JPH11272845A - Image recognition device - Google Patents

Image recognition device

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Publication number
JPH11272845A
JPH11272845A JP10074014A JP7401498A JPH11272845A JP H11272845 A JPH11272845 A JP H11272845A JP 10074014 A JP10074014 A JP 10074014A JP 7401498 A JP7401498 A JP 7401498A JP H11272845 A JPH11272845 A JP H11272845A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
illuminance
aperture
value
work
aperture value
Prior art date
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Pending
Application number
JP10074014A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Kawaguchi
裕司 川口
Kenji Oshima
健二 大島
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP10074014A priority Critical patent/JPH11272845A/en
Publication of JPH11272845A publication Critical patent/JPH11272845A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To securely recognize a work in photographing and recognizing the work even when the brightness of an operation position where the work is set varies. SOLUTION: In order to recognize the shape and position of a work through a camera 1, a learning mode is entered, and while a master work is photographed, the aperture of an iris diaphragm 2 provided to the camera 1 is varied to obtain the optimum aperture corresponding to illuminance; while the aperture is set at the optimum value, a parameter value is varied to obtain and store the optimum parameter value when the feature quantity of the master work is closest to a target value in a memory 5. Then a recognition mode is entered, and while the iris diaphragm 2 is adjusted to the optimum aperture stored in the memory 5 corresponding to the illuminance, the work is recognized according to the optimum parameter 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、所定位置にセット
されたワークの画像を撮影手段により入力する画像認識
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image recognition apparatus for inputting an image of a work set at a predetermined position by a photographing means.

【0002】[0002]

【従来の技術】視覚装置を利用した設備では、設備周囲
の明るさが変化したときでも、安定した画像を取り込む
必要があるため、濃色の遮光カバーで囲うことで設備内
部への外乱光による明るさ変化を抑制するようにしてい
た。また、認識用の光源についても照度変化の少ない安
定性のよい照明を利用していた。
2. Description of the Related Art In a facility using a visual device, it is necessary to capture a stable image even when the brightness around the facility changes. The brightness change was suppressed. In addition, as a light source for recognition, illumination with a small change in illuminance and good stability has been used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、視覚装
置を利用したロボット装置、特に移動ロボット装置によ
る作業では、遮光カバーを設けると、移動ロボット装置
による動作時に作業窓からアームを入れて作業するなど
多くの動作の制約ができ作業効率が悪くなったり、遮光
カバーのコストが高く、さらには安定性のよい光源は高
価であるなどの問題がある。
However, in the case of work by a robot device using a visual device, particularly a mobile robot device, if a light-shielding cover is provided, many operations such as putting an arm through a work window when the mobile robot device operates are required. There is a problem that the operation efficiency is deteriorated due to the limitation of the operation, the cost of the light shielding cover is high, and a light source with good stability is expensive.

【0004】つまり、遮光カバーによる遮光状態で安定
光源によりワークを照明した場合は、図8に示すように
ワーク及び背景の明るさが安定することにより、画像処
理を安定して行うことができ、画像処理によるワークの
位置や形状などの認識精度、信頼性を確保していたが、
遮光コスト及びロボットの作業性が悪いという問題点が
あった。
In other words, when a work is illuminated by a stable light source in a light-shielded state by a light-shielding cover, the brightness of the work and the background is stabilized as shown in FIG. Although the recognition accuracy and reliability of the position and shape of the workpiece by image processing were secured,
There was a problem that the shading cost and the workability of the robot were poor.

【0005】一方、遮光なしの一般照明では、図9に示
すようにワーク及び背景の明るさが照明光或いは外乱光
の明るさの変動の影響を受けて変化するだけでなく、照
度が極端に明るくなると、カメラのダイナミックレンジ
の上限(最大輝度)をワーク及び背景ともに越えて同じ
明るさになってしまい、画像として認識できなくなる問
題点が発生する。
On the other hand, in general illumination without light shielding, as shown in FIG. 9, the brightness of the work and the background not only changes due to the fluctuation of the brightness of the illumination light or disturbance light, but also the illuminance becomes extremely high. When it becomes bright, the work and the background exceed the upper limit (maximum luminance) of the dynamic range of the camera, and the brightness becomes the same, which causes a problem that the image cannot be recognized.

【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされてもの
で、その目的は、ワークを撮影して認識する構成におい
て、ワークがセットされる作業位置の明るさが変動する
にしても、低コストでワークを確実に認識することがで
きる画像認識装置を提供することにある。
[0006] The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to reduce the cost at a low cost even when the brightness of the work position where the work is set varies in a configuration in which the work is photographed and recognized. An object of the present invention is to provide an image recognition device capable of reliably recognizing a work.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれ
ば、ワークがセットされる作業位置の明るさは主に照明
によるものであるが、照明光の明るさが変動したり、日
光などの外乱光が差し込む場合には、明るさが変動して
撮影手段が撮影したワークの認識が不確実となる虞が生
じる。
According to the first aspect of the present invention, the brightness of the work position where the work is set is mainly due to the illumination, but the brightness of the illumination light fluctuates or the sunlight When the disturbance light is inserted, the brightness may fluctuate, and the recognition of the work photographed by the photographing unit may become uncertain.

