JP2707548B2 - 視覚認識装置の座標補正方法 - Google Patents
視覚認識装置の座標補正方法Info
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- JP2707548B2 JP2707548B2 JP62137059A JP13705987A JP2707548B2 JP 2707548 B2 JP2707548 B2 JP 2707548B2 JP 62137059 A JP62137059 A JP 62137059A JP 13705987 A JP13705987 A JP 13705987A JP 2707548 B2 JP2707548 B2 JP 2707548B2
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、視覚認識装置を備えた数値制御装置などの
位置決め装置において、視覚認識装置の座標系と位置決
め装置の座標系を一致させて、一般の認識対象の座標を
同一座標として取り扱うことを可能にする視覚認識装置
の座標補正方法に関する。 ［発明の概要］ 本発明は、視覚認識装置を備えた位置決め装置におい
て、 位置確認用の認識対象を位置決め装置により視覚認識
装置の座標系の３つの位置に相対移動させて、夫々の位
置の視覚認識装置座標と位置決め装置座標とを認識し、
この認識座標と上記認識対象の位置決め装置の座標系上
の座標とから、この両方の座標間の補正式を求め、座標
系間の座標の倍率と傾きを補正して２つの座標系を一致
させることにより、 簡単かつ安価な方法で、視覚認識装置での座標と位置
決め装置での座標とを同一座標として取り扱えるように
したものである。 ［従来の技術］ 従来より、高精度な加工や組み立てが要求される製造
装置などでは、ワークや加工，作業用の治具の位置決め
のために数値制御装置（以下NC装置と記す）が使用され
ている。近年、これらの製造装置では、視覚認識装置を
付属させることにより、供給されるワークを認識し、ワ
ークと治具の相対的な位置決めを行なって、より一層の
高精度化が図られている。このため、NC装置の座標と視
覚認識装置の座標を合わせて、同一の座標として取り扱
う必要があり、XYの直角座標系においては２つの座標を
合わせるために、Ｘ座標の倍率,Y座標の倍率，座標系の
傾きを設定する必要がある。この座標系の間の倍率や傾
きを設定する方法として、従来は以下の２つの方法があ
った。 第４図（イ），（ロ）は従来の第１の方法の説明図で
ある。第１の方法は、予め大きさのわかっている図形を
（イ）に示すようにカメラに写し出して画像取り込みを
行ない、Ｘ方向,Y方向の倍率を入力する。その後、
（ロ）に示すように、まず図形の画像をカメラの端に写
し出して画像取り込みを行ない、次にNC装置によりＸ方
向,Y方向に移動し反対側のカメラの端へ画像を移動させ
て座標系の傾きを入力する方法である。 第５図は従来の第２の方法の説明図である。第２の方
法は、座標系の傾きがないことをカメラの機械的取付精
度によって保証されているものとして、１つの画像をNC
装置のＸ方向に移動させ、次にＹ方向にも移動させて、
夫々のスケールを測定して入力する方法である。第２の
方法では座標の倍率の設定を行なうのみで、座標系の傾
きは補正できなかった。 特開昭61−174800号公報には視覚認識装置を備えた装
着部品の姿勢検知を行なう電子部品の装着装置が提案さ
れているが、そこで使用されているイメージセンサ（カ
メラに相当する）の座標系を装置ヘッドの位置決め装置
座標系に合わせることが不可欠になる。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の技術における位置決め装置
（NC装置）と付属の視覚認識装置の座標系の倍率や傾き
を設定する方法には、以下のような問題点があった。 （１）第１の方法では、予め大きさをわかっている図形
認識用の治具を極めて精度良く製作する必要があること
と、倍率設定の作業工程と傾き設定の作業工程の２度の
工程があり煩雑であること、およびカメラの傾斜を考慮
した正確な補正ができない欠点がある。 （２）第２の方法では、カメラの傾斜をも考慮した座標
系の傾きの補正ができず、カメラの機械的な取付精度を
向上，維持させる必要があり、装置を高価なものにす
る。 本発明は、上記問題点を解決するために創案されたも
ので、視覚認識装置の座標を補正するための図形認識用
治具を廃止することができるとともに、カメラの取付精
度に頼ることなく、座標系の倍率と傾きの補正を１度の
作業で行なうことができるようにして作業を簡単化した
視覚認識装置の座標補正方法を提供することを目的とす
る。 ［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するための本発明の視覚認識装置の
座標補正方法の構成は、 視覚認識装置を備えた位置決め装置における視覚認識
装置の座標補正方法において、 位置確認用の１つの認識対象を前記位置決め装置によ
り前記視覚認識装置座標系の三角状の３つの位置に相対
移動させて夫々の位置の視覚認識装置座標および位置決
