JP3223108B2 - 物品認識方法及び装置 - Google Patents
物品認識方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はボトル等の物品認識
方法及び装置に関する。
方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ボトル等の物品の重心位置や向き
を認識する物品認識方法として、特開平4-294989号公報
に記載の如く、物品の輪郭形状（２値化画像）の幾何特
徴（重心、慣性主軸等）から該物品の重心位置や向きを
認識するものがある（図９（Ａ）〜（Ｃ））。
を認識する物品認識方法として、特開平4-294989号公報
に記載の如く、物品の輪郭形状（２値化画像）の幾何特
徴（重心、慣性主軸等）から該物品の重心位置や向きを
認識するものがある（図９（Ａ）〜（Ｃ））。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
には以下の如くの問題点がある。 物品同士が接触していると、撮像手段により撮像され
た物品の２値化画像が単一物品の輪郭を表わすものと異
なるものとなり、物品の認識ができない（図９（Ａ）〜
（Ｃ））。
には以下の如くの問題点がある。 物品同士が接触していると、撮像手段により撮像され
た物品の２値化画像が単一物品の輪郭を表わすものと異
なるものとなり、物品の認識ができない（図９（Ａ）〜
（Ｃ））。
【０００４】従って、接触している物品は当該物品であ
ることの認識がなされずに見逃され、認識効率が低下す
る。
ることの認識がなされずに見逃され、認識効率が低下す
る。
【０００５】また、上述の物品の接触による認識不能を
回避するために前工程に物品の接触を解く物品切り離し
機構を設ける必要がある。或いは、上述の物品の接触に
よる認識不能によって見逃された物品を回収して、再度
物品の認識に供するために物品回収コンベアを設けるこ
とも必要になる。
回避するために前工程に物品の接触を解く物品切り離し
機構を設ける必要がある。或いは、上述の物品の接触に
よる認識不能によって見逃された物品を回収して、再度
物品の認識に供するために物品回収コンベアを設けるこ
とも必要になる。
【０００６】物品の輪郭形状により該物品の認識を行
なうものであるため、該物品の表裏の認識や、輪郭同一
の物品間での品種の認識ができない。
なうものであるため、該物品の表裏の認識や、輪郭同一
の物品間での品種の認識ができない。
【０００７】本発明の課題は、物品同士が接触している
場合にも、それら物品の向きや重心位置を直ちに認識
し、それら物品を迅速に安定的に吸着する等のハンドリ
ングを行なう等ができるようにすることにある。
場合にも、それら物品の向きや重心位置を直ちに認識
し、それら物品を迅速に安定的に吸着する等のハンドリ
ングを行なう等ができるようにすることにある。
【０００８】また、本発明の課題は、物品の表裏や品種
の認識もできるようにすることにある。
の認識もできるようにすることにある。
【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、物品の向きを認識する物品認識方法において、物品
の輪郭内部に存在する特定の絵柄を基準方向に対し一定
角度ずつ回転させた複数の濃淡登録パターンをその回転
角度とともに予め登録しておき、撮像手段により複数の
物品が存在するコンベアの全幅の画像を処理画像として
取り込み、処理画像の全位置の濃淡実パターンについて
上記複数の濃淡登録パターンの全てとの相関値を求め、
処理画像の内部の濃淡実パターンに最も相関値の高い濃
淡登録パターンを求め、最も相関値の高い濃淡登録パタ
ーンの回転角度から物品の向きを認識するとともに、前
記濃淡登録パターンのそれぞれが基準方向に対する回転
角度とともに物品重心位置に対する相関位置をも登録さ
れ、前記最も相関値の高い濃淡登録パターンから物品重
心位置をも認識するようにしたものである。
は、物品の向きを認識する物品認識方法において、物品
の輪郭内部に存在する特定の絵柄を基準方向に対し一定
角度ずつ回転させた複数の濃淡登録パターンをその回転
角度とともに予め登録しておき、撮像手段により複数の
物品が存在するコンベアの全幅の画像を処理画像として
取り込み、処理画像の全位置の濃淡実パターンについて
上記複数の濃淡登録パターンの全てとの相関値を求め、
処理画像の内部の濃淡実パターンに最も相関値の高い濃
淡登録パターンを求め、最も相関値の高い濃淡登録パタ
ーンの回転角度から物品の向きを認識するとともに、前
記濃淡登録パターンのそれぞれが基準方向に対する回転
角度とともに物品重心位置に対する相関位置をも登録さ
れ、前記最も相関値の高い濃淡登録パターンから物品重
心位置をも認識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、前記濃淡登録パターンを定め
る絵柄が、物品の品種毎に異なるものとされ、前記最も
相関値の高い濃淡登録パターンから物品の品種をも認識
するようにしたものである。
載の本発明において更に、前記濃淡登録パターンを定め
る絵柄が、物品の品種毎に異なるものとされ、前記最も
相関値の高い濃淡登録パターンから物品の品種をも認識
するようにしたものである。
【００１１】請求項３に記載の本発明は、請求項１又は
