JP3025577B2 - 形状処理方法 - Google Patents
形状処理方法Info
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- JP3025577B2 JP3025577B2 JP4114428A JP11442892A JP3025577B2 JP 3025577 B2 JP3025577 B2 JP 3025577B2 JP 4114428 A JP4114428 A JP 4114428A JP 11442892 A JP11442892 A JP 11442892A JP 3025577 B2 JP3025577 B2 JP 3025577B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アーク溶接ロボットに
おいて材料の溶接すべき部分を自動的に検出するために
搭載された光センサのデータを処理して、接合部の位置
座標を高精度に検出する方法に関するものである。
おいて材料の溶接すべき部分を自動的に検出するために
搭載された光センサのデータを処理して、接合部の位置
座標を高精度に検出する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、アーク溶接ロボットにおいて
は、溶接の進行と共に溶接すべき部分を自動的に検出し
て溶接時の熱変形などにも対応し品質良く溶接を進める
というセンサの利用が行われている。この場合、厚板に
対してはウィービングと呼ばれる溶接トーチの加振運動
を利用したアーク電流制御による溶接点（溶接方向と直
交する断面形状における溝点）の検出が可能であるが、
薄板に対しては溶接点近傍での電流の変化が小さくこの
方式を採用することができない。
は、溶接の進行と共に溶接すべき部分を自動的に検出し
て溶接時の熱変形などにも対応し品質良く溶接を進める
というセンサの利用が行われている。この場合、厚板に
対してはウィービングと呼ばれる溶接トーチの加振運動
を利用したアーク電流制御による溶接点（溶接方向と直
交する断面形状における溝点）の検出が可能であるが、
薄板に対しては溶接点近傍での電流の変化が小さくこの
方式を採用することができない。
【０００３】そこで、従来、薄板に対しては図５に示す
ように、レンジセンサ１０１としてレーザビーム１０２
を溶接材料１０３表面に照射し、その照射レーザ光像１
０４の位置変位を読みとってこれに三角測量の原理を当
てはめて断面形状を計測し、その形状データから溶接ト
ーチ１０５等による溶接点位置を検出する方法として、
断面輪郭点位置変位について各位置における微分をと
り、その微分値の変化から溶接点である溝点を求めてい
た。
ように、レンジセンサ１０１としてレーザビーム１０２
を溶接材料１０３表面に照射し、その照射レーザ光像１
０４の位置変位を読みとってこれに三角測量の原理を当
てはめて断面形状を計測し、その形状データから溶接ト
ーチ１０５等による溶接点位置を検出する方法として、
断面輪郭点位置変位について各位置における微分をと
り、その微分値の変化から溶接点である溝点を求めてい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の溶接点位置の検出方法では、実際には輪郭点座標値
にはノイズが含まれており、微分操作はノイズの存在に
は弱いことから、求めた溶接点の位置の精度が悪くなる
という問題があった。
来の溶接点位置の検出方法では、実際には輪郭点座標値
にはノイズが含まれており、微分操作はノイズの存在に
は弱いことから、求めた溶接点の位置の精度が悪くなる
という問題があった。
【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、輪郭線を精度良く求
