JP2017138332A - マシンビジョンシステムのための最小コントラストを保証するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マシンビジョンシステムによって監視される体積を表現する領域内で最小物体コントラスト要求が満たされることを確認するための方法および装置を提示する。補完的に、本開示はまた、床からある最低高さにある監視される体積を照明するために使用されるライティング源の位置を制約し、監視される体積を撮像するために使用されるカメラに対し監視される体積内で非対称的なライティングを提供する主光源を使用するための方法を提示する。それに対応して、本開示はまた、主光源の適切な動作を監視し、不適切な動作に応答するための方法および装置を提示する。最小コントラストの確認および主光源の監視の動作は、スタンドアロンの装置を使用して実現され得るか、または、マシンビジョンシステムに組み込まれ得る。
【選択図】図2
Description
る最小コントラスト要求を満たすかどうかを判定するように構成される。少なくとも1つの実施形態において、この装置は機能的に、マシンビジョンシステム内で統合され、それは、1つ以上の画像センサと、関連づけられた制御および処理ユニットとを備える。
測定するための方法および装置を含む、いくつかの分野における有利な教示を提供する。これらのおよび他の利点が、少なくとも部分的には図1に示すような例示的な照明監視装置10の構成および動作によって、実現され得る。
場合において、1つ以上の実施形態における制御ユニット32は、その画像の取得を主光源12の変調周波数または位相と同期させるためにマシンビジョンシステム14により使用され得る、主光源12の監視された変調周波数または位相に追従する周波数表示または位相表示信号を生成するように構成される。対応する例示的な構成において、マシンビジョンシステム14は、マシンビジョンシステム14の1つ以上の画像センサ20の露光を制御するために、周波数表示または位相表示信号を使用することによってその画像の取得を同期させるように構成される。たとえば、マシンビジョンシステム14は、画像センサ20が主光源12の変調サイクルの高位相中に露光するよう画像センサ20を制御するために、照明監視装置10からの周波数表示または位相表示信号を使用する。
ために使用されるライティング構成を初期化し、確認するための方法を実行する。すなわち、上述した主光源監視方法400および照明監視装置10の関連づけられた例示的な実施形態に加え、マシンビジョンシステム14の1つ以上の撮像センサ20によって見られる視野内の最小物体コントラストを確認することもまた、本明細書において意図される。
608)を含み得る。
(および関連する装置)、(c)主光源12を監視することによって保護体積がランタイム中(据え付け後)に十分なコントラストを維持することを保証するための方法および装置を提供する。
されるマシンビジョンシステム14のライブ動作中に監視され得る。
を測定可能であることが重要である。セットアップ時のコントラストおよびγのレベルが十分である場合には、それらは、主光源12が存在し、適切に機能している限り、任意の光源の追加または除去によって維持または改善されるだろう。
1)γの測定が必要とされる位置に検査片を配置する。
4)最大および最小の強度(ImaxおよびImin)が選択された領域内で得られる。
さらに、ライティングのレイアウトおよび物体の形状によってのみもたらされる真のコントラストの変化を得るために、検査片90の表面は拡散するものでなくてはならない。
めに処理ユニット84によってさらに処理され得る。そのような装置はまず入来信号を、それらが入来放射照度、すなわち、球体上に落ちる光、に対する関係を維持するように変換する。続いて、γが以下の式によって計算される。
Dynamic Range Radiance Maps from Photographs”,SIGGRAPH 1998およびT.Matsunaga and S.Nayar,“Radiometric Self Calibration”,CVPR 1999の著作を含む文献において提案されている。
それゆえに、対数領域におけるコントラストは、
したがって、
式4によって示されるごとく、βlnα>0を保つことにより、物体についての有効コントラストを増大させることができる。有効コントラストが劣化しないことを保証するために、マシンビジョンシステム14は、低露光フレームの露光時間を光の位相に同期させ、高い(すなわち、放射照度がサイクルの平均放射照度よりも大きい)変調サイクル期間中のみに露光するように構成され得る。この技法はまた、(異なる位相を有する)2つ以上の変調光源が存在するケースにおいて最小コントラストを維持するのにも有効である。この点について、主光源12の変調位相および周波数は、本明細書の他の箇所で教示したように監視され得る。
Claims (23)
- マシンビジョンシステムの1つ以上の撮像センサによって見られる視野内の最小物体コントラストを確認する方法であって、
検査物体が前記視野内の最小コントラスト位置にある間に前記1つ以上の撮像センサにより取得された画像データを処理することであって、前記画像データは強度画像データまたは3Dレンジデータである、処理することと、
前記処理に基づいて前記検査物体についてのコントラスト値を計算することと、
前記コントラスト値が予め定義されたしきい値によって表現される最小コントラスト要求を満たすかどうかを判定することと
を備える方法。 - 3Dレンジデータが使用されるケースにおいて、前記検査物体についての前記コントラスト値は、前記最小コントラスト位置にある前記検査物体に対応する3Dレンジデータの有無と、前記検査物体の表面の広がりに対応する画素位置での前記3Dレンジデータの密度および/または統計的特性と、の少なくとも1つに基づいて判定される、請求項1に記載の方法。
- マシンビジョンシステムの1つ以上の撮像センサによって見られる視野内の最小物体コントラストを確認するように構成された装置であって、
検査物体が前記視野内の最小コントラスト位置にある間の前記1つ以上の撮像センサによる前記視野の撮像に対応する画像データを処理し、前記画像データは強度画像データまたは3Dレンジデータであり、
前記処理に基づいて前記検査物体についてのコントラスト値を計算し、
前記コントラスト値が予め定義されたしきい値によって表現される最小コントラスト要求を満たすかどうかを判定する
ように構成された1つ以上の処理回路
を備える装置。 - 3Dレンジデータが使用されるケースにおいて、前記検査物体についての前記コントラスト値は、前記最小コントラスト位置にある前記検査物体に対応する3Dレンジデータの有無と、前記検査物体の表面の広がりに対応する画素位置での前記検査物体についての前記3Dレンジデータの密度および/または統計的特性と、の少なくとも1つに基づいて判定される、請求項4に記載の装置。
- 前記画像データを受信するように構成された1つ以上のインターフェース回路をさらに備える、請求項4に記載の装置。
- 前記1つ以上のインターフェース回路はさらに、前記最小コントラスト要求が満たされるかどうかを表示する1つ以上の信号を記録またはそうでなければ出力するように構成される、請求項7に記載の装置。
- 前記1つ以上の撮像センサと、関連づけられた制御および処理ユニットとを備える前記マシンビジョンシステムに統合された1つ以上の機能処理回路を備える、請求項4に記載の装置。
- 主光源としての役割を果たす照明源を監視する方法であって、前記主光源からの照明は、マシンビジョンシステムの視野内の物体コントラストを向上させ、
前記マシンビジョンシステムの動作中、前記主光源の1つ以上の動作パラメータを監視することと、
前記1つ以上の監視されたパラメータが予め定義された動作要求を満たすかどうかを判定することと、
前記主光源からの照明の損失を検出することと、
前記監視されたパラメータの1つ以上が予め定義された動作要求を満たさないと判定することと
の少なくとも1つに応答して、1つ以上の情報または制御信号を生成することと
を備える方法。 - 前記1つ以上の監視されたパラメータは、前記主光源の照明強度と、前記主光源の変調位相または周波数と、の少なくとも1つを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記主光源の前記変調位相または周波数が前記監視されたパラメータの1つであるケースについて、前記マシンビジョンシステムの画像の取得を前記主光源の前記変調周波数または位相と同期させるために前記マシンビジョンシステムにより使用され得る、前記主光源の前記監視された変調周波数または位相に追従する周波数表示または位相表示信号を生成することをさらに備える、請求項11に記載の方法。
- 前記画像の取得を同期させることは、前記マシンビジョンシステムの1つ以上の画像センサが変調サイクルの高位相中に露光するよう前記マシンビジョンシステムの前記1つ以上の画像センサの露光を制御するために、前記マシンビジョンシステムにおいて前記周波数表示または位相表示信号を使用することを備える、請求項12に記載の方法。
- 前記監視されたパラメータの1つ以上が予め定義された動作要求を満たさないと判定することに応答して、前記1つ以上の情報または制御信号を生成することは、前記主光源の照明強度が予め定義された照明強度しきい値を下回っていることを検出することに応答して、機械停止信号または他のセーフティクリティカル信号を生成することを含む、請求項
10に記載の方法。 - 前記主光源の前記1つ以上の監視されたパラメータの1つ以上が正常限界外であることを検出することに応答して、1つ以上の保全または警告タイプの信号を生成することをさらに備える、請求項10に記載の方法。
- 前記主光源は、前記視野を撮像するために前記マシンビジョンシステムによって使用される画像センサの最も近くに設置された照明源である、請求項10に記載の方法。
- 主光源としての役割を果たす照明源を監視するように構成された装置であって、前記主光源からの照明は、マシンビジョンシステムの視野内の物体コントラストを向上させ、
前記マシンビジョンシステムの動作中、前記主光源の1つ以上の動作パラメータを監視するように構成された1つ以上のセンサと、
前記1つ以上の監視されたパラメータが予め定義された動作要求を満たすかどうかを判定するように構成された評価ユニットと、
前記主光源からの照明の損失を検出することと、
前記監視されたパラメータの1つ以上が予め定義された動作要求を満たさないと判定することと
の少なくとも1つに応答して、1つ以上の情報または制御信号を生成するように構成された制御ユニットと
を備える装置。 - 前記1つ以上の監視されたパラメータは、前記主光源の照明強度と、前記主光源の変調位相または周波数、の少なくとも1つを含む、請求項17に記載の装置。
- 前記主光源の前記変調位相または周波数が前記監視されたパラメータの1つであるケースについて、前記制御ユニットは、前記マシンビジョンシステムの画像の取得を前記主光源の前記変調周波数または位相と同期させるために前記マシンビジョンシステムにより使用され得る、前記主光源の前記監視された変調周波数または位相に追従する周波数表示または位相表示信号を生成するように構成される、請求項18に記載の装置。
- 前記マシンビジョンシステムは、前記マシンビジョンシステムの1つ以上の画像センサが変調サイクルの高位相中に露光するよう前記マシンビジョンシステムの前記1つ以上の画像センサの露光を制御するために、前記マシンビジョンシステムにおいて前記周波数表示または位相表示信号を使用して、前記画像の取得を同期させるように構成される、請求項19に記載の装置。
- 前記装置は、前記主光源の照明強度が予め定義された照明強度しきい値を下回っていることを検出することに応答して、前記1つ以上の情報または制御信号として、機械停止信号または他のセーフティクリティカル信号を生成するように構成される、請求項17に記載の装置。
- 前記主光源の前記1つ以上の監視されたパラメータの1つ以上が正常限界外であることを検出することに応答して、1つ以上の保全または警告タイプの信号を生成するように構成される、請求項17に記載の装置。
- 前記主光源は、前記視野を撮像するために前記マシンビジョンシステムによって使用される画像センサの最も近くに設置された照明源である、請求項17に記載の装置。
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