JP2016090320A - Method and system for measuring three-dimensional position of vehicle body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車体の三次元位置測定方法及び三次元位置測定システムに関する。 The present invention relates to a vehicle body three-dimensional position measurement method and a three-dimensional position measurement system.
例えば自動車などの製造工程における車体の検査として、当該車体の形状精度や寸法精度を評価することが行われている。これは、実際に製造した車体の形状ないし寸法を評価し、評価した形状ないし寸法が予めCADなどで設計された形状ないし寸法に一致もしくは許容されるか否かを判定するものがある。 For example, as an inspection of a vehicle body in a manufacturing process of an automobile or the like, the shape accuracy and dimensional accuracy of the vehicle body are evaluated. In this method, the shape or size of the actually manufactured vehicle body is evaluated, and it is determined whether or not the evaluated shape or size matches or is allowed to match the shape or size designed in advance by CAD or the like.
ここで、例えば特許文献1には、被測定物となる車体の表面をカメラで撮像し、撮像して得た画像に所定の処理を施すことで、車体の形状を測定、評価する技術が提案されている。
Here, for example,
しかしながら、上記特許文献1等に記載の測定技術は、車体の一部表面の形状を測定、評価するための技術であり、車体の概ね全体にわたる形状(いわば骨格形状)や寸法を測定、評価するには必ずしも適切な技術とはいえなかった。そのため、現状では、固定式のカメラ又はレーザーを用いて車体の所定部位の大まかな形状ないし位置を評価するに留まっていた。言い換えると、設計形状ないし寸法に対するずれの傾向を把握するに留まっていた。
However, the measurement technique described in
また、車体の三次元位置を正確に測定するのであれば、例えば三次元位置測定が行われる領域内の所定位置に車体を位置決めピン等の位置決め治具で位置決めする必要がある。ところが、車体は三次元位置の被測定物としては比較的大型であり、また重量物でもある。そのため、車体をできる限り持ち上げることなく位置決めピン等の上方に配置可能とするべく、位置決めピン等を水平方向に倒した状態から直立状態にまで回動可能に構成することが望ましい。また、車体を下降させることなく位置決めピン等を下方からアクセス可能とするべく、位置決めピン等を直立状態からさらに伸長可能に構成することが望ましい。 Further, if the three-dimensional position of the vehicle body is to be accurately measured, it is necessary to position the vehicle body at a predetermined position within a region where the three-dimensional position measurement is performed, for example, with a positioning jig such as a positioning pin. However, the vehicle body is relatively large as an object to be measured at a three-dimensional position, and is also a heavy object. For this reason, it is desirable that the positioning pin or the like can be rotated from a horizontally tilted state to an upright state so that the vehicle body can be disposed above the positioning pin or the like without being lifted as much as possible. Further, it is desirable that the positioning pins and the like are further extendable from an upright state so that the positioning pins and the like can be accessed from below without lowering the vehicle body.
しかしながら、上述のように位置決めピン等を可動式の構造にすると、位置決めピン等の位置精度が低下するおそれが高まる。これでは、位置決めピン等で位置決めがなされる車体の三次元位置の測定精度を保証することは難しい。 However, if the positioning pin or the like has a movable structure as described above, there is a high possibility that the positioning accuracy of the positioning pin or the like will decrease. In this case, it is difficult to ensure the measurement accuracy of the three-dimensional position of the vehicle body that is positioned by a positioning pin or the like.
以上の事情に鑑み、本発明により解決すべき課題は、車体の如き大型な被測定物であっても、その三次元位置を精度よく測定することにある。 In view of the above circumstances, the problem to be solved by the present invention is to accurately measure the three-dimensional position of a large object to be measured such as a vehicle body.
前記課題の解決は、本発明に係る車体の三次元位置測定方法によって達成される。すなわち、この測定方法は、少なくとも設備側に取付けた複数の原点設定用マーカーの位置を三次元位置測定器で測定することで、三次元座標の原点を設定する工程と、被測定物となる車体に位置測定用マーカーを取付け、位置測定用マーカーの位置と、原点設定用マーカーの位置とを三次元位置測定器で測定することで、三次元座標の原点を基準とする位置測定用マーカーの三次元位置を測定する工程とを備えた車体の三次元位置測定方法であって、車体を位置決めするための位置決め治具に位置測定用マーカーを取付け、車体の位置決めを行う前に、位置決め治具に取付けた位置測定用マーカーの位置と、原点設定用マーカーの位置とを三次元位置測定器で測定することで、位置決め治具に取付けた位置測定用マーカーの原点を基準とする三次元位置を測定する点をもって特徴付けられる。 The solution to the above-described problem is achieved by the vehicle body three-dimensional position measuring method according to the present invention. That is, this measurement method includes a step of setting the origin of three-dimensional coordinates by measuring the positions of a plurality of origin setting markers attached to at least the equipment side with a three-dimensional position measuring device, and a vehicle body to be measured. A 3D position measurement marker based on the origin of the 3D coordinates by attaching the position measurement marker to the 3D position measuring instrument and measuring the position of the position measurement marker and the position of the origin setting marker. A method for measuring a three-dimensional position of a vehicle body including a step of measuring an original position, wherein a position measuring marker is attached to a positioning jig for positioning the vehicle body, and the positioning jig is used before positioning the vehicle body. Measure the position of the position measurement marker and the position of the origin setting marker with a 3D position measuring instrument, and use the origin of the position measurement marker attached to the positioning jig as a reference. It characterized with a point for measuring the three-dimensional position.
