JP3519239B2 - 対象物の回転角度検出方法 - Google Patents
対象物の回転角度検出方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２次元撮像装置に
より生産ライン上の製品等の対象物を撮像し、そのデジ
タル画像を基に、対象物の外観上の欠陥を検出する自動
外観検査装置などにおいて、対象物に回転ズレがある場
合に、その対象物の回転角度を検出する方法に関する。
より生産ライン上の製品等の対象物を撮像し、そのデジ
タル画像を基に、対象物の外観上の欠陥を検出する自動
外観検査装置などにおいて、対象物に回転ズレがある場
合に、その対象物の回転角度を検出する方法に関する。
【０００２】なお以下各図において同一の符号は同一も
しくは相当部分を示す。
しくは相当部分を示す。
【０００３】
【従来の技術】対象物の回転角度を検出する手法として
は、種々の方法が提案されているが、対象物の外形が円
形状の場合については、例えば本出願人の先願になる、
特願平７−４３７２７号の方法がある。この先願におい
ては、対象物の撮像画像上において対象物の中心から所
定半径のサーチ円に沿って２値画像情報を読み出し、そ
の時のサーチ円の円周上の画素値の並びから特徴をなす
円弧セグメントを決定し、その円弧セグメントの方向を
求めて対象物の回転角度を検出する方法が提案されてい
る。
は、種々の方法が提案されているが、対象物の外形が円
形状の場合については、例えば本出願人の先願になる、
特願平７−４３７２７号の方法がある。この先願におい
ては、対象物の撮像画像上において対象物の中心から所
定半径のサーチ円に沿って２値画像情報を読み出し、そ
の時のサーチ円の円周上の画素値の並びから特徴をなす
円弧セグメントを決定し、その円弧セグメントの方向を
求めて対象物の回転角度を検出する方法が提案されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようする課題】しかしながら上述した先
願の回転角度の検出方法には次のような問題がある。例
えば図５において、１１が撮像された対象物の画像にお
ける対象物の外形、１２が同じく対象物の中心１３から
所定の距離にある特徴パタ−ンの画像、４４が特徴パタ
−ン１２を横切るように中心１３から所定半径に設定さ
れた、円周上の画像の並びを調べるための前記したサー
チ円であるとする。そしてたまたま、サーチ円４４が４
１，４２のようなノイズ画像を横切るものとする。
願の回転角度の検出方法には次のような問題がある。例
えば図５において、１１が撮像された対象物の画像にお
ける対象物の外形、１２が同じく対象物の中心１３から
所定の距離にある特徴パタ−ンの画像、４４が特徴パタ
−ン１２を横切るように中心１３から所定半径に設定さ
れた、円周上の画像の並びを調べるための前記したサー
チ円であるとする。そしてたまたま、サーチ円４４が４
１，４２のようなノイズ画像を横切るものとする。
【０００５】ここで、サーチ円４４上の２値画像の並び
のみを調べた場合、ノイズ画像４１，４２と特徴パタ−
ン１２との区別は困難で、ノイズ画像４１あるいは４２
を特徴パタ−ン１２と誤判別するおそれがある。さら
に、この先願の回転角度の検出方法では、円周上の画像
の並びをソフトウェアにより１画素ずつ読み出して検出
するために処理時間が長くなり、現実的に許容される処
理時間からは、円周上のせいぜい幅１〜２画素の画像し
か読み出せず、このことからも、ノイズ画像の影響を受
けやすいという問題がある。なお、後者の問題は例えば
円形走査をする回路を用意することによって解決できる
が、この場合には回路規模が大きくなる。
のみを調べた場合、ノイズ画像４１，４２と特徴パタ−
ン１２との区別は困難で、ノイズ画像４１あるいは４２
を特徴パタ−ン１２と誤判別するおそれがある。さら
に、この先願の回転角度の検出方法では、円周上の画像
の並びをソフトウェアにより１画素ずつ読み出して検出
するために処理時間が長くなり、現実的に許容される処
理時間からは、円周上のせいぜい幅１〜２画素の画像し
