JP5222430B1 - Dimension measuring apparatus, dimension measuring method and program for dimension measuring apparatus - Google Patents

Dimension measuring apparatus, dimension measuring method and program for dimension measuring apparatus Download PDF

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Abstract

【課題】測定対象物の撮像画像に基づいて正確な寸法測定ができる装置、方法及び該装置用のプログラムを提供する。
【解決手段】カメラ要素設定及び照明要素設定を実施するエッジ位置設定手段と、ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手段と、基準となる測定対象物を登録するパターン登録手段と、基準となる測定対象物の設計値情報を記憶する設計値情報記憶手段と、測定対象物を撮像する手段と、測定対象物の特定をするパターン認識手段と、特定された測定対象物の測定指示情報により測定位置を取得し、エッジ位置設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ位置のピクセル座標を検出し、ピクセル座標実寸法換算データに基づいて該エッジ位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物寸法測定手段と、を含む手段からなる寸法計測装置1、方法及び該装置用のプログラム。
【選択図】図1
An apparatus, a method, and a program for the apparatus capable of accurate dimension measurement based on a captured image of a measurement object are provided.
An edge position setting unit that performs camera element setting and illumination element setting, pixel coordinate actual size conversion unit that stores conversion data converted into actual dimensions for each pixel coordinate, and a reference measurement object are registered. A pattern registering means, a design value information storage means for storing design value information of a reference measurement object, a means for imaging the measurement object, a pattern recognition means for specifying the measurement object, The measurement position is acquired from the measurement instruction information of the measurement object, the pixel coordinates of the edge position corresponding to the measurement position are detected based on the edge position setting, and the pixel coordinates of the edge position are calculated based on the pixel coordinate actual size conversion data A measuring object dimension measuring means for obtaining an actual dimension from the means, a dimension measuring apparatus 1, a method, and a program for the apparatus.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、撮像手段により取得したワーク画像のエッジ位置に基づいてワークの寸法を測定する寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測装置用のプログラムに関するものである。   The present invention relates to a dimension measuring apparatus, a dimension measuring method, and a program for a dimension measuring apparatus that measure a dimension of a workpiece based on an edge position of a workpiece image acquired by an imaging unit.

特許文献1には、ワークを撮像してワーク画像を取得し、上記ワーク画像内のエッジを検出することにより、上記ワークの寸法を測定するための測定設定データを作成する測定データ作成装置において、上記ワークの輪郭形状を示す形状線の位置情報、寸法線の位置情報、並びに、上記寸法線に関連付けられた設計値及び公差からなる設計値情報を含む設計データを取得する設計データ取得手段と、上記ワークを含むマスター画像に対し、測定対象箇所及び測定種別を指定するための測定対象箇所指定手段と、指定された測定対象箇所について、上記マスター画像からエッジを抽出するエッジ抽出手段と、抽出されたエッジに基づいて、上記測定対象箇所の寸法値を算出する寸法値算出手段と、算出された寸法値に近い設計値からなる設計値情報を上記設計データから抽出する設計値情報抽出手段と、指定された上記測定対象箇所及び上記測定箇所からなる測定対象箇所情報、並びに、上記測定対象箇所と関連付けた上記設計値情報を含む測定設計データを生成する測定設定データ生成手段とを備えた測定設定データ作成装置が開示されている。   In Patent Document 1, in a measurement data creation device that creates measurement setting data for measuring the dimensions of the workpiece by capturing a workpiece and acquiring a workpiece image and detecting an edge in the workpiece image, Design data acquisition means for acquiring design data including position information of a shape line indicating a contour shape of the workpiece, position information of a dimension line, and design value information including design values and tolerances associated with the dimension line; Measurement target location specifying means for specifying the measurement target location and measurement type for the master image including the workpiece, and edge extraction means for extracting an edge from the master image for the specified measurement target location, are extracted. Dimension value calculation means for calculating the dimension value of the measurement target location based on the measured edge, and a design value comprising a design value close to the calculated dimension value Design value information extracting means for extracting information from the design data, measurement target location information including the designated measurement target location and the measurement location, and measurement design including the design value information associated with the measurement location There is disclosed a measurement setting data creation device comprising measurement setting data generation means for generating data.

特許文献2には、画像データに含まれる誤差を校正する方法が開示されている。真直なエッジを有する校正ワークを用意し、エッジがマシン座標系のY軸に平行になるようにステージに載置し、ステージとCCDカメラとをX軸方向に相対移動させつつCCDカメラの撮像領域内の異なる位置でエッジを撮像し、そのエッジを撮像した位置については駆動機構の駆動量から検出し、撮像された画像データ中でエッジ検出を行い、エッジの座標を出力する。そして、画像上のエッジ検出にて求められたエッジ座標と駆動機構の駆動量から求められたエッジ位置とのずれ量をエッジずれ量として各撮像ポイントについて算出する画像測定装置の校正方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a method for calibrating an error included in image data. Prepare a calibration work with a straight edge, place it on the stage so that the edge is parallel to the Y-axis of the machine coordinate system, and move the stage and the CCD camera relative to each other in the X-axis direction. Edges are imaged at different positions, the positions where the edges are imaged are detected from the drive amount of the drive mechanism, edge detection is performed in the captured image data, and the coordinates of the edges are output. Then, a calibration method for an image measuring device is disclosed in which an amount of deviation between an edge coordinate obtained by edge detection on an image and an edge position obtained from a driving amount of a driving mechanism is calculated for each imaging point as an edge deviation amount. ing.

特開2012−37257号公報JP 2012-37257 A 特開2008−3000号公報JP 2008-3000 A

特許文献1に記載の測定設定データ作成装置は、段落[0037]に「輝度変化を解析してエッジを抽出」との記載があるが、エッジを認識させる要件の記載がない。画像から寸法を測定するときは、背景が白色のものに対して黒色の被対象物を測定するので、シャッター速度等のカメラ要素設定や照明の光量によっては、その明るさによって撮像された画像のエッジ位置が実際の測定対象物のエッジ位置より微妙に動くという現象が現れる。すると、その状態を撮像すると、例えば実際の寸法よりも狭く測定されたりするので正確な寸法測定ができないという問題があった。さらに、レンズには収差があるが、この収差対策の記載がないので、例えば実際の測定対象物の形状が四角形状であっても、その画像の形状はタル型になるため正確な寸法測定ができないという問題があった。   In the measurement setting data creation device described in Patent Document 1, paragraph [0037] describes “analysis of luminance change and extraction of edges”, but there is no description of requirements for recognizing edges. When measuring dimensions from an image, the black object is measured against a white background, so depending on the camera element settings such as the shutter speed and the amount of illumination light, A phenomenon appears in which the edge position moves slightly more than the edge position of the actual measurement object. Then, there is a problem that when the state is imaged, for example, it is measured narrower than the actual dimension, and therefore, accurate dimension measurement cannot be performed. In addition, although there is aberration in the lens, there is no description of countermeasures for this aberration. For example, even if the actual shape of the object to be measured is a quadrangle, the shape of the image is a tall shape, so accurate dimensional measurement is possible. There was a problem that I could not.

