JPH1019517A - Method for detecting article position with slit light irradiation - Google Patents

Method for detecting article position with slit light irradiation

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Publication number
JPH1019517A
JPH1019517A JP19826796A JP19826796A JPH1019517A JP H1019517 A JPH1019517 A JP H1019517A JP 19826796 A JP19826796 A JP 19826796A JP 19826796 A JP19826796 A JP 19826796A JP H1019517 A JPH1019517 A JP H1019517A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
article
slit light
image
light
slit
Prior art date
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Pending
Application number
JP19826796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Nakamura
正夫 中村
Yukihiro Matsunaga
幸博 松永
Hirotoshi Gamachi
啓敏 蒲地
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP19826796A priority Critical patent/JPH1019517A/en
Publication of JPH1019517A publication Critical patent/JPH1019517A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing method for detecting the reflected light of a sample article even when the sample article is near the background object and many similar images of end point and bending point are generated. SOLUTION: Relating to the detecting method, a slit, light generating device 4 and an imaging device 3 are set at a specified angle against a sample article 1, and the reflection light of slit light irradiated on the article 1 is image- processed. Firstly, second-order differentiation is performed with one component of two-dimensional position coordinate of a slit light image, then, a sum of second-order differentiation values is obtained in a constant range, and the reflection light of straight line part of the article is detected from the least part of the value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、物品にスリット光
を照射して、物品の位置を画像処理装置により検出する
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of irradiating an article with slit light and detecting the position of the article by an image processing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像処理装置を用いて物品の位置検出を
行う場合、撮像された画像は2次元のデータであるた
め、2方向の位置情報を得ることが可能である。しか
し、画像処理装置をティーチングプレイバックロボット
に適用した場合、ロボットの動作情報は3次元であるた
め、3次元の位置情報が必要となる。このような場合に
は、スリット光を使用した三角測量を使用する。スリッ
ト光発生装置と撮像装置を所要の角度で設定しておき、
スリット光を対象となる物品の特徴となる部分(エッジ
等)に照射し、その反射光を撮像装置により撮像する。
特徴となる部分に照射されたスリット光は、画像上では
端点を持つ線分や屈曲点を持つ線分となるため、テンプ
レートマッチング法等で端点や屈曲点を検出すること
で、物品の位置を検出することが可能になる。上記のよ
うに、スリット光を使用して物品の位置検出を行う場合
には、端点や屈曲点の検出を行うことで、物品の位置を
測定する事ができる。しかし、スリット光はある程度の
長さを持っているため、撮像する物品と背景の物体等の
距離が接近している場合は、背景の物体等に照射された
スリット光の反射光が撮像装置の視野内にはいってしま
い、画像上に端点や屈曲点と同様な画像として発生する
ため、画像処理に影響を与えてしまう場合がある。この
ような影響が考えられる例として、特公平4−4681
4公報がある。これによれば、実施例ではフープ及び線
材の画像を撮像し、画像処理装置により画像の2値化を
行い、画像上のデータを一定方向に走査して白黒交点数
を求め、当該白黒交点数の少ない位置をフープの位置と
して検出する方法が提案されている。この方法では画像
2値化の方法により画像処理を行っているため、画像の
コントラストの変動が原因で、画像処理に影響を受ける
ことが考えられる。特に、使用対象となる鉄鋼産業特有
の環境を考慮した場合、検出時の照明等の条件が大きく
変化することが考えられ、画像のコントラストの変動は
避けられず、安定したフープの検出は難しい。そこで、
前述のスリット光を用いて検出を行う方法が考えられる
が、実施例においては、フープと線材との距離が接近し
ているため、スリット光を照射しても線材の反射光が視
野内にはいってしまい、端点や屈曲点を持つ線分の画像
が多数存在し、テンプレートマッチング等の検出方法で
は、検出対象であるフープの反射光との区別がつかなく
なる可能性がある。よって、このような例では、スリッ
ト光を照射して端点や屈曲点を検出する方法は、非常に
難しいと考えられる。一方、特公平5−86003、特
開平6−235624、特開平4−40305等には、
2値化画像を2次微分する技術が開示されているが、本
発明のように直線部分の認識には適用ではない。そこ
で、本発明は、対象となる物品と背景の物体との距離が
接近しており、端点や屈曲点の類似画像が多数生じてい
ても、対象となる物品の直線部分の反射光を検出するこ
とができる方法を提供することを目的とする。
2. Description of the Related Art When a position of an article is detected by using an image processing apparatus, a captured image is two-dimensional data, so that position information in two directions can be obtained. However, when the image processing apparatus is applied to a teaching playback robot, the operation information of the robot is three-dimensional, so that three-dimensional position information is required. In such a case, triangulation using slit light is used. Set the slit light generator and the imaging device at the required angle,
The slit light is applied to a characteristic portion (edge or the like) of the target article, and the reflected light is imaged by an imaging device.
