JP5418185B2

JP5418185B2 - 画像処理方法および画像処理装置

Info

Publication number: JP5418185B2
Application number: JP2009273731A
Authority: JP
Inventors: 貴之松村; 賢木戸口
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2029-12-01
Also published as: JP2011118539A

Description

本発明は、コンベヤ上をランダムな状態で多列搬送されている物品を、カメラによって撮影して本数をカウントする技術に関し、特にカメラで撮影した画像の処理に特徴を有する画像処理方法および画像処理装置に関するものである。

コンベヤ上をランダムな状態で多列で搬送されている容器をカメラによって撮影し、容器の本数をカウントする技術はすでに知られている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載された発明では、フィラー・キャッパに結合する第１幅広コンベヤは容器がランダム分布で搬送され、この第１幅広コンベヤの下流側の第２幅広コンベヤは、第１幅広コンベヤから受けた容器をコンベヤの幅と長さ方向に密接して搬送する同じ幅のコンベヤであり、さらに、第２幅広コンベヤの上方に容器計数手段となるカメラが設置された構成を有している。

第２幅広コンベヤの上方に設置されたＣＣＤカメラは、第２幅広コンベヤの幅一杯の送行方向の一定長さの範囲の容器を上方から撮影することができる。そして、ＣＣＤカメラが撮影した映像を走査し、容器数を計数し、単位長さあたりの容器数に換算するようになっている。

特開２００６−５６６９３号公報

特許文献１に記載された発明では、ＣＣＤカメラが撮影した映像を走査し、容器数を計数するというだけの構成であり、容器が不規則な動作をした場合には正確なカウントができないという問題がある。例えば、容器が密集した状態で搬送されているため、一度カメラの撮影領域に入った容器が他の容器にぶつかって撮影領域から出た後、再び撮影領域に入ってきた場合には、２回のカウントが行われることとなり容器の正確な数を測定することができないという問題が発生する。
本発明は、搬送中の容器が撮影領域で不規則な動きをした場合でも正確にカウントすることができる画像処理方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、搬送コンベヤによって搬送されている物品を撮影手段によって上方から撮影し、この撮影手段によって得られた画像を画像処理手段によって処理して物品の本数をカウントする画像処理方法において、前記撮影手段によって撮影された画像内に、前記画像処理手段によって検出領域を設定し、さらに、この検出領域内にカウント領域を設定し、カウント領域内に存在する物品をカウントするとともに、チェックを付与し、一度チェックが付与された物品は再度カウント領域に入ってきてもカウントしないことを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、物品を搬送する搬送コンベヤと、搬送コンベヤの上方に配置されて搬送されている物品を撮影する撮影手段と、この撮影手段から得られた画像を処理する画像処理手段とを備え、前記撮影手段によって得られた画像を画像処理手段によって処理して物品の本数をカウントする画像処理装置において、前記画像処理手段は、前記撮影手段によって撮影された画像内に検出領域を設定し、さらに、この検出領域内にカウント領域を設定し、カウント領域内に存在する物品をカウントするとともに、チェックを付与し、一度チェックが付与された物品は再度カウント領域に入ってきてもカウントしないことを特徴とするものである。

本発明の画像処理方法は、カウント領域内に存在する物品をカウントするとともに、チェックを付与し、カウント領域から出た物品が再度カウント領域に入ってきてもカウントしないようにしたので、搬送中の物品が不規則な動きをした場合でも、誤ってカウントすることがなく正確な数を把握することが可能である。

図１は搬送コンベヤの一部を省略して示す平面図である。（実施例１）図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は撮影手段による撮影範囲を示す説明図である。図４は制御手段の構成を説明する図である。図５（ａ）、（ｂ）は検出領域とカウント領域における物品の移動状態を説明する図である。図６（ａ）〜（ｄ）は検出領域とカウント領域内で不規則な動きをした物品のカウント処理を行う場合を説明する図である。

搬送コンベヤの上方に、このコンベヤ上を搬送される容器を撮影する撮影手段を設け、この撮影手段によって撮影された画像を画像処理手段に送って処理を行うものであり、前記画像処理手段は、撮影された画像内に検出領域を設け、さらに、この検出領域内に容器の数をカウントするカウント領域を設定し、カウント領域内に存在する容器をカウントするとともにその容器にチェックを付与するようにして、チェックを付与された容器が一度カウント領域から出て再度カウント領域に入ってきた場合でも、カウントしないようにするという構成にしたことにより、搬送される容器が不規則な動きをした場合でも正確にカウントするという目的を達成する。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は上流側から多数の物品（この実施例では容器２）をランダムな状態で、かつ、多列で搬送する搬送コンベヤ（全体として符号１で示す）であり、同一の搬送方向を向けて直列に配置され、同一の幅を有する供給コンベヤ４、撮影コンベヤ６およびアキュームコンベヤ８を備えている。この搬送コンベヤ１によって搬送される容器２は、例えば、上流側のフィラ（図示せず）で液体が充填され、キャッパにおいてキャッピングが行われた後、供給コンベヤ４によって搬送されて、撮影コンベヤ６に受け渡される。

