JP3078685B2 - 位置認識方法 - Google Patents
位置認識方法Info
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- JP3078685B2 JP3078685B2 JP05195964A JP19596493A JP3078685B2 JP 3078685 B2 JP3078685 B2 JP 3078685B2 JP 05195964 A JP05195964 A JP 05195964A JP 19596493 A JP19596493 A JP 19596493A JP 3078685 B2 JP3078685 B2 JP 3078685B2
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N7/00—Television systems
- H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
- G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30108—Industrial image inspection
- G06T2207/30164—Workpiece; Machine component
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボット用視覚認識装
置の位置認識方法に関し、特に、撮像手段で撮像された
画像から対象物の位置を検出する位置認識方法に関する
ものである。
置の位置認識方法に関し、特に、撮像手段で撮像された
画像から対象物の位置を検出する位置認識方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、撮像装置で撮像された画像から対
象物の位置を検出する位置認識方法が、各種生産設備に
おけるロボットの視覚認識装置に広く使用されている。
象物の位置を検出する位置認識方法が、各種生産設備に
おけるロボットの視覚認識装置に広く使用されている。
【０００３】上記に使用される位置認識方法の中から円
形対象物の位置を認識する場合の従来例を図７〜図９に
基づいて説明する。
形対象物の位置を認識する場合の従来例を図７〜図９に
基づいて説明する。
【０００４】図７は、従来例の位置認識方法を使用する
円形対象物位置認識装置の基本構成を示す。従来例の基
本構成は、撮像手段２１と、２値化手段２２と、ラベリ
ング重心位置算出手段２３とからなる。
円形対象物位置認識装置の基本構成を示す。従来例の基
本構成は、撮像手段２１と、２値化手段２２と、ラベリ
ング重心位置算出手段２３とからなる。
【０００５】従来例の位置認識方法の原理は次の通りで
ある。即ち、撮像手段２１によって撮像された円形対象
物の画像では、円形対象物の輪郭の内側画像濃度と外側
画像濃度とが異なるので、撮像手段２１で撮像した画像
を、先ず、２値化手段２２が、画像濃度閾値によって２
値化する。画像がポジかネガかによって異なるが、２値
化画像の濃い方の画像か淡い方の画像かが、円形対象物
を示す。従って、ラベリング重心位置算出手段２３によ
って、円形対象物を示す方の画像を、通常行われるラベ
リング処理によって連結して円形対象物を示す画像に形
成し、この画像の重心位置を算出すれば、この重心位置
が円形対象物の中心位置になる、という原理である。
ある。即ち、撮像手段２１によって撮像された円形対象
物の画像では、円形対象物の輪郭の内側画像濃度と外側
画像濃度とが異なるので、撮像手段２１で撮像した画像
を、先ず、２値化手段２２が、画像濃度閾値によって２
値化する。画像がポジかネガかによって異なるが、２値
化画像の濃い方の画像か淡い方の画像かが、円形対象物
を示す。従って、ラベリング重心位置算出手段２３によ
って、円形対象物を示す方の画像を、通常行われるラベ
リング処理によって連結して円形対象物を示す画像に形
成し、この画像の重心位置を算出すれば、この重心位置
が円形対象物の中心位置になる、という原理である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
の構成では、円形対象物の円周に接する背景の一部分の
明るさが、円形対象物の明るさに近い場合、図８に示す
ように、この背景部分２５が円形対象物の２値化画像２
４の一部として加わり、この加わった２値化画像の重心
２７が算出されるので、円形対象物の正しい中心２６を
求めることが出来ないという問題点がある。
の構成では、円形対象物の円周に接する背景の一部分の
明るさが、円形対象物の明るさに近い場合、図８に示す
ように、この背景部分２５が円形対象物の２値化画像２
４の一部として加わり、この加わった２値化画像の重心
２７が算出されるので、円形対象物の正しい中心２６を
求めることが出来ないという問題点がある。
【０００７】又、上記の従来例の構成では、例えば、円
形対象物が下螺子穴で、この下螺子穴の一部が上螺子穴
の周縁に隠された場合、図９に示すように、撮像手段２
１によって撮像された円形対象物の画像２４の外周の一
部が、前記上螺子穴の周縁が構成する背景２８によって
隠された形になり、この隠された形の２値化画像の重心
２９が算出されるので、円形対象物の正しい中心２６を
求めることが出来ないという問題点がある。
形対象物が下螺子穴で、この下螺子穴の一部が上螺子穴
の周縁に隠された場合、図９に示すように、撮像手段２
１によって撮像された円形対象物の画像２４の外周の一
部が、前記上螺子穴の周縁が構成する背景２８によって
隠された形になり、この隠された形の２値化画像の重心
２９が算出されるので、円形対象物の正しい中心２６を
求めることが出来ないという問題点がある。
【０００８】本発明は、上記の問題点を解決し、対象物
の輪郭の一部が、画像上で不明確であっても、正確・迅
速に対象物の位置を認識できる位置認識方法を提供する
ことを課題としている。
の輪郭の一部が、画像上で不明確であっても、正確・迅
速に対象物の位置を認識できる位置認識方法を提供する
