JPH0146002B2 - - Google Patents

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JPH0146002B2
JPH0146002B2 JP57221408A JP22140882A JPH0146002B2 JP H0146002 B2 JPH0146002 B2 JP H0146002B2 JP 57221408 A JP57221408 A JP 57221408A JP 22140882 A JP22140882 A JP 22140882A JP H0146002 B2 JPH0146002 B2 JP H0146002B2
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JP
Japan
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photoelectric converters
signal
image
circuit
sets
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Norio Okuya
Kenichi Matsui
Toshitoki Inoe
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、工業用ロボツトの位置検出装置に関
するものである。
従来例の構成とその問題点 工業用ロボツトを用い作業を行う時、対象とす
る物体を正確に位置決めする事が困難である場
合、対象とする物体の位置情報を得る為、位置検
出装置が用いられる。
一般に、位置検出装置として工業用カメラが用
いられているが、高度な計算機能をもつ処理系が
必要であり、使用するにあたり価格面で問題が多
かつた。また、簡素化された処理系による位置検
出の一つの方法として、第1図、第2図、第3図
を参照して説明すると、駆動回路14a,14b
より映像の移動速度がVa≫Vbとなる走査信号が
出力され、水平・垂直走査用のガルバノメータ
6,7が駆動され、4分割の光電変換器4a,4
b,4c,4d上に結像した被検出物体2の結像
が三角波状に移動する。前記光電変換器4a,4
b,4c,4dの検出信号G1,G2,G3,G
4は、加算回路8a,8bを経た後、演算回路9
aに入力し、|(G1+G3)−(G2+G4)|が出力さ
れる。前記被検出物体2の映像が前記光電変換器
4a,4c上にきた時、予めEa≫0となるよう
にある値に設定されたEaと比較し、|(G1+G3)
−(G2+G4)|>Eaとなり、ゲート回路10aよ
り信号が出力される。次に、前記被検出物体2の
映像が前記光電変換器4a,4bと前記光電変換
器4b,4dの中間にきた時、予めFa0とな
るようなある値に設定されたFaと比較し、|(G1
+G3)−(G2+G4)|<Faとなり、比較回路11
aより信号が出力される。前記ゲート回路10a
と前記比較回路11aの信号出力により、AND
回路12aは、サンプリング回路13aにサンプ
リング信号、前記駆動回路14aにホールド信
号、前記駆動回路14bに変速信号、AND回路
12bに信号を出力する。前記サンプリング回路
13aはサンプリング信号により、その時の前記
駆動回路14aの走査信号を読み取り、位置信号
を出力する。前記駆動回路14aはホールド信号
により、その時の走査信号を維持し、映像の移動
を停止する。前記駆動回路14bは変速信号によ
り、Va≫Vbなる速度VbからVb=Vaなる速度に
変換する。この時、前記光電変換器4a,4b,
4c,4dの検出信号G1,G2,G3,G4
は、前述とおなじようにして、加算回路8c,8
d、演算回路9bを経た後、|(G1+G2)−(G3+
G4)|となり、映像の移動にともない、Eb、Fb
と比較されゲート回路10b、比較回路11bよ
り信号が出力される。前記ゲート回路10bと前
記比較回路11bと前記AND回路12aの信号
出力によりAND回路12bは、サンプリング回
路13bにサンプリング信号を出力し、前記サン
プリング回路13bは、その時の前記駆動回路1
4bの走査信号を読み取り、位置信号を出力す
る。その後、前記被検出物体2の映像が前記光電
変換器4a,4b上にきた時、|(G1+G2)−(G3
+G4)|>Ebと再びなり、前記ゲート回路10b
よりの信号出力はなくなるとともに、前記ゲート
回路10a、前記駆動回路14bに各々リセツト
信号が出力される。リセツト信号を入力した前記
ゲート回路10aは信号出力を停止し、前記駆動
回路14bは、Va≫Vbなるもとの速度Vbに変
速する。
この様に、4個に分割された光電変換器上に結
像した映像を走査装置により2次元移動させるも
のは、2次元走査装置が必要であり、また、2次
元走査する事により検出時間が長くなる。
発明の目的 本発明は、上記従来の問題点を解消するもの
で、簡素化された処理系によるという特徴をそこ
なうことなく、1次元走査装置の一回走査で、対
象とする物体の2次元位置検出を行う2次元位置
検出装置を提供することを目的とする。
発明の構成 本発明は、被検出物体を照明する照明装置と、
前記被検出物体の像を結像させる結像装置と、前
