JP3351055B2 - 二次元画像処理における位置補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビカメラ他の二次
元撮影手段の光軸とずれた位置に置かれた物体であっ
て、撮影画像上円エッジが現れる比較的小径の丸穴他を
有する撮影対象物の中心位置を検出する二次元画像処理
における位置補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の二次元画像処理における位置補正
装置としては、本願出願人が平成５年２月１２日に出願
した特願平５−２４０７２号明細書（未公開）がある
が、図１３に示すようにテレビカメラによってテレビカ
メラの光軸とずれた位置に置かれた円エッジを有する撮
影対象物が撮影された画像から円エッジＡＢを摘出し、
画素摘出手段によって円エッジＡＢに位置する画素を複
数個摘出し、演算手段により摘出した画素の連なりが表
す円の中心位置ＣL を最小自乗法により演算するもので
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の位置補正装
置は、図１４に示すように撮影対象物の円弧部ＡＢのデ
ータを使用して最小自乗法により穴中心の座標を求めて
いたが、穴の直径が小さくなると円弧部Ａ′Ｂ′も短く
なりデータ数が減少するため、演算により得られる穴中
心の座標がバラツキ、且つ真値との誤差も許容できない
ものとなるという問題があった。

【０００４】そこで本発明者らは、小さな径の円弧部を
有する撮影対象物については、下開口に対応するエッジ
によって決定される特定点の座標を演算し、この特定点
の座標とこの特定点の座標と下開口の中心座標との関係
より下開口の中心座標を演算するという本発明の技術的
思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、撮影対象物
の直径の小さな穴の中心座標を精確に検出するという目
的を達成する本発明に到達した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の二次元画像処理における位置補正装置
は、基台上に載置された円エッジを有する撮影対象物を
撮影する二次元撮影手段と、前記二次元撮影手段によっ
て撮影された画像から少なくとも前記撮影対象物の下開
口に対応するエッジを摘出するエッジ摘出手段と、前記
エッジ摘出手段によって摘出された下開口に対応するエ
ッジによって決定される特定点の座標を演算する座標演
算手段と、前記座標演算手段によって演算された特定点
の座標とこの特定点の座標と下開口の中心座標との関係
を用いて前記下開口中心座標を演算する中心位置演算手
段と、 前記エッジ摘出手段が摘出した円エッジに位置す
る画素を半円弧分より少なくとも３個以上摘出する画素
摘出手段と、 前記画素摘出手段が摘出した画素の連なり
が表す円弧の中心座標を最小自乗法により演算する最小
自乗法演算手段と、および 前記エッジ摘出手段が摘出し
た円エッジの半径が大きい場合は前記画素摘出手段およ
び最小自乗法演算手段に演算させ、逆に半径が小さい場
合は前記座標演算手段および中心位置演算手段に演算さ
せるように切り換える切換手段とから成るものである。

【０００６】本発明（請求項２に記載の第２発明）の二
次元画像処理における位置補正装置は、第１発明におい
て、前記エッジ摘出手段が、前記撮影対象物の上開口お
よび下開口のエッジで構成される楕円エッジを摘出する
楕円エッジ摘出手段から成るものである。

【０００７】本発明（請求項３に記載の第３発明）の二
次元画像処理における位置補正装置は、第２発明におい
て、前記座標演算手段が、前記楕円エッジ摘出手段が摘
出した楕円の重心座標を演算する重心演算手段から成
り、前記中心位置演算手段が、前記重心演算手段が演算
した前記楕円の重心座標と、前記撮影対象物の高さと前
記二次元撮影手段までの距離の比に基づき、前記下開口
の中心座標を演算する補正量演算手段から成るものであ
る。

【０００８】本発明（請求項４に記載の第４発明）の二
次元画像処理における位置補正装置は、第２発明におい
て、前記座標演算手段が、前記楕円エッジ摘出手段が摘
出した楕円の長径を決定する２点の座標と、短径を決定
する２点のうち一方の座標を演算する特定点演算手段か
ら成り、前記中心位置演算手段が、前記特定点演算手段
が演算した３つの特定点の座標より前記下開口の中心座
標を演算する中心座標演算手段から成るものである。

