3維形狀測(cè)量裝置和機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】課題是使3維形狀的測(cè)量處理高速化。為了解決該問題，3維形狀測(cè)量裝置（1）構(gòu)成為：照射部在變更測(cè)量對(duì)象區(qū)域中的照射位置的同時(shí)照射縫狀激光，攝像部（16）拍攝縫狀激光的反射光，位置檢測(cè)部（17d）通過(guò)掃描由攝像部（16）拍攝的圖像來(lái)檢測(cè)激光位置，攝像區(qū)域變更部（17b）根據(jù)縫狀激光的照射位置，變更攝像部（16）的攝像區(qū)域的位置。
【專利說(shuō)明】3維形狀測(cè)量裝置和機(jī)器人系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及3維形狀測(cè)量裝置和機(jī)器人系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往已知有測(cè)量物體的3維形狀的3維形狀測(cè)量裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]例如，3維形狀測(cè)量裝置對(duì)測(cè)量對(duì)象物照射縫狀的光線，通過(guò)攝像機(jī)拍攝其反射光。接著，3維形狀測(cè)量裝置通過(guò)掃描攝像圖像的全部像素，檢測(cè)攝像圖像中的光線的位置，根據(jù)檢測(cè)出的光線的位置計(jì)算光線的受光角度。
[0004]并且，3維形狀測(cè)量裝置根據(jù)作為已知的光線的照射角度和計(jì)算出的受光角度，使用三角測(cè)量原理，求出測(cè)量對(duì)象物的高度。通過(guò)在變更光線的照射角度的同時(shí)反復(fù)進(jìn)行這些處理，3維形狀測(cè)量裝置能夠得到測(cè)量對(duì)象物的3維形狀。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開平7-270137號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]但是，在現(xiàn)有的3維形狀測(cè)量裝置中，在根據(jù)攝像圖像來(lái)檢測(cè)光線位置的處理中，需要較多時(shí)間，該時(shí)間妨礙了 3維形狀的測(cè)量處理的高速化。
[0010]公開的技術(shù)是鑒于上述問題而完成的，目的在于能夠提供一種可使3維形狀的測(cè)量處理高速化的3維形狀測(cè)量裝置和機(jī)器人系統(tǒng)。
[0011]用于解決問題的手段
[0012]本申請(qǐng)公開的3維形狀測(cè)量裝置具有:照射部，其在變更測(cè)量對(duì)象區(qū)域中的照射位置的同時(shí)照射縫狀的光線；攝像部，其拍攝所述光線的反射光；位置檢測(cè)部，其通過(guò)掃描由所述攝像部拍攝的圖像，檢測(cè)所述光線在所述圖像中的位置；以及變更部，其根據(jù)所述光線的照射位置，變更所述攝像部的攝像區(qū)域的位置。
[0013]此外，本申請(qǐng)所公開的機(jī)器人系統(tǒng)具有:3維形狀測(cè)量裝置；機(jī)器人控制裝置，其從所述3維形狀測(cè)量裝置取得表示存在于測(cè)量對(duì)象區(qū)域的工件的3維形狀的信息，根據(jù)取得的信息向機(jī)器人指示針對(duì)所述工件的規(guī)定的作業(yè)；以及機(jī)器人，其根據(jù)來(lái)自所述機(jī)器人控制裝置的指示，進(jìn)行針對(duì)所述工件的規(guī)定的作業(yè)，所述3維形狀測(cè)量裝置具有:照射部，其在變更所述測(cè)量對(duì)象區(qū)域中的照射位置的同時(shí)照射縫狀的光線；攝像部，其拍攝所述光線的反射光；位置檢測(cè)部，其通過(guò)掃描由所述攝像部拍攝的圖像，檢測(cè)所述光線在所述圖像中的位置；以及變更部，其根據(jù)所述光線的照射位置，變更所述攝像部的攝像區(qū)域的位置。
[0014]發(fā)明效果
[0015]根據(jù)本申請(qǐng)公開的3維形狀測(cè)量裝置和機(jī)器人系統(tǒng)的I個(gè)方式，能夠使3維形狀的測(cè)量處理高速化?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置的示意外觀圖。
[0017]圖2是示出實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0018]圖3是示出攝像區(qū)域變更處理的動(dòng)作例的圖。
[0019]圖4是示出3維形狀的測(cè)量方法的圖。
[0020]圖5是示出實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置執(zhí)行的處理步驟的流程圖。
[0021]圖6-1是驅(qū)動(dòng)速度調(diào)整處理的說(shuō)明圖。
[0022]圖6-2是驅(qū)動(dòng)速度調(diào)整處理的說(shuō)明圖。
[0023]圖6-3是驅(qū)動(dòng)速度調(diào)整處理的說(shuō)明圖。
[0024]圖7是示出實(shí)施例2的3維形狀測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0025]圖8-1是攝像控制處理的說(shuō)明圖。
[0026]圖8-2是攝像控制處理的說(shuō)明圖。
[0027]圖9是示出實(shí)施例3的3維形狀測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0028]圖10-1是讀出范圍控制處理的說(shuō)明圖。
[0029]圖10-2是讀出范圍控制處理的說(shuō)明圖。
[0030]圖11是示出3維形狀測(cè)量裝置的另一結(jié)構(gòu)的圖。
[0031]圖12是示出機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下，參照附圖，對(duì)本申請(qǐng)公開的3維形狀測(cè)量裝置和機(jī)器人系統(tǒng)的幾個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外，本發(fā)明不受以下所示的實(shí)施例的示例限制。
[0033]實(shí)施例1
[0034]首先，使用圖1，說(shuō)明實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置的外觀結(jié)構(gòu)。圖1是實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置的示意外觀圖。
[0035]此外，以下，為了易于理解說(shuō)明，在測(cè)量對(duì)象物7的載置面上設(shè)置作為垂直坐標(biāo)系的XY坐標(biāo)系，以該載置面的垂直向下的方向?yàn)閆軸。此外，以下，說(shuō)明這樣的情況:將載置于工作臺(tái)6上的長(zhǎng)方體作為測(cè)量對(duì)象物7，3維形狀測(cè)量裝置I從垂直向上的方向測(cè)量該測(cè)量對(duì)象物7的3維形狀。