め、その上で輪郭線の交点から溶接点を精度良く求める
ことができる形状処理方法を提供することにある。
されたものであり、その目的は、輪郭線を精度良く求
め、その上で輪郭線の交点から溶接点を精度良く求める
ことができる形状処理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の形状処理方法においては、断面輪郭形状を
計測してこれを座標点列として出力するセンサと、該座
標点列から極大点を検出する手段と、該座標点列を最小
自乗誤差直線で近似する手段と、与えられた点と直線の
間の距離を計算する手段と、２直線の交点を計算する手
段を用い、まず、センサの奥行き方向に距離が極大とな
る輪郭点を仮溝点Ｐとして該仮溝点Ｐから見てある方向
になる輪郭点列を第１の輪郭点列、反対方向になる輪郭
点列を第２の輪郭点列とし、次に、ｒ1＜ｒ2として該仮
溝点Ｐを中心に半径ｒ1，ｒ2の２つの円Ｃ1，Ｃ2を描い
た場合に両円に挟まれる領域に存在する前記第１の輪郭
点列，第２の輪郭点列をそれぞれの最小自乗誤差直線Ｌ
1，Ｌ2で近似し、次に、該２直線Ｌ1，Ｌ2がそれぞれ仮
溝点Ｐの近傍を予め定められた距離以内で通過する否か
を判定し、もし該直線Ｌ1が該仮溝点Ｐの近傍を通過す
れば該直線Ｌ1を溝点近傍近似直線Ｌ1＊とし、もし該直
線Ｌ2が該仮溝点Ｐの近傍を通過すれば該直線Ｌ2を溝点
近傍近似直線Ｌ2＊とし、もし該直線Ｌ1が該仮溝点Ｐの
近傍を通過しなければ該直線Ｌ1が近傍を通過する該第
１の輪郭点列のうちで最も該仮溝点Ｐに近い点Ｑ1を求
めたのち該点Ｑ1と該仮溝点Ｐの間に存在する断面輪郭
点列を最小自乗誤差直線Ｌ1＊で近似し、もし該直線Ｌ2
が該仮溝点Ｐの近傍を通過しなければ該直線Ｌ2が近傍
を通過する該第２の輪郭点列のうちで最も該仮溝点Ｐに
近い点Ｑ2を求めたのち該点Ｑ2と該仮溝点Ｐの間に存在
する断面輪郭点列を最小自乗誤差直線Ｌ2＊で近似し、
次に、該直線Ｌ1＊，Ｌ2＊の交点を溝点Ｐ＊とすること
を特徴としている。
め、本発明の形状処理方法においては、断面輪郭形状を
計測してこれを座標点列として出力するセンサと、該座
標点列から極大点を検出する手段と、該座標点列を最小
自乗誤差直線で近似する手段と、与えられた点と直線の
間の距離を計算する手段と、２直線の交点を計算する手
段を用い、まず、センサの奥行き方向に距離が極大とな
る輪郭点を仮溝点Ｐとして該仮溝点Ｐから見てある方向
になる輪郭点列を第１の輪郭点列、反対方向になる輪郭
点列を第２の輪郭点列とし、次に、ｒ1＜ｒ2として該仮
溝点Ｐを中心に半径ｒ1，ｒ2の２つの円Ｃ1，Ｃ2を描い
た場合に両円に挟まれる領域に存在する前記第１の輪郭
点列，第２の輪郭点列をそれぞれの最小自乗誤差直線Ｌ
1，Ｌ2で近似し、次に、該２直線Ｌ1，Ｌ2がそれぞれ仮
溝点Ｐの近傍を予め定められた距離以内で通過する否か
を判定し、もし該直線Ｌ1が該仮溝点Ｐの近傍を通過す
れば該直線Ｌ1を溝点近傍近似直線Ｌ1＊とし、もし該直
線Ｌ2が該仮溝点Ｐの近傍を通過すれば該直線Ｌ2を溝点
近傍近似直線Ｌ2＊とし、もし該直線Ｌ1が該仮溝点Ｐの
近傍を通過しなければ該直線Ｌ1が近傍を通過する該第
１の輪郭点列のうちで最も該仮溝点Ｐに近い点Ｑ1を求
めたのち該点Ｑ1と該仮溝点Ｐの間に存在する断面輪郭
点列を最小自乗誤差直線Ｌ1＊で近似し、もし該直線Ｌ2
が該仮溝点Ｐの近傍を通過しなければ該直線Ｌ2が近傍
を通過する該第２の輪郭点列のうちで最も該仮溝点Ｐに
近い点Ｑ2を求めたのち該点Ｑ2と該仮溝点Ｐの間に存在
する断面輪郭点列を最小自乗誤差直線Ｌ2＊で近似し、
次に、該直線Ｌ1＊，Ｌ2＊の交点を溝点Ｐ＊とすること
を特徴としている。
【０００７】
【作用】本発明の形状処理方法では、断面輪郭形状を計
