JPH07104127B2 - 位置検出方法および装置 - Google Patents
位置検出方法および装置Info
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- JPH07104127B2 JPH07104127B2 JP63502242A JP50224288A JPH07104127B2 JP H07104127 B2 JPH07104127 B2 JP H07104127B2 JP 63502242 A JP63502242 A JP 63502242A JP 50224288 A JP50224288 A JP 50224288A JP H07104127 B2 JPH07104127 B2 JP H07104127B2
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- corners
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/46—Indirect determination of position data
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T29/53087—Means to assemble or disassemble with signal, scale, illuminator, or optical viewer
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Description
【発明の詳細な説明】 この発明は、電子−光学装置を用いて反射性を有する丸
隅部を検出する方法に関する。
隅部を検出する方法に関する。
極めて関連を有する一例としては、自動車用車体の窓開
口周囲のフレーム部の隅部がある。風防ガラスおよび他
の自動車用窓の装着を自動化することが、試みられてい
る。ロボットがリフトフレーム上の吸引カップを用いて
窓を取上げ、それを窓開口に押入れるようになってい
る。接着剤は既に、窓（あるいはフレーム部）の端部周
縁に設けられている。プラスチックトリムは窓に保持さ
れるか、あるいはフレーム部に予め装着されている。重
大な問題は、製造ライン上の車体はむしろ厳密でない許
容範囲において、すなわち±40mmの範囲においてのみ位
置決めされ、しかも窓は、ロボットが密を押入れる前
に、窓開口に対して1mmより正確に位置決めされなけれ
ばならない点である。不整合状態は、憐れでコストのか
かる結果をもたらす。
口周囲のフレーム部の隅部がある。風防ガラスおよび他
の自動車用窓の装着を自動化することが、試みられてい
る。ロボットがリフトフレーム上の吸引カップを用いて
窓を取上げ、それを窓開口に押入れるようになってい
る。接着剤は既に、窓（あるいはフレーム部）の端部周
縁に設けられている。プラスチックトリムは窓に保持さ
れるか、あるいはフレーム部に予め装着されている。重
大な問題は、製造ライン上の車体はむしろ厳密でない許
容範囲において、すなわち±40mmの範囲においてのみ位
置決めされ、しかも窓は、ロボットが密を押入れる前
に、窓開口に対して1mmより正確に位置決めされなけれ
ばならない点である。不整合状態は、憐れでコストのか
かる結果をもたらす。
強力な像（イメージ）分析コンピュータと関連された４
またはそれ以上の固定カメラを用いて、窓開口の位置を
決定することが既知である。この種のシステムは極めて
高価であり、かつ精巧な組立て操作が必要となると共
に、理想条件から逸脱することにより、極めて容易に作
動が不調となってしまう。リフトフレーム自体に単純な
発源−検出器センサ（たとえば、発光ダイオード対）と
取付、検出された端部の移行状態が、窓が正しい位置に
あることを表示するまで、リフトフレームを２次元の範
囲で移動させることも既知である。このシステムは単純
で安価であるが、作動が極めてゆっくりしたものにな
る。リフトフレームは、正しい位置が信頼性をもって決
定されるまでに、ロボットにより約15秒間、移動を行わ
れることになる。
またはそれ以上の固定カメラを用いて、窓開口の位置を
決定することが既知である。この種のシステムは極めて
高価であり、かつ精巧な組立て操作が必要となると共
に、理想条件から逸脱することにより、極めて容易に作
動が不調となってしまう。リフトフレーム自体に単純な
発源−検出器センサ（たとえば、発光ダイオード対）と
取付、検出された端部の移行状態が、窓が正しい位置に
あることを表示するまで、リフトフレームを２次元の範
囲で移動させることも既知である。このシステムは単純
で安価であるが、作動が極めてゆっくりしたものにな
る。リフトフレームは、正しい位置が信頼性をもって決
定されるまでに、ロボットにより約15秒間、移動を行わ
れることになる。
ダイオード対のような電子−光学位置センサは、一般
に、対象物から戻る拡散光の存在または不存在により、
対象物に存在または不存在を検出するようになってい
る。したがって、総体的に走査ビームと、戻り分散光を
検出するセンサとを利用して、輪郭を検出するために利
用される電子−光学装置が、多数知られている（たとえ
ば、ヨーロッパ特許公開第0137517号，ヨーロッパ特許
公開第0163347号，英国特許第1379769号および英国特許
公開第2001753号明細書）。ヨーロッパ特許公開第01322
00号明細書には、端部と、端部間の間隙とを検出する装
置が開示されているが、これも分散光を頼りにしてい
る。これらの装置のいずれも、対象物が反射性を有する
丸形隅部である時に用いることは不適切である。
に、対象物から戻る拡散光の存在または不存在により、
対象物に存在または不存在を検出するようになってい
る。したがって、総体的に走査ビームと、戻り分散光を
検出するセンサとを利用して、輪郭を検出するために利
用される電子−光学装置が、多数知られている（たとえ
ば、ヨーロッパ特許公開第0137517号，ヨーロッパ特許
公開第0163347号，英国特許第1379769号および英国特許
公開第2001753号明細書）。ヨーロッパ特許公開第01322
00号明細書には、端部と、端部間の間隙とを検出する装
置が開示されているが、これも分散光を頼りにしてい
る。これらの装置のいずれも、対象物が反射性を有する
丸形隅部である時に用いることは不適切である。
他の既知の装置に鏡面反射光を検出するものがある（た
とえば、走査された面の傾斜角を検出するためには、国
際公開第86/04676号，回転レーザービームを用いて空間
座標を決定するためには、ヨーロッパ特許公開第014301
2号明細書）。これらの装置は隅部の位置の検出を目的
とするものでも、それに適するものでもない。
とえば、走査された面の傾斜角を検出するためには、国
際公開第86/04676号，回転レーザービームを用いて空間
座標を決定するためには、ヨーロッパ特許公開第014301
2号明細書）。これらの装置は隅部の位置の検出を目的
とするものでも、それに適するものでもない。
この発明の目的は、反射性を有する丸形隅部の位置を検
出する改良され、かつ簡単な方法を提供することであ
