JP2018023679A - ミシン、刺繍枠判定方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】既存の機構や刺繍枠を用いて、正確に刺繍枠の判別を行う。
【解決手段】撮影部が、装着された刺繍枠を高さ方向から撮影し、刺繍枠移動部が、撮影部が刺繍枠で囲われた領域の特定の箇所から複数の刺繍枠画像が登録されたデータベース内の登録刺繍枠画像のいずれかと一致する刺繍枠の映像を撮影するまで刺繍枠を移動させ、算出部が、刺繍枠移動部による刺繍枠の移動距離に基づいて、刺繍枠の大きさを算出して、刺繍枠判定部が、算出した刺繍枠の大きさに基づいて、刺繍枠を特定する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、ミシン、刺繍枠判定方法およびプログラムに関する。

通常縫いモードおよび刺繍縫いモードに対応するミシンでは、刺繍縫いモード時に、ミシンに刺繍枠駆動装置を装着して、刺繍縫製を行うものがある。この種のミシンにおいては、刺繍枠駆動装置のキャリッジに、縫製に供する加工布を保持した刺繍枠を装着し、この刺繍枠をＸ方向とＹ方向とに移動させながら、予め選択した刺繍模様の縫製データに基づいて、加工布に刺繍模様が縫製できるようになっている。このように、刺繍縫製する際に使用する刺繍枠は、刺繍する刺繍模様の大きさや形状に応じて、複数種類の刺繍枠が予め準備されている。

そこで、作業者が縫製する所望の模様の大きさに最適な刺繍枠をキャリッジに装着する場合に、作業者が間違って、刺繍模様の大きさよりも小さい刺繍領域を有する刺繍枠を装着していないかを確認する為に、刺繍縫製可能なミシンは、キャリッジに装着された刺繍枠の種類を検出するようにしている。

例えば、刺繍枠の種類を検出する方法として、刺繍枠と、刺繍枠を着脱可能なキャリッジと、キャリッジを直交２方向へ独立に移動させる移送機構を備えた刺繍枠移送装置において、キャリッジに検出位置と退避位置とに亙って位置切換可能な可動部材を設けるとともに、この可動部材に刺繍枠の被検出部を検出する為の検出スイッチを設け、可動部材を検出位置に切換えた状態のときだけ、検出スイッチで被検出部を検出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、加工布を保持する刺繍枠が着脱可能に連結されるキャリッジと、このキャリッジを直交するＸ、Ｙ方向に夫々独立に移動駆動する刺繍枠駆動機構とを備え、更に、刺繍枠を撮影して、その画像データを出力する撮像手段と、刺繍枠の画像データに基づいて刺繍枠の少なくともＸ、Ｙ方向サイズを演算する演算手段とを設けたものが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

さらに、刺繍機に着脱された刺繍枠が、Ｘ軸正方向に駆動されることにより、可倒式レバーが刺繍枠の刺繍枠前部に当たり、可倒式レバーが可倒されると、中央電極が前電極に接触し、刺繍枠の刺繍枠前部の位置が検出される。そして、刺繍枠が、Ｘ軸負方向に駆動されることにより、可倒式レバーが刺繍枠の刺繍枠後部に当たり、刺繍枠の刺繍枠後部の位置が同様に検出される。このように検出された刺繍枠前部の位置と刺繍枠後部の位置とがＲＡＭに記憶され、更に、それらの位置に基づく演算により、刺繍枠のサイズが求められ、刺繍枠の種類を判別する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。

特開２００２−５２２８３号公報 特開２００７−２５２６１６号公報 特開平０６−３１９８８０号公報

しかしながら、特許文献１の技術には、キャリッジと刺繍枠に特別な検出スイッチを設けて、連結したときに刺繍枠の種類を検出する技術や刺繍枠にマークを印刷してカメラ画像から判断する方法が開示されているが、いずれの場合も、既存の刺繍枠に対して加工処理を施さねばならず、既存の刺繍枠では利用できないという課題があった。

また、特許文献２の技術には、加工していない刺繍枠をカメラで斜めから撮影し、刺繍枠全体の画像を取り込み、平面視の画像データに変換した後、Ｘ、Ｙ方向のサイズを演算することによって刺繍枠を特定する方法が開示されている。しかしながら、特許文献２の技術では、検出すべき刺繍粋が大きくなると、カメラで一度に刺繍枠全体を撮影することができないため、対応できる刺繍枠が一部のものに限られるという課題があった。

