JPH01219501A - Ccdカメラによる測長方法 - Google Patents

Ccdカメラによる測長方法

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JPH01219501A
JPH01219501A JP4445988A JP4445988A JPH01219501A JP H01219501 A JPH01219501 A JP H01219501A JP 4445988 A JP4445988 A JP 4445988A JP 4445988 A JP4445988 A JP 4445988A JP H01219501 A JPH01219501 A JP H01219501A
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pixels
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Iwao Yamazaki
岩男 山崎
Taretorii Rama
ラマ・タレトリー
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Ya Man Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、所定部位に置かれた物体の長さを非接触で測
定するための方法に関し、そして特にCCDカメラによ
る測長方法に関するものである。
〔従来技術〕
各種測長方法が知られているが、微小間隔等の測定にC
CDカメラを使用することができる。
これは、CCDカメラの撮像部におけるピクセル(Pi
xel)の構成精度を利用し、被測長対象の像に相当す
るピクセル数を基準長さに相当するピクセル数と比較し
、その出力を電気的に処理して正確な測長を行うもので
ある。
実際には、CCDカメラの特性の差異や被測定部までの
間隔あるいは雰囲気状態等によって測定に誤差が生ずる
ため、この誤差を如何に低減するかが問題となる。
(発明が解決しようとする問題点〕 従来技術においてCCDカメラにより測長する場合、実
施者の勘に頼る部分や正確な比較基準が得難い等の理由
から、客観的な測長が困難である欠点があった。本発明
においては、かかる欠点が、正確かつ確実な較正が可能
であるか否かに帰一することに着目して、上述の欠点を
解消し、実施者による個人差を排除して容易かつ正確な
測長を実施し得るCCDカメラによる測長方法を提供し
ようとするものである。
[発明の構成] 本発明にかかるCCDカメラによる測長方法は、特許請
求の範囲に記載するように、測長を行うべきCCDカメ
ラによって撮像された既知長さの基準の像から得られる
像一端部所定領域の重心と像他端部所定領域の重心とを
演算処理部において演算し、各重心間に存在するピクセ
ル個数を計数し、該ピクセル個数とピクセル間距離とを
乗算することによりCCDカメラの較正を行い、該較正
の終了したCCDカメラと被測長対象との相対距離を変
更させずに測長を行う、CCDカメラによる測長方法を
特徴とする。
また、本発明にかかるCCDカメラによる測長方法は、
測長を行うべきCCDカメラによって、そのドツト径お
よび各ドツト間距離のそれぞれが既知であるドツトが所
定数配列されドツトパターンを撮像し、該CCDカメラ
の所定描像範囲内に存在する完全なドツト個数を計数し
、該完全な状態でI最像されたドツト個数と前記所定I
最像範囲との関係からドツト間距離を演算することによ
りCCDカメラの較正を行い、該較正の終了したCCD
カメラと被測長対象との相対距離を変更させずに測長を
行う、CCDカメラによる測長方法を特徴とする。
〔発明の効果〕
本発明にかかるCCDカメラによる測長方法によれば、
CCDカメラの較正(Calibration)が正確
に実施されるため、正確かつ再現性の高い測長が達成さ
れる。
さらに本発明にかかるCCDカメラによる測長方法によ
れば、微小長さを非接触で連続的に測長することが可能
となり、各種製造工程における精度試験等に利用するこ
とができる。
〔実施例〕
以下実施例を示す添付図を参照して、本発明を詳述する
本発明にかかるCCDカメラによる測長方法では、CC
Dカメラの逼像部としてのCCDが高精度のピクセル(
Pixel)パターンを有することを前提とし、これら
ピクセルパターンを利用して撮像された寸法の測長を行
うものである。この場合の測長の精度は、使用条件下に
あるCCDカメラが如何に正確に較正されているかにか
かっている。このような較正を正確に行うために、本発
明にかかる方法では、被I最像体として、所定長さの基
準スケール又は所定数のドツトが所定間隔で配列された
ドツトパターンを利用する。
第1図は、本発明にかかる方法を実施する場合の概念図
を示すもので、CCDカメラ1によって被撮像対象2を
撮像し、その撮像結果を演算処理部3において演算・処
理するものである。
第2図は、第1の方法の撮像結果を示すもので、その長
さしが既知である基準スケールAを被撮像対象とする。
この基準スケールAは、所定寸法、所定形状で、背景と
のコントラストすなわち黒・白レベル差が明瞭に形成さ
