JP2007256101A - Unevenness determination device, and unevenness determination method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、凹凸判定装置及び凹凸判定方法に係り、特に、計測対象の凹凸の有無を判定する凹凸判定装置及び凹凸判定方法に関する。 The present invention relates to an unevenness determination apparatus and an unevenness determination method, and more particularly to an unevenness determination apparatus and an unevenness determination method for determining the presence or absence of an unevenness to be measured.
従来より、移動ロボットの移動に際しては、床面の凹凸状態が移動安定性に大きな影響を与えるため、床面の形状を三次元センサで計測して三次元座標で表した上で、形状としての特徴や凹凸を判定して移動制御を行ってきた。この方法では、床面に凹凸がある場合にも無い場合にも、三次元形状の計測を行う必要があるために、床面に凹凸が無い場合にも形状計測のための処理に時間がかかり、更に得られた形状からその凹凸を判断するためにも時間がかかるために、安定な移動のために移動速度を遅くする必要があるなどの悪影響が出ていた。 Conventionally, when moving a mobile robot, the unevenness of the floor surface has a large effect on the movement stability. Therefore, the shape of the floor surface is measured with a 3D sensor and expressed in 3D coordinates. Movement control has been performed by judging features and unevenness. In this method, since it is necessary to measure a three-dimensional shape whether or not the floor surface is uneven, it takes time to perform the shape measurement process even when the floor surface is not uneven. Further, since it takes time to judge the unevenness from the obtained shape, there is an adverse effect that it is necessary to slow down the moving speed for stable movement.
ここで、スリット光源とTVカメラを用いた光切断法による高さ計測装置で、三次元形状の測定処理速度を速くするために、スリット光の反射画像を撮像したTVカメラの画像処理領域を予め狭く設定しておく高さ測定装置が知られている(特許文献1)。 Here, in order to increase the measurement processing speed of the three-dimensional shape with the height measuring device by the light cutting method using the slit light source and the TV camera, the image processing area of the TV camera that captured the reflected image of the slit light is previously set. A height measuring device that is set narrowly is known (Patent Document 1).
この高さ測定装置では、狭い範囲を走査することになるので処理時間は短縮されるが、測定範囲は狭くなっている。また、対象の三次元形状を座標データとしている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、得られた三次元形状から凹凸の有無を判定する必要があり、床面に凹凸が無い場合には無駄な処理時間を要してしまう、という問題がある。 However, in the technique described in Patent Document 1, it is necessary to determine the presence or absence of unevenness from the obtained three-dimensional shape, and there is a problem that wasteful processing time is required when there is no unevenness on the floor surface. is there.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、計測対象の三次元形状を直接計測することなく、容易かつ高速に計測対象の凹凸の有無を判定することができる凹凸判定装置及び凹凸判定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can provide an unevenness determination device that can easily and quickly determine the presence or absence of unevenness in a measurement object without directly measuring the three-dimensional shape of the measurement object. And it aims at providing the unevenness | corrugation determination method.
上記の目的を達成するために本発明に係る凹凸判定装置は、計測対象に対してスリット状の光を照射するスリット光照射手段と、前記スリット光照射手段によって照射され、かつ、前記計測対象から反射された反射光を撮像して、スリット光反射像を生成する撮像手段と、前記撮像手段によって生成されたスリット光反射像を構成する線分の本数を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された前記線分の本数に基づいて、前記計測対象の凹凸の有無を判定する判定手段とを含んで構成されている。 In order to achieve the above object, an unevenness determination apparatus according to the present invention is provided with a slit light irradiating unit that irradiates a measurement target with slit-shaped light, and is irradiated by the slit light irradiating unit, and from the measurement target. An imaging unit that captures reflected reflected light to generate a slit light reflection image, a calculation unit that calculates the number of line segments constituting the slit light reflection image generated by the imaging unit, and the calculation unit And determining means for determining the presence or absence of the unevenness of the measurement object based on the calculated number of the line segments.