[0036]如圖1所示，3維形狀測(cè)量裝置I是利用掃描動(dòng)作來(lái)取得物體的3維形狀的測(cè)量裝置，該掃描動(dòng)作使用了縫狀的光線(以下，記作“縫狀激光”)。首先，3維形狀測(cè)量裝置I從激光裝置11向投光側(cè)鏡部12照射縫狀激光。
[0037]接著，3維形狀測(cè)量裝置I通過(guò)使投光側(cè)鏡部12旋轉(zhuǎn)，在變更工作臺(tái)6中的照射位置的同時(shí)照射縫狀激光。此處，在使工作臺(tái)6中的縫狀激光的照射位置從X軸的負(fù)方向朝正方向移動(dòng)的同時(shí)，從斜上方對(duì)工作臺(tái)6照射縫狀激光。
[0038]此外，3維形狀測(cè)量裝置I通過(guò)受光側(cè)鏡部14使對(duì)工作臺(tái)6或者測(cè)量對(duì)象物7照射的縫狀激光的反射光進(jìn)一步反射而入射到攝像部16。然后，3維形狀測(cè)量裝置I通過(guò)掃描由攝像部16拍攝的圖像，檢測(cè)該圖像中的縫狀激光的位置，通過(guò)使用了檢測(cè)出的激光位置的三角測(cè)量，對(duì)測(cè)量對(duì)象物7的3維形狀進(jìn)行測(cè)量。[0039]此處，在本實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置I中，攝像部16不是拍攝測(cè)量對(duì)象區(qū)域(例如，工作臺(tái)6的整個(gè)表面)的整個(gè)區(qū)域，而是只拍攝一部分區(qū)域。因此，與攝像部拍攝測(cè)量對(duì)象區(qū)域的整個(gè)區(qū)域的現(xiàn)有3維形狀測(cè)量裝置相比，本實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置I能夠縮短掃描圖像所需的時(shí)間。即，由于能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行根據(jù)由攝像部16拍攝的圖像來(lái)檢測(cè)縫狀激光的位置的處理，因此，與現(xiàn)有3維形狀測(cè)量裝置相比，能夠高速地進(jìn)行3維形狀的測(cè)量。
[0040]此外，在本實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置I中，根據(jù)縫狀激光的照射位置變更攝像區(qū)域的位置，由此，即使在如上述那樣縮小了攝像區(qū)域的情況下，也能夠適當(dāng)?shù)嘏臄z縫狀激光的來(lái)自工作臺(tái)6的反射光。下面，對(duì)本實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置I的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0041]接下來(lái)，使用圖2，對(duì)本實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置I的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖2是示出本實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置I的結(jié)構(gòu)的框圖。此外，在圖2中，僅示出說(shuō)明3維形狀測(cè)量裝置I的特征所需的構(gòu)成要素，省略關(guān)于一般構(gòu)成要素的描述。
[0042]如圖2所示，3維形狀測(cè)量裝置I具有激光裝置11、投光側(cè)鏡部12、第I驅(qū)動(dòng)部13、受光側(cè)鏡部14、第2驅(qū)動(dòng)部15、攝像部16、控制部17和存儲(chǔ)部18。
[0043]此外，控制部17具有照射控制部17a、攝像區(qū)域變更部17b、圖像信息取得部17c、位置檢測(cè)部17d和形狀測(cè)量部17e。此外，存儲(chǔ)部18存儲(chǔ)圖像信息18a、激光位置信息18b和形狀信息18c。
[0044]激光裝置11是產(chǎn)生縫狀激光的光線產(chǎn)生部，其向投光側(cè)鏡部12照射所產(chǎn)生的縫狀激光。投光側(cè)鏡部12是使由激光裝置11產(chǎn)生的縫狀激光反射而入射到工作臺(tái)6上的鏡部。
[0045]第I驅(qū)動(dòng)部13是根據(jù)來(lái)自照射控制部17a的指示對(duì)投光側(cè)鏡部12進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部。該第I驅(qū)動(dòng)部13例如由電機(jī)等構(gòu)成。第I驅(qū)動(dòng)部13通過(guò)使投光側(cè)鏡部12旋轉(zhuǎn)，使得從激光裝置11照射的縫狀激光在工作臺(tái)6上的照射位置從X軸的負(fù)方向朝正方向移動(dòng)。
[0046]此外，激光裝置11、投光側(cè)鏡部12和第I驅(qū)動(dòng)部13是在變更對(duì)測(cè)量對(duì)象物7的照射位置的同時(shí)照射縫狀激光的照射部的一例。
[0047]受光側(cè)鏡部14是使縫狀激光的來(lái)自工作臺(tái)6上的反射光反射而入射到攝像部16的鏡部。第2驅(qū)動(dòng)部15是根據(jù)來(lái)自攝像區(qū)域變更部17b的指示而使受光側(cè)鏡部14旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部。該第2驅(qū)動(dòng)部15例如由電機(jī)等構(gòu)成。第2驅(qū)動(dòng)部15通過(guò)使受光側(cè)鏡部14旋轉(zhuǎn)，能夠變更攝像部16的攝像區(qū)域的位置。
[0048]此外，在本實(shí)施例1中，如上述那樣使用不同的驅(qū)動(dòng)部使投光側(cè)鏡部12和受光側(cè)鏡部14旋轉(zhuǎn)，但是，也可以使用I個(gè)驅(qū)動(dòng)部聯(lián)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)投光側(cè)鏡部12和受光側(cè)鏡部14。后面，使用圖12對(duì)其進(jìn)行描述。
[0049]攝像部I6 例如是具有 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor:互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)傳感器作為受光元件的攝像機(jī)。該攝像部16拍攝縫狀激光的來(lái)自工作臺(tái)6或者測(cè)量對(duì)象物7的反射光。
[0050]此外，攝像部16將拍攝到的圖像輸出到圖像信息取得部17c。此外，攝像部16的受光元件不限于CMOS傳感器,也可以應(yīng)用CO) (Charge Coupled Device:電荷稱合器件)傳感器等任意的圖像傳感器。
[0051]控制部17是控制3維形狀測(cè)量裝置I整體的控制部，具有照射控制部17a、攝像區(qū)域變更部17b、圖像信息取得部17c、位置檢測(cè)部17d和形狀測(cè)量部17e。