２に記載の本発明において更に、前記最も相関値の高い
濃淡登録パターンから求めた物品認識情報を、後工程の
物品ハンドリング装置に転送するようにしたものであ
る。
２に記載の本発明において更に、前記最も相関値の高い
濃淡登録パターンから求めた物品認識情報を、後工程の
物品ハンドリング装置に転送するようにしたものであ
る。
【００１２】請求項４の本発明は、物品の向きを認識す
る物品認識装置において、物品の輪郭内部に存在する特
定の絵柄を基準方向に対し一定角度ずつ回転させた複数
の濃淡登録パターンをその回転角度とともに予め登録す
る記憶部と、撮像手段により取り込んだ複数の物品が存
在するコンベアの全幅の画像を処理画像として記録する
画像メモリと、画像メモリの記録データと記憶部の登録
データとを得て、処理画像の全位置の濃淡実パターンに
ついて上記複数の濃淡登録パターンの全てとの相関値を
求め、処理画像の内部の濃淡実パターンに最も相関値の
高い濃淡登録パターンを求め、最も相関値の高い濃淡登
録パターンの回転角度から物品の向きを認識する演算部
とを有してなり、前記記憶部において前記濃淡登録パタ
ーンのそれぞれが基準方向に対する回転角度とともに物
品重心位置に対する相関位置をも登録され、前記演算部
が前記最も相関値の高い濃淡登録パターンから物品重心
位置をも認識可能としてなるようにしたものである。
る物品認識装置において、物品の輪郭内部に存在する特
定の絵柄を基準方向に対し一定角度ずつ回転させた複数
の濃淡登録パターンをその回転角度とともに予め登録す
る記憶部と、撮像手段により取り込んだ複数の物品が存
在するコンベアの全幅の画像を処理画像として記録する
画像メモリと、画像メモリの記録データと記憶部の登録
データとを得て、処理画像の全位置の濃淡実パターンに
ついて上記複数の濃淡登録パターンの全てとの相関値を
求め、処理画像の内部の濃淡実パターンに最も相関値の
高い濃淡登録パターンを求め、最も相関値の高い濃淡登
録パターンの回転角度から物品の向きを認識する演算部
とを有してなり、前記記憶部において前記濃淡登録パタ
ーンのそれぞれが基準方向に対する回転角度とともに物
品重心位置に対する相関位置をも登録され、前記演算部
が前記最も相関値の高い濃淡登録パターンから物品重心
位置をも認識可能としてなるようにしたものである。
【００１３】請求項５に記載の本発明は、請求項４に記
載の本発明において更に、前記記憶部において、前記濃
淡登録パターンを定める絵柄が、物品の品種毎に異なる
ものとされ、前記演算部が前記最も相関値の高い濃淡登
録パターンから物品の品種をも認識するようにしたもの
である。
載の本発明において更に、前記記憶部において、前記濃
淡登録パターンを定める絵柄が、物品の品種毎に異なる
ものとされ、前記演算部が前記最も相関値の高い濃淡登
録パターンから物品の品種をも認識するようにしたもの
である。
【００１４】請求項６に記載の本発明は、請求項４又は
５に記載の本発明において更に、前記演算部が前記最も
相関値の高い濃淡登録パターンから求めた物品認識情報
を、後工程の物品ハンドリング装置に転送するようにし
たものである。
５に記載の本発明において更に、前記演算部が前記最も
相関値の高い濃淡登録パターンから求めた物品認識情報
を、後工程の物品ハンドリング装置に転送するようにし
たものである。
【００１５】
【００１６】
【００１７】本発明によれば下記、の作用がある。 物品の輪郭内部の絵柄の濃淡パターンにより該物品を
認識するものであるから、物品同士が接触している場合
にも、それら物品の向きや重心位置を認識できる。
認識するものであるから、物品同士が接触している場合
にも、それら物品の向きや重心位置を認識できる。
【００１８】従って、接触している物品についても当該
物品であることの認識を行なって見逃すことがなく、認
識効率が上がる。
物品であることの認識を行なって見逃すことがなく、認
識効率が上がる。
【００１９】また、物品の接触による認識不能がないか
ら、物品切り離し機構や物品回収コンベアを設ける必要
がない。
ら、物品切り離し機構や物品回収コンベアを設ける必要
がない。
【００２０】物品の輪郭内部の絵柄の濃淡パターンの
相関値により該物品の認識を行なうものであるため、該
物品の表裏の認識や、輪郭同一の物品間での品種の認識
もできる。
相関値により該物品の認識を行なうものであるため、該
物品の表裏の認識や、輪郭同一の物品間での品種の認識
もできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は第１実施形態を示す模式
図、図２はハンドリング装置を示す模式図、図３はハン
ドリング装置の作動原理を示す模式図、図４は本発明の
物品認識原理を示す模式図、図５は本発明における濃淡
登録パターンを示す模式図、図６は本発明の物品認識手
順を示す流れ図、図７は濃淡登録パターンのサーチ画像
と物品の処理画像を示す模式図、図８は第２実施形態を
示す模式図、図９は従来方法を示す模式図である。
図、図２はハンドリング装置を示す模式図、図３はハン
ドリング装置の作動原理を示す模式図、図４は本発明の
物品認識原理を示す模式図、図５は本発明における濃淡
登録パターンを示す模式図、図６は本発明の物品認識手
順を示す流れ図、図７は濃淡登録パターンのサーチ画像
