JPS6247503A - Device for recognizing position of circular object three dimensionally by light cutting method - Google Patents
Device for recognizing position of circular object three dimensionally by light cutting methodInfo
- Publication number
- JPS6247503A JPS6247503A JP18655485A JP18655485A JPS6247503A JP S6247503 A JPS6247503 A JP S6247503A JP 18655485 A JP18655485 A JP 18655485A JP 18655485 A JP18655485 A JP 18655485A JP S6247503 A JPS6247503 A JP S6247503A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- cutting line
- slit light
- light cutting
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
この発明は、光切断法により円形対象物の位置を3次元
的に認識する装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a device for three-dimensionally recognizing the position of a circular object using a light cutting method.
[発明の技術的背景とその問題点]
例えば丸孔にボルトを挿入する作業をロボットで自動化
する場合、丸孔の位置を3次元的に認識する装置が必要
である。丸孔のある物体はロボットに対して静止してい
るのであれば、孔の位置を認識する装置の構成はそれ程
面倒にはならない。[Technical background of the invention and its problems] For example, when automating the work of inserting a bolt into a round hole using a robot, a device that three-dimensionally recognizes the position of the round hole is required. If the object with the round hole is stationary relative to the robot, the configuration of the device for recognizing the position of the hole is not that complicated.
しかし、ロボットが静止していて、対象物体がコンベア
等で移送されている場合、その物体の孔の位置を3次元
的に認識することは非常に困難である。しかも移動する
物体の丸孔の位置を非接触で検出する必要がある。従来
このような要求に見合う3次元視覚センサは実用化され
ておらず、上述のような移動物体に対するボルト挿入作
業を自動化できなかった。However, when the robot is stationary and the target object is being transported by a conveyor or the like, it is very difficult to three-dimensionally recognize the position of the hole in the object. Moreover, it is necessary to detect the position of a circular hole in a moving object without contact. Conventionally, three-dimensional visual sensors that meet these requirements have not been put to practical use, and it has not been possible to automate the bolt insertion work for moving objects as described above.
[発明の目的]
この発明は前述したような技術的背景に鑑みなされたも
ので、その目的は、移動する物体に対するボルト挿入作
業をロボットで自動化する等に応用すべく、円形対象物
の位置を3次元的に認識することを、光切断法により非
接触で且つ高速に行える装置を提供することにある。[Purpose of the Invention] This invention was made in view of the above-mentioned technical background, and its purpose is to determine the position of a circular object in order to automate bolt insertion into a moving object using a robot. The object of the present invention is to provide a device that can perform three-dimensional recognition in a non-contact manner and at high speed using a photosection method.
[発明の概要]
この発明に係る光切断法により円形対象物の位置を3次
元的に認識する装置は、対象物にスリット光を照射して
光切断線を生じさせ、その光切断線をカメラで撮像し、
対象物に関わる三次元形状情報を算出可能な画像データ
を得る光切断法による光学系と、光切断線が円形の対象
物を横断するようにスリット光を照射し、その光切断線
が上記円形と交わる部分の弦長を算出する手段と、光切
断線を移動させて上記弦長の等しい2本の光切断線の対
を見いだす手段とを有することを特徴とするものである
(第1図参照)。[Summary of the Invention] A device for three-dimensionally recognizing the position of a circular object using a light cutting method according to the present invention irradiates the object with a slit light to generate a light cutting line, and a camera detects the light cutting line. Take an image with
An optical system uses a light cutting method to obtain image data that can calculate three-dimensional shape information related to an object, and a slit light is irradiated so that the light cutting line crosses the circular object, and the light cutting line crosses the circular object. and a means for moving the light section line to find a pair of two light section lines having the same chord length (see Fig. 1). reference).
「発明の実施例コ
第2図はこの発明の一実施例による装置の構成を示して
いる。レーザ等を用いた投光器1からスリット光2が出
射し、そのスリット光2が可動ミラー3で反射して対象
物4に照射される。対象物4の表面にはスリット光2に
よる輝線(光切断線)2aが生じる。この実施例におい
ては、対象物4は平板状の物体とし、これに円形の孔5
が開けられている。この円形孔5が前述した円形対象物
である。Embodiment of the invention FIG. 2 shows the configuration of an apparatus according to an embodiment of the invention. A slit light 2 is emitted from a projector 1 using a laser or the like, and the slit light 2 is reflected by a movable mirror 3. The slit light 2 produces a bright line (light cutting line) 2a on the surface of the object 4. In this embodiment, the object 4 is a flat object, and a circular hole 5
is opened. This circular hole 5 is the circular object mentioned above.
