JP6614379B1 - 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents
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本発明の一側面に係る画像処理装置は、計測対象物の側面を所定の視点から撮像することにより得られた前記側面の部分画像を取得する対象画像取得部と、前記計測対象物と同一種類の物体の側面の全周を含む展開画像を取得する展開画像取得部と、前記計測対象物と同一種類の物体が正規の方向を向いている場合に、前記視点から撮像することにより得られる部分画像の前記展開画像上での位置を、基準位置として取得する基準位置取得部と、前記展開画像上で、前記計測対象物の部分画像と一致する位置を検出し、検出した位置を計測位置として特定する計測位置特定部と、前記計測位置の前記基準位置からのずれに基づいて、前記計測対象物の向きを前記正規の方向に補正するための補正角度を算出する補正角度算出部と、を備える。上記構成により、計測対象物の補正角度を求めるために、あえて作業の流れを搬送の流れを止めたり、センサなどの専用の装置を設けたりすることなく、画像処理のみによって効率よく正確に補正角度を算出することができる。
まず、図1A、1Bを用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図1A、1Bは、本発明による画像処理装置10が適用される場面の一例である回転整列システム1の例を模式的に示す図である。図1Aは、回転整列システム1を上から見た状態を示している。図1Aに示す回転整列システム1において、画像処理装置10は、ベルトコンベア20の上に載置されて搬送される複数の筒状容器50を正規の方向(正しい向き)に揃えるための補正角度を算出するために用いられる。図1Bは、回転整列システム1におけるベルトコンベア20に載置された筒状容器50を横から見た状態を示している。図1Bに示すように、筒状容器50は、回転方向の軸Xに対して略対象な筒状の容器であり、側面Sにはロゴマークやイラストなどの図柄が施されている。
(1.ハードウェア構成)
図2は、本実施形態における画像処理装置10のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。画像処理装置10は、容器の向きを所定の方向に揃えるための回転角度を算出するための装置である。図2の例では、本実施形態に係る画像処理装置10は、制御部11、記憶部12、通信インタフェース13、入力装置14、出力装置15、及び外部インタフェース16が電気的に接続されたコンピュータである。
次に、図3を用いて、本実施形態に係る画像処理装置10の機能構成の一例を説明する。図3は、画像処理装置10の機能構成の一例を示すブロック図である。
次に、本実施形態による回転整列システム1の処理の流れについて説明する、処理の流れは、(3−1)合成展開画像の作成、(3−2)計測の準備、(3−3)補正角度の計測、(3−4)補正角度に基づく整列の4段階に分けて説明する。
まず、回転整列システム1において筒状容器50の補正角度を算出する際の事前準備として、対象となる筒状容器50の品種毎の合成展開画像を作成し、画像処理装置10の記憶部12に登録しておく。
エンコーダ220は、筒状容器50が一定角度(例えば、5度)回転すると、画像処理装置210にパルス信号を送信する(ステップS101)。画像処理装置210は、エンコーダ220からパルス信号を受信すると、カメラ230に撮像指示を送信する(ステップS102)。カメラ230は、画像処理装置210から撮像指示を受信すると、筒状容器50を撮像し、画像データを画像処理装置210に送信する(ステップS103)。画像処理装置210は、受信した画像データを前回までに取得した画像データと合成し、合成展開画像を作成する(ステップS104)。ステップS101〜ステップS104は、筒状容器50の回転角度が360度を超えるまで(例えば、430度)繰り返される(ステップS105)。
次に、実際に筒状容器50の補正角度を計測するための準備段階の処理の流れについて説明する。具体的には、ベルトコンベア20で搬送される筒状容器50の品種に応じた設定(段取り替え)を行う。
まず、画像処理装置10の展開画像取得部102は、記憶部12から、計測対象となる筒状容器50の品種の合成展開画像を読み込む(ステップS201)。さらに、展開画像取得部102は、読み込んだ合成展開画像を用いて側面の一周の距離を算出する(ステップS202)。図8は、合成展開画像を例示する図である。図8に示すように、合成展開画像には、実際には一周以上(360度以上)の画像が含まれているため、図中A1、A1’のように、合成展開画像上で、側面の同じ場所(図柄)を2か所抽出することができる。すなわち、A1−A1’間の距離(Y座標の差)を求めることにより、正確な一周の距離を算出することができる。算出した一周の距離は、記憶部12に当該品種の一周の距離として登録され、次回以降は登録された距離を使用することができる。
次に、実際に回転整列システム1においてベルトコンベア20で搬送される筒状容器50の補正角度を算出する処理の流れについて説明する。以下の処理は、上記の計測の準備の処理が完了した後で開始される。
筒状容器50が、ベルトコンベア20で搬送されて所定の位置に到達すると、カメラ30Aおよびカメラ30Bが筒状容器50を撮像し、画像データを画像処理装置10に送信する(ステップS301)。撮像のタイミングは、画像処理装置10から一定時間間隔で撮像指示信号を送信することによって制御してもよい。