と物品の処理画像を示す模式図、図８は第２実施形態を
示す模式図、図９は従来方法を示す模式図である。
【００２２】（第１実施形態）（図１〜図７） 物品取扱い装置１０は、図１に示す如く、供給コンベア
１１と排出コンベア１２を有する。そして、物品取扱い
装置１０は、供給コンベア１１にて混在状態で供給され
る品種Ａのボトル１Ａと品種Ｂのボトル１Ｂを、ハンド
リング装置２０により(a) ボトル１Ａについては排出コ
ンベア１２の中央 4個の排出部１２Ａ〜１２Ｄにボトル
底部を排出方向に向ける状態にて供給し、(b) ボトル１
Ｂについては排出コンベア１２の両側各 1個の排出部１
２Ｅ、１２Ｆにボトル底部を排出方向に向ける状態にて
供給する。
１１と排出コンベア１２を有する。そして、物品取扱い
装置１０は、供給コンベア１１にて混在状態で供給され
る品種Ａのボトル１Ａと品種Ｂのボトル１Ｂを、ハンド
リング装置２０により(a) ボトル１Ａについては排出コ
ンベア１２の中央 4個の排出部１２Ａ〜１２Ｄにボトル
底部を排出方向に向ける状態にて供給し、(b) ボトル１
Ｂについては排出コンベア１２の両側各 1個の排出部１
２Ｅ、１２Ｆにボトル底部を排出方向に向ける状態にて
供給する。
【００２３】このとき、物品取扱い装置１０は、ハンド
リング装置２０の前工程に物品認識装置３０を有してお
り、供給コンベア１１にて供給されるボトル１Ａ、１Ｂ
の向きと重心位置を認識し、この認識情報を後工程のハ
ンドリング装置２０に転送する。ハンドリング装置２０
は、物品認識装置３０の認識情報を得て、後述するハン
ド２３により各ボトル１Ａもしくは各ボトル１Ｂの重心
位置を吸着し、各ボトル１Ａ、１Ｂのボトル底部を排出
方向に向けるようにハンド２３を旋回し、ボトル１Ａに
ついては排出コンベア１２の排出部１２Ａ〜１２Ｄに供
給し、ボトル１Ｂについては排出コンベア１２の排出部
１２Ｅ、１２Ｆに供給するように動作する。
リング装置２０の前工程に物品認識装置３０を有してお
り、供給コンベア１１にて供給されるボトル１Ａ、１Ｂ
の向きと重心位置を認識し、この認識情報を後工程のハ
ンドリング装置２０に転送する。ハンドリング装置２０
は、物品認識装置３０の認識情報を得て、後述するハン
ド２３により各ボトル１Ａもしくは各ボトル１Ｂの重心
位置を吸着し、各ボトル１Ａ、１Ｂのボトル底部を排出
方向に向けるようにハンド２３を旋回し、ボトル１Ａに
ついては排出コンベア１２の排出部１２Ａ〜１２Ｄに供
給し、ボトル１Ｂについては排出コンベア１２の排出部
１２Ｅ、１２Ｆに供給するように動作する。
【００２４】以下、ハンドリング装置２０と物品認識装
置３０について説明する。 （ハンドリング装置２０）（図１〜図３） ハンドリング装置２０は、図１に示す如く、プラテン２
１の下面に 1個もしくは 2個以上のリニアモータ２２を
滑動可能に備え、このリニアモータ２２にハンド２３を
備えている。
置３０について説明する。 （ハンドリング装置２０）（図１〜図３） ハンドリング装置２０は、図１に示す如く、プラテン２
１の下面に 1個もしくは 2個以上のリニアモータ２２を
滑動可能に備え、このリニアモータ２２にハンド２３を
備えている。
【００２５】リニアモータ２２は、Ｓａｗｙｅｒの原理
に基づくもので、サーフェイス・モータといわれる構造
となっている。Ｓａｗｙｅｒの原理とは、磁力の相互作
用を調節することによって、プラテン２１に沿うＸＹ両
軸方向の運動制御を行なうことをいう。図２、図３は、
その原理を示したものである。リニアモータ２２は、1
個の永久磁石（ＰＭ）と 2個の電磁石ＥＭＡ、ＥＭＢと
から構成されるフォーサ２４を備えており、フォーサ２
４はプラテン２１の下面において高透磁率をもつ歯形板
状の鉄心２５上を移動することができる。電磁石ＥＭＡ
には正弦波状の電流、電磁石ＥＭＢには余弦波状の電流
を流すようになっている。いま、図３（Ａ）において、
電磁石ＥＭＢにのみに余弦波電流を与えたとき、電磁石
ＥＭＢの極３では磁力が倍加され、極４では磁力が互い
に相殺されて、図３（Ａ）の位置でフォーサ２４は停止
する。このとき、電磁石ＥＭＡでは磁力のバランスがと
れている。次に、図３（Ｂ）のように、電磁石ＥＭＡの
みに正弦波電流を流すと、電磁石のＥＭＡ極１では磁力
は相殺しあい、極２では倍加されて、歯幅の半分、つま
り 1/4ピッチだけ同図の左方向へフォーサ２４は移動す
る。このように、図３（Ｃ）では電磁石ＥＭＢに、又図
３（Ｄ）では電磁石ＥＭＡにそれぞれの電流を交互に流
すことによって、フォーサ２４は順次 1/4ピッチずつ移
動することになる。各電磁石に流れる正弦波と余弦波の
電流は、実際には図２（Ｃ）に示すように、 1サイクル
を40ステップに分割し、分解能を1/40(mm)＝25( μm ）
に高めている。実際のハンドリング装置２０のリニアモ
ータ２２は、Ｘ軸用とＹ軸用の2個のフォーサ２４Ａ、
２４Ｂからなり、これらを重心に対して点対称に配置し
ている。プラテン２１の下面にある 4個の空気孔から 2
〜 3気圧の空気を吹き出し、リニアモータ２２をプラテ
ン２１の表面（鉄心２５）から約10（μm ）浮上させ
て、高速移動を可能にしている。
に基づくもので、サーフェイス・モータといわれる構造
となっている。Ｓａｗｙｅｒの原理とは、磁力の相互作
用を調節することによって、プラテン２１に沿うＸＹ両
