JP3204692B2 - 連続画像の取込み方法 - Google Patents

連続画像の取込み方法

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JP3204692B2
JP3204692B2 JP22358791A JP22358791A JP3204692B2 JP 3204692 B2 JP3204692 B2 JP 3204692B2 JP 22358791 A JP22358791 A JP 22358791A JP 22358791 A JP22358791 A JP 22358791A JP 3204692 B2 JP3204692 B2 JP 3204692B2
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、車体塗装面などの被
検査面の画像をこの被検査面に沿って移動されるカメラ
で単位きざみに連続的に取込むようにした連続画像の取
込み方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車の車体塗装面などに生じた
塗装不良を修正するにあたって、例えば特開昭58−6
4157号などの公報に見られるように、その不良個所
をロボット等からなる水研装置によって自動的に水研す
るような加工技術が知られており、加工ラインに沿って
搬送されてくる車体は予め上記ロボットの上流側で作業
者の目視によって検査され、発見された塗装面の不良部
位と当該不良状態との各データが指示装置によって入力
されるようになっている。
【0003】しかしながらこの技術では、人間の目視検
査によるため作業者には肉体面もさることながら特に神
経面に負担が大きく、指示装置への入力にミスを生じや
すい不都合があった。
【0004】このため、カメラ等を用いて塗装不良を自
動的に検出し、この検出された部位を自動的に修正研磨
することが考えられている。すなわち、ハンド先端にカ
メラを設けた検査用ロボットにより搬送ライン上の自動
車ボディを検査し、その下流側には研磨用ロボットを配
置しておき、検査用ロボットの検査結果の情報を研磨用
ロボットに供給して当該研磨用ロボットにより塗装不良
部位に修正研磨を施すようにする。
【0005】ここで、本発明の一実施例としての図2を
援用して説明すると、被検査面としての自動車ボディ
(単体B)は多くの曲面からなるため、概ね平面となる
小区画S…に区画し、カメラで撮る撮像領域はこの小区
画Sを単位とすることが考えられる。したがって、カメ
ラを自動車ボディに沿って移動させながら各小区画S…
毎に画像を順次に連続して取込んで画像認識つまり検査
することになる。
【0006】また、このようにして連続画像を取込むに
は、検査用ロボットのハンドに設けたカメラを被検査面
に沿って移動させるために、当該検査用ロボットに対し
て予めその作動のティーチングを行っておく必要があ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記ティ
ーチングは、各小区画S…毎にこれを撮るカメラの最適
姿勢が異なることもあって、全ての小区画S…について
逐一順次に施さねばならず、その作業は手間がかかり煩
しくめんどうであった。
【0008】また、小区画S…は被検査面としての自動
車ボディに便宜上想定したものなので、ティーチングの
際はその自動車ボディに各小区画S…を示すマーキング
を要し、例えばティーチングを完了した小区画Sに完了
マークを付してハンドを所定幅移動させて順々にティー
チングを施していくことになるため、そのマーキング作
業も面倒であった。
【0009】さらに、各小区画S…をそれの想定位置に
正しく設定することが難しく、バラつく不都合があっ
た。このため、カメラで撮る撮像領域が想定からズレて
取込み画像に位置ズレが生じ易く、この位置ズレに起因
して小区画Sの隣接部位について画像の取込みに欠落が
生ずるのを防止するためには、当該各小区画S…の隣接
部位を有る程度大きく重複させて各撮像領域を設定する
必要があった。
【0010】この発明は、上記のような背景に鑑みてな
されたものであり、被検査面について連続して画像を取
込むためのティーチングを容易に行え、しかも精度良く
画像の取込みを行える連続画像の取込み方法を提供する
ことをその目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明は、被検査面に沿って移動されるカメラから該
被検査面の画像を連続的に取込むに際して、上記カメラ
を移動させる走行手段に所定位置を予めティーチングし
ておき、該所定位置から所定方向にカメラを移動させる
と共にその移動量をエンコーダで読取り、所定の移動量