Since the slit light applied to the characteristic part becomes a line segment having an end point or a line segment having a bending point on the image, the position of the article can be determined by detecting the end point or the bending point using a template matching method or the like. It becomes possible to detect. As described above, when the position of an article is detected using slit light, the position of the article can be measured by detecting an end point or a bending point. However, since the slit light has a certain length, when the distance between the article to be imaged and the background object is short, the reflected light of the slit light applied to the background object or the like is reflected by the imaging device. Since it enters the field of view and occurs as an image similar to an end point or a bending point on an image, it may affect image processing. An example in which such an effect can be considered is Japanese Patent Publication No. 4-4681.
There are four publications. According to this, in the embodiment, an image of the hoop and the wire is taken, the image is binarized by an image processing device, the data on the image is scanned in a certain direction to find the number of black and white intersections, There has been proposed a method of detecting a position having a small number as a hoop position. In this method, since the image processing is performed by the image binarization method, it is conceivable that the image processing is affected by a change in the contrast of the image. In particular, when an environment peculiar to the steel industry to be used is taken into consideration, it is conceivable that conditions such as illumination at the time of detection greatly change, and a change in image contrast is inevitable, making it difficult to detect a stable hoop. Therefore,
Although a method of performing detection using the slit light described above is conceivable, in the embodiment, since the distance between the hoop and the wire is short, even if the slit light is irradiated, the reflected light of the wire enters the field of view. As a result, there are many images of line segments having end points and inflection points, and there is a possibility that the detection method such as template matching cannot distinguish the reflected light from the hoop to be detected. Therefore, in such an example, it is considered that a method of detecting an end point or a bending point by irradiating slit light is very difficult. On the other hand, Japanese Patent Publication No. 5-86003, JP-A-6-235624, JP-A-4-40305, etc.
Although a technique for second-order differentiation of a binarized image is disclosed, it is not applied to recognition of a straight line portion as in the present invention. Therefore, the present invention detects the reflected light of the linear portion of the target article even when the distance between the target article and the background object is short and many similar images of the end points and the bending points are generated. The aim is to provide a method that can do this.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、対
象となる物品と背景の物体等との距離が接近している場
合には、端点や屈曲点を持つ画像が多数存在するため、
物品と背景との区別がつかず、テンプレートマッチング
等の方法では検出が難しいと考えられる。本発明の目的
は、対象となる物品と背景の物体との距離が接近してお
り、端点や屈曲点の類似画像が多数生じていても、対象
となる物品の反射光を検出できる画像処理方法を提供す
ることにある。
In the above prior art, when the distance between a target article and a background object is close, there are many images having end points and bending points.
Since it is difficult to distinguish between the article and the background, it is considered that detection is difficult by a method such as template matching. An object of the present invention is to provide an image processing method capable of detecting reflected light of a target article even when the distance between the target article and the background object is short and many similar images of end points and bending points are generated. Is to provide.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的は、検出対象で
ある物品に対し、スリット光発生装置と撮像装置とを所
要の角度で設置し、物品に照射されたスリット光の反射
光を画像処理することにより物品の位置を検出する装置
において、スリット光画像の2次元位置座標の一方の成
分について2次微分を行い、さらに一定の範囲において
2次微分値の和を計算し、物品の反射光を検出する画像
処理方法により達成できる。
An object of the present invention is to provide a slit light generating device and an image pickup device at a required angle with respect to an article to be detected, and perform image processing on reflected light of the slit light applied to the article. In the device for detecting the position of the article, the second derivative is performed on one component of the two-dimensional position coordinates of the slit light image, and the sum of the second derivative is calculated in a certain range, and the reflected light of the article is calculated. Can be achieved by an image processing method for detecting