軸方向の運動制御を行なうことをいう。図２、図３は、
その原理を示したものである。リニアモータ２２は、1
個の永久磁石（ＰＭ）と 2個の電磁石ＥＭＡ、ＥＭＢと
から構成されるフォーサ２４を備えており、フォーサ２
４はプラテン２１の下面において高透磁率をもつ歯形板
状の鉄心２５上を移動することができる。電磁石ＥＭＡ
には正弦波状の電流、電磁石ＥＭＢには余弦波状の電流
を流すようになっている。いま、図３（Ａ）において、
電磁石ＥＭＢにのみに余弦波電流を与えたとき、電磁石
ＥＭＢの極３では磁力が倍加され、極４では磁力が互い
に相殺されて、図３（Ａ）の位置でフォーサ２４は停止
する。このとき、電磁石ＥＭＡでは磁力のバランスがと
れている。次に、図３（Ｂ）のように、電磁石ＥＭＡの
みに正弦波電流を流すと、電磁石のＥＭＡ極１では磁力
は相殺しあい、極２では倍加されて、歯幅の半分、つま
り 1/4ピッチだけ同図の左方向へフォーサ２４は移動す
る。このように、図３（Ｃ）では電磁石ＥＭＢに、又図
３（Ｄ）では電磁石ＥＭＡにそれぞれの電流を交互に流
すことによって、フォーサ２４は順次 1/4ピッチずつ移
動することになる。各電磁石に流れる正弦波と余弦波の
電流は、実際には図２（Ｃ）に示すように、 1サイクル
を40ステップに分割し、分解能を1/40(mm)＝25( μm ）
に高めている。実際のハンドリング装置２０のリニアモ
ータ２２は、Ｘ軸用とＹ軸用の2個のフォーサ２４Ａ、
２４Ｂからなり、これらを重心に対して点対称に配置し
ている。プラテン２１の下面にある 4個の空気孔から 2
〜 3気圧の空気を吹き出し、リニアモータ２２をプラテ
ン２１の表面（鉄心２５）から約10（μm ）浮上させ
て、高速移動を可能にしている。
【００２６】ハンド２３は、リニアモータ２２に旋回角
度を制御可能に支持されるとともに、ボトル１Ａ、１Ｂ
を吸着するための吸着パッドを昇降自在に備える。
度を制御可能に支持されるとともに、ボトル１Ａ、１Ｂ
を吸着するための吸着パッドを昇降自在に備える。
【００２７】即ち、ハンドリング装置２０は、リニアモ
ータ２２の移動動作により供給コンベア１１上の各ボト
ル１Ａ、１Ｂをハンド２３に吸着した後、ハンド２３の
旋回によりボトル１Ａ、１Ｂの向きを整えるとともに、
リニアモータ２２の移動動作によりそれらボトル１Ａ、
１Ｂを排出コンベア１２の排出部１２Ａ〜１２Ｆのいず
れかの所定位置に移送して供給する。
ータ２２の移動動作により供給コンベア１１上の各ボト
ル１Ａ、１Ｂをハンド２３に吸着した後、ハンド２３の
旋回によりボトル１Ａ、１Ｂの向きを整えるとともに、
リニアモータ２２の移動動作によりそれらボトル１Ａ、
１Ｂを排出コンベア１２の排出部１２Ａ〜１２Ｆのいず
れかの所定位置に移送して供給する。
【００２８】（物品認識装置３０）（図１、図４〜図
７） 物品認識装置３０は、図１に示す如く、カメラ３１（撮
像手段）と、画像処理装置３２とを有して構成される。
そして、画像処理装置３２は、画像メモリ３３と、パタ
ーン画像記憶部３４と、データ記憶部３５と、演算部３
６とを有する。
７） 物品認識装置３０は、図１に示す如く、カメラ３１（撮
像手段）と、画像処理装置３２とを有して構成される。
そして、画像処理装置３２は、画像メモリ３３と、パタ
ーン画像記憶部３４と、データ記憶部３５と、演算部３
６とを有する。
【００２９】カメラ３１は供給コンベア１１の全幅を視
野とし、供給コンベア１１を搬送されてくるボトル１
Ａ、１Ｂの画像を取り込む。
野とし、供給コンベア１１を搬送されてくるボトル１
Ａ、１Ｂの画像を取り込む。
【００３０】画像メモリ３３はカメラ３１から取り込ん
だボトル１Ａ、１Ｂの画像を記録する。
だボトル１Ａ、１Ｂの画像を記録する。
【００３１】パターン画像記憶部３４はボトル１Ａの輪
郭内部に存在する特定の絵柄Ａ（もしくはボトル１Ｂの
輪郭内部に存在する特定の絵柄Ｂ）を基準方向（例えば
排出コンベア１２の排出方向）に対し一定角度ずつ回転
させた複数の濃淡登録パターンを予め登録する（図
５）。尚、パターン画像記憶部３４に登録される上述の
濃淡登録パターンを定める絵柄は、ボトル１Ａ、１Ｂの
品種毎に異なるもの（ボトル１ＡについてはＡ、ボトル
１ＢについてはＢ）とされる。
郭内部に存在する特定の絵柄Ａ（もしくはボトル１Ｂの
輪郭内部に存在する特定の絵柄Ｂ）を基準方向（例えば
排出コンベア１２の排出方向）に対し一定角度ずつ回転
させた複数の濃淡登録パターンを予め登録する（図
５）。尚、パターン画像記憶部３４に登録される上述の
濃淡登録パターンを定める絵柄は、ボトル１Ａ、１Ｂの
品種毎に異なるもの（ボトル１ＡについてはＡ、ボトル
１ＢについてはＢ）とされる。
【００３２】データ記憶部３５は、パターン画像記憶部
３４に登録した各濃淡登録パターン毎の、(a) 絵柄（Ａ
又はＢ）の基準方向に対する回転角度（ 0度、 5度、10
度…）と、(b) 当該絵柄がボトル重心位置に対してなす
相対位置（オフセット値Ｘ0，Ｙ0 ）を予め登録する
（図５）。図５において、基準方向に対する回転角度ｉ
の濃淡登録パターンのＸオフセット値はＸ0 （ｉ）、Ｙ
オフセット値はＹ0 （ｉ）で表わしてある。
３４に登録した各濃淡登録パターン毎の、(a) 絵柄（Ａ
又はＢ）の基準方向に対する回転角度（ 0度、 5度、10
度…）と、(b) 当該絵柄がボトル重心位置に対してなす
