JP2014085115A - 寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測装置用のプログラム - Google Patents
寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測装置用のプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014085115A JP2014085115A JP2012231400A JP2012231400A JP2014085115A JP 2014085115 A JP2014085115 A JP 2014085115A JP 2012231400 A JP2012231400 A JP 2012231400A JP 2012231400 A JP2012231400 A JP 2012231400A JP 2014085115 A JP2014085115 A JP 2014085115A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measurement
- image
- dimension
- measurement object
- edge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
【課題】測定対象物の撮像画像に基づいて正確な寸法測定ができる装置、方法及び該装置用のプログラムを提供する。
【解決手段】カメラ要素設定及び照明要素設定を実施するエッジ位置設定手段と、ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手段と、基準となる測定対象物を登録するパターン登録手段と、基準となる測定対象物の設計値情報を記憶する設計値情報記憶手段と、測定対象物を撮像する手段と、測定対象物の特定をするパターン認識手段と、特定された測定対象物の測定指示情報により測定位置を取得し、エッジ位置設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ位置のピクセル座標を検出し、ピクセル座標実寸法換算データに基づいて該エッジ位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物寸法測定手段と、を含む手段からなる寸法計測装置1、方法及び該装置用のプログラム。
【選択図】図1
【解決手段】カメラ要素設定及び照明要素設定を実施するエッジ位置設定手段と、ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手段と、基準となる測定対象物を登録するパターン登録手段と、基準となる測定対象物の設計値情報を記憶する設計値情報記憶手段と、測定対象物を撮像する手段と、測定対象物の特定をするパターン認識手段と、特定された測定対象物の測定指示情報により測定位置を取得し、エッジ位置設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ位置のピクセル座標を検出し、ピクセル座標実寸法換算データに基づいて該エッジ位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物寸法測定手段と、を含む手段からなる寸法計測装置1、方法及び該装置用のプログラム。
【選択図】図1
Description
本発明は、撮像手段により取得したワーク画像のエッジ位置に基づいてワークの寸法を測定する寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測装置用のプログラムに関するものである。
特許文献1には、ワークを撮像してワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定するための測定設定データを作成する測定データ作成装置において、上記ワークの輪郭形状を示す形状線の位置情報、寸法線の位置情報、並びに、上記寸法線に関連付けられた設計値及び公差からなる設計値情報を含む設計データを取得する設計データ取得手段と、上記ワークを含むマスター画像に対し、測定対象箇所及び測定種別を指定するための測定対象箇所指定手段と、指定された測定対象箇所について、上記マスター画像からエッジを抽出するエッジ抽出手段と、抽出されたエッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を算出する寸法値算出手段と、算出された寸法値に近い設計値からなる設計値情報を上記設計データから抽出する設計値情報抽出手段と、指定された上記測定対象箇所及び上記測定箇所からなる測定対象箇所情報、並びに、上記測定対象箇所と関連付けた上記設計値情報を含む測定設計データを生成する測定設定データ生成手段とを備えた測定設定データ作成装置が開示されている。
特許文献2には、画像データに含まれる誤差を校正する方法が開示されている。真直なエッジを有する校正ワークを用意し、エッジがマシン座標系のY軸に平行になるようにステージに載置し、ステージとCCDカメラとをX軸方向に相対移動させつつCCDカメラの撮像領域内の異なる位置でエッジを撮像し、そのエッジを撮像した位置については駆動機構の駆動量から検出し、撮像された画像データ中でエッジ検出を行い、エッジの座標を出力する。そして、画像上のエッジ検出にて求められたエッジ座標と駆動機構の駆動量から求められたエッジ位置とのずれ量をエッジずれ量として各撮像ポイントについて算出する画像測定装置の校正方法が開示されている。
特許文献1に記載の測定設定データ作成装置は、段落[0037]に「輝度変化を解析してエッジを抽出」との記載があるが、エッジを認識させる要件の記載がない。画像から寸法を測定するときは、背景が白色のものに対して黒色の被対象物を測定するので、シャッター速度等のカメラ要素設定や照明の光量によっては、その明るさによって撮像された画像のエッジ位置が実際の測定対象物のエッジ位置より微妙に動くという現象が現れる。すると、その状態を撮像すると、例えば実際の寸法よりも狭く測定されたりするので正確な寸法測定ができないという問題があった。さらに、レンズには収差があるが、この収差対策の記載がないので、例えば実際の測定対象物の形状が四角形状であっても、その画像の形状はタル型になるため正確な寸法測定ができないという問題があった。
特許文献2の画像測定装置の校正方法は、画像がタル型になるレンズに対する収差対策の技術であるが、ステージを移動させないと校正することが実現できない技術であるから装置が大掛かりになるという問題があった。さらに、エッジ位置検出方法が開示されていないことから、シャッター速度等のカメラ要素設定や照明の光量によっては、その明るさによって撮像された画像のエッジ位置が実際の測定対象物のエッジ位置より微妙に動くという現象が現れる。すると、その状態を撮像すると、例えば実際の寸法よりも狭く測定されたりするので正確な寸法測定ができないという問題があった。
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、測定対象物のエッジ位置を画像上にズレなく取得することができ、レンズの収差に対して正確な長さを読み取ることができ、測定対象物の撮像画像に基づいて正確な寸法測定ができる装置、方法及び該装置用のプログラムを提供することを課題とする。
請求項1に記載の寸法計測装置1は、測定対象物5の寸法を、レンズ15を有する撮像手段による画像から測定する装置であって、白部分7と黒部分8とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ9位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定手段と、撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレート30に基づいて、画像上のキャリブレーションプレート30の単位寸法ごとのエッジ9位置をピクセル座標で計測し、ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手段と、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録手段と、基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶手段と、測定対象物5を撮像する手段と、画像からパターン登録情報に基づいて測定対象物5の特定をするパターン認識手段と、特定された測定対象物5の測定指示情報により測定位置を取得し、エッジ9位置設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、ピクセル座標実寸法換算データに基づいて該エッジ9位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物5寸法測定手段と、を含む手段からなることを特徴とする。
