JPS6022766B2 - Object attitude control method - Google Patents
Object attitude control methodInfo
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- JPS6022766B2 JPS6022766B2 JP4269177A JP4269177A JPS6022766B2 JP S6022766 B2 JPS6022766 B2 JP S6022766B2 JP 4269177 A JP4269177 A JP 4269177A JP 4269177 A JP4269177 A JP 4269177A JP S6022766 B2 JPS6022766 B2 JP S6022766B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/02—Sensing devices
- B25J19/021—Optical sensing devices
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はハンドリング装置などにおける物体の姿勢制御
方式におけるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for controlling the attitude of an object in a handling device or the like.
従釆、例えばハンドリング装置において、物体の姿勢を
制御する場合、ポテンショメータなどの機械的位置検出
器をそのハンドリング装置に付加することにより行なっ
ていた。For example, when controlling the attitude of an object in a handling device, a mechanical position detector such as a potentiometer is added to the handling device.
しかし、この方式は物体のハンドリングが一定の姿勢で
行なえる場合には十分であったが、柔軟物のハンドリン
グなど、一定の姿勢で行なえないような場合、対象物体
を所定の姿勢に制御するのは困難であった。本発明の目
的は上記した従来技術の欠点をなくし、対象物体の三次
元的姿勢を認識しハンドリングを制御する方式を提供す
ることにある。本発明は、ハンドリング装置などにおけ
る物体の姿勢制御方式において、対象物体をX−Z軸平
面方向であって互いに直角な方向から撮像する複数の糠
像装置と、該撮像装置の各々から得られる映像信号にも
とづいて対象物体の少くとも×軸方向の両端部とZ軸方
向の端部との特定部分を抽出する抽出手段と、該抽出手
段によって抽出されたX軸方向の両端部の×軸及びY軸
方向の位置座標と、Z鞄方向の端部のZ軸及びY軸方向
の位置座標とから対象物体の三次元的姿勢を認識する認
識手段とを備え、該認識手段で認識された結果にもとづ
いて対象物体の姿勢を疹正することを特徴とするもので
ある。However, this method was sufficient when the object could be handled in a fixed posture, but in cases where the object cannot be handled in a fixed posture, such as when handling a flexible object, it is difficult to control the object to a predetermined posture. was difficult. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide a method for recognizing the three-dimensional posture of a target object and controlling its handling. The present invention relates to a method for controlling the posture of an object in a handling device, etc., which includes a plurality of bran imaging devices that image a target object from directions perpendicular to each other in the X-Z axis plane direction, and an image obtained from each of the imaging devices. extraction means for extracting specific parts of at least both ends in the x-axis direction and ends in the z-axis direction of the target object based on the signal; A recognition means for recognizing a three-dimensional posture of a target object from positional coordinates in the Y-axis direction and positional coordinates in the Z-axis and Y-axis directions of an end in the Z-bag direction, and a result recognized by the recognition means. This method is characterized by correcting the posture of the target object based on the following.
本発明の具体例を第1図に示す部品1をハンドリングし
て、位置の固定された部品2へ鼓合するとして説明する
。A specific example of the present invention will be described assuming that a component 1 shown in FIG. 1 is handled and moved to a component 2 whose position is fixed.