る。
出する改良され、かつ簡単な方法を提供することであ
る。
この発明において、電子−光学検出装置を用いて反射性
丸形隅部の位置を検出する方法であって、隅部を横切っ
て指向される扇形ビーム光を提供する光源と、反射性対
象物の位置を光学装置に関連するスケールに沿う位置と
して表示する光検出器とを備え、前記光源および検出器
の位置が、検出器に到達する比較的多量の光が、隅部に
沿って延びる狭幅ストライプから反射された光であるよ
うに決められていることを特徴とする方法、が提供され
る。
丸形隅部の位置を検出する方法であって、隅部を横切っ
て指向される扇形ビーム光を提供する光源と、反射性対
象物の位置を光学装置に関連するスケールに沿う位置と
して表示する光検出器とを備え、前記光源および検出器
の位置が、検出器に到達する比較的多量の光が、隅部に
沿って延びる狭幅ストライプから反射された光であるよ
うに決められていることを特徴とする方法、が提供され
る。
「光」という用語は、この発明を可視光の利用に限定す
るものではない。たとえば、赤外線光が利用できる。
るものではない。たとえば、赤外線光が利用できる。
この発明においては、前述のすべてではないとしても、
そのほとんどの例において本質的なものである走査ビー
ムに対して、前述のように扇形ビーム光を利用すること
が極めて好ましい。このビームは静止要素、たとえばス
リット開口および／または円筒レンズを用いて、極めて
簡単に発生させることができるのに対して、走査ビーム
は、より複雑な光学装置、たとえば回転ミラーを必要と
する。しかも扇形ビームは走査ペンシルビールによりシ
ュミレーションすることができ、これはこの発明の方法
の好ましくない修正例において用いられている。
そのほとんどの例において本質的なものである走査ビー
ムに対して、前述のように扇形ビーム光を利用すること
が極めて好ましい。このビームは静止要素、たとえばス
リット開口および／または円筒レンズを用いて、極めて
簡単に発生させることができるのに対して、走査ビーム
は、より複雑な光学装置、たとえば回転ミラーを必要と
する。しかも扇形ビームは走査ペンシルビールによりシ
ュミレーションすることができ、これはこの発明の方法
の好ましくない修正例において用いられている。
この発明はさらに、要素を丸形反射性隅部を有する対象
物に取付ける自動組立て装置に関する。この発明は請求
の範囲において特別に限定されているが、基礎となる原
理は、電子−光学装置を用いて、この装置の視界範囲に
おいて隅部が狭幅反射ストライプを発生させることがで
きることから、丸形隅部の位置を決定できることであ
る。その方法は図面を参照して、（例示的に示される）
この発明の種々の実施例に関連して説明される。
物に取付ける自動組立て装置に関する。この発明は請求
の範囲において特別に限定されているが、基礎となる原
理は、電子−光学装置を用いて、この装置の視界範囲に
おいて隅部が狭幅反射ストライプを発生させることがで
きることから、丸形隅部の位置を決定できることであ
る。その方法は図面を参照して、（例示的に示される）
この発明の種々の実施例に関連して説明される。
第１図は概略説明図、 第1A図は第１図に適用される光学的考察を示す概略図、 第1B図は検出処理系統図、 第２図は検出器応答波形の概略図、 第３〜５図は概略説明図、 第6,7図および８図はそれぞれ電子−光学装置の平面
図、側立面図および端立面図、 第９図は風防ガラス用リフトフレームと共に用いられる
４つの装置の概略配置図、 第10図はフレームに対する一つの装置の取付け形態を示
す概略図、 第11図は装置を引込める機構の概略図、 第12図は検出パルス幅の変動形態を示す概略説明図、 第13図は２−センサ装置を備える概略図、 第14Aおよび14B図は改良された光学装置を備える２−検
出器装置の概略図、 第15図は２検出器および２光源を備える装置の概略図、 第16図は第15図の装置により得られる波形の概略図、 第１図は車体の窓開口周囲の典型的なフレーム断面10を
示し、外部隅部11および内部隅部12を備え、窓を受容す
るための減少部を形成している。車体は窓が取付けられ
る前に塗装され、白色，黒色または任意の範囲の暗色お
よび明色を有すると共に、メタリック仕上げも含まれ
る。しかも仕上げ状態は常に、つや消しの拡散性ではな
く、強い反射性を有している。隅部11および12は典型的
には、１〜2mmの曲率半径を有する。
図、側立面図および端立面図、 第９図は風防ガラス用リフトフレームと共に用いられる
４つの装置の概略配置図、 第10図はフレームに対する一つの装置の取付け形態を示
す概略図、 第11図は装置を引込める機構の概略図、 第12図は検出パルス幅の変動形態を示す概略説明図、 第13図は２−センサ装置を備える概略図、 第14Aおよび14B図は改良された光学装置を備える２−検
出器装置の概略図、 第15図は２検出器および２光源を備える装置の概略図、 第16図は第15図の装置により得られる波形の概略図、 第１図は車体の窓開口周囲の典型的なフレーム断面10を
示し、外部隅部11および内部隅部12を備え、窓を受容す
るための減少部を形成している。車体は窓が取付けられ
る前に塗装され、白色，黒色または任意の範囲の暗色お
よび明色を有すると共に、メタリック仕上げも含まれ
る。しかも仕上げ状態は常に、つや消しの拡散性ではな
く、強い反射性を有している。隅部11および12は典型的
には、１〜2mmの曲率半径を有する。
光源Ｌが扇形ビーム光をフレーム部10に送り、センサま
たは検出器Ｄが反射光を受容する。扇形ビームは隅部を
横切るように送られる。検出器は出力波形（第２図）を
提供する良く知られたタイプのものであり、ここではパ
ルスは、検出器に入射するビームの検出器スケールに沿
う位置、したがってこの場合は、反射性対象物の位置を
表示する。好ましく検出器は第６図から第８図を参照し
て以下に記載される。入射し、鏡面反射された光源のい
くつかが図示される。入射光線I1は隅部11に光ストライ
プを発生し、反射光線R1はS1において検出器に当たる。
同様に、入射光線I2は隅部12に光ストライプを発生し、
反射光線R2はS2において検出に当たる。したがって検出
器Ｄから得られる波形は対応するパルスP1およびP2を表
示し、これらパルスは、周囲光およびフレーム部10から
の拡散光からもたらされる基礎値Ｐに重ねられる。基礎
値の高さは変動し、これは明色塗装仕上げのものに対し
ては高くなる傾向を有するが、パルスP1およびP2は顕著
であるから、これらは常に信頼性をもって検出される。
たは検出器Ｄが反射光を受容する。扇形ビームは隅部を
横切るように送られる。検出器は出力波形（第２図）を
提供する良く知られたタイプのものであり、ここではパ
ルスは、検出器に入射するビームの検出器スケールに沿
う位置、したがってこの場合は、反射性対象物の位置を
表示する。好ましく検出器は第６図から第８図を参照し
て以下に記載される。入射し、鏡面反射された光源のい
くつかが図示される。入射光線I1は隅部11に光ストライ
プを発生し、反射光線R1はS1において検出器に当たる。
同様に、入射光線I2は隅部12に光ストライプを発生し、