【0008】そこで、撮影手段が撮影したワークの画像
を認識するのに先だって学習モードを実行する。この学
習モードでは、絞り値学習手段は、撮影手段に設けられ
た絞り手段による絞り値を順に変更しながら撮影手段が
撮影したワークと背景との領域間差(コントラスト)を
求める。
Therefore, the learning mode is executed before the photographing means recognizes the photographed image of the work. In this learning mode, the aperture value learning means obtains the difference (contrast) between the area and the workpiece photographed by the photographing means while sequentially changing the aperture value of the diaphragm means provided in the photographing means.

【0009】ここで、ワークを確実に認識できる条件
は、ワークと背景との領域間差が大きいことが望ましい
ことから、このような条件となる絞り手段による絞り値
と照度測定手段が測定した照度との対応関係を求める。
そして、絞り値記憶手段は、絞り値学習手段が求めた照
度と最適絞り値との対応関係を記憶する。
Here, the condition under which the workpiece can be reliably recognized is that the difference between the area of the workpiece and the background is desirably large. Therefore, the aperture value of the aperture means and the illuminance measured by the illuminance measuring means satisfying such conditions are satisfied. Find the corresponding relationship with
Then, the aperture value storage means stores the correspondence between the illuminance obtained by the aperture value learning means and the optimal aperture value.

【0010】一方、絞り値調整手段は、ワークの認識時
は照度測定手段が測定した照度に対応して絞り値記憶手
段に記憶された最適絞り値となるように絞り手段を調整
する。これにより、撮影手段が撮影したワークと背景と
の領域間差は最大となるので、ワークを確実に認識する
ことができる。
On the other hand, the aperture value adjusting means adjusts the aperture means at the time of recognizing the work so that the optimal aperture value stored in the aperture value storage means is obtained in accordance with the illuminance measured by the illuminance measuring means. Thus, the difference between the region between the work photographed by the photographing means and the background is maximized, so that the work can be reliably recognized.

【0011】請求項2及び3の発明によれば、撮影手段
がワークを最適に撮影したときの最適特徴量を最適特徴
量記憶手段に記憶しておく。
According to the second and third aspects of the present invention, the optimal feature amount when the photographing means optimally photographs the work is stored in the optimal characteristic amount storing means.

【0012】ここで、特徴量抽出のための最適パラメー
タ値は照度によって変動することから、上述したように
学習モードの実行により絞り値学習手段が絞り手段によ
る最適絞り値を求めたときは、パラメータ値学習手段
は、パラメータ値を順に変更し、撮影手段が撮影したワ
ークの特徴量が特徴量記憶手段に記憶された最適特徴量
に最も近似したときの最適パラメータ値と照度測定手段
が測定した照度との対応関係を求める。そして、パラメ
ータ値記憶手段は、パラメータ値学習手段が求めた照度
と最適パラメータ値との関係を記憶する。
Here, since the optimal parameter value for extracting the characteristic amount varies depending on the illuminance, when the aperture value learning means obtains the optimal aperture value by the aperture means by executing the learning mode as described above, the parameter The value learning means changes the parameter values in order, and determines the optimal parameter value and the illuminance measured by the illuminance measuring means when the feature amount of the work photographed by the photographing means is closest to the optimal feature amount stored in the feature amount storing means. Find the corresponding relationship with The parameter value storage means stores the relationship between the illuminance obtained by the parameter value learning means and the optimum parameter value.

【0013】一方、パラメータ設定手段は、ワークの認
識時は絞り値調整手段が絞り手段を調整した状態で照度
測定手段が測定した照度に対応してパラメータ値記憶手
段に記憶された最適パラメータ値をパラメータとして設
定する。これにより、ワークの特徴量を適切に認識する
ことができる。
On the other hand, the parameter setting means stores the optimum parameter value stored in the parameter value storage means corresponding to the illuminance measured by the illuminance measuring means in a state where the iris value adjusting means adjusts the iris means when the workpiece is recognized. Set as a parameter. Thereby, the feature amount of the work can be appropriately recognized.

【0014】請求項4の発明によれば、絞り値学習手段
は、作業位置の照度の変動が所定範囲内に収まる所定期
間にわたって学習モードを実行するので、照度の変動に
対応して最適絞り値を確実に求めることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the aperture value learning means executes the learning mode for a predetermined period in which the illuminance change of the work position falls within a predetermined range. Can be reliably obtained.

【0015】請求項5の発明によれば、パラメータ値学
習手段は、作業位置の照度の変動が所定範囲内に収まる
所定期間にわたって学習モードを実行するので、照度の
変動に対応して最適パラメータ値を確実に求めることが
できる。
According to the fifth aspect of the present invention, the parameter value learning means executes the learning mode for a predetermined period in which the illuminance variation of the work position falls within a predetermined range. Can be reliably obtained.