このとき般合のための部品1は水平方向×,Yに制御さ
れ、かつ懐きZも制御する必要がある。本発明ではこの
ような場合、部品1に対し、3台の撮像装置3を第2図
あるいは第3図のように設置する。第2図、第3図は第
1図の部品1を上方から眺めた図であり、3台の脇像装
置の高さは同一である。部品1が正常な姿勢のとき、第
2図の場合、撮像装置3a,3bには第4図のような像
が撮像装置3Cには第5図のような像が得られる。また
、第3図に示すように濠像装置3Cの映像抽出系路にミ
ラーを介在した場合そのミラー4の効果により、濠像装
置3a,3bと同様の像が得られる。しかし、部品1が
正常な姿勢でないと、第6図に示すような映像となる。
本例の場合、第4図、第5図、第6図に示す部品1の注
目点5の部分を、各撮像装置の映像から抽出するとする
。抽出した注目点5の位置を第7図に示すような座標系
で表わすとする。撮像位置3aにより抽出した注目点5
の座標をXa,Ya撮像装置3bにより抽出した座標を
Xb,Yb、撮像装置3Cにより抽出した座標をXc,
Ycとする。Ya=Yb=Ycならば、部品1の懐きは
無く正常であるが、そうでなければ部品1は傾いている
。本発明では、このような場合、Ya=Yb=Ycとな
るようにハンドリング装置に制御指令を与えるものであ
る。このように部品1の懐きは傾き角度を求めなくとも
Ya,Yb,Ycを抽出すれば認識することができ、修
正信号を作ることができる。一方、部品1の水平方向の
位置ずれは、Xa,XbあるいはXcを目標値(正常な
場合のXa,Xb,Xc)と比較すれば、求めることが
できる。以上のように3台の撮像装置により得られる映
像から、対象物体の特定の部分を抽出することにより、
対象物体の煩き、水平方向の位置ずれという三次元的姿
勢を認識し、ハンドリング装置に対し、姿勢修正の制御
指令を送ることが可能となる。At this time, it is necessary to control the component 1 for generalization in the horizontal directions x and Y, and also to control the displacement Z. According to the present invention, in such a case, three imaging devices 3 are installed for the component 1 as shown in FIG. 2 or 3. 2 and 3 are views of the component 1 shown in FIG. 1 from above, and the heights of the three side image devices are the same. When the component 1 is in a normal posture, in the case of FIG. 2, images as shown in FIG. 4 are obtained on the imaging devices 3a and 3b, and images as shown in FIG. 5 are obtained on the imaging device 3C. Further, as shown in FIG. 3, when a mirror is interposed in the image extraction path of the moat imaging device 3C, the same image as that of the moat imaging devices 3a and 3b can be obtained due to the effect of the mirror 4. However, if the component 1 is not in its normal posture, an image as shown in FIG. 6 will appear.
In the case of this example, it is assumed that a portion of the attention point 5 of the component 1 shown in FIGS. 4, 5, and 6 is extracted from the images of each imaging device. Assume that the position of the extracted point of interest 5 is expressed in a coordinate system as shown in FIG. Point of interest 5 extracted from imaging position 3a
The coordinates extracted by the imaging device 3b are Xa, Ya, the coordinates extracted by the imaging device 3b are Xb, Yb, and the coordinates extracted by the imaging device 3C are Xc,
Let it be Yc. If Ya=Yb=Yc, part 1 is normal with no bending, but if not, part 1 is tilted. In such a case, the present invention provides a control command to the handling device so that Ya=Yb=Yc. In this way, the deflection of component 1 can be recognized by extracting Ya, Yb, and Yc without determining the inclination angle, and a correction signal can be generated. On the other hand, the horizontal positional deviation of the component 1 can be determined by comparing Xa, Xb, or Xc with target values (Xa, Xb, and Xc in a normal case). By extracting a specific part of the target object from the images obtained by the three imaging devices as described above,
It becomes possible to recognize the three-dimensional posture of the target object, such as distortion and horizontal positional deviation, and send control commands for posture correction to the handling device.
本例のような場合、注目点5を抽出する方式として、以
下のようなものがある。In a case like this example, the following methods are available for extracting the point of interest 5.
第6図の映像を2値化し、第8図のような映像が得られ
たとする。これは、例えば第10図のように光源7a〜
7dと散乱板8を配置すれば、容易に得られる。第8図
の映像に対し、第8図の破線で示すような判定領域6を
6a,6b,6c,6d,6eの順に、画面の左から右
へ移動させていき、領域内の2値映像を見ると、第9図
のようになる。判定領域6を移動させていくとき、2値
映像の状態が一定の値を示す状態から、凹凸を持つ状態
になったとき、判定領域6が注目点5に到達したことに
なる。第9図は判定領域6cが注目′点5に到達したと
きであり、領域6の×座標が求まる。注且点5のY座標
は判定領域6cの2値映像の凹部の中心を求めれば求ま
る。判定領域6の座標を求める具体的方法について、第
11図、第12図に従って説明する。9は基本クロック
であり、10は基本クロック9をもとに走査位置座標を
発生する座標発生回路である。It is assumed that the image shown in FIG. 6 is binarized and an image as shown in FIG. 8 is obtained. For example, as shown in FIG.
7d and the scattering plate 8 can be easily obtained. With respect to the image in FIG. 8, the determination area 6 shown by the broken line in FIG. 8 is moved from left to right on the screen in the order of 6a, 6b, 6c, 6d, and 6e. If you look at it, it will look like Figure 9. As the determination area 6 is moved, the determination area 6 has reached the attention point 5 when the state of the binary image changes from a constant value to an uneven state. FIG. 9 shows the situation when the determination area 6c reaches the attention point 5, and the x coordinate of the area 6 is determined. Note: The Y coordinate of the point 5 can be found by finding the center of the concave portion of the binary image in the determination area 6c. A specific method for determining the coordinates of the determination area 6 will be explained with reference to FIGS. 11 and 12. 9 is a basic clock, and 10 is a coordinate generation circuit that generates scanning position coordinates based on the basic clock 9.