このように、本発明では、車体の三次元位置測定に際し、少なくとも設備側に取付けた原点設定用マーカーの位置を測定することで三次元座標の原点を設定すると共に、車体に位置測定用マーカーを取付け、この位置測定用マーカーの位置及び原点設定用マーカーの位置を測定することで、上記原点を基準とする位置測定用マーカーの三次元位置を測定するようにした。このように原点設定用マーカーと位置測定用マーカーを用いて車体の所定部位の三次元位置を測定することで、原点設定用マーカーの測定位置に基づき設定した原点を基準として三次元位置測定器の位置を正確に認識しながら位置測定用マーカーの測定を行うことができる。よって、車体を直接撮像してその三次元位置を測定する場合と比べて、高精度に三次元位置を測定することができる。 Thus, in the present invention, when measuring the three-dimensional position of the vehicle body, the origin of the three-dimensional coordinates is set by measuring at least the position of the origin setting marker attached to the equipment side, and the position measuring marker is set on the vehicle body. The three-dimensional position of the position measuring marker with respect to the origin is measured by mounting and measuring the position of the position measuring marker and the position of the origin setting marker. By measuring the three-dimensional position of the predetermined part of the vehicle body using the origin setting marker and the position measurement marker in this way, the origin of the three-dimensional position measuring device is set based on the origin set based on the measurement position of the origin setting marker. The position measuring marker can be measured while accurately recognizing the position. Therefore, the three-dimensional position can be measured with higher accuracy than in the case where the vehicle body is directly imaged and the three-dimensional position is measured.
また、本発明では、車体を位置決めするための位置決め治具に位置測定用マーカーを取付け、この位置測定用マーカーの三次元位置を上記原点を基準として測定するようにしたので、位置決め治具の設備側に対する位置が仮にばらついたとしても、そのばらつき度合いを認識して、被測定物となる車体の三次元位置精度に反映することができる。よって、この位置決め治具の位置精度が保証されることを前提として取得(算出)される車体の所定部位間の距離(寸法)精度や形状精度などを精度よく評価することができる。また、この位置決め治具の位置を三次元位置測定器で測定するようにすれば、新たな測定器も必要なくコスト面でも有益である。 In the present invention, the position measuring marker is attached to the positioning jig for positioning the vehicle body, and the three-dimensional position of the position measuring marker is measured with reference to the origin. Even if the position relative to the side varies, the degree of variation can be recognized and reflected in the three-dimensional position accuracy of the vehicle body to be measured. Therefore, it is possible to accurately evaluate the distance (dimension) accuracy between the predetermined parts of the vehicle body, the shape accuracy, and the like obtained (calculated) on the assumption that the positioning accuracy of the positioning jig is guaranteed. Further, if the position of the positioning jig is measured with a three-dimensional position measuring device, a new measuring device is not necessary, which is beneficial in terms of cost.
また、本発明に係る測定方法は、車体の三次元位置測定が行われる領域にフレームを設置すると共に、フレームに複数の原点設定用マーカーを取付け、設備側及びフレームに取付けた複数の原点設定用マーカーの位置を三次元位置測定器で測定することで、三次元座標の原点を設定すると共に、位置測定用マーカーの位置と、フレームに取付けた原点設定用マーカーの位置とを三次元位置測定器で測定することで、位置測定用マーカーの原点を基準とする三次元位置を測定するものであってもよい。 Further, the measurement method according to the present invention is to install a frame in an area where the three-dimensional position measurement of the vehicle body is performed, attach a plurality of origin setting markers to the frame, and install a plurality of origins on the equipment side and the frame. By measuring the position of the marker with a three-dimensional position measuring device, the origin of the three-dimensional coordinates is set, and the position of the position measuring marker and the position of the origin setting marker attached to the frame are also measured. It is also possible to measure the three-dimensional position with reference to the origin of the position measuring marker.
