JPH09113223A - 非接触距離姿勢測定方法及び装置 - Google Patents
非接触距離姿勢測定方法及び装置Info
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- JPH09113223A JPH09113223A JP27038095A JP27038095A JPH09113223A JP H09113223 A JPH09113223 A JP H09113223A JP 27038095 A JP27038095 A JP 27038095A JP 27038095 A JP27038095 A JP 27038095A JP H09113223 A JPH09113223 A JP H09113223A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 撮像ユニットの簡素化及びコストダウン及び
検出速度の高速化を図ること。 【解決手段】 測定対象物１の対象表面２に投影された
マーク光３ａに基づくマーク光像３ａ’を、１次元光セ
ンサ６ａ，６ｂが配置された結像面７に結像させて検出
することにより対象表面２までの距離と対象表面２の姿
勢を測定する。
検出速度の高速化を図ること。 【解決手段】 測定対象物１の対象表面２に投影された
マーク光３ａに基づくマーク光像３ａ’を、１次元光セ
ンサ６ａ，６ｂが配置された結像面７に結像させて検出
することにより対象表面２までの距離と対象表面２の姿
勢を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非接触距離姿勢測定
方法及び装置に関し、特に、移動体の位置や姿勢の測定
において、距離と姿勢の測定の高速化及びコストダウン
を実現する非接触距離姿勢測定方法及び装置に関する。
方法及び装置に関し、特に、移動体の位置や姿勢の測定
において、距離と姿勢の測定の高速化及びコストダウン
を実現する非接触距離姿勢測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、測定対象までの距離を非接触で測定
する距離測定装置として、三角測量の原理を利用した光
学式距離センサが広く知られている。
する距離測定装置として、三角測量の原理を利用した光
学式距離センサが広く知られている。
【０００３】このような光学式距離センサによって、例
えば、鏡面状の測定対象物までの距離を測定する場合、
測定の過程で測定対象物の面の姿勢が傾くと、受光側の
変位が距離と傾きに区別できないので、距離の測定が不
可能になるという不都合がある。
えば、鏡面状の測定対象物までの距離を測定する場合、
測定の過程で測定対象物の面の姿勢が傾くと、受光側の
変位が距離と傾きに区別できないので、距離の測定が不
可能になるという不都合がある。
【０００４】かかる不都合を解決するものとして、傾
き、即ち、姿勢に影響されないレーザーフォーカス変位
計を用いた距離測定方法が提案されている。この距離測
定方法によると、測定対象物の面の姿勢が変化しても測
定対象物までの距離を測定することができる。しかし、
測定対象物までの距離と姿勢を同時に測定しようとする
と、少なくとも３個のレーザーフォーカス変位計を用い
なければならないという問題がある。
き、即ち、姿勢に影響されないレーザーフォーカス変位
計を用いた距離測定方法が提案されている。この距離測
定方法によると、測定対象物の面の姿勢が変化しても測
定対象物までの距離を測定することができる。しかし、
測定対象物までの距離と姿勢を同時に測定しようとする
と、少なくとも３個のレーザーフォーカス変位計を用い
なければならないという問題がある。
【０００５】測定対象物までの距離、あるいは位置と姿
勢を非接触で測定する非接触位置姿勢あるいは距離姿勢
測定装置が、例えば、特開平１−２０３９０７号公報、
及び特開平４−１４８８１４号公報に開示されている。
勢を非接触で測定する非接触位置姿勢あるいは距離姿勢
測定装置が、例えば、特開平１−２０３９０７号公報、
及び特開平４−１４８８１４号公報に開示されている。
【０００６】特開平１−２０３９０７号公報に示される
非接触位置姿勢測定装置では、測定対象物に対してスリ
ット面の異なった斜めのスリット光を交互に投射してテ
レビカメラで撮像し、撮像された画像に基づいて測定対
象物の３次元での位置と姿勢を求めている。また、特開
平４−１４８８１４号公報に示される非接触距離姿勢測
定装置では、少なくとも２個以上のマークパターン光を
投影するパターン投影装置とテレビカメラとを格納した
プローブを有し、プローブ内に設けられるミラーを介し
て被検査物の表面にマークパターン光を投影してテレビ
カメラで撮像し、撮像された画像に基づいて被検査物ま
での距離と姿勢を求めている。
非接触位置姿勢測定装置では、測定対象物に対してスリ
ット面の異なった斜めのスリット光を交互に投射してテ
レビカメラで撮像し、撮像された画像に基づいて測定対
象物の３次元での位置と姿勢を求めている。また、特開
平４−１４８８１４号公報に示される非接触距離姿勢測
定装置では、少なくとも２個以上のマークパターン光を
投影するパターン投影装置とテレビカメラとを格納した
プローブを有し、プローブ内に設けられるミラーを介し
て被検査物の表面にマークパターン光を投影してテレビ
カメラで撮像し、撮像された画像に基づいて被検査物ま
での距離と姿勢を求めている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平１−２
０３９０７号公報及び特開平４−１４８８１４号公報の
非接触位置姿勢あるいは距離姿勢測定装置によると、テ
レビカメラ等の撮像手段にはＣＣＤの２次元センサが用
いられており、１画面のデータ取り込み速度は１／３０
秒または１／６０秒である。よって、３０又は６０Hz以
上の高速な測定サイクルで測定が行えない。また、セン
