DE19645983C2 - Vorrichtung und Verfahren für die Bildverarbeitung - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren für die BildverarbeitungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine für die Bildverarbeitung
verwendbare Vorrichtung und ein für die Bildverarbeitung
verwendbares Verfahren zum Erkennen einer Anordnung eines
zu erfassenden Objekts.
Aus VDI-Z, 121 (1979), Nr. 10, Seiten 477-483 ist ein
Verfahren zum Erkennen einer Anordnung eines zu erfassenden
Objekts mittels polarer Kodierung entnehmbar. Bei diesem
Verfahren wird ein Objekt gegenüber einer Referenzlage
berechnet, wobei Abstände von einem Mittelpunkt oder
Schwerpunkt aus zur Außenkontur des Objekts hin
schrittweise bei fortschreitendem Abtastwinkel ermittelt
werden. Die Bildinformation wird als eine Folge von
Helligkeitswerten verarbeitet. Dabei ermittelte
Kreisfunktionen werden in einer Tabelle abgespeichert.
Ein weiterer Stand der Technik ergibt sich aus der
DE 37 16 429 A1.
Ferner wurde auch schon eine Vorrichtung zur
Bildverarbeitung vorgeschlagen, die im folgenden anhand von
Fig. 41 bis 47B der beigefügten Zeichnungen näher
beschrieben wird.
Die Fig. 41A und 41B zeigen schematische Blockschaltbilder
zum Darstellen eines üblichen Bildverarbeitungsgeräts. Das
übliche Bildverarbeitungsgerät enthält eine
Zentralverarbeitungseinheit (auf die im folgenden als "CPU"
Bezug genommen wird) 1a zum Durchführen der Steuerung und der
arithmetischen Prozeßschritte in dem gesamten Gerät, ein
Abbildungssystem 2 zum optischen Aufnehmen eines
Werkstückbilds, eine Speichereinrichtung 3a zum Speichern der
Betriebsprogrammdaten für die CPU 1a und der Ergebnisse der
Betriebsschritte, eine Displayeinheit 4 zum graphischen
Darstellen einer Position, bei der ein Werkstück detektiert
wird, auf der Basis der Ergebnisse der durch die CPU 1a
durchgeführten Betriebsschritte, eine Eingabeeinrichtung 5
zum Zuführen von Eingabedaten und Befehlsdaten zu der CPU 1a,
und eine Ausgabeeinrichtung 6 zum Ausgeben der an der
Displayeinheit 4 gezeigten Inhalte in Form von Buchstaben und
dergleichen, sowie eine Übertragungseinrichtung 7 zum
Übertragen der detektierten Positionsdaten an andere
Einrichtungen, eine Bildauslesevorrichtung 301 zum Auslesen
des in der Speichreinrichtung 3a gespeicherten Bilds, eine
Werkstückbilddaten-Katalogisierungsvorrichtung 302 zum
Katalogisieren von Bilddaten eines Werkstücks als Objekt,
dessen Position und Neigungswinkel zu Erfassen sind, eine
Generiervorrichtung 341 für ein gedrehtes Werkstückbild zum
Generieren eines Bilds t0a1-t0a359, das sich durch Drehen
des Werkstücks ausgehend von dem katalogisierten
Werkstückbilddaten t0a zum Erfassen von dessen Neigungswinkel
ergibt, eine Korrelationswert-Berechnungsvorrichtung 306a zum
Berechnen des Korrelationswerts zwischen den
Werkstückbilddaten t0a und den aus dem Abbildungssystem 2
ausgelesenen Bilddaten v1 zum Erfassen der Position des
Werkstücks zusammen mit dessen Neigungswinkel.
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung eines Verfahrens zum
Katalogisieren des Bilds eines Werkstücks w0 derart, daß die
Position des Werkstücks und dessen Neigungswinkel, wie in
Fig. 43A und 43B gezeigt, detektiert werden, und zwar durch
das übliche Bildverarbeitungsgerät, das derart aufgebaut ist,
unter Bezug auf ein in Fig. 42 gezeigtes Flußdiagramm, die
Diagramme nach Fig. 43A und 43B gemäß einem
Werkstückabbildungsmodus, die Diagramme nach Fig. 44A und
Fig. 44B nach einem Werkstückbild-Datenmodus, die Diagramme
45A und 45D gemäß einem Datenmodus für gedrehte
Werkstückbilddaten, die Diagramme nach Fig. 46A und 46B gemäß
einem Abbildungsmodus für ausgelesene Bilddaten und die
Diagramme nach Fig. 47A und 47B gemäß einem Modus zum
Erfassen der Position.Neigungswinkel des Werkstücks. Für eine
Unterscheidung der optischen Anzeigen bei der Displayeinheit
bei den obigen Figuren von den Abbildungen, die der
Darstellung einer internen Verarbeitung dienen, in einer
leicht zu verstehenden Weise, werden Bezugszeichen, die mit v
beginnen, beispielsweise v0, v1, als solche zum Darstellen
der optischen Anzeigen in den Fig. 43B, 47A, 47B usw.
eingesetzt.
Zunächst wird bei dem Schritt S501 nach Fig. 42 ein
Werkstückbilddaten-Erzeugungsbefehl durch die
Eingabeeinrichtung 5 nach Fig. 41A eingegeben
(Werkstückbilddaten-Erzeugungsbefehl).
Anschließend startet bei dem Schritt S502 die CPU 1a die
Bildauslesevorrichtung 301 der Speichereinrichtung 3a zum
Auslesen eines Bilds des Werkstücks w0, das in Fig. 43A
gezeigt ist, aus dem Abbildungssystem 2 (Auslesen des Bilds).
Ferner zeigt bei einem Schritt S503 die CPU 1a bei der
Displayeinheit 4 die in Fig. 43B gezeigten Bilddaten v0 an
(Anzeige des ausgelesenen Bilds).
Ferner wird bei dem Schritt S504 ein Werkstückbilddaten-
Größe.Positions-Einstellbefehl durch die Eingabeeinrichtung 5
eingegeben, damit die CPU 1a bei der Displayeinheit 4 einen
rechtwinkligen Fensterrahmen c0a nach Fig. 44A anzeigt, in
dem die Größe.Position der Werkstückbilddaten gezeigt ist.
Die CPU 1a ist so ausgebildet, daß sie Pixeldaten in dem
Rahmen c0a dadurch extrahiert, daß die Größe.Positionsdaten
bei den Werkstückbilddaten eingegeben werden, der Rahmen c0a
gemäß der Eingabegröße verändert und dieser zu der
Eingabeposition bewegt wird, sowie zum Generieren der in Fig.
44B gezeigten Pixeldaten als Werkstückbilddaten t0a
(Bestimmung der Größe Größe.Position der Werkstückbilddaten).
Wie in Fig. 44B gezeigt, stellen die Werkstück-Bildaten T0a
die Struktur der Werkstückbilddaten t0a dar, und die
Werkstückbilddaten T0a sind in der Form von gitterförmig
beabstandeten Luminanzdaten ausgebildet. Die numerischen
Werte 1, 5, 7, . . . kennzeichnen die Luminanz der
Werkstückbilddaten.
Bei dem Schritt S505 startet die CPU 1a die
Generiervorrichtung für ein gedrehtes Werkstückbild 341, und
sie dreht die Werkstückbilddaten t0a, Grad für Grad, bis zu
359°, zum Generieren der gedrehten Werkstückbilddaten in
einem Bereich von t0a1 bis zu t0a359, wie in Fig. 45A gezeigt
ist (Generierung des gedrehten Werkstückbilds). Wie in Fig.
45B gezeigt, stellen die gedrehten Werkstückbilddaten t0a20
zudem die Struktur der gedrehten Werkstückbilddaten T0a20
dar, die sich durch Drehen der Werkstückbilddaten t0a um
einen Winkel von 20° ergeben. Die gedrehten
Werkstückbilddaten T0a20 sind derart ausgbildet, daß
Luminanzdaten der Werkstückbilddaten t0a um einen Winkel von
20° gedreht und in einer gittermäßig beabstandeten Anordnung
gespeichert werden. Die anderen gedrehten Werkstückbilddaten
in dem Bereich von t0a1 bis zu t0a19 und diejenigen in dem
Bereich von t0a21 bis zu t0a359 werden in entsprechender
Weise Grad für Grad gedreht und mit gittermäßig beabstandeter
Anordnung gespeichert.
Bei dem Schritt S506 staret die CPU 1a die
Werkstückbilddaten-Katalogisierungsvorrichtung 302a der
Speichereinrichtung 3a, und sie speichert die
Werkstückbilddaten t0a und die gedrehten Werkstückbilddaten
t0a1 bis t0a359 in der Speichereinrichtung 3a
(Katalogisierung der Werkstückbilddaten).
Bei dem Schritt S507 erfolgt durch die Eingabeeinrichtung 5
nach Fig. 41A die Eingabe eines Positions
Größe.Neigungswinkel-Detektionsbefehls und des Schwellwerts
s0a für den Korrelationswert sa zwischen den
Werkstückbilddaten t0a und den ausgelesenen Bilddaten
(PositionsGröße.Neigungswinkel-Detektionsbefehl). In diesem
Fall wird der Schwellwert s0a des Korrelationswerts so
festgelegt, daß lediglich ein größerer Korrelationswert
detektiert wird: beispielsweise 90% des Maximalwerts des
Korrelationswerts sa, der erfaßt werden kann.
Bei dem Schritt S508 beendet die CPU 1a ferner die
Verarbeitung, wenn sie durch einen Beendigungsbefehl
unterbrochen wird (Empfang des Beendigungsbefehls).
In dem Fall, in dem bei dem Schritt S509 der
Beendigungsbefehl nicht vorliegt, startet die CPU 1a die
Bildauslesevorrichtung 301 der Speichereinrichtung 3a, und
sie bewirkt die Abbildung eines Werkstücks b1 gemäß Fig. 46A
durch das Abbildungssystem 2, damit die in Fig. 46B gezeigten
Bilddaten v1 bei der Displayeinheit 4 angezeigt werden können
(Auslesen eines Bilds). In diesem Fall ist das Werkstück w1
um einen Winkel "a" geneigt und innerhalb des optischen Felds
des Abbildungssystems 2 plaziert.
Bei dem Schritt S510 überlagert die CPU 1a die
Werkstückbilddaten t0a und die ausgelesenen Bilddaten v1 und
startet die Korrelationswert-Berechnungsvorrichtung 306a der
Speichereinrichtung 3a und berechnet anschließend der
Korrelationswert sa zwischen den Werkstückbilddaten t0a und
der ausgelesenen Bilddaten v1 unter Einsatz der folgenden
Korrelationsgleichung (1) auf Basis einer Normalkorrelation
(Korrelationswert-Berechnung).
Hier stellt das Symbol Fi den Luminanzwert des i-ten Pixel
der Werkstückbilddaten t0a dar; Gi ist der Luminanzwert des
i-ten Index bei den ausgelesenen Bilddaten v1; n ist die Zahl
der Pixel der Werkstückbilddaten; und der Index i ist eine
Pixelnummer.
Bei dem Schritt S511 bestimmt die CPU 1a, daß dann, wenn der
Korrelationswert sa größer als der Schwellwert s0a ist, die
Werkstückbilddaten t0a mit den ausgelesenen Bilddaten v1
korrelieren. Die Fig. 47B zeigt, daß die Luminanz der
Werkstückbilddaten T0a35 offensichtlich mit den
Werkstückbilddaten t0a35 bei den ausgelesenen Bilddaten v1 in
Einklang stehen. Die Fig. 47A betrifft einen Fall, wo
beispielsweise Werkstückbilddaten T0a20 in einer Position
vorliegen, die nicht in Übereinstimmung mit der Position des
Werkstücks w1 bei dem ausgelesenen Bild v1 stehen, wodurch
die Luminanz der Werkstückbilddaten in Nichtübereinstimmung
mit den Werkstückbilddaten verbleiben (Korrelation liegt
vor).
Bei dem Schritt S512 zeigt die CPU 5a die/den
Position.Neigungswinkel bei der Displayeinheit 4 dann an,
wenn bei dem Schritt S511 die Korrelation als vorliegend
beurteilt wird, und sie sendet die/den
Position.Neigungswinkel an die Übertragungseinrichtung 7
(Ausgabe der/des Position.Neigungswinkels).
Bei dem Schritt S513 entscheidet die CPU 1a ferner, ob die
Berechnung des Korrelationswerts sa für die gesamten
ausgelesenen Bilddaten v1 abgeschlossen ist, wenn die
Korrelation als nicht vorliegend beurteilt wird, und sie
verschiebt die Position eines Pixels um eine Stelle, wo die
Werkstückbilddaten t0a und die ausgelesenen Bilddaten v1 dann
zu überlagern sind, wenn die CPU 1a feststellt, daß die
Berechnung nicht abgeschlossen ist, und sie wiederholt die
Schritte zwischen S510 bis zu S513 (Abschluß der gesamten
Pixelberechnung).