このように、車体の三次元位置測定が行われる領域にフレームを設置すると共に、フレームに複数の原点設定用マーカーを取付けて、位置測定用マーカーと同時にその位置を測定することで、例えば車体の載置台など床面に近いレベルにのみ原点設定用マーカーを配置する場合と比べて、より多くの原点設定用マーカーの位置を位置測定用マーカーの位置と同時に測定し易くなる。よって、さらに精度よく位置測定用マーカーの三次元位置を測定することが可能となる。 In this way, by installing the frame in the region where the three-dimensional position measurement of the vehicle body is performed, by attaching a plurality of origin setting markers to the frame and measuring the position at the same time as the position measurement marker, for example, Compared with the case where the origin setting markers are arranged only at a level close to the floor surface such as a mounting table, it becomes easier to measure more positions of the origin setting markers simultaneously with the positions of the position measuring markers. Therefore, the three-dimensional position of the position measuring marker can be measured with higher accuracy.
また、上述の如くフレームに原点設定用マーカーを取付ける場合、三次元位置測定器が、位置測定用マーカーと、3個以上の原点設定用マーカーとを同時にその測定範囲に含むよう、フレームにおける原点設定用マーカーの取付け位置及び取付け個数を設定するものであってもよい。 In addition, when the origin setting marker is attached to the frame as described above, the origin setting in the frame is performed so that the three-dimensional position measuring device includes the position measuring marker and three or more origin setting markers at the same time in the measurement range. For example, the mounting position and number of mounting markers may be set.
車体の如き大型の被測定物に対して三次元位置測定を実施するに当たっては、三次元位置測定器をその長手方向に沿って移動させることが必要となる。そのため、上述のようにフレームに取付けた原点設定用マーカーと位置測定用マーカーとを同時に測定する場合には、三次元位置測定器が、位置測定用マーカーと、3個以上の原点設定用マーカーとを同時にその測定範囲に含むよう、フレームにおける原点設定用マーカーの取付け位置及び取付け個数を設定するのがよい。このようにすれば、三次元位置測定器による位置測定用マーカーの位置測定の際、常に所定個数(3個以上)の原点設定用マーカーの位置を同時に測定することができるので、スライド可能な三次元位置測定器をスライド可能に構成した場合であっても、当該測定器の位置(三次元位置)を常に認識しながら測定することができる。これにより、更なる測定精度の向上を図ることができる。 In performing three-dimensional position measurement on a large object to be measured such as a vehicle body, it is necessary to move the three-dimensional position measuring device along the longitudinal direction thereof. Therefore, when the origin setting marker and the position measurement marker attached to the frame as described above are measured simultaneously, the three-dimensional position measuring device includes a position measurement marker, three or more origin setting markers, and It is preferable to set the attachment position and the number of attachments of the origin setting marker on the frame so that the measurement range is included at the same time. In this way, the position of a predetermined number (three or more) of origin setting markers can be measured simultaneously when the position of the position measuring marker is measured by the three-dimensional position measuring device. Even when the original position measuring device is configured to be slidable, measurement can be performed while always recognizing the position (three-dimensional position) of the measuring device. Thereby, the improvement of the further measurement accuracy can be aimed at.
また、前記課題の解決は、本発明に係る車体の三次元位置測定システムによっても達成される。すなわち、この測定システムは、少なくとも設備側に取付けられる複数の原点設定用マーカーと、被測定物となる車体に取付けられる位置測定用マーカーと、原点設定用マーカーの位置及び位置測定用マーカーの位置を測定する三次元位置測定器とを備え、原点設定用マーカーの位置を三次元位置測定器で測定することで、三次元座標の原点を設定し、位置測定用マーカーの位置と、原点設定用マーカーの位置とを三次元位置測定器で測定することで、三次元座標の原点を基準とする位置測定用マーカーの三次元位置を測定する車体の三次元位置測定システムであって、車体を位置決めするための位置決め治具をさらに備え、位置決め治具に位置測定用マーカーが取付けられている点をもって特徴付けられる。 The solution to the above problem is also achieved by the three-dimensional position measurement system for a vehicle body according to the present invention. That is, this measurement system includes at least a plurality of origin setting markers attached to the facility side, a position measurement marker attached to the vehicle body to be measured, the position of the origin setting marker, and the position measurement marker. 3D position measuring device to measure, and by measuring the position of the origin setting marker with the 3D position measuring device, the origin of the 3D coordinates is set, the position measuring marker position and the origin setting marker A 3D position measurement system for a vehicle body that measures the 3D position of a position measuring marker with reference to the origin of 3D coordinates by measuring the position of the vehicle with a 3D position measuring device. And a positioning jig for mounting the position measuring marker on the positioning jig.