画像処理装置10によって算出された各筒状容器50の補正角度は、ベルトコンベア20の延長上に備えられたアームロボットなどの回転機構を有する装置に送信されるようにしてもよい。アームロボットなどの装置は、各筒状容器50を、計測された補正角度の分だけ回転させることにより正規の方向を向くようにする。
(付記1)
計測対象物(50)の側面を所定の視点(30A,30B)から撮像することにより得られた前記側面の部分画像を取得する対象画像取得部(101)と、
前記計測対象物(50)と同一種類の物体の側面の全周を含む展開画像を取得する展開画像取得部(102)と、
前記計測対象物(50)と同一種類の物体が正規の方向を向いている場合に、前記視点(30A,30B)から撮像することにより得られる部分画像の前記展開画像上での位置を、基準位置として取得する基準位置取得部(103)と、
前記展開画像上で、前記計測対象物(50)の部分画像と一致する位置を検出し、検出した位置を計測位置として特定する計測位置特定部(104)と、
前記計測位置の前記基準位置からのずれに基づいて、前記計測対象物(50)の向きを前記正規の方向に補正するための補正角度を算出する補正角度算出部(105)と、を備える画像処理装置(10)。
(付記2)
前記補正角度算出部(105)は、
前記展開画像上で、前記基準位置と前記計測位置の間の周方向の距離を算出し、前記側面の全周の長さに対する前記距離の割合に基づいて、前記補正角度を算出する、付記1に記載の画像処理装置(10)。
(付記3)
前記対象画像取得部(101)は、
第1の視点(30A)と第2の視点(30B)から撮像した前記側面の部分画像を取得し、
各々の視点から撮像した部分画像の中から、各々の部分画像の特徴量に基づいて1つの部分画像を選択する画像選択部(106)をさらに備え、
前記計測位置特定部(104)は、
選択された部分画像の前記展開画像上での位置を前記計測位置として特定する、付記1または2に記載の画像処理装置(10)。
(付記4)
前記画像選択部(106)は、
各々の部分画像のうち、色偏差の大きい方の部分画像を選択する、付記3に記載の画像処理装置(10)。
(付記5)
前記基準位置取得部(103)は、
前記計測対象物(50)と同一種類の物体が正規の方向を向いている場合に、前記第1の視点(30A)から撮像することにより得られる部分画像の前記展開画像上での位置を基準位置として取得し、
前記補正角度算出部(105)は、
前記画像選択部(106)によって前記第1の視点(30A)から撮像した部分画像が選択された場合には、前記計測位置の前記基準位置からのずれに基づいて補正角度を算出し、前記画像選択部(106)によって前記第2の視点(30B)から撮像した部分画像が選択された場合には、前記基準位置からのずれに基づいて算出された補正角度を前記第1の視点(30A)と前記第2の視点(30B)の間の角度で補正した値を補正角度とする付記3または4に記載の画像処理装置(10)。
(付記6)
前記展開画像は、前記計測対象物と同一種類の物体を周方向に1回転以上回転させながら、一定の角度毎に撮像した側面の画像を合成することにより作成した合成画像である、付記1から5のいずれか1項に記載の画像処理装置(10)。
(付記7)
コンピュータ(10)が、
計測対象物(50)と同一種類の物体の側面の全周を含む展開画像を取得するステップと、
前記計測対象物(50)と同一種類の物体が正規の方向を向いている場合に、所定の視点(30A,30B)から撮像することにより得られる部分画像の前記展開画像上での位置を、基準位置として取得するステップと、
前記計測対象物(50)の側面を前記視点(30A,30B)から撮像することにより得られた前記側面の部分画像を取得するステップと、
前記展開画像上で、前記計測対象物(50)の部分画像と一致する位置を検出し、検出した位置を計測位置として特定するステップと、
前記計測位置の前記基準位置からのずれに基づいて、前記計測対象物の向きを前記正規の方向に補正するための補正角度を算出するステップと、を実行する画像処理方法。
(付記8)
コンピュータ(10)を、
計測対象物(50)の側面を所定の視点(30A,30B)から撮像することにより得られた前記側面の部分画像を取得する対象画像取得部(101)と、
前記計測対象物(50)と同一種類の物体の側面の全周を含む展開画像を取得する展開画像取得部(102)と、
前記計測対象物(50)と同一種類の物体が正規の方向を向いている場合に、前記視点(30A,30B)から撮像することにより得られる部分画像の前記展開画像上での位置を、基準位置として取得する基準位置取得部(103)と、
前記展開画像上で、前記計測対象物の部分画像と一致する位置を検出し、検出した位置を計測位置として特定する計測位置特定部(104)と、
前記計測位置の前記基準位置からのずれに基づいて、前記計測対象物の向きを前記正規の方向に補正するための補正角度を算出する補正角度算出部(105)、として機能させるプログラム。
10…画像処理装置
11…制御部
12…記憶部
13…通信インタフェース
14…入力装置
15…出力装置
16…外部インタフェース
20…ベルトコンベア
30A,30B…カメラ
40…照明装置
50…筒状容器
101…対象画像取得部
102…展開画像取得部
103…基準位置取得部
104…計測位置特定部
105…補正角度算出部
106…画像選択部
200…合成展開画像作成システム
