[发明专利]图像测量设备、图像测量方法和图像测量程序

说明书

技术领域

本发明涉及用于从通过照相机拍摄的图像测量工件的二维位置和/或姿势的图像测量。

背景技术

一般地，已知可从由照相机拍摄的图像测量要成像对象（以下，简称为工件）的二维位置姿势。实际工件的位置姿势由实际空间坐标（世界坐标系）代表，而拍摄的图像由图像坐标（图像坐标系）代表。因此，为了从拍摄图像测量工件的二维位置姿势，需要使关于图像坐标[像素（pixel）]的信息与实际空间坐标[毫米（mm）]相关。即，相互参照识别照相机的成像面与二维测量的测量面。

这两个面的识别需要校准照相机的内部参数（诸如图像中心位置、焦距和透镜的畸变的参数）和外部参数（旋转参数和平移参数）。

常规上，通过将已预先测量其在实际空间中的相对位置关系的校准图案成像并比较拍摄图像上的校准图案与实际空间中的校准图案之间的相对位置关系，校准外部参数（日本专利申请公开No.2003-50107）。

发明内容

不幸的是，根据日本专利申请公开No.2003-50107的方法，如果在具有校准的外部参数的平面与测量对象实际所处的平面之间存在差异，那么出现测量误差。一般地，在工件位于固定平面上的情况下，在校准了外部参数的平面（以下，称为校准平面）和工件的测量平面之间不出现大的差异。因此，这种测量误差不导致问题。但是，在通过例如机器人臂的末端执行器（end effector）夹持工件的情况下，工件的位置姿势会根据工件的夹持位置改变。在这种情况下，校准平面与工件的测量平面之间的差异大。该差异导致基于平面之间的差异的测量误差因此变大的问题。

因此，本发明的目的是，即使在工件的测量平面与具有校准的外部参数的平面之间出现差异的情况下，也能够以小的误差实现二维测量。

根据本发明的图像测量设备包括：拍摄由保持装置保持的工件的图像的第一照相机；检测由保持装置保持的工件的测量平面的位置和/或姿势的检测装置；和存储第一照相机的外部参数和校准了外部参数的校准平面的位置和/或姿势、基于检测装置的检测值校正外部参数使得测量平面与校准平面的位置和/或姿势相互一致、并且通过使用经校正的外部参数从由第一照相机拍摄的图像测量工件的二维位置和/或姿势的控制单元。

根据本发明的图像测量方法是使其外部参数被校准了的照相机拍摄由保持装置保持的工件的图像并基于拍摄的图像测量工件的二维位置和/或姿势的方法，该方法包括使计算装置：计算校准了外部参数的校准平面与工件的测量平面之间的差值；基于通过差值计算所计算的差值校正外部参数，使得测量平面与校准平面的位置和/或姿势相互一致；以及，通过使用经外部参数的校正处理校正过的外部参数从由照相机拍摄的图像二维地测量工件的二维位置和/或姿势。

从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的包括图像测量设备的自动组装装置的示意图。

图2是示出图1的图像测量设备的控制单元的示意图。

图3是示出图1中的图像测量设备对于外部参数的校准的流程图。

图4A是示出校准外部参数时的图像测量设备的示意图。

图4B是示出校准基准件的示意图。

图5是示出通过图1中的图像测量设备进行的二维图像测量的流程图。

图6是示出二维测量工件时的图像测量设备的示意图。

图7A是示出校准基准件与工件之间的初始位移的示图。

图7B是示出工件的测量平面与校准平面之间的位置的差异的示图。

图8是示出包括根据本发明的第二实施例的图像测量设备的自动组装装置的示意图。

图9是示出图8中的图像测量设备校准外部参数的状态的示意图。

图10是示出工件的测量平面与校准平面之间的位置姿势的差异的示图。

图11是示出包括根据本发明的第三实施例的图像测量设备的自动组装装置的示意图。

图12是示出根据本发明的第三实施例的保持装置保持工件的状态的平面图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本发明的优选实施例。

第一实施例

图像测量设备的构造