このように、本発明に係る三次元位置測定システムにおいて、少なくとも設備側に取付けられる複数の原点設定用マーカーと、被測定物となる車体に取付けられる位置測定用マーカーと、原点設定用マーカーの位置及び位置測定用マーカーの位置を測定する三次元位置測定器とを備え、原点設定用マーカーと位置測定用マーカーを用いて車体の所定部位の三次元位置を測定することで、上述した三次元位置測定方法と同様、三次元位置測定器の位置を正確に認識しながら位置測定用マーカーの測定を行うことができる。よって、車体を直接撮像してその所定部位の三次元位置を測定する場合と比べて、高精度に三次元位置を測定することができる。 As described above, in the three-dimensional position measurement system according to the present invention, at least a plurality of origin setting markers attached to the equipment side, a position measurement marker attached to the vehicle body to be measured, and the position of the origin setting marker And a three-dimensional position measuring device for measuring the position of the position measuring marker, and measuring the three-dimensional position of the predetermined part of the vehicle body using the origin setting marker and the position measuring marker, thereby Similar to the measuring method, the position measuring marker can be measured while accurately recognizing the position of the three-dimensional position measuring device. Therefore, it is possible to measure the three-dimensional position with higher accuracy than when directly imaging the vehicle body and measuring the three-dimensional position of the predetermined part.
また、本発明に係る三次元位置測定システムでは、車体を位置測定領域内で位置決めするための位置決め治具を設けると共に、この位置決め治具に位置測定用マーカーを取付けるようにした。このように構成すれば、この位置測定用マーカーの位置を三次元位置測定器で測定することで、位置決め治具の実際の三次元位置を正確に知ることができる。これにより位置決め治具の設備側に対する位置が上述の理由により仮にばらついたとしても、そのばらつき度合いを認識して、被測定物となる車体の三次元位置精度に反映することができる。よって、この位置決め治具の位置精度が保証されることを前提として取得(算出)される車体の所定部位間の距離(寸法)精度や形状精度などを精度よく評価することができる。 In the three-dimensional position measurement system according to the present invention, a positioning jig for positioning the vehicle body in the position measurement region is provided, and a position measurement marker is attached to the positioning jig. If comprised in this way, the actual three-dimensional position of a positioning jig can be known correctly by measuring the position of this position measuring marker with a three-dimensional position measuring device. Thereby, even if the position of the positioning jig with respect to the equipment side varies for the reason described above, the degree of variation can be recognized and reflected in the three-dimensional position accuracy of the vehicle body to be measured. Therefore, it is possible to accurately evaluate the distance (dimension) accuracy between the predetermined parts of the vehicle body, the shape accuracy, and the like obtained (calculated) on the assumption that the positioning accuracy of the positioning jig is guaranteed.
以上のように、本発明によれば、車体の如き大型な被測定物であっても、その三次元位置を精度よく測定することができる。 As described above, according to the present invention, the three-dimensional position of a large object to be measured such as a vehicle body can be accurately measured.
以下、本発明の一実施形態に係る車体の三次元位置測定方法を図面に基づき説明する。 Hereinafter, a vehicle body three-dimensional position measuring method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る車体の三次元位置測定方法の流れを説明するためのフローチャートである。同図に示すように、この三次元位置測定方法は、(A)被測定物の三次元位置を測定するに際してその基準となる三次元座標の原点を設定する工程と、(B)被測定物としての車体を位置決めするための位置決め治具の三次元位置を測定する工程と、(C)車体の三次元位置を測定する工程とを備える。まず、上記三次元位置測定方法に用いられる三次元位置測定システムの構成を説明する。 FIG. 1 is a flowchart for explaining a flow of a three-dimensional position measurement method for a vehicle body according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, this three-dimensional position measuring method includes (A) a step of setting an origin of a three-dimensional coordinate serving as a reference when measuring a three-dimensional position of the measured object, and (B) a measured object. A step of measuring a three-dimensional position of a positioning jig for positioning the vehicle body, and (C) a step of measuring the three-dimensional position of the vehicle body. First, the configuration of a three-dimensional position measurement system used in the above three-dimensional position measurement method will be described.
