JP2019200398A - Imaging system, control method therefor, program, and storage medium - Google Patents
Imaging system, control method therefor, program, and storage medium Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019200398A JP2019200398A JP2018096519A JP2018096519A JP2019200398A JP 2019200398 A JP2019200398 A JP 2019200398A JP 2018096519 A JP2018096519 A JP 2018096519A JP 2018096519 A JP2018096519 A JP 2018096519A JP 2019200398 A JP2019200398 A JP 2019200398A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- focus
- control
- drive control
- evaluation value
- imaging
- 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
Description
本発明は、カメラの撮影画像に基づいてロボットアームを制御する撮像システムに関するものである。 The present invention relates to an imaging system that controls a robot arm based on a captured image of a camera.
例えば、組立用のロボット等においては、ロボットアームによりワークをピック&プレイスする際に、カメラを用いてロボットを制御することが行われている。この制御は、ロボットアームの手先部に取り付けられたカメラにより、そのワークを撮影し、その撮影画像データからワークの位置を検出し、検出位置にロボットアームを移動させてハンドでワークを把持するというものである。 For example, in an assembly robot or the like, a robot is used to control a robot when a workpiece is picked and placed by a robot arm. In this control, the work is photographed by a camera attached to the hand part of the robot arm, the position of the work is detected from the photographed image data, the robot arm is moved to the detection position, and the work is gripped by the hand. Is.
この種のロボット制御装置として、特許文献1には、カメラに焦点調節機能、焦点距離調節機能、絞り調節機能等を有する光学系調節手段を有し、ワークを撮影した撮影画像データに基づいて光学系調節手段を制御する装置が記載されている。 As this type of robot control device, Patent Document 1 discloses that a camera has an optical system adjustment unit having a focus adjustment function, a focal length adjustment function, an aperture adjustment function, and the like, and is optical based on photographed image data obtained by photographing a workpiece. An apparatus for controlling the system adjustment means is described.
しかしながら、上記の従来技術では、ビジュアルサーボと称される視覚フィードバッグ制御により、対象物の特徴量を目標データとして記憶し、目標データ記憶時と誤差が少なくなるようにピント、焦点距離、絞りを調節する構成となっている。 However, in the above-described prior art, the feature amount of the object is stored as target data by visual feedback control called visual servo, and the focus, focal length, and aperture are reduced so that the error is less than when the target data is stored. It has a configuration to adjust.
この制御では、対象物を撮影し、撮影した撮影画像を視覚認識装置に送信し、視覚認識装置で目標データと現在データとを比較してその誤差を算出し、誤差を減少させる(0となる)ように再度ロボット制御およびカメラ制御を繰り返す。そのため、誤差を減少させるために時間がかかる。その場合、ロボットアームの動作のスムーズな動きを阻害してしまう。 In this control, the object is photographed, the photographed photographed image is transmitted to the visual recognition device, the visual recognition device compares the target data with the current data, calculates the error, and reduces the error (becomes 0). ) Repeat the robot control and camera control again. Therefore, it takes time to reduce the error. In that case, the smooth movement of the operation of the robot arm is hindered.
また、対象物にピントを合わせる場合、対象物を撮影し、撮影した撮影画像からピントが合っているか否かを確認しながらピント位置を調整していると、対象物までの距離が様々である場合には、各距離で同じ制御を行う必要が出てくるので時間がかかる。 Also, when focusing on an object, if the subject is photographed and the focus position is adjusted while checking whether the subject is in focus or not, the distance to the object varies. In this case, it is necessary to perform the same control at each distance, which takes time.
そのため、自動でピントを合わせるオートフォーカスの機能を備えることが考えられるが、合焦位置から離れた位置からピントが合う位置を探索していては、ピントが合うまでに時間がかかるという問題がある。 For this reason, it may be possible to provide an autofocus function that automatically focuses, but when searching for a focus position from a position away from the focus position, there is a problem that it takes time to focus. .
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボットに取り付けられたカメラを制御するシステムにおいて、対象物までの距離が様々である場合にもスムーズな焦点調節制御を実現することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to realize a smooth focus adjustment control even when the distance to an object is various in a system for controlling a camera attached to a robot. It is to be.
本発明に係わる撮像システムは、ロボットアームに取り付けられた撮像装置と、前記ロボットアームと前記撮像装置を制御する制御装置とを備える撮像システムであって、前記制御装置は、前記撮像装置に対して、前記撮像装置に対する被写体距離情報を通知する通知手段を備え、前記撮像装置は、被写体像を撮像する撮像手段と、撮像光学系の焦点を合わせるフォーカスレンズを駆動する駆動手段と、前記制御装置から受信した被写体距離情報に基づいて、該被写体距離情報に応じた位置に前記フォーカスレンズを駆動しながら、前記撮像手段により得られた画像から焦点評価値の変化の履歴を取得する第1の駆動制御と、該第1の駆動制御で得られた焦点評価値の変化の履歴に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動する方向を判定し、自動焦点調節を行う第2の駆動制御とを行う制御手段と、を備える、ことを特徴とする。 An imaging system according to the present invention is an imaging system that includes an imaging device attached to a robot arm, and a control device that controls the robot arm and the imaging device. Notification means for notifying subject distance information to the imaging device, the imaging device from an imaging means for imaging a subject image, a driving means for driving a focus lens for focusing an imaging optical system, and the control device First drive control for acquiring a history of changes in focus evaluation values from an image obtained by the imaging unit while driving the focus lens to a position corresponding to the subject distance information based on the received subject distance information And determining the direction in which the focus lens is driven based on the history of changes in the focus evaluation value obtained by the first drive control, And a control means for performing a second drive control for performing dynamic focusing, and wherein the.