[0052]照射控制部17a是進(jìn)行如下處理的處理部:向激光裝置11輸出指示照射縫狀激光的控制信號(hào)，并且向第I驅(qū)動(dòng)部13輸出指示使投光側(cè)鏡部12旋轉(zhuǎn)的控制信號(hào)。
[0053]此外，照射控制部17a還進(jìn)行向攝像區(qū)域變更部17b輸出表示投光側(cè)鏡部12的旋轉(zhuǎn)角度的信息(以下，記作“角度信息”)的處理。
[0054]攝像區(qū)域變更部17b是根據(jù)工作臺(tái)6中的縫狀激光的照射位置來(lái)變更攝像部16的攝像區(qū)域的位置的處理部。此處，使用圖3，對(duì)攝像區(qū)域變更部17b的攝像區(qū)域變更處理進(jìn)行說(shuō)明。圖3是示出攝像區(qū)域變更處理的動(dòng)作例的圖。
[0055]攝像區(qū)域變更部17b使用從照射控制部17a接收到的角度信息，對(duì)第2驅(qū)動(dòng)部15進(jìn)行指示，使得受光側(cè)鏡部14的角度成為與投光側(cè)鏡部12的角度對(duì)應(yīng)的角度。
[0056]具體而言，投光側(cè)鏡部12的角度與工作臺(tái)6中的縫狀激光的照射位置的關(guān)系是已知的，投光側(cè)鏡部12的角度與攝像部16的攝像區(qū)域的關(guān)系也是已知的。因此，在本實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置I中，通過(guò)與投光側(cè)鏡部12的角度對(duì)應(yīng)地變更受光側(cè)鏡部14的角度，如圖3所示，能夠使攝像部16的攝像區(qū)域以跟蹤工作臺(tái)6中的縫狀激光的照射位置的方式移動(dòng)。
[0057]由此，即使在攝像部16拍攝工作臺(tái)6上的區(qū)域的一部分的情況下，也能夠適當(dāng)?shù)嘏臄z縫狀激光的來(lái)自工作臺(tái)6的反射光。此外，與攝像部拍攝測(cè)量對(duì)象區(qū)域的整個(gè)區(qū)域的現(xiàn)有3維形狀測(cè)量裝置相比，能夠縮短圖像的掃描所需的時(shí)間，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)3維形狀的測(cè)量處理的高速化。
[0058]此外，本實(shí)施例1的攝像區(qū)域變更部17b還進(jìn)行如下處理:根據(jù)由位置檢測(cè)部17d檢測(cè)出的激光位置求出激光位置的移動(dòng)速度，根據(jù)該移動(dòng)速度調(diào)整受光側(cè)鏡部14的驅(qū)動(dòng)速度。后面使用圖6-1?圖6-3對(duì)其進(jìn)行描述。
[0059]返回圖2，繼續(xù)對(duì)控制部17進(jìn)行說(shuō)明。圖像信息取得部17c是這樣的處理部:從攝像部16依次取得由攝像部16拍攝的圖像，并將其作為圖像信息18a存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部18。此處，圖像信息取得部17c讀出并取得與攝像部16的全部受光元件對(duì)應(yīng)的信息。
[0060]位置檢測(cè)部17d是這樣的處理部:根據(jù)存儲(chǔ)部18中存儲(chǔ)的圖像信息18a檢測(cè)由攝像部16拍攝的圖像中的激光位置。
[0061]具體而言，位置檢測(cè)部17d逐行地掃描由攝像部16拍攝的圖像。并且，位置檢測(cè)部17d檢測(cè)所掃描的像素中的亮度超過(guò)規(guī)定閾值的像素中的表現(xiàn)出最高亮度的像素的位置作為激光位置。此外，在不存在表現(xiàn)出超過(guò)規(guī)定閾值的亮度的像素的情況下，設(shè)為未檢測(cè)出激光。
[0062]位置檢測(cè)部17d在對(duì)全部的行結(jié)束了上述檢測(cè)處理后，將檢測(cè)結(jié)果作為激光位置信息18b存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部18。在本實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置I中，由于攝像部16的攝像區(qū)域小于現(xiàn)有技術(shù)中的攝像區(qū)域，因此能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行位置檢測(cè)部17d的激光位置的檢測(cè)處理。
[0063]形狀測(cè)量部17e是這樣的處理部:基于存儲(chǔ)部18中存儲(chǔ)的激光位置信息18b，利用三角測(cè)量原理來(lái)測(cè)量出測(cè)量對(duì)象物7的3維形狀。此外，形狀測(cè)量部17e還進(jìn)行將3維形狀的測(cè)量結(jié)果作為形狀信息18c存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部18的處理。
[0064]在此，使用圖4，簡(jiǎn)單地說(shuō)明形狀測(cè)量部17e的3維形狀測(cè)量方法。圖4是示出3維形狀測(cè)量方法的圖。
[0065]如圖4所示，在3維形狀測(cè)量裝置I中，以使投光側(cè)鏡部12中的縫狀激光的反射位置121、受光側(cè)鏡部14中的縫狀激光的反射位置141、以及攝像部16中的縫狀激光的受光位置161位于與工作臺(tái)6平行的同一平面(以下，記作“基準(zhǔn)面Z”)上的方式配置投光側(cè)鏡部12、受光側(cè)鏡部14和攝像部16。
[0066]在此，投光側(cè)鏡部12中的縫狀激光的反射位置121與受光側(cè)鏡部14中的縫狀激光的反射位置141之間的距離a是已知的。此外，從基準(zhǔn)面Z到工作臺(tái)6的高度b也是已知的。
[0067]首先，形狀測(cè)量部17e根據(jù)投光側(cè)鏡部12的旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算縫狀激光相對(duì)于測(cè)量對(duì)象物7的照射角度Θ 1，并且，根據(jù)受光側(cè)鏡部14的旋轉(zhuǎn)角度和激光位置信息18b，計(jì)算縫狀激光的受光角度Θ 2。
[0068]接著，形狀測(cè)量部17e使用計(jì)算出的照射角度Θ 1、受光角度Θ 2以及作為已知值的距離a，根據(jù)三角測(cè)量原理，計(jì)算從基準(zhǔn)面Z到測(cè)量對(duì)象物7的高度C。
[0069]并且，形狀測(cè)量部17e通過(guò)從作為已知值的高度b減去計(jì)算出的高度C，計(jì)算出測(cè)量對(duì)象物7的高度d。這樣，通過(guò)對(duì)測(cè)量對(duì)象物7的各個(gè)部位分別計(jì)算高度d，取得測(cè)量對(duì)象物7的3維形狀。
[0070]返回圖2，對(duì)存儲(chǔ)部18進(jìn)行說(shuō)明。存儲(chǔ)部18由非易失性存儲(chǔ)器或硬盤驅(qū)動(dòng)器這樣的存儲(chǔ)設(shè)備構(gòu)成，存儲(chǔ)圖像信息18a、激光位置信息18b和形狀信息18c等。
[0071]圖像/[目息18a是表不由攝像部16拍攝的圖像的/[目息,激光位置/[目息18b是表不由攝像部16拍攝的各圖像中的激光位置的信息。此外，形狀信息18c是表示由3維形狀測(cè)量裝置I測(cè)量出的測(cè)量對(duì)象物7的3維形狀的信息。