【０００９】

【作用】上記構成より成る第１発明の二次元画像処理に
おける位置補正装置は、ずれた位置に置かれた円エッジ
を有する撮影対象物を前記二次元撮影手段によって撮影
し、前記エッジ摘出手段によって撮影された画像から前
記撮影対象物の下開口に対応するエッジを摘出し、前記
座標演算手段によって摘出された下開口に対応するエッ
ジによって決定される特定点の座標を演算し、前記中心
位置演算手段によって前記特定点の座標とこの特定点の
座標と前記下開口の中心座標との関係を用いて下開口の
中心座標を演算し、前記画素摘出手段が摘出された円エ
ッジに位置する画素を半円弧分より少なくとも３個以上
摘出し、前記最小自乗法演算手段が３個以上摘出した画
素の連なりが表す円弧の中心座標を最小自乗法により演
算し、前記切換手段によって摘出された円エッジの半径
が大きい場合には前記画素摘出手段および最小自乗法演
算手段によって演算されるように切り換えられ、逆に円
エッジの半径が小さい場合には前記座標演算手段および
中心位置演算手段によって演算されるように切り換えら
れるものである。

【００１０】上記構成より成る第２発明の二次元画像処
理における位置補正装置は、前記楕円エッジ摘出手段に
よって前記撮影対象物の上開口および下開口のエッジで
構成される楕円エッジを摘出するものである。

【００１１】上記構成より成る第３発明の二次元画像処
理における位置補正装置は、前記重心演算手段が前記楕
円エッジ摘出手段によって摘出された楕円エッジの重心
座標を演算し、前記補正量演算手段が演算された重心座
標と前記撮影対象物の高さと前記二次元撮影手段までの
距離の比に基づき、前記下開口の中心座標を演算するも
のである。

【００１２】上記構成より成る第４発明の二次元画像処
理における位置補正装置は、第２発明において、前記特
定点演算手段が摘出された楕円の長径を決定する２点の
座標と短径を決定する２点のうち一方の座標を演算し、
前記中心座標演算手段が演算された３つの特定点の座標
より前記下開口の中心座標を演算するものである。

【００１３】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明の二次元画像
処理における位置補正装置は、前記下開口に対応するエ
ッジによって決定される特定点の座標と、この特定点の
座標と前記下開口の中心座標との関係を用いて前記下開
口の中心座標を演算するので、前記撮影対象物の径の小
さな穴の中心座標を上述の従来装置に比べ精確に検出す
るという効果を奏し、３個以上摘出した画素の連なりが
表す前記下開口に相当する円弧の中心座標を最小自乗法
によって演算することを可能にするという効果を奏する
とともに、切換手段によって前記撮影対象物の穴の径が
大きい時は最小自乗法による演算により前記下開口の中
心座標を演算し、逆に径が小さい時は下開口のエッジに
よって決まる特定点の座標とこの特定点の座標と前記下
開口の中心座標との関係を用いて前記下開口の中心座標
を演算するので、前記撮影対象物の穴の径にかかわらず
常に精確な測定を可能にするという効果を奏する。

【００１４】上記作用を奏する第２発明の二次元画像処
理における位置補正装置は、前記下開口および上開口に
対応する楕円エッジによって決定される特定点の座標と
前記下開口の中心座標との関係を用いて前記下開口の中
心座標を演算するので、前記撮影対象物の径の小さな穴
の中心座標を精確に検出するという効果を奏する。

【００１５】上記作用を奏する第３発明の二次元画像処
理における位置補正装置は、前記楕円エッジの重心座標
と、前記撮影対象物の高さと前記二次元撮影手段までの
距離の比に基づき、前記下開口の中心座標を演算するの
で、前記撮影対象物の径の小さな穴の中心座標をより精
確に検出することができるという効果を奏する。

【００１６】上記作用を奏する第４発明の二次元画像処
理における位置補正装置は、摘出された楕円の長径を決
定する２点の座標と短径を決定する２点のうちの一方の
３点の座標により前記下開口の中心座標を演算するの
で、前記撮影対象物の径の小さな穴の中心座標をより精
確に検出することができるという効果を奏する。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。

