JP2932418B2 - ワークの位置計測方法 - Google Patents
ワークの位置計測方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークを撮像したとき
に暗く写る、ワークの孔部といった計測対象部の中心位
置を光学的に計測するワークの位置計測方法に関する。
に暗く写る、ワークの孔部といった計測対象部の中心位
置を光学的に計測するワークの位置計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ワークの孔部の中心位置を光学的
に計測する方法として、光軸が互に斜交するように配置
した２個の撮像手段を用い、ワークにスポット光を照射
した状態で両撮像手段によりワークを撮像し、各撮像手
段の画面に暗部として現われる孔部の像の画面上の中心
座標を計測し、これら中心座標から三角測量の原理で空
間座標系における孔部の中心位置を求める方法は知られ
ている。
に計測する方法として、光軸が互に斜交するように配置
した２個の撮像手段を用い、ワークにスポット光を照射
した状態で両撮像手段によりワークを撮像し、各撮像手
段の画面に暗部として現われる孔部の像の画面上の中心
座標を計測し、これら中心座標から三角測量の原理で空
間座標系における孔部の中心位置を求める方法は知られ
ている。
【０００３】ここで、孔部の像の中心座標の計測に際し
ては、一般に、撮像手段の画面上を水平ｘ軸方向に走査
して孔部の像の周縁に合致するｘ軸方向２箇所の周縁点
の座標を求めることを垂直ｙ軸方向に位置をずらしなが
ら繰返し、ｘ軸方向２箇所の周縁点の中点のｘ座標を平
均化して孔部の中心のｘ座標を求め、同様に、画面上を
ｙ軸方向に走査してｙ軸方向２箇所の周縁点の座標を求
めることをｘ軸方向に位置をずらしながら繰返し、ｙ軸
方向２箇所の周縁点の中点のｙ座標を平均化して孔部の
像の中心のｙ座標を求めるようにしている（特開昭５６
−１５５８０４号公報参照）。
ては、一般に、撮像手段の画面上を水平ｘ軸方向に走査
して孔部の像の周縁に合致するｘ軸方向２箇所の周縁点
の座標を求めることを垂直ｙ軸方向に位置をずらしなが
ら繰返し、ｘ軸方向２箇所の周縁点の中点のｘ座標を平
均化して孔部の中心のｘ座標を求め、同様に、画面上を
ｙ軸方向に走査してｙ軸方向２箇所の周縁点の座標を求
めることをｘ軸方向に位置をずらしながら繰返し、ｙ軸
方向２箇所の周縁点の中点のｙ座標を平均化して孔部の
像の中心のｙ座標を求めるようにしている（特開昭５６
−１５５８０４号公報参照）。
【０００４】また、本願出願人が先に特願平５−６７９
７７号で提案したように、孔部の像の周縁上の複数の点
をピックアップし、これらの点の座標から孔部の像を表
わす回帰楕円を求め、この回帰楕円の中心座標を孔部の
像の中心座標とする方法もある。
７７号で提案したように、孔部の像の周縁上の複数の点
をピックアップし、これらの点の座標から孔部の像を表
わす回帰楕円を求め、この回帰楕円の中心座標を孔部の
像の中心座標とする方法もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】孔部の像の中心座標の
計測処理には、上記何れの方法を採用しても時間がかか
り、この計測処理を２個の撮像手段の画面の夫々につい
て実行していたのでは、時間的な制約からオンラインで
の計測が困難になることがあり、更に、２個の撮像手段
を用いる関係で計測設備のコストが高くなる不具合があ
る。
計測処理には、上記何れの方法を採用しても時間がかか
り、この計測処理を２個の撮像手段の画面の夫々につい
て実行していたのでは、時間的な制約からオンラインで