また、本発明に係る凹凸判定方法は、計測対象に対してスリット状の光を照射し、前記照射され、かつ、前記計測対象から反射された反射光を撮像して、スリット光反射像を生成し、前記生成されたスリット光反射像を構成する前記線分の本数を算出し、前記算出された線分の本数に基づいて、前記計測対象の凹凸の有無を判定することを特徴としている。 Further, the unevenness determination method according to the present invention generates a slit light reflection image by irradiating a measurement target with slit-shaped light, and imaging the reflected light that is irradiated and reflected from the measurement target. Then, the number of the line segments constituting the generated slit light reflection image is calculated, and the presence / absence of the unevenness of the measurement target is determined based on the calculated number of line segments.
本発明によれば、計測対象に対してスリット状の光を照射し、照射され、かつ、計測対象から反射された反射光を撮像して、スリット光反射像を生成する。そして、生成されたスリット光反射像を構成する線分の本数を算出し、算出された線分の本数に基づいて、計測対象の凹凸の有無を判定する。 According to the present invention, a slit-shaped light is emitted to a measurement target, and the reflected light that is irradiated and reflected from the measurement target is imaged to generate a slit light reflection image. And the number of the line segments which comprise the produced | generated slit light reflected image is calculated, and the presence or absence of the unevenness | corrugation of a measuring object is determined based on the calculated number of line segments.
従って、計測対象に対してスリット状の光を照射して、生成されたスリット光反射像を構成する線分の本数によって、計測対象の凹凸の有無を判定することにより、スリット光反射像が何本の線分から構成されているのかのみ算出すればよいため、計測対象の三次元形状を直接計測することなく、容易かつ高速に計測対象の凹凸の有無を判定することができる。 Therefore, the slit light reflection image is determined by irradiating the measurement target with slit-shaped light and determining the presence / absence of the unevenness of the measurement target based on the number of line segments constituting the generated slit light reflection image. Since it is only necessary to calculate whether or not it is composed of line segments, it is possible to determine the presence or absence of unevenness in the measurement target easily and at high speed without directly measuring the three-dimensional shape of the measurement target.
なお、スリット光反射像を構成する線分とは、スリット光反射像を構成する線分であって、スリット光反射像の隣り合う端部と端部とを結ぶ線分、隣り合う端部と折曲点とを結ぶ線分、又は隣り合う折曲点と折曲点とを結ぶ線分である。 In addition, the line segment which comprises a slit light reflected image is a line segment which comprises a slit light reflected image, Comprising: The line segment which connects the edge part and edge part which adjoin each other, and edge part which adjoins It is a line segment connecting the bending points, or a line segment connecting adjacent bending points and bending points.
また、本発明に係る凹凸判定装置は、撮像手段によって生成されたスリット光反射像の長手方向に直交する方向に配列された複数の画素の画素信号に基づいて、直交する方向におけるスリット中心位置となる中心画素を長手方向に複数抽出する抽出手段と、を更に含み、算出手段は、抽出手段によって抽出された複数の中心画素に基づいて、線分の本数を算出することができる。これにより、スリット光反射像の長手方向の複数の中心画素に基づいて、スリット光反射像を構成する線分の本数を算出することにより、高精度に線分の本数を算出することができる。 In addition, the unevenness determination apparatus according to the present invention includes a slit center position in an orthogonal direction based on pixel signals of a plurality of pixels arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the slit light reflection image generated by the imaging unit. Extraction means for extracting a plurality of central pixels in the longitudinal direction, and the calculation means can calculate the number of line segments based on the plurality of central pixels extracted by the extraction means. Thus, the number of line segments can be calculated with high accuracy by calculating the number of line segments constituting the slit light reflection image based on a plurality of central pixels in the longitudinal direction of the slit light reflection image.
また、本発明に係る抽出手段は、スリット光反射像の長手方向に直交する方向に配列された複数の画素の画素信号に基づいて、最大光量の反射光を示す画素信号の画素を中心画素として長手方向に複数抽出することができる。 Further, the extraction means according to the present invention uses the pixel of the pixel signal indicating the maximum amount of reflected light as the central pixel based on the pixel signals of a plurality of pixels arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the slit light reflected image. A plurality of samples can be extracted in the longitudinal direction.