さらに、特許文献３の技術では、刺繍枠の種別を検出するために、新たな可倒式レバーを備えることが必要となるという課題があった。

そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、既存の機構や刺繍枠を用いて、正確に刺繍枠の判別を行うミシンを提供する。

形態１；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、装着された刺繍枠を高さ方向から撮影するための撮影部と、複数の刺繍枠画像が登録されたデータベースと、前記撮影部が前記刺繍枠で囲われた領域の特定の箇所から前記データベースに登録された複数の刺繍枠画像のいずれかと一致する前記刺繍枠の映像を撮影するまで該刺繍枠を移動させる刺繍枠移動部と、前記刺繍枠移動部による前記刺繍枠の移動距離に基づいて、前記刺繍枠の大きさを算出する刺繍枠大きさ算出部と、前記刺繍枠大きさ算出部で算出した前記刺繍枠の大きさに基づいて、該刺繍枠を特定する刺繍枠判定部と、を備えたミシンを提案している。

形態２；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記データベースに登録された刺繍枠画像は、該刺繍枠の一部の画像であるミシンを提案している。

形態３；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記刺繍枠移動部は、前記撮影部から俯瞰して前記特定の箇所が位置する象限に配置された前記刺繍枠を撮影するように該刺繍枠を移動させるミシンを提案している。

形態４；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記刺繍枠移動部は、前記刺繍枠をＸ方向に移動するＸモータ、または、前記刺繍枠をＹ方向に移動するＹモータであるミシンを提案している。

形態５；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記刺繍枠移動部は、前記刺繍枠をＸ方向に移動するＸモータ、および、前記刺繍枠をＹ方向に移動するＹモータであるミシンを提案している。

形態６；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記刺繍枠移動部は、前記刺繍枠を前記特定の箇所から前記撮影部が前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に位置する該刺繍枠を撮影するまで移動させ、その後に前記撮影部がもう一方の方向に位置する該刺繍枠を撮影するまで該刺繍枠を移動させるミシンを提案している。

形態７；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記刺繍枠大きさ算出部は、前記刺繍枠の中心と前記特定の箇所との位置関係と、前記刺繍枠移動部の移動前後の位置関係と、に基づいて前記刺繍枠の大きさを算出するミシンを提案している。

形態８；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記刺繍枠大きさ算出部は、前記データベースに登録された前記刺繍枠の画像と前記撮影部で撮影した前記刺繍枠の映像とを比較する判定エリアと前記撮影部の撮影範囲の中心との位置関係に基づいて前記刺繍枠の大きさを算出するミシンを提案している。

形態９；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記刺繍枠の大きさは、該刺繍枠の縦または横の長さであるミシンを提案している。

形態１０；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、前記刺繍枠の形状が矩形、円形、または楕円形であるミシンを提案している。

形態１１；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、撮影部と、刺繍枠移動部と、刺繍枠大きさ算出部と、刺繍枠判定部とを備えたミシンにおける刺繍枠判定方法であって、前記撮影部が、装着された刺繍枠を高さ方向から撮影する工程と、前記刺繍枠移動部が、前記撮影部が前記刺繍枠で囲われた領域の特定の箇所から複数の刺繍枠画像が登録されたデータベース内の登録刺繍枠画像のいずれかと一致する前記刺繍枠の映像を撮影するまで該刺繍枠を移動させる工程と、前記刺繍枠大きさ算出部が、前記刺繍枠移動部による前記刺繍枠の移動距離に基づいて、前記刺繍枠の大きさを算出する工程と、前記刺繍枠判定部が、前記刺繍枠大きさ算出部で算出した前記刺繍枠の大きさに基づいて、該刺繍枠を特定する工程と、を備えた刺繍枠判定方法を提案している。

形態１２；本発明の１またはそれ以上の実施形態は、撮影部と、刺繍枠移動部と、刺繍枠大きさ算出部と、刺繍枠判定部とを備えたミシンにおける刺繍枠判定方法をミシンに実行させるためのプログラムであって、前記撮影部が、装着された刺繍枠を高さ方向から撮影する工程と、前記刺繍枠移動部が、前記撮影部が前記刺繍枠で囲われた領域の特定の箇所から複数の刺繍枠画像が登録されたデータベース内の登録刺繍枠画像のいずれかと一致する前記刺繍枠の映像を撮影するまで該刺繍枠を移動させる工程と、前記刺繍枠大きさ算出部が、前記刺繍枠移動部による前記刺繍枠の移動距離に基づいて、前記刺繍枠の大きさを算出する工程と、前記刺繍枠判定部が、前記刺繍枠大きさ算出部で算出した前記刺繍枠の大きさに基づいて、該刺繍枠を特定する工程と、をミシンに実行させるためのプログラムを提案している。

本発明の１またはそれ以上の実施形態によれば、既存の機構や刺繍枠を用いて、正確に刺繍枠の判別を行うことができるという効果がある。

本発明の第１の実施形態に係るミシンの外観を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るミシンの電気的構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るミシンにおける刺繍枠の初期位置とカメラの初期位置との関係を示した図である。 本発明の第１の実施形態に係るミシンにおける撮影範囲と刺繍内枠の判定範囲の関係を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るミシンにおける移動後の撮影範囲を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るミシンにおける移動後の刺繍内枠の判定範囲を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るミシンにおける再移動後の撮影範囲を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るミシンにおける再移動後の刺繍内枠の判定範囲を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るミシンにおける刺繍枠の横の長さおよび縦の長さを示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るミシンにおける刺繍枠に関するデータベースを例示した図である。 本発明の第１の実施形態に係るミシンにおける刺繍枠の種類検出処理を示すフローチャート図である。 本発明の第１の実施形態に係るミシンにおける刺繍枠の認識処理を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施形態について、図１から図１２を用いて説明する。なお、各図の縮尺は、理解が容易となるよう適宜変更して示す。

本実施形態に係るミシンは、図１に示すように、アーム部にカメラ（撮影部）を備えており、上方から刺繍枠の中を撮影している。刺繍枠を保持するキャリッジは、例えば、初期センサーに向かって自起動の動作によって位置決めされる。その後、刺繍枠に対して、共通の位置である刺繍枠の中心へカーブ駆動により移動する。また、その位置を起点として、カメラ（撮影部）が刺繍枠の内枠映像を撮影する地点まで刺繍枠を移動する。そして、刺繍枠の移動距離に基づいて、刺繍枠の内枠の縦および横の長さを検出し、検出された刺繍枠の内枠の縦および横の長さから、刺繍枠の種類を判定する。ここでカメラからは、加工布を保持した刺繍枠の「内枠」が撮影されることが多いが、撮影対象は「内枠」に限定されるものではなく、「外枠」であっても内外の区別のない刺繍枠等であっても良い。以下、詳細な内容について説明する。

＜ミシンの電気的構成＞
図２を用いて、本実施形態に係るミシンの電気的構成について説明する。

図２に示すように、本実施形態に係るミシン１は、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３と、カメラ（撮影部）１０４と、表示部１０５と、タッチパネル１０６と、タクトスイッチ１０７と、ミシンモータ制御装置１１３と、振幅・送りモータ制御装置１１４と、Ｘ−Ｙモータ制御装置１１５とから構成されている。

ＣＰＵ１０１は、制御プログラムにしたがって、ミシン１の全体の動作を制御する。また、外部入出力装置を介して様々なデバイスに接続されている。また、本実施形態においては、Ｘ−Ｙモータ制御装置１１５に制御信号を送信して、カメラ（撮影部）１０４が刺繍枠で囲われた領域の特定の箇所から後述するデータベースに登録された複数の刺繍枠画像のいずれかと一致する刺繍枠の映像を撮影するまで刺繍枠を移動させる刺繍枠移動部としての機能や刺繍枠の移動距離に基づいて、刺繍枠の大きさを算出する刺繍枠大きさ算出部としての機能、算出した刺繍枠の大きさに基づいて、刺繍枠を特定する刺繍枠判定部としての機能を果たす。

ＲＯＭ１０２には、刺繍枠中心への移動を制御するプログラムモジュール、カメラ撮影プログラムモジュール、Ｘ方向への移動を制御するプログラムモジュール、Ｙ方向への移動を制御するプログラムモジュール、刺繍枠の内枠の画像データベース、判定範囲の特徴点検出処理プログラムモジュール、刺繍枠の内枠の大きさ算出プログラムモジュール、刺繍枠の種類判定プログラムモジュール、通常縫いプログラムモジュール、刺繍縫いプログラムモジュール等が格納されている。

ＲＡＭ１０３には、ＲＯＭ１０２から読み込まれたプログラムモジュールが格納されている。表示部１０５は、タッチパネル１０６と対になっており、直線縫い、ジグザグ縫いや具象模様などの模様選択を行うことができる。また、刺繍縫いモードでは多数内蔵されている刺繍データや外部メディアに登録されている刺繍データなどを選択することができる。更に、ＧＵＩのインターフェースを利用し、刺繍データの様々な編集作業を行うことができる。本実施形態では、Ｘ−Ｙ機構にセットされた刺繍枠の種類を検出するために、刺繍縫いモードでは「刺繍枠の種類検出」ボタンを表示部１０５に表示し、使用者にボタンを押下させることによって刺繍枠の枠種検出機能を実行させる。

タクトスイッチ１０７には、ミシン１の縫いの開始／停止や自動糸通し、糸切などミシン操作に必要な機能ボタンが配置されている。

ミシンモータ制御装置１１３は、「通常縫い制御」プログラムモジュールによる指令によって、ＣＰＵ１０１がミシンモータを回転し、針俸の上下動作により縫い目を形成する。更に、別の指令により振幅・送りモータ制御装置１１４を介して振幅モータを駆動し、針俸を振ることによってジグザグの動きを行い、送りモータを駆動することによって布の送り量、あるいは前後の方向を制御する。そして、ミシンモータと振幅・送りモータにより縫い機構が制御され、直線やジグザグ、あるいは具象模様の縫い目が形成される。

「刺繍縫い制御」プログラムモジュールの指令はＸ−Ｙモータ制御装置１１５を介して、Ｘモータ、Ｙモータを駆動し、縫い機構の刺繍枠をＸ方向およびＹ方向に移動させる。両モータへの指令により針落ち点が決まり、ミシンモータの上下動により刺繍の縫い目が形成され、模様が刺繍される。

カメラ（撮影部）１０４は、ミシンアーム部の中に取り付けられており、上方から刺繍枠の中を撮影している。本実施形態では、図３に示すように、「刺繍枠中心へ移動」プログラムモジュールにより、刺繍枠の位置を初期化した時、カメラ（撮影部）１０４は、後述するように、刺繍枠内部の第一象限にあって刺繍枠の中心寄りに配置されている。このカメラ（撮影部）１０４は、「カメラ撮影」プログラムモジュールにより機能するが、刺繍枠全体を撮影する訳ではなく、狭い範囲を撮影し、「Ｘ方向へ移動」プログラムモジュール、「Ｙ方向へ移動」プログラムモジュールにより刺繍枠の内枠を撮影できる方向へ移動する。なお、カメラ（撮影部）１０４は、刺繍枠の移動中も継続して撮影している。しばらく移動すると、刺繍枠の内枠が撮影範囲の映像の中に映り込むため、その刺繍枠の内枠をプログラムで認識する。

刺繍枠の内枠を検出するとき、刺繍枠を移動させながら、カメラ映像のデータを基に画像認識するが、刺繍枠の内枠を検出したときに速やかに停止できる速度がよい。これは、ステッピングモータでキャリッジを駆動している場合、正確に停止させるには、急に停止しても脱調させないために、一般的には自起動で駆動する必要があるからである。しかし、自起動は、移動速度がとても遅く、動作音も大きくなるという問題もある。そのため、停止精度は多少劣るが、高速で動作音の静かなカーブ駆動を使うこともできる。なお、カーブ駆動のスローアップ、スローダウンのステップ数を少なくし、オーバーランしても誤差の範囲に収まるように設計してもよい。

「刺繍枠の内枠の画像データベース」には、Ｘ方向、Ｙ方向の移動位置に対応した刺繍枠の内枠の部分的な画像が枠種毎に登録されており、「判定範囲の特徴点検出処理」プログラムモジュールにより、その内粋の部分的な形状や色など特徴点が一致するものを画像データベースから検索する。なお、上記の「部分的な形状や色などの特徴」は、刺繍枠の種別を判定するために後から設けたものではなく、本来のそれぞれの刺繍枠についての「部分的な形状や色などの特徴」である。判定範囲内に刺繍枠の内枠の映像が認識されたとき、検出された方向の「Ｘ方向へ移動」プログラムモジュールあるいは「Ｙ方向へ移動」プログラムモジュールがモータの駆動を停止し、刺繍粋の移動を止める。次いで、Ｘ方向およびＹ方向の両方で刺繍枠の内枠が検出された後、「刺繍内枠の大きさ算出」プログラムモジュールにより、Ｘ方向およびＹ方向に駆動したステップ数から刺繍枠の移動距離が計算される。更に、カメラ（撮影部）１０４の位置ズレと判定範囲のズレを考慮した上で、検出部が、刺繍枠の内枠の縦と横の長さを求める。そして、求めた刺繍枠の内枠の縦および横の長さから、「刺繍枠の種類判定」プログラムモジュールにより、予め登録されている刺繍枠情報に基づいて、刺繍枠の種類を特定する。

図３は、刺繍枠の中心位置とミシンアーム部に取り付けられたカメラ（撮影部）１０４の位置関係を示している。図３に示すように、カメラ（撮影部）１０４は、刺繍枠で囲われた領域の特定の箇所である何れかの象限の刺繍枠の中心寄り地点を撮影するようにミシンアーム部に取り付けられている。なお、図３の例では、第一象限を映すように配置されている例を示したものである。なお、カメラ（撮影部）１０４の位置は、刺繍枠の中心からの距離で規定し、以下、座標（Ｘｃ、Ｙｃ）で示す。

ミシン１に取り付けられている刺繍枠の種類を判定するため、ボタンを押す等の操作を使用者が行うと、ミシン１は、モータ駆動制御部により、刺繍枠を左方向で、且つ手前方向に自起動で移動させる。このとき、Ｘ方向とＹ方向のモータが同じタイミングで励磁するため、刺繍枠は、斜め４５度方向に動く。ところが、カメラ（撮影部）１０４は、逆方向に向かって映像を撮影することになるため、刺繍枠の内枠の右側と奥側に近づき、撮影している映像の右側から、そして奥側から内枠の映像が入り込んで来る。

図４は、カメラ（撮影部）１０４の撮影範囲を示しており、その中に刺繍枠の内枠の一部分の映像を認識するための判定領域が２カ所設けられている。図４には、刺繍枠の内枠の右側を判定する判定範囲Ｒと刺繍枠の内枠の奥側を判定する判定範囲Ｂとがあり、この中に映り込んだ刺繍枠の内枠の部分的な映像と予め記憶している画像とのパターンマッチング処理が行われる。なお、判定範囲は映像の中心からずれたところにあり、ズレの距離を、以下、それぞれ、Ｘｄ、Ｙｄで示す。

図３に示した刺繍枠の場合、図５に示すように、カメラ（撮影部）１０４の撮影範囲内に刺繍枠の内枠の右側の映像が先に映り込み、図６に示すように判定範囲Ｒ内の映像と事前に登録されているＸ方向、Ｙ方向の移動ステップ数に対応した位置の刺繍枠の内枠の画像とが比較され、刺繍枠の内枠の輪郭内の形状や色などの特徴点が一致する時、カメラ（撮影部）１０４が刺繍枠の内枠の右側に到達したと判断する。そして、移動距離算出部が、Ｘ方向のモータ駆動を停止し、駆動したステップ数から刺繍枠の移動距離Ｘｓを計算する。

図５に示す刺繍枠の場合、奥側の刺繍枠の内枠は、まだカメラ（撮影部）１０４の撮影範囲に入っていないため、Ｙ方向への駆動が継続される。やがて、図７に示すように、カメラ（撮影部）１０４の撮影範囲内に刺繍枠の内枠の奥側が映り込む。そして、図８に示すように判定範囲Ｂ内の映像と事前に登録されているＸ方向、Ｙ方向の移動ステップ数に対応した位置の刺繍枠の内枠の画像とが比較され、刺繍枠の内枠の輪郭内の形状や色などの特徴点が一致する時、カメラ（撮影部）１０４が刺繍枠の内枠の奥側に到達したと判断し、Ｙ方向のモータ駆動を停止させる。そして、移動距離算出部が、Ｙ方向に駆動したステップ数から刺繍枠の移動距離Ｙｓを計算する。

図９に示すように刺繍枠の横の長さＸおよび縦の長さＹは、刺繍枠を駆動したステップ数から求められる移動距離（Ｘｓ、Ｙｓ）とカメラの設置（初期）位置（Ｘｃ、Ｙｃ）と判定位置（Ｘｄ、Ｙｄ）とから、以下の数式により求められる。
Ｘ＝（Ｘｓ＋Ｘｃ＋Ｘｄ）＊２
Ｙ＝（Ｙｓ＋Ｙｃ＋Ｙｄ）＊２

実測した刺繍枠の内枠の長さＸ、Ｙの値を基に、図１０に示すように、予め登録されている刺繍枠の枠種情報から長さＸ、Ｙの組み合わせで最も近いものを探し、刺繍枠の種類を決定する。なお、押さえや針棒の留め金などがあるため、測定した内枠の長さより実際の刺繍範囲は更に狭くなっている。

＜刺繍枠の種類検出処理＞
図１１を用いて、本実施形態に係るミシンにおける刺繍枠の種類検出処理について説明する。

使用者が、刺繍縫いモードで表示部１０５の操作画面において［刺繍枠の種類検出］ボタンを押下すると、「刺繍枠の種類検出」プログラムが実行され、下記の様な処理を行う。

まず、刺繍枠の中心が針位置のところにあるか否かを確認する（ステップＳ１０１）。刺繍枠の中心が針位置にない場合（ステップＳ１０１の「Ｎｏ」）は、「中心へ移動」を実行し、モータを駆動して刺繍枠の中心を針位置へ移動する（ステップＳ１０２）。

刺繍枠の中心が針位置に移動したら、モータ駆動制御部は、Ｘモータ、Ｙモータを自起動で駆動し、カメラの撮影範囲に刺繍枠を近づけて行く。Ｘモータによって、刺繍枠がすでにＸ方向の移動を完了しているか否かを確認し（ステップＳ１０３）、刺繍枠がすでにＸ方向への移動を完了している場合（ステップＳ１０３の「Ｙｅｓ」）には、ステップＳ１０５に進む。

一方で、刺繍枠がＸ方向の移動を完了していない場合（ステップＳ１０３の「Ｎｏ」）には、Ｘ方向への移動を実行する（ステップＳ１０４）。

次に、Ｙモータによって、刺繍枠がすでにＹ方向の移動を完了しているか否かを確認し（ステップＳ１０５）、刺繍枠がすでにＹ方向への移動を完了している場合（ステップＳ１０５の「Ｙｅｓ」）には、ステップＳ１０７に進む。一方で、刺繍枠がＹ方向の移動を完了していない場合（ステップＳ１０５の「Ｎｏ」）には、Ｙ方向への移動を実行する（ステップＳ１０６）。次に、「刺繍枠の認識」処理（ステップＳ１０７）を行ない、処理結果を取得する。なお、「刺繍枠の認識」処理の詳細については、後述する。

取得した「刺繍枠の認識」処理結果からＸＹ方向の移動が完了したか否かを確認する（ステップＳ１０８）。確認の結果、ＸＹ移動が完了したと判断した場合（ステップＳ１０８の「Ｙｅｓ」）には、移動距離算出部が、移動に要したステップ数から刺繍枠の移動距離を求め、検出部が、カメラ（撮影部）１０４の配置位置と判定位置とから刺繍枠の内枠の横と縦の長さを演算し（ステップＳ１１３）、演算結果から予め登録されている刺繍枠の内枠の縦横の長さに最も近いものを抽出し、判定部は、該当する刺繍枠を刺繍枠の種類として判定する（ステップＳ１１４）。

一方で、ＸＹ方向の移動が完了していないと判断した場合（ステップＳ１０８の「Ｎｏ」）には、Ｘ方向の移動が完了しているのか否かを確認し（ステップＳ１０９）、Ｘ方向の移動が完了していないと判断した場合（ステップＳ１０９の「Ｎｏ」）には、ステップＳ１１１に進む。一方で、Ｘ方向の移動が完了していると判断した場合（ステップＳ１０９の「Ｙｅｓ」）には、「Ｘ移動済みフラグ」をセットし（ステップＳ１１０）、ステップＳ１１１に進む。

次に、Ｙ方向の移動が完了しているのか否かを確認し（ステップＳ１１１）、Ｙ方向の移動が完了していないと判断した場合（ステップＳ１１１の「Ｎｏ」）には、ステップＳ１０３に戻る。一方で、Ｙ方向の移動が完了していると判断した場合（ステップＳ１１１の「Ｙｅｓ」）には、「Ｙ移動済みフラグ」をセットし（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０３に戻る。そして、ステップＳ１０３からステップＳ１１２の処理を繰り返す。

＜刺繍枠の認識処理＞
図１２を用いて、本実施形態に係るミシンにおける刺繍枠の認識処理について説明する。

図１０に示すように、ミシン１は、刺繍枠がカメラ（撮影部）１０４に接近したときのステップ数とその時の画像が登録されたデータベースを有している。ここで、刺繍枠の認識処理は、このデータベースの画像とカメラ（撮影部）１０４から入力される判定範囲内の映像とを比較することにより、刺繍枠の内枠の上にカメラが到達したことを検出する処理である。以下、フローチャートを用いて、その処理の詳細について説明する。

まず、右側の判定範囲Ｒの画像を取得し、輪郭を抽出して輪郭の外側を消去する（ステップＳ２０１）。現在のＸ方向のステップ数を参照して、比較する画像を準備する（ステップＳ２０２）。準備した画像と輪郭内部の画像とを比較し（ステップＳ２０３）、一致する場合（ステップＳ２０４の「Ｙｅｓ」）は、Ｘ方向に移動済みであるため、Ｘ移動済みのフラグをセットする（ステップＳ２０５）。なお、該当ステップに到達していないときは、比較画像がないため、一致せずと判断する（ステップＳ２０４の「Ｎｏ」）。

同様に、Ｙ方向についても、奥側の判定範囲Ｂの画像を取得し、輪郭を抽出して輪郭の外側を消去する（ステップＳ２０６）。現在のＹ方向のステップ数を参照して、比較する画像を準備する（ステップＳ２０７）。準備した画像と輪郭内部の画像とを比較し（ステップＳ２０８）、一致する場合（ステップＳ２０９の「Ｙｅｓ」）は、Ｙ方向に移動済みであるため、Ｙ移動済みのフラグをセットする（ステップＳ２１０）。なお、該当ステップに到達していないときは、比較画像がないため、一致せずと判断する（ステップＳ２０９の「Ｎｏ」）。

最後に、判定結果をまとめ、ＸＹ移動完了、Ｘ方向移動済み、Ｙ方向移動済み、ＸＹ未検出の何れかをサブルーチンの戻り値とする（ステップＳ２１１）。

上記では、刺繍枠の形状を長方形とし、刺繍枠をＸ方向、Ｙ方向の２方向に移動して、刺繍枠を特定する例を示したが、本実施形態は、刺繍枠が円形あるいは楕円形である場合においても適用することができる。例えば、右側の判定範囲Ｒの画像を取得したときに、その画像が曲線である場合には、データベース内の画像とのマッチングにより、円形か楕円形かを判別する。そして、カメラ（撮影部）１０４をカメラの設置（初期）位置（Ｘｃ、Ｙｃ）に戻し、Ｘ方向あるいはＹ方向の一方向に移動させ、移動距離算出部が右側の判定範囲Ｒあるいは奥側の判定範囲Ｂにおいて画像を取得した際のステップ数から刺繍枠の移動距離を求め、カメラ（撮影部）１０４の配置位置と判定位置とから刺繍枠が円形である場合には、その半径、楕円形である場合には、長軸あるいは短軸の長さを演算し、演算結果と予め登録されている刺繍枠の内枠の半径、長軸あるいは短軸の長さに最も近いものを抽出し、該当する刺繍枠を刺繍枠の種類として判定してもよい。また、予め、刺繍枠の種別が特定されている場合、例えば、使用する刺繍枠の形状が正方形、円形、楕円形に限定されている場合には、はじめから、刺繍枠をＸ方向あるいはＹ方向の一方向に移動させて、刺繍枠の種類を判定してもよい。

以上、説明したように、本実施形態によれば、カメラ（撮影部）１０４をミシンアーム部に取り付け、真下の狭い範囲を撮影するだけであるため、設置が容易である。また、予め登録した刺繍枠の内枠の部分的なイメージと撮影した画像との特徴点を調べ、比較するため検出のアルゴリズムが簡単である。また、刺繍枠を移動しながら、刺繍枠の内枠を検出して、刺繍枠の移動距離を測るため、刺繍枠の大きさにかかわらず対応できる。また、Ｘ方向とＹ方向のモータを同時に動かし、刺繍枠の内枠を検出するため無駄な動作がない。さらに、刺繍枠の内枠のＸ方向あるいはＹ方向の片方の長さで刺繍枠の種類を特定できる場合は、一方向への移動で済むという効果がある。

なお、ミシンの処理をコンピュータシステムあるいはコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをミシンに読み込ませ、実行することによって本発明のミシンを実現することができる。ここでいうコンピュータシステムあるいはコンピュータとは、ＯＳや周辺装置等のハードウェアを含む。

また、「コンピュータシステムあるいはコンピュータ」は、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムあるいはコンピュータから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムあるいはコンピュータに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムあるいはコンピュータにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施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等も含まれる。

１；ミシン
１０１；ＣＰＵ
１０２；ＲＯＭ
１０３；ＲＡＭ
１０４；カメラ（撮影部）
１０５；表示部
１０６；タッチパネル
１０７；タクトスイッチ
１１３；ミシンモータ制御装置
１１４；振幅・送りモータ制御装置
１１５；Ｘ−Ｙモータ制御装置

Claims (12)

1. 装着された刺繍枠を高さ方向から撮影するための撮影部と、
   複数の刺繍枠画像が登録されたデータベースと、
   前記撮影部が前記刺繍枠で囲われた領域の特定の箇所から前記データベースに登録された複数の刺繍枠画像のいずれかと一致する前記刺繍枠の映像を撮影するまで該刺繍枠を移動させる刺繍枠移動部と、
   前記刺繍枠移動部による前記刺繍枠の移動距離に基づいて、前記刺繍枠の大きさを算出する刺繍枠大きさ算出部と、
   前記刺繍枠大きさ算出部で算出した前記刺繍枠の大きさに基づいて、該刺繍枠を特定する刺繍枠判定部と、
   を備えたミシン。
2. 前記データベースに登録された刺繍枠画像は、該刺繍枠の一部の画像であることを特徴とする請求項１に記載のミシン。
3. 前記刺繍枠移動部は、前記撮影部から俯瞰して前記特定の箇所が位置する象限に配置された前記刺繍枠を撮影するように該刺繍枠を移動させることを特徴とする請求項１に記載のミシン。
4. 前記刺繍枠移動部は、前記刺繍枠をＸ方向に移動するＸモータ、または、前記刺繍枠をＹ方向に移動するＹモータであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のミシン。
5. 前記刺繍枠移動部は、前記刺繍枠をＸ方向に移動するＸモータ、および、前記刺繍枠をＹ方向に移動するＹモータであることを特徴とする請求項４に記載のミシン。
6. 前記刺繍枠移動部は、前記刺繍枠を前記特定の箇所から前記撮影部が前記Ｘ方向または前記Ｙ方向に位置する該刺繍枠を撮影するまで移動させ、その後に前記撮影部がもう一方の方向に位置する該刺繍枠を撮影するまで該刺繍枠を移動させることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のミシン。
7. 前記刺繍枠大きさ算出部は、前記刺繍枠の中心と前記特定の箇所との位置関係と、前記刺繍枠移動部の移動前後の位置関係と、に基づいて前記刺繍枠の大きさを算出する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のミシン。
8. 前記刺繍枠大きさ算出部は、前記データベースに登録された前記刺繍枠の画像と前記撮影部で撮影した前記刺繍枠の映像とを比較する判定エリアと前記撮影部の撮影範囲の中心との位置関係に基づいて前記刺繍枠の大きさを算出する請求項７に記載のミシン。
9. 前記刺繍枠の大きさは、該刺繍枠の縦または横の長さであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のミシン。
10. 前記刺繍枠の形状が矩形、円形、または楕円形であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のミシン。
11. 撮影部と、刺繍枠移動部と、刺繍枠大きさ算出部と、刺繍枠判定部とを備えたミシンにおける刺繍枠判定方法であって、
    前記撮影部が、装着された刺繍枠を高さ方向から撮影する工程と、
    前記刺繍枠移動部が、前記撮影部が前記刺繍枠で囲われた領域の特定の箇所から複数の刺繍枠画像が登録されたデータベース内の登録刺繍枠画像のいずれかと一致する前記刺繍枠の映像を撮影するまで該刺繍枠を移動させる工程と、
    前記刺繍枠大きさ算出部が、前記刺繍枠移動部による前記刺繍枠の移動距離に基づいて、前記刺繍枠の大きさを算出する工程と、
    前記刺繍枠判定部が、前記刺繍枠大きさ算出部で算出した前記刺繍枠の大きさに基づいて、該刺繍枠を特定する工程と、
    を備えた刺繍枠判定方法。
12. 撮影部と、刺繍枠移動部と、刺繍枠大きさ算出部と、刺繍枠判定部とを備えたミシンにおける刺繍枠判定方法をミシンに実行させるためのプログラムであって、
    前記撮影部が、装着された刺繍枠を高さ方向から撮影する工程と、
    前記刺繍枠移動部が、前記撮影部が前記刺繍枠で囲われた領域の特定の箇所から複数の刺繍枠画像が登録されたデータベース内の登録刺繍枠画像のいずれかと一致する前記刺繍枠の映像を撮影するまで該刺繍枠を移動させる工程と、
    前記刺繍枠大きさ算出部が、前記刺繍枠移動部による前記刺繍枠の移動距離に基づいて、前記刺繍枠の大きさを算出する工程と、
    前記刺繍枠判定部が、前記刺繍枠大きさ算出部で算出した前記刺繍枠の大きさに基づいて、該刺繍枠を特定する工程と、
    をミシンに実行させるためのプログラム。

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