測してこれを座標点列として出力するセンサと、座標点
列から極大点を検出する手段と、座標点列を最小自乗誤
差直線で近似する手段と、与えられた点と直線の間の距
離を計算する手段と、２直線の交点を計算する手段を用
い、ノイズの存在に弱い微分操作を用いることなく、輪
郭線を最小自乗近似誤差により精度良く求め、その上で
輪郭線の交点から溶接点である溝点を精度良く求める。
測してこれを座標点列として出力するセンサと、座標点
列から極大点を検出する手段と、座標点列を最小自乗誤
差直線で近似する手段と、与えられた点と直線の間の距
離を計算する手段と、２直線の交点を計算する手段を用
い、ノイズの存在に弱い微分操作を用いることなく、輪
郭線を最小自乗近似誤差により精度良く求め、その上で
輪郭線の交点から溶接点である溝点を精度良く求める。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。まずはじめに、本発明の原理を述べる。
る。まずはじめに、本発明の原理を述べる。
【０００９】本発明の原理の説明では、溶接における代
表的な継手形状である重ね継手，Ｔ字（隅肉）継手，突
き合わせ継手に対して、同一のアルゴリズムで高精度に
溶接すべき溝点の位置検出処理をする場合を例とする。
ここで、処理対象データはレーザ光を用いたレンジセン
サ等の３次元形状計測手段により得られる座標点列（ｘ
i，ｚi）（ｉ＝１，２，…，Ｎ）であり、溶接ロボット
においては一般にセンサは溶接トーチとほぼ同じ方向か
ら材料を溶接部に向かって見、かつセンサはトーチと共
にほぼ溶接線に沿って進むことから、ｘはトーチ方向お
よび溶接線に直交する断面方向に沿った座標を表し、ｚ
はトーチ方向に沿った座標を表す。そして、この座標点
列は、３次元形状計測手段が１回の走査を行ったときに
光が照射される表面の断面輪郭線を表す。なお、座標点
列の各座標値はノイズを含んでいるが、ｘ座標値のノイ
ズ成分の大きさについては、ｘ方向の計測ピッチに対し
て、例えばｘの小さい方から座標値の計測を始めとする
と、常にｘi＜ｘi+1なること、即ちｘ方向における出現
順序の逆転がないこと、これを保証する程度にノイズ成
分が小さいものとする（これは現実のセンサでも充分期
待できる）。
表的な継手形状である重ね継手，Ｔ字（隅肉）継手，突
き合わせ継手に対して、同一のアルゴリズムで高精度に
溶接すべき溝点の位置検出処理をする場合を例とする。
ここで、処理対象データはレーザ光を用いたレンジセン
サ等の３次元形状計測手段により得られる座標点列（ｘ
i，ｚi）（ｉ＝１，２，…，Ｎ）であり、溶接ロボット
においては一般にセンサは溶接トーチとほぼ同じ方向か
ら材料を溶接部に向かって見、かつセンサはトーチと共
にほぼ溶接線に沿って進むことから、ｘはトーチ方向お
よび溶接線に直交する断面方向に沿った座標を表し、ｚ
はトーチ方向に沿った座標を表す。そして、この座標点
列は、３次元形状計測手段が１回の走査を行ったときに
光が照射される表面の断面輪郭線を表す。なお、座標点
列の各座標値はノイズを含んでいるが、ｘ座標値のノイ
ズ成分の大きさについては、ｘ方向の計測ピッチに対し
て、例えばｘの小さい方から座標値の計測を始めとする
と、常にｘi＜ｘi+1なること、即ちｘ方向における出現
順序の逆転がないこと、これを保証する程度にノイズ成
分が小さいものとする（これは現実のセンサでも充分期
待できる）。
【００１０】以下に、本発明の処理手順を示す。
【００１１】手順１：ある与えられた整数ｋに対して、
ｚi+j＜ｚi（ｊ＝±１，±２，±３，…，±ｋ）なる関
係を満たす極大点（ｘi，ｚi）を仮溝点Ｐ（ｘp，ｚp）
として検出する。
ｚi+j＜ｚi（ｊ＝±１，±２，±３，…，±ｋ）なる関
係を満たす極大点（ｘi，ｚi）を仮溝点Ｐ（ｘp，ｚp）
として検出する。