の計測が困難になることがあり、更に、２個の撮像手段
を用いる関係で計測設備のコストが高くなる不具合があ
る。
【０００６】本発明は、以上の点に鑑み、計測対象部の
空間座標系における中心位置を１個の撮像手段で能率良
く計測し得るようにした方法を提供することをその目的
としている。
空間座標系における中心位置を１個の撮像手段で能率良
く計測し得るようにした方法を提供することをその目的
としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、ワークを撮像したときに暗く写るワークの計
測対象部の中心位置を光学的に計測するワークの位置計
測方法であって、ワークにスポット光を照射した状態で
撮像手段によりワークを撮像する工程と、前記撮像手段
の光軸に斜交する面に沿ったスリット光をワークに照射
した状態で当該撮像手段によりワークを撮像する工程
と、スポット光の照射時に撮像手段の画面に暗部として
現われる前記計測対象部の像の画面上の中心座標を計測
する工程と、スリット光の照射時に撮像手段の画面に明
部として現われるスリット光像の画面上の位置から撮像
手段の光軸方向におけるワークの変位量を求める工程
と、前記変位量と前記中心座標とから空間座標系におけ
る計測対象部の中心位置を求める工程と、から成ること
を特徴とする。
本発明は、ワークを撮像したときに暗く写るワークの計
測対象部の中心位置を光学的に計測するワークの位置計
測方法であって、ワークにスポット光を照射した状態で
撮像手段によりワークを撮像する工程と、前記撮像手段
の光軸に斜交する面に沿ったスリット光をワークに照射
した状態で当該撮像手段によりワークを撮像する工程
と、スポット光の照射時に撮像手段の画面に暗部として
現われる前記計測対象部の像の画面上の中心座標を計測
する工程と、スリット光の照射時に撮像手段の画面に明
部として現われるスリット光像の画面上の位置から撮像
手段の光軸方向におけるワークの変位量を求める工程
と、前記変位量と前記中心座標とから空間座標系におけ
る計測対象部の中心位置を求める工程と、から成ること
を特徴とする。
【０００８】
【作用】ワークが撮像手段の光軸方向に変位すると、こ
の光軸に斜交する面にスリット光が沿うため、スリット
光像が画面上で平行に変位し、かくて画面上のスリット
光像の位置から光軸方向におけるワークの変位量を求め
られる。従って、撮像手段が１個であっても、空間座標
系における計測対象部の中心位置を求めることができ
る。
の光軸に斜交する面にスリット光が沿うため、スリット
光像が画面上で平行に変位し、かくて画面上のスリット
光像の位置から光軸方向におけるワークの変位量を求め
られる。従って、撮像手段が１個であっても、空間座標
系における計測対象部の中心位置を求めることができ
る。
【０００９】ここで、計測対象部の像の画面上の中心座
標の計測には時間がかかるが、スリット光像は直線状で
あるためその位置は瞬時に計測でき、この位置から簡単
な演算でワークの変位量を求められるから、２個の撮像
手段の画面について夫々計測対象部の像の中心座標の計
測処理を実行する場合に比し、処理時間は大幅に短縮さ
れる。
標の計測には時間がかかるが、スリット光像は直線状で
あるためその位置は瞬時に計測でき、この位置から簡単
な演算でワークの変位量を求められるから、２個の撮像
手段の画面について夫々計測対象部の像の中心座標の計
測処理を実行する場合に比し、処理時間は大幅に短縮さ
れる。
【００１０】
【実施例】図１は自動車車体等のワークＡに基準孔とし
て形成した円形の孔部Ｂの中心位置を計測する装置の概
要を示しており、該装置は、撮像手段たる１台のＣＣＤ
カメラ１と、スポット光を照射するスポット光源２と、
