JPS62185104A - 対象物の姿勢及び寸法の自動計測方法 - Google Patents
対象物の姿勢及び寸法の自動計測方法Info
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- JPS62185104A JPS62185104A JP2764986A JP2764986A JPS62185104A JP S62185104 A JPS62185104 A JP S62185104A JP 2764986 A JP2764986 A JP 2764986A JP 2764986 A JP2764986 A JP 2764986A JP S62185104 A JPS62185104 A JP S62185104A
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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。
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、自動車や家電製品における部品の組付け、基
板へのICの組付は等のために、対象物の位置ずれ、姿
勢角及び寸法を自動計測する方法に関するものである。
板へのICの組付は等のために、対象物の位置ずれ、姿
勢角及び寸法を自動計測する方法に関するものである。
[従来の技術]
生産工場における作業を自動化するため、従来から各種
方式のパターン認識技術が開発されている。このような
パターン認識技術は、何らかの手段により対象物自体の
形状等を判別しようとするものであり、そのパターン認
識のために使用する装置が比較的複雑で高価なものとな
るのが通例である。
方式のパターン認識技術が開発されている。このような
パターン認識技術は、何らかの手段により対象物自体の
形状等を判別しようとするものであり、そのパターン認
識のために使用する装置が比較的複雑で高価なものとな
るのが通例である。
しかるに、各種工場における組付は作業、例えば、自動
車の車体に対するエンジン、バッテリ、燃料タンク等の
組付け、家電製品の本体に対する各種部品の組付け、基
板へのICの組付は等の自勧化に際しては、必ずしも上
述したようなパターン認識技術を必要としない。即ち、
認識等の対象になる自動車の車体、家電製品の本体、I
C基板等は、形状が一定であるのが通例であるため、そ
れらの形状を改めて判別する必要はなく、単にそれらの
認識対象物の基準位置に対する位とずれ、及び!!i準
姿勢に対する姿勢角の傾きを計゛測すればよく、さらに
大小複数種の製品が混在する場合が多々見られるが、こ
の場合には製品の基準となる寸法を計測対象に付加すれ
ば充分であり、それによって装ご自体を著しく簡単化し
、安価に提供することが可能になる。
車の車体に対するエンジン、バッテリ、燃料タンク等の
組付け、家電製品の本体に対する各種部品の組付け、基
板へのICの組付は等の自勧化に際しては、必ずしも上
述したようなパターン認識技術を必要としない。即ち、
認識等の対象になる自動車の車体、家電製品の本体、I
C基板等は、形状が一定であるのが通例であるため、そ
れらの形状を改めて判別する必要はなく、単にそれらの
認識対象物の基準位置に対する位とずれ、及び!!i準
姿勢に対する姿勢角の傾きを計゛測すればよく、さらに
大小複数種の製品が混在する場合が多々見られるが、こ
の場合には製品の基準となる寸法を計測対象に付加すれ
ば充分であり、それによって装ご自体を著しく簡単化し
、安価に提供することが可能になる。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明の目的は、上述した工場における組付は作業等に
おいて、一般的なパターン認識技術を利用することなく
、対象物に簡単なマークを付してそれを利用し、あるい
はそのマークに代わる基準孔などを利用して、位置ずれ
、姿勢角及び寸法の計Δ11を、簡単且つ安価な装置に
より実施可能にすることにある。
おいて、一般的なパターン認識技術を利用することなく
、対象物に簡単なマークを付してそれを利用し、あるい
はそのマークに代わる基準孔などを利用して、位置ずれ
、姿勢角及び寸法の計Δ11を、簡単且つ安価な装置に
より実施可能にすることにある。
[問題点を解決するための手段]
上記目的を達成するため、本発明の計Jiff方法にお
いては、姿勢及び寸法を計測すべき対象物上の離間位匠
に、任意形状の3個の基準マークを付設し、画像入力装
置によって得た対象物の画像から、各基準マークの重心
位置の座標を計11+11 L、これらの基準マークの
うちから選択した2個のマークの重心位置の座標値に基
づく演算により対象物の姿勢角を、同じく選択した2個
のマークの重心位置の座標値に基づく演算により対象物
の位置ずれを、1個の基準マークの重心位置の座標値に
基づく演算により対象物上の基準マーク間の座標軸方向
の離間距離をそれぞれ計測する、という技術的手段を採
用している。
いては、姿勢及び寸法を計測すべき対象物上の離間位匠
に、任意形状の3個の基準マークを付設し、画像入力装
置によって得た対象物の画像から、各基準マークの重心
位置の座標を計11+11 L、これらの基準マークの
うちから選択した2個のマークの重心位置の座標値に基
づく演算により対象物の姿勢角を、同じく選択した2個
のマークの重心位置の座標値に基づく演算により対象物
の位置ずれを、1個の基準マークの重心位置の座標値に
基づく演算により対象物上の基準マーク間の座標軸方向
の離間距離をそれぞれ計測する、という技術的手段を採
用している。
[発明の効果コ
このような本発明の計測方法によれば、画像入力装置に
よって得られた対象物の画像に対して、複雑な処理を施
す必要はなく、その画像から簡単な処理により各基準マ
ークの重心位置の座標を計測し、それらの座標値等に基
づく簡単な演算により、容易に対象物の位置ずれ、姿勢
角、及び基準となる部分の寸法を計測することができる
。
よって得られた対象物の画像に対して、複雑な処理を施
す必要はなく、その画像から簡単な処理により各基準マ
ークの重心位置の座標を計測し、それらの座標値等に基
づく簡単な演算により、容易に対象物の位置ずれ、姿勢
角、及び基準となる部分の寸法を計測することができる
。
また、このように簡単に計測できるため1画像入力装置
からの画像の信号を処理するための装置をハードウェア
化することが容易であるばかりでなく、上記画像の信号
の実時間処理が可能となり、従って工場の生産ライン等
における利用に極めて好適である。
からの画像の信号を処理するための装置をハードウェア
化することが容易であるばかりでなく、上記画像の信号
の実時間処理が可能となり、従って工場の生産ライン等
における利用に極めて好適である。
[実施例]
以下に図面を参照して本発明の方法をさらに具体的に説
明する。
明する。
第1図に示すように、いま、位置ずれ、姿勢角及び寸法
についての計Jlll対象物Aが存在する空間に、基準
位置における対象物AOの中心に原点0を有するx−y
座標系を設定する。この計ΔIII対象物Aは、例えば
自動車のボンネット内を平面的に見たものであっても、
あるいは自動車の車体であっても、さらにIC基板等で
あっても差支えない。
についての計Jlll対象物Aが存在する空間に、基準
位置における対象物AOの中心に原点0を有するx−y
座標系を設定する。この計ΔIII対象物Aは、例えば
自動車のボンネット内を平面的に見たものであっても、
あるいは自動車の車体であっても、さらにIC基板等で
あっても差支えない。
また、ここでは以下の数式による説明を簡単化するため
、x−y座標系の原点を基準位置にある対象物Aの中心
に設定した場合について説明するが、上記原点は適宜位
置に設定することができる。
、x−y座標系の原点を基準位置にある対象物Aの中心
に設定した場合について説明するが、上記原点は適宜位
置に設定することができる。
本発明では、上記対象物Aとして、大小複数種のものが
混在する場合を想定し、それらの各対象物上に3個の基
準マーク1.2.3を付設する。これらの基準マークの
うち、基準マーク1.2は、上記x−y座標系のy軸に
対して対称の位置に付設し、また基準マーク3は基準マ
ークIと対象物Aの中心に対して点対象の位置に付設し
ているが、必ずしもこのような配置に限るものではなく
、後述する各種制限の範囲内において適宜位置に設ける
ことができる。
混在する場合を想定し、それらの各対象物上に3個の基
準マーク1.2.3を付設する。これらの基準マークの
うち、基準マーク1.2は、上記x−y座標系のy軸に
対して対称の位置に付設し、また基準マーク3は基準マ
ークIと対象物Aの中心に対して点対象の位置に付設し
ているが、必ずしもこのような配置に限るものではなく
、後述する各種制限の範囲内において適宜位置に設ける
ことができる。
大きさが異なる複数の対象物、あるいは少なくとも製品
の基準位置の寸法が異なる複数の対象物上の各基準マー
クは、その製品簿の大ささに応じた相似位置に配設する
のが好ましいが、少なくとも、寸法計測に使用する二つ
の基僧マークをその大きさに応じた相似位置に配設する
など、一定の制限の下に配設すればよい。また、上記基
準マーク1,2.1の配設位置は、後述の画像入力装置
との関係で支障がない範囲内において、できるだけ間隔
を置いて設けるのが計測精度上望ましい、さらに、上記
各基準マークの形状、大きさは適宜選定することができ
る。
の基準位置の寸法が異なる複数の対象物上の各基準マー
クは、その製品簿の大ささに応じた相似位置に配設する
のが好ましいが、少なくとも、寸法計測に使用する二つ
の基僧マークをその大きさに応じた相似位置に配設する
など、一定の制限の下に配設すればよい。また、上記基
準マーク1,2.1の配設位置は、後述の画像入力装置
との関係で支障がない範囲内において、できるだけ間隔
を置いて設けるのが計測精度上望ましい、さらに、上記
各基準マークの形状、大きさは適宜選定することができ
る。
これらの基準マーク1,2.3は、それを対象物A上の
塗料によって描記したり、あるいは対象物Aに対するラ
ベルの貼着等によって付設することもできるが、対象物
A上の有形物体、例えばボルトの頭部、既存の穴等をこ
の基準マークとしてそのまま利用することもできる。但
し、その周辺に同様の形状を有するものが存在しないこ
とが、誤認識を防止する上で望ましく、止むを得ずそれ
らが存在する場合には1分別を容易にするため1色マー
クを用いるのが効果的である。
塗料によって描記したり、あるいは対象物Aに対するラ
ベルの貼着等によって付設することもできるが、対象物
A上の有形物体、例えばボルトの頭部、既存の穴等をこ
の基準マークとしてそのまま利用することもできる。但
し、その周辺に同様の形状を有するものが存在しないこ
とが、誤認識を防止する上で望ましく、止むを得ずそれ
らが存在する場合には1分別を容易にするため1色マー
クを用いるのが効果的である。
上記対象物Aがベルトコンベヤ等により移送され、姿勢
及び寸法の計測城に達したときには、第1図に示すよう
に、基準位置に対する任意量の位置ずれ及び任意量の姿
勢角の傾きを有している。
及び寸法の計測城に達したときには、第1図に示すよう
に、基準位置に対する任意量の位置ずれ及び任意量の姿
勢角の傾きを有している。
即ち、対象物Aの中心が座標系の原点0に対してX軸及
びy軸方向にそれぞれΔX及びΔyだけの位置ずれをも
ち、また角θだけ対象物の基準姿勢に対して傾斜してい
る。
びy軸方向にそれぞれΔX及びΔyだけの位置ずれをも
ち、また角θだけ対象物の基準姿勢に対して傾斜してい
る。
そこで、上記計測のため、まず、ITVカメラ等の画像
入力装置により、上記基準マーク1,2.3を画像とし
て撮像する。この画像入力装置は、各基準マーク1,2
.3に共通のものを用いることもできるが、各マークご
とに個別的に用いてもよく。
入力装置により、上記基準マーク1,2.3を画像とし
て撮像する。この画像入力装置は、各基準マーク1,2
.3に共通のものを用いることもできるが、各マークご
とに個別的に用いてもよく。
その場合に、基準マークに画像入力装置を近接配置して
撮像することにより、分解能を高め、計測精度を向上さ
せることができる。
撮像することにより、分解能を高め、計測精度を向上さ
せることができる。
このようにして画像入力装置により入力された基準マー
クについての画像の信号は、画像処理装置において処理
することにより、基準マークl、2゜3の重心位置PI
、P2及びP3が測定される。この重心位置の測定は、
公知の手段により容易に行うことができるが、その−例
を簡単に説明すると、X−Y直角座標系上に基準マーク
が設かれているとした場合、重心位置の座標(XG、Y
G)は。
クについての画像の信号は、画像処理装置において処理
することにより、基準マークl、2゜3の重心位置PI
、P2及びP3が測定される。この重心位置の測定は、
公知の手段により容易に行うことができるが、その−例
を簡単に説明すると、X−Y直角座標系上に基準マーク
が設かれているとした場合、重心位置の座標(XG、Y
G)は。
によって与えられるため、この演算を行う演算装置を画
像入力装置に接続すればよい、但し、dsは図形の微小
面積である。
像入力装置に接続すればよい、但し、dsは図形の微小
面積である。
上記により31Il定された基準マーク1,2.3の重
心位置PI、P2及びP3は、それをx−y座標系から
見たときの座標を、それぞれ、 P+(x+、y+)、P2(!2,72)、Px(x3
.y3)とすると1.それらの座標値が、 によって表わされる。
心位置PI、P2及びP3は、それをx−y座標系から
見たときの座標を、それぞれ、 P+(x+、y+)、P2(!2,72)、Px(x3
.y3)とすると1.それらの座標値が、 によって表わされる。
なお、上式におけるWは、基準位置にある対象物A上の
2個の基準マークl及び2間のX軸方向の離間距離、H
は2個の基準マークl及び3間のy軸方向の離間距離で
ある。
2個の基準マークl及び2間のX軸方向の離間距離、H
は2個の基準マークl及び3間のy軸方向の離間距離で
ある。
従って、γ= (y+−y2) / (x2−x+)と
定義し、基準マークl及び2について計測した重心位置
の座標値P+(x+、y+)、 P2(x2.y2)か
らそれを計算して整理すると。
定義し、基準マークl及び2について計測した重心位置
の座標値P+(x+、y+)、 P2(x2.y2)か
らそれを計算して整理すると。
γ=−tanO
となり、この式から、
θ= tani (−γ)
によりθが求められる。
上記γの値は、二つの基準マークの重心位置を結ぶ直線
の傾きを表わすものであり、このγがW及びHと無関係
に計算できることが必要であるため、逆に、2個の基準
マークを付設する際に、それらをW及びHと無関係にγ
が計算できる位iδに配置することが必要である。
の傾きを表わすものであり、このγがW及びHと無関係
に計算できることが必要であるため、逆に、2個の基準
マークを付設する際に、それらをW及びHと無関係にγ
が計算できる位iδに配置することが必要である。
また、対象物Aの中心位置のx@h及びy軸方向の位置