対象物4の上方に設置したテレビカメラ6で光切断線2
aを含む部分をff1(Qする。得られた画像信号は、
演算部10の制御の下で、画像信号取込部7から画像メ
モリ8に書き込まれ、表示部9に表示される。可動ミラ
ー3は、演算部9の制御の下で、11毛引制御部11に
よって駆動されて変位する。可動ミラー3の変位によっ
てスリット光2が掃拍され、対象物4に対するスリット
光2の照射位置を変えるようになっている。A television camera 6 installed above the object 4 cuts the light cutting line 2.
The part containing a is ff1(Q).The obtained image signal is
Under the control of the arithmetic unit 10, the image signal is written into the image memory 8 from the image signal acquisition unit 7 and displayed on the display unit 9. The movable mirror 3 is driven and displaced by a hair-pulling control section 11 under the control of the calculation section 9 . The slit light 2 is swept by the displacement of the movable mirror 3, and the irradiation position of the slit light 2 on the object 4 is changed.
孔位置算出部12は、演算部10から指令信号を受けて
後述のように動作し、円形孔5の中心の位置および法線
の傾きを計帥する。The hole position calculation section 12 operates as described below upon receiving a command signal from the calculation section 10, and calculates the position of the center of the circular hole 5 and the slope of the normal line.
第3図(a ) (fl ) (C) ハカメラ6
テ416する画像データの例を示している。2bは光切
断線2aの像であり、これを光切断線像とする。カメラ
6の出力は光切断線2aの有無を白黒2値化した画像信
号である。Figure 3 (a) (fl) (C) H camera 6
An example of image data to be processed is shown. 2b is an image of the light section line 2a, and this is taken as a light section line image. The output of the camera 6 is an image signal in which the presence or absence of the optical cutting line 2a is converted into black and white binary values.
・ 対象物4の表面に光切断1!2aが生ずるが、対象
物4の円形の孔5の部分は光が通過するので、ここに光
切断線2aは生じない。従って円形孔5を横断するよう
に光切断線2aを生じさせると、第3図に示すように、
カメラ6から得られる画像信号においては、円形孔5と
光切断線2aとの交わった部分でとぎれた光切断線像2
bが観察される。円形孔5の輪郭と光切断線像2bとの
2つの交点をAとBで示している。なお、第3図(a
)(b’> (c )は対象物4を傾きがそれぞれ異
なる場合の画像例である。- A light cut 1!2a occurs on the surface of the object 4, but since light passes through the circular hole 5 of the object 4, no light cut line 2a occurs here. Therefore, if the optical cutting line 2a is created so as to cross the circular hole 5, as shown in FIG.
In the image signal obtained from the camera 6, a light section line image 2 is interrupted at the intersection of the circular hole 5 and the light section line 2a.
b is observed. Two intersections between the outline of the circular hole 5 and the optical section line image 2b are indicated by A and B. In addition, Fig. 3 (a
)(b'> (c) is an example of an image in which the object 4 is tilted at different angles.
光切断法による3次元計測の原理および装置構成は従来
からよく知られているので、ここでは説明を省略する。The principle and device configuration of three-dimensional measurement using the optical sectioning method are well known, so their explanation will be omitted here.
演算部10は、画像メモリ8に格納された画像データに
基づいて、対象物4上における円形孔5の輪郭と光切断
線2aとの交点A。Based on the image data stored in the image memory 8, the calculation unit 10 determines the intersection point A between the outline of the circular hole 5 on the object 4 and the light section line 2a.
Bの3次元的座標を算出すると共に、線分へBの長さ、
すなわち光切断線2aが円形孔5と交わる部分の弦長A
Bを算出する。Calculate the three-dimensional coordinates of B, and calculate the length of B to the line segment,
That is, the chord length A of the part where the optical cutting line 2a intersects with the circular hole 5
Calculate B.
また演算部10は、後述するように掃引制御部11を制
御してスリット光2を掃引し、第5図(b)に示すよう
に、円形孔5にA点とB点で交わる光切断線と、弦長A
Sと等しい弦長となる0点とD点で交わるもう1本の光
F;l′J断線とを見いだす。そして孔位置算出部12
は、八B=CDの関係から、円形孔5の中心位置と法線
の傾きを算出し、表示部9に表示する。The calculation unit 10 also controls the sweep control unit 11 to sweep the slit light 2 as described later, so that a light cutting line intersects the circular hole 5 at points A and B, as shown in FIG. 5(b). and string length A
Find another light F; l'J disconnection that intersects at point 0 and point D, which has a chord length equal to S. And hole position calculation section 12
calculates the center position of the circular hole 5 and the slope of the normal line from the relationship 8B=CD, and displays it on the display section 9.
AB=CDの関係にある4点の座標をそれぞれA(χt
、V+、Z+)、BOl:2.V2.Z2)、C(χ3
.”i’3.Z:+ )、D(χ4. y4.Z4)と
し、円形孔5の中心の座標を(χ、 y、 z >、ま
た孔中心の単位法線ベクトルを(Ω、m、n)とする。The coordinates of four points in the relationship AB=CD are respectively A(χt
, V+, Z+), BOl:2. V2. Z2), C(χ3
.. ``i'3. n).
孔位置算出部12はA、B、C,D点の座標値を与えら
れ、次に示す式によって孔中心の位置と単位法線ベクト
ルを計算する。The hole position calculation unit 12 is given the coordinate values of points A, B, C, and D, and calculates the position of the hole center and the unit normal vector using the following formula.
次に、AB=CDの関係にある2本の光切断線を見いだ
すだめの制御と処理を説明する。第4図のフローチャー
トはその制御手順の一例を示している。Next, the control and processing for finding two optical cutting lines having the relationship AB=CD will be explained. The flowchart in FIG. 4 shows an example of the control procedure.
第4図の処理を開始する前段階の処理として、スリット
光2を掃引しながら光切断線2aと円形71、5とが交
わる状態を作り出す。As a process before starting the process shown in FIG. 4, while sweeping the slit light 2, a state is created where the light cutting line 2a and the circles 71 and 5 intersect.
まずステップ401で最新の画像データをメモリ8に取
込み、次のステップ402でその画像データから光切断
線と円形孔の輪郭との交点△とBの座標を検出し、次の
ステップ403で線分ABの長さ、すなわち弦長L+
を算出する。First, in step 401, the latest image data is loaded into the memory 8, and in the next step 402, the coordinates of the intersections Δ and B between the optical section line and the outline of the circular hole are detected from the image data, and in the next step 403, the coordinates of the intersection point Δ and B are detected from the image data. The length of AB, that is, the chord length L+
Calculate.
次にステップ404で、スリット光2を一定方向くここ
では下向きとする)に幅αだけ移動させる。そしてステ
ップ405で新たな画像データをメモリ8に取込み、ス
テップ406で移動させた光切断線と円形孔との交点C
とDの座標を検出し、ステップ407で線分CDの長さ
、すなわち弦長L2を算出する。Next, in step 404, the slit light 2 is moved in a fixed direction (here, downward) by a width α. Then, in step 405, new image data is taken into the memory 8, and in step 406, the intersection point C between the moved optical cutting line and the circular hole
The coordinates of and D are detected, and in step 407, the length of the line segment CD, that is, the chord length L2 is calculated.
次のステップ408で、上述の弦長L1とLlが等しい
か否かを比較する。等しくない場合ステップ410に進
み、LlとLlの大小関係を比較する。In the next step 408, the above-mentioned chord lengths L1 and Ll are compared to see if they are equal. If they are not equal, the process proceeds to step 410, where the magnitude relationship between Ll and Ll is compared.
LlがLlより長い場合はステップ411に進み、スリ
ット光2を上記とは反対に上向きに、しかも上記より多
い幅α+Δだけ移動させ、最初のステップ401に戻る
。この場合の光切断線の移動の様子を第5図(C)に示
している。光切断線はASの位置から移動幅αに対応し
て下向きに移動してCDの位置に移り、次に上向きに移
動幅α+6分だけ移動する。その結果、3番目の光切断
線はABの位置より上になり、このときの交点を新たな
八Bとして、ステップ4.01以降の処理が繰り返され
る。If Ll is longer than Ll, the process proceeds to step 411, in which the slit light 2 is moved upward, contrary to the above, by a width α+Δ greater than the above, and the process returns to the first step 401. The movement of the optical cutting line in this case is shown in FIG. 5(C). The light cutting line moves downward from the AS position corresponding to the movement width α to the CD position, and then moves upward by the movement width α+6. As a result, the third optical cutting line is above the position of AB, and the process from step 4.01 onwards is repeated with the intersection at this time set as a new 8B.