め装置座標とを認識する過程と、 前記３つの位置の認識された座標と前記認識対象の位
置決め装置座標系上の座標とから任意の視覚認識装置座
標の倍率と傾きを補正して位置決め装置座標に合致させ
る補正式を求める過程と、 前記求めた補正式を用いて前記視覚認識装置で認識し
た任意の視覚認識装置座標を位置決め装置座標に補正す
る過程と、 を有することを特徴とする。 ［作用］ 本発明は、位置決め装置によって位置確認用の認識対
象を三角状の３つの位置へ移動させ視覚認識装置によっ
て３回の画像取り込みを行ない、カメラの垂直方向の傾
斜を考慮して３次元的に視覚認識装置の座標の倍率と傾
きの補正を行なう。画像上の３つの位置の視覚認識装置
および位置決め装置での座標が認識され、一方、認識対
象の位置決め装置上の座標が初期の位置出しなどからわ
かるから、アフィン（affine）変換などの座標変換によ
り上記座標の倍率補正と傾き補正をする補正式を求める
ことができる。位置確認用の認識対象は１点を特定する
ものであり、寸法精度等は必要がなく装置やワーク等に
記されたマークなど簡略なもので良い。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。 第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。本実施例は、位置決め装置として直角なXY座標系
内をヘッド部が移動可能に構成されたNCロボット装置に
適用した場合を示している。 このロボット装置はヘッド１を少なくともＸ方向およ
びＹ方向に位置決め可能なロボット２と、ロボット２の
数値制御および本発明の座標補正を行なう制御部３と、
制御部３の指令によりロボット２を駆動する出力制御部
４などから成る。 視覚認識装置は、カメラ５と、カメラ５で撮像された
画像を２値化するなどして画像取り込みを行ない、画像
の認識を行なう画像処理部６と、取り込んだ画像の表示
を行なうモニタテレビ７などから成る。カメラ５は、ロ
ボット２のヘッド１に固装され、通常は、ワークの姿勢
を認識してヘッド１に備えられる作業治具の位置補正を
行なうために、画像の取り込みを行なうが、そのために
予めカメラ５の座標（以下カメラ座標と記す）をヘッド
１の座標（以下XYテーブル座標と記す）に合わせる補正
を行なう必要があるので、位置確認用のマーク８を制御
部３の指令によって夫々別個の位置に移動させて３回取
り込む。このマーク８はワーク（例えばプリント基板）
９などに記されている。このマーク８は初期において位
置出しが行なわれる。 以上の構成の実施例の作用を述べる。第２図はカメラ
の移動の説明図であり、第３図はカメラ座標でのマーク
の位置を示す説明図である。5aはカメラ５の視野であ
り、ロボット２が制御部３の指令に基づいて、カメラ５
を第２図のようにその視野5aが5a′,5a″に変化するよ
うに移動し、夫々の位置においてマーク８の画像取り込
みを行なう。その結果、マーク８はカメラ座標上で第３
図に示す３つの位置P1,P2,P3に写し出される。画像処理
部６ではこの位置P1,P2,P3を認識し、制御部３へ送出す
る。 ワーク９上の任意の一点のXYテーブル座標を（x,y）
とし、一方、この点をカメラで見たときのカメラ座標を
（cx,cy）とし、この画像上の点のXYテーブル座標を（e
x,ey）とすると、（x,y）は、 で表されるものと仮定することができる。ここで、マー
ク８のXYテーブル座標を（x0,y0）とし、前記したマー
ク８をカメラでずらしながら３つの位置P1,P2,P3に写し
出したときの夫々のカメラ座標とXYテーブル座標をP
1（cx1,cy1），（ex1,ey1）,P2（cx2,cy2），（ex2,e
y2）,P3（cx3,cy3），（ex3,ey3）とすると、式（１）
から が成り立つ。ここで、式（３）−式（２）より、 式（４）−式（２）より、 が成り立つ。上記式（５）と式（６）により、 が成り立ち、式（７）より、 が求められる。従って、式（１）によりワーク上の任意
の点のカメラ座標をXYテーブル座標系での座標に補正す
ることが可能になる。即ち、式（１）はカメラ座標系と
XYテーブル座標系の倍率と傾きを合致させる補正を行な
うことになる。上記においては３次元で考えられている
から、カメラの垂直方向の傾斜も補正される。 なお、上記実施例ではカメラを移動したが、カメラを
固定にしてワークを載置するテーブルをXY移動させて行
なう構成であっても適用可能である。 このように、本発明はその主旨に沿って種々に応用さ
れ、実施態様を取り得るものである。 ［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明の視覚認識装置
の座標補正方法によれば、以下のような効果を奏する。 （１）カメラの傾斜を考慮した３次元的な視覚認識装置
の補正が、直接NC装置などの位置決め装置を使用し、ま
た同一のマーク等の３回の画像取り込みを行なうだけ
で、補正式を求めて座標の倍率，傾きを補正することで
可能になるので、非常に正確でかつ簡便である。 （２）正確な図形認識用のゲージ（治具）を製作する必
要がないので安価にできる。