[0072]接下來(lái)，使用圖5，對(duì)3維形狀測(cè)量裝置I的具體動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖5是示出實(shí)施例I的3維形狀測(cè)量裝置I執(zhí)行的處理的處理步驟的流程圖。
[0073]如圖5所示，在3維形狀測(cè)量裝置I中，在根據(jù)來(lái)自照射控制部17a的控制信號(hào)開始縫狀激光的照射后(步驟S101)，圖像信息取得部17c取得由攝像部16拍攝的圖像的圖像信息(步驟S102)。
[0074]接著，在3維形狀測(cè)量裝置I中，位置檢測(cè)部17d根據(jù)由圖像信息取得部17c取得的圖像的圖像信息，進(jìn)行激光位置的檢測(cè)處理(步驟S103)，形狀測(cè)量部17e根據(jù)激光位置的檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行3維運(yùn)算處理(步驟S104)，將運(yùn)算結(jié)果作為形狀信息18c存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部18 (步驟 S105)。
[0075]接著，在3維形狀測(cè)量裝置I中，判定投光側(cè)鏡部12的角度是否達(dá)到測(cè)量結(jié)束角度(步驟S106)。在該處理中，在投光側(cè)鏡部12的角度未達(dá)到測(cè)量結(jié)束角度的情況下(步驟S106，否)，照射控制部17a使投光側(cè)鏡部12旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度(步驟S107)，攝像區(qū)域變更部17b根據(jù)投光側(cè)鏡部12的角度，使受光側(cè)鏡部14旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度(步驟S108)。
[0076]3維形狀測(cè)量裝置I反復(fù)步驟S102?S108的處理，直到投光側(cè)鏡部12的角度達(dá)到測(cè)量結(jié)束角度為止，在判定為投光側(cè)鏡部12的角度達(dá)到測(cè)量結(jié)束角度時(shí)(步驟S106，是)，結(jié)束處理。[0077]由位置檢測(cè)部17d檢測(cè)出的激光位置伴隨縫狀激光的照射位置而移動(dòng)。此時(shí)，即使縫狀激光的照射位置的移動(dòng)速度即投光側(cè)鏡部12的驅(qū)動(dòng)速度固定，由位置檢測(cè)部17d檢測(cè)出的激光位置的移動(dòng)速度有時(shí)因測(cè)量對(duì)象物7的形狀而不固定。因此，即使根據(jù)縫狀激光的照射位置驅(qū)動(dòng)受光側(cè)鏡部14，也有可能根據(jù)測(cè)量對(duì)象物7的形狀的不同而無(wú)法適當(dāng)?shù)嘏臄z縫狀激光的反射光。
[0078]因此，攝像區(qū)域變更部17b根據(jù)由位置檢測(cè)部17d檢測(cè)出的激光位置求出激光位置的移動(dòng)速度，根據(jù)求出的移動(dòng)速度調(diào)整受光側(cè)鏡部14的驅(qū)動(dòng)速度，由此，與測(cè)量對(duì)象物7的形狀無(wú)關(guān)地適當(dāng)拍攝縫狀激光的反射光。
[0079]下面，使用圖6-1?圖6-3，對(duì)由攝像區(qū)域變更部17b進(jìn)行的受光側(cè)鏡部14的驅(qū)動(dòng)速度的調(diào)整處理(以下，稱作“驅(qū)動(dòng)速度調(diào)整處理”)進(jìn)行說(shuō)明。圖6-1?圖6-3是驅(qū)動(dòng)速度調(diào)整處理的說(shuō)明圖。
[0080]此外，圖6-1示出測(cè)量頂面與工作臺(tái)6平行的測(cè)量對(duì)象物7a的情況的例子，圖6-2和圖6-3分別示出測(cè)量頂面不與工作臺(tái)6平行的測(cè)量對(duì)象物7b、7c的情況的例子。此外，投光側(cè)鏡部12的驅(qū)動(dòng)速度VO和攝像部16的圖像拍攝間隔設(shè)為固定。
[0081]如圖6-1所示，在測(cè)量對(duì)象物7a的頂面與工作臺(tái)6平行的情況下，照射到該測(cè)量對(duì)象物7a的頂面的縫狀激光的反射光以與投光側(cè)鏡部12的驅(qū)動(dòng)速度VO大致相同的速度移動(dòng)。因此，攝像區(qū)域變更部17b以與投光側(cè)鏡部12相同的驅(qū)動(dòng)速度VO驅(qū)動(dòng)受光側(cè)鏡部14。
[0082]另一方面，如圖6-2所示，測(cè)量對(duì)象物7b的頂面以朝著縫狀激光的移動(dòng)方向(X軸的正方向)升高的方式傾斜。在該情況下，照射到測(cè)量對(duì)象物7b的頂面的縫狀激光的反射光以低于投光側(cè)鏡部12的驅(qū)動(dòng)速度VO的速度移動(dòng)。
[0083]因此，攝像區(qū)域變更部17b以低于投光側(cè)鏡部12的驅(qū)動(dòng)速度VO的驅(qū)動(dòng)速度Vl驅(qū)動(dòng)受光側(cè)鏡部14。
[0084]此外，如圖6-3所示，測(cè)量對(duì)象物7c的頂面以朝著縫狀激光的移動(dòng)方向(X軸的正方向)降低的方式傾斜。在該情況下，照射到測(cè)量對(duì)象物7c的頂面的縫狀激光的反射光以高于投光側(cè)鏡部12的驅(qū)動(dòng)速度VO的速度移動(dòng)。
[0085]因此，攝像區(qū)域變更部17b以高于投光側(cè)鏡部12的驅(qū)動(dòng)速度VO的驅(qū)動(dòng)速度V2驅(qū)動(dòng)受光側(cè)鏡部14。
[0086]能夠根據(jù)位置檢測(cè)部17d的激光位置的檢測(cè)歷史，計(jì)算激光位置的移動(dòng)速度。例如，攝像區(qū)域變更部17b根據(jù)從上次拍攝的圖像中檢測(cè)出的激光位置和從上上次拍攝的圖像中檢測(cè)出的激光位置，計(jì)算光線的位置的移動(dòng)速度。
[0087]S卩，攝像部16的圖像的拍攝間隔是固定且已知的。因此，攝像區(qū)域變更部17b計(jì)算從上次拍攝的圖像中檢測(cè)出的激光位置與從上上次拍攝的圖像中檢測(cè)出的激光位置的移動(dòng)距離，使計(jì)算出的移動(dòng)距離除以攝像部16的圖像拍攝間隔，由此計(jì)算出激光位置的移動(dòng)速度。通過(guò)使用上次拍攝的圖像和上上次拍攝的圖像，能夠得到與激光位置的當(dāng)前移動(dòng)速度最接近的移動(dòng)速度。
[0088]此外，不是必須使用上次拍攝的圖像和上上次拍攝的圖像來(lái)計(jì)算激光位置的移動(dòng)速度。即，攝像區(qū)域變更部17b也可以使用在上上次以前拍攝的圖像來(lái)計(jì)算激光位置的移動(dòng)速度。[0089]這樣，攝像區(qū)域變更部17b根據(jù)由位置檢測(cè)部17d檢測(cè)出的激光位置的移動(dòng)速度，調(diào)整受光側(cè)鏡部14的驅(qū)動(dòng)速度，因此能夠與測(cè)量對(duì)象物的形狀無(wú)關(guān)地適當(dāng)拍攝縫狀激光的來(lái)自測(cè)量對(duì)象物的反射光。