また、本発明に係る抽出手段は、スリット光反射像の長手方向に直交する方向に配列された複数の画素の画素信号に基づいて、各画素の画素信号が示す反射光の光量の重心位置となる画素を中心画素として長手方向に複数抽出することができる。 Further, the extraction means according to the present invention is based on pixel signals of a plurality of pixels arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the slit light reflection image, and the barycentric position of the amount of reflected light indicated by the pixel signal of each pixel. A plurality of pixels can be extracted in the longitudinal direction with the pixel to be the center pixel.
また、本発明に係る算出手段は、抽出手段によって抽出された複数の中心画素の位置を示す座標の各々をハフ平面上のハフ曲線に変換するハフ変換手段を備え、ハフ変換手段による変換結果に基づいて、線分の本数を算出することができる。これにより、ハフ変換を用いてスリット光反射像を構成する線分の本数を算出すればよいため、更に容易かつ高速に計測対象の凹凸の有無を判定することができる。 Further, the calculation means according to the present invention includes a Hough conversion means for converting each of the coordinates indicating the positions of the plurality of central pixels extracted by the extraction means into a Hough curve on the Hough plane, and the conversion result by the Hough conversion means Based on this, the number of line segments can be calculated. Thereby, since the number of line segments constituting the slit light reflection image may be calculated using the Hough transform, it is possible to determine the presence or absence of the unevenness of the measurement target more easily and at high speed.
また、本発明に係るハフ変換手段は、複数の中心画素の位置を示す座標の各々をハフ曲線に変換すると共に、ハフ平面を複数の所定の格子状領域に分割したときの格子状領域の各々に対して、ハフ曲線の通過位置又は交点位置の格子状領域に投票して、格子状領域の各々の投票数を算出し、算出手段は、ハフ変換手段で算出された投票数に基づいて、線分を検出することにより、線分の本数を算出することができる。 Further, the Hough transforming unit according to the present invention converts each of the coordinates indicating the positions of the plurality of central pixels into a Hough curve, and each of the lattice regions when the Hough plane is divided into a plurality of predetermined lattice regions. On the other hand, vote for the grid area at the passing position or the intersection position of the Hough curve to calculate the number of votes of each grid area, and the calculating means is based on the number of votes calculated by the Hough transform means, By detecting a line segment, the number of line segments can be calculated.
また、本発明に係る凹凸判定装置は、算出手段によって算出された線分の本数及びハフ変換手段で算出された投票数に基づいて、測定対象の平坦度又は凹凸度を計測することができる。これにより、凹凸の有無の判定だけでなく、測定対象の平坦度又は凹凸度を容易かつ高速に計測することができる。 In addition, the unevenness determination apparatus according to the present invention can measure the flatness or unevenness of the measurement target based on the number of line segments calculated by the calculation unit and the number of votes calculated by the Hough conversion unit. Thereby, not only the determination of the presence or absence of unevenness but also the flatness or unevenness of the measurement object can be measured easily and at high speed.