特許文献2の画像測定装置の校正方法は、画像がタル型になるレンズに対する収差対策の技術であるが、ステージを移動させないと校正することが実現できない技術であるから装置が大掛かりになるという問題があった。さらに、エッジ位置検出方法が開示されていないことから、シャッター速度等のカメラ要素設定や照明の光量によっては、その明るさによって撮像された画像のエッジ位置が実際の測定対象物のエッジ位置より微妙に動くという現象が現れる。すると、その状態を撮像すると、例えば実際の寸法よりも狭く測定されたりするので正確な寸法測定ができないという問題があった。   The calibration method of the image measuring apparatus in Patent Document 2 is a technique for countermeasures against aberrations with respect to a lens having an image of a tall shape. However, since the technique cannot be calibrated unless the stage is moved, the apparatus becomes large. was there. Furthermore, since the edge position detection method is not disclosed, depending on the camera element settings such as the shutter speed and the amount of illumination light, the edge position of the captured image is more subtle than the edge position of the actual measurement object. The phenomenon of moving will appear. Then, there is a problem that when the state is imaged, for example, it is measured narrower than the actual dimension, and therefore, accurate dimension measurement cannot be performed.

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、測定対象物のエッジ位置を画像上にズレなく取得することができ、レンズの収差に対して正確な長さを読み取ることができ、測定対象物の撮像画像に基づいて正確な寸法測定ができる装置、方法及び該装置用のプログラムを提供することを課題とする。   The present invention has been devised in view of these problems, and can obtain the edge position of the measurement object on the image without deviation, and can read the exact length with respect to the aberration of the lens. It is an object of the present invention to provide an apparatus, a method, and a program for the apparatus that can accurately measure dimensions based on the captured images.

請求項1に記載の寸法計測装置1は、測定対象物5の寸法を、レンズ15を有する撮像手段による画像から測定する装置であって、撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレート30の、白部分7と黒部分8とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ9位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定手段と、前記撮像手段による画像上の前記キャリブレーションプレート30の単位寸法ごとのエッジ9位置をピクセル座標で計測し、前記ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手段と、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録手段と、前記基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶手段と、前記測定対象物5を撮像する手段と、前記測定対象物を撮像した画像から前記パターン登録手段により登録されたパターン登録情報に基づいて前記測定対象物5の特定をするパターン認識手段と、特定された前記測定対象物5の測定指示情報により測定位置を取得し、前記エッジ設定手段により設定された設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、前記ピクセル座標実寸法換算手段に記憶したデータに基づいて該エッジ9位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物5寸法測定手段と、を含む手段からなることを特徴とする。 The dimension measuring apparatus 1 according to claim 1 is an apparatus for measuring a dimension of the measurement object 5 from an image by an imaging means having a lens 15, and is a single calibration having a size exceeding the range to be imaged. The position of the edge 9 that is the boundary between the white portion 7 and the black portion 8 of the plate 30 parallel to the X axis or the Y axis is the pixel coordinates on the image from both the X axis and the Y axis. Edge position setting means for performing camera element settings such as shutter speed, aperture, sensitivity, and white balance adjustment, and illumination element settings such as light quantity and ray direction so as to match, and the image on the image by the imaging means the edge 9 positions per unit dimension of the calibration plate 30 is measured by the pixel coordinates, and stores the converted data in terms of actual dimensions for each of the pixel coordinate Pikuse Coordinate actual dimension conversion means, the shape of the measurement object 5 as a reference, pattern to the size and angle pattern recognition register - and down registration means, measurement point of the measurement object 5 to be the reference length, the angle , registration and design value information storage means for storing design values information that identifies the measured object, such as a radius and diameter, and means for imaging the measurement target 5, by the pattern registering means from the image obtained by imaging the measurement object and pattern recognition means for a particular said measurement target 5 on the basis of the pattern registration information, setting of acquiring the measurement position by the measurement instruction information of the measurement object 5 identified, set by the edge setting means the true measurement position to detect the pixel coordinates of the edge 9 position, the edge 9 position of the pixel on the basis of the data stored in the pixel coordinates actual dimension conversion means on the basis of the A measurement target 5 dimension measuring means for obtaining an actual size from the target, characterized in that it comprises means including.

請求項2に記載の寸法計測方法は、測定対象物5の寸法を、レンズ15を有する撮像手段による画像から測定する方法であって、撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレート30の、白部分7と黒部分8とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ9位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定工程と、前記撮像手段による画像上の前記キャリブレーションプレート30の単位寸法ごとのエッジ9位置をピクセル座標で計測し、前記ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算工程と、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録工程と、前記基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶工程と、前記測定対象物5を撮像する工程と、前記測定対象物を撮像した画像から前記パターン登録手段により登録されたパターン登録情報に基づいて前記測定対象物5の特定をするパターン認識工程と、特定された前記測定対象物5の測定指示情報により測定位置を取得し、前記エッジ設定手段により設定された設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、前記ピクセル座標実寸法換算手段に記憶したデータに基づいて該エッジ9位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物5寸法測定工程と、を含む工程からなることを特徴とする。 The dimension measuring method according to claim 2 is a method for measuring the dimension of the measuring object 5 from an image by an imaging means having a lens 15, and is a single calibration plate having a size exceeding the range to be imaged. The position of the edge 9 that is the boundary between the white portion 7 and the black portion 8 that is parallel to the X axis or the Y axis is the same on both the X axis and the Y axis. As described above, a camera element setting such as shutter speed, aperture, sensitivity, and white balance adjustment, and an edge position setting step for setting an illumination element such as a light amount and a light beam direction, and the calibration on the image by the imaging unit the edge 9 positions per unit size of Deployment plate 30 measured in pixel coordinates, and stores the conversion data obtained by converting the actual dimensions for each of the pixel coordinate pixels And ShimegiMinoru size conversion process, the shape of the measurement object 5 as a reference, pattern to the size and angle pattern recognition register - and down registration step, measurement points of the measurement object 5 to be the reference length, the angle , registration and design value information storing step of storing the design value information for specifying a measurement target such as a radius and diameter, a step of imaging the measurement target 5, by the pattern registering means from the image obtained by imaging the measurement object a pattern recognition process for a particular said measurement target 5 on the basis of the pattern registration information, setting of acquiring the measurement position by the measurement instruction information of the measurement object 5 identified, set by the edge setting means the true measurement position to detect the pixel coordinates of the edge 9 position, pixel locus the edge 9 located on the basis of the stored data to the pixel coordinate actual dimension conversion means on the basis of the A measurement target 5 dimension measuring step of obtaining the actual dimensions from, characterized in that it comprises the step of including.