[0090]此外，存在如下趨勢(shì):縫狀激光的照射位置越靠近測(cè)量對(duì)象區(qū)域的端部，換言之，縫狀激光的照射角度Θ I (參照?qǐng)D4)越小，則激光位置的移動(dòng)速度越快。尤其是，當(dāng)測(cè)量對(duì)象區(qū)域在X方向上較長(zhǎng)的情況下，該趨勢(shì)變得顯著。
[0091]因此，攝像區(qū)域變更部17b例如可以調(diào)整為，縫狀激光的照射角度Θ I越小，則受光側(cè)鏡部14的驅(qū)動(dòng)速度越快。由此，能夠與縫狀激光的照射位置無(wú)關(guān)地適當(dāng)拍攝縫狀激光的來(lái)自測(cè)量對(duì)象物的反射光。
[0092]如上所述，在本實(shí)施例1中，照射部在變更測(cè)量對(duì)象區(qū)域中的照射位置的同時(shí)照射縫狀激光，攝像部拍攝縫狀激光的反射光，位置檢測(cè)部通過(guò)掃描由攝像部拍攝的圖像來(lái)檢測(cè)激光位置，攝像區(qū)域變更部根據(jù)縫狀激光的照射位置變更攝像部的攝像區(qū)域的位置。即，對(duì)于測(cè)量對(duì)象區(qū)域，僅對(duì)較小的攝像區(qū)域進(jìn)行位置檢測(cè)處理即可，因此能夠縮短位置檢測(cè)處理所需的時(shí)間，使3維形狀的測(cè)量處理高速化。
[0093]此外，在本實(shí)施例1中，由于能夠變更攝像區(qū)域的位置，因此與攝像區(qū)域固定的現(xiàn)有3維形狀測(cè)量裝置相比，能夠測(cè)量更大的范圍。
[0094]此外，在攝像區(qū)域固定的現(xiàn)有3維形狀測(cè)量裝置中，在攝像區(qū)域的制約方面，限制了能夠測(cè)量特定形狀(例如金字塔狀)的測(cè)量對(duì)象物的區(qū)域，但是在本實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置I中，由于能夠變更攝像區(qū)域，因此，對(duì)測(cè)量對(duì)象物的堆放方式?jīng)]有限制，能夠?qū)崿F(xiàn)自由度更高的測(cè)量處理。
[0095]此外，在本實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置I中，激光位置始終位于攝像區(qū)域的大致中央處，因此能夠抑制鏡頭畸變的影響，提高測(cè)量精度。
[0096]此外，在本實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置I中，能夠使用攝像區(qū)域比現(xiàn)有3維形狀測(cè)量裝置具有的攝像部小的攝像部，因此能夠?qū)崿F(xiàn)攝像部的成本降低。
[0097]實(shí)施例2
[0098]測(cè)量對(duì)象物的高度越高，則來(lái)自工作臺(tái)6的反射光的激光位置與來(lái)自測(cè)量對(duì)象物的反射光的激光位置之差(X軸方向的距離)越大。
[0099]因此，可以根據(jù)由位置檢測(cè)部17d檢測(cè)出的激光位置，變更攝像部16的攝像區(qū)域的大小。下面，對(duì)該情況的例子進(jìn)行說(shuō)明。
[0100]首先，使用圖7，說(shuō)明實(shí)施例2的3維形狀測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)。圖7是示出實(shí)施例2的3維形狀測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。此外，在以下的說(shuō)明中，對(duì)于與已說(shuō)明的部分相同的部分，標(biāo)注與已說(shuō)明的部分相同的標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)的說(shuō)明。
[0101]如圖7所示，實(shí)施例2的3維形狀測(cè)量裝置Ia的控制部17還具有攝像控制部17f。攝像控制部17f是根據(jù)由位置檢測(cè)部17d檢測(cè)出的激光位置來(lái)變更攝像部16的攝像區(qū)域的大小的處理部。攝像控制部17f通過(guò)控制攝像部16具有的受光元件中的進(jìn)行受光的受光元件的數(shù)量，變更攝像區(qū)域的大小。
[0102]此處，使用圖8-1和圖8-2，對(duì)攝像控制部17f的攝像控制處理的具體內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。圖8_1和圖8_2是攝像控制處理的說(shuō)明圖。此外，圖8_1和圖8_2所不的符號(hào)R表不測(cè)量對(duì)象區(qū)域。[0103]例如，如圖8-1所示，從X軸的負(fù)方向朝正方向?qū)d置有測(cè)量對(duì)象物7d的工作臺(tái)6照射縫狀激光。
[0104]如圖8-1的上圖所示，在不對(duì)測(cè)量對(duì)象物7d照射縫狀激光的情況下、即在僅對(duì)工作臺(tái)6照射縫狀激光的情況下，由位置檢測(cè)部17d檢測(cè)出的激光位置LI為圖8-2的上圖所示的直線狀。
[0105]在該情況下，攝像控制部17f例如控制進(jìn)行受光的受光元件的數(shù)量，使得攝像區(qū)域SI在X軸方向上的寬度成為預(yù)先決定的規(guī)定的寬度wl。由此，攝像部16在進(jìn)行下次拍攝時(shí)，拍攝X軸方向上的寬度為wl的攝像區(qū)域。
[0106]另一方面，如圖8-1的下圖所示，當(dāng)縫狀激光到達(dá)載置有測(cè)量對(duì)象物7d的位置時(shí)，如圖8-2的下圖所示，在來(lái)自工作臺(tái)6的反射光的激光位置L2與來(lái)自測(cè)量對(duì)象物7d的反射光的激光位置L3之間產(chǎn)生差異。即，與沒有載置測(cè)量對(duì)象物7d的位置相比，在載置有測(cè)量對(duì)象物7d的位置處，所檢測(cè)出的激光位置在X軸方向上的寬度變大。
[0107]因此，攝像控制部17f控制進(jìn)行受光的受光元件的數(shù)量，使得攝像區(qū)域S2在X軸方向上的寬度成為比wl大的《2。其結(jié)果是，攝像部16在載置有測(cè)量對(duì)象物7d的位置處的攝像區(qū)域S2大于在未載置有測(cè)量對(duì)象物7d的位置處的攝像區(qū)域SI。因此，即使在檢測(cè)的激光位置在X軸方向上的寬度變大的情況下，也能夠適當(dāng)?shù)貦z測(cè)激光位置。
[0108]此外，相反，在未載置有測(cè)量對(duì)象物7d的位置處的攝像區(qū)域SI小于攝像部16在載置有測(cè)量對(duì)象物7d的位置處的攝像區(qū)域S2。因此，能夠減少多余的圖像數(shù)據(jù)量，縮短取得圖像和檢測(cè)激光位置所需的時(shí)間。
[0109]如上所述，在實(shí)施例2中，攝像控制部根據(jù)由位置檢測(cè)部檢測(cè)出的激光位置，變更攝像部的攝像區(qū)域的大小。即，根據(jù)激光位置在X軸方向上的寬度，增加/減少攝像區(qū)域在X軸方向上的寬度，因此能夠防止激光位置的漏檢，并使3維形狀的測(cè)量處理更加高速化。