ことを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の位置認識方法
は、上記の課題を解決するために、対象物を撮像手段で
撮像して濃淡画像を得、この濃淡画像上の対象物の輪郭
に等しい走査輪郭とこの走査輪郭に直交しこの走査輪郭
の内外の画像濃度を測定する複数本の濃度相関ラインと
からなる輪郭走査ウインドによって前記濃淡画像を走査
し、各濃度相関ライン毎に所定数の内側画像濃度測定点
からなる内側濃度相関ラインの測定濃度合計値と所定数
の外側画像濃度測定点からなる外側濃度相関ラインの測
定濃度合計値との差の絶対値を演算し、この絶対値が所
定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数が極大にな
る前記輪郭走査ウインドの位置を対象物の位置として検
出することを特徴とする。
は、上記の課題を解決するために、対象物を撮像手段で
撮像して濃淡画像を得、この濃淡画像上の対象物の輪郭
に等しい走査輪郭とこの走査輪郭に直交しこの走査輪郭
の内外の画像濃度を測定する複数本の濃度相関ラインと
からなる輪郭走査ウインドによって前記濃淡画像を走査
し、各濃度相関ライン毎に所定数の内側画像濃度測定点
からなる内側濃度相関ラインの測定濃度合計値と所定数
の外側画像濃度測定点からなる外側濃度相関ラインの測
定濃度合計値との差の絶対値を演算し、この絶対値が所
定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数が極大にな
る前記輪郭走査ウインドの位置を対象物の位置として検
出することを特徴とする。
【００１０】又、本発明の位置認識方法は、上記の課題
を解決するために、所定濃度閾値は、濃淡画像の各画素
の濃度ヒストグラムの極大点の濃度を基準にして決定す
ることが好適である。
を解決するために、所定濃度閾値は、濃淡画像の各画素
の濃度ヒストグラムの極大点の濃度を基準にして決定す
ることが好適である。
【００１１】又、本発明の位置認識方法は、上記の課題
を解決するために、輪郭走査ウインドの走査位置での演
算は、各濃度相関ラインについて演算された内側濃度相
関ラインの測定濃度合計値と外側濃度相関ラインの測定
濃度合計値との差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃
度相関ラインの本数が、所定本数未満になると演算され
た時点でその走査位置での演算を打切り次の走査位置に
移ることが好適である。
を解決するために、輪郭走査ウインドの走査位置での演
算は、各濃度相関ラインについて演算された内側濃度相
関ラインの測定濃度合計値と外側濃度相関ラインの測定
濃度合計値との差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃
度相関ラインの本数が、所定本数未満になると演算され
た時点でその走査位置での演算を打切り次の走査位置に
移ることが好適である。
【００１２】又、本発明の位置認識方法は、上記の課題
を解決するために、輪郭走査ウインドの走査位置での演
算は、背景画像濃度値が対象物画像濃度値より大きい場
合に、全外側濃度相関ラインの測定濃度総計値が外側所
定総計値許容範囲内にないと演算された時点でその走査
位置での演算を打切り次の走査位置に移ることが好適で
ある。
を解決するために、輪郭走査ウインドの走査位置での演
算は、背景画像濃度値が対象物画像濃度値より大きい場
合に、全外側濃度相関ラインの測定濃度総計値が外側所
定総計値許容範囲内にないと演算された時点でその走査
位置での演算を打切り次の走査位置に移ることが好適で
ある。
【００１３】又、本発明の位置認識方法は、上記の課題
を解決するために、輪郭走査ウインドの走査位置での演
算は、対象物画像濃度値が背景画像濃度値より大きい場
合に、全内側濃度相関ラインの測定濃度総計値が内側所
定総計値許容範囲内にないと演算された時点でその走査
位置での演算を打切り次の走査位置に移ることが好適で
ある。
を解決するために、輪郭走査ウインドの走査位置での演
算は、対象物画像濃度値が背景画像濃度値より大きい場
合に、全内側濃度相関ラインの測定濃度総計値が内側所
定総計値許容範囲内にないと演算された時点でその走査
位置での演算を打切り次の走査位置に移ることが好適で
ある。
【００１４】又、本発明の位置認識方法は、上記の課題
を解決するために、外側又は内側夫々の所定総計値許容
範囲は、濃淡画像の各画素の濃度ヒストグラムの極大点
の濃度を基準にして決定することが好適である。
を解決するために、外側又は内側夫々の所定総計値許容
範囲は、濃淡画像の各画素の濃度ヒストグラムの極大点
の濃度を基準にして決定することが好適である。
【００１５】
【作用】本発明の位置認識方法は、撮像された対象物の
画像の輪郭の一部が画像上で不明確な場合にも迅速・正
確に対象物の位置を認識できるもので、次の作用を有す
る。
画像の輪郭の一部が画像上で不明確な場合にも迅速・正
確に対象物の位置を認識できるもので、次の作用を有す
る。
【００１６】本発明の位置認識方法では、撮像手段が対
象物を撮像して得る濃淡画像において、画像の輪郭が明
確な部分では輪郭の内側と外側とで画像濃度が明確に異
なり、画像の輪郭が不明確な部分では輪郭の内側の画像
濃度と外側の画像濃度との差が無くなるので、輪郭操作
ウインドが対象物の画像に一致した場合に、画像の輪郭
が明確な部分にある濃度相関ラインでは、内側濃度相関
ラインの測定濃度合計値と外側濃度相関ラインの測定濃
度合計値との差の絶対値が大きくなり、画像の輪郭が不
明確な部分にある濃度相関ラインでは、内側濃度相関ラ
インの測定濃度合計値と外側濃度相関ラインの測定濃度
合計値との差の絶対値が小さくなることを利用し、前記
差の絶対値が所定濃度閾値以上になる濃度相関ラインの
みを、位置認識に誤差なく利用できるものとして使用し
正確に位置認識している。
象物を撮像して得る濃淡画像において、画像の輪郭が明
確な部分では輪郭の内側と外側とで画像濃度が明確に異
なり、画像の輪郭が不明確な部分では輪郭の内側の画像
濃度と外側の画像濃度との差が無くなるので、輪郭操作
ウインドが対象物の画像に一致した場合に、画像の輪郭
が明確な部分にある濃度相関ラインでは、内側濃度相関
ラインの測定濃度合計値と外側濃度相関ラインの測定濃
度合計値との差の絶対値が大きくなり、画像の輪郭が不
明確な部分にある濃度相関ラインでは、内側濃度相関ラ
インの測定濃度合計値と外側濃度相関ラインの測定濃度
合計値との差の絶対値が小さくなることを利用し、前記
差の絶対値が所定濃度閾値以上になる濃度相関ラインの
みを、位置認識に誤差なく利用できるものとして使用し
正確に位置認識している。
【００１７】又、本発明の位置認識方法は、所定濃度閾
値を、濃淡画像の各画素の濃度ヒストグラムの極大点の
濃度を基準にして決定するので、対象物を照明する照明
の明るさの変化等によって、濃淡画像の画像濃度が変化
した場合でも、所定濃度閾値をその変化に合わせて適正
に決定できるので、測定結果は正確である。
値を、濃淡画像の各画素の濃度ヒストグラムの極大点の
濃度を基準にして決定するので、対象物を照明する照明
の明るさの変化等によって、濃淡画像の画像濃度が変化
した場合でも、所定濃度閾値をその変化に合わせて適正
に決定できるので、測定結果は正確である。
【００１８】又、本発明の位置認識方法は、輪郭走査ウ
インドの走査を迅速化するために、輪郭走査ウインドの
走査位置での演算は、各濃度相関ラインについて演算さ
れた内側濃度相関ラインの測定濃度合計値と外側濃度相
関ラインの測定濃度合計値との差の絶対値が所定濃度閾
値より大きな濃度相関ラインの本数が、所定本数未満に
なると演算された時点でその走査位置での演算を打切り
次の走査位置に移っている。この理由は、位置を正確に
認識するための濃度相関ラインの本数は、所定本数以上
必要である。又、対象物の輪郭の一部のみが円形状で他
は別の形状の場合には、輪郭走査ウインドが円形状部に
完全に一致した位置で、前記差の絶対値が所定濃度閾値
より大きな濃度相関ラインの本数が極大になるので、位
置を正確に認識するための濃度相関ラインの本数は、こ
の極大数からすこし少ない本数以上必要である。一方、
内側濃度相関ラインの測定濃度合計値と外側濃度相関ラ
インの測定濃度合計値との差の絶対値の計算を完了する
には時間がかかるので、この計算途中で、位置認識に使
用できる濃度相関ラインの本数が、所定本数未満である
と判明した時点で、演算を打切り次の走査位置に進むこ
とにより、輪郭走査ウインドの走査を迅速化できる。
インドの走査を迅速化するために、輪郭走査ウインドの
走査位置での演算は、各濃度相関ラインについて演算さ
れた内側濃度相関ラインの測定濃度合計値と外側濃度相
関ラインの測定濃度合計値との差の絶対値が所定濃度閾
値より大きな濃度相関ラインの本数が、所定本数未満に
なると演算された時点でその走査位置での演算を打切り
次の走査位置に移っている。この理由は、位置を正確に
認識するための濃度相関ラインの本数は、所定本数以上
必要である。又、対象物の輪郭の一部のみが円形状で他
は別の形状の場合には、輪郭走査ウインドが円形状部に
完全に一致した位置で、前記差の絶対値が所定濃度閾値
より大きな濃度相関ラインの本数が極大になるので、位
置を正確に認識するための濃度相関ラインの本数は、こ
の極大数からすこし少ない本数以上必要である。一方、
内側濃度相関ラインの測定濃度合計値と外側濃度相関ラ
インの測定濃度合計値との差の絶対値の計算を完了する
には時間がかかるので、この計算途中で、位置認識に使
用できる濃度相関ラインの本数が、所定本数未満である
と判明した時点で、演算を打切り次の走査位置に進むこ
とにより、輪郭走査ウインドの走査を迅速化できる。
【００１９】又、本発明の位置認識方法は、輪郭走査ウ
インドの走査を迅速化するために、輪郭走査ウインドの
走査位置での演算を、背景画像濃度値が対象物画像濃度
値より大きい場合に、全外側濃度相関ラインの測定濃度
総計値が外側所定総計値許容範囲内にないと演算された
時点で打切り次の走査位置に移っている。この理由は、
輪郭走査ウインドが対象物の画像に近い位置にいると、
全外側濃度相関ラインが測定する測定濃度総計値は、対
象物の画像の外側画像濃度に対応するので、当然、外側
画像濃度に基づいて決定した外側所定総計値許容範囲内
にはいる。従って、外側所定総計値許容範囲内に入らな
い場合には、輪郭走査ウインドが対象物の画像から外れ
ていることになるので、演算を打切り次の走査位置に進
む。この所定総計値許容範囲での判断は迅速にできるの
で、輪郭走査ウインドの走査を迅速化できる。
インドの走査を迅速化するために、輪郭走査ウインドの
走査位置での演算を、背景画像濃度値が対象物画像濃度
値より大きい場合に、全外側濃度相関ラインの測定濃度
総計値が外側所定総計値許容範囲内にないと演算された
時点で打切り次の走査位置に移っている。この理由は、
輪郭走査ウインドが対象物の画像に近い位置にいると、
全外側濃度相関ラインが測定する測定濃度総計値は、対
象物の画像の外側画像濃度に対応するので、当然、外側
画像濃度に基づいて決定した外側所定総計値許容範囲内
にはいる。従って、外側所定総計値許容範囲内に入らな
い場合には、輪郭走査ウインドが対象物の画像から外れ
ていることになるので、演算を打切り次の走査位置に進
む。この所定総計値許容範囲での判断は迅速にできるの
で、輪郭走査ウインドの走査を迅速化できる。
【００２０】又、本発明の位置認識方法は、輪郭走査ウ
インドの走査を迅速化するために、輪郭走査ウインドの
走査位置での演算を、対象物画像濃度値が背景画像濃度
値より大きい場合に、全内側濃度相関ライン測定濃度総
計値が内側所定総計値許容範囲内にないと演算された時
点で打切り次の走査位置に移っている。この理由は、輪
郭走査ウインドが対象物の画像に近い位置にいると、全
内側濃度相関ラインは、対象物の画像の内側濃度に対応
するので、当然、内側所定総計値許容範囲内にはいる。
従って、内側所定総計値許容範囲内に入らない場合に
は、輪郭走査ウインドが対象物の画像から外れているこ
とになるので、演算を打切り次の走査位置に進む。この
所定総計値許容範囲での判断は迅速にできるので、輪郭
走査ウインドの走査を迅速化できる。
インドの走査を迅速化するために、輪郭走査ウインドの
走査位置での演算を、対象物画像濃度値が背景画像濃度
値より大きい場合に、全内側濃度相関ライン測定濃度総
計値が内側所定総計値許容範囲内にないと演算された時
点で打切り次の走査位置に移っている。この理由は、輪
郭走査ウインドが対象物の画像に近い位置にいると、全
内側濃度相関ラインは、対象物の画像の内側濃度に対応
するので、当然、内側所定総計値許容範囲内にはいる。
従って、内側所定総計値許容範囲内に入らない場合に
は、輪郭走査ウインドが対象物の画像から外れているこ
とになるので、演算を打切り次の走査位置に進む。この
所定総計値許容範囲での判断は迅速にできるので、輪郭
走査ウインドの走査を迅速化できる。
【００２１】又、本発明の位置認識方法は、内側と外側
の所定総計値許容範囲を、濃淡画像の各画素の濃度ヒス
トグラムの極大点の濃度を基準にして決定するので、対
象物を照明する照明の明るさの変化等によって、濃淡画
像の画像濃度が変化した場合でも、所定総計値許容範囲
をその変化に合わせて適正に決定できるので、測定結果
は正確である。
の所定総計値許容範囲を、濃淡画像の各画素の濃度ヒス
トグラムの極大点の濃度を基準にして決定するので、対
象物を照明する照明の明るさの変化等によって、濃淡画
像の画像濃度が変化した場合でも、所定総計値許容範囲
をその変化に合わせて適正に決定できるので、測定結果
は正確である。
【００２２】
【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図５に基づいて
説明する。
説明する。
【００２３】図１は、本発明の位置認識方法を使用する
位置認識装置の主要部を示すブロック図である。
位置認識装置の主要部を示すブロック図である。
【００２４】図１において、本実施例は、撮像手段１が
対象物を撮像して映像信号を出し、濃淡画像記憶手段２
が前記映像信号を濃淡画像データにして記憶し、走査手
段３が後述する輪郭走査ウインドによって前記濃淡画像
データを走査し、位置演算手段４が前記の走査データを
使用して対象物の位置を演算する。
対象物を撮像して映像信号を出し、濃淡画像記憶手段２
が前記映像信号を濃淡画像データにして記憶し、走査手
段３が後述する輪郭走査ウインドによって前記濃淡画像
データを走査し、位置演算手段４が前記の走査データを
使用して対象物の位置を演算する。
【００２５】図２は、図１の濃淡画像データを示し、５
は円形対象物、６は、撮像手段１の視野の中で、円形対
象物５と共に被検査物を構成し、且つ、円形対象物５の
一部に重なっている部品であり、この濃淡画像データ
が、円形対象物５の全体が見える窓７内で走査され演算
される。
は円形対象物、６は、撮像手段１の視野の中で、円形対
象物５と共に被検査物を構成し、且つ、円形対象物５の
一部に重なっている部品であり、この濃淡画像データ
が、円形対象物５の全体が見える窓７内で走査され演算
される。
【００２６】図３は、本実施例で使用する輪郭走査ウイ
ンドＡを示し、８は、円形対象物５の画像の直径と等し
い直径を有する走査輪郭で、円形対象物１の画像におい
て、画像部分と背景部分との境界線に対応する。９ａ〜
９ｈは、走査輪郭８に直交しこの走査輪郭８の内外の画
像濃度を測定する複数本の濃度相関ラインである。
ンドＡを示し、８は、円形対象物５の画像の直径と等し
い直径を有する走査輪郭で、円形対象物１の画像におい
て、画像部分と背景部分との境界線に対応する。９ａ〜
９ｈは、走査輪郭８に直交しこの走査輪郭８の内外の画
像濃度を測定する複数本の濃度相関ラインである。
【００２７】図４は、本実施例で使用する輪郭走査ウイ
ンドＡの濃度相関ライン９ａ〜９ｈの中の９ｃの詳細を
示し、１０ｃは濃度相関ライン９ｃの走査輪郭位置、１
１ｃ、１２ｃ、１３ｃは内側濃度相関ラインＢを構成す
る所定数の内側画像濃度測定点、１４ｃ、１５ｃ、１６
ｃは外側濃度相関ラインＣを構成する所定数の外側画像
濃度測定点である。
ンドＡの濃度相関ライン９ａ〜９ｈの中の９ｃの詳細を
示し、１０ｃは濃度相関ライン９ｃの走査輪郭位置、１
１ｃ、１２ｃ、１３ｃは内側濃度相関ラインＢを構成す
る所定数の内側画像濃度測定点、１４ｃ、１５ｃ、１６
ｃは外側濃度相関ラインＣを構成する所定数の外側画像
濃度測定点である。
【００２８】図５は、本実施例で使用する内側と外側と
の濃度差の絶対値に対する所定濃度閾値と、内側または
外側所定総計値許容範囲の決定に使用する画像濃度ヒス
トグラムである。横軸に０〜２５５の画像濃度をとり、
縦軸に濃度値頻度をとっている。頻度極大を示す点が、
１７ａと１７ｂと２つできる。図２の窓７内では、通
常、背景部分の面積が円形対象物５の面積よりも大きい
ので、小さい方の極大点１７ａは内側画像濃度を示し、
大きい方の極大点１７ｂは外側画像濃度を示す。
の濃度差の絶対値に対する所定濃度閾値と、内側または
外側所定総計値許容範囲の決定に使用する画像濃度ヒス
トグラムである。横軸に０〜２５５の画像濃度をとり、
縦軸に濃度値頻度をとっている。頻度極大を示す点が、
１７ａと１７ｂと２つできる。図２の窓７内では、通
常、背景部分の面積が円形対象物５の面積よりも大きい
ので、小さい方の極大点１７ａは内側画像濃度を示し、
大きい方の極大点１７ｂは外側画像濃度を示す。
【００２９】従って、内側と外側との濃度差の絶対値に
対する所定濃度閾値は、濃度値１７ｂから濃度値１７ａ
を引いた濃度値の半分とする。この計算方法の理由は、
円形対象物の画像の境界線で濃度がシャープに変われば
もっと大きな値になるが、実際には濃度勾配をもって変
わるので、経験的にこのように決定する。但し、上記の
ように、前記の引いた濃度値の半分にするかどうするか
は、濃度相関ラインの画像濃度測定点の数によっても変
化する。このような決定方法の効果は、照明の変化等
で、濃度分布が変動しても、適正な所定濃度閾値を得ら
れることである。
対する所定濃度閾値は、濃度値１７ｂから濃度値１７ａ
を引いた濃度値の半分とする。この計算方法の理由は、
円形対象物の画像の境界線で濃度がシャープに変われば
