JP2004088594A

JP2004088594A - 画像処理システム

Info

Publication number: JP2004088594A
Application number: JP2002248906A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Saeki; 佐伯　靖
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】ケーブルの全長を１０ｍよりも長くすることのできる画像処理システムを提供する。
【解決手段】コントローラ１４に対して複数のカメラがスイッチングハブ１を介して接続される。スイッチングハブ１は、画像処理を行うコントローラ１４からのトリガ信号などの信号がバッファ２を介してデマルチフレクサ３に入力され、このデマルチフレクサ３によって分配した信号はバッファ４を介して、カメラ１又はカメラ２に出力する。カメラ１又はカメラ２はトリガ信号を受けてワークを撮像し、カメラ１又はカメラ２の画像データは、レシーバ５を介してバススイッチ６に入力し、このバススイッチ６で選択又は合成された画像データをドライバ７を介してコントローラ１４に送出する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は画像処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
在来の画像処理システムは、画像処理を行うコントローラと、計測対象つまりワークを撮像するカメラとからなり、カメラから延びるケーブルをコントローラに接続することによりシステムを構築するようになっている。
【０００３】
ケーブルは、その全長が長くなると、アナログ式であれば電圧の劣化、デジタル式であれば位相のズレを生じてしまうことから、市販のケーブルは一般的には約１０ｍの長さのものが多く、このため、１０ｍ以下の長さのケーブルがカメラに一体的に組み込まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
在来の画像処理システムに対するユーザ側からの要請事項として、
（１）もっと長いケーブルを使用できるようにして欲しい；
（２）高頻度の屈曲に耐えるケーブルにして欲しい；
（３）ケーブルが断線したときに、ケーブルだけを交換できるようにして欲しい；
（４）もっと数多くのカメラを接続できるようにして欲しい；などがある。
【０００５】
本発明は、上述したユーザ側からの要請事項を勘案してなされたものであり、その目的は、ケーブルの全長を１０ｍよりも長くすることのできる画像処理システムを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、ケーブルに関するメンテナンス性を向上することのできる画像処理システムを提供することにある。
【０００７】
本発明の更なる目的は、カメラの接続方法に柔軟性を付与することのできる画像処理システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる技術的課題は、本発明によれば、
複数のカメラと、該カメラからの画像を処理するためのコントローラとを含む画像処理システムにおいて、
前記複数のカメラと前記コントローラとの間に介装されたスイッチングハブを有し、
該スイッチングハブが、
前記コントローラからの信号を前記複数のカメラに振り分けるデマルチプレクサと、
前記複数のカメラから取り込む画像を選択するバススイッチと、
該バススイッチにより選択された画像を前記コントローラに供給するためのドライバとを含むことを特徴とする画像処理システムを提供することにより達成される。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、ドライバを内蔵したスイッチングハブを介装したことから、カメラからケーブルを通じて取り込んだ画像信号をスイッチングハブにより付勢してコントローラに供給することができ、したがって、ケーブルの実質的な長さを延長することができる。
【００１０】
スイッチングハブとコントローラとを接続するケーブルは、コントローラ及びスイッチングハブに対して着脱可能であるのがよい。これによれば、スイッチングハブとコントローラとを接続するケーブルが断線した場合、当該ケーブルだけを交換することできる。
【００１１】
また、バススイッチは、前記複数のカメラから取り込んだ画像を選択してコントローラに供給するものであってもよいが、これらの画像を合成して、該合成画像を前記コントローラに供給するようにしてもよい。このように画像合成の機能をバススイッチに付加することにより、例えば一台のカメラの視野を超える大きさのワークに対して、複数のカメラでワークの要部を撮像し、各カメラからの画像を合成して、合成画像をコントローラに供給することにより、例えば、長尺ワークの全長の適否を判定するのが容易になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の実施の形態に含まれるスイッチングハブ１は、画像処理を行う従来から既知のコントローラ（後に参照符号１４を付して説明する）からのトリガ信号などの信号がバッファ２を介してデマルチフレクサ３に入力され、このデマルチフレクサ３によって分配した信号はバッファ４を介して、カメラ１又はカメラ２に出力する。カメラ１又はカメラ２はトリガ信号を受けてワークを撮像し、カメラ１又はカメラ２の画像データは、レシーバ５を介してバススイッチ６に入力し、このバススイッチ６で選択又は合成された画像データをドライバ７を介してコントローラ１４に送出する。
【００１３】
デマルチフレクサ３及びバススイッチ６は、コントローラ１４からのスイッチング信号によって切り換え動作を行う。以下、コントローラ１４からのスイッチング信号に基づいて切り換え動作を行う場合を「マニュアル」切り換え方式という。
【００１４】
デマルチフレクサ３及びバススイッチ６の切り換え動作は、ハブ１内部にＣＰＵ及びメモリを追加して、ロジックで行うようにしてもよい（以下、「オート」切り換え方式をいう）。また、切り換え方式をユーザが選択する選択手段を用意し、ユーザが「マニュアル」又は「オート」を選択的に設定できるようにするのが好ましい。ハブ１は、各カメラに電力を供給する電源回路８を有し、この電源回路８にはコントローラ１４から電力が供給される。
【００１５】
図２〜図４を参照して、実施の形態の画像処理システムの具体的な構築例を例示的に説明するが、スイッチングハブ１に接続するカメラの台数や、コントローラ１４に接続するスイッチングハブ１の個数は制限的なものでない。
【００１６】
図２は、４台のカメラ１０〜１３を２つのスイッチングハブ１を用いて構築した画像処理システムの全体構成の一例を示す。コントローラ１４は、２本の追加のケーブル１５を介して、第１、第２のスイッチングハブ１に接続され、各スイッチングハブ１は、カメラを接続するための複数（２つ）の出力ポート及び入力ポートを備え、これらポートに、２台のカメラ１０、１１又は１２、１３から延びるケーブル１６が接続される。上記の追加のケーブル１５は、コントローラ１４及びスイッチングハブ１に対して脱着可能であるのが好ましく、また、この追加のケーブル１５は、高頻度の屈曲に耐え得る市販の、いわゆるロボットケーブルを選択するのが好ましい。
【００１７】
図３は、画像処理システムの別のレイアウト例を示す。このレイアウト例は、「マニュアル」切り換え方式を採用する場合に好適である。
【００１８】
図３から理解できるように、ワーク（図示せず）を搬送する第１ラインに第１のカメラ１０が設置され、第２のラインに第２のカメラ１１が設置され、これら第１、第２のカメラ１０、１１から延びるケーブル１６は一つのスイッチングハブ１に接続され、このスイッチングハブ１とコントローラ１４とは、追加のケーブル１５を用いて互いに接続される。
【００１９】
また、図３に示す矢印はワークの移動方向を示し、第１、第２のラインに設置されたカメラ１０、１１の上流には、夫々、第１、第２のタイミングセンサ１７、１８が設置され、これら第１、第２のタイミングセンサ１７、１８によってワーク（図示せず）を検知すると、第１、第２のタイミングセンサ１７、１８から、例えばプログラマブルロジックコントローラ１７（以下、ＰＬＣという）に信号が供給され、ＰＬＣ１７からコントローラ１４に信号が供給される。
【００２０】
コントローラ１４は、ＰＬＣ１７からの信号を受けて、ワークを検知した第１又は第２のラインに設置したカメラ１０又は１１にトリガを発行し、これによりカメラ１０又は１１が撮像した画像データをコントローラ１４に取り込む。これにより、第１、第２のラインにワークが流れてくる周期が不定であったとしても、スイッチングハブ１を介して、コントローラ１４の一つのポートの接続された２台のカメラ１０、１１からの画像データを選択的にコントローラ１４で画像処理することが可能になる。
【００２１】
図４は、画像処理システムの他のレイアウト例を示す。このレイアウト例は、「オート」切り換え方式を採用する場合に好適である。
【００２２】
図３から理解できるように、ワーク（図示せず）を搬送する第１ラインに第１のカメラ１０が設置され、第２のラインに第２のカメラ１１が設置され、これら第１、第２のカメラ１０、１１から延びるケーブル１６は一つのスイッチングハブ１に接続され、このスイッチングハブ１とコントローラ１４とは、追加のケーブル１５を用いて互いに接続される。
【００２３】
このレイアウト例では、第１、第２のラインにケーブルが走行し、又は、ワークが流れてくるが、ワークが流れてくる周期が予め分かっている場合はその周期で、また、走行するケーブルなど対しては適当な頻度で、そのタイミングをスイッチングハブ１のスイッチ切換タイミングレジスタに設定しておくことで、第１、第２のカメラ１０、１１からの画像を自動的に選択してコントローラ１４で処理することが可能になる。
【００２４】
図５は、スイッチ切換タイミングレジスタに対する登録例を示す。図５において、上段の「１」は第１カメラ１０が接続されるポートの番号であり、「２」は第２のカメラ１１が接続されるポートの番号である。また、下段の５桁の数字は、カメラ切り換えタイミングまでの経過時間（ｍｓ）である。
【００２５】
図５に例示の登録例であれば、第１ポート（第１カメラ１０）と、第２ポート（第２カメラ１１）とが、１０秒、２０秒、１５秒、２０秒・・・毎に切り替わることになる。
【００２６】
また、スイッチングハブ１にメモリを追加することにより、スイッチングハブ１で画像合成を行うようにしてもよい。図６は、設定例の一例を示す。同図において、「ポート１」とはスイッチングハブ１の第１ポート（上記のレイアウト例であれば第１カメラ１０）を意味し、「ポート２」とはスイッチングハブ１の第２ポート（上記のレイアウト例であれば第２カメラ１１）を意味する。また、「縦分割」とはｙ方向に画像合成することを意味し、「横分割」とはｘ方向に画像合成することを意味する。画像合成の方法をユーザが選択する選択手段を用意し、ユーザが「縦分割」又は「横分割を選択的に設定できるようにするのが好ましい。
【００２７】
図７に示すように、一台のカメラの視野を超えた大きなワーク、例えば長尺のワークの場合、一台のカメラで全体を撮像することは困難である。このような場合、複数台のカメラをスイッチングハブ１に接続し、このスイッチングハブ１で画像合成することも可能である。
【００２８】
図７は、長尺なワークに好適な画像処理システムのレイアウトを例示するものである。図７の例では、長尺ワークの各端に向けて設置された第１、第２のカメラ１０、１１が一つのスイッチングハブ１に接続され、このスイッチングハブ１はコントローラ１４に接続されている。第１カメラ１０の視野の端と、第２カメラ１１の視野の端との間の距離はＤである。
【００２９】
ユーザは、「横分割」合成モードを選択する。第１、第２のカメラ１０、１１の視野内にワークが到達するタイミングを監視する例えばタイミングセンサ（図示せず）を設置し、このタイミングセンサからの出力がコントローラ１４に入力されると、コントローラ１４は、ハブ１を介して、第１、第２のカメラ１０、１１に同時にトリガを供給し、これにより、第１、第２のカメラ１０、１１は撮像を実行する。
【００３０】
ハブ１は、第１カメラ１０の画像の取り込みを完了すると、直ちに、第２カメラ１１に接続を切り換えて、第２カメラ１１の画像の取り込みを行い、この第２カメラ１１からの画像の取り込みを完了すると、第１カメラ１０の画像と第２カメラ１１の画像を、図８に図示のように合成して、この合成画像をコントローラ１４に供給する。
【００３１】
コントローラ１４は、図８に図示の合成画像からエッジ幅ｙを測定し、これを数値変換した後に、上記視野端距離Ｄを加算した最終出力値（Ｏｕｔ）を演算する（Ｏｕｔ＝ｆ（ｙ）＋Ｄ）。そして、この最終出力値（Ｏｕｔ）と、予め設定された公差（上限＝Ｍａｘ（Ｏｕｔ）；下限＝Ｍｉｎ（Ｏｕｔ））とを対比することによりワークの判定を行う。
【００３２】
つまり、Ｍｉｎ（Ｏｕｔ）≦Ｏｕｔ≦Ｍｉｎ（Ｏｕｔ）であればＯＫの判定を行い、Ｏｕｔ＜Ｍｉｎ（Ｏｕｔ）又はＭａｘ（Ｏｕｔ）＜ＯｕｔであればＮＧの判定を行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の画像処理システムに含まれるスイッチングハブのブロック図である。
【図２】実施の形態の画像処理システムの全体構成の一例を示す図である。
【図３】実施の形態の画像処理システムの全体構成の他の例を示す図である。
【図４】実施の形態の画像処理システムの全体構成の別の例を示す図である。
【図５】スイッチング動作方式として「オート」を設定した場合の切り換えタイミングの設定例を示す図である。
【図６】スイッチングハブで画像合成する場合のポート割り当て設定の例を示す図である。
【図７】長尺のワークの各端を別のカメラで撮像して画像合成する場合に適した画像処理システムの全体構成を示す図である。
【図８】スイッチングハブからコントローラに供給される合成画像を概念的に説明するための図である。
【符号の説明】
１　　　スイッチングハブ
１０　　　第１カメラ
１１　　　第２カメラ
１４　　　コントローラ
１５　　　ハブとコントローラとを接続するためのケーブル
１６　　　カメラから延びるケーブル

Claims

複数のカメラと、該カメラからの画像を処理するためのコントローラとを含む画像処理システムにおいて、
前記複数のカメラと前記コントローラとの間に介装されたスイッチングハブを有し、
該スイッチングハブが、
前記コントローラからの信号を前記複数のカメラに振り分けるデマルチプレクサと、
前記複数のカメラから取り込む画像を選択するバススイッチと、
該バススイッチにより選択された画像を前記コントローラに供給するためのドライバとを含むことを特徴とする画像処理システム。
前記コントローラと前記スイッチングハブとを接続するケーブルが、前記コントローラ及び前記スイッチングハブに対して着脱可能である、請求項１に記載の画像処理システム。
前記バススイッチが、前記複数のカメラから取り込んだ画像を合成して、該合成画像を前記コントローラに供給する、請求項１又は２に記載の画像処理システム。