か読み出せず、このことからも、ノイズ画像の影響を受
けやすいという問題がある。なお、後者の問題は例えば
円形走査をする回路を用意することによって解決できる
が、この場合には回路規模が大きくなる。
【０００６】そこで本発明は、ノイズ画像の影響を受け
難く、また回路規模を大きくすることなく高速に回転角
度の検出ができる、対象物の回転角度検出方法を提供す
ることを課題とする。
難く、また回路規模を大きくすることなく高速に回転角
度の検出ができる、対象物の回転角度検出方法を提供す
ることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに請求項１の回転角度検出方法では、（対象物中心１
３を持つ）ほぼ円形の所定の外形（１１）を持ち、その
外形の一部又は内部の一部の所定位置に所定の特徴パタ
−ン（１２）を持つ対象物を２次元撮像装置（撮像部
１）を用いて撮像し、その映像より（Ａ／Ｄ変換部２を
介して）得られる対象物のデジタル画像（以下対象物画
像という）から対象物の回転角度を検出する方法におい
て、前記対象物画像の円形の外形とほぼ同心で、特徴パ
タ−ンを横切るリング状の領域（リング状領域外周円２
１及びリング状領域内周円２２によって定まるリング状
マスク領域１４）を設定すると共に、このリング状領域
と同心の所定の径を持つ円（以下基円という）を設定
し、所定のしきい値で２値化された前記リング状領域内
の対象物画像（特徴部分２値画像２４）をリング状領域
の中心方向に、且つ前記基円上に投影し、得られた投影
データの高さ及びリング状領域の中心に対する角度幅と
に基づいて、回転角検出の基準となる特徴パターン部分
とノイズ画像との区別を行なうと共に、この基円上に並
ぶ投影データ（２５）の、基円の円周方向の変化から、
前記リング状領域内の特徴パタ−ンの位置を求め、この
特徴パタ−ンの位置とリング状領域の中心とを結ぶ直線
の傾度から、対象物の回転角度を検出する。
めに請求項１の回転角度検出方法では、（対象物中心１
３を持つ）ほぼ円形の所定の外形（１１）を持ち、その
外形の一部又は内部の一部の所定位置に所定の特徴パタ
−ン（１２）を持つ対象物を２次元撮像装置（撮像部
１）を用いて撮像し、その映像より（Ａ／Ｄ変換部２を
介して）得られる対象物のデジタル画像（以下対象物画
像という）から対象物の回転角度を検出する方法におい
て、前記対象物画像の円形の外形とほぼ同心で、特徴パ
タ−ンを横切るリング状の領域（リング状領域外周円２
１及びリング状領域内周円２２によって定まるリング状
マスク領域１４）を設定すると共に、このリング状領域
と同心の所定の径を持つ円（以下基円という）を設定
し、所定のしきい値で２値化された前記リング状領域内
の対象物画像（特徴部分２値画像２４）をリング状領域
の中心方向に、且つ前記基円上に投影し、得られた投影
データの高さ及びリング状領域の中心に対する角度幅と
に基づいて、回転角検出の基準となる特徴パターン部分
とノイズ画像との区別を行なうと共に、この基円上に並
ぶ投影データ（２５）の、基円の円周方向の変化から、
前記リング状領域内の特徴パタ−ンの位置を求め、この
特徴パタ−ンの位置とリング状領域の中心とを結ぶ直線
の傾度から、対象物の回転角度を検出する。
【０００８】また請求項２の対象物の回転角度検出方法
では、請求項１に記載の回転角度検出方法において、前
記基円を前記リング状領域の中心円（リング状領域中央
円２３）とする。また請求項３の対象物の回転角度検出
方法では、請求項１又は２に記載の回転角度検出方法に
おいて、前記特徴パタ−ンの位置を、前記投影データが
基円の円周方向において所定のしきい値（Ｌ０）を越え
る立上がり点（座標Ｘ１点など）と、このしきい値を下
回る立下がり点（座標Ｘ２点など）との中点によって定
めるようにする。
では、請求項１に記載の回転角度検出方法において、前
記基円を前記リング状領域の中心円（リング状領域中央
円２３）とする。また請求項３の対象物の回転角度検出
方法では、請求項１又は２に記載の回転角度検出方法に
おいて、前記特徴パタ−ンの位置を、前記投影データが
基円の円周方向において所定のしきい値（Ｌ０）を越え