もっと大きな値になるが、実際には濃度勾配をもって変
わるので、経験的にこのように決定する。但し、上記の
ように、前記の引いた濃度値の半分にするかどうするか
は、濃度相関ラインの画像濃度測定点の数によっても変
化する。このような決定方法の効果は、照明の変化等
で、濃度分布が変動しても、適正な所定濃度閾値を得ら
れることである。
【００３０】又、外側所定総計値許容範囲については、
外側画像濃度測定点の１４ｃ、１５ｃ、１６ｃの数によ
って変化するが、背景画像濃度値が対象物画像濃度値よ
り大きい場合には、図５の画像濃度ヒストグラムの１７
ｂが外側画像濃度の代表値になるので、濃度値１７ｂの
函数で、外側所定総計値許容範囲を決める。
外側画像濃度測定点の１４ｃ、１５ｃ、１６ｃの数によ
って変化するが、背景画像濃度値が対象物画像濃度値よ
り大きい場合には、図５の画像濃度ヒストグラムの１７
ｂが外側画像濃度の代表値になるので、濃度値１７ｂの
函数で、外側所定総計値許容範囲を決める。
【００３１】又、内側所定総計値許容範囲については、
内側画像濃度測定点の１１ｃ、１２ｃ、１３ｃの数によ
って変化するが、対象物画像濃度値が背景画像濃度値よ
り大きい場合には、図５の画像濃度ヒストグラムの１７
ｂが内側画像濃度の代表値になるので、濃度値１７ｂの
函数で、内側所定総計値許容範囲を決める。
内側画像濃度測定点の１１ｃ、１２ｃ、１３ｃの数によ
って変化するが、対象物画像濃度値が背景画像濃度値よ
り大きい場合には、図５の画像濃度ヒストグラムの１７
ｂが内側画像濃度の代表値になるので、濃度値１７ｂの
函数で、内側所定総計値許容範囲を決める。
【００３２】次に、第１実施例における位置認識動作を
図１〜図５に基づいて説明する。
図１〜図５に基づいて説明する。
【００３３】先ず、図１に示す撮像手段１で円形対象物
を含む被検査物を撮像し窓７内の濃淡画像を得て、この
窓７内の濃淡画像を濃淡画像記憶手段２に記憶させる。
を含む被検査物を撮像し窓７内の濃淡画像を得て、この
窓７内の濃淡画像を濃淡画像記憶手段２に記憶させる。
【００３４】この窓７内の濃淡画像では、図２に示すよ
うに、円形対象物５があり、この円形対象物５の一部
に、被検査物の一部６が重なっている。
うに、円形対象物５があり、この円形対象物５の一部
に、被検査物の一部６が重なっている。
【００３５】この場合に円形対象物の位置を検出する本
実施例の動作を以下に説明する。
実施例の動作を以下に説明する。
【００３６】先ず、図１に示す走査手段が、図３に示す
輪郭走査ウインドＡを使用して、図２に示す窓７内の濃
淡画像の左上から右向に走査し始め、一画素移動する毎
に、位置演算手段が演算する。
輪郭走査ウインドＡを使用して、図２に示す窓７内の濃
淡画像の左上から右向に走査し始め、一画素移動する毎
に、位置演算手段が演算する。
【００３７】しかし、円形対象物の位置を演算する演算
を各走査位置で最後まで行うと、走査に時間がかかり、
実用性がなくなるので、輪郭走査ウインドＡが円形対象
物の位置に近づくまでは、輪郭走査ウインドＡが円形対
象物に未だ近づいていないということを確認する簡単な
演算を行うだけで、次の走査点に進む。
を各走査位置で最後まで行うと、走査に時間がかかり、
実用性がなくなるので、輪郭走査ウインドＡが円形対象
物の位置に近づくまでは、輪郭走査ウインドＡが円形対
象物に未だ近づいていないということを確認する簡単な
演算を行うだけで、次の走査点に進む。
【００３８】先ず、輪郭走査ウインドＡが未だ大きく円
形対象物から離れている間は、図５で決定方法を説明し
た、内側または外側所定総計値許容範囲を使用する。即
ち、この段階では、全内側濃度相関ラインＢを構成する
所定数の内側画像濃度測定点１１ｃ、１２ｃ、１３ｃが
測定した画像濃度を総計して内側測定濃度総計値を求
め、これが、内側所定総計値許容範囲内か否かを判断す
る。又、全外側濃度相関ラインＣを構成する所定数の外
側画像濃度測定点１４ｃ、１５ｃ、１６ｃが測定した画
像濃度を総計して外側測定濃度総計値を求め、これが、
外側所定総計値許容範囲内か否かを判断する。そして、
何れか一方が、否であれば、輪郭走査ウインドＡが未だ
大きく円形対象物から離れていると判断して、この走査
位置での演算を終了し、次の走査点に進む。この状態で
は、走査位置の移動を画素一つずつではなく、複数個に
しても良い。又、外側か内側のどちらかの一方にしても
良い。
形対象物から離れている間は、図５で決定方法を説明し
た、内側または外側所定総計値許容範囲を使用する。即
ち、この段階では、全内側濃度相関ラインＢを構成する
所定数の内側画像濃度測定点１１ｃ、１２ｃ、１３ｃが
測定した画像濃度を総計して内側測定濃度総計値を求
め、これが、内側所定総計値許容範囲内か否かを判断す
る。又、全外側濃度相関ラインＣを構成する所定数の外
側画像濃度測定点１４ｃ、１５ｃ、１６ｃが測定した画
像濃度を総計して外側測定濃度総計値を求め、これが、
外側所定総計値許容範囲内か否かを判断する。そして、
何れか一方が、否であれば、輪郭走査ウインドＡが未だ
大きく円形対象物から離れていると判断して、この走査
位置での演算を終了し、次の走査点に進む。この状態で
は、走査位置の移動を画素一つずつではなく、複数個に
しても良い。又、外側か内側のどちらかの一方にしても
良い。
【００３９】輪郭走査ウインドＡが次第に円形対象物に
近づくと、内側測定濃度総計値と外側測定濃度総計値と
が、内側所定総計値許容範囲内と外側所定総計値許容範
囲内とに入る。この段階で、演算方法を下記のように変
更する。
近づくと、内側測定濃度総計値と外側測定濃度総計値と
が、内側所定総計値許容範囲内と外側所定総計値許容範
囲内とに入る。この段階で、演算方法を下記のように変
更する。
【００４０】輪郭走査ウインドＡが次第に円形対象物に
近づいたと判断されると、図５で決定方法を説明した、
所定濃度閾値を使用する。即ち、この段階では、内側濃
度相関ラインＢの測定濃度合計値と外側濃度相関ライン
Ｃの測定濃度合計値との差の絶対値が所定濃度閾値より
大きな濃度相関ラインの本数が、所定本数未満になると
演算された時点でその走査位置での演算を打切り次の走