ずれΔX及びΔyは、基準マークl及び3について計測
した重心位置の座標値P I(!l 、y+) 。
ずれΔX及びΔyは、基準マークl及び3について計測
した重心位置の座標値P I(!l 、y+) 。
P3(x3.y3)から。
!+ + !3 71 + !]
ΔX:□、 Δy=− という簡単な演算によって求めることができる。
ΔX:□、 Δy=− という簡単な演算によって求めることができる。
なお、上記基準マーク1.2の重心位置は、X−y座標
における座標(x+、y+) 、 (!242)及び
(!3,73)としてではなく、基準位置にある対象物
A上の基準マークの重心位置に対する相対位置、即ち図
中に示したX軸及びyfjb方向の位置ずれ(dz+
、 dye)、 Cdx2. dy2)、 (dx3.
dy3)として求めることもでき、これらの値によっ
ても上記ΔX、Δyを同様に簡単に求めることができる
。
における座標(x+、y+) 、 (!242)及び
(!3,73)としてではなく、基準位置にある対象物
A上の基準マークの重心位置に対する相対位置、即ち図
中に示したX軸及びyfjb方向の位置ずれ(dz+
、 dye)、 Cdx2. dy2)、 (dx3.
dy3)として求めることもでき、これらの値によっ
ても上記ΔX、Δyを同様に簡単に求めることができる
。
さらに、大小複数種の対象物を判別するための2!:準
となる寸法、即ち上記W及びHの値は、ΔX、Δy及び
θの値が上述したところにより既知であるため1例えば
基準マーク2の重心位nの座標値、 W H。
となる寸法、即ち上記W及びHの値は、ΔX、Δy及び
θの値が上述したところにより既知であるため1例えば
基準マーク2の重心位nの座標値、 W H。
X2 = −cosO−−5rnO+ΔXW、 H
y2 = −5lnO+−cosO+Δyに基づき、
’ W= 2 (−CX2 Cosθ+Y2 sinθ
)+(ΔXcasO+Δy 5ino) IH= 2
(−(X25inO−Y2 CO5の+(ΔxslnO
−Δy cosO))によって求めることができる。
)+(ΔXcasO+Δy 5ino) IH= 2
(−(X25inO−Y2 CO5の+(ΔxslnO
−Δy cosO))によって求めることができる。
上述したところから明らかなように、対象物の位置ずれ
、姿勢角及び寸法は、簡単な演算により容易に計測する
ことができ、このような演算は、基僧マーク1,2.3
の重心位1’l P + + P 2及びP3を計測す
る画像処理装置に簡単な演算回路を接続することにより
実現することができる。
、姿勢角及び寸法は、簡単な演算により容易に計測する
ことができ、このような演算は、基僧マーク1,2.3
の重心位1’l P + + P 2及びP3を計測す
る画像処理装置に簡単な演算回路を接続することにより
実現することができる。
以上に詳述したように、本発明の自動針311方法によ
れば、対象物の形状が予め定められている組付は作業等
において、複雑、高価なパターン認識技術を利用するこ
となく、また対象物の画像に対して複雑な処理を施すこ
となく、対象物に付した基準マークを利用して、簡単且
つ安価に位置ずれ、姿勢角及び寸法を計測することがで
き、しかも画像の信号を処理するための装ごを容易にハ
ードウェア化すると共に、その計測の実時間処理を行う
ことができる。
れば、対象物の形状が予め定められている組付は作業等
において、複雑、高価なパターン認識技術を利用するこ
となく、また対象物の画像に対して複雑な処理を施すこ
となく、対象物に付した基準マークを利用して、簡単且
つ安価に位置ずれ、姿勢角及び寸法を計測することがで
き、しかも画像の信号を処理するための装ごを容易にハ
ードウェア化すると共に、その計測の実時間処理を行う
ことができる。
第1図は本発明に係る計測方法についての説明図である
。 1.2.3 ・・基準マーク。 A・・対象物。
。 1.2.3 ・・基準マーク。 A・・対象物。
Claims (1)
- 1、姿勢及び寸法を計測すべき対象物上の離間位置に、
任意形状の3個の基準マークを付設し、画像入力装置に
よって得た対象物の画像から、各基準マークの重心位置
の座標を計測し、これらの基準マークのうちから選択し
た2個のマークの重心位置の座標値に基づく演算により
対象物の姿勢角を、同じく選択した2個のマークの重心
位置の座標値に基づく演算により対象物の位置ずれを、
1個の基準マークの重心位置の座標値に基づく演算によ
り対象物上の基準マーク間の座標軸方向の離間距離を、
それぞれ計測することを特徴とする対象物の姿勢及び寸
法の自動計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61027649A JPH0810129B2 (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 対象物の姿勢及び寸法の自動計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61027649A JPH0810129B2 (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 対象物の姿勢及び寸法の自動計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62185104A true JPS62185104A (ja) | 1987-08-13 |