図2は、本発明の一実施形態に係る車体の三次元位置測定システム10の全体構成を示している。同図に示すように、この三次元位置測定システム10は、車体1の載置台11に取付けられる複数の原点設定用マーカー12と、車体1に取付けられる1又は複数の位置測定用マーカー13と、原点設定用マーカー12及び位置測定用マーカー13の位置を測定する三次元位置測定器14とを備える。車体1の三次元位置測定が行われる領域15(図2及び後述する図5を参照)には、この領域15内に搬入した車体1を載置台11上の所定の位置に位置決めするための位置決め治具16が設けられる。位置決め治具16には位置測定用マーカー13が取付けられる。また、本実施形態では、車体1の三次元位置測定が行われる領域15にフレーム17が設置される。フレーム17には複数の原点設定用マーカー12が取付けられる。
FIG. 2 shows the overall configuration of a three-dimensional
原点設定用マーカー12及び位置測定用マーカー13としては、使用する三次元位置測定器14の種類(測定原理)に応じて、適切な機能を有するものが適宜使用される。本実施形態の三次元位置測定器14は、各マーカー12,13に対してレーザー光などの照射光を照射可能な光源と、各マーカー12,13を撮像するカメラ18とを備える。図示例では、複数の三次元位置測定器14が設けられ、1つの三次元位置測定器14につき、1又は複数(図示例では2つ)のカメラ18が設けられる。2つのカメラ18で対象物を撮影することで、三角測量により当該対象物の三次元位置を測定することができる。各マーカー12,13としては、例えば、表面に反射板(反射素材)を取付けたリフレクターを用いることが可能である。具体的には、マーカー12,13として、例えば円形の反射素材の周囲に非反射素材(例えば黒色板)を貼りつけたものが使用できる。この他、マーカー12,13として、反射素材と非反射素材とを規則的に配置した模様を有するものを使用することもできる。また、マーカー12,13はリフレクターに限定されず、カメラ18で撮像しやすい色(例えば白色)の素材を用いてもよい。また、各マーカー12,13の形状は平板状に限定されず、例えば球状であってもよい。
As the
三次元位置測定器14は、例えば、三次元位置測定領域15に搬入された車体1の左側方と右側方とにそれぞれ配置されると共に、車体1の後方にも配置される。この場合、左右の三次元位置測定器14はそれぞれ、車体1の主に側部に取付けられた位置測定用マーカー13の位置測定を斜め上方から実施可能に構成される。本実施形態では、左右の三次元位置測定器14は何れも、車体1の前後方向に沿ってスライド可能に構成され、これにより車体1の長手方向(前後方向)全域にわたる位置測定を可能としている。また、車体1の後方に配置した三次元位置測定器14は所定の位置に固定され、車体1の主に後部に取付けられた位置測定用マーカー13の位置測定を斜め上方から実施可能に構成される。
For example, the three-dimensional
位置決め治具16は、本実施形態では、車体1の下方からアクセス可能な位置決めピン19を有する。位置決めピン19は、図3に示すように、その基端側に設けたシリンダ20で伸縮可能とされると共に、モータ21等の駆動部で位置決めピン19と直交する所定の軸まわりに所定角度分だけ回動可能とされる。尚、位置決めピン19の回動は、モータに限らずシリンダで行ってもよい。
In this embodiment, the
また、位置決め治具16への位置測定用マーカー13の取付け位置は特に問わないが、本実施形態のように、位置決め治具16が可動部(シリンダ20、モータ21など)を有する場合には、最終的に車体1と接触する部位(ここでは位置決めピン19)に位置測定用マーカー13を取付けることが望ましい。図2は位置決めピン19の側方(車体1の幅方向外側)に位置測定用マーカー13が取付けられる場合を例示している。尚、位置測定用マーカー13は、必ずしも位置決めピン19に直接貼り付ける必要はなく、例えば、位置決めピン19に嵌合可能な円筒状部材に位置測定用マーカー13を貼り付け、この円筒状部材を位置決めピン19に嵌合させることで、位置決め治具16に位置測定用マーカー13を取り付けてもよい。
Further, the position of the
フレーム17は、例えば後述する図5に示すように、三次元位置測定領域15に車体1を搬入し、位置決め治具16で所定位置に位置決めした状態において、車体1の側方に設置される。三次元位置測定器14との関係でいえば、概ね車体1と三次元位置測定器14との間にフレーム17が設置される。
For example, as shown in FIG. 5 to be described later, the
ここで、フレーム17の形状は特に問わないが、例えば図4に示すように、取得すべき車体1の位置情報に対応して車体1の各部位に取付けられる位置測定用マーカー13と、複数(3個以上、できれば4個以上が望ましい)の原点設定用マーカー12とが、三次元位置測定器14の測定範囲22に含まれるよう、原点設定用マーカー12の取付け位置及び個数を設定するのがよい。すなわち、三次元位置測定領域15に車体1を搬入した状態で、上述の条件(原点設定用マーカー12の取付け位置及び個数)を満たし得るよう、フレーム17の形状を定めるのがよい。本実施形態でいえば、車体1の比較的上部に取付けた位置測定用マーカー13を測定する際、フレーム17に取付けた原点設定用マーカー12が三次元位置測定器14の測定範囲22に含まれ、かつ位置測定用マーカー13と重ならないよう、フレーム17を車体1よりも高く形成し、かつフレーム17の上部に原点設定用マーカー12を取付けるのがよい。
Here, the shape of the
上記構成の三次元位置測定システム10を用いた車体1の三次元位置測定は例えば下記のようにして行われる。
The three-dimensional position measurement of the
(A)三次元座標の原点を設定する工程
まず、被測定物となる車体1が三次元位置測定領域15の外に位置する状態(図2に示す状態)で、設備側(載置台11及びフレーム17)に取付けた複数の原点設定用マーカー12の位置を三次元位置測定器14で測定し、車体1の三次元位置を測定するに際してその基準となる三次元座標の原点を設定する。
(A) Step of setting the origin of the three-dimensional coordinates First, in the state where the
(B)位置決め治具の三次元位置を測定する工程