る立上がり点（座標Ｘ１点など）と、このしきい値を下
回る立下がり点（座標Ｘ２点など）との中点によって定
めるようにする。
【０００９】また請求項４の対象物の回転角度検出方法
では、請求項１ないし３のいずれかに記載の回転角度検
出方法において、前記投影データが、前記リング状領域
を上，下，左，右の４つの領域（上部走査領域１５，下
部走査領域１７，左部走査領域１６，右部走査領域１
８）に等分割し、前記２値化されたリング状領域内の対
象物画像について、前記上，下の分割領域においては夫
々Ｘ方向に、また左，右の分割領域においては夫々Ｙ方
向に各々走査したときの各走査線上の２値画像を前記基
円に投影して得られるようにする。
では、請求項１ないし３のいずれかに記載の回転角度検
出方法において、前記投影データが、前記リング状領域
を上，下，左，右の４つの領域（上部走査領域１５，下
部走査領域１７，左部走査領域１６，右部走査領域１
８）に等分割し、前記２値化されたリング状領域内の対
象物画像について、前記上，下の分割領域においては夫
々Ｘ方向に、また左，右の分割領域においては夫々Ｙ方
向に各々走査したときの各走査線上の２値画像を前記基
円に投影して得られるようにする。
【００１０】
【発明の実施の形態】図４は本発明の一実施例としての
画像処理装置の構成を示すブロック図である。同図にお
いて１は図外の対象物を撮像するＴＶカメラなどの２次
元撮像装置としての撮像部、１ａは撮像部１からその撮
像した映像をラスタ走査して出力される映像信号、２は
映像信号１ａをディジタル化するＡ／Ｄ変換部、４はＡ
／Ｄ変換部２によりディジタル化された画像データを前
記撮像映像に対応するディジタル画像（多値画像）とし
て記憶する画像メモリである。なお、ここでは対象物は
円形の外形を持つものとする。
画像処理装置の構成を示すブロック図である。同図にお
いて１は図外の対象物を撮像するＴＶカメラなどの２次
元撮像装置としての撮像部、１ａは撮像部１からその撮
像した映像をラスタ走査して出力される映像信号、２は
映像信号１ａをディジタル化するＡ／Ｄ変換部、４はＡ
／Ｄ変換部２によりディジタル化された画像データを前
記撮像映像に対応するディジタル画像（多値画像）とし
て記憶する画像メモリである。なお、ここでは対象物は
円形の外形を持つものとする。
【００１１】３はＡ／Ｄ変換部２の出力または画像メモ
リ４を走査して得られる画像データ信号を入力し、対象
物の中心位置を検出する中心位置検出部である。ここ
で、対象物の中心位置を検出する方法としては、上記画
像データの水平，垂直方向への投影により夫々対象物の
上下，左右の端を求め、その中心を求める方法、或いは
上記画像データから対象物の重心位置を求め、これを対
象物の中心位置とする等の方法がある。
リ４を走査して得られる画像データ信号を入力し、対象
物の中心位置を検出する中心位置検出部である。ここ
で、対象物の中心位置を検出する方法としては、上記画
像データの水平，垂直方向への投影により夫々対象物の
上下，左右の端を求め、その中心を求める方法、或いは
上記画像データから対象物の重心位置を求め、これを対
象物の中心位置とする等の方法がある。
【００１２】次に５は中心位置検出部３で検出された中
心位置を中心とする所定のリング状のマスク領域を発生
する領域発生部、６は画像メモリ４からこのリング状マ
スク領域によりマスクされた画像メモリ４の部分領域を
走査して読み出す画像メモリ制御部である。また７，
８，９は夫々後述する２値化部，変化点検出部，投影抽
出部である。
心位置を中心とする所定のリング状のマスク領域を発生
する領域発生部、６は画像メモリ４からこのリング状マ
スク領域によりマスクされた画像メモリ４の部分領域を
走査して読み出す画像メモリ制御部である。また７，
８，９は夫々後述する２値化部，変化点検出部，投影抽
出部である。
【００１３】図２は本発明の一実施例としての対象物画
像のマスク領域と走査領域を示す図である。同図におい
て、１１は画像メモリ４に格納された画像における対象
物の外形、１２は同じく対象物の中心から所定の距離に
