JPH07110234A - 距離検出方法 - Google Patents
距離検出方法Info
- Publication number
- JPH07110234A JPH07110234A JP25337593A JP25337593A JPH07110234A JP H07110234 A JPH07110234 A JP H07110234A JP 25337593 A JP25337593 A JP 25337593A JP 25337593 A JP25337593 A JP 25337593A JP H07110234 A JPH07110234 A JP H07110234A
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- JP
- Japan
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- distance
- image
- measurement target
- target position
- spot light
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 製鉄プロセスにおける鋼材位置の計測等、遠
距離にある物体、さらには高温状態にある物体までの距
離を、非接触でかつ広いレンジにわたって、精度良く簡
便な方法で検出する。 【構成】 固設した撮像カメラで測定対象位置の画像を
撮像し、該カメラから一定の方向に一定の間隔をもって
傾動可能に設けた照明装置で、測定対象位置にスポット
光を照射し、該スポット光の重心を前記画像の特定位置
と重複させたときの、前記照明装置の傾動角を測定する
ことにより、前記撮像カメラの位置と測定対象位置との
間の距離を検出する。また、照明装置を固定し撮像カメ
ラを傾動させてもよい。
距離にある物体、さらには高温状態にある物体までの距
離を、非接触でかつ広いレンジにわたって、精度良く簡
便な方法で検出する。 【構成】 固設した撮像カメラで測定対象位置の画像を
撮像し、該カメラから一定の方向に一定の間隔をもって
傾動可能に設けた照明装置で、測定対象位置にスポット
光を照射し、該スポット光の重心を前記画像の特定位置
と重複させたときの、前記照明装置の傾動角を測定する
ことにより、前記撮像カメラの位置と測定対象位置との
間の距離を検出する。また、照明装置を固定し撮像カメ
ラを傾動させてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製鉄プロセスにおける
鋼材位置の計測等、比較的遠距離にある物体までの距離
を、非接触でかつ広いレンジにわたって検出する方法に
関するものである。
鋼材位置の計測等、比較的遠距離にある物体までの距離
を、非接触でかつ広いレンジにわたって検出する方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】物体間の距離を非接触で検出するセンサ
として、静電容量センサ、渦電流式センサ、超音波式セ
ンサ、光学式センサ等があり、たとえば、「日経メカニ
カル」Ｎｏ．３９７（１９９３年３月８日発行）２４〜
３０頁に、その解説が記載されている。
として、静電容量センサ、渦電流式センサ、超音波式セ
ンサ、光学式センサ等があり、たとえば、「日経メカニ
カル」Ｎｏ．３９７（１９９３年３月８日発行）２４〜
３０頁に、その解説が記載されている。
【０００３】これらセンサのうち、静電容量式、渦電流
式は測定距離が１０mm程度であり、１ｍを越える距離の
検出には使用できない。超音波式には、５ｍを越える距
離の検出が可能なものもあるが、精度が悪く測定距離の
１％程度、つまり５０mm程度の誤差がある。また超音波
式は、対象物までの空間の温度変動に大きく影響される
という欠点がある。光学式としては、レーザ変位計が広
く用いられており、精度がμｍオーダの良いものもある
が、検出可能な距離が高々５００mm程度と短い。光学式
の中には、対象物に光を照射し、戻ってくるまでの時間
から距離を検出するものもあるが、測定精度を上げるた
めには分解能の非常に高い時間計測機器を用いる必要が
あり、製造プロセス等への適用は困難であった。
式は測定距離が１０mm程度であり、１ｍを越える距離の
検出には使用できない。超音波式には、５ｍを越える距
離の検出が可能なものもあるが、精度が悪く測定距離の
１％程度、つまり５０mm程度の誤差がある。また超音波
式は、対象物までの空間の温度変動に大きく影響される
という欠点がある。光学式としては、レーザ変位計が広
く用いられており、精度がμｍオーダの良いものもある
が、検出可能な距離が高々５００mm程度と短い。光学式
の中には、対象物に光を照射し、戻ってくるまでの時間
から距離を検出するものもあるが、測定精度を上げるた
めには分解能の非常に高い時間計測機器を用いる必要が
あり、製造プロセス等への適用は困難であった。
【０００４】さらに、画像処理による距離検出方法とし
て、３角測量の原理を応用したものが知られているが、
対象点の認識が一般的に困難であることと、固定された
撮像では広いレンジでの検出が不可能であるという欠点
があった。
て、３角測量の原理を応用したものが知られているが、
対象点の認識が一般的に困難であることと、固定された
撮像では広いレンジでの検出が不可能であるという欠点
があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、製鉄プロセ
スにおける鋼材位置の計測等、１ｍを越え５ｍあるいは
１０ｍといった遠距離にある物体、さらには高温状態に
ある物体までの距離を、非接触でかつ広いレンジにわた
って、精度良く簡便な方法で検出することを目的とす
る。
スにおける鋼材位置の計測等、１ｍを越え５ｍあるいは
１０ｍといった遠距離にある物体、さらには高温状態に
ある物体までの距離を、非接触でかつ広いレンジにわた
って、精度良く簡便な方法で検出することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の、本発明の第１発明は、固設した撮像カメラで測定対
象位置の画像を撮像し、該カメラから一定の方向に一定
の間隔をもって傾動可能に設けた照明装置で、測定対象
位置にスポット光を照射し、該スポット光の重心を前記
画像の特定位置と重複させたときの、前記照明装置の傾
動角を測定することにより、前記撮像カメラの位置と測
定対象位置との間の距離を検出することを特徴とする距
離検出方法である。また第２発明は、固設した照明装置
で測定対象位置にスポット光を照射し、該照明装置から
一定の方向に一定の間隔をもって傾動可能に設けた撮像
カメラで、測定対象位置のスポット光を含む画像を撮像
し、該画像の特定位置を該スポット光の重心と重複させ
たときの、前記撮像カメラの傾動角を測定することによ
り、前記照明装置の位置と測定対象位置との間の距離を
検出することを特徴とする距離検出方法である。
の、本発明の第１発明は、固設した撮像カメラで測定対
象位置の画像を撮像し、該カメラから一定の方向に一定
の間隔をもって傾動可能に設けた照明装置で、測定対象
位置にスポット光を照射し、該スポット光の重心を前記
画像の特定位置と重複させたときの、前記照明装置の傾
動角を測定することにより、前記撮像カメラの位置と測
定対象位置との間の距離を検出することを特徴とする距
離検出方法である。また第２発明は、固設した照明装置
で測定対象位置にスポット光を照射し、該照明装置から
一定の方向に一定の間隔をもって傾動可能に設けた撮像
カメラで、測定対象位置のスポット光を含む画像を撮像
し、該画像の特定位置を該スポット光の重心と重複させ
たときの、前記撮像カメラの傾動角を測定することによ
り、前記照明装置の位置と測定対象位置との間の距離を
検出することを特徴とする距離検出方法である。
【０００７】
【作用】以下、本発明法を図面により説明する。第１発
明法は、まず、図１に示すように、測定対象物１に向け
て撮像カメラ２を固設し、撮像カメラ２から一定の方向
（ＰＡと角θをなす方向）に一定の間隔Ｘをもって、照
明装置３を傾動可能に設け、測定対象位置Ｐにスポット
光を照射する。測定対象位置Ｐ、撮像カメラ２の固定点
Ａ、および照明装置３の傾動中心点Ｂを結ぶ三角形の、
辺ＰＡの長さＬが検出しようとする距離であり、角θお
よび間隔Ｘを決めて傾動角αを測定すれば、Ｌが求めら
れる。第１発明は、撮像カメラ２で測定対象位置Ｐの画
像を撮像しておき、照明装置３を傾動させて、図２に示
すように、画像４内にスポット光５を入れ、破線の位置
から実線の位置に移動させて、画像４の特定位置たとえ
ば画像中心点Ｑにスポット光５の重心Ｒを重複させ、そ
のときの傾動角αを測定する。
明法は、まず、図１に示すように、測定対象物１に向け
て撮像カメラ２を固設し、撮像カメラ２から一定の方向
（ＰＡと角θをなす方向）に一定の間隔Ｘをもって、照
明装置３を傾動可能に設け、測定対象位置Ｐにスポット
光を照射する。測定対象位置Ｐ、撮像カメラ２の固定点
Ａ、および照明装置３の傾動中心点Ｂを結ぶ三角形の、
辺ＰＡの長さＬが検出しようとする距離であり、角θお
よび間隔Ｘを決めて傾動角αを測定すれば、Ｌが求めら
れる。第１発明は、撮像カメラ２で測定対象位置Ｐの画
像を撮像しておき、照明装置３を傾動させて、図２に示
すように、画像４内にスポット光５を入れ、破線の位置
から実線の位置に移動させて、画像４の特定位置たとえ
ば画像中心点Ｑにスポット光５の重心Ｒを重複させ、そ
のときの傾動角αを測定する。
【０００８】測定対象位置Ｐと撮像カメラの固定点Ａの
距離Ｌは、 Ｌ＝Ｘｓｉｎα／ｓｉｎ（α＋θ） （１） θ＝９０°とすれば、 Ｌ＝Ｘｔａｎα （２） となる。
距離Ｌは、 Ｌ＝Ｘｓｉｎα／ｓｉｎ（α＋θ） （１） θ＝９０°とすれば、 Ｌ＝Ｘｔａｎα （２） となる。
【０００９】本発明において、スポット光５の重心Ｒ
は、画像処理により求めることができる。距離Ｌが長く
なると、レーザビームを照射しても、スポット光５が大
きくなり、その輪郭が画像４からはみ出したり、輪郭が
不明瞭になったりするが、画像上で明暗の分布を捕ら
え、２値化処理等の画像処理によって、容易にスポット
光５の重心Ｒを求め，画像４内の特定点たとえば中心点
Ｑに重心Ｒを位置させることができる。また測定対象物
１が高温の材料であっても、画像処理によりスポット光
の重心Ｒを求めることができる。
は、画像処理により求めることができる。距離Ｌが長く
なると、レーザビームを照射しても、スポット光５が大
きくなり、その輪郭が画像４からはみ出したり、輪郭が
不明瞭になったりするが、画像上で明暗の分布を捕ら
え、２値化処理等の画像処理によって、容易にスポット
光５の重心Ｒを求め，画像４内の特定点たとえば中心点
Ｑに重心Ｒを位置させることができる。また測定対象物
１が高温の材料であっても、画像処理によりスポット光
の重心Ｒを求めることができる。
【００１０】傾斜角αの測定は、たとえばロータリーエ
ンコーダを用いて精度良く行うことができる。ロータリ
ーエンコーダによれば、角度１０秒（＝２．７×１０-3
°）程度の測定精度が得られる。距離Ｌが長くなると画
像４で捕らえる測定対象物１の面積が広くなり、相対的
に測定度精度が下がるが、撮像カメラ２のズーム機構を
採用することにより対策が可能である。
ンコーダを用いて精度良く行うことができる。ロータリ
ーエンコーダによれば、角度１０秒（＝２．７×１０-3
°）程度の測定精度が得られる。距離Ｌが長くなると画
像４で捕らえる測定対象物１の面積が広くなり、相対的
に測定度精度が下がるが、撮像カメラ２のズーム機構を
採用することにより対策が可能である。
【００１１】本発明の第２発明は、図１において照明装
置３を固定点Ａに固設し、撮像カメラ２を傾動中心点Ｂ
に設け、図２においてスポット光５を固定しておき、画
像４を移動させて、画像中心点Ｑをスポット光の重心と
重複させる他は、上記第１発明と同様である。
置３を固定点Ａに固設し、撮像カメラ２を傾動中心点Ｂ
に設け、図２においてスポット光５を固定しておき、画
像４を移動させて、画像中心点Ｑをスポット光の重心と
重複させる他は、上記第１発明と同様である。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を、添付の図面に
もとづいて説明する。図１において、θ＝９０°、Ｘ＝
３００mmに設定し、照明装置３からレーザビームを照射
し、照明装置３の傾動角αをロータリーエンコーダを使
用して測定を行う。このときの傾動角αが８７°０′
０″であったとすると、（２）式より、検出距離Ｌは５
７２４mmとなる。ロータリーエンコーダの測定精度が、
角度１０秒程度とすると、検出距離Ｌは５７２４±５mm
となり、測定距離５ｍ程度において約０．２％の精度で
測定できることになる。
もとづいて説明する。図１において、θ＝９０°、Ｘ＝
３００mmに設定し、照明装置３からレーザビームを照射
し、照明装置３の傾動角αをロータリーエンコーダを使
用して測定を行う。このときの傾動角αが８７°０′
０″であったとすると、（２）式より、検出距離Ｌは５
７２４mmとなる。ロータリーエンコーダの測定精度が、
角度１０秒程度とすると、検出距離Ｌは５７２４±５mm
となり、測定距離５ｍ程度において約０．２％の精度で
測定できることになる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、製鉄プロセスにおける
鋼材位置の計測等において、１ｍを越え５ｍあるいは１
０ｍといった遠距離にある物体、さらには高温状態にあ
る物体までの距離を、非接触でかつ広いレンジにわたっ
て、精度良く簡便な方法で検出することができる。
鋼材位置の計測等において、１ｍを越え５ｍあるいは１
０ｍといった遠距離にある物体、さらには高温状態にあ
る物体までの距離を、非接触でかつ広いレンジにわたっ
て、精度良く簡便な方法で検出することができる。
【図１】本発明法の説明図である。
【図２】本発明法における画像の状態を示す図である。
１：測定対象物 ２：撮像カメラ ３：照明装置 ４：画像 ５：スポット光 Ｌ：測定対象位置までの距離 Ｘ：固定点を傾動中心点の間隔 Ａ：固定点 Ｂ：傾動中心点 Ｐ：測定対象位置 Ｑ：画像中心点 Ｒ：スポット光の重心 α：傾動角 θ：設定角
Claims (2)
- 【請求項１】 固設した撮像カメラで測定対象位置の画
像を撮像し、該カメラから一定の方向に一定の間隔をも
って傾動可能に設けた照明装置で、測定対象位置にスポ
ット光を照射し、該スポット光の重心を前記画像の特定
位置と重複させたときの、前記照明装置の傾動角を測定
することにより、前記撮像カメラの位置と測定対象位置
との間の距離を検出することを特徴とする距離検出方
法。 - 【請求項２】 固設した照明装置で測定対象位置にスポ
ット光を照射し、該照明装置から一定の方向に一定の間
隔をもって傾動可能に設けた撮像カメラで、測定対象位
置のスポット光を含む画像を撮像し、該画像の特定位置
を該スポット光の重心と重複させたときの、前記撮像カ
メラの傾動角を測定することにより、前記照明装置の位
置と測定対象位置との間の距離を検出することを特徴と
する距離検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25337593A JPH07110234A (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | 距離検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25337593A JPH07110234A (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | 距離検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07110234A true JPH07110234A (ja) | 1995-04-25 |
Family
ID=17250489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25337593A Withdrawn JPH07110234A (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | 距離検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07110234A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014124219A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 介助ロボット |
| CN107764187A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-03-06 | 深圳市赛亿科技开发有限公司 | 一种用于长度测量的系统及装置 |
-
1993
- 1993-10-08 JP JP25337593A patent/JPH07110234A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014124219A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 介助ロボット |
| CN107764187A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-03-06 | 深圳市赛亿科技开发有限公司 | 一种用于长度测量的系统及装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001226 |