また、(A)原点設定工程と同時に又はその後に、位置決め治具16に取付けた位置測定用マーカー13の位置と、複数の原点設定用マーカー12の位置とを三次元位置測定器14で測定し、上記三次元座標の原点を基準とする位置決め治具16の三次元位置を測定する。上記原点の設定と同時に行う場合、原点の設定に必要な位置及び数の原点設定用マーカー12の位置を測定するのと同時に、位置決め治具16の位置測定に必要な位置及び数の原点設定用マーカー12の位置と位置決め治具16に取付けた位置測定用マーカー13の位置を測定する。これにより、一度の測定作業で、上記原点の設定と、上記原点を基準とする位置決め治具16の三次元位置測定とが同時に行われる。なお、本実施形態では、位置決め治具16を構成する位置決めピン19に位置測定用マーカー13を取付けているため(図2)、この位置決めピン19の位置測定は、車体1を位置決めピン19で位置決めする前に行われる。尚、この位置決め治具の三次元位置の測定は、一台の車体1ごとに行ってもよいが、作業効率の観点から、所定台数あるいは所定期間ごと(例えば一日の作業開始時のみ)に行ってもよい。
(B) Step of measuring the three-dimensional position of the positioning jig Also, (A) At the same time or after the origin setting step, the position of the
(C)車体の位置測定工程
上述のようにして、(A)三次元座標の原点の設定と、(B)この原点を基準とする位置決め治具16の三次元位置測定とが終了した後、車体1を三次元位置測定領域15に導入し、導入した車体1を位置決め治具16で載置台11上の所定位置に位置決めする(図5)。本実施形態では、まず位置決めピン19を水平方向に沿って倒した状態で、台車23に載せた状態の車体1を三次元位置測定領域15に搬入し、位置決めピン19の略上方に車体1を配置する。そして、モータ21により位置決めピン19を起立した状態にまで回動させた後、シリンダ20により位置決めピン19を伸長させて、車体1の下部に設けた位置決め穴(図示は省略)に位置決めピン19を挿入する。これにより車体1が位置決めピン19を基準として所定の位置に位置決めされる。
(C) Car body position measuring step As described above, after (A) the setting of the origin of the three-dimensional coordinates and (B) the three-dimensional position measurement of the
このように車体1の位置決めが完了した後、車体1の所定部位の三次元位置測定を実施する。本実施形態では、主に車体1の骨格形状の精度評価(設計寸法との比較)を行うべく、車体1の主に縁部付近に複数の位置測定用マーカー13を取付けた状態(図4)で、各位置測定用マーカー13の位置測定を実施する。すなわち、三次元位置測定領域15の周囲に配置された2台のスライド可能な三次元位置測定器14と、1台の固定された三次元位置測定器14とで、車体1に取付けた複数の位置測定用マーカー13の位置を測定する。また、その際、同時にフレーム17に取付けた原点設定用マーカー12の位置を測定する。ここで、各位置測定用マーカー13と真に測定したい車体1上のポイント(車体1に形成された所定部品の取付け穴など)との位置関係は固定(既知)であるから、上述の方法で各位置測定用マーカー13の上記三次元座標の原点を基準とする三次元位置を測定することで、各測定用マーカー13に対応するポイントの三次元位置座標を取得することができる。よって、これらの三次元位置座標から、真に評価すべき車体1の形状精度、寸法精度等が評価可能となる。
After the positioning of the
このように、本発明では、少なくとも載置台11に取付けた原点設定用マーカー12と、被測定物となる車体1に取付けた位置測定用マーカー13とを用いて車体1の所定部位の三次元位置を測定するようにしたので、三次元位置測定器14の位置を正確に認識しながら位置測定用マーカーの測定を行うことができる。よって、車体1を直接撮像してその三次元位置を測定する場合と比べて、高精度に三次元位置を測定することができる。
Thus, in the present invention, at least a three-dimensional position of a predetermined part of the
また、本発明では、車体1を位置決めする位置決め治具16に位置測定用マーカー13を取付け、この位置測定用マーカー13の三次元位置を上記原点を基準として測定するようにしたので、位置決め治具16の設備側に対する位置が仮にばらついたとしても、そのばらつき度合いを認識して、被測定物となる車体1の三次元位置精度に反映することができる。よって、この位置決め治具16の位置精度が保証されることを前提として取得(算出)される車体1の所定部位間の距離(寸法)精度や形状精度などを精度よく評価することができる。ここで、図3に示すように、位置決め治具16を位置決めピン19で構成し、この位置決めピン19をシリンダ20やモータ21等の可動部で駆動するようにした場合には、どうしても位置決めピン19の位置精度が継続使用に伴いばらつく(低下する)おそれがある。これに対して、本実施形態の如く、車体1と最終的に接触する位置決めピン19に位置測定用マーカー13を取付け、車体1の位置決め前に、位置決めピン19に取付けた位置測定用マーカー13の三次元位置を測定すれば、最も位置のばらつきの影響を受ける位置決めピン19の正規位置からのずれを正確に認識することができる。よって、可動部を有する位置決め治具16であっても、車体1の位置決めがなされている位置を正確に評価して、その形状精度や寸法精度を精度よく評価することが可能となる。
Further, in the present invention, the
また、本実施形態では、車体1の三次元位置測定が行われる領域15、より詳細には、車体1と三次元位置測定器14との間にフレーム17を設置すると共に、フレーム17に複数の原点設定用マーカー12を取付け、載置台11及びフレーム17に取付けた複数の原点設定用マーカー12の位置を三次元位置測定器14で測定することで、三次元座標の原点を設定すると共に、車体1に取付けた位置測定用マーカー13の位置と、フレーム17に取付けた原点設定用マーカー12の位置とを三次元位置測定器14で測定することで、位置測定用マーカー13の原点を基準とする三次元位置を測定するようにした。このように、車体1と三次元位置測定器14との間にフレーム17を設けると共に、このフレーム17に原点設定用マーカー12を取付けて、位置測定用マーカー13と同時にその位置を測定することで、より高精度に位置測定用マーカー13の三次元位置を測定できる。特に、車体1の如き大型の被測定物に対して三次元位置測定を実施するに当たっては、三次元位置測定器14をその長手方向に沿って移動させることが必要となるが、この際、上述のように双方のマーカー12,13を同時に測定し、かつ三次元位置測定器14が、位置測定用マーカー13と、3個以上の原点設定用マーカー12とを同時にその測定範囲に含むよう、フレーム17における原点設定用マーカー12の取付け位置及び取付け個数を設定することが好適である。すなわち、三次元位置測定器14による位置測定用マーカー13の位置測定の際、常に所定個数の原点設定用マーカー12の位置を同時に測定可能に構成することで、スライド可能な三次元位置測定器14の位置(三次元位置)を常に認識しながら測定することができるので、更なる測定精度の向上を図ることができる。