【００１２】手順２：仮溝点Ｐを中心に半径ｒ1，ｒ
2（ｒ1＜ｒ2）の２つの円Ｃ1，Ｃ2を描き、この両円に
挟まれた領域に存在する２組の断面輪郭点列（一方はｐ
より小さい番号を有する輪郭点列、他方はｐより大きい
番号を有する輪郭点列で、それぞれを第１および第２の
輪郭点列とよぶことにする）をそれぞれの最小自乗誤差
線分Ｌ1，Ｌ2で近似する（この近似線分を周辺輪郭近似
直線とよぶことにする）。
2（ｒ1＜ｒ2）の２つの円Ｃ1，Ｃ2を描き、この両円に
挟まれた領域に存在する２組の断面輪郭点列（一方はｐ
より小さい番号を有する輪郭点列、他方はｐより大きい
番号を有する輪郭点列で、それぞれを第１および第２の
輪郭点列とよぶことにする）をそれぞれの最小自乗誤差
線分Ｌ1，Ｌ2で近似する（この近似線分を周辺輪郭近似
直線とよぶことにする）。
【００１３】手順３：周辺輪郭近似直線Ｌ1，Ｌ2がそれ
ぞれ仮溝点Ｐの近傍を予め定められた距離ｄ以内で通過
するか否かを調べる。そして、 （１）もし近似直線Ｌ1が仮溝点Ｐの近傍を通過すれ
ば、この近傍直線を溝点近傍近似直線Ｌ1＊とする。
ぞれ仮溝点Ｐの近傍を予め定められた距離ｄ以内で通過
するか否かを調べる。そして、 （１）もし近似直線Ｌ1が仮溝点Ｐの近傍を通過すれ
ば、この近傍直線を溝点近傍近似直線Ｌ1＊とする。
【００１４】（２）もし近似直線Ｌ2が仮溝点Ｐの近傍
を通過すれば、この近似直線を溝点近傍近似直線Ｌ2＊
とする。
を通過すれば、この近似直線を溝点近傍近似直線Ｌ2＊
とする。
【００１５】（３）もし近似直線Ｌ1が仮溝点Ｐの近傍
を通過しなければ、この近似直線に対して予め定められ
た距離ｅ以内に存在する第１の輪郭点列を手順１におけ
る円Ｃ1の内側に向かって順次検出し、そのうちで最も
仮溝点Ｐに近い点を求めこれを円内直線端点Ｑ
1（ｘq1，ｚq1）とする。そして得られた点Ｑ1と仮溝点
Ｐの間に存在する輪郭点列即ち（ｘi，ｚi）（ｐ＞ｑ1
ならｉ＝ｑ1，ｑ1＋１，ｑ1＋２，…，ｐ、ｐ＜ｑ1なら
ｉ＝ｐ，ｐ＋１，ｐ＋２，…，ｑ1）を最小自乗誤差直
線で近似し、この直線を溝点近傍近似直線Ｌ1＊とす
る。
を通過しなければ、この近似直線に対して予め定められ
た距離ｅ以内に存在する第１の輪郭点列を手順１におけ
る円Ｃ1の内側に向かって順次検出し、そのうちで最も
仮溝点Ｐに近い点を求めこれを円内直線端点Ｑ
1（ｘq1，ｚq1）とする。そして得られた点Ｑ1と仮溝点
Ｐの間に存在する輪郭点列即ち（ｘi，ｚi）（ｐ＞ｑ1
ならｉ＝ｑ1，ｑ1＋１，ｑ1＋２，…，ｐ、ｐ＜ｑ1なら
ｉ＝ｐ，ｐ＋１，ｐ＋２，…，ｑ1）を最小自乗誤差直
線で近似し、この直線を溝点近傍近似直線Ｌ1＊とす
る。
【００１６】（４）もし近似直線Ｌ2が仮溝点Ｐの近傍
を通過しなければ、この近似直線に対して予め定められ
た距離ｅ以内に存在する第２の輪郭点列を手順１におけ
る円Ｃ1の内側に向かって順次検出し、そのうちで最も
仮溝点Ｐに近い点を求めこれを円内直線端点Ｑ
2（ｘq2，ｚq2）とする。そして得られた点Ｑ2と仮溝点
Ｐの間に存在する輪郭点列即ち（ｘi，ｚi）（ｐ＞ｑ2
ならｉ＝ｑ2，ｑ2＋１，ｑ2＋２，…，ｐ、ｐ＜ｑ2なら
ｉ＝ｐ，ｐ＋１，ｐ＋２，…，ｑ2）を最小自乗誤差直
線で近似し、この直線を溝点近傍近似直線Ｌ2＊とす
る。
を通過しなければ、この近似直線に対して予め定められ
た距離ｅ以内に存在する第２の輪郭点列を手順１におけ
る円Ｃ1の内側に向かって順次検出し、そのうちで最も
仮溝点Ｐに近い点を求めこれを円内直線端点Ｑ
2（ｘq2，ｚq2）とする。そして得られた点Ｑ2と仮溝点
Ｐの間に存在する輪郭点列即ち（ｘi，ｚi）（ｐ＞ｑ2
ならｉ＝ｑ2，ｑ2＋１，ｑ2＋２，…，ｐ、ｐ＜ｑ2なら
ｉ＝ｐ，ｐ＋１，ｐ＋２，…，ｑ2）を最小自乗誤差直
線で近似し、この直線を溝点近傍近似直線Ｌ2＊とす
る。
【００１７】手順４：手順３で得られた２つの溝点近傍
近似直線Ｌ1＊，Ｌ2＊の交点を溝点Ｐ＊とする。
近似直線Ｌ1＊，Ｌ2＊の交点を溝点Ｐ＊とする。
【００１８】次に、上記処理手順の各種継手形状に対す
る実際の処理を図２，図３，図４に模式的に示す。
る実際の処理を図２，図３，図４に模式的に示す。
【００１９】図２はＴ字（隅肉）継手の場合の処理を示
したものであり、仮溝点Ｐを中心に描いた円Ｃ1，Ｃ2で
挟まれる輪郭点列の周辺輪郭近似直線Ｌ1，Ｌ2は共に仮
溝点Ｐの近傍を通過する。従って、Ｌ1，Ｌ2がそれぞれ
溝点近傍近似直線Ｌ1＊，Ｌ2＊となり、その交点が溝点
Ｐ＊となる。
したものであり、仮溝点Ｐを中心に描いた円Ｃ1，Ｃ2で
挟まれる輪郭点列の周辺輪郭近似直線Ｌ1，Ｌ2は共に仮
溝点Ｐの近傍を通過する。従って、Ｌ1，Ｌ2がそれぞれ
溝点近傍近似直線Ｌ1＊，Ｌ2＊となり、その交点が溝点
Ｐ＊となる。
【００２０】図３は重ね継手の場合の処理を示したもの
であり、仮溝点Ｐを中心に描いた円Ｃ1，Ｃ2で挟まれる
輪郭点列の周辺輪郭近似直線Ｌ1，Ｌ2のうちＬ2のみが
仮溝点Ｐの近傍（距離ｄ以内）を通過するので、直線Ｌ
2を溝点近傍近似直線Ｌ2＊とする。一方、直線Ｌ1につ
いては直線上の円Ｃ1内での円内直線端点Ｑ1を求め、点
Ｑ1と仮溝点Ｐの間でさらに近似直線Ｌ3を得る。この直
線Ｌ3がもう一方の溝点近傍近似直線Ｌ1＊となり、直線
Ｌ1＊とＬ2＊（即ちＬ2とＬ3）の交点が溝点Ｐ＊とな
る。
であり、仮溝点Ｐを中心に描いた円Ｃ1，Ｃ2で挟まれる
輪郭点列の周辺輪郭近似直線Ｌ1，Ｌ2のうちＬ2のみが
仮溝点Ｐの近傍（距離ｄ以内）を通過するので、直線Ｌ
2を溝点近傍近似直線Ｌ2＊とする。一方、直線Ｌ1につ
いては直線上の円Ｃ1内での円内直線端点Ｑ1を求め、点
Ｑ1と仮溝点Ｐの間でさらに近似直線Ｌ3を得る。この直
線Ｌ3がもう一方の溝点近傍近似直線Ｌ1＊となり、直線
Ｌ1＊とＬ2＊（即ちＬ2とＬ3）の交点が溝点Ｐ＊とな
る。
【００２１】図４は突き合わせ継手の場合の処理を示し
たものであり、仮溝点Ｐを中心に描いた円Ｃ1，Ｃ2で挟
まれる輪郭点列の周辺輪郭近似直線Ｌ1，Ｌ2のいずれも
仮溝点Ｐの近傍を通過しない。従って、直線Ｌ1，Ｌ2の
双方について各直線上の円Ｃ1内での円内直線端点Ｑ1，
Ｑ2を求め、点Ｑ1と仮溝点Ｐの間および点Ｑ2と仮溝点
Ｐの間でさらに近似直線Ｌ3，Ｌ4を求める。この直線Ｌ
3，Ｌ4がそれぞれ溝点近傍近似直線Ｌ1＊，Ｌ2＊とな
り、その交点が溝点Ｐ＊となる。
たものであり、仮溝点Ｐを中心に描いた円Ｃ1，Ｃ2で挟
まれる輪郭点列の周辺輪郭近似直線Ｌ1，Ｌ2のいずれも
仮溝点Ｐの近傍を通過しない。従って、直線Ｌ1，Ｌ2の
双方について各直線上の円Ｃ1内での円内直線端点Ｑ1，
Ｑ2を求め、点Ｑ1と仮溝点Ｐの間および点Ｑ2と仮溝点
Ｐの間でさらに近似直線Ｌ3，Ｌ4を求める。この直線Ｌ
3，Ｌ4がそれぞれ溝点近傍近似直線Ｌ1＊，Ｌ2＊とな
り、その交点が溝点Ｐ＊となる。
【００２２】以上の原理に基づいた本発明の一実施例を
図１のブロック図に示す。図において、１はレンジセン
サ、２は輪郭点座標値蓄積部、３は仮溝点検出部、４お
よび５は周辺輪郭近似直線検出部（１）および（２）、
６および１０は近傍通過判定部（１）および（２）、７
および１１は溝点近傍近似直線蓄積部（１）および
（２）、８および１２は円内端点検出部（１）および
（２）、９および１３は溝点近傍近似直線検出部（１）
および（２）、１４は溝点検出部である。
図１のブロック図に示す。図において、１はレンジセン
サ、２は輪郭点座標値蓄積部、３は仮溝点検出部、４お
よび５は周辺輪郭近似直線検出部（１）および（２）、
６および１０は近傍通過判定部（１）および（２）、７
および１１は溝点近傍近似直線蓄積部（１）および