撮影コンベヤ６の上方には、この撮影コンベヤ６上の容器２を撮影する撮影手段としての２台のカメラ（第１カメラ１０、第２カメラ１２）が設置されている。これら２台のカメラ１０、１２によって、撮影コンベヤ６の幅全体と搬送方向（図１の矢印参照）に所定の長さの範囲の撮影を行う。撮影コンベヤ６上でカメラ１０、１２によって上方から撮影された容器２は、次のアキュームコンベヤ８に受け渡されて下流側の容器処理装置（図示せず）に送られる。また、下流側の容器処理装置がトラブル等により停止し、あるいは減速した場合には、アキュームコンベヤ８上に容器２を貯留して下流側への容器２の供給を停止し、または供給量を制御する。この実施例では、通常の運転を行っている間は、搬送コンベヤ１を構成する供給コンベヤ４、撮影コンベヤ６およびアキュームコンベヤ８の３本のコンベヤは等速で運転されており、アキューム時には各コンベヤ４、６、８の搬送速度を適宜制御する。

２台のカメラ１０、１２は、図２に示すように、撮影コンベヤ６の上方にこの撮影コンベヤを横断する方向を向けて設置された取付体１４に取り付けられている。これら２台のカメラ１０、１２は、後に説明するように、一部をオーバーラップさせて撮影コンベヤ６の幅全体を撮影する（図３参照）。２台のカメラ１０、１２で撮影された画像データは、制御装置１６に送られて画像処理が行われる。なお、この実施例では、水やお茶等の液体を充填した容器２の撮影を行っており、容器本体２ａは反射せずキャップ２ｂだけが反射して認識可能なので、キャップ２ｂを認識して容器２の本数をカウントするようになっている。

制御装置１６には、図４に示すように、前記カメラ１０、１２によって撮影された画像を処理する画像処理部１８、この画像処理部１８で得られた容器２の位置データ等を記憶する記憶部２０、前記カメラ１０、１２に撮影信号を出力し、搬送されている容器２を撮影するタイミングを指示する指令部２２等が設けられており、第１カメラ１０および第２カメラ１２の撮影した画像を画像処理部１８で処理することにより、撮影コンベヤ６上を搬送されてアキュームコンベヤ８に送られた容器２の本数をカウントする。

２台のカメラ１０、１２は、図３に示すように、それぞれが、撮影コンベヤ６の幅方向の一方の端部から中央部をやや越えた位置までの範囲を撮影し、これら２台のカメラ１０、１２によって撮影コンベヤ６の幅全体の撮影を行う。第１カメラ１０が一方の端部Ａから幅方向の中央を越えた位置Ｃまでの範囲を、そして、第２カメラ１２が他方の端部Ｂから中央を越えた位置Ｄまでの範囲の撮影を行う。従って、撮影コンベヤ６の幅方向の中央付近の位置ＣからＤまでの間は、２台のカメラ１０、１２によって重複して撮影される。なお、図３の上部は、２台のカメラ１０、１２による撮影コンベヤ６上の幅方向の撮影範囲を示す正面図であり、同図の下部は、２台のカメラ１０、１２のそれぞれの撮影範囲を示す平面図である。

２台のカメラ１０、１２の撮影範囲を一部重複させて配置した場合には、例えば、図３の上部に示すように、重複範囲の中央（撮影コンベヤ６の幅方向の中央）を通過する容器２Ｂ、第１カメラ１０による撮影範囲の限界位置Ｃを通過する容器２Ｃおよび第２カメラ１２による撮影範囲の限界位置Ｄを通過する容器２Ａを撮影すると、両カメラ１０、１２の撮影範囲の限界を通過する容器２Ｃ、２Ａは、キャップ２ｂが撮影されないので認識されず（容器２Ｃは第１カメラ１０では認識できず第２カメラ１２によって撮影されて検出可能であり、逆に、容器２Ａは第２カメラ１２では認識できず第１カメラ１０によって撮影されて検出可能である）、中央を通過する容器２Ｂが各カメラ１０、１２の認識可能な限界となる。従って、カメラ１０、１２によって撮影し認識可能な範囲（Ａ〜ＥおよびＦ〜Ｂ）の外側の領域（Ｅ〜ＣおよびＤ〜Ｆの領域）では、後に説明するカウント領域でも容器２のカウントを行わない。

さらに、この実施例では、２台のカメラ１０、１２によって撮影した画像内に、搬送されている容器２を検出する検出領域（図３および図５（ａ）に符号Ｇで示す領域）を設定し、さらにその検出領域Ｇの内部に、搬送される容器２をカウントするカウント領域（同図に符号Ｈで示す領域）を設定する。カウント領域Ｈは検出領域Ｇの内部に設定されており、このカウント領域Ｈの上流側と下流側にそれぞれカウント領域Ｈではない上流側検出領域Ｊと下流側検出領域Ｋが設けられている。

また、カメラ１０、１２による撮影は一定の周期毎に行われる。この撮影周期は、物品の移動量が物品のサイズよりも短くなる間隔とする。なお、この実施例では、前述のように、水やお茶等の液体を充填した容器２の撮影を行っており、容器本体２ａが反射せずキャップ２ｂだけが反射して認識可能なので、キャップ２ｂを認識してカウントするようにしている。従って、カメラ１０、１２による撮影のタイミングも、１回の撮影をした後、容器２がキャップ２ｂのサイズ分だけ移動しない間に次の撮影を行うように設定されている。この撮影タイミングは、キャップの径をＡｍｍ、撮影コンベヤ６の速度をＶｍｍ／ｓｅｃとすると、タイミングＴｓｅｃ≦Ａｍｍ÷Ｖｍｍ／ｓｅｃとなるように設定する。図５（ｂ）は、この撮影タイミングによりカメラ１０、１２が撮影した画像を示す図であり、破線で示す容器２（この実施例ではキャップ２ｂ）がｎ回目の撮影であると、ｎ＋１回目の撮影容器２（キャップ２ｂ）が実線で示す位置にあり、キャップ１個分移動する前に次の撮影を行うようになっている。この撮影のタイミングは、制御装置１６の指令部２０からカメラ１０、１２に対して撮影信号が出力されることにより指示される。

両カメラ１０、１２によって撮影された画像は、前記制御装置１６の画像処理部１８に送られる。画像処理部１８には、座標算出部２４、移動位置認識部２６およびチェック付与部２８が設けられており、先ず、画像処理部１８に送られた画像からキャップ２ｂを認識し、このキャップ２ｂの画像を座標算出部２４で二値化処理を行いその中心座標（Ｘｎ，Ｙｎ）を算出する。算出されたキャップ２ｂの中心座標（Ｘｎ，Ｙｎ）は記憶部２０に記憶される。さらに、次に撮影された画像が画像処理部１８に送られて、座標算出部２４で二値化処理を行い中心座標（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）が算出されると、移動位置認識部２６において、この新たに算出された中心座標（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）を記憶部２０に記憶されている前回のデータと比較し、容器２の移動位置を認識する。一定の間隔でカメラ１０、１２により撮影され、移動位置が認識されている容器２が、上流側検出領域Ｊからカウント領域Ｈに入ると、画像処理部１８においてカウントされるとともに、チェック部２８においてチェックが付与される。

以上の構成に係る装置による物品撮影方法について説明する。図示しない上流側の容器処理装置によって処理された多数の容器２が、供給コンベヤ４により、起立した姿勢で、多列で、かつランダムな状態で搬送される。この供給コンベヤ４から撮影コンベヤ６に乗り移った容器２は、この撮影コンベヤ６の上方に設置されている撮影手段（２台のカメラ１０、１２）の下方に到達すると、両カメラ１０、１２によって撮影される。検出領域Ｇに入ってきた容器２が撮影されると、その画像データが制御装置１６に送られ、画像処理部１８の座標算出部２４で二値化処理が行われて中心座標（Ｘｎ，Ｙｎ）が算出され（図５（ａ）参照）、記憶部２０に記憶される。カメラ１０、１２による撮影は、容器２（この実施例ではキャップ２ｂを認識しているのでキャップ２ｂ）の径以上移動しないタイミングで繰り返し行われる。

前回（ｎ回目）の撮影画像が図５（ａ）であると、次（ｎ＋１回目）の撮影は、容器２がキャップ２ｂの径の大きさだけ移動しないタイミングで行われる。その画像では、図５（ｂ）に実線で示す位置にキャップ２ｂが移動しており、連続する２回の撮影ではキャップ２ｂの画像の一部が搬送方向に重なり合う状態になっている（図５（ｂ）に破線で示すキャップ２ｂがｎ回目の画像である）。この次（ｎ＋１回目）の撮影データも、座標算出部２４で二値化処理が行われ中心座標（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）が算出される。この中心座標（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）は、記憶部２０に記憶されている前回の中心座標データ（Ｘｎ，Ｙｎ）と比較されて、最も中心座標の距離が近いデータとリンクされる。この実施例では、前回撮影時からの移動距離が物品（キャップ２ｂ）の長さ（径）以下となる間隔で撮影をするように撮影手段（カメラ１０、１２）を制御しているので、前回の中心座標データ（Ｘｎ，Ｙｎ）と今回の中心座標データ（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）とを確実にリンクさせることができ、容器２の数を正確にカウントすることができる

搬送されてきた容器２のキャップ２ｂの中心座標がカウント領域Ｈに入っている場合には、この容器２をカウントするとともに、チェック付与部２８においてチェックを付与する（図５（ｂ）中の十字が記されたキャップ２ｂＡ参照）。図６（ａ）〜（ｄ）の各図において、横方向の直線の上部が上流側の検出領域Ｊ、下部側がカウント領域Ｈであり、図６（ａ）の状態（キャップ２ｂがカウント領域Ｈよりも上流側の検出領域Ｊに位置している状態）から図６（ｂ）の状態（キャップ２ｂがカウント領域Ｈに入った状態）になると、この容器２をカウントするとともに、チェックを付与する（チェックを付与した状態を十字で示す）。そして、この容器２が他の容器２にぶつかる等の原因によって、再びカウント領域Ｈの上流側の検出領域Ｊに戻ってしまった場合でも、キャップ２ｂ（２ｂＡ）に付与されたチェックは外さない（図６（ｃ）参照）。この容器２は、その後、再度カウント領域Ｈに入るが、チェックがついているのでカウントしない。このように初めてカウント領域Ｈに入ってカウントされた容器２が、一度上流側に戻った後、再度カウント領域Ｈに入った場合でも、一度カウントされた容器２のキャップ２ｂにはチェックがついているので（図５（ｂ）および図６の符号２ｂＡで示すキャップ参照）、再度カウントされるおそれはなく、搬送される容器２の数を正確にカウントすることができる。なお、カウント領域Ｈに入ってカウントされた容器２が、一度下流側の検出領域Ｋに搬送された後、再度カウント領域Ｈに戻った場合でも、上流側の検出領域Ｊに戻ってしまった場合と同様に再度カウントされることはない。また、前記実施例では、検出領域全体Ｇの中央部にカウント領域Ｈを設定し、その上流側と下流側にそれぞれカウントをしない領域Ｊ、Ｋを設定したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではなく、例えば、検出領域全体の上流側にカウント領域を設定し、下流側にカウントをしない領域を設定してもよく、また、検出領域全体の下流側にカウント領域を設定し、上流側にカウントをしない領域を設定するようにしてもよい。

Ｇ検出領域
Ｈカウント領域
１搬送コンベヤ
２容器
１０撮影手段（第１カメラ）
１２撮影手段（第２カメラ）
１８画像処理手段（画像処理部）

Claims

搬送コンベヤによって搬送されている物品を撮影手段によって上方から撮影し、この撮影手段によって得られた画像を画像処理手段によって処理して物品の本数をカウントする画像処理方法において、
前記撮影手段によって撮影された画像内に、前記画像処理手段によって検出領域を設定し、さらに、この検出領域内にカウント領域を設定し、カウント領域内に存在する物品をカウントするとともに、チェックを付与し、一度チェックが付与された物品は再度カウント領域に入ってきてもカウントしないことを特徴とする画像処理方法。
物品を搬送する搬送コンベヤと、搬送コンベヤの上方に配置されて搬送されている物品を撮影する撮影手段と、この撮影手段から得られた画像を処理する画像処理手段とを備え、前記撮影手段によって得られた画像を画像処理手段によって処理して物品の本数をカウントする画像処理装置において、
前記画像処理手段は、前記撮影手段によって撮影された画像内に検出領域を設定し、さらに、この検出領域内にカウント領域を設定し、カウント領域内に存在する物品をカウントするとともに、チェックを付与し、一度チェックが付与された物品は再度カウント領域に入ってきてもカウントしないことを特徴とする画像処理装置。