本発明によれば、ロボットに取り付けられたカメラを制御するシステムにおいて、対象物までの距離が様々である場合にもスムーズな焦点調節制御を実現することが可能となる。 According to the present invention, in a system for controlling a camera attached to a robot, smooth focus adjustment control can be realized even when the distance to an object is various.
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<撮像システムの構成>
本発明の一実施形態の撮像システムについて説明する。この撮像システムでは、AF評価値信号の履歴に基づいて、ロボットアームに設置された撮像装置の焦点調節制御を行う。
<Configuration of imaging system>
An imaging system according to an embodiment of the present invention will be described. In this imaging system, focus adjustment control of the imaging device installed in the robot arm is performed based on the history of the AF evaluation value signal.
図1Aは、本発明の一実施形態に係わる撮像システムの構成を示すブロック図である。この撮像システムは、撮像装置100と、画像処理コントローラ120と、ロボットアーム130とが通信可能に接続されて構成されている。
FIG. 1A is a block diagram illustrating a configuration of an imaging system according to an embodiment of the present invention. This imaging system includes an
撮像装置100には、撮像光学系として、第1の固定レンズ群101、変倍レンズ102、絞り103、第2の固定レンズ群104、フォーカスレンズ105(フォーカスコンペンセータレンズ)が配置されている。変倍レンズ102を光軸に沿う方向に移動することにより変倍を行い、焦点距離を変えることができる。フォーカスレンズ105は、変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とフォーカシングの機能とを兼ね備えている。
The
ズーム駆動源109は変倍レンズ102を移動させる駆動源である。絞り駆動源110は絞り103を動かすための駆動源である。フォーカシング駆動源111はフォーカスレンズ105を移動させるための駆動源である。ズーム駆動源109、絞り駆動源110、フォーカシング駆動源111は、ステッピングモータ、DCモータ、振動型モータ及びボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成される。
A
撮像装置100は、さらに撮像素子106、CDS/AGC回路107、カメラ信号処理部108、タイミングジェネレータ112、AF信号処理部113、記録部115、カメラマイクロコンピュータ114(以下、単にカメラマイコンという)、通信装置116を備える。
The
撮像素子106は被写体像を光電変換する素子であって、CCDやCMOSセンサなどから構成されている。撮像素子106は行列状に複数の画素部を有する。撮像光学系を通過した光束は撮像素子106の受光面上に結像され、各画素部が有するフォトダイオード(光電変換部)によって入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、カメラマイコン114の指令に従ってタイミングジェネレータ112から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号として撮像素子106から順次読み出される。
The
撮像素子106から読み出された出力信号は、サンプリングし、ゲイン調整するCDS/AGC回路107に入力される。カメラ信号処理部108は、CDS/AGC回路107から出力された画像信号に対して各種の画像処理を施して、画像信号を生成する。第1の実施形態における画像信号は、ロボット制御に用いるための静止画像や動画像の信号である。記憶部115は、カメラ信号処理部108からの画像信号を記憶する。
The output signal read from the
AF信号処理部113はCDS/AGC回路107からの全画素の出力信号のうち焦点検出に用いられる領域の信号のみを通すAFゲートを通過した信号から高周波成分や輝度差成分(AFゲートを通過した信号の輝度レベルの最大値と最小値の差分)等を抽出してAF評価値信号を生成する。AF評価値信号は、カメラマイコン114に出力される。AF評価値信号は、撮像素子106からの出力信号に基づいて生成される映像信号の鮮鋭度(コントラスト状態)を表すものであるが、鮮鋭度は撮像光学系の焦点状態によって変化するので、結果的にAF評価値信号は撮像光学系の焦点状態を表す信号となる。
The AF
カメラマイコン114は、撮像装置100全体の動作の制御を司るとともに、フォーカシング駆動源111を制御してフォーカスレンズ105を移動させるAF制御(自動焦点調節制御)を行う。カメラマイコン114は、AF制御として、TV−AF方式でのAF制御(以下、単に「TV−AF」という)を行う。TV−AF方式とは上記のようなコントラスト検出により焦点検出を行う焦点検出方式である。また、カメラマイコン114は、ズーム駆動源109を制御して変倍レンズ102を移動させ焦点距離制御を行い、絞り駆動源110を制御して絞り103を動作させる絞り制御を行う。
The