| JPH0810129B2 JPH0810129B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=12226766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61027649A Expired - Lifetime JPH0810129B2 (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 対象物の姿勢及び寸法の自動計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810129B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0348707A (ja) * | 1989-07-18 | 1991-03-01 | Fujitsu Ltd | プリント板の孔自動抽出装置 |
| CN110726368A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-24 | 广东长盈精密技术有限公司 | 产品中心的机械坐标的获取方法 |
| CN111134722A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-12 | 吉林大学第一医院 | 一种超声检查最优体位获得及多参数量化测定的方法 |
| CN113532331A (zh) * | 2020-04-17 | 2021-10-22 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种非接触式转角测量系统及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5981768A (ja) * | 1983-08-29 | 1984-05-11 | Hitachi Ltd | パタ−ン信号修復方法および装置 |
| JPS60165503A (ja) * | 1984-02-08 | 1985-08-28 | Citizen Watch Co Ltd | 画像処理方法 |
-
1986
- 1986-02-10 JP JP61027649A patent/JPH0810129B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5981768A (ja) * | 1983-08-29 | 1984-05-11 | Hitachi Ltd | パタ−ン信号修復方法および装置 |
| JPS60165503A (ja) * | 1984-02-08 | 1985-08-28 | Citizen Watch Co Ltd | 画像処理方法 |
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| CN110726368A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-24 | 广东长盈精密技术有限公司 | 产品中心的机械坐标的获取方法 |
| CN110726368B (zh) * | 2019-10-15 | 2021-07-20 | 广东长盈精密技术有限公司 | 产品中心的机械坐标的获取方法 |
| CN111134722A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-12 | 吉林大学第一医院 | 一种超声检查最优体位获得及多参数量化测定的方法 |
| CN111134722B (zh) * | 2020-01-15 | 2022-08-23 | 吉林大学第一医院 | 一种超声检查最优体位获得及多参数量化测定的方法 |
| CN113532331A (zh) * | 2020-04-17 | 2021-10-22 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种非接触式转角测量系统及方法 |
| CN113532331B (zh) * | 2020-04-17 | 2023-08-08 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种非接触式转角测量系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0810129B2 (ja) | 1996-01-31 |
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