【0016】請求項6の発明によれば、学習モード時に
撮影手段が撮影対象とするワークに傷があったり、塗装
むらがある場合には、照度に基づく絞り手段に対する絞
り値の調整が不適切となったり、或いはパラメータの設
定が不適切となり、ワークの認識が不確実となる虞があ
る。
According to the sixth aspect of the invention, when the work to be photographed by the photographing means is damaged or the paint is uneven during the learning mode, the adjustment of the diaphragm value to the diaphragm means based on the illuminance is inappropriate. Or the parameter setting becomes inappropriate, and the recognition of the work may become uncertain.

【0017】そこで、学習モード時に撮影手段が撮影対
象とするワークとして理想的な基準ワークを用いること
により、絞り手段に対する絞り値の調整を適切に行うこ
とができると共に、パラメータを適切に設定することが
できるので、ワークを確実に認識することができる。
Therefore, by using an ideal reference work as a work to be photographed by the photographing means in the learning mode, it is possible to appropriately adjust the aperture value with respect to the diaphragm means and to appropriately set parameters. Work can be reliably recognized.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
1乃至図7を参照して説明する。図1は本発明の機能図
である。この図1において、カメラ1(撮影手段に相
当)には絞り調整装置2(絞り手段に相当)が備えられ
ており、視覚装置3(絞り値学習手段、絞り値調整手
段、パラメータ値学習手段、パラメータ設定手段に相
当)は絞り調整装置2の絞り値を調整可能となってい
る。この視覚装置3は学習機能を備えており、学習モー
ド時においては照度計4(照度測定手段に相当)からの
取り込み照度に基づいて後述するようにして最適絞り値
及び最適パラメータ値を求めてメモリ5(絞り値記憶手
段、最適特徴量記憶手段、パラメータ値記憶手段に相
当)に記憶すると共に、認識モードにおいては照度計4
からの取込み照度に対応してメモリ5に記憶されている
最適絞り値及び最適パラメータ値を抽出し、カメラ1に
対して最適絞り値となるように絞り制御を実行した状態
で最適パラメータ値を特徴量抽出のためのパラメータと
して設定するようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a functional diagram of the present invention. In FIG. 1, a camera 1 (corresponding to photographing means) is provided with an aperture adjustment device 2 (corresponding to aperture means), and a visual device 3 (aperture value learning means, aperture value adjustment means, parameter value learning means, (Corresponding to parameter setting means) can adjust the aperture value of the aperture adjustment device 2. The visual device 3 has a learning function. In a learning mode, an optimal aperture value and an optimal parameter value are obtained as described later based on the illuminance captured from the illuminometer 4 (corresponding to the illuminance measuring means). 5 (corresponding to the aperture value storage means, the optimum feature amount storage means, and the parameter value storage means), and the illuminometer 4 in the recognition mode.
The optimal parameter value and the optimal parameter value stored in the memory 5 are extracted corresponding to the illuminance captured from the camera 1, and the optimal parameter value is characterized in a state where the aperture control is performed on the camera 1 so that the optimal aperture value is obtained. It is set as a parameter for quantity extraction.

【0019】次に本発明を移動ロボット装置に適用した
具体例を説明する。全体構成を概略的に示す図2におい
て、無人搬送車6に搭載されたロボット装置7のハンド
部8には作業台9にセットされたワーク10を撮影する
ためのカメラ1が設けられており、ロボット装置7に対
する制御によりカメラ1の位置及び姿勢を任意に調整す
ることができる。この場合、カメラ1には絞り調整装置
2(図1参照)が設けられており、視覚装置3により絞
り値が調整されるようになっている。また、無人搬送車
6には照度計4が設けられており、作業位置にセットさ
れたワーク10に対する照明光の照度(外乱光を含む)
を検出するようになっている。
Next, a specific example in which the present invention is applied to a mobile robot device will be described. In FIG. 2 schematically showing the overall configuration, a hand unit 8 of a robot device 7 mounted on an automatic guided vehicle 6 is provided with a camera 1 for photographing a work 10 set on a work table 9. The position and orientation of the camera 1 can be arbitrarily adjusted by controlling the robot device 7. In this case, the camera 1 is provided with an aperture adjustment device 2 (see FIG. 1), and the aperture value is adjusted by the visual device 3. The automatic guided vehicle 6 is provided with an illuminometer 4 for illuminating illumination light (including disturbance light) on the work 10 set at the work position.
Is to be detected.

【0020】視覚装置3は、照度計4による照度に基づ
いて最適撮影条件となるようにカメラ1の絞り値を調整
すると共に、画像処理に基づいてワーク10の位置及び
形状を認識する。
The visual device 3 adjusts the aperture value of the camera 1 based on the illuminance of the illuminometer 4 so that the optimum photographing condition is obtained, and recognizes the position and the shape of the work 10 based on the image processing.

【0021】図3は視覚装置3の学習モードの動作を示
している。この図3において、まず、作業台9にマスタ
ワーク11(基準ワークに相当、図4参照)をセット
し、そのマスタワーク11を撮影可能にカメラ位置を調
整すると共に、照明をセットする(S101)。このマ
スタワーク11とは、設計寸法通りの形状、表面加工状
態、塗装状態に加工された理想的なワークである。
FIG. 3 shows the operation of the learning mode of the visual device 3. In FIG. 3, first, a master work 11 (corresponding to a reference work, see FIG. 4) is set on the work table 9, a camera position is adjusted so that the master work 11 can be photographed, and lighting is set (S101). . The master work 11 is an ideal work processed into a shape, a surface processing state, and a coating state according to design dimensions.

【0022】続いて、ティーチングによりワーク領域及
び背景領域を指示する(S102)。つまり、図4に示
すように1個のマスタワーク11を画像に表示されるよ
うに撮影し、ワーク領域、背景領域をその画像上で視覚
装置3により指示する。
Subsequently, a work area and a background area are designated by teaching (S102). That is, as shown in FIG. 4, one master work 11 is photographed so as to be displayed in an image, and a work area and a background area are indicated by the visual device 3 on the image.

【0023】続いて、カメラ1から画像信号を入力して
から(S103)、現在の画像においてパラメータと特
徴量の目標値を指示する(S104)。この場合、パラ
メータとは、2値化しきい値や、認識に用いるテンプレ
ートの選択等のことである。また、特徴量とは、最終的
に検出すべきワーク10の位置、面積、形状等のことで
ある。そして、これらのパラメータや特徴量の目標値を
現在の明るさでティーチングし、それらをもとに次のよ
うな学習モードにおいて以後の明るさが変動したときの
最適絞り値、最適パラメータ値を学習して決定すること
になる。
Subsequently, after inputting an image signal from the camera 1 (S103), a target value of a parameter and a characteristic amount in the current image is specified (S104). In this case, the parameters are a binary threshold, selection of a template used for recognition, and the like. Further, the feature amount is a position, an area, a shape, and the like of the work 10 to be finally detected. Then, the target values of these parameters and feature values are taught with the current brightness, and based on them, the optimal aperture value and optimal parameter value when the subsequent brightness changes in the following learning mode are learned. Will be decided.

【0024】まず、現在の明るさに基づいて最適絞り値
を学習により決定する。即ち、照度計4により照度を測
定し(S105)、その照度が既に測定済み照度範囲か
を判断する(S106)。つまり、学習対象とする照度
範囲は予め所定の照度範囲毎に複数に分割して設定され
ており、現状の明るさが既に学習した照度範囲に属する
場合には、再度学習する必要がないことから、ステップ
S105に移行することにより照度が現在の照度範囲か
ら変動するのを監視する。
First, the optimum aperture value is determined by learning based on the current brightness. That is, the illuminance is measured by the illuminometer 4 (S105), and it is determined whether the illuminance is within the already measured illuminance range (S106). In other words, the illuminance range to be learned is set in advance by dividing it into a plurality for each predetermined illuminance range, and if the current brightness belongs to the already learned illuminance range, there is no need to learn again. Then, it is monitored that the illuminance changes from the current illuminance range by shifting to step S105.

【0025】そして、現在の明るさが変動して照度が既
に学習した照度から外れた場合は(S106:NO)、
学習する必要があることから、初期絞り値を設定する
(S107)。この初期絞り値とは例えば最も入光量が
少ない絞り値のことである(2回目以降は前回の照度値
の絞り値を参考にしてもよい)。
If the current brightness varies and the illuminance deviates from the already learned illuminance (S106: NO),
Since learning is required, an initial aperture value is set (S107). The initial aperture value is, for example, an aperture value with the smallest amount of incident light (for the second and subsequent times, the previous aperture value of the illuminance value may be referred to).

【0026】続いて、初期絞り値の状態でワーク10と
背景との領域間差(コントラスト)を測定すると共に
(S108)、絞り値を1段大きくなるように変更して
から(S118)、ステップS108に移行することに
よりマスタワーク11と背景との領域間差を測定する。
このようにして絞り値を順に変更することにより必要な
絞り値の取得が終了したときは(S109:YES)、
領域間差が最大となる絞り値を探索して決定する(S1
10)。
Subsequently, the difference (contrast) between the area of the workpiece 10 and the background is measured in the state of the initial aperture value (S108), and the aperture value is changed so as to increase by one step (S118). By shifting to S108, the difference between the areas of the master work 11 and the background is measured.
When the necessary aperture value is obtained by sequentially changing the aperture value in this way (S109: YES),
An aperture value that maximizes the difference between the areas is searched for and determined (S1).
10).

