JP6355411B2 - エッジ検出方法 - Google Patents
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Description
この概要は、詳細な説明においてさらに後述する選択された概念を簡易化された形態で紹介するために提供される。この概要は、特許請求される主題の主要な特徴を識別する意図はなく、特許請求される主題の範囲を判断する際の助けとして使用される意図もない。
(a)第1のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンが、第1プロファイル走査方向に沿って選択エッジ以前に(選択エッジを含む)遭遇し、且つ第1の最大範囲に含まれる強度微分プロファイル内の微分極値に対応する微分極値の第1のランク付きリスト内の順次値である第1及び第2の微分極値により制限され、第1のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンを制限する第1及び第2の微分極値は、第1のランク付きリスト内の順次値間の最大差を示す順次値であること、並びに
(b)第2のプロファイル走査方向ロバスト極値マージングが、第2のプロファイル走査方向に沿って選択エッジ以前(選択エッジを含む)に遭遇し、且つ第2の最大範囲に含まれる強度微分プロファイル内の微分極値に対応する微分極値の第2のランク付きリスト内の順次値である第1及び第2の微分極値により制限され、第2のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンを制限する第1及び第2の微分極値は、第2のランク付きリスト内の順次値間の最大差を示す順次値であることを含む。いくつかのそのような実施形態では、第1の最大範囲及び第2の最大範囲は同じ最大範囲であり得、最大範囲の他方の限度は、選択エッジの微分プロファイル極値の最も近い2つの近傍極値のうちの一方よりも、選択エッジ極値から離れていない。他のそのような実施形態では、第1の最大範囲は、第1のプロファイル走査方向に沿って選択エッジよりも前に遭遇する第1の近傍極値に基づいて決定され、第2の最大範囲は、第2のプロファイル走査方向に沿って選択エッジよりも前に遭遇する第2の近傍極値に基づいて決定される。
図1は、本明細書に記載の方法により使用可能な例示的な1つのマシンビジョン検査システム10のブロック図である。マシンビジョン検査システム10は画像測定機12を含み、画像測定機12は、制御コンピュータシステム14とデータ及び制御信号を交換するように動作可能に接続される。制御コンピュータシステム14は、モニタ又はディスプレイ16、プリンタ18、ジョイスティック22、キーボード24、及びマウス26とデータ及び制御信号を交換するようにさらに動作可能に接続される。モニタ又はディスプレイ16は、マシンビジョン検査システム10の動作の制御及び/又はプログラムに適したユーザインタフェースを表示し得る。様々な実施形態では、タッチスクリーンタブレット等を、コンピュータシステム14、ディスプレイ16、ジョイスティック22、キーボード24、及びマウス26のうちの任意又はすべての機能を代替し及び/又は重複して提供し得ることが理解されるだろう。
(a)ロバスト極値マージンが、最大範囲内に含まれ、決定されるプロファイル走査方向に沿って選択エッジを含め、選択エッジ前に遭遇する強度微分プロファイルにおける微分極値に対応する微分極値のランク付きリスト内の順次値である第1及び第2の微分極値により制限されること、並びに
(b)ロバスト極値マージンを制限する第1及び第2の微分極値が、(b1)ランク付きリスト内の順次値間の最大差及び(b2)エッジ要素ビデオツールにおいて定義される最大マージン値を超える差のうちの一方を示す順次値であること、
を含む。
12 画像測定機
14 制御コンピュータシステム
16 ディスプレイ
18 プリンタ
20 ワークピース
22 ジョイスティック
24 キーボード
26 マウス
32 可動式ワークピースステージ
34 光学撮像システム
120 制御システム部
125 コントローラ
130 入出力インタフェース
131 撮像制御インタフェース
132 運動制御インタフェース
132a 位置制御要素
132b 速度/加速度制御要素
133 照明制御インタフェース
133a〜133n、133fl 照明制御要素
134 レンズ制御インタフェース
136 ディスプレイ装置
138 入力装置
140 メモリ
140ed エッジ検出メモリ部