反射光線R2はS2において検出に当たる。したがって検出
器Ｄから得られる波形は対応するパルスP1およびP2を表
示し、これらパルスは、周囲光およびフレーム部10から
の拡散光からもたらされる基礎値Ｐに重ねられる。基礎
値の高さは変動し、これは明色塗装仕上げのものに対し
ては高くなる傾向を有するが、パルスP1およびP2は顕著
であるから、これらは常に信頼性をもって検出される。
位置情報を得るためのパルスP1,P2の処理は、容易に利
用できる技術により行われる。第1B図は、コンピュータ
６にサンプルを送るアナログ−デジタル変換器５に連結
された検出器Ｄを示す。コンピュータはパルスP1,P2を
位置決めするためサンプルを分析し、検出器波形をコン
ピュータにおけるリアルタイム分析を同期させるため、
検出器Ｄをストローブ（strobe）処理する（ライン
７）。位置データは制御装置８、特にロボット制御装置
に送られ、これは検出器を保持するロボットにフィード
バック制御をもたらし、検出器を隅部11,12に対する所
望位置に移動させるようになっている。
用できる技術により行われる。第1B図は、コンピュータ
６にサンプルを送るアナログ−デジタル変換器５に連結
された検出器Ｄを示す。コンピュータはパルスP1,P2を
位置決めするためサンプルを分析し、検出器波形をコン
ピュータにおけるリアルタイム分析を同期させるため、
検出器Ｄをストローブ（strobe）処理する（ライン
７）。位置データは制御装置８、特にロボット制御装置
に送られ、これは検出器を保持するロボットにフィード
バック制御をもたらし、検出器を隅部11,12に対する所
望位置に移動させるようになっている。
検出器時間軸におけるP1およびP2の位置は、光源Ｌおよ
び検出器Ｄからなる装置に対する、第１図の矢印14の方
向におけるフレーム部10の位置を良好に表示する。明ら
かなように、フレーム部が第１図において下方に移動さ
れると、パルスP1およびP2は第２図において右側へ移動
する。しかし、位置情報の引出しについては、後で詳細
に考えることにする。
び検出器Ｄからなる装置に対する、第１図の矢印14の方
向におけるフレーム部10の位置を良好に表示する。明ら
かなように、フレーム部が第１図において下方に移動さ
れると、パルスP1およびP2は第２図において右側へ移動
する。しかし、位置情報の引出しについては、後で詳細
に考えることにする。
簡単のために、第１図は点光源Ｌを示している。実際に
は、光源はａで示される開口を有し、また検出器は、典
型的には対象レンズにより決定される開口ｂを有する。
光学装置の設計形態は後で詳細に考えることにする。
は、光源はａで示される開口を有し、また検出器は、典
型的には対象レンズにより決定される開口ｂを有する。
光学装置の設計形態は後で詳細に考えることにする。
P1およびP2を発生するストライプは、隅部11および12の
回りにいくらか不確定状態で位置される。パルスP1およ
びP2を、２つの隅部の曲率中心C1およびC2を基準にした
場合に存するであろう位置CP1およびCP2に移行させるよ
うに、補正を行うことが可能である。
回りにいくらか不確定状態で位置される。パルスP1およ
びP2を、２つの隅部の曲率中心C1およびC2を基準にした
場合に存するであろう位置CP1およびCP2に移行させるよ
うに、補正を行うことが可能である。
内曲および外曲隅部はそれぞれ、曲率半径ｒにおいて、
ｆ＝r/2の有効焦点距離を有する円筒ミラー「レンズ」
としての機能を有する。第1A図は、センサにおいて、対
象物の２つの隅部（大きく誇張された半径を有する）に
おいて発生される、虚像および実像M1およびM2の位置を
示す。センサから隅部までの距離ｄが、半径ｒより非常
に大きいという仮定において、以下の結果が得られる
（２つの場合の符号差は無視する）。
ｆ＝r/2の有効焦点距離を有する円筒ミラー「レンズ」
としての機能を有する。第1A図は、センサにおいて、対
象物の２つの隅部（大きく誇張された半径を有する）に
おいて発生される、虚像および実像M1およびM2の位置を
示す。センサから隅部までの距離ｄが、半径ｒより非常
に大きいという仮定において、以下の結果が得られる
（２つの場合の符号差は無視する）。
隅部の焦点距離 ｆ＝r/2 像の高さ ｈ＝ef/d＝er/2d 光源の像の幅 ｉ＝af/d＝ar/2d 検出器において見た光源の角度幅 ｐ＝i/d＝ar/2d2 曲率中心を通る光源を提供するために像位置に適用され
る補正角度 ｑ＝h/d＝er/2d2 ここで、ｒ＝隅部の曲率半径（典型的には１〜2mm） ａ＝光源の開口（典型的には１〜2mm） ｄ＝センサ−窓フレーム間距離（典型的には100mm） ｅ＝ランプ−検出器間距離 前述の式に典型的な値を代入することにより、この技術
が極めて明瞭な像パルス幅を発生できることが示されて
いる。
る補正角度 ｑ＝h/d＝er/2d2 ここで、ｒ＝隅部の曲率半径（典型的には１〜2mm） ａ＝光源の開口（典型的には１〜2mm） ｄ＝センサ−窓フレーム間距離（典型的には100mm） ｅ＝ランプ−検出器間距離 前述の式に典型的な値を代入することにより、この技術
が極めて明瞭な像パルス幅を発生できることが示されて
いる。
したがって、角度位置（第1A図）の項による補正はそれ
ぞれ以下の式で表される。
ぞれ以下の式で表される。
q1＝r1/2d＝er1/（2d2） q2＝r2/3d＝er2/（2d2） ここで、r1およびr2はそれぞれ隅部11および12の曲率半
径であり、以下の角度位置領域における： CP1＝P1＋q1 および CP2＝P2−q2 これらの補正を行う必要があるかどうかは、要求される
精度に依る。
径であり、以下の角度位置領域における： CP1＝P1＋q1 および CP2＝P2−q2 これらの補正を行う必要があるかどうかは、要求される
精度に依る。
パルスP1およびP2の幅は、装置からフレーム部への距離
により変化し、したがって何らかの距離情報が、パルス
の分析から得ることができる。他の明白な距離情報源は
P1およびP2間の間隔であり、隅部11および12は、装置L,
Dから離れるにつれて、相互に接近して現れる。
により変化し、したがって何らかの距離情報が、パルス
の分析から得ることができる。他の明白な距離情報源は
P1およびP2間の間隔であり、隅部11および12は、装置L,
Dから離れるにつれて、相互に接近して現れる。
像を複雑にする鏡面反射について、他に多くの可能性が
存在する。
存在する。
1.隅部反射器 内部隅部を包囲する２つの表面は、２重ミラー隅部反射
器としての機能を有する。第２図は、第１図において入
射光線I3およびS3において検出器に当たる反射光線R3、
により発生されるパルスP3を示す。像のパルスの位置お
よび形状は、ランプ−検出器距離の選択、隅部に形成さ
れる正確な角度、および面の平坦性に依存する。像P3は
P2の一側または両側に発生することができる。最悪の状
態は、検出器−ランプ間距離が小さい場合に発生する。
この信号の振幅は、偏光源（図の面内における電気ベク
トル）を利用し、かつブリースター角で表面に光が当た
るように配置することにより、低減させることができ
る。この場合の反射信号の強度は、大いに低減される。
器としての機能を有する。第２図は、第１図において入
射光線I3およびS3において検出器に当たる反射光線R3、
により発生されるパルスP3を示す。像のパルスの位置お
よび形状は、ランプ−検出器距離の選択、隅部に形成さ
れる正確な角度、および面の平坦性に依存する。像P3は
P2の一側または両側に発生することができる。最悪の状
態は、検出器−ランプ間距離が小さい場合に発生する。
この信号の振幅は、偏光源（図の面内における電気ベク
トル）を利用し、かつブリースター角で表面に光が当た
るように配置することにより、低減させることができ
る。この場合の反射信号の強度は、大いに低減される。
2.マルチ反射 マルチ反射状態が内隅部において発生することがあり、
これはこの信号の見かけ幅を増大する。内隅部および側
面を包含するマルチ反射も発生することがある。これら
の状態は、隅部においてランプおよび検出器間に形成さ
れる角度が大きくなるにつれて、大きな問題となってく
る。
これはこの信号の見かけ幅を増大する。内隅部および側
面を包含するマルチ反射も発生することがある。これら
の状態は、隅部においてランプおよび検出器間に形成さ
れる角度が大きくなるにつれて、大きな問題となってく
る。
実際には、隅部から発生する必要信号が容易に確認され
得るように、ランプおよび検出器の位置を構成すること
は、一般的に問題にならない。
得るように、ランプおよび検出器の位置を構成すること
は、一般的に問題にならない。
ここに延べられるセンサは基本的に２次元装置であり、
これらセンサが扇形ビーム面において線状に配置され、
隅部の軸心に対して位置測定を行う。鏡面反射信号の強
度は、極めて角度に依存している。センサは最大応答性
をもたらすように、隅部軸心に直交する平面内に存する
ように、注意深く配置することが重要である。センサが
有用信号を発信し続ける角度範囲は、以下の詳細な光学
設計ファクターに依存する： 1.検出器の開口、 2.ランプにより発生される扇形光の幅、 3.感光ピクセル（pixel）列の寸法。直線状に配列され
た検出器が延長するピクセル幅により利用できる。
これらセンサが扇形ビーム面において線状に配置され、
隅部の軸心に対して位置測定を行う。鏡面反射信号の強
度は、極めて角度に依存している。センサは最大応答性
をもたらすように、隅部軸心に直交する平面内に存する
ように、注意深く配置することが重要である。センサが
有用信号を発信し続ける角度範囲は、以下の詳細な光学
設計ファクターに依存する： 1.検出器の開口、 2.ランプにより発生される扇形光の幅、 3.感光ピクセル（pixel）列の寸法。直線状に配列され
た検出器が延長するピクセル幅により利用できる。
4.直線状に配列された検出器の前方に、それに平行に円
筒レンズ要素を付加することにより、角度幅が拡張され
る。
筒レンズ要素を付加することにより、角度幅が拡張され
る。
最良の結果を得るために、検出器は特別の適用例におい
て、角度の不確定性に応答するように設計されなければ
ならない。検出器に入る迷走光は像の品質を劣化させ
る。そのような影響を最少にするため多くの技術を利用
することができる。
て、角度の不確定性に応答するように設計されなければ
ならない。検出器に入る迷走光は像の品質を劣化させ
る。そのような影響を最少にするため多くの技術を利用
することができる。
1.干渉フィルタ／レーザー 検出器の前の同調狭帯域パス型干渉フィルタと組合せ
て、ほぼ単色の光源としてレーザーダイオードを用いる
ことにより、大部分の迷走光が除去される。
て、ほぼ単色の光源としてレーザーダイオードを用いる
ことにより、大部分の迷走光が除去される。
2.信号の微分 光源をオンおよびオフ状態で２つの像を補え、信号を微
分することにより、迷走光信号が無効化される。
分することにより、迷走光信号が無効化される。
この発明の利用例を第３〜５図を参照して考慮すること
にすると、ここでは風防ガラスは四角形15で表示される
と共に、これが装着されるフレームは破線四角形16で表
示されている。風防ガラスの平面図でＸ軸は水平、かつ
Ｙ軸はＸ軸に直交しており、またＺ軸は紙面に直交して
いる。明瞭のために、誤差は誇張されている。
にすると、ここでは風防ガラスは四角形15で表示される
と共に、これが装着されるフレームは破線四角形16で表
示されている。風防ガラスの平面図でＸ軸は水平、かつ
Ｙ軸はＸ軸に直交しており、またＺ軸は紙面に直交して
いる。明瞭のために、誤差は誇張されている。
第３図は極めて単純な場合であり、Ｘ軸における不整合
のみが考慮されている。単一センサ17がＸ軸誤差Exを表
示し、制御信号をロボットに送り、風防ガラス15を誤差
Exを除去するために右方向に移動させるようにすること
ができる。これは、それ自体に何の調整も必要としない
通常のロボットにより実施され得ることが、強調され
る。
のみが考慮されている。単一センサ17がＸ軸誤差Exを表
示し、制御信号をロボットに送り、風防ガラス15を誤差
Exを除去するために右方向に移動させるようにすること
ができる。これは、それ自体に何の調整も必要としない
通常のロボットにより実施され得ることが、強調され
る。
第４図は、Ｘ軸およびＹ軸の両誤差が可能な場合を示
す。２つのセンサ17および18が、Ｘ軸およびＹ軸誤差Ex
およびEyを決定するために必要である。
す。２つのセンサ17および18が、Ｘ軸およびＹ軸誤差Ex
およびEyを決定するために必要である。
第５図は一般的な場合で、Ｚ軸の回りの回転誤差が存在
する場合を示す。ここでは３つのセンサ17,18および19
が設けられると共に、誤差E1,E2およびE3をもたらし、
これから、ロボットに適用されるべきEx,Eyおよびθｚ
補正が単純な三角法計算により決定されるが、ここでθ
ｚはＺ軸の回りの回転誤差を表示すると共に、Exおよび
Eyは窓の中心20とフレームの中心21との間の測定値であ
る。
する場合を示す。ここでは３つのセンサ17,18および19
が設けられると共に、誤差E1,E2およびE3をもたらし、
これから、ロボットに適用されるべきEx,Eyおよびθｚ
補正が単純な三角法計算により決定されるが、ここでθ
ｚはＺ軸の回りの回転誤差を表示すると共に、Exおよび
Eyは窓の中心20とフレームの中心21との間の測定値であ
る。
さらに一般的な場合において、誤差θｘおよびθｙ、す
なわちＸおよびＹ軸の回りの傾斜、を決定するためにＺ
軸情報が利用される。前述のように、装置17,18および1
9からフレーム16への間隔を与えるために、パルス幅ま
たはパルス間隔から（あるいは後述のように立体鏡的
に）、３つの信号Dx,DyおよびDzが得られるならば、Dx,
DyおよびDzがすべて等しい場合はθｘ＝θｙ＝０であ
る。前述のものが等しくないならば、再び基本的三角法
によりθｘおよびθｙが決定され、ロボットに対して対
応する補正信号が引出される。実際には、完全な６軸制
御の場合でも、ロボットに対する補正信号を決定するた
めに必要な計算は、比較的安価なパーソナルコンピュー
タの能力の範囲内にあり、これはリアルタイム制御にと
って十分な速さで計算を処理できる。
なわちＸおよびＹ軸の回りの傾斜、を決定するためにＺ
軸情報が利用される。前述のように、装置17,18および1
9からフレーム16への間隔を与えるために、パルス幅ま
たはパルス間隔から（あるいは後述のように立体鏡的
に）、３つの信号Dx,DyおよびDzが得られるならば、Dx,
DyおよびDzがすべて等しい場合はθｘ＝θｙ＝０であ
る。前述のものが等しくないならば、再び基本的三角法
によりθｘおよびθｙが決定され、ロボットに対して対
応する補正信号が引出される。実際には、完全な６軸制
御の場合でも、ロボットに対する補正信号を決定するた
めに必要な計算は、比較的安価なパーソナルコンピュー
タの能力の範囲内にあり、これはリアルタイム制御にと
って十分な速さで計算を処理できる。
電子−光学装置29の実際の形態を、第６〜８図を参照し
て説明する。光箱20は隔壁21により、光源室22および検
出室23に分割される。光源室内でレーザーダイオード2
4、円筒レンズ25およびミラー26が箱の底部の窓28外
へ、扇形ビーム27を送出する。反射光は別の窓30を介し
て検出室23に入り、ミラー31によりフィルタ32および焦
点調整自在な対物レンズ33を介して送られると共に、別
のミラー34により直接状に配列された検出器35に送ら
れ、この検出器35は、両隅部からの像が、検出器からの
距離が異なるにもかかわらず、同時に焦点を結ぶような
角度に傾斜配置されている。
て説明する。光箱20は隔壁21により、光源室22および検
出室23に分割される。光源室内でレーザーダイオード2
4、円筒レンズ25およびミラー26が箱の底部の窓28外
へ、扇形ビーム27を送出する。反射光は別の窓30を介し
て検出室23に入り、ミラー31によりフィルタ32および焦
点調整自在な対物レンズ33を介して送られると共に、別
のミラー34により直接状に配列された検出器35に送ら
れ、この検出器35は、両隅部からの像が、検出器からの
距離が異なるにもかかわらず、同時に焦点を結ぶような
角度に傾斜配置されている。
検出器の視界範囲36は狭い扇形ビームであり、また装置
29は、ビームの広幅寸法が検出されるべき隅部を横切る
ように位置決めされる。
29は、ビームの広幅寸法が検出されるべき隅部を横切る
ように位置決めされる。
第９図は４つの装置29が、風防ガラス15を保持する８つ
の吸引カップ41を備えるリフトフレーム40に対して取付
けられる状態を示す。理論的には３つの装置29が利用さ
れる（第５図参照）が、実際に発生する車体サイズの変
動に適合するように、４つの装置が設けられる。本体の
幅は1cmの大きさで変動できる。窓の側部に対称な左お
よび右センサ29を設けることにより、窓を開口にセンタ
リングすると共に、２つの側部において、接着剤を充填
された間隙を等しくすることができる。さらに４つの装
置は何らかの過剰データをもたらし、したがって計算処
理において非矛盾性チェックが包含され、もし矛盾が存
する場合は警告が与えられる。
の吸引カップ41を備えるリフトフレーム40に対して取付
けられる状態を示す。理論的には３つの装置29が利用さ
れる（第５図参照）が、実際に発生する車体サイズの変
動に適合するように、４つの装置が設けられる。本体の
幅は1cmの大きさで変動できる。窓の側部に対称な左お
よび右センサ29を設けることにより、窓を開口にセンタ
リングすると共に、２つの側部において、接着剤を充填
された間隙を等しくすることができる。さらに４つの装
置は何らかの過剰データをもたらし、したがって計算処
理において非矛盾性チェックが包含され、もし矛盾が存
する場合は警告が与えられる。
第10図は、リフトフレーム40の一部、および端部周囲に
プラスチックトリム42を備える風防ガラス15の一部、を
示す。装置29は、フレーム40にボルト止めされたブラケ
ット43から、２つの調整自在なアーム44,45により支持
され、前記アーム44,45は装置を適切な位置へ調整させ
ると共に、そこに固定させることができるようになって
いる。装置29は、アーム45の未端部にピボット止めされ
たブラケット46に固定され、それにより装置29は、図示
の位置、すなわち風防ガラスの前方に存し、したがって
フレーム部10を視界に入れることができる位置から、フ
レーム内への風防ガラスの前進を妨げない引込み位置ま
で揺動することが可能になる。２つの位置は、アーム45
（図示しない装置により）に固定された停止体47および
48により限定される。
プラスチックトリム42を備える風防ガラス15の一部、を
示す。装置29は、フレーム40にボルト止めされたブラケ
ット43から、２つの調整自在なアーム44,45により支持
され、前記アーム44,45は装置を適切な位置へ調整させ
ると共に、そこに固定させることができるようになって
いる。装置29は、アーム45の未端部にピボット止めされ
たブラケット46に固定され、それにより装置29は、図示
の位置、すなわち風防ガラスの前方に存し、したがって
フレーム部10を視界に入れることができる位置から、フ
レーム内への風防ガラスの前進を妨げない引込み位置ま
で揺動することが可能になる。２つの位置は、アーム45
（図示しない装置により）に固定された停止体47および
48により限定される。
停止体にはリミットスイッチが設けられて、自動制御シ
ーケンスにおいて助けとなるように構成される。したが
って、すべてのブラケット46は、位置検出が行なわれる
前に、その停止体47に当接しなければならない。後の工
程で、風防ガラスがフレームに対して提供される時、風
防ガラスをフレーム内に安全に押込み続けられるなら
ば、ブラケット46はすべてその停止体48に当接しなけれ
ばならない。
ーケンスにおいて助けとなるように構成される。したが
って、すべてのブラケット46は、位置検出が行なわれる
前に、その停止体47に当接しなければならない。後の工
程で、風防ガラスがフレームに対して提供される時、風
防ガラスをフレーム内に安全に押込み続けられるなら
ば、ブラケット46はすべてその停止体48に当接しなけれ
ばならない。
第11図は、引込み位置にある装置29およびそのブラケッ
ト46、および引込みを行なう押圧ロッド49を示す。押圧
ロッドは、アーム45に取付けられる別のブラケット50内
に案内されると共に、ブラケット46に取付けられるピニ
オンにかみ合うロッドに取付けられたラックのような装
置（図示しない）により、ブラケット46に連結される。
押圧ロッドはフレーム部10に係合する時、スプリング51
の作用に抗して押戻され、したがってブラケット46およ
び装置29は揺動し、最終的にブラケットが停止体48に係
合する。リフトフレーム40はさらに前進するから、押圧
ロッド49は引込み可能なプランジャー52を備え、このプ
ランジャー52は、ロッド49内に設けられると共にスプリ
ング51より強力な別のスプリングの力に抗して、引込ま
れる。
ト46、および引込みを行なう押圧ロッド49を示す。押圧
ロッドは、アーム45に取付けられる別のブラケット50内
に案内されると共に、ブラケット46に取付けられるピニ
オンにかみ合うロッドに取付けられたラックのような装
置（図示しない）により、ブラケット46に連結される。
押圧ロッドはフレーム部10に係合する時、スプリング51
の作用に抗して押戻され、したがってブラケット46およ
び装置29は揺動し、最終的にブラケットが停止体48に係
合する。リフトフレーム40はさらに前進するから、押圧
ロッド49は引込み可能なプランジャー52を備え、このプ
ランジャー52は、ロッド49内に設けられると共にスプリ
ング51より強力な別のスプリングの力に抗して、引込ま
れる。
内隅部12がそれ自体に取付けられたトリムを有すること
から、両P1およびP2（第２図）を発生することは不可能
である。その場合、P1−P2パルス間隔により距離ｄを測
定することは不可能である。パルス幅に基づく測定は、
信頼性をもって解釈することが困難である。距離ｄが検
出器においてレンズ方程式に適合しない時、像は焦点が
合わない状態にあることから、広幅の像が形成される。
公称観察距離がd0で、検出器の対物レンズが焦点距離ｆ
を有し、かつレンズと検出器例との距離がu0の場合、1/
u0＋1/d0＝1/fである。任意の他の距離ｄについて、1/u
＋1/d＝1/fであり、点像の場合は、幅ｗ＝（B/u）ABS
（ｕ−u0）であり、ここでＢはレンズ開口である（第12
図参照）。さらに、パルスが重ねられる基礎値Ｐが可変
であることから、パルス幅を測定することは困難であ
る。したがって、２つの横方向に隔置された検出器Ｄを
配置し、通常の立体鏡技術を適用して、ｄを測定するこ
とが好ましい。必要な計算は再び、典型的な16−ビット
のパーソナルコンピュータの通常能力の範囲内にある。
から、両P1およびP2（第２図）を発生することは不可能
である。その場合、P1−P2パルス間隔により距離ｄを測
定することは不可能である。パルス幅に基づく測定は、
信頼性をもって解釈することが困難である。距離ｄが検
出器においてレンズ方程式に適合しない時、像は焦点が
合わない状態にあることから、広幅の像が形成される。
公称観察距離がd0で、検出器の対物レンズが焦点距離ｆ
を有し、かつレンズと検出器例との距離がu0の場合、1/
u0＋1/d0＝1/fである。任意の他の距離ｄについて、1/u
＋1/d＝1/fであり、点像の場合は、幅ｗ＝（B/u）ABS
（ｕ−u0）であり、ここでＢはレンズ開口である（第12
図参照）。さらに、パルスが重ねられる基礎値Ｐが可変
であることから、パルス幅を測定することは困難であ
る。したがって、２つの横方向に隔置された検出器Ｄを
配置し、通常の立体鏡技術を適用して、ｄを測定するこ
とが好ましい。必要な計算は再び、典型的な16−ビット
のパーソナルコンピュータの通常能力の範囲内にある。
位置情報は２つの三角法技術により得られる。
1.立体検出器の利用 同一輪郭の立体像対、好ましくは外隅部からの像ストラ
イプを与えるため、２つの分離した検出器を利用する。
イプを与えるため、２つの分離した検出器を利用する。
2.2つの像輪郭の利用 単一検出器を利用するが、２つの隅部に対応する２つの
像輪郭を確定し、既知の窓フレームの寸法および観察方
向を利用する。
像輪郭を確定し、既知の窓フレームの寸法および観察方
向を利用する。
第２方法をある程度詳細に説明する。窓フレームをガラ
スの下側から容易に観察できるようにし、センサの肉厚
を最少化するため、図示される特別の光学装置が選択さ
れる。
スの下側から容易に観察できるようにし、センサの肉厚
を最少化するため、図示される特別の光学装置が選択さ
れる。
しかし、第１方法は好ましい技術のように思われる。こ
れは測定にあたり外隅部を利用するだけである、という
利点を有する。内隅部は時には不明瞭であり、前述の他
の鏡面反射により混同される可能性がある。この方法は
また、センサの取扱い問題を簡単にする。一般に、引込
み機構は不要である。センサを、ガラスの上方に位置さ
せると共に、それでも外隅部を観察できるようにリフト
フレームに取付けることが可能である。これは、風防ガ
ラスの曲率により２つのセンサが側部に取付けられる場
合に助けになる。２つのセンサが頂部に取付けられる場
合、小さい距離だけ下方に移動された基準測定位置を選
択することが必要になる。第13図は、単一光源Ｌの側部
に配置される２つの隔置された検出器D1,D2を備える立
体装置の利用を、示している。
れは測定にあたり外隅部を利用するだけである、という
利点を有する。内隅部は時には不明瞭であり、前述の他
の鏡面反射により混同される可能性がある。この方法は
また、センサの取扱い問題を簡単にする。一般に、引込
み機構は不要である。センサを、ガラスの上方に位置さ
せると共に、それでも外隅部を観察できるようにリフト
フレームに取付けることが可能である。これは、風防ガ
ラスの曲率により２つのセンサが側部に取付けられる場
合に助けになる。２つのセンサが頂部に取付けられる場
合、小さい距離だけ下方に移動された基準測定位置を選
択することが必要になる。第13図は、単一光源Ｌの側部
に配置される２つの隔置された検出器D1,D2を備える立
体装置の利用を、示している。
領域情報は前述のように、三角法技術により計算される
ことが好ましい。しかし、前述のように、像パルスの幅
を測定することにより、何らかの深さ情報を得ることが
可能である。その場合、パルス像の測定は三角法データ
から計算された距離に対するクロスチェックとして利用
できる。
ことが好ましい。しかし、前述のように、像パルスの幅
を測定することにより、何らかの深さ情報を得ることが
可能である。その場合、パルス像の測定は三角法データ
から計算された距離に対するクロスチェックとして利用
できる。
最良の角度感度を得るための光学装置の設計において、
カメラレンズの口径に関して２つの矛盾する要件が生じ
る。大きい角度検出領域が要求される場合は、レンズ口
径を増大することが必要である。同時に、カメラの視野
深さを最大にし、かつ明瞭に限定されたピーク深さを維
持するためには、レンズ口径を最小にすることが望まし
い。これら矛盾する要件についての解決法は、通常の円
形開口（第６〜８図において仮定される）をスリット開
口に置換し、広幅寸法を検出器の平面に直交するように
配置することである。
カメラレンズの口径に関して２つの矛盾する要件が生じ
る。大きい角度検出領域が要求される場合は、レンズ口
径を増大することが必要である。同時に、カメラの視野
深さを最大にし、かつ明瞭に限定されたピーク深さを維
持するためには、レンズ口径を最小にすることが望まし
い。これら矛盾する要件についての解決法は、通常の円
形開口（第６〜８図において仮定される）をスリット開
口に置換し、広幅寸法を検出器の平面に直交するように
配置することである。
これは、第13図において用いられる型式の立体装置に関
して、第14A図および14B図に示される。２つの検出器D
1,D2（カメラ）は検出器の平面、すなわち光源53の扇形
ビーム52を包含し、かつ検出器スケールを包含する平
面、に対して直交するスリット開口51を有する。
して、第14A図および14B図に示される。２つの検出器D
1,D2（カメラ）は検出器の平面、すなわち光源53の扇形
ビーム52を包含し、かつ検出器スケールを包含する平
面、に対して直交するスリット開口51を有する。
同様に、角度領域は、検出器の平面に直交する幅を延長