スリット光を照射するスリット光源３と、カメラ１から
の画像信号を入力する画像処理回路４とで構成されてい
る。カメラ１とスポット光源２とスリット光源３はロボ
ット等の移動機構の動作端に取付けられる図示しない測
定ヘッドに搭載され、該測定ヘッドを移動機構の作動に
よりワークＡの孔部Ｂに対向する所定の測定位置に移動
して孔部Ｂの位置計測を行う。
て形成した円形の孔部Ｂの中心位置を計測する装置の概
要を示しており、該装置は、撮像手段たる１台のＣＣＤ
カメラ１と、スポット光を照射するスポット光源２と、
スリット光を照射するスリット光源３と、カメラ１から
の画像信号を入力する画像処理回路４とで構成されてい
る。カメラ１とスポット光源２とスリット光源３はロボ
ット等の移動機構の動作端に取付けられる図示しない測
定ヘッドに搭載され、該測定ヘッドを移動機構の作動に
よりワークＡの孔部Ｂに対向する所定の測定位置に移動
して孔部Ｂの位置計測を行う。
【００１１】ここで、カメラ１とスリット光源３とは、
カメラ１の光軸にスリット光の光面ＳＰ（以下スリット
光面と記す）が斜交するように所要の位置関係で前記測
定ヘッドに搭載されており、また、前記測定位置におい
てカメラ１の光軸ＣＤがワークＡの法線方向を向くよう
になっている。
カメラ１の光軸にスリット光の光面ＳＰ（以下スリット
光面と記す）が斜交するように所要の位置関係で前記測
定ヘッドに搭載されており、また、前記測定位置におい
てカメラ１の光軸ＣＤがワークＡの法線方向を向くよう
になっている。
【００１２】そして、測定ヘッドを測定位置に移動した
ところで、先ずスポット光源２からのスポット光をワー
クＡに照射し、この状態でカメラ１によりワークＡを撮
像してその画像データを画像処理回路４に送信記憶さ
せ、次にスリット光源３からのスリット光をワークＡに
照射し、この状態で同じくカメラ１によりワークＡを撮
像してその画像データを画像処理回路４に送信記憶させ
る。
ところで、先ずスポット光源２からのスポット光をワー
クＡに照射し、この状態でカメラ１によりワークＡを撮
像してその画像データを画像処理回路４に送信記憶さ
せ、次にスリット光源３からのスリット光をワークＡに
照射し、この状態で同じくカメラ１によりワークＡを撮
像してその画像データを画像処理回路４に送信記憶させ
る。
【００１３】スポット光の照射時にはカメラ１の画面に
図３（ａ）に示す如く孔部Ｂの像ｂが暗部となって現わ
れ、また、スリット光の照射時にはワークＡがスリット
光により図１にＳで示す線状に照らされて、カメラ１の
画面に図３（ｂ）に示す如く線状のスリット光像ｓが明
部となって現われる。尚、スリット光が孔部Ｂを跨ぐよ
うに照射されると、スリット光像ｓは孔部Ｂに対する部
分ｂ′で分断される。
図３（ａ）に示す如く孔部Ｂの像ｂが暗部となって現わ
れ、また、スリット光の照射時にはワークＡがスリット
光により図１にＳで示す線状に照らされて、カメラ１の
画面に図３（ｂ）に示す如く線状のスリット光像ｓが明
部となって現われる。尚、スリット光が孔部Ｂを跨ぐよ
うに照射されると、スリット光像ｓは孔部Ｂに対する部
分ｂ′で分断される。
【００１４】ところで、カメラ１の光軸とスリット光面
ＳＰとの交点を原点０、カメラ１の光軸をＺ軸、Ｚ軸に
直交するスリット光面ＳＰに平行な座標軸をＹ軸、Ｙ軸
及びＺ軸に直交する座標軸をＸ軸とする空間座標系を考
え、この空間座標系のＸ−Ｙ座標面への投影像がカメラ
１で撮像されるとすると、カメラ１の画面上に原点０に
対応する中心点を原点としてＸ軸に対応する水平のｘ軸
とＹ軸に対応する垂直のｙ軸をとった場合、画面のｘ軸
座標値とｙ軸座標値は空間座標系のＸ−Ｙ座標面上での