（２）、８および１２は円内端点検出部（１）および
（２）、９および１３は溝点近傍近似直線検出部（１）
および（２）、１４は溝点検出部である。
【００２３】図１の動作を説明すると、まずレンジセン
サ１は溶接材料表面の溶接線方向およびトーチ方向に共
に直交する方向の断面形状を表す輪郭点列を検出する。
仮溝点検出部２は該輪郭点列座標値を読みとり、仮溝点
位置の座標値を検出する。４の周辺輪郭近似直線検出部
（１）および５の周辺輪郭近似直線検出部（２）は、仮
溝点検出部３によって得られた仮溝点位置を中心に半径
ｒ1，ｒ2の同心円を描いた場合に両円に挟まれる輪郭点
列座標を１組づつ輪郭点列座標蓄積部２から受け取り、
各々の座標点列を最小自乗誤差直線で近似する。
サ１は溶接材料表面の溶接線方向およびトーチ方向に共
に直交する方向の断面形状を表す輪郭点列を検出する。
仮溝点検出部２は該輪郭点列座標値を読みとり、仮溝点
位置の座標値を検出する。４の周辺輪郭近似直線検出部
（１）および５の周辺輪郭近似直線検出部（２）は、仮
溝点検出部３によって得られた仮溝点位置を中心に半径
ｒ1，ｒ2の同心円を描いた場合に両円に挟まれる輪郭点
列座標を１組づつ輪郭点列座標蓄積部２から受け取り、
各々の座標点列を最小自乗誤差直線で近似する。
【００２４】４の周辺輪郭近似直線検出部（１）によっ
て得られた近似直線は、６の近傍通過判定部（１）によ
り仮溝点の近傍（距離ｄ以内）を通過するかどうかを判
定され、もし通過すると判定された場合には一方の溝点
近傍近似直線として７の溝点近傍近似直線蓄積部（１）
に蓄積される。もし６の近傍通過判定部（１）が通過し
ないと判定した場合には、８の円内端点検出部（１）が
６の近傍通過判定部（１）より動作を指示され、輪郭点
座標値蓄積部２から輪郭点座標値列を受け取って、周辺
輪郭近似直線から距離ｅ以内で仮溝点を中心にした半径
ｒ1の円内で最も仮溝点に近い端点座標を得る。そして
９の溝点近傍近似直線検出部（１）は該端点と仮溝点の
間にある輪郭点列に対して最小自乗近似直線を求め、こ
れを７の溝点近傍直線蓄積部（１）に蓄積する。
て得られた近似直線は、６の近傍通過判定部（１）によ
り仮溝点の近傍（距離ｄ以内）を通過するかどうかを判
定され、もし通過すると判定された場合には一方の溝点
近傍近似直線として７の溝点近傍近似直線蓄積部（１）
に蓄積される。もし６の近傍通過判定部（１）が通過し
ないと判定した場合には、８の円内端点検出部（１）が
６の近傍通過判定部（１）より動作を指示され、輪郭点
座標値蓄積部２から輪郭点座標値列を受け取って、周辺
輪郭近似直線から距離ｅ以内で仮溝点を中心にした半径
ｒ1の円内で最も仮溝点に近い端点座標を得る。そして
９の溝点近傍近似直線検出部（１）は該端点と仮溝点の
間にある輪郭点列に対して最小自乗近似直線を求め、こ
れを７の溝点近傍直線蓄積部（１）に蓄積する。
【００２５】一方、５の周辺輪郭近似直線検出部（２）
によって得られた近似直線は、１０の近傍通過判定部
（２）により仮溝点の近傍（距離ｄ以内）を通過するか
どうかを判定され、もし通過すると判定された場合には
もう一方の溝点近傍近似直線として１１の溝点近傍近似
直線蓄積部（２）に蓄積される。もし１０の近傍通過判
定部（２）が通過しないと判定した場合には、１２の円
内端点検出部（２）が１０の近傍通過判定部（２）より
動作を指示され、輪郭点座標値蓄積部２から輪郭点座標
値列を受け取って、周辺輪郭近似直線から距離ｅ以内で
仮溝点を中心にした半径ｒ1の円内で最も仮溝点に近い
端点座標を得る。そして１３の溝点近傍近似直線検出部
（２）は該端点と仮溝点の間にある輪郭点列に対して最
小自乗近似直線を求め、これを１１の溝点近傍直線蓄積
部（２）に蓄積する。
によって得られた近似直線は、１０の近傍通過判定部
