Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0435685B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0435685B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0435685B2
JPH0435685B2 JP2765086A JP2765086A JPH0435685B2 JP H0435685 B2 JPH0435685 B2 JP H0435685B2 JP 2765086 A JP2765086 A JP 2765086A JP 2765086 A JP2765086 A JP 2765086A JP H0435685 B2 JPH0435685 B2 JP H0435685B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reference mark
measured
attitude angle
image
axis
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.)
Expired
Application number
JP2765086A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62185106A (en
Inventor
Hidehiko Takano
Shoichi Kimura
Shigeo Toda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP2765086A priority Critical patent/JPS62185106A/en
Publication of JPS62185106A publication Critical patent/JPS62185106A/en
Publication of JPH0435685B2 publication Critical patent/JPH0435685B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

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の組付け等のために、対象物
の位置ずれ及び姿勢角を自動計測する方法に関す
るものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention automatically detects the positional deviation and attitude angle of objects for assembling parts in automobiles and home appliances, assembling ICs on circuit boards, etc. It is related to the method of measurement.

[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。
[Prior Art] Various types of pattern recognition technology have been developed to automate work in production factories. Such pattern recognition technology attempts to determine the shape of the object itself by some means, and the equipment used for pattern recognition is usually relatively complex and expensive. .

しかるに、各種工場における組付け作業、例え
ば、自動車の車体に対するエンジン、バツテリ、
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の組付け等の自
動化に際しては、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
になる自動の車体、家電製品の本体、IC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置ずれ、基
準姿勢に対する姿勢角の傾きを計測すれば充分で
あり、それによつて装置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。
However, assembly work in various factories, such as engine, battery,
The pattern recognition technology described above is not necessarily required when automating the assembly of fuel tanks, etc., the assembly of various parts to the main body of home appliances, the assembly of ICs to circuit boards, etc. In other words, since the objects of recognition, such as automobile bodies, the main bodies of home appliances, IC boards, etc., usually have a constant shape, there is no need to re-identify their shapes; It is sufficient to measure the positional deviation of the object with respect to the reference position and the inclination of the attitude angle with respect to the reference posture, which greatly simplifies the device itself.
It becomes possible to provide it at low cost.

[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け
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、対象物にその位置ずれ、姿勢角
及び寸法の計測に必要な最低限のマークを付し、
そのマークを利用して簡単且つ安価にそれらを計
測可能にすることにある。
[Problems to be Solved by the Invention] The purpose of the present invention is to identify the positional deviation, attitude angle, and dimensions of an object without using general pattern recognition technology in the above-mentioned factory assembly work, etc. Attach the minimum marks necessary for measurement,
The purpose is to make it possible to easily and inexpensively measure them using the marks.

[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するため、本発明の計測方法に
おいては、姿勢を計測すべき対象物上に、方向性
を有する基準マークを付設し、画像入力装置によ
つて得たS−T直角座標系上の対象物の画像か
ら、上記方向性基準マークの姿勢角を、マーク図
形のS軸への射影図形におけるS軸方向の最大幅
Asと、T軸方向の最大高さをとる点のS座標と
射影図形のS軸上の一端部との間の幅pに基づい
て、それらの比で与えられるQ値をパラメータと
して計測すると共に、方向性基準マークの重心位
置の座標値及び上述の姿勢角に基づく演算によ
り、上記対象物の位置ずれを計測する、という技
術的手段を採用している。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the measurement method of the present invention, a reference mark with directionality is attached to the object whose posture is to be measured, and a reference mark with directionality is attached to the object whose posture is to be measured. From the image of the object on the S-T rectangular coordinate system obtained by
Based on As and the width p between the S coordinate of the point that takes the maximum height in the T-axis direction and one end on the S-axis of the projected figure, the Q value given by the ratio of these is measured as a parameter. , a technical means is adopted in which the positional deviation of the object is measured by calculation based on the coordinate values of the center of gravity position of the directional reference mark and the above-mentioned attitude angle.

[発明の効果] このような本発明の計測方法によれば、画像入
力装置によつ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、その画線における
方向性基準マークについての簡単な処理により対
象物の姿勢角を計測できると共に、基準マークの
重心位置の座標値に基づく簡単な演算により、対
象物の位置ずれを計測することができる。しか
も、それらの計測に際して、対象物に単に1個の
方向性基準マークを付設するだけでよいという点
でも、計測作業上において有利なものである。
[Effects of the Invention] According to the measurement method of the present invention, for the image of the object obtained by the image input device,
There is no need to perform complicated processing, and the attitude angle of the object can be measured by simple processing of the directional reference mark in the drawing line. positional deviation can be measured. Furthermore, the present invention is advantageous in terms of measurement work in that it is sufficient to attach only one directional reference mark to the object during these measurements.

また、このように対象物の姿勢を簡単に計測で
きるため、画像入力装置の画像の信号を処理する
ための装置をハードウエ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、従つ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。
In addition, since the posture of the object can be easily measured in this way, it is not only easy to implement a device for processing the image signal of the image input device in hardware, but also the real time measurement of the image signal. It is therefore extremely suitable for use in factory production lines and the like.

[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。
[Example] The method of the present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.

第1図に示すように、いま、位置ずれ及び姿勢
角の計測対象物Aが存在する空間に、基準位置に
おける対象物A0の中心に原点Oを有するx−y
座標系を設定する。この計測対象物Aは、例えば
自動車のボンネツト内を平面的に見たものであつ
ても、あるいは自動車の車体であつても、さらに
IC基板等であつても差支えない。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
適宜位置に設定すすることができる。
As shown in Fig. 1, in the space where the object A to be measured for positional deviation and attitude angle exists, the x - y
Set the coordinate system. This measurement target A may be, for example, a planar view of the inside of a car's hood, or the body of a car;
There is no problem even if it is an IC board etc. Also, here, to simplify the explanation using the following formula, x−
A case will be described in which the origin of the y-coordinate system is set at the center of the object A at the reference position, but the origin can be set at any appropriate position.

上記対象物Aには、その上に1個の方向性基準
マーク1を付設する。この方向性基準マーク1
は、図示したような2等辺3角形ばかりでなく、
方向性のある任意形状のマークを使用することが
でき、それを対象物A上の適宜位置に設けること
ができる。
On the object A, one directional reference mark 1 is attached. This directional reference mark 1
is not only an isosceles triangle as shown in the figure, but also
A directional mark of any shape can be used, and it can be provided at an appropriate position on the object A.

また、この基準マーク1は、それを対象物A上
に塗料によつて描記したり、あるいは対象物に対
するラベルの貼着等によつて付設することもでき
るが、対象物A上の有形物体で方向性のある形状
を有するものを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、分別を容
易にするため、色マークを用いるのが効果的であ
る。
Further, this reference mark 1 can be attached by drawing it on the object A with paint or by pasting a label on the object, but it is also possible to attach it by drawing it on the object A with paint, or by attaching a label to the object. Those having a directional shape can also be used as they are.
However, in order to prevent misrecognition, it is desirable that there are no objects with a similar shape in the vicinity.
If such items are unavoidably present, it is effective to use colored marks to facilitate separation.

上記対象物Aがベルトコンベヤ等により移送さ
れ、位置ずれ及び姿勢角の計測域に達したときに
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の中心が座標系原点O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。
When the object A is transported by a belt conveyor or the like and reaches the positional deviation and attitude angle measurement range, as shown in Figure 1, an arbitrary amount of positional deviation and an arbitrary amount of attitude angle inclination from the reference position are measured. have. That is, the center of the object A has a positional shift of Δx and Δy in the x-axis and y-axis directions, respectively, with respect to the origin O of the coordinate system, and is also inclined by an angle θ with respect to the reference posture of the object.

そこで、上記位置ずれ及び姿勢角の計測のた
め、まず、ITVカメラ等の画像入力装置により、
上記方向性基準マーク1を画像として撮像する。
この画像入力装置は、対象物の全体を視野内にお
さめるものである必要はなく、基準マークに画像
入力装置を近接配置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。
Therefore, in order to measure the above-mentioned positional deviation and attitude angle, first, using an image input device such as an ITV camera,
The above-mentioned directional reference mark 1 is captured as an image.
This image input device does not need to fit the entire object within its field of view, and by arranging the image input device close to the reference mark, resolution can be increased and measurement accuracy can be improved.

このようにして画像入力装置により入力された
方向性基準マーク1についての画像の信号は、画
像処理装置において次のような処理を行うことに
より、マークの方向、即ち対象物の方向が計測さ
れる。
The image signal regarding the directional reference mark 1 inputted by the image input device in this way is subjected to the following processing in the image processing device to measure the direction of the mark, that is, the direction of the object. .

第2図には画像入力装置の視野内における映像
の一例を示している。この映像からマーク1の姿
勢角θを計測するには、パラメータとして、以下
に説明するQ値なるものを用いる。
FIG. 2 shows an example of an image within the field of view of the image input device. To measure the posture angle θ of mark 1 from this image, a Q value, which will be explained below, is used as a parameter.

いま、第3図イに示すように、固定さたS−T
直角座標系に任意の姿勢角θで平面図形Pが置か
れていたとすると、ここで、θは反時計回り方向
を正、その反対を負とする。第3図ロに示すよう
に、上記平面図形PのS軸への射影をとり、その
射形図形PのS軸方向の最大幅をAs、T軸方向
の最大高さhをとる点のS座標と射影図形P′のS
軸の一方(図では左側)の端部との間の幅をAp
としたとき、AsとApの比がQ値であり、これを
姿勢角計測用のパラメータとする。
Now, as shown in Fig. 3A, the fixed S-T
Assuming that a planar figure P is placed in a rectangular coordinate system at an arbitrary attitude angle θ, here, θ is positive in the counterclockwise direction and negative in the opposite direction. As shown in Figure 3B, the projection of the plane figure P onto the S axis is taken, and the point S where the maximum width of the projected figure P in the S axis direction is As, and the maximum height h in the T axis direction is taken. Coordinates and S of the projective figure P′
The width between one end of the shaft (left side in the figure) is Ap
Then, the ratio between As and Ap is the Q value, which is used as a parameter for attitude angle measurement.

Q=Ap/As ここで、2等辺3角形を例にとり、上式に従つ
てQ値を算出した結果を第4図に示す。
Q=Ap/As Here, taking an isosceles triangle as an example, FIG. 4 shows the results of calculating the Q value according to the above formula.

このようにして得られるQ値は、第4図から明
らかなように、θ=0を中心とする一定範囲内
で、姿勢角θと一義的に対応し、従つて上記Q値
の計測によつて姿勢角θを求め得ることがわか
る。なお、姿勢角が一定範囲をこえたとき(第4
図で、α/2<θ<−α/2のとき)には、Q値によつ て直ちに姿勢角θを求めることができなくなる
が、実際上、姿勢角θが極端に大きくなることは
あり得ないため、計測に支障を来たすようなこと
はない。
As is clear from Fig. 4, the Q value obtained in this way corresponds uniquely to the attitude angle θ within a certain range centered on θ = 0, and therefore, the Q value obtained above corresponds to the attitude angle θ. It can be seen that the attitude angle θ can be found by In addition, when the attitude angle exceeds a certain range (4th
In the figure, when α/2<θ<-α/2), the attitude angle θ cannot be immediately determined from the Q value, but in reality, the attitude angle θ does not become extremely large. Therefore, there is no problem with measurement.

また、対象物の位置ずれの計測に際しては、ま
ず、上記画像の信号を画像処理装置で処理するこ
とにより、方向性基準マーク1の重心位置P1
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、その一例を簡
単に説明ると、X−Y直角座標系上に基準マーク
が置かれているとした場合、重心位置の座標
(XG,YG)は、 XG=∫Xds/∫ds,YG=∫Yds/∫ds によつて与えられるため、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。
Furthermore, when measuring the positional deviation of the object, first, the center of gravity position P1 of the directional reference mark 1 is measured by processing the signal of the above-mentioned image with an image processing device. The position of the center of gravity can be easily measured by known means, but to briefly explain one example, if a reference mark is placed on the X-Y rectangular coordinate system, the position of the center of gravity can be easily measured. Since the coordinates (XG, YG) are given by XG=∫Xds/∫ds, YG=∫Yds/∫ds, a calculation device that performs this calculation can be connected to the image input device. However, ds is the minute area of the figure.

上記により測定された方向性基準マーク1の重
心位置P1は、それをx−y座標系から見たとき
の座標を、P1(x1,y1)とすると、その座標値が、 P1(W/2cosθ−H/2sinθ+Δx,W/2sinθ+H
/2cosθ+ Δy) によつて表わされる。
The center of gravity position P 1 of the directional reference mark 1 measured as described above is expressed as P 1 (x 1 , y 1 ), and its coordinate value is P 1 (x 1 , y 1 ) when viewed from the x-y coordinate system. 1 (W/2cosθ−H/2sinθ+Δx, W/2sinθ+H
/2cosθ+Δy).

なお、上式おけるW及びHは、基準位置にある
対象物A上の基準マーク1の重心位置とx及びy
軸との間の離間距離の2倍に相当する値であり、
これらの値は予め計測により求めておくことがで
きる。
In addition, W and H in the above formula are the center of gravity position of the reference mark 1 on the object A at the reference position, and x and y.
This is a value equivalent to twice the distance between the axis and the
These values can be determined in advance by measurement.

また、上記方向性基準マーク1の重心位置は、
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
y軸方向の位置ずれdx,dyとして求めることも
できる。この場合、dx,dyは、 dx=W/2(cosθ−1)−H/2sinθ+Δx dy=W/2sinθ+H/2(cosθ−1)+Δy によつて与えられ、従つて、上式に基づいて対象
物Aの中心位置のx軸及びy軸方向の位置ずれ
Δx及びΔyを求めると、 Δx=dx+W/2(1−cosθ)+H/2sinθ Δy=dy−W/2sinθ+H/2(1−cosθ) という簡単な演算によつて求めることができる。
Furthermore, the center of gravity position of the directional reference mark 1 is
It can also be determined as the relative position of the reference mark on the object A at the reference position with respect to the center of gravity, that is, the positional deviations dx and dy in the x-axis and y-axis directions shown in the figure. In this case, dx, dy are given by dx=W/2(cosθ−1)−H/2sinθ+Δx dy=W/2sinθ+H/2(cosθ−1)+Δy, and therefore, based on the above formula, Calculating the positional deviations Δx and Δy of the center position of object A in the x-axis and y-axis directions, Δx=dx+W/2(1-cosθ)+H/2sinθ Δy=dy-W/2sinθ+H/2(1-cosθ) It can be determined by simple calculations.

上述したところから明らかなように、対象物の
位置ずれ及び姿勢角は、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、基準マ
ーク1の重心位置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。
As is clear from the above, the positional deviation and attitude angle of the object can be easily measured by simple calculations, and such calculations are not necessary for the image processing device that measures the center of gravity position of the reference mark 1. This can be realized by connecting simple arithmetic circuits.

以上に詳述したように、本発明の自動計測方法
によれば、対象物の形状が予め定められている組
付け作業等において、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
単一の方向性基準マークを利用して、簡単且つ安
価に位置ずれ及び姿勢角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置を容易に
ハードウエア化すると共に、その計測の実時間処
理を行うことができる。
As described in detail above, according to the automatic measurement method of the present invention, in assembly work where the shape of the object is predetermined, the object can be measured without using complicated and expensive pattern recognition technology. Positional deviation and attitude angle can be easily and inexpensively measured using a single directional reference mark attached to the target object without performing complicated processing on the image.
Furthermore, a device for processing image signals can be easily implemented in hardware, and the measurement can be processed in real time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る計測方法についての説明
図、第2図は画像入力装置の視野の正面図、第3
図イ,ロはQ値の計測に関する説明図、第4図は
2等辺3角形のQ値の変化を示す線図である。 1……基準マーク、A……対象物。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the measurement method according to the present invention, FIG. 2 is a front view of the field of view of the image input device, and FIG.
Figures A and B are explanatory diagrams regarding the measurement of the Q value, and FIG. 4 is a diagram showing changes in the Q value of an isosceles triangle. 1...Reference mark, A...Object.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 姿勢を計測すべき対象物上に、方向性を有す
る基準マークを付設し、画像入力装置によつて得
たS−T直角座標系上の対象物の画像から、上記
方向性基準マークの姿勢角を、マーク図形のS軸
への射影図形におけるS軸方向の最大幅Asと、
T軸方向の最大高さをとる点のS座標と射影図形
のS軸上の一端部との間の幅Apに基づいて、そ
れらの比で与えられるQ値をパラメータとして計
測すると共に、方向性基準マークの重心位置の座
標値及び上述の姿勢角に基づく演算により、上記
対象物の位置ずれを計測することを特徴とする方
向性基準マークによる対象物の姿勢の自動計測方
法。
1. A directional reference mark is attached to the object whose orientation is to be measured, and the orientation of the directional reference mark is determined from the image of the object on the S-T rectangular coordinate system obtained by an image input device. The corner is defined as the maximum width As in the S-axis direction of the projection figure of the mark figure onto the S-axis,
Based on the width Ap between the S coordinate of the point with the maximum height in the T-axis direction and one end of the projected figure on the S-axis, the Q value given by the ratio is measured as a parameter, and the directionality is A method for automatically measuring the posture of an object using a directional reference mark, characterized in that the positional deviation of the object is measured by calculation based on the coordinate value of the center of gravity position of the reference mark and the above-mentioned attitude angle.
JP2765086A 1986-02-10 1986-02-10 Automatic measurement method of object posture using directional reference marks Granted JPS62185106A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2765086A JPS62185106A (en) 1986-02-10 1986-02-10 Automatic measurement method of object posture using directional reference marks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2765086A JPS62185106A (en) 1986-02-10 1986-02-10 Automatic measurement method of object posture using directional reference marks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62185106A JPS62185106A (en) 1987-08-13
JPH0435685B2 true JPH0435685B2 (en) 1992-06-11

Family

ID=12226792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2765086A Granted JPS62185106A (en) 1986-02-10 1986-02-10 Automatic measurement method of object posture using directional reference marks

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62185106A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5521843A (en) * 1992-01-30 1996-05-28 Fujitsu Limited System for and method of recognizing and tracking target mark
JP5287152B2 (en) * 2008-11-04 2013-09-11 オムロン株式会社 3D model creation method and object recognition apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62185106A (en) 1987-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170015227A (en) Drive-by calibration from static targets
CN111256591B (en) External parameter calibration device and method for structured light sensor
JP2002071313A (en) Target marker, method of measuring position of target using the same, and robot system
CN101216937B (en) Parameter Calibration Method of Port Moving Container Positioning System
JPS6332306A (en) Non-contact three-dimensional automatic dimension measuring method
JPH0435685B2 (en)
Jang et al. Metric localization using a single artificial landmark for indoor mobile robots
JPH0435686B2 (en)
JPH0810129B2 (en) Automatic measurement method of posture and dimension of target object
KR20040022841A (en) Spreader pose determination using camera and laser sensor
JPS62229010A (en) Automatic measuring method for positional deviation and angle of attitude of object having straight part
JPH0410002B2 (en)
JP2558096B2 (en) Automatic measurement method of posture and size of object with straight line part
JPH06147828A (en) Position/attitude measuring equipment
JPS62185103A (en) Automatic measurement method for positional deviation and attitude angle of object
JPH04269194A (en) Plane measuring method
JP3562096B2 (en) Position detection method
JPS61265523A (en) Method for detecting posture angle by pattern
JP2624322B2 (en) Method for detecting the position of a feature of an object
JP2906450B2 (en) Method of detecting feature of object
JPH0816606B2 (en) Automatic measurement method of position deviation and posture angle of an object with right angle part
JPH0339611A (en) Calibration method between coordinate systems in a robot equipped with a visual recognition device
JPH0357409B2 (en)
JPS6263805A (en) Detecting method for three-dimensional attitude angle by mark pattern
JPS62229009A (en) Automatic measuring method for attitude and dimensions of object with line sensor

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term