サから取り込むデータは画像情報であるため、処理すべ
き情報量が多く、高速化のためには専用の処理回路が必
要となってコストアップになるという問題がある。従っ
て、本発明の目的はデータの取り込み速度及び処理速度
が速く、簡素な非接触距離姿勢測定方法及び装置を提供
することにある。
０３９０７号公報及び特開平４−１４８８１４号公報の
非接触位置姿勢あるいは距離姿勢測定装置によると、テ
レビカメラ等の撮像手段にはＣＣＤの２次元センサが用
いられており、１画面のデータ取り込み速度は１／３０
秒または１／６０秒である。よって、３０又は６０Hz以
上の高速な測定サイクルで測定が行えない。また、セン
サから取り込むデータは画像情報であるため、処理すべ
き情報量が多く、高速化のためには専用の処理回路が必
要となってコストアップになるという問題がある。従っ
て、本発明の目的はデータの取り込み速度及び処理速度
が速く、簡素な非接触距離姿勢測定方法及び装置を提供
することにある。
【０００８】本発明の他の目的はコストダウンを図るこ
とができる非接触距離姿勢測定方法及び装置を提供する
ことにある。
とができる非接触距離姿勢測定方法及び装置を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、第１の特徴として、１つの交点を提供する
平行でない２つの線分を含むマーク光を前記対象表面に
ある第１の平面に投影し、第２の平面に少なくとも２つ
の１次元センサを配置し、前記対象表面で反射された前
記マーク光像に含まれる前記２つの線分の線分像を前記
平面に形成して前記少なくとも２つの１次元センサに長
さ方向の受光強度分布を表わす受光信号を発生させ、前
記受光信号に基づいて前記２つの線分像の前記少なくと
も２つの１次元センサ上の位置を演算し、前記少なくと
も２つの１次元センサ上の位置に基づいて前記第１の平
面の方程式を算出し、前記第１の平面の方程式に基づい
て前記対象表面までの距離及び姿勢を演算する非接触距
離姿勢測定方法を提供する。
成するため、第１の特徴として、１つの交点を提供する
平行でない２つの線分を含むマーク光を前記対象表面に
ある第１の平面に投影し、第２の平面に少なくとも２つ
の１次元センサを配置し、前記対象表面で反射された前
記マーク光像に含まれる前記２つの線分の線分像を前記
平面に形成して前記少なくとも２つの１次元センサに長
さ方向の受光強度分布を表わす受光信号を発生させ、前
記受光信号に基づいて前記２つの線分像の前記少なくと
も２つの１次元センサ上の位置を演算し、前記少なくと
も２つの１次元センサ上の位置に基づいて前記第１の平
面の方程式を算出し、前記第１の平面の方程式に基づい
て前記対象表面までの距離及び姿勢を演算する非接触距
離姿勢測定方法を提供する。
【００１０】上記の非接触距離姿勢測定方法において、
線分像の投影は、前記マーク光の前記１つの交点を前記
少なくとも２つの１次元センサに挟まれる領域の内側に
形成するようにしても良い。
線分像の投影は、前記マーク光の前記１つの交点を前記
少なくとも２つの１次元センサに挟まれる領域の内側に
形成するようにしても良い。
【００１１】また、本発明は上記した目的を達成するた
め、第２の特徴として、１つの交点を提供する平行でな
い２つの線分を含むマーク光を前記対象表面にある第１
の平面に投影するマーク光投影手段と、第２の平面に前
記マーク光像に含まれる前記２つの線分の線分像を形成
する像形成手段と、前記平面に配置され、前記２つの線
分像に基づいて長さ方向の受光強度分布を表わす受光信
号を出力する少なくとも２つの１次元センサと、前記受
光信号に基づいて前記２つの線分像の前記少なくとも２
つの１次元センサ上の位置を演算する第１の演算手段
と、前記第１の演算手段の演算結果に基づいて前記第１
の平面の方程式を求め、前記第１の平面の前記方程式に
基づいて前記対象表面までの距離及び姿勢を演算する第
２の演算手段を有する非接触距離姿勢測定装置を提供す
る。
め、第２の特徴として、１つの交点を提供する平行でな
い２つの線分を含むマーク光を前記対象表面にある第１
の平面に投影するマーク光投影手段と、第２の平面に前
記マーク光像に含まれる前記２つの線分の線分像を形成
する像形成手段と、前記平面に配置され、前記２つの線
分像に基づいて長さ方向の受光強度分布を表わす受光信
号を出力する少なくとも２つの１次元センサと、前記受
光信号に基づいて前記２つの線分像の前記少なくとも２
つの１次元センサ上の位置を演算する第１の演算手段
と、前記第１の演算手段の演算結果に基づいて前記第１
の平面の方程式を求め、前記第１の平面の前記方程式に
基づいて前記対象表面までの距離及び姿勢を演算する第
２の演算手段を有する非接触距離姿勢測定装置を提供す
る。
【００１２】上記の非接触距離姿勢測定装置において、
マーク光投影手段は、前記線分像の前記１つの交点を前
記少なくとも２つの１次元センサに挟まれる領域の内側
に形成する構成とすることが望ましい。
マーク光投影手段は、前記線分像の前記１つの交点を前
記少なくとも２つの１次元センサに挟まれる領域の内側
に形成する構成とすることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の非接触距離姿勢測
定方法及び装置を図面を参照しつつ説明する。
定方法及び装置を図面を参照しつつ説明する。
【００１４】図１は、本発明の第１の形態例における非
接触距離姿勢測定装置を示し、対象表面２を有する測定
対象物１と、対象表面２に交差するスリット光２３ａ，
２３ｂを照射する光源３と、対象表面２で反射されたス
リット光２３ａ，２３ｂによって形成されるマーク光３
ａの反射光像を結像面７に結像させる結像レンズ４と、
結像面７に設けられる１次元光センサ６ａ，６ｂと、光
源３，結像レンズ４及び１次元光センサ６ａ，６ｂを有
する結像面７を収容したセンサヘッド８と、同期信号発