位置決め装置において、視覚認識装置の座標系と位置決
め装置の座標系を一致させて、一般の認識対象の座標を
同一座標として取り扱うことを可能にする視覚認識装置
の座標補正方法に関する。 ［発明の概要］ 本発明は、視覚認識装置を備えた位置決め装置におい
て、 位置確認用の認識対象を位置決め装置により視覚認識
装置の座標系の３つの位置に相対移動させて、夫々の位
置の視覚認識装置座標と位置決め装置座標とを認識し、
この認識座標と上記認識対象の位置決め装置の座標系上
の座標とから、この両方の座標間の補正式を求め、座標
系間の座標の倍率と傾きを補正して２つの座標系を一致
させることにより、 簡単かつ安価な方法で、視覚認識装置での座標と位置
決め装置での座標とを同一座標として取り扱えるように
したものである。 ［従来の技術］ 従来より、高精度な加工や組み立てが要求される製造
装置などでは、ワークや加工，作業用の治具の位置決め
のために数値制御装置（以下NC装置と記す）が使用され
ている。近年、これらの製造装置では、視覚認識装置を
付属させることにより、供給されるワークを認識し、ワ
ークと治具の相対的な位置決めを行なって、より一層の
高精度化が図られている。このため、NC装置の座標と視
覚認識装置の座標を合わせて、同一の座標として取り扱
う必要があり、XYの直角座標系においては２つの座標を
合わせるために、Ｘ座標の倍率,Y座標の倍率，座標系の
傾きを設定する必要がある。この座標系の間の倍率や傾
きを設定する方法として、従来は以下の２つの方法があ
った。 第４図（イ），（ロ）は従来の第１の方法の説明図で
ある。第１の方法は、予め大きさのわかっている図形を
（イ）に示すようにカメラに写し出して画像取り込みを
行ない、Ｘ方向,Y方向の倍率を入力する。その後、
（ロ）に示すように、まず図形の画像をカメラの端に写
し出して画像取り込みを行ない、次にNC装置によりＸ方
向,Y方向に移動し反対側のカメラの端へ画像を移動させ
て座標系の傾きを入力する方法である。 第５図は従来の第２の方法の説明図である。第２の方
法は、座標系の傾きがないことをカメラの機械的取付精
度によって保証されているものとして、１つの画像をNC
装置のＸ方向に移動させ、次にＹ方向にも移動させて、
夫々のスケールを測定して入力する方法である。第２の
方法では座標の倍率の設定を行なうのみで、座標系の傾
きは補正できなかった。 特開昭61−174800号公報には視覚認識装置を備えた装
着部品の姿勢検知を行なう電子部品の装着装置が提案さ
れているが、そこで使用されているイメージセンサ（カ
メラに相当する）の座標系を装置ヘッドの位置決め装置
座標系に合わせることが不可欠になる。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の技術における位置決め装置
（NC装置）と付属の視覚認識装置の座標系の倍率や傾き
を設定する方法には、以下のような問題点があった。 （１）第１の方法では、予め大きさをわかっている図形
認識用の治具を極めて精度良く製作する必要があること
と、倍率設定の作業工程と傾き設定の作業工程の２度の
工程があり煩雑であること、およびカメラの傾斜を考慮
した正確な補正ができない欠点がある。 （２）第２の方法では、カメラの傾斜をも考慮した座標
系の傾きの補正ができず、カメラの機械的な取付精度を
向上，維持させる必要があり、装置を高価なものにす
る。 本発明は、上記問題点を解決するために創案されたも
ので、視覚認識装置の座標を補正するための図形認識用
治具を廃止することができるとともに、カメラの取付精
度に頼ることなく、座標系の倍率と傾きの補正を１度の
作業で行なうことができるようにして作業を簡単化した
視覚認識装置の座標補正方法を提供することを目的とす
る。 ［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するための本発明の視覚認識装置の
座標補正方法の構成は、 視覚認識装置を備えた位置決め装置における視覚認識
装置の座標補正方法において、 位置確認用の１つの認識対象を前記位置決め装置によ
り前記視覚認識装置座標系の三角状の３つの位置に相対
移動させて夫々の位置の視覚認識装置座標および位置決
め装置座標とを認識する過程と、 前記３つの位置の認識された座標と前記認識対象の位
置決め装置座標系上の座標とから任意の視覚認識装置座
標の倍率と傾きを補正して位置決め装置座標に合致させ
る補正式を求める過程と、 前記求めた補正式を用いて前記視覚認識装置で認識し
た任意の視覚認識装置座標を位置決め装置座標に補正す
る過程と、 を有することを特徴とする。 ［作用］ 本発明は、位置決め装置によって位置確認用の認識対
象を三角状の３つの位置へ移動させ視覚認識装置によっ
て３回の画像取り込みを行ない、カメラの垂直方向の傾
斜を考慮して３次元的に視覚認識装置の座標の倍率と傾
きの補正を行なう。画像上の３つの位置の視覚認識装置
および位置決め装置での座標が認識され、一方、認識対
象の位置決め装置上の座標が初期の位置出しなどからわ
かるから、アフィン（affine）変換などの座標変換によ
り上記座標の倍率補正と傾き補正をする補正式を求める
ことができる。位置確認用の認識対象は１点を特定する
ものであり、寸法精度等は必要がなく装置やワーク等に
記されたマークなど簡略なもので良い。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。 第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。本実施例は、位置決め装置として直角なXY座標系
内をヘッド部が移動可能に構成されたNCロボット装置に
適用した場合を示している。 このロボット装置はヘッド１を少なくともＸ方向およ
びＹ方向に位置決め可能なロボット２と、ロボット２の
数値制御および本発明の座標補正を行なう制御部３と、
制御部３の指令によりロボット２を駆動する出力制御部
４などから成る。 視覚認識装置は、カメラ５と、カメラ５で撮像された
画像を２値化するなどして画像取り込みを行ない、画像
の認識を行なう画像処理部６と、取り込んだ画像の表示
を行なうモニタテレビ７などから成る。カメラ５は、ロ
ボット２のヘッド１に固装され、通常は、ワークの姿勢
を認識してヘッド１に備えられる作業治具の位置補正を
行なうために、画像の取り込みを行なうが、そのために
予めカメラ５の座標（以下カメラ座標と記す）をヘッド
１の座標（以下XYテーブル座標と記す）に合わせる補正
を行なう必要があるので、位置確認用のマーク８を制御
部３の指令によって夫々別個の位置に移動させて３回取
り込む。このマーク８はワーク（例えばプリント基板）
９などに記されている。このマーク８は初期において位
置出しが行なわれる。 以上の構成の実施例の作用を述べる。第２図はカメラ
の移動の説明図であり、第３図はカメラ座標でのマーク
の位置を示す説明図である。5aはカメラ５の視野であ
り、ロボット２が制御部３の指令に基づいて、カメラ５
を第２図のようにその視野5aが5a′,5a″に変化するよ
うに移動し、夫々の位置においてマーク８の画像取り込
みを行なう。その結果、マーク８はカメラ座標上で第３
図に示す３つの位置P1,P2,P3に写し出される。画像処理
部６ではこの位置P1,P2,P3を認識し、制御部３へ送出す
る。 ワーク９上の任意の一点のXYテーブル座標を（x,y）
とし、一方、この点をカメラで見たときのカメラ座標を
（cx,cy）とし、この画像上の点のXYテーブル座標を（e
x,ey）とすると、（x,y）は、 で表されるものと仮定することができる。ここで、マー
ク８のXYテーブル座標を（x0,y0）とし、前記したマー
ク８をカメラでずらしながら３つの位置P1,P2,P3に写し
出したときの夫々のカメラ座標とXYテーブル座標をP
1（cx1,cy1），（ex1,ey1）,P2（cx2,cy2），（ex2,e
y2）,P3（cx3,cy3），（ex3,ey3）とすると、式（１）
から が成り立つ。ここで、式（３）−式（２）より、 式（４）−式（２）より、 が成り立つ。上記式（５）と式（６）により、 が成り立ち、式（７）より、 が求められる。従って、式（１）によりワーク上の任意
の点のカメラ座標をXYテーブル座標系での座標に補正す
ることが可能になる。即ち、式（１）はカメラ座標系と
XYテーブル座標系の倍率と傾きを合致させる補正を行な
うことになる。上記においては３次元で考えられている
から、カメラの垂直方向の傾斜も補正される。 なお、上記実施例ではカメラを移動したが、カメラを
固定にしてワークを載置するテーブルをXY移動させて行
なう構成であっても適用可能である。 このように、本発明はその主旨に沿って種々に応用さ
れ、実施態様を取り得るものである。 ［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明の視覚認識装置
の座標補正方法によれば、以下のような効果を奏する。 （１）カメラの傾斜を考慮した３次元的な視覚認識装置
の補正が、直接NC装置などの位置決め装置を使用し、ま
た同一のマーク等の３回の画像取り込みを行なうだけ
で、補正式を求めて座標の倍率，傾きを補正することで
可能になるので、非常に正確でかつ簡便である。 （２）正確な図形認識用のゲージ（治具）を製作する必
要がないので安価にできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図はカメラ移動の説明図、第３図はマーク画像の説明
図、第４図（イ），（ロ）は従来の第１の方法の説明
図、第５図は従来の第２の方法の説明図である。 ２……ロボット（位置決め装置）、３……制御部（位置
決め装置）、５……カメラ（視覚認識装置）、６……画
像処理部（視覚認識装置）、８……マーク（認識対
象）。
２図はカメラ移動の説明図、第３図はマーク画像の説明
図、第４図（イ），（ロ）は従来の第１の方法の説明
図、第５図は従来の第２の方法の説明図である。 ２……ロボット（位置決め装置）、３……制御部（位置
決め装置）、５……カメラ（視覚認識装置）、６……画
像処理部（視覚認識装置）、８……マーク（認識対
象）。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．視覚認識装置を備えた位置決め装置における視覚認
識装置の座標補正方法において、 位置確認用の１つの認識対象を前記位置決め装置により
前記視覚認識装置座標系の三角状の３つの位置に相対移
動させて夫々の位置の視覚認識装置座標および位置決め
装置座標とを認識する過程と、 前記３つの位置の認識された座標と前記認識対象の位置
決め装置座標系上の座標とから任意の視覚認識装置座標
の倍率と傾きを補正して位置決め装置座標に合致させる
補正式を求める過程と、 前記求めた補正式を用いて前記視覚認識装置で認識した
任意の視覚認識装置座標を位置決め装置座標に補正する
過程と、 を有することを特徴とする視覚認識装置の座標補正方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62137059A JP2707548B2 (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 視覚認識装置の座標補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62137059A JP2707548B2 (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 視覚認識装置の座標補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63300843A JPS63300843A (ja) | 1988-12-08 |
| JP2707548B2 true JP2707548B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=15189928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62137059A Expired - Lifetime JP2707548B2 (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 視覚認識装置の座標補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2707548B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2545674B2 (ja) * | 1992-07-31 | 1996-10-23 | セイコープレシジョン株式会社 | プリント基板の加工方法およびその装置 |
| JP3339090B2 (ja) * | 1993-02-25 | 2002-10-28 | ソニー株式会社 | 位置検出方法 |
| JP2001015992A (ja) * | 1999-06-29 | 2001-01-19 | Sony Corp | 部品装着装置における校正方法 |
| DE10015157A1 (de) * | 2000-03-27 | 2001-10-18 | P A L M Gmbh | Verfahren zur Bearbeitung einer biologischen Masse und Steuersystem für eine Vorrichtung zur Bearbeitung einer biologischen Masse |
| JP2005271103A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Tookin:Kk | 作業用ロボット及びそのキャリブレーション方法 |
| JP5017034B2 (ja) * | 2007-09-20 | 2012-09-05 | 新東エスプレシジョン株式会社 | 二次元座標測定機 |
| US9615064B2 (en) * | 2010-12-30 | 2017-04-04 | Pelco, Inc. | Tracking moving objects using a camera network |
| CN106078353B (zh) * | 2016-08-05 | 2019-01-01 | 深圳市博视科技有限公司 | 数控设备自动对位装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61188056A (ja) * | 1985-02-16 | 1986-08-21 | Nec Home Electronics Ltd | プリント基板と加工装置間の位置決め方式 |
| JPS62263700A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-16 | 松下電器産業株式会社 | 電子部品実装方法 |
-
1987
- 1987-05-30 JP JP62137059A patent/JP2707548B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63300843A (ja) | 1988-12-08 |
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