Llの方がLlより長い場合はステップ412に進み、
スリット光2を上向きに、且つ上記より少ない幅α−Δ
分だ(ブ移動させ、最初のステップ401に戻る。この
場合の光切断線の移動の様子を第5図(a )に示して
いる。光切断線はABの位置から下向きに移動幅α分だ
け移動してCDの位置になり、そこから上向きに移動幅
α−Δ分だけ移動する。従って3木目の光切断線はAB
の位置より下になる。この3木目の光切断線と円形孔と
の交点が新たな交点A、Bとなり、ステップ401以降
の処理が繰り返される。If Ll is longer than Ll, proceed to step 412;
The slit light 2 is directed upward and the width α−Δ is smaller than the above.
The movement of the light section line in this case is shown in FIG. 5(a). The light cutting line of the third grain is AB.
below the position. The intersection between the light cutting line of the third grain and the circular hole becomes new intersections A and B, and the processing from step 401 onwards is repeated.
ステップ411またはステップ412を通る処理が何回
か繰返されるうちに、Ll =12となる状態が見いだ
される。するとステップ408から409に進み、孔位
置淳出部に対してA、B、C。While the process through step 411 or step 412 is repeated several times, a state where Ll =12 is found. Then, the process advances from step 408 to step 409, where A, B, and C are sent to the hole position extracting section.
D点の座標を与えるとともに孔位置算出指令を与える。Give the coordinates of point D and also give a hole position calculation command.
また同時にスリット光を上向きに上記と同じ幅αだけ移
動させる。そしてステップ401に戻る。この場合のス
リット光の移動の様子を第5図(b )に示している。At the same time, the slit light is moved upward by the same width α as above. Then, the process returns to step 401. The movement of the slit light in this case is shown in FIG. 5(b).
もし円形孔が動いていなければ、Ll =12という状
態が一度見つかればスリット光を幅α分だけ上下に動か
してもその状態は崩れない。円形孔5が対象物4と共に
移動すると、その状態が崩れ、再びステップ411また
はステップ12の処理が行われるようになり、Ll =
12になる状態を追求していくことになる。If the circular hole is not moving, once the state Ll = 12 is found, that state will not collapse even if the slit light is moved up and down by the width α. When the circular hole 5 moves together with the object 4, this state collapses and the process of step 411 or step 12 is performed again, and Ll =
We will pursue the state of becoming 12.
[発明の効果1
以上詳細に説明したように、この発明によれば、円形対
象物の位置を3次元的に認識することが、光切断法によ
り非接触で高速に行えるので、円形対象物が移動してい
てもその中心位置を追跡し続けることができる。この装
置をロボッ1への3次元視覚センサに応用すれば、コン
ベヤで移送される物体の丸孔内にボルトを挿入する作業
等が容易に自動化できる。[Effect of the invention 1] As explained in detail above, according to the present invention, the position of a circular object can be recognized three-dimensionally and at high speed without contact using the optical cutting method. Even if you are moving, you can continue to track its center position. If this device is applied to a three-dimensional visual sensor for the robot 1, tasks such as inserting bolts into round holes in objects transported by a conveyor can be easily automated.
第1図は特許請求の範囲に記載した構成要件を図解した
ブロック図、第2図はこの発明の一実施例装置の構成図
、第3図は同上装置におけるテレビカメラによる観測画
面を例示した図、第4図は同上装置において弦長の等し
い2本光切断線の対を見いだすための処理手順のフロー
チャーh、第5図は第4図の処理の作用を示す図である
。
1・・・投光器 2・・・スリット光2a・・・
光切断線 2b・・・光切断線像3・・・可動ミラー
4・・・対象物5・・・円形の孔 6・・・カ
メラ10・・・演算部 11・・・掃引制御部12
・・・孔位置算出部
第1図
第2図
第3図Fig. 1 is a block diagram illustrating the constituent elements described in the claims, Fig. 2 is a block diagram of an embodiment of the device of the present invention, and Fig. 3 is a diagram illustrating an observation screen by a television camera in the same device. , FIG. 4 is a flowchart h of a processing procedure for finding a pair of two optical cutting lines with equal chord lengths in the same apparatus as described above, and FIG. 5 is a diagram showing the operation of the processing of FIG. 4. 1... Floodlight 2... Slit light 2a...