原点０からの水平距離と垂直距離を表わすことになる。
そして図２に示す如く、孔部Ｂの像ｂの中心ｍの画面上
のｘ、ｙ座標ｍｘ、ｍｙと孔部Ｂの中心Ｍの空間座標系
におけるＸ、Ｙ座標ＭＸ、ＭＹとの比はカメラ１から原
点０までの距離Ｌとカメラ１からワークＡまでの距離と
の比に等しくなり、従って、ワークＡのＺ軸方向変位量
をｄＺとして、 ＭＸ＝ｍｘ・（Ｌ−ｄＺ）／Ｌ となり、同じく ＭＹ＝ｍｙ・（Ｌ−ｄＺ）／Ｌ となり、孔部Ｂの中心Ｍの空間座標系におけるＺ座標Ｍ
Ｚは、 ＭＺ＝ｄＺ になる。
ＳＰとの交点を原点０、カメラ１の光軸をＺ軸、Ｚ軸に
直交するスリット光面ＳＰに平行な座標軸をＹ軸、Ｙ軸
及びＺ軸に直交する座標軸をＸ軸とする空間座標系を考
え、この空間座標系のＸ−Ｙ座標面への投影像がカメラ
１で撮像されるとすると、カメラ１の画面上に原点０に
対応する中心点を原点としてＸ軸に対応する水平のｘ軸
とＹ軸に対応する垂直のｙ軸をとった場合、画面のｘ軸
座標値とｙ軸座標値は空間座標系のＸ−Ｙ座標面上での
原点０からの水平距離と垂直距離を表わすことになる。
そして図２に示す如く、孔部Ｂの像ｂの中心ｍの画面上
のｘ、ｙ座標ｍｘ、ｍｙと孔部Ｂの中心Ｍの空間座標系
におけるＸ、Ｙ座標ＭＸ、ＭＹとの比はカメラ１から原
点０までの距離Ｌとカメラ１からワークＡまでの距離と
の比に等しくなり、従って、ワークＡのＺ軸方向変位量
をｄＺとして、 ＭＸ＝ｍｘ・（Ｌ−ｄＺ）／Ｌ となり、同じく ＭＹ＝ｍｙ・（Ｌ−ｄＺ）／Ｌ となり、孔部Ｂの中心Ｍの空間座標系におけるＺ座標Ｍ
Ｚは、 ＭＺ＝ｄＺ になる。
【００１５】ここで、ワークＡがＺ軸方向に変位する
と、スリット光面ＳＰがＹ軸に平行で且つＺ軸に斜交す
るため、スリット光像ｓが画面上でｘ軸方向に変位す
る。そして、スリット光像ｓのｘ座標ｓｘとワークＡ上
のスリット光の照射部ＳのＸ座標ＳＸとの関係は、上記
と同様に、 ＳＸ＝ｓｘ・（Ｌ−ｄＺ）／Ｌ …(1) となり、また、Ｚ軸に対するスリット光面ＳＰの傾斜角
をθとして、 ＳＸ＝ｄＺ・ｔａｎθ …(2) となり、(1)式と(2)式から、 ｓｘ・（Ｌ−ｄＺ）／Ｌ＝ｄＺ・ｔａｎθ …(3) となり、(3)式をｄＺについてまとめると、 ｄＺ＝ｓｘ・ Ｌ／（Ｌｔａｎθ＋ｓｘ） …(4) になる。かくて、スリット光像ｓのｘ座標ｓｘを計測す
れば(4)式からワークＡのＺ軸変位量ｄＺを算定でき、
孔部像ｂの画面上の中心座標ｍｘ、ｍｙとｄＺとから空
間座標系における孔部Ｂの中心位置ＭＸ、ＭＹ、ＭＺを
求められる。
と、スリット光面ＳＰがＹ軸に平行で且つＺ軸に斜交す
るため、スリット光像ｓが画面上でｘ軸方向に変位す
る。そして、スリット光像ｓのｘ座標ｓｘとワークＡ上
のスリット光の照射部ＳのＸ座標ＳＸとの関係は、上記
と同様に、 ＳＸ＝ｓｘ・（Ｌ−ｄＺ）／Ｌ …(1) となり、また、Ｚ軸に対するスリット光面ＳＰの傾斜角
をθとして、 ＳＸ＝ｄＺ・ｔａｎθ …(2) となり、(1)式と(2)式から、 ｓｘ・（Ｌ−ｄＺ）／Ｌ＝ｄＺ・ｔａｎθ …(3) となり、(3)式をｄＺについてまとめると、 ｄＺ＝ｓｘ・ Ｌ／（Ｌｔａｎθ＋ｓｘ） …(4) になる。かくて、スリット光像ｓのｘ座標ｓｘを計測す
れば(4)式からワークＡのＺ軸変位量ｄＺを算定でき、
孔部像ｂの画面上の中心座標ｍｘ、ｍｙとｄＺとから空
間座標系における孔部Ｂの中心位置ＭＸ、ＭＹ、ＭＺを
求められる。
【００１６】孔部Ｂの像ｂの中心座標ｍｘ、ｍｙは、孔
部像ｂの周縁に合致する周方向複数箇所の周縁点の座標
から算定される。本実施例では、先ず孔部像ｂの画像重
心ｇを求め、図４（ａ）に示す如く画像重心ｇに関して
ｙ軸方向に対称な２本のｘ軸走査線と交差する４箇所の
周縁点〜と、画像重心ｇに関してｘ軸方向に対称な