[0110]此外，攝像控制部17f例如可以決定如下這樣的寬度作為攝像區(qū)域在X軸方向上的寬度，該寬度以相對(duì)于檢測(cè)出的激光位置中的X軸負(fù)方向側(cè)的端部朝X軸負(fù)方向側(cè)隔開規(guī)定的距離的位置為起點(diǎn)，以相對(duì)于檢測(cè)出的激光位置中的X軸正方向側(cè)的端部朝X軸正方向側(cè)隔開規(guī)定的距離的位置為終點(diǎn)。
[0111]例如，在圖8-2的下圖所示的情況下，決定寬度W2作為攝像區(qū)域在X軸方向上的寬度，寬度W2以相對(duì)于激光位置L3朝X軸負(fù)方向側(cè)隔開規(guī)定的距離Pl的位置為起點(diǎn)，以相對(duì)于激光位置L2朝X軸正方向側(cè)隔開規(guī)定的距離P2的位置為終點(diǎn)。此外，朝X軸負(fù)方向側(cè)的規(guī)定的距離Pl和朝X軸正方向側(cè)的規(guī)定的距離P2可以是相同的值，也可以是不同的值。
[0112]此外，攝像控制部17f也可以根據(jù)基于激光位置而計(jì)算出的測(cè)量對(duì)象物的高度(例如，圖4所示的高度d)的值，變更攝像區(qū)域的大小。即，攝像控制部17f可以根據(jù)上次掃描的形狀信息確定工件的高度，根據(jù)確定出的工件的高度決定攝像區(qū)域的寬度。
[0113]實(shí)施例3
[0114]在上述的實(shí)施例2中，根據(jù)由位置檢測(cè)部17d檢測(cè)出的激光位置，變更攝像部16的攝像區(qū)域的大小，也可以根據(jù)由位置檢測(cè)部17d檢測(cè)出的激光位置，變更從攝像部16讀出的圖像的讀出范圍。下面，對(duì)該情況的例子進(jìn)行說(shuō)明。
[0115]首先，使用圖9，對(duì)實(shí)施例3的3維形狀測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖9是示出實(shí)施例3的3維形狀測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。此外，在以下的說(shuō)明中，對(duì)于與已說(shuō)明的部分相同的部分，標(biāo)注與已說(shuō)明的部分相同的標(biāo)號(hào)，并省略重復(fù)的說(shuō)明。
[0116]如圖9所示，實(shí)施例3的3維形狀測(cè)量裝置Ib的控制部17還具有讀出范圍控制部17g。讀出范圍控制部17g是根據(jù)由位置檢測(cè)部17d檢測(cè)出的激光位置變更從攝像部16讀出的圖像的讀出范圍的處理部。讀出范圍控制部17g指示圖像信息取得部17c讀出從攝像部16的各個(gè)受光元件輸入的信息中的來(lái)自哪個(gè)受光元件的信息，由此進(jìn)行讀出范圍的變更。
[0117]此處，使用圖10-1和圖10-2，對(duì)讀出范圍控制部17g的讀出范圍控制處理的具體內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。圖10-1和圖10-2是讀出范圍控制處理的說(shuō)明圖。
[0118]如圖10-1所不,與實(shí)施例2相同地,從X軸的負(fù)方向朝正方向?qū)d置有測(cè)量對(duì)象物7e的工作臺(tái)6照射縫狀激光。在上述的實(shí)施例2中，根據(jù)激光位置變更攝像區(qū)域的大小，但是，在實(shí)施例3中，不進(jìn)行攝像區(qū)域的大小的變更(B卩，攝像區(qū)域在X軸方向上的寬度WO設(shè)為固定)，而變更來(lái)自攝像部16的讀出范圍。
[0119]具體而言，如在實(shí)施例2中已經(jīng)說(shuō)明的那樣，在僅對(duì)工作臺(tái)6照射縫狀激光的情況下，由位置檢測(cè)部17d檢測(cè)出的激光位置L4成為圖10-2的上圖所示的直線狀。
[0120]在該情況下，讀出范圍控制部17g指示圖像信息取得部17c從攝像區(qū)域S3中的包含激光位置L4的規(guī)定寬度Si的讀出范圍Tl中讀出圖像信息。由此，圖像信息取得部17c在通過(guò)攝像部16拍攝下一圖像時(shí)，僅讀出從攝像部16輸入的圖像信息中的讀出范圍Tl的圖像信息，將其作為圖像信息18a存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部18。
[0121]此外，如圖10-1的下圖所示，當(dāng)縫狀激光到達(dá)載置有測(cè)量對(duì)象物7e的位置時(shí)，如圖10-2的下圖所示，在來(lái)自工作臺(tái)6的反射光的激光位置L5與來(lái)自測(cè)量對(duì)象物7e的反射光的激光位置L6之間產(chǎn)生差異。
[0122]在該情況下，讀出范圍控制部17g指示圖像信息取得部17c從攝像區(qū)域S4中的包含激光位置L5和L6的規(guī)定寬度s2的讀出范圍T2中讀出圖像信息。如圖10_2的下圖所示，從攝像區(qū)域S4讀出的圖像信息的寬度s2大于從攝像區(qū)域S3讀出的圖像信息的寬度Si。S卩，讀出范圍T2大于讀出范圍Tl。由此，圖像信息取得部17c在通過(guò)攝像部16拍攝下一圖像時(shí)，僅讀出從攝像部16輸入的圖像信息中的讀出范圍T2的圖像信息，將其作為圖像信息18a存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部18。
[0123]這樣，在實(shí)施例3中，讀出范圍控制部根據(jù)由位置檢測(cè)部檢測(cè)出的激光位置，變更從攝像部讀出的圖像的讀出范圍。即，根據(jù)激光位置在X軸方向上的寬度，增加/減小讀出范圍在X軸方向上的寬度，因此，與實(shí)施例2相同，能夠防止激光位置的漏檢，并使3維形狀的測(cè)量處理進(jìn)一步高速化。
[0124]此外，與實(shí)施例2相同，讀出范圍控制部可決定如下這樣的寬度作為讀出范圍的X軸方向上的寬度，該寬度以相對(duì)于檢測(cè)出的激光位置中的X軸負(fù)方向側(cè)的端部朝X軸負(fù)方向側(cè)隔開規(guī)定的距離的位置為起點(diǎn)，以相對(duì)于檢測(cè)出的激光位置中的X軸正方向側(cè)的端部朝X軸正方向側(cè)隔開規(guī)定的距離的位置為終點(diǎn)。
[0125]實(shí)施例4
[0126]在上述各個(gè)實(shí)施例中，對(duì)分別使用第I驅(qū)動(dòng)部13和第2驅(qū)動(dòng)部15來(lái)驅(qū)動(dòng)投光側(cè)鏡部12和受光側(cè)鏡部14的情況的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是不限于此。即，也可以使用I個(gè)驅(qū)動(dòng)部，聯(lián)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)投光側(cè)鏡部12和受光側(cè)鏡部14。
[0127]下面，使用圖11，對(duì)該情況進(jìn)行說(shuō)明。圖11是示出3維形狀測(cè)量裝置的另一結(jié)構(gòu)的圖。