請求項2に記載の寸法計測方法は、測定対象物5の寸法を、レンズ15を有する撮像手段による画像から測定する方法であって、白部分7と黒部分8とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ9位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定工程と、撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレート30に基づいて、画像上のキャリブレーションプレート30の単位寸法ごとのエッジ9位置をピクセル座標で計測し、ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算工程と、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録工程と、基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶工程と、測定対象物5を撮像する工程と、画像からパターン登録情報に基づいて測定対象物5の特定をするパターン認識工程と、特定された測定対象物5の測定指示情報により測定位置を取得し、エッジ9位置設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、ピクセル座標実寸法換算データに基づいて該エッジ9位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物5寸法測定工程と、を含む工程からなることを特徴とする。
請求項3に記載の寸法計測装置1用のプログラムは、コンピュータに、測定対象物5の寸法を、レンズ15を有する撮像手段による画像から測定させる装置用のプログラムであって、 白部分7と黒部分8とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ9位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定手順と、撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレート30に基づいて、画像上のキャリブレーションプレート30の単位寸法ごとのエッジ9位置をピクセル座標で計測し、ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手順と、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録手順と、基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶手順と、測定対象物5を撮像された画像からパターン登録情報に基づいて測定対象物5の特定をするパターン認識手順と、特定された測定対象物5の測定指示情報により測定位置を取得し、エッジ9位置設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、ピクセル座標実寸法換算データに基づいて該エッジ9位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物5寸法測定手順と、を含む手順を寸法計測装置1に実施させることを特徴とする。
請求項1乃至3に記載のいずれの発明とも、撮像に使用されるレンズ15の収差がありながら正確な寸法を測定することができ、複数の測定対象物5がそれぞれ異なる任意の方向で載置されていても測定したい部位の測定したい寸法を正確に一瞬に測定することができる。
本発明に係る寸法計測装置1を図1示す。寸法計測装置1は、測定対象物5の寸法を、カメラ6を備えた撮像手段による画像から測定する装置であって、画像処理装置2、照明電源装置3、撮像装置4を含む構成からなる。画像処理装置2はモニタ10、制御装置11及びスイッチ(図なし)等から構成され、撮像された画像から寸法計測を行い、撮像装置4は測定対象物5を載置するステージ20、該ステージ20を下から照らす透過照明部21、該ステージ20のXYZ各軸調整機能部22及びレンズ15付カメラ6を備えて測定対象物5を撮像し、照明電源装置3は前記透過照明部21に接続し照明の明るさや照度に斑が生じないように制御する。
寸法計測装置1は、白部分7と黒部分8とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ9位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定手段と、撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレート30に基づいて、画像上のキャリブレーションプレート30の単位寸法ごとのエッジ9位置をピクセル座標で計測し、ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手段と、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録手段と、基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶手段と、測定対象物5を撮像する手段と、画像からパターン登録情報に基づいて測定対象物5の特定をするパターン認識手段と、特定された測定対象物5の測定指示情報により測定位置を取得し、エッジ9位置設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、ピクセル座標実寸法換算データに基づいて該エッジ9位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物5寸法測定手段と、を含む手段を有する。
エッジ位置設定手段は、白色の背景の中で測定対象物5が黒色に撮像されることから、寸法を正確に測定するには白部分7と黒部分8との境界のエッジ9の位置を正確に測定できるようにすることが不可欠であり、この正確にエッジ9位置の測定を実現させる手段である。そのためには、まず、測定対象物5を載置するステージ20の上に、例えば図2に示すような白部分7と黒部分8を有するキャリブレーションプレート30をその白部分7と黒部分8との境界であるエッジ9の向きがX軸又はY軸に平行であるように載置する。
次に、カメラ6で撮像されたキャリブレーションプレート30画像内において、同一の大きさが配列されている白部分7と黒部分8との大きさが、図3に示すように黒部分8が白部分7より小さく撮像されたり、黒部分8が白部分7より大きく撮像されないように、図2に示すように白部分7と黒部分8とが同一の大きさになるように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、画像範囲内において照明の明るさや照度に斑が生じないように光量及び光線の向き等の照明要素設定を行う。
次に、カメラ6で撮像されたキャリブレーションプレート30画像内において、X軸方向で双方向からの2方向でそれぞれ1ピクセルずつ制御装置11に記憶されているプログラムにしたがってずらしながらピクセル座標ごとの輝度を測定して同じ輝度差の範囲となる位置をX軸方向の暫定エッジ9位置とし、またY軸方向で双方向からの2方向でそれぞれ1ピクセルずつ制御装置11に記憶されているプログラムにしたがってずらしながらピクセル座標ごとの輝度を測定し同じ輝度差の範囲となる位置をY軸方向の暫定エッジ9位置とし、該X軸方向の暫定エッジ9位置となる輝度差範囲と該Y軸方向の暫定エッジ9位置となる輝度差範囲とから、X軸方向及びY軸方向で同一の輝度差しきい値を設定し、該輝度差しきい値が検出される位置を白部分7と黒部分8との境界のエッジ9位置と認識するように設定する。
得られたカメラ6要素設定及び照明要素設定により、測定対象物5が変わっても白部分7と黒部分8の輝度差は設定したときと同一の輝度差を有することとなるので、エッジ9位置の輝度差しきい値を設定することにより、測定対象物5が変わっても、測定対象物5のエッジ9位置を正確に確実に検知し、そのピクセル座標を検出することができる。