ある所定形状の特徴パタ−ン（の画像）で、対象物の回
転角検出の基準となる部分である。１３は図４の中心位
置検出部３により検出された対象物の中心位置、１４は
図４の領域発生部５により発生される、対象物中心１３
を中心としたリング状マスク領域である。
像のマスク領域と走査領域を示す図である。同図におい
て、１１は画像メモリ４に格納された画像における対象
物の外形、１２は同じく対象物の中心から所定の距離に
ある所定形状の特徴パタ−ン（の画像）で、対象物の回
転角検出の基準となる部分である。１３は図４の中心位
置検出部３により検出された対象物の中心位置、１４は
図４の領域発生部５により発生される、対象物中心１３
を中心としたリング状マスク領域である。
【００１４】図４の画像メモリ制御部６は、画像メモリ
４上の画像の内、リング状マスク領域１４内の画像の読
出しを、図２に示す上部走査領域１５，左部走査領域１
６，下部走査領域１７，右部走査領域１８の４領域に分
けて行う。ここで各走査領域１５，１６，１７，１８
は、リング状マスク領域１４をその周に沿って上，左，
下，右に等分割する矩形領域である。
４上の画像の内、リング状マスク領域１４内の画像の読
出しを、図２に示す上部走査領域１５，左部走査領域１
６，下部走査領域１７，右部走査領域１８の４領域に分
けて行う。ここで各走査領域１５，１６，１７，１８
は、リング状マスク領域１４をその周に沿って上，左，
下，右に等分割する矩形領域である。
【００１５】図４の２値化部７は、画像メモリ制御部６
によって、この各走査領域１５〜１８別に画像メモリ４
から読出された画像を所定のしきい値で２値化し、次に
図４の変化点検出部８は、各走査領域１５〜１８別に定
めた方向の走査ライン上で、前記読出された画像の立上
がり点（即ち画素値が“０”から“１”に変化する点）
及び立下がり点（即ち画素値が“１”から“０”に変化
する点）の座標を検出する。なお、ここで上記走査ライ
ンの方向は上部走査領域１５及び下部走査領域１７では
水平（Ｘ）方向とし、左部走査領域１６及び右部走査領
域１８では垂直（Ｙ）方向とする。
によって、この各走査領域１５〜１８別に画像メモリ４
から読出された画像を所定のしきい値で２値化し、次に
図４の変化点検出部８は、各走査領域１５〜１８別に定
めた方向の走査ライン上で、前記読出された画像の立上
がり点（即ち画素値が“０”から“１”に変化する点）
及び立下がり点（即ち画素値が“１”から“０”に変化
する点）の座標を検出する。なお、ここで上記走査ライ
ンの方向は上部走査領域１５及び下部走査領域１７では
水平（Ｘ）方向とし、左部走査領域１６及び右部走査領
域１８では垂直（Ｙ）方向とする。
【００１６】図１は本発明の一実施例としての対象物の
回転角度検出方法の要部の説明図であり、同図の（ａ）
は上部走査領域１５において２値化された特徴パタ−ン
１２の画像の例を拡大して示す。同図において２１はリ
ング状マスク領域１４の外周円（の一部）、２２は同じ
くリング状マスク領域１４の内周円（の一部）、２４は
このリング状マスク領域１４内の特徴パタ−ン１２の２
値画像（特徴部分２値画像という）である。なお、２３
は外周円２１と内周円２２との中央に位する円（の一
部）で、ここではリング状領域中央円と呼ぶ。
回転角度検出方法の要部の説明図であり、同図の（ａ）
は上部走査領域１５において２値化された特徴パタ−ン
１２の画像の例を拡大して示す。同図において２１はリ
ング状マスク領域１４の外周円（の一部）、２２は同じ
くリング状マスク領域１４の内周円（の一部）、２４は
このリング状マスク領域１４内の特徴パタ−ン１２の２
値画像（特徴部分２値画像という）である。なお、２３
は外周円２１と内周円２２との中央に位する円（の一
部）で、ここではリング状領域中央円と呼ぶ。
【００１７】図４の投影抽出部９は、前記した変化点検
出部８により検出された立上がり点及び立下がり点の座
標より、特徴部分２値画像２４についての、対象物中心
１３の方向の、且つ、この例ではリング状領域中央円２
３上の投影データを抽出する。図１の（ｂ）の２５はこ
のようにして抽出される投影データの例を示す。次に図