In the present embodiment, the
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明に係る三次元位置測定方法及び三次元位置測定システムは上記例示の形態に限定されることなく、本発明の範囲内において任意の形態を採り得ることはもちろんである。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the three-dimensional position measurement method and the three-dimensional position measurement system according to the present invention are not limited to the above-described exemplary forms, and can take any form within the scope of the present invention. Of course it can be taken.
例えば上記実施形態では、位置決め治具16を構成する位置決めピン19は、その基端側に設けたシリンダ20で伸縮可能とされると共に、モータ21等の駆動部で位置決めピン19と直交する所定の軸まわりに所定角度分だけ回動可能とされる場合を例示したが、もちろん、この構成には限られない。例えば、位置決めピン19を床面に対して突出及び退避可能に構成する等、位置決めピン19が伸縮と回動との組合わせ以外の動作を行うようその可動部を構成しても構わない。もちろん、積極的に可動部を設けずとも、三次元位置測定領域15への車体1のスムーズな搬入が可能であるならば、固定式の位置決めピン19で位置決め治具16を構成しても構わない。
For example, in the above-described embodiment, the
また、原点設定用マーカー12が取付けられるフレーム17に関し、本実施形態では、三次元位置測定領域15に搬入された車体1の左側方及び右側方にフレーム17の左部と右部とが設置され、かつこれら左部と右部とがその上部で幅方向につながった形態を成すものが例示されたが、もちろんこれ以外の形態を採ることも可能である。例えば、フレーム17は必ずしも床面に設置してある必要はなく、天面(天井)から吊り下げ支持されるものであってもよい。
Further, regarding the
もちろん、上述したフレーム17は必ずしも設置される必要はない。この場合、例えば設備側(載置台11)に原点設定用マーカー12を取付けると共に、被測定物となる車体1に位置測定用マーカー13を取付ける。そして、この車体1に位置測定用マーカー13だけでなく原点設定用マーカー12を取付ける。然る後、車体1に取付けた原点設定用マーカー12の位置と、設備側に取付けた原点設定用マーカー12の位置とを三次元位置測定器14で測定することで、三次元座標の原点を設定する。このようにして原点を設定してから、位置決め治具16に取付けた位置測定用マーカー13の位置を三次元位置測定器14で測定して、位置決め治具16の三次元位置を測定し、次いで、車体1に取付けた原点設定用マーカー12の位置と、同じく車体1に取付けた位置測定用マーカー13の位置とを三次元位置測定器14で測定することで、車体1(の所定部位)の三次元位置を測定するようにしても構わない。
Of course, the
1 車体
10 三次元位置測定システム
11 載置台
12 原点設定用マーカー
13 位置測定用マーカー
14 三次元位置測定器
15 三次元位置測定領域
16 位置決め治具
17 フレーム
18 カメラ
19 位置決めピン
20 シリンダ
21 モータ
22 測定範囲(三次元位置測定器)
23 台車
DESCRIPTION OF
23 trolleys
Claims (4)
被測定物となる車体に位置測定用マーカーを取付け、該位置測定用マーカーの位置と、前記原点設定用マーカーの位置とを前記三次元位置測定器で測定することで、前記三次元座標の原点を基準とする前記位置測定用マーカーの三次元位置を測定する工程とを備えた車体の三次元位置測定方法であって、
前記車体を位置決めするための位置決め治具に前記位置測定用マーカーを取付け、
前記車体の位置決めを行う前に、前記位置決め治具に取付けた前記位置測定用マーカーの位置と、前記原点設定用マーカーの位置とを前記三次元位置測定器で測定することで、前記位置決め治具に取付けた前記位置測定用マーカーの前記原点を基準とする三次元位置を測定する、車体の三次元位置測定方法。 A step of setting the origin of 3D coordinates by measuring the position of at least a plurality of origin setting markers attached to the equipment side with a 3D position measuring device;
By attaching a position measuring marker to the vehicle body to be measured, and measuring the position of the position measuring marker and the position of the origin setting marker with the three-dimensional position measuring device, the origin of the three-dimensional coordinates A three-dimensional position measurement method for a vehicle body comprising a step of measuring a three-dimensional position of the position measurement marker with reference to