記結像光束を2光束に分離させる光束分離装置
と、結像面上に配置し像の明るさを検出し分割方
向が互いに結像面内で直交される様配設された2
組の2個に分割された光電変換器と、像と前記2
組の2個に分割された光電変換器の相対位置を結
像面内で前記2組の2個に分割された光電変換器
各々の配列方向に斜めに1次元移動させる1個の
1次元走査装置と、前記光束分離装置と前記光電
変換器の間に配設し、前記結像が前記2組の2個
に分割された光電変換器の各々の配列方向に対し
分割方向に圧縮される様歪像比を与えた2組の歪
像装置と、前記検出装置の検出信号と前記走査装
置の走査信号とにより前記被検出物体の2次元位
置を決定する決定手段から構成されており、被検
出物体の位置検出処理の簡素化をそこなうことな
く、1次元走査装置の一回走査で2次元位置検出
をはかるものである。
実施例の説明 以下に本発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。
第4図において、照明装置15で照明された被
検出物体16が結像レンズ17により結像する。
前記結像レンズ17と結像面の間には、結像光束
を2光束に分離するビームスプリツター18が配
置され、該ビームスプリツター18により分離さ
れた2つの結像面上には、各々互いに分割方向が
直交する様に2分割された光電変換器19a,1
9b,20a,20bは配置されている。前記ビ
ームスプリツター18と前記光電変換器19a,
19bの間と、前記ビームスプリツター18と前
記光電変換器20a,20bの間には、各々前記
光電変換器19a,19b,20a,20bの配
列方向とレンズ軸が一致する様に、正円柱レンズ
21a,21b,22a,22bが配置され、
各々の配列方向に前記光電変換器の配列方向長さ
をl1、分割方向長さをl2、前記被検出物体16の
長さをLとすればL<2l1Mなる像倍率1/M、
各々の分割方向に像倍率1/M、歪像比M/N≪
1となるように、前記結像レンズ17、前記正円
柱レンズ21a,21b,22a,22bの各々
の焦点距離、焦線距離は設定されている。前記結
像レンズ17と前記ビームスプリツター18の間
には、走査装置としてガルバノメータ23が配置
され、制御装置24より出力された走査信号で、
前記光電変換器19a,19bと20a,20b
の各々の配列方向に斜めに映像が移動するように
駆動され、前記光電変換器19a,19bの配列
方向と、前記ガルバノメータ23の揺動軸とのな
す角がθとなる様に、前記ガルバノメータ23は
配置されている。
次に第5図において、前記被検出物体16の位
置を決定する決定原理を説明すると、前記光電変
換器19a,19bと20a,20bの各々の分
割方向に映像が圧縮されていることにより、配列
方向に斜めに映像が移動しても、各々l2sin θN、
l2cosθNの巾内に位置する被検出物体16の映像
は、必らず前記光電変換器19a,19bと20
a,20bの各々の分割線を横切り、また、前記
光電変換器19a,19b,20a,20bの像
の明るさの検出信号P1,P2,Q1,Q2の差
P1−P2、Q1−Q2を求めれば、前記被検出物体1
6の映像が前記光電変換器19a,19bの中間
に位置する時はP1−P20、20a,20bの
中間に位置する時はQ1−Q20、その近傍では
|P1−P2|≫0、|Q1−Q2|≫0となる点に着
目するものである。
制御装置24の構成の一例を示すと第6図のよ
うに、演算回路25a,25b、ゲート回路26
a,26b、比較回路27a,27b、AND回
路28a,28b、サンプリング回路29a,2
9b、駆動回路30から構成されている。前記光
電変換器19a,19bの検出信号P1,P2
は、前記演算回路25aで演算され、|P1−P2|
が出力される。前記演算回路25aには前記ゲー
ト回路26a、前記比較回路27aが接続され、
前記ゲート回路26aは、入力の値|P1−P2|
がある値以上になつた時から次にある値以上にな
るまでの間出力信号を出し、前記比較回路27a
は、入力の値|P1−P2|がある値以下になつた
時に出力信号を出す。前記ゲート回路26aと前
記比較回路27aの出力は前記AND回路28a
に接続され、走査信号を出力する前記駆動回路3
0に接続された前記サンプリング回路29aにサ
ンプリング信号を与える。前記サンプリング回路
29aは、サンプリング信号により前記駆動回路
30の走査信号を読み取り、位置信号を出力す
る。また、前記光電変換器20a,20bの検出
信号Q1,Q2により前記サンプリング回路29
bが位置信号を出力することは、前述の通りであ
るので説明は省略する。
次に上記のように構成した本実施例の位置検出
装置について以下その動作を説明する。
まず、前記駆動回路30より走査信号が出力さ
れ、前記ガルバノメータ23が駆動され、前記光
電変換器19a,19bと20a,20b上に
各々結像した前記被検出物体16の映像が前記光
電変換器19a,19bと20a,20bの各々
の配列方向に対しtan-1(tanθ/N)の角度をもつ
て移動する。前記光電変換器19a,19bの検
出信号P1,P2は、前記演算回路25aに入力
し、|P1−P2|が出力される。前記被検出物体1
6の映像が前記光電変換器19a上にきた時、予
