JPH06226561A - 円形状位置認識装置 - Google Patents
円形状位置認識装置Info
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- JPH06226561A JPH06226561A JP5011777A JP1177793A JPH06226561A JP H06226561 A JPH06226561 A JP H06226561A JP 5011777 A JP5011777 A JP 5011777A JP 1177793 A JP1177793 A JP 1177793A JP H06226561 A JPH06226561 A JP H06226561A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 認識すべき円形状の直上に作業手段等が配置
された状態でも撮像した画像から円形状の位置を認識す
る。 【構成】 ねじ穴１０などの円形状対象物を斜め方向か
らかつ互いに異なった方向から撮像手段１ａ、１ｂにて
撮像し、第１と第２の画像入力部２ａ、２ｂを介して第
１と第２の画像メモリ３ａ、３ｂに記憶し、各々の画像
平面における水平方向の円形状領域の中心位置を第１と
第２の画像処理部５ａ、５ｂにて検出し、メイン制御部
６により最終的に実平面における水平及び垂直方向の位
置を検出する。
された状態でも撮像した画像から円形状の位置を認識す
る。 【構成】 ねじ穴１０などの円形状対象物を斜め方向か
らかつ互いに異なった方向から撮像手段１ａ、１ｂにて
撮像し、第１と第２の画像入力部２ａ、２ｂを介して第
１と第２の画像メモリ３ａ、３ｂに記憶し、各々の画像
平面における水平方向の円形状領域の中心位置を第１と
第２の画像処理部５ａ、５ｂにて検出し、メイン制御部
６により最終的に実平面における水平及び垂直方向の位
置を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は円形状位置認識装置に関
し、例えばねじ締め手段をねじ穴の直上に配置した状態
で撮像した画像からねじ穴の位置を認識することがで
き、ねじ穴の撮像のための不要な移動を行わずにねじ締
め作業を行うことができるねじ締め装置における視覚認
識装置等として利用できる円形状位置認識装置に関する
ものである。
し、例えばねじ締め手段をねじ穴の直上に配置した状態
で撮像した画像からねじ穴の位置を認識することがで
き、ねじ穴の撮像のための不要な移動を行わずにねじ締
め作業を行うことができるねじ締め装置における視覚認
識装置等として利用できる円形状位置認識装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、生産設備におけるねじ締め装置に
は、ねじ穴位置を認識する視覚認識装置を備えたものが
広く利用されている。
は、ねじ穴位置を認識する視覚認識装置を備えたものが
広く利用されている。
【０００３】従来のねじ締め装置における視覚認識装置
は、図４に示すように構成されている。図４において、
３１は撮像手段、３２は撮像手段３１から入力される映
像信号をデジタル変換する画像入力部、３３は画像入力
部３２で変換されたデータを記憶するための画像メモ
リ、３４は画像メモリ３３に記憶された画像データを画
像として表示するための画像表示部、３５は画像メモリ
３３に記憶された画像データに対して円形状位置認識処
理を行うための画像処理部である。画像処理部３５は、
対象となる円形領域を検出するための円形領域検出手段
３６と、円形領域検出手段３６で検出された円形領域に
対してその重心位置を検出するための重心検出手段３７
にて構成されている。３８は画像表示部３４から出力さ
れた映像信号を表示するためのモニタである。３９はね
じ締め手段であり、撮像手段３１とともに可動ヘッド
（図示せず）に搭載されており、重心位置検出手段３７
にて検出された重心位置に従ってねじ締め手段３９の位
置補正を行う。４０はねじ穴４１を有するワークであ
る。
は、図４に示すように構成されている。図４において、
３１は撮像手段、３２は撮像手段３１から入力される映
像信号をデジタル変換する画像入力部、３３は画像入力
部３２で変換されたデータを記憶するための画像メモ
リ、３４は画像メモリ３３に記憶された画像データを画
像として表示するための画像表示部、３５は画像メモリ
３３に記憶された画像データに対して円形状位置認識処
理を行うための画像処理部である。画像処理部３５は、
対象となる円形領域を検出するための円形領域検出手段
３６と、円形領域検出手段３６で検出された円形領域に
対してその重心位置を検出するための重心検出手段３７
にて構成されている。３８は画像表示部３４から出力さ
れた映像信号を表示するためのモニタである。３９はね
じ締め手段であり、撮像手段３１とともに可動ヘッド
（図示せず）に搭載されており、重心位置検出手段３７
にて検出された重心位置に従ってねじ締め手段３９の位
置補正を行う。４０はねじ穴４１を有するワークであ
る。
【０００４】次に、動作を説明すると、まず撮像手段３
１によりワーク４０のねじ穴４１を真上から撮像する。
図５は撮像手段３１により撮像されたねじ穴４１の画像
の概念図であり、ねじ穴４１に対応する円形領域４２の
重心位置４３を求めることで、ねじ穴４１の正確な位置
を認識することができる。こうして、ねじ穴４１の位置
を認識した後、可動ヘッドにてねじ締め手段３９をねじ
穴４１のあるべき位置の直上位置に移動するとともにね
じ穴４１の実際の位置に合わせてねじ締め手段３９の位
置補正を行い、ねじ締め手段３９にてねじ締め作業を行
っている。
１によりワーク４０のねじ穴４１を真上から撮像する。
図５は撮像手段３１により撮像されたねじ穴４１の画像
の概念図であり、ねじ穴４１に対応する円形領域４２の
重心位置４３を求めることで、ねじ穴４１の正確な位置
を認識することができる。こうして、ねじ穴４１の位置
を認識した後、可動ヘッドにてねじ締め手段３９をねじ
穴４１のあるべき位置の直上位置に移動するとともにね
じ穴４１の実際の位置に合わせてねじ締め手段３９の位
置補正を行い、ねじ締め手段３９にてねじ締め作業を行
っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では撮像手段３１とねじ締め手段３９の位置
が異なるため、まずワーク４０のねじ穴４１を撮像する
ために撮像手段３１をねじ穴４１のあるべき位置の上方
に移動させる必要があり、次にねじ穴４１に対してねじ
締め作業を行うため、ねじ締め手段３９をねじ穴４１が
あるべき位置の上まで移動させるとともに認識した実際
のねじ穴４１の位置に応じて補正移動させる必要があ
り、可動ヘッドの動作設定が複雑になって１作業工程の
時間が長くなり、作業効率が悪いという問題があった。
また、可動ヘッドが撮像手段３１とねじ締め手段３９間
の大きな距離を移動する必要があるため、周囲の環境に
影響され易くなり、作業精度が低下するという問題もあ
った。
ような構成では撮像手段３１とねじ締め手段３９の位置
が異なるため、まずワーク４０のねじ穴４１を撮像する
ために撮像手段３１をねじ穴４１のあるべき位置の上方
に移動させる必要があり、次にねじ穴４１に対してねじ
締め作業を行うため、ねじ締め手段３９をねじ穴４１が
あるべき位置の上まで移動させるとともに認識した実際
のねじ穴４１の位置に応じて補正移動させる必要があ
り、可動ヘッドの動作設定が複雑になって１作業工程の
時間が長くなり、作業効率が悪いという問題があった。
また、可動ヘッドが撮像手段３１とねじ締め手段３９間
の大きな距離を移動する必要があるため、周囲の環境に
影響され易くなり、作業精度が低下するという問題もあ
った。
【０００６】本発明は上記従来の問題点に鑑み、認識す
べき円形状対象物の直上に作業手段等が配置された状態
でも撮像した画像から円形状対象物の位置を認識するこ
とができる円形状位置認識装置を提供することを目的と
する。
べき円形状対象物の直上に作業手段等が配置された状態
でも撮像した画像から円形状対象物の位置を認識するこ
とができる円形状位置認識装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の円形状位置認識
装置は、円形状対象物を斜め方向からかつ互いに異なっ
た方向から撮像する手段と、撮像された各々の画像信号
を記憶する手段と、記憶された画像から円形状領域を検
出し、その円形状領域の画像平面における水平方向の距
離が最長となる点を検出し、その最長距離の中央位置を
検出する手段と、検出した最長距離と基準位置にある円
形状対象物に基づく基準最長距離との比率を算出する手
段と、前記中央位置と基準最長距離の中央位置との間の
画像平面における水平方向の距離を算出する手段と、前
記最長距離と基準最長距離の比率と前記中央位置間距離
に基づいて円形状対象物の中心位置を求める手段とを備
えたことを特徴とする。
装置は、円形状対象物を斜め方向からかつ互いに異なっ
た方向から撮像する手段と、撮像された各々の画像信号
を記憶する手段と、記憶された画像から円形状領域を検
出し、その円形状領域の画像平面における水平方向の距
離が最長となる点を検出し、その最長距離の中央位置を
検出する手段と、検出した最長距離と基準位置にある円
形状対象物に基づく基準最長距離との比率を算出する手
段と、前記中央位置と基準最長距離の中央位置との間の
画像平面における水平方向の距離を算出する手段と、前
記最長距離と基準最長距離の比率と前記中央位置間距離
に基づいて円形状対象物の中心位置を求める手段とを備
えたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明の上記構成によれば、円形状対象物を斜
め方向から撮像して円形状対象物の中心位置を認識する
ため、円形状対象物の直上に撮像手段を配置することな
くその位置を認識でき、したがって円形状対象物の直上
に作業手段等を配置した状態でもその位置の認識が可能
であり、認識手段付き作業装置の作業時間の短縮と作業
スペースの効率化を図ることができる。
め方向から撮像して円形状対象物の中心位置を認識する
ため、円形状対象物の直上に撮像手段を配置することな
くその位置を認識でき、したがって円形状対象物の直上
に作業手段等を配置した状態でもその位置の認識が可能
であり、認識手段付き作業装置の作業時間の短縮と作業
スペースの効率化を図ることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の円形状位置認識装置を認識装
置付きねじ締め装置に適用した一実施例について図１〜
図３を参照しながら説明する。
置付きねじ締め装置に適用した一実施例について図１〜
図３を参照しながら説明する。
【００１０】図１において、１ａ、１ｂはワーク９のね
じ穴１０を撮像するための撮像手段であり、ねじ締め装
置８の側部にその軸心を通る互いに直交する垂直面内に
ねじ締め装置８の真下にあるねじ穴１０を撮像できるよ
うに斜めに取付けられている。２ａ、２ｂは撮像手段１
ａ、１ｂから入力された映像信号をデジタル変換する第
１と第２の画像入力部、３ａ、３ｂは画像入力部２ａ、
２ｂでデジタル変換された画像データを記憶するための
第１と第２の画像メモリ、４は画像メモリ３ａ、３ｂに
記憶された画像データを画像としてモニタ７に表示する
ための画像表示部、５ａ、５ｂは画像メモリ３ａ、３ｂ
に記憶された画像データに対して図２に示すねじ穴１０
に対応する円形状領域１１の画像平面における水平方向
の中心位置１３を検出するための第１と第２の画像処理
部、６は本装置の各部を制御するとともに画像処理部５
ａ、５ｂにて検出された中心位置１３からねじ穴１０の
中心座標を算出する。
じ穴１０を撮像するための撮像手段であり、ねじ締め装
置８の側部にその軸心を通る互いに直交する垂直面内に
ねじ締め装置８の真下にあるねじ穴１０を撮像できるよ
うに斜めに取付けられている。２ａ、２ｂは撮像手段１
ａ、１ｂから入力された映像信号をデジタル変換する第
１と第２の画像入力部、３ａ、３ｂは画像入力部２ａ、
２ｂでデジタル変換された画像データを記憶するための
第１と第２の画像メモリ、４は画像メモリ３ａ、３ｂに
記憶された画像データを画像としてモニタ７に表示する
ための画像表示部、５ａ、５ｂは画像メモリ３ａ、３ｂ
に記憶された画像データに対して図２に示すねじ穴１０
に対応する円形状領域１１の画像平面における水平方向
の中心位置１３を検出するための第１と第２の画像処理
部、６は本装置の各部を制御するとともに画像処理部５
ａ、５ｂにて検出された中心位置１３からねじ穴１０の
中心座標を算出する。
【００１１】次に、ねじ穴１０の位置認識方法について
図２と図３を参照して説明する。図２は、撮像手段１
ａ、あるいは１ｂにて撮像されたねじ穴１０の画像から
撮像方向のねじ穴１０の位置を算出する方法の概念図で
ある。２１は基準円形状領域であり、予めねじ締め装置
８の直下に適正に位置決めされた状態のねじ穴１０を撮
像手段１ａ、１ｂにて撮像し、それを基準円形状領域２
１としてそれぞれ第１と第２の画像処理部５ａ、５ｂに
データ登録されたものであり、撮像手段１ａ、１ｂが斜
めに取付けられているので円形状領域１１と同様に楕円
形状である。ねじ締め装置８の作業対象であるねじ穴１
０を撮像した円形状領域１１は、通常基準円形状領域２
１に対して位置ずれを起こすが、撮像手段１ａ、１ｂが
斜めに取付けられているので、基準円形状領域２１より
前方にある場合は大きく、後方にある場合は小さく撮像
される。この円形状領域１１の画像平面における水平方
向の最長距離１２の中心位置１３を各々の画像に対して
検出することでねじ穴１０の正確な中心座標を求めるこ
とができる。このねじ穴１０の中心座標を検出するには
図３に示すような処理を行うことで実現できる。
図２と図３を参照して説明する。図２は、撮像手段１
ａ、あるいは１ｂにて撮像されたねじ穴１０の画像から
撮像方向のねじ穴１０の位置を算出する方法の概念図で
ある。２１は基準円形状領域であり、予めねじ締め装置
８の直下に適正に位置決めされた状態のねじ穴１０を撮
像手段１ａ、１ｂにて撮像し、それを基準円形状領域２
１としてそれぞれ第１と第２の画像処理部５ａ、５ｂに
データ登録されたものであり、撮像手段１ａ、１ｂが斜
めに取付けられているので円形状領域１１と同様に楕円
形状である。ねじ締め装置８の作業対象であるねじ穴１
０を撮像した円形状領域１１は、通常基準円形状領域２
１に対して位置ずれを起こすが、撮像手段１ａ、１ｂが
斜めに取付けられているので、基準円形状領域２１より
前方にある場合は大きく、後方にある場合は小さく撮像
される。この円形状領域１１の画像平面における水平方
向の最長距離１２の中心位置１３を各々の画像に対して
検出することでねじ穴１０の正確な中心座標を求めるこ
とができる。このねじ穴１０の中心座標を検出するには
図３に示すような処理を行うことで実現できる。
【００１２】まず、ステップ＃１で画像を走査して背景
に比べて暗い領域を円形状領域１１として検出する。次
に、ステップ＃２でステップ＃１で検出した円形状領域
１１の画像平面における水平方向の最長距離１２を検出
し、その中心位置１３を算出する。次に、ステップ＃３
では予め求められている基準円形状領域２１の画像平面
における水平方向の最長距離である基準最長距離２２と
上記円形状領域１１の最長距離１２の比を算出する。次
に、ステップ＃４で基準最長距離２２の中心位置２３と
上記円形状領域１１の最長距離１２の中心位置１３との
間の距離１４を算出する。そして、ステップ＃５におい
て、ステップ＃３で算出した最長距離の比２２：１２
は、基準円形状領域２１と円形状領域１１の真の中心間
距離１５とステップ＃４で算出した距離１４の比（１
５：１４）と同じであることから、真の中心間距離１５
は１４×（２２／１２）にて算出できる。その後、真の
ねじ穴１０の画像平面における水平方向の中心位置Ｘは
次式で求めることができる。
に比べて暗い領域を円形状領域１１として検出する。次
に、ステップ＃２でステップ＃１で検出した円形状領域
１１の画像平面における水平方向の最長距離１２を検出
し、その中心位置１３を算出する。次に、ステップ＃３
では予め求められている基準円形状領域２１の画像平面
における水平方向の最長距離である基準最長距離２２と
上記円形状領域１１の最長距離１２の比を算出する。次
に、ステップ＃４で基準最長距離２２の中心位置２３と
上記円形状領域１１の最長距離１２の中心位置１３との
間の距離１４を算出する。そして、ステップ＃５におい
て、ステップ＃３で算出した最長距離の比２２：１２
は、基準円形状領域２１と円形状領域１１の真の中心間
距離１５とステップ＃４で算出した距離１４の比（１
５：１４）と同じであることから、真の中心間距離１５
は１４×（２２／１２）にて算出できる。その後、真の
ねじ穴１０の画像平面における水平方向の中心位置Ｘは
次式で求めることができる。
【００１３】Ｘ＝Ｘｂ±（Ｌ×Ｒ） ここで、Ｌ ：中心間距離１４ Ｒ ：最長距離比２２／１２ Ｘｂ：基準位置にあるねじ穴の中心位置２３ このようにして、撮像装置１ａ、１ｂにより斜めに撮像
された２つの画像に関してそれぞれの円形状領域１１の
真の中心位置を求めることで、ねじ穴１０の実平面にお
ける水平方向及び垂直方向の正確な位置を検出すること
ができる。
された２つの画像に関してそれぞれの円形状領域１１の
真の中心位置を求めることで、ねじ穴１０の実平面にお
ける水平方向及び垂直方向の正確な位置を検出すること
ができる。
【００１４】なお上記実施例ではねじ穴位置検出の例を
示したが、他の円形状対象物についても同様にして中心
位置を検出することができる。
示したが、他の円形状対象物についても同様にして中心
位置を検出することができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、以上のように斜め方向
から円形対象物を撮像しその位置を検出することで円形
状対象物の直上に撮像手段を配置することなく円形状対
象物の中心位置を認識することができ、そのため円形状
対象物の直上に作業手段等を配置した状態で円形状対象
物の位置を認識でき、認識装置付き作業装置において撮
像のための無駄な動作を省くことができて認識時間を短
縮することができ、作業時間の短縮と作業スペースの効
率化を図ることができる。
から円形対象物を撮像しその位置を検出することで円形
状対象物の直上に撮像手段を配置することなく円形状対
象物の中心位置を認識することができ、そのため円形状
対象物の直上に作業手段等を配置した状態で円形状対象
物の位置を認識でき、認識装置付き作業装置において撮
像のための無駄な動作を省くことができて認識時間を短
縮することができ、作業時間の短縮と作業スペースの効
率化を図ることができる。
【図１】本発明の円形状位置認識装置を適用したねじ締
め装置の一実施例におけるねじ穴位置認識装置の構成図
である。
め装置の一実施例におけるねじ穴位置認識装置の構成図
である。
【図２】同実施例のねじ穴の基準位置に対する位置ずれ
検出方法の説明図である。
検出方法の説明図である。
【図３】同実施例のねじ穴の中心位置を検出する方法の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図４】従来例の円形状位置認識装置の構成図である。
【図５】従来例の円形状位置検出方法の説明図である。
１ａ 撮像手段 １ｂ 撮像手段 ２ａ 第１画像入力部 ２ｂ 第２画像入力部 ３ａ 第１画像メモリ ３ｂ 第２画像メモリ ５ａ 第１画像処理部 ５ｂ 第２画像処理部 ６ メイン制御部 ８ ねじ締め手段 １０ ねじ穴 １１ ねじ穴に対応する円形状領域 １２ 円形状領域１１の最長距離 １３ 最長距離１２の中心位置 ２１ 基準位置のねじ穴に対応する基準円形状領域 ２２ 基準円形状領域２１の基準最長距離 ２３ 最長距離２２の中心位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２３Ｑ 17/24 Ｚ 8612−3Ｃ
Claims (1)
- 【請求項１】 円形状対象物を斜め方向からかつ互いに
異なった方向から撮像する手段と、撮像された各々の画
像信号を記憶する手段と、記憶された画像から円形状領
域を検出し、その円形状領域の画像平面における水平方
向の距離が最長となる点を検出し、その最長距離の中央
位置を検出する手段と、検出した最長距離と基準位置に
ある円形状対象物に基づく基準最長距離との比率を算出
する手段と、前記中央位置と基準最長距離の中央位置と
の間の画像平面における水平方向の距離を算出する手段
と、前記最長距離と基準最長距離の比率と前記中央位置
間距離に基づいて円形状対象物の中心位置を求める手段
とを備えたことを特徴とする円形状位置認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5011777A JPH06226561A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 円形状位置認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5011777A JPH06226561A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 円形状位置認識装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06226561A true JPH06226561A (ja) | 1994-08-16 |
Family
ID=11787390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5011777A Pending JPH06226561A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 円形状位置認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06226561A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6941645B2 (en) * | 2000-03-15 | 2005-09-13 | Kazuhiro Kosuge | Automatic piston inserting equipment using a vision system |
| JP2007304011A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Nitto Seiko Co Ltd | めねじ成形部品の良否検査装置およびめねじ成形良否検査方法 |
| JP2010194658A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Honda Motor Co Ltd | ワーク組付方法およびワーク組付システム |
| JP2011131328A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Nitto Seiko Co Ltd | ねじ締め機 |
| JP2018048997A (ja) * | 2016-09-14 | 2018-03-29 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 作業を行う箇所の写真測量識別 |
| CN110497187A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-26 | 浙江大学山东工业技术研究院 | 基于视觉引导的太阳花模组装配系统 |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP5011777A patent/JPH06226561A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6941645B2 (en) * | 2000-03-15 | 2005-09-13 | Kazuhiro Kosuge | Automatic piston inserting equipment using a vision system |
| JP2007304011A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Nitto Seiko Co Ltd | めねじ成形部品の良否検査装置およびめねじ成形良否検査方法 |
| JP2010194658A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Honda Motor Co Ltd | ワーク組付方法およびワーク組付システム |
| JP2011131328A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Nitto Seiko Co Ltd | ねじ締め機 |
| JP2018048997A (ja) * | 2016-09-14 | 2018-03-29 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 作業を行う箇所の写真測量識別 |
| CN110497187A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-26 | 浙江大学山东工业技术研究院 | 基于视觉引导的太阳花模组装配系统 |
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