１により、この投影データの抽出方法を説明する。ここ
では上部走査領域１５で水平走査が行われて、例えば水
平走査ラインＹｉ上ではＰｒが立上がり点として、また
Ｐｆが立下がり点として検出されたものとする。いま、
立上がり点Ｐｒの座標を（Ｘｒ，Ｙｒ）、立下がり点Ｐ
ｆの座標を（Ｘｆ，Ｙｆ）、リング状マスク領域１４の
図外の中心（Ｏとする。なお、これは対象物中心１３と
一致する）の座標を（Ｘｏ，Ｙｏ）、前記リング状領域
中央円２３の半径をＲｏとすると、線分ＰｒＯと中央円
２３との交点Ｐｒ’の座標（Ｘｒ’，Ｙｒ’）、及び線
分ＰｆＯと中央円２３との交点Ｐｆ’の座標（Ｘｆ’，
Ｙｆ’）の夫々のＸ座標Ｘｒ’，Ｘｆ’は次式（１），
（２）で計算される。
出部８により検出された立上がり点及び立下がり点の座
標より、特徴部分２値画像２４についての、対象物中心
１３の方向の、且つ、この例ではリング状領域中央円２
３上の投影データを抽出する。図１の（ｂ）の２５はこ
のようにして抽出される投影データの例を示す。次に図
１により、この投影データの抽出方法を説明する。ここ
では上部走査領域１５で水平走査が行われて、例えば水
平走査ラインＹｉ上ではＰｒが立上がり点として、また
Ｐｆが立下がり点として検出されたものとする。いま、
立上がり点Ｐｒの座標を（Ｘｒ，Ｙｒ）、立下がり点Ｐ
ｆの座標を（Ｘｆ，Ｙｆ）、リング状マスク領域１４の
図外の中心（Ｏとする。なお、これは対象物中心１３と
一致する）の座標を（Ｘｏ，Ｙｏ）、前記リング状領域
中央円２３の半径をＲｏとすると、線分ＰｒＯと中央円
２３との交点Ｐｒ’の座標（Ｘｒ’，Ｙｒ’）、及び線
分ＰｆＯと中央円２３との交点Ｐｆ’の座標（Ｘｆ’，
Ｙｆ’）の夫々のＸ座標Ｘｒ’，Ｘｆ’は次式（１），
（２）で計算される。
【００１８】
【数１】
Ｘｒ’＝Ｘｏ＋（Ｘｒ−Ｘｏ）×Ｒｏ
／〔（Ｘｒ−Ｘｏ）2 ＋（Ｙｒ−Ｙｏ）2 〕1/2 ・・・（１）
Ｘｆ’＝Ｘｏ＋（Ｘｆ−Ｘｏ）×Ｒｏ
／〔（Ｘｆ−Ｘｏ）2 ＋（Ｙｆ−Ｙｏ）2 〕1/2 ・・・（２）
この場合、特徴部分２値画像２４の投影データ２５とし
ては座標Ｘ＝Ｘｒ’からＸ＝Ｘｆ’−１の範囲の各座標
点について一様に１画素が加算される。こうして上部走
査領域１５の全ての走査ラインについて同様の処理が終
了すると、図１の（ｂ）に示した投影データ２５が得ら
れる。
ては座標Ｘ＝Ｘｒ’からＸ＝Ｘｆ’−１の範囲の各座標
点について一様に１画素が加算される。こうして上部走
査領域１５の全ての走査ラインについて同様の処理が終
了すると、図１の（ｂ）に示した投影データ２５が得ら
れる。
【００１９】なお、この方法で得られた投影データ２５
の高さは、特徴パタ−ン１２が垂直方向を向いた場合は
夫々特徴部分２値画像２４の高さに一致するが、特徴パ
タ−ン１２が例えば角度θ°傾くと、投影データ２５の
高さはｃｏｓθだけ低くなる。そこで、例えば投影デー
タの高さを次式（３）で表される値Ｄを用いてＤ倍とす
れば、特徴パタ−ン１２の傾きによる投影データの高さ
の違いを補正することができる。
の高さは、特徴パタ−ン１２が垂直方向を向いた場合は
夫々特徴部分２値画像２４の高さに一致するが、特徴パ
タ−ン１２が例えば角度θ°傾くと、投影データ２５の
高さはｃｏｓθだけ低くなる。そこで、例えば投影デー
タの高さを次式（３）で表される値Ｄを用いてＤ倍とす
れば、特徴パタ−ン１２の傾きによる投影データの高さ
の違いを補正することができる。
【００２０】
【数２】
Ｄ＝１／ｃｏｓθ
＝〔（Ｘｒ−Ｘｏ）2 ＋（Ｙｒ−Ｙｏ）2 〕1/2 ／（Ｙｒ−Ｙｏ）
・・・（３）
次に、投影抽出部９は投影データ２５が予め定められた
しきい値Ｌ０より小さな値から大きな値に変化する座標
Ｘ１、及び同じくしきい値Ｌ０より大きな値から小さな
値に変化する座標Ｘ２を求める。そして、リング状領域
中央円２３上の座標Ｘ１，Ｘ２の点のリング状領域の中
心Ｏに対する各方向θ１，θ２を次式（４），（５）に
よって求める。
しきい値Ｌ０より小さな値から大きな値に変化する座標
Ｘ１、及び同じくしきい値Ｌ０より大きな値から小さな
値に変化する座標Ｘ２を求める。そして、リング状領域
中央円２３上の座標Ｘ１，Ｘ２の点のリング状領域の中
心Ｏに対する各方向θ１，θ２を次式（４），（５）に
よって求める。
【００２１】
【数３】
θ１＝ｓｉｎ-1〔（Ｘ１−Ｘｏ）／Ｒｏ〕 ・・・（４）
θ２＝ｓｉｎ-1〔（Ｘ２−Ｘｏ）／Ｒｏ〕 ・・・（５）
ここでリング状領域の中心Ｏに対する特徴部分の角度幅
｜θ２−θ１｜を、予め同様の方法で基準となる対象物
の特徴部分に対して算出された基準角度幅θｗと比較
し、例えば次式（６）が満たされれば、判別対象の特徴
部分が正しく基準の特徴部分であると見做す。
｜θ２−θ１｜を、予め同様の方法で基準となる対象物
の特徴部分に対して算出された基準角度幅θｗと比較
し、例えば次式（６）が満たされれば、判別対象の特徴
部分が正しく基準の特徴部分であると見做す。
【００２２】
【数４】
θｗ−ｋ＜｜θ２−θ１｜＜θｗ＋ｋ （但しｋは定数） ・・・（６）
判別対象の特徴部分について、この（６）式が満たされ
るならば、この対象物の特徴パタ−ン１２の方向θｓは
次式（７）で求められる。
るならば、この対象物の特徴パタ−ン１２の方向θｓは
次式（７）で求められる。
【００２３】
【数５】
θｓ＝９０°−（θ１＋θ２）／２ ・・・（７）
一般には左部走査領域１６，下部走査領域１７，右部走
査領域１８でも同様の処理を行うことにより、最終的に
特徴パタ−ン１２の存在する走査領域が判明し、特徴パ
タ−ン１２の方向θｓが確定する。
査領域１８でも同様の処理を行うことにより、最終的に
特徴パタ−ン１２の存在する走査領域が判明し、特徴パ
タ−ン１２の方向θｓが確定する。
【００２４】特徴パタ−ン１２が基準となる方向を向い
ている時に上記の方法で算出された特徴パタ−ン１２の
方向をθ０とすると、特徴パタ−ン１２の方向がθｓの
場合における対象物の回転角はθｓ−θ０で求められ
る。次に、図３により、上述した本発明の処理がノイズ
画像の影響を受けにくい理由を説明する。同図（ｂ）は
図５と同様に特徴パタ−ン１２が垂直方向を向いた場合
の対象物の２値画像、同図（ａ）は同図（ｂ）に対応す
る投影データである。
ている時に上記の方法で算出された特徴パタ−ン１２の
方向をθ０とすると、特徴パタ−ン１２の方向がθｓの
場合における対象物の回転角はθｓ−θ０で求められ
る。次に、図３により、上述した本発明の処理がノイズ
画像の影響を受けにくい理由を説明する。同図（ｂ）は
図５と同様に特徴パタ−ン１２が垂直方向を向いた場合
の対象物の２値画像、同図（ａ）は同図（ｂ）に対応す
る投影データである。
【００２５】そして同図（ｂ）において、２４は特徴部
分２値画像、３１，３２は夫々図５のノイズ画像４１，
４２に対応するようなノイズの２値画像であり、また同
図（ａ）において２５Ｃは図１の２５と同様に求められ
た特徴部分２値画像２４に対応する投影データ、２５Ｎ
１，２５Ｎ２は同じく夫々ノイズの２値画像３１，３２
に対応して求められた投影データである。
分２値画像、３１，３２は夫々図５のノイズ画像４１，
４２に対応するようなノイズの２値画像であり、また同
図（ａ）において２５Ｃは図１の２５と同様に求められ
た特徴部分２値画像２４に対応する投影データ、２５Ｎ
１，２５Ｎ２は同じく夫々ノイズの２値画像３１，３２
に対応して求められた投影データである。
【００２６】この場合、特徴部分の投影データ２５Ｃと
ノイズ画像の投影データ２５Ｎ１とは幅は変わらないが
高さが異なるため、高さに対するしきい値により両者の
区別は可能である。他方、特徴部分の投影データ２５Ｃ
とノイズ画像の投影データ２５Ｎ２とは高さだけでな
く、投影データの幅も異なるため、リング状領域の中心
Ｏに対する投影データの角度幅にしきい値を設けること
により区別が可能である。
ノイズ画像の投影データ２５Ｎ１とは幅は変わらないが
高さが異なるため、高さに対するしきい値により両者の
区別は可能である。他方、特徴部分の投影データ２５Ｃ
とノイズ画像の投影データ２５Ｎ２とは高さだけでな
く、投影データの幅も異なるため、リング状領域の中心
Ｏに対する投影データの角度幅にしきい値を設けること
