従来の校正方法の操作が複雑であり、校正基準物の加工が困難かつ校正精度が低い問題を解決するために、平面直角三角形の校正基準物を例として、レーザープロファイルスキャナに基づく拘束線輪郭点集合の登録を用いたハンドアイ校正法を提案する。まず、拘束線輪郭点集合登録法を用いたハンドアイ校正の基本的な考え方を説明し、設計した非対称直角三角形校正基準物に基づく校正実施手順を示す。次に、直角三角形の線輪郭情報に基づいて拘束点集合登録モデルを構築し、まず特徴点に基づく粗い登録方法で空間探索範囲を縮小し、その後、特徴点から輪郭線への射影拘束関係に基づく精密登録を行う。最後に、共分散行列適応進化戦略を用いて輪郭特徴の最適適合解を求め、校正結果の性能を評価するための輪郭損失誤差評価指標を提案する。提案手法に基づき、ロボットと線レーザープロファイルセンサーを用いて校正実験を行った結果、12個のロボット組合せ姿勢で求めた校正パラメータの平均輪郭損失誤差は0.0842、標準球直径の平均フィッティング偏差は0.0185 mm、球面投影誤差の最大標準偏差は0.065 mmであり、良好な安定性と解決効率を示し、高い校正精度を持つことが確認された。三つの異なる姿勢での校正基準物の校正結果を計算すると、標準球直径のフィッティング偏差と球面投影誤差の標準偏差はいずれも0.1 mm未満であった。標準球の中心座標の標準偏差平均は0.101 mmであり、単一ステップ校正法で得られた0.1487 mmより低く、高いロバスト性を示しつつ、校正効率と汎用性を兼ね備え、産業用校正精度の要求を満たすことができる。

ハンドアイ校正;線輪郭特徴;点集合登録;三次元再構成