次に、ピクセル座標実寸法換算手段について説明する。まず、カメラ6で撮像される範囲を少なくとも覆う大きさの1枚のキャリブレーションプレート30を撮像装置4のステージ20上に載置する。該キャリブレーションプレート30は、例えば図4に示すように、各辺の長さが1mmの白部分7からなる正方形と各辺の長さが1mmの黒部分8からなる正方形とがX軸方向及びY軸方向で交互にます目状に配列されている。該白部分7と黒部分8の境界であるエッジ9位置は1mmごとに存在するので、エッジ9位置を測定すればX軸方向における1mmごとのピクエル座標及びY軸方向における1mmごとのピクセル座標を把握できる。
ところが、レンズ15の収差によりカメラ6で撮像される画像が、図5(但しエッジ9位置のみ表現している。)に示すように「糸巻き型」になったり、図6(但しエッジ9位置のみ表現している。)に示すように「たる型」になったりして変形するのに対して、画像上のピクセル座標はX軸方向及びY軸方向とも常に一定である。よって、キャリブレーションプレート30の正方形の各辺の長さが1mmでありながら、画像上の四角形の各辺の長さを示すピクセル数が画像上の位置によって異なる。
例えば、図7はステージ20上に同じ形状で同じ大きさを有する測定対象物5を載置して撮像した画像であるが、同一測定箇所を測定したところ、画像中央部に載置した物の寸法aと画像端部に載置した物の寸法bとの寸法が、実物は同一寸法でありながら、画像上のピクセル数で測定すると寸法が異なる。
そこで、X軸方向における1mmごとのピクセル座標と、該ピクセル座標間のピクセル数とから、ピクセル座標ごとにX軸方向の1ピクセルごとの実寸法を把握し記憶する。同じようにしてY軸方向のピクセル座標ごとに1ピクセルごとの実寸法を把握し記憶する。
パタ―ン登録手段は、例えば図8に示すような基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録する。
設計値情報記憶手段は、例えば図8に示すような基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象をあらかじめ登録して記憶させておきます。これにより、測定対象物5を測定するときに瞬時に測定ポイントに対して測定したい長さや角度等の測定値を測定することができます。例えば、図8における長さc及びdを測定ポイントとして記憶します。
測定対象物5を撮像する手段は、あらかじめ設定されたシャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ6要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を行なった後に、カメラ6により、例えば図9に示すようにステージ20に任意の向きに載置された測定対象物5を撮像します。
パターン認識手段は、ステージ20上に載置された測定対象物5がいかなる向きに載置されていても、あらかじめ登録し記憶されているパターン登録情報に基づいて、任意の向きに載置されている測定対象物5がどの登録された形状を有する測定対象物5であるかを検索し認識します。
測定対象物寸法測定手段は、特定された測定対象物5の測定指示情報により画面上における測定位置を取得し、エッジ位置設定に基づいて画面上の測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、得たピクセル座標をもとにピクセル座標実寸法換算データに基づいて、長さや角度などを換算して算出し表示します。
したがって、予めカメラ要素設定値及び照明要素設定を実施し、ピクセル座標ごとの実寸法を把握し記憶させておき、測定する予定の物の形状や大きさ等のパターン及び測定する箇所を登録し記憶させた後に、図9に示すように、複数の測定対象物5をステージ20上に載置し寸法計測装置1の測定スタート釦(図なし)を押すと瞬時に複数の測定対象物5の測定値がモニタ10に表示される。例えば図8のような長さc、dを測定ポイントとして登録しておけば、図9のように向きがばらばらに置かれた測定対象物5であっても各測定対象物5の長さc、dを瞬時に測定しモニタ10に表示します。
次に、図10及び図11のフローチャートを参照して寸法計測処理について説明する。まず、寸法計測装置1の設定ステップS101、次に基準となる測定対象物5の登録ステップS102、そして測定ステップS103の順に実施される。装置の設定ステップS101には、エッジ9位置を設定し登録するステップS1、次にピクセル座標ごとに実寸法を求め登録するステップS2が実施され、基準となる測定対象物5の登録ステップS102には、基準となる測定対象物の形状等のパターンを登録するステップS3、次に基準となる測定対象物の測定ポイント等の設計値情報を登録するステップS4が実施され、測定ステップS103には、撮像された測定対象物5の画像を記憶するステップS5、次に撮像画像と登録情報と比較してパターン認識をするステップS6、そして測定対象物5の画像上のピクセル座標から換算して実寸法を取得して該実寸法をモニタ10に表示しかつ制御装置11のコンピュータに記録するステップS7が実施される。
寸法計測装置1の設定ステップS101は、制御装置11のプログラムに、画像から測定対象物5の実測値を測定するための、白部分7と黒部分8の境界のエッジ位置把握のプログラムと、ピクセル座標ごとの1ピクセル当りの実寸法換算のプログラムとを記憶させるステップである。
ステップS1は、エッジ位置設定ステップである。まず、測定対象物5を載置するステージ20の上に、例えば図2に示すような白部分7と黒部分8を有するキャリブレーションプレート30をその白部分7と黒部分8との境界であるエッジ9の向きがX軸又はY軸に平行であるように載置する。
次に、カメラ6で撮像されモニタ10に表示されたキャリブレーションプレート30画像内において、図2に示すように白部分7と黒部分8とが同一の大きさになるように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、画像範囲内において照明の明るさや照度に斑が生じないように光量及び光線の向き等の照明要素設定を行い、前記カメラ要素設定データ及び前記照明要素設定データを制御装置11のプログラムに記憶させる。
次に、画像内において、X軸方向で双方向からの2方向でそれぞれ1ピクセルずつずらしながらピクセル座標ごとの輝度を測定して同じ輝度差の範囲となる位置をX軸方向の暫定エッジ9位置とし、またY軸方向で双方向からの2方向でそれぞれ1ピクセルずつずらしながらピクセル座標ごとの輝度を測定し同じ輝度差の範囲となる位置をY軸方向の暫定エッジ9位置とし、該X軸方向の暫定エッジ9位置となる輝度差範囲と該Y軸方向の暫定エッジ9位置となる輝度差範囲とから、X軸方向及びY軸方向で同一の輝度差しきい値を設定し、該輝度差しきい値が検出される位置を白部分7と黒部分8との境界のエッジ9位置と認識するプログラムにしたがって、カメラ6で撮像されたキャリブレーションプレート30画像内における白部分7と黒部分8との境界であるエッジ9位置の輝度差しきい値を記憶する。
ステップS2はピクセル座標ごとに実寸法を求め登録するステップである。レンズ15の収差によりカメラ6で撮像される画像が糸巻き型やたる型になっても、ピクセル座標ごとに1ピクセルごとの実寸法を制御装置11のプログラムに記憶させるステップである。
画像内のX軸方向における1mmごとのピクセル座標をエッジ9位置の輝度差しきい値プログラムにしたがって検出し、1mmごとのピクセル座標の差から1mm間隔を構成するピクセル数を算出し、ピクセル座標ごとに1mmを該ピクセル数で割って、ピクセル座標ごとのX軸方向の1ピクセルごとの実寸法を算出し記憶するプログラムにしたがって、カメラ6で撮像される範囲を少なくとも覆う大きさの1枚のキャリブレーションプレート30を使用してX軸方向のピクセル座標ごとに1ピクセルごとの実寸法を算出し制御装置11のプログラムに記憶する。
Y軸についてもX軸と同じようにして、Y軸方向のピクセル座標ごとに1ピクセルごとの実寸法を算出し制御装置11のプログラムに記憶する。
次に、基準となる測定対象物5の登録ステップS102は、制御装置11のプログラムに、基準となる測定対象物5の形状等のパターンをあらかじめ登録しておくステップS3、そして基準となる測定対象物5の測定ポイントや長さ等の設計値情報をあらかじめ登録しておくステップS4である。