れるものである必要がある(第3図)。この基準スケー
ルAは、金属、紙、プラスチックその他の適当な材料に
よって形成することができる。本図においては、基準ス
ケールAは、長方形としているが、その他の形状とする
こともできる。
第2図において、基準スケールAの像の両端の所定領域
Iおよび■の重心を演算処理して求める。この場合の重
心とは、基準スケール像の両端の各所定領域内に納まる
有効ピクセル数を電子的に計数し、それぞれの172の
位置を示す線の交点として求められる。基準スケールA
の像の実際の長さしは、このようにして求めた重心Gl
、G2間の距Mlに、重心より外側の両距離Δ!を加算
したものとして表される。
L=f+2Δ2 このしは、元来既知の基準長さであるから、この既知長
さしとの関連において、ピクセル数を確認すれば、CC
Dカメラの較正が行われる。
このように重心を求めて較正を行う理由は、以下の通り
である。
例えば、第2図のような物体(基準スケール)Aを線a
に沿うように撮像した場合の濃度分布を表す信号は、第
3図の実線に示すようになる。
そのため、基準スケールAの両端における領域Iおよび
■において、白レベル及び黒レベル間の理想的な信号形
状である破線のような垂直の立ち上がりおよび立ち下が
りを得ることはできない。この場合の信号の傾斜は、基
準スケールAの材質、着色、コントラストを始め、CC
Dカメラの光学系の特性や雰囲気の照度その他の条件に
よっても変化する。したがって、このような信号自体を
利用して較正(測長)を行うとすると、二値化(スレッ
ショールド)レベルヲ傾斜部のどの点に設定するかによ
って測長結果が異なる。そのため、基準スケール長を正
確に特定することができず、したがって正確な較正を実
施することができない。そこで、CCDカメラによって
撮像した基準スケール両端の所定領域Iおよび■におけ
る重心G、およびG2を求め、これら重心間を結んだ線
を利用して測長を行うことにより、上述のような測長誤
差を生ずる原因を排除することができる。この場合、重
心の位置が、基準スケールの長さをLとして、所定比率
のΔ11例えば、(1/20) L 、となるように領
域Iおよび■を設定すればよい。
かかる設定によフて得られる重心G1およびG2を結ぶ
線の長さを基礎とする基準スケールの長さを利用してC
CDのピクセルとの関連において演算測定すれば、誤差
のない基準像の測定を行うことができる。その結果、C
CDカメラのピクセル数による較正が行われ、このCC
Dカメラの状態を変更することなしに、この較正結果に
基ずいて被測定対象の長さ、所定部分間の距離等をピク
セル数に換算して測定することができる。すなわち、測
定結果は、 測定値=〔ピクセル数〕×〔ピクセル寸法〕として求め
られる。
この場合の測長結果は、基準スケールにより較正された
ピクセル状態において正確な測定値を示すことになり、
しかも被測長物体とCCDカメラとは非接触で測長する
ことができる。したがって、CCDカメラが固定してい
て被測定対象が順次移動する場合や広い範囲に分散する
多数の被測定対象を、CCDカメラを相対的に走査しな
がら測定することができる。当然、CCDカメラと被測
定対象との間は所定相対間隔に保持される。
また、上述゛の基準スケールを使用するのに対して、第
2の方法では、測定基準として所定寸法のドツトが所定
間隔で正確に配列されたドツトパターンを使用してCC
Dカメラの較正を行うことができる。この場合のドツト
パターンは、第4図に示すように、ドツト径r、ドツト
間間隔dであるように正確に配列されたものである。
かかるドツトパターンを第1図の被撮像対象2の位置に
おき、CCDカメラによって撮像する。
このようにして撮像された第5図のような結果において
、所定範囲内に確実に存在するドツト個数、したがって
欠けたドツトを除外してドツト個数(12個)を計数し
、このドツト個数とピクセルとの関係から、CCDカメ
ラの較正を行うものである。
このようなドツトパターンを利用して較正を行う利点は
、視野(測定範囲)に限定されることな〈実施できる点
にある。−船釣に、基準測定物(スケール)は大きさが
一定であるので、視野の如何によって撮像範囲が変化し
、この像を基準とすると所望の精度を得ることができな
い。それに対してここに示すようなドツトパターンにお
けるドツト径を基準にする方法によれば、かかる欠点が
除去され、正確な較正を行うことができる。
この場合も、第1の方法と同様に測定を実施することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明にかかる方法を実施する場合の概念図
を示す。 第2図は、第1の較正方法の損傷結果を示すものである
。 第3図は、CCDカメラによる描像信号の黒・白レベル
の特性である。 第4図は、第2の較正方法に使用されるドツトパターン
の例である。 第5図は、第4図のドツトパターンを描像した所定範囲
内像である。 図中の主な参照符号は以下の通り。 1:ccDカメラ 2:被撮像体 3:演算処理部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)測長を行うべきCCDカメラによって