JP2640401B2 - 画像処理による板状体の寸法算出装置 - Google Patents

画像処理による板状体の寸法算出装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像処理による板状体
の寸法算出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】壁パネル等の板状体製造ラインでは、板
状体に定めた測定部位の寸法を測定し、規格寸法に対す
る合否判定を行なっている。
【0003】このとき、従来技術では、上記寸法測定を
金尺、ノギス等を用いる手作業によることとしている。
【0004】尚、特開平2-77607 号公報には、画像処理
技術を用いた形状寸法測定方法が提案されている。この
従来技術は、画像信号の2値化処理により、被測定物の
寸法を測定可能とするものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
には、下記〜の問題点がある。 金尺、ノギス等を用いる測定作業速度には限界があ
り、多大な測定時間を要する。
【0006】板状体の測定部位が凹凸等の段差をなす
場合には、金尺、ノギス等の当接部が一定せず、測定精
度の維持に困難がある。
【0007】特開平2-77607 号公報に記載の画像処理
による寸法測定装置にあっては、画像処理のための2値
化レベルとして経験値を用いるものであるに過ぎない。
このため、被測定物に色むら(変色)等がある場合に
は、2値化レベルが適正でなく、結果として高い寸法測
定精度を期待できない。
【0008】本発明は、板状体の寸法を、短時間、かつ
高精度で測定可能とすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、板状体に定め
た測定部位の寸法を算出する画像処理による板状体の寸
法算出装置であって、板状体の測定部位を含む画像を取
り込む撮像装置と、撮像装置によって撮像された画像の
濃度差からしきい値を定め、当該画像を2値化処理し、
2値化処理によって区画された測定部位を含む測定対象
画像を求め、当該測定対象画像の画素数に予め定めてあ
る1画素当たりの面積を掛けて当該測定対象画像の面積
(A1 )を算出するとともに、当該測定対象画像の輪郭
線形状から当該測定対象画像の面積(A2 )を算出し、
1 とA2 とが略一致するまで前述のしきい値を変化さ
せて最適しきい値を求め、最適しきい値により2値化処
理した測定対象画像の画像処理により当該測定部位の寸
法を算出する画像処理装置とを有するようにしたもので
ある。
【0010】
【作用】本発明によれば、下記、の作用がある。 測定作業速度は、画像処理時間を電気的に短縮するこ
とにより適正化でき、板状体の寸法を短時間で測定でき
る。
【0011】画像処理のための2値化レベルを最適化
する手順を有しているから、最適2値化レベル(最適し
きい値)を用いて画像処理し、色むら(変色)等のある
板状体についても高い寸法測定精度を確保できる。
【0012】
【実施例】図1は寸法測定システムを示す模式図、図2
は板状体製造ラインを示す模式図、図3は寸法測定シス
テムの制御系統を示す模式図、図4は板状体の寸法測定
部位を示す模式図、図5は画像処理手順を示す模式図、
図6は影形成状態を示す模式図、図7は欠損部測定状態
を示す模式図、図8は長尺体の寸法測定方法を示す模式
図、図9は長尺体の画像処理内容を示す模式図である。
【0013】寸法測定システム10は、板状体1に定め
た複数(16ヶ所)の測定部位の寸法を、画像処理によっ
て測定するものである。
【0014】板状体1は、図2に示す如くの壁パネル製
造ラインにおいて、成形ラインに、乾燥機3、トリミン
グ装置4を経て製造された壁パネルである。そして、板
状体1は、検査ライン5に設けた寸法測定システム10
により寸法を測定され、仕分けライン6に搬出される。
【0015】ここで、板状体1は、図4に示す如く、中
央に凸部1Aを備え、周辺を耳部1Bとし、左右の全高
1 、H2 、上下の全長B1 、B2 、対角長C1 、C
2 、耳寸法a1 〜a6 、b1 〜b4 の全16ヶ所の測定部
位を定められている。
【0016】尚、寸法測定システム10は、全 500品種
の板状体1を寸法測定可能としている。板状体1は上述
全16ヶ所の測定部位の規格寸法を、品種毎に異にしてい
る。
【0017】然るに、寸法測定システム10は、図1に
示す如く、板状体搬入装置11、板状体位置決め装置1
2、撮像装置13、画像処理装置14、板状体搬出装置
15、制御装置16を有して構成されている。
【0018】板状体搬入装置11は、架台17に配設さ
れるベルトコンベヤ装置であり、板状体1を搬入する。
【0019】板状体位置決め装置12は、架台17に支
持された昇降テーブル18、昇降テーブル18とともに
昇降する縦、横両方向のプッシャ19、20、及び縦、
横両方向のストッパ21、22とから構成され、板状体
搬入装置11により搬入された板状体1を寸法測定位置
に位置決めする。
【0020】撮像装置13は、架台23に設置され、板
状体位置決め装置12により位置決めされた板状体1の
各測定部位の画像を取り込む。架台23には、全18個の
撮像装置13が設置されている。また、撮像装置13と
してはCCDカメラが用いられている。
【0021】画像処理装置14は、各撮像装置13によ
って撮像された画像を画像処理し、各測定部位の寸法を
算出する。
【0022】板状体搬出装置15は、架台17に配設さ
れるベルトコンベヤ装置であり、画像処理装置14によ
り寸法を算出された板状体1を搬出する。
【0023】制御装置16は、ホストコンピュータであ
り、板状体搬入装置11により搬入される板状体1の寸
法測定情報(品種、規格寸法等)を画像処理装置14に
伝達する。
【0024】尚、画像処理装置14は、制御装置16か
ら伝達された板状体1の寸法測定情報に基づき、算出し
た各測定部位の寸法の合否判定を行なう。
【0025】また、撮像装置13の架台23は、板状体
搬入装置11、位置決め装置12、搬出装置15のため
の架台17と分離され、独立設置される。
【0026】寸法測定システム10による板状体1の寸
法測定作業は、以下の如くなされる。 (1) トリミング装置4により所定の寸法に切断された板
状体1が板状体搬入装置11により搬入される。尚、ト
リミング装置4は、制御装置16から切断情報を伝達さ
れるトリミング制御装置4Aにより制御される。
【0027】(2) 寸法測定位置に搬入された板状体1
は、ストッパ21、22の直前でストップする。
【0028】(3) 昇降テーブル18が上昇し、縦方向プ
ッシャ19が作動し、板状体1を縦方向ストッパ21に
押し付ける。次に、横方向プッシャ20が作動し、板状
体1を横方向ストッパ22に押し付ける。これにより、
板状体1の位置決めが完了する。
【0029】(4) 撮像装置13により板状体1の各測定
部位の画像を取り込む。全撮像装置13のうち、いずれ
の撮像装置13を用いるかは、制御装置16が伝達する
品種情報に基づいて自動的に選択される。
【0030】(5) 画像処理装置14により画像処理し、
各測定部位の寸法を算出する。 (6) 制御装置16から伝達された板状体1の寸法測定情
報に基づき、算出した各測定部位の寸法をそれらの規格
寸法と比較し、合否判定を行なう。
【0031】以下、画像処理装置14による画像処理手
順について説明する。 (A) 耳寸法 (1) 生画像取り込み(図5(A)、(B)、図6参照) 板状体1の凸部1Aとの段差状境界部に定めた耳部1B
の寸法aを算出する。板状体1の段差状境界部を構成す
る凸部1Aの斜め上方より照明(高周波蛍光灯)31を
当て、この照明31が作る影32を含む生画像を撮像装
置13に取り込む。
【0032】尚、影32は、照明31の設置状態を調整
することにより、線状とすることができる。
【0033】また、影32が面状である場合には、該影
32の幅寸法aw を予め求めておく。そして、画像処理
装置14が後述する画像処理により耳部1Bの画像数か
ら求めた寸法a0 に、aw を補正値として加算する。
【0034】(2) 2値化レベルの探索(図5(C)参
照) 撮像装置13によって撮像された生画像の上記段差状境
界部に生ずる影32の濃度差からしきい値を定める。具
体的には、下記、による。
【0035】濃淡ヒストグラムの作成 上記(1) で撮像装置13に取り込んだ生画像を一定幅
(Y)で切出し、各512分割した四角形(単位:画素)
の濃度ヒストグラムを作る(濃度レベル:255 段階)
(図5(C)参照)。
【0036】しきい値の決定 上記のヒストグラムより、画像2値化(白か黒に区別
する)のためのレベルを山谷法により決定する(2値化
レベル=しきい値)。
【0037】この(2) においては、被測定物の全数につ
いて濃度分布を調べるので、照明の照度が変わっても柔
軟に対応できる。
【0038】(3) 最適2値化(図5(D)参照) 上記(1) で撮像装置13に取り込んだ生画像を、上記
(2) で求めたしきい値で2値化処理する。
【0039】上記の2値化処理によって区画された
測定部位(耳部1B)を含む測定対象画像(白)33を
求め、当該測定対象画像33の画素数に予め定めてある
1画素当たりの面積を掛けて当該測定対象画像33の面
積(A1 )を算出するとともに、当該測定対象画像33
の輪郭線形状から当該測定対象画像33の面積(A2
を算出し、A1 とA2 とが略一致するまで上述のしきい
値を変化させて最適しきい値を求める。
【0040】ここで、上記は、具体的には、下記(a)
又は(b) の如くに行なう。 (a) 測定対象画像33の主軸(短軸と長軸)の傾きθを
慣性モーメント定理により求める場合
【0041】測定対象画像33について、重心を通りX
軸に平行な直線に関する慣性モーメントMxx、重心を通
りY軸に平行な直線に関する慣性モーメントMyy、重心
を通りX軸とY軸に平行な直線に関する慣性モーメント
Mxyを求め、重心を原点とする座標系のX軸と当該測定
対象画像33と等価な慣性楕円の長軸との交差角度(傾
き)θを求める。
【0042】
【数1】
【0043】測定対象画像33に、上記傾き方向を主軸
方向とするXY座標を設定し、その短軸の長さXと長軸
の長さYとから、A2 =XYを求める。そして、 0.9 ×A2 ≦A1 ≦1.1 ×A2 …(5) となるまで上記のしきい値を5ずつ(256 段階中)変
更する(最大変更回数20回)。
【0044】(b) 測定対象画像33の主軸に傾きがない
場合 測定対象画像33の最大長さXと、生画像の切り出し幅
Yとから、A2 =XYを求める。そして、 A1 ≒A2 …(6) となるまで上記のしきい値を5ずつ(256 段階中)変
更する(最大変更回数20回)。
【0045】尚、この(3) において、最適2値化レベル
を求めるためのしきい値の変更時間は、20回変更して 2
秒程度である。
【0046】(4) 耳寸法の算出(図5(E)参照) 上記(3) で求めた最適しきい値で、前述の生画像を2
値化処理する。
【0047】2値化処理によって算出された測定部位
(耳部1B)を1辺とする矩形部34の画素数を測定す
る。
【0048】矩形部34の画素数に、予め定めてある
1画素当たりの面積を掛けて当該矩形部34の面積
(A)を算出し、当該面積(A)を、当該矩形部34の
切出し幅Yで割ることにより、当該測定部位の寸法a0
を算出する(図7参照)。
【0049】これにより、測定部位(耳部1B)を矩形
部34にて捕らえるため、図7に示す如くの欠損部35
等の存在による異常寸法の出現を防止できる。
【0050】尚、前述の生画像の影32が幅寸法aw
持つ場合には、前述の如く、上記a0 にaw を補正値と
して加算したものを、当該測定部位(耳部1B)の寸法
(X=a)とする。
【0051】(B) 全高、全長、対角長 (1) 撮像装置13の配置 板状体1の全高等は、撮像装置13の視野を越える範囲
に渡るものである。そこで、板状体1の寸法測定方向に
沿う2つの撮像位置(p1 ,p2 )のそれぞれに撮像装
置13を配置する。このとき、2台の撮像装置13のそ
れぞれを両撮像位置に配置しても良く、1台の撮像装置
13を可動式として両撮像位置に交互に配置するもので
あっても良い。
【0052】(2) 標点の撮像(図8(A)、(B)参
照) 一定の標点間距離Lを備えた基準ゲージ41を用意す
る。そして、各撮像位置(p1 ,p2 )のそれぞれに配
置された各撮像装置13の画面中で、一定の標点間距離
(L)をなす2つの標点(s1 ,s2 )のそれぞれが位
置する標点位置(i1 、i2 )を定める。
【0053】(3) 測定部位の撮像(図8(C)参照)。 各撮像位置(p1 ,p2 )のそれぞれに配置した各撮像
装置13に、板状体1の各測定部位を含む画像を取り込
み、その画像処理により各撮像装置13の画面中おける
各測定部位の位置(r1 ,r2 )を算出する。
【0054】尚、撮像装置13による上記各測定部位の
位置(r1 ,r2 )は、前述(A)の耳寸法測定のため
の画像処理技術と同一技術を用いて求め、或いは前述
(A)の耳寸法測定のための画像処理結果を利用して求
める。
【0055】(4) 長尺寸法の算出(図9参照) 各撮像装置13の画面中における各測定部位の位置(r
1 ,r2 )が対応する標点位置(i1 ,i2 )に対して
なす距離(x1 ,x2 )を算出し、2つの測定部位間の
寸法をL+x1 +x2 により算出する。
【0056】次に、本実施例の作用について説明する。 板状体1は、搬入装置11により搬入された後、位置
決め装置12により位置決めされ、画像処理装置14に
より各測定部位の寸法を算出され、その後、搬出装置1
5により搬出せしめられる。即ち、板状体1に定めた複
数の測定部位の寸法を、その製造ライン上で自動的に測
定できる。
【0057】従って、測定作業速度は、搬入時間、位置
決め時間、画像処理時間、搬出時間を電気的、機械的に
短縮することにより高速化でき、板状体1の寸法を短時
間で測定できる。従って、板状体1が多数の測定部位を
持つ場合にも、全測定部位の寸法測定を、比較的短いタ
クト時間内に完了できる。
【0058】また、測定作業は、電気的、機械的になさ
れるものであり、連続的かつ長時間に及ぶ場合にも、高
い測定精度を維持できる。
【0059】合否判定は画像処理装置14が自動的に
行なう。従って、判定データの蓄積が容易であり、デー
タの分析によって生産性の向上を図る等ができる。
【0060】また、画像処理装置14は、制御装置16
から板状体1の品種、規格寸法等の寸法測定情報を得る
ものであり、あらゆる品種の合否判定に直ちに対応でき
る。
【0061】撮像装置13の支持架台23が、搬入装
置11、位置決め装置12、及び搬出装置15のための
架台17と独立設置されている。従って、搬入装置1
1、位置決め装置12、及び搬出装置15の駆動系の振
動が撮像装置13に伝わることがない。このため、高精
度の撮像、ひいては高精度の画像処理を確保できる。
【0062】板状体1の段差状境界部に生ずる濃度差
に基づく画像処理により、寸法測定するものであり、段
差形状(段差高さ、勾配角度等)が一定であるならば、
安定した寸法精度が確保できる。このとき、照明31に
よって段差状境界部に影32を作ることにより、段差状
境界部の濃度差を明確にし、測定精度を向上できる。
【0063】上記の影32を線状とすることによ
り、段差状境界部の位置をより明確にし、測定精度をよ
り向上できる。
【0064】上記の影32が面状であっても、影3
2の幅寸法を予め求めておいて、これを補正することに
より、測定精度をより向上できる。
【0065】画像処理のための2値化レベルを最適化
する手順を有しているから、最適2値化レベル(最適し
きい値)を用いて画像処理し、色むら(変色)等のある
板状体1についても高い寸法測定精度を確保できる。
【0066】測定部位を1辺とする矩形部34を捕ら
えて画像処理するものであり、測定部位の縁の一部に欠
損があったとしても、この欠損部35の存在を希釈化
し、該欠損部35に対応する如くの局部的異常寸法の検
出を防ぐこととなる。従って、欠損部35があっても、
板状体1の寸法を安定的に高精度で測定できる。
【0067】2つの撮像位置(p1 ,p2 )のそれぞ
れに配置した撮像装置13の画像中に、一定の標点間距
離(L)をなす2つの標点(s1 ,s2 )のそれぞれが
位置する標点位置(i1 ,i2 )を定めるとともに、各
撮像装置13の画像中における各測定部位の位置(r
1 ,r2 )を算出し、更に各測定部位の位置(r1 ,r
2 )が標点位置(i1 ,i2 )に対してなす距離(x
1 ,x2 )を算出し、L+x1 +x2 を2つの測定部位
間の寸法として算出できる。これにより、撮像装置13
の視野を越える範囲に渡る長尺板状体1の寸法を容易
に、高精度で測定できる。
【0068】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、板状体の
寸法を、短時間、かつ高精度で測定可能とすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は寸法測定システムを示す模式図である。
【図2】図2は板状体製造ラインを示す模式図である。
【図3】図3は寸法測定システムの制御系統を示す模式
図である。
【図4】図4は板状体の寸法測定部位を示す模式図であ
る。
【図5】図5は画像処理手順を示す模式図である。
【図6】図6は影形成状態を示す模式図である。
【図7】図7は欠損部測定状態を示す模式図である。
【図8】図8は長尺体の寸法測定方法を示す模式図であ
る。
【図9】図9は長尺体の画像処理内容を示す模式図であ
る。
【符号の説明】
1 板状体 13 撮像装置 14 画像処理装置 33 測定対象画像
フロントページの続き (72)発明者 高柳 剛 愛知県西春日井郡西枇杷島町芳野町3丁 目1番地 株式会社高岳製作所 名古屋 事業所内 (56)参考文献 特開 平2−171604(JP,A) 特開 昭60−205683(JP,A) 特開 昭58−191908(JP,A) 特開 昭51−64950(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 板状体に定めた測定部位の寸法を算出す
    る画像処理による板状体の寸法算出装置であって、 板状体の測定部位を含む画像を取り込む撮像装置と、 撮像装置によって撮像された画像の濃度差からしきい値
    を定め、当該画像を2値化処理し、2値化処理によって
    区画された測定部位を含む測定対象画像を求め、当該測
    定対象画像の画素数に予め定めてある1画素当たりの面
    積を掛けて当該測定対象画像の面積(A1 )を算出する
    とともに、当該測定対象画像の輪郭線形状から当該測定
    対象画像の面積(A2 )を算出し、A1 とA2 とが略一
    致するまで前述のしきい値を変化させて最適しきい値を
    求め、最適しきい値により2値化処理した測定対象画像
    の画像処理により当該測定部位の寸法を算出する画像処
    理装置とを有する、画像処理による板状体の寸法算出装
    置。
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