Bei dem Schritt S514 aktualisiert die CPU 1a die Bilddaten
des gedrehten Werkstücks dahingehend, daß ein um 1° größerer
Neigungswinkel vorliegt, wenn festgestellt wird, daß die
Berechnung bei dem Schritt S513 abgeschlossen ist.
Beispielsweise werden die gedrehten Bilddaten t0a0 in die
gedrehten Bilddaten t0a1 aktualisiert, deren Neigungswinkel
bezogen auf die vorhergehenden Daten um 1° größer ist
(Aktualisierung zu den nächsten Werkstückbilddaten).
Ferner betrachtet bei dem Schritt S515 die CPU 1a den Prozeß
zum Detektieren der/des Position.Neigungswinkels für die
gesamten Bilddaten des gedrehten Werkstücks als
abgeschlossen, und sie beendet die Verarbeitung des
Werkstücks w1, wenn die zu aktualisierenden gedrehten
Werkstückbilddaten bei dem Schritt S514 die gedrehten
Werkstückbilddaten t0a359 sind. Bei dem Schritt S508
verändert die CPU 1a die/den Position.Neigungswinkel des
Werkstücks W1, oder sie ersetzt das Werkstück w1 durch ein
anderes mit vergleichbarem Aufbau, bis der Beendigungsbefehl
empfangen wird, und sie wiederholt die Schritte zwischen S509
bis zu S515 (Abschluß der Bearbeitung sämtlicher gedrehter
Werkstückbilddaten).
Da das übliche Bildverarbeitungsgerät wie oben beschrieben
aufgebaut ist, besteht das Problem darin, daß dann, wenn ein
Werkstück Grad für Grad bis zu 360° gedreht wird, die zum
Erzeugen der Bilddaten bei jedem Winkel und zum Berechnen des
Korrelationswerts für die Detektion des Neigungswinkels des
Werkstücks erforderliche Zeit tendenziell länger wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zu schaffen und ein Verfahren anzugeben, welche
eine vergleichsweise rasche Erkennung der Anordnung eines
Objekts, insbesondere dessen Position und Neigungswinkel,
ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung
gemäß dem Patentanspruch 1 bzw. mit einem Verfahren gemäß
dem Patentanspruch 16 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den den
vorgenannten Patentansprüchen jeweils nachgeordneten
Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung.
Gemäß der Erfindung kann eine Bildverarbeitungsvorrichtung
zum Erkennen der Anordnung eines
zu detektierenden Objeks durch Vergleich erster, durch
Abbildung des Detektionsobjekts erhaltener Bilddaten mit
vorkatalogisierten zweiten Daten, betreffend das hierfür
vorgesehen Objekt enthält eine Werkstückbilddaten-
Katalogisierungsvorrichtung zum Festlegen eines festgelegten
konzentrisch geformten Gebiets bei den ersten und zweiten
Bilddaten als Werkstückbild; eine Luminanzgraph-
Generierungsvorrichtung zum Unterteilen in konzentrischer
Anordnung mehrerer Pixel, die Bilddaten in dem konzentrisch
geformten Bild darstellen, die durch die Bilddaten-
Katalogisierungsvorrichtung festgelegt sind, sowie zum
Extrahieren der mehreren Pixel derart, daß die Luminanz
mehrerer Pixel der so unterteilten konzentrischen Anordnung
als eine Funktion einer konzentrisch geformten
Mittenwinkelposition erzeugt wird; eine Kennwert-
Berechnungsvorrichtung zum Berechnen eines Kennzeichens zum
Darstellen der Eigenschaften der Luminanz der mehreren
konzentrisch angeordneten Pixel, die durch die Luminanzkraft-
Generiervorrichtung erzeugt werden, zusammen mit der
Mittenwinkelposition; und eine Mittenwinkel-Positionsmuster-
Berechnungsvorrichtung zum Berechnen der Mittenwinkelposition
zum Wiedergeben der Eigenschaften der durch die Kennwert-
Berechnungsvorrichtung berechnete Luminanz als Funktion der
Distanz bezogen auf das Zentrum mehrerer der unterteilten
konzentrisch angeordneten Positionen; derart, daß die
Anordnung des zu detektierenden Objekts durch Vergleich der
ersten und zweiten Bilddaten erhalten wird, anhand der
Beziehung zwischen der Mittenwinkelposition, die die
Eigenschaften der Luminanz im Hinblick auf die konzentrisch
angeordneten Positionen wiedergibt und von der Mittenwinkel-
Positionsmuster-Berechnungsvorrichtung berechnet ist, sowie
der Distanz von dem Zentrum der mehreren unterteilten
konzentrisch angeordneten Positionen.
Das konzentrisch geformte Gebiet ist ein konzentrisch
geformtes Gebiet zwischen einer ersten Distanz bezogen auf
den Mittelpunkt und einer zweiten Distanz hiervon.
Das konzentrisch geformte Gebiet ist ein konzentrisches
kreisförmiges Gebiet.
Das konzentrisch geformte Gebiet ist ein konzentrisches
elliptisches Gebiet derart, daß die Luminanzgraph-
Generierungsvorrichtung die mehreren Pixel, die in einer
konzentrischen ellipsenförmigen Anordnung unterteilt sind, in
eine konzentrische kreisförmige Anordnung umsetzt, unter
Einsatz eines Verhältnisses des langen Durchmessers einer
Ellipse zu dem kurzen Durchmesser hiervon, und daß sie
anschließend die Luminanz der mehreren Pixel bei der
konzentrischen kreisförmigen Anordnung als Funktion der
Mittenwinkelpositions bei einem konzentrischen Kreis
bestimmt.
Die Anordnung des Detektionsobjekts entspricht einer Neigung
des Objekts, bezogen auf eine Referenzlinie.
Die Anordnung des Detektionsobjekts entspricht einer Position
des Objekts, bezogen auf einen Referenzpunkt.
Die Kennwert-Berechnungsvorrichtung zieht als Kennzeichen zum
Darstellen der Eigenschaften der Luminanz der mehreren
konzentrisch angeordneten Pixel die Tatsache heran, daß der
Anfangsterm einer Fourier-Reihe einen maximalen Wert annimmt,
wobei der Anfangsterm hiervon erhalten wird, indem die
Luminanz der mehreren konzentrisch angeordneten Pixel als
Funktion der Mittenwinkelposition, die durch die
Luminanzgraph-Generierungsvorrichtung erzeugt wird, im
Hinblick auf die Mittenwinkelposition einer Fourier-
Entwicklung unterzogen wird.
Die Kennwert-Berechnungsvorrichtung bestimmt als Kennzeichnen
zum Darstellen der Eigenschaften der Luminanz der mehreren
konzentrisch angeordneten Pixel den Schwerpunkt im Hinblick
auf die Mittenwinkelposition der Luminanz als Funktion der
durch die Luminanzgraph-Generierungsvorrichtung erzeugten
Mittenwinkelposition.
Die Kennwert-Berechnungsvorrichtung zieht als Kennzeichen zum
Darstellen der Eigenschaften der Luminanz die mehreren
konzentrisch angeordneten Pixel die Tatsache heran, daß die
Luminanz im Hinblick auf die Mittenwinkelposition der
Luminanz als Funktion der durch die Luminanzgraph-
Generierungsvorrichtung erzeugte Mittenwinkelposition
maximiert ist.
Die Luminanzgraph-Generierungsvorrichtung extrahiert die
mehreren konzentrisch angeordneten Pixel dadurch, daß die
Pixel mit einem festgelegten Ausdünnungsverhältnis ausgedünnt
werden, und daß sie die Luminanz der mehreren auf diese Weise
extrahierten konzentrisch angeordneten Pixel als Funktion der
konzentrisch geformten Mittenwinkelposition erzeugt.
Die Kennwert-Berechnungsvorrichtung zieht einen Wert von
ungleich Null als Kennzeichen zum Darstellen der
Eigenschaften der Luminanz heran, und der Wert ungleich Null
aus den Werten des Anfangsterms der Fourier-Reihe ist
ausgewählt.
Sind die Werte des Anfangsterms der Fourier-Reihe sämtlich
Null, bestimmt die Kennwert-Berechnungsvorrichtung, daß das
Objekt eine solche Form aufweist, bei der die Neigung, bezogen
auf die Referenzlinie, nicht spezifizierbar ist.
Ein Bildverarbeitungsverfahren zum Erkennen einer Anordnung
eines zu erfassenden Objekts durch Vergleich erster durch
Abbildung erhaltender Bilddaten des zu detektierenden Objekts
mit vorkatalogisierten zweiten Daten im Hinblick auf das
hierfür vorgesehene Objekt, enthält die Schritte: Festlegen
eines vorgegebenen konzentrisch geformten Gebiets bei den
ersten und zweiten Bilddaten als Werkstückbild; Unterteilen
einer konzentrischen Anordnung mehrerer Pixel zum Bilden der
Bilddaten in dem konzentrisch geformten Bild und Extrahieren
der mehreren Pixel derart, daß die Luminanz der mehreren so
in konzentrischer Anordnung unterteilter Pixel als Funktion
einer konzentrisch geformten Mittenwinkelposition erzeugt
wird; Berechnen einer Kennzeichnung zum Darstellen der
Eigenschaften der Luminanz der mehreren konzentrisch
angeordneten Pixel zusammen mit der Mittenwinkelposition;
Berechnen der Mittenwinkelposition zum Wiedergeben der
Eigenschaften der Luminanz als Funktion der Distanz von dem
Zentrum der mehreren unterteilten konzentrisch angeordneten
Positionen; und Vergleichen der ersten und zweiten Bilddaten
im Hinblick auf die Beziehung zwischen der
Mittenwinkelposition zum Wiedergeben der Eigenschaften der
Luminanz im Hinblick auf die konzentrisch angeordneten
Positionen und die Distanz von dem Zentrum zu den mehreren
unterteilten konzentrisch angeordneten Positionen zum
Erkennen der Anordnung des Objekts.
Das konzentrisch geformte Gebiet ist ein konzentrisches
kreisförmiges Gebiet.
Das konzentrisch geformte Gebiet ist ein konzentrisches
elliptisches Gebiet.
Die Anordnung des Detektionsobjekts entspricht einer Neigung
des Objekts bezogen auf eine Referenzlinie.
Die Anordnung des Detektionsobjekts entspricht einer Position
des Objekts bezogen auf einen Referenzpunkt.
Ein Kennzeichnen zum Darstellen der Eigenschaften der
Luminanz der mehreren konzentrisch angeordneten Pixel zeigt
an, daß der Anfangsterm einer Fourier-Reihe einen Maximalwert
aufweist, und der Anfangswert hiervon wird dadurch erhalten,
daß die Luminanz der mehreren konzentrisch angeordneten Pixel
als Funktion der Mittenwinkelposition einer Fourier-
Entwicklung im Hinblick auf die Mittenwinkelposition
unterzogen wird.