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下、本発明による物品の位置検
出方法について、図示の実施例により説明する。図1は
本発明を実施する装置の一実施例で、全体構成を示した
ものである。1は検出対象物品、2は物品の背景、3は
撮像装置、4はスリット光発生装置、5は画像処理装置
である。撮像装置とスリット光発生装置を所要の角度で
設定しておき、スリット光を対象となる物品に照射す
る。照射されたスリット光の反射光を、撮像装置により
撮像し画像処理装置へ画像を取り込む。ここで、背景は
検出対象物品と背景は接近しており、検出のために両者
の距離をとることはできないものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for detecting the position of an article according to the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiment. FIG. 1 shows an embodiment of an apparatus for carrying out the present invention, and shows an overall configuration. 1 is an object to be detected, 2 is the background of the article, 3 is an imaging device, 4 is a slit light generation device, and 5 is an image processing device. The imaging device and the slit light generator are set at a required angle, and the slit light is applied to the target article. The reflected light of the illuminated slit light is imaged by an imaging device, and the image is taken into an image processing device. Here, it is assumed that the background is close to the object to be detected and the background cannot be separated for detection.

【0006】図2は実施例におけるスリット光照射の説
明図である。検出対象物品にスリット光を照射し、その
反射光を2次元画像として撮像する。対象物品と背景が
接近しているために、物品に対して照射したスリット光
の一部が背景に対しても照射され、その反射光も画像と
して撮像される。
FIG. 2 is an explanatory view of slit light irradiation in the embodiment. The object to be detected is irradiated with slit light, and the reflected light is captured as a two-dimensional image. Since the target article is close to the background, part of the slit light applied to the article is also applied to the background, and the reflected light is captured as an image.

【0007】図3は視覚システムで行われる画像処理内
容を示したものである。(a)はスリット光を対象物品
に照射し、得られる撮像画像の例を表している。スリッ
ト光を対象物品に照射すると、対象物品の反射光は直線
となって撮像され、それ以外の背景の反射光は、背景の
形状に沿った円弧状の形状となって撮像される。(b)
は(a)の画像から、Y軸方向(画面上の上下方向)に
変化の大きい点を抽出し、つなげたものである。(c)
は(b)の線分について、X軸方向(画像上の左右方
向)に微分を行ったものである。 微分した結果、直線
は一定値となり、円弧状の線分は、直線に近い形状とな
る。(d)は(c)の線分をさらに微分(2次微分)し
たものである。微分した結果、一定値の線分は0に近い
値となり、直線は一定値となる。(e)は(d)の線分
のYの値を、一定の範囲wにおいて加算した結果を表し
たものである。加算することにより、(e)は最小値を
有する形状となる。ここで(a)および(e)を比較す
ると、(a)での対象物品の反射光に相当する位置が、
(e)では、Y値の最小値を持つ位置に対応しているこ
とが分かる。
FIG. 3 shows the contents of image processing performed by the visual system. (A) shows an example of a captured image obtained by irradiating a target object with slit light. When the slit light is applied to the target article, the reflected light of the target article is captured as a straight line, and the other reflected light of the background is captured in an arc shape following the shape of the background. (B)
Is obtained by extracting points of a large change in the Y-axis direction (vertical direction on the screen) from the image of (a) and connecting them. (C)
Is obtained by differentiating the line segment (b) in the X-axis direction (left-right direction on the image). As a result of the differentiation, the straight line has a constant value, and the arc-shaped line segment has a shape close to the straight line. (D) is obtained by further differentiating (secondarily differentiating) the line segment of (c). As a result of the differentiation, the line segment having a constant value has a value close to 0, and the straight line has a constant value. (E) shows the result of adding the Y value of the line segment of (d) in a certain range w. By adding, (e) becomes a shape having the minimum value. Here, comparing (a) and (e), the position corresponding to the reflected light of the target article in (a) is:
In (e), it can be seen that it corresponds to the position having the minimum value of the Y value.

【0008】このように、直線および円弧状の形状が混
在している画像から直線の位置を検出するためには、2
次微分および微分値の加算を行い、その最小値の位置を
検出することにより、容易に検出を行うことができる。
また、短い線分等の画像ノイズが混在した場合でも、2
次微分の加算を行うことにより、画像ノイズに相当する
部分の加算値は直線部分に比べて大きな値になるため、
加算値の最小値を検索することにより、直線に近い部分
を容易に検出することが可能になる。上記の方法によ
り、対象となる物品と背景の物体との距離が接近してお
り、端点や屈曲点の類似画像が多数生じていても、対象
となる物品の反射光を検出することができる。
As described above, in order to detect the position of a straight line from an image in which the shape of a straight line and an arc are mixed, two lines are required.
By performing the next differentiation and the addition of the differential value and detecting the position of the minimum value, the detection can be easily performed.
Further, even when image noise such as short line segments is mixed, 2
By performing the addition of the next derivative, the added value of the portion corresponding to the image noise becomes a larger value than the straight line portion,
By searching for the minimum value of the added value, it is possible to easily detect a portion close to a straight line. According to the above method, even if the distance between the target article and the background object is short and many similar images of the end points and the bending points are generated, the reflected light of the target article can be detected.

【0009】[0009]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対象となる物品と背景の物体との距離が接近しており、
端点や屈曲点の類似画像が多数生じていても、対象とな
る物品の反射光を検出することができ、物品の位置検出
を行うことが可能になる。
As described above, according to the present invention,
The distance between the target object and the background object is close,
Even if many similar images of the end points and the bending points are generated, the reflected light of the target article can be detected, and the position of the article can be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す全体構成図FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】実施例におけるスリット光照射の説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of slit light irradiation in an embodiment.

【図3】視覚システムで行われる画像処理の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of image processing performed by the visual system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…検出対象物品 2…物品の背景 3…撮像装置 4…スリット光発生装置 5…画像処理装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Article to be detected 2 ... Background of article 3 ... Imaging device 4 ... Slit light generator 5 ... Image processing device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】対象となる物品に対し、スリット光発生装
置と撮像装置とを所要の角度で設定し、物品に照射され
たスリット光の反射光を画像処理することにより、物品
の位置を検出する方法において、 スリット光画像の2次元位置座標の一方の成分について
2次微分を行い、さらに一定の範囲において2次微分値
の和を求め、その2次微分値の和が最少値を示す所定の
範囲を探すことによりスリット光の直線に近い部分を検
出することを特徴とするスリット光照射による物品の位
置検出方法。
1. A position of an article is detected by setting a slit light generation device and an image pickup device at a required angle with respect to an object to be processed, and performing image processing of reflected light of the slit light applied to the article. In the method, a second derivative is performed on one component of the two-dimensional position coordinates of the slit light image, a sum of the second derivative values is obtained in a certain range, and the sum of the second derivative values indicates a minimum value. A position close to a straight line of the slit light by detecting a range of the slit light.
JP19826796A 1996-07-08 1996-07-08 Method for detecting article position with slit light irradiation Pending JPH1019517A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007508557A (en) * 2003-10-15 2007-04-05 アイシス・イノベーション・リミテッド Device for scanning three-dimensional objects

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007508557A (en) * 2003-10-15 2007-04-05 アイシス・イノベーション・リミテッド Device for scanning three-dimensional objects

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