KR100249964B1

KR100249964B1 - 나사구멍위치 인식방법

Info

Publication number: KR100249964B1
Application number: KR1019970707207A
Authority: KR
Inventors: 미스즈 타카노; 요시히로 이쯔자키; 킨지 호리카미; 카즈마사 오쿠무라
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1995-04-11
Filing date: 1996-04-11
Publication date: 2000-04-01
Also published as: EP0822029A1; KR19980703807A; US6122398A; DE69619105D1; WO1996032222A1; EP0822029A4; DE69619105T2; JPH08287252A; EP0822029B1

Abstract

원형상의 나사구멍대상물을 촬상수단(1)에 의해 촬상해서 농담화상을 얻고, 이 농담화상상의 원형형상의 윤곽에 동등한 윤곽주사와 이 윤곽주사에 직교하고 이 윤곽주사의 안팎의 화상농도를 측정하는 농도상관라인을 복수형성한 윤곽주사윈도에 의해서 상기 농담화상을 주사수단(3)에 의해 주사하고, 각 농도상관라인마다 소정수의 안쪽화상농도측정점으로 이루어진 안쪽농도상관라인의 측정농도계측치와 소정수의 바깥쪽화상농도측정점으로 이루어진 바깥쪽농도상관라인의 측정농도계측치와의 차의 절대치를 위치연산수단(4)에 의해 연산하고, 이 절대치가 소정농도임계치보다 큰 농도상관라인의 개수가 극대로되는 상기 윤곽주사윈도의 위치를 대상물의 위치로서 검출하고, 편차량연산수단(5)에 의해 위아래구멍의 편차량을 산출하고, 위아래구멍의 편차량의 최소의 것부터 나사죄기를 행함으로써 다른 구멍의 편차량의 보정을 행한다.

Description

[발명의 명칭]

나사구멍위치 인식방법

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은, 나사죄기로봇용 시각이식장치의 위치인식방법에 있어서, 특히, 촬상수단에 의해 복수구멍에 대해서 촬상된 농담(濃淡)화상으로부터, 각각의 위치를 검출하여 나사죄기를 행하는 나사구멍위치인식방법에 관한 것이다.

[배경기술]

최근, 촬상장치에 의해 촬상된 농담화상으로부터 대상물의 위치를 검출하는 위치인식방법이, 각종 생산설비에 있어서의 로봇의 시각인식장치에 널리 사용되고 있다.

상기 장치에 사용되는 위치인식방법중에서 나사구멍의 위치를 인식하는 경우의 종래예를 설명한다.

제5도는, 종래예의 위치인식방법을 사용하는 위치인식장치의 구성을 표시한 블록도이며, 이것은 원형대상물의 중심위치를 검출하는 경우이다. 제도에 있어서, (20)은 도시생략의 대상물을 촬상해서 영상신호를 출력하는 촬상수단, (21)은 상기 촬상수단(20)에 의해 촬상할 수 있게된 영상신호를 농담화상데이터로서 기억하는 농담화상기억수단, (22)는 제6도에서 후술하는 윤곽주사윈도A에 의해서 상기 농담화상데이터를 주사하는 농담화상주사수단에 의해 주사데이터를 얻는다. (23)은 상기 주사데이터를 사용해서 대상물의 위치를 연산하는 위치연산수단이다.

제6도는 제5도에서 사용하는 윤곽주사윈도A의 구성을 표시하는 것이며, 제6도에 있어서, (24)는 원형대상물의 윤곽에 동등한 윤곽주사이고, (25)는, 이 윤곽주사(24)에 직교하고, 이 윤곽주사(24)의 안팎의 화상농도를 측정하는 농도상관라인이며, 윤곽주사윈도A는 이 농도상관라인(25)을 복수형성한 윈도이다.

다음에 제5도에 표시한 위치인식장치에 있어서의 위치인식동작을 제6도의 윤곽주사윈도A를 사용하였을 경우에 대해서 설명한다.

촬상수단(20)에 의해 촬상된 영상신호(화상데이터)는 농담화상기억수단(21)에 기억된다. 이것은 원형대상물의 화상데이터이며, 이것을 농담화상주사수단(22)에 의해 제6도에 표시하는 바의 윤곽주사윈도A에 의해 주사하여, 각농담상관라인(25)마다 위치연산수단(23)에 의해 연산하고, 그 값이 소정임계치보다 큰 농도상관라인(25)의 개수가 극대로 되는 윤곽주사윈도A의 위치가 원형대상물의 위치로서 검출할 수 있다.

이 경우의 위치연산수단(23)은 농도상관라인(25)에 있어서 대상물의 윤곽보다 안쪽측정점의 측정농도계측치와, 대상물의 윤곽보다 바깥쪽측정점의 측정농도계측치와 차의 절대치를 연산하는 것이다.

그러나, 상기의 종래의 위치인식방법에서는, 제2도에 예시하는 농담화상데이터로부터 복수의 나사구멍을 죄는 경우, 상하구멍의 편차량이 클때는, 나사죄기를 행하지 않고, 또한 나사구멍의 한점한점을 인식하면서 나사죄기를 행함으로 위치인식을 위한 처리시간이 오래거린다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기 종래예의 문제점을 해결하는 것으로서, 복수구멍의 위구멍과 아래구멍의 편차량이 큰 경우는, 편차량이 작은 것으로부터 나사죄기를 행하여, 모든구멍을 죄는 것을 가능하게하고, 또 2점을 검출한 후, 그밖의 구멍의 보정량을 산출하여, 고속으로 처리하는 것을 가능하게 하는 나사구멍위치인식방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여, 촬상수단에 의해 복수의 나사구멍 대상물을 촬상해서 농담화상을 얻고, 이 농담화상상의 위구멍대상물의 원형형상의 윤곽에 동등한 윤곽주사와, 이 윤곽주사에 직교하고, 이 윤곽주사의 안팎의 화상농도를 측정하는 농도상관라인을 복수형성한 윤곽주사윈도에 의해서 상기 농담화상을 농단화상주사수단에 의해 주사하고, 상기 각 농도상관라인마다, 소정수의 안쪽화상 농도측정점으로 이루어진 안쪽농도상관라인의 측정농도계측치와, 소정수의 바깥쪽 화상농도측정점으로 이루어진 바깥쪽농도상관라인의 측정농도계측치와의 차의 절대치를 위치연산수단에 의해 연산하고, 이 절대치가 소정농도임계치보다 큰 농도상관라인의 개수가 극대로되는 상기 윤곽주사윈도의 위치를 위구멍대상물의 위치로서 검출하고, 그위치보다 아래구멍대상물의 윤곽에 동등한 윤곽주사윈도와 아래구멍의 주사범위를 설정해서 상기한 방법에 의해 검출된 아래구멍중심위치와, 상기 위구멍중심위치와의 거리편차량을 편차량연산수단에 의해 산출하고, 이 편차량을 복수의 구멍의 모두에 대해서 구하여 편차량이 최소의 것부터 나사죄기를 행하고, 그외의 위아래구멍의 편차량을 작게하는 것을 특징으로 한다.

또, 복수의 나사구멍대상물에 대해서, 그중 2점을 촬상수단에 의해 촬상해서 농담화상을 얻고, 상기 방법에 의해 검출된 위치로부터 워크전체의 회전각도를 회전각도연산수단에 의해 산출하고, 다른구멍의 보정위치를 동시에 구멍위치보정량연산수단에 의해 산출한다.

본 발명에 의하면, 대상물을 촬상수단에 의해 연계된 화상데이터에 대해서, 대상물의 원형상의 윤곽에 직교하는 농도상관라인을 복수형성한 윤곽주사윈도에 의해 화상을 주사하고, 상기 원형상의 윤곽보다 안쪽측정점의 측정농도계측치와, 상기 원형상의 윤곽보다 바깥쪽측정점의 측정농도계측치와의 차의 절대치가 소정임계치보다 큰 농도상관라인의 개수가 극대로 되는 윤곽주사윈도의 위치를 대상물의 위치로서 검출하고, 위아래구멍의 편차량을 검출하여, 복수있는 구멍중 편차량이 최소의 것부터 나사죄기를 행한다. 또, 복수있는 구멍중 2점의 위치를 상기한 방법에 의해 검출한 후, 2점의 회전각도를 산출해서 그외구멍의 보정량을 산출함으로써 복수의 구멍의 나사죄기를 고속으로 행할 수 있다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 복수구멍나사죄기방법을 사용하는 위치인식장치의 주요부의 구성을 표시한 블록도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 복수구멍나사죄기방법을 사용하는 농담화상데이터의 일예를 표시한 도면.

제3도는 본 발명의 일실시예에서 사용하는 윤곽주사윈도A의 구성을 표시한 도면.

제4도는 제3도의 윤곽주사윈도의 일부의 상세도.

제5도는 종래예의 위치인식방법을 사용하는 위치인식장치의 구성을 표시한 블록도.

제6도는 제5도의 종래예에서 사용하는 윤곽주사윈도의 구성을 표시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 촬상수단 2 : 농담화상기억수단

3 : 윤곽주사윈도에 의한 농단화상주사수단

4 : 위치연산수단 5 : 편차량연산수단

6 : 회전각도연산수단 7 : 각복수의 구멍위치보정량연산수단

12a∼12h, 25 : 농도상관라인 13c : 윤곽주사위치

14c,15c,16c : 안쪽화상농도측정점

17c,18c,19c : 바깥쪽화상농도측정점

A : 윤곽주사윈도 B : 안쪽농도상관라인

C : 바깥쪽농도상관라인

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

제1도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 나사구멍위치인식방법을 사용하는 위치인식장치의 주요부의 구성을 표시한 블록도.

제1도에 있어서, 촬상수단(1)은 도시생략의 대상물을 촬상해서 영상신호를 출력하여, 농담화상기억수단(2)에 상기 영상신호를 농담화상데이터로서 기억한다. 그리고 농담화상주사수단(3)은 상기 윤곽주사윈도A(제3도 참조)에 의해서 상기 농담화상데이터를 주사하여, 주사데이터를 얻고, 위치연산수단(A)에 의해 상기 주사데이터를 사용해서 대상물의 위치를 연산한다. 상기 각수단 1∼4에 의해서 얻게된 위구멍의 위치로부터 위아래구멍의 편차량을 편차량 연산수단(5)에 의해 산출한다. 또 2점의 위치도 상기 각 수단 1∼4에 의해서 얻게되고, 그들 위치로부터 회전각도연산수단(6)에 의해 회전각도를 산출하고, 다른 구멍위치의 보정량을 구멍위치보정량연산수단(7)에 의해서 산출한다.

제2도는, 제1도의 농담화상데이터의 일예를 표시하며, (8)은 위구멍대상물, (9)는 아래구멍대상물이다. 여기서, 2점검출보정하는 경우는, 위구멍대상물(8)과 마찬가지로, 위구멍대상물이고 통상 대각에 존재하는 구멍(10)을 검출하는 쪽이 오차는 작다.

제3도는, 본 실시예(제1도)에서 사용하는 윤곽주사윈도A의 구성을 표시하며, (11)은, 위구멍대사물(8)의 화상의 원형의 직경과 동등한 직경을 가진 윤곽주사, (12a)∼(12h)는, 윤곽주사(11)에 직교하고, 이 윤곽주사(11)의 안팎의 화상농도를 측정하는 복수개의 농도상관라인이다.

제4도는, 본 실시예에서 사용하는 윤곽주사윈도A의 농도상관라인(12a)∼(12h)중의 대표예로서, (12c)의 상세를 표시하며, (13c)는 농도상관라인(12c)의 윤곽주사위치, (14c),(15c),(16c)는 안쪽농도상관라인B를 구성하는 소정수의 안쪽화상농도측정점, (17c),(18c),(19c)는 바깥쪽농도상관라인c를 구성하는 소정수의 바깥쪽 화상농도측정점이다.

다음에, 본 실시예에 있어서의 위치인식동작을 제1∼제4도에 의거해서 설명한다.

먼저 제1도에 표시한 촬상수단(1)에 의해 도시생략의 대상물을 촬상해서 농담화상을 얻어, 농담화상기억수단(2)에 기억시킨다. 이 농담화상에서는, 제2도에 표시한 바와 같이 위구멍대상물(8)과 아래구멍대상물(9)이 있다. 또 이것은 단일구멍이어도 상관없다. 이 경우에, 위아래구멍 또는 단일구멍의 위치를 검출하는 본 실시예의 동작을 이하에 설명한다.

먼저, 제1도에 표시한 농담화상주사수단(3)이 제3도에 표시한 윤곽주사윈도A를 사용해서, 농담화상기억수단(2)에 의해서 기억시킨 농담화상의 왼쪽위로부터 오른쪽방향으로 주사하기 시작하고, 1화소이동할때마다 위치연산수단(4)이 연산한다. 즉, 각농도상관라인B, C마다, 소정수의 안쪽화상농도측정점으로 이루어진 안쪽농도 상관라인B의 측정농도계측치 14c+15c+16c와, 소정수의 바깥쪽화상농도측정점으로 이루어진 바깥쪽농도상관라인C의 측정농도측정치 17c+18c+19c와의 차의 절대치를 연산하고, 이 절대치가 소정농도임계치보다 큰 농도상관라인의 개수의 가장 크게되는 상기 윤곽주사윈도A의 위치를 위구멍, 아래구멍, 단일구멍의 위치로서 검출한다.

위아래구멍에 대해서 위치를 검출한 후, 편차량연산수단(5)에 의해 각각의 편차량을 구하여 편차량이 최소의 것부터 나사죄기를 행한다.

다음에 2점검출보정의 경우는, 각수단 1∼4에서 검출된 2점의 위치를

(X1′, Y1′), (X2′, Y2′)로 했을 때, 미리 기준위치로서 주어진 α(X1′, Y1′), β(X2′, Y2′)로부터의 보정량은 각각

αX=X1-X1′, αY=Y1- Y1

βX=X2-X2′, βY=Y2-Y2′

가 된다.

α를 기준으로 해서 2점간의 거리가(X0,Y0)일 때 기준각도는

가 되고, 측정각은

가 된다. 이에 의해 회전각도는, 회전각도연산수단(6)에 의해

θ=θ1-θ0

로 산출할 수 있다.

실제의 나사죄기위치를 α를 기준으로해서 (X,Y)로 했을 때, 이 좌표는 회전각도로부터,

x*=xcosθ-ysinθ+αx

y*=xsinθ±ysinθ+αy

로 변화되므로 나사죄기위치의 보정량 zx,zy는, 위치보정량의 구멍위치보정량 연산수단(7)에 의해,

zx=x*-x

zy=y*-y

에 의해 산출할 수 있다. 마찬가지로해서 복수의 나사죄기위치를 등록해둠으로써 2점의 검출로부터 다른 위치의 보정량을 산출할 수 있다.

이와 같이 해서, 복수구멍의 나사죄기를 효율좋게 또 고속으로 행할 수 있다.

[산업상의 이용가능성]

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 나사구멍위치인식방법은, 나사죄기를 행하려고하는 복수의 대상물의 위아래구멍의 위치를 검출하고, 편차량이 최소의 것부터 나사죄기를 행함으로써, 편차량의 보정을 행항 수 있다. 또, 2점의 구멍을 검출한 후, 그회전각도로부터 다른 구멍의 보정량을 산출함으로써 나사죄기를 효율좋게 또는 고속으로 행할 수 있다.

Claims

촬상수단에 의해 복수의 나사구멍에 대상물을 촬상해서 농담화상을 얻고, 이 농담화상상의 위구멍대상물의 원형형상의 윤곽에 동등한 윤곽주사와, 이 윤곽주사에 직교하고, 이 윤곽주사의 안팎의 화상농도를 측정하는 농도상관라인을 복수형성한 윤곽주사윈도에 의해서 상기 농담화상을 농단화상주사수단에 의해 주사하고, 상기 각 농도상관라인마다, 소정수의 안쪽화상농도측정점으로 이루어진 안쪽농도상관라인의 측정농도계측치와, 소정수의 바깥쪽화상농도측정점으로 이루어진 바깥쪽농도상관라인의 측정농도계측치와의 차의 절대치를 위치연산수단에 의해 연산하고, 이 절대치가 소정농도임계치보다 큰 농도상관라인의 개수가 극대로되는 상기 윤곽주사윈도의 위치를 위구멍대상물의 위치로서 검출하고, 그 위치보다 아래구멍대상물의 윤곽에 동등한 윤곽주사윈도와 아래구멍의 주사범위를 설정해서 상기한 방법에 의해 검출된 아래구멍중심위치와, 상기 위구멍중심위치와의 거리편차량을 편차량연산수단에 의해 산출하고, 이 편차량을 복수의 구멍의 모두에 대해서 구하여 편차량이 최소의 것부터 나사죄기를 행하고, 그외의 위아래구멍의 편차량을 작게하는 것을 특징으로 하는 나사구멍위치인식방법.
제1항에 있어서, 복수의 나사구멍대상물에 대해서, 그중 2점을 촬상수단에 의해 촬상해서 농담화상을 얻고, 상기 방법에 의해 검출된 위치로부터 워크전체의 회전각도를 회전각도연산수단에 의해 산출하고, 다른구멍의 보정위치를 동시에 구멍위치보정량연산수단에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 나사구멍위치인식방법.