毎に当該カメラから画像を取込むことを特徴とする。
【0012】
【作用】本発明の作用について述べると、カメラを移動
させる走行手段の移動がエンコーダで読取られ、所定の
移動量毎にそのカメラから画像が取込まれる。このとき
走行手段には移動の始点となる所定位置をティーチング
することになるが、エンコーダの読取パルスの計数値が
移動量を示すのでこの読取パルスの計数値が所定値にな
る毎にカメラから画像を取込むことになり、移動途中の
各取込み点についてはティーチングがいらなく、被検査
面に対して単位きざみに連続して画像が得られる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を、添付図面を参照
しながら説明する。図1は、本発明の好適な一実施例を
示す自動車製造ラインの概略構成図であり、同図は上流
から搬送されてくる自動車ボディの塗装面の検査および
修正研磨を行う製造ラインLを示す。
【0014】この製造ラインLには、上流側から検査ス
テーションL1、補修ステーションL2が順に設けられ
ている。
【0015】検査ステーションL1の上流側部分には、
車体Bの種類を検知するための車種検知センサ10と搬
送荷台1上での車体Bの位置ズレを検知するための位置
ズレ検知センサ2が各々複数設けられており、下流側部
分には車体Bの塗装面の欠陥を検知するための検査ロボ
ットR1,R2が車体Bの左右に各々臨んで配設されて
いる。各検査ロボットR1,R2のハンド先端にはカメ
ラV1,V2が各々設けられており、車体Bの塗装面に
ついてピンホールやタレなど欠陥の位置および形状等を
検知するようになっている。
【0016】補修ステーションL2には、研磨ロボット
R3,R4が車体Bの左右に各々臨んで配設されてい
る。各研磨ロボットR3,R4は、ハンド先端に研磨ツ
ールT1,T2が各々設けられており、検査ステーショ
ンL1からのデータに基づいて欠陥部位を修正研磨する
ようになっている。
【0017】各ロボットR1〜R4は、基本作動に関し
ては同様であり、搬送方向に延びる走行基台3を有し、
X軸(車体Bの上下方向),Y軸(前後方向),Z軸
(左右方向)の三軸に沿って平行移動自在に構成されて
いる。すなわち、走行基台3には、図示しない駆動モー
タにより台座4が長手方向つまりY軸に沿って移動可能
に設けられており、この台座4にはこのY軸方向への移
動量を読取るためのY軸エンコーダ5が備えられてい
る。また、検査ロボットR1,R2は、台座4上に固定
コラム6を介して立設されている。この固定コラム6に
はアーム7の支持部8が上下に移動自在に装着されてお
り、図示しない駆動モータによりアーム7を上下方向に
平行につまりX軸に沿って移動させるようになってい
て、支持部8にはこのX軸の移動量を読取るためのX軸
エンコーダ9が備えられている。さらにアーム7は支持
部8に対して車体幅方向に沿った軸方向つまりZ軸方向
に移動自在に設けられており、支持部8には図示してい
ないがアーム7をZ軸方向に移動させるための駆動モー
タとその移動量を読み取るためのZ軸エンコーダが設け
られている。
【0018】ステーションL1,L2には作動制御のた
めのいわゆるコントローラが設けられており、位置ズレ
検知センサ2は位置ズレ検知制御盤20に、車種検知セ
ンサ10は車種検知盤100に、検査ロボットR1,R
2は検査ロボット制御盤30に、カメラV1,V2は検
査装置盤40に、そして検査装置盤40はデータ転送制
御盤50にそれぞれ接続されていて、またこのデータ転
送制御盤50,研磨ロボットR3,R4および研磨ツー
ルT1,T2は研磨ロボット制御盤60とは直接的な制
御関係が持たれるようになっている。
【0019】被検査面としての車体Bは多くの曲面から
なるため、図2に示すように、概ね平面となる小区画S
…に区画してあり、カメラV1,V2で撮える撮像領域
はこの小区画Sを単位としている。
【0020】検査ロボットR1,R2はハンドを介して
カメラV1,V2を被検査面に沿って移動させるため、
当該検査ロボットR1,R2にはその作動のティーチン
グを行っておく必要があるが、ここではX軸,Y軸の移
動に関して予めティーチングシテおくのは始点Dおよび
終点Eのみとする。そして図3に示すように、各軸エン
コーダ9,5の読取りから作動の制御を行う制御系が構
成されている。なお図4は、図3に示す制御系の動作を
説明するフローチャートである。
【0021】ハンド先端のカメラV1,V2が始点Dに
位置したき、図示しない駆動制御系が計測スタート信号
を出力するようになっており、この計測スタート信号の
オンにより(S1,ON)、微分パルス整形部31とオ
アゲート32とを介して計数部33をクリアし、その計