（２）により仮溝点の近傍（距離ｄ以内）を通過するか
どうかを判定され、もし通過すると判定された場合には
もう一方の溝点近傍近似直線として１１の溝点近傍近似
直線蓄積部（２）に蓄積される。もし１０の近傍通過判
定部（２）が通過しないと判定した場合には、１２の円
内端点検出部（２）が１０の近傍通過判定部（２）より
動作を指示され、輪郭点座標値蓄積部２から輪郭点座標
値列を受け取って、周辺輪郭近似直線から距離ｅ以内で
仮溝点を中心にした半径ｒ1の円内で最も仮溝点に近い
端点座標を得る。そして１３の溝点近傍近似直線検出部
（２）は該端点と仮溝点の間にある輪郭点列に対して最
小自乗近似直線を求め、これを１１の溝点近傍直線蓄積
部（２）に蓄積する。
【００２６】以上の動作が終了すると、溝点検出部１４
は７の溝点近傍近似直線蓄積部（１）および１１の溝点
近傍近似直線蓄積部（２）から２本の溝点近傍近似直線
データを取得し、その交点座標を溝点の座標として算出
する。
は７の溝点近傍近似直線蓄積部（１）および１１の溝点
近傍近似直線蓄積部（２）から２本の溝点近傍近似直線
データを取得し、その交点座標を溝点の座標として算出
する。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の形状処理
方法によれば、レンジデータにノイズの含まれていて
も、従来のようなノイズの存在に弱い微分操作を使用し
ないで溶接点を求めるので、ノイズを含んだレンジデー
タから精度良く溶接すべき溝点の位置を求めることがで
き、溶接ロボットで適用した場合などにおいて、高品質
の溶接を行うことができる。また本発明は、予め溶接対
象の継手形状を教える必要がないので、種々の継手形状
が混在する溶接作業を連続して実行することもできると
いう利点を有する。
方法によれば、レンジデータにノイズの含まれていて
も、従来のようなノイズの存在に弱い微分操作を使用し
ないで溶接点を求めるので、ノイズを含んだレンジデー
タから精度良く溶接すべき溝点の位置を求めることがで
き、溶接ロボットで適用した場合などにおいて、高品質
の溶接を行うことができる。また本発明は、予め溶接対
象の継手形状を教える必要がないので、種々の継手形状
が混在する溶接作業を連続して実行することもできると
いう利点を有する。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図
【図２】本発明においてＴ字継手の場合の処理を示す模
式図
式図
【図３】本発明において重ね継手の場合の処理を示す模
式図
式図
【図４】本発明において突き合わせ継手の場合の処理を
示す模式図
示す模式図
【図５】従来技術を説明するための斜視図
１…レンジセンサ ２…輪郭点座標値蓄積部 ３…仮溝点検出部 ４，５…周辺輪郭近似直線検出部 ６，１０…近傍通過判定部 ７，１１…溝点近傍近似直線蓄積部 ８，１２…円内端点検出部 ９，１３…溝点近傍近似直線検出部 １４…溝点検出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 B23K 9/127 G06T 7/00
Claims (1)
- 【請求項１】 断面輪郭形状を計測してこれを座標点列
として出力するセンサと、該座標点列から極大点を検出
する手段と、該座標点列を最小自乗誤差直線で近似する
手段と、与えられた点と直線の間の距離を計算する手段
と、２直線の交点を計算する手段を用い、 まず、センサの奥行き方向に距離が極大となる輪郭点を
仮溝点Ｐとして該仮溝点Ｐから見てある方向になる輪郭
点列を第１の輪郭点列、反対方向になる輪郭点列を第２
の輪郭点列とし、 次に、ｒ1＜ｒ2として該仮溝点Ｐを中心に半径ｒ1，ｒ2
の２つの円Ｃ1，Ｃ2を描いた場合に両円に挟まれる領域