【００１８】（第１実施例） 第１実施例の二次元画像処理における位置補正装置は、
図１ないし図９に示すように計測機構１の基台１０上に
載置された円エッジを有する撮影対象物である測定物Ｏ
を撮影するテレビカメラ２と、テレビカメラ２によって
撮影された画像から前記測定物Ｏの中央穴の上開口ＵＨ
および下開口ＬＨのエッジで構成される楕円エッジを摘
出する楕円エッジ摘出手段３と、摘出された楕円エッジ
の重心座標を演算する重心演算手段４と、演算された重
心座標と、前記測定物Ｏの高さとテレビカメラ２までの
距離との比に基づき、前記下開口ＬＨの中心座標を演算
する補正量演算手段５と、楕円エッジ摘出手段３が摘出
した円エッジに位置する画素を複数摘出する画素摘出手
段３１と、前記画素の連なりが表す円弧の中心座標を最
小自乗法により演算する最小自乗法演算手段８と、測定
物Ｏの有する穴の径に応じて上記演算手段を切り換える
切換手段９とから成る。

【００１９】前記計測機構１は、底板１２上に垂直に固
着された垂直柱１１と、垂直柱１１に形成したレール１
１Ｌに装着された基台キャリッジ１３と、基台キャリッ
ジ１３に固着された水平面を有する基台１０と、ロータ
リエンコーダを結合したモータにより構成され基台キャ
リッジ１３を昇降させる第１昇降装置１４と、レール１
１Ｌに装着されるとともにテレビカメラ２を固着したカ
メラキャリッジ１５と、ロータリエンコーダを結合した
モータにより構成されカメラキャリッジ１５を昇降させ
る第２昇降装置１６とから成る。

【００２０】前記基台１０は、乳白色の投光板である上
表面板と、横枠付下ベース板と、前記上表面板と下ベー
ス板との間の空間に収納された照明灯とで構成され、上
表面板上に載置された測定物Ｏを下方より照明し得る構
成より成る。

【００２１】基台１０の長手軸と平行にハンドリングロ
ボットＨＲのベースＨＢが配設されており、このベース
ＨＢに移動可能にアームＨＡが装着されている。前記ア
ームＨＡは、前記ベースＨＢの移動機構に結合されてお
り、長手軸上を移動する。前記アームＨＡには、移動機
構により移動自在に把持キャリッジＨＣが配設されてい
る。前記把持キャリッジＨＣには、モータにより移動自
在の両開き指ＨＦが配設されている。

【００２２】テレビカメラ２は、二次元ＣＣＤ素子を内
蔵しており画像処理装置６に接続されている。

【００２３】計測機構１およびハンドリングロボットＨ
Ｒの各所に配設されている移動機構を構成するモータ、
リミットスイッチ、照明灯は、電気回路装置７１に接続
されている。この電気回路装置７１は、ＣＰＵを主体と
するコンピュータシステムで構成されたコントローラ７
２に接続されている。このコントローラ７２には、表示
ボード７３および画像処理装置６が接続されている。

【００２４】画像処理装置６は、前記楕円エッジ摘出手
段３と重心演算手段４と、補正量演算手段５と、画素摘
出手段３１と、最小自乗法演算手段８と切換手段９の各
演算を実現するものであり、コンピュータ６１と、画像
メモリ６２と、ディスプレイ６３と、プリンタ６４と、
フロッピーディスク６５と、キーボードターミナル６６
と、Ａ／Ｄ変換器６７と、通信コントローラ６８とから
成る。

【００２５】前記画像メモリ６２は、読み書き自在であ
り、ＣＣＤ内蔵のテレビカメラ２の撮影画像の原画像デ
ータを始めとして種々の処理データを記憶する。

【００２６】前記ディスプレイユニット６３およびプリ
ンタ６４は、コンピュータ６１の処理結果等を表示およ
びプリントアウトするものである。

【００２７】前記フロッピーディスク装置６５は、出力
データをフロッピーディスクに登録し、あるいはフロッ
ピーディスクのデータを画像処理装置６に読み込むもの
である。

