JP2002334323A - 刻印表示読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易且つ正確に刻印表示を読み取る。 【解決手段】 ペレット焼結ボート２に設けた刻印文字
３に３基の照明手段６Ａ，６Ｂ，６Ｃを順次切り替えて
異なる３方向から光を照射する。照明手段を切り替えな
がら撮像カメラ５で刻印文字３を撮影する。撮像カメラ
５で得た照明の異なる３枚の撮像画像から画像処理手段
で各特徴を含む画像データを抽出して画像合成手段で合
成画像を得る。合成画像から文字要素抽出手段で文字要
素を抽出補正して、文字認識手段で刻印表示３を読み取
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容器や部材等の各
種物体の表面等に表示された刻印文字等の刻印表示を、
自動的に読み取るための刻印表示読み取り装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種物体に表示された文字や記号
等について自動的に読み取って識別する読み取り装置と
して、物体の文字や記号を一または複数方向から同時に
照明した状態で撮像カメラ等で撮影し、この画像を２値
化処理する等して画像処理等し、表示された文字や記号
等を識別して読み取るようにしていた。ところで、例え
ば原子炉で用いられる燃料集合体内の核燃料ペレット
や、燃料棒内に装填される各種核燃料ペレットを焼結す
る際に用いられるペレット焼結ボート内のペレットの種
類や用途等を識別するための文字や記号等の表示が、そ
の上部ノズルやボート側面等の外側壁面に付されてい
る。これらの燃料集合体やペレット焼結ボート等は、還
元焼結環境下におかれる等、過酷な条件で使用されるた
めに、その表示部が変色したり、変色による色ムラ等が
現れる。そのため、これら過酷な条件下で用いられる物
体については、変色や変色ムラ等が発生しても、表示が
損なわれないように、刻印によって表示がなされること
が多い。

【０００３】このような刻印表示を上述した従来の読み
取り装置で判別しようとすると、照明光の照射方向によ
って刻印表示の一部に影が生じたり光ったりし、変色や
色ムラ等があるために均一な反射光が得られない等のた
めに、撮像画像が不明瞭になり正確に読みとれないとい
う欠点がある。これに対して、刻印表示に照明による影
や変色ムラや反射ムラ等があっても読み取りができるよ
うにした装置として、例えば特開平８−１１０９３０号
公報に開示された刻印表示読み取り装置がある。この装
置によれば、ライン状レーザ光線を刻印表示に照射しつ
つ刻印表示の延在方向に走査させて、レーザ投光器の両
側に位置する二つの撮像センサで異なる位置から複数の
撮像データを得て、凹溝内の刻印表示とその周囲の表面
との撮像位置のズレをそれぞれ識別して刻印表示を判別
しようとするものである。この装置によれば、一方向か
ら撮像した場合に得られない刻印表示の影にあたる部位
についても複数方向から撮像することで異なる撮像デー
タを得られるために、変色ムラや反射ムラ等があっても
乱反射成分があれば刻印表示を読み取ることができると
いう利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな刻印表示読み取り装置では、ラインでデータを得る
ために、読み取り対象である刻印表示が移動方向に直角
な場合にはセンサーを走査させる必要があり、装置が複
雑になり、その走査に時間がかかるという問題があっ
た。本発明は、このような課題に鑑みて、表示部に色ム
ラや反射ムラ等が現れている等しても確実且つ容易に読
み取れるようにした刻印表示の読み取り装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による刻印表示読
み取り装置は、物体に設けられた刻印表示に異なる方向
から光を照射する複数の照明手段と、刻印表示を撮像す
る撮像手段と、撮像手段で得た照明の異なる複数の画像
情報を合成して合成画像を得る画像合成手段と、この画
像合成手段で得られた合成画像から刻印表示の内容を読
み取る読み取り手段とが備えられて成ることを特徴とす
る。物体の刻印表示に対して照明方向を違えてそれぞれ
撮像手段で撮像して複数の画像を得て、これらの画像情
報を画像合成手段で合成して合成画像を得ることで、単
一画像では影になったり色ムラや反射ムラ等のためにＳ
／Ｎ比が悪くても他の画像情報と合成することで刻印表
示等の必要な画像情報が相互に補完され、Ｓ／Ｎ比の高
い画像情報を得られるために、刻印表示を正確に読み取
ることができる。尚、照明の異なるとは、複数の照明手
段のいずれかを選択して照明方向がそれぞれ異なる場合
や複数の照明手段の組み合わせによる照明がそれぞれ異
なる場合等全ての場合を含むものとする。

【０００６】また照明手段は、刻印表示に対して異なる
方向から照射するべく複数位置に設けられていて、各照
明手段で照射する毎に順次撮像するようにしてもよい。
照明方向の異なる複数の照明手段の一部を選択して順次
刻印表示を照明すると同時に、これに同期して撮像手段
で順次撮影することで、同一撮影位置で照明方向の異な
る複数の画像情報が得られる。また画像合成手段は、照
明方向の異なる複数の画像情報をそれぞれ画像処理して
合成画像を得るようにしてもよい。各画像情報は照明方
向が異なるだけで同一位置で撮像したものであるから、
画像処理した後でも合成画像を得られる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図３に基づいて説明する。図１はペレット焼結ボー
トと照明手段及び撮像カメラとの配置を示す説明図、図
２は刻印文字と照明手段及び撮像カメラとの配置を示す
図１とは別の方向から見た図、図３は刻印表示読み取り
装置の制御系を含む全体構成を示すブロック図である。
図１において、ベルトコンベア１上で搬送される箱状の
ペレット焼結ボート２の一側面である刻印面２ａ上に、
刻印表示として例えば凹状の刻印文字３（図では「Ｍ３
５３」）が表示されており、この刻印文字３は例えばボ
ート内に収納された多数のペレット（図示せず）の種類
や用途や素材等適宜の特性と関連した、固有の記号及び
／または番号を表示している。

【０００８】ベルトコンベア１上を搬送されるペレット
焼結ボート２の刻印文字３を自動的に読み取る装置とし
て刻印表示読み取り装置４が、例えばベルトコンベア１
の途中に設けられている。この刻印表示読み取り装置４
による刻印表示３の撮像位置として、刻印面２ａに対向
する領域であってペレット焼結ボート２の搬送を妨げな
い例えば斜め上方位置に、撮像手段としての単一の撮像
カメラ５、例えばＣＣＤカメラが固定配置されている。
更に図１及び図２に示すように、ペレット焼結ボート２
の刻印面２ａに対向してその斜め上方と左右方向に例え
ばストロボ照明等の複数（ここでは３基）の照明手段６
Ａ、６Ｂ、６Ｃが配設されている。刻印表示３の撮像位
置付近において、ベルトコンベア１の搬送面から外れた
対向する位置には近接センサ８が配設されている。この
近接センサ８は例えば発光部と受光部からなる光センサ
で構成されていて、搬送されてくるペレット焼結ボート
２（の刻印面２ａ）を検知して信号出力するようになっ
ている。

【０００９】次に刻印表示読み取り装置４の制御系を図
３に示すブロック図により説明する。刻印表示読み取り
装置４の制御部１０は、搬送系制御手段１２と画像制御
部１３とを有している。搬送系制御手段１２は近接セン
サ８からの信号を受けて撮像カメラ５と照明切換手段１
４とにデータ採取トリガー信号を同期して出力すること
になっている。照明切換手段１４は照明手段６Ａ，６
Ｂ，６Ｃに接続されていて、トリガー信号を順次受けて
３基の照明手段６Ａ，６Ｂ，６Ｃを順次切り替えてＯＮ
するよう制御することになる。そして３基の照明手段６
Ａ，６Ｂ，６Ｃの各単一の照明手段でそれぞれ刻印文字
３を照射した状態で、同一位置の撮像カメラ５によって
刻印文字３の全体像を３回撮像することになる。画像制
御部１３では、カメラ５で順次撮像された各撮像画像
を、ビデオ信号としてそれぞれ取り込んでメモリするデ
ジタルビデオメモリ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃが設けられ
ている。また、これらビデオメモリ１６Ａ，１６Ｂ，１
６Ｃにメモリされた各撮像画像は画像処理手段１７に順
次送られて画像処理され、各画像からの各特徴を含む画
像データとして画像合成手段１８にそれぞれ送られるこ
とになる。画像合成手段１８では各特徴を含む画像デー
タが合成ロジックにより画像合成されることになる。

【００１０】ここでは、一の刻印文字３について撮像カ
メラ５で得た照明方向の異なる３枚の同一撮像画像から
１つの合成画像のデータが得られるために、各特徴を含
む画像データにおける刻印文字３の角や稜線で光路遮断
を受ける情報不感部や色ムラ等による反射ムラ等を互い
の画像データで相補及び減少させて、刻印文字３のより
正確な文字要素の表示が可能になっている。この画像合
成手段１８は文字要素抽出手段２０に接続されていて、
文字要素抽出手段２０では、刻印文字３の合成画像に対
応する各文字要素を抽出して補正または整形するように
なっている。文字認識手段２１では、文字要素抽出手段
２０で抽出された刻印文字３の各文字要素の画像データ
から、予め入力されている文字認識プログラムによって
文字を切り出して読み取るようになっている。

【００１１】本実施の形態は上述のように構成されてお
り、次に刻印表示読み取り装置４の作用について図１乃
至図３を中心に説明する。ベルトコンベア１が作動し
て、ペレット焼結ボート２は読み取り用の刻印文字３が
表示された刻印面２ａが前方向即ち撮像カメラ５及び照
明手段６Ａ，６Ｂ，６Ｃに向けられて、ベルトコンベア
１によって搬送される。ペレット焼結ボート２が読み取
り装置４の近傍に至ると、近接センサ８でペレット焼結
ボート２の刻印面２ａが検知される。すると、検知信号
が搬送系制御手段１２に入力され、この搬送系制御手段
１２ではデータ採取トリガー信号を撮像カメラ５と照明
切換手段１４とに同期して出力する。これにより照明切
換手段１４では１の照明手段６Ａで例えば上方から斜め
下方に向けてペレット焼結ボート２の刻印文字３を照射
すると同時に撮像カメラ５で刻印面２ａを撮像する。

【００１２】次いで搬送系制御手段１２から順次データ
採取トリガー信号が撮像カメラ５と照明切換手段１４に
出力され、これに応じて照明切換手段１４では照明手段
６Ａから他の照明手段６Ｂに切り替えて例えば右斜め方
向から刻印文字３を照射して撮像カメラ５で撮像し、更
に次のトリガー信号により照明手段６Ｃに切り替えて例
えば左斜め方向から刻印文字３を照射して撮像カメラ５
で同じく撮像する。このようにして同一撮像位置におい
て、異なる照明方向からの照明下で刻印文字３について
３枚の同様な撮像画像が得られる。そのため、一の撮像
画像では刻印文字３の角や稜線で光路遮断を受ける情報
不感部や色ムラ等による反射ムラ等があっても他の撮像
画像ではその部分が鮮明に撮像されていることになる。
ここで、撮像画像の一例を示せば、図４（Ａ）は照明手
段６Ａによる上方斜め方向からの照明下で得た撮像画
像、同（Ｂ）は照明手段６Ｂによる右方斜め方向からの
照明下で得た撮像画像、同（Ｃ）は照明手段６Ｃによる
左方斜め方向からの照明下で得た撮像画像である。

【００１３】そして、これらの撮像画像は制御部１０の
デジタルビデオメモリ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃにそれぞ
れビデオ信号として入力され、更にこれらの撮像画像
は、画像処理手段１７に順次送られて処理され、画像合
成手段１８で合成されて合成画像が得られる。これによ
り得られた合成画像の一例を示せば図５（Ａ）に示すも
のとなり、図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）で示す各画像デ
ータの情報不感部や反射ムラ等が相互に補完されてより
鮮明な画像データが得られる。次に文字要素抽出手段１
７で合成画像から刻印文字３の各文字要素が抽出され補
正されて図示しないメモリに記憶される。そして、この
文字ビデオメモリの信号が文字認識手段２１に出力され
る。

【００１４】文字認識手段２１では、予め入力されてい
る文字認識プログラムによって、文字ビデオメモリの文
字要素の画像データから対応する文字を切り出して読み
取り、文字を認識する。そして、認識された文字情報は
画像制御部１３から出力され、ディスプレイ上に例えば
図５（Ｂ）のように表示される。或いはメモリされた
り、プリントアウトされたり、或いは次の工程に情報と
して送られたりすることになる。このようにして、コン
ベア１上を順次搬送されてくるペレット焼結ボート２の
刻印文字３を連続して遠隔で認識することができ、次の
処理、例えば、ペレット焼結ボート２の表示別の区分け
処理等の情報として提供することができる。

【００１５】尚、比較例として従来の刻印読み取り装置
を用いて行った読み取り例を示すと、ペレット焼結ボー
ト２の刻印文字３を実施の形態と同一位置に撮像カメラ
を配置し、更に実施の形態と同一の２方の位置に照明手
段６Ｂ，６Ｃを配設した状態で２基の照明手段６Ｂ，６
Ｃで同時に刻印面２ａを照射して撮像カメラ５で撮像す
る。これで得られた撮像画像は図６（Ａ）に示すものと
なり、この撮像画像を処理して文字抽出手段で画像中の
文字を抽出して文字認識手段で判別する。これによっ
て、図６（Ｂ）に示す文字情報として出力された。しか
し、この文字情報は図６（Ａ）で得られた単一画像情報
に基づくために、刻印文字３の色ムラや反射ムラ等が反
映されてＳ／Ｎ比が悪く、文字認識手段で読み取られた
文字情報は刻印文字３と相違する不正確なものであっ
た。

【００１６】上述のように、本実施の形態によれば、ペ
レット焼結ボート２等のように焼結状態等過酷な条件下
におかれて刻印面２ａの刻印文字３に変色ムラや反射ム
ラ等が生じても、読み取り情報のＳ／Ｎ比を向上させる
ことができ、刻印文字３を容易且つ確実に、しかも高精
度に読み取って認識することができる。特に、再処理用
核燃料物質やＭＯＸ等放射能に汚染された貯蔵容器等の
文字表示を識別したり、ＭＯＸペレットの焼結ボートや
その他のペレットトレイ等の刻印表示の識別等に際して
遠隔で自動的に読み取りできる。

【００１７】尚、本実施の形態では、撮像カメラ５でペ
レット焼結ボート２を撮像する際、ベルトコンベア１を
停止することなく所定速度でペレット焼結ボート２を搬
送させつつ順次照明手段６Ａ，６Ｂ，６ＣのＯＮ、ＯＦ
Ｆを切換えて順次撮像することとしたため、各撮像時毎
にペレット焼結ボート２が次第に撮像カメラ５に近づき
画像の倍率に微小のズレを生じることになるが、撮像は
極短時間で瞬間的に行われるために無視できる誤差の範
囲である。より厳密に撮像するためには、撮像時にベル
トコンベア１を停止した状態で複数回の撮像を行うのが
好ましい。また異なる照射方向の撮像画像を得るための
照明手段は、上述の実施の形態では上方と左右両方の３
箇所に設けたが、これに限定されることなく適宜の複数
箇所に設ければよく、最小限２箇所でよく、読み取り精
度を上げるために４箇所以上に設けて４枚以上の撮像画
像を得てもよい。ここでは、得られる撮像画像等の画像
情報の数は照明手段の数で定まる。また撮像カメラを複
数配設して個々に上述の実施の形態に示す手順で合成画
像を作成したり文字認識を行って相互に対比判断すれ
ば、より精密な読み取りが行える。或いは１つの照明手
段を各撮像毎に異なる位置に移動させて刻印文字３に対
する照射方向を違えて複数箇所の照明に供してもよい。

【００１８】また既存の搬送ラインや他の目的のための
搬送手段に、本装置４を取り付けてもよい。また、ペレ
ット焼結ボート２の搬送速度を所定の定速に設定し、照
明手段の切換タイミングと撮像カメラ５による撮像タイ
ミングとを予め同期して確定しておけば、搬送系制御手
段１２を省略することもできる。この場合、近接センサ
８からの信号を撮像カメラ５及び照明切換手段１４の作
動タイミングとして直接使用してもよい。尚、この作動
タイミングを刻印表示読み取り装置４のオン等によって
制御すれば、近接センサ８も省略できる。

【００１９】尚、本発明による刻印表示読み取り装置４
は、ペレット焼結ボート２の刻印表示の読み取りに限る
ことなく、他の物体の刻印表示読み取り、例えば核燃料
集合体の上部ノズル等の刻印表示を読み取るのに用いて
も良い。この場合、被検体である核燃料集合体は静止状
態に保持されているために、正確な読み取りができる。
この場合、近接センサ８は設けなくてもよい。また撮像
カメラ５を上部ノズルの刻印表示の真正面に配置しても
よい。

【００２０】尚、読み取り対象となる刻印表示は、凹状
の刻印文字だけに限定されることなく、凸状文字による
刻印でもよい。更に、この刻印表示は、文字だけに限定
されることなく、他の図形、記号、或いはこれらの組み
合せであってもよく、この場合、文字認識手段２１に、
予めこれらの図形、記号、或いはこれらの組み合せにつ
いての認識プログラムを入力しておけばよい。刻印文字
３の底面３ａ等は通常平面で形成されているが、この底
面３ａ等を凹凸の面にして乱反射を促進すれば色ムラや
反射ムラ等があっても各撮像画像が一層シャープにな
り、文字の読み取りの精度をより向上できる。また本発
明による刻印表示読み取り装置５は、ペレット焼結ボー
ト２や燃料集合体など原子力の分野に限定されるもので
はなく、他の任意の技術分野で任意の用途に用いること
ができることはいうまでもない。尚、撮像画像や画像デ
ータは画像情報を構成する。

【００２１】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る刻印表示読
み取り装置は、物体に設けられた刻印表示に異なる方向
から光を照射する照明手段と、刻印表示を撮像する撮像
手段と、撮像手段で得た照明方向の異なる複数の画像情
報を合成して合成画像を得る画像合成手段と、この画像
合成手段で得られた合成画像から刻印表示の内容を読み
取る読み取り手段とを備えたから、照明方向の異なる複
数の画像情報から合成画像を得ることで従来の画像情報
では得られにくいＳ／Ｎ比のよい画像情報を得られるた
めに、刻印表示を容易且つ正確に読み取ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態による刻印表示読み取り
装置の照明手段及び撮像カメラとペレット焼結ボートと
の配置を示す斜視図である。

【図２】 刻印表示と照明手段及び撮像カメラとの配置
関係を示す、図１とは別の方向から見た図である。

【図３】 刻印表示読み取り装置のブロック図である。

【図４】 実施例による撮像画像を示すもので、
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ異なる方向から照明
光を照射した状態を示すものである。

【図５】 （Ａ）は図４で示す３枚の撮像画像を画像デ
ータとして合成した画像、（Ｂ）は（Ａ）の合成画像を
文字認識手段で読み取った表示を示す図である。

【図６】 従来の読み取り装置による読み取り画像を示
すもので、（Ａ）は照明した状態での刻印文字の撮像画
像を示す図、（Ｂ）は（Ａ）の撮像画像から文字認識手
段で読み取った表示を示す図である。

【符号の説明】

２ ペレット焼結ボート ３ 刻印文字（刻印表示） ４ 刻印表示読み取り装置 ５ 撮像カメラ（撮像手段） ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ 照明手段 １２ 搬送系制御手段 １７ 画像処理手段 １８ 画像合成手段 ２１ 文字認識手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B029 AA05 BB02 BB12 5B047 AA11 BA01 BB04 BC04 BC18 CA14 CA19 CB09 DC09 5B057 AA02 BA11 BA24 CA13 CB12 CC03 CE08 CH11 DB03

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体に設けられた刻印表示に異なる方向
   から光を照射する複数の照明手段と、前記刻印表示を撮
   像する撮像手段と、前記撮像手段で得た照明の異なる複
   数の各画像情報を合成して合成画像を得る画像合成手段
   と、この合成画像から刻印表示の内容を読み取る読み取
   り手段とが備えられて成る刻印表示読み取り装置。