以上説明したように、本発明の凹凸判定装置及び凹凸判定方法によれば、計測対象に対してスリット状の光を照射して、生成されたスリット光反射像を構成する線分の本数によって、計測対象の凹凸の有無を判定することにより、スリット光反射像が何本の線分から構成されているのかのみ算出すればよいため、計測対象の三次元形状を直接計測することなく、容易かつ高速に計測対象の凹凸の有無を判定することができる、という効果が得られる。 As described above, according to the unevenness determination apparatus and unevenness determination method of the present invention, by irradiating the measurement target with slit-shaped light, the number of line segments constituting the generated slit light reflection image, Since it is only necessary to calculate how many line segments the slit light reflection image consists of by determining the presence or absence of unevenness on the measurement target, it is easy and fast without directly measuring the three-dimensional shape of the measurement target. In addition, it is possible to determine the presence or absence of unevenness to be measured.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示すように、本実施の形態に係る凹凸判定装置10は、計測対象面に1本のスリット光を照射するスリット光源12と、スリット光源12によるスリット光の照射を制御するスリット光照射制御部14と、スリット光の計測対象面による反射光を撮像し、スリット光の反射光を示す1本のスリット光反射像の画像信号を生成する撮像部16と、撮像部16で生成された画像信号をA/D変換するA/D変換部18と、A/D変換された画像信号を一時的に格納するための画像メモリ20とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
また、凹凸判定装置10には、更に、画像メモリ20に格納された画像信号からスリット中心位置となる中心画素を抽出するスリット抽出画像処理部22と、スリット抽出画像処理部22で抽出されたスリット中心位置となる中心画素から1本のスリット光反射像を構成する線分の本数を算出する線分算出部24と、線分算出部24によって算出された線分の本数に基づいて、計測対象面の凹凸の有無の判定及び凹凸度の計測を行う計測部26と、計測部26によって判定された凹凸の有無及び計測された凹凸度を出力する出力部28とが設けられている。
Further, the
ここで、1本のスリット光反射像を構成する線分とは、1本のスリット光反射像を構成する線分であって、1本のスリット光反射像の隣り合う端部と端部とを結ぶ線分であるか、隣り合う端部と折曲点とを結ぶ線分であるか、又は隣り合う折曲点と折曲点とを結ぶ線分である。 Here, the line segment constituting one slit light reflection image is a line segment constituting one slit light reflection image, and an adjacent end portion and end portion of one slit light reflection image Is a line segment connecting the adjacent end points and the bending point, or a line segment connecting the adjacent bending point and the bending point.
次に、本実施の形態に係る凹凸判定装置10の作用について説明する。
Next, the effect | action of the unevenness |
凹凸判定装置10のスリット光源12が、計測対象面に向けられると、図2に示す凹凸度を計測するための処理が行われる。
When the
まず、ステップ100において、スリット光照射制御部14によって、スリット光源12にスリット光を計測対象面に照射させ、ステップ102で、撮像部16によって、スリット光源12によって照射され、かつ、計測対象面から反射された反射光を撮像し、2次元である1本のスリット光反射像を生成する。
First, in
そして、ステップ104で、スリット抽出画像処理部22によって、スリット光反射像に対して細線化処理を行い、スリット光反射像のスリット中心位置となる中心画素を示すスリット構成点列(X1、Y1)、(X2、Y2)...(Xn、Yn)を抽出する。例えば、1本のスリット光反射像の長手方向に直交する方向に配列された複数の画素の画素信号に基づいて、最大光量の反射光を示す画素信号の画素を中心画素として長手方向に複数抽出し、長手方向に配列される複数の中心画素をスリット構成点列とする。
In
次のステップ106では、抽出されたスリット構成点列の各点の座標(XY平面上の座標)に対して、線分算出部24によって、ハフ変換を行い、ハフ平面としてのρ−θ平面へ投影する。ここで、スリット構成点列のハフ変換は以下の式によって行われる。
ρ1=X1・cosθ1+Y1・sinθ1
ρ2=X2・cosθ2+Y2・sinθ2
・・・
ρn=Xn・cosθn+Yn・sinθn
このハフ変換により、スリット構成点列のN個の点の座標は、ρ−θ平面上への変換後N本のハフ曲線と表現される。これらのN本のハフ曲線のうち、M本が1点で交わっている場合には、このM本のハフ曲線の変換前の点が同一直線上にあるものと判断され、図3に示すように、全てのハフ曲線が1点で交わっている場合には、スリット構成点列の各点は、1つの線分上の点となっていると判断される。また、スリット構成点列の各点が、2つの線分上の点となっている場合には、図4に示すように、変換後のN本のハフ曲線が主に2点で交わるようになっている。
In the
ρ 1 = X 1 · cos θ 1 + Y 1 · sin θ 1
ρ 2 = X 2 · cos θ 2 + Y 2 · sin θ 2
...
ρ n = X n · cos θ n + Y n · sin θ n
By this Hough transform, the coordinates of the N points in the slit composing point sequence are expressed as N Hough curves after the transformation on the ρ-θ plane. When M of these N Hough curves intersect at one point, it is determined that the points before conversion of the M Hough curves are on the same straight line, as shown in FIG. In addition, when all the Hough curves intersect at one point, it is determined that each point of the slit composing point sequence is a point on one line segment. In addition, when each point of the slit composing point sequence is a point on two line segments, as shown in FIG. 4, the converted N Hough curves mainly intersect at two points. It has become.
そして、ステップ108では、投影されたρ−θ平面において、予め設定した数以上のハフ曲線が交わる点の領域の代表点を線分候補として抽出する。例えば、ρ−θ平面を予め量子化(p×q)して、格子領域に分割した投票平面において、全てのハフ曲線の交点(ρ、θ)を、交点の位置に対応する格子領域へ投票し、各格子領域の投票数を算出し、算出された各格子領域の投票数に基づいて、格子領域に対して予め定められた代表点を線分候補として抽出する。このとき、ハフ曲線の交点が集中する格子領域の代表点を線分候補として抽出することによって、一点で交わるはずの同一の直線上の点が、撮像時の量子化誤差の影響によりある範囲の中で交わることを考慮することができる。
Then, in
ここで、p、qは、ρとθといった次元の異なる値で構成されるρ−θ面を量子化するための予め定められたパラメータであり、格子領域の大きさを示し、例えば、p=q=1となっている。また、測定対象面の微妙な凹凸が存在する場合には、その凹凸の大きさに応じて交わりの範囲が広くなるため、この交わり範囲のしきい値をp及びqによって設定することにより、ある凹凸範囲について同一直線として判断されるようになっている。 Here, p and q are predetermined parameters for quantizing the ρ-θ plane composed of values having different dimensions such as ρ and θ, and indicate the size of the lattice region. For example, p = q q = 1. In addition, if there are subtle irregularities on the surface to be measured, the range of intersection becomes wider depending on the size of the irregularities, so the threshold of this intersection range is set by p and q. The uneven range is determined as the same straight line.
次のステップ110では、抽出された代表点のうち、代表点の格子領域の投票数Rがしきい値Min(例えば、Min=100)を越えた代表点の数Numを線分パラメータとして算出し、また、しきい値Minを超えた代表点の最大投票数Rmax、最小投票数Rmin、及び平均投票数Rmeanを線分パラメータとして算出する。ここで、Numは、1本のスリット光反射像を構成する線分の本数に相当する値であり、Rmaxは、1本のスリット光反射像を構成する線分のうち、最も長い線分の長さに相当する値であり、Rminは、1本のスリット光反射像を構成する線分のうち、最も短い線分の長さに相当する値となっている。本来は、しきい値を超えた代表点をハフ変換前の直線に戻し、これらの直線を再構成して測定対象面の凹凸を調べるが、簡単化して、Nun、Rmax、Rmin、Rmeanから、測定対象面の凹凸をおおよそ推定することができる。
In the
そして、ステップ112において、計測部26によって、計測対象面の凹凸の有無の判定及び凹凸度の計測を行う。例えば、計測対象面が平面である場合には、スリット光源12から照射された1本のスリット光は、計測対象面から反射され、図5に示すように、1本の線分から構成されるスリット光反射像が生成されるため、Numが1であれば、凹凸無しと判定する。また、計測対象面が段差を持つ面である場合には、段差部分では、照射したスリット光が、断続したスリット反射光として計測対象面から反射され、図6に示すように、スリット光反射像は、2本以上の線分によって構成されているため、Numが2以上であり、かつ、しきい値Minを超えた代表点の座標(ρ、θ)の距離が予め設定された値Z以上であれば、凹凸有りと判定し、測定対象面が複数の面で構成されていると判定する。
In
なお、Zは、距離のしきい値を表し、例えば、Z=2となっており、また、上記のp及びqを調整することで、Z=1と固定することも可能である。 Z represents a distance threshold value, for example, Z = 2, and can be fixed to Z = 1 by adjusting the above p and q.
