JP2003281506A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送物の画像に対する処理速度を改善すると
共に、搬送物の搬送速度を改善することが可能な画像処
理装置を提供すること。 【解決手段】 搬送路１０上を順次搬送されるワーク２
０１，２０２の先端が撮影用トリガセンサ３０により検
出されると、撮影用トリガセンサ３０からトリガ信号Ｔ
Ｓが出力される。これを受けて、パーツフィーダ用画像
処理装置６００が撮像装置４０に撮影トリガ信号ＴＣを
撮像装置４０に出力する。撮像装置４０はワーク２０
１，２０２を順次撮像し、その画像をパーツフィーダ用
画像処理装置６００に出力する。パーツフィーダ用画像
処理装置６００では、記憶部６０２，６０３が交互に書
き込み動作を行い、撮像装置４０から出力される画像を
記憶する。演算処理部６０１は、記憶部６０２，６０３
のうち、書き込み動作が終了したものから画像を読み出
し、所定の画像処理を施すための演算処理を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、パーツフィーダ
などによって搬送されるワーク（搬送物）の姿勢や良否
を判別するための画像処理を行う画像処理装置に関し、
特に画像の処理速度を改善するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーツフィーダによって機械加工部品や
組み合わせ部品などのワークを自動機械に供給する過程
において、各ワークの姿勢や良否の判別が行われてい
る。近年では、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラ
等によってワークを撮像し、その画像を処理することに
より各ワークの姿勢などを判別する技術が取り入れられ
るようになり、そのための画像処理装置が商品化されて
いる。

【０００３】図３に、パーツフィーダ用の画像処理装置
６０の適用例を示す。同図において、搬送路１０は、パ
ーツフィーダのフィーダ部であり、図示しない駆動部に
より一定周波数で振動され、この振動によりワークを一
定速度で搬送する。この搬送路１０の上方には、光電セ
ンサなどからなる撮影用トリガセンサ３０と、ＣＣＤカ
メラなどからなる撮像装置４０と、照明用の光源５０と
が配置され、撮影用トリガセンサ３０と撮像装置４０は
画像処理装置６０に接続される。画像処理装置６０は、
入出力インタフェース、演算処理部、記憶部から構成さ
れ、ワークの姿勢や良否を判別するための画像処理を行
うものである。

【０００４】以下、図４に示すタイミングチャートを参
照して、上述の従来技術に係る画像処理装置の動作を説
明する。まず、搬送路１０上をワーク２０が搬送され、
時刻ｔ１で所定位置に到達すると、撮影用トリガセンサ
３０がワーク２０の先端を検出してトリガ信号ＴＳを画
像処理装置６０に出力する。画像処理装置６０は、トリ
ガ信号ＴＳを入力すると、撮像装置４０からの画像デー
タを受け付けることが可能か否かを判断する。受け付け
ることが可能であれば、撮影トリガ信号ＴＣを発生し、
これを撮像装置４０に出力する。撮像装置４０は、撮影
トリガ信号ＴＣを受けて、搬送路１０上を搬送されるワ
ーク２０を撮像し、その画像データＰＤを画像処理装置
６０に出力する。

【０００５】画像処理装置６０の演算処理部（図示な
し）は、撮像装置４０から画像データＰＤを入力する
と、これを記憶部（図示なし）に格納する。そして、画
像処理装置６０の演算処理部は、記憶部に格納された画
像データを参照・加工して２値化し、ワークの姿勢や良
否を判別するための画像処理を実行する。なお、上述の
画像処理によりワークの姿勢などが判別された後の次の
工程で不適切なワークをリジェクトする場合、画像処理
装置６０は、リジェクト装置を起動するための信号を出
力する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、パーツフィ
ーダの搬送速度は年々向上し、単位時間で搬送できるワ
ークの数量が増加する傾向にある。例えば近年のパーツ
フィーダでは、ワークとなる部品を２０００〜３０００
個／分の搬送速度で搬送することが可能となっている。
この一方、例えば電気回路用の表面実装部品などの場
合、形状の微小化や複雑化が進み、それに伴って画像処
理の手法が複雑になり、単位時間あたりの画像処理速度
を改善することが困難になっている。このため、画像処
理装置の処理速度がワークの搬送速度に追いつくことが
できず、ワークの搬送速度を画像処理装置の処理速度に
よって制限せざるを得ないという問題がある。

【０００７】以下、図４および図５を参照して具体的に
説明する。図５は、ワーク２０１，２０２が搬送路１０
上を移動する様子を示したものであって、同図（ａ）は
図４に示す時刻ｔ１でワーク２０１の先端が所定位置Ｐ
に到達した状態を示し、同図（ｂ）は図４に示す時刻ｔ
２でワーク２０２の先端が所定位置Ｐに到達した状態を
示す。なお、図５において、ワーク２０１，２０２は図
１に示すワーク２０に対応するものであり、ワーク２０
１の先端とワーク２０２の先端との間の距離Ｌおよびワ
ークの搬送速度ｖを一定とする。

【０００８】ここで、演算処理部の記憶部に記憶された
画像データが画像処理において参照されるため、画像処
理が実行されている間は記憶部の画像データを書き換え
ることが禁止される。従って、図４に示すように、時刻
ｔ１にワーク２０１が所定位置Ｐに到達してから、この
ワーク２０１に対する一連の処理に要する時間ＴＮが経
過した後、時刻ｔ２でワーク２０２に対する処理を開始
させる必要がある。

【０００９】ここで、仮に、時間ＴＮが時刻ｔ１から時
刻ｔ２までの時間を超えると、画像処理装置６０がワー
ク２０１に対する画像処理を実行している間に、画像処
理部６０の記憶部に格納されたワーク２０１の画像デー
タに次のワーク２０２の画像データが上書きされること
になり、ワーク２０１に対する画像処理が阻害される。
このため、時間ＴＮが時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間
を超えないように距離Ｌと搬送速度ｖを設定する必要が
あり、パーツフィーダの搬送能力が制限される。また実
際には、搬送されるワーク間の距離を精度良く制御する
ことが困難であるため、それより更に低速にワークの搬
送速度ｖを制限することになる。このような理由から、
パーツフィーダの搬送速度を例えば５００〜１０００個
／分程度にまで制限しており、パーツフィーダの搬送能
力を活かすことができない事態となっている。

【００１０】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、搬送物１個あたりの画像処理時間を改善すると共
に搬送物の搬送速度を改善することが可能な画像処理装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明は以下の構成を有する。即ち、この発明
は、所定の搬送路上を次々に搬送される複数の搬送物を
撮像して得られた画像に所定の画像処理を施す画像処理
装置であって、順次的に書き込み動作を行って前記複数
の搬送物の画像を搬送物ごとに記憶する複数の記憶部
と、前記複数の記憶部のうち、書き込み動作が終了した
ものから順次的に画像を読み出し、この画像に対して前
記所定の画像処理を施すための演算処理を実行する演算
処理部と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】この構成によれば、複数の記憶部が順次的
に書き込み動作を行い、次々に搬送される搬送物の画像
が複数の記憶部のそれぞれに順次記憶される。このと
き、複数の記憶部のうち、書き込み動作を行っているの
もの以外は、読み出し可能な状態にあるので、演算処理
部は、書き込み動作が終了した記憶部から画像を順次読
み出して画像処理を実行する。これにより、記憶部に対
する画像の書き込みと読み出しとが並列的に行うことが
可能となり、１つの搬送物に対する所定の画像処理が終
了する前に次の搬送物に対する所定の画像処理を行うこ
とが可能となる。従って、画像の処理速度が向上するこ
ととなり、搬送物の搬送速度を改善することが可能とな
る。

【００１３】また、前記画像処置装置において、例え
ば、前記演算処理部が、前記複数の記憶部のそれぞれに
対して設けられたことを特徴とする。さらに、前記画像
処置装置において、例えば、前記演算処理部が、前記所
定の画像処理として、前記所定の搬送路上を次々に搬送
される搬送物の姿勢を判別するための処理を実行するこ
とを特徴とする。さらにまた、前記画像処置装置におい
て、例えば、前記演算処理部が、前記所定の画像処理と
して、前記所定の搬送路上を次々に搬送される搬送物の
良否を判別するための処理を実行することを特徴とす
る。さらにまた、前記画像処置装置において、例えば、
部品搬送装置に適用され、該部品搬送装置によって搬送
される搬送物の画像に前記所定の処理を施すものである
ことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施形態を説明する。この実施の形態では、本発
明に係る画像処理装置を、部品搬送装置の一種であるパ
ーツフィーダに適用した場合を例として説明する。以
下、本発明に係る画像処理装置を、「パーツフィーダ用
画像処理装置」と称す。図１に、この実施の形態に係る
パーツフィーダ用画像処理装置６００の構成と、その適
用例を示す。図１において、前述の図３に示す要素と共
通する要素には同一符号を付す。

【００１５】１図において、パーツフィーダのフィーダ
部からなる所定の搬送路１０上には搬送物であるワーク
２０１，２０２が載置され、図示しない駆動部によって
搬送路１０に一定周波数の振動が与えられる。この振動
によりワーク２０１，２０２が整列されて搬送路１０上
を略一定の速度ｖで一定方向に次々に搬送される。な
お、図１では、２つのワーク２０１，２０２しか記載さ
れていないが、これらのワークの前方と後方にも同様に
ワークが載置されて搬送される。以下では、特にワーク
を区別しない場合には「ワーク２００」として記載す
る。

【００１６】搬送路１０上に設定された所定位置Ｐ１の
上方には、搬送路１０上のワーク２００を検出するため
の光電センサなどからなる撮影用トリガセンサ３０が配
置される。また、所定位置Ｐ１から下流側に一定距離を
おいた所定位置Ｐ２の上方には、搬送路１０上のワーク
２００を撮像するためのＣＣＤカメラからなる撮像装置
４０が配置される。さらに、所定位置Ｐの上流側には、
ワーク２００を照明するための光源５０が配置される。

【００１７】パーツフィーダ用画像処理装置６００は、
撮像装置４０により撮像して得られた各ワークの画像に
対して所定の画像処理を施すためのものであって、演算
処理部６０１と、２つの記憶部６０２，６０３と、入出
力インタフェース（Ｉ／Ｏ）６０４からなり、これらは
バス６０５を介して相互に接続されている。また、パー
ツフィーダ用画像処理装置６００は、画像処理の結果か
らワークの姿勢や良否を判別する機能を有し、特に図示
していないが、搬送路１０の下流側には、画像処理装置
６００での判別結果に基づいて不適切なワークをリジェ
クトするための装置が配置される。なお、２つの記憶部
６０２，６０３は、独立にアクセス可能であればよく、
１つの記憶装置に２つの記憶領域を定義して実現したも
のであってもよい。

【００１８】以下、図２に示すタイミングチャートを参
照して、この実施の形態に係るパーツフィーダ用画像処
理装置６００の動作を説明する。まず、ワーク２０１と
ワーク２０２は、これらの先端から先端までの距離Ｌを
略一定に保ちながら、搬送路１０上を一定の速度ｖで一
定方向に搬送される。そして、時刻ｔ０１で１つ目のワ
ーク２０１が所定位置Ｐ１に到達すると、撮影用トリガ
センサ３０がワーク２０の先端を検出してトリガ信号Ｔ
Ｓを発生し、これを画像処理装置６００に出力する。

【００１９】画像処理装置６００では、入出力インタフ
ェース（Ｉ／Ｏ）６０４がトリガ信号ＴＳを入力して演
算処理部６０１に与える。演算処理部６０１は、トリガ
信号ＴＳを受けて、撮像装置４０から画像データを受け
付けることが可能か否かを判断する。受け付けることが
可能であれば、撮影トリガ信号ＴＣを発生して撮像装置
４０に出力する。撮像装置４０は、撮影トリガ信号ＴＣ
を入力すると、搬送路１０上の所定位置Ｐ２を通過する
ワーク２０１を撮像し、その画像データＰＤを画像処理
装置６００に出力する。

【００２０】画像処理装置６０では、演算処理部６０１
が、撮像装置４０から入出力インタフェース６０４を介
して画像データＰＤを入力し、これを記憶部６０２に格
納（記憶））させる。このとき、画像データＰＤがアナ
ログビデオ信号であればＡ／Ｄ変換して格納し、デジタ
ルデータであればそのまま格納する。続いて、演算処理
部６０１は、画像データ時刻ｔ０１から時間Ｔ１１が経
過した時点で、ワーク２０１の画像データが記憶部６０
２に格納されると、これを受けて記憶部６０２に格納さ
れた画像データを参照・加工して２値化し、ワーク２０
１の姿勢や良否を判別するための所定の画像処理を開始
し、時間Ｔ１２が経過した時点で画像処理を終了する。
そして、上述の画像処理によりワーク２０１の姿勢と良
否を判別し、次の工程で不適切なワークをリジェクトす
る装置の起動信号を出力する。

【００２１】上述のワーク２０１に対する処理と並行す
るようにして、時刻ｔ０２で次のワーク２０２が所定位
置Ｐ１に到達すると、同様にトリガ信号ＴＳ、撮影トリ
ガ信号ＴＣが順次発生され、ワーク２０２が撮像され
て、その画像データＰＤがパーツフィーダ用画像処理部
６００に出力される。記憶部６０２，６０３が、順次画
像データを格納すると共に、これら記憶部に記憶された
データが読み出される。そして、演算処理部６０１は、
記憶部６０３に格納された画像データを参照・加工して
２値化し、ワーク２０２の姿勢や良否を判別するための
画像処理を開始する。

【００２２】この後、ワーク２０２に後続するワーク
（図示なし）が所定位置Ｐ１に到達すると、同様にトリ
ガ信号が発生され、このワークの画像データが撮像装置
４０からパーツフィーダ用画像処理装置６００のい出力
される。この場合、記憶部６０３が参照状態にあるの
で、演算処理部６０１は、既に参照状態にない記憶部６
０２に格納する。このようにして、撮像装置４０が次々
に撮像した搬送物の画像データを、２つの記憶部６０
２、６０３に交互に格納し、先行するワークの画像デー
タに対する画像処理と、後続するワークの画像データの
取り込みを並列的に行う。

【００２３】以下に、この実施の形態に係るパーツフィ
ーダ用画像処理装置６００の構成上の特徴をまとめる。
特徴１）複数の記憶部６０２，６０３を備え、各記憶部
が順次的に書き込み動作を行って複数の搬送物２０１，
２０２の画像を搬送物ごとに記憶する。特徴２）演算処
理部６０１が、複数の記憶部６０２，６０３のうち、書
き込み動作が終了したものから順次的に画像を読み出
し、この画像に対して所定の画像処理を施すための演算
処理を実行する。即ち、演算処理部６０１は、２つの記
憶部６０２，６０３を交互に参照して画像処理を順次実
行する。

【００２４】以下に、この実施の形態の効果をまとめ
る。 （効果１）画像データに対する画像処理と取り込み処理
を並列的に行うことにより、実行的な処理速度を改善す
ることが可能となる。即ち、２つの記憶部６０２，６０
３を交互にアクセスするようにしたので、ワーク同士の
間隔が狭く、搬送速度が速い場合でも、画像処理におい
て参照・加工中のデータが次のワークの画像データで上
書きされることがなく、画像データの処理と画像データ
の取り込みを並列的に行うことが可能となる。換言すれ
ば、演算処理部６０１が記憶部６０２のデータを元に画
像処理を行っている時に、次のワークの画像データを記
憶部６０２の画像データに上書きするのではなく、記憶
部６０３に格納するため、ワーク同士の間隔が狭い場合
やワークの搬送速度が速い場合であっても、確実に画像
処理を行うことが可能になる。

【００２５】（効果２）図２において、画像データの取
り込みに要する時間Ｔ１１（Ｔ２１）が画像処理に要す
る時間Ｔ１２（Ｔ２２）よりも小さい場合、ワーク２０
１に対する画像処理に要する時間Ｔ１２内に次のワーク
２０２の画像の取り込みを行い、ワーク２０１に対する
画像処理が終了した後にワーク２０２に対する画像処理
を行うことができるので、ワーク１個当たりの処理時間
を、実質的に画像処理に要する時間そのものとすること
ができる。同様に、ワーク２０２の画像データの取り込
みに要する時間Ｔ２１が画像処理に要する時間Ｔ２２よ
りも小さい場合には、時間Ｔ２２内にその次のワークの
画像データの取り込みを行うことができる。

【００２６】また、画像データの取り込みに要する時間
Ｔ１１が画像処理に要する時間Ｔ１２よりも大きい場
合、ワーク２０１に対する画像処理の開始と同時に次の
ワーク２０２の画像データの取り込みを行うことができ
るので、ワーク１個当たりの処理時間を実質的に画像デ
ータの取り込みに要する時間そのものとすることができ
る。同様に、ワーク２０２の画像データの取り込みに要
する時間Ｔ２１が画像処理に要する時間Ｔ２２よりも大
きい場合には、ワーク２０２に対する画像処理の開始と
同時に次のワークの画像データの取り込みを行うことが
できる。なお、画像データの取り込み時間Ｔ１１，Ｔ２
２が画像処理に要する時間Ｔ１２，Ｔ２２に略等しい場
合には、ワーク１個当たりの処理時間を従来と比較して
略半分に短縮することができる。

【００２７】以上、この発明の実施の態を説明したが、
この発明は、上述の実施の形態に限られるものではな
く、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があ
っても本発明に含まれる。例えば、上述の実施の形態で
は、演算処理部６０１が記憶部６０２，６０３をアクセ
スして画像処理を実行するものとしたが、演算処理部と
記憶部とを同じ数だけ設け、記憶部６０２，６０３のそ
れぞれに対して演算処理部６０１の相当する処理部を設
けてもよい。この場合、記憶部６０２に対して設けられ
た演算処理部が、記憶部６０２を参照して画像処理を実
行し、記憶部６０３に対して設けられた演算処理部が記
憶部６０３を参照して画像処理を実行し、これにより、
演算処理部が並列化され、画像の処理速度を一層有効に
改善することが可能となる。

【００２８】また、パーツフィーダは、リニアフィーダ
であってもボウルフィーダであってもよい。あるいは、
本発明をパーツフィーダ以外の部品搬送装置に適用して
もよく、さらには、画像を連続的に処理する用途であれ
ば、部品搬送装置以外の装置に適用することも可能であ
る。また、ワーク２００は、電子部品に限らず、パーツ
フィーダで搬送可能であり、かつ画像処理によってその
姿勢や形状が識別できるものであればよく、ネジやナッ
トなどの機械部品、米・麦・豆などの食料品、種子、錠
剤などの医薬品、等々でもよい。

【００２９】また、撮像装置４０は、撮影トリガ信号に
より撮像ができ、画像データを画像処理装置側に伝送で
きるものであればよく、ＣＣＤカメラに限定されず、Ｃ
ＭＯＳカメラ、フォトセンサアレイなどでもよい。な
お、出力は、アナログビデオ信号でもデジタルビデオ信
号でもよい。また、撮影用トリガセンサ３０は、ワーク
の有無を検出できるものであれば、光電センサに限ら
ず、レーザ変位計などであってもよい。また、ワークの
画像データを格納するための記憶部の数は、２つに限定
されず、３つ以上であってもよい。

【００３０】

【発明の効果】この発明によれば、複数の搬送物の画像
を複数の記憶部に格納し、前記複数の記憶部のうち、書
き込み動作が終了したものから順次的に画像を読み出し
て所定の画像処理を実行するようにしたので、見かけ上
の画像処理速度が改善され、搬送物１個あたりの処理時
間が改善される。従って、搬送物の搬送速度に対する制
限が緩和され、搬送速度を改善することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態に係るパーツフィーダ
用画像処理装置の構成とその適用例を示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態に係るパーツフィーダ
用画像処理装置の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図３】 従来技術に係るパーツフィーダ用の画像処理
装置の適用例を説明するための図である。

【図４】 従来技術に係るパーツフィーダ用の画像処理
装置の動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。

【図５】 従来技術に係るパーツフィーダ用の画像処理
装置の課題を説明するため図である。

【符号の説明】

１０…搬送路、２０…ワーク（搬送物）、３０…撮影用
トリガセンサ、４０…撮像装置、５０…光源、６００…
パーツフィーダ用画像処理装置、６０１…演算処理部、
６０２，６０３…記憶部、６０４…Ｉ／Ｏ、６０５…バ
ス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 克己 三重県伊勢市竹ヶ鼻町100番地 神鋼電機 株式会社伊勢製作所内 (72)発明者 安田 均 三重県伊勢市竹ヶ鼻町100番地 神鋼電機 株式会社伊勢製作所内 (72)発明者 齊藤 伸浩 三重県伊勢市竹ヶ鼻町100番地 神鋼電機 株式会社伊勢製作所内 Ｆターム(参考） 3F079 BA06 CA11 CA31 CA41 CB24 DA15 5B047 AA07 AA11 BC15 BC18 EA05 EB07 5B057 AA02 BA02 CH05 CH11 DA03 DB02 DC08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の搬送路上を次々に搬送される複数
   の搬送物を撮像して得られた画像に所定の画像処理を施
   す画像処理装置であって、 順次的に書き込み動作を行って前記複数の搬送物の画像
   を搬送物ごとに記憶する複数の記憶部と、 前記複数の記憶部のうち、書き込み動作が終了したもの
   から順次的に画像を読み出し、この画像に対して前記所
   定の画像処理を施すための演算処理を実行する演算処理
   部と、 を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記演算処理部が、 前記複数の記憶部のそれぞれに対して設けられたことを
   特徴とする請求項１に記載された画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記演算処理部が、 前記所定の画像処理として、前記所定の搬送路上を次々
   に搬送される搬送物の姿勢を判別するための処理を実行
   することを特徴とする請求項１または２の何れかに記載
   された画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記演算処理部が、 前記所定の画像処理として、前記所定の搬送路上を次々
   に搬送される搬送物の良否を判別するための処理を実行
   することを特徴とする請求項１または２の何れかに記載
   された画像処理装置。
5. 【請求項５】 部品搬送装置に適用され、該部品搬送装
   置によって搬送される搬送物の画像に前記所定の処理を
   施すものであることを特徴とする請求項１ないし４の何
   れか１項に記載された画像処理装置。