210…画像処理装置
220…エンコーダ
230…カメラ
240…照明装置
Claims (7)
- 計測対象物の側面を所定の視点から撮像することにより得られた前記側面の部分画像を取得する対象画像取得部と、
前記計測対象物と同一種類の物体の側面の全周を含む展開画像を取得する展開画像取得部と、
前記計測対象物と同一種類の物体が正規の方向を向いている場合に、前記視点から撮像することにより得られる部分画像の前記展開画像上での位置を、基準位置として取得する基準位置取得部と、
前記展開画像上で、前記計測対象物の部分画像と一致する位置を検出し、検出した位置を計測位置として特定する計測位置特定部と、
前記計測位置の前記基準位置からのずれに基づいて、前記計測対象物の向きを前記正規の方向に補正するための補正角度を算出する補正角度算出部と、を備え、
前記対象画像取得部は、
第1の視点と第2の視点から撮像した前記側面の部分画像を取得し、
各々の視点から撮像した部分画像の中から、各々の部分画像の特徴量に基づいて1つの部分画像を選択する画像選択部をさらに備え、
前記計測位置特定部は、
選択された部分画像の前記展開画像上での位置を前記計測位置として特定する、画像処理装置。 - 前記補正角度算出部は、
前記展開画像上で、前記基準位置と前記計測位置の間の周方向の距離を算出し、前記側面の全周の長さに対する前記距離の割合に基づいて、前記補正角度を算出する、請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記画像選択部は、
各々の部分画像のうち、色偏差の大きい方の部分画像を選択する、請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 前記基準位置取得部は、
前記計測対象物と同一種類の物体が正規の方向を向いている場合に、前記第1の視点から撮像することにより得られる部分画像の前記展開画像上での位置を基準位置として取得し、
前記補正角度算出部は、
前記画像選択部によって前記第1の視点から撮像した部分画像が選択された場合には、前記計測位置の前記基準位置からのずれに基づいて補正角度を算出し、前記画像選択部によって前記第2の視点から撮像した部分画像が選択された場合には、前記基準位置からのずれに基づいて算出された補正角度を前記第1の視点と前記第2の視点の間の角度で補正した値を補正角度とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記展開画像は、前記計測対象物と同一種類の物体を周方向に1回転以上回転させながら、一定の角度毎に撮像した側面の画像を合成することにより作成した合成画像である、請求項1から4のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- コンピュータが、
計測対象物と同一種類の物体の側面の全周を含む展開画像を取得するステップと、
前記計測対象物と同一種類の物体が正規の方向を向いている場合に、所定の視点から撮像することにより得られる部分画像の前記展開画像上での位置を、基準位置として取得するステップと、
前記計測対象物の側面を前記視点から撮像することにより得られた前記側面の部分画像を取得するステップと、
前記展開画像上で、前記計測対象物の部分画像と一致する位置を検出し、検出した位置を計測位置として特定するステップと、
前記計測位置の前記基準位置からのずれに基づいて、前記計測対象物の向きを前記正規の方向に補正するための補正角度を算出するステップと、を実行し、
前記側面の部分画像を取得するステップでは、
第1の視点と第2の視点から撮像した前記側面の部分画像を取得し、
各々の視点から撮像した部分画像の中から、各々の部分画像の特徴量に基づいて1つの部分画像を選択し、
前記検出した位置を計測位置として特定するステップでは、
選択された部分画像の前記展開画像上での位置を前記計測位置として特定する、画像処理方法。 - コンピュータを、
計測対象物の側面を所定の視点から撮像することにより得られた前記側面の部分画像を取得する対象画像取得部と、
前記計測対象物と同一種類の物体の側面の全周を含む展開画像を取得する展開画像取得部と、
前記計測対象物と同一種類の物体が正規の方向を向いている場合に、前記視点から撮像することにより得られる部分画像の前記展開画像上での位置を、基準位置として取得する基準位置取得部と、
前記展開画像上で、前記計測対象物の部分画像と一致する位置を検出し、検出した位置を計測位置として特定する計測位置特定部と、
前記計測位置の前記基準位置からのずれに基づいて、前記計測対象物の向きを前記正規の方向に補正するための補正角度を算出する補正角度算出部、として機能させ、
前記対象画像取得部は、
第1の視点と第2の視点から撮像した前記側面の部分画像を取得し、
各々の視点から撮像した部分画像の中から、各々の部分画像の特徴量に基づいて1つの部分画像を選択し、
前記計測位置特定部は、
選択された部分画像の前記展開画像上での位置を前記計測位置として特定する、プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019047079A JP6614379B1 (ja) | 2019-03-14 | 2019-03-14 | 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム |
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