相対位置（オフセット値Ｘ0，Ｙ0 ）を予め登録する
（図５）。図５において、基準方向に対する回転角度ｉ
の濃淡登録パターンのＸオフセット値はＸ0 （ｉ）、Ｙ
オフセット値はＹ0 （ｉ）で表わしてある。
【００３３】演算部３６は、画像メモリ３３に記録した
ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の画像内部の濃淡実パター
ンと、パターン画像記憶部３４、データ記憶部３５に予
め登録してある複数の濃淡登録パターンとを照合するよ
うにサーチし、上記濃淡実パターンに最も相関値の高い
濃淡登録パターンを求める。そして、演算部３６は、最
も相関値の高い濃淡登録パターンに基づいて、そのボト
ル１Ａ（もしくは１Ｂ）の品種Ａ（もしくはＢ）を認識
するとともに、(a) その回転角度からボトル１Ａ（もし
くは１Ｂ）の向きを認識し、(b) そのオフセット値から
ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の重心位置を認識する。
ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の画像内部の濃淡実パター
ンと、パターン画像記憶部３４、データ記憶部３５に予
め登録してある複数の濃淡登録パターンとを照合するよ
うにサーチし、上記濃淡実パターンに最も相関値の高い
濃淡登録パターンを求める。そして、演算部３６は、最
も相関値の高い濃淡登録パターンに基づいて、そのボト
ル１Ａ（もしくは１Ｂ）の品種Ａ（もしくはＢ）を認識
するとともに、(a) その回転角度からボトル１Ａ（もし
くは１Ｂ）の向きを認識し、(b) そのオフセット値から
ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の重心位置を認識する。
【００３４】尚、ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の濃淡実
パターンのパターンサーチ位置（パターン重心）が（Ｘ
p ，Ｙp ）であり、当該濃淡実パターンが回転角度ｉ
［Ｘオフセット値Ｘ0 （ｉ）、Ｙオフセット値Ｙ0
（ｉ）］の濃淡登録パターンに一致（相関値最大）した
とき、当該ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の重心位置
（Ｘ，Ｙ）は下記(1) 、(2) 式により求められる。 Ｘ＝Ｘp ＋Ｘ0 （ｉ） …(1) Ｙ＝Ｙp ＋Ｙ0 （ｉ） …(2)
パターンのパターンサーチ位置（パターン重心）が（Ｘ
p ，Ｙp ）であり、当該濃淡実パターンが回転角度ｉ
［Ｘオフセット値Ｘ0 （ｉ）、Ｙオフセット値Ｙ0
（ｉ）］の濃淡登録パターンに一致（相関値最大）した
とき、当該ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の重心位置
（Ｘ，Ｙ）は下記(1) 、(2) 式により求められる。 Ｘ＝Ｘp ＋Ｘ0 （ｉ） …(1) Ｙ＝Ｙp ＋Ｙ0 （ｉ） …(2)
【００３５】また、濃淡実パターンと濃淡登録パターン
との照合のためのパターンマッチングは、図７に示す如
く、複数の濃淡登録パターン毎に、サイズＭ、Ｎの濃淡
登録パターンのサーチ画像の各点（ｍ，ｎ）の輝度Ｐ
（ｍ，ｎ）と、カメラ３１の撮像した範囲Ｘ、Ｙ内の各
位置（ｉ，ｊ）におけるサイズＭ、Ｎの濃淡実パターン
の処理画像の各点（ｍ，ｎ）の輝度Ｂｉｊ（ｍ，ｎ）を
用いて、位置（ｉ，ｊ）での処理画像自己分散とサーチ
画像自己分散と、位置（ｉ，ｊ）での処理画像とサーチ
画像との相互分散とを下記(3) 〜(5) 式により求め、ひ
いては下記(6) 式の正規化相関値ｆ（ｉ，ｊ）を求める
ことによりなされる。
との照合のためのパターンマッチングは、図７に示す如
く、複数の濃淡登録パターン毎に、サイズＭ、Ｎの濃淡
登録パターンのサーチ画像の各点（ｍ，ｎ）の輝度Ｐ
（ｍ，ｎ）と、カメラ３１の撮像した範囲Ｘ、Ｙ内の各
位置（ｉ，ｊ）におけるサイズＭ、Ｎの濃淡実パターン
の処理画像の各点（ｍ，ｎ）の輝度Ｂｉｊ（ｍ，ｎ）を
用いて、位置（ｉ，ｊ）での処理画像自己分散とサーチ
画像自己分散と、位置（ｉ，ｊ）での処理画像とサーチ
画像との相互分散とを下記(3) 〜(5) 式により求め、ひ
いては下記(6) 式の正規化相関値ｆ（ｉ，ｊ）を求める
ことによりなされる。
【００３６】
【数１】
【００３７】
【数２】
【００３８】
【数３】
【００３９】
【数４】
【００４０】正規化相関値ｆ（ｉ，ｊ）は 0〜 1の値を
とり、ｆ（ｉ，ｊ）＝ 1は濃淡実パターンと濃淡登録パ
ターンとの完全一致を意味する。実際には、一定のしき
い値ｆ0 を予め定め、ｆ（ｉ，ｊ）がｆ0 を超えた位置
（ｉ，ｊ）での処理画像が予め定めた特定の絵柄（Ａも
しくはＢ）であるものと認めることとする。
とり、ｆ（ｉ，ｊ）＝ 1は濃淡実パターンと濃淡登録パ
ターンとの完全一致を意味する。実際には、一定のしき
い値ｆ0 を予め定め、ｆ（ｉ，ｊ）がｆ0 を超えた位置
（ｉ，ｊ）での処理画像が予め定めた特定の絵柄（Ａも
しくはＢ）であるものと認めることとする。
【００４１】以下、物品認識装置３０による物品認識手
順について説明する（図４、図６）。 (1) 供給コンベア１１の一定の送りに対応するタイミン
グ信号により、カメラ３１から画像を取り込み、これを
画像メモリ３３に記録する（図４（Ａ））。
順について説明する（図４、図６）。 (1) 供給コンベア１１の一定の送りに対応するタイミン
グ信号により、カメラ３１から画像を取り込み、これを
画像メモリ３３に記録する（図４（Ａ））。
【００４２】(2) パターン画像記憶部３４に予め登録し
てある濃淡登録パターン（図４（Ｂ））を、画像メモリ
３３に記録した処理画像の濃淡実パターンに対して照合
するようにサーチし、正規化相関値がしきい値より高い
濃淡登録パターンと、そのパターンサーチ位置（Ｘp ，
Ｙp ）を求める（図４（Ｃ））。このサーチは、複数の
濃淡登録パターンの全てについて行なう。
てある濃淡登録パターン（図４（Ｂ））を、画像メモリ
３３に記録した処理画像の濃淡実パターンに対して照合
するようにサーチし、正規化相関値がしきい値より高い
濃淡登録パターンと、そのパターンサーチ位置（Ｘp ，
Ｙp ）を求める（図４（Ｃ））。このサーチは、複数の
濃淡登録パターンの全てについて行なう。
【００４３】(3) 上記(2) で求まった濃淡登録パターン
よりボトル品種（ＡもしくはＢ）を認識し、この濃淡登
録パターンに対応してデータ記憶部３５に定めてある回
転角度ｉからそのボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の向きを
認識し、同じくその濃淡登録パターンに対応してデータ
記憶部３５に定めてあるオフセット値Ｘ0 （ｉ）、Ｙ0
（ｉ）からそのボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の重心位置
Ｘ、Ｙを前記(1) 、(2) 式より認識する（図４
（Ｄ））。
よりボトル品種（ＡもしくはＢ）を認識し、この濃淡登
録パターンに対応してデータ記憶部３５に定めてある回
転角度ｉからそのボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の向きを
認識し、同じくその濃淡登録パターンに対応してデータ
記憶部３５に定めてあるオフセット値Ｘ0 （ｉ）、Ｙ0
（ｉ）からそのボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の重心位置
Ｘ、Ｙを前記(1) 、(2) 式より認識する（図４
（Ｄ））。
【００４４】(4) 上記(3) で求めた認識情報（品種、向
き、重心位置）を後工程のハンドリング装置２０に転送
し、そのボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）に対し前述のハン
ドリング操作を加え、これを排出コンベア１２のいずれ
かの排出部１２Ａ〜１２Ｆに供給する。
き、重心位置）を後工程のハンドリング装置２０に転送
し、そのボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）に対し前述のハン
ドリング操作を加え、これを排出コンベア１２のいずれ
かの排出部１２Ａ〜１２Ｆに供給する。
【００４５】(5) 上記(1) 〜(4) を繰り返す。 従って、本実施形態によれば、下記、の作用があ
る。 ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の輪郭内部の絵柄の濃淡
パターンにより該ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）を認識す
るものであるから、ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）同士が
接触している場合にも、それらボトル１Ａ（もしくは１
Ｂ）の向きや重心位置を認識できる。
る。 ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の輪郭内部の絵柄の濃淡
パターンにより該ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）を認識す
るものであるから、ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）同士が
接触している場合にも、それらボトル１Ａ（もしくは１
Ｂ）の向きや重心位置を認識できる。
【００４６】従って、接触しているボトル１Ａ（もしく
は１Ｂ）についても当該ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）で
あることの認識を行なって見逃すことがなく、認識効率
が上がる。
は１Ｂ）についても当該ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）で
あることの認識を行なって見逃すことがなく、認識効率
が上がる。
【００４７】また、ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の接触
による認識不能がないから、ボトル切り離し機構やボト
ル回収コンベアを設ける必要がない。
による認識不能がないから、ボトル切り離し機構やボト
ル回収コンベアを設ける必要がない。
【００４８】ボトル１Ａ（もしくは１Ｂ）の輪郭内部
の絵柄の濃淡パターンの相関値により該ボトル１Ａ（も
しくは１Ｂ）の認識を行なうものであるため、該ボトル
１Ａ（もしくは１Ｂ）の表裏の認識や、輪郭同一のボト
ル１Ａ（もしくは１Ｂ）間での品種の認識もできる。
の絵柄の濃淡パターンの相関値により該ボトル１Ａ（も
しくは１Ｂ）の認識を行なうものであるため、該ボトル
１Ａ（もしくは１Ｂ）の表裏の認識や、輪郭同一のボト
ル１Ａ（もしくは１Ｂ）間での品種の認識もできる。
【００４９】（第２実施形態）（図８） 第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、前述のハン
ドリング装置２０に代えて、ロボット４１からなるハン
ドリング装置４０を用いたことのみにある。ハンドリン
グ装置４０は、ロボット４１のハンド４２を前述のハン
ドリング装置２０と同様にＸＹ方向に移動可能とすると
ともに、旋回角度を制御可能とし、ボトル１Ａ、１Ｂを
吸着するための吸着パッドを昇降自在に備える。これに
より、ハンドリング装置４０も、前述のハンドリング装
置２０と同様に、物品認識装置３０の認識情報を得てボ
トル１Ａ、１Ｂに対し第１実施形態におけると同様のハ
ンドリング操作を加える。
ドリング装置２０に代えて、ロボット４１からなるハン
ドリング装置４０を用いたことのみにある。ハンドリン
グ装置４０は、ロボット４１のハンド４２を前述のハン
ドリング装置２０と同様にＸＹ方向に移動可能とすると
ともに、旋回角度を制御可能とし、ボトル１Ａ、１Ｂを
吸着するための吸着パッドを昇降自在に備える。これに
より、ハンドリング装置４０も、前述のハンドリング装
置２０と同様に、物品認識装置３０の認識情報を得てボ
トル１Ａ、１Ｂに対し第１実施形態におけると同様のハ
ンドリング操作を加える。
【００５０】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
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。
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
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。
【００５１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、物品同士
が接触している場合にも、それら物品の向きや重心位置
を直ちに認識し、それら物品を迅速に安定的に吸着する
等のハンドリングを行なう等ができる。
が接触している場合にも、それら物品の向きや重心位置
を直ちに認識し、それら物品を迅速に安定的に吸着する
等のハンドリングを行なう等ができる。
【００５２】また、本発明によれば、物品の表裏や品種
の認識もできる。
の認識もできる。
【図１】図１は第１実施形態を示す模式図である。
【図２】図２はハンドリング装置を示す模式図である。
【図３】図３はハンドリング装置の作動原理を示す模式
図である。
図である。
【図４】図４は本発明の物品認識原理を示す模式図であ
る。
る。
【図５】図５は本発明における濃淡登録パターンを示す
模式図である。
模式図である。
【図６】図６は本発明の物品認識手順を示す流れ図であ
る。
る。
【図７】図７は濃淡登録パターンのサーチ画像と物品の
処理画像を示す模式図である。
処理画像を示す模式図である。
【図８】図８は第２実施形態を示す模式図である。
【図９】図９は従来方法を示す模式図である。
１Ａ 、１Ｂ ボトル（物品） ２０、４０ ハンドリング装置 ３０ 物品認識装置 ３１ カメラ（撮像手段） ３３ 画像メモリ ３４ パターン画像記憶部 ３５ データ記憶部 ３６ 演算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−24677（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−86085（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−287787（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−138306（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−9505（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−283085（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06T 7/00 - 7/60 300 G06T 1/00 G05B 19/18 - 19/46 G01B 11/00 G01B 11/24 G01B 11/26
Claims (6)
- 【請求項１】 物品の向きを認識する物品認識方法にお
いて、 物品の輪郭内部に存在する特定の絵柄を基準方向に対し
一定角度ずつ回転させた複数の濃淡登録パターンをその
回転角度とともに予め登録しておき、 撮像手段により複数の物品が存在するコンベアの全幅の
画像を処理画像として取り込み、 処理画像の全位置の濃淡実パターンについて上記複数の
濃淡登録パターンの全てとの相関値を求め、処理画像の
内部の濃淡実パターンに最も相関値の高い濃淡登録パタ
ーンを求め、 最も相関値の高い濃淡登録パターンの回転角度から物品
の向きを認識するとともに、 前記濃淡登録パターンのそれぞれが基準方向に対する回
転角度とともに物品重心位置に対する相関位置をも登録
され、 前記最も相関値の高い濃淡登録パターンから物品重心位
置をも認識する ことを特徴とする物品認識方法。 - 【請求項２】 前記濃淡登録パターンを定める絵柄が、
物品の品種毎に異なるものとされ、 前記最も相関値の高い濃淡登録パターンから物品の品種
をも認識する請求項１記載の物品認識方法。 - 【請求項３】 前記最も相関値の高い濃淡登録パターン
から求めた物品認識情報を、後工程の物品ハンドリング
装置に転送する請求項１又は２に記載の物品認識方法。 - 【請求項４】 物品の向きを認識する物品認識装置にお
いて、 物品の輪郭内部に存在する特定の絵柄を基準方向に対し
一定角度ずつ回転させた複数の濃淡登録パターンをその
回転角度とともに予め登録する記憶部と、 撮像手段により取り込んだ複数の物品が存在するコンベ
アの全幅の画像を処理画像として記録する画像メモリ
と、 画像メモリの記録データと記憶部の登録データとを得
て、処理画像の全位置の濃淡実パターンについて上記複
数の濃淡登録パターンの全てとの相関値を求め、処理画
像の内部の濃淡実パターンに最も相関値の高い濃淡登録
パターンを求め、最も相関値の高い濃淡登録パターンの
回転角度から物品の向きを認識する演算部とを有してな
り、 前記記憶部において前記濃淡登録パターンのそれぞれが
基準方向に対する回転角度とともに物品重心位置に対す
る相関位置をも登録され、 前記演算部が前記最も相関値の高い濃淡登録パターンか
ら物品重心位置をも認識可能として なることを特徴とす
る物品認識装置。 - 【請求項５】 前記記憶部において、前記濃淡登録パタ
ーンを定める絵柄が、物品の品種毎に異なるものとさ
れ、 前記演算部が前記最も相関値の高い濃淡登録パターンか
ら物品の品種をも認識する請求項４記載の物品認識装
置。 - 【請求項６】 前記演算部が前記最も相関値の高い濃淡
登録パターンから求めた物品認識情報を、後工程の物品
ハンドリング装置に転送する請求項４又は５に記載の物
品認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10481996A JP3223108B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 物品認識方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10481996A JP3223108B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 物品認識方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09274661A JPH09274661A (ja) | 1997-10-21 |
| JP3223108B2 true JP3223108B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=14391019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10481996A Expired - Fee Related JP3223108B2 (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 物品認識方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3223108B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100788642B1 (ko) * | 1999-10-01 | 2007-12-26 | 삼성전자주식회사 | 디지털 영상 텍스쳐 분석 방법 |
| US6850644B1 (en) | 1999-10-01 | 2005-02-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for analyzing texture of digital image |
| JP2008107194A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Iyasaka Seiki Kk | 車輌のホイールアライメント測定装置 |
| JP5274346B2 (ja) * | 2009-04-06 | 2013-08-28 | 三菱電機株式会社 | 表面検査装置および表面検査方法 |
| CN106017346B (zh) * | 2016-05-23 | 2018-10-12 | 浙江大学台州研究院 | 基于机器视觉测量陶瓷镜片正反及角度的方法 |
-
1996
- 1996-04-03 JP JP10481996A patent/JP3223108B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| JPH09274661A (ja) | 1997-10-21 |
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