生回路１０から出力されるタイミング信号に基づいて１
次元光センサ６ａ，６ｂを駆動する駆動回路１１ａ，１
１ｂと、１次元光センサ６ａ，６ｂから出力される光強
度信号を増幅するアンプ１２ａ，１２ｂと、増幅された
光強度信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１３
ａ，１３ｂと、デジタル信号に変換された光強度信号を
記憶するためのメモリ１４と、メモリ１４への光強度信
号の書き込み、及びメモリ１４からの光強度信号の読み
出しを制御するメモリ制御回路１５と、メモリ１４から
光強度信号を入力して所定の演算を行うプロセッサ１６
と、プロセッサ１６における対象表面２までの距離と対
象表面２の姿勢の演算結果を表示する表示部１７とを有
する。
接触距離姿勢測定装置を示し、対象表面２を有する測定
対象物１と、対象表面２に交差するスリット光２３ａ，
２３ｂを照射する光源３と、対象表面２で反射されたス
リット光２３ａ，２３ｂによって形成されるマーク光３
ａの反射光像を結像面７に結像させる結像レンズ４と、
結像面７に設けられる１次元光センサ６ａ，６ｂと、光
源３，結像レンズ４及び１次元光センサ６ａ，６ｂを有
する結像面７を収容したセンサヘッド８と、同期信号発
生回路１０から出力されるタイミング信号に基づいて１
次元光センサ６ａ，６ｂを駆動する駆動回路１１ａ，１
１ｂと、１次元光センサ６ａ，６ｂから出力される光強
度信号を増幅するアンプ１２ａ，１２ｂと、増幅された
光強度信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１３
ａ，１３ｂと、デジタル信号に変換された光強度信号を
記憶するためのメモリ１４と、メモリ１４への光強度信
号の書き込み、及びメモリ１４からの光強度信号の読み
出しを制御するメモリ制御回路１５と、メモリ１４から
光強度信号を入力して所定の演算を行うプロセッサ１６
と、プロセッサ１６における対象表面２までの距離と対
象表面２の姿勢の演算結果を表示する表示部１７とを有
する。
【００１５】マーク光３ａは、所定の幅を有するスリッ
ト光２３ａ，２３ｂを照射するスリット光源を２つ用い
て照射される光束が交差するようにスリット光源を配置
することにより形成される。スリット光２３ａ，２３ｂ
は、例えば、レーザ光源から照射されるレーザビームを
シリンドリカルレンズ等の光学系に透過させて一方向に
のみ集束させることにより形成しても良い。
ト光２３ａ，２３ｂを照射するスリット光源を２つ用い
て照射される光束が交差するようにスリット光源を配置
することにより形成される。スリット光２３ａ，２３ｂ
は、例えば、レーザ光源から照射されるレーザビームを
シリンドリカルレンズ等の光学系に透過させて一方向に
のみ集束させることにより形成しても良い。
【００１６】図１の構成において、測定対象物１の対象
表面２には光源３からスリット光２３ａ，２３ｂが照射
されることによって、直線Ｌ1 ，Ｌ2 を有するマーク光
３ａが投影される。このマーク光３ａは、対象表面２で
反射され、結像レンズ４によって集光されて１次元光セ
ンサ６ａ，６ｂが設けられる結像面７にマーク光像３
ａ’（図２）として結像する。１次元光センサ６ａ，６
ｂは１次元ＣＣＤや受光素子アレイ等であり、結像面７
に結像されるマーク光像３ａ’が交差する位置の画素に
おける光強度を検出してアンプ１２ａ，１２ｂに出力す
る。アンプ１２ａ，１２ｂで増幅された光強度信号はＡ
／Ｄ変換器１３ａ，１３ｂにおいてデジタル信号に変換
されてメモリ１４に転送される。メモリ１４はプロセッ
サ１６から出力される制御信号によってメモリ制御回路
１５から出力される書き込み信号に基づいて光強度信号
の書き込みを行い、更に、メモリ制御回路１５から出力
される読み出し信号に基づいて光強度信号をプロセッサ
１６に出力する。プロセッサ１６はメモリ１４から入力
される光強度信号に基づいて測定対象物１の対象表面２
までの距離と対象表面２の姿勢を演算し、その演算結果
を表示部１７に出力させる。
表面２には光源３からスリット光２３ａ，２３ｂが照射
されることによって、直線Ｌ1 ，Ｌ2 を有するマーク光
３ａが投影される。このマーク光３ａは、対象表面２で
反射され、結像レンズ４によって集光されて１次元光セ
ンサ６ａ，６ｂが設けられる結像面７にマーク光像３
ａ’（図２）として結像する。１次元光センサ６ａ，６
ｂは１次元ＣＣＤや受光素子アレイ等であり、結像面７
に結像されるマーク光像３ａ’が交差する位置の画素に
おける光強度を検出してアンプ１２ａ，１２ｂに出力す
る。アンプ１２ａ，１２ｂで増幅された光強度信号はＡ
／Ｄ変換器１３ａ，１３ｂにおいてデジタル信号に変換
されてメモリ１４に転送される。メモリ１４はプロセッ
サ１６から出力される制御信号によってメモリ制御回路
１５から出力される書き込み信号に基づいて光強度信号
の書き込みを行い、更に、メモリ制御回路１５から出力
される読み出し信号に基づいて光強度信号をプロセッサ
１６に出力する。プロセッサ１６はメモリ１４から入力
される光強度信号に基づいて測定対象物１の対象表面２
までの距離と対象表面２の姿勢を演算し、その演算結果
を表示部１７に出力させる。
【００１７】図２は、結像面７に結像されたマーク光像
３ａ’を示し、対象表面（図示せず）で反射されたマー
ク光３ａは、結像面７に結像されることによって交点
Ｐ’及び直線Ｌ1R，Ｌ2Rを有するマーク光像３ａ’を形
成する。このマーク光像３ａ’と１次元光センサ６ａ，
６ｂとが交わる点Ａ11とＡ21から直線Ｌ1Rが復元され、
マーク光像３ａ’と１次元光センサ６ａ，６ｂとが交わ
る点Ａ12，Ａ22から直線Ｌ2Rが復元される。
３ａ’を示し、対象表面（図示せず）で反射されたマー
ク光３ａは、結像面７に結像されることによって交点
Ｐ’及び直線Ｌ1R，Ｌ2Rを有するマーク光像３ａ’を形
