JPH0871972A - ロボットとカメラの自動調整方法 - Google Patents
ロボットとカメラの自動調整方法Info
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- JPH0871972A JPH0871972A JP6217030A JP21703094A JPH0871972A JP H0871972 A JPH0871972 A JP H0871972A JP 6217030 A JP6217030 A JP 6217030A JP 21703094 A JP21703094 A JP 21703094A JP H0871972 A JPH0871972 A JP H0871972A
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- Japan
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- robot
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- circles
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロボットとカメラとの軸合せを自動化し、複
数カメラ視野のオーバラップ量を計算し、キャリブレー
ションを計算し、作業者の誤差を無くすロボットとカメ
ラの自動調整方法を提供する。 【構成】 四隅に円（穴）ａ，ｂ，ｃ，ｄを有する合せ
板１０をロボット座標軸に沿い移動させ、各視野での円
座標中心を求めてカメラ座標軸の円座標からキャリブレ
ーションとカメラ傾きを求め、各視野にまたがった状態
でカメラ座標軸の円座標から視野オーバラップ量とカメ
ラ軸ずれを求めるものである。
数カメラ視野のオーバラップ量を計算し、キャリブレー
ションを計算し、作業者の誤差を無くすロボットとカメ
ラの自動調整方法を提供する。 【構成】 四隅に円（穴）ａ，ｂ，ｃ，ｄを有する合せ
板１０をロボット座標軸に沿い移動させ、各視野での円
座標中心を求めてカメラ座標軸の円座標からキャリブレ
ーションとカメラ傾きを求め、各視野にまたがった状態
でカメラ座標軸の円座標から視野オーバラップ量とカメ
ラ軸ずれを求めるものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラによる画像処理
の結果を利用してロボットにてハンドリングを行なう場
合のロボットとカメラの自動調整方法に関する。
の結果を利用してロボットにてハンドリングを行なう場
合のロボットとカメラの自動調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】カメラを用いて画像処理によ
りある物体の位置を検出し、その位置情報をもとにロボ
ットにてハンドリングを行なうことが一般に行なわれて
いる。この場合、ロボット自体が内部に有するＸＹ平面
上の座標とカメラひいては画像処理装置が持つＸＹ平面
座標とがそれぞれに存在することになる。このため、カ
メラによるロボットの作業に当ってはこの座標を一致さ
せたり関連付ける必要がある。
りある物体の位置を検出し、その位置情報をもとにロボ
ットにてハンドリングを行なうことが一般に行なわれて
いる。この場合、ロボット自体が内部に有するＸＹ平面
上の座標とカメラひいては画像処理装置が持つＸＹ平面
座標とがそれぞれに存在することになる。このため、カ
メラによるロボットの作業に当ってはこの座標を一致さ
せたり関連付ける必要がある。
【０００３】従来において、ロボットの座標軸とカメラ
（画像処理装置）の座標軸とを合わせるに当っては、人
手によって正確に合わせるようにしているが、この作業
は面倒でありまた作業する人によってどうしても誤差が
生ずる。また、カメラを２台以上用いてひとつの物体の
位置を検出する場合、各カメラの視野の位置関係をはか
り、この関係を画像処理装置にデータとして与えたり、
カメラ視野を決められた位置に合わせる必要がある。更
に、画像処理装置で位置検出を行なう場合、単位画素が
何ｍｍであるかのキャリブレーションが必要となる。こ
のため、カメラの視野を計って計算するとか、決められ
た視野にカメラを合わせてキャリブレーションを特定す
る必要がある。
（画像処理装置）の座標軸とを合わせるに当っては、人
手によって正確に合わせるようにしているが、この作業
は面倒でありまた作業する人によってどうしても誤差が
生ずる。また、カメラを２台以上用いてひとつの物体の
位置を検出する場合、各カメラの視野の位置関係をはか
り、この関係を画像処理装置にデータとして与えたり、
カメラ視野を決められた位置に合わせる必要がある。更
に、画像処理装置で位置検出を行なう場合、単位画素が
何ｍｍであるかのキャリブレーションが必要となる。こ
のため、カメラの視野を計って計算するとか、決められ
た視野にカメラを合わせてキャリブレーションを特定す
る必要がある。
【０００４】本発明は、上述の問題に鑑み、ロボットと
カメラとの軸合せを自動化し、カメラが複数台の場合の
カメラ視野のオーバラップを自動計算し、またカメラの
キャリブレーションを自動計算し、更には作業者による
誤差を無くすようにしたロボットとカメラとの自動調整
方法を提供する。
カメラとの軸合せを自動化し、カメラが複数台の場合の
カメラ視野のオーバラップを自動計算し、またカメラの
キャリブレーションを自動計算し、更には作業者による
誤差を無くすようにしたロボットとカメラとの自動調整
方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、四隅に円を有する合せ板をロボットに持たせこ
の合せ板をカメラの複数視野ごとにかつ各視野にまたが
ってロボット座標軸に沿い移動させ、上記各視野での円
中心座標を求めてカメラ座標軸上の円相互の偏差からキ
ャリブレーションとカメラ傾きを求め、上記各視野にま
たがった状態で円中心座標を求めてカメラ座標軸上の円
相互の偏差から視野オーバラップ量とカメラ軸ずれを求
め、るようにしたことを特徴とする。
発明は、四隅に円を有する合せ板をロボットに持たせこ
の合せ板をカメラの複数視野ごとにかつ各視野にまたが
ってロボット座標軸に沿い移動させ、上記各視野での円
中心座標を求めてカメラ座標軸上の円相互の偏差からキ
ャリブレーションとカメラ傾きを求め、上記各視野にま
たがった状態で円中心座標を求めてカメラ座標軸上の円
相互の偏差から視野オーバラップ量とカメラ軸ずれを求
め、るようにしたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】ロボットの座標軸に沿う合せ板にてカメラの座
標軸の値をわり出すことにより、相対的にロボットの座
標軸に対するカメラの座標軸が得られる結果、複数のカ
メラがある場合も問題なく位置合わせやキャリブレーシ
ョンを特定できる。
標軸の値をわり出すことにより、相対的にロボットの座
標軸に対するカメラの座標軸が得られる結果、複数のカ
メラがある場合も問題なく位置合わせやキャリブレーシ
ョンを特定できる。
【０００７】
【実施例】ここで、図１〜図４を参照して本発明の実施
例を説明する。図１は、本実施例の調整装置に用いる合
せ板１０であり、その四隅には円ａ，ｂ，ｃ，ｄが描か
れており（又は穴が開けられており）、合せ板１０全体
としてはカメラ（図示省略）の視野に入る大きさとなっ
ている。かかる合せ板１０をロボット座標軸と平行にな
るようにロボット（図示省略）にて持ち、ついでこの合
せ板１０を位置計測を行なう物と同一の高さでロボット
座標軸と平行に動かす。
例を説明する。図１は、本実施例の調整装置に用いる合
せ板１０であり、その四隅には円ａ，ｂ，ｃ，ｄが描か
れており（又は穴が開けられており）、合せ板１０全体
としてはカメラ（図示省略）の視野に入る大きさとなっ
ている。かかる合せ板１０をロボット座標軸と平行にな
るようにロボット（図示省略）にて持ち、ついでこの合
せ板１０を位置計測を行なう物と同一の高さでロボット
座標軸と平行に動かす。
【０００８】最初にロボットに合せ板１０を持たせた状
態にてカメラによる画像処理装置で円ａ，ｂ，ｃ，ｄの
中心座標を求める。この中心座標を次のようにする。 ａ：（ａx ，ａy ） ｂ：（ｂx ，ｂy ） ｃ：（ｃx ，ｃy ） ｄ：（ｄx ，ｄy ） また、円と円との距離をＬとする。かかる数値を得たう
えで、次式ΔＸ，ΔＹを得る。 ΔＸ＝（ｂx −ａx ）＋（ｄx −ｃx ）×１／２ ΔＹ＝（ｂy −ａy ）＋（ｄy −ｃy ）×１／２ すなわち、円どうしのＸ座標、Ｙ座標上の長さが得られ
る。したがって、キャリブレーション（ＣhgＸ，Ｙ）は
次式で示される。 ＣhgＸ＝Ｌ／ΔＸ ＣhgＹ＝Ｌ／ΔＹ また、カメラの傾きＣhgθは次式となる。 Ｃhgθ＝tan -1（ΔＹ／ΔＸ） かかる円の中心ａ，ｂ，ｃ，ｄ、長さΔＸ，ΔＹ、キャ
リブレーションＣhgＸ，ＣhgＹ、カメラ傾きＣhgθを図
２に示す視野１、図３に示す視野２にて求めることによ
り、各カメラの値が得られることになる。
態にてカメラによる画像処理装置で円ａ，ｂ，ｃ，ｄの
中心座標を求める。この中心座標を次のようにする。 ａ：（ａx ，ａy ） ｂ：（ｂx ，ｂy ） ｃ：（ｃx ，ｃy ） ｄ：（ｄx ，ｄy ） また、円と円との距離をＬとする。かかる数値を得たう
えで、次式ΔＸ，ΔＹを得る。 ΔＸ＝（ｂx −ａx ）＋（ｄx −ｃx ）×１／２ ΔＹ＝（ｂy −ａy ）＋（ｄy −ｃy ）×１／２ すなわち、円どうしのＸ座標、Ｙ座標上の長さが得られ
る。したがって、キャリブレーション（ＣhgＸ，Ｙ）は
次式で示される。 ＣhgＸ＝Ｌ／ΔＸ ＣhgＹ＝Ｌ／ΔＹ また、カメラの傾きＣhgθは次式となる。 Ｃhgθ＝tan -1（ΔＹ／ΔＸ） かかる円の中心ａ，ｂ，ｃ，ｄ、長さΔＸ，ΔＹ、キャ
リブレーションＣhgＸ，ＣhgＹ、カメラ傾きＣhgθを図
２に示す視野１、図３に示す視野２にて求めることによ
り、各カメラの値が得られることになる。
【０００９】ついで、図４に示すように各視野１，２に
合せ板１０の円が２個ずつ入るように移動させる。そし
て、同じ視野側の（同じカメラでの）円の座標上の偏差
を採る。 ΔＸ1 ＝ｃx −ａx ΔＹ1 ＝ｃy −ａy ΔＸ2 ＝ｄx −ｂx ΔＹ2 ＝ｄy −ｂy カメラの傾きは次のようになる。 θ1 ＝−tan -1（ΔＸ1 ／ΔＹ1 ） θ2 ＝−tan -1（ΔＸ2 ／ΔＹ2 ） この結果オーバラップ量（overＸ，Ｙ）は、円ａを基準
にして円ｂまでの距離を出すことにより求まり、 overＸ＝ａx ＋Ｌcos(θ1)−ｂx overＹ＝ａy ＋Ｌsin(θ1)−ｂy となる。また、カメ
ラ軸ずれoverθは次のようになる。 overθ＝θ2 −θ1 この場合、オーバラップは例えば視野の左上を原点とし
て視野１の原点から視野２の原点までとする。また、実
際に位置計測を行なう場合は、画像処理装置上の座標を
キャリブレーション、カメラ傾き、オーバラップ、カメ
ラ軸ずれを用いて、空間座標に置きかえる。
合せ板１０の円が２個ずつ入るように移動させる。そし
て、同じ視野側の（同じカメラでの）円の座標上の偏差
を採る。 ΔＸ1 ＝ｃx −ａx ΔＹ1 ＝ｃy −ａy ΔＸ2 ＝ｄx −ｂx ΔＹ2 ＝ｄy −ｂy カメラの傾きは次のようになる。 θ1 ＝−tan -1（ΔＸ1 ／ΔＹ1 ） θ2 ＝−tan -1（ΔＸ2 ／ΔＹ2 ） この結果オーバラップ量（overＸ，Ｙ）は、円ａを基準
にして円ｂまでの距離を出すことにより求まり、 overＸ＝ａx ＋Ｌcos(θ1)−ｂx overＹ＝ａy ＋Ｌsin(θ1)−ｂy となる。また、カメ
ラ軸ずれoverθは次のようになる。 overθ＝θ2 −θ1 この場合、オーバラップは例えば視野の左上を原点とし
て視野１の原点から視野２の原点までとする。また、実
際に位置計測を行なう場合は、画像処理装置上の座標を
キャリブレーション、カメラ傾き、オーバラップ、カメ
ラ軸ずれを用いて、空間座標に置きかえる。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、人
手により行なっていたロボットとカメラの軸合せ、カメ
ラキャリブレーションの計算、複数台のカメラ視野のオ
ーバラップ計算が自動化でき、また作業する人の誤差も
なくなる。
手により行なっていたロボットとカメラの軸合せ、カメ
ラキャリブレーションの計算、複数台のカメラ視野のオ
ーバラップ計算が自動化でき、また作業する人の誤差も
なくなる。
【図１】合せ板の説明図。
【図２】視野１でのキャリブレーションとカメラ傾きの
ための説明図。
ための説明図。
【図３】視野２でのキャリブレーションとカメラ傾きの
ための説明図。
ための説明図。
【図４】オーバラップ量とカメラ軸ずれのための説明
図。
図。
１０ 合せ板 ａ，ｂ，ｃ，ｄ 円（穴）
Claims (1)
- 【請求項１】 四隅に円を有する合せ板をロボットに持
たせこの合せ板をカメラの複数視野ごとにかつ各視野に
またがってロボット座標軸に沿い移動させ、 上記各視野での円中心座標を求めてカメラ座標軸上の円
相互の偏差からキャリブレーションとカメラ傾きを求
め、 上記各視野にまたがった状態で円中心座標を求めてカメ
ラ座標軸上の円相互の偏差から視野オーバラップ量とカ
メラ軸ずれを求め、 るようにしたロボットとカメラの自動調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21703094A JP3144233B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | ロボットとカメラの自動調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21703094A JP3144233B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | ロボットとカメラの自動調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0871972A true JPH0871972A (ja) | 1996-03-19 |
| JP3144233B2 JP3144233B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=16697743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21703094A Expired - Fee Related JP3144233B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | ロボットとカメラの自動調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3144233B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8248471B2 (en) | 2009-03-31 | 2012-08-21 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Calibrating apparatus for on-board camera of vehicle |
| US8866904B2 (en) | 2009-03-31 | 2014-10-21 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Calibrating apparatus for on-board camera of vehicle |
| DE102015000589A1 (de) | 2014-01-23 | 2015-08-06 | Fanuc Corporation | Datenerzeugungsvorrichtung für einen visuellen Sensor und ein Erfassungssimulationssystem |
| JP2018077196A (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | スタンレー電気株式会社 | 監視システム |
| CN112454350A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-03-09 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种多层无序物料的高精度快速视觉定位***及方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101629737B (zh) * | 2008-07-14 | 2012-02-29 | 海信（山东）空调有限公司 | 空调器室内机 |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP21703094A patent/JP3144233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8248471B2 (en) | 2009-03-31 | 2012-08-21 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Calibrating apparatus for on-board camera of vehicle |
| US8866904B2 (en) | 2009-03-31 | 2014-10-21 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Calibrating apparatus for on-board camera of vehicle |
| DE102015000589A1 (de) | 2014-01-23 | 2015-08-06 | Fanuc Corporation | Datenerzeugungsvorrichtung für einen visuellen Sensor und ein Erfassungssimulationssystem |
| DE102015000589B4 (de) * | 2014-01-23 | 2016-07-14 | Fanuc Corporation | Datenerzeugungsvorrichtung für einen visuellen Sensor und ein Erfassungssimulationssystem |
| US9519736B2 (en) | 2014-01-23 | 2016-12-13 | Fanuc Corporation | Data generation device for vision sensor and detection simulation system |
| JP2018077196A (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | スタンレー電気株式会社 | 監視システム |
| CN112454350A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-03-09 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种多层无序物料的高精度快速视觉定位***及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3144233B2 (ja) | 2001-03-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001128 |
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