11は判定領域の×座標用のレジスタであり、12,1
3は判定領域のY方向の0始点座標Ys、終点座標Ye
用のレジスタである。11 is a register for the x coordinate of the judgment area; 12,1
3 is the 0 starting point coordinate Ys and ending point coordinate Ye in the Y direction of the determination area.
This is a register for
14は座標発生回路10の出力としジスタ11,12,
13を入力し、猿像装置の走査が判定領域にあるときの
み出力を発生する領域発生回路である。14 is the output of the coordinate generation circuit 10, and registers 11, 12,
13 and generates an output only when the monkey image device scans the judgment area.
15は2値信号であり、ゲート16を介しJ夕−Kフリ
ップフロツプ17へ入力される。Reference numeral 15 is a binary signal, which is input to a J/K flip-flop 17 via a gate 16.
第12図は判定領域ににおける2値信号イ、領域発生回
路14の出力口、フリツプフロツプ17の出力19のタ
イミングチャートを示す。基本クロツク9および出力1
8,19はゲート20を介し、カウ0ンタ21へ入力さ
れる。カウンタ21では第12図に示すT,が計数され
る。また、ゲート16の出力はJ−Kフリツプフロツプ
22へ入力され、そのフリツブフロツプ22の出力は2
3のカウンタへ入力される。カウンタ23では第12図
にお夕げるT2/2が計数される。カウンタ23の値は
判定領域の走査が終了するごとに“0”と比較回格24
により比較され、“0”と等しいとしジスタ11の判定
領域の×座標を変更し、また、“0”と等しくないと加
算回路25により、カウンタ21,23およびレジスタ
12の加算を行なう。この加算結果が前に述べた注目点
5のY座標であり、そのときのカウンタ11の出力が注
目点5の×座標である。また、このような抽出方式を採
用すれば、第3図の場合、各撮像装置における処理は全
く同一のものである、第2図のものに比べ、容易なもの
となる。以上説明した如く本発明は、複数台の撮像装置
を一定の位置関係を保つように設定し、各々の撮像装置
で得られる映像から特定の対象物体の部分を抽出するこ
とにより、該対象物体の三次元的姿勢を認識するもので
あるから、簡単な構成でもつて対象物体の三次元的姿勢
の認識が可能となり、ハンドリング装置が対象物体を一
定の姿勢でハンドリングできない場合でも、容易に姿勢
修正ができる利点がある。FIG. 12 shows a timing chart of the binary signal A, the output port of the region generation circuit 14, and the output 19 of the flip-flop 17 in the judgment region. Basic clock 9 and output 1
8 and 19 are input to the counter 21 via the gate 20. The counter 21 counts T shown in FIG. Further, the output of the gate 16 is input to the JK flip-flop 22, and the output of the flip-flop 22 is 2
3 is input to the counter. The counter 23 counts T2/2 as shown in FIG. The value of the counter 23 is compared with "0" every time the scanning of the judgment area is completed.
If it is equal to "0", the x coordinate of the determination area of register 11 is changed, and if it is not equal to "0", addition circuit 25 performs addition in counters 21, 23 and register 12. The result of this addition is the Y coordinate of the point of interest 5 mentioned above, and the output of the counter 11 at that time is the x coordinate of the point of interest 5. Moreover, if such an extraction method is adopted, the processing in the case of FIG. 3 will be easier than that of FIG. 2, in which the processing in each imaging device is completely the same. As explained above, the present invention sets a plurality of imaging devices so as to maintain a fixed positional relationship, and extracts a portion of a specific target object from the image obtained by each imaging device. Since it recognizes the three-dimensional posture, it is possible to recognize the three-dimensional posture of the target object with a simple configuration, and even if the handling device cannot handle the target object in a constant posture, the posture can be easily corrected. There are advantages that can be achieved.