141 画像ファイルメモリ部
142 ワークピースプログラムメモリ部
143、143a、143n ビデオツール部
143ef マルチエッジ要素ビデオツール
143ps パラメータ設定部
143gt 微分閾値部
143gpa 微分プロファイル解析部
143gpc微分隆起部カウンタ
143roi 関心領域生成器
170 ワークピースプログラム生成・実行器
190 電源部
200 ビジョン構成要素部
205 光学アセンブリ部
210 ワークピースステージ
212 中央透明部
220 透過照明光
221、231、241、281 バス
230、230’ 落射照明光
240 斜め照明光
232 光
250 交換式対物レンズ
255 ワークピース光
260 カメラ系
262、296 信号線
280 ターレットレンズアセンブリ
284 軸
286、288 レンズ
290 ミラー
294 制御可能なモータ
300、300’ ユーザインタフェース表示
310 視野ウィンドウ
320、340 選択バー
330 リアルタイムX−Y−Z(位置)座標ウィンドウ
350 光制御ウィンドウ
352 ボックスツールGUIウィジェット
360 エッジ検出パラメータウィンドウ
362 走査線強度プロファイルウィンドウ
364 走査線強度微分プロファイルウィンドウ
Claims (20)
- マシンビジョン検査システムに含まれるエッジ要素ビデオツールの関心領域内の複数のエッジを区別する方法であって、
関心領域(ROI)と、エッジ微分閾値、プロファイル走査方向、及び微分隆起部カウントパラメータを含む複数のエッジ検出パラメータにより制御されるエッジ検出動作と、関心領域インジケータ及びエッジ選択要素を含むビデオツールGUIとを含むエッジ要素ビデオツールを提供すること、
ワークピースを前記マシンビジョン検査システムの視野に配置すること、
前記エッジ要素ビデオツールを動作させて、取得される前記ワークピース画像内に複数のエッジ要素を含むROIを定義すること、
前記エッジ要素ビデオツールを動作させて、前記ROI内から前記エッジ要素ビデオツールの前記エッジ検出動作により検出されるエッジ要素を選択すること、
前記エッジ要素ビデオツールを動作させて、前記プロファイル走査方向及び前記エッジ微分閾値を決定すること、並びに
前記エッジ要素ビデオツールを動作させて、前記プロファイル走査方向及び前記エッジ微分閾値に対応する前記微分隆起部カウントパラメータを自動的に特定すること、
を含み、
前記エッジ要素ビデオツールを動作させて、前記エッジ微分閾値を決定することは、前記エッジ要素ビデオツールを動作させて、前記エッジ微分閾値を最大範囲内に設定することを含み、前記最大範囲は、一方の限度として、前記選択エッジの微分プロファイル極値を有するとともに、他方の限度として、前記関心領域内の前記選択エッジを横切る強度微分プロファイルに沿って、前記選択エッジの微分プロファイル極値に隣接し、且つ前記選択エッジの微分プロファイル極値とは逆の極性を有する2つの近傍極値である2つの微分プロファイル近傍極値のうちの一方を有し、
前記エッジ要素ビデオツールを動作させて、前記決定されるプロファイル走査方向及びエッジ微分閾値に対応する前記微分隆起部カウントパラメータを自動的に決定することは、前記微分隆起部カウントパラメータが条件を満たすように構成された前記エッジ要素ビデオツールの自動動作を実行することを含み、前記条件は、
(a)微分隆起部が、前記強度微分プロファイルと前記決定されるエッジ微分閾値との順次交点での前記強度微分プロファイルの区切りにより定義され、少なくとも、前記決定されるプロファイル走査方向に沿って前記選択エッジよりも前に遭遇する交点に関して定義されること、
(b)単一の微分隆起部が、前記条件(a)により定義される前記区切り間で前記強度微分プロファイルに沿った複数のエッジに対応する複数の微分極値を含むことができること、及び
(c)前記微分隆起部カウントパラメータは、前記定義される微分隆起部に関連して前記選択エッジの位置を示すことを含む、方法。 - 前記2つの微分プロファイル近傍極値のうち、前記他方の限度となる極値は、前記選択エッジの前記微分プロファイル極値の値により近い極値である、請求項1に記載の方法。
- 前記2つの微分プロファイル近傍極値のうち、前記他方の限度となる限度極値は、前記決定されるプロファイル走査方向に沿って前記選択エッジよりも前に遭遇する前記近傍極値に対応する極値である、請求項1に記載の方法。