２本のｙ軸走査線と交差する４箇所の周縁点〜との
計８箇所の周縁点をピックアップしてその座標を検出す
る。ところで、孔部像ｂの周縁にはノイズ等による凹凸
が現われることがあり、ピックアップした周縁点にこの
ような異常な像の部分に位置する点が含まれることを考
慮して、以下の手順で中心座標ｍｘ、ｍｙを計測する。
部像ｂの周縁に合致する周方向複数箇所の周縁点の座標
から算定される。本実施例では、先ず孔部像ｂの画像重
心ｇを求め、図４（ａ）に示す如く画像重心ｇに関して
ｙ軸方向に対称な２本のｘ軸走査線と交差する４箇所の
周縁点〜と、画像重心ｇに関してｘ軸方向に対称な
２本のｙ軸走査線と交差する４箇所の周縁点〜との
計８箇所の周縁点をピックアップしてその座標を検出す
る。ところで、孔部像ｂの周縁にはノイズ等による凹凸
が現われることがあり、ピックアップした周縁点にこの
ような異常な像の部分に位置する点が含まれることを考
慮して、以下の手順で中心座標ｍｘ、ｍｙを計測する。
【００１７】先ず、画面上に、孔部像ｂが正常であれば
その周縁がエリア内に入るように、上記した画像重心ｇ
を中心にして図４（ａ）に仮想線で示すような所定の環
状エリアを設定し、上記の如くピックアップした周縁点
のうち環状エリア外に存する周縁点は異常な像の部分に
位置する点であるとして削除する。図４の例ではの周
縁点が削除される。
その周縁がエリア内に入るように、上記した画像重心ｇ
を中心にして図４（ａ）に仮想線で示すような所定の環
状エリアを設定し、上記の如くピックアップした周縁点
のうち環状エリア外に存する周縁点は異常な像の部分に
位置する点であるとして削除する。図４の例ではの周
縁点が削除される。
【００１８】次に、残った周縁点の座標から図４（ｂ）
に示す如く孔部像を表わす回帰楕円ｑを求める。この場
合、異常な像の部分であっても異常の程度が軽微であれ
ばそこからピックアップされた周縁点は環状エリア内に
入ってしまうが、このような周縁点は回帰楕円に対する
ずれ量が大きくなる。そこで、回帰楕円に対する各周縁
点のずれ量を算出し、これら周縁点のずれ量のうちの最
大ずれ量が所定値以上のときは最大ずれ量の周縁点を削
除した残りの周縁点の座標から再度回帰楕円を求めるこ
とを最大ずれ量が所定値未満になるまで繰返す。このよ
うにして求めた回帰楕円ｑは孔部Ｂの正常な像に合致
し、かくて孔部像ｂの中心座標ｍｘ、ｍｙを回帰楕円ｑ
の中心座標として正確に求めることができる。尚、カメ
ラ１に孔部Ｂが正対していれば孔部像ｂは円形になり、
孔部Ｂがカメラ１の光軸からずれるに従って孔部像ｂは
楕円形に変形するが、孔部像ｂが円形であればその円、
楕円形であればその楕円を表わす回帰楕円が求められ、
孔部像ｂの中心座標ｍｘ、ｍｙの計測精度が向上する。
に示す如く孔部像を表わす回帰楕円ｑを求める。この場
合、異常な像の部分であっても異常の程度が軽微であれ
ばそこからピックアップされた周縁点は環状エリア内に
入ってしまうが、このような周縁点は回帰楕円に対する
ずれ量が大きくなる。そこで、回帰楕円に対する各周縁
点のずれ量を算出し、これら周縁点のずれ量のうちの最
大ずれ量が所定値以上のときは最大ずれ量の周縁点を削
除した残りの周縁点の座標から再度回帰楕円を求めるこ
とを最大ずれ量が所定値未満になるまで繰返す。このよ
うにして求めた回帰楕円ｑは孔部Ｂの正常な像に合致
し、かくて孔部像ｂの中心座標ｍｘ、ｍｙを回帰楕円ｑ
の中心座標として正確に求めることができる。尚、カメ
ラ１に孔部Ｂが正対していれば孔部像ｂは円形になり、
孔部Ｂがカメラ１の光軸からずれるに従って孔部像ｂは
楕円形に変形するが、孔部像ｂが円形であればその円、
楕円形であればその楕円を表わす回帰楕円が求められ、
孔部像ｂの中心座標ｍｘ、ｍｙの計測精度が向上する。
【００１９】以上の如くして中心座標ｍｘ、ｍｙを計測
すると、次にスリット光照射時の画像データを呼び出し
て、スリット光像ｓのｘ座標ｓｘを計測する。この計測
に際しては、予め回帰楕円ｑのｙ軸方向上端点ｑａと下
端点ｑｂのｙ座標を求めておき、スリット光照射時の画
面に、図５に示す如く、上下の端点ｑａ、ｑｂから上下
に等距離だけ離してｘ軸方向に長手の上下１対の対称な
ウインドウＷａ、Ｗｂを設定し、各ウインドウＷａ、Ｗ
ｂ内のスリット光像ｓの画像重心ｇａ、ｇｂを検出し
て、両重心ｇａ、ｇｂのｘ座標の平均値をスリット光像
ｓのｘ座標ｓｘとして求める。
すると、次にスリット光照射時の画像データを呼び出し
て、スリット光像ｓのｘ座標ｓｘを計測する。この計測
に際しては、予め回帰楕円ｑのｙ軸方向上端点ｑａと下
端点ｑｂのｙ座標を求めておき、スリット光照射時の画
面に、図５に示す如く、上下の端点ｑａ、ｑｂから上下
に等距離だけ離してｘ軸方向に長手の上下１対の対称な
ウインドウＷａ、Ｗｂを設定し、各ウインドウＷａ、Ｗ
ｂ内のスリット光像ｓの画像重心ｇａ、ｇｂを検出し
て、両重心ｇａ、ｇｂのｘ座標の平均値をスリット光像
ｓのｘ座標ｓｘとして求める。
【００２０】ところで、本実施例では、移動機構により
測定ヘッドを測定位置に移動したとき、Ｘ−Ｙ座標面が
ワークＡに平行になるようにしているため、スリット光
像ｓは画面のｙ軸に平行になり、前記両重心ｇａ、ｇｂ
のｘ座標は互いに等しくなるが、ワークＡが空間座標系
のＸ軸回りに傾くとスリット光像ｓがｙ軸に対し傾き、
両重心ｇａ、ｇｂのｘ座標が互いに異なった値になる。
そこで、両重心ｇａ、ｇｂの偏差が所定値以上になった
ときはその旨を表示する。尚、ワークＡがＸ軸回りに傾
いても、ワークＡのＺ軸方向変位量ｄＺを孔部Ｂの中心
ＭのＺ軸方向変位量として計測すれば、孔部像ｂの中心
座標ｍｘ、ｍｙと孔部Ｂの中心座標ＭＸ、ＭＹとの間に
は上記と同様の関係が成立する。ここで、孔部Ｂの中心
ＭのＺ軸方向変位量は、孔部像ｂの中心ｍを通るｘ軸に
平行な線とスリット光像ｓに合致する線との交点のｘ座
標から上記(4)式によって求めることができる。そし
て、この交点は上記両重心ｇａ、ｇｂの中点となるか
ら、両重心ｇａ、ｇｂのｘ座標の平均値が交点のｘ座標
となる。従って、ワークＡがＸ−Ｙ座標面に対しＸ軸回
りに傾いていても、ワークＡがＸ−Ｙ座標面に平行であ
る場合と同様の処理で孔部Ｂの中心Ｍの位置を計測でき
る。
測定ヘッドを測定位置に移動したとき、Ｘ−Ｙ座標面が
ワークＡに平行になるようにしているため、スリット光
像ｓは画面のｙ軸に平行になり、前記両重心ｇａ、ｇｂ
のｘ座標は互いに等しくなるが、ワークＡが空間座標系
のＸ軸回りに傾くとスリット光像ｓがｙ軸に対し傾き、
両重心ｇａ、ｇｂのｘ座標が互いに異なった値になる。
そこで、両重心ｇａ、ｇｂの偏差が所定値以上になった
ときはその旨を表示する。尚、ワークＡがＸ軸回りに傾
いても、ワークＡのＺ軸方向変位量ｄＺを孔部Ｂの中心
ＭのＺ軸方向変位量として計測すれば、孔部像ｂの中心
座標ｍｘ、ｍｙと孔部Ｂの中心座標ＭＸ、ＭＹとの間に
は上記と同様の関係が成立する。ここで、孔部Ｂの中心
ＭのＺ軸方向変位量は、孔部像ｂの中心ｍを通るｘ軸に
平行な線とスリット光像ｓに合致する線との交点のｘ座
標から上記(4)式によって求めることができる。そし
て、この交点は上記両重心ｇａ、ｇｂの中点となるか
ら、両重心ｇａ、ｇｂのｘ座標の平均値が交点のｘ座標
となる。従って、ワークＡがＸ−Ｙ座標面に対しＸ軸回
りに傾いていても、ワークＡがＸ−Ｙ座標面に平行であ
る場合と同様の処理で孔部Ｂの中心Ｍの位置を計測でき
る。
【００２１】以上、ワークＡの孔部Ｂの中心位置の計測
について説明したが、図６に示す如くワークＡに固着し
たナットＣのねじ孔の中心位置を計測する場合、そのま
まではスポット光の照射時にナットＣの内面からの反射
光によりねじ孔の像の輪郭がぼやけてしまうため、ナッ
トＣにねじＤを螺着し、ねじＤの頭部を黒く着色して頭
部が暗く写るようにし、この頭部の中心位置をねじ孔の
中心位置として計測することが考えられる。この場合に
も上記と同様にスポット光とスリット光とを照射し、ス
ポット光照射時のねじ頭部の像の中心座標と、スリット
光照射時のスリット光像の位置とを計測して、空間座標
系におけるねじ頭部の中心位置を正確に求めることがで
きる。
について説明したが、図６に示す如くワークＡに固着し
たナットＣのねじ孔の中心位置を計測する場合、そのま
まではスポット光の照射時にナットＣの内面からの反射
光によりねじ孔の像の輪郭がぼやけてしまうため、ナッ
トＣにねじＤを螺着し、ねじＤの頭部を黒く着色して頭
部が暗く写るようにし、この頭部の中心位置をねじ孔の
中心位置として計測することが考えられる。この場合に
も上記と同様にスポット光とスリット光とを照射し、ス
ポット光照射時のねじ頭部の像の中心座標と、スリット
光照射時のスリット光像の位置とを計測して、空間座標
系におけるねじ頭部の中心位置を正確に求めることがで
きる。
【００２２】ところで、上記の如くカメラ１の光軸にス
リット光面ＳＰが斜交するようにカメラ１とスリット光
源３とを配置しておけば、光切断法によるワークの断面
計測も行い得られ、ワークが自動車車体である場合、ル
ーフサイドレールやサイドシルやピラー部等の断面計測
と、孔部といった暗く写る計測対象部の位置計測とを同
一の測定装置で行い得られるようになり、有利である。
リット光面ＳＰが斜交するようにカメラ１とスリット光
源３とを配置しておけば、光切断法によるワークの断面
計測も行い得られ、ワークが自動車車体である場合、ル
ーフサイドレールやサイドシルやピラー部等の断面計測
と、孔部といった暗く写る計測対象部の位置計測とを同
一の測定装置で行い得られるようになり、有利である。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、単一の撮像手段でワークの計測対象部の空間
座標系における中心位置を計測できると共に、同一の設
備でワークの断面計測も行うことができるため、計測設
備のコストダウンを図ることができ、更に、計測に要す
る時間を短縮でき、タクトタイムの短いラインでのオン
ライン計測も無理なく行い得られる。
によれば、単一の撮像手段でワークの計測対象部の空間
座標系における中心位置を計測できると共に、同一の設
備でワークの断面計測も行うことができるため、計測設
備のコストダウンを図ることができ、更に、計測に要す
る時間を短縮でき、タクトタイムの短いラインでのオン
ライン計測も無理なく行い得られる。
【図１】 本発明方法の実施に用いる計測装置の概要を
示す斜視図
示す斜視図
【図２】 （ａ）図１のＹ軸方向から見た図、（ｂ）図
１のＸ軸方向から見た図
１のＸ軸方向から見た図
【図３】 （ａ）スポット光照射時の画面を示す図、
（ｂ）スリット光照射時の画面を示す図
（ｂ）スリット光照射時の画面を示す図
【図４】 （ａ）（ｂ）孔部像の中心座標を計測するた
めの画像処理を示す図
めの画像処理を示す図
【図５】 スリット光像の位置を計測するための画像処
理を示す図
理を示す図
【図６】 本発明方法で位置計測するワークの他の例を
示す断面図
示す断面図
１ カメラ（撮像手段） ２ スポット光源 ３ スリット光源 ４ 画像処理回路 Ａ ワーク Ｂ 孔部（計測対
象部） ｂ 孔部の像 ＳＰ スリット光面 ｓ スリット光像
象部） ｂ 孔部の像 ＳＰ スリット光面 ｓ スリット光像
Claims (1)
- 【請求項１】 ワークを撮像したときに暗く写るワーク
の計測対象部の中心位置を光学的に計測するワークの位
置計測方法であって、 ワークにスポット光を照射した状態で撮像手段によりワ
ークを撮像する工程と、 前記撮像手段の光軸に斜交する面に沿ったスリット光を
ワークに照射した状態で当該撮像手段によりワークを撮
像する工程と、 スポット光の照射時に撮像手段の画面に暗部として現わ
れる前記計測対象部の像の画面上の中心座標を計測する
工程と、 スリット光の照射時に撮像手段の画面に明部として現わ
れるスリット光像の画面上の位置から撮像手段の光軸方
向におけるワークの変位量を求める工程と、 前記変位量と前記中心座標とから空間座標系における計
測対象部の中心位置を求める工程と、 から成ることを特徴とするワークの位置計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082194A JP2932418B2 (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | ワークの位置計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5082194A JP2932418B2 (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | ワークの位置計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07260428A JPH07260428A (ja) | 1995-10-13 |
| JP2932418B2 true JP2932418B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=12869436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5082194A Expired - Fee Related JP2932418B2 (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | ワークの位置計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2932418B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009236849A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Honda Motor Co Ltd | ワーク測定方法 |
| JP6101516B2 (ja) * | 2013-02-27 | 2017-03-22 | 三菱重工業株式会社 | 施工対象物の孔位置取得方法、及びこれを用いた遮熱コーティング方法 |
| CN108857572B (zh) * | 2017-09-07 | 2020-06-19 | 湖南大学 | 基于接触式测量的增减材复合加工坐标协同方法 |
-
1994
- 1994-03-22 JP JP5082194A patent/JP2932418B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07260428A (ja) | 1995-10-13 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |