JP2005339095A - 被識別物の中心位置検出方法及び識別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被識別物の中心位置をより的確に検出するとともに、検出された中心位置と真の中心位置とのずれの有無を検出し、ひいては被識別物の種類や真贋に関する認識性能を向上させることが可能な被識別物の中心位置検出方法及び識別装置を提供することにある。
【解決手段】 被識別物（硬貨Ｃ）に検査光を照射した際の反射光から得られた画像データに基づく出力データを用いて被識別物の中心位置を検出する被識別物の中心位置検出方法において、出力データ上に、中心位置を通過すると想定される特定方向中心線ＬＯと、その特定方向中心線から等距離かつ平行に離れた２本の補正ラインＬＡ，ＬＢと、を設定し、それら２本の補正ラインＬＡ，ＬＢの出力データのピークに基づいて、その特定方向中心線ＬＯの位置補正の要否を検出することを特徴とする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、識別対象となる被識別物の光学画像上の中心位置を検出する中心位置検出方法及び識別装置であって、特に、その検出精度を高めるものである。

一般に、自動販売機、自動券売機、ゲーム機、両替機など、硬貨やメダルなどの被識別物を取り扱う各種装置には、投入された硬貨等の被識別物の種類または真贋を判定する識別装置が設けられている。

ここで、被識別物の種類または真贋を判定する前提として、被識別物に検査光を照射し、反射光から得られた被識別物の光学画像上の中心位置の検出が行われる。より具体的には、被識別物の上下左右のエッジを含むように検査光を照射し、反射光から得られた被識別物の光学画像（光電変換値）を用いて輝度射影を作成し、その輝度射影を解析することによって中心位置の検出が行われる。

図１０は、輝度射影を用いた被識別物の中心位置検出方法を説明するための模式図である。

図１０において、まず、被識別物１００からの反射光に基づいて、水平方向の輝度射影Ｐ_Ｈ及び垂直方向の輝度射影Ｐ_Ｖをそれぞれ得る。被識別物の光学画像を副走査方向（垂直方向）に走査して得られた輝度射影Ｐ_Ｈのｉ番目の値は、ｉ番目の垂直ライン上のデータ（輝度値）を加算した値となり、また、被識別物の光学画像を主走査方向（水平方向）に走査して得られた輝度射影Ｐ_Ｖのｊ番目の値は、ｊ番目の水平ライン上のデータ（輝度値）を加算した値となる。

そして、輝度射影Ｐ_Ｈの分布線が一定の基準値（スレッシュ）を超える点のＸ座標をエッジ検出点Ａ_Ｘ，Ｂ_Ｘとし、輝度射影Ｐ_Ｖの分布線が一定の基準値（スレッシュ）を超える点のＹ座標をエッジ検出点Ｃ_Ｙ，Ｄ_Ｙとすれば、被識別物１００の光学画像上の中心位置（ＣＸ，ＣＹ）は、ＣＸ＝（Ａ_Ｘ＋Ｂ_Ｘ）／２及びＣＹ＝（Ｃ_Ｙ＋Ｄ_Ｙ）／２より算出される。

しかし、上述した中心位置検出方法では、例えば被識別物１００のエッジ近傍に存在する異物によって異常な反射光が生じると、それに伴って輝度射影が悪影響を受けてしまう。すなわち、例えば図１０において、被識別物１００の最下点付近に光学的要因Ｄが存在する場合には、主走査方向の輝度射影Ｐ_Ｖにアンバランスが生じ、エッジ検出点Ｄ_Ｙがずれてしまうことから、求めるべき中心位置が本来の位置Ｏから位置Ｏ'にずれてしまう。

このようなことから、近年、被識別物の中心位置を的確に検出する様々な方法が提案されている。例えば特許文献１に記載のエッジ検出方法によれば、エッジ部分における輝度変化の対称性を利用することで、異物等の反射異常がある場合であっても、エッジの検出精度（ひいては中心位置の検出精度）を高めることができる。また、特許文献２に記載の中心位置検出方法によれば、輝度射影を複数の座標系について求め、各座標系に基づく複数の中心位置の検出結果を重平均することで、中心位置の検出精度を高めることができる。さらに、特許文献３に記載のエッジ検出方法によれば、被識別物の光学画像上に特定範囲内のウインドウを設定し、そのウインドウの中の画素のみを輝度加算して輝度射影を求めることで、中心位置をより正確に検出することができる。

特開平７−１７５９５４号公報（段落番号［０００７］） 特開平８−１０１９４０号公報（段落番号［０００７］，［００１５］） 特開平９−２２２３０６号公報（段落番号［０００６］）

しかしながら、上述した特許文献１〜３に記載の方法は、いずれも被識別物の中心位置の検出精度を高めるものであるが、検出された中心位置が本来求めるべき中心位置と一致しているか否かまで判定するものではない。