に存在する前記第１の輪郭点列，第２の輪郭点列をそれ
ぞれの最小自乗誤差直線Ｌ1，Ｌ2で近似し、 次に、該２直線Ｌ1，Ｌ2がそれぞれ仮溝点Ｐの近傍を予
め定められた距離以内で通過する否かを判定し、もし該
直線Ｌ1が該仮溝点Ｐの近傍を通過すれば該直線Ｌ1を溝
点近傍近似直線Ｌ1＊とし、もし該直線Ｌ2が該仮溝点Ｐ
の近傍を通過すれば該直線Ｌ2を溝点近傍近似直線Ｌ2＊
とし、もし該直線Ｌ1が該仮溝点Ｐの近傍を通過しなけ
れば該直線Ｌ1が近傍を通過する該第１の輪郭点列のう
ちで最も該仮溝点Ｐに近い点Ｑ1を求めたのち該点Ｑ1と
該仮溝点Ｐの間に存在する断面輪郭点列を最小自乗誤差
直線Ｌ1＊で近似し、もし該直線Ｌ2が該仮溝点Ｐの近傍
を通過しなければ該直線Ｌ2が近傍を通過する該第２の
輪郭点列のうちで最も該仮溝点Ｐに近い点Ｑ2を求めた
のち該点Ｑ2と該仮溝点Ｐの間に存在する断面輪郭点列
を最小自乗誤差直線Ｌ2＊で近似し、 次に、該直線Ｌ1＊，Ｌ2＊の交点を溝点Ｐ＊とすること
を特徴とする形状処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4114428A JP3025577B2 (ja) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | 形状処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4114428A JP3025577B2 (ja) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | 形状処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312509A JPH05312509A (ja) | 1993-11-22 |
| JP3025577B2 true JP3025577B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=14637474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4114428A Expired - Lifetime JP3025577B2 (ja) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | 形状処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3025577B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3072873B2 (ja) | 1992-07-17 | 2000-08-07 | 日本電信電話株式会社 | パターン処理装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3436289B2 (ja) * | 1995-10-30 | 2003-08-11 | 日本電信電話株式会社 | シム特徴点位置の検出方法 |
-
1992
- 1992-05-07 JP JP4114428A patent/JP3025577B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3072873B2 (ja) | 1992-07-17 | 2000-08-07 | 日本電信電話株式会社 | パターン処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05312509A (ja) | 1993-11-22 |
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