通信装置116は、画像処理コントローラ120と通信を行うための装置である。画像処理コントローラ120は、撮像装置100への撮影指示、撮影した画像の解析、および各カメラ制御(フォーカス制御、露出制御、焦点距離制御)の指示を行う。また、ロボットアーム130の動作状態やロボットアーム130の位置状態に基づいて被写体までの距離を撮像装置100へ送信(通知)するとともに、カメラの撮影状態の受信等を行う。さらにロボットアーム130への操作指示を行うものである。なお、上記のロボットアーム130の動作状態やロボットアーム130の位置状態は、ロボットアーム130に備えられた各種のセンサの検出値や画像処理コントローラ120からロボットアーム130に送られる指示コマンドなどから判断される。また、データの送受信は、所定の通信プロトコルに準じて行われる。ここでは、あらかじめ各種指示ごとに決められたコマンドを用いてデータの送受信を行う。
The
画像処理コントローラ120は、CPU121、一次記憶装置122、二次記憶装置123、通信装置124、表示部125、操作部126を備える。CPU121は、画像処理コントローラ120全体を制御する。二次記憶装置123は、ハードディスクなどからなり、CPU121を動かすプログラムを格納する。一次記憶装置122は、RAMなどからなり、二次記憶装置123から読み込まれたプログラムが格納される。通信装置124は、撮像装置100やロボットアーム130と通信を行う。表示部125は撮影画像の表示、対話的な操作のための文字表示などを行う。操作部126は、使用者の操作を受け付ける。
The
撮像装置100はロボットアーム130に固定されている。ロボットアーム130が動くと、撮像装置100の撮影範囲が変更される。また、ロボットアーム130は、アーム先端のロボットハンドを使って操作対象となる対象物を把持することができる。CPU131はロボットアーム130全体を制御する。通信装置132は、画像処理コントローラ120と通信を行う。
The
また、図1Bは撮像装置100、画像処理コントローラ120、ロボットアーム130の外観を模式的に表した図である。なお、本実施形態では画像処理コントローラ120が親となり、撮像装置100とロボットアーム130に指示を送るものとする。
FIG. 1B is a diagram schematically illustrating the appearance of the
<フォーカスマニュアル駆動処理>
本実施形態では、撮像装置の後述するAF(オートフォーカス)処理を行う前に、ユーザーの指示によりフォーカスレンズ105のマニュアル駆動を行い、フォーカスレンズ105の各位置での焦点評価値を取得する処理(第1の駆動制御)を行う。図2は、本実施形態におけるフォーカスマニュアル駆動処理の動作を示すフローチャートである。
<Focus manual drive processing>
In the present embodiment, before performing AF (autofocus) processing, which will be described later, of the imaging apparatus, the
まず、ユーザーが操作部126を介して画像処理コントローラ120にフォーカスマニュアル駆動処理の開始指示を入力すると、CPU121は、通信装置124を介して被写体距離情報を撮像装置100の通信装置116に送信する。被写体距離情報は、操作部126から入力されるデータであってもよいし、二次記憶装置123に記憶されているデータをCPU121から読み出してもよい。
First, when a user inputs an instruction to start focus manual drive processing to the
S201では、撮像装置100のカメラマイコン114は、画像処理コントローラ120から被写体距離情報を受信したか否かを判断する。被写体距離情報を受信すると、S202へ進み、受信していない場合は被写体距離情報を受信するまでS201を繰り返す。
In S <b> 201, the
S202では、カメラマイコン114は、S201において受信した被写体距離情報に相当する目標フォーカスレンズ位置を算出する。その後、現在のフォーカスレンズ位置と、算出した目標フォーカスレンズ位置との位置関係から、焦点を合わせるためには至近方向か無限遠方向のいずれの方向にフォーカスレンズ105を動かせばよいかを判断し、決定した駆動方向を記憶部115に保存する。
In S202, the
S203では、カメラマイコン114はS202で決定した駆動方向にフォーカスレンズ105を駆動するようフォーカシング駆動源111に駆動指示を送り、フォーカシング駆動源111はフォーカスレンズ105の駆動を開始する。そして、以後の動作では、フォーカスレンズ105がS202で算出した目標フォーカスレンズ位置に到達するまで、S204〜S208の処理を所定の周期で繰り返し、その都度焦点評価値を取得する。
In S <b> 203, the
S204では、カメラマイコン114は、AF信号処理部113から出力されるAF評価値を取得し、記憶部115へAF評価値履歴情報として保存する。
In S <b> 204, the
S205では、カメラマイコン114は、S204で記憶したAF評価値履歴情報に基づいてAF評価値がピーク(つまり、合焦となるフォーカスレンズ位置)を通過したか否かを判断する。フォーカスレンズが合焦位置を通過したか否かは、AF評価値履歴情報の中の最大AF評価値に対して、最新のAF評価値が閾値以上低下しているか否かにより判断する。そして、最新のAF評価値が閾値以上低下している場合に、最大または極大のAF評価値となった映像を蓄積したときのフォーカスレンズ位置を合焦位置とする。
In S205, the
S206では、S205においてAF評価値のピークがあった場合は、S207に進み、AF評価値のピークが未だない場合はS208に進む。 In S206, if there is an AF evaluation value peak in S205, the process proceeds to S207, and if there is no AF evaluation value peak yet, the process proceeds to S208.