数部33に連なる各部34〜36をリセットオフの状態
にする(S2)。そしてこれと共に、アンドゲート37
を開き、カメラ部の移動(S3)に伴う各軸エンコーダ
9,5の読取パルスを各々対応する計数部33に取込ん
で計数させる(S4)。そして、この計数値は指示部3
30で表示するとともに、二つの比較部34,35に送
る。
【0022】比較部34では、減速位置プリセット部3
40のプリセット値と比較して一致した時点(S5,Y
ES)で減速指令を出力する(S6)。一方、比較部3
5では、画像取込ピッチ幅プリセット部350のプリセ
ット値WXあるいはWYと比較して一致した時点(S
7,YES)で停止指令を出力する(S8)。
【0023】ところで、カメラV1,V2が小区画Sに
応じた最適姿勢に位置したときにはカメラ姿勢制御部3
8が定位置信号を出力するようになっており、この定位
置信号がオンになったとき(S9,ON)、アンドゲー
ド36を開けてタイミング合せのための遅延タイマ39
を介して画像取込指令を出力する(S10)。画像の取
込みが完了したときには検査装置盤40が画像取込完了
パルス信号を出力するようになっており、この画像取込
完了パルス信号のオンにより(S11,ON)、オアゲ
ート32を介して再び計数部33をクリアし、次の小区
画Sに対して一連の動作を同様にくり返す。そして、ハ
ンド先端のカメラV1,V2が終点Eに位置したとき、
計測スタート信号がオフし(S12,OFF)、上述し
た一連のくり返し動作を終了する。
【0024】このような方法によれば、支持部8のX軸
移動および台座4のY軸移動が各軸エンコーダ9,5で
読取られ、所定の移動量毎にハンド先端のカメラV1,
V2から画像が取込まれる。このとき、各軸エンコーダ
9,5の読取パルスの計数値が移動量を示すので、この
読取パルスの計数値が所定値、つまり画像読込ピッチ幅
プリセット部350に予め設定したプリセット値になる
毎にカメラV1,V2から画像を取込むことになり、こ
のため移動途中の各取込み点についてはティーチングが
いらなく、被検査面に対して単位きざみに連続して画像
が得られる。したがって、ティーチング数を従来に比し
て著しく低減でき、被検査面について連続して画像を取
込むためのティーチングを容易に行える。
【0025】各軸エンコーダ9,5の読取りに基づく所
定の移動量毎にカメラV1,V2を停止させることにな
るので、各小区画S…に対して位置が正確に定まり、精
度良く画像の取込みを行える。しかも画像の取込み点に
到達する手前で減速させるので、停止時の慣性力を低減
でき、高精度化が図れる。
【0026】カメラV1,V2に対して、X軸,Y軸の
移動を各軸エンコーダ9,5の読取りに基づいて制御
し、姿勢制御をカメラ姿勢制御部38で行うので、両制
御をパラレルに実行することができ、移動制御・姿勢制
御を逐次行っていた従来の制御に比して作動時間を短縮
でき、システム動作の高速化が図れる。
【0027】なお、例えばY軸方向に沿って曲面の変化
がほととんどないような部位の被検査面をそのY軸方向
に沿わせて検査するような場合などには、検査ロボット
はX軸方向に移動させる必要はなく、かつカメラの姿勢
も変更する必要もないので、検査ロボットを上述のよう
に各画像の取り込み点で停止させることなくY軸方向に
沿わせて連続的に移動させながら、カメラV1,V2か
ら画像を逐次取り込むようにしても良い。この場合、Y
軸エンコーダ5の読取りに基づいて作動の制御を行う制
御系は図5に示すように構成する。なお図6は、図5に
示す制御系の動作を説明するフローチャートである。
【0028】すなわち、ハンド先端のカメラV1,V2
が始点Dに位置したき、図示しない駆動制御系が計測ス
タート信号を出力するようになっており、この計測スタ
ート信号のオンにより(S10,ON)、微分パルス整
形部31´とオアゲート32´とを介して計数部33´
をクリアし、その計数部33´に連なる各部36´をリ
セットオフの状態にする(S20)。そしてこれと共
に、アンドゲート37´を開き、カメラ部の移動(S3
0)に伴うY軸エンコーダ5´の読取パルスを計数部3
3´に取込んで計数し(S40)、この計数値は指示部
330´で表示する。
【0029】一方、比較部35´では、画像取込ピッチ
幅プリセット部350´のプリセット値WYと計数値と
を比較して、それらが一致したか否かを判断し(S7
0,YES)、一致した時点で次のステップS90に進
む。
【0030】ステップS90では、カメラV1,V2の
姿勢が正しくセットされているか否かを判断する。つま
り、カメラV1,V2が小区画Sに応じた最適姿勢に位
置したときにはカメラ姿勢制御部38´が定位置信号を
出力するようになっており、この定位置信号がオンにな