ステップS3は、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識するプログラムにしたがって、ステージ20上に載置された基準となる測定対象物5をパターン認識して制御装置11のプログラムに記憶する。
ステップS4は、該パターン認識プログラムで記憶した基準となる測定対象物5のパターンごとに、測定対象物5の測定ポイント、該測定ポイントにおける長さ、角度、半径及び直径等の設計値情報を記憶するプログラムにしたがって、測定対象物5のパターンごとに前記設計値情報を制御装置11のプログラムに記憶する。
次に、測定ステップS103は、撮像装置4のステージ20上に任意の位置や向きに載置した測定対象物5の測定を実施するステップであり、ステップS1〜ステップS4で記憶させたデータを含めて制御装置11のプログラムにしたがって、撮像された測定対象物5の画像を記憶するステップS5、次に測定対象物5画像と登録情報と比較してパターン認識をするステップS6、そして測定対象物5画像上のピクセル座標から換算して実寸法を取得して該実寸法をモニタ10に表示しかつ制御装置11のコンピュータに記録するステップS7が実施されるステップである。
ステップS5は、ステップS1でプログラムに記憶されたカメラ要素設定データ及び前記照明要素設定データで撮像装置4の設定を自動設定するプログラムにしたがって該設定された撮像装置4を使って撮像された測定対象物5の画像を記憶する。
ステップS6は、撮像され記録された画像を対象に、ステップS1でプログラムに記憶させたエッジ9位置の輝度差しきい値で該画像のエッジ9位置を読み取り、読み取ったエッジ9位置から測定対象物5画像の形状や大きさを把握し、該把握した画像の形状や大きさとステップS3で記録させたパターンとが一致するパターンを検索して、測定対象物5のパターンを特定するプログラムにしたがって、撮像装置4のステージ20上に位置や向きを任意に載置した測定対象物5のパターンを特定し記録する。
ステップS7は、ステップS4でプログラムに記録させた測定対象物5のパターンごとの測定対象物5の測定ポイント、該測定ポイントにおける長さ、角度、半径及び直径等の設計値情報と、ステップS1でプログラムに記憶させたエッジ9位置の輝度差しきい値とによって、該画像の測定ポイントの長さ、角度、半径及び直径等のエッジ9位置をピクセル座標で読み取り、ステップS2で記録させたピクセル座標ごとの1ピクセル当りの実寸法換算データにより、前記測定ポイントの長さ、角度、半径及び直径等の実寸値を算出しモニタ10に表示するとともに制御装置11のコンピュータに記録するプログラムにしたがって、撮像装置4のステージ20上に載置した測定対象物5の測定ポイントの実寸値を算出しモニタ10に表示するとともに制御装置11のコンピュータに記録する。
1 寸法計測装置
2 画像処理装置
3 照明電源装置
4 撮像装置
5 測定対象物
6 カメラ
7 白部分
8 黒部分
9 エッジ
10 モニタ
11 制御装置
15 レンズ
20 ステージ
21 透過照明部
22 各軸調整機能部
30 キャリブレーションプレート
2 画像処理装置
3 照明電源装置
4 撮像装置
5 測定対象物
6 カメラ
7 白部分
8 黒部分
9 エッジ
10 モニタ
11 制御装置
15 レンズ
20 ステージ
21 透過照明部
22 各軸調整機能部
30 キャリブレーションプレート
本発明は、撮像手段により取得したワーク画像のエッジ位置に基づいてワークの寸法を測定する寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測装置用のプログラムに関するものである。
特許文献1には、ワークを撮像してワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定するための測定設定データを作成する測定データ作成装置において、上記ワークの輪郭形状を示す形状線の位置情報、寸法線の位置情報、並びに、上記寸法線に関連付けられた設計値及び公差からなる設計値情報を含む設計データを取得する設計データ取得手段と、上記ワークを含むマスター画像に対し、測定対象箇所及び測定種別を指定するための測定対象箇所指定手段と、指定された測定対象箇所について、上記マスター画像からエッジを抽出するエッジ抽出手段と、抽出されたエッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を算出する寸法値算出手段と、算出された寸法値に近い設計値からなる設計値情報を上記設計データから抽出する設計値情報抽出手段と、指定された上記測定対象箇所及び上記測定箇所からなる測定対象箇所情報、並びに、上記測定対象箇所と関連付けた上記設計値情報を含む測定設計データを生成する測定設定データ生成手段とを備えた測定設定データ作成装置が開示されている。
特許文献2には、画像データに含まれる誤差を校正する方法が開示されている。真直なエッジを有する校正ワークを用意し、エッジがマシン座標系のY軸に平行になるようにステージに載置し、ステージとCCDカメラとをX軸方向に相対移動させつつCCDカメラの撮像領域内の異なる位置でエッジを撮像し、そのエッジを撮像した位置については駆動機構の駆動量から検出し、撮像された画像データ中でエッジ検出を行い、エッジの座標を出力する。そして、画像上のエッジ検出にて求められたエッジ座標と駆動機構の駆動量から求められたエッジ位置とのずれ量をエッジずれ量として各撮像ポイントについて算出する画像測定装置の校正方法が開示されている。
特許文献1に記載の測定設定データ作成装置は、段落[0037]に「輝度変化を解析してエッジを抽出」との記載があるが、エッジを認識させる要件の記載がない。画像から寸法を測定するときは、背景が白色のものに対して黒色の被対象物を測定するので、シャッター速度等のカメラ要素設定や照明の光量によっては、その明るさによって撮像された画像のエッジ位置が実際の測定対象物のエッジ位置より微妙に動くという現象が現れる。すると、その状態を撮像すると、例えば実際の寸法よりも狭く測定されたりするので正確な寸法測定ができないという問題があった。さらに、レンズには収差があるが、この収差対策の記載がないので、例えば実際の測定対象物の形状が四角形状であっても、その画像の形状はタル型になるため正確な寸法測定ができないという問題があった。
特許文献2の画像測定装置の校正方法は、画像がタル型になるレンズに対する収差対策の技術であるが、ステージを移動させないと校正することが実現できない技術であるから装置が大掛かりになるという問題があった。さらに、エッジ位置検出方法が開示されていないことから、シャッター速度等のカメラ要素設定や照明の光量によっては、その明るさによって撮像された画像のエッジ位置が実際の測定対象物のエッジ位置より微妙に動くという現象が現れる。すると、その状態を撮像すると、例えば実際の寸法よりも狭く測定されたりするので正確な寸法測定ができないという問題があった。
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、測定対象物のエッジ位置を画像上にズレなく取得することができ、レンズの収差に対して正確な長さを読み取ることができ、測定対象物の撮像画像に基づいて正確な寸法測定ができる装置、方法及び該装置用のプログラムを提供することを課題とする。
請求項1に記載の寸法計測装置1は、測定対象物5の寸法を、レンズ15を有する撮像手段による画像から測定する装置であって、撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレート30の、白部分7と黒部分8とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ9位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定手段と、前記撮像手段による画像上の前記キャリブレーションプレート30の単位寸法ごとのエッジ9位置をピクセル座標で計測し、前記ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手段と、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録手段と、前記基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶手段と、前記測定対象物5を撮像する手段と、前記測定対象物を撮像した画像から前記パターン登録手段により登録されたパターン登録情報に基づいて前記測定対象物5の特定をするパターン認識手段と、特定された前記測定対象物5の測定指示情報により測定位置を取得し、前記エッジ設定手段により設定された設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、前記ピクセル座標実寸法換算手段に記憶したデータに基づいて該エッジ9位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物5寸法測定手段と、を含む手段からなることを特徴とする。
