JPH04100573A - カメラ座標系ずれ補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は平面上に置かれたワークを、ＣＣＤカメラ等で
撮像することにより、そのワークの位置を測定するとき
、ＣＣＤカメラがずれてしまった場合、そのずれを補正
して正確なワークの位置を得る方式に関する。

〔従来の技術〕

工場の生産工程等において、カメラを利用した視覚装置
により、ワークの位置を測定するためには、ワークのカ
メラ座標系における座標を求めることが多い。この視覚
装置とロボットを組み合わせたシステムにおいては、カ
メラ座標系とロボット座標系を一致させるのが一般的で
ある（例えば、特開平１−６６５０８参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、何等かの理由により、カメラの位置がず
れた場合、カメラ座標系の位置がずれてしまい、それ以
前と以後で測定位置情報の意味が興なってしまうため、
測定作業をやり直す必要があるという問題があった。

特にロボットがカメラを保持しているケースではずれる
可能性が高かった。

そこで、本発明はカメラの位置がずれた場合にそのずれ
を補正する方式を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、カメラの視野内に存在する２か所のマークの
カメラ座標系Ｃにおける座標Ｐ１、Ｐ２を基準マーク位
置として視覚装置に記憶しておき、カメラの位置がずれ
てしまった場合には、その時点での前記マークのカメラ
座標系Ｃ゛における座標ＰＩ’　、　Ｐ２’を求め、Ｐ
ｉ、　Ｐ２とＰｉ′、　Ｐ２’の関係よりカメラ座標系
ｃ、ｃ’　間の座標変換式Ｔを求めておく。基準マーク
位置との関係を平行移動と回転の関係で近似して、カメ
ラ座標変換式を算出し、カメラの位置ずれによるカメラ
座標系のずれを補正するものである。

Ｃ作　用〕 計測時に、カメラ座標系Ｃ′における座ｓｐｏ’を検出
した後、Ｔにより、ＰＯｏをカメラ座標系Ｃにおける座
標ＰＯに変換することができる。ＰＯが、カメラの位置
ずれが無い場合に計測される座標である。

〔実施例〕

以下に、ロボットマニピュレータにカメラを取り付けた
場合において、マーク２点によりカメラ座標系のずれを
補正する方法を説明する。

■　第１図に示すように、基準となる２つのマークＭ１
、Ｍ２をロボットベースに対して固定された位置に設け
る。例えば、実際の位置計測対象は作業台の上に載って
いる場合でも、基準となるマークは作業台の上ではなく
、床の上に設定しても良いということである。なお、マ
ークの形は、ここでは×印としているがこれに限定され
ることはない。

■　マニピュレータを次の３条件を満足する位置と姿勢
に動作させ、このときのマニピュレータの姿勢をカメラ
位置調整姿勢として教示しておく。

・カメラの視野にＭｌ、Ｍ２が入ること。

・カメラのレンズ光軸はＭｌとＭ２を結ぶ直線を含む平
面と垂直に交わること。

・前記平面とレンズ間の距離りは、実際の位置計測対象
とレンズ間の距離（第２図参照）。

と等しいこと。

■　■の状態で、旧、Ｍ２のカメラ座標系における座標
を求め、各々基準マーク位置Ｐ１・（Ｐｌｘ、Ｐｌｙ）
、Ｐ２＝（Ｐ２ｘ、　Ｐ２ｙ）として記憶しておく。

■　位置計測を実行する。

そして、カメラの位置がずれた場合には、以下の手続き
をふむ。

■　第３図に示すように、マニピュレータをカメラ位置
調整姿勢にする。

■　Ｍｌ、Ｍ２のこの時点でのカメラ座標系における座
標Ｐ１’＝（Ｐｌｘ’、Ｐｌｙ’）　、Ｐ２’＝（Ｐ２
ｘ’、Ｐ２ｙ’）を求め、■で記憶した基準マーク位置
Ｐ１、Ｐ２との関係によりカメラ座標系のずれを表すカ
メラ座標変換式をもとめる。

本発明では、座標系のずれをＰｌとＰ２の結ぶ直線の平
行移動と、ＰｌとＰ２の結ぶ直線上の一点を中心とした
回転に近似させる。下記に、Ｐｌに近い方の点ＰＩ’　
を回転の中心とした例を示す。

第４図に示ずれ量（△Ｘ、△ｙ、△θ）は次の式で求ま
る。

△ｘ＝　　Ｐｌｘ’　　−Ｐｌｘ △７＝　　ｐ１ｙ’　　−ｐ１ｙ △θ＝　　ｊａｎ　−’　（Ｄ／Ｃ）　　−ｔａｎ　−
’　（Ｂ／Ａ）ここで、Ａ＝Ｐ２ｘ゛−Ｐｌｘ Ｂ＝Ｐ２Ｙ’　　−ＦＬＹ Ｃ＝Ｐ２ｘ　　−Ｐｌｘ Ｄ＝Ｐ２Ｙ　　−ｐｘｙ ■　位置計測を行う場合、■で求めたカメラ座標変換式
により、位置補正を行う。

すなわち、次のように新たなｘ、ｙ、　　θを求める。

Ｘ−△Ｘ　→　Ｘ ｙ−△ｙ”ｙ θ〜△θ　→　θ 〔発明の効果〕 以上述べたように、この発明によれば、カメラの位置ず
れによる、カメラ座標系のずれを補正して位置計測をお
こなうことが可能である。計測途中において、カメラの
位置がずれるような事故が発生しても、カメラ座標系の
ずれを補正し、そのまま、計測を続けることが可能とな
るため、計測作業の能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の詳細な説明する図、
第４図は本発明の詳細な説明する図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カメラによって検出対象の画像データを得ることにより
   位置を計測するときに、 カメラの視野内に、２点を結ぶ直線を含む平面とレンズ
   光軸が垂直に交わり、この平面とレンズ間の距離が位置
   計測対象が置かれる平面とレンズ間の距離と同一である
   ような２点の各位置にマークをつけ、 この２つのマークのカメラ座標系における座標を基準マ
   ーク位置として記憶しておき、 カメラの位置がずれた場合には、その時点でのカメラ座
   標系における前記マークの座標を求めて、前記基準マー
   ク位置との関係を前記２点を結ぶ直線の平行移動と、前
   記２点を結ぶ直線上の一点を中心とした回転の関係で近
   似して、カメラ座標変換式を算出して補正することによ
   りカメラの位置ずれによるカメラ座標系のずれを補正す
   るカメラ座標系ずれ補正方法。