査位置に移る。この演算方法を実施する理由は下記の通
りである。即ち、前記差の絶対値が所定濃度閾値より大
きな濃度相関ラインの本数は、円形対象物が完全な円形
の場合には、輪郭走査ウインドＡが円形対象物に略一致
した時点で全本数になる。又、円形対象物が円形の一部
を欠く場合には、輪郭走査ウインドＡが円形対象物に略
一致した時点で、全本数から前記の欠けた部分に対応す
る濃度相関ラインの本数を差し引いた本数になる。従っ
て、輪郭走査ウインドＡが円形対象物に略一致した時点
での前記差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度相関
ラインの本数から１〜２本を差し引いた本数を、所定本
数とすれば、前記差の絶対値が所定濃度閾値より大きな
濃度相関ラインの本数が所定本数未満と演算された時点
で、この走査位置では、輪郭走査ウインドＡと円形対象
物とが一致していないことが判るので、その走査位置で
の演算を打切り次の走査位置に移るのである。
近づいたと判断されると、図５で決定方法を説明した、
所定濃度閾値を使用する。即ち、この段階では、内側濃
度相関ラインＢの測定濃度合計値と外側濃度相関ライン
Ｃの測定濃度合計値との差の絶対値が所定濃度閾値より
大きな濃度相関ラインの本数が、所定本数未満になると
演算された時点でその走査位置での演算を打切り次の走
査位置に移る。この演算方法を実施する理由は下記の通
りである。即ち、前記差の絶対値が所定濃度閾値より大
きな濃度相関ラインの本数は、円形対象物が完全な円形
の場合には、輪郭走査ウインドＡが円形対象物に略一致
した時点で全本数になる。又、円形対象物が円形の一部
を欠く場合には、輪郭走査ウインドＡが円形対象物に略
一致した時点で、全本数から前記の欠けた部分に対応す
る濃度相関ラインの本数を差し引いた本数になる。従っ
て、輪郭走査ウインドＡが円形対象物に略一致した時点
での前記差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度相関
ラインの本数から１〜２本を差し引いた本数を、所定本
数とすれば、前記差の絶対値が所定濃度閾値より大きな
濃度相関ラインの本数が所定本数未満と演算された時点
で、この走査位置では、輪郭走査ウインドＡと円形対象
物とが一致していないことが判るので、その走査位置で
の演算を打切り次の走査位置に移るのである。
【００４１】前記差の絶対値が所定濃度閾値より大きな
濃度相関ラインの本数が所定本数以上になると、輪郭走
査ウインドＡが円形対象物のすぐ近くにきていることに
なるので、それ以後は、円形対象物の位置を認識する正
規の演算を行う。
濃度相関ラインの本数が所定本数以上になると、輪郭走
査ウインドＡが円形対象物のすぐ近くにきていることに
なるので、それ以後は、円形対象物の位置を認識する正
規の演算を行う。
【００４２】即ち、各濃度相関ライン毎に、所定数の内
側画像濃度測定点からなる内側濃度相関ラインＢの測定
濃度合計値と所定数の外側画像濃度測定点からなる外側
濃度相関ラインＣの測定濃度合計値との差の絶対値を演
算し、この絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラ
インの本数が最も大きくなる前記輪郭走査ウインドの位
置を対象物の位置として検出する。
側画像濃度測定点からなる内側濃度相関ラインＢの測定
濃度合計値と所定数の外側画像濃度測定点からなる外側
濃度相関ラインＣの測定濃度合計値との差の絶対値を演
算し、この絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラ
インの本数が最も大きくなる前記輪郭走査ウインドの位
置を対象物の位置として検出する。
【００４３】以上によって、被検査物から円形対象物の
位置を、迅速、正確に認識できる。
位置を、迅速、正確に認識できる。
【００４４】この場合、閾値をその都度、画像濃度分布
から決定すると、照明の変動があっても、正確に位置認
識できる。
から決定すると、照明の変動があっても、正確に位置認
識できる。
【００４５】本発明の第２実施例を図６に基づいて説明
する。
する。
【００４６】図６は、第２実施例で使用する輪郭走査ウ
インドＡの構成を示す。濃度相関ラインは９０°間隔で
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの４本である。使用方
法は第１実施例と同様なので、説明を省略する。
インドＡの構成を示す。濃度相関ラインは９０°間隔で
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの４本である。使用方
法は第１実施例と同様なので、説明を省略する。
【００４７】全周が常に明確な円形対象物が位置認識の
対象である場合には、このような濃度相関ラインが少な
い輪郭走査ウインドＡを使用することができ、演算が早
く、正確で迅速な位置認識ができる。
対象である場合には、このような濃度相関ラインが少な
い輪郭走査ウインドＡを使用することができ、演算が早
く、正確で迅速な位置認識ができる。
【００４８】尚、濃度相関ラインの内側濃度相関ライン
Ｂと内側濃度相関ラインＣとの画像濃度測定点の所定数
は、１以上の任意の数に設定できる。
Ｂと内側濃度相関ラインＣとの画像濃度測定点の所定数
は、１以上の任意の数に設定できる。
【００４９】本実施例では、円形対象物であるが、円形
状に限らず、任意の形状でも円形状に準じて実施でき
る。
状に限らず、任意の形状でも円形状に準じて実施でき
る。
【００５０】
【発明の効果】本発明の位置認識方法は、各濃度相関ラ
インについて演算された内側濃度相関ラインの測定濃度
合計値と外側濃度相関ラインの測定濃度合計値との差の
絶対値を演算し、この絶対値が所定濃度閾値より大きな
濃度相関ラインの本数が極大になる前記輪郭走査ウイン
ドの位置を対象物の位置として検出することによって、
対象物の画像の輪郭の一部が不明確な場合でも、対象物
の位置を正確に認識できるという効果を奏する。
インについて演算された内側濃度相関ラインの測定濃度
合計値と外側濃度相関ラインの測定濃度合計値との差の
絶対値を演算し、この絶対値が所定濃度閾値より大きな
濃度相関ラインの本数が極大になる前記輪郭走査ウイン
ドの位置を対象物の位置として検出することによって、
対象物の画像の輪郭の一部が不明確な場合でも、対象物
の位置を正確に認識できるという効果を奏する。
【００５１】又、本発明の位置認識方法は、所定濃度閾
値を、濃淡画像の各画素の濃度ヒストグラムの極大点の
濃度を基準にして決定することによって、照明の光量に
影響されることなく、対象物の位置を正確に認識できる
という効果を奏する。
値を、濃淡画像の各画素の濃度ヒストグラムの極大点の
濃度を基準にして決定することによって、照明の光量に
影響されることなく、対象物の位置を正確に認識できる
という効果を奏する。
【００５２】又、本発明の位置認識方法は、輪郭走査ウ
インドの走査位置での演算を、各濃度相関ラインについ
て演算された内側濃度相関ラインの測定濃度合計値と外
側濃度相関ラインの測定濃度合計値との差の絶対値が所
定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数が、所定本
数未満になると演算された時点で、その走査位置での演
算を打切り、次の走査位置に移るので、対象物の位置を
迅速に認識できるという効果を奏する。
インドの走査位置での演算を、各濃度相関ラインについ
て演算された内側濃度相関ラインの測定濃度合計値と外
側濃度相関ラインの測定濃度合計値との差の絶対値が所
定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数が、所定本
数未満になると演算された時点で、その走査位置での演
算を打切り、次の走査位置に移るので、対象物の位置を
迅速に認識できるという効果を奏する。
【００５３】又、本発明の位置認識方法は、輪郭走査ウ
インドの走査位置での演算を、全内側濃度相関ライン、
又は、全外側濃度相関ラインの測定濃度総計値が夫々の
所定総計値許容範囲内にないと演算された時点で、その
走査位置での演算を打切り、次の走査位置に移るので、
対象物の位置を迅速に認識できるという効果を奏する。
インドの走査位置での演算を、全内側濃度相関ライン、
又は、全外側濃度相関ラインの測定濃度総計値が夫々の
所定総計値許容範囲内にないと演算された時点で、その
走査位置での演算を打切り、次の走査位置に移るので、
対象物の位置を迅速に認識できるという効果を奏する。
【００５４】又、本発明の位置認識方法は、内側又は外
側の所定総計値許容範囲を、濃淡画像の各画素の濃度ヒ
ストグラムの極大点の濃度を基準にして決定することに
よって、照明の光量に影響されることなく、対象物の位
置を正確に認識できるという効果を奏する。
側の所定総計値許容範囲を、濃淡画像の各画素の濃度ヒ
ストグラムの極大点の濃度を基準にして決定することに
よって、照明の光量に影響されることなく、対象物の位
置を正確に認識できるという効果を奏する。
【図１】本発明の位置認識方法を使用する位置認識装置
の一実施例の構成を示すブロック図である。
の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の位置認識方法で使用する濃淡画像の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例で使用する輪郭走査ウイン
ドの構成を示す図である。
ドの構成を示す図である。
【図４】図３の輪郭走査ウインドの一部詳細図である。
【図５】本発明の所定濃度閾値と、内側所定総計値許容
範囲と、外側所定総計値許容範囲とを決定する基準を示
す図である。
範囲と、外側所定総計値許容範囲とを決定する基準を示
す図である。
【図６】本発明の第２実施例で使用する輪郭走査ウイン
ドの構成を示す図である。
ドの構成を示す図である。
【図７】従来例の位置認識方法を使用する位置認識装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図８】従来例の位置認識方法で使用する濃淡画像の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図９】従来例の位置認識方法で使用する濃淡画像の他
の例を示す図である。
の例を示す図である。
Ａ 輪郭走査ウインド Ｂ 内側濃度相関ライン Ｃ 外側濃度相関ライン １ 撮像手段 ２ 濃淡画像記憶手段 ３ 輪郭走査ウインドによる走査手段 ４ 位置演算手段 ８ 走査輪郭 ９ａ〜９ｈ、１８ａ〜１８ｄ 濃度相関ライン １０ｃ 走査輪郭位置 １１ｃ、１２ｂｃ、１３ｃ 内側画像濃度測定点 １４ｃ、１５ｂｃ、１６ｃ 外側画像濃度測定点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中尾 真也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−124181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−204378（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−123590（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−236346（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−4877（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−98377（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−23380（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−60515（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06T 7/00 G06T 7/60
Claims (6)
- 【請求項１】 対象物を撮像手段で撮像して濃淡画像を
得、この濃淡画像上の対象物の輪郭に等しい走査輪郭と
この走査輪郭に直交しこの走査輪郭の内外の画像濃度を
測定する複数本の濃度相関ラインとからなる輪郭走査ウ
インドによって前記濃淡画像を走査し、各濃度相関ライ
ン毎に所定数の内側画像濃度測定点からなる内側濃度相
関ラインの測定濃度合計値と所定数の外側画像濃度測定
点からなる外側濃度相関ラインの測定濃度合計値との差
の絶対値を演算し、この絶対値が所定濃度閾値より大き
な濃度相関ラインの本数が極大になる前記輪郭走査ウイ
ンドの位置を対象物の位置として検出することを特徴と
する位置認識方法。 - 【請求項２】 所定濃度閾値は、濃淡画像の各画素の濃
度ヒストグラムの極大点の濃度を基準にして決定する請
求項１に記載の位置認識方法。 - 【請求項３】 輪郭走査ウインドの走査位置での演算
は、各濃度相関ラインについて演算された内側濃度相関
ラインの測定濃度合計値と外側濃度相関ラインの測定濃
度合計値との差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度
相関ラインの本数が、所定本数未満になると演算された
時点でその走査位置での演算を打切り次の走査位置に移
る請求項１又は２に記載の位置認識方法。 - 【請求項４】 輪郭走査ウインドの走査位置での演算
は、背景画像濃度値が対象物画像濃度値より大きい場合
に、全外側濃度相関ラインの測定濃度総計値が外側所定
総計値許容範囲内にないと演算された時点でその走査位
置での演算を打切り次の走査位置に移る請求項１、２又
は３に記載の位置認識方法。 - 【請求項５】 輪郭走査ウインドの走査位置での演算
は、対象物画像濃度値が背景画像濃度値より大きい場合
に、全内側濃度相関ラインの測定濃度総計値が内側所定
総計値許容範囲内にないと演算された時点でその走査位
置での演算を打切り次の走査位置に移る請求項１、２又
は３に記載の位置認識方法。 - 【請求項６】 外側又は内側所定総計値許容範囲は、濃
淡画像の各画素の濃度ヒストグラムの極大点の濃度を基
準にして決定する請求項４又は５に記載の位置認識方
法。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP05195964A JP3078685B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 位置認識方法 |
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| US08/294,858 US5579415A (en) | 1993-08-06 | 1994-08-29 | Computer implemented method of recognizing a position of an object |
| US08/780,322 US5881167A (en) | 1993-08-06 | 1997-01-08 | Method for position recognition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05195964A JP3078685B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 位置認識方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0749948A JPH0749948A (ja) | 1995-02-21 |
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Family
ID=16349920
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05195964A Expired - Fee Related JP3078685B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 位置認識方法 |
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| Country | Link |
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| US (1) | US5881167A (ja) |
| JP (1) | JP3078685B2 (ja) |
| KR (1) | KR0151236B1 (ja) |
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| CN111445438B (zh) * | 2020-02-26 | 2022-03-15 | 长安大学 | 一种双邻域的磨痕角自动检测方法 |
| CN114367459B (zh) * | 2022-01-11 | 2024-03-08 | 宁波市全盛壳体有限公司 | 一种自动涂漆uv固化设备视频识别检测方法 |
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- 1994-08-04 KR KR1019940019247A patent/KR0151236B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-01-08 US US08/780,322 patent/US5881167A/en not_active Expired - Fee Related
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| KR0151236B1 (ko) | 1998-10-15 |
| US5881167A (en) | 1999-03-09 |
| JPH0749948A (ja) | 1995-02-21 |
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