すなわち、上述した特許文献１〜３に記載の方法によれば、被識別物の中心位置をより的確に検出することができるものの、検出された中心位置が被識別物の真の中心位置であるかどうかまでは判定することができない。そのため、品質保証の観点からみた識別装置の信頼性を向上させることができない、といった問題がある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被識別物の中心位置をより的確に検出するとともに、検出された中心位置と真の中心位置とのずれの有無を検出し、ひいては被識別物の種類や真贋に関する認識性能を向上させることが可能な被識別物の中心位置検出方法及び識別装置を提供することにある。

以上のような課題を解決するために、本発明は、被識別物に検査光を照射した際の反射光から得られた画像データに基づく出力データを用いて被識別物の中心位置を検出する被識別物の中心位置検出方法において、出力データ上に、中心位置を通過すると想定される特定方向中心線と、その特定方向中心線から等距離かつ平行に離れた２本の補正ラインと、を設定し、それら２本の補正ラインの出力データのピークに基づいて、その特定方向中心線の位置補正の要否を検出することを特徴とする。

より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。

（１） 識別対象となる被識別物に検査光を照射し、前記被識別物の反射光から得られた画像データに基づく出力データを特定方向に走査し、その特定方向への走査によって得られた輝度射影パターンデータを用いて、前記被識別物の中心位置を検出する被識別物の中心位置検出方法において、前記出力データ上に、前記輝度射影パターンデータから定まる２個のエッジ点を垂直に二等分する特定方向中心線と、その特定方向中心線から等距離かつ平行に離れた第１補正ライン及び第２補正ラインの２本の補正ラインと、を設定し、前記第１補正ライン及び前記第２補正ラインの出力データのピークに基づいて、前記特定方向中心線の位置補正の要否を検出することを特徴とする被識別物の中心位置検出方法。

本発明によれば、被識別物に検査光を照射した際の反射光から得られた画像データに基づく出力データを特定方向に走査し、それによって得られた輝度射影パターンデータを用いて被識別物の中心位置を検出する被識別物の中心位置検出方法において、出力データ上に、その輝度射影パターンデータを解析することによって求められる被識別物の２個のエッジ点を垂直に二等分する特定方向中心線と、その特定方向中心線から等距離かつ平行に離れた第１補正ライン及び第２補正ラインの２本の補正ラインと、を設定し、第１補正ライン及び第２補正ラインの出力データのピークに基づいて特定方向中心線の位置補正の要否を検出することとしたから、検出された中心位置を通過する特定方向中心線が、被識別物の真の中心位置を通過する中心線であるかどうか判定することができる。

従って、複数の特定方向中心線より定まる被識別物の中心位置の検出精度を向上させることができ、ひいては品質保証の観点からみた識別装置の信頼性を向上させることができる。

ここで、「輝度射影パターンデータ」は、出力データを特定方向へ走査することによって得られたものであるが、この特定方向の向き・数の如何は問わない。例えば、特定方向として互いに直交するＸ方向とＹ方向の２方向を採用することもできる。

また、「出力データ」は、被識別物の反射光から得られた画像データに基づくものであれば如何なるものであってもよい。例えば、被識別物の反射光から得られた画像データそのものであってもよいし、また、その画像データに特定の画像処理（各種補正処理、階調変換処理など）を施したものであってもよい。

さらに、本発明に係る被識別物の中心位置検出方法は、「第１補正ライン及び第２補正ラインの出力データのピークに基づいて」、特定方向中心線の位置補正の要否を検出するものであるが、例えば、第１補正ライン及び第２補正ラインの出力データのピークの絶対的な位置に基づいてもよいし、また、第１補正ライン及び第２補正ラインの出力データのピークの相対的な位置に基づいてもよいし、更には、後述するように第１補正ライン及び第２補正ラインの出力データのピーク間隔に基づいてもよい。

また、「被識別物」の具体例としては、例えば、硬貨のような円形物が挙げられるが、被識別物は円形物には限定されず、平面視で、三角形や四角形などの多角形状をした角形物であってもよい。

（２） 前記第１補正ラインの出力データのピーク間隔と、前記第２補正ラインの出力データのピーク間隔と、を比較することで、前記特定方向中心線の位置補正の要否を検出することを特徴とする（１）記載の被識別物の中心位置検出方法。

本発明によれば、上述した第１補正ラインの出力データのピーク間隔と、上述した第２補正ラインの出力データのピーク間隔と、の両ピーク間隔を比較することで、上述した特定方向中心線の位置補正の要否を検出することとしたから、ピーク間隔の大小関係の検出という簡易な処理で、検出された中心位置を通過する特定方向中心線が、被識別物の真の中心位置を通過する中心線であるかどうか判定することができ、ひいては識別装置の信頼性を高めることができる。

例えば、第１補正ラインの出力データのピーク間隔が、第２補正ラインの出力データのピーク間隔よりも狭い場合には、検出された中心位置を通過する特定方向中心線が被識別物の真の中心位置を通過する中心線よりも第１補正ラインの方向にずれていることが分かるので、特定方向中心線から第２補正ラインの方向に向かって特定方向中心線を補正する。また、第１補正ラインの出力データのピーク間隔が、第２補正ラインの出力データのピーク間隔よりも広い場合には、検出された中心位置を通過する特定方向中心線が被識別物の真の中心位置を通過する中心線よりも第２補正ラインの方向にずれていることが分かるので、特定方向中心線から第１補正ラインの方向に向かって特定方向中心線を補正する。そして、第１補正ラインの出力データのピーク間隔と、第２補正ラインの出力データのピーク間隔と、が一致すれば、検出された中心位置を通過する特定方向中心線が被識別物の真の中心位置を通過する中心線と一致していることが分かる。

（３） 前記第１補正ラインの出力データのピーク間隔と、前記第２補正ラインの出力データのピーク間隔と、のピーク間隔差を求め、前記ピーク間隔差と所定の閾値とを比較することで、前記特定方向中心線の位置補正の要否を検出することを特徴とする（２）記載の被識別物の中心位置検出方法。

本発明によれば、上述した第１補正ラインの出力データのピーク間隔と、上述した第２補正ラインの出力データのピーク間隔と、のピーク間隔差を求め、そのピーク間隔差と所定の閾値とを比較することで、上述した特定方向中心線の位置補正の要否を検出することとしたから、被識別物の中心位置の位置決め制御を行うにあたって、精度調整を行なうことができる。

すなわち、ピーク間隔差が大きければ、検出された中心位置を通過する特定方向中心線は被識別物の真の中心位置を通過する中心線から大きくずれていることが分かり、ピーク間隔差が小さければ、検出された中心位置を通過する特定方向中心線は被識別物の真の中心位置を通過する中心線からほとんどずれていないことが分かることから、ピーク間隔差が所定の閾値以上であれば、看過できない誤差として上述した（２）記載の被識別物の中心位置検出方法によって特定方向中心線を補正し、ピーク間隔差が所定の閾値未満であれば、看過可能な誤差として特定方向中心線を補正しない、といったように、閾値の大きさを変えることで精度調整が可能になる。

また、本発明は、第１補正ラインと第２補正ラインという等距離ライン対のピーク間隔差を利用して精度調整を行うものであるため、複雑な計算処理を要する乗算や除算を必要とせず、計算コストを低く抑えることが可能になる。

なお、上述した（２）記載の被識別物の中心位置検出方法による特定方向中心線の補正を、ピーク間隔差が所定の閾値以下になるまで繰り返し行うことで、被識別物の中心位置を通過する特定方向中心線のより正確な位置決め制御が可能になる。その結果、複数の特定方向中心線より定まる被識別物の中心位置の検出精度を向上させることができる。

（４） 前記第１補正ライン及び前記第２補正ラインを前記被識別物のエッジ近傍に設定することを特徴とする（１）から（３）のいずれか記載の被識別物の中心位置検出方法。

本発明によれば、上述した第１補正ライン及び上述した第２補正ラインを被識別物のエッジ近傍に設定することとしたから、被識別物の中心位置を通過する特定中心線のずれに対する感度が大きくなる位置に第１補正ラインと第２補正ラインの等距離ライン対を設けることができ、結果として、複数の特定方向中心線より定まる被識別物の中心位置の検出精度を向上させることができる。

（５） 識別対象となる被識別物に検査光を照射し、前記被識別物の反射光から得られた画像データに基づく出力データを特定方向に走査し、その特定方向への走査によって得られた輝度射影パターンデータを用いて、前記被識別物の中心位置を検出する被識別物の中心位置検出方法において、前記出力データ上に、前記輝度射影パターンデータから定まる前記被識別物の２個のエッジ点を垂直に二等分する特定方向中心線と、その特定方向中心線から等距離かつ平行に離れ、偶数本の補正ラインから構成される第１補正ライン群と第２補正ライン群の２群の補正ライン群と、を設定し、前記第１補正ライン群を差分解析して第１差分補正ラインを、前記第２補正ライン群を差分解析して第２差分補正ラインを、それぞれ求め、前記第１差分補正ライン及び前記第２差分補正ラインの出力データのピークに基づいて、前記特定方向中心線の位置補正の要否を検出することを特徴とする被識別物の中心位置検出方法。

本発明によれば、被識別物に検査光を照射した際の反射光から得られた画像データに基づく出力データを特定方向に走査し、それによって得られた輝度射影パターンデータを用いて被識別物の中心位置を検出する被識別物の中心位置検出方法において、出力データ上に、その輝度射影パターンデータを解析することによって求められる被識別物の２個のエッジ点を垂直に二等分する特定方向中心線と、その特定方向中心線から等距離かつ平行に離れ、偶数本の補正ラインから構成される第１補正ライン群と第２補正ライン群の２群の補正ライン群と、を設定し、第１補正ライン群を差分解析して第１差分補正ラインを、第２補正ライン群を差分解析して第２差分補正ラインを、それぞれ求め、第１差分補正ライン及び第２差分補正ラインの出力データのピークに基づいて特定方向中心線の位置補正の要否を検出することとしたから、被識別物のエッジ付近に定常的に存在し、第１補正ライン群や第２補正ライン群の出力データに現れるノイズ成分をカットすることができ、ひいては検出された中心位置を通過する特定方向中心線が、被識別物の真の中心位置を通過する中心線であるかどうかをより正確に検出することができる。

（６） 識別対象となる被識別物に検査光を照射し、前記被識別物の反射光から得られた画像データに基づく出力データを用いて、前記被識別物の中心位置を検出する被識別物の中心位置検出方法において、前記出力データ上に、第１補正ライン及び第２補正ラインの２本の平行な補正ラインを設定し、前記第１補正ライン及び前記第２補正ラインの出力データのピークに基づいて、前記被識別物の特定方向の中心線を検出することを特徴とする被識別物の中心位置検出方法。

本発明によれば、被識別物に検査光を照射した際の反射光から得られた画像データに基づく出力データを用いて被識別物の中心位置を検出する被識別物の中心位置検出方法において、出力データ上に、第１補正ライン及び第２補正ラインの２本の平行な補正ラインを設定し、その第１補正ラインと第２補正ラインの出力データのピークに基づいて被識別物の特定方向の中心線を検出することとしたから、特定方向中心線を検出した後に補正する上記（１）〜（５）に記載の被識別物の中心位置検出方法と異なり、被識別物の真の中心位置を通過する特定方向の中心線を的確かつダイレクトに求めることができ、ひいては複数の特定方向中心線より定まる被識別物の中心位置を精度良く検出することができる。

（７） （１）から（６）のいずれか記載の被識別物の中心位置検出方法によって、被識別物の中心位置を検出する中心位置検出手段を備えることを特徴とする被識別物の識別装置。

本発明によれば、被識別物の識別装置が、（１）から（６）のいずれか記載の被識別物の中心位置検出方法によって、被識別物の中心位置を検出する中心位置検出手段を備えることとしたから、品質保証の観点からみた識別装置の信頼性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明に係る被識別物の中心位置検出方法は、被識別物に検査光を照射した際の反射光から得られた画像データに基づく出力データ上に、特定方向中心線と２本の補正ラインとを設定し、それら２本の補正ラインの出力データのピークに基づいて、その特定方向中心線の位置補正の要否を検出することで、検出された中心位置を通過する特定方向中心線が、被識別物の真の中心位置を通過する中心線であるかどうか判定することができ、ひいては複数の特定方向中心線より定まる被識別物の中心位置の検出精度を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

［識別装置の構造］
図１は、本発明の実施の形態に係る識別装置の内部に設けられた硬貨搬送路１の概略構造を示した平面図である。

図１において、平面略「く」の字状に折り曲げられた形状の硬貨搬送路１には、図示右端側の搬送入口部１ａから図示左方側に向かって送られてきた被識別円形物としての硬貨Ｃを支持する底面摺動板１ｂが設けられているとともに、その底面摺動板１ｂの直上に搬送ベルト２が配置されている。

底面摺動板１ｂの一端部には、この底面摺動板１ｂの縁部に沿うようにしてガイド３が立設されているとともに、そのガイド３に対して硬貨Ｃを押し付ける硬貨規制レバー４が、硬貨搬送路１の折れ曲がり部分においてピン４ａによって回動可能に軸支されている。硬貨規制レバー４は、底面摺動板１ｂ上に支持されながら送られてくる硬貨Ｃを、バネ等の付勢手段（図示せず）によって、上述のガイド３側に押し付けるように構成されていて、硬貨規制レバー４が配置された部位から搬送方向下流側に向かって送り出された硬貨Ｃは、上述のガイド３に対して外周面部を接触させた状態を維持しながら順次搬送されるようになっている。

硬貨搬送路１には、硬貨Ｃの表面に形成された模様を検出するための光学式コインセンサ装置ＣＳＵが取り付けられている。この光学式コインセンサ装置ＣＳＵは、ＣＣＤエリアセンサを備えたものである。

ここで、上述した搬送ベルト２と光学式コインセンサ装置ＣＳＵの詳細について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る識別装置の内部に設けられた硬貨搬送路１の側面断面図である。図３は、本発明の実施の形態に係る識別装置の内部に設けられた光学式コインセンサ装置ＣＳＵの概略構造を表した拡大側面図である。

図２において、搬送ベルト２は、下側ベルト部分２ａと底面摺動板１ｂとの間に硬貨Ｃの厚さ分に相当する隙間が画成されるように略並行に対面する配置関係になされており、この搬送ベルト２と底面摺動板１ｂとの間に硬貨Ｃを挟持しながら、搬送ベルト２の延在方向に向かって硬貨Ｃを搬送させるように構成されている。

また、図３において、底面摺動板１ｂ上に沿って送られてきた硬貨Ｃがセンサ位置１ｃ上に到達すると、その硬貨Ｃを、内部に撮像素子を備えたセンサ本体５が検知することにより、センサ位置１ｃを環状に取り巻くように配置された照明６が点灯し、硬貨Ｃからの反射光をセンサ本体５内に取り込む。その結果、硬貨Ｃの表面に形成されている模様に関する光学画像が得られる。そして、この光学画像を用いて金種または真贋の判定が行われることとなる。

［識別装置の電気的構成］
図４は、本発明の実施の形態に係る識別装置の電気的構成を示すブロック図である。

図４において、本発明の実施の形態に係る識別装置には、中央処理装置（以下、ＣＰＵと略す）４１と、硬貨Ｃを撮像する画像撮像部４２と、硬貨Ｃを照らす照明部４３と、硬貨Ｃを搬送する硬貨搬送部４４と、が備えられている。また、ＣＰＵ４１は、画像撮像部４２からの画像データを取り込む画像取込制御部４１ａと、画像取込制御部４１ａによって取り込まれた画像データを含め種々の画像データを記憶する画像記憶部４１ｂと、画像記憶部４１ｂに記憶された画像データを処理するデータ処理部４１ｃと、データ処理部４１ｃの処理結果に基づき硬貨Ｃの真贋を判定する真贋判定部４１ｄに加え、照明部４３を制御する照明制御部４１ｅと、硬貨搬送部４４を制御する搬送制御部４１ｆと、を有している。

なお、図４において、画像記憶部４１ｂは、ＣＰＵ４１内の１次キャッシュ（２次キャッシュ）等から構成されているが、画像データを記憶する機能を有する限り、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ等のＣＰＵ４１外の記憶手段から構成されるものであっても構わない。

以上のような電気的構成において、以下、本発明の実施の形態に係る中心位置検出方法について説明する。

［中心位置検出方法］
図５は、本発明の実施の形態に係る中心位置検出方法についてのフロー図である。

図５において、まず、硬貨Ｃの光学画像データの取込みが行われる（ステップＳ５０１）。より具体的には、ＣＰＵ４１内の搬送制御部４１ｆからの指令に基づき硬貨搬送部４４は硬貨Ｃを搬送し、硬貨Ｃが所定の位置に搬送されたとき、照明制御部４１ｅからの指令に基づき照明部４３は硬貨Ｃの表面全体を照らし、硬貨Ｃ表面からの反射光が画像撮像部４２（例えばイメージセンサ）に入力されたとき、画像取込制御部４１ａは硬貨Ｃの光学画像を取り込み、この光学画像を画像記憶部４１ｂに記憶する。なお、一般的に、かかる光学画像は、Ｘ−Ｙ座標上に１画素約０．１３ミリメートル平方の高密度画像を構成し、ＡＤ変換によって輝度（明るさ）が２５６階調となるように分解（多値化）され、輝度をＺ軸とする３次元データとして画像記憶部４１ｂ（例えばフレームメモリ）に記憶される。

次いで、硬貨中心点の検出が行われる（ステップＳ５０２）。より具体的には、データ処理部４１ｃは、ステップＳ５０１によって画像記憶部４１ｂに記憶された光学画像データを読み出し、光学画像をＸ軸方向及びＹ軸方向に射影することによって（輝度射影パターンデータを求めることによって）、それぞれの方向についてエッジの中点を算出し、その結果、Ｘ軸方向についてのエッジの中点をＸ座標、Ｙ軸方向についてのエッジの中点をＹ座標として硬貨Ｃの中心座標を求める。

次いで、特定方向中心線の設定が行われる（ステップＳ５０３）。より具体的には、データ処理部４１ｃは、画像記憶部４１ｂに記憶された光学画像データ上に、ステップＳ５０２において求めた輝度射影パターンデータから定まる２個のエッジ点を垂直に二等分する線を設定する。例えば、ステップＳ５０２において算出されたＸ軸方向についてのエッジの中点を通過する中心線を特定方向中心線として設定するか、或いは、ステップＳ５０２において算出されたＹ軸方向についてのエッジの中点を通過する中心線を特定方向中心線として設定する。勿論、データ処理部４１ｃは、これらの中心線以外の中心線であって、ステップＳ５０２において求められた硬貨Ｃの中心座標を通過する中心線を特定方向中心線として設定することもできる。

次いで、補正ラインの設定が行われる（ステップＳ５０４）。より具体的には、データ処理部４１ｃは、ステップＳ５０３において設定した特定方向中心線から等距離かつ平行に離れた第１補正ラインと第２補正ラインの２本の補正ラインを設定する。

次いで、第１補正ラインの出力データのピーク間隔と第２補正ラインの出力データのピーク間隔との差が、所定の閾値より大きいか否かが判断される（ステップＳ５０５）。より具体的には、データ処理部４１ｃは、ステップＳ５０４において設定した第１補正ラインの出力データのピーク間隔と、第２補正ラインの出力データのピーク間隔との差（ピーク間隔差）を求め、そのピーク間隔差が所定の閾値よりも大きいかどうか判断する。

これにより、ピーク間隔差が所定の閾値以上であれば、位置補正が必要であると判定され（ステップＳ５０６）、ピーク間隔差が所定の閾値未満であれば、位置補正は不要であると判定される（ステップＳ５０７）。

以上説明したような中心位置検出方法によれば、第１補正ラインと第２補正ラインという等距離ライン対のピーク間隔差を利用して、複雑な計算処理（演算）を必要とすることなく被識別物の中心位置の検出精度を調整することができ、ひいては複数の特定方向中心線より定まる被識別物の中心位置の検出精度を向上させることができる。なお、上述したデータ処理部４１ｃは、請求項記載の中心位置検出手段の一例として機能する。

尚、図５に示す中心位置検出方法では、硬貨中心点の検出（ステップＳ５０２）の後に、特定方向中心線の設定が行われ（ステップＳ５０３）、特定方向中心線に基づいて第１補正ラインと第２補正ラインを設定していた（ステップＳ５０４）が、特定方向中心線を設定せずに、任意の位置に平行な２本の第１補正ラインと第２補正ラインを設定して特定方向の正確な中心線をダイレクトに求めることもできる。この場合においても、第１補正ラインの出力データのピーク間隔と、第２補正ラインの出力データのピーク間隔との差（ピーク間隔差）を求め、そのピーク間隔差が所定の閾値よりも大きいかどうか判断し、ピーク間隔差が所定の閾値以上であれば、中心線の位置補正をしながら正確な中心線を求める。また、複数の特定方向の中心線を求めることで、被識別物の中心位置を検出することができる。

以下、本発明の実施例について、実験によって得られたデータを用いて詳述する。

図６は、本発明の実施例に係る識別装置の画像記憶部４１ｂに記憶された硬貨Ｃの出力データと、その出力データをＸ方向とＹ方向とに走査して得られた輝度射影パターンデータＰＨとＰＶを示す図である。

なお、輝度射影パターンデータＰＨ及びＰＶは、計算枠ＷＨ及びＷＶの範囲内で算出されているものとする。すなわち、輝度射影パターンデータＰＨのｉ番目の値は、ｉ番目の垂直ラインのうち、ＷＨに含まれる輝度値（出力データ）のみを合算したものである。同様に、輝度射影パターンデータＰＶのｊ番目の値は、ｊ番目の水平ラインのうち、ＷＶに含まれる輝度値（出力データ）のみを合算したものである。このようにすることで、硬貨Ｃの周囲の機器反射に起因した光学的な悪影響が生じるのを防ぐことができる。

図６において、輝度射影パターンデータＰＶの上下のエッジ点をＥＡ，ＥＢとすると、ＥＡとＥＢを用いて、ＣＹ＝（ＥＡ＋ＥＢ）／２より、垂直方向の中心座標値が得られる。水平方向の中心座標値についても同様である。

ここで、硬貨Ｃの表面状態や検査光の照射条件等によって、上下のエッジ部分で輝度値（出力データ）の分布状態が異なる場合があり、かかる場合には、輝度射影パターンデータＰＶから検出される上下のエッジ位置が実際の位置からずれ、結果として中心座標（ここではＹ座標）の検出ミスに繋がるおそれがある。

そのため、エッジ点ＥＡ，ＥＢに対応する出力データ上の補正ラインＬＡ，ＬＢに注目する。これらの補正ラインＬＡ，ＬＢは、エッジ点ＥＡ，ＥＢを垂直に二等分する特定方向中心線ＬＯを設定し、その特定方向中心線ＬＯから等距離かつ平行に離れたラインである。なお、図６では、特定方向中心線ＬＯから略半径の距離だけ離して、補正ラインＬＡ，ＬＢを設定するようにしている。このように、２本の補正ラインＬＡ，ＬＢを硬貨Ｃのエッジ近傍に設定することで、特定方向中心線ＬＯのずれに対する感度が大きくなる位置に両補正ラインを設けることができ、結果として、被識別物の中心位置の検出精度を向上させることができる。

次に、図７は、図６における補正ラインＬＡ，ＬＢの出力データの波形を示す図である。（ａ）が補正ラインＬＡの出力データの波形を示し、（ｂ）が補正ラインＬＢの出力データの波形を示している。

図７において、補正ラインＬＡの出力データ及び補正ラインＬＢの出力データは、ともに２個のピークをもっている。そして、補正ラインＬＡの出力データのピーク間隔ＤＡと、補正ラインＬＢの出力データのピーク間隔ＤＢとを比較すると、ＤＡ＜ＤＢとなっていることが分かる。これは、図６において、エッジ点ＥＡ，ＥＢに基づき検出された硬貨Ｃの中心位置のＹ座標が、わずかに上（補正ラインＬＡの方向）へずれていることを示している。従って、ＤＡとＤＢの大小関係を検出することによって、特定方向中心線ＬＯが、硬貨Ｃの真の中心位置を通過する中心線となっているかどうかを判定することができ、ひいては識別装置の信頼性を高めることができる。

ここで、特定方向中心線ＬＯを下（補正ラインＬＢの方向）に補正することで、硬貨Ｃの中心位置の検出精度を向上させることができるが、この検出精度の精度調整を行うことを考える。図７において、ＤＡとＤＢの差をＤＡＢ（＝ＤＡ−ＤＢ）とし、予め定めておいた閾値ＤＡＢＴ（＞０）に対し、ＤＡＢ＞ＤＡＢＴならば硬貨Ｃの中心位置を上に補正し、ＤＡＢ＜−ＤＡＢＴならば硬貨Ｃの中心位置を下に補正する。そして、ＤＡＢＴ＞ＤＡＢ＞−ＤＡＢＴならば許容可能（看過可能）な誤差として補正を行わない。このようにすることで、閾値ＤＡＢＴの値に応じた検出精度の調整を行うことができる。

なお、ここでは１個の閾値ＤＡＢＴを用いることとしたが、本発明はこれに限られず、例えばＤＡＢＴ_１，ＤＡＢＴ_２の２個の閾値を予め定めておき、適宜これらの閾値を切り替えることによって、補正レベル（検出精度）を多段階にすることも可能である。

次に、図７において、補正ラインの波形は、本来補正ラインＬＡの波形のように概略左右対称となる（図７（ａ）参照）。しかし、硬貨Ｃに異物が付着していたり、硬貨Ｃの背景に異物があったりすると、その反射光によって、補正ラインＬＢの波形のように、突起部Ｘが発生し、対称性が崩れてしまう場合がある（図７（ｂ）参照）。かかる場合に、突起部Ｘを放置してピーク検出を行うと、ピーク検出のアルゴリズムが複雑化し、コストアップに繋がる可能性がある。そこで、補正ラインを一対ではなく、複数対にすることで、この弊害を解消することができる。

図８は、本発明の実施例に係る識別装置の画像記憶部４１ｂに記憶された硬貨Ｃの出力データ上に、２本の補正ラインＬＡ，ＬＡ'から構成される補正ライン群と、２本の補正ラインＬＢ，ＬＢ，から構成される補正ライン群とを設定した様子を示す図である。なお、補正ラインＬＡ'は、図７に示す補正ラインＬＡから１画素分下がった位置（硬貨Ｃの中心位置に１画素分近づいた位置）の補正ラインであり、補正ラインＬＢ'は、図７に示す補正ラインＬＢから１画素分上がった位置（硬貨Ｃの中心位置に１画素分近づいた位置）の補正ラインである。

図８において、２本の補正ラインＬＡ，ＬＡ'から構成される補正ライン群の差分解析として、補正ラインＬＡ'の出力データから補正ラインＬＡの出力データを差し引くと、図９（ａ）に示す波形（差分補正ラインの出力データの波形）が得られる。また、２本の補正ラインＬＢ，ＬＢ'から構成される補正ライン群の差分解析として、補正ラインＬＢ'の出力データから補正ラインＬＢの出力データを差し引くと、図９（ｂ）に示す波形（差分補正ラインの出力データの波形）が得られる。図９（ｂ）に示す波形によれば、図７（ｂ）の突起部Ｘがほぼ除去されており、波形がほぼ左右対称となっている。従って、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す波形（差分補正ラインの出力データの波形）のピーク値に基づきピーク検出を行うことで、アルゴリズムを複雑化させることなく、コストアップを抑えながら硬貨Ｃの中心位置の検出精度を向上させることができる。

なお、図８では、差分をとる２本の補正ラインＬＡ，ＬＡ'の隔たり及び２本の補正ラインＬＢ，ＬＢ'の隔たりをそれぞれ１画素分としたが、本発明はこれに限られず、２画素分以上の隔たりを設けることも可能である。また、図８では、２本の補正ラインから構成される補正ライン群を考えたが、本発明はこれに限られず、４本、６本といった偶数本の補正ラインから構成される補正ライン群を考えてもよい。

本発明に係る被識別物の中心位置検出方法は、２本の補正ラインの出力データのピークに基づいて特定方向中心線の位置補正の要否を検出することで、複数の特定方向中心線より定まる被識別物の中心位置の検出精度、ひいては品質保証の観点からみた識別装置の信頼性を向上させることができるものとして有用である。

本発明の実施の形態に係る識別装置の内部に設けられた硬貨搬送路の概略構造を示した平面図である。 本発明の実施の形態に係る識別装置の内部に設けられた硬貨搬送路の側面断面図である。 本発明の実施の形態に係る識別装置の内部に設けられた光学式コインセンサ装置の概略構造を表した拡大側面図である。 本発明の実施の形態に係る識別装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る中心位置検出方法についてのフロー図である。 本発明の実施例に係る識別装置の画像記憶部に記憶された硬貨の出力データと、その出力データをＸ方向とＹ方向とに走査して得られた輝度射影パターンデータを示す図である。 図６における補正ラインの出力データの波形を示す図である。 本発明の実施例に係る識別装置の画像記憶部に記憶された硬貨の出力データ上に、２本の補正ラインから構成される補正ライン群を設定した様子を示す図である。 図８における補正ライン群を差分解析することによって得られる差分補正ラインの出力データの波形を示す図である。 従来技術を説明するための図である。

符号の説明

１ 硬貨搬送路
Ｃ 硬貨（円形物）
ＣＳＵ 光学式コイン（紙幣）センサ装置（ＣＣＤエリアセンサ）
４１ａ 画像取込制御部
４１ｂ 画像記憶部
４１ｃ データ処理部
４１ｄ 真贋判定部
４１ｅ 照明制御部
４１ｆ 搬送制御部
４２ 画像撮像部
４３ 照明部
４４ 硬貨搬送部
ＥＡ，ＥＢ エッジ点
ＰＨ，ＰＶ 輝度射影パターンデータ
ＬＯ 特定方向中心線
ＬＡ，ＬＢ 補正ライン

Claims (7)

1. 識別対象となる被識別物に検査光を照射し、前記被識別物の反射光から得られた画像データに基づく出力データを特定方向に走査し、その特定方向への走査によって得られた輝度射影パターンデータを用いて、前記被識別物の中心位置を検出する被識別物の中心位置検出方法において、
   前記出力データ上に、前記輝度射影パターンデータから定まる２個のエッジ点を垂直に二等分する特定方向中心線と、その特定方向中心線から等距離かつ平行に離れた第１補正ライン及び第２補正ラインの２本の補正ラインと、を設定し、
   前記第１補正ライン及び前記第２補正ラインの出力データのピークに基づいて、前記特定方向中心線の位置補正の要否を検出することを特徴とする被識別物の中心位置検出方法。
2. 前記第１補正ラインの出力データのピーク間隔と、前記第２補正ラインの出力データのピーク間隔と、を比較することで、前記特定方向中心線の位置補正の要否を検出することを特徴とする請求項１記載の被識別物の中心位置検出方法。
3. 前記第１補正ラインの出力データのピーク間隔と、前記第２補正ラインの出力データのピーク間隔と、のピーク間隔差を求め、
   前記ピーク間隔差と所定の閾値とを比較することで、前記特定方向中心線の位置補正の要否を検出することを特徴とする請求項２記載の被識別物の中心位置検出方法。
4. 前記第１補正ライン及び前記第２補正ラインを前記被識別物のエッジ近傍に設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の被識別物の中心位置検出方法。
5. 識別対象となる被識別物に検査光を照射し、前記被識別物の反射光から得られた画像データに基づく出力データを特定方向に走査し、その特定方向への走査によって得られた輝度射影パターンデータを用いて、前記被識別物の中心位置を検出する被識別物の中心位置検出方法において、
   前記出力データ上に、前記輝度射影パターンデータから定まる前記被識別物の２個のエッジ点を垂直に二等分する特定方向中心線と、その特定方向中心線から等距離かつ平行に離れ、偶数本の補正ラインから構成される第１補正ライン群と第２補正ライン群の２群の補正ライン群と、を設定し、
   前記第１補正ライン群を差分解析して第１差分補正ラインを、前記第２補正ライン群を差分解析して第２差分補正ラインを、それぞれ求め、
   前記第１差分補正ライン及び前記第２差分補正ラインの出力データのピークに基づいて、前記特定方向中心線の位置補正の要否を検出することを特徴とする被識別物の中心位置検出方法。
6. 識別対象となる被識別物に検査光を照射し、前記被識別物の反射光から得られた画像データに基づく出力データを用いて、前記被識別物の中心位置を検出する被識別物の中心位置検出方法において、
   前記出力データ上に、第１補正ライン及び第２補正ラインの２本の平行な補正ラインを設定し、
   前記第１補正ライン及び前記第２補正ラインの出力データのピークに基づいて、前記被識別物の特定方向の中心線を検出することを特徴とする被識別物の中心位置検出方法。
7. 請求項１から６のいずれか記載の被識別物の中心位置検出方法によって、被識別物の中心位置を検出する中心位置検出手段を備えることを特徴とする被識別物の識別装置。