成する。このマーク光像３ａ’と１次元光センサ６ａ，
６ｂとが交わる点Ａ11とＡ21から直線Ｌ1Rが復元され、
マーク光像３ａ’と１次元光センサ６ａ，６ｂとが交わ
る点Ａ12，Ａ22から直線Ｌ2Rが復元される。
【００１８】図３は、測定対象物１の対象表面２におけ
る物体座標系と結像面７における２次元座標系の対応関
係を示し、図３においては仮想的に結像面７を主点ＯR
を有する結像レンズ（図示せず）の前に配置した光学系
構成としており、以下の記載においては説明を容易にす
るために図３の光学系構成を用いて説明する。
る物体座標系と結像面７における２次元座標系の対応関
係を示し、図３においては仮想的に結像面７を主点ＯR
を有する結像レンズ（図示せず）の前に配置した光学系
構成としており、以下の記載においては説明を容易にす
るために図３の光学系構成を用いて説明する。
【００１９】物体座標を（ｘ，ｙ，ｚ）、１次元光セン
サ６ａ，６ｂが設けられる結像面７での２次元座標を
（ｈR ，ｖR ）として、１次元光センサ６ａ，６ｂを有
する撮像ユニットのカメラパラメータをＣとすると、式
（１）によって
サ６ａ，６ｂが設けられる結像面７での２次元座標を
（ｈR ，ｖR ）として、１次元光センサ６ａ，６ｂを有
する撮像ユニットのカメラパラメータをＣとすると、式
（１）によって
【数１】 と表される。
【００２０】また、物体座標と結像面７における２次元
座標は、媒介変数ｆを用いて 〔ｆｈR ｆｖR ｆ〕t ＝Ｃ〔ｘ，ｙ，ｚ，１〕t −−−（２） と表わすことができる。ここで、〔〕t は転置行列を表
わす。
座標は、媒介変数ｆを用いて 〔ｆｈR ｆｖR ｆ〕t ＝Ｃ〔ｘ，ｙ，ｚ，１〕t −−−（２） と表わすことができる。ここで、〔〕t は転置行列を表
わす。
【００２１】図３において、平面Ｆ1L及びＦ2Lはスリッ
ト光２３ａ，２３ｂの光束であり、平面Ｆ1L及びＦ2Lの
交線はＬ3 で表される。この平面Ｆ1L，Ｆ2L及び交線Ｌ
3 は一度設定すれば不変であるので、距離及び姿勢の測
定の前に測定しておく。
ト光２３ａ，２３ｂの光束であり、平面Ｆ1L及びＦ2Lの
交線はＬ3 で表される。この平面Ｆ1L，Ｆ2L及び交線Ｌ
3 は一度設定すれば不変であるので、距離及び姿勢の測
定の前に測定しておく。
【００２２】図４は、結像面７ａにおけるマーク光像３
ａ’の直線Ｌ1R，Ｌ2Rの位置と１次元光センサ６ａ，６
ｂの信号出力との関係を示し、マーク光像３ａ’の直線
Ｌ1R，Ｌ2Rは一定の幅を持つ線であり、１次元光センサ
６ａ，６ｂと交差する部位ではセンサ値は高くなる。よ
って、マーク光像３ａ’の直線Ｌ1R，Ｌ2Rの位置ｑ
ij（ｉ＝１，２、ｊ＝１，２）は、図５に示すように、
その近傍で適当な閾値Ｉ以上の範囲の画素データを用い
て、例えば、斜線で示す部分の重心位置として求める。
そのときの重心位置ｑijは、例えば、式（３）で演算す
る。
ａ’の直線Ｌ1R，Ｌ2Rの位置と１次元光センサ６ａ，６
ｂの信号出力との関係を示し、マーク光像３ａ’の直線
Ｌ1R，Ｌ2Rは一定の幅を持つ線であり、１次元光センサ
６ａ，６ｂと交差する部位ではセンサ値は高くなる。よ
って、マーク光像３ａ’の直線Ｌ1R，Ｌ2Rの位置ｑ
ij（ｉ＝１，２、ｊ＝１，２）は、図５に示すように、
その近傍で適当な閾値Ｉ以上の範囲の画素データを用い
て、例えば、斜線で示す部分の重心位置として求める。
そのときの重心位置ｑijは、例えば、式（３）で演算す
る。
【数２】 ここで、Ｄ（ｑ）は画素ｑにおける出力値である。
【００２３】また、ｉ番目の１次元光センサが結像面７
ａでの２次元座標で 〔ｈR ，ｖR 〕t ＝ｑ〔ａi ，ｂi 〕t ＋〔ｃi ，ｄi 〕t （ｉ＝１，２） −−−（４） （ここで、〔ａi ，ｂi 〕t は大きさが画素ピッチの方
向ベクトル、〔ｃi ，ｄ i 〕t は１次元光センサの端の
画素の中心座標、ｑは画素番号である。）と表されると
き、１次元光センサ６ａ，６ｂ上のマーク光像３ａ’の
位置は、式（４）により結像面７での２次元座標
（ｈR ，ｖR ）に変換される。よって、Ａ 11〜Ａ22はｑ
11〜ｑ22を式（４）に代入することにより得られる。そ
して、Ａijを（ｈij，ｖij）とするとき、直線Ｌ1R，Ｌ
2Rの結像面７における直線の方程式は Ｌ1R：（ｈ21−ｈ11）（ｖR −ｖ11）＝（ｖ21−ｖ11）（ｈR −ｈ11） −−−（５） Ｌ2R：（ｈ22−ｈ12）（ｖR −ｖ12）＝（ｖ22−ｖ12）（ｈR −ｈ12） −−−（６） となる。
ａでの２次元座標で 〔ｈR ，ｖR 〕t ＝ｑ〔ａi ，ｂi 〕t ＋〔ｃi ，ｄi 〕t （ｉ＝１，２） −−−（４） （ここで、〔ａi ，ｂi 〕t は大きさが画素ピッチの方
向ベクトル、〔ｃi ，ｄ i 〕t は１次元光センサの端の
画素の中心座標、ｑは画素番号である。）と表されると
き、１次元光センサ６ａ，６ｂ上のマーク光像３ａ’の
位置は、式（４）により結像面７での２次元座標
（ｈR ，ｖR ）に変換される。よって、Ａ 11〜Ａ22はｑ
11〜ｑ22を式（４）に代入することにより得られる。そ
して、Ａijを（ｈij，ｖij）とするとき、直線Ｌ1R，Ｌ
2Rの結像面７における直線の方程式は Ｌ1R：（ｈ21−ｈ11）（ｖR −ｖ11）＝（ｖ21−ｖ11）（ｈR −ｈ11） −−−（５） Ｌ2R：（ｈ22−ｈ12）（ｖR −ｖ12）＝（ｖ22−ｖ12）（ｈR −ｈ12） −−−（６） となる。
【００２４】次に、上記の過程で求めたマーク光像３
ａ’の直線Ｌ1R，Ｌ2Rに基づいて対象表面２の平面とし
ての方程式を求める。求め方にはいくつかの方法がある
が、例えば、レンズ主点ＯR を通り直線Ｌ1RとＬ1 を含
む平面Ｆ1Rと、レンズ主点ＯRを通り直線Ｌ2RとＬ2 を
含む平面Ｆ2Rの平面の方程式を求め、平面Ｆ1Lと平面Ｆ
1Rより、その交線であるＬ1 、平面Ｆ2Lと平面Ｆ2Rよ
り、その交線であるＬ2 の直線の方程式を求め、この２