[0128]如圖11所示，實(shí)施例4的3維形狀測(cè)量裝置Ic具有第3驅(qū)動(dòng)部20，來(lái)替代第I驅(qū)動(dòng)部13和第2驅(qū)動(dòng)部15。該第3驅(qū)動(dòng)部20與第I驅(qū)動(dòng)部13、第2驅(qū)動(dòng)部15相同地由電機(jī)等構(gòu)成，由攝像區(qū)域變更部17b進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0129]在實(shí)施例4的3維形狀測(cè)量裝置Ic中，例如，第3驅(qū)動(dòng)部20的軸、投光側(cè)鏡部12的旋轉(zhuǎn)軸和受光側(cè)鏡部14的旋轉(zhuǎn)軸分別設(shè)置有滑輪，帶21架設(shè)在各個(gè)滑輪之間。并且，在3維形狀測(cè)量裝置Ic中，使第3驅(qū)動(dòng)部20進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)帶21將該第3驅(qū)動(dòng)部20的旋轉(zhuǎn)力傳遞到投光側(cè)鏡部12和受光側(cè)鏡部14，由此聯(lián)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)投光側(cè)鏡部12和受光側(cè)鏡部14。
[0130]這樣，在實(shí)施例4中，攝像區(qū)域變更部使用I個(gè)驅(qū)動(dòng)部聯(lián)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)投光側(cè)鏡部和受光側(cè)鏡部，由此在變更縫狀激光的照射位置的同時(shí)，根據(jù)該照射位置變更攝像部的攝像區(qū)域。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)3維形狀測(cè)量裝置的成本削減。
[0131]此外，在圖11中，示出了使投光側(cè)鏡部12和受光側(cè)鏡部14以相同速度旋轉(zhuǎn)的情況的例子，但是例如也可以適當(dāng)?shù)貙⑼豆鈧?cè)鏡部12和受光側(cè)鏡部14的滑輪直徑設(shè)為不同，由此使投光側(cè)鏡部12和受光側(cè)鏡部14以不同的速度旋轉(zhuǎn)。此外，也可以在各滑輪、投光側(cè)鏡部12以及受光側(cè)鏡部14之間分別設(shè)置與作為測(cè)量對(duì)象的距離對(duì)應(yīng)地調(diào)整減速比的減速器。
[0132]實(shí)施例5
[0133]接下來(lái)，使用圖12，對(duì)應(yīng)用了 3維形狀測(cè)量裝置的機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖12是示出機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。此處對(duì)應(yīng)用了實(shí)施例1的3維形狀測(cè)量裝置I的機(jī)器人系統(tǒng)的例子進(jìn)行說(shuō)明，但是，對(duì)于實(shí)施例2?4的3維形狀測(cè)量裝置Ia?Ic也同樣適用。
[0134]此外，下面將說(shuō)明使機(jī)器人進(jìn)行從散亂堆放的工件中逐一取出工件的作業(yè)的情況的例子。在圖12中，圖示了螺栓作為工件的一例，但是工件可以是螺栓以外的任意部件。
[0135]如圖12所示，機(jī)器人系統(tǒng)100包含3維形狀測(cè)量裝置1、機(jī)器人控制裝置2和機(jī)器人3。3維形狀測(cè)量裝置I設(shè)置在堆積的工件的上方，對(duì)工件的3維形狀進(jìn)行測(cè)量。
[0136]機(jī)器人控制裝置2與3維形狀測(cè)量裝置I以及機(jī)器人3連接，從3維形狀測(cè)量裝置I取得與散亂堆放的工件相關(guān)的形狀信息18c。此外，機(jī)器人控制裝置2根據(jù)取得的形狀信息18c，判別作為作業(yè)對(duì)象的工件，指示機(jī)器人3進(jìn)行取出已判別的工件的作業(yè)。
[0137]機(jī)器人3例如在具備7軸關(guān)節(jié)的機(jī)械臂的前端具有夾持工件的機(jī)器手。該機(jī)器人3根據(jù)從機(jī)器人控制裝置2輸入的作業(yè)對(duì)象的工件的位置和方向，驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂和機(jī)器手，夾持并取出工件。此外，機(jī)器人3也可以繼續(xù)進(jìn)行將取出的工件安裝到規(guī)定部件上的作業(yè)等。
[0138]機(jī)器人系統(tǒng)100如上述這樣構(gòu)成，3維形狀測(cè)量裝置I使比現(xiàn)有技術(shù)的攝像區(qū)域小的攝像部16的攝像區(qū)域以跟蹤縫狀激光的照射位置的方式移動(dòng)，根據(jù)由位置檢測(cè)部17d檢測(cè)出的激光位置測(cè)量工件的3維形狀。
[0139]由此，根據(jù)機(jī)器人系統(tǒng)100，能夠縮短從通過(guò)3維形狀測(cè)量裝置I開始工件的形狀測(cè)量起到通過(guò)機(jī)器人3夾持工件為止的處理時(shí)間，提高作業(yè)效率。[0140]此外，在機(jī)器人系統(tǒng)100中，也可以將從機(jī)器人控制裝置2輸出的對(duì)機(jī)器人3的作業(yè)指示輸出到3維形狀測(cè)量裝置1，根據(jù)該作業(yè)指示變更攝像區(qū)域的大小或者讀出范圍的大小。
[0141]S卩，在通過(guò)機(jī)器人3從堆積的工件中取出特定工件時(shí)，有時(shí)僅在取出的工件的周邊，形狀發(fā)生變化，在其它區(qū)域，形狀不發(fā)生變化。
[0142]因此，3維形狀測(cè)量裝置I根據(jù)從機(jī)器人控制裝置2輸出的對(duì)機(jī)器人3的作業(yè)指示，確定由機(jī)器人3取出的工件的周邊區(qū)域，根據(jù)確定出的區(qū)域，變更攝像區(qū)域的大小或者讀出范圍的大小。例如，3維形狀測(cè)量裝置I可以以使確定出的區(qū)域與攝像區(qū)域或者讀出范圍一致的方式變更攝像區(qū)域的大小或者讀出范圍的大小。由此，能夠使3維形狀的測(cè)量處
理進(jìn)一步高速化。
[0143]此外，在實(shí)施例5中，分開地設(shè)置3維形狀測(cè)量裝置I和機(jī)器人3，但是3維形狀測(cè)量裝置I也可以一體地設(shè)置在機(jī)器人3的機(jī)械臂的前端部。
[0144]在采用該結(jié)構(gòu)的情況下，機(jī)器人控制裝置2每當(dāng)機(jī)器人3結(jié)束工件的安裝作業(yè)時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂，使3維形狀測(cè)量裝置I移動(dòng)到能夠測(cè)量作為作業(yè)對(duì)象的工件的形狀的位置。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省機(jī)器人系統(tǒng)100的設(shè)置空間。
[0145]此外，在上述各個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)變更投光側(cè)鏡部12的角度、即照射角度來(lái)變更縫狀激光在測(cè)量對(duì)象區(qū)域中的照射位置，但是，也可以在使照射角度保持固定的狀態(tài)下變更縫狀激光在測(cè)量對(duì)象區(qū)域中的照射位置。
