JP7379045B2 - 算出方法、物品の製造方法、プログラム、情報処理装置、システム - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態における三次元位置計測装置(三次元計測装置)100の構成図である。三次元位置計測装置100は、プロジェクタ1と撮像部2(三次元計測部)、及び、演算処理部3を有する。プロジェクタ1は、計測用のLED光源と、パターン光を生成する為の液晶パネルを用いたパターン生成部と、生成されたパターン光を投影する投光レンズ(投影光学系)で構成されている。
(Zbn-Zb0):(Zwn-Zw0)=Zbn^2:Zwn^2・・・(式1)
ΔZbn=Zbn-Zb0・・・(式2)
ΔZwn=ΔZbn×(Zwn/Zbn)^2・・・(式3)
ΔXwn=ΔZwn×(Xwn/Zwn)・・・(式4)
ΔYwn=ΔZwn×(Ywn/Zwn)・・・(式5)
ΔXbncalc=ΔZbn×(Xb0/Zb0)・・・(式6)
ΔYbncalc=ΔZbn×(Yb0/Zb0)・・・(式7)
ΔXbn_r=(Xbn-Xb0)-ΔXbncalc・・・(式8)
ΔYbn_r=(Ybn-Yb0)-ΔYbncalc・・・(式9)
Xwn_correct=Xwn-ΔXwn-ΔXbn_r・・・(式10)
Ywn_correct=Ywn-ΔYwn-ΔYbn_r・・・(式11)
Zwn_correct=Zwn-ΔZwn・・・(式12)
A+B+C=ΔZb5・・・(式13)
A×(Zb6/Zb5)^2+B×(Zb6/Zb5)+C=ΔZb6・・・(式14)
A×(Zb7/Zb5)^2+B×(Zb7/Zb5)+C=ΔZb7・・・(式15)
ΔZwnA=A×(Zwn/Zb5)^2・・・(式16)
ΔZwnB=B×(Zwn/Zb5)・・・(式17)
ΔXwn=(ΔZwnA+ΔZwnB)×(Xwn/Zwn)・・・(式18)
ΔYwn=(ΔZwnA+ΔZwnB)×(Ywn/Zwn)・・・(式19)
Xwn_correct=Xwn-ΔXwn-ΔXbn_r・・・(式20)
Ywn_correct=Ywn-ΔYwn-ΔYbn_r・・・(式21)
Zwn_correct=Zwn-(ΔZwnA+ΔZwnB)・・・(式22)
次に、実施形態2について説明する。実施形態2では、マーク基準座標(第1位置計測値)を求めるための基準マーク5の実際の位置と、マーク座標(第2位置計測値)を求めるための基準マーク5の実際の位置と、が異なる。実施形態1では、マーク基準座標を求めるための基準マーク5の実際の位置とマーク座標を求めるための基準マーク5の実際の位置とを同じにしていたため、実施形態2では、実施形態1と異なり、それらの位置の差を含めて補正を行う必要がある。
ΔZbn=Zbn-Zb0-ΔZrn・・・(式23)
三次元位置計測装置100は、被検物4の補正された位置(距離情報)を用いて被検物4の距離、形状や姿勢を算出することができる。三次元位置計測装置100は、例えば、ロボット200と組合せたシステムとして用いられる。図13にシステムを示す。三次元位置計測装置100が算出した被検物4の位置、姿勢を、ロボット制御部201に出力して、ロボット制御部201がその位置、姿勢に基づいて、ロボット200のハンド等の把持部で被検物を把持して移動させるように、ロボット200を制御する。そして、バラ積みされた複数の被検物4のうち1つをロボット200のハンド等で移動させた後、三次元位置計測装置100を用いてバラ積みされた複数の被検物4を計測することを繰り返す。
次に、前述の三次元位置計測装置を用いて、機械部品など物品を製造する製造方法を説明する。まず、機械部品など対象物が複数、バラ積みされた状態で、前述の三次元位置計測装置を用いて対象物を計測し、対象物の位置、姿勢を計測する。そして、ロボット制御部201がその位置、姿勢に基づいて、ロボット200のハンド等の把持部で対象物を把持して移動させるように、ロボット200を制御する。移動された対象物は、他の部品と連結したり、締結したり、他の部品に挿入したりする処理が行われる。また、他の加工工程で加工処理が行われ得る。そして、このような処理がされた対象物を含む物品を製造する。
Claims (20)
- 対象物の位置を算出する算出方法であって、
三次元計測装置を用いて基準部材を計測した計測結果を用いて、前記三次元計測装置の計測範囲の奥行方向における前記基準部材の第1位置計測値を算出する第1工程と、
前記三次元計測装置を用いて前記基準部材と前記対象物を計測した計測結果を用いて、前記奥行方向における前記基準部材の第2位置計測値と、前記奥行方向及び前記奥行方向に対して直交する直交方向における前記対象物の第1位置を算出する第2工程と、を有し、
前記対象物の第1位置に対して、
前記基準部材の第1位置計測値と第2位置計測値を用いて、前記奥行方向における位置に応じて異なる大きさの誤差を補正し、
前記基準部材の第1位置計測値と第2位置計測値を用いて、前記奥行方向における位置によって変化しない前記直交方向における位置の補正値で補正することにより、
前記奥行方向及び前記直交方向における補正後の前記対象物の位置を算出することを特徴とする算出方法。 - 前記奥行方向における前記対象物までの距離の1.5乗から2.5乗までの乗数に比例する大きさの誤差を補正することにより前記対象物の位置を算出することを特徴とする請求項1に記載の算出方法。
- 前記基準部材の第1位置計測値と第2位置計測値を用いて、前記第1位置に対する前記奥行方向における第1補正値、および、前記第1位置に対する前記直交方向における第2補正値を算出する工程と、
前記第1位置を前記第1補正値および前記第2補正値を用いて補正する補正工程と、を有し、
前記第1補正値および前記第2補正値のそれぞれは、前記奥行方向における位置に応じて異なる大きさの補正値を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の算出方法。 - 前記基準部材の第1位置計測値と第2位置計測値と、前記対象物の第1位置とを用いて、前記第1補正値を算出することを特徴とする請求項3に記載の算出方法。
- 前記第1補正値は、前記奥行方向における前記対象物までの距離の1.5乗から2.5乗までの乗数に比例する大きさの補正値を含むことを特徴とする請求項3又は4に記載の算出方法。
- 前記第1補正値は、前記奥行方向における前記対象物までの距離の2乗に比例する大きさの補正値と、前記奥行方向における前記対象物までの距離に比例する大きさの補正値と、を含むことを特徴とする請求項3に記載の算出方法。
- 前記基準部材の第1位置計測値と第2位置計測値を用いて、前記三次元計測装置のパラメータに対する補正値を算出する工程と、
前記パラメータに対する補正値を用いて前記パラメータを補正して、補正後の前記パラメータと前記対象物を計測した計測結果を用いて前記奥行方向および前記直交方向における前記対象物の位置を算出する工程と、を有し、
前記パラメータは、その値が変化した場合に、前記奥行方向における前記対象物の位置に応じて異なる大きさで前記対象物の位置が奥行方向に変化するパラメータであることを特徴とする請求項1又は2に記載の算出方法。 - 前記パラメータは、その値が変化した場合に、前記奥行方向における前記対象物までの距離の1.5乗から2.5乗までの乗数に比例する大きさで前記対象物の位置が奥行方向に変化するパラメータを含むことを特徴とする請求項7に記載の算出方法。
- 前記三次元計測装置は、前記対象物からの光を受光する第1光学系と、前記対象物からの光を受光する又は前記対象物を照明する第2光学系とを用いて計測する計測装置であって、
前記パラメータは、前記第1光学系と前記第2光学系の輻輳角又は基線長であることを特徴とする請求項7に記載の算出方法。 - 前記三次元計測装置は、前記対象物からの光を受光する撮像素子を用いて計測する計測装置であって、
前記パラメータは、前記撮像素子の位置であることを特徴とする請求項7に記載の算出方法。 - 前記三次元計測装置は、前記対象物に光を投影する投影光学系を用いて計測する計測装置であって、
前記投影光学系は、投影するパターン光を生成する生成部を有し、
前記パラメータは、前記生成部の位置であることを特徴とする請求項7に記載の算出方法。 - 前記パラメータは、その値が変化した場合に、前記奥行方向における前記対象物までの距離の2乗に比例する大きさで前記対象物の位置が奥行方向に変化するパラメータと、前記奥行方向における前記対象物までの距離に比例する大きさで前記対象物の位置が奥行方向に変化するパラメータと、を含むことを特徴とする請求項7に記載の算出方法。
- 前記乗数は2乗であることを特徴とする請求項2、5又は8に記載の算出方法。
- 前記基準部材は、3つ以下のマークを含むことを特徴とする請求項1乃至13の何れか1項に記載の算出方法。
- 前記基準部材は、3つのマークを含むことを特徴とする請求項14に記載の算出方法。
- 請求項1乃至15の何れか1項に記載の算出方法を用いて対象物の位置を算出する工程と、
算出された位置に基づいて、前記対象物に対する処理を行うことにより、物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。 - 請求項1乃至15の何れか1項に記載の算出方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 対象物の位置を算出する情報処理装置であって、
三次元計測装置を用いて基準部材を計測した計測結果を用いて、前記三次元計測装置の計測範囲の奥行方向における前記基準部材の第1位置計測値を算出し、
前記三次元計測装置を用いて前記基準部材と前記対象物を計測した計測結果を用いて、前記奥行方向における前記基準部材の第2位置計測値と、前記奥行方向及び前記奥行方向に対して直交する直交方向における前記対象物の第1位置を算出する処理部を有し、
前記処理部は、
前記対象物の第1位置に対して、
前記基準部材の第1位置計測値と第2位置計測値を用い、前記奥行方向における位置に応じて異なる大きさの誤差を補正し、
前記基準部材の第1位置計測値と第2位置計測値を用いて、前記奥行方向における位置によって変化しない前記直交方向における位置の補正値で補正することにより、
前記奥行方向及び前記直交方向における補正後の前記対象物の位置を算出することを特徴とする情報処理装置。 - 対象物を計測する三次元計測部と、
前記三次元計測部による計測データの演算処理を行い、前記対象物の位置を求める、請求項18に記載の情報処理装置と、を有することを特徴とするシステム。 - 更に、対象物を移動させるロボットを有することを特徴とする請求項19に記載のシステム。
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