により区別が可能である。
【００２７】このように投影データの高さに対するしき
い値とリング状領域の中心に対する角度幅についてのし
きい値を設けることにより、特徴パタ−ン１２と様々な
ノイズ画像との区別が可能である。
い値とリング状領域の中心に対する角度幅についてのし
きい値を設けることにより、特徴パタ−ン１２と様々な
ノイズ画像との区別が可能である。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、ほぼ円形の外形を持
ち、その外形又は内部の一部に特徴パタ−ンを持つ対象
物の画像の円形の外形と同心に、特徴パタ−ンを横切る
リング状のマスク領域を設定し、このリング状領域内の
特徴パタ−ンの２値画像についての対象物の中心方向の
投影抽出を行い、対象物の回転角度を検出するようにし
たので、ノイズ画像と回転角検出の基準となる画像部分
（特徴パタ−ン部分）との区別が容易にでき、ノイズの
多い画像でも確実に回転角を検出することができる。ま
た、走査ライン上の２値画像部分の立上がり，立下がり
の変化点の検出までを簡単なハードウェアで構成できる
ため、小さな回路規模で高速に対象物の回転角度を検出
することが可能である。
ち、その外形又は内部の一部に特徴パタ−ンを持つ対象
物の画像の円形の外形と同心に、特徴パタ−ンを横切る
リング状のマスク領域を設定し、このリング状領域内の
特徴パタ−ンの２値画像についての対象物の中心方向の
投影抽出を行い、対象物の回転角度を検出するようにし
たので、ノイズ画像と回転角検出の基準となる画像部分
（特徴パタ−ン部分）との区別が容易にでき、ノイズの
多い画像でも確実に回転角を検出することができる。ま
た、走査ライン上の２値画像部分の立上がり，立下がり
の変化点の検出までを簡単なハードウェアで構成できる
ため、小さな回路規模で高速に対象物の回転角度を検出
することが可能である。
【図１】本発明の一実施例としての対象物の回転角度検
出方法の要部の説明図
出方法の要部の説明図
【図２】本発明の一実施例としての対象物画像のマスク
領域と走査領域を示す図
領域と走査領域を示す図
【図３】本発明に基づく特徴部分の投影データとノイズ
画像の投影データとの対比例を示す図
画像の投影データとの対比例を示す図
【図４】本発明の一実施例としての画像処理装置のブロ
ック図
ック図
【図５】従来技術におけるノイズ画像の影響を説明する
図
図
１ 撮像部
１ａ 映像信号
２ Ａ／Ｄ変換部
３ 中心位置検出部
４ 画像メモリ
５ 領域発生部
６ 画像メモリ制御部
７ ２値化部
８ 変化点検出部
９ 投影抽出部
１１ 対象物外形
１２ 特徴パタ−ン
１３ 対象物中心
１４ リング状マスク領域
１５ 上部走査領域
１６ 左部走査領域
１７ 下部走査領域
１８ 右部走査領域
２１ リング状領域外周円
２２ リング状領域内周円
２３ リング状領域中央円
２４ 特徴部分２値画像
２５ 投影データ
３１，３２ ノイズの２値画像
２５Ｃ 特徴部分の投影データ
２５Ｎ１ ノイズ画像の投影データ
２５Ｎ２ ノイズ画像の投影データ
Claims (4)
- 【請求項１】 ほぼ円形の所定の外形を持ち、その外形
の一部又は内部の一部の所定位置に所定の特徴パタ−ン
を持つ対象物を２次元撮像装置を用いて撮像し、その映
像より得られる対象物のデジタル画像（以下対象物画像
という）から対象物の回転角度を検出する方法におい
て、前記対象物画像の円形の外形とほぼ同心で、特徴パ
タ−ンを横切るリング状の領域を設定すると共に、この
リング状領域と同心の所定の径を持つ円（以下基円とい
う）を設定し、所定のしきい値で２値化された前記リン
グ状領域内の対象物画像をリング状領域の中心方向に、
且つ前記基円上に投影し、得られた投影データの高さ及
びリング状領域の中心に対する角度幅とに基づいて、回
転角検出の基準となる特徴パターン部分とノイズ画像と
の区別を行なうと共に、この基円上に並ぶ投影データ
の、基円の円周方向の変化から、前記リング状領域内の
特徴パタ−ンの位置を求め、この特徴パタ−ンの位置と
リング状領域の中心とを結ぶ直線の傾度から、対象物の
回転角度を検出することを特徴とする対象物の回転角度
検出方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の回転角度検出方法におい
て、 前記基円を前記リング状領域の中心円とすることを特徴
とする対象物の回転角度検出方法。 - 【請求項３】請求項１又は２に記載の回転角度検出方法
において、 前記特徴パタ−ンの位置を、前記投影データが基円の円
周方向において所定のしきい値を越える立上がり点と、
このしきい値を下回る立下がり点との中点によって定め
ることを特徴とする対象物の回転角度検出方法。 - 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の回転
角度検出方法において、 前記投影データが、 前記リング状領域を上，下，左，右の４つの領域に等分
割し、 前記２値化されたリング状領域内の対象物画像につい
て、前記上，下の分割領域においては夫々Ｘ方向に、ま
た左，右の分割領域においては夫々Ｙ方向に各々走査し
たときの各走査線上の２値画像を前記基円に投影して得
られることを特徴とする対象物の回転角度検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09687897A JP3519239B2 (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 対象物の回転角度検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09687897A JP3519239B2 (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 対象物の回転角度検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10288514A JPH10288514A (ja) | 1998-10-27 |
| JP3519239B2 true JP3519239B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=14176684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09687897A Expired - Fee Related JP3519239B2 (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 対象物の回転角度検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3519239B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101118317B (zh) | 2002-02-27 | 2010-11-03 | Cdm光学有限公司 | 波前编码成像系统的优化图像处理 |
| JP6318804B2 (ja) * | 2014-04-17 | 2018-05-09 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ解析装置およびタイヤ解析方法 |
| CN105352459B (zh) * | 2015-11-19 | 2017-12-15 | 武汉大学 | 一种测边前方交会测点的方法 |
| JP2020170323A (ja) * | 2019-04-02 | 2020-10-15 | キヤノン株式会社 | 処理方法、物品の製造方法、処理装置、ロボット装置、プログラム及び記録媒体 |
-
1997
- 1997-04-15 JP JP09687897A patent/JP3519239B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10288514A (ja) | 1998-10-27 |
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