された光源開口Ｌを用いることにより増大できる（第14
A図参照）。その範囲において、検出器の平面に直交す
る薄長光源を用い、かつ通常の球形対称カメラレンズを
円筒カメラに置換することにより、極めて広範な角度領
域を有する検出器が設定できる。
された光源開口Ｌを用いることにより増大できる（第14
A図参照）。その範囲において、検出器の平面に直交す
る薄長光源を用い、かつ通常の球形対称カメラレンズを
円筒カメラに置換することにより、極めて広範な角度領
域を有する検出器が設定できる。
有用な類推法は、このシステムを「同調」回路と比較す
ることである。検出器は必要な「鏡面信号」を見出し、
かつ望ましくない「ランバート」背景を排除するように
設計される。狭い受入れ角度領域において、センサは高
い「Ｑ」値を有し、狭い帯域にわたって信号を検出す
る。角度領域を増大することにより、検出器の「Ｑ」値
は減少し、かつ帯域は増大し、望ましくない背景からの
寄与が増大する。明らかなように望ましい解決法は、要
素に存在する不確実特性に対して、鏡面信号を検出する
ための受入れ角度領域を適合させるように、光学装置を
最適化することである。
ることである。検出器は必要な「鏡面信号」を見出し、
かつ望ましくない「ランバート」背景を排除するように
設計される。狭い受入れ角度領域において、センサは高
い「Ｑ」値を有し、狭い帯域にわたって信号を検出す
る。角度領域を増大することにより、検出器の「Ｑ」値
は減少し、かつ帯域は増大し、望ましくない背景からの
寄与が増大する。明らかなように望ましい解決法は、要
素に存在する不確実特性に対して、鏡面信号を検出する
ための受入れ角度領域を適合させるように、光学装置を
最適化することである。
最終仕上げは、交差する対の円筒レンズにより両開口
（光源および検出器）を画定することで、それにより、
検出面内およびそれに直交する開口を別々に決定するこ
とができる。
（光源および検出器）を画定することで、それにより、
検出面内およびそれに直交する開口を別々に決定するこ
とができる。
風防ガラスの装置において確認されている問題の一つ
は、プレート工具の摩擦により生じる、要素の曲率半径
の変動である。この状態は、異なるプレス工具から製造
される混合された車体が、同一製造ライン上に存在する
場合が発生する。第1A図により説明された方法によりピ
ーク位置を補正するため、各車体の原点を確定するこ
と、あるいは半径を直接測定することが必要になる。こ
の第２の方法は、検出器に対して簡単な修正を行なうこ
とにより実施できる。第15図は立体画法的検出器を示し
ており、これに対して第２光源L2が付加される。さて、
（各カメラD1,D2に対して）それぞれ２つの光源L1,L2に
よる２つの像が補持され、比較された場合、像は極めて
類似性を有するが、ピークは２つの光源の位置の差によ
り、少量だけ移動されることが明らかである。２つの光
源は、これを容易にするため交互にスイッチオンされ
る。第16図は、第２図におけるのと同様、検出器の一
方、たとえば第15図のD1における、光源L1からの光に応
答する波形（ａ）を示し、これはそれぞれ外および内隅
部11および12からピークP1およびP2を発生させている。
誤ピークＦがマルチ反射から生じる。波形（ｂ）は、光
源L2を用いた場合の同検出器の応答を示している。ピー
クP1およびP2はそれぞれ相互方向に、少量DP1およびDP2
だけ移動され、また誤ピークＦは全体的に異なる位置へ
移動される。応答（ａ）および（ｂ）、および検出器D2
からの対応応答から、検出器面内における完全幾何学、
すなわちC1およびC2の座標および曲率半径r1およびr2を
決定することは、幾何学的光学系における簡単な計算か
ら達成される。このピーク位置の移動を測定することに
より、曲率半径が明らかにされる。q1およびq2に関する
等式は、曲率半径の関数としてピーク位置の移動量を提
供する。２つの光源が既知の距離に配置された場合、こ
の半径を解くことが可能である。
は、プレート工具の摩擦により生じる、要素の曲率半径
の変動である。この状態は、異なるプレス工具から製造
される混合された車体が、同一製造ライン上に存在する
場合が発生する。第1A図により説明された方法によりピ
ーク位置を補正するため、各車体の原点を確定するこ
と、あるいは半径を直接測定することが必要になる。こ
の第２の方法は、検出器に対して簡単な修正を行なうこ
とにより実施できる。第15図は立体画法的検出器を示し
ており、これに対して第２光源L2が付加される。さて、
（各カメラD1,D2に対して）それぞれ２つの光源L1,L2に
よる２つの像が補持され、比較された場合、像は極めて
類似性を有するが、ピークは２つの光源の位置の差によ
り、少量だけ移動されることが明らかである。２つの光
源は、これを容易にするため交互にスイッチオンされ
る。第16図は、第２図におけるのと同様、検出器の一
方、たとえば第15図のD1における、光源L1からの光に応
答する波形（ａ）を示し、これはそれぞれ外および内隅
部11および12からピークP1およびP2を発生させている。
誤ピークＦがマルチ反射から生じる。波形（ｂ）は、光
源L2を用いた場合の同検出器の応答を示している。ピー
クP1およびP2はそれぞれ相互方向に、少量DP1およびDP2
だけ移動され、また誤ピークＦは全体的に異なる位置へ
移動される。応答（ａ）および（ｂ）、および検出器D2
からの対応応答から、検出器面内における完全幾何学、
すなわちC1およびC2の座標および曲率半径r1およびr2を
決定することは、幾何学的光学系における簡単な計算か
ら達成される。このピーク位置の移動を測定することに
より、曲率半径が明らかにされる。q1およびq2に関する
等式は、曲率半径の関数としてピーク位置の移動量を提
供する。２つの光源が既知の距離に配置された場合、こ
の半径を解くことが可能である。
この修正例は別の利点を有する。ピーク位置の移動方向
は、半径だけでなく符号をも表示し、すなわち内および
外隅部から得られるピークが区別される。この情報は像
の解釈のあいまい性を解くのに有用である。
は、半径だけでなく符号をも表示し、すなわち内および
外隅部から得られるピークが区別される。この情報は像
の解釈のあいまい性を解くのに有用である。
この手順は「真実の」ピークと、第１図において説明し
たようにマルチ反射状態から時に発生する「誤り」ピー
クとを区別するための助けとすることができる。これら
の「誤り」ピークは、光源の反射に対して影響を受けや
すく、一般に、２つの像において総体的に相違している
のに対して、真実のピークは極めて類似性を有し、かつ
相互に少し移動された状態にある。
たようにマルチ反射状態から時に発生する「誤り」ピー
クとを区別するための助けとすることができる。これら
の「誤り」ピークは、光源の反射に対して影響を受けや
すく、一般に、２つの像において総体的に相違している
のに対して、真実のピークは極めて類似性を有し、かつ
相互に少し移動された状態にある。
センサは、極めて大きい曲率半径の対象物を検出できる
ものとしても示される。しかしこの場合、小半径要素に
対するピーク位置の補正のために与えられる等式はもは
や無効であり、全体的レンズ公式が解かれなければなら
ない。
ものとしても示される。しかしこの場合、小半径要素に
対するピーク位置の補正のために与えられる等式はもは
や無効であり、全体的レンズ公式が解かれなければなら
ない。
この発明において、便利で、小型で、単色性であること
が背景光をろ過することを容易にしている点を除いて、
レーザー光源の利用に特別のものはない。
が背景光をろ過することを容易にしている点を除いて、
レーザー光源の利用に特別のものはない。
この発明の方法は、車体上で一連の測定を行なうために
ロボットに取付けられる測定装置に利用することができ
る。
ロボットに取付けられる測定装置に利用することができ
る。
Claims (14)
- 【請求項１】電子−光学検出装置を用いて、反射性対象
物の鏡様反射性丸形隅部（11,12）の位置を検出する方
法であって、前記装置が、隅部（11,12）を横切って指
向される扇形ビーム光（I1−I2）を提供する光源（Ｌ）
と光検出器（Ｄ）とを備え、前記光検出器（Ｄ）が前記
反射性対象物の位置を光学装置に関連するスケールに沿
う位置（たとえば、S1）として表示する段階を含み、前
記光源（Ｌ）および検出器（Ｄ）の位置が、検出器に到
達する比較的多量の光が、前記隅部に沿って延びる狭幅
ストライプから反射された光であるように決められてい
ることを特徴とする方法。 - 【請求項２】スケールに沿う位置（S1）が、隅部の曲率
中心（C1）に位置を関連付けるように補正されることを
特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 - 【請求項３】検出器（Ｄ）が出力波形を提供する型式の
ものであり、時間軸に対するパルスの位置（たとえばP
1）が、反射性対象物の位置を表示することを特徴とす
る、請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 - 【請求項４】隅部の距離に関する装置の表示が、前記狭
幅ストライプから反射される光に対応するパルスの幅か
ら得られることを特徴とする、請求の範囲第３項に記載
の方法。 - 【請求項５】装置が、同一対象物の２つの隅部を同時に
観察するように組み立てられ、かつ装置−対象物間距離
が、２つの隅部に対して決定される位置（S1およびS2）
間の距離から決定されるようにしたことを特徴とする、
請求の範囲第１項、第２項または第３項記載に記載の方
法。 - 【請求項６】装置が２つの隔置された検出器（D1,D2）
を備え、装置−隅部間距離が２つの検出器により検出さ
れる位置から立体鏡的に決定されるようにしたことを特
徴とする、請求の範囲第１項、第２項または第３項に記
載の方法。 - 【請求項７】対象物上に分布される複数の反射性丸型隅
部の位置が、対応する複数の電子−光学検出装置（17,1
8,19または29）により決定されると共に、前記位置が分
析されて、対象物と装置との間の一組の整合誤差を決定
するようにし、かつ、装置（29）が要素位置決めロボッ
トに取り付けられ、整合誤差が対応する自由度でロボッ
トを調整するために適用されて、ロボットに保持される
要素（15）を対象物（10）に相対的に正しく位置決めす
るようにしたことを特徴とする、請求の範囲第１項に記
載の方法。 - 【請求項８】対象物が自動車の車体であり、隅部が車体
の窓開口のフレーム（10）の周囲に分布されており、か
つ要素（15）がロボットにより開口に挿入される窓であ
るようにしたことを特徴とする、請求の範囲第７項に記
載の方法。 - 【請求項９】電子−光学検出装置を用いて反射性対象物
の鏡様反射性丸形隅部の位置を検出する方法であって、
前記装置が隅部（11,12）を横切る扇形を形成するよう
にペンシルビーム光を走査する光源と光検出器（Ｄ）と
を備え、前記光検出器（Ｄ）が前記反射性対象物の位置
を光学装置に関連するスケールに沿う位置（たとえば、
S1）として表示する段階を含み、光源（Ｌ）および検出
器（Ｄ）の位置が、検出器に到達する比較的多量の光
が、隅部に沿って延びる狭幅ストライプから反射された
光であるように決められていることを特徴とする方法。 - 【請求項１０】電子−光学装置により鏡様反射性丸形隅
部（11、12）の位置を検出する装置であって、前記装置
が、隅部（11,12）を横切って指向される扇形ビーム光
を提供する光源（Ｌ）と、隅部から反射される光を受容
するように位置決めされた光検出器（Ｄ）であって、パ
ルスの位置（P1,P2）が線型スケールに沿う位置を表示
している出力波形を発信する型式の光検出器（Ｄ）、お
よび出力波形に応答して、扇形ビームにより確立された
検出器平面内において、検出器に対する隅部（11,12）
の位置を計算する計算装置（5,6）、を備えていること
を特徴とする装置。 - 【請求項１１】検出器平面内に隔置された２つの検出器
が設けられ、かつ計算装置（5,6）が両検出器からの出
力波形に応答して、隅部（11,12）の位置を計算するよ
うにしたことを特徴とする、請求の範囲第10項に記載の
装置。 - 【請求項１２】要素（10）を鏡様丸形反射性隅部を有す
る対象物（15）に取り付ける自動組立装置であって、要
素を保持するヘッドを有すると共に、ヘッドに対して一
定の位置で要素を取り上げて、それを対象物に対する公
称基準位置へ移動するようにプログラム作動されるロボ
ット、前記ヘッドに取り付けられると共に、対象物の隅
部の一つを観察するように設定された少なくとも一つの
電子−光学装置であって、前記または各装置が、光源、
および反射性対象物の位置を光学装置に関連するスケー
ルに沿う位置として表示することができるようにした光
検出器、を備えているものにおいて、前記光源が、扇形
ビームをシュミレートする走査ビームを発生する、扇形
ビーム光を発生させるようになっており、前記スケール
が扇形またはシュミレートされた扇形ビームの大部分の
領域の方向で、かつ隅部を横切って延設されており、前
記光源および検出器の位置が、検出器に到達する比較的
多量の光が、前記隅部に沿って延びる狭幅ストライプか
ら反射された光であるように決められており、かつ前記
単一または複数の装置からの信号に応答し、少なくとも
一つの補正信号を計算する計算装置、および前記または
各補正信号を適用して、対応する自由度を有するロボッ
トを制御し、ロボットが前記要素を対象物に取り付ける
前に、前記要素を前記基準位置に正確に移行させるよう
にした装置、を備えていることを特徴とする自動組立装
置。 - 【請求項１３】前記または各装置が、位置発信のために
前記要素の前方に取り付けられると共に、計算装置に単
一または複数の信号を提供した後で、かつロボットが前
記要素を対象物に取り付ける前に、単一または複数の装
置を引っ込める装置を備えていることを特徴とする、請
求の範囲第12項に記載の装置。 - 【請求項１４】前記または各装置が、２つの隔置された
検出器と、三角法計算により装置により検出された隔部
の位置を蹴っている計算装置とを備えていることを特徴
とする、請求の範囲第12項に記載の装置。
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