請求項3に記載の寸法計測装置1用のプログラムは、コンピュータに、測定対象物5の寸法を、レンズ15を有する撮像手段による画像から測定させる装置用のプログラムであって、撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレート30の、白部分7と黒部分8とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ9位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定手順と、前記撮像手段による画像上の前記キャリブレーションプレート30の単位寸法ごとのエッジ9位置をピクセル座標で計測し、前記ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手順と、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録手順と、前記基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶手順と、前記測定対象物を撮像する手順と、前記測定対象物を撮像した画像から前記パターン登録手段により登録されたパターン登録情報に基づいて前記測定対象物5の特定をするパターン認識手順と、特定された前記測定対象物5の測定指示情報により測定位置を取得し、前記エッジ設定手段により設定された設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、前記ピクセル座標実寸法換算手段に記憶したデータに基づいて該エッジ9位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物5寸法測定手順と、を含む手順を寸法計測装置1に実施させることを特徴とする。 The program for the dimension measurement apparatus 1 according to claim 3, the computer, the size of the measurement target 5, a program for the device to be measured from the image by the imaging means having a lens 15, a range to be imaged The position of the edge 9, which is a boundary parallel to the X axis or the Y axis between the white portion 7 and the black portion 8, of the calibration plate 30 having a size larger than the X axis or the Y axis on the X axis is indicated on the image. Edge position setting procedure for performing camera element settings such as shutter speed, aperture, sensitivity, and white balance adjustment, and illumination element settings such as the amount of light and the direction of light rays so that the respective pixel coordinates coincide from both directions the edge 9 positions per unit size of the calibration plate 30 of the image by the image pickup means is measured in pixel coordinates, said pixel coordinates Comprising a down registration procedure, the reference - and pixel coordinates actual dimension conversion procedures stored converted data obtained by converting the shape of the measurement object 5 as a reference, pattern for the magnitude and angle to the pattern recognition registered in the operational dimension A design value information storage procedure for storing design value information for specifying a measurement object such as a measurement point, length, angle, radius, and diameter of the measurement object 5, a procedure for imaging the measurement object, and the measurement object obtaining a pattern recognition procedure for certain of the measuring object 5 based on the pattern registration information registered by the pattern registering means from the image captured, the measurement position by the measurement instruction information of the measurement object 5 identified the and, based on the set set to detect the pixel coordinates of the edge 9 position corresponding to the measurement position by the edge setting means, stored in the pixel coordinates actual size converting means Was characterized thereby performed the measurement object 5 dimension measurement procedure, gage system the steps comprising 1 to obtain the actual dimensions from the edge 9 position of the pixel coordinates on the basis of the data.

請求項1乃至3に記載のいずれの発明とも、撮像に使用されるレンズ15の収差がありながら正確な寸法を測定することができ、複数の測定対象物5がそれぞれ異なる任意の方向で載置されていても測定したい部位の測定したい寸法を正確に一瞬に測定することができる。   In any of the first to third aspects of the present invention, an accurate dimension can be measured while there is an aberration of the lens 15 used for imaging, and a plurality of measurement objects 5 are placed in different directions. Even if it is done, the dimension to be measured of the part to be measured can be measured accurately and instantaneously.

本発明に係る寸法計測装置の実施形態の一例を示した構成図である。It is the block diagram which showed an example of embodiment of the dimension measuring apparatus which concerns on this invention. カメラ要素設定及び照明要素設定が正常なケースを示す画像である。It is an image which shows a case where camera element setting and lighting element setting are normal. カメラ要素設定及び照明要素設定が不適切なケースを示す画像である。It is an image which shows the case where a camera element setting and a lighting element setting are inappropriate. 正方形をます目状に配列した図である。It is the figure which arranged the square in the shape of a grid. 正方形をます目状に配列したものが画像に映った糸巻き型の図である。It is a pincushion type image in which squares are arranged in a grid pattern. 正方形をます目状に配列したものが画像に映ったたる型の図である。It is a figure of a barrel type in which squares are arrayed in an eye shape and reflected in an image. ステージ上に載置した同じ大きさの長方形状のものを撮像した画像である。It is the image which imaged the rectangular thing of the same magnitude | size mounted on the stage. 測定対象物の平面図である。It is a top view of a measuring object. ステージ上に載置した測定対象物を撮像した画像である。It is the image which imaged the measuring object mounted on the stage. 本発明の寸法計測処理の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the example of the dimension measurement process of this invention. 本発明の寸法計測処理の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the example of the dimension measurement process of this invention.

本発明に係る寸法計測装置1を図1示す。寸法計測装置1は、測定対象物5の寸法を、カメラ6を備えた撮像手段による画像から測定する装置であって、画像処理装置2、照明電源装置3、撮像装置4を含む構成からなる。画像処理装置2はモニタ10、制御装置11及びスイッチ(図なし)等から構成され、撮像された画像から寸法計測を行い、撮像装置4は測定対象物5を載置するステージ20、該ステージ20を下から照らす透過照明部21、該ステージ20のXYZ各軸調整機能部22及びレンズ15付カメラ6を備えて測定対象物5を撮像し、照明電源装置3は前記透過照明部21に接続し照明の明るさや照度に斑が生じないように制御する。   FIG. 1 shows a dimension measuring apparatus 1 according to the present invention. The dimension measuring device 1 is a device that measures the dimensions of the measurement object 5 from an image by an imaging means including a camera 6, and includes an image processing device 2, an illumination power supply device 3, and an imaging device 4. The image processing apparatus 2 includes a monitor 10, a control apparatus 11, a switch (not shown), and the like, and measures dimensions from the captured image. The imaging apparatus 4 places a stage 20 on which the measurement object 5 is placed, the stage 20 The measurement object 5 is imaged by including a transmission illumination unit 21 that illuminates from below, an XYZ axis adjustment function unit 22 of the stage 20, and a camera 6 with a lens 15, and the illumination power supply device 3 is connected to the transmission illumination unit 21. Control the brightness and illuminance of the lighting so that no spots occur.

寸法計測装置1は、白部分7と黒部分8とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ9位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定手段と、画像上の前記キャリブレーションプレート30の単位寸法ごとのエッジ9位置をピクセル座標で計測し、ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手段と、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録手段と、基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶手段と、測定対象物5を撮像する手段と、画像からパターン登録情報に基づいて測定対象物5の特定をするパターン認識手段と、特定された測定対象物5の測定指示情報により測定位置を取得し、エッジ9位置設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、ピクセル座標実寸法換算データに基づいて該エッジ9位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物5寸法測定手段と、を含む手段を有する。 In the dimension measuring apparatus 1, the position of the edge 9 that is a boundary parallel to the X axis or the Y axis between the white portion 7 and the black portion 8 is the pixel on the image from both the X axis and the Y axis. Edge position setting means for performing camera element settings such as shutter speed, aperture, sensitivity and white balance adjustment, and illumination element settings such as light quantity and ray direction so that the coordinates coincide, and the calibration on the image The position of the edge 9 for each unit dimension of the plate 30 is measured in pixel coordinates, and pixel coordinate actual dimension conversion means for storing conversion data converted into actual dimensions for each pixel coordinate, and the shape and size of the measurement object 5 serving as a reference Pattern registration means for pattern recognition and registration of height and angle, and measurement points such as measurement point, length, angle, radius and diameter of the measurement object 5 as a reference are specified Design value information storage means for storing design value information, means for imaging the measurement object 5, pattern recognition means for specifying the measurement object 5 based on pattern registration information from the image, and a specified measurement object The measurement position is acquired from the measurement instruction information of the object 5, the pixel coordinates of the edge 9 position corresponding to the measurement position are detected based on the edge 9 position setting, and the position of the edge 9 is determined based on the pixel coordinate actual size conversion data. And a measuring object 5 dimension measuring means for acquiring an actual dimension from the pixel coordinates.