【００２８】前記キーボードターミナル６６は、オペレ
ータにより操作され、各種の指示又はデータを画像処理
装置６に入力するものである。

【００２９】前記コンピュータ６１は、前記コントロー
ラ７２に接続されており、コントローラ７２から与えら
れた指示またはデータもしくはキーボードターミナル６
６より与えられた指示又はデータに従って、基台１０上
の前記測定物Ｏを撮影した画面上で、測定物Ｏの中央穴
の上開口ＵＨの中心位置ＣU 、下開口ＬＨの中心位置Ｃ
L 、上開口ＵＨの半径ｒU 、下開口ＬＨの半径ｒL を算
出し、内部メモリに格納している定数を設定した変換式
に従って、上開口中心位置ＣU 、下開口中心位置ＣL お
よび前記テレビカメラ２のレンズ中心を通る直線が測定
面と垂直に交わる点２Ｃを、基台１０上の実物座標系の
座標値に変換し、そして三角測量に従って前記測定物Ｏ
の高さｈを算出し、テレビカメラ２のスケールファクタ
に従って中央穴上開口半径ｒu および下開口半径ｒl の
実物座標系での寸法をコントローラ７２に転送する。上
記処理の具体的内容については図３ないし図９を参照し
て詳述する。

【００３０】前記コンピュータ６１内のＲＯＭに予め格
納されている計測プログラムの手順について、図３に従
い以下に説明する。まずステップ１０１において、オペ
レータがキーボードターミナル６６で所定のデータを入
力するとコンピュータ６１は入力データをレジスタに書
き込む。

【００３１】次にステップ１０２において、スタートが
入力すると、次いでステップ１０３においてコンピュー
タ６１がコントローラ７２に「レディ」（測定可）を報
知する。ステップ１０４において、コントローラ７２か
ら計測命令が到来するか、キーボードターミナル６６か
ら何らかの入力があるのを待つ。測定においては、コン
トローラ７２の制御に基づいてハンドリングロボットＨ
Ｒが測定物Ｏの基台１０上に載置して自動的に計測命令
をコンピュータ６１に送信するか、又はオペレータが測
定対象物Ｏを基台１０上に載置し、そして操作・表示ボ
ード２３で測定スタートを入力し、コントローラ７２が
計測命令をコンピュータ６１に送信する。

【００３２】次にステップ１０５および１０６におい
て、計測命令がコンピュータ６１に到来すると、テレビ
カメラ２は撮影画像（一画面）の画像データを画像メモ
リ６２の原画像データ領域に書き込む。次に画像データ
を２値化して、画像メモリ６２の２値データ記憶領域に
書き込む。

【００３３】測定物Ｏは、中央に丸穴を有するので、基
台１０において下方からの照明により、測定物Ｏを撮影
した画面上では、フランジの外側と中央の丸穴が白で、
フランジと円筒壁が黒になっている。図２および図４に
示すように測定物Ｏの中央の丸穴の中心線とテレビカメ
ラ２の光軸がずれていると、図４ないし図７に示すよう
に中央の丸穴が楕円状の白領域となり、フランジと円筒
壁の黒領域も楕円状となる（図示せず）。

【００３４】次にステップ１０７において、画像メモリ
６２の２値データ記憶領域の画像データの白領域を摘出
するとともに白領域とその周りの黒領域の境界画素（境
界線の黒画素）を摘出する。

【００３５】ステップ１０８において、メモリから測定
物Ｏの高さｈおよびテレビカメラ２と測定物Ｏとの間の
距離ｄを読み込み、ステップ１０９において上記楕円の
重心の座標（ｘS ，ｙS ）を算出するとともに、ステッ
プ１１０において上記高さｈおよび距離ｄを用いて数５
または数６により補正量Ｌを算出する。

【００３６】ステップ１１１において、図６に示すよう
に上開口ＵＨと下開口ＬＨとで形成される楕円の長軸長
ｈS を算出するとともに、次いでステップ１１２におい
て下開口の円エッジで構成される扇形の中心角αを数１
に従い算出する。

【数１】次いで数２で表される参照半径Ｒを算出する。

【数２】更に数３で表される安定限界半径ｒを算出す
る。数３は、後述する最小自乗法による円近似安定限界
曲線を２次曲線で近似した式である。

【数３】

【００３７】ステップ１１３において、安定限界半径ｒ
と参照半径Ｒと比較し、安定限界半径ｒが参照半径Ｒよ
り小さい場合はステップ１１４において図７に示す楕円
の重心（ｘS ，ｙS ）の方向θを数４に従い算出する。