また、凹凸度は、凹凸の大きさを表している。例えば、計測対象面が小さな凹凸を多く持つ面である場合には、照射したスリット光が、断続したスリット反射光として計測対象面から反射され、図7に示すように、1本のスリット光反射像が、多くの線分によって構成され、ハフ変換した結果のハフ平面においても、図8に示すように、ハフ曲線の通過位置が集中する領域が複数に分散し、多くの代表点が線分候補として抽出されるため、Rmax及びRminの値も差も小さくて、Numが大きければ、面は小さな凹凸が多いと推定され、低い凹凸度が計測される。一方、Numが小さい場合には、なだらかであって、かつ、大きな凹凸があるものと推定されるため、高い凹凸度が計測される。 The degree of unevenness represents the size of the unevenness. For example, when the measurement target surface is a surface having many small irregularities, the irradiated slit light is reflected from the measurement target surface as intermittent slit reflected light, and as shown in FIG. The image is composed of many line segments, and even in the Hough plane as a result of the Hough transform, as shown in FIG. 8, the regions where the passage positions of the Hough curve are concentrated are dispersed in a plurality, and many representative points are line segments. Since they are extracted as candidates, the difference between Rmax and Rmin is small, and if Num is large, it is estimated that the surface has many small unevenness, and a low unevenness is measured. On the other hand, when the Num is small, it is estimated that the Num is gentle and has large unevenness, so that a high unevenness degree is measured.
そして、凹凸の有無や計測された凹凸度が出力部28によって出力される。
Then, the
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る凹凸判定装置によれば、計測対象面に対して1本のスリット光を照射して、生成された1本のスリット光反射像を構成する線分の本数によって、計測対象面の凹凸の有無を判定することにより、スリット光反射像が何本の線分から構成されているのかのみ算出すればよいため、計測対象面の三次元形状を直接計測することなく、処理を簡略化することができ、容易かつ高速に計測対象面の凹凸の有無を判定することができる。 As described above, according to the unevenness determination apparatus according to the embodiment of the present invention, a single slit light reflection image is formed by irradiating a measurement target surface with one slit light. Since it is only necessary to calculate the number of line segments in the slit light reflection image by determining the presence or absence of irregularities on the measurement target surface based on the number of line segments, the three-dimensional shape of the measurement target surface can be directly calculated. The processing can be simplified without measuring, and the presence or absence of unevenness on the measurement target surface can be determined easily and at high speed.
また、1本のスリット光反射像を細線化して、スリット光反射像から長手方向に複数の中心画素を抽出して、スリット構成点列とし、抽出されたスリット構成点列の各点の位置に基づいて、線分の本数を算出することにより、高精度にスリット光反射像を構成する線分の本数を算出することができる。 In addition, by thinning one slit light reflection image, a plurality of central pixels are extracted from the slit light reflection image in the longitudinal direction to form a slit constituent point sequence, and at the position of each point of the extracted slit constituent point sequence. Based on this, by calculating the number of line segments, the number of line segments constituting the slit light reflection image can be calculated with high accuracy.
また、ハフ変換を用いて1本のスリット光反射像を構成する線分の本数を算出すればよいため、更に容易かつ高速に計測対象面の凹凸の有無を判定することができる。 Further, since the number of line segments constituting one slit light reflection image may be calculated using the Hough transform, it is possible to determine the presence or absence of unevenness on the measurement target surface more easily and at high speed.
また、線分の本数に相当するNumや、投票数に関するRmax、Rminに基づいて、測定対象面の凹凸度を計測するため、凹凸の有無の判定だけでなく、測定対象面の凹凸度を容易かつ高速に計測することができる。 Moreover, since the degree of unevenness of the measurement target surface is measured based on Num corresponding to the number of line segments and Rmax and Rmin related to the number of votes, not only the presence / absence of unevenness but also the unevenness degree of the measurement target surface can be easily And it can measure at high speed.