エッジ位置設定手段は、白色の背景の中で測定対象物5が黒色に撮像されることから、寸法を正確に測定するには白部分7と黒部分8との境界のエッジ9の位置を正確に測定できるようにすることが不可欠であり、この正確にエッジ9位置の測定を実現させる手段である。そのためには、まず、測定対象物5を載置するステージ20の上に、例えば図2に示すような白部分7と黒部分8を有するキャリブレーションプレート30をその白部分7と黒部分8との境界であるエッジ9の向きがX軸又はY軸に平行であるように載置する。   Since the measurement object 5 is imaged in black on a white background, the edge position setting means accurately determines the position of the edge 9 at the boundary between the white portion 7 and the black portion 8 in order to accurately measure the dimensions. It is indispensable to make it possible to measure the position of the edge 9 and is a means for realizing the accurate measurement of the edge 9 position. For this purpose, first, a calibration plate 30 having a white portion 7 and a black portion 8 as shown in FIG. 2 is placed on the stage 20 on which the measurement object 5 is placed. Is placed so that the direction of the edge 9 that is the boundary of is parallel to the X axis or the Y axis.

次に、カメラ6で撮像されたキャリブレーションプレート30画像内において、同一の大きさが配列されている白部分7と黒部分8との大きさが、図3に示すように黒部分8が白部分7より小さく撮像されたり、黒部分8が白部分7より大きく撮像されないように、図2に示すように白部分7と黒部分8とが同一の大きさになるように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、画像範囲内において照明の明るさや照度に斑が生じないように光量及び光線の向き等の照明要素設定を行う。   Next, in the calibration plate 30 image picked up by the camera 6, the size of the white portion 7 and the black portion 8 in which the same size is arranged is as shown in FIG. The shutter speed and aperture are set so that the white portion 7 and the black portion 8 have the same size as shown in FIG. 2 so that the image is smaller than the portion 7 and the black portion 8 is not imaged larger than the white portion 7. In addition, camera element settings such as sensitivity and white balance adjustment, and illumination element settings such as the amount of light and the direction of light rays are performed so as not to cause unevenness in illumination brightness and illuminance within the image range.

次に、カメラ6で撮像されたキャリブレーションプレート30画像内において、X軸方向で双方向からの2方向でそれぞれ1ピクセルずつ制御装置11に記憶されているプログラムにしたがってずらしながらピクセル座標ごとの輝度を測定して同じ輝度差の範囲となる位置をX軸方向の暫定エッジ9位置とし、またY軸方向で双方向からの2方向でそれぞれ1ピクセルずつ制御装置11に記憶されているプログラムにしたがってずらしながらピクセル座標ごとの輝度を測定し同じ輝度差の範囲となる位置をY軸方向の暫定エッジ9位置とし、該X軸方向の暫定エッジ9位置となる輝度差範囲と該Y軸方向の暫定エッジ9位置となる輝度差範囲とから、X軸方向及びY軸方向で同一の輝度差しきい値を設定し、該輝度差しきい値が検出される位置を白部分7と黒部分8との境界のエッジ9位置と認識するように設定する。   Next, in the calibration plate 30 imaged by the camera 6, the luminance for each pixel coordinate is shifted in accordance with the program stored in the control device 11 by one pixel in each of the two directions from the bidirectional direction in the X-axis direction. The position within the same luminance difference range is measured as the provisional edge 9 position in the X-axis direction, and in accordance with the program stored in the control device 11 one pixel at a time in two directions from the two directions in the Y-axis direction. The luminance for each pixel coordinate is measured while being shifted, and the position within the same luminance difference range is set as the temporary edge 9 position in the Y-axis direction, and the luminance difference range as the temporary edge 9 position in the X-axis direction and the temporary position in the Y-axis direction The same luminance difference threshold value is set in the X-axis direction and the Y-axis direction from the luminance difference range at the edge 9 position, and the luminance difference threshold value is detected. Setting to recognize the boundary of the edge 9 located between the white parts 7 and the black portion 8.

得られたカメラ6要素設定及び照明要素設定により、測定対象物5が変わっても白部分7と黒部分8の輝度差は設定したときと同一の輝度差を有することとなるので、エッジ9位置の輝度差しきい値を設定することにより、測定対象物5が変わっても、測定対象物5のエッジ9位置を正確に確実に検知し、そのピクセル座標を検出することができる。   With the obtained camera 6 element setting and illumination element setting, the luminance difference between the white portion 7 and the black portion 8 has the same luminance difference as when the measurement object 5 is changed. By setting the brightness difference threshold value, the position of the edge 9 of the measurement object 5 can be detected accurately and reliably even if the measurement object 5 changes, and its pixel coordinates can be detected.

次に、ピクセル座標実寸法換算手段について説明する。まず、カメラ6で撮像される範囲を少なくとも覆う大きさの1枚のキャリブレーションプレート30を撮像装置4のステージ20上に載置する。該キャリブレーションプレート30は、例えば図4に示すように、各辺の長さが1mmの白部分7からなる正方形と各辺の長さが1mmの黒部分8からなる正方形とがX軸方向及びY軸方向で交互にます目状に配列されている。該白部分7と黒部分8の境界であるエッジ9位置は1mmごとに存在するので、エッジ9位置を測定すればX軸方向における1mmごとのピクエル座標及びY軸方向における1mmごとのピクセル座標を把握できる。   Next, the pixel coordinate actual size conversion means will be described. First, one calibration plate 30 having a size that covers at least the range imaged by the camera 6 is placed on the stage 20 of the imaging device 4. For example, as shown in FIG. 4, the calibration plate 30 has a square composed of a white portion 7 having a side length of 1 mm and a square composed of a black portion 8 having a side length of 1 mm. They are arrayed alternately in the Y-axis direction. Since the edge 9 position which is the boundary between the white portion 7 and the black portion 8 exists every 1 mm, if the edge 9 position is measured, the pixel coordinates every 1 mm in the X-axis direction and the pixel coordinates every 1 mm in the Y-axis direction are obtained. I can grasp.

ところが、レンズ15の収差によりカメラ6で撮像される画像が、図5(但しエッジ9位置のみ表現している。)に示すように「糸巻き型」になったり、図6(但しエッジ9位置のみ表現している。)に示すように「たる型」になったりして変形するのに対して、画像上のピクセル座標はX軸方向及びY軸方向とも常に一定である。よって、キャリブレーションプレート30の正方形の各辺の長さが1mmでありながら、画像上の四角形の各辺の長さを示すピクセル数が画像上の位置によって異なる。   However, the image picked up by the camera 6 due to the aberration of the lens 15 becomes “pincushion type” as shown in FIG. 5 (however, only the position of the edge 9 is represented), or FIG. The pixel coordinates on the image are always constant in both the X-axis direction and the Y-axis direction, as shown in FIG. Therefore, while the length of each side of the square of the calibration plate 30 is 1 mm, the number of pixels indicating the length of each side of the square on the image differs depending on the position on the image.

例えば、図7はステージ20上に同じ形状で同じ大きさを有する測定対象物5を載置して撮像した画像であるが、同一測定箇所を測定したところ、画像中央部に載置した物の寸法aと画像端部に載置した物の寸法bとの寸法が、実物は同一寸法でありながら、画像上のピクセル数で測定すると寸法が異なる。   For example, FIG. 7 shows an image obtained by placing the measurement object 5 having the same shape and the same size on the stage 20, but when the same measurement location is measured, the object placed in the center of the image is shown. Although the dimension a and the dimension b of the object placed on the edge of the image are the same dimensions, the dimensions differ when measured by the number of pixels on the image.

そこで、X軸方向における1mmごとのピクセル座標と、該ピクセル座標間のピクセル数とから、ピクセル座標ごとにX軸方向の1ピクセルごとの実寸法を把握し記憶する。同じようにしてY軸方向のピクセル座標ごとに1ピクセルごとの実寸法を把握し記憶する。   Therefore, the actual dimensions for each pixel in the X-axis direction are grasped and stored for each pixel coordinate from the pixel coordinates for each 1 mm in the X-axis direction and the number of pixels between the pixel coordinates. Similarly, the actual dimensions for each pixel are grasped and stored for each pixel coordinate in the Y-axis direction.

パタ―ン登録手段は、例えば図8に示すような基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録する。   The pattern registration means recognizes and registers the shape, size, and angle of the measurement object 5 serving as a reference as shown in FIG. 8, for example.

設計値情報記憶手段は、例えば図8に示すような基準となる測定対象物5の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象をあらかじめ登録して記憶させておきます。これにより、測定対象物5を測定するときに瞬時に測定ポイントに対して測定したい長さや角度等の測定値を測定することができます。例えば、図8における長さc及びdを測定ポイントとして記憶します。   The design value information storage means registers and stores measurement objects such as measurement points, lengths, angles, radii, and diameters of the measurement object 5 as a reference as shown in FIG. 8 in advance. This makes it possible to instantaneously measure the measurement values such as the length and angle that you want to measure with respect to the measurement point when measuring the measurement object 5. For example, the lengths c and d in Fig. 8 are stored as measurement points.

測定対象物5を撮像する手段は、あらかじめ設定されたシャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ6要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を行なった後に、カメラ6により、例えば図9に示すようにステージ20に任意の向きに載置された測定対象物5を撮像します。   The means for imaging the measurement object 5 is a camera 6 element setting such as shutter speed, aperture, sensitivity and white balance adjustment set in advance, and illumination element setting such as light quantity and light beam direction. Thus, for example, as shown in FIG. 9, the measurement object 5 placed on the stage 20 in an arbitrary direction is imaged.

パターン認識手段は、ステージ20上に載置された測定対象物5がいかなる向きに載置されていても、あらかじめ登録し記憶されているパターン登録情報に基づいて、任意の向きに載置されている測定対象物5がどの登録された形状を有する測定対象物5であるかを検索し認識します。   The pattern recognition means is placed in any orientation based on the pattern registration information registered and stored in advance, regardless of the orientation of the measurement object 5 placed on the stage 20. Search and recognize which registered object 5 has the registered shape.

測定対象物寸法測定手段は、特定された測定対象物5の測定指示情報により画面上における測定位置を取得し、エッジ位置設定に基づいて画面上の測定位置に該当するエッジ9位置のピクセル座標を検出し、得たピクセル座標をもとにピクセル座標実寸法換算データに基づいて、長さや角度などを換算して算出し表示します。   The measuring object dimension measuring means acquires the measurement position on the screen based on the measurement instruction information of the specified measurement object 5, and based on the edge position setting, the pixel coordinates of the edge 9 position corresponding to the measurement position on the screen are obtained. Based on the detected pixel coordinates and based on the pixel coordinate actual dimension conversion data, the length and angle are converted and displayed.

したがって、予めカメラ要素設定値及び照明要素設定を実施し、ピクセル座標ごとの実寸法を把握し記憶させておき、測定する予定の物の形状や大きさ等のパターン及び測定する箇所を登録し記憶させた後に、図9に示すように、複数の測定対象物5をステージ20上に載置し寸法計測装置1の測定スタート釦(図なし)を押すと瞬時に複数の測定対象物5の測定値がモニタ10に表示される。例えば図8のような長さc、dを測定ポイントとして登録しておけば、図9のように向きがばらばらに置かれた測定対象物5であっても各測定対象物5の長さc、dを瞬時に測定しモニタ10に表示します。   Therefore, the camera element setting value and the lighting element setting are performed in advance, the actual dimensions for each pixel coordinate are grasped and stored, and the pattern such as the shape and size of the object to be measured and the location to be measured are registered and stored. Then, as shown in FIG. 9, when a plurality of measurement objects 5 are placed on the stage 20 and a measurement start button (not shown) of the dimension measuring device 1 is pressed, measurement of the plurality of measurement objects 5 is instantaneously performed. The value is displayed on the monitor 10. For example, if the lengths c and d as shown in FIG. 8 are registered as measurement points, the length c of each measurement object 5 is measured even when the measurement objects 5 are placed in different directions as shown in FIG. , D are measured instantaneously and displayed on the monitor 10.

次に、図10及び図11のフローチャートを参照して寸法計測処理について説明する。まず、寸法計測装置1の設定ステップS101、次に基準となる測定対象物5の登録ステップS102、そして測定ステップS103の順に実施される。装置の設定ステップS101には、エッジ9位置を設定し登録するステップS1、次にピクセル座標ごとに実寸法を求め登録するステップS2が実施され、基準となる測定対象物5の登録ステップS102には、基準となる測定対象物の形状等のパターンを登録するステップS3、次に基準となる測定対象物の測定ポイント等の設計値情報を登録するステップS4が実施され、測定ステップS103には、撮像された測定対象物5の画像を記憶するステップS5、次に撮像画像と登録情報と比較してパターン認識をするステップS6、そして測定対象物5の画像上のピクセル座標から換算して実寸法を取得して該実寸法をモニタ10に表示しかつ制御装置11のコンピュータに記録するステップS7が実施される。   Next, the dimension measurement process will be described with reference to the flowcharts of FIGS. First, the setting step S101 of the dimension measuring apparatus 1, the registration step S102 of the measurement object 5 serving as a reference, and the measurement step S103 are performed in this order. In the apparatus setting step S101, step S1 for setting and registering the position of the edge 9 is performed, and then step S2 for obtaining and registering the actual dimension for each pixel coordinate is performed. In the registration step S102 for the measurement object 5 serving as a reference, Step S3 for registering a pattern such as the shape of the measurement object serving as a reference, and Step S4 for registering design value information such as a measurement point of the measurement object serving as a reference are performed. Step S5 for storing the measured image of the measurement object 5, step S6 for pattern recognition by comparing the captured image with the registered information, and conversion from pixel coordinates on the image of the measurement object 5 to obtain the actual dimensions. Step S7 is performed in which the actual size is acquired and displayed on the monitor 10 and recorded in the computer of the control device 11.

寸法計測装置1の設定ステップS101は、制御装置11のプログラムに、画像から測定対象物5の実測値を測定するための、白部分7と黒部分8の境界のエッジ位置把握のプログラムと、ピクセル座標ごとの1ピクセル当りの実寸法換算のプログラムとを記憶させるステップである。   The setting step S101 of the dimension measuring apparatus 1 includes a program for determining the edge position of the boundary between the white portion 7 and the black portion 8 for measuring an actual measurement value of the measurement object 5 from an image, a pixel of the program of the control device 11 and a pixel. This is a step of storing an actual size conversion program per pixel for each coordinate.

ステップS1は、エッジ位置設定ステップである。まず、測定対象物5を載置するステージ20の上に、例えば図2に示すような白部分7と黒部分8を有するキャリブレーションプレート30をその白部分7と黒部分8との境界であるエッジ9の向きがX軸又はY軸に平行であるように載置する。   Step S1 is an edge position setting step. First, a calibration plate 30 having, for example, a white portion 7 and a black portion 8 as shown in FIG. 2 on the stage 20 on which the measurement object 5 is placed is a boundary between the white portion 7 and the black portion 8. The edge 9 is placed so that the direction thereof is parallel to the X axis or the Y axis.

次に、カメラ6で撮像されモニタ10に表示されたキャリブレーションプレート30画像内において、図2に示すように白部分7と黒部分8とが同一の大きさになるように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、画像範囲内において照明の明るさや照度に斑が生じないように光量及び光線の向き等の照明要素設定を行い、前記カメラ要素設定データ及び前記照明要素設定データを制御装置11のプログラムに記憶させる。   Next, in the calibration plate 30 image captured by the camera 6 and displayed on the monitor 10, the shutter speed and aperture are set so that the white portion 7 and the black portion 8 have the same size as shown in FIG. Camera element settings such as sensitivity and white balance adjustment, and illumination element settings such as the amount of light and the direction of light rays so as not to cause unevenness in the brightness and illuminance of illumination within the image range, the camera element setting data and the The lighting element setting data is stored in the program of the control device 11.

次に、画像内において、X軸方向で双方向からの2方向でそれぞれ1ピクセルずつずらしながらピクセル座標ごとの輝度を測定して同じ輝度差の範囲となる位置をX軸方向の暫定エッジ9位置とし、またY軸方向で双方向からの2方向でそれぞれ1ピクセルずつずらしながらピクセル座標ごとの輝度を測定し同じ輝度差の範囲となる位置をY軸方向の暫定エッジ9位置とし、該X軸方向の暫定エッジ9位置となる輝度差範囲と該Y軸方向の暫定エッジ9位置となる輝度差範囲とから、X軸方向及びY軸方向で同一の輝度差しきい値を設定し、該輝度差しきい値が検出される位置を白部分7と黒部分8との境界のエッジ9位置と認識するプログラムにしたがって、カメラ6で撮像されたキャリブレーションプレート30画像内における白部分7と黒部分8との境界であるエッジ9位置の輝度差しきい値を記憶する。   Next, in the image, the luminance for each pixel coordinate is measured while shifting by one pixel in each of the two directions from the two directions in the X-axis direction, and the position within the same luminance difference range is set as the provisional edge 9 position in the X-axis direction. Further, the luminance for each pixel coordinate is measured while shifting by one pixel in each of the two directions from the bidirectional direction in the Y-axis direction, and the position within the same luminance difference range is set as the temporary edge 9 position in the Y-axis direction. The same luminance difference threshold value is set in the X-axis direction and the Y-axis direction from the luminance difference range that becomes the temporary edge 9 position in the direction and the luminance difference range that becomes the temporary edge 9 position in the Y-axis direction. The white portion 7 in the calibration plate 30 image captured by the camera 6 according to a program for recognizing the position where the threshold is detected as the edge 9 position of the boundary between the white portion 7 and the black portion 8. Storing the luminance difference threshold edge 9 position is a boundary between the black portion 8.

ステップS2はピクセル座標ごとに実寸法を求め登録するステップである。レンズ15の収差によりカメラ6で撮像される画像が糸巻き型やたる型になっても、ピクセル座標ごとに1ピクセルごとの実寸法を制御装置11のプログラムに記憶させるステップである。   Step S2 is a step of obtaining and registering actual dimensions for each pixel coordinate. This is a step of storing the actual dimensions for each pixel in the program of the control device 11 for each pixel coordinate even if the image captured by the camera 6 due to the aberration of the lens 15 becomes a pincushion type or a barrel type.

画像内のX軸方向における1mmごとのピクセル座標をエッジ9位置の輝度差しきい値プログラムにしたがって検出し、1mmごとのピクセル座標の差から1mm間隔を構成するピクセル数を算出し、ピクセル座標ごとに1mmを該ピクセル数で割って、ピクセル座標ごとのX軸方向の1ピクセルごとの実寸法を算出し記憶するプログラムにしたがって、カメラ6で撮像される範囲を少なくとも覆う大きさの1枚のキャリブレーションプレート30を使用してX軸方向のピクセル座標ごとに1ピクセルごとの実寸法を算出し制御装置11のプログラムに記憶する。   The pixel coordinates for each 1 mm in the X-axis direction in the image are detected according to the brightness difference threshold program at the edge 9 position, and the number of pixels constituting the 1 mm interval is calculated from the pixel coordinate difference for each 1 mm. One calibration with a size that covers at least the range imaged by the camera 6 in accordance with a program that calculates and stores the actual size of each pixel in the X-axis direction for each pixel coordinate by dividing 1 mm by the number of pixels. The actual size for each pixel is calculated for each pixel coordinate in the X-axis direction using the plate 30 and stored in the program of the control device 11.

Y軸についてもX軸と同じようにして、Y軸方向のピクセル座標ごとに1ピクセルごとの実寸法を算出し制御装置11のプログラムに記憶する。   For the Y axis, the actual dimensions for each pixel are calculated for each pixel coordinate in the Y axis direction and stored in the program of the control device 11 in the same manner as the X axis.

次に、基準となる測定対象物5の登録ステップS102は、制御装置11のプログラムに、基準となる測定対象物5の形状等のパターンをあらかじめ登録しておくステップS3、そして基準となる測定対象物5の測定ポイントや長さ等の設計値情報をあらかじめ登録しておくステップS4である。   Next, the registration step S102 of the reference measurement object 5 is a step S3 in which a pattern such as the shape of the reference measurement object 5 is previously registered in the program of the control device 11, and the reference measurement object In step S4, design value information such as measurement points and lengths of the object 5 is registered in advance.

ステップS3は、基準となる測定対象物5の形状、大きさ及び角度をパターン認識するプログラムにしたがって、ステージ20上に載置された基準となる測定対象物5をパターン認識して制御装置11のプログラムに記憶する。   In step S3, according to the program for recognizing the shape, size, and angle of the measurement object 5 serving as a reference, the measurement object 5 serving as the reference placed on the stage 20 is pattern-recognized and the control device 11 Remember to program.

ステップS4は、該パターン認識プログラムで記憶した基準となる測定対象物5のパターンごとに、測定対象物5の測定ポイント、該測定ポイントにおける長さ、角度、半径及び直径等の設計値情報を記憶するプログラムにしたがって、測定対象物5のパターンごとに前記設計値情報を制御装置11のプログラムに記憶する。   Step S4 stores design value information such as the measurement point of the measurement object 5, the length, the angle, the radius, and the diameter at the measurement point for each pattern of the measurement object 5 serving as a reference stored in the pattern recognition program. The design value information is stored in the program of the control device 11 for each pattern of the measurement object 5 according to the program to be measured.

次に、測定ステップS103は、撮像装置4のステージ20上に任意の位置や向きに載置した測定対象物5の測定を実施するステップであり、ステップS1〜ステップS4で記憶させたデータを含めて制御装置11のプログラムにしたがって、撮像された測定対象物5の画像を記憶するステップS5、次に測定対象物5画像と登録情報と比較してパターン認識をするステップS6、そして測定対象物5画像上のピクセル座標から換算して実寸法を取得して該実寸法をモニタ10に表示しかつ制御装置11のコンピュータに記録するステップS7が実施されるステップである。   Next, the measurement step S103 is a step of measuring the measurement object 5 placed on the stage 20 of the imaging device 4 at an arbitrary position and orientation, and includes the data stored in steps S1 to S4. Then, in accordance with the program of the control device 11, the captured image of the measurement object 5 is stored in step S5, the pattern of the measurement object 5 is compared with the registration information, and the pattern recognition is performed in step S6. This is the step in which step S7 is performed in which the actual dimensions are obtained by conversion from the pixel coordinates on the image, the actual dimensions are displayed on the monitor 10, and recorded in the computer of the control device 11.

ステップS5は、ステップS1でプログラムに記憶されたカメラ要素設定データ及び前記照明要素設定データで撮像装置4の設定を自動設定するプログラムにしたがって該設定された撮像装置4を使って撮像された測定対象物5の画像を記憶する。   In step S5, the measurement target imaged using the imaging device 4 set according to the camera element setting data stored in the program in step S1 and the program for automatically setting the imaging device 4 with the illumination element setting data. An image of the object 5 is stored.

ステップS6は、撮像され記録された画像を対象に、ステップS1でプログラムに記憶させたエッジ9位置の輝度差しきい値で該画像のエッジ9位置を読み取り、読み取ったエッジ9位置から測定対象物5画像の形状や大きさを把握し、該把握した画像の形状や大きさとステップS3で記録させたパターンとが一致するパターンを検索して、測定対象物5のパターンを特定するプログラムにしたがって、撮像装置4のステージ20上に位置や向きを任意に載置した測定対象物5のパターンを特定し記録する。   In step S6, the edge 9 position of the image is read with the brightness difference threshold value of the edge 9 position stored in the program in step S1 for the captured and recorded image, and the measurement object 5 is read from the read edge 9 position. The shape and size of the image is grasped, a pattern in which the shape and size of the grasped image matches the pattern recorded in step S3 is searched, and imaging is performed according to a program for specifying the pattern of the measurement object 5 The pattern of the measuring object 5 that is arbitrarily placed on the stage 20 of the apparatus 4 is specified and recorded.

ステップS7は、ステップS4でプログラムに記録させた測定対象物5のパターンごとの測定対象物5の測定ポイント、該測定ポイントにおける長さ、角度、半径及び直径等の設計値情報と、ステップS1でプログラムに記憶させたエッジ9位置の輝度差しきい値とによって、該画像の測定ポイントの長さ、角度、半径及び直径等のエッジ9位置をピクセル座標で読み取り、ステップS2で記録させたピクセル座標ごとの1ピクセル当りの実寸法換算データにより、前記測定ポイントの長さ、角度、半径及び直径等の実寸値を算出しモニタ10に表示するとともに制御装置11のコンピュータに記録するプログラムにしたがって、撮像装置4のステージ20上に載置した測定対象物5の測定ポイントの実寸値を算出しモニタ10に表示するとともに制御装置11のコンピュータに記録する。   In step S7, the measurement point of the measurement object 5 for each pattern of the measurement object 5 recorded in the program in step S4, design value information such as length, angle, radius and diameter at the measurement point, and in step S1 Based on the luminance difference threshold value of the edge 9 position stored in the program, the edge 9 position such as the length, angle, radius and diameter of the measurement point of the image is read in pixel coordinates, and each pixel coordinate recorded in step S2 In accordance with a program that calculates actual size values such as the length, angle, radius, and diameter of the measurement point based on the actual size conversion data per pixel, and displays them on the monitor 10 and records them in the computer of the control device 11 When the actual size value of the measurement point of the measurement object 5 placed on the stage 20 is calculated and displayed on the monitor 10 Recorded in the control unit 11 of the computer as well.

1 寸法計測装置
2 画像処理装置
3 照明電源装置
4 撮像装置
5 測定対象物
6 カメラ
7 白部分
8 黒部分
9 エッジ
10 モニタ
11 制御装置
15 レンズ
20 ステージ
21 透過照明部
22 各軸調整機能部
30 キャリブレーションプレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dimension measurement apparatus 2 Image processing apparatus 3 Illumination power supply apparatus 4 Imaging apparatus 5 Measuring object 6 Camera 7 White part 8 Black part 9 Edge 10 Monitor 11 Control apparatus 15 Lens 20 Stage 21 Transmitted illumination part 22 Each axis adjustment function part 30 Calibration Plate

Claims (3)

測定対象物の寸法を、レンズを有する撮像手段による画像から測定する装置であって、
撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレートの、白部分と黒部分とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定手段と、
前記撮像手段による画像上の前記キャリブレーションプレートの単位寸法ごとのエッジ位置をピクセル座標で計測し、前記ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手段と、
基準となる測定対象物の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録手段と、
前記基準となる測定対象物の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶手段と、
前記測定対象物を撮像する手段と、
前記測定対象物を撮像した画像から前記パターン登録手段により登録されたパターン登録情報に基づいて前記測定対象物の特定をするパターン認識手段と、
特定された前記測定対象物の測定指示情報により測定位置を取得し、前記エッジ設定手段により設定された設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ位置のピクセル座標を検出し、前記ピクセル座標実寸法換算手段に記憶したデータに基づいて該エッジ位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物寸法測定手段と、を含む手段からなることを特徴とする寸法計測装置。
An apparatus for measuring a dimension of a measurement object from an image by an imaging means having a lens,
The edge position that is the boundary parallel to the X-axis or Y-axis between the white portion and the black portion of one calibration plate having a size exceeding the range to be imaged can be seen from both the X-axis and Y-axis on the image. Edge position setting means for performing camera element settings such as shutter speed, aperture, sensitivity, and white balance adjustment, and illumination element settings such as the amount of light and the direction of light rays so that the respective pixel coordinates coincide from both axes. When,
And the calibration edge positions of each unit plate dimensions measured in pixel coordinates, pixel coordinates actual dimensions conversion means for storing the conversion data obtained by converting the actual dimensions for each of the pixel coordinates on the image by the imaging means,
Pattern registration means for recognizing and registering the shape, size and angle of the reference measurement object; and
Measurement points, the length of the measurement object serving as the reference, the angle, and the design value information storage means for storing design values information that identifies the measured object, such as a radius and diameter,
It means for imaging the measurement object,
And pattern recognition means for a particular said measurement object on the basis of the measurement object from said image of the captured pattern registration pattern registration information by the registration means,
Get the measurement position by the measurement instruction information for that the measurement object, based on the set set to detect the pixel coordinate of the edge position corresponding to the measurement position by the edge setting means, the pixel coordinate actual size A dimension measuring apparatus comprising: a measuring object dimension measuring unit that acquires an actual dimension from the pixel coordinates of the edge position based on data stored in the conversion unit .
測定対象物の寸法を、レンズを有する撮像手段による画像から測定する方法であって、
撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレートの、白部分と黒部分とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定工程と、
前記撮像手段による画像上の前記キャリブレーションプレートの単位寸法ごとのエッジ位置をピクセル座標で計測し、前記ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算工程と、
基準となる測定対象物の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録工程と、
前記基準となる測定対象物の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶工程と、
前記測定対象物を撮像する工程と、
前記測定対象物を撮像した画像から前記パターン登録手段により登録されたパターン登録情報に基づいて前記測定対象物の特定をするパターン認識工程と、
特定された前記測定対象物の測定指示情報により測定位置を取得し、前記エッジ設定手段により設定された設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ位置のピクセル座標を検出し、前記ピクセル座標実寸法換算手段に記憶したデータに基づいて該エッジ位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物寸法測定工程と、を含む工程からなることを特徴とする寸法計測方法。
A method for measuring a dimension of an object to be measured from an image by an imaging means having a lens,
The edge position that is the boundary parallel to the X-axis or Y-axis between the white portion and the black portion of one calibration plate having a size exceeding the range to be imaged can be seen from both the X-axis and Y-axis on the image. Edge position setting process for performing camera element settings such as shutter speed, aperture, sensitivity, and white balance adjustment, and illumination element settings such as the amount of light and the direction of light rays so that the respective pixel coordinates coincide from both axes. When,
And the calibration edge positions of each unit plate dimensions measured in pixel coordinates, pixel coordinates actual dimensions converted step which stores conversion data in terms of actual dimensions for each of the pixel coordinates on the image by the imaging means,
A pattern registration process for recognizing and registering the shape, size and angle of the reference measurement object;
Measurement points, the length of the measurement object serving as the reference, the angle, and the design value information storing step of storing the design value information for specifying a measurement target such as a radius and diameter,
A step of imaging the measurement object,
A pattern recognition process for a particular said measurement object on the basis of the measurement object from said image of the captured pattern registration pattern registration information by the registration means,
Get the measurement position by the measurement instruction information for that the measurement object, based on the set set to detect the pixel coordinate of the edge position corresponding to the measurement position by the edge setting means, the pixel coordinate actual size A dimension measuring method comprising: a measuring object dimension measuring step for acquiring an actual dimension from the pixel coordinates of the edge position based on data stored in the conversion means .
コンピュータに、測定対象物の寸法を、レンズを有する撮像手段による画像から測定させる装置用のプログラムであって、
撮像される範囲を超える大きさの1枚のキャリブレーションプレートの、白部分と黒部分とのX軸又はY軸に平行な境界であるエッジ位置が画像上において、X軸双方向からも又はY軸双方向からもそれぞれのピクセル座標が一致するように、シャッター速度、絞り、感度及びホワイトバランス調整等のカメラ要素設定、並びに、光量及び光線の向き等の照明要素設定を実施するエッジ位置設定手順と、
前記撮像手段による画像上の前記キャリブレーションプレートの単位寸法ごとのエッジ位置をピクセル座標で計測し、前記ピクセル座標ごとに実寸法に換算した換算データを記憶したピクセル座標実寸法換算手順と、
基準となる測定対象物の形状、大きさ及び角度をパターン認識し登録するパタ―ン登録手順と、
前記基準となる測定対象物の測定ポイント、長さ、角度、半径及び直径等の測定対象を特定する設計値情報を記憶する設計値情報記憶手順と、
前記測定対象物を撮像する手順と
前記測定対象物を撮像した画像から前記パターン登録手段により登録されたパターン登録情報に基づいて前記測定対象物の特定をするパターン認識手順と、
特定された前記測定対象物の測定指示情報により測定位置を取得し、前記エッジ設定手段により設定された設定に基づいて該測定位置に該当するエッジ位置のピクセル座標を検出し、前記ピクセル座標実寸法換算手段に記憶したデータに基づいて該エッジ位置のピクセル座標から実寸法を取得する測定対象物寸法測定手順と、を含む手順を寸法計測装置に実施させることを特徴とするコンピュータプログラム。
A program for an apparatus that causes a computer to measure the size of an object to be measured from an image by an imaging means having a lens,
The edge position that is the boundary parallel to the X-axis or Y-axis between the white portion and the black portion of one calibration plate having a size exceeding the range to be imaged can be seen from both the X-axis and Y-axis on the image. Edge position setting procedure for performing camera element settings such as shutter speed, aperture, sensitivity, and white balance adjustment, and illumination element settings such as the amount of light and the direction of light rays so that the respective pixel coordinates coincide from both axes When,
And the calibration edge positions of each unit plate dimensions measured in pixel coordinates, the pixel coordinate actual dimensions in terms procedure storing conversion data in terms of actual dimensions for each pixel coordinates on the image by the imaging means,
A pattern registration procedure for recognizing and registering the shape, size and angle of the reference measurement object,
Measurement points, the length of the measurement object serving as the reference, the angle, and the design value information storing procedure for storing the design value information for specifying a measurement target such as a radius and diameter,
A procedure for imaging the measurement object ;
A pattern recognition procedure for specific the object to be measured based on the measurement object from said image of the captured pattern registration pattern registration information by the registration means,
Get the measurement position by the measurement instruction information for that the measurement object, based on the set set to detect the pixel coordinate of the edge position corresponding to the measurement position by the edge setting means, the pixel coordinate actual size A computer program for causing a dimension measuring apparatus to execute a procedure including a measuring object dimension measuring procedure for acquiring an actual dimension from pixel coordinates of the edge position based on data stored in a conversion means .
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