S207では、カメラマイコン114は、AF評価値のピークとなる映像を蓄積したときのフォーカスレンズ位置をピークレンズ位置として記憶部115に保存する。
In S207, the
S208では、カメラマイコン114は、フォーカスレンズ105がS202で算出した目標フォーカスレンズ位置に到達したか否かを判断する。目標フォーカスレンズ位置に到達していると判断した場合は処理を終了し、到達していないと判断した場合はS204に進み処理を継続する。
In S208, the
<ワンショットAF処理>
図3は、本実施形態における撮像装置100のワンショットAF(オートフォーカス)処理(第2の駆動制御)の動作を示すフローチャートである。このワンショットAF処理は、図2で説明したフォーカスマニュアル駆動処理の後に実行されることで、ワンショットAF処理の短縮化が図られる。
<One-shot AF processing>
FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the one-shot AF (autofocus) process (second drive control) of the
まず、ユーザーが操作部126を介して画像処理コントローラ120にワンショットAF処理の開始指示を入力すると、CPU121は通信装置124を介してワンショットAFの開始指示を撮像装置100の通信装置116に送信する。
First, when the user inputs a one-shot AF process start instruction to the
撮像装置100のカメラマイコン114は、S301において画像処理コントローラ120からワンショットAFコマンドを受信したか否かを判断する。ワンショットAFコマンドを受信すると、S302へ進み、受信していない場合はワンショットAFコマンドを受信するまでS301を繰り返す。
The
S302では、カメラマイコン114は、記憶部115に図2のS207において保存されるピークレンズ位置が記憶されているか否かを判断する。ピークレンズ位置が記憶されている場合はピークレンズ位置の情報を読み出してS303に進み、ピークレンズ位置が記憶されていない場合はS306に進む。
In S302, the
S303では、S302で読み出したピークレンズ位置の情報が記憶部115に記憶された時刻から現在の時刻までの間に、アーム部142が停止し続けていたか否かを判断する。
In S303, it is determined whether or not the arm unit 142 has been stopped between the time when the peak lens position information read in S302 is stored in the
アーム部142が動作したか否かの情報は、本実施形態においてはカメラマイコン114内部の図示しない一時記憶領域にフラグ情報として記憶されているものとする。フラグ情報の一例として、例えば、S207においてピークレンズ位置を保存したタイミングでフラグ情報を「停止継続」のステータスとし、ロボットアーム130が駆動された時点でフラグ情報を「動作済」の情報とする。
In this embodiment, it is assumed that information indicating whether or not the arm unit 142 has been operated is stored as flag information in a temporary storage area (not shown) inside the
または、ピークレンズ位置が保存されることなくS208において目標レンズ位置に到達した場合は、カメラマイコン114はフォーカスレンズが目標レンズ位置に到達したと判断したタイミングでフラグ情報を「停止継続」のステータスとする。したがって、上記の動作により、S303においてフラグ情報が「停止継続」の場合はS304に進み、フラグ情報が「動作済」の場合はS305に進むこととなる。
Alternatively, when the target lens position is reached in S208 without saving the peak lens position, the
S304では、カメラマイコン114は、現在のフォーカスレンズ位置と記憶部115から読み出したピークレンズ位置の位置関係から、ワンショットAFの開始方向をピークレンズ位置のある方向に設定してワンショットAFを開始する(ワンショットAFに移行する)。
In S304, the
上記について、図4(a)を用いて説明する。図4の縦軸はAF評価値を示しており、大きい値程AF評価値も高いことを表している。また、横軸はフォーカスレンズ位置を示しており、本実施形態では右に行くほど至近方向のレンズ位置を示しており、左に行くほど無限遠方向のレンズ位置を示している。 The above will be described with reference to FIG. The vertical axis in FIG. 4 indicates the AF evaluation value, and the larger the value, the higher the AF evaluation value. The horizontal axis indicates the focus lens position. In this embodiment, the lens position in the closest direction is shown as it goes to the right, and the lens position in the infinity direction is shown as it goes to the left.
さらに、横軸に記載の「S」はS203においてフォーカスレンズを指定位置へ移動開始(Start)したときのフォーカスレンズ位置を示している。「E」はS208においてフォーカスレンズが目標フォーカスレンズ位置に到達してフォーカスマニュアル処理が終了(End)したときのフォーカス位置を示している。「P」はフォーカスマニュアル駆動処理中にAF評価値履歴情報から合焦位置(Peak)と判断したときのフォーカスレンズ位置を示している。図4(a)では、曲線401から、フォーカスマニュアル制御を開始(S)してから終了(E)するまでの間に合焦位置(P)が見つかっていることがわかる。
Furthermore, “S” on the horizontal axis indicates the focus lens position when the focus lens starts to move to the specified position (Start) in S203. “E” indicates a focus position when the focus manual process is ended (End) when the focus lens reaches the target focus lens position in S208. “P” indicates the focus lens position when it is determined that the in-focus position (Peak) from the AF evaluation value history information during the focus manual driving process. In FIG. 4A, it can be seen from the
したがって、S304では、フォーカスレンズ位置が「E」にあるときにワンショットAFの開始指示を受け取るため、S304ではワンショットAFの開始方向を無限遠方向に設定して開始する。 Therefore, in S304, since the start instruction of the one-shot AF is received when the focus lens position is “E”, the start direction of the one-shot AF is set to infinity and started in S304.