請求項2に記載の寸法計測方法は、測定対象物5の寸法を、レンズ15を有する撮像手段による画像から測定する方法であって、撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレート30の、白部分7と黒部分8とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ9位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定工程と、前記撮像手段による画像上の前記キャリブレーションプレート30の単位寸法ごとのエッジ9位置をピクセル座標で計測し、前記ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算工程と、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録工程と、前記基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶工程と、前記測定対象物5を撮像する工程と、前記測定対象物を撮像した画像から前記パターン登録手段により登録されたパターン登録情報に基づいて前記測定対象物5の特定をするパターン認識工程と、特定された前記測定対象物5の測定指示情報により測定位置を取得し、前記エッジ設定手段により設定された設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、前記ピクセル座標実寸法換算手段に記憶したデータに基づいて該エッジ9位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物5寸法測定工程と、を含む工程からなることを特徴とする。
請求項3に記載の寸法計測装置1用のプログラムは、コンピュータに、測定対象物5の寸法を、レンズ15を有する撮像手段による画像から測定させる装置用のプログラムであって、撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレート30の、白部分7と黒部分8とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ9位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定手順と、前記撮像手段による画像上の前記キャリブレーションプレート30の単位寸法ごとのエッジ9位置をピクセル座標で計測し、前記ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手順と、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録手順と、前記基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶手順と、前記測定対象物を撮像する手順と、前記測定対象物を撮像した画像から前記パターン登録手段により登録されたパターン登録情報に基づいて前記測定対象物5の特定をするパターン認識手順と、特定された前記測定対象物5の測定指示情報により測定位置を取得し、前記エッジ設定手段により設定された設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、前記ピクセル座標実寸法換算手段に記憶したデータに基づいて該エッジ9位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物5寸法測定手順と、を含む手順を寸法計測装置1に実施させることを特徴とする。
請求項1乃至3に記載のいずれの発明とも、撮像に使用されるレンズ15の収差がありながら正確な寸法を測定することができ、複数の測定対象物5がそれぞれ異なる任意の方向で載置されていても測定したい部位の測定したい寸法を正確に一瞬に測定することができる。
本発明に係る寸法計測装置1を図1示す。寸法計測装置1は、測定対象物5の寸法を、カメラ6を備えた撮像手段による画像から測定する装置であって、画像処理装置2、照明電源装置3、撮像装置4を含む構成からなる。画像処理装置2はモニタ10、制御装置11及びスイッチ(図なし)等から構成され、撮像された画像から寸法計測を行い、撮像装置4は測定対象物5を載置するステージ20、該ステージ20を下から照らす透過照明部21、該ステージ20のXYZ各軸調整機能部22及びレンズ15付カメラ6を備えて測定対象物5を撮像し、照明電源装置3は前記透過照明部21に接続し照明の明るさや照度に斑が生じないように制御する。
寸法計測装置1は、白部分7と黒部分8とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ9位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定手段と、画像上の前記キャリブレーションプレート30の単位寸法ごとのエッジ9位置をピクセル座標で計測し、ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手段と、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録手段と、基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶手段と、測定対象物5を撮像する手段と、画像からパターン登録情報に基づいて測定対象物5の特定をするパターン認識手段と、特定された測定対象物5の測定指示情報により測定位置を取得し、エッジ9位置設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、ピクセル座標実寸法換算データに基づいて該エッジ9位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物5寸法測定手段と、を含む手段を有する。
エッジ位置設定手段は、白色の背景の中で測定対象物5が黒色に撮像されることから、寸法を正確に測定するには白部分7と黒部分8との境界のエッジ9の位置を正確に測定できるようにすることが不可欠であり、この正確にエッジ9位置の測定を実現させる手段である。そのためには、まず、測定対象物5を載置するステージ20の上に、例えば図2に示すような白部分7と黒部分8を有するキャリブレーションプレート30をその白部分7と黒部分8との境界であるエッジ9の向きがX軸又はY軸に平行であるように載置する。
次に、カメラ6で撮像されたキャリブレーションプレート30画像内において、同一の大きさが配列されている白部分7と黒部分8との大きさが、図3に示すように黒部分8が白部分7より小さく撮像されたり、黒部分8が白部分7より大きく撮像されないように、図2に示すように白部分7と黒部分8とが同一の大きさになるように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、画像範囲内において照明の明るさや照度に斑が生じないように光量及び光線の向き等の照明要素設定を行う。
次に、カメラ6で撮像されたキャリブレーションプレート30画像内において、X軸方向で双方向からの2方向でそれぞれ1ピクセルずつ制御装置11に記憶されているプログラムにしたがってずらしながらピクセル座標ごとの輝度を測定して同じ輝度差の範囲となる位置をX軸方向の暫定エッジ9位置とし、またY軸方向で双方向からの2方向でそれぞれ1ピクセルずつ制御装置11に記憶されているプログラムにしたがってずらしながらピクセル座標ごとの輝度を測定し同じ輝度差の範囲となる位置をY軸方向の暫定エッジ9位置とし、該X軸方向の暫定エッジ9位置となる輝度差範囲と該Y軸方向の暫定エッジ9位置となる輝度差範囲とから、X軸方向及びY軸方向で同一の輝度差しきい値を設定し、該輝度差しきい値が検出される位置を白部分7と黒部分8との境界のエッジ9位置と認識するように設定する。
得られたカメラ6要素設定及び照明要素設定により、測定対象物5が変わっても白部分7と黒部分8の輝度差は設定したときと同一の輝度差を有することとなるので、エッジ9位置の輝度差しきい値を設定することにより、測定対象物5が変わっても、測定対象物5のエッジ9位置を正確に確実に検知し、そのピクセル座標を検出することができる。
次に、ピクセル座標実寸法換算手段について説明する。まず、カメラ6で撮像される範囲を少なくとも覆う大きさの1枚のキャリブレーションプレート30を撮像装置4のステージ20上に載置する。該キャリブレーションプレート30は、例えば図4に示すように、各辺の長さが1mmの白部分7からなる正方形と各辺の長さが1mmの黒部分8からなる正方形とがX軸方向及びY軸方向で交互にます目状に配列されている。該白部分7と黒部分8の境界であるエッジ9位置は1mmごとに存在するので、エッジ9位置を測定すればX軸方向における1mmごとのピクエル座標及びY軸方向における1mmごとのピクセル座標を把握できる。
ところが、レンズ15の収差によりカメラ6で撮像される画像が、図5(但しエッジ9位置のみ表現している。)に示すように「糸巻き型」になったり、図6(但しエッジ9位置のみ表現している。)に示すように「たる型」になったりして変形するのに対して、画像上のピクセル座標はX軸方向及びY軸方向とも常に一定である。よって、キャリブレーションプレート30の正方形の各辺の長さが1mmでありながら、画像上の四角形の各辺の長さを示すピクセル数が画像上の位置によって異なる。
例えば、図7はステージ20上に同じ形状で同じ大きさを有する測定対象物5を載置して撮像した画像であるが、同一測定箇所を測定したところ、画像中央部に載置した物の寸法aと画像端部に載置した物の寸法bとの寸法が、実物は同一寸法でありながら、画像上のピクセル数で測定すると寸法が異なる。
そこで、X軸方向における1mmごとのピクセル座標と、該ピクセル座標間のピクセル数とから、ピクセル座標ごとにX軸方向の1ピクセルごとの実寸法を把握し記憶する。同じようにしてY軸方向のピクセル座標ごとに1ピクセルごとの実寸法を把握し記憶する。
パタ―ン登録手段は、例えば図8に示すような基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録する。
設計値情報記憶手段は、例えば図8に示すような基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象をあらかじめ登録して記憶させておきます。これにより、測定対象物5を測定するときに瞬時に測定ポイントに対して測定したい長さや角度等の測定値を測定することができます。例えば、図8における長さc及びdを測定ポイントとして記憶します。
測定対象物5を撮像する手段は、あらかじめ設定されたシャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ6要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を行なった後に、カメラ6により、例えば図9に示すようにステージ20に任意の向きに載置された測定対象物5を撮像します。
パターン認識手段は、ステージ20上に載置された測定対象物5がいかなる向きに載置されていても、あらかじめ登録し記憶されているパターン登録情報に基づいて、任意の向きに載置されている測定対象物5がどの登録された形状を有する測定対象物5であるかを検索し認識します。
測定対象物寸法測定手段は、特定された測定対象物5の測定指示情報により画面上における測定位置を取得し、エッジ位置設定に基づいて画面上の測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、得たピクセル座標をもとにピクセル座標実寸法換算データに基づいて、長さや角度などを換算して算出し表示します。
したがって、予めカメラ要素設定値及び照明要素設定を実施し、ピクセル座標ごとの実寸法を把握し記憶させておき、測定する予定の物の形状や大きさ等のパターン及び測定する箇所を登録し記憶させた後に、図9に示すように、複数の測定対象物5をステージ20上に載置し寸法計測装置1の測定スタート釦(図なし)を押すと瞬時に複数の測定対象物5の測定値がモニタ10に表示される。例えば図8のような長さc、dを測定ポイントとして登録しておけば、図9のように向きがばらばらに置かれた測定対象物5であっても各測定対象物5の長さc、dを瞬時に測定しモニタ10に表示します。
次に、図10及び図11のフローチャートを参照して寸法計測処理について説明する。まず、寸法計測装置1の設定ステップS101、次に基準となる測定対象物5の登録ステップS102、そして測定ステップS103の順に実施される。装置の設定ステップS101には、エッジ9位置を設定し登録するステップS1、次にピクセル座標ごとに実寸法を求め登録するステップS2が実施され、基準となる測定対象物5の登録ステップS102には、基準となる測定対象物の形状等のパターンを登録するステップS3、次に基準となる測定対象物の測定ポイント等の設計値情報を登録するステップS4が実施され、測定ステップS103には、撮像された測定対象物5の画像を記憶するステップS5、次に撮像画像と登録情報と比較してパターン認識をするステップS6、そして測定対象物5の画像上のピクセル座標から換算して実寸法を取得して該実寸法をモニタ10に表示しかつ制御装置11のコンピュータに記録するステップS7が実施される。
寸法計測装置1の設定ステップS101は、制御装置11のプログラムに、画像から測定対象物5の実測値を測定するための、白部分7と黒部分8の境界のエッジ位置把握のプログラムと、ピクセル座標ごとの1ピクセル当りの実寸法換算のプログラムとを記憶させるステップである。
ステップS1は、エッジ位置設定ステップである。まず、測定対象物5を載置するステージ20の上に、例えば図2に示すような白部分7と黒部分8を有するキャリブレーションプレート30をその白部分7と黒部分8との境界であるエッジ9の向きがX軸又はY軸に平行であるように載置する。
次に、カメラ6で撮像されモニタ10に表示されたキャリブレーションプレート30画像内において、図2に示すように白部分7と黒部分8とが同一の大きさになるように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、画像範囲内において照明の明るさや照度に斑が生じないように光量及び光線の向き等の照明要素設定を行い、前記カメラ要素設定データ及び前記照明要素設定データを制御装置11のプログラムに記憶させる。
次に、画像内において、X軸方向で双方向からの2方向でそれぞれ1ピクセルずつずらしながらピクセル座標ごとの輝度を測定して同じ輝度差の範囲となる位置をX軸方向の暫定エッジ9位置とし、またY軸方向で双方向からの2方向でそれぞれ1ピクセルずつずらしながらピクセル座標ごとの輝度を測定し同じ輝度差の範囲となる位置をY軸方向の暫定エッジ9位置とし、該X軸方向の暫定エッジ9位置となる輝度差範囲と該Y軸方向の暫定エッジ9位置となる輝度差範囲とから、X軸方向及びY軸方向で同一の輝度差しきい値を設定し、該輝度差しきい値が検出される位置を白部分7と黒部分8との境界のエッジ9位置と認識するプログラムにしたがって、カメラ6で撮像されたキャリブレーションプレート30画像内における白部分7と黒部分8との境界であるエッジ9位置の輝度差しきい値を記憶する。
ステップS2はピクセル座標ごとに実寸法を求め登録するステップである。レンズ15の収差によりカメラ6で撮像される画像が糸巻き型やたる型になっても、ピクセル座標ごとに1ピクセルごとの実寸法を制御装置11のプログラムに記憶させるステップである。
画像内のX軸方向における1mmごとのピクセル座標をエッジ9位置の輝度差しきい値プログラムにしたがって検出し、1mmごとのピクセル座標の差から1mm間隔を構成するピクセル数を算出し、ピクセル座標ごとに1mmを該ピクセル数で割って、ピクセル座標ごとのX軸方向の1ピクセルごとの実寸法を算出し記憶するプログラムにしたがって、カメラ6で撮像される範囲を少なくとも覆う大きさの1枚のキャリブレーションプレート30を使用してX軸方向のピクセル座標ごとに1ピクセルごとの実寸法を算出し制御装置11のプログラムに記憶する。
Y軸についてもX軸と同じようにして、Y軸方向のピクセル座標ごとに1ピクセルごとの実寸法を算出し制御装置11のプログラムに記憶する。
次に、基準となる測定対象物5の登録ステップS102は、制御装置11のプログラムに、基準となる測定対象物5の形状等のパターンをあらかじめ登録しておくステップS3、そして基準となる測定対象物5の測定ポイントや長さ等の設計値情報をあらかじめ登録しておくステップS4である。
ステップS3は、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識するプログラムにしたがって、ステージ20上に載置された基準となる測定対象物5をパターン認識して制御装置11のプログラムに記憶する。
ステップS4は、該パターン認識プログラムで記憶した基準となる測定対象物5のパターンごとに、測定対象物5の測定ポイント、該測定ポイントにおける長さ、角度、半径及び直径等の設計値情報を記憶するプログラムにしたがって、測定対象物5のパターンごとに前記設計値情報を制御装置11のプログラムに記憶する。
次に、測定ステップS103は、撮像装置4のステージ20上に任意の位置や向きに載置した測定対象物5の測定を実施するステップであり、ステップS1〜ステップS4で記憶させたデータを含めて制御装置11のプログラムにしたがって、撮像された測定対象物5の画像を記憶するステップS5、次に測定対象物5画像と登録情報と比較してパターン認識をするステップS6、そして測定対象物5画像上のピクセル座標から換算して実寸法を取得して該実寸法をモニタ10に表示しかつ制御装置11のコンピュータに記録するステップS7が実施されるステップである。
ステップS5は、ステップS1でプログラムに記憶されたカメラ要素設定データ及び前記照明要素設定データで撮像装置4の設定を自動設定するプログラムにしたがって該設定された撮像装置4を使って撮像された測定対象物5の画像を記憶する。
ステップS6は、撮像され記録された画像を対象に、ステップS1でプログラムに記憶させたエッジ9位置の輝度差しきい値で該画像のエッジ9位置を読み取り、読み取ったエッジ9位置から測定対象物5画像の形状や大きさを把握し、該把握した画像の形状や大きさとステップS3で記録させたパターンとが一致するパターンを検索して、測定対象物5のパターンを特定するプログラムにしたがって、撮像装置4のステージ20上に位置や向きを任意に載置した測定対象物5のパターンを特定し記録する。
ステップS7は、ステップS4でプログラムに記録させた測定対象物5のパターンごとの測定対象物5の測定ポイント、該測定ポイントにおける長さ、角度、半径及び直径等の設計値情報と、ステップS1でプログラムに記憶させたエッジ9位置の輝度差しきい値とによって、該画像の測定ポイントの長さ、角度、半径及び直径等のエッジ9位置をピクセル座標で読み取り、ステップS2で記録させたピクセル座標ごとの1ピクセル当りの実寸法換算データにより、前記測定ポイントの長さ、角度、半径及び直径等の実寸値を算出しモニタ10に表示するとともに制御装置11のコンピュータに記録するプログラムにしたがって、撮像装置4のステージ20上に載置した測定対象物5の測定ポイントの実寸値を算出しモニタ10に表示するとともに制御装置11のコンピュータに記録する。
1 寸法計測装置
2 画像処理装置
3 照明電源装置
4 撮像装置
5 測定対象物
6 カメラ
7 白部分
8 黒部分
9 エッジ
10 モニタ
11 制御装置
15 レンズ
20 ステージ
21 透過照明部
22 各軸調整機能部
30 キャリブレーションプレート
2 画像処理装置
3 照明電源装置
4 撮像装置
5 測定対象物
6 カメラ
7 白部分
8 黒部分
9 エッジ
10 モニタ
11 制御装置
15 レンズ
20 ステージ
21 透過照明部
22 各軸調整機能部
30 キャリブレーションプレート
Claims (3)
- 測定対象物の寸法を、レンズを有する撮像手段による画像から測定する装置であって、
白部分と黒部分とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定手段と、
撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレートに基づいて、画像上のキャリブレーションプレートの単位寸法ごとのエッジ位置をピクセル座標で計測し、ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手段と、
基準となる測定対象物の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録手段と、
基準となる測定対象物の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶手段と、
測定対象物を撮像する手段と、
画像からパターン登録情報に基づいて測定対象物の特定をするパターン認識手段と、
特定された測定対象物の測定指示情報により測定位置を取得し、エッジ位置設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ位置のピクセル座標を検出し、ピクセル座標実寸法換算データに基づいて該エッジ位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物寸法測定手段と、を含む手段からなることを特徴とする寸法計測装置。 - 測定対象物の寸法を、レンズを有する撮像手段による画像から測定する方法であって、
白部分と黒部分とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定工程と、
撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレートに基づいて、画像上のキャリブレーションプレートの単位寸法ごとのエッジ位置をピクセル座標で計測し、ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算工程と、
基準となる測定対象物の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録工程と、
基準となる測定対象物の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶工程と、
測定対象物を撮像する工程と、
画像からパターン登録情報に基づいて測定対象物の特定をするパターン認識工程と、
特定された測定対象物の測定指示情報により測定位置を取得し、エッジ位置設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ位置のピクセル座標を検出し、ピクセル座標実寸法換算データに基づいて該エッジ位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物寸法測定工程と、を含む工程からなることを特徴とする寸法計測方法。 - コンピュータに、測定対象物の寸法を、レンズを有する撮像手段による画像から測定させる装置用のプログラムであって、
白部分と黒部分とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定手順と、
撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレートに基づいて、画像上のキャリブレーションプレートの単位寸法ごとのエッジ位置をピクセル座標で計測し、ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手順と、
基準となる測定対象物の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録手順と、
基準となる測定対象物の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶手順と、
測定対象物を撮像された画像からパターン登録情報に基づいて測定対象物の特定をするパターン認識手順と、
特定された測定対象物の測定指示情報により測定位置を取得し、エッジ位置設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ位置のピクセル座標を検出し、ピクセル座標実寸法換算データに基づいて該エッジ位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物寸法測定手順と、を含む手順を寸法計測装置に実施させることを特徴とするコンピュータプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012231400A JP5222430B1 (ja) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | 寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測装置用のプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012231400A JP5222430B1 (ja) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | 寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測装置用のプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5222430B1 JP5222430B1 (ja) | 2013-06-26 |
JP2014085115A true JP2014085115A (ja) | 2014-05-12 |
Family
ID=48778792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012231400A Expired - Fee Related JP5222430B1 (ja) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | 寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測装置用のプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5222430B1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023037670A1 (ja) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | Towa株式会社 | 校正方法、及び電子部品の製造方法 |
WO2023037671A1 (ja) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | Towa株式会社 | メンテナンス方法、及び電子部品の製造方法 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107131829B (zh) * | 2017-06-14 | 2023-04-07 | 九牧厨卫股份有限公司 | 一种尺寸公差检测装置和尺寸公差检测方法 |
CN113456098A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-10-01 | 东软医疗系统股份有限公司 | 扫描视野获取方法、装置、电子设备及存储介质 |
CN113658147B (zh) * | 2021-08-23 | 2024-03-29 | 宁波棱镜空间智能科技有限公司 | 一种基于深度学习的工件尺寸测量装置及方法 |
CN115096206B (zh) * | 2022-05-18 | 2024-04-30 | 西北工业大学 | 一种基于机器视觉的零件尺寸高精度测量方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6256814A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-12 | Hitachi Ltd | 3次元位置計測カメラ較正方式 |
JPH02154106A (ja) * | 1988-12-06 | 1990-06-13 | Fujitsu Ltd | 形状検査装置 |
JPH0961121A (ja) * | 1995-08-25 | 1997-03-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 寸法計測装置及び計測方法 |
JP2008298461A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Pioneer Electronic Corp | 外観計測装置、及び外観計測方法 |
JP5368337B2 (ja) * | 2010-02-10 | 2013-12-18 | 株式会社ミツトヨ | 撮像用パターン |
-
2012
- 2012-10-19 JP JP2012231400A patent/JP5222430B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023037670A1 (ja) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | Towa株式会社 | 校正方法、及び電子部品の製造方法 |
WO2023037671A1 (ja) * | 2021-09-09 | 2023-03-16 | Towa株式会社 | メンテナンス方法、及び電子部品の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5222430B1 (ja) | 2013-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5222430B1 (ja) | 寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測装置用のプログラム | |
JP5547105B2 (ja) | 寸法測定装置、寸法測定方法及び寸法測定装置用のプログラム | |
US20170359573A1 (en) | Method and apparatus for camera calibration using light source | |
JP6363863B2 (ja) | 情報処理装置および情報処理方法 | |
JP5597056B2 (ja) | 画像測定装置、画像測定方法及び画像測定装置用のプログラム | |
JP5997989B2 (ja) | 画像測定装置、その制御方法及び画像測定装置用のプログラム | |
US20180058843A1 (en) | Three-Dimensional Measurement Device | |
KR100499764B1 (ko) | 디지털 이미지에서 객체를 측정하는 방법 및 시스템 | |
CN110580724A (zh) | 一种对双目相机组进行标定的方法、装置和存储介质 | |
JP2012215394A (ja) | 三次元計測装置および三次元計測方法 | |
JP2012028949A (ja) | 画像処理装置及びその制御方法 | |
JP5342413B2 (ja) | 画像処理方法 | |
JP2013140042A (ja) | 画像処理装置及び画像処理方法 | |
JPWO2009088053A1 (ja) | 測定装置および方法、並びに、プログラム | |
JP6599697B2 (ja) | 画像測定装置及びその制御プログラム | |
JP5336325B2 (ja) | 画像処理方法 | |
JP2011069797A (ja) | 変位量測定装置及び変位量測定方法 | |
JP6140255B2 (ja) | 画像処理装置及び画像処理方法 | |
JP2013134176A (ja) | 撮像装置および撮像方法 | |
JP6413648B2 (ja) | 計測システム、物体取出システム、計測方法およびプログラム | |
JP6908357B2 (ja) | 位置特定装置及び位置特定方法 | |
CN113109259B (zh) | 一种图像的智能导航方法及装置 | |
JP5740843B2 (ja) | 電子機器 | |
JP2011064579A (ja) | 三次元測定システムおよび三次元測定方法 | |
US20080008381A1 (en) | Coordinate acquisition apparatus for test of printed board, and coordinate acquisition method and program for test thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160315 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5222430 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |