨについての寸法を異にす
る複数車種の車体が混在していることなどを意味してい
る。
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座標系を設定する。計測対象
物Ａとしては、縦横の寸法を異にする複数種のものが混
在するが、いずれも実質的に矩形状をなすものを対象と
する。矩形状の対象物とは、例えば自動車の車体を平面
的に見たものであっても、あるいは家電製品の本体やＩ
Ｃ基板等であってもよい、さらには、対象となる物が矩
形状でない場合には、その上に付されている矩形状の部
分、あるいはその物を載置した矩形状の台を計測対象物
Ａとしても差支えない。また、縦横の寸法を異にする複
数種の計測対象物Ａが混在するということは、例えば部
品の組付は等のために計測域に順次送られてくる自動車
の車体として、幅Ｗ及び長さＨについての寸法を異にす
る複数車種の車体が混在していることなどを意味してい
る。
第１図においては、基準位置における平均的寸法の対象
物Ａｏの角部をＰＩ、Ｐ２．Ｐ３及びＰａとし、任意姿
勢をとる対象物Ａの角部をＰｉ、Ｐ＃、Ｐｉ及びｐａと
し、また、上記計測対象物Ａの各辺を、直ｍｌ。
物Ａｏの角部をＰＩ、Ｐ２．Ｐ３及びＰａとし、任意姿
勢をとる対象物Ａの角部をＰｉ、Ｐ＃、Ｐｉ及びｐａと
し、また、上記計測対象物Ａの各辺を、直ｍｌ。
ｍ・ｎ及びｐによって示している。
上記対象物Ａの位置ずれ、姿勢角及び寸法を計測する計
・側域には、基準位置にある平均的寸法の矩形状の対象
物ＡＯの一辺（直線ｉ）と中点において直交する第１及
び第２のラインセンサ１，２を。
・側域には、基準位置にある平均的寸法の矩形状の対象
物ＡＯの一辺（直線ｉ）と中点において直交する第１及
び第２のラインセンサ１，２を。
一定の間隔で配置し、また上記対象物Ａｏの他の辺（直
線ｍ、ｎ及びＰ）と中点において直交する第３ないし第
５のラインセンサ３，４．５を配置する。
線ｍ、ｎ及びＰ）と中点において直交する第３ないし第
５のラインセンサ３，４．５を配置する。
そして、これらのラインセンサ ｌ〜５のｙ軸及びＸ軸
とノ離間距離を、それぞれＬｘｌ、Ｌｘ２．Ｌｙ＋、Ｌ
ｙ２゜Ｌｘ３ とする。上記ラインセンサの配置に際し
、基準位置にある平均的寸法の対象物Ａ（＋の各辺が必
ずしも正確にラインセンサの中点において直交する必要
はない。
とノ離間距離を、それぞれＬｘｌ、Ｌｘ２．Ｌｙ＋、Ｌ
ｙ２゜Ｌｘ３ とする。上記ラインセンサの配置に際し
、基準位置にある平均的寸法の対象物Ａ（＋の各辺が必
ずしも正確にラインセンサの中点において直交する必要
はない。
上記対象物Ａがベルトコンベヤ等により移送され、計測
域に達したときには１通常、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意量の姿勢角の傾
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
けの位置ずれをもち、また角０だけ対象物の基準姿勢に
対して傾斜している。
域に達したときには１通常、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意量の姿勢角の傾
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
けの位置ずれをもち、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測のため、上記ラ
インセンサ１〜５により、それらのラインセンサと対象
物Ａの各辺、即ち直＆１ｕ、ｍ。
インセンサ１〜５により、それらのラインセンサと対象
物Ａの各辺、即ち直＆１ｕ、ｍ。
ｎ及びｐとの交差位置を検出し、それらのラインセンサ
上における基準位置（中点）との間の位置のずれ量Δ７
＋、Δ１２．ΔＸｌ、Δｘ２及びΔｙ３を計測する。
上における基準位置（中点）との間の位置のずれ量Δ７
＋、Δ１２．ΔＸｌ、Δｘ２及びΔｙ３を計測する。
このようにして、対象物Ａについてのずれ量を計測する
と、演算装置により以下に説明するような演算を行うこ
とにより、対象物ＡのＸ軸及びｙ軸方向の位置ずれΔＸ
、Δｙ、基準姿勢に対する姿勢角θ、さらに対象物の幅
Ｗ及び長さＨを求めることができる。
と、演算装置により以下に説明するような演算を行うこ
とにより、対象物ＡのＸ軸及びｙ軸方向の位置ずれΔＸ
、Δｙ、基準姿勢に対する姿勢角θ、さらに対象物の幅
Ｗ及び長さＨを求めることができる。
まず、上記対象物Ａ上にその中心を原点とするｘ’−ｙ
’座標系を設定すると、前記ｘ−ｙ座標系との間の座標
変換は、次のような変換式によって行うことができる。
’座標系を設定すると、前記ｘ−ｙ座標系との間の座標
変換は、次のような変換式によって行うことができる。
Ｘ′＝Ｘｃｏｓθ−ｙ ｇｉｎθ＋ΔＸ７’＝ｘｓｉ
ｎθ十ｙ ｃｏｔθ＋Δｙそして、上記変換式に基づき
、基準位置における対象物ＡＯの角部Ｐ ｌ ｒ Ｐ
２に対して位置がずれている対象物Ａの角部ｐ；、ｐ５
の座標は。
ｎθ十ｙ ｃｏｔθ＋Δｙそして、上記変換式に基づき
、基準位置における対象物ＡＯの角部Ｐ ｌ ｒ Ｐ
２に対して位置がずれている対象物Ａの角部ｐ；、ｐ５
の座標は。
によって表わされる。
従って、直線２の方程式は。
となり、ラインセンサー、２上における直線文との交点
の座標が。
の座標が。
であるから、これらの値を上記直線文の方程式に代入す
ると、Δｆｆ＋及びΔテ２は次式により与えられる。
ると、Δｆｆ＋及びΔテ２は次式により与えられる。
・・・（１）
となり、ラインセンサ３上における直線ｍとの交点の座
標が。
標が。
であるから、Δ！】は次式により与えられる。
・・・（３）
そして、上記（１）（２）式より、
Δテ２−Δテｌ＝ ＣＬ、ｘ２＋ Ｌｘｌ）・ｔａｎ
θとしてθを求めることができ、また、上記（１）（３
）式からΔＸ及びΔｙを求めると、 ・・・（４） ・・・（５） となるが、この式は未知のＷ及びＨを含んでいるので、
それを消去する必要がある。
θとしてθを求めることができ、また、上記（１）（３
）式からΔＸ及びΔｙを求めると、 ・・・（４） ・・・（５） となるが、この式は未知のＷ及びＨを含んでいるので、
それを消去する必要がある。
そこで、ラインセンサ４，５の出力を上記Ｗ及びＨの計
測に利用することになるが、この場合にも、上述した場
合と同様にして、直線ｎ、ｐの方程式を求めて、ライン
センサ４，５上における直線ｎ＋ Ｐとの交点の座標を
それらの方程式に代入することにより。
測に利用することになるが、この場合にも、上述した場
合と同様にして、直線ｎ、ｐの方程式を求めて、ライン
センサ４，５上における直線ｎ＋ Ｐとの交点の座標を
それらの方程式に代入することにより。
・・・（６）
・・φ（７）
を得る。
そして、前述した（１）（３）式及び上記（６） （７
）式からΔＸ及びΔｙを消去して、次式のようにＨ及び
Ｗを求めることができる。
）式からΔＸ及びΔｙを消去して、次式のようにＨ及び
Ｗを求めることができる。
また、これらのＨ及びＷの値を前述した（４） （５）
式に代入することにより、ΔＸ及びΔｙの値も求められ
る。
式に代入することにより、ΔＸ及びΔｙの値も求められ
る。
従って、上記ラインセンサ ｌ〜５に接続した演算装置
で上述した演算を行うことによって、対象物ＡのＸ軸及
びｙ軸方向の位置ずれΔＸ、Δｙ。
で上述した演算を行うことによって、対象物ＡのＸ軸及
びｙ軸方向の位置ずれΔＸ、Δｙ。
基準姿勢に対する姿勢角０、並びに対象物の寸法Ｈ及び
Ｗを求めることができる。
Ｗを求めることができる。
［発明の効果］
このような本発明の計測方法によれば、五つのラインセ
ンサの出力に基づいて上述した式についての演算を行う
という簡易な手段によって、対象物の位置ずれ、姿勢角
及び寸法を簡単で安価に、且つ正確に計測することがで
きる。
ンサの出力に基づいて上述した式についての演算を行う
という簡易な手段によって、対象物の位置ずれ、姿勢角
及び寸法を簡単で安価に、且つ正確に計測することがで
きる。
また、このように簡単に計測できるため、ラインセンサ
からの出力を処理するための装置をハードウェア化する
ことが容易であるばかりでなく。
からの出力を処理するための装置をハードウェア化する
ことが容易であるばかりでなく。
実時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。
おける利用に極めて好適である。
第１図は本発明に係る計１１１１１方法についての説明
図である。 １〜５ ・・ラインセンサ、 Ａ・・対象物。
図である。 １〜５ ・・ラインセンサ、 Ａ・・対象物。
Claims (1)
- １、実質的に矩形状をなす対象物の姿勢及び寸法を計測
する計測域に、基準位置にある平均的寸法の矩形状の対
象物の一辺に対して中点において直交する第１及び第２
のラインセンサを、一定の間隔で配置すると共に、上記
対象物の他の各辺に対して中点において直交する第３な
いし第５のラインセンサを配置し、これらのラインセン
サにより計測域にある対象物と各ラインセンサとの交差
位置を検出して、各ラインセンサ上における中点との間
の位置のずれ量を計測し、それらのずれ量に基づく演算
により、対象物の位置ずれ、姿勢角及び寸法を計測する
ことを特徴とするラインセンサによる対象物の姿勢及び
寸法の自動計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340086A JPS62229009A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | ラインセンサによる対象物の姿勢及び寸法の自動計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7340086A JPS62229009A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | ラインセンサによる対象物の姿勢及び寸法の自動計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62229009A true JPS62229009A (ja) | 1987-10-07 |
Family
ID=13517106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7340086A Pending JPS62229009A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | ラインセンサによる対象物の姿勢及び寸法の自動計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62229009A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015114255A (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 凸版印刷株式会社 | 断裁寸法検査装置 |
| WO2022186324A1 (ja) * | 2021-03-03 | 2022-09-09 | 株式会社荏原製作所 | 半導体製造装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53123957A (en) * | 1977-04-05 | 1978-10-28 | Fujitsu Ltd | Position detecting method |
| JPS5858405A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 板体の測定装置 |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP7340086A patent/JPS62229009A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53123957A (en) * | 1977-04-05 | 1978-10-28 | Fujitsu Ltd | Position detecting method |
| JPS5858405A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 板体の測定装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015114255A (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 凸版印刷株式会社 | 断裁寸法検査装置 |
| WO2022186324A1 (ja) * | 2021-03-03 | 2022-09-09 | 株式会社荏原製作所 | 半導体製造装置 |
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