METHOD AND SYSTEM FOR AUTOMATICALLY DETERMINING THE POSITION AND ORIENTATION OF AN OBJECT IN 3-D SPACE
Un procédé et un système (10) permettent de déterminer automatiquement la position et l'orientation d'un objet (16) au moyen même d'une seule image numérisée (24) générée par même une seule caméra (20) sans qu'il soit nécessaire d'utiliser de la lumière structurée. L'im...
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Format: | Patent |
Sprache: | eng ; fre ; ger |
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Zusammenfassung: | Un procédé et un système (10) permettent de déterminer automatiquement la position et l'orientation d'un objet (16) au moyen même d'une seule image numérisée (24) générée par même une seule caméra (20) sans qu'il soit nécessaire d'utiliser de la lumière structurée. L'image numérisée contient au moins trois caractéristiques géométriques non colinéaires (A, B, C, D) de l'objet (16). Ces trois caractéristiques (A, B, C, D) peuvent être coplanaires ou non. Dans un système à une seule caméra, les caractéristiques géométriques sont des points, et dans un système à caméras multiples, ces caractéristiques sont typiquement formées de combinaisons de points et de lignes. La localisation des caractéristiques (A, B, C, D) est déterminée et traitée dans un ordinateur programmé (38) avec des données de référence et des données de calibrage de la caméra afin de donner au moins trois lignes non parallèle en trois dimensions. Ces lignes en trois dimensions sont utilisées par un algorithme itératif afin d'obtenir des données concernant la position, l'orientation et le décalage de l'objet dans l'espace tridimensionnel.
A method and system for automatically determining the position and orientation of an object by utilizing as few as a single digital image generated by as few as a single camera without the use of a structured light. The digital image contains at least three non-colinear geometric features of the object. The three features may be either coplanar or non-coplanar. The features or targets are viewed such that perspective information is present in the digital image. In a single camera system the geometric features are points, and in a multi-camera system, the features are typically combinations of points and lines. The location of the features are determined and processed within a programmed computer together with reference data and camera calibration data to provide at least three non-parallel 3-D lines. The 3-D lines are utilized by an iterative algorithm to obtain data relating to the position and orientation of the object in 3-D space. The resultant data is subsequently utilized to calculate an offset of the object from the camera. The offset is then transformed into the coordinate system or frame of a peripheral device such as a robot, programmable controller, numerically controlled machine, etc. Finally, the programmed computer transfers the transformed offset to the peripheral device which utilizes the transformed offset to modify its preprogrammed path. |
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