Light cutting line 2b... Light cutting line image 3... Movable mirror 4... Target 5... Circular hole 6... Camera 10... Calculation section 11... Sweep control section 12
... Hole position calculation unit Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3
Claims (1)
せ、その光切断線をカメラで撮像し、対象物に関わる3
次元形状情報を算出可能な画像データを得る光切断法に
よる光学系と、 光切断線が円形の対象物を横断するようにスリット光を
照射し、その光切断線が上記円形と交わる部分の弦長を
算出する手段と、 光切断線を移動させて上記弦長の等しい2本の光切断線
の対を見いだす手段 とを有することを特徴とする光切断法により円形対象物
の位置を3次元的に認識する装置。(1) Irradiate the object with slit light to generate a light cutting line, image the light cutting line with a camera, and
An optical system that uses a light section method to obtain image data that can calculate dimensional shape information, and a slit light beam that irradiates a circular object so that the light section line crosses the circular object, and a string where the light section line intersects with the circular object. The position of a circular object is determined three-dimensionally by a light cutting method characterized by having means for calculating the length, and means for moving the light cutting line to find a pair of two light cutting lines having the same chord length. A device that recognizes
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18655485A JPS6247503A (en) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | Device for recognizing position of circular object three dimensionally by light cutting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18655485A JPS6247503A (en) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | Device for recognizing position of circular object three dimensionally by light cutting method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6247503A true JPS6247503A (en) | 1987-03-02 |
Family
ID=16190548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18655485A Pending JPS6247503A (en) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | Device for recognizing position of circular object three dimensionally by light cutting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6247503A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109373901A (en) * | 2018-12-03 | 2019-02-22 | 易思维(天津)科技有限公司 | Method for calculating center position of hole on plane |
CN110382048A (en) * | 2017-03-06 | 2019-10-25 | Oh & Lee医疗机器人公司 | Region partitioning method for laser therapy, the laser therapy method using it and device |
-
1985
- 1985-08-27 JP JP18655485A patent/JPS6247503A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110382048A (en) * | 2017-03-06 | 2019-10-25 | Oh & Lee医疗机器人公司 | Region partitioning method for laser therapy, the laser therapy method using it and device |
CN110382048B (en) * | 2017-03-06 | 2022-04-12 | Oh & Lee医疗机器人公司 | Region dividing method for laser treatment, laser treatment method using the same, and apparatus |
CN109373901A (en) * | 2018-12-03 | 2019-02-22 | 易思维(天津)科技有限公司 | Method for calculating center position of hole on plane |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Nitzan | Three-dimensional vision structure for robot applications | |
JPH02143309A (en) | Operation method and apparatus | |
JPH11166818A (en) | Calibrating method and device for three-dimensional shape measuring device | |
JP6621351B2 (en) | Image processing apparatus and image processing method for laser processing | |
US4760269A (en) | Method and apparatus for measuring distance to an object | |
US7653247B2 (en) | System and method for extracting corner point in space using pixel information, and robot using the system | |
JPS6247503A (en) | Device for recognizing position of circular object three dimensionally by light cutting method | |
JP3211681B2 (en) | Painting defect inspection equipment | |
JP2519445B2 (en) | Work line tracking method | |
JPH05318280A (en) | Grinding attitude producing device of grinding robot | |
CN115338873A (en) | Robot motion planning method based on multi-parameter multi-dimensional distance field digitization | |
EP0433013A2 (en) | Methods of inputting three-dimensional configuration data | |
EP0441972A1 (en) | Object recognition method by otpical cutting method | |
JPH0765889B2 (en) | Device for recognizing the position of a circular protrusion three-dimensionally by the optical cutting method | |
JP2519442B2 (en) | Work line tracking method | |
JP2887656B2 (en) | Laser processing equipment | |
JPH0713997B2 (en) | Wafer alignment angle detection device | |
JPH05345255A (en) | Grinding route generating device for grinding robot | |
JPS60227104A (en) | Method and device for deciding position | |
JPH05337785A (en) | Grinding path correcting device of grinder robot | |
JPH0996506A (en) | Adjusting method for position by three-dimensional visual sensor and recognition apparatus for three-dimensional image | |
JPH0933227A (en) | Discrimination method for three-dimensional shape | |
JPS6325871B2 (en) | ||
JP2519444B2 (en) | Work line tracking device | |
JPH034376A (en) | Shape recognizing method |