【0027】ここで、図5は照度の大きさと領域間差が
最大となる最適絞り値との関係を示している。この場
合、最適絞り値から1段小さな絞り値では、全体の画像
輝度が小さくなることにより領域間差が小さくなる。反
対に、最適絞り値から1段大きな絞り値では、全体の画
像輝度が大きくなりすぎることによりマスタワーク11
の明るさがカメラ1のダイナミックレンジを上回って領
域間差が小さくなる。従って、所定の照度に対応して最
適絞り値は1つだけ存在することが分る。
FIG. 5 shows the relationship between the magnitude of the illuminance and the optimum aperture value at which the difference between the regions is maximized. In this case, when the aperture value is one step smaller than the optimal aperture value, the difference between the areas becomes smaller because the overall image luminance becomes smaller. Conversely, if the aperture value is one step larger than the optimal aperture value, the overall image brightness becomes too large, and the master work 11
Is larger than the dynamic range of the camera 1, and the difference between the regions becomes smaller. Therefore, it is understood that there is only one optimal aperture value corresponding to the predetermined illuminance.

【0028】また、マスタワーク11または背景が明る
すぎて画像輝度がカメラ1のダイナミックレンジの上限
をマスタワーク11及び背景ともに上回ってしまうとき
は、コントラストが小さくなってしまうことから、その
ポイントが照度範囲の最大値となる。また、照明が暗す
ぎてマスタワーク11または背景の画像輝度が最低レベ
ルよりも小さいときは、コントラストが小さくなってし
まうので、そのポイントが照度範囲の最小値となる。
When the master work 11 or the background is too bright and the image luminance exceeds the upper limit of the dynamic range of the camera 1 for both the master work 11 and the background, the contrast becomes small. The maximum value of the range. When the illumination is too dark and the image brightness of the master work 11 or the background is lower than the minimum level, the contrast becomes small, and that point becomes the minimum value of the illuminance range.

【0029】そして、上述したようにして最適絞り値を
求めたときは、そのときの照度及び絞り値との対応関係
をメモリ5に記憶すると共に(S111)、絞り値とそ
れに対する照度値の最小値、最大値を更新する(S11
2)。これにより、照度が変動することにより図5に示
した絞り値に対応した照度の上限及び下限を最終的に決
定することができる。以上の動作により、現在の明るさ
において、領域間差が最大となったときの照度及び最適
絞り値が対応付けられてメモリ5に記憶されることにな
る。
When the optimum aperture value is obtained as described above, the corresponding relationship between the illuminance and the aperture value at that time is stored in the memory 5 (S111), and the minimum aperture value and the corresponding illuminance value are stored. The value and the maximum value are updated (S11
2). As a result, the upper and lower limits of the illuminance corresponding to the aperture value shown in FIG. 5 can be finally determined by the change in the illuminance. With the above operation, the illuminance and the optimal aperture value when the difference between the regions is the maximum at the current brightness are stored in the memory 5 in association with each other.

【0030】上述のようにして現在の照度に対応した最
適絞り値を求めたときは、続いて最適パラメータ値を学
習により決定する。この場合、絞り調整装置2の絞り値
は現在の照度に対する最適絞り値に設定する。
When the optimum aperture value corresponding to the current illuminance is obtained as described above, the optimum parameter value is subsequently determined by learning. In this case, the aperture value of the aperture adjustment device 2 is set to the optimal aperture value for the current illuminance.

【0031】まず、初期パラメータ値を設定し(S11
3)、その初期パラメータ値に基づいてマスタワーク1
1の特徴量を測定する(S114)。このパラメータは
画像信号を2値化することなどによりマスタワーク11
と背景とを識別するためのものである。また、特徴量と
はマスタワーク11の位置、面積、形状等のことで、照
明の照度、パラメータにより変動する。
First, initial parameter values are set (S11).
3) Master work 1 based on the initial parameter values
The first feature amount is measured (S114). This parameter is used for the master work 11 by binarizing the image signal.
And the background. In addition, the feature amount refers to the position, area, shape, and the like of the master work 11, and varies depending on the illuminance of illumination and parameters.

【0032】この場合、パラメータ値が適切のときはマ
スタワーク11の位置や面積が目標値に最も近付き、パ
ラメータ値が不適切のときはマスタワーク11の位置や
面積が目標値から外れるようになる。
In this case, when the parameter value is appropriate, the position or area of the master work 11 comes closest to the target value, and when the parameter value is inappropriate, the position or area of the master work 11 deviates from the target value. .

【0033】そして、パラメータ値を順に更新し(S1
19)、全てのパラメータ値に基づいてデータの取得が
終了したときは(S115:YES)、マスタワーク1
1に対応した特徴値の目標値と現在値とが最小となる最
適パラメータ値を検索して決定し(S116)、そのと
きの照度及び最適パラメータ値を記憶する(S11
7)。
Then, the parameter values are sequentially updated (S1).
19), when data acquisition is completed based on all parameter values (S115: YES), master work 1
The optimal parameter value that minimizes the target value and the current value of the feature value corresponding to 1 is searched and determined (S116), and the illuminance and the optimal parameter value at that time are stored (S11).
7).

【0034】以上の動作により、現在の照度において、
マスタワーク11の特徴量が目標値に最も近似したとき
の最適パラメータ値を求めることができる。そして、斯
様にして現在の照度における最適絞り値及び最適パラメ
ータ値を求めたときは、ステップ105に移行すること
により上述した学習モードを繰返す。
With the above operation, at the current illuminance,
An optimum parameter value when the characteristic amount of the master work 11 is closest to the target value can be obtained. When the optimal aperture value and the optimal parameter value at the current illuminance are obtained in this manner, the process proceeds to step 105 to repeat the learning mode described above.

【0035】ここで、ワーク10がセットされる環境の
照度の変動を考察すると、室外の光がほとんど入光しな
い環境では、照度の変動は照明の明るさの変動のみとな
り、その変動幅はあまり大きくない。また、室外の光が
入光する環境では、室外の明るさは時間の経過に従って
変動すると共に、晴天或いは曇天によっても異なること
から変動幅は大きい。
Here, considering the variation in the illuminance of the environment in which the work 10 is set, in an environment where the outdoor light hardly enters, the variation of the illuminance is only the variation of the brightness of the illumination, and the variation width is very small. not big. Further, in an environment where outdoor light enters, the outdoor brightness varies over time and varies depending on whether the weather is clear or cloudy, so that the fluctuation range is large.

【0036】従って、室外の光がほとんど入光しない環
境では、1日の照度の変化に対応して学習モードを実行
することにより、実際のワーク10の認識時における照
度の変動に対応した最適絞り値及び最適パラメータ値を
求めることができる。また、室外の光が入光する環境で
は、学習モードを例えば1週間程度実行することによ
り、実際のワーク10の認識時における照度の変動に対
応した最適絞り値及び最適パラメータ値を求めることが
できる。以上のような学習モードを終了した状態では、
図6に示すようにメモリ5には照度に対応して最適絞り
値及び最適パラメータ値が記憶されることになる。
Therefore, in an environment where almost no outdoor light enters, the learning mode is executed in response to a change in illuminance in one day, so that an optimum aperture corresponding to a change in illuminance at the time of actual recognition of the work 10 is obtained. Values and optimal parameter values can be determined. Further, in an environment where outdoor light enters, the learning mode is executed, for example, for about one week, so that an optimum aperture value and an optimum parameter value corresponding to a change in illuminance at the time of actual recognition of the work 10 can be obtained. . In the state where the learning mode as above is completed,
As shown in FIG. 6, the memory 5 stores the optimum aperture value and the optimum parameter value corresponding to the illuminance.

【0037】尚、上述した学習モードは1回だけ実行す
れば済むものの、実際には夏と冬とでは室内への日射量
が異なることから、学習モードは季節毎に実行するのが
望ましい。
Although the learning mode described above needs to be executed only once, it is desirable to execute the learning mode every season since the amount of solar radiation in the room differs between summer and winter.

【0038】図7は視覚装置3の認識モードの動作を示
している。この図7において、視覚装置3は、照度計4
から現在の照度を取り込んだときは(S201)、その
照度に対応してメモリ5に記憶されている最適絞り値及
び最適パラメータ値を読出すと共に(S202)、読出
した最適絞り値となるように絞り調整装置2を調整して
から(S203)、最適パラメータ値をパラメータとし
て設定する(S204)。
FIG. 7 shows the operation of the visual device 3 in the recognition mode. In FIG. 7, the visual device 3 includes an illuminometer 4
When the current illuminance is taken in from (S201), the optimal aperture value and the optimal parameter value stored in the memory 5 corresponding to the illuminance are read (S202), and the read optimal aperture value is set. After adjusting the aperture adjustment device 2 (S203), the optimal parameter value is set as a parameter (S204).

【0039】このようにパラメータの設定が終了したと
ころでカメラ1によりワーク10を撮影すると(S20
5)、カメラ1の絞り値は最適絞り値に設定されている
ので、ワーク10と背景との領域間差は最大となってい
る。また、カメラ1からの画像信号を2値化するための
パラメータは最適パラメータ値に設定されているので、
カメラ1からの画像信号に基づいてワーク10と背景と
を確実に識別することができる(S206)。そして、
認識結果に基づいてロボット装置7を制御することによ
りワーク10を確実にチャッキングして所定位置に搬送
することができる。
When the setting of the parameters is completed as described above, the work 10 is photographed by the camera 1 (S20).
5) Since the aperture value of the camera 1 is set to the optimal aperture value, the difference between the area of the workpiece 10 and the background is maximum. Also, since the parameters for binarizing the image signal from the camera 1 are set to optimal parameter values,
The work 10 and the background can be reliably identified based on the image signal from the camera 1 (S206). And
By controlling the robot device 7 based on the recognition result, the workpiece 10 can be reliably chucked and transported to a predetermined position.

【0040】本実施の形態によれば、学習モードを実行
することにより照度に対応してワーク10と背景との領
域間差が最大となる最適絞り値を照度の変動が所定範囲
に収まる所定期間にわたって求めてメモリ5に記憶する
と共に、認識モードでは現在の照度に対応してメモリ5
に記憶されている最適絞り値となるようにカメラ1の絞
り調整装置2を制御するようにしたので、ワーク10と
背景との領域間差を大きくすることができ、カメラ1か
らの画像信号に基づいてワーク10を単に認識するだけ
の構成に比較して、ワーク10を確実に認識することが
できる。この場合、ソフトの変更で実施することができ
るので、遮光カバーを設ける構成に比較して、低コスト
で実施することができる。
According to the present embodiment, by executing the learning mode, the optimal aperture value at which the difference between the area of the workpiece 10 and the background becomes maximum corresponding to the illuminance is determined for a predetermined period during which the illuminance variation falls within a predetermined range. And in the memory 5 in the recognition mode, corresponding to the current illuminance.
Since the aperture adjustment device 2 of the camera 1 is controlled so as to have the optimal aperture value stored in the camera 10, the difference between the area of the workpiece 10 and the background can be increased, and the image signal from the camera 1 The work 10 can be reliably recognized as compared with a configuration in which the work 10 is simply recognized based on the base. In this case, since it can be implemented by changing software, it can be implemented at low cost as compared with a configuration in which a light shielding cover is provided.

【0041】また、このような学習モードにおいてはカ
メラ1からの画像信号を2値化するための最適パラメー
タ値を照度の変動が所定範囲に収まる所定期間にわたっ
て求めると共に、認識モードにおいては現在の照度に対
応してメモリ5に記憶されている最適パラメータ値をパ
ラメータとして設定するようにしたので、カメラ1から
の画像信号を最適パラメータ値に基づいて2値化するこ
とによりワーク10と背景とを識別でき、ワーク10を
より一層確実に認識することができる。
In such a learning mode, the optimum parameter value for binarizing the image signal from the camera 1 is determined over a predetermined period in which the illuminance variation falls within a predetermined range. Since the optimum parameter value stored in the memory 5 is set as a parameter in correspondence with the above, the work 10 and the background are identified by binarizing the image signal from the camera 1 based on the optimum parameter value. Thus, the work 10 can be more reliably recognized.

【0042】さらに、学習モード時において認識対象と
するワークは基準となるマスタワーク11であるから、
学習モードでマスタワーク11を認識させることにより
最適絞り値及び最適パラメータ値を適切に設定すること
ができる。
Further, since the work to be recognized in the learning mode is the master work 11 serving as a reference,
By recognizing the master work 11 in the learning mode, the optimal aperture value and the optimal parameter value can be appropriately set.

【0043】本発明は、上記実施の形態にのみ限定され
るものではなく、次のように変形または拡張できる。絞
り調整装置2としては、絞り値をアナログ的に微調整で
きるものを採用するようにしてもよい。この場合、学習
モード期間が長くなるものの、照度に対応した絞り値を
適切に設定することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified or expanded as follows. As the aperture adjustment device 2, a device capable of finely adjusting the aperture value in an analog manner may be employed. In this case, the aperture value corresponding to the illuminance can be set appropriately, though the learning mode period becomes longer.

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

【図1】本発明の一実施の形態における全体を示す機能
FIG. 1 is an overall functional diagram according to an embodiment of the present invention;

【図2】ロボット装置及び画像認識装置の模式図FIG. 2 is a schematic diagram of a robot device and an image recognition device.

【図3】視覚装置の学習モード動作を示すフローチャー
FIG. 3 is a flowchart showing a learning mode operation of the visual device;

【図4】ティーチング時のワーク及び背景の認識ポイン
トを示す図
FIG. 4 is a diagram showing recognition points of a work and a background during teaching.

【図5】絞り値毎における照度と画像輝度との関係を示
す図
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between illuminance and image luminance for each aperture value.

【図6】照度に対応した最適絞り値及び最適パラメータ
値を示す図
FIG. 6 is a diagram showing an optimum aperture value and an optimum parameter value corresponding to illuminance.

【図7】視覚装置の認識モード動作を示すフローチャー
FIG. 7 is a flowchart showing a recognition mode operation of the visual device;

【図8】従来例において照明光の明るさが一定の場合の
ワークと背景に対応する画像輝度を示す図
FIG. 8 is a diagram showing image luminance corresponding to a work and a background when the brightness of illumination light is constant in a conventional example.

【図9】照明光の明るさが変動する場合のワークと背景
に対応する画像輝度を示す図
FIG. 9 is a diagram illustrating image luminance corresponding to a workpiece and a background when the brightness of illumination light varies.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1はカメラ(撮影手段)、2は絞り調整装置(絞り手
段)、3は視覚装置(絞り値学習手段、絞り値調整手
段、パラメータ値学習手段、パラメータ設定手段)、4
は照度計(照度測定手段)、5はメモリ(絞り値記憶手
段、最適特徴量記憶手段、パラメータ値記憶手段)、7
はロボット装置、10はワーク、11はマスタワーク
(基準ワーク)である。
1 is a camera (imaging means), 2 is an aperture adjusting device (aperture means), 3 is a visual device (aperture learning means, aperture value adjusting means, parameter value learning means, parameter setting means), 4
Is an illuminance meter (illuminance measurement means), 5 is a memory (aperture value storage means, optimal feature quantity storage means, parameter value storage means), 7
Denotes a robot device, 10 denotes a work, and 11 denotes a master work (reference work).

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 作業位置にセットされたワークの画像を
撮影手段により入力する画像認識装置において、 前記撮影手段に設けられた絞り手段と、 前記作業位置の照度を測定する照度測定手段と、 学習モード時は前記絞り手段の絞り値を順に変更し、前
記撮影手段が撮影したワークと背景とのコントラストが
最大となったときの最適絞り値と前記照度測定手段が測
定した照度との対応関係を求める絞り値学習手段と、 学習モード時は前記絞り値学習手段が求めた照度と最適
絞り値との対応関係を記憶する絞り値記憶手段と、 ワーク認識時は前記照度測定手段が測定した照度に対応
して前記絞り値記憶手段に記憶された最適絞り値となる
ように前記絞り手段を調整する絞り値調整手段とを備え
たことを特徴とする画像認識装置。
1. An image recognition apparatus for inputting an image of a work set at a work position by a photographing means, an aperture means provided in the photographing means, an illuminance measuring means for measuring illuminance at the work position, and learning. In the mode, the aperture value of the aperture means is changed in order, and the correspondence between the optimal aperture value when the contrast between the workpiece photographed by the photographing means and the background is maximized and the illuminance measured by the illuminance measuring means. Aperture value learning means to be sought; aperture value storage means for storing a correspondence relationship between the illuminance obtained by the aperture value learning means and the optimal aperture value in the learning mode; and illuminance measured by the illuminance measurement means for workpiece recognition. An image recognition apparatus comprising: an aperture value adjusting unit that adjusts the aperture unit so that the aperture value corresponds to the optimal aperture value stored in the aperture value storage unit.
【請求項2】 前記撮影手段がワークを最適に撮影した
ときの最適特徴量を記憶する最適特徴量記憶手段と、 学習モード時は前記絞り値学習手段が求めた最適絞り値
となるように前記絞り手段を調整した状態で特徴量抽出
のためのパラメータ値を順に変更し、前記撮影手段が撮
影したワークの特徴量が前記特徴量記憶手段に記憶され
た最適特徴量に最も近似したときの最適パラメータ値と
前記照度測定手段が測定した照度との対応関係を求める
パラメータ値学習手段と、 学習モード時は前記パラメータ値学習手段が求めた照度
と最適パラメータ値との関係を記憶するパラメータ値記
憶手段と、 ワーク認識時は前記絞り値調整手段が前記絞り手段を調
整した状態で前記照度測定手段が測定した照度に対応し
て前記パラメータ値記憶手段に記憶された最適パラメー
タ値をパラメータとして設定するパラメータ設定手段と
を備えたことを特徴とする請求項1記載の画像認識装
置。
2. An optimum feature amount storing means for storing an optimum feature amount when the photographing means optimally shoots a workpiece; and in the learning mode, the optimum aperture value obtained by the aperture value learning means so as to be an optimum aperture value. The parameter values for extracting the feature amount are sequentially changed in a state where the aperture means is adjusted, and the optimal value when the feature amount of the work photographed by the photographing means is most similar to the optimal feature amount stored in the feature amount storage means. Parameter value learning means for obtaining a correspondence between a parameter value and illuminance measured by the illuminance measurement means; and parameter value storage means for storing a relationship between illuminance obtained by the parameter value learning means and an optimum parameter value in a learning mode. When the workpiece is recognized, the parameter value storage means stores the parameter value storage means corresponding to the illuminance measured by the illuminance measurement means in a state where the aperture value adjustment means adjusts the aperture means. 2. The image recognition apparatus according to claim 1, further comprising parameter setting means for setting the obtained optimum parameter value as a parameter.
【請求項3】 前記パラメータ値は前記撮影手段からの
画像信号を2値化するためのしきい値であることを特徴
とする請求項2記載の画像認識装置。
3. The image recognition apparatus according to claim 2, wherein said parameter value is a threshold value for binarizing an image signal from said photographing means.
【請求項4】 前記絞り値学習手段は、前記作業位置の
照度の変動が所定範囲内に収まる所定期間にわたって学
習モードを実行することを特徴とする請求項1乃至3の
何れかに記載の画像認識装置。
4. The image according to claim 1, wherein the aperture value learning unit executes the learning mode for a predetermined period in which a change in illuminance at the work position falls within a predetermined range. Recognition device.
【請求項5】 前記パラメータ値学習手段は、前記作業
位置の照度の変動が所定範囲内に収まる所定期間にわた
って学習モードを実行することを特徴とする請求項1乃
至4の何れかに記載の画像認識装置。
5. The image according to claim 1, wherein the parameter value learning unit executes the learning mode for a predetermined period during which a change in the illuminance of the work position falls within a predetermined range. Recognition device.
【請求項6】 学習モード時に前記撮影手段が撮影対象
とするワークは理想的な基準ワークであることを特徴と
する請求項1乃至5の何れかに記載の画像認識装置。
6. The image recognition apparatus according to claim 1, wherein the work to be photographed by the photographing means in the learning mode is an ideal reference work.
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