[0146]例如，通過(guò)在使激光裝置11與XY平面平行地移動(dòng)的同時(shí)，向測(cè)量對(duì)象區(qū)域照射縫狀激光，由此，能夠在不變更照射角度的情況下，變更縫狀激光在測(cè)量對(duì)象區(qū)域中的照射位置。
[0147]此外，在上述各個(gè)實(shí)施例中，說(shuō)明了通過(guò)對(duì)受光側(cè)鏡部14進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)來(lái)變更攝像部16的攝像區(qū)域的位置的情況的例子，但是，也可以通過(guò)對(duì)攝像部16自身進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)來(lái)變更攝像區(qū)域。在該情況下，將攝像部16設(shè)在受光側(cè)鏡部14的設(shè)置位置，使用第2驅(qū)動(dòng)部15來(lái)驅(qū)動(dòng)攝像部16即可。
[0148]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，能夠容易地導(dǎo)出另外的效果或變形例。因此，本發(fā)明的更廣泛的方式不限于如上所表達(dá)和記述的特定的詳細(xì)的和代表性的實(shí)施方式。因此，在不脫離由權(quán)利要求及其等同物定義的、發(fā)明的總體概念精神或范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變更。
[0149]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0150]l、la?lc3維形狀測(cè)量裝置
[0151]11激光裝置
[0152]12投光側(cè)鏡部
[0153]13第I驅(qū)動(dòng)部
[0154]14受光側(cè)鏡部
[0155]15第2驅(qū)動(dòng)部
[0156]16攝像部
[0157]17控制部
[0158]17a照射控制部[0159]17b攝像區(qū)域變更部
[0160]17c圖像信息取得部
[0161]17d位置檢測(cè)部
[0162]17e形狀測(cè)量部
[0163]17f攝像控制部
[0164]17g讀出范圍控制部
[0165]18存儲(chǔ)部
[0166]18a圖像信息
[0167]18b激光位置信息
[0168]18c形狀信息
[0169]2機(jī)器人控制裝置
[0170]3機(jī)器人
[0171]6工作臺(tái)
[0172]7、7a?7e測(cè)量對(duì)象物
【權(quán)利要求】
1.一種3維形狀測(cè)量裝置，其特征在于，該3維形狀測(cè)量裝置具有: 照射部，其在變更測(cè)量對(duì)象區(qū)域中的照射位置的同時(shí)照射縫狀的光線； 攝像部，其拍攝所述光線的反射光； 位置檢測(cè)部，其通過(guò)掃描由所述攝像部拍攝的圖像，檢測(cè)所述光線在所述圖像中的位置；以及 變更部，其根據(jù)所述光線的照射位置，變更所述攝像部的攝像區(qū)域的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3維形狀測(cè)量裝置，其特征在于， 所述3維形狀測(cè)量裝置還具有受光側(cè)鏡部，該受光側(cè)鏡部使所述光線的反射光反射而入射到所述攝像部， 所述變更部通過(guò)根據(jù)所述光線的照射位置驅(qū)動(dòng)所述受光側(cè)鏡部，變更所述攝像區(qū)域的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的3維形狀測(cè)量裝置，其特征在于， 所述變更部根據(jù)由所述位置檢測(cè)部檢測(cè)出的所述光線的位置的移動(dòng)速度，調(diào)整所述受光側(cè)鏡部的驅(qū)動(dòng)速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的3維形狀測(cè)量裝置，其特征在于， 所述變更部根據(jù)從上次拍攝的圖像中檢測(cè)出的所述光線的位置和從上上次拍攝的圖像中檢測(cè)出的所述光線的位置，計(jì)算所述光線的位置的移動(dòng)速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3維形狀測(cè)量裝置，其特征在于， 所述3維形狀測(cè)量裝置還具有攝像控制部，該攝像控制部根據(jù)由所述位置檢測(cè)部檢測(cè)出的所述光線的位置，變更所述攝像區(qū)域的大小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3維形狀測(cè)量裝置，其特征在于， 所述3維形狀測(cè)量裝置還具有讀出范圍控制部，該讀出范圍控制部根據(jù)由所述位置檢測(cè)部檢測(cè)出的所述光線的位置，變更從所述攝像部讀出的圖像的讀出范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的3維形狀測(cè)量裝置，其特征在于， 所述照射部還具有: 光線產(chǎn)生部，其產(chǎn)生所述光線；以及 投光側(cè)鏡部，其使由所述光線產(chǎn)生部產(chǎn)生的光線反射而入射到所述測(cè)量對(duì)象區(qū)域，所述變更部通過(guò)使用I個(gè)驅(qū)動(dòng)部聯(lián)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)所述投光側(cè)鏡部和所述受光側(cè)鏡部，變更所述光線的照射位置，并根據(jù)該照射位置，變更所述攝像部的攝像區(qū)域的位置。
8.—種機(jī)器人系統(tǒng),其特征在于,該機(jī)器人系統(tǒng)具有: 3維形狀測(cè)量裝置； 機(jī)器人控制裝置，其從所述3維形狀測(cè)量裝置取得表示存在于測(cè)量對(duì)象區(qū)域的工件的3維形狀的信息，根據(jù)取得的信息向機(jī)器人指示針對(duì)所述工件的規(guī)定的作業(yè)；以及 機(jī)器人，其根據(jù)來(lái)自所述機(jī)器人控制裝置的指示，進(jìn)行針對(duì)所述工件的規(guī)定的作業(yè)， 所述3維形狀測(cè)量裝置具有: 照射部，其在變更所述測(cè)量對(duì)象區(qū)域中的照射位置的同時(shí)照射縫狀的光線； 攝像部，其拍攝所述光線的反射光； 位置檢測(cè)部，其通過(guò)掃描由所述攝像部拍攝的圖像，檢測(cè)所述光線在所述圖像中的位置；以及變更部，其根據(jù)所述光線 的照射位置，變更所述攝像部的攝像區(qū)域的位置。
【文檔編號(hào)】G01B11/24GK103620341SQ201180071697
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月20日
【發(fā)明者】一丸勇二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)