【数４】

【００３８】次にステップ１１５において、数５又は数
６に従い補正量Ｌを算出する。

【数５】

【数６】

【００３９】上記数５および数６は、数７ないし数１０
より求められる。図４において測定物Ｏの上面と下面の
穴を同心円と仮定すると前記楕円の重心に対応する点Ｓ
の座標は、上面の穴の中心ＣU （ｘCU，ｙCU）と下面の
穴の中心ＣL （ｘCL，ｙCL）の中点の座標に一致し、数
７に従い算出される。

【数７】図４においてΔＡＣU ２ＣとΔＢＣU ＣL は相
似形だから数８のように示される。

【数８】数７および数８よりｘCU，ｙCUを消去すると数
９が得られる。

【数９】補正量Ｌは図５から明らかなように数１０で表
すことができる。

【数１０】この数１０に数９を代入することにより上記
数５および数６が得られる。

【００４０】上述のように得られた補正量Ｌと、楕円の
重心Ｓ（ｘS ，ｙS ）および重心の方向θより、測定物
Ｏの下面の穴の中心ＣL （ｘCL，ｙCL）を数１１および
数１２に従い算出する。すなわち図７から明らかのよう
に，方向θが−π／２≦θ＜π／２のときは数１１に従
い算出する。

【数１１】また方向θがπ／２≦θ＜３π／２のときは
数１２に従い算出する。

【数１２】

【００４１】次に前記安定限界半径ｒが参照半径Ｒより
大きい場合は最小自乗法による演算で精度が得られるの
でステップ１１６において、楕円輪郭構成画素をカウン
トし、ステップ１１７においてこのカウント値を前記扇
形の中心角αと３６０度との比の分だけ内部メモリ（レ
ジスタｍ）に書き込む。

【００４２】次にステップ１１８においてテレビカメラ
２の中心（光軸）に遠いものから輪郭構成画素をｍ個
（ｍは前記レジスタｍのデータが表す数）摘出して内部
メモリにセーブする。

【００４３】次にステップ１１９においてセーブした座
標データが表す円（丸穴の下面開口縁）の一部とみなし
て、この円の中心座標を最小自乗法により算出する。す
なわち、円の方程式を数１３で表すと、１つの境界画素
の座標が（ｘ，ｙ）であると、数１４は、該境界画素
の、上記数１３の方程式からのずれ量を表す。

【数１３】

【数１４】そこでセーブした座標データのそれぞれにつ
いてのずれ量である数１４の２乗の総和が最小になる前
記数１３の方程式の係数ｇ、ｈおよびｉを算出する。円
の中心ＣL の座標（ｘCL，ｙCL）は、数１５により算出
する。

【数１５】

【００４４】次にステップ１２０において、コンピュー
タ６１は、テレビカメラ２のレンズ中心を通る直線が測
定面を垂直に交わる点２Ｃ、測定物Ｏの中央穴の上端開
口の中心Ｃu および下端開口の中心Ｃl の座標値を前記
数１３に内部メモリに格納している定数を設定した変換
式で、基台１０の表面上の実物座標系の座標値に変換す
る。

【００４５】上記構成より成る第１実施例の二次元画像
処理における位置補正装置は、上述の座標値、テレビカ
メラ２のレンズ中心を通る直線が測定面と垂直に交わる
点２Ｃの基台１０上の位置、基台１０の高さ、テレビカ
メラ２の高さおよびテレビカメラ２のスケールファクタ
に基づいて、三角測量の原理に従って、測定物Ｏの高さ
ｈを算出し、測定物Ｏの中央穴の上端円形開口の半径
（ｒU 対応値）および下端円形開口の半径（ｒl 対応
値）を算出し、中心位置Ｃl の実物座標系の座標値（中
央穴の下端開口の中心座標）、中央穴の下開口半径（ｒ
l 対応値）、上開口半径（ｒu 対応値）および測定物Ｏ
の高さｈを、コントローラ７２に転送し、ディスプレイ
６３に撮影画像（２値化画像）と共にディジタル表示す
る。

【００４６】コントローラ７２は、転送されてきたデー
タをチェックして、再測定が必要な場合には測定物Ｏの
位置をずらしてコンピュータ６１に計測命令を再度送信
する。送られてきたデータが十分に信頼性が高いものと
判定した時には、送られてきたデータをプリントアウト
又はフロッピーへの登録等予め指定されている処理を
し、このデータに基づいて測定物Ｏをハンドリングロボ
ットＨＲで把持して、予め指定されている搬送ラインに
排出する。

【００４７】コンピュータ６１は、コントローラ７２か
らの計測命令等が到来するか、あるいはキーボードター
ミナル６６からの何らかの入力があるのを待つ。

【００４８】上記作用を奏する第１実施例の二次元画像
処理における位置補正装置は、測定物Ｏの中央穴の径が
小さい時は、楕円の重心座標（ｘS ，ｙS ）を算出し
て、算出した補正量Ｌを利用して、下面の中心座標（ｘ
CL，ｙCL）を算出するので、穴径が小さい場合でも精度
良く中心座標を求めることができるという効果を奏す
る。

【００４９】また第１実施例の二次元画像処理における
位置補正装置は、測定物Ｏの中央穴が大きい時は、精度
の高い最小自乗法により下面の中心座標（ｘCL，ｙCL）
を算出するので、精度の高い測定を可能にするという効
果を奏する。

【００５０】さらに第１実施例装置は、図８中の領域で
示すように測定物Ｏの中央穴の大きさに応じて最適な中
心座標の演算法を選択するので、中央穴の大きさにかか
わらず精度の高い測定を可能にするという効果を奏す
る。すなわち図８において図９の（Ａ）で定義される安
定限界中心角αの図９の（Ｂ）で示される処理ウィンド
ウ内の理論最小中心角βに関する理論最小中心角曲線Ｔ
Ｌより上の領域において最小自乗法による円近似安定限
界曲線ＬＬを境界として、ワーク高さからの位置補正演
算を行う領域と最小自乗法による位置補正演算を行う領
域に分かれ、第１実施例装置は、このマップに従い演算
を行う。

【００５１】（第２実施例） 第２実施例の二次元画像処理における位置補正装置は、
図１０ないし図１２に示すようにハード構成は第１実施
例と同様であり、中心座標の演算プログラムの一部を変
更するものであり、変更点を中心に説明し、同一部分の
説明は省略する。

【００５２】第１実施例と同様にステップ１０７におい
て画像データの測定物Ｏの上開口と下開口の一部で包囲
される楕円の白領域を摘出して、輪郭を摘出する。本第
２実施例においては、下開口の円と上開口の円は、半径
が同一であるとする第１実施例と異なり、半径が異なる
という前提に立っている。

【００５３】次いでステップ２０１において、図１１、
図１２に示すように楕円輪郭の構成画素のうち最も離れ
た２点すなわち図１３においてＳ1 およびＳ2 の座標
（ｘS1，ｙS1）（ｘS2，ｙS2）を摘出する。

【００５４】次にステップ２０２において、図１１、図
１２に示すようにＳ1 を始点として終点Ｓ2 までテレビ
カメラ２の中心から遠い順番に輪郭構成画素をカウント
する。

【００５５】次いでステップ２０３において、図１１、
図１２に示すようにＳ1 からＳ2 までのカウント値の２
分の１のカウント値に相当する輪郭構成画素Ｓ3 の座標
（ｘS3，ｙS3) を摘出する。

【００５６】ステップ２０４において図１２に示すよう
にＳ1 、Ｓ2 、Ｓ3 の各座標を数１６ないし数１８の円
の方程式に代入し、ｘCL、ｙCL、Ｒl を算出する。

【数１６】

【数１７】

【数１８】

【００５７】算出された座標（ｘCL，ｙCL）を第１実施
例と同様のステップ１２０において実座標に変換し、そ
の他は第１実施例と同様に処理するものである。

【００５８】上記構成および作用の第２実施例の二次元
画像処理における位置補正装置は、Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 の
３点の座標より下開口の中心座標（ｘCL，ｙCL）を演算
するので、最小自乗法での演算では精度が低下する小径
の開口の中心座標を精度良く演算することができるとい
う効果を奏する。

【００５９】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００６０】上述の実施例においては、テレビカメラの
光軸と測定物の中央開口の中心軸とがずれている前提で
説明したが、前記光軸と中心軸とが一致していれば上述
のステップ１１８および２０２において、テレビカメラ
の中心に近いものから輪郭構成画素を摘出することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例装置の外観を示す斜視図で
ある。

【図２】第１実施例装置の電気的ハード構成を示すブロ
ック図である。

【図３】第１実施例の処理手順の一部を示すフローチャ
ート図である。

【図４】測定物の高さに基づく補正の原理を説明する説
明図である。

【図５】上下の開口中心、楕円の重心、カメラ中心の関
係を示す説明図である。

【図６】補正量Ｌ、長軸長ｈS 、扇形中心角α、参照半
径Ｒ、安定限界半径ｒの関係を示す説明図である。

【図７】楕円の重心方向θを説明するための説明図であ
る。

【図８】最小自乗法および測定物の高さに基づく補正演
算の選択マップを示す線図である。

【図９】中心角αおよび最小中心角βを説明するための
説明図である。

【図１０】本発明の第２実施例の処理手順の一部を示す
フローチャート図である。

【図１１】特定点Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 の摘出方法を説明す
るための説明図である。

【図１２】特定点Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 および上開口、下開
口の中心Ｃu 、Ｃl の関係を示す説明図である。

【図１３】従来の最小自乗法による位置補正の原理を説
明するための説明図である。

【図１４】従来の問題点の原因を説明するための説明図
である。

【符号の説明】

Ｏ 測定物 １ 計測機構 ２ テレビカメラ ３ 楕円エッジ摘出手段 ４ 重心演算手段 ５ 補正量演算手段 ６ 画像処理装置 ３１ 画素摘出手段 ８ 最小自乗法演算手段 ９ 切換手段 １０ 基台 １１ 垂直柱 １３ 基台キャリッジ １５ カメラキャリッジ ＲＨ ハンドリングロボット ６１ コンピュータ ６２ 画像メモリ ６３ ディスプレイ ６４ プリンタ ６５ フロッピーディスク ６６ キーボードターミナル ６７ Ａ／Ｄ変換器 ６８ 通信コントローラ ７１ 電気回路装置 ７２ コントローラ ７３ 表示ボード

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−259530（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G06T 1/00 - 7/60

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台上に載置された円エッジを有する撮
   影対象物を撮影する二次元撮影手段と、 前記二次元撮影手段によって撮影された画像から少なく
   とも前記撮影対象物の下開口に対応するエッジを摘出す
   るエッジ摘出手段と、 前記エッジ摘出手段によって摘出された下開口に対応す
   るエッジによって決定される特定点の座標を演算する座
   標演算手段と、 前記座標演算手段によって演算された特定点の座標とこ
   の特定点の座標と下開口の中心座標との関係を用いて前
   記下開口中心座標を演算する中心位置演算手段と、 前記エッジ摘出手段が摘出した円エッジに位置する画素
   を半円弧分より少なくとも３個以上摘出する画素摘出手
   段と、 前記画素摘出手段が摘出した画素の連なりが表す円弧の
   中心座標を最小自乗法により演算する最小自乗法演算手
   段と、および 前記エッジ摘出手段が摘出した円エッジの半径が大きい
   場合は前記画素摘出手段および最小自乗法演算手段に演
   算させ、逆に半径が小さい場合は前記座標演算手段およ
   び中心位置演算手段に演算させるように切り換える切換
   手段と から成ることを特徴とする二次元画像処理におけ
   る位置補正装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記エッジ摘出手段が、前記撮影対象物の上開口および
   下開口のエッジで構成される楕円エッジを摘出する楕円
   エッジ摘出手段から成ることを特徴とする二次元画像処
   理における位置補正装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記座標演算手段が、前記楕円エッジ摘出手段が摘出し
   た楕円の重心座標を演算する重心演算手段から成り、 前記中心位置演算手段が、前記重心演算手段が演算した
   前記楕円の重心座標と、前記撮影対象物の高さと前記二
   次元撮影手段までの距離の比に基づき、前記下開口の中
   心座標を演算する補正量演算手段から成ることを特徴と
   する二次元画像処理における位置補正装置。
4. 【請求項４】 請求項２において、前記座標演算手段
   が、前記楕円エッジ摘出手段が摘出した楕円の長径を決
   定する２点の座標と、短径を決定する２点のうち一方の
   座標を演算する特定点演算手段から成り、 前記中心位置演算手段が、前記特定点演算手段が演算し
   た３つの特定点の座標より前記下開口の中心座標を演算
   する中心座標演算手段から成ることを特徴とする二次元
   画像処理における位置補正装置。