添付図は本発明の一実施例を説明するためのものであっ
て、第1図はハンドリングする部品の位置関係を示した
図、第2図および第3図は撮像装置の設置例を示す図、
第4図〜第6図は磯像装置の映像例、第7図は部品の抽
出位置の座標図、第8図はその抽出方式を説明する映像
例、第9図は第8図における抽出波形図、第10図は第
8図に示す映像を得る場合の光源と散乱板の配置を示す
図、第11図は第8図に示す判定領域の座標を求める具
体的回路構成図、第12図は第11図の入出力波形図で
ある。
1,2・・・・・・部品、3a〜3c・・・・・・撮像
装置、4……ミフー、5…・・・注目点、6,6a〜6
e….・.判定領域、7a〜7d・・…・光源、8・・
・・・・散光板、10……座標発生回路、12〜13・
・…・レジスタ、14・・・・・・領域発生回路、16
,20・・・・・・ゲート、17,22……フリツプフ
ロツプ、21,23・…・・カウンタ、24・・・・・
・比較回路、25・・・・・・加算回路。
ガ I GO
が2風
才 3 80
オ4凶
オS囚
スr〆凶
オ7四
が8図
ガタ四
オ ′ク図
オーー囚
ガ′Z凶The attached drawings are for explaining one embodiment of the present invention, and FIG. 1 shows the positional relationship of parts to be handled, and FIGS. 2 and 3 show an example of how an imaging device is installed. ,
Figures 4 to 6 are video examples of the Iso image device, Figure 7 is a coordinate diagram of the extraction position of parts, Figure 8 is a video example explaining the extraction method, and Figure 9 is the extracted waveform in Figure 8. Figure 10 is a diagram showing the arrangement of the light source and scattering plate when obtaining the image shown in Figure 8, Figure 11 is a specific circuit configuration diagram for determining the coordinates of the determination area shown in Figure 8, and Figure 12 is is an input/output waveform diagram of FIG. 11. 1, 2...Parts, 3a-3c...Imaging device, 4...Mihu, 5...Point of interest, 6, 6a-6
e….・.. Judgment area, 7a to 7d...Light source, 8...
... Diffusing plate, 10... Coordinate generation circuit, 12-13.
...Register, 14...Area generation circuit, 16
,20...Gate, 17,22...Flip-flop, 21,23...Counter, 24...
- Comparison circuit, 25...addition circuit. Ga I GO ga 2 style 3 80 O 4 evil o S prisoner sr〆 evil O 7 4 ga 8 figure
Claims (1)
において、対象物体をX−Z軸平面方向であつて互いに
直角な方向から撮像する複数の撮像装置と、該撮像装置
の各々から得られる映像信号にもとづいて対象物体の少
くともX軸方向の両端部とZ軸方向の端部との特定部分
を抽出する抽出手段と、該抽出手段によつて抽出された
X軸方向の両端部のX軸及びY軸方向の位置座標と、Z
軸方向の端部のZ軸及びY軸方向の位置座標とから対象
物体の三次元的姿勢を認識する認識手段とを備え、該認
識手段とを備え、該認識手段で認識された結果にもとづ
いて対像物体の姿勢を修正することを特徴とする物体の
姿勢制御方式。1. In a method for controlling the attitude of an object in a handling device, etc., a plurality of imaging devices are used to image the target object from directions perpendicular to each other in the X-Z axis plane direction, and a video signal obtained from each of the imaging devices is used. Extraction means for extracting specific parts of at least both ends in the X-axis direction and ends in the Z-axis direction of a target object, and the X-axis and Y-axis of both ends in the X-axis direction extracted by the extraction means The position coordinates of the direction and Z
recognition means for recognizing the three-dimensional posture of the target object from the position coordinates of the ends in the axial direction in the Z-axis and Y-axis directions; An object attitude control method characterized by correcting the attitude of an object to be imaged.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4269177A JPS6022766B2 (en) | 1977-04-15 | 1977-04-15 | Object attitude control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4269177A JPS6022766B2 (en) | 1977-04-15 | 1977-04-15 | Object attitude control method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53127988A JPS53127988A (en) | 1978-11-08 |
| JPS6022766B2 true JPS6022766B2 (en) | 1985-06-04 |
Family
ID=12643053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4269177A Expired JPS6022766B2 (en) | 1977-04-15 | 1977-04-15 | Object attitude control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022766B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5615992A (en) * | 1979-07-17 | 1981-02-16 | Kobe Steel Ltd | Method and device for preparing working locus data in industrial robot |
| JPS5946179A (en) * | 1982-09-09 | 1984-03-15 | 株式会社日立製作所 | Recognizer for chip part |
| JPS60146301A (en) * | 1984-01-11 | 1985-08-02 | Hitachi Ltd | Robot position correcting method |
| JPH0647670Y2 (en) * | 1985-06-17 | 1994-12-07 | トヨタ自動車株式会社 | Robot controller |
| JPS6334093A (en) * | 1986-07-29 | 1988-02-13 | シャープ株式会社 | Visual device |
-
1977
- 1977-04-15 JP JP4269177A patent/JPS6022766B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53127988A (en) | 1978-11-08 |
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