直線Ｌ1 ，Ｌ2 を含む平面として演算する。しかし、こ
の方法によると、撮像時の撮像素子による読み取り誤差
やモデル誤差等により、演算される直線Ｌ1 ，Ｌ2 は、
ねじれの関係になることがあり、対象表面の平面の方程
式が求まらない場合がある。
ａ’の直線Ｌ1R，Ｌ2Rに基づいて対象表面２の平面とし
ての方程式を求める。求め方にはいくつかの方法がある
が、例えば、レンズ主点ＯR を通り直線Ｌ1RとＬ1 を含
む平面Ｆ1Rと、レンズ主点ＯRを通り直線Ｌ2RとＬ2 を
含む平面Ｆ2Rの平面の方程式を求め、平面Ｆ1Lと平面Ｆ
1Rより、その交線であるＬ1 、平面Ｆ2Lと平面Ｆ2Rよ
り、その交線であるＬ2 の直線の方程式を求め、この２
直線Ｌ1 ，Ｌ2 を含む平面として演算する。しかし、こ
の方法によると、撮像時の撮像素子による読み取り誤差
やモデル誤差等により、演算される直線Ｌ1 ，Ｌ2 は、
ねじれの関係になることがあり、対象表面の平面の方程
式が求まらない場合がある。
【００２５】このことより、本形態例では、対象表面２
に投影されたマーク光３ａの直線Ｌ 1 ，Ｌ2 の交点Ｐの
座標（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）と、平面の法線ベクトルｑ
（ａP，ｂP ，ｃP ）を別に求めて、以下の平面の方程
式 ａP （ｘ−ｘ1 ）＋ｂP （ｙ−ｙ1 ）＋ｃP （ｚ−ｚ1 ）＝０−−−（７） を求める。
に投影されたマーク光３ａの直線Ｌ 1 ，Ｌ2 の交点Ｐの
座標（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）と、平面の法線ベクトルｑ
（ａP，ｂP ，ｃP ）を別に求めて、以下の平面の方程
式 ａP （ｘ−ｘ1 ）＋ｂP （ｙ−ｙ1 ）＋ｃP （ｚ−ｚ1 ）＝０−−−（７） を求める。
【００２６】まず、交点Ｐの座標の求め方について説明
する。交点Ｐの座標を演算する方法は幾つかあるが、例
えば、平面Ｆ1LとＦ2Lの交線Ｌ3 と平面Ｆ1Lとの交点を
Ｐ1（図示せず）、交線Ｌ3 と平面Ｆ2Lとの交点をＰ2
（図示せず）とし、交点Ｐ1，Ｐ2 の中点をＰとして演
算する。
する。交点Ｐの座標を演算する方法は幾つかあるが、例
えば、平面Ｆ1LとＦ2Lの交線Ｌ3 と平面Ｆ1Lとの交点を
Ｐ1（図示せず）、交線Ｌ3 と平面Ｆ2Lとの交点をＰ2
（図示せず）とし、交点Ｐ1，Ｐ2 の中点をＰとして演
算する。
【００２７】次に、平面Ｆ1Rの方程式を求める。式
（２）よりｆを消去して ｈR ＝（Ｃ11ｘ＋Ｃ12ｙ＋Ｃ13ｚ＋Ｃ14） ／（Ｃ31ｘ＋Ｃ32ｙ＋Ｃ33ｚ＋Ｃ34）−−−（８） ｖR ＝（Ｃ21ｘ＋Ｃ22ｙ＋Ｃ23ｚ＋Ｃ24） ／（Ｃ31ｘ＋Ｃ32ｙ＋Ｃ33ｚ＋Ｃ34）−−−（９） となり、これを直線Ｌ1Rの式（５）に代入すると、平面
Ｆ1Rは Ｆ1R： ａ1Rｘ＋ｂ1Rｙ＋ｃ1Rｚ＋ｄ1R＝０ −−−（１０） ａ1R＝ｎ1 （Ｃ21−ｖ11Ｃ31）−ｍ1 （Ｃ11−ｈ11Ｃ31） ｂ1R＝ｎ1 （Ｃ22−ｖ11Ｃ31）−ｍ1 （Ｃ12−ｈ11Ｃ31） ｃ1R＝ｎ1 （Ｃ23−ｖ11Ｃ31）−ｍ1 （Ｃ13−ｈ11Ｃ31） ｄ1R＝ｎ1 （Ｃ24−ｖ11Ｃ31）−ｍ1 （Ｃ14−ｈ11Ｃ31） ｎ1 ＝ｈ21−ｈ11 ｍ1 ＝ｖ21−ｖ11 となる。この式（１０）と交線Ｌ3 の方程式によって交
点Ｐ1 （図示せず）を演算する。また、式（８）（９）
に式（６）を代入することによって平面Ｆ2Rの方程式が
得られ、この平面Ｆ2Rの方程式と交線Ｌ3 の交点Ｐ
2 （図示せず）を演算し、交点Ｐ1 と交点Ｐ2 との中点
Ｐを演算する。
（２）よりｆを消去して ｈR ＝（Ｃ11ｘ＋Ｃ12ｙ＋Ｃ13ｚ＋Ｃ14） ／（Ｃ31ｘ＋Ｃ32ｙ＋Ｃ33ｚ＋Ｃ34）−−−（８） ｖR ＝（Ｃ21ｘ＋Ｃ22ｙ＋Ｃ23ｚ＋Ｃ24） ／（Ｃ31ｘ＋Ｃ32ｙ＋Ｃ33ｚ＋Ｃ34）−−−（９） となり、これを直線Ｌ1Rの式（５）に代入すると、平面
Ｆ1Rは Ｆ1R： ａ1Rｘ＋ｂ1Rｙ＋ｃ1Rｚ＋ｄ1R＝０ −−−（１０） ａ1R＝ｎ1 （Ｃ21−ｖ11Ｃ31）−ｍ1 （Ｃ11−ｈ11Ｃ31） ｂ1R＝ｎ1 （Ｃ22−ｖ11Ｃ31）−ｍ1 （Ｃ12−ｈ11Ｃ31） ｃ1R＝ｎ1 （Ｃ23−ｖ11Ｃ31）−ｍ1 （Ｃ13−ｈ11Ｃ31） ｄ1R＝ｎ1 （Ｃ24−ｖ11Ｃ31）−ｍ1 （Ｃ14−ｈ11Ｃ31） ｎ1 ＝ｈ21−ｈ11 ｍ1 ＝ｖ21−ｖ11 となる。この式（１０）と交線Ｌ3 の方程式によって交
点Ｐ1 （図示せず）を演算する。また、式（８）（９）
に式（６）を代入することによって平面Ｆ2Rの方程式が
得られ、この平面Ｆ2Rの方程式と交線Ｌ3 の交点Ｐ
2 （図示せず）を演算し、交点Ｐ1 と交点Ｐ2 との中点
Ｐを演算する。
【００２８】次に、法線ベクトルｑの求め方について説
明する。法線ベクトルｑは、平面Ｆ1L，Ｆ2L，Ｆ1R，Ｆ
2Rの法線ベクトルをｆ1L，ｆ2L，ｆ1R，ｆ2Rとすると ｑ ＝（ｆ1L×ｆ1R）×（ｆ2L×ｆ2R） −−−（１１） となる。
明する。法線ベクトルｑは、平面Ｆ1L，Ｆ2L，Ｆ1R，Ｆ
2Rの法線ベクトルをｆ1L，ｆ2L，ｆ1R，ｆ2Rとすると ｑ ＝（ｆ1L×ｆ1R）×（ｆ2L×ｆ2R） −−−（１１） となる。
【００２９】以上のようにして求めた交点Ｐと、法線ベ
クトルｑに基づいて物体座標系の原点ＯM からｚ軸と平
行な方向に対象表面２の平面までの距離ｇは、式（７）
にｘ＝０，ｙ＝０を代入して得られるｚの値であり、 ｇ ＝（ａP ｘ１＋ｂP ｙ１＋ｃP ｚ１）／ｃP −−−（１２） として求められる。
クトルｑに基づいて物体座標系の原点ＯM からｚ軸と平
行な方向に対象表面２の平面までの距離ｇは、式（７）
にｘ＝０，ｙ＝０を代入して得られるｚの値であり、 ｇ ＝（ａP ｘ１＋ｂP ｙ１＋ｃP ｚ１）／ｃP −−−（１２） として求められる。