ったとき(S90,ON)、アンドゲード36´を開け
てパルス発生部40´から画像取込指令パルス信号を出
力する(S100)。ただし、この場合には曲面変化の
ほととんどない被検査面をY軸方向に沿って検査するた
め、カメラV1,V2の姿勢はほぼ正しくセットされた
状態に維持され続け、このためカメラ姿勢定位置信号は
出力され続け、インタロックとして作用している。
【0031】そして、上記画像取込指令パルス信号のオ
ンにより、オアゲート32´を介して再び計数部33´
をクリアし、次の小区画Sに対して一連の動作を同様に
くり返し、ハンド先端のカメラV1,V2が終点Eに位
置したとき、計測スタート信号がオフし(S120,O
FF)、上述した一連のくり返し動作を終了する。
【0032】このような方法によれば、台座4のY軸移
動がY軸エンコーダ5´で読取られ、所定の移動量毎に
ハンド先端のカメラV1,V2から画像が取込まれる。
このとき、Y軸エンコーダ5´の読取パルスの計数値が
移動量を示すので、この読取パルスの計数値が所定値、
つまり画像読込ピッチ幅プリセット部350´に予め設
定したプリセット値になる毎にカメラV1,V2から画
像を取込むことになり、このため移動途中の各取込み点
についてはティーチングがいらなく、被検査面に対して
単位きざみに連続して画像が得られる。
【0033】したがって、ティーチング数を従来に比し
て著しく低減でき、被検査面について連続して画像を取
込むためのティーチングを容易に行える。また、カメラ
V1,V2に対して、Y軸の移動をY軸エンコーダ5´
の読取りに基づいて制御し、姿勢制御をカメラ姿勢制御
部38´で行うので、両制御をパラレルに実行すること
ができ、移動制御・姿勢制御を逐次行っていた従来の制
御に比して作動時間を短縮でき、システム動作の高速化
が図れる。
【0034】また特にこの実施例では、Y軸エンコーダ
5´の読取りに基づく所定の移動量毎にカメラV1,V
2を停止させることなく連続して移動させつつ、各小区
画S…に対して正確な位置で精度良く画像の取込みを行
え、検査時間をさらに短縮化できる。
【0035】
【発明の効果】以上実施例で詳細に説明したように、こ
の発明にかかる連続画像の取込み方法によれば、走行手
段には移動の始点となる所定位置をティーチングするこ
とになるが、エンコーダの読取パルスの計数値が移動量
を示すので、この読取パルスの計数値が所定値になる毎
にカメラから画像を取込むことになり、このため移動途
中の各取込み点についてはティーチングがいらなく、被
検査面に対して単位きざみに連続して画像が得られる。
これによりティーチング数を従来に比して著しく低減す
ることができ、被検査面について連続して画像を取込む
ためのティーチングを容易に行える。また、エンコーダ
の読取りに基づく所定の移動量毎にカメラを停止させる
ことになるので、停止位置が正確に定まり、精度良く画
像の取込みを行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の適用を示す自動車製造ライ
ンの概略構成図である。
【図2】被検査面としての車体に対する撮像単位を説明
する側面図である。
【図3】本発明にかかる制御系の作動機構を示すブロッ
ク図である。
【図4】図3に示す制御系の動作を説明するフローチャ
ートである。
【図5】本発明にかかる制御系の作動機構の他の実施例
を示すブロック図である。
【図6】図5に示す制御系の動作を説明するフローチャ
ートである。
【符号の説明】
B 被検査面(車体) V1,V2 カメラ R1,R2 走行手段(検査ロボット) 5,5´ エンコーダ(Y軸エンコーダ) 9,9´ エンコーダ(X軸エンコーダ) D 所定位置(始点)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 19/18 - 19/46 G05D 3/00 - 3/20 G01B 11/30 B25J 3/00 - 3/10 B25J 9/10 - 9/22 B25J 13/00 - 13/08 B25J 19/02 - 19/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査面に沿って移動されるカメラから
    該被検査面の画像を連続的に取込むに際して、上記カメ
    ラを移動させる走行手段に所定位置を予めティーチング
    しておき、該所定位置から所定方向にカメラを移動させ
    ると共にその移動量をエンコーダで読取り、所定の移動
    量毎に当該カメラから画像を取込むことを特徴とする連
    続画像の取込み方法。
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