- 前記エッジ要素ビデオツールは、自動的に、前記エッジ微分閾値を、前記微分値ゼロを含む微分ノイズ帯内の値に設定しないようにする動作を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記2つの微分プロファイル近傍極値のうち、前記他方の限度となる極値が、前記微分ノイズ帯内にある場合、前記最大範囲の前記他方の限度は、前記選択エッジの微分プロファイル極値に最も近い前記微分ノイズ帯の限度よりも、前記選択エッジの微分プロファイル極値から離れないように定義される、請求項4に記載の方法。
- 前記エッジ要素ビデオツールを動作させて、前記エッジ微分閾値を前記最大範囲内に設定することは、前記最大範囲内に含まれるロバスト極値マージン内に前記エッジ微分閾値を設定することを含み、前記ロバスト極値マージンは定義条件を満たし、前記定義条件は、
(a)前記最大範囲に含まれ、前記決定されるプロファイル走査方向に沿って前記選択エッジ以前(選択エッジを含む)に遭遇する強度微分プロファイル内の微分極値に対応する、微分極値のランク付きリスト内の順次値である第1及び第2の微分極値により前記ロバスト極値マージンを制限すること、並びに
(b)前記ロバスト極値マージンを制限する前記第1及び第2の微分極値は、(b1)前記ランク付きリスト内の順次値間の最大差及び(b2)前記エッジ要素ビデオツールにおいて定義される最小マージン値を超える差のうちの一方を示す順次値であることを含む、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法は、前記定義条件を満たすロバスト極値マージンを自動的に決定するように構成される前記エッジ要素ビデオツールの動作を実行することを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記ロバスト極値マージンを制限する前記第1及び第2の微分極値は、前記ランク付きリスト内の順次値間の最大差を示す前記順次値である、請求項7に記載の方法。
- 前記ビデオツールGUI内に表示された強度微分プロファイルに前記自動的に決定されたロバスト極値マージンを重ねて表示することをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 前記エッジ要素ビデオツールを動作させて、前記エッジ微分閾値を前記ロバスト極値マージン内に設定することは、前記エッジ微分閾値を前記自動的に決定されるロバスト極値マージン内に自動的に設定することを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記ロバスト極値マージンを自動的に決定するように構成された前記動作は、条件を満たす第1及び第2のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンを決定することを含み、前記条件は、
(a)前記第1のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンは、前記第1のプロファイル走査方向に沿って前記選択エッジ以前(選択エッジを含む)に遭遇し、且つ第1の最大範囲に含まれる、前記強度微分プロファイル内の微分極値に対応する微分極値の第1のランク付きリスト内の順次値である第1及び第2の微分極値により制限され、前記第1のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンを制限する前記第1及び第2の微分極値は、前記第1のランク付きリスト内の順次値間で最大差を示す順次値であること、及び
(b)前記第2のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンは、前記第2のプロファイル走査方向に沿って前記選択エッジ以前(選択エッジを含む)に遭遇し、且つ第2の最大範囲に含まれる、前記強度微分プロファイル内の微分極値に対応する微分極値の第2のランク付きリスト内の順次値である第1及び第2の微分極値により制限され、前記第2のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンを制限する前記第1及び第2の微分極値は、前記第2のランク付きリスト内の順次値間で最大差を示す順次値であること、
を含み、
前記エッジ要素ビデオツールを動作させて、前記エッジ微分閾値を前記ロバスト極値マージン内に設定することは、前記第1及び第2のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンのうちの一方を選択すること、及び前記エッジ微分閾値を当該選択したロバスト極値マージン内に設定することを含み、
前記エッジ要素ビデオツールを動作させて、前記プロファイル走査方向を決定することは、前記第1のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンが選択される場合、前記プロファイル走査方向を前記第1のプロファイル走査方向に設定し、前記第2のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンが選択される場合、前記第2のプロファイル走査方向に設定することを含む、請求項7に記載の方法。 - 前記ビデオツールGUI内に表示された強度微分プロファイルに第1及び第2のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンを重ねて表示することをさらに含み、
前記第1及び第2のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンのうちの一方を選択することは、(a)前記表示された第1及び第2のロバスト極値マージンのうちの一方、及び(b)前記表示された第1及び第2のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンに対応する前記第1及び第2のプロファイル走査方向のうちの一方、のうちの少なくとも1つを手動で選択することを含む、請求項11に記載の方法。 - 前記第1及び第2のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンのうちの一方を選択することは、前記第1及び第2のプロファイル走査方向ロバスト極値マージンのうちの大きい方を自動的に選択することを含み、
前記エッジ微分閾値を前記選択されたロバスト極値マージン内に設定することは、前記エッジ微分閾値を前記自動的に選択されるロバスト極値マージン内に自動的に設定することを含む、請求項11に記載の方法。 - 前記第1の最大範囲及び前記第2の最大範囲は、(a)前記第1及び第2の最大範囲が同じ最大範囲であり、その最大範囲のうちの前記他方の限度が、前記選択エッジの前記微分プロファイル極値に最も近い前記2つの近傍極値のうちの一方よりも、前記選択エッジ極値から遠くない、及び(b)前記第1の最大範囲は、前記第1のプロファイル走査方向に沿って前記選択エッジよりも前に遭遇する第1の近傍極値に基づいて決定され、前記第2の最大範囲は、前記第2のプロファイル走査方向に沿って前記選択エッジよりも前に遭遇する第2の近傍極値に基づいて決定される、のうちの1つを満たす、請求項11に記載の方法。
- 前記ビデオツールGUI内に表示された強度微分プロファイルに、前記エッジ微分閾値の現在値に対応するエッジ微分閾値インジケータを重ねて表示することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記表示されるエッジ微分閾値インジケータは、前記ビデオツールGUIにおいて手動で調整可能であり、
前記エッジ要素ビデオツールを動作させて、前記エッジ微分閾値を前記最大範囲内に設定することは、前記エッジ微分閾値インジケータを手動で調整することを含む、請求項15に記載の方法。 - 前記エッジ要素ビデオツールを動作させて、前記エッジ微分閾値を前記最大範囲内に設定することは、前記エッジ微分閾値を前記最大範囲内に自動的に設定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記方法は、学習動作モードに従って実行され、前記方法において決定されるパラメータは、パートプログラムに保存される、請求項1に記載の方法。
- 前記ビデオツールGUIは、前記エッジ要素ビデオツールを使用して、前記エッジ検出パラメータの現在のセットに基づいて、前記選択されたエッジ要素を検出することに関連するリスクの程度を示す検出ロバスト性インジケータを含み、前記方法は、前記検出ロバスト性インジケータを前記ビデオツールGUIに表示することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ビデオツールGUIに表示される強度微分プロファイルに前記エッジ微分閾値の現在値に対応するエッジ微分閾値インジケータを重ねて表示することをさらに含み、前記検出ロバスト性インジケータは、前記エッジ微分閾値インジケータに関連付けられた色を含む、請求項19に記載の方法。
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