【００３０】図６は、対象表面２の平面の各座標軸回り
の姿勢を示し、対象表面２の姿勢をθｘ，θｙで示すと
き、法線ベクトルｑがｚ軸の平行なときを基準の姿勢と
すると θｘ ＝−ｔａｎ-1（ｂP ／ｃP ） −−−（１３） θｙ ＝ ｔａｎ-1（ａP ／ｃP ） −−−（１４）
の姿勢を示し、対象表面２の姿勢をθｘ，θｙで示すと
き、法線ベクトルｑがｚ軸の平行なときを基準の姿勢と
すると θｘ ＝−ｔａｎ-1（ｂP ／ｃP ） −−−（１３） θｙ ＝ ｔａｎ-1（ａP ／ｃP ） −−−（１４）
【００３１】図７は、プロセッサ１６における演算処理
過程を示すフローチャートであり、ステップＳ1 ，
Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 ，Ｓ5 ，Ｓ6 ，Ｓ7 で対象表面２の距
離を求めることができ、ステップＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ
4 ，Ｓ6 ，Ｓ8 で対象表面２の姿勢を求めることができ
る。
過程を示すフローチャートであり、ステップＳ1 ，
Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 ，Ｓ5 ，Ｓ6 ，Ｓ7 で対象表面２の距
離を求めることができ、ステップＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ
4 ，Ｓ6 ，Ｓ8 で対象表面２の姿勢を求めることができ
る。
【００３２】図８は、他のパターンのマーク光１９を形
成する光源３を示す。光源３は、対象表面２において互
いに平行でない２直線Ｌ1 ，Ｌ2 を投影できれば良いこ
とから、ランプ８から出射される光をマークパターン２
０がくり抜かれた板２１に照射させてマークパターン光
１９を発生させ、測定対象物１の対象表面２に投影する
構成であっても良い。
成する光源３を示す。光源３は、対象表面２において互
いに平行でない２直線Ｌ1 ，Ｌ2 を投影できれば良いこ
とから、ランプ８から出射される光をマークパターン２
０がくり抜かれた板２１に照射させてマークパターン光
１９を発生させ、測定対象物１の対象表面２に投影する
構成であっても良い。
【００３３】図９は、対象表面２に投影されたマークパ
ターン光１９の輪郭線をマーク光像３ａ’として利用す
るものであり、１次元光センサ６ａ，６ｂの信号出力レ
ベルに所定の閾値Ｉを設けることによってマーク光像３
ａ’の直線位置ｑ11〜ｑ22を検出する。図４と共通する
部分については共通する引用数字及び引用符号を附して
いるので、重複する説明は省略する。
ターン光１９の輪郭線をマーク光像３ａ’として利用す
るものであり、１次元光センサ６ａ，６ｂの信号出力レ
ベルに所定の閾値Ｉを設けることによってマーク光像３
ａ’の直線位置ｑ11〜ｑ22を検出する。図４と共通する
部分については共通する引用数字及び引用符号を附して
いるので、重複する説明は省略する。
【００３４】図１０は、結像面７における１次元光セン
サ６ａ，６ｂの配置の変形例を示し、（ａ）のように１
次元光センサ６ａ，６ｂを非平行に配置したり、（ｂ）
のように直交して配置する構成としても良い。
サ６ａ，６ｂの配置の変形例を示し、（ａ）のように１
次元光センサ６ａ，６ｂを非平行に配置したり、（ｂ）
のように直交して配置する構成としても良い。
【００３５】図１１は、１次元光センサ６ａ，６ｂの配
置の他の変形例を示す。（ａ）では、直線Ｌ1Rが１次元
光センサ６ａ，６ｂに結像し、直線Ｌ2Rが１次元光セン
サ６ｂ，６ｃに結像している。（ｂ）では、直線Ｌ1Rが
１次元光センサ６ａ，６ｂに結像し、直線Ｌ2Rが１次元
光センサ６ｃ，６ｄに結像している。（ｃ）では、直線
Ｌ1Rが１次元光センサ６ａ，６ｂに結像し、直線Ｌ2Rが
１次元光センサ６ｂ，６ｃに結像している。（ｄ）で
は、交点Ｐ’が１次元光センサ６ａ，６ｂによって形成
される領域内に位置している。一方、（ｂ）では交点
Ｐ’が１次元光センサ６ａ，６ｂによって形成される領
域外に位置している。
置の他の変形例を示す。（ａ）では、直線Ｌ1Rが１次元
光センサ６ａ，６ｂに結像し、直線Ｌ2Rが１次元光セン
サ６ｂ，６ｃに結像している。（ｂ）では、直線Ｌ1Rが
１次元光センサ６ａ，６ｂに結像し、直線Ｌ2Rが１次元
光センサ６ｃ，６ｄに結像している。（ｃ）では、直線
Ｌ1Rが１次元光センサ６ａ，６ｂに結像し、直線Ｌ2Rが
１次元光センサ６ｂ，６ｃに結像している。（ｄ）で
は、交点Ｐ’が１次元光センサ６ａ，６ｂによって形成
される領域内に位置している。一方、（ｂ）では交点
Ｐ’が１次元光センサ６ａ，６ｂによって形成される領
域外に位置している。
【００３６】次に、マーク光像３ａ’の直線Ｌ1R，Ｌ2R
の交点Ｐ’の検出精度を検討する。例えば、図１２に示
すように、１次元光センサ６ａ，６ｂがｖR ＝１及びｖ
R ＝−１、直線Ｌ1R，Ｌ2Rの交点が（０，ｗ）、直線Ｌ
1Rが１次元光センサ６ａとなす角度が４５度、直線
Ｌ1R，Ｌ2Rのなす角度が９０度とし、このときの交点
Ｐ’の座標（ｈR ，ｖR ）の検出精度を検討する。
の交点Ｐ’の検出精度を検討する。例えば、図１２に示
すように、１次元光センサ６ａ，６ｂがｖR ＝１及びｖ
R ＝−１、直線Ｌ1R，Ｌ2Rの交点が（０，ｗ）、直線Ｌ
1Rが１次元光センサ６ａとなす角度が４５度、直線
Ｌ1R，Ｌ2Rのなす角度が９０度とし、このときの交点
Ｐ’の座標（ｈR ，ｖR ）の検出精度を検討する。
【００３７】１次元光センサ６ａ，６ｂにおける直線Ｌ
1R，Ｌ2Rの検出誤差が、平均零、標準偏差σS の正規分
布にそれぞれ従うとき、交点Ｐ’の座標（ｈR ，ｖR ）
の検出誤差をシミュレートすると、それらの標準偏差σ
h 、σv は
1R，Ｌ2Rの検出誤差が、平均零、標準偏差σS の正規分
布にそれぞれ従うとき、交点Ｐ’の座標（ｈR ，ｖR ）
の検出誤差をシミュレートすると、それらの標準偏差σ
h 、σv は
【数３】 と近似される。
【００３８】図１３にこのグラフを示す。ｗ＝０のと
き、つまり交点Ｐ’が１次元光センサ６ａ，６ｂの中心
にあるほど検出精度が高いことが示されている。直線Ｌ
1Rの傾きや直線Ｌ1R，Ｌ2Rのなす角の値が異なる場合で
も、σh 、σv の絶対値は異なるが、交点Ｐ’が１次元
光センサ６ａ，６ｂの中心にあるほど検出精度が高いと
いう特徴は同様である。また、１次元光センサ６ａ，６
ｂが平行になっていない場合でも、同じように直線
Ｌ1R，Ｌ2Rの交点Ｐ’が比較的内側にあるほど検出精度
が高い。このことも、シミュレーションにより確認され
た。
き、つまり交点Ｐ’が１次元光センサ６ａ，６ｂの中心
にあるほど検出精度が高いことが示されている。直線Ｌ
1Rの傾きや直線Ｌ1R，Ｌ2Rのなす角の値が異なる場合で
も、σh 、σv の絶対値は異なるが、交点Ｐ’が１次元
光センサ６ａ，６ｂの中心にあるほど検出精度が高いと
いう特徴は同様である。また、１次元光センサ６ａ，６
ｂが平行になっていない場合でも、同じように直線
Ｌ1R，Ｌ2Rの交点Ｐ’が比較的内側にあるほど検出精度
が高い。このことも、シミュレーションにより確認され
た。
【００３９】次に、図１４に示すように、１次元光セン
サ６ａ，６ｂ，６ｃがｖR ＝１、ｈ R ＝−１及びｈR ＝
１、直線Ｌ1R，Ｌ2Rの交点が（０，ｗ）、直線Ｌ1Rが１
次元光センサ６ａとなす角度が４５度、直線Ｌ1RとＬ2R
のなす角度が９０度のときの交点Ｐ’の座標（ｈR ，ｖ
R ）の検出精度を検討する。
サ６ａ，６ｂ，６ｃがｖR ＝１、ｈ R ＝−１及びｈR ＝
１、直線Ｌ1R，Ｌ2Rの交点が（０，ｗ）、直線Ｌ1Rが１
次元光センサ６ａとなす角度が４５度、直線Ｌ1RとＬ2R
のなす角度が９０度のときの交点Ｐ’の座標（ｈR ，ｖ
R ）の検出精度を検討する。
【００４０】１次元光センサ６ａ，６ｂ，６ｃにおける
直線Ｌ1R，Ｌ2Rの位置の検出誤差が、平均零、標準偏差
σS の正規分布にそれぞれ従うとき、交点Ｐ’の座標
（ｈR，ｖR ）の検出誤差をシミュレートする。
直線Ｌ1R，Ｌ2Rの位置の検出誤差が、平均零、標準偏差
σS の正規分布にそれぞれ従うとき、交点Ｐ’の座標
（ｈR，ｖR ）の検出誤差をシミュレートする。
【００４１】図１５は、それらの標準偏差σh 、σv を
示す。この場合も直線Ｌ1R，Ｌ2Rの交点Ｐ’が内側にあ
るほど検出精度が高い。
示す。この場合も直線Ｌ1R，Ｌ2Rの交点Ｐ’が内側にあ
るほど検出精度が高い。
【００４２】以上のように、マーク光像の直線の交点位
置の検出精度を少しでも高めるためには、図１１
（ｃ），（ｄ）に示すように、マーク光像の直線の交点
が１次元光センサの内側になるように、マーク光像及び
１次元光センサを設定する必要がある。図３にみるよう
に、マーク光の交点Ｐの位置は、レンズ主点ＯRからマ
ーク光像の交点Ｐ’へ伸ばした直線の延長線上にあるの
で、マーク光の交点Ｐの測定精度を上げるには、マーク
光像の交点Ｐ’を１次元光センサ６ａ，６ｂの内側にし
てマーク光像の交点Ｐ’の検出精度を上げることが必要
である。
置の検出精度を少しでも高めるためには、図１１
（ｃ），（ｄ）に示すように、マーク光像の直線の交点
が１次元光センサの内側になるように、マーク光像及び
１次元光センサを設定する必要がある。図３にみるよう
に、マーク光の交点Ｐの位置は、レンズ主点ＯRからマ
ーク光像の交点Ｐ’へ伸ばした直線の延長線上にあるの
で、マーク光の交点Ｐの測定精度を上げるには、マーク
光像の交点Ｐ’を１次元光センサ６ａ，６ｂの内側にし
てマーク光像の交点Ｐ’の検出精度を上げることが必要
である。
【００４３】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の非接触距離
姿勢測定方法及び装置によると、対象表面に投影された
１つの交点を提供する平行でない２つの線分を含むマー
ク光を少なくとも２本の１次元光センサで受光して対象
表面の距離と姿勢を演算するようにしたため、非接触距
離姿勢測定装置の簡素化及びコストダウンを図ることが
でき、また、高速測定が可能となる。
姿勢測定方法及び装置によると、対象表面に投影された
１つの交点を提供する平行でない２つの線分を含むマー
ク光を少なくとも２本の１次元光センサで受光して対象
表面の距離と姿勢を演算するようにしたため、非接触距
離姿勢測定装置の簡素化及びコストダウンを図ることが
でき、また、高速測定が可能となる。
【図１】本発明の第１の実施の形態における非接触距離
姿勢測定装置を示す説明図である。
姿勢測定装置を示す説明図である。
【図２】結像面に形成されるマーク光像を示す説明図で
ある。
ある。
【図３】物体座標系と結像面における２次元座標系との
関係を示す説明図である。
関係を示す説明図である。
【図４】第１の実施の形態の結像面における１次元光セ
ンサとマーク光像の直線の位置の関係を示す説明図であ
る。
ンサとマーク光像の直線の位置の関係を示す説明図であ
る。
【図５】マーク光像３ａ’の重心位置を求める説明図で
ある。
ある。
【図６】対象表面の平面の各座標軸回りの姿勢を示す説
明図である。
明図である。
【図７】第１の実施の形態において対象表面までの距離
と姿勢を演算するフローチャートである。
と姿勢を演算するフローチャートである。
【図８】第１の実施の形態における光源の変形例を示す
説明図である。
説明図である。
【図９】第１の実施の形態において対象表面に投影され
たマークパターン光をマーク光像として使用する変形例
を示す説明図である。
たマークパターン光をマーク光像として使用する変形例
を示す説明図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は結像面における１次元光
センサの配置の変形例を示す説明図である。
センサの配置の変形例を示す説明図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）はマーク光像の読み取り形態
の変形例を示す説明図である。
の変形例を示す説明図である。
【図１２】マーク光像の直線の交点の位置と２つの１次
元光センサの位置関係を示す説明図である。
元光センサの位置関係を示す説明図である。
【図１３】図１２におけるマーク光像の直線の交点の位
置と交点位置検出誤差の標準偏差のグラフである。
置と交点位置検出誤差の標準偏差のグラフである。
【図１４】マーク光像の直線の交点の位置と３つの１次
元光センサの位置関係を示す説明図である。
元光センサの位置関係を示す説明図である。
【図１５】図１４におけるマーク光像の直線の交点の位
置と交点位置検出誤差の標準偏差のグラフである。
置と交点位置検出誤差の標準偏差のグラフである。
１，測定対象物 ２，対象表面 ３，光源 ３ａ，マーク光 ３ａ’，マーク光像 ４，結像レンズ ６ａ，６ｂ，１次元光センサ ７，結像面 ８，センサヘッド １０，同期信号発生器 １１ａ，１１ｂ，駆動回路 １２ａ，１２ｂ，アンプ １３ａ，１３ｂ，Ａ／Ｄ変換器 １４，メモリ １５，メモリ制御回路 １６，プロセッサ １７，表示部 １８ａ，１８ｂ，１８ｃ，読み取りライン Ｌ1 ，Ｌ2 ，マーク光の直線 Ｌ1 ’，Ｌ2 ’ ，マーク光像の直線 Ｐ，マーク光の交点 Ｐ’，マーク光像の交点
Claims (4)
- 【請求項１】 光源から測定対象物の対象表面にマーク
光を照射して得られる反射光像に基づいて前記対象表面
までの距離と前記対象表面の姿勢を測定する非接触距離
姿勢測定方法において、 １つの交点を提供する平行でない２つの線分を含むマー
ク光を前記対象表面にある第１の平面に投影し、 第２の平面に少なくとも２つの１次元センサを配置し、 前記対象表面で反射された前記マーク光像に含まれる前
記２つの線分の線分像を前記平面に形成して前記少なく
とも２つの１次元センサに長さ方向の受光強度分布を表
わす受光信号を発生させ、 前記受光信号に基づいて前記２つの線分像の前記少なく
とも２つの１次元センサ上の位置を演算し、 前記少なくとも２つの１次元センサ上の位置に基づいて
前記第１の平面の方程式を算出し、 前記第１の平面の方程式に基づいて前記対象表面までの
距離及び姿勢を演算することを特徴とする非接触距離姿
勢測定方法。 - 【請求項２】 前記マーク光の投影は、前記線分像の前
記１つの交点を前記少なくとも２つの１次元センサに挟
まれる領域の内側に形成する請求項第１項記載の非接触
距離姿勢測定方法。 - 【請求項３】 光源から測定対象物の対象表面にマーク
光を照射して得られるマーク光像に基づいて前記対象表
面までの距離と前記対象表面の姿勢を測定する非接触距
離姿勢測定装置において、 １つの交点を提供する平行でない２つの線分を含むマー
ク光を前記対象表面にある第１の平面に投影するマーク
光投影手段と、 第２の平面に前記反射光像に含まれる前記２つの線分の
線分像を形成する像形成手段と、 前記平面に配置され、前記２つの線分像に基づいて長さ
方向の受光強度分布を表わす受光信号を出力する少なく
とも２つの１次元センサと、 前記受光信号に基づいて前記２つの線分像の前記少なく
とも２つの１次元センサ上の位置を演算する第１の演算
手段と、 前記第１の演算手段の演算結果に基づいて前記第１の平
面の方程式を求め、前記第１の平面の前記方程式に基づ
いて前記対象表面までの距離及び姿勢を演算する第２の
演算手段を有することを特徴とする非接触距離姿勢測定
装置。 - 【請求項４】 前記マーク光投影手段は、前記線分像の
前記１つの交点を前記少なくとも２つの１次元センサに
挟まれる領域の内側に形成する構成の請求項第３項記載
の非接触距離姿勢測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27038095A JPH09113223A (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | 非接触距離姿勢測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27038095A JPH09113223A (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | 非接触距離姿勢測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113223A true JPH09113223A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17485457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27038095A Pending JPH09113223A (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | 非接触距離姿勢測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09113223A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004347488A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | 現場作業支援装置 |
| JP2012509464A (ja) * | 2008-11-17 | 2012-04-19 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 六自由度計測装置及び方法 |
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