Die obigen und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden
Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden
Beschreibung im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung;
es zeigen:
Fig. 1A und 1B schematische Blockschaltbilder zum
Darstellen eines Bildverarbeitungsgeräts gemäß
einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 ein Flußdiagramm zum Darstellen des Betriebs des
Bildverarbeitungsgeräts gemäß der ersten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3A und 3B Diagramme zum Darstellen der
Werkstückabbildung, die eine Basis für die
Detektion des Neigungswinkels gemäß der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft;
Fig. 4A und 4B Diagramme zum Darstellen der Datenstruktur
eines Werkstückbilds gemäß der ersten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5A und 5B Diagramme zum Darstellen eines
Luminanzgraphen des Werkstückbilds gemäß der ersten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 einen Graphen zum Darstellen des Anfangsterms der
Fourier-Entwicklung des Werkstückbilds gemäß der
ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7A, 7B und 7C Graphen zum Darstellen des Anfangsterms
der Fourier-Entwicklung des Werkstückbilds gemäß
der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8 einen Graphen zum Darstellen eines Mittenwinkel-
Positionsmusters des Werkstückbilds gemäß der
ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9A und 9B Diagramme zum Darstellen der Ablichtung
eines ausgelesenen Bilds als Detektionsobjekts, das
bezogen auf eine Referenzlinie geneigt ist, gemäß
der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10A und 10B Diagramme zum Darstellen der Generierung
des Mittenwinkel-Positionsmusters für das
Detektionsobjekt, das gegenüber der Referenzlinie
geneigt ist, gemäß der ersten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 11 einen Graphen zum Darstellen der Berechnung von
Korrelationswerten zwischen dem Werkstückbild und
dem Mittenwinkel-Positionsmuster des ausgelesenen
Bilds gemäß der ersten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 12A und 12B Diagramme zum Darstellen der Reihenfolge
der Berechnung der Korrelationswerte gemäß der
ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 13A und 13B Diagramme zum Darstellen der
Berechnungsreihenfolge der Korrelationswerte gemäß
der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 14A und 14B Diagramme zum Darstellen eines Falls, bei
dem die Position und der Neigungswinkel des
Werkstücks gemäß der ersten Ausführungsform der
Erfindung detektiert wurden;
Fig. 15 ein Diagramm zum Darstellen des Mittenwinkel-
Positionsmuster in einem Fall, bei dem die Position
und der Neigungswinkel des Werkstücks gemäß der
ersten Ausführungsform der Erfindung detektiert
wurden;
Fig. 16A und 16B Diagramme zum Darstellen des Betriebs
einer Luminanzgraph-Generierungsvorrichtung gemäß
einer zweiten Auführungsform der Erfindung;
Fig. 17A und 17B Diagramme zum Darstellen der Generierung
eines Mittenwinkel-Positionsmusters gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 18A, 18B und 18C Diagramme zum Darstellen des Betriebs
einer Neigungswinkel-Berechnungsvorrichtung gemäß
einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 19A, 19B und 19C Diagramme zum Darstellen des Betriebs
einer Neigungswinkel-Berechnungsvorrichtung gemäß
einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 20A und 20B schematische Blockschaltbilder zum
Darstellen eines Bildverarbeitungsgeräts gemäß
einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 21 ein Flußdiagramm zum Darstellen des Betriebs des
Bildverarbeitungsgeräts gemäß der fünften
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 22 ein Diagramm zum Darstellen der Berechnung der
Mitte der Schwerpunktposition für die Luminanz
gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 23A und 23B schematische Blockschaltbilder zum
Darstellen eines Bildverarbeitungsgeräts gemäß
einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 24 ein Flußdiagramm zum Darstellen des Betriebs des
Bildverarbeitungsgeräts gemäß der sechsten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 25 ein Diagramm zum Darstellen der Berechnung der
Maximalwertposition der Luminanz gemäß der sechsten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 26A und 26B schematische Blockschaltbilder zum
Darstellen eines Bildverarbeitungsgeräts gemäß
einer siebten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 27 ein Flußdiagramm zum Darstellen des Betriebs des
Bildverarbeitungsgeräts gemäß der siebten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 28A und 28B Diagramme zum Darstellen der
Werkstückabbildung, die eine Basis für die
Neigungswinkeldetektion bildet, gemäß der siebten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 29A und 29B Diagramme zum Darstellen der Datenstruktur
eines Werkstückbilds gemäß der siebten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 30A und 30B Diagramme zum Darstellen eines
Luminanzgraphen des Werkstückbilds gemäß der
siebten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 31 einen Graphen zum Darstellen des Anfangsterms der
Fourier-Entwicklung des Werkstückbilds gemäß der
siebten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 32A, 32B und 32C Graphen zum Darstellen des Anfangsterms
der Fourier-Entwicklung des Werkstückbilds gemäß
der siebten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 33 einen Graphen zum Darstellen eines Mittenwinkel-
Positionsmusters des Werkstückbilds gemäß der
siebten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 34A und 34B Diagramme zum Darstellen der Aufnahme eines
ausgelesenen Bilds als Detektionsobjekt, das
gegenüber einer Referenzlinie geneigt ist, gemäß
der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 35A und 35B Diagramme zum Darstellen der Generierung
des Mittenwinkel-Positionsmusters für das
Detektionsobjekt, das gegenüber der Referenzlinie
geneigt ist, gemäß der siebten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 36 einen Graphen zum Darstellen der Berechnung der
Korrelationswerte zwischen dem Werkstückbild und
dem Mittenwinkel-Positionsmuster des ausgelesenen
Bilds gemäß der siebten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 37A und 37B Diagramme zum Darstellen der
Berechnungsreihenfolge der Korrelationswerte gemäß
der siebten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 38A und 38B Diagramme zum Darstellen der
Berechnungsreihenfolge der Korrelationswerte gemäß
der siebten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 39A und 39B Diagramme zum Darstellen eines Falls, bei
dem die Position und der Neigungswinkel des
Werkstücks gemäß der siebten Ausführungsform der
Erfindung detektiert wurden;
Fig. 40 ein Diagramm zum Darstellen des Mittenwinkel-
Positionsmuster in einem Fall, in dem die Position
und der Neigungswinkel des Werkstücks gemäß der
siebten Ausführungsform der Erfindung detektiert
wurden;
Fig. 41A und 41B schematische Blockschaltbilder zum
Darstellen eines üblichen Bildverarbeitungsgeräts;
Fig. 42 ein Flußdiagramm zum Darstellen des Betriebs des
üblichen Bildverarbeitungsgeräts;
Fig. 43A und 43B Diagramme zum Darstellen der
Werkstückabbildung, die eine Basis für die
Detektion des Neigungswinkels bildet, und zwar
durch das übliche Bildverarbeitungsgerät;
Fig. 44A und 44B Diagramme zum Darstellen der Datenstruktur
eines Werkstückbildes durch das übliche
Bildverarbeitungsgerät;
Fig. 45A und 45B Diagramme zum Darstellen eines gedrehten
Werkstückbilds durch das übliche
Bildverarbeitungsgerät;
Fig. 46A und 46B Diagramme zum Darstellen der Aufnahme eines
ausgelesenen Bilds als Detektionsobjekt, das
gegenüber einer Referenzlinie geneigt ist, durch
das übliche Bildverarbeitungsgerät; und
Fig. 47A und 47B Diagramme zum Darstellen der Detektion und
der Position des Neigungswinkels eines Werkstücks
durch das übliche Bildverarbeitungsgerät.
Nun erfolgt eine detailliertere Beschreibung der
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezug auf die Fig. 1A-15 erfolgt eine Beschreibung
einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die
Fig. 1A und 1B zeigen schematische Blockschaltbilder zum
Darstellen eines Bildverarbeitungsgeräts als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Dieses Gerät enthält eine
Zentralverarbeitungseinheit CPU 1 zum Durchführen der
Steuerung und der Arithmetikprozeßschritte in dem gesamten
Gerät, sowie ein Abbildungssystem 2 zum optischen Gewinnen
eines Bilds eines Werkstücks als Detektionsobjekt, eine
Speichereinrichtung 3 zum Speichern der Betriebsprogrammdaten
für die CPU 1 und der Betriebsergebnisse, eine Displayeinheit
4 zum graphischen Anzeigen einer Position, an der ein
Werkstück detektiert wird, auf der Basis der
Betriebsergebnisse, die durch die CPU gewonnen werden, eine
Eingabeeinrichtung 5 für die Eingabe von Daten und
Befehlsdaten an die CPU 1, eine Ausgabeeinrichtung 6 für die
Ausgabe der bei der Displayeinheit 4 angezeigten Inhalte in
der Form von Buchstaben und dergleichen, eine
Übertragungseinrichtung 7 zum Übertragen der detektierten
Positionsdaten an andere Einrichtungen, eine
Bildauslesevorrichtung 301 zum Auslesen des in der
Speichereinrichtung 3 gespeicherten Bilds, eine
Werkstückbilddaten-Katalogisierungsvorrichtung 302 zum
Katalogisieren von Bilddaten eines Werkstücks als Objekt,
dessen Position und Neigungswinkel zu detektieren sind, eine
Luminanzgraph-Generierungsvorrichtung 303 zum Generieren
mehrerer Luminanzgraphen durch Extrahierung der Luminanz
jedes Pixels bei den Bilddaten in der Form eines
konzentrischen Kreises, eine Fourier-Entwicklungsvorrichtung
304 als Kennwert-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen des
Anfangsterms einer Fourier-Reihe auf Basis eines
Luminanzgraphen, in dem die derart generierten mehreren
Luminanzgraphen einer Fourier-Expansion entlang einer
Winkelrichtung unterzogen werden, eine Neigungswinkel-
Berechnungsvorrichtung 305 zum Berechnen des Neigungswinkels
des Werkstücks durch Einsatz des Anfangsterms der Fourier-
Reihe anhand der Werkstück-Bilddtaten t0 und des Anfangsterms
der Fourier-Reihe anhand der ausgelesenen Bilddaten v0, sowie
eine Korrelationswert-Berechnungsvorrichtung 306 zum
Berechnen des Korrelationswerts zwischen dem Anfangsterm der
Fourier-Reihe anhand der Werkstückbilddaten t0 und des
Anfangsterms der Fourier-Reihe anhand der ausgelesenen
Bilddaten v0 derart, daß die Position des Werkstücks anhand
der ausgelesenen Bilddaten v0 berechnet wird.
Nun erfolgt nachfolgend eine Beschreibung eines Verfahrens
zum Detektieren des Neigungswinkels eines Werkstück w1 nach
Fig. 9A und 9B durch Katalogisierung eines Werkstücks w0 nach
Fig. 3A und 3B als Werkstückbilddaten v0 in Zusammenhang mit
dem Betrieb der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
auf Basis des derart aufgebauten Geräts, und zwar unter Bezug
auf das in Fig. 2 gezeigte Flußdiagramm, sowie die Diagramme
nach Fig. 3A, 3B und 9A, 9B gemäß einem Werkstück-
Abbildungsmodus der Diagramme nach Fig. 4A und 4B in einem
Werkstückbilddatenmodus, der die Diagramme nach Fig. 5A und
5B und 10A und 10B in einem Werkstückluminanzmodus, der
Diagramme nach Fig. 6-8 und Fig. 12A-14B in einem
Fourier-Entwicklungsmodus und der Diagramme nach den Fig. 11
und 15 in einem Korrelationswert-Berechnungsmodus.
Bei einem Schritt S101 bezogen auf eine in Fig. 2 gezeigtes
Flußdiagramm wird zunächst ein Werkstückbilddatenbefehl durch
die Eingabeeinrichtung 5 eingegeben (Werkstückbilddaten-
Erzeugungsbefehl).
Anschließend startet bei einem Schritt S102 die CPU 1 die
Bildauslesevorrichtung 301 der Speichereinrichtung 3 zum
Auslesen eines Bilds des Werkstücks w0, das in Fig. 3A
gezeigt ist, aus dem Abbildungssystem 2, und sie speichert
das Bild als Bilddaten v0 in der Speichereinrichtung 3
(Auslesen des Bilds).
Bei dem Schritt S103 zeigt die CPU 1 die in Fig. 3B gezeigten
Bilddaten v0 bei der Displayeinheit 4 an (Anzeige des
ausgelesenen Bilds).
Ferner wird bei dem Schritt S104 ein Werkstückbilddaten-
Größe.Position-Einstellbefehl durch die Eingabeeinrichtung 5
eingegeben, damit die CPU 1 bei der Displayeinheit 4 einen
Kreis c0 eines kreisförmigen Fensterrahmens nach Fig. 4A zum
Darstellen der Größe.Position der Werkstückbilddaten anzeigt.
Anschließend bestimmt die CPU 1 die Größe.Positionsdaten der
Werkstückbilddaten durch Eingabe des Radius des Kreises c0,
sowie deren Mittenkoordinatendaten und dergleichen, so daß
das Werkstück w0 innerhalb des Kreises c0 verbleibt, wie in
Fig. 4A gezeigt ist (Bestimmung der Größe Größe.Position der
Werkstückbilddaten).
Ferner extrahiert die CPU 1 den durch den Kreis c0
eingeschlossenen Abschnitt der Werkstückbilddaten t0 nach
Fig. 4B aus den Bilddaten v0. Die Werkstückbilddaten T0 nach
Fig. 4B zeigen die Datenstruktur der Werkstückbilddaten t0.
Die Werkstückbilddaten T0 sind derart ausgebildet, daß das
Innere des Kreises in gitterbeabstandeter Form auf einer
Pixelbasis angeordnet ist, um eine solche Datenstruktur zu
bilden, bei der jeder Gitterpunkt einen Luminanzdatenwert bei
jedem Pixel aufweisen kann. Die numerischen Werte 1, 3, 5,
. . . kennzeichnen die Luminanzwerte der Luminanz der
Werkstückbilddaten.
Bei dem Schritt S105 extrahiert die CPU 1 die Luminanzdaten
bei dem Kreis c0 gemäß dem äußersten Randkreis mit dem Radius
r0, wie in Fig. 5A gezeigt ist, anhand der Luminanzdaten der
Werkstückbilddaten t0, und sie generiert Luminanzgraphen b0
gemäß 0-359°, wie in Fig. 5B gezeigt ist (Generierung des
Luminanzgraphen der Werkstückbilddaten).
Somit erhält die CPU 1 einen Winkel p0 dann, wenn der Wert
der Gleichung (3) 0 beträgt und wenn derjenige der Gleichung
(4) negativ ist, als einen Winkel, bei dem der Anfangsterm f0
der Fourier-Entwicklung einen Maximalwert annimmt, wie in
Fig. 6 gezeigt ist, und zwar im Hinblick auf die Gleichung
(3), die sich durch einmaliges Differenzieren der Gleichung
(2) als Anfangsterm f0 der Fourier-Entwicklung ergibt, die
sich aus dem Luminanzgraph b0 mit dem Winkel θ als
unabhängige Größe erhalten läßt, sowie im Hinblick auf die
Gleichung (4), die sich durch zweimaliges Differenzieren der
Gleichung (2) in ähnlicher Weise, wie nachfolgend gezeigt,
ergibt, und der so erhaltene Winkel p0 wird in der
Speichereinrichtung 3 gespeichert.
f0(θ) = A - B × cosθ - C × sinθ (2)
d(f0(θ))/dθ = B × sinθ - C × cosθ (3)
d(d(f0(θ))/dθ)/dθ = B × cosθ + C × sinθ (4)
In diesem Fall werden die Koeffizienten A, B, C in den
Gleichungen (2)-(4) anhand der Gleichungen (5)-(7)
berechnet. Eine Konstante π in Gleichung (5)-(7) entspricht
einem Kreisverhältnis (3,1415926. . .); die Abkürzung sin in
Gleichungen (2)-(7) entspricht einer Sinusfunktion; und cos
entspricht hierin einer Cosinusfunktion. Das Symbol d in den
Gleichungen (3) und (4) stellt eine Differenzierung dar.
Bei dem Schritt S106 wird, wie in Fig. 7A gezeigt ist, ferner
unter Bezug auf einen Kreis c1, der konzentrisch zu dem Kreis
c0 ist und einen Radius aufweist, der um einen Pixel kleiner
als derjenige des Kreises c0 ist, ebenfalls ein Winkel p1
berechnet, bei dem der Anfangsterm f1 einer Fourier-
Entwicklung einem Maximalwert im Hinblick auf die Luminanz b1
entlang des Kreises c1 aufweist, und zwar durch Fourier-
Entwicklung wie im Fall des Kreises c0 nach Fig. 6.
Entsprechend werden aufeinanderfolgend Winkel p2 und p3 im
Hinblick auf Kreise c2 und c3, deren Radien um einen Pixel
kleiner sind, berechnet, wie in Fig. 7B und 7C gezeigt ist.
Durch Verringerung des Radius des Fensters um einen Pixel
ausgehend von r0 wird jedesmal der Maximalwert des
Anfangsterms der Fourier-Entwicklung der Luminanz im Hinblick
auf jeden Radius bestimmt, so daß ein Graph g0 einzelner
Winkel nach Fig. 8 in der Speichereinrichtung 3 gespeichert
wird, der ausgehend von n konzentrischen Kreisen berechnet
wird, die von einer Mittenwinkel-Positionsmuster-
Berechnungsvorrichtung erzeugt werden. In diesem Fall ist die
Zahl n der konzentrischen Kreise um 1 kleiner als ein Wert,
der sich durch Teilen des Radius r0 des Kreises c0 durch die
Abmessung eines Pixels ergibt (Fourier-Entwicklung des
Luminanzgraphen).
Bei dem Schritt S107 speichert die CPU 1 einen Graphen g0
einzelner Winkel und die Radien als Werkstückbilddaten t0 in
der Speichereinrichtung 3 (Katalogisierung von
Werkstückbilddaten).
Bei dem Schritt S108 werden durch die Eingabevorrichtung 5
ferner ein Positions.Neigungswinkel-Detektionsbefehl und der
Schwellwert s0 des Korrelationswerts s zwischen den
Werkstückbilddaten t0 und den ausgelesenen Bilddaten
eingegeben. der Schwellwert s0 für den Korrelationswert wird
so festgelegt, daß lediglich ein größerer Korrelationswert
detektiert wird: beispielsweise können 90% des Maximalwerts
des Korrelationswerts s herangezogen werden (Positions-
Neigungswinkel-Detektionsbefehl).
Anschließend sind die Schritte zwischen dem Schritt S109 bis
zu dem Schritt S117 zu wiederholen, woraufhin ein
Beendigungsbefehl durch die Eingabevorrichtung 5 dann
eingegeben wird, wenn eine Verarbeitungsunterbrechung
erforderlich ist (Eingabe des Beendigungsbefehls).
Bei dem Schritt S110 startet die CPU 1 die
Bildauslesevorrichtung 301 der Speichervorrichtung 3, wie sie
entsprechend bei dem Schritt S102 gezeigt ist, sie liest das
Bild des in Fig. 9A gezeigten Werkstücks w1 aus dem
Abbildungsystem 2 aus und speichert das Werkstückbild als
ausgelesene Bilddaten v1 in der Speichereinrichtung 3. Wie in
Fig. 9B gezeigt ist, wird bei dem Werkstück w1 davon
ausgegangen, daß es gegenüber einer Referenzlinie im
Gegensatz zu dem Werkstück w0 um einen Winkel geneigt ist
(Auslesen des Bilds).
Bei dem Schritt S111 bildet die CPU 1 um die ausgelesenen
Bilddaten v1 einen Kreis c110 mit demselben Radius r0, wie
derjenige des in Fig. 10A gezeigten Kreises c0, und sie
erzeugt einen Luminanzgraphen in ähnlicher Weise, wie sie in
den Fig. 5A und 5B gezeigt ist, anhand des Luminanzdatenwerts
jedes Pixels. Ferner erzeugt die CPU 1 einen Luminanzgraphen
für Radien, die nicht größer als r0 sind, in ähnlicher Weise,
wie es bei dem Schritt S105 gezeigt ist (Erzeugung des
Luminanzgraphen für ausgelesene Bilder).
Anschließend erzeugt bei dem Schritt S112 die CPU 1 einen
Graphen g110 einzelner Winkel der Bilddaten v1, die von der
Mittenwinkel-Positionsmuster-Berechnungsvorrichtung
ausgelesen werden, wie bei den Graphen g0 einzelner Winkel
der Werkstückbilddaten t0, der bei dem Schritt S106, wie in
Fig. 10B gezeigt, erhalten wird (Fourier-Entwicklung des
ausgelesenen Bilds).
Bei dem Schritt S113 berechnet die CPU 1 den Korrelationswert
s zwischen den Werkstückbilddaten t0 und den ausgelesenen
Bilddaten v1 unter Einsatz der folgenden Gleichung (8) unter
Bezug nicht nur auf den Graphen g0 einzelner Winkel der
Werkstückbilddaten t0, der in Fig. 8 gezeigt ist, sondern
auch auf den Graphen g110 einzelner Winkel der ausgelesenen
Bilddaten v1, die in der Speichereinrichtung 3 gespeichert
sind.
Hierbei kennzeichnet das Symbol p einen Winkel bei dem
Graphen g0 einzelner Winkel der Werkstückbilddaten t0; und
p11 einen Winkel bei dem Graphen g110 einzelner Winkel der
ausgelesenen Bilddaten v1. Ferner kennzeichnet das Symbol n
die Zahl konzentrischer Kreise c0, c1, . . .; und n weist einen
Wert auf, der um 1 kleiner ist als der Wert, der sich durch
Teilen des Radius r0 des Kreises c0 durch die Abmessung eines
Pixels ergibt, wie beim Schritt S106 gezeigt ist
(Korrelationswertberechnung).
Bei dem Schritt S114 entscheidet die CPU in dem Fall, in dem
der Korrelationswert s größer als derjenige des Schwellwerts
s0 ist, daß die Werkstückbilddaten t0 mit den ausgelesenen
Bilddaten v1 korrelieren. Unterscheidet sich beispielsweise
der Graph g0 und der Graph g110 im Hinblick auf ihre Form,
wie in Fig. 11 gezeigt, so liegt keine Korrelation zwischen
diesen vor, da der Korrelationswert s kleiner als der
Korrelationswert s0 (Korrelation existiert) ist.
Bei dem Schritt S115 berechnet die CPU 1 einen Neigungswinkel
a anhand der folgenden Gleichung (9), wenn im Schritt S114
das Vorliegen einer Korrelation festgestellt wird
(Neigungswinkelberechnung). In diesem Fall ist tan-1 eine
inverse Tangensfunktion.
Bei dem Schritt S116 schreibt die CPU 1 ferner die Position
und den Neigungswinkel a, oder sie führt diese einer
Übertragungseinrichtung 7 zu, und sie kehrt zu dem Schritt
S109 dann zurück, wenn im Schritt S114 das Vorliegen einer
Korrelation festgestellt wird. Die Fig. 14A zeigt einen Kreis
c1y0 bei dem ausgelesenen Bild im Fall des Vorliegens der
Korrelation; die Fig. 14B zeigt einen Graphen g1y0 einzelner
Winkel; und die Fig. 15 zeigt die Korrelationswertberechnung.
Der Graph g0 einzelner Winkel des Werkstückbilds und der
Graph g1y0 einzelner Winkel des ausgelesenen Bilds sind
zueinander im Hinblick auf ihre Form ähnlich und dadurch
formbar, daß einer von ihnen parallel zu dem anderen
verschoben wird, und der Umfang der Parallelverschiebung
steht in Übereinstimmung zu dem gewünschten Winkel a. Wie im
Schritt S109 gezeigt, beendet die CPU 1 die Verarbeitung
dann, wenn der Beendigungsbefehl abgegeben wird (Ausgabe
der/des Position.Neigungswinkels).
Bei Nichtvorliegen der Korrelation im Schritt S117 erzeugt
die CPU 1 einen Kreis c210 durch Verschieben des Kreises c110
um ein Pixel entlang der X-Richtung, wie in Fig. 12A gezeigt
ist, und wie im Fall des Kreises c101 wiederholt sie die
Schritte ausgehend von dem Schritt S111. Ferner wiederholt
die CPU 1 die Schritte ausgehend von dem Schritt S111 während
einer Verschiebung des Kreises um ein Pixel entlang der x-
Richtung bei Verschiebung des Kreises entlang der y-Richtung
Pixel für Pixel, wie in Fig. 13A gezeigt ist, wenn der
Verschiebungsbetrieb entlang einer Linie in x-Richtung
beendet ist, wie in Fig. 12B gezeigt ist, und sie kehrt zu
dem Schritt S109 zurück, nachdem das Endpixel erreicht ist,
wie in Fig. 13B gezeigt ist. Die CPU 1 beendet die
Verarbeitung dann, wenn der Beendigungsbefehl, wie für den
Schritt S109 gezeigt, abgegeben wird (Beendigung der
Berechnung für die gesamten Pixel).
Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
demnach beabsichtigt, die Position und den Neigungswinkel
eines Werkstückbilds als Detektionsobjekt dadurch zu
erkennen, daß ein Kreisfenster zum Aufnehmen eines
Referenzbilds des Werkstückbilds in einem Gebiet
einschließlich dem Werkstückbild als dessen Objekt erzeugt
wird, während das Fenser Pixel für Pixel innerhalb des
Detektionsgebiets vertikal und horizontal verschoben wird.
Ferner wird das Kreisfenster Schritt für Schritt in mehrere
konzentrische Kreise mit unterschiedlichen Radien unterteilt,
und die Luminanz mehrerer Pixel, die entlang jedem
konzentrischen Kreisgebiet verteilt sind, wird einer Fourier-
Entwicklung im Hinblick auf einen Winkel θ unterzogen, und
im übrigen wird ein Winkel erhalten, bei dem der Anfangsterm
der Fourier-Entwicklung einen Maximalwert annimmt.
Anschließend wird ein Mittenwinkel-Positionsmuster als Graph
einzelner Winkel durch Ausplotten der Winkel erzeugt, unter
Heranziehung des Maximalwerts des Graphen, dessen
Abszissenachse dem Radius des konzentrischen Kreise
entspricht und dessen Ordinate der Winkel θ ist. Insbesondere
wird die Form des Mittenwinkel-Positionsmusters mit
derjenigen verglichen, die im Hinblick auf das Referenzbild
erhalten wird, und stimmen diese Formen miteinander überein,
so werden sie beispielsweise parallelverschoben, und ein zu
detektierendes Objekt ist an diesem Punkt der Übereinstimmung
anzuordnen und der Winkel, um den sie parallel zueinander
verschoben werden, ist zu dem Neigungswinkel äquivalent.
Somit lassen sich die Positionen der Neigungswinkel des
Werkstücks innerhalb einer kurzen Zeitdauer berechnen.
Unter Bezug auf die Fig. 16A und 16B erfolgt eine
Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. In einem Fall, in dem ein Hintergrund von
Bilddaten v10 im Hinblick auf das Werkstück w0 ein Muster mit
schrägen Linien aufweist, wie in Fig. 16A gezeigt, was einen
Neigungswinkel-Detektionsfehler bewirken kann, wird durch den
Einsatz von Luminanzdaten lediglich innerhalb des Kreises c2
bei den Werkstückbilddaten t10, wie in Fig. 16B, ein
derartiger Neigungswinkel-Detektionsfehler vermieden.
Bei dem Schritt S104 nach Fig. 2 wird zunächst der Radius r2
des Kreises c2, der das maximale kreisförmige Gebiet der
einsetzbaren Luminanzdaten darstellt, durch die
Eingabeeinrichtung 5 eingegeben. Anschließend startet bei dem
Schritt S105 die CPU 1 die Luminanzgraph-
Generierungsvorrichtung 303 der Speichereinrichtung 3, und
sie bildet einen Luminanzgraph lediglich mit den
Luminanzdaten innerhalb des Kreises c2. In einem Fall, in dem
ein Loch in die Mitte des Werkstücks w0 gebohrt wurde,
erzeugt die CPU 1 weiterhin einen Luminanzgraphen dadurch,
daß der minimale Radius für den Kreis zum Ausschließen jedes
Pixels im Lochabschnitt des Kreises eingegeben wird
(Generierung des Luminanzgraphen der Werkstückbilddaten).
Anschließend wird hierauf die Verarbeitung so durchgeführt,
wie diejenige, die nach dem Schritt S106 nach Fig. 2
durchgeführt wird.
Somit lassen sich die Abschnitte, die oft Fehler bei der
Erkennung des zu detektierenden Objekts ermöglichen,
beispielsweise das Hintergrundbild, das Mittelloch und
dergleichen, ausschließen, so daß sich die Genauigkeit der
Erkennung eines derartigen zu detektierenden Objekts
verbessern läßt.
Unter Bezug auf die Fig. 17A und 17B erfolgt eine
Beschreibung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. In einem Fall, in dem es möglich ist, die
Genauigkeit bei der Detektion des Neigungswinkels im Schritt
S105 nach Fig. 2 zu beeinflussen, werden die Punkte bei dem
Graph einzelner Winkel ausgedünnt, in Übereinstimmung mit dem
über die Eingabeeinrichtung 5 zugeführten
Ausdünnungsverhältnis, so daß die Bearbeitungszeit durch die
Luminanzgraph-Generierungsvorrichtung 303 verkürzt wird. Die
Fig. 17A zeigt ein Beispiel eines Ausdünnungsverhältnisses
von 50% und die Fig. 17B dasjenige eines
Ausdünnungsverhältnisses von 33% (Generierung eines
Luminanzgraphen der Werkstückbilddaten).
Besteht die Möglichkeit der Beeinflussung der Genauigkeit bei
der Detektion der Position des Neigungswinkels des zu
detektierenden Objekts, so läßt sich die zum Erkennen des zu
detektierenden Objekts erforderliche Zeit reduzieren, und
zwar durch Herabsetzen der Datenmenge, die beim Erzeugen des
Mittenwinkel-Positionsmusters eingesetzt wird.
Unter Bezug auf die Fig. 18A, 18B und 18C erfolgt eine
Beschreibung einer vierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Im Schritt S115 nach Fig. 2 erzeugt die CPU 1
einen Graphen einzelner Winkel durch Zusammenfassen lediglich
der Maximalwerte p22, die sich, wie in Fig. 18b gezeigt,
spezifizieren lassen, und sie nützt den Graphen für Daten zum
Berechnen des Korrelationswerts s, wenn sie die
Neigungswinkel-Berechnungsvorrichtung 305 zum Berechnen von
Winkeln startet, jedoch kann sie keinen irgendwie
ausgebildeten Maximalwert spezifizieren, da die Anfangsterme
f21, f23 der Fourier-Entwicklung horizontal verlaufen,
wodurch die Schwankung auf 0 gebracht wird, wie in Fig. 18A
und 18C gezeigt ist (Neigungswinkelberechnung). Die
nachfolgende Verarbeitung wird ähnlich derjenigen bei und
nach dem Schritt S116 nach Fig. 2 durchgeführt.
Wie in den Fig. 19A, 19B und 19C gezeigt, wird jedoch das
Werkstück dahingehend beurteilt oder bestimmt, daß es eine
Form aufweist, deren Neigungswinkel nicht detektierbar ist,
beispielsweise bei einer Symmetrie im Hinblick auf den Punkt,
daß sich der Maximalwert nicht spezifizieren läßt, wenn
sämtliche Anfangswerte einschließlich der Anfangsterme f21,
f22, f23 der Fourier-Entwicklung flach ausgebildet sind,
wodurch die Schwankung auf 0 gebracht wird
(Neigungswinkelberechnung).
Da Daten einschließlich einem Wert von 0 zu einer niedrigeren
Erkennungsgenauigkeit führen, kann die Bildung eines
derartigen Mittenwinkel-Positionsmuster ohne diese Daten zu
einer Zunahme der Erkennungsgenauigkeit führen. In einem
Fall, bei dem der Gesamtumfang der Daten 0 ist, wird
weiterhin die Bildung des Mittenwinkel-Positionsmusters
bedeutungslos, woraufhin sich der Erkennungswirkungsgrad
dadurch anheben läßt, daß festgestellt wird, daß die Bildung
des Mittenwinkel-Positionsmusters in diesem Fall nicht nötig
ist.
Unter Bezug auf die Fig. 20A-22 erfolgt eine Beschreibung
einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die
Fig. 20A und 20B zeigen schematische Blockschaltbilder zum
Darstellen eines Bildverarbeitungsgeräts gemäß dieser
Ausführungsform der Erfindung, und dieses
Bildverarbeitungsgerät unterscheidet sich von dem in Fig. 1A
und 1B gezeigten dahingehend, daß die Speichereinrichtung 31
mit einer Schwerpunkt-Berechnungsvorrichtung 311 als
Kennwert-Berechnungsvorrichtung anstelle der Fourier-
Entwicklungsvorrichtung 304 ausgerüstet ist. Bei einem in
Fig. 21 gezeigten Flußdiagramm wird bei dem Schritt S206 der
Schwerpunkt des Luminanzgraphen anstelle einer Fourier-
Entwicklung hierfür berechnet. Wie in Fig. 22 gezeigt, wird
der Schwerpunkt d0 anhand der folgenden Gleichung (10)
berechnet, und wird der Graph g0 nach Fig. 8 gebildet, so
werden die Winkelpositionen d0-dn des Schwerpunkts anstelle
der Maximalwinkelpositionen p0-pn der Fourier-Entwicklung
eingesetzt (Berechnung des Schwerpunkts des Luminanzgraph).
Die Berechnung erfolgt anschließend in ähnlicher Weise in dem
Zeitpunkt, in dem der Schwerpunkt des ausgelesenen Bilds bei
dem Schritt S212 berechnet ist.
d0 = (180/π) × arccos (x/r) (10)
In diesem Fall kennzeichnet arccos eine inverse
trigonometrische Funktion, und in dem Fall, in dem das
nachfolgend gezeigte Symbol y positiv ist, gilt -π/2 < d0 <
π/2, wohingehend dann, wenn es negativ ist, gilt
d0 ≦ -π/2 oder π/2 ≦ d0: x ist durch die Gleichung (11)
gegeben; y durch eine Gleichung (12); und r durch eine
Gleichung (13).
r = √x² + y²
(13)
Demnach besteht der Vorteil darin, daß durch den Einsatz der
Position des Schwerpunkts die zum Erkennen der Position und
des Neigungswinkels des zu detektierenden Objekts
erforderliche Zeit kürzer ist als diejenige, die im Fall der
Fourier-Entwicklung erforderlich ist.
Unter Bezug auf die Fig. 23A-25 erfolgt eine Beschreibung
einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 23A und 23B zeigen schematische Blockschaltbilder
zum Darstellen eines Bildverarbeitungsgeräts gemäß dieser
Ausführungsform der Erfindung, und dieses
Bildverarbeitungsgerät unterscheidet sich von demjenigen, das
in Fig. 1A und 1B gezeigt ist, dahingehend, daß eine
Speichereinrichtung 32 mit einer Maximalwert-
Berechnungsvorrichtung 321 als Kennwert-
Berechnungsvorrichtung anstelle der Fourier-
Entwicklungsvorrichtung 304 ausgestattet ist. Bei einem in
Fig. 24 gezeigten Flußdiagramm wird in diesem bei einem
Schritt S306 der Maximalwert des Luminanzgraphen anstelle der
Fourier-Entwicklung berechnet.
Wie in Fig. 25 gezeigt, wird der Maximalwert m0 bei dem
Luminanzgraphen b0 berechnet, und wird der Graph g0 nach Fig.
8 generiert, so werden die Winkelpositionen m0-mn des
Maximalwerts anstelle deren Winkelpositionen p0-pn bei der
Fourier-Entwicklung eingesetzt (Berechnung des Maximalwerts
des Luminanzgraphen). Diese Berechnung wird auch in einem
Fall durchgeführt, in dem der Maximalwert des ausgelesenen
Bilds bei dem Schritt S312 berechnet wird.
Demnach besteht der Vorteil darin, daß durch Einsatz der
Position mit maximierter Luminanz die Zeit zum Erkennen der
Position und des Neigungswinkels eines zu detektierenden
Objekts kürzer ist als diejenige, die im Fall einer Fourier-
Entwicklung erforderlich ist.
Unter Bezug auf die Fig. 26A-40 erfolgt eine Beschreibung
einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die
Fig. 26A und 26B zeigen schematische Blockschaltbilder zum
Darstellen eines Bildverarbeitungsgeräts gemäß dieser
Ausführungsform der Erfindung, und dieses
Bildverarbeitungsgerät unterscheidet sich von dem in Fig. 1A
und 1B gezeigten dahingehend, daß es ersatzweise eine
Speichereinrichtung 32 und ein Abbildungssystem 21 enthält.
Insbesondere werden der Betrieb einer Werkstückbilddaten-
Katalogisierungsvorrichtung 332 und einer Werkstückbilddaten-
Katalogisierungsvorrichtung 332 unter Bezug auf ein in Fig.
27 gezeigtes Flußdiagramm beschrieben. Bei dem Schritt S401
wird zunächst durch die in Fig. 26A gezeigte
Eingabeeinrichtung 5 ein Werkstückbilddatenbefehl eingegeben
(Werkstückbilddaten-Erzeugungsbefehl).
Anschließend startet bei dem Schritt S402 die CPU 1 die
Bildauslesevorrichtung 301 der Speichereinrichtung 33, damit
ein Bild des Werkstücks w0, das in Fig. 28A gezeigt ist, von
dem Abbildungssystem 21 ausgelesen wird, und sie speichert
das Bild als Bilddaten v10 in der Speichereinrichtung 3. In
diesem Fall wird für den Winkel zwischen dem Abbildungssystem
21 und dem Werkstück w0 von einem Winkel a1 ausgegangen
(Auslesen des Bilds).
Bei dem Schritt S403 zeigt die CPU 1 bei der Displayeinheit 4
die in Fig. 28B gezeigten Bilddaten v10 an. In diesem Fall
wird in den Bilddaten v10 ein Werkstück w10 angezeigt, das
vertikal um das sin (a 1)-fache stärker komprimiert ist als
das tatsächliche Werkstück w0 (Anzeige des ausgelesenen
Bilds).
Ferner wird bei dem Schritt S404 durch die Eingabeeinrichtung
5 der Werkstückbilddaten-Größe.Positions-Einstellbefehl
eingegeben, damit die CPU 1 die Anzeige einer Ellipse c1000
eines ellipsenförmigen Fensterrahmens nach Fig. 29A bei der
Displayeinheit 4 bewirkt, zum Darstellen der Größe.Position
der Werkstückbilddaten. Anschließend bestimmt die CPU 1 die
Größe.Positionsdaten der Werkstückbilddaten durch Eingabe der
großen und kleinen Halbachsen der Ellipse, sowie deren
Mittenkoordinatendaten und dergleichen, so daß das Werkstück
w10 innerhlb der Ellipse c1000 verbleibt, wie in Fig. 29A
gezeigt ist. Ferner extrahiert die CPU 1 den durch die
Ellipse c1000 umrandeten Abschnitt als Werkstückbilddaten t0
nach Fig. 29B aus den Bilddaten v10. Die Werkstückbilddaten
T10 nach Fig. 29B zeigen die Datenstruktur der
Werkstückbilddaten t10, so daß das Innere der Ellipse in
gittermäßig beabstandeter Form auf einer Pixelbasis
ausgebildet ist, um eine solche Datenstruktur zu bilden, bei
der jeder Gitterpunkt Luminanzdaten für jedes Pixel aufweisen
kann. Die numerischen Werte 1, 3, 5, . . . kennzeichnen
Luminanzwerte der Luminanz der Werkstückbilddaten (Bestimmung
der Größe Größe.Position der Werkstückbilddaten).
Bei dem Schritt S405 setzt die CPU 1 die Ellipse c1000 mit
der großen und kleinen Halbachse r0, r1000 außerhalb der
Luminanzdaten der Werkstückbilddaten t10 in einen Kreis um,
in dem die erstgenannte vertikal gemäß einem Verhältnis von
r0/r1000 ausgedehnt wird, wie in Fig. 30A gezeigt ist, und
sie erzeugt anschließend eine Luminanzgraphen b1000
entsprechend 0 bis 359°, wie in Fig. 30B gezeigt ist. In
anderen Worten ist es möglich, das im Rahmen der
Ausführungsform 1 gezeigte und mit Hilfe des kreisförmigen
Werkstückbilds durchgeführte Verfahren auf das ellipsoide
Werkstückbild dadurch anzuwenden, daß die Ellipse c1000 in
einen Kreis ausgedehnt wird (Erzeugung des Luminanzgraphen
der Werkstückbilddaten).
Bei dem Schritt S406 bestimmt die CPU 1 einen Winkel p1000,
bei dem der Luminanzgraph b1000 den Maximalwert aufweist, wie
in Fig. 31 gezeigt ist, und sie speichert den Winkel in der
Speichereinrichtung 33. In diesem Fall wird der Winkel p1000,
bei dem der Luminanzgraph b1000 den Maximalwert annimmt, als
ein Winkel erhalten, bei dem der Anfangsterm f1000 der
Fourier-Entwicklung den Maximalwert annimmt, also wenn der
Wert der Gleichung (15) 0 ist und ebenfalls der Wert der
Gleichung (16) negativ ist, wobei die Gleichung (15) sich
durch einmaliges Differenzieren der Gleichung (14) des
Anfangsterms f1000 der Fourier-Entwicklung ergibt, und sich
die Gleichung (16) durch zweimaliges Differenzieren der
Gleichung (14) ergibt, und zwar im Hinblick auf den Winkel θ.
f1000(θ) = D - E × cosθ - F × sinθ (14)
d(f1000(θ)/dθ) = E × sinθ - F × cosθ (15)
d(d(f1000(θ)/dθ = E × cosθ + F × sinθ (16)
d(f1000(θ)/dθ) = E × sinθ - F × cosθ (15)
d(d(f1000(θ)/dθ = E × cosθ + F × sinθ (16)
In diesem Fall werden die Koeffizienten D, E, F in den
Gleichungen (14)-(16) anhand der folgenden Gleichungen (17)-(19)
berechnet. Eine Konstante π in den Gleichungen (18)-(19)
ist ein Kreisverhältnis (3,1415926. . .); sin in den
Gleichungen (14)-(19) ist eine Sinusfunktion; und cos
hierin ist eine Cosinusfunktion. Das Symbol d in den
Gleichungen (15) und (16) stellt das Differenzieren dar.
Im Hinblick auf eine Ellipse c1001, die zu der Ellipse c1000
ähnlich ist und deren langer Durchmesser r1 um ein Pixel
kleiner ist, als der lange Durchmesser r0 der Ellipse c1000,
wie in Fig. 32A gezeigt ist, wird ferner ein Winkel p1001 wie
bei der Ellipse c1000 nach Fig. 31 berechnet, bei dem der
Winkel des Anfangsterms f1001 der Fourier-Entwicklung der
Luminanz b1001 entlang der Ellipse c1001 den Maximalwert
aufgrund der Fourier-Entwicklung annimmt. Ferner werden
Winkel p1002, p1003 aufeinanderfolgend im Hinblick auf
Ellipsen p1002, p1003 berechnet, deren lange Durchmesser
jeweils um ein Pixel kleiner sind, als diejenigen der Ellipse
c1000 ist, ebenso wie in den Fig. 32B und 32C gezeigt ist.
Der Maximalwert des Anfangsterms der Fourier-Entwicklung der
Luminanz im Hinblick auf jeden langen Durchmesser wird durch
Absenken des langen Durchmessers des Fensters ausgehend von
r0 Pixel um Pixel berechnet, wodurch ein in Fig. 33 gezeigter
Graph g1000 in der Speichereinrichtung 33 gespeichert wird,
der anhand von n umgesetzten konzentrischen Winkeln berechnet
wird, die durch die Mittenwinkel-Positionsmuster-
Berechnungsvorrichtung erzeugt werden. Die Zahl n ähnlicher
Ellipsen, sollte um eins kleiner als der Wert festgelegt
werden, der durch Teilen des langen Durchmessers r0 der
Ellipse c1000 durch die Abmessung eines Pixels erhalten wird
(Fourier-Entwicklung des Luminanzgraphen).
Bei dem Schritt S407 speichert die CPU 1 einen Graphen g1000
einzelner Winkel, lange Durchmesser r0 und kurze Durchmesser
r1000 als Werkstückbilddaten in der Speichereinrichtung 3
(Katalogisieren von Werkstückbilddaten).
Bei dem Schritt S408 wird durch die in Fig. 26A gezeigte
Eingabeeinrichtung 5 ferner ein Positions.Neigungswinkel-
Detektionsbefehl und der Schwellwert s0 für den
Korrelationswert s zwischen den Werkstückbilddaten t1000 und
den ausgelesenen Bilddaten eingegeben. Der Schwellwert s0
wird so festgelegt, daß lediglich ein größerer
Korrelationswert detektiert wird: beispielsweise kann ein
Wert von 90% des Maximalwerts des Korrelationswerts s
herangezogen werden (Positionswert.Neigungswinkel-
Detektionsbefehl).
Die Schritte zwischen dem Schritt S4109 bis zu dem Schritt
S417 sind anschließend zu wiederholen, woraufhin ein
Beendigungsbefehl durch die Eingabeeinrichtung 5 eingegeben
wird, wenn eine Bearbeitungsunterbrechung erforderlich ist
(Abgabe eines Beendigungsbefehls).
Bei dem Schritt S410 startet die CPU 1 die
Bildauslesevorrichtung 301 der Speichereinrichtung 33 in
ähnlicher Weise, wie es bei dem Schritt S402 gezeigt ist, und
sie liest das Bild des Werkstücks w1, das in Fig. 34A gezeigt
ist, aus dem Abbildungssystem 2 aus und speichert das
Werkstückbild als ausgelesene Bilddaten v11 in der
Speichereinrichtung 33. Wie in Fig. 34B gezeigt ist, wird bei
dem Werkstück w1 davon ausgegangen, daß es um einen Winkel im
Hinblick auf das Werkstück w0 nach Fig. 28A geneigt ist. Das
Abbildungssystem 21 bildet einen Winkel von a1 mit dem
Werkstück b1 (Auslesen des Bilds).
Bei dem Schritt S411 setzt die CPU 1 eine Ellipse c1110 mit
einem langen und kurzen Durchmesser von r0, r1000 aus den
ausgelesenen Bilddaten v11, die in Fig. 35A gezeigt sind, in
einen Kreis um, so wie es bei dem Schritt S405 gezeigt ist,
und sie erzeugt einen Luminanzgraphen anhand der
Luminanzdaten bei den Pixeln. Ähnlich, wie es bei dem Schritt
S405 und dem Schritt S406 gezeigt ist, wird ferner ein
Luminanzgraph ebenfalls im Hinblick auf eine Ellipse mit
einem langen Durchmesser, der kürzer als r0 ist, erzeugt
(Erzeugung eines Luminanzgraphen der ausgelesenen Bilder).
Bei dem Schritt S412 erzeugt die CPU 1 einen in Fig. 35B
gezeigten Graphen g1110 einzelner Winkel der Bilddaten v11,
die durch die Mittenwinkel-Positionsmuster-
Berechnungsvorrichtung ausgelesen werden, wie den Graphen
g1000 einzelner Winkel der Werkstückbilddaten t1000, der bei
dem Schritt S406 erhalten wird (Fourier-Entwicklung des
ausgelesenen Bilds).
Bei dem Schritt S413 berechnet die CPU 1 den Korrelationswert
s zwischen den Werkstückbilddaten t10 und den ausgelesenen
Bilddaten v11 unter Einsatz der folgenden Gleichung (20) und
Bezug nicht nur auf den Graphen g100 einzelner Winkel der
Werkstückbilddaten v10, der in den Fig. 28A und 28B gezeigt
ist, sondern auch auf den Graphen g1110 einzelner Winkel der
ausgelesenen Bilddaten v11, die in der Speichereinrichtung 33
gezeigt sind.
Hierbei kennzeichnet das Symbol p100 einen Winkel bei dem
Graphen g1000 einzelner Winkel der Werkstückbilddaten v10;
und p111 einen Winkel bei dem Graphen g1110 einzelner Winkel
der ausgelesenen Bilddaten v11. Ferner kennzeichnet das
Symbol n die Zahl ähnlicher Ellipsen c1000, c1001, . . .; n ist
ein Wert der um 1 kleiner ist als der Wert, der sich durch
Teilen des langen Durchmessers r0 der Ellipse c1000 durch die
Pixelabmessung ergibt, wie bei dem Schritt S406 gezeigt ist
(Korrelationswertberechnung).
Bei dem Schritt S414 entscheidet die CPU 1 dann, wenn der
Korrelationswert s größer als der Schwellwert s0 ist, daß die
Werkstückbilddaten v10 mit den ausgelesenen Bilddaten v11
korreliert sind. Der Graph g1000 und der Graph g1110
unterscheiden sich in der Form, wie in Fig. 36 gezeigt ist,
die einen Fall betrifft, bei dem keine Korrelation zwischen
diesen vorliegt, so daß der Korrelationswert s kleiner als
der Schwellwert (Korrelation liegt vor) wird.
Bei dem Schritt S415 berechnet die CPU 1 einen Neigungswinkel
a anhand der folgenden Gleichung (21) dann, wenn bei dem
Schritt S414 (Neigungswinkelberechnung) die Korrelation als
vorliegend festgestellt wird. In diesem Fall ist tan-1 eine
inverse Tangensfunktion.
Bei dem Schritt S416 schreibt die CPU 1 ferner die Position
und den Neigungswinkel a oder sie führt diese der
Übertragungseinrichtung 7 zu, und sie kehrt zu dem Schritt
S409 dann zurück, wenn bei dem Schritt S414 die Korrelation
als vorliegend festgestellt wird. Die Fig. 39A zeigt eine
Ellipse c11y0 bei dem ausgelesenen Bild und bei Vorliegen der
Korrelation. Die Fig. 39B einen Graphen g11y0 einzelner
Winkel; und die Fig. 40 die Korrelationswertberechnung. Der
Graph g1000 einzelner Winkel des Werkstückbilds und der Graph
g11y0 einzelner Winkel des ausgelesenen Bilds sind im
Hinblick auf ihre Form zueinander ähnlich und dadurch
formbar, daß einer von ihnen parallel zu dem anderen
verschoben wird, und der Umfang dieser Parallelverschiebung
steht in Übereinstimmung mit dem gewünschten Winkel a. Wie
bei dem Schritt S409 gezeigt, beendet die CPU 1 die
Verarbeitung dann, wenn der Beendigungsbefehl abgegeben wird
(Ausgabe der/des Position.Neigungswinkels).
Bei dem Schritt S417 erzeugt die CPU 1 eine Ellipse c1210
durch Verschieben der Ellipse c1110 um einen Pixel entlang
der x-Richtung, wie in Fig. 37A gezeigt ist, und wie im Fall
der Ellipse c1110 wiederholt sie die Schritte von dem Schritt
S411 bis zu dem Schritt S416. Ferner wiederholt die CPU 1 die
Schritte von dem Schritt S411 bis zu dem Schritt S416 bei
Verschiebung der Ellipse Pixel um Pixel entlang der x-
Richtung, und sie verschiebt die Ellipse in y-Richtung um
einen Pixel, wie in Fig. 38A gezeigt ist, und zwar bei
Abschluß des Verschiebebetriebs für eine Linie entlang der x-
Richtung, wie in Fig. 37B gezeigt ist, und sie kehrt zu dem
Schritt S409 nach dem Erreichen des Abschlußpixels zurück,
wie in Fig. 38B gezeigt ist. Die CPU 1 beendet die
Bearbeitung dann, wenn der Beendigungsbefehl abgegeben wird,
wie bei dem Schritt S409 gezeigt ist (Beendigung der
Berechnung für die gesamten Pixel).
Obgleich gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung eine
Beschreibung des ellipsenförmigen Fensters erfolgte, kann die
Erfindung bei jeder konzentrischen Form eingesetzt werden,
beispielsweise einem Polygon. Weiterhin besteht der Vorteil
darin, daß es durch den Einsatz des konzentrischen
ellipsenförmigen Gebiets möglich ist, ein Fenster durch freie
Auswahl des Verhältnisses des langen Durchmessers zu dem
kurzen gebildet werden kann, was bedeutet, daß die Position
einer Kamera zum Abbilden eines Objekts für die Detektion
frei festgelegt werden kann. Wird das Verhältnis des langen
Durchmessers zu dem kurzen zum Umsetzen der ellipsenförmigen
Form in die kreisförmige zum Erzeugen von Daten eingesetzt,
so sind ferner Daten standardisiert und die Zahl der
handzuhabenden Daten ist reduzierbar, und gleichzeitig ist
ein Vergleich der mit unterschiedlichem Umfang vorliegenden
Mittenwinkelpositionen mit denjenigen des Pixelgebiets
einfach möglich, da diese Umfänge immer in einem 1 : 1-
Verhältnis zueinander stehen, wodurch sich die
Erkennungsgenauigkeit verbessern läßt.
Das Bildverarbeitungsgerät zum Erkennen eines Aufbaus eines
zu detektierenden Objekts durch Vergleichen erster Bilddaten,
die durch Abbilden des Objekts zum Detektieren erhalten
werden, mit vorkatalogisierten zweiten Daten im Hinblick auf
das Objekt enthält deshalb gemäß der vorliegenden Erfindung
die Werkstückbilddaten-Katalogisierungsvorrichtung zum
Festlegen eines festgelegten konzentrisch geformten Gebiets
bei den ersten und zweiten Bilddaten als Werkstückbild; die
Luminanzgraph-Generierungsvorrichtung zum Unterteilen in
konzentrischer Anordnung mehrerer Pixel, die Bilddaten in dem
konzentrisch geformten Bild darstellen, die durch die
Bilddaten-Katalogisierungsvorrichtung festgelegt sind, sowie
zum Extrahieren der mehreren Pixel derart, daß die Luminanz
mehrerer Pixel der so unterteilten konzentrischen Anordnung
als eine Funktion einer konzentrisch geformten
Mittenwinkelposition erzeugt wird; die Kennwert-
Berechnungsvorrichtung zum Berechnen eines Kennzeichens zum
Darstellen der Eigenschaften der Luminanz der mehreren
konzentrisch angeordneten Pixel, die durch die Luminanzkraft-
Generiervorrichtung erzeugt werden, zusammen mit der
Mittenwinkelposition; und die Mittenwinkel-Positionsmuster-
Berechnungsvorrichtung zum Berechnen der Mittenwinkelposition
zum Wiedergeben der Eigenschaften der durch die Kennwort-
Berechnungsvorrichtung berechnete Luminanz als Funktion der
Distanz bezogen auf das Zentrum mehrerer der unterteilten
konzentrisch angeordneten Positionen; wobei die Anordnung des
Objekts durch Vergleich der ersten und zweiten Bilddaten
erhalten wird, anhand der Beziehung zwischen der
Mittenwinkelposition, die die Eigenschaften der Luminanz im
Hinblick auf die konzentrisch angeordneten Positionen
wiedergibt und von der Mittenwinkel-Positionsmuster-
Berechnungsvorrichtung berechnet ist, sowie der Distanz von
dem Zentrum der mehreren unterteilten konzentrisch
angeordneten Positionen. Demnach läßt sich das Zeichen zum
Darstellen der Eigenschaften der Luminanz der mehreren
konzentrisch angeordneten Pixel einfach durch die
konzentrisch geformte Mittenwinkelposition ausdrücken, sowie
der Distanz von dem Zentrum, mit der Wirkung, daß die
Erkennung der Anordnung des zu detektierenden Objekts mit
größerer Wirksamkeit möglich ist.
Ferner ist das konzentrisch geformte Gebiet zwischen den
ersten und zweiten Distanzen, bezogen auf das Zentrum. Demnach
läßt sich jeder für die Erkennung der Anordnung des zu
detektierenden Objekts nicht erforderliche Abschnitt
ausschließen, mit der Wirkung, daß die Genauigkeit bei der
Erkennung der Anordnung des hierfür vorgesehenen Objekts
verbessert wird.
Ferner läßt sich aufgrund der Tatsache, daß das konzentrisch
geformte Gebiet ein konzentrisches kreisförmiges Gebiet ist,
die konzentrische Form zudem einfach unterteilen, was die
Wirkung hat, daß sich ein zu erkennendes Gebiet einfach
aufteilen läßt.
Ferner läßt sich aufgrund der Tatsache, daß das konzentrisch
geformte Gebiet ein konzentrisches ellipsenförmiges Gebiet
ist, ein Verhältnis der vertikalen Länge zu der horizontalen
Länge zudem dann, wenn die konzentrische Form unterteilt
wird, frei festlegen, was die Wirkung hat, daß sich die Form
eines zu erkennenden Gebiets frei auswählen läßt.
Ferner setzt die Luminanzgraph-Generierungsvorrichtung die
mehreren Pixel, die in einer konzentrischen ellipsenförmigen
Anordnung unterteilt sind, in eine konzentrische kreisförmige
Anordnung um, unter Einsatz eines Verhältnisses des langen
Durchmessers einer Ellipse zu dem kurzen Durchmesser hiervon,
und anschließend bestimmt sie die Luminanz der mehreren Pixel
bei der konzentrischen kreisförmigen Anordnung als Funktion
der Mittenwinkelpositions bei einem konzentrischen Kreis.
Deshalb entsprechen der variable Umfang der
Mittenwinkelpositionen und derjenige der Pixelgebiets immer
einander gemäß einem 1 : 1-Verhältnis, mit der Wirkung, daß der
Vergleich zwischen der Anordnung eines Objekts zum
Detektieren und derjenigen eines anderen vereinfacht ist.
Ferner wird aufgrund der Tatsache, daß die Anordnung des zu
detektierenden Objekts einer Neigung des Objekts bezogen auf
eine Referenzlinie entspricht, das Objekt anhand der
Differenz zwischen den Mittenwinkel-Positionen beider Muster
dann erkannt, wenn die Mittenwinkel-Positionsmuster der
ersten und zweiten Bilddaten in hohem Umfang korreliert sind,
mit der Wirkung, daß sich die Neigung des Objekts bezogen auf
die Referenzlinie mit hohem Wirkungsgrad erkennen läßt.
Ferner wird aufgrund der Tatsache, daß die Anordnung des zu
detektierenden Objekts einer Position des Objekts bezogen auf
einen Referenzpunkt darstellt, das Objekt anhand des
Referenzpunkts dann erkannt, wenn die Mittenwinkel-
Positionsmuster der ersten und zweiten Bilddaten in hohem
Umfang korreliert sind, mit der Wirkung, daß sich die
Position des Objekts anhand des Referenzpunkts mit hohem
Wirkungsgrad erkennen läßt.
Ferner zieht die Kennwert-Berechnungsvorrichtung als
Kennzeichen zum Darstellen der Eigenschaften der Luminanz der
mehreren konzentrisch angeordneten Pixel die Tatsache heran,
daß der Anfangsterm einer Fourier-Reihe einen maximalen Wert
annimmt, wobei der Anfangsterm hiervon erhalten wird, indem
die Luminanz der mehreren konzentrisch angeordneten Pixel als
Funktion der Mittenwinkelposition, die durch die
Luminanzgraph-Generierungsvorrichtung erzeugt wird, im
Hinblick auf die Mittenwinkelposition einer Fourier-
Entwicklung unterzogen wird. Demnach wird die Grundschwingung
der Luminanz als Funktion der Mittenwinkelposition als
Kennzeichen zum Darstellen der Eigenschaften der Luminanz
herangezogen, mit der Wirkung, daß die Eigenschaften der
Anordnung des zu detektierenden Objekts präzise definiert
sind und mit hohem Wirkungsgrad erkannt werden.
Ferner bestimmt die Kennwert-Berechnungsvorrichtung als
Kennzeichnen zum Darstellen der Eigenschaften der Luminanz
der mehreren konzentrisch angeordneten Pixel den Schwerpunkt
im Hinblick auf die Mittenwinkelposition der Luminanz als
Funktion der durch die Luminanzgraph-Generierungsvorrichtung
erzeugten Mittenwinkelposition. Demnach wird die Dichte der
Luminanzverteilung im Hinblick auf die Mittenwinkelposition
als Kennzeichen zum Darstellen der Eigenschaften der Luminanz
herangezogen, mit der Wirkung, daß sich die Eigenschaften der
Anordnung des zu detektierenden Objekts einfach definieren
lassen und diese mit hohem Wirkungsgrad erkannt werden.
Ferner zieht die Kennwert-Berechnungsvorrichtung als
Kennzeichen zum Darstellen der Eigenschaften der Luminanz die
mehreren konzentrisch angeordneten Pixel die Tatsache heran,
daß die Luminanz im Hinblick auf die Mittenwinkelposition der
Luminanz als Funktion der durch die Luminanzgraph-
Generierungsvorrichtung erzeugte Mittenwinkelposition
maximiert ist. Demnach wird die Größe der Luminanz bei der
Luminanzverteilung im Hinblick auf die Mittenwinkelposition
als Kennzeichen zum Darstellen der Eigenschaften der Luminanz
herangezogen, mit der Wirkung, daß sich die Eigenschaften der
Anordnung des zu detektierenden Objekts einfach definieren
lassen und dieses wirksam erkannt wird.
Ferner extrahiert die Luminanzgraph-Generierungsvorrichtung
die mehreren konzentrisch angeordneten Pixel dadurch, daß sie
Pixel mit einem festgelegten Ausdünnungsverhältnis ausgedünnt
werden und daß sie die Luminanz der mehreren auf diese Weise
extrahierten konzentrisch angeordneten Pixel als Funktion der
konzentrisch geformten Mittenwinkelposition erzeugt. Demnach
wird der Umfang der zu generierenden Daten minimiert, mit der
Wirkung, daß die Erkennung der Anordnung des zu
detektierenden Objekts mit außerordentlich hohem Wirkungsgrad
ermöglicht wird.
Ferner zieht die Kennwert-Berechnungsvorrichtung einen Wert
von ungleich Null als Kennzeichen zum Darstellen der
Eigenschaften der Luminanz heran, derart, daß der Wert
ungleich Null aus den Werten des Anfangsterms der Fourier-
Reihe ausgewählt ist. Demnach werden die für die Erkennung
der Anordnung des zu detektierenden Objekts nicht
erforderlichen Daten ausgeschlossen, mit der Wirkung, daß die
Genauigkeit zum Erkennen der Anordnung des zu detektierenden
Objekts verbessert ist.
Sind Werte des Anfangsterms der Fourier-Reihe sämtlich Null,
so entscheidet die Kennwert-Berechnungsvorrichtung ferner,
daß das zu detektierende Objekt eine Form aufweist, dessen
Neigung bezogen auf die Referenzlinie nicht spezifizierbar
ist. Demnach wird die Eignung des zu detektierenden Objekts
festgestellt, bevor die ersten und zweiten Daten in vollem
Umfang verglichen werden, mit der Wirkung, daß sich die
Neigung des Objekts bezogen auf die Referenzlinie mit
außerordentlich hohem Wirkungsgrad erkennen läßt.
Ferner enthält das Bildverarbeitungsverfahren zum Erkennen
einer Anordnung eines zu detektierenden Objekts durch
Vergleich der ersten durch Abbildung erhaltender Bilddaten
des Objekts mit vorkatalogisierten zweiten Daten im Hinblick
auf das hierfür vorgesehene Objekt die Schritte: Festlegen
des vorgegebenen konzentrisch geformten Gebiets bei den
ersten und zweiten Bilddaten als Werkstückbild; Unterteilen
der konzentrischen Anordnung mehrerer Pixel zum Bilden der
Bilddaten in dem konzentrisch geformten Bild und Extrahieren
der mehreren Pixel derart, daß die Luminanz der mehreren so
in konzentrischer Anordnung unterteilter Pixel als Funktion
einer konzentrisch geformten Mittenwinkelposition erzeugt
wird; Berechnen einer Kennzeichnung zum Darstellen der
Eigenschaften der Luminanz der mehreren konzentrisch
angeordneten Pixel zusammen mit der Mittenwinkelposition;
Berechnen der Mittenwinkelposition zum Wiedergeben der
Eigenschaften der Luminanz als Funktion der Distanz von dem
Zentrum der mehreren unterteilten konzentrisch angeordneten
Positionen; und Vergleichen der ersten und zweiten Bilddaten
im Hinblick auf die Beziehung zwischen der
Mittenwinkelposition zum Wiedergeben der Eigenschaften der
Luminanz im Hinblick auf die konzentrisch angeordneten
Positionen und die Distanz von dem Zentrum zu den mehreren
unterteilten konzentrisch angeordneten Positionen zum
Erkennen der Anordnung des zu detektierenden Objekts. Demnach
läßt sich das Kennzeichnen zum Darstellen der Eigenschaften
der Luminanz der mehreren konzentrisch angeordneten Pixel
einfach durch die konzentrisch geformten
Mittenwinkelpositionen und die Distanz von dem Zentrum
ausdrücken, mit der Wirkung, daß die Erkennung der Anordnung
des zu detektierenden Objekts mit größerem Wirkungsgrad
möglich ist.
Ferner läßt sich aufgrund der Tatsache, daß das konzentrisch
geformte Gebiet ein konzentrisches kreisförmiges Gebiet ist,
zudem die konzentrische Form einfach unterteilen, mit der
Wirkung, daß die Unterteilung eines zu erkennenden Gebiets
mit großer Einfachheit möglich ist.
Ferner läßt sich aufgrund der Tatsache, daß das konzentrisch
geformte Gebiet ein konzentrisches ellipsenförmiges Gebiet
ist, zudem ein Verhältnis der vertikalen Länge zu der
horizontalen Länge bei der Unterteilung der konzentrischen
Form frei festlegen, mit der Wirkung, daß die freie Auswahl
der Form des zu erkennenden Gebiets möglich ist.
Ferner wird aufgrund der Tatsache, daß die Anordnung des zu
detektierenden Objekts einer Neigung des Objekts bezogen auf
eine Referenzlinie entspricht, das Objekt anhand der
Differenz zwischen den Winkelmittenpositionen beider Muster
dann erkannt, wenn die Mittenwinkel-Positionsmuster der
ersten und zweiten Bilddaten in hohem Umfang korreliert sind,
mit der Wirkung, daß sich die Neigung des Objekts bezogen auf
die Referenzlinie mit hohem Wirkungsgrad erkennen läßt.
Ferner wird aufgrund der Tatsache, daß die Anordnung des zu
detektierenden Objekts einer Position des Objekts bezogen auf
den Referenzpunkt entspricht, das Objekt anhand des
Referenzpunkts dann erkannt, wenn die Mittenwinkel-
Positionsmuster der ersten und zweiten Bilddaten in hohem
Umfang korreliert sind, mit der Wirkung, daß sich die Position
des Objekts anhand des Referenzpunkts mit hohem Wirkungsgrad
erkennen läßt.
Ferner zeigt ein Kennzeichnen zum Darstellen der
Eigenschaften der Luminanz der mehreren konzentrisch
angeordneten Pixel an, daß der Anfangsterm einer Fourier-
Reihe einen Maximalwert aufweist und daß der Anfangswert
hiervon dadurch erhalten wird, daß die Luminanz der mehrerne
konzentrisch angeordneten Pixel als Funktion der
Mittenwinkelposition einer Fourier-Entwicklung im Hinblick
auf die Mittenwinkelposition unterzogen wird. Demnach wird
die Grundschwingung der Luminanz als Funktion der
Mittenwinkelposition als Kennzeichen zum Darstellen der
Eigenschaften der Luminanz herangezogen, mit der Wirkung, daß
sich die Eigenschaften der Anordnung des zu detektierenden
Objekts präzise definieren lassen und dieses mit hohem
Wirkungsgrad erkannt wird.
Die vorangehende Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung wurde für Zwecke der
Darstellung und der Beschreibung durchgeführt.
Modifikationen und Variationen sind im Licht der
vorangehenden technischen Lehre möglich, oder können anhand
der praktischen Umsetzung der Erfindung gewonnen werden. Die
Ausführungsform wurde ausgewählt und beschrieben, um die
Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu
beschreiben, damit die mit dem Stand der Technik Vertrauten
die Erfindung in zahlreichen Ausführungsformen und mit
zahlreichen Modifikationen benützen können, die sich für den
besonders in Betracht gezogenen Einsatz eignen. Es wird
beabsichtigt, daß der Schutzbereich der Erfindung durch die
hier angefügten Patentansprüche und deren Äquivalente
definiert ist.
Claims (26)
1. Für die Bildverarbeitung verwendbare Vorrichtung zum
Erkennen einer Anordnung eines zu erfassenden Objekts
durch Vergleich erster Bilddaten, die durch Abbildung
des zu erfassenden Objekts erhalten werden, mit auf
das Objekt bezogenen, vorkatalogisierten, zweiten
Bilddaten, umfassend
- - eine Werkstückbilddaten- Katalogisierungseinrichtung (302; 332) zum Einstellen eines vorbestimmten, konzentrisch geformten Bereichs von ersten und zweiten Bilddaten als ein Werkstückbild;
- - eine Luminanzkurven-Generiereinrichtung (303; 333) zum
- - Aufteilen mehrerer Pixel in konzentrischer Anordnung, wobei die Pixel die Bilddaten in dem mittels der Werkstückbilddaten- Katalogisierungseinrichtung (302; 332) vorbestimmten, konzentrisch geformten Bereich darstellen, und
- - Extrahieren von mehreren Pixeln derart, dass die Luminanzwerte der mehreren in konzentrischer Anordnung aufgeteilten Pixel als eine Funktion einer konzentrisch geformten, zentralen Winkelposition gebildet werden;
- - eine Kennwert-Berechnungseinrichtung (304; 311; 321) zum Berechnen eines Kennwertes, der die Kennwerte der durch die Luminanzkurven-Generiereinrichtung (303) erzeugten Luminanzwerte von mehreren konzentrisch angeordneten Pixeln zusammen mit der zentralen Winkelposition repräsentiert; und
- - eine Muster der zentralen Winkelposition berechnende Berechnungseinrichtung (305, 306) zum Berechnen der zentralen Winkelposition, welche den Kennwert der Luminanz bestimmt, der durch die Kennwert- Berechnungseinrichtung (304; 311; 321) als eine Funktion des Abstandes von der Mitte der mehreren aufgeteilten, konzentrisch angeordneten Positionen berechnet wird;
- - wobei die Anordnung des Objekts erkennbar ist durch Vergleich der ersten und zweiten Bilddaten mit der Beziehung zwischen der zentralen Winkelposition, welche die Kennwerte der Luminanz in Bezug auf die konzentrisch angeordneten Positionen bestimmt, die von der Muster der zentralen Winkelposition berechnenden Berechnungseinrichtung (305, 306) berechnet werden, und dem Abstand von der Mitte der mehreren aufgeteilten, konzentrisch angeordneten Positionen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der
konzentrisch geformte Bereich zwischen einem ersten
Abstand und einem zweiten Abstand vom Zentrum gebildet
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der
konzentrisch geformte Bereich kreisförmig ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der
konzentrisch geformte Bereich elliptisch ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die
Luminanzkurven-Generiereinrichtung (303; 333)
- - mehrere Pixel, die in eine konzentrische elliptische Anordnung unterteilt sind, unter Verwendung eines Verhältnisses des größeren Durchmessers der Ellipse zu deren kleinerem Durchmesser in eine konzentrische, kreisförmige Anordnung umsetzt und
- - anschließend die Luminanz der mehreren Pixel in der konzentrischen, kreisförmigen Anordnung als Funktion der zentralen Winkelposition eines konzentrischen Kreises generiert.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei welcher die Luminanzkurven-Generiereinrichtung
(303; 333) mehrere konzentrisch angeordnete Pixel
durch Ausdünnen der Pixel mit einer vorbestimmten
Ausdünnungsrate extrahiert und die Luminanz der auf
diese Weise extrahierten, mehreren konzentrisch
angeordneten Pixel als eine Funktion der konzentrisch
geformten, zentralen Winkelposition generiert.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei welcher die Anordnung des Objekts einer Neigung
des Objekts gegenüber einer Bezugslinie entspricht.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei welcher die Anordnung des Objekts einer Position
in Bezug auf einen Bezugspunkt entspricht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei
welcher die Kennwert-Berechnungseinrichtung (304; 311;
321) eine Einrichtung zur Fourier-Entwicklung aufweist
und zur Bildung eines Kennwertes vorgesehen ist, der
die Kennwerte der Luminanz von mehreren konzentrisch
angeordneten Pixeln repräsentiert, derart, dass der
Anfangswert einer von der Einrichtung zur Fourier-
Entwicklung gebildeten Fourier-Reihe einen Maximalwert
annimmt, wobei dieser Anfangswert dadurch erhalten
wird, dass die Luminanz der mehreren konzentrisch
angeordneten Pixel einer Fourier-Entwicklung
unterworfen wird als Funktion der zentalen
Winkelposition, die durch die Luminanzkurven-
Generiereinrichtung (303; 333) unter Berücksichtigung
einer zentralen Winkelposition generiert wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die Kennwert-
Berechnungseinrichtung (304; 311; 321) einen von Null
abweichenden Wert als einen Kennwert bestimmt, der die
Kennwerte der Luminanz repräsentiert, wobei der von
Null abweichende Wert aus Werten für den Anfangsterm
der Fourier-Reihe ausgewählt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher für den Fall,
dass die Werte für den Anfangsterm der Fourier-Reihe
sämtlich Null sind, die Kennwert-
Berechnungseinrichtung (304; 311; 321) bestimmt, dass
das Objekt eine solche Gestalt hat, dass die Neigung
in Bezug auf eine Bezugslinie nicht spezifierbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei
welcher die Kennwert-Berechnungseinrichtung (304; 311;
321) eine Schwerpunkt-Berechnungseinrichtung aufweist
und zur Bildung eines Kennwertes vorgesehen ist, der
die Kennwerte der Luminanz der mehreren konzentrisch
angeordneten Pixel repräsentiert, derart, dass das
Schwerpunkt-Zentrum unter Berücksichtigung der
zentralen Winkelposition der Luminanz als Funktion der
durch die Luminanzkurven-Generiereinrichtung (303;
333) generierten, zentralen Winkelposition bestimmt
wird.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei
welcher die Kennwert-Berechnungseinrichtung (304; 311;
321) eine Maximalwert-Berechnungseinrichtung aufweist
und zur Bildung eines Kennwertes vorgesehen ist, der
die Kennwerte der Luminanz von mehreren konzentrisch
angeordneten Pixeln repräsentiert, derart, dass die
Luminanz in Bezug auf die durch die Luminanzkurven-
Generiereinrichtung (303; 333) generierte zentrale
Winkelposition einen Maximalwert annimmt.
14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei welcher die Muster der zentralen Winkelposition
berechnende Berechnungseinrichtung (305, 306) eine
Neigungswinkel-Berechnungseinrichtung (305) aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei welcher die Muster der zentralen Winkelposition
berechnende Berechnungseinrichtung (305, 306) eine
Korrelationswert-Berechnungseinrichtung (306)
aufweist.
16. Für die Bildverarbeitung verwendbares Verfahren zum
Erkennen einer Anordnung eines zu erfassenden Objekts
durch Vergleich erster Bilddaten, die durch Abbildung
des zu erfassenden Objekts erhalten werden, mit auf
das Objekt bezogenen, vorkatalogisierten zweiten
Bilddaten, umfassend folgende Schritte:
- - Einstellen eines vorbestimmten, konzentrisch geformten Bereichs der ersten und zweiten Bilddaten als ein Werkstückbild;
- - Aufteilen mehrerer Pixel in konzentrischer Anordnung, wobei die Pixel die Bilddaten in dem konzentrisch geformten Bereich darstellen, und Extrahieren der mehreren Pixel derart, dass die Luminanzwerte der mehreren in konzentrischer Anordnung aufgeteilten Pixel als eine Funktion einer konzentrisch geformten zentralen Winkelposition repräsentiert werden;
- - Berechnen eines Kennwertes, der die charakteristischen Werte der Luminanzwerte der mehreren konzentrisch angeordneten Pixel zusammen mit der zentralen Winkelposition darstellt; und
- - Berechnen der zentralen Winkelposition, welche den Kennwert der Luminanz bestimmt, als eine Funktion des Abstandes von der Mitte der mehreren aufgeteilten, konzentrisch angeordneten Positionen; und
- - Vergleichen der ersten und zweiten Bilddaten mit der Beziehung zwischen der zentralen Winkelposition, welche die charakteristen Werte der Luminanz in Bezug auf die konzentrisch angeordneten Positionen bestimmen, und dem Abstand von der Mitte der mehreren aufgeteilten, konzentrisch angeordneten Positionen.
17. Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem der
konzentrisch geformte Bereich zwischen einem ersten
Abstand und einem zweiten Abstand vom Zentrum gebildet
wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei welchem der
konzentrisch geformte Bereich kreisförmig ist.
19. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei welchem der
konzentrisch geformte Bereich elliptisch ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei
welchem die Anordnung des Objekts einer Neigung des
Objekts gegenüber einer Bezugslinie entspricht.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, bei
welcher die Anordnung des Objekts einer Position in
Bezug auf einen Bezugspunkt entspricht.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, bei
welchem ein Kennwert, welcher die Kennwerte der
Luminanz von mehreren konzentrisch angeordneten Pixeln
repräsentiert, gebildet wird derart, dass der
Anfangswert einer durch Fourier-Entwicklung
gebildeten Fourier-Reihe einen Maximalwert annimmt,
wobei dieser Anfangswert dadurch erhalten wird, dass
die Luminanz der mehreren konzentrisch angeordeten
Pixel einer Fourier-Entwicklung unterworfen wird als
Funktion der zentalen Winkelposition, die durch die
Luminanzkurven-Generiereinrichtung (303; 333) unter
Berücksichtigung der zentralen Winkelposition
generiert wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, bei welchem ein von Null
abweichender Wert als ein Kennwert bestimmt wird, der
die Kennwerte der Luminanz repräsentiert, wobei der
von Null abweichende Wert aus Werten für den
Anfangsterm der Fourier-Reihe ausgewählt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 22, bei welcher für den Fall,
dass die Werte für den Anfangsterm der Fourier-Reihe
sämtlich Null sind, bestimmt wird, dass das Objekt
eine solche Gestalt hat, dass die Neigung in Bezug auf
eine Bezugslinie nicht spezifierbar ist.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, bei
welchem ein Kennwert, der die Kennwerte der Luminanz
von mehreren konzentrisch angeordneten Pixeln
repräsentiert, bestimmt, dass ein Schwerpunktzentrum
auf die zentrale Winkelposition der Luminanz bezogen
wird als Funktion der zentralen Winkelposition.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, bei
welchem ein Kennwert, der die Kennwerte der Luminanz
von mehreren konzentrisch angeordneten Pixeln
repräsentiert, bestimmt, dass die Luminanz in Bezug
auf die zentrale Winkelposition maximiert wird.
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