Attaching the position measuring marker to a positioning jig for positioning the vehicle body,
Before positioning the vehicle body, the positioning jig is configured to measure the position of the position measuring marker attached to the positioning jig and the position of the origin setting marker with the three-dimensional position measuring instrument. A method for measuring a three-dimensional position of a vehicle body, wherein a three-dimensional position with respect to the origin of the position measuring marker attached to the vehicle is measured.
前記設備側及び前記フレームに取付けた複数の前記原点設定用マーカーの位置を前記三次元位置測定器で測定することで、前記三次元座標の原点を設定すると共に、
前記位置測定用マーカーの位置と、前記フレームに取付けた前記原点設定用マーカーの位置とを前記三次元位置測定器で測定することで、前記位置測定用マーカーの前記原点を基準とする三次元位置を測定する、請求項1に記載の車体の三次元位置測定方法。 A frame is installed in a region where the three-dimensional position measurement of the vehicle body is performed, and a plurality of origin setting markers are attached to the frame,
By measuring the position of the plurality of origin setting markers attached to the equipment side and the frame with the three-dimensional position measuring device, the origin of the three-dimensional coordinates is set,
A three-dimensional position based on the origin of the position measuring marker by measuring the position of the position measuring marker and the position of the origin setting marker attached to the frame with the three-dimensional position measuring device. The method for measuring a three-dimensional position of a vehicle body according to claim 1, wherein
被測定物となる車体に取付けられる位置測定用マーカーと、
前記原点設定用マーカーの位置及び前記位置測定用マーカーの位置を測定する三次元位置測定器とを備え、
前記原点設定用マーカーの位置を前記三次元位置測定器で測定することで、三次元座標の原点を設定し、前記位置測定用マーカーの位置と、前記原点設定用マーカーの位置とを前記三次元位置測定器で測定することで、前記三次元座標の原点を基準とする前記位置測定用マーカーの三次元位置を測定する車体の三次元位置測定システムであって、
前記車体を位置決めするための位置決め治具をさらに備え、該位置決め治具に前記位置測定用マーカーが取付けられている、車体の三次元位置測定システム。 A plurality of origin setting markers attached to at least the equipment side;
A position measuring marker attached to the vehicle body to be measured;
A three-dimensional position measuring device that measures the position of the origin setting marker and the position of the position measuring marker;
By measuring the position of the origin setting marker with the three-dimensional position measuring device, the origin of the three-dimensional coordinates is set, and the position of the position measuring marker and the position of the origin setting marker are A vehicle body three-dimensional position measurement system that measures a three-dimensional position of the position measurement marker with reference to the origin of the three-dimensional coordinates by measuring with a position measuring instrument,
A three-dimensional position measurement system for a vehicle body, further comprising a positioning jig for positioning the vehicle body, wherein the position measuring marker is attached to the positioning jig.
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