また、通常は3角測量の原理により、照射されたスリット光の3次元位置を算出し、計測対象面の形状計測を行うが、本実施の形態に係る凹凸判定装置では、照射した1本のスリット光の反射光を撮像し、生成された1本のスリット光反射像を構成する線分の本数や折れ曲がりの様子を測定して、容易かつ高速に、計測対象面の凹凸の有無の判定や凹凸の大きさの計測を行うことができる。 Further, normally, the three-dimensional position of the irradiated slit light is calculated based on the principle of triangulation, and the shape of the measurement target surface is measured. In the unevenness determination apparatus according to the present embodiment, one irradiated single light is measured. The reflected light of the slit light is imaged, the number of line segments constituting the generated slit light reflected image and the state of bending are measured, and the presence or absence of irregularities on the measurement target surface can be easily and quickly determined. The size of the unevenness can be measured.
なお、上記の実施の形態では、凹凸度を計測する場合を例に説明したが、平坦の度合いを示す平坦度を計測するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the unevenness degree is measured has been described as an example. However, the flatness indicating the degree of flatness may be measured.
また、ハフ変換によって、多くの交点が位置する格子領域の代表点を線分候補として抽出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、スリット構成点列の各点をハフ変換して得られたハフ曲線の通過位置が集中するハフ平面上の格子領域の代表点を線分候補として抽出するようにしてもよい。この場合には、各ハフ曲線の通過位置となる格子領域に投票し、各格子領域について投票数を算出するようにすればよい。 In addition, the case has been described as an example in which representative points of a lattice area where many intersections are located are extracted as line segment candidates by Hough transform. However, the present invention is not limited to this. You may make it extract the representative point of the lattice area | region on the Hough plane where the passage position of the Hough curve obtained by conversion concentrates as a line segment candidate. In this case, it is only necessary to vote for the lattice area that is the passing position of each Hough curve and calculate the number of votes for each lattice area.
また、投票数に関するRmax、Rminなどの線分パラメータに基づいて、凹凸度を計測する場合を例に説明したが、抽出した代表点の個数と、ρ−θ平面上での抽出された代表点周辺領域でのρ、θ方向への投影点のバラツキを線分パラメータとして抽出して、投影点のバラツキから凹凸度を計測するようにしてもよい。 Moreover, although the case where the unevenness degree is measured based on the line segment parameters such as Rmax and Rmin regarding the number of votes has been described as an example, the number of extracted representative points and the extracted representative points on the ρ-θ plane The unevenness degree may be measured from the variation of the projection points by extracting the variation of the projection points in the ρ and θ directions in the peripheral region as a line segment parameter.
また、同一直線の線分と判断される凹凸範囲である交わり範囲のしきい値を示すp及びqが同一の値となっている場合を例に説明したが、ρ−θ平面の特徴としてρ方向(XY平面でのY切片の違いに相当)の範囲は広くとり、θ方向(XY平面での傾きの違いに相当)の範囲は狭く取るようにp、qを設定してもよい。 Moreover, although the case where p and q which show the threshold value of the intersection range which is the uneven | corrugated range judged to be the same straight line segment becomes the same value was demonstrated to the example, as a feature of the ρ-θ plane, ρ P and q may be set so that the range of the direction (corresponding to the difference in Y intercept on the XY plane) is wide, and the range of the θ direction (corresponding to the difference in inclination on the XY plane) is narrow.
また、ハフ平面で抽出された代表点の線分を、XY平面で直線に再構成して、撮像したスリット光反射像に重ね合わせて比較することにより、抽出した線分の再確認を行うようにしてもよい。 In addition, the line segment of the representative point extracted on the Hough plane is reconstructed into a straight line on the XY plane, and the extracted line segment is reconfirmed by comparing it with the captured slit light reflection image. It may be.
また、照射するスリット光が一本である場合を例に説明したが、2本以上のスリット光を照射するようにしてもよい。この場合、反射光を撮像して生成されたスリット光反射像から、複数のスリット光の各々について、スリット構成点列を抽出し、線分の本数を算出するようにすればよい。 Moreover, although the case where the number of slit lights to irradiate is one was demonstrated to the example, you may make it irradiate two or more slit lights. In this case, a slit constituent point sequence may be extracted for each of the plurality of slit lights from the slit light reflection image generated by imaging the reflected light, and the number of line segments may be calculated.
また、最大光量の反射光を示す画素信号の画素を中心画素として長手方向に複数抽出して、スリット構成点列とする場合を例に説明したが、長手方向に直交する方向に配列された各画素の画素信号が示す反射光の光量の重心位置となる画素を中心画素として長手方向に複数抽出して、スリット構成点列としてもよい。 Moreover, although the case where a plurality of pixels of the pixel signal indicating the reflected light of the maximum amount of light are extracted in the longitudinal direction as a central pixel to form a slit constituent point sequence has been described as an example, each array arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction A plurality of pixels in the longitudinal direction may be extracted in the longitudinal direction with the pixel at the center of gravity of the amount of reflected light indicated by the pixel signal of the pixel as the center pixel, and may be used as a slit configuration point sequence.
10 凹凸判定装置
12 スリット光源
14 スリット光照射制御部
16 撮像部
18 A/D変換部
20 画像メモリ
22 スリット抽出画像処理部
24 線分算出部
26 計測部
28 出力部
R 投票数
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記スリット光照射手段によって照射され、かつ、前記計測対象から反射された反射光を撮像して、スリット光反射像を生成する撮像手段と、
前記撮像手段によって生成されたスリット光反射像を構成する線分の本数を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された前記線分の本数に基づいて、前記計測対象の凹凸の有無を判定する判定手段と、
を含む凹凸判定装置。 Slit light irradiation means for irradiating the measurement object with slit-shaped light;
An imaging unit that images the reflected light that is irradiated by the slit light irradiation unit and reflected from the measurement target, and generates a slit light reflection image;
Calculation means for calculating the number of line segments constituting the slit light reflection image generated by the imaging means;
A determination unit that determines the presence or absence of unevenness of the measurement target based on the number of the line segments calculated by the calculation unit;
Concavity and convexity determination device including
前記算出手段は、前記抽出手段によって抽出された複数の中心画素に基づいて、前記線分の本数を算出する請求項1記載の凹凸判定装置。 Based on pixel signals of a plurality of pixels arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the slit light reflection image generated by the imaging unit, a central pixel serving as a slit center position in the orthogonal direction is defined in the longitudinal direction. A plurality of extraction means for extracting,
The unevenness determination apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the number of the line segments based on a plurality of center pixels extracted by the extraction unit.
前記算出手段は、前記ハフ変換手段で算出された前記投票数に基づいて、前記線分を検出することにより、前記線分の本数を算出する請求項5記載の凹凸判定装置。 The Hough transforming unit transforms each of the coordinates indicating the positions of the plurality of central pixels into the Hough curve, and converts the Hough plane into each of the lattice regions when the Hough plane is divided into a plurality of predetermined lattice regions. On the other hand, vote for the grid area at the passing position or the intersection position of the Hough curve, and calculate the number of votes of each grid area,
The unevenness determination apparatus according to claim 5, wherein the calculation unit calculates the number of the line segments by detecting the line segment based on the number of votes calculated by the Hough conversion unit.
前記照射され、かつ、前記計測対象から反射された反射光を撮像して、スリット光反射像を生成し、
前記生成されたスリット光反射像を構成する前記線分の本数を算出し、
前記算出された線分の本数に基づいて、前記計測対象の凹凸の有無を判定することを特徴とする凹凸判定方法。 Irradiate the measurement target with slit-shaped light,
Imaging the reflected light that has been irradiated and reflected from the measurement target to generate a slit light reflection image,
Calculating the number of the line segments constituting the generated slit light reflection image;
An unevenness determination method, wherein the presence or absence of the unevenness of the measurement target is determined based on the calculated number of line segments.
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