JPS62245170A

JPS62245170A - 座標測定装置

Info

Publication number: JPS62245170A
Application number: JP8713686A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hoshino; 弘星野; Mutsumi Watanabe; 睦渡辺; Kazunori Onoguchi; 一則小野口
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1986-04-17
Filing date: 1986-04-17
Publication date: 1987-10-26

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、目標物の座標値を自動的に測定することが
できる座標測定装置に関する。

（従来の技術）従来より、建築物の内部構造や、街路における建造物等
の位置測定は、メジャーその他の測定器具を用いて人手
によって行われているのが実情である。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、人手による測定は手間と時間を多く要す
る欠点がある。又、人手による測定は計算ミスを生ずる
場合が多々あって、測定精度に問題がある。

そこで、この発明は、環境内の目標物の座標値を、容易
かつ高速、高精度に自動測定することができる座標測定
装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するために、この発明では、指定された
目標物の座標値を測定可能の測定具を備え指定された位
置に移動可能の移動ロボットと、前記測定具に複数の既
知の目標物と未知の目標物の測定を指定する目標物指定
手段と、前期既知の目標物の地上座標系における絶対座
標及び前記測定員で測定された各目標物の相対座標値に
塁づ；い、゛を演算する演算装置とｌを備え゛て座標測
定装置を構成した。

（作用）上記構成の座標測定装置では、既知の目標物Ａ、８の地
上座標系における座標値と、測定具で測定された既知の
目標物Ａ、Ｂの相対座標値から、相対座標の原点（測定
具の測定原点）Ｒの地上座標系における座標値が一義的
に定まって、この点Ｒに未知の目標物Ｃの相対座標を加
えることにより、目標物Ｃの地上座標系における座標値
を求めることが可能である。

又、次の測定点をＤとすれば、例えば既知の点Ａ、Ｂを
Ｂ、Ｃに更新し、未知の点りを測定することが可能であ
る。

更に、前記測定具は前記移動ロボット上に取付けられて
おり、移動ロボットを移動させることにより、各所の未
知の目標物の座標を自動測定することが可能である。

（実施例）以下、添付図面を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。

第１図は座標測定装置を建築物における内部構造物の座
標測定に適用した説明図である。

座標測定装Ｍ１は、移動ロボット３に測定具としてステ
レオカメラ５を備えると共に、これに、機構制御部７は
、ステレオカメラ５の撮像姿勢の制御を行うと共に、移
動ロボット３を所定の位置に移動させる制御を行う。こ
こに、機構制御部７は、移動ロボット３を所定位置に指
定する役目及びステレオカメラ５に目標物を指定する役
目を為すが、これら指定は図示しないモニタ手段によっ
て遠隔制御されているものとする。

前記演算部９は、視覚情報処理部９ａと、環境把握部９
ｂと、位置情報メモリ９Ｃとを有している。視覚情報処
理部９ａはステレオカメラ５から送られてくる画像情報
から目標物を抽出し移動ロボット３に対する位置（相対
座標ｘｙｚ）を求めるものである。位置情報メモリ９Ｃ
は複数の目標物ＡＢの地上座標値を記憶すると共に未知
の目標物Ｃの地上座標値が求まったとき、既に記憶して
いる前記目標物ＡＢの座標値に加えて、求まった座標値
を追加記憶するものである。環境把握部９ｂは前記視覚
情報処理部９ａから入力される相対座標値と、前記位置
情報がメモリ９Ｃから入力される既知の目標物Ａ、Ｂの
地上座標系における座Ｒとし、地上座標ＸＹＺの原点を
Ｏとする。

第１図に示すように、今、座標測定装置１はメータの下
端たるＡ、制御ボックスの右下位置たるＢの測定を終了
し、これら目標物Ａ、Ｂの地上座標系ＸＹＺにおける座
標値ＸＡ　ＹへＺＡ及びＸ８Ｙａ　Ｚａを位置情報メモ
リ９Ｃに記憶し、移動ロボット３を図示の如く把手の中
心点たる目標物Ｃの手前まで移動させてきたとする。

移動ロボット３の移動は図示しないモニタ手段を用いて
半自動で移動させることができるが、予めの移動指令デ
ータに基づいて機構制御部７を介して予定される位置に
自動的に動作させることもできる。

そこで、ステレオカメラ５は目標物、Ａ、８゜０を同一
視野に撮像する。この撮像は前記図示しないモニタ手段
によってＷｋ像視野を指定されて行われるが、ステレオ
カメラ５及び目標物Ａ、Ｂ。

Ｃにそれぞれ、ｉ像位置を自動認識できる手段、例えば
、光源やアイソトープと該光源やアイソトープを感知す
る手段を備えている場合には自動指定も可能である。

ステレオカメラ５の画像信号は視覚情報処理部９ａに送
られ、ここで、各目標物ＡＢＣの相対座標（ｘＡ、ｙＡ
、ｚＡ）、（ｘａ、ｙａ、ｚａ）。

（ｘｃ、ｙｃ、ｚｃ）が求められる。具体的には、′１
標物Ａ、Ｂ、Ｃまでの距離ａ、ｂ、Ｃと各目標ム・ゝ物の方向から各相対座標が定まる。

次に、環境把握部９ｂは視覚情報処理部９ａから各座標
物の相対座標値（ＸＡ、ｌ／Ａ、２Ａ）。

（ＸＳ、ｙ８．ＺＢ）、（ＸＣ，ＶＣ，ＺＣ）を入力す
ると共に、目標物Δ、Ｂ、Ｃの地上座標系ＸＹＺにおけ
るＭｍ値ＸＡ　ＹＡ　ＺＡ　、　ＸＢ　’１／ａ　ＺＢ
を入力し、°原点Ｒの地上座標系ＸＹＺにおける座標値
ＸＲ”ｌ　ＺＲを求める。

原点Ｒの地上座標系ＸＹＺにおける座標値ＸＲＹＲＺＲ
は、△ＡＢＲが一義的に定まるので、原点Ｒの高さが一
定であるとすれば、一義的に定まるものである。もっと
も原点Ｒの高さ位置が可変である場合には、既知の目標
物は３個必要である。

以上の如くして算出された原点Ｒの地上座標系ＸＹＺの
座標値ＸＲＹＲＺＲに基づいて、環境把握部９ｂは、こ
れと目標物Ｃの地上座標系ｘＹＺにおける座標ＩＸｃ　
Ｙｃ　Ｚｃを求めることができる。これら算出方式は、
土地測量等に用いられる三角測量の原理と同様である。

位置情報メモリ９Ｃは、かくして求めた目標物Ｃの地上
座標系にＪ５ける座標値Ｘｃ　Ｙｃ　Ｚｃをメとして、
あらたに目標物りの地上座標系ｘＹＺにおける座標値Ｘ
Ｄ　Ｙｏ　ＺＤを上記と同様の手順で求めることができ
る。

以上の如く、座標測定装置１は、未知の目標物を既知の
目標物に更新しつつ、多数の目標物の地上座標系におけ
る座標値を求めてゆくことができる。

以上水した実施例では測定具としてステレオカメラ５を
用いたが、レーザ距離計や超音波距離計等各種センサを
用いて目標物の相対座標を求めることができることは勿
論である。

又、以上の実施例は、環境の１例として建築物の例を示
したが、環境は道路、航路等であって良いこと勿論であ
る。この場合、測定結果は、例えば、自動車、船舶、飛
行機等の地形教示に利用できるものである。

［発明の効果］以上の通り、この発明によれば、移動ロボットの環境内
の目標物の座標値を容易、かつ、高速、を示す説明図で
ある。

１・・・座標測定装置３・・・移動ロボット５・・・ステレオカメラ７・・・機構制御部９・・・演算部Ａ、Ｂ、Ｃ・・・目標物ＸＹＺ・・・地上座標

Claims

【特許請求の範囲】

指定された目標物の座標値を測定可能の測定具を備え指
定された位置に移動可能の移動ロボットと、前記測定具
に複数の既知の目標物と未知の目標物の測定を指定する
目標物指定手段と、前記既知の目標物の地上座標系にお
ける絶対座標値及び前記測定具で測定された各目標物の
相対座標値に基づいて前記未知の目標物の地上座標系に
おける座標値を演算する演算装置とを備えて構成される
座標測定装置。