JP2814183B2 - 画像処理装置における撮像装置選定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像処理装置における
撮像装置選定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】壁パネル等の板状体製造ラインでは、板
状体に定めた測定点の寸法を測定し、規格寸法に対する
合否判定を行なっている。

【０００３】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、撮像装置により被測定物の測定点を撮像
し、その画像信号の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。

【０００４】そこで、壁パネル等の板状体の寸法を上述
の画像処理技術を用いて測定することが考えられる。こ
のとき、板状体の全体寸法は、１個の撮像装置の撮像視
野範囲をはるかに超えるものであり、従って、撮像装置
としては、(a) 該撮像装置を可動として用いるもの、或
いは(b) 多数の撮像装置を固定配置してなる撮像装置群
の形態にて用いるものとなる。板状体の連続処理ライン
で、その測定速度の迅速を図るためには、上記(b) の多
数の撮像装置を用いることが好適となる。

【０００５】そして、多数の撮像装置を上述の如くに用
いる画像処理装置にあっては、各種品種の被測定物のそ
れぞれを順次測定領域内の測定位置に位置付け、各被測
定物の測定点を含む撮像領域を撮像して画像処理するに
際し、測定領域に対応して設置されている多数の撮像装
置の中から当該被測定物の当該撮像領域に対応する撮像
装置を選定して使用するものとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然るに、多数の撮像装
置の中から今回測定対象となる被測定物の測定点に対応
する撮像装置を選定するに際しては、当該撮像装置を手
動にて選定することが考えられる。

【０００７】然しながら、被測定物としての板状体が多
品種、多測定点をもつに至る場合には、撮像装置の手動
選定時間が多大となり、選定ミスによって不適撮像装置
を誤選定する虞れがある。

【０００８】本発明は、多数の撮像装置を用いる画像処
理装置において、撮像装置の選定を自動化し、選定工程
を削減するとともに選定ミスをなくして画像処理の迅
速、正確を図ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、各種品種の被測定物のそれぞれを順次測定領域内の
測定位置に位置付け、各被測定物の測定点を含む撮像領
域を撮像して画像処理するに際し、測定領域に対応して
設置されている多数の撮像装置の中から当該被測定物の
当該撮像領域に対応する撮像装置を選定して使用する画
像処理装置における撮像装置選定方法において、各撮像
装置の測定領域内での撮像視野範囲を予め定めるととも
に、測定領域内の測定位置に位置付けられる被測定物の
撮像領域を当該被測定物の品種情報に基づいて求め、上
記被測定物の上記撮像領域をその撮像視野範囲内に含む
撮像装置を当該被測定物の当該撮像領域に対応する撮像
装置として選定するようにしたものである。

【００１０】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の本発明において更に、前記被測定物が模様付板状体
であり、板状体の品種情報に基づき、当該板状体の耳寸
法、全高、全長、対角長等測定のための撮像領域を求め
るようにしたものである。

【００１１】

【作用】 各撮像装置の測定領域内での撮像視野範囲を予め定め
るとともに、測定領域内に位置付けられた被測定物の撮
像領域を当該被測定物の品種情報に基づいて求め、被測
定物の上記撮像領域をその撮像視野範囲内に含む撮像装
置を当該被測定物の当該撮像領域に対応する撮像装置と
して自動選定できる。従って、手動選定に比して、選定
工程を削減するとともに選定ミスをなくして画像処理の
迅速、正確を図ることができる。

【００１２】被測定物が模様付板状体であるとき、板
状体の品種情報に基づき、当該板状体の耳寸法、全高、
全長、対角長等測定のための撮像領域を求め、これに対
応すべき撮像装置を上記のように自動選定できる。

【００１３】

【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は撮像装置を示す模式図、図６
は画像処理手順を示す模式図、図７は影形成状態を示す
模式図、図８は欠損部測定状態を示す模式図、図９は撮
像領域決定手順を示す流れ図、図１０は撮像装置決定手
順を示す流れ図である。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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
Ｈ₁ 、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。

【００１７】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。

【００１８】然るに、寸法測定システム１０は、図１、
図３に示す如く、板状体搬送装置１１、板状体位置決め
装置１２、撮像装置１３、画像処理装置１４、制御装置
１６を有して構成されている。

【００１９】板状体搬送装置１１は、モータ１７によっ
て駆動されるベルトコンベヤ装置であり、板状体１を順
次測定領域の内外に搬入、搬出する。

【００２０】板状体位置決め装置１２は、Ｗ方向位置決
め装置１２ＡとＬ方向位置決め装置１２Ｂとからなり、
両位置決め装置１２Ａ、１２Ｂを板状体搬送装置１１の
搬送面の上下に昇降可能としている。Ｗ方向位置決め装
置１２Ａは、プッシャ１８によってＷ方向（短手方向）
に直線動されるウレタンローラ製押圧部１９により板状
体１をＷ方向に押動して、該板状体１をウレタンローラ
製ストッパ２０に押当て、板状体１をＷ方向にて位置決
めする。Ｌ方向位置決め装置１２Ｂは、プッシャ２１に
よってＬ方向（長手方向）に対向移動せしめられる左右
一対のウレタンローラ製挟持部２２により板状体１を挟
み、板状体１をＬ方向にて位置決めする。即ち、板状体
位置決め装置１２は、板状体搬送装置１１により測定領
域に搬入された板状体１を測定位置に位置付ける。

【００２１】尚、図１（Ｂ）において、Ｗ0 はＷ方向基
準位置（ストッパ面）、Ｌ0 はＬ方向基準位置（センタ
−ライン）、Ｏは測定領域の原点を示す。

【００２２】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、測定領域
に対応する全21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。尚、撮像装置１３は、図５に示す如く、防塵ケース
２４、電源２５、照明３１を備える。

【００２３】画像処理装置１４は、板状体１の測定点を
含む撮像領域を撮像して画像処理し、各測定点の寸法を
算出する。このとき、画像処理装置１４は、測定領域に
対応して設置されている全21個の撮像装置１３から当該
板状体１の当該撮像領域に対応する撮像装置１３を選定
して使用する。

【００２４】制御装置１６は、ホストコンピュータであ
り、板状体搬送装置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。

【００２５】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。

【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。

【００２７】(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が板状体搬送装置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。

【００２８】(2) 寸法測定位置に搬入された板状体１
は、板状体位置決め装置１２のＷ方向位置決め装置１２
Ａ、Ｌ方向位置決め装置１２Ｂにより位置決めされる。

【００２９】(3) 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画像処理装置１４により後述の如く
に自動的に選択される。

【００３０】(4) 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。

【００３１】(5) 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。

【００３２】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。尚、画像処理例として、板状体１
の耳寸法を求める場合について説明する。

【００３３】(1) 生画像取り込み（図６（Ａ）、
（Ｂ）、図７参照） 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を含む撮像領域（測定
点である耳部１Ｂを含む撮像領域）の生画像を撮像装置
１３に取り込む。

【００３４】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。

【００３５】また、影３２が面状である場合には、該影
３２の幅寸法ａ_w 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、ａ_w を補正値として加算する。

【００３６】(2) ２値化レベルの探索（図６（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。

【００３７】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：256 段階）
（図６（Ｃ）参照）。

【００３８】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）。

【００３９】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。

【００４０】(3) 最適２値化（図６（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。

【００４１】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。

【００４２】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

【００４３】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。

【００４４】

【数１】

【００４５】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）。

【００４６】(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、

【００４７】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）。

【００４８】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。

【００４９】(4) 耳寸法の算出（図６（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。

【００５０】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。

【００５１】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８参照）。

【００５２】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８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。

【００５３】尚、前述の生画像の影３２が幅寸法ａ_w を
持つ場合には、前述の如く、上記ａ₀ にａ_w 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。

【００５４】以下、画像処理装置１４において画像処理
すべき撮像領域に対応する撮像装置１３の選定方法につ
いて説明する（図９、図１０）。尚、撮像領域例とし
て、板状体１の耳部１Ｂを含むものについて説明する。

【００５５】(1) 撮像装置１３の撮像視野範囲の決定 各撮像装置１３の測定領域内での撮像視野範囲を予め定
める。表１の如くである。

【００５６】

【表１】

【００５７】(2) 撮像領域の決定（図９） 板状体位置決め装置１２により測定領域内の測定位置に
位置付けられる板状体１の撮像領域を、板状体１の品種
情報に基づいて求める。ａ側の耳寸法測定のための撮像
領域決定手順について説明すれば、下記〜の如くで
ある。

【００５８】画像処理対象として指定された板状体１
の品種情報（マスターベータ）を読み込む。図４に示し
たＬ寸法、Ｗ寸法、各耳寸法（ａ、ｂ）、及びそれらの
各寸法許容値である。

【００５９】耳寸法の最大値を算出する。 ａＭmax ＝ａＭ＋ａＭ許容値 ｂＭmax ＝ｂＭ＋ｂＭ許容値 尚、Ｍは耳寸法、ａＭmax はａ側の耳寸法最大値、ｂＭ
max はｂ側の耳寸法最大値である。

【００６０】撮像領域決定のための必要条件値Ｒ、Ｓ
を算出する。 Ｒ＝ｂＭmax ＋α Ｓ＝ａＭmax ＋β 尚、Ｒ、αはｂ側の耳部を撮像領域内から外すための値
である。Ｓ、βは凸部１Ａを撮像領域内に少し含ませる
ための値である。

【００６１】板状体１のエッジがどこにあり得るかを
算出する。 Ｌmax ＝Ｌ＋Ｌ許容値 Ｗmax ＝Ｗ＋Ｗ許容値 尚、Ｌmax はＬ方向の最大値、Ｗmax はＷ方向の最大値
である。

【００６２】撮像領域の始点Ａ（ｘ，ｙ）の絶対座標
を、測定領域の原点Ｏから求める。 Ａ（ｘ，ｙ）＝（Ｌmax −Ｒ，Ｗmax ＋γ）

【００６３】尚γは板状体１のエッジを見やすくするた
めの背景部分である。

【００６４】撮像領域の終点Ｂ（ｘ，ｙ）の絶対座標
を、測定領域の原点Ｏから求める。 Ｂ（ｘ，ｙ）＝（Ｌmax −（Ｒ＋Ｙ），Ｗmax −Ｓ）

【００６５】上記Ａ点とＢ点とが共存する撮像装置を
選定する。具体的には、下記(3) による。

【００６６】(3) 撮像装置１３の決定（図１０） 板状体１の上記撮像領域の始点Ａ、終点Ｂをその撮像視
野範囲内に含む撮像装置１３を、当該板状体１の当該撮
像領域に対応する撮像装置１３として選定する。具体的
には、下記〜の如くである。

【００６７】撮像装置１３のＮO.をＮO.１から選択
し、当該撮像装置１３の撮像視野範囲を表１の如くのデ
ータから読み込む。この読み込んだ撮像視野範囲にＡ点
が存在するか判定する。

【００６８】上記により、Ａ点がその撮像視野範囲
に存在する撮像装置１３が見つかるまで、上記を繰り
返し、Ａ点に対応する撮像装置１３を決定する。

【００６９】上記によりＡ点に対応するものとなっ
た撮像装置１３の撮像視野範囲にＢ点が存在するか判定
し、判定結果がＹesであれば、当該撮像装置１３を今回
の撮像領域に対応する撮像装置１３として決定する。Ｎ
o であれば、２台の撮像装置１３を選定使用するものと
なる。

【００７０】以下本実施例の作用について説明する。 各撮像装置１３の測定領域内での撮像視野範囲を予め
定めるとともに、測定領域内に位置付けられた板状体１
の撮像領域を当該板状体１の品種情報に基づいて求め、
板状体１の上記撮像領域をその撮像視野範囲内に含む撮
像装置１３を当該板状体１の当該撮像領域に対応する撮
像装置１３として自動選定できる。従って、手動選定に
比して、選定工程を削減するとともに選定ミスをなくし
て画像処理の迅速、正確を図ることができる。

【００７１】板状体１が模様付板状体であるとき、板
状体１の品種情報に基づき、当該板状体１の耳寸法、全
高、全長、対角長等測定のための撮像領域を求め、これ
に対応すべき撮像装置１３を上記のように自動選定で
きる。

【００７２】以上、本発明の実施例を図面により詳述し
たが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明は、
板状体１の耳寸法測定ための撮像領域に対応する撮像装
置１３を選定使用する場合に限らず、板状体１の全高、
全長、対角長等測定のための撮像領域に対応する撮像装
置１３を選定使用する等に広く適用できる。

【００７３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、多数の撮
像装置を用いる画像処理装置において、撮像装置の選定
を自動化し、選定工程を削減するとともに選定ミスをな
くして画像処理の迅速、正確を図ることができる。

【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は撮像装置を示す模式図である。

【図６】図６は画像処理手順を示す模式図である。

【図７】図７は影形成状態を示す模式図である。

【図８】図８は欠損部測定状態を示す模式図である。

【図９】図９は撮像領域決定手順を示す流れ図である。

【図１０】図１０は撮像装置決定手順を示す流れ図であ
る。

【符号の説明】

１ 板状体（被測定物） １０ 寸法測定システム １１ 板状体搬送装置 １２ 板状体位置決め装置 １３ 撮像装置 １４ 画像処理装置 １６ 制御装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−46736（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−309802（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−137547（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G01N 21/84 - 21/91

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各種品種の被測定物のそれぞれを順次測
   定領域内の測定位置に位置付け、各被測定物の測定点を
   含む撮像領域を撮像して画像処理するに際し、測定領域
   に対応して設置されている多数の撮像装置の中から当該
   被測定物の当該撮像領域に対応する撮像装置を選定して
   使用する画像処理装置における撮像装置選定方法におい
   て、 各撮像装置の測定領域内での撮像視野範囲を予め定める
   とともに、 測定領域内の測定位置に位置付けられる被測定物の撮像
   領域を当該被測定物の品種情報に基づいて求め、 上記被測定物の上記撮像領域をその撮像視野範囲内に含
   む撮像装置を当該被測定物の当該撮像領域に対応する撮
   像装置として選定することを特徴とする画像処理装置に
   おける撮像装置選定方法。
2. 【請求項２】 前記被測定物が模様付板状体であり、板
   状体の品種情報に基づき、当該板状体の耳寸法、全高、
   全長、対角長等測定のための撮像領域を求める請求項１
   記載の画像処理装置における撮像装置選定方法。