一方、S305では、ピークレンズ位置を保存してからワンショットAF指示を受けるまでの間にアームが動いているため、被写体がいる方向がわからなくなったパターンである。したがって、ワンショットAFを予め決められた方向から開始する。予め決められた方向とは、画像処理コントローラ120の二次記憶装置123に記憶されている方向情報でもよいし、ユーザーが指定した方向としてもよい。
On the other hand, in S305, since the arm is moving from when the peak lens position is stored until the one-shot AF instruction is received, the pattern in which the subject is present is not known. Therefore, the one-shot AF is started from a predetermined direction. The predetermined direction may be direction information stored in the
次に、S306からS313は、S302においてフォーカスマニュアル駆動処理時にピークレンズ位置がなかったと判断された場合のワンショットAF動作を示している。 Next, S306 to S313 show the one-shot AF operation when it is determined in S302 that there is no peak lens position during the focus manual driving process.
S306では、カメラマイコン114はS204において記憶したAF評価値の履歴情報から、AF評価値が増加しているか否かを判断する。AF評価値が増加していると判断された場合は、S307に進み、AF評価値が増加していないと判断された場合は、S310に進む。
In S306, the
ここで、AF評価値が増加しているか否かの判断方法の一例について図4(b)を用いて説明する。図4(b)では、フォーカスマニュアル制御を開始(Sの位置)してから終了(Eの位置)するまでの間に合焦位置(P)が見つかっていないことを表している。
曲線402は、フォーカスマニュアル制御開始時のレンズ位置(S)からフォーカスマニュアル制御終了時のレンズ位置(E)までのAF評価値の変化を表したグラフである。このグラフから、AF評価値がSからEまで単調に増加していることがわかる。403はSからEまでのAF評価値の変化量を表している。
Here, an example of a method for determining whether or not the AF evaluation value is increased will be described with reference to FIG. FIG. 4B shows that the focus position (P) has not been found between the start of focus manual control (position S) and the end (position E).
A
上述した「増加している」ことの判断として、上述した変化量403が所定量以上の場合に増加していると判断する方法があげられる。また、別の例として、Eを含んだ所定期間のAF評価値が単調に増加している、または最小値と最大値の差が所定値以上であることを「増加している」ことの判断とする方法がある。さらに、別の例として、Eを含んだ所定期間のAF評価値の増加率が所定値以上であることを「増加している」ことの判断とすることも考えられる。
As the above-described determination of “increasing”, there is a method of determining that the amount of
次に、S307では、カメラマイコン114はフォーカスレンズ105が目標フォーカス位置に到着してからワンショットAFコマンドを受信するまでの間にアームが停止していたか否かを判断する。つまり、前述したフラグ情報が「停止継続」のステータスか「動作済」のステータスかを判断する。
Next, in S307, the
アームが停止していた、つまりフラグ情報が「停止継続」のステータスである場合はS308に進み、アームが動作した、つまりフラグ情報が「動作済」のステータスである場合はS309に進む。 If the arm has stopped, that is, if the flag information has a “continuation of stop” status, the process proceeds to S308. If the arm has operated, that is, if the flag information has a “operated” status, the process proceeds to S309.
S308では、カメラマイコン114は、S202において 記憶部115に記憶した駆動方向情報を読み出し、読み出した駆動方向と同一の方向をワンショットAFの開始方向に設定してワンショットAFを開始する。図4(b)ではフォーカスマニュアル駆動によってフォーカスレンズ105を位置Sから位置Eまで駆動した状態を示している。
In S308, the
上述したように、AF評価値が増加しているか否かを判断すると、図4(b)の点線で表現したように、Eよりも至近のレンズ位置で合焦する可能性があることが予想される。したがって、Eの位置においてワンショットAFの開始指示を受けると、至近方向をワンショットAFの開始方向に設定してワンショットAFを開始することで、ワンショットAFの処理時間を短縮することが可能となる。 As described above, when it is determined whether or not the AF evaluation value is increased, it is expected that there is a possibility of focusing at a lens position closer to E as represented by the dotted line in FIG. Is done. Therefore, when a one-shot AF start instruction is received at the position E, the one-shot AF processing time can be shortened by setting the closest direction to the one-shot AF start direction and starting the one-shot AF. It becomes.
一方、S309では、フラグ情報を保存してからワンショットAF指示を受けるまでの間にアームが動いているため、被写体がいる方向がわからなくなったパターンである。したがって、ワンショットAFを予め決められた方向から開始する。予め決められた方向とは、画像処理コントローラ120の二次記憶装置123に記憶されている方向でもよいし、ユーザーが指定した方向でもよい。
On the other hand, in S309, since the arm is moving from the time when the flag information is stored until the one-shot AF instruction is received, the pattern in which the subject is present is not known. Therefore, the one-shot AF is started from a predetermined direction. The predetermined direction may be a direction stored in the
次に、S310では、カメラマイコン114はS204において記憶したAF評価値の履歴情報から、AF評価値が減少しているか否かを判断する。AF評価値が減少していると判断された場合は、S311に進み、AF評価値が減少していないと判断された場合は、S313に進む。
Next, in S310, the
ここで、AF評価値が減少しているか否かの判断方法の一例について図4(c)を用いて説明する。 Here, an example of a method for determining whether or not the AF evaluation value is decreasing will be described with reference to FIG.
図4(c)では、フォーカスマニュアル制御を開始(Sの位置)してから終了(Eの位置)するまでの間に合焦点(P)が見つかっていないことを表している。曲線404は、フォーカスマニュアル制御開始時のレンズ位置(S)からフォーカスマニュアル制御終了時のレンズ位置(E)までのAF評価値の変化を表したグラフである。このグラフから、AF評価値がSからEまで単調に減少していることがわかる。405はSからEまでのAF評価値の変化量を表している。
FIG. 4C shows that the focal point (P) has not been found between the start of focus manual control (position S) and the end (position E). A
上述した「減少している」ことの判断として、上述した変化量405が所定量以上の場合に減少していると判断する方法があげられる。また、別の例として、Sを含んだ所定期間のAF評価値が単調に減少している、または最小値と最大値の差が所定値以上であることを「減少している」ことの判断とする方法がある。さらに、別の例として、Sを含んだ所定期間のAF評価値の減少率が所定値以上であることを「減少している」ことの判断とすることも考えられる。
As the determination of “decreasing”, there is a method of determining that the amount of
S311では、カメラマイコン114はフォーカスレンズ105が目標フォーカス位置に到着してからワンショットAFコマンドを受信するまでの間にアームが停止していたか否かを判断する。つまり、前述したフラグ情報が「停止継続」のステータスか「動作済」のステータスかを判断する。アームが停止していた、つまりフラグ情報が「停止継続」のステータスである場合はS312に進み、アームが動作した、つまりフラグ情報が「動作済」のステータスである場合はS313に進む。
In S311, the
S312では、カメラマイコン114は、S202において記憶部115に記憶した駆動方向情報を読み出し、読み出した駆動方向と反対の方向をワンショットAFの開始方向に設定してワンショットAFを開始する。図4(c)では、フォーカスマニュアル駆動によってフォーカスレンズ105を位置Sから位置Eまで駆動した状態を示している。
In S312, the
上述したように、AF評価値が減少しているか否かを判断すると、図4(c)の点線で表現したように、Sよりも無限遠寄りのレンズ位置で合焦する可能性があることが予想される。したがって、Eの位置においてワンショットAFの開始指示を受けると、無限遠方向をワンショットAFの開始方向に設定してワンショットAFを開始することで、ワンショットAFの処理時間を短縮することが可能となる。 As described above, when it is determined whether or not the AF evaluation value is decreasing, there is a possibility that the lens is focused at a lens position closer to infinity than S as represented by the dotted line in FIG. Is expected. Accordingly, when a one-shot AF start instruction is received at the position E, the one-shot AF processing time can be reduced by setting the infinity direction as the one-shot AF start direction and starting the one-shot AF. It becomes possible.
一方、S313では、ワンショットAFを予め決められた方向から開始する。この処理は、以下に記載する場合に実行される処理である。
(1)以下の条件を全て満足する場合
・フォーカスマニュアル駆動時に合焦位置を特定できず、ピークレンズ位置が保存されていない。
・S306において、フォーカスマニュアル駆動時に保存したAF評価値履歴が増加していると判定されなかった。
・S310において、フォーカスマニュアル駆動時に保存したAF評価値履歴が減少していると判定されなかった。
あるいは、
(2)フラグ情報を保存してからワンショットAF指示を受けるまでの間にアームが動いているため、被写体がいる方向がわからなくなった場合。
(3)あるいは、フォーカスマニュアル駆動が実行されていないことによって、AF評価値履歴が保存されていない場合。
On the other hand, in S313, the one-shot AF is started from a predetermined direction. This process is a process executed when described below.
(1) When all of the following conditions are satisfied: The focus position cannot be specified during focus manual drive, and the peak lens position is not stored.
In S306, it has not been determined that the AF evaluation value history stored during focus manual drive has increased.
In S310, it was not determined that the AF evaluation value history saved during focus manual drive was decreasing.
Or
(2) When the arm is moving from when the flag information is saved until the one-shot AF instruction is received, and the direction in which the subject is present cannot be known.
(3) Or when the AF evaluation value history is not saved because the focus manual drive is not executed.
なお、アームが動いた旨の情報を受信した場合は、保存されているAF評価値履歴をクリアするようにしてもよい。予め決められた方向とは、画像処理コントローラ120の二次記憶装置123に記憶されている方向でもよいし、ユーザーが指定した方向でもよい。
When information indicating that the arm has moved is received, the stored AF evaluation value history may be cleared. The predetermined direction may be a direction stored in the
以上説明したように、本実施形態では、フォーカスマニュアル制御時のAF評価値履歴情報に基づいて、ワンショットAF開始指示を受信したときのワンショットAF開始方向を変更する。これにより、ワンショットAFにかかる時間を短縮することができ、スムーズなロボット制御を実現することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the one-shot AF start direction when the one-shot AF start instruction is received is changed based on the AF evaluation value history information during the focus manual control. As a result, the time required for one-shot AF can be shortened, and smooth robot control can be realized.
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定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様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。 Although the present invention has been described in detail based on preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms within the scope of the present invention are also included in the present invention. included. A part of the above-described embodiments may be appropriately combined.
(その他の実施形態)
また本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現できる。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現できる。
(Other embodiments)
In addition, the present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read the program. It can also be realized by executing processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
100:撮像装置、102:変倍レンズ、105:フォーカスレンズ、106:撮像素子、108:カメラ信号処理部、109:ズーム駆動源、111:フォーカシング駆動源、113:AF信号処理部、114:カメラマイクロコンピュータ、116:通信装置、120:画像処理コントローラ、130:ロボットアーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Imaging device, 102: Variable magnification lens, 105: Focus lens, 106: Imaging device, 108: Camera signal processing part, 109: Zoom drive source, 111: Focusing drive source, 113: AF signal processing part, 114: Camera Microcomputer 116: Communication device 120: Image processing controller 130: Robot arm
Claims (20)
前記制御装置は、
前記撮像装置に対して、前記撮像装置に対する被写体距離情報を通知する通知手段を備え、
前記撮像装置は、
被写体像を撮像する撮像手段と、
撮像光学系の焦点を合わせるフォーカスレンズを駆動する駆動手段と、
前記制御装置から受信した被写体距離情報に基づいて、該被写体距離情報に応じた位置に前記フォーカスレンズを駆動しながら、前記撮像手段により得られた画像から焦点評価値の変化の履歴を取得する第1の駆動制御と、該第1の駆動制御で得られた焦点評価値の変化の履歴に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動する方向を判定し、自動焦点調節を行う第2の駆動制御とを行う制御手段と、を備える、
ことを特徴とする撮像システム。 An imaging system comprising: an imaging device attached to a robot arm; and a control device that controls the robot arm and the imaging device,
The controller is
Notifying means for notifying subject distance information for the imaging device to the imaging device;
The imaging device
Imaging means for capturing a subject image;
Driving means for driving a focus lens for focusing the imaging optical system;
Based on subject distance information received from the control device, a focus evaluation value change history is acquired from an image obtained by the imaging means while driving the focus lens to a position corresponding to the subject distance information. 1 drive control, and a second drive control for determining the direction of driving the focus lens based on the history of changes in the focus evaluation value obtained by the first drive control and performing automatic focus adjustment. Control means for performing,
An imaging system characterized by that.
前記ロボットの動作を制御するための情報に基づく前記撮像装置から前記対象物までの距離に関する情報を取得する取得手段と、
前記対象物に焦点を合わせるためにフォーカスレンズの移動を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記対象物までの距離に関する情報に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させながら、前記撮像手段により得られた画像から焦点評価値の変化の履歴を取得する第1の駆動制御と、該第1の駆動制御で得られた焦点評価値の変化の履歴に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動する方向を判定し、自動焦点調節を行う第2の駆動制御とを行うことを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus having an imaging means for imaging an object that is an operation target by a robot,
Obtaining means for obtaining information on the distance from the imaging device to the object based on information for controlling the operation of the robot;
Control means for controlling movement of a focus lens to focus on the object,
The control means includes first drive control for acquiring a history of changes in focus evaluation values from an image obtained by the imaging means while moving the focus lens based on information on a distance to the object. And a second drive control for determining a direction for driving the focus lens based on a history of changes in the focus evaluation value obtained by the first drive control and performing an automatic focus adjustment. An imaging device.
前記制御装置が、前記撮像装置に対して、前記撮像装置に対する被写体距離情報を通知する通知工程と、
前記撮像装置の制御手段が、前記制御装置から受信した被写体距離情報に基づいて、該被写体距離情報に応じた位置にフォーカスレンズを駆動しながら、撮像手段により得られた画像から焦点評価値の変化の履歴を取得する第1の駆動制御と、該第1の駆動制御で得られた焦点評価値の変化の履歴に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動する方向を判定し、自動焦点調節を行う第2の駆動制御とを行う制御工程と、
を有することを特徴とする撮像システムの制御方法。 A method for controlling an imaging system comprising: an imaging device attached to a robot arm; and a control device for controlling the robot arm and the imaging device,
A notification step in which the control device notifies the imaging device of object distance information with respect to the imaging device;
Based on the subject distance information received from the control device, the control unit of the imaging device changes the focus evaluation value from the image obtained by the imaging unit while driving the focus lens to a position corresponding to the subject distance information. The first drive control for acquiring the history of the first and the focus evaluation value change history obtained by the first drive control are used to determine the direction in which the focus lens is driven and to perform automatic focus adjustment. A control process for performing drive control of 2;
A control method for an imaging system, comprising:
前記ロボットの動作を制御するための情報に基づく前記撮像装置から前記対象物までの距離に関する情報を取得する取得工程と、
前記対象物に焦点を合わせるためにフォーカスレンズの移動を制御する制御工程と、を有し、
前記制御工程では、前記対象物までの距離に関する情報に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させながら、前記撮像手段により得られた画像から焦点評価値の変化の履歴を取得する第1の駆動制御と、該第1の駆動制御で得られた焦点評価値の変化の履歴に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動する方向を判定し、自動焦点調節を行う第2の駆動制御とを行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。 A method for controlling an imaging apparatus having an imaging means for imaging an object that is an operation target by a robot,
An acquisition step of acquiring information related to a distance from the imaging device to the object based on information for controlling the operation of the robot;
Controlling the movement of a focus lens to focus on the object,
In the control step, a first drive control that acquires a history of changes in focus evaluation values from an image obtained by the imaging unit while moving the focus lens based on information about a distance to the object; And a second drive control for determining a direction for driving the focus lens based on a history of changes in the focus evaluation value obtained by the first drive control and performing an automatic focus adjustment. Control method for imaging apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018096519A JP7137355B2 (en) | 2018-05-18 | 2018-05-18 | IMAGING SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF, PROGRAM, STORAGE MEDIUM |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018096519A JP7137355B2 (en) | 2018-05-18 | 2018-05-18 | IMAGING SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF, PROGRAM, STORAGE MEDIUM |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019200398A true JP2019200398A (en) | 2019-11-21 |
JP7137355B2 JP7137355B2 (en) | 2022-09-14 |
Family
ID=68612031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018096519A Active JP7137355B2 (en) | 2018-05-18 | 2018-05-18 | IMAGING SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF, PROGRAM, STORAGE MEDIUM |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7137355B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112235509A (en) * | 2020-10-15 | 2021-01-15 | 北京小米移动软件有限公司 | Focal length adjusting method and device, mobile terminal and storage medium |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6473866A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-20 | Agency Ind Science Techn | Automatic focusing device |
KR20070068979A (en) * | 2006-04-18 | 2007-07-02 | 삼성테크윈 주식회사 | Photographing apparatus |
JP2009069255A (en) * | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Sony Corp | Imaging device and focusing control method |
-
2018
- 2018-05-18 JP JP2018096519A patent/JP7137355B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6473866A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-20 | Agency Ind Science Techn | Automatic focusing device |
KR20070068979A (en) * | 2006-04-18 | 2007-07-02 | 삼성테크윈 주식회사 | Photographing apparatus |
JP2009069255A (en) * | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Sony Corp | Imaging device and focusing control method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112235509A (en) * | 2020-10-15 | 2021-01-15 | 北京小米移动软件有限公司 | Focal length adjusting method and device, mobile terminal and storage medium |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7137355B2 (en) | 2022-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4874669B2 (en) | Autofocus unit and digital camera | |
US8521015B2 (en) | Autofocus apparatus and method for controlling the same | |
US7450836B2 (en) | Image device, control method for the imaging device, program for performing the control method, and recording medium recording the program | |
JP2008170508A (en) | Imaging apparatus | |
JP6366295B2 (en) | Optical apparatus and control method | |
JP5812706B2 (en) | Optical device and control method thereof | |
JP2008165142A (en) | Photographing apparatus and focusing method | |
JP2010139666A (en) | Imaging device | |
JP4922768B2 (en) | Imaging device, focus automatic adjustment method | |
US11095798B2 (en) | Image capturing system, image capturing apparatus, and control method of the same | |
JP2020022012A (en) | Imaging device and control method thereof | |
JP6808340B2 (en) | Lens control device, control method | |
US9036075B2 (en) | Image pickup apparatus, method for controlling the same, and storage medium | |
JP7137355B2 (en) | IMAGING SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF, PROGRAM, STORAGE MEDIUM | |
JP4981758B2 (en) | Focus adjustment apparatus and method | |
JP5904930B2 (en) | Lens unit and control method thereof | |
JP7132731B2 (en) | IMAGING SYSTEM, IMAGING DEVICE, CONTROL METHOD THEREOF, PROGRAM, STORAGE MEDIUM | |
JP7116561B2 (en) | IMAGING SYSTEM, IMAGING DEVICE, CONTROL METHOD THEREOF, PROGRAM, STORAGE MEDIUM | |
JP5984883B2 (en) | LENS UNIT, IMAGING DEVICE, AND CONTROL METHOD THEREOF | |
JP6778910B1 (en) | Imaging device | |
JP5602774B2 (en) | Imaging apparatus and control method thereof, lens unit and control method thereof | |
JP2008020528A (en) | Imaging apparatus | |
JP2017058563A (en) | Automatic focus adjustment device, imaging device, and automatic focus adjustment method | |
JP2016142998A (en) | Focus adjustment unit, image capturing device, method of controlling focus adjustment unit, and program | |
JP2020191561A (en) | Imaging system, imaging apparatus, and control method thereof, program, and storage medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20210103 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210113 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210510 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220225 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220421 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220805 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220902 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7137355 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |