JP2003057358A - 製品判別装置および製品判別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】背景の照明、光源の種類および光源の寿命等に
より影響を受けることがなく、また、カメラ側にて、レ
ンズにフィルタを挿入したり、露光絞りを調整したりす
ることなく、搬送ライン上を搬送される製品の種類や正
誤を判別する。 【解決手段】搬送ライン２２上を搬送される製品１８
と、基準色を有する色サンプル１６とをカメラ１２によ
り同時に撮影する。撮影した画像を画像処理部２０にお
いて、色サンプル１６の基準色情報と、製品１８の比較
箇所の色情報とを比較して製品１８の種類や正誤の判別
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送ラインにおけ
る製品判別装置および製品判別方法に関し、特に、搬送
ライン上を搬送される製品の色を検出して、該製品の種
類や製品の正誤を判別する製品判別装置および製品判別
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーカメラによって得られた被
写体の色情報を予め設定された色コードと比較して、被
写体の色を判別する装置が一般に使用されている。この
従来の装置は、特に自動生産ラインなどで、製品に関す
る情報を自動で取得することにより、該情報により製品
の取り扱いを区別するように構成されている（例えば、
特開平１０−２２１０３６号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術においては、被写体を撮影する状況が一定ではない
ために、常に同じ条件で色を判別できるとは限らない。
すなわち、背景の照明や光源の種類により大きく影響を
受けてしまい、さらに、光源の寿命による光度減少によ
っても影響を受ける。また、屋外において自然光の下で
撮影する場合は特に影響が大きい。

【０００４】係る不都合を解消するためには光源の光度
を十分に大きくしたり、被写体面の照度を調整したりす
る必要がある。さらに、これらの調整ができないときは
カメラのレンズにフィルタを挿入したり、露光絞りを調
整したりする必要がある。

【０００５】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、搬送ラインにおいて、照度の調整やカメ
ラの調整を行うことなく、製品の種類や製品の正誤を判
断することを可能とする製品判別装置および製品判別方
法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る製品判別装
置は、基準色を有する色サンプルと、前記色サンプルお
よび搬送ライン上の製品を同時に撮影するカメラと、前
記カメラにより撮影された画像を処理する画像処理部と
を有し、前記画像処理部は、前記撮影した画像上の前記
色サンプルの色情報と、前記製品の比較箇所の色情報と
を比較して前記製品の判別を行うことを特徴とする。

【０００７】これにより、色サンプルと製品が同時に撮
影されるので、照明の色度および光度が色サンプルと製
品に与える影響が同じであるため、その影響が相殺され
る。したがって、照明の照度調整や、カメラの調整を行
うことなく製品の種類や製品の正誤を判断することがで
きる。

【０００８】前記画像処理部は、前記製品の位置を検出
し、前記製品が前記画像の視野内に入っていることを確
認して前記製品の判別を行うようにしてもよい。

【０００９】前記色サンプルおよび前記製品の比較箇所
は、それぞれ、前記画像上の基準位置に配置されていて
もよい。

【００１０】また、本発明に係る製品判別方法は、基準
色を有する色サンプルと、前記色サンプルおよび搬送ラ
イン上の製品を同時に撮影するカメラと、前記カメラに
より撮影された画像を処理する画像処理部とを用い、前
記撮影した画像上の前記色サンプルの色情報と、前記製
品の比較箇所の色情報とを比較して前記製品を判別する
ことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る製品判別装置
および製品判別方法の実施の形態例について、図１〜図
７を参照しながら説明する。

【００１２】本実施の形態に係る搬送ラインにおける製
品判別装置１０の動作は、基本的に、基準色を有する色
サンプルと製品とを同時に撮影し、色サンプルの色と製
品の規定の位置（比較箇所）の色とを比較することによ
り、製品の種類や製品の正誤を判断するものである。

【００１３】図１に示すように、製品判別装置１０は、
基準色を有する色サンプル１６および判別対象の製品１
８を撮影するカメラ１２と、カメラ１２により撮影され
た画像信号（動画を含む）５０を処理する画像処理部２
０と、色サンプル１６および搬送ライン２２を照らす照
明１４と、搬送ライン２２上で製品１８の位置を検出す
るスイッチ２３とを有する。

【００１４】画像処理部２０は、画像信号５０の中で色
を比較する比較位置情報を記憶した比較位置記憶部２６
と、スイッチ２３および比較位置情報により画像信号５
０の中から色サンプル１６の位置と、製品１８のうち色
を比較する規定の位置を認識して色を比較する色比較部
２４とを有する。

【００１５】また、画像信号５０は、外部のモニタ３０
の画面に画像として表示させることができる。

【００１６】比較位置記憶部２６は、カメラ１２の視野
内において、色を比較および判別する位置の情報である
領域Ｐ０およびＰ１を記憶しておくことができる。そし
て、この領域Ｐ０およびＰ１と画像５０は色比較部２４
に伝えられており、この色比較部２４において色の比較
と判別が行われる。

【００１７】搬送ライン２２上を製品１８が移動する際
に、製品１８がスイッチ２３に接触し、スイッチ２３の
状態をＯＮにしたとき、カメラ１２が撮影する画像信号
５０は図２に示す画像となる。

【００１８】この図２に示す画像上で、色サンプル１６
は領域Ｐ０を含む位置に設定されている。また、この画
像上の領域Ｐ１は、製品１８のうち、色サンプル１６と
色を比較する箇所であるハッチングで示す部分１９に含
まれるように設定されている。

【００１９】次に、製品判別装置１０を用いた製品判別
方法について図３を参照しながら説明する。

【００２０】まず、ステップＳ１において、図示しない
入力装置を用いて、色サンプル１６によって含まれる領
域であるＰ０の位置を指定して比較位置情報５４に記録
する。また同様に、製品１８のうち色を比較する箇所で
ある部分１９に含まれる領域Ｐ１の位置を指定して比較
位置情報５４に記録する。

【００２１】これらの領域Ｐ０、Ｐ１は、画像信号５０
から色をサンプリングする領域を指定するものであり、
対応する色の部分より十分小さく設定し、多少の位置の
誤差があったとしても対応する色の部分からずれないよ
うにする。

【００２２】次に、ステップＳ２において、搬送ライン
２２を動作させ、製品１８を搬送する。そして、製品１
８がスイッチ２３に接触して、スイッチ２３の状態をＯ
Ｎにするまで待機する。

【００２３】次に、ステップＳ３において、スイッチ２
３の状態がＯＮになったことを製品判別装置１０が認識
したら、カメラ１２から画像を取得する。取得した画像
はモニタ３０の画面にも表示される。

【００２４】さらに、取得した画像から領域Ｐ０で示さ
れる色サンプル１６の色情報を基準色情報Ｃ０（Ｒ０、
Ｇ０、Ｂ０）として取得する。ここで、Ｒ０、Ｇ０、Ｂ
０はそれぞれ３原色である赤、緑、青の成分値を表す数
値である。

【００２５】基準色情報Ｃ０の取得方法は、例えば、領
域Ｐ０の任意の一点の色情報を取得してもよいし、また
領域Ｐ０を構成する全点の色情報を平均化して取得して
もよい。

【００２６】また、同様にして、取得した画像から製品
１８上の色を比較する部分である領域Ｐ１の色情報Ｃ１
（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）を取得する。

【００２７】このとき、色サンプル１６と製品１８とを
同時に撮影し、その画像から基準色情報Ｃ０と製品の色
情報Ｃ１を取得しているので、両者の色を比較する上
で、照明１４の光度が低下したり、照明１４の代わりに
自然光を用いる場合であっても色サンプル１６と製品１
８には同じ色度および同じ照度の光が照射されているた
め、影響はない。

【００２８】次に、ステップＳ４において、基準色情報
Ｃ０と製品の色情報Ｃ１とを比較する。例えば、基準色
情報Ｃ０および色情報Ｃ１を３原色のパラメータで表さ
れるベクトルとして表し、その相関係数または差のベク
トルにより比較を行う。

【００２９】次に、ステップＳ５において、比較判別し
た結果の比較結果信号６０を図示しない外部の機器へ出
力し、外部の機器では、この比較結果信号６０に基づき
必要な処理を行う。

【００３０】ここで、比較結果信号６０は、システム上
の適用方法により種々の信号形態を取り得るものであ
る。すなわち、基準色情報Ｃ０と色情報Ｃ１が一致する
か否かによるＯＫ（正）またはＮＧ（誤）の二値的な形
態の信号でもよいし、基準色情報Ｃ０と色情報Ｃ１との
色のずれ具合を数値で表す形態などにしてもよい。

【００３１】このように、本実施の形態によれば、色サ
ンプル１６と製品１８とを同時に撮影して、色情報Ｃ１
と基準色情報Ｃ０とを比較して判別するようにしたの
で、撮影の条件が変化しても常に製品１８の種類や正誤
の判断を正しく行うことができる。

【００３２】また、スイッチ２３を設けて、製品１８が
搬送ライン２２上を移動し、スイッチ２３に接触したと
きにカメラ１２から画像を取得するようにしたので、製
品１８の位置と撮影との同期をとることができ、製品１
８上の色比較位置である領域Ｐ１の場所を正確に特定す
ることができる。

【００３３】なお、上述の実施の形態では、色サンプル
１６として専用のものを用いたが、製品１８から予め選
別されたものをそのまま色サンプルとして使用してもよ
い。

【００３４】また、製品１８の種類が多い場合には、製
品１８上の複数の箇所の色を判別することによって製品
１８の種類を特定するようにしてもよい。

【００３５】さらに、色サンプル１６は小片のサンプル
である必要はなく、図４に示すように、背景全体を色サ
ンプル１７として利用してもよい。このようにすると、
色サンプルに含まれる領域Ｐ０の設定が容易である。

【００３６】次に、本実施の形態の変形例を図５〜図７
を参照しながら説明する。上述の製品判別装置１０と同
じ箇所については同符号を付し、説明を省略する。

【００３７】本実施の形態の変形例に係る製品判別装置
１１０は、製品１８および色サンプル１６を撮影するカ
メラ１２と、カメラ１２により撮影された画像信号１５
０を処理する画像処理部１２０と、色サンプル１６およ
び搬送ライン２２を照らす照明１４と、搬送ライン２２
上で製品１８の位置を検出するスイッチ２３とを有す
る。

【００３８】画像処理部１２０は製品１８の色を比較判
別した結果の信号である比較結果信号１６０と、画像信
号１５０を補正した補正画像１５６を出力する。そし
て、操作者は補正画像１５６をモニタ３０で画像として
確認することができる。

【００３９】この変形例に係る製品判別装置１１０は、
基本的には、まず、予め基準色を有する色サンプル１６
の基準色情報Ｃ１０（Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０）を記憶してお
く。そして、実際に製品１８の色を比較判別するとき
に、色サンプル１６の色情報を色情報Ｃａ（Ｒａ、Ｇ
ａ、Ｂａ）として再度取得して、この色情報Ｃａが基準
色情報Ｃ１０に等しくなるように画像信号１５０を補正
して補正画像１５６を得る。この補正画像１５６により
製品１８の色を正確に把握することができ、比較判別を
行うことができる。

【００４０】この変形例について詳細に説明すると、図
５において、カメラ１２は、照明１４により照明を受け
た搬送ライン２２上の製品である製品１８を撮影して、
画像信号１５０を得るように設定されており、また、そ
の視野内には色の比較補正に使用される色サンプル１６
が配置されている。

【００４１】画像処理部１２０は、画像信号１５０をデ
ジタル化された画像データとして処理する機能をもち、
色補正部１２２、色比較部１２４、比較位置記憶部１２
６、色記憶部１２８を有する。

【００４２】画像処理部１２０に入力された画像信号１
５０は、色の補正を行う色補正部１２２と、色データを
記憶しておくことができる色記憶部１２８とに分配され
る。そして、色記憶部１２８は画像信号１５０から必要
な部分の色情報を基準色情報Ｃ１０として記憶できるよ
うになっている。

【００４３】色補正部１２２においては、色記憶部１２
８から基準色情報Ｃ１０を含む基準色情報信号１５２を
受け取り、画像信号１５０を補正して補正画像１５６を
得る。得られた補正画像１５６は色の比較を行う色比較
部１２４と、外部のモニタ３０へ分配される。

【００４４】比較位置記憶部１２６は、カメラ１２の視
野内において、色を比較および判別する位置の情報であ
る領域Ｐ０およびＰ１を記憶しておくことができる。そ
して、この領域Ｐ０およびＰ１と補正画像１５６は色比
較部１２４に伝えられており、この色比較部１２４にお
いて色の比較と判別が行われる。これにより得られた比
較結果信号１６０は、他の機器へ伝えられて必要な処理
が行われる。

【００４５】このように構成される製品判別装置１１０
の動作について図６および図７を参照しながら説明す
る。

【００４６】まず、ステップＳ１０１において、前記ス
テップＳ１と同様に、色サンプル１６によって含まれる
領域であるＰ０の位置と、製品１８のうちの色を比較す
る部分１９に含まれる領域Ｐ１の位置を比較位置情報１
５４に記録する。

【００４７】次に、ステップＳ１０２において、カメラ
１２の視野内で、領域Ｐ１に配置された色サンプル１６
を撮影し、画像信号５０からその色情報を得る。そし
て、この色情報を基準色情報Ｃ１０として色記憶部１２
８に記憶する。

【００４８】また、色サンプル１６は複数個用意して処
理するようにしてもよい。例えば、色サンプル１６ａ
（図７参照）を用意し、その位置を示す領域をＰ０ａと
して同様の処理をすればよい。この場合、複数の色サン
プルを互いに異なる色に設定すればより効果的である。

【００４９】ステップＳ１０２は、色識別処理の準備段
階でのみ行ってもよいし、処理の途中に逐次行ってもよ
い。また、毎回調整せずとも、例えば、午前、午後の始
業前に各１回、あるいは１日に１回調整するようにして
もよい。

【００５０】次に、ステップＳ１０３において、搬送ラ
イン２２を動作させ、製品１８を搬送する。そして、製
品１８がスイッチ２３に接触して、スイッチ２３の状態
をＯＮにするまで待機する。

【００５１】そして、ステップＳ１０４において、スイ
ッチ２３の状態がＯＮになったことを画像処理部１２０
が認識したら、カメラ１２から画像信号１５０を取得す
る。

【００５２】次に、ステップＳ１０５において、画像信
号１５０内の領域Ｐ１に配置されている色サンプル１６
の色情報Ｃａ（Ｒａ、Ｇａ、Ｂａ）を得る。そして、色
比較部１２４において、色記憶部１２８に記憶された基
準色情報Ｃ１０を基準色情報信号１５２から読み取り、
基準色情報Ｃ１０と色情報Ｃａから画像信号１５０を補
正して補正画像１５６を得る。すなわち、色情報Ｃａと
基準色情報Ｃ１０を比較して、それぞれの色成分の値が
異なるようであれば、必要な補正値を演算した後に画像
信号１５０を補正する。例えば、補正値をＣａ−Ｃ１０
＝（Ｒａ−Ｒ１０、Ｇａ−Ｇ１０、Ｂａ−Ｂ１０）とし
て３原色である赤、緑、青の色成分ごとに必要な補正を
行えばよい。

【００５３】このようにして得られた補正画像１５６
は、モニタ３０の画面上で確認できるように外部に出力
されるとともに色比較部１２４へも送信される。

【００５４】次に、ステップＳ１０６において、ステッ
プＳ１０５で得られた補正画像１５６により、製品１８
に対して色の判別を行う。すなわち、カメラ１２の視野
内において、製品１８上に設定された比較位置の領域Ｐ
１の色情報Ｃｏ１をそれぞれ取得し、予め決められてい
る色情報Ｃｒ１と比較する。そして、その結果を比較結
果信号１６０として外部の機器へ出力する。

【００５５】ここで、比較結果信号１６０は、前記比較
結果信号６０と同様に種々の形態を取りうることができ
る。

【００５６】また、色情報Ｃｏ１は予め決められている
色情報Ｃｒ１と比較するようにしたが、この色情報Ｃｒ
１はステップＳ１０２において、基準の色であることが
保証されている製品１８を色サンプル１６と同時に撮影
するようにして、そのとき得られた製品１８の色情報を
そのままＣｒ１として記憶するようにしてもよい。

【００５７】さらにまた、ステップＳ１０６において
は、製品１８の形状の判断を行うことも可能である。す
なわち、予め決められている色情報Ｃｒ１に略一致する
色の範囲を補正画像１５６上から抽出し、その抽出部分
の輪郭線を複数のベクトル値などで表せば製品１８の形
状を判断することができる。この判断結果は比較結果信
号１６０に包含させて外部の機器へ伝えられる。

【００５８】このように本実施の形態の変形例によれ
ば、背景の照明や光源の種類により映像が影響を受ける
ことがなく、製品１８の色を正確に判別することができ
るので、光源に対して特別な調整やメンテナンスをする
必要がない。また、カメラのレンズにフィルタを挿入し
たり、露光絞りも調整する必要がない。

【００５９】なお、上述の説明においては、搬送ライン
２２に適用した例について説明したが、例えば、屋外の
監視用などに適用してもよい。この場合、夕刻などにお
いても日中と同じような色調の映像を得ることができる
とともに、光源の色が変化しても、常に色バランスが補
正されるので監視用途などに有効である。

【００６０】また、色の判別方法として、３原色である
Ｒ、Ｇ、Ｂの信号系を用いてその成分ごとに補正する手
段について説明したが、これ以外にもＹ、Ｉ、Ｑ信号系
（輝度と彩度による色表現方法）やＭｇ（Magenta）、
Ｇ（Green）、Ｃｙ（Cyan）、Ｙｅ（Yellow）などを用
いた補色系で表現して処理してもよい。

【００６１】さらにまた、本実施の形態においては、色
の判別の際に、彩度が不要であり明度だけで判別するこ
とが可能な被写体を扱う場合には、モノクロのカメラを
採用してもよい。

【００６２】なお、この発明に係る製品判別装置および
製品判別方法は、上述の実施の形態に限らず、この発明
の要旨を逸脱することなく、種々の構成を取り得ること
はもちろんである。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る製品
判別装置および製品判別方法によれば、搬送ラインにお
いて、照度の調整や、カメラの調整を行うことなく製品
の種類や製品の正誤を判断することができるという効果
が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る製品判別装置を表すブロッ
ク図である。

【図２】モニタの画面に表示された画像の第１の例を示
す説明図である。

【図３】本実施の形態に係る製品判別方法を表すフロー
チャートである。

【図４】モニタの画面に表示された画像の第２の例を示
す説明図である。

【図５】本実施の形態の変形例に係る製品判別装置を表
すブロック図である。

【図６】本実施の形態の変形例に係る製品判別方法を表
すフローチャートである。

【図７】モニタの画面に表示された画像の第３の例を示
す説明図である。

【符号の説明】

１０、１１０…製品判別装置 １２…カメラ １４…照明 １６、１６ａ、１７
…色サンプル １８…製品 ２０、１２０…画像
処理部 ２４、１２４…色比較部 ２６、１２６…比較
位置記憶部 ３０…モニタ ５０…画像信号 １５６…補正画像

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基準色を有する色サンプルと、 前記色サンプルおよび搬送ライン上の製品を同時に撮影
   するカメラと、 前記カメラにより撮影された画像を処理する画像処理部
   とを有し、 前記画像処理部は、前記撮影した画像上の前記色サンプ
   ルの色情報と、前記製品の比較箇所の色情報とを比較し
   て前記製品の判別を行うことを特徴とする製品判別装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の製品判別装置において、 前記画像処理部は、前記製品の位置を検出し、前記製品
   が前記画像の視野内に入っていることを確認して前記製
   品の判別を行うことを特徴とする製品判別装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の製品判別装置にお
   いて、 前記色サンプルおよび前記製品の比較箇所は、それぞ
   れ、前記画像上の基準位置に配置されるように設定する
   ことを特徴とする製品判別装置。
4. 【請求項４】基準色を有する色サンプルと、 前記色サンプルおよび搬送ライン上の製品を同時に撮影
   するカメラと、 前記カメラにより撮影された画像を処理する画像処理部
   とを用い、 前記撮影した画像上の前記色サンプルの色情報と、前記
   製品の比較箇所の色情報とを比較して前記製品を判別す
   ることを特徴とする製品判別方法。