めSa≫0となるようなある値に設定されたSと
比較し、|P1−P2|>Saとなり、前記ゲート回
路26aより信号が出力される。次に、前記被検
出物体16の映像が前記光電変換器19a,19
bの中間にきた時、予めTa0となるようなあ
る値に設定されたTaと比較し、|P1−P2|<Ta
となり、前記比較回路27aより信号が出力され
る。前記ゲート回路26aと前記比較回路27a
の信号出力により、前記AND回路28aは、前
記サンプリング回路29aにサンプリング信号を
出力し、前記サンプリング回路29aは、その時
の前記駆動回路30の走査信号を読み取り、前記
光電変換器19a,19bの配列方向の位置信号
を出力する。その後、前記被検出物体の16の映
像が前記光電変換器19b上にきた時、|P1−P2
|>Saとなり、前記ゲート回路26aよりの信
号はなくなる。また、前記光電変換器20a,2
0bの検出信号Q1,Q2も前述の通りに処理さ
れ、前記サンプリング回路29bは、前記光電変
換器20a,20bの配列方向の位置信号を出力
する。
以上のように本実施例によれば、相対的に分割
方向が直交する様に配置された2組の2分割光電
変換器上に各々の分割方向に圧縮される歪像比を
もつ様に結像した映像を、走査装置により各々の
2分割光電変換器の配列方向に斜めに移動させ、
2組の2分割光電変換器の検出信号を各々演算処
理することにより、簡素化された処理系により1
次元走査装置の1回走査で、被検出物体の2次元
位置検出ができる。
発明の効果 本発明は、互いに結像面内で分割方向が直交す
る様複数個に分割された光電変換器上に結像した
映像を、1個の1次元走査装置により各々の複数
個に分割された光電変換器の配列方向に斜めに移
動させ、互いに分割方向が直交する2組の光電変
換器の検出信号を各々演算処理することにより、
簡素化された処理系により1次元走査装置の1回
走査で、被検出物体の2次元位置を検出できるた
め、走査手段の簡素化・装置の低コスト化という
効果を得ることができる優れた位置検出装置を実
現できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来例としての位置検出装置の構成
図、第2図は、従来例の決定原理を示す原理図、
第3図は、従来例としての制御装置の構成図、第
4図は、本発明の実施例としての位置検出装置の
構成図、第5図a,bは、本発明の決定原理を示
す原理図、第6図は、本発明の実施例としての制
御装置の構成図である。 15……照明装置、16……被検出物体、17
……結像レンズ、19a,19b,20a,20
b……光電変換器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 被検出物体を照明する照明装置と、前記被検
    出物体の像を結像させる結像装置と、前記結像光
    束を2光束に分離させる光束分離装置と、結像面
    上に配置し像の明るさを検出し分割方向が互いに
    結像面内で直交される様配設された2組の2個に
    分割された光電変換器と、像と前記2組の2個に
    分割された光電変換器の相対位置を結像面内で前
    記2組の2個に分割された光電変換器の各々の配
    列方向に斜めに1次元移動させる1個の1次元走
    査装置と、前記光束分離装置と前記光電変換器の
    間に配設し前記結像が前記2組の2個に分割され
    た光電変換器の各々の配列方向に対し分割方向に
    圧縮される様歪像比を与えた2組の歪像装置と、
    前記検出装置の検出信号と前記走査装置の走査信
    号とにより前記被検出物体の2次元位置を決定す
    る決定手段とを備えた位置検出装置。
JP57221408A 1982-12-16 1982-12-16 位置検出装置 Granted JPS59109805A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57221408A JPS59109805A (ja) 1982-12-16 1982-12-16 位置検出装置
DE8383307685T DE3372877D1 (en) 1982-12-16 1983-12-16 Position detecting apparatus
EP83307685A EP0119355B1 (en) 1982-12-16 1983-12-16 Position detecting apparatus
US06/562,182 US4623253A (en) 1982-12-16 1983-12-16 Position detecting apparatus

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JPS59109805A JPS59109805A (ja) 1984-06-25
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EP (1) EP0119355B1 (ja)
JP (1) JPS59109805A (ja)
DE (1) DE3372877D1 (ja)

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