JPH07218222A - 画像処理装置 - Google Patents
画像処理装置Info
- Publication number
- JPH07218222A JPH07218222A JP6008262A JP826294A JPH07218222A JP H07218222 A JPH07218222 A JP H07218222A JP 6008262 A JP6008262 A JP 6008262A JP 826294 A JP826294 A JP 826294A JP H07218222 A JPH07218222 A JP H07218222A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coordinate system
- camera
- real
- parallel
- aspect ratio
- Prior art date
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 工場等で用いる画像処理において、カメラ座
標系から実座標系に座標を変換する場合、アスペクト比
が異なるカメラを接続しても、アスペクト比を自動検出
して正しく座標が変換できる画像処理装置を提供する。 【構成】 カメラ座標系と実座標系が平行な場合は、平
行座標系位置指定部２で指定された点に基づいて平行座
標系変換データ計算部３で変換データを計算し、平行で
ない場合は、傾斜座標系変換位置指定部４において正確
に角度を合わせたい軸を軸指定部５で指定し、その違い
に基づいて傾斜座標変換データ計算部６で変換データを
計算することにより、いかなる場合もアスペクト比を自
動計算し、アスペクト比で補正をかけて正しく座標を変
換できる。
標系から実座標系に座標を変換する場合、アスペクト比
が異なるカメラを接続しても、アスペクト比を自動検出
して正しく座標が変換できる画像処理装置を提供する。 【構成】 カメラ座標系と実座標系が平行な場合は、平
行座標系位置指定部２で指定された点に基づいて平行座
標系変換データ計算部３で変換データを計算し、平行で
ない場合は、傾斜座標系変換位置指定部４において正確
に角度を合わせたい軸を軸指定部５で指定し、その違い
に基づいて傾斜座標変換データ計算部６で変換データを
計算することにより、いかなる場合もアスペクト比を自
動計算し、アスペクト比で補正をかけて正しく座標を変
換できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は工場等で用いる画像処理
装置に関するものであり、特にロボット等で物体を把持
する際の位置決め用等に用いる装置に関するものであ
る。
装置に関するものであり、特にロボット等で物体を把持
する際の位置決め用等に用いる装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、特にロボット等で物体を把持
する際の位置決め等に使用する画像処理装置は、カメラ
座標系からロボット等の実座標系に座標を変換する手段
を有していることが多い。従来の座標変換手段付き画像
処理装置の構成を図８に示す。図８において、１０は、
座標系変換データ指定部である。１１は、画像処理部で
ある。１２は、座標系変換部である。図８における画像
処理装置では、まず画像処理部１１で計算されたカメラ
座標系での位置もしくは寸法に対して、座標系変換部１
２にて実座標系への変換を行う。そのときの変換公式と
しては（数１）に示すような線形ベクトル変換を行うこ
とが多い。
する際の位置決め等に使用する画像処理装置は、カメラ
座標系からロボット等の実座標系に座標を変換する手段
を有していることが多い。従来の座標変換手段付き画像
処理装置の構成を図８に示す。図８において、１０は、
座標系変換データ指定部である。１１は、画像処理部で
ある。１２は、座標系変換部である。図８における画像
処理装置では、まず画像処理部１１で計算されたカメラ
座標系での位置もしくは寸法に対して、座標系変換部１
２にて実座標系への変換を行う。そのときの変換公式と
しては（数１）に示すような線形ベクトル変換を行うこ
とが多い。
【０００３】すなわち、カメラ座標系におけるＸ，Ｙ座
標をそれぞれＣＸ，ＣＹ、実座標系におけるＸ，Ｙ座標
をＲＸ，ＲＹとすると（数１）は以下のようになる。
標をそれぞれＣＸ，ＣＹ、実座標系におけるＸ，Ｙ座標
をＲＸ，ＲＹとすると（数１）は以下のようになる。
【０００４】
【数１】
【０００５】このとき、変換マトリックスを求めるため
に座標系変換データ指定部１０にて指定を行う。指定の
方法であるが、図９に示すように、カメラ座標系での３
点と、それに対応する実座標系３点を指定し、それらの
座標からマトリックスを計算する。マトリックスの計算
方法を（数２）に示す。
に座標系変換データ指定部１０にて指定を行う。指定の
方法であるが、図９に示すように、カメラ座標系での３
点と、それに対応する実座標系３点を指定し、それらの
座標からマトリックスを計算する。マトリックスの計算
方法を（数２）に示す。
【０００６】
【数２】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て理想的には、カメラ座標系，実座標系とも、ＸＹ軸の
分解能が等しく、ＸＹ軸が直交していると考えられる。
少なくとも実座標系はそのような座標系であると考えて
よいが、カメラ座標系はそうでない場合が多い。カメラ
座標系が歪んでしまう原因としてレンズの歪、ＣＣＤカ
メラのアスペクト比などがある。レンズの歪は一般的に
線形ではなく、レンズ歪補正には特性にあったテーブル
変換等が必要となる。もう一つカメラ座標系を歪ませる
大きな原因がカメラのアスペクト比と呼ばれるものであ
る。アスペクト比とは、ＣＣＤカメラにて画像を取り込
んだときの、１画素でのＸ方向の長さとＹ方向の長さの
比である。一般的にアスペクト比は１ではなく、ＣＣＤ
カメラの製品毎にアスペクト比の値が異なるのが通常で
ある。これに対して、画像処理を行う際にはアスペクト
比が１になるようハードウェアで対応することもでき
る。しかし、種々のＣＣＤカメラの製品毎に対応するに
は、アスペクト比を任意調整できるような制御回路が必
要であり、コストアップの原因になる。また、同じ製品
でもアスペクト比にばらつきがあるものもあり、それに
対する対応も同様の課題がある。
て理想的には、カメラ座標系，実座標系とも、ＸＹ軸の
分解能が等しく、ＸＹ軸が直交していると考えられる。
少なくとも実座標系はそのような座標系であると考えて
よいが、カメラ座標系はそうでない場合が多い。カメラ
座標系が歪んでしまう原因としてレンズの歪、ＣＣＤカ
メラのアスペクト比などがある。レンズの歪は一般的に
線形ではなく、レンズ歪補正には特性にあったテーブル
変換等が必要となる。もう一つカメラ座標系を歪ませる
大きな原因がカメラのアスペクト比と呼ばれるものであ
る。アスペクト比とは、ＣＣＤカメラにて画像を取り込
んだときの、１画素でのＸ方向の長さとＹ方向の長さの
比である。一般的にアスペクト比は１ではなく、ＣＣＤ
カメラの製品毎にアスペクト比の値が異なるのが通常で
ある。これに対して、画像処理を行う際にはアスペクト
比が１になるようハードウェアで対応することもでき
る。しかし、種々のＣＣＤカメラの製品毎に対応するに
は、アスペクト比を任意調整できるような制御回路が必
要であり、コストアップの原因になる。また、同じ製品
でもアスペクト比にばらつきがあるものもあり、それに
対する対応も同様の課題がある。
【０００８】また、カメラのアスペクト比による歪の問
題は、単に座標系変換にとどまらず、カメラ座標系での
画像処理にも大きな影響がある。そのひとつが処理エリ
アの歪である。例えば円形の対象物に対して、輪郭に沿
う形状の処理エリアを設定したい場合、アスペクト比の
影響で円が楕円に映るため、処理エリアも楕円にする必
要がある。また、カメラ座標系で検出された複数の検出
点を近似して、直線の式や円の式を求める場合も、近似
の対象である検出点が歪んでいるため補正が必要であ
る。
題は、単に座標系変換にとどまらず、カメラ座標系での
画像処理にも大きな影響がある。そのひとつが処理エリ
アの歪である。例えば円形の対象物に対して、輪郭に沿
う形状の処理エリアを設定したい場合、アスペクト比の
影響で円が楕円に映るため、処理エリアも楕円にする必
要がある。また、カメラ座標系で検出された複数の検出
点を近似して、直線の式や円の式を求める場合も、近似
の対象である検出点が歪んでいるため補正が必要であ
る。
【０００９】そこで、本発明の目的は、種々のアスペク
ト比の異なるＣＣＤカメラを接続しても、ハードウェア
なしで、アスペクト比を自動検出して座標系の変換を正
確に行うことのできる画像処理装置を提供するものであ
る。
ト比の異なるＣＣＤカメラを接続しても、ハードウェア
なしで、アスペクト比を自動検出して座標系の変換を正
確に行うことのできる画像処理装置を提供するものであ
る。
【００１０】また、本発明の他の目的は、種々のアスペ
クト比の異なるＣＣＤカメラを接続しても、ハードウェ
アなしで、アスペクト比を自動検出し、自動検出された
アスペクト比により、カメラ座標系の画像処理における
処理エリア等の形状補正や、直線や円の近似式計算等に
おける座標補正を簡単に行うことのできる画像処理装置
を提供するものである。
クト比の異なるＣＣＤカメラを接続しても、ハードウェ
アなしで、アスペクト比を自動検出し、自動検出された
アスペクト比により、カメラ座標系の画像処理における
処理エリア等の形状補正や、直線や円の近似式計算等に
おける座標補正を簡単に行うことのできる画像処理装置
を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明の画
像処理装置は、カメラ座標系から実座標系に座標を変換
する手段と、カメラ座標系と実座標系が平行な場合、カ
メラ座標系と実座標系で対応する点３点を指定する手段
と、カメラ座標系と実座標系が平行でない場合、カメラ
座標系と実座標系で対応する点３点を指定する手段と、
指定されたカメラ座標系と実座標系の点からカメラのア
スペクト比を計算する手段を有し、前記カメラ座標系と
実座標系が平行でない場合の指定手段における実座標系
の位置指定手段は、直交する２直線の交点、交点を除く
それぞれ異なる直線上の２点を指定し、交点を除くそれ
ぞれ異なる直線上の２点のうちどちらが正確な点である
かを指定する手段を有していることを特徴とする。
像処理装置は、カメラ座標系から実座標系に座標を変換
する手段と、カメラ座標系と実座標系が平行な場合、カ
メラ座標系と実座標系で対応する点３点を指定する手段
と、カメラ座標系と実座標系が平行でない場合、カメラ
座標系と実座標系で対応する点３点を指定する手段と、
指定されたカメラ座標系と実座標系の点からカメラのア
スペクト比を計算する手段を有し、前記カメラ座標系と
実座標系が平行でない場合の指定手段における実座標系
の位置指定手段は、直交する２直線の交点、交点を除く
それぞれ異なる直線上の２点を指定し、交点を除くそれ
ぞれ異なる直線上の２点のうちどちらが正確な点である
かを指定する手段を有していることを特徴とする。
【００１２】本発明の第２の発明の画像処理装置は、カ
メラ座標系から実座標系に座標を変換する手段と、カメ
ラ座標系と実座標系が平行な場合、カメラ座標系と実座
標系で対応する点３点を指定する手段と、カメラ座標系
と実座標系が平行でない場合、カメラ座標系と実座標系
で対応する点３点を指定する手段と、指定されたカメラ
座標系と実座標系の点からカメラのアスペクト比を計算
する手段を有し、前記カメラ座標系と実座標系が平行で
ない場合の指定手段における実座標系の位置指定手段
は、直交する２直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる
直線上の２点を指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線
上の２点のうちどちらが正確な点であるかを指定する手
段を有しているとともにアスペクト比によりカメラ座標
系で画像処理を行う際のカメラ座標系の補正を行う手段
を有する。
メラ座標系から実座標系に座標を変換する手段と、カメ
ラ座標系と実座標系が平行な場合、カメラ座標系と実座
標系で対応する点３点を指定する手段と、カメラ座標系
と実座標系が平行でない場合、カメラ座標系と実座標系
で対応する点３点を指定する手段と、指定されたカメラ
座標系と実座標系の点からカメラのアスペクト比を計算
する手段を有し、前記カメラ座標系と実座標系が平行で
ない場合の指定手段における実座標系の位置指定手段
は、直交する２直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる
直線上の２点を指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線
上の２点のうちどちらが正確な点であるかを指定する手
段を有しているとともにアスペクト比によりカメラ座標
系で画像処理を行う際のカメラ座標系の補正を行う手段
を有する。
【００１３】
【作用】本発明の第１の発明によれば、カメラ座標系か
ら実座標系に座標を変換する手段と、カメラ座標系と実
座標系が平行な場合、カメラ座標系と実座標系で対応す
る点３点を指定する手段と、カメラ座標系と実座標系が
平行でない場合、カメラ座標系と実座標系で対応する点
３点を指定する手段と、指定されたカメラ座標系と実座
標系の点からカメラのアスペクト比を計算する手段を有
し、前記カメラ座標系と実座標系が平行でない場合の指
定手段における実座標系の位置指定手段は、直交する２
直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２点を
指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２点のうち
どちらが正確な点であるかを指定する手段を有している
ため、種々のアスペクト比の異なるＣＣＤカメラを接続
しても、ハードウェアなしで、アスペクト比を自動検出
して座標系の変換を正確に行うことのできる画像処理装
置を提供することができる。
ら実座標系に座標を変換する手段と、カメラ座標系と実
座標系が平行な場合、カメラ座標系と実座標系で対応す
る点３点を指定する手段と、カメラ座標系と実座標系が
平行でない場合、カメラ座標系と実座標系で対応する点
３点を指定する手段と、指定されたカメラ座標系と実座
標系の点からカメラのアスペクト比を計算する手段を有
し、前記カメラ座標系と実座標系が平行でない場合の指
定手段における実座標系の位置指定手段は、直交する２
直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２点を
指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２点のうち
どちらが正確な点であるかを指定する手段を有している
ため、種々のアスペクト比の異なるＣＣＤカメラを接続
しても、ハードウェアなしで、アスペクト比を自動検出
して座標系の変換を正確に行うことのできる画像処理装
置を提供することができる。
【００１４】本発明の第２の発明によれば、カメラ座標
系から実座標系に座標を変換する手段と、カメラ座標系
と実座標系が平行な場合、カメラ座標系と実座標系で対
応する点３点を指定する手段と、カメラ座標系と実座標
系が平行でない場合、カメラ座標系と実座標系で対応す
る点３点を指定する手段と、指定されたカメラ座標系と
実座標系の点からカメラのアスペクト比を計算する手段
を有し、前記カメラ座標系と実座標系が平行でない場合
の指定手段における実座標系の位置指定手段は、直交す
る２直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２
点を指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２点の
うちどちらが正確な点であるかを指定する手段を有して
いるとともにアスペクト比によりカメラ座標系で画像処
理を行う際のカメラ座標系の補正を行う手段を有してい
るために、種々のアスペクト比の異なるＣＣＤカメラを
接続しても、ハードウェアなしで、アスペクト比を自動
検出し、自動検出されたアスペクト比により、カメラ座
標系の画像処理における処理エリア等の形状補正や、直
線や円の近似式計算等における座標補正を簡単に行うこ
とのできる画像処理装置を提供することができる。
系から実座標系に座標を変換する手段と、カメラ座標系
と実座標系が平行な場合、カメラ座標系と実座標系で対
応する点３点を指定する手段と、カメラ座標系と実座標
系が平行でない場合、カメラ座標系と実座標系で対応す
る点３点を指定する手段と、指定されたカメラ座標系と
実座標系の点からカメラのアスペクト比を計算する手段
を有し、前記カメラ座標系と実座標系が平行でない場合
の指定手段における実座標系の位置指定手段は、直交す
る２直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２
点を指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２点の
うちどちらが正確な点であるかを指定する手段を有して
いるとともにアスペクト比によりカメラ座標系で画像処
理を行う際のカメラ座標系の補正を行う手段を有してい
るために、種々のアスペクト比の異なるＣＣＤカメラを
接続しても、ハードウェアなしで、アスペクト比を自動
検出し、自動検出されたアスペクト比により、カメラ座
標系の画像処理における処理エリア等の形状補正や、直
線や円の近似式計算等における座標補正を簡単に行うこ
とのできる画像処理装置を提供することができる。
【００１５】
【実施例】本発明の第１の実施例について、以下図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１６】図１は、本発明の第１の実施例の画像処理
装置の構成を示す図である。図１において、１は座標系
の変換のためにカメラ座標系と実座標系のデータを指定
する座標系変換データ指定部である。２は座標系変換デ
ータ指定部１において、カメラ座標系と実座標系が平行
な場合にカメラ座標系と実座標系のデータを指定する平
行座標系変換位置指定部である。３は平行座標系変換位
置指定部２で指定された点をもとに座標系変換データを
作成する平行座標系変換データ計算部である。４は座標
系変換データ指定部１において、カメラ座標系と実座標
系が平行でない場合にカメラ座標系と実座標系のデータ
を指定する傾斜座標系変換位置指定部である。５は傾斜
座標系変換位置指定部４において、ＸＹどちらの軸が正
確であるかを指定する軸指定部である。６は傾斜座標系
変換位置指定部４で指定された点をもとに座標系変換デ
ータを作成する傾斜座標系変換データ計算部である。７
は座標系変換データ指定部１で計算された変換データで
座標系の変換を行う座標系変換部である。８はカメラ座
標系で位置計測等を行う画像処理部である。
装置の構成を示す図である。図１において、１は座標系
の変換のためにカメラ座標系と実座標系のデータを指定
する座標系変換データ指定部である。２は座標系変換デ
ータ指定部１において、カメラ座標系と実座標系が平行
な場合にカメラ座標系と実座標系のデータを指定する平
行座標系変換位置指定部である。３は平行座標系変換位
置指定部２で指定された点をもとに座標系変換データを
作成する平行座標系変換データ計算部である。４は座標
系変換データ指定部１において、カメラ座標系と実座標
系が平行でない場合にカメラ座標系と実座標系のデータ
を指定する傾斜座標系変換位置指定部である。５は傾斜
座標系変換位置指定部４において、ＸＹどちらの軸が正
確であるかを指定する軸指定部である。６は傾斜座標系
変換位置指定部４で指定された点をもとに座標系変換デ
ータを作成する傾斜座標系変換データ計算部である。７
は座標系変換データ指定部１で計算された変換データで
座標系の変換を行う座標系変換部である。８はカメラ座
標系で位置計測等を行う画像処理部である。
【００１７】それでは図１に示す画像処理装置の動作に
ついて説明する。本実施例における画像処理装置では、
（数３）（数４）に示す変換式にて変換を行う。
ついて説明する。本実施例における画像処理装置では、
（数３）（数４）に示す変換式にて変換を行う。
【００１８】すなわち、カメラ座標系をＣＸ，ＣＹ、実
座標系をＲＸ，ＲＹとすると
座標系をＲＸ，ＲＹとすると
【００１９】
【数３】
【００２０】
【数４】
【００２１】ここで変換データとして、手系（右手系、
左手系）、倍率Ｒ、角度Ｔ、原点ＸＧ，ＹＧ、アスペク
ト比Ｈである。
左手系）、倍率Ｒ、角度Ｔ、原点ＸＧ，ＹＧ、アスペク
ト比Ｈである。
【００２２】（数３）（数４）に示す変換は、画像処理
部８の結果のカメラ座標系位置を座標系変換部７で変換
する動作になる。また（数３）（数４）の変換は、カメ
ラ座標系が、ＸＹ軸の分解能（倍率）は同じであり、Ｘ
Ｙ軸が直交しておりアスペクト比のみの歪があるという
前提のもと成り立っている。実施例では、手系（右手
系、左手系）、倍率Ｒ、角度Ｔ、原点ＸＧ，ＹＧ、アス
ペクト比Ｈの変換データを、座標系変換データ指定部１
にて求める。このとき、カメラ座標系と実座標系が平行
な場合にカメラ座標系と実座標系のデータを指定する平
行座標系変換位置指定部２と、カメラ座標系と実座標系
が平行でない場合に、カメラ座標系と実座標系のデータ
を指定する傾斜座標系変換位置指定部４で、カメラ座標
系および実座標系３点を指定し変換データを求める。実
際に変換データを求めるのは、平行座標系変換位置指定
部２では、平行座標系変換データ計算部３である。傾斜
座標系変換位置指定部４では、軸指定部５でＸＹどちら
の軸が正確であるかを指定した後、変換データを傾斜座
標系変換データ計算部６で計算する。これらの場合分け
は、カメラ座標系が、ＸＹ軸の分解能（倍率）は同じで
あり、ＸＹ軸が直交しており、アスペクト比のみの歪が
あるという前提を崩さない場合、計算上不可欠になるか
らである。それでは変換データの具体的な計算方法につ
いて説明する。図３は平行座標系変換位置指定部２にお
けるカメラ座標系と実座標系の座標の設定方法を示す図
であり、図４は傾斜座標系変換位置指定部４におけるカ
メラ座標系と実座標系の座標の設定方法を示す図であ
り、図５は平行座標系変換データ計算部３における変換
データ計算方法を示した図であり、図６は傾斜座標系変
換データ計算部６における変換データ計算方法を示した
図である。図３に示すように、平行座標系変換位置指定
部２ではカメラ座標系と実座標系が平行になるようカメ
ラ座標系と実座標系を３点入力する。また、図４に示す
ように、傾斜座標系変換位置指定部４ではカメラ座標系
と実座標系の３点でできる２直線が直交するよう点を入
力する。そのように設定された点をもとにそれぞれ図
５，図６に示すように処理を行う。図５における「反転
あり／なし」はカメラ座標と実座標のＸもしくはＹ座標
同士が平行の場合は反転なしであり、直交する場合は反
転ありである。また、図６における軸指定は、軸指定部
５でＸＹどちらの軸が正確であるか選択された結果であ
る。これは、カメラ座標系が、ＸＹ軸の分解能（倍率）
は同じであり、ＸＹ軸が直交しており、アスペクト比の
みの歪があるという前提では、カメラおよび実座標系で
の３点を正しく入力できなかった場合、計算上矛盾をお
こしてしまう。本実施例では、ＸＹ軸の直交性は正しい
と仮定し、ＸもしくはＹ軸の分解能のどちらかが誤差を
もって入力されてしまったとして計算している。
部８の結果のカメラ座標系位置を座標系変換部７で変換
する動作になる。また（数３）（数４）の変換は、カメ
ラ座標系が、ＸＹ軸の分解能（倍率）は同じであり、Ｘ
Ｙ軸が直交しておりアスペクト比のみの歪があるという
前提のもと成り立っている。実施例では、手系（右手
系、左手系）、倍率Ｒ、角度Ｔ、原点ＸＧ，ＹＧ、アス
ペクト比Ｈの変換データを、座標系変換データ指定部１
にて求める。このとき、カメラ座標系と実座標系が平行
な場合にカメラ座標系と実座標系のデータを指定する平
行座標系変換位置指定部２と、カメラ座標系と実座標系
が平行でない場合に、カメラ座標系と実座標系のデータ
を指定する傾斜座標系変換位置指定部４で、カメラ座標
系および実座標系３点を指定し変換データを求める。実
際に変換データを求めるのは、平行座標系変換位置指定
部２では、平行座標系変換データ計算部３である。傾斜
座標系変換位置指定部４では、軸指定部５でＸＹどちら
の軸が正確であるかを指定した後、変換データを傾斜座
標系変換データ計算部６で計算する。これらの場合分け
は、カメラ座標系が、ＸＹ軸の分解能（倍率）は同じで
あり、ＸＹ軸が直交しており、アスペクト比のみの歪が
あるという前提を崩さない場合、計算上不可欠になるか
らである。それでは変換データの具体的な計算方法につ
いて説明する。図３は平行座標系変換位置指定部２にお
けるカメラ座標系と実座標系の座標の設定方法を示す図
であり、図４は傾斜座標系変換位置指定部４におけるカ
メラ座標系と実座標系の座標の設定方法を示す図であ
り、図５は平行座標系変換データ計算部３における変換
データ計算方法を示した図であり、図６は傾斜座標系変
換データ計算部６における変換データ計算方法を示した
図である。図３に示すように、平行座標系変換位置指定
部２ではカメラ座標系と実座標系が平行になるようカメ
ラ座標系と実座標系を３点入力する。また、図４に示す
ように、傾斜座標系変換位置指定部４ではカメラ座標系
と実座標系の３点でできる２直線が直交するよう点を入
力する。そのように設定された点をもとにそれぞれ図
５，図６に示すように処理を行う。図５における「反転
あり／なし」はカメラ座標と実座標のＸもしくはＹ座標
同士が平行の場合は反転なしであり、直交する場合は反
転ありである。また、図６における軸指定は、軸指定部
５でＸＹどちらの軸が正確であるか選択された結果であ
る。これは、カメラ座標系が、ＸＹ軸の分解能（倍率）
は同じであり、ＸＹ軸が直交しており、アスペクト比の
みの歪があるという前提では、カメラおよび実座標系で
の３点を正しく入力できなかった場合、計算上矛盾をお
こしてしまう。本実施例では、ＸＹ軸の直交性は正しい
と仮定し、ＸもしくはＹ軸の分解能のどちらかが誤差を
もって入力されてしまったとして計算している。
【００２３】以上のように本発明の第１の実施例では、
カメラ座標系から実座標系に座標を変換する手段と、カ
メラ座標系と実座標系が平行な場合、カメラ座標系と実
座標系で対応する点３点を指定する手段と、カメラ座標
系と実座標系が平行でない場合、カメラ座標系と実座標
系で対応する点３点を指定する手段と、指定されたカメ
ラ座標系と実座標系の点からカメラのアスペクト比を計
算する手段を有し、前記カメラ座標系と実座標系が平行
でない場合の指定手段における実座標系の位置指定手段
は、直交する２直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる
直線上の２点を指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線
上の２点のうちどちらが正確な点であるかを指定する手
段を有しているため、種々のアスペクト比の異なるＣＣ
Ｄカメラを接続しても、ハードウェアなしで、カメラ座
標系と実座標系でそれぞれ３点を入力するだけでアスペ
クト比の自動検出が可能であり、座標系の変換を正確に
行うことのできる画像処理装置を提供することができ
る。
カメラ座標系から実座標系に座標を変換する手段と、カ
メラ座標系と実座標系が平行な場合、カメラ座標系と実
座標系で対応する点３点を指定する手段と、カメラ座標
系と実座標系が平行でない場合、カメラ座標系と実座標
系で対応する点３点を指定する手段と、指定されたカメ
ラ座標系と実座標系の点からカメラのアスペクト比を計
算する手段を有し、前記カメラ座標系と実座標系が平行
でない場合の指定手段における実座標系の位置指定手段
は、直交する２直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる
直線上の２点を指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線
上の２点のうちどちらが正確な点であるかを指定する手
段を有しているため、種々のアスペクト比の異なるＣＣ
Ｄカメラを接続しても、ハードウェアなしで、カメラ座
標系と実座標系でそれぞれ３点を入力するだけでアスペ
クト比の自動検出が可能であり、座標系の変換を正確に
行うことのできる画像処理装置を提供することができ
る。
【００２４】次に本発明の第２の実施例について、以下
図面を参照して説明する。図２は、本発明の第２の実施
例の画像処理装置の構成を示す図である。図２におい
て、図１と同一物には同一番号を付し説明を省略する。
図２において、９は座標系補正部である。
図面を参照して説明する。図２は、本発明の第２の実施
例の画像処理装置の構成を示す図である。図２におい
て、図１と同一物には同一番号を付し説明を省略する。
図２において、９は座標系補正部である。
【００２５】それでは図２に示す画像処理装置の動作に
ついて説明する。実施例における画像処理装置の座標系
補正部９は、座標系変換データ指定部１にて計算された
アスペクト比Ｈを読み込み、カメラ座標の補正を行う。
具体的な補正方法であるが、大きくカメラ座標系の画像
処理における処理エリア等の形状補正と、直線や円の近
似式計算等の座標補正の２つに分けられる。この動作を
説明するのが図７である。図７（ａ）は形状補正の場合
であり、図７（ｂ）は座標補正の場合である。図７およ
び以下の説明では、アスペクト比をカメラで真円を映し
たときのカメラ上（Ｙ方向直径／Ｘ方向直径）での値と
仮定して説明を行う。まず形状補正であるが、Ｙ座標の
みアスペクト比を掛け算すれば形状補正が行われたこと
になる。このとき形状データの持ち方によっては絶対位
置もずれてしまうが、教示時に絶対位置がユーザーの指
定位置になるよう図形を移動させればよい。次に、座標
補正であるが、まずＹ座標のみアスペクト比を掛け算
し、実座標と同じ分解能にする。それらの座標を該当の
処理に入力する。処理の出力結果として得られたＹ座標
をアスペクト比で割り算してカメラ座標系にもどせばよ
い。
ついて説明する。実施例における画像処理装置の座標系
補正部９は、座標系変換データ指定部１にて計算された
アスペクト比Ｈを読み込み、カメラ座標の補正を行う。
具体的な補正方法であるが、大きくカメラ座標系の画像
処理における処理エリア等の形状補正と、直線や円の近
似式計算等の座標補正の２つに分けられる。この動作を
説明するのが図７である。図７（ａ）は形状補正の場合
であり、図７（ｂ）は座標補正の場合である。図７およ
び以下の説明では、アスペクト比をカメラで真円を映し
たときのカメラ上（Ｙ方向直径／Ｘ方向直径）での値と
仮定して説明を行う。まず形状補正であるが、Ｙ座標の
みアスペクト比を掛け算すれば形状補正が行われたこと
になる。このとき形状データの持ち方によっては絶対位
置もずれてしまうが、教示時に絶対位置がユーザーの指
定位置になるよう図形を移動させればよい。次に、座標
補正であるが、まずＹ座標のみアスペクト比を掛け算
し、実座標と同じ分解能にする。それらの座標を該当の
処理に入力する。処理の出力結果として得られたＹ座標
をアスペクト比で割り算してカメラ座標系にもどせばよ
い。
【００２６】以上のように本発明の第２の実施例では、
カメラ座標系から実座標系に座標を変換する手段と、カ
メラ座標系と実座標系が平行な場合、カメラ座標系と実
座標系で対応する点３点を指定する手段と、カメラ座標
系と実座標系が平行でない場合、カメラ座標系と実座標
系で対応する点３点を指定する手段と、指定されたカメ
ラ座標系と実座標系の点からカメラのアスペクト比を計
算する手段を有し、前記カメラ座標系と実座標系が平行
でない場合の指定手段における実座標系の位置指定手段
は、直交する２直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる
直線上の２点を指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線
上の２点のうちどちらが正確な点であるかを指定する手
段を有しているとともにアスペクト比によりカメラ座標
系で画像処理を行う際のカメラ座標系の補正を行う手段
を有しているために、種々にアスペクト比の異なるＣＣ
Ｄカメラを接続しても、ハードウェアなしで、アスペク
ト比を自動検出し、自動検出されたアスペクト比によ
り、カメラ座標系の画像処理における処理エリア等の形
状補正や、直線や円の近似式計算等における座標補正を
簡単に行うことのできる画像処理の装置を提供すること
ができる。特に形状補正はアスペクト比がわからないと
補正不能であり、効果は大きい。また座標補正は、アス
ペクト比ではなく直接実座標に直して計算することもで
きる。しかし、従来例では（数１）の変換で６回積和演
算が必要なのに対し、本発明ではアスペクト比の掛け算
１回ですむ。このことにより、多数点より直線近似を行
う事例などでは処理速度の向上が図れる。
カメラ座標系から実座標系に座標を変換する手段と、カ
メラ座標系と実座標系が平行な場合、カメラ座標系と実
座標系で対応する点３点を指定する手段と、カメラ座標
系と実座標系が平行でない場合、カメラ座標系と実座標
系で対応する点３点を指定する手段と、指定されたカメ
ラ座標系と実座標系の点からカメラのアスペクト比を計
算する手段を有し、前記カメラ座標系と実座標系が平行
でない場合の指定手段における実座標系の位置指定手段
は、直交する２直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる
直線上の２点を指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線
上の２点のうちどちらが正確な点であるかを指定する手
段を有しているとともにアスペクト比によりカメラ座標
系で画像処理を行う際のカメラ座標系の補正を行う手段
を有しているために、種々にアスペクト比の異なるＣＣ
Ｄカメラを接続しても、ハードウェアなしで、アスペク
ト比を自動検出し、自動検出されたアスペクト比によ
り、カメラ座標系の画像処理における処理エリア等の形
状補正や、直線や円の近似式計算等における座標補正を
簡単に行うことのできる画像処理の装置を提供すること
ができる。特に形状補正はアスペクト比がわからないと
補正不能であり、効果は大きい。また座標補正は、アス
ペクト比ではなく直接実座標に直して計算することもで
きる。しかし、従来例では（数１）の変換で６回積和演
算が必要なのに対し、本発明ではアスペクト比の掛け算
１回ですむ。このことにより、多数点より直線近似を行
う事例などでは処理速度の向上が図れる。
【００２７】
【発明の効果】本発明の第１の発明によれば、カメラ座
標系から実座標系に座標を変換する手段と、カメラ座標
系と実座標系が平行な場合、カメラ座標系と実座標系で
対応する点３点を指定する手段と、カメラ座標系と実座
標系が平行でない場合、カメラ座標系と実座標系で対応
する点３点を指定する手段と、指定されたカメラ座標系
と実座標系の点からカメラのアスペクト比を計算する手
段を有し、前記カメラ座標系と実座標系が平行でない場
合の指定手段における実座標系の位置指定手段は、直交
する２直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる直線上の
２点を指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２点
のうちどちらが正確な点であるかを指定する手段を有し
ているため、種々のアスペクト比の異なるＣＣＤカメラ
を接続しても、ハードウェアなしで、カメラ座標系と実
座標系でそれぞれ３点を入力するだけでアスペクト比の
自動検出が加納であり、座標系の変換を正確に行うこと
のできる画像処理装置を提供することができる。
標系から実座標系に座標を変換する手段と、カメラ座標
系と実座標系が平行な場合、カメラ座標系と実座標系で
対応する点３点を指定する手段と、カメラ座標系と実座
標系が平行でない場合、カメラ座標系と実座標系で対応
する点３点を指定する手段と、指定されたカメラ座標系
と実座標系の点からカメラのアスペクト比を計算する手
段を有し、前記カメラ座標系と実座標系が平行でない場
合の指定手段における実座標系の位置指定手段は、直交
する２直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる直線上の
２点を指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２点
のうちどちらが正確な点であるかを指定する手段を有し
ているため、種々のアスペクト比の異なるＣＣＤカメラ
を接続しても、ハードウェアなしで、カメラ座標系と実
座標系でそれぞれ３点を入力するだけでアスペクト比の
自動検出が加納であり、座標系の変換を正確に行うこと
のできる画像処理装置を提供することができる。
【００２８】本発明の第２の発明によれば、カメラ座標
系から実座標系に座標を変換する手段と、カメラ座標系
と実座標系が平行な場合、カメラ座標系と実座標系で対
応する点３点を指定する手段と、カメラ座標系と実座標
系が平行でない場合、カメラ座標系と実座標系で対応す
る点３点を指定する手段と、指定されたカメラ座標系と
実座標系の点からカメラのアスペクト比を計算する手段
を有し、前記カメラ座標系と実座標系が平行でない場合
の指定手段における実座標系の位置指定手段は、直交す
る２直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２
点を指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２点の
うちどちらが正確な点であるかを指定する手段を有して
いるとともにアスペクト比によりカメラ座標系で画像処
理を行う際のカメラ座標系の補正を行う手段を有してい
るために、種々のアスペクト比の異なるＣＣＤカメラを
接続しても、ハードウェアなしで、アスペクト比を自動
検出し、自動検出されたアスペクト比により、カメラ座
標系の画像処理における処理エリア等の形状補正や、直
線や円の近似式計算等における座標補正を簡単に行うこ
とのできる画像処理装置を提供することができる。特に
形状補正はアスペクト比がわからないと補正不能であ
り、本発明の効果は大きい。また座標補正は、アスペク
ト比のみの掛け算で補正が可能であり、従来より高速に
補正処理ができる。
系から実座標系に座標を変換する手段と、カメラ座標系
と実座標系が平行な場合、カメラ座標系と実座標系で対
応する点３点を指定する手段と、カメラ座標系と実座標
系が平行でない場合、カメラ座標系と実座標系で対応す
る点３点を指定する手段と、指定されたカメラ座標系と
実座標系の点からカメラのアスペクト比を計算する手段
を有し、前記カメラ座標系と実座標系が平行でない場合
の指定手段における実座標系の位置指定手段は、直交す
る２直線の交点、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２
点を指定し、交点を除くそれぞれ異なる直線上の２点の
うちどちらが正確な点であるかを指定する手段を有して
いるとともにアスペクト比によりカメラ座標系で画像処
理を行う際のカメラ座標系の補正を行う手段を有してい
るために、種々のアスペクト比の異なるＣＣＤカメラを
接続しても、ハードウェアなしで、アスペクト比を自動
検出し、自動検出されたアスペクト比により、カメラ座
標系の画像処理における処理エリア等の形状補正や、直
線や円の近似式計算等における座標補正を簡単に行うこ
とのできる画像処理装置を提供することができる。特に
形状補正はアスペクト比がわからないと補正不能であ
り、本発明の効果は大きい。また座標補正は、アスペク
ト比のみの掛け算で補正が可能であり、従来より高速に
補正処理ができる。
【図１】本発明の第１の実施例における画像処理装置の
構成を示す図
構成を示す図
【図２】本発明の第２の実施例における画像処理装置の
構成を示す図
構成を示す図
【図３】図１に示す平行座標系変換位置指定部２におけ
るカメラ座標系と実座標系の座標の設定方法を示す図
るカメラ座標系と実座標系の座標の設定方法を示す図
【図４】図１に示す傾斜座標系変換位置指定部４におけ
るカメラ座標系と実座標系の座標の設定方法を示す図
るカメラ座標系と実座標系の座標の設定方法を示す図
【図５】図１に示す平行座標系変換データ計算部３にお
ける変換データ計算方法を示した図
ける変換データ計算方法を示した図
【図６】図１に示す傾斜座標系変換データ計算部６にお
ける変換データ計算方法を示した図
ける変換データ計算方法を示した図
【図７】図２における座標系補正部９の具体動作を説明
する図
する図
【図８】従来の座標変換手段付き画像処理装置の構成を
示す図
示す図
【図９】図８に示す座標系変換データ指定部１０におけ
るカメラ座標系と実座標系の座標の設定方法を示す図
るカメラ座標系と実座標系の座標の設定方法を示す図
１，１０ 座標系変換データ指定部 ２ 平行座標系変換位置指定部 ３ 平行座標系変換データ計算部 ４ 傾斜座標系変換位置指定部 ５ 軸指定部 ６ 傾斜座標系変換データ計算部 ７，１２ 座標系変換部 ８，１１ 画像処理部 ９ 座標系補正部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加納 秀夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 カメラ座標系から実座標系に座標を変換
する手段と、カメラ座標系と実座標系が平行な場合、カ
メラ座標系と実座標系で対応する点３点を指定する手段
と、カメラ座標系と実座標系が平行でない場合、カメラ
座標系と実座標系で対応する点３点を指定する手段と、
指定されたカメラ座標系と実座標系の点からカメラのア
スペクト比を計算する手段を有し、前記カメラ座標系と
実座標系が平行でない場合の指定手段における実座標系
の位置指定手段は、直交する２直線の交点、交点を除く
それぞれ異なる直線上の２点を指定し、交点を除くそれ
ぞれ異なる直線上の２点のうちどちらが正確な点である
かを指定する手段を有していることを特徴とする画像処
理装置。 - 【請求項２】 アスペクト比によりカメラ座標系で画像
処理を行う際のカメラ座標系の補正を行う手段を有する
請求項１記載の画像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00826294A JP3422063B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00826294A JP3422063B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 画像処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218222A true JPH07218222A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3422063B2 JP3422063B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=11688244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00826294A Expired - Fee Related JP3422063B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 画像処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3422063B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7812957B2 (en) | 2004-07-05 | 2010-10-12 | Fujifilm Corporation | Light measurement apparatus measuring two-dimensional physical properties of a sample |
| WO2012105465A1 (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-09 | 武蔵エンジニアリング株式会社 | 動作プログラムの自動生成プログラムおよび装置 |
| CN110348265A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-18 | 福建工程学院 | 一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法 |
-
1994
- 1994-01-28 JP JP00826294A patent/JP3422063B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7812957B2 (en) | 2004-07-05 | 2010-10-12 | Fujifilm Corporation | Light measurement apparatus measuring two-dimensional physical properties of a sample |
| WO2012105465A1 (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-09 | 武蔵エンジニアリング株式会社 | 動作プログラムの自動生成プログラムおよび装置 |
| JP2012159911A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Musashi Eng Co Ltd | 動作プログラムの自動生成プログラムおよび装置 |
| CN103339577A (zh) * | 2011-01-31 | 2013-10-02 | 武藏工业株式会社 | 动作程序的自动生成程序及装置 |
| TWI554858B (zh) * | 2011-01-31 | 2016-10-21 | Musashi Engineering Inc | A memory medium for recording an automatic generation program of an action program, an action program making device, and a working device |
| US9483040B2 (en) | 2011-01-31 | 2016-11-01 | Musashi Engineering, Inc. | Program and device which automatically generate operation program |
| CN110348265A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-18 | 福建工程学院 | 一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法 |
| CN110348265B (zh) * | 2019-07-19 | 2022-04-05 | 福建工程学院 | 一种基于平行坐标系的新型矩阵码还原方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3422063B2 (ja) | 2003-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10786904B2 (en) | Method for industrial robot commissioning, industrial robot system and control system using the same | |
| CN108326850B (zh) | 一种机器人准确移动机械臂到达指定位置的方法及系统 | |
| JPH0435885A (ja) | 視覚センサのキャリブレーション方法 | |
| JP2006148745A (ja) | カメラの校正方法及びカメラの校正装置 | |
| JP3138080B2 (ja) | 視覚センサの自動キャリブレーション装置 | |
| JP3339090B2 (ja) | 位置検出方法 | |
| CN114119767B (zh) | 基于相机标定的工件抓取方法、装置和控制系统 | |
| JP3422063B2 (ja) | 画像処理装置 | |
| JP2559939B2 (ja) | ３次元情報入力装置 | |
| CN113811740B (zh) | 计测装置、计测方法以及计测程序 | |
| JPH09329440A (ja) | 複数枚の画像の各計測点の対応づけ方法 | |
| JPH04269194A (ja) | 平面計測方法 | |
| JPH0588721A (ja) | 関節型ロボツトの制御装置 | |
| JPH0417472B2 (ja) | ||
| Huang et al. | Dynamic camera calibration | |
| JP2000028355A (ja) | ３次元画像処理装置 | |
| JP3340599B2 (ja) | 平面推定方法 | |
| JPH06214622A (ja) | ワーク位置検知装置 | |
| JPS60195611A (ja) | ワ−ク移動対応ロボツトシステム | |
| JP3541980B2 (ja) | 視覚センサ付きロボットにおけるキャリブレーション方法 | |
| KR100784734B1 (ko) | 산업용 로봇 시스템의 타원 보간방법 | |
| JP3448074B2 (ja) | 相関検出形３次元位置計測装置 | |
| JPH01116401A (ja) | 視覚センサのための視差補正方式 | |
| JPS6257892A (ja) | 視覚付ロボツトのカメラ座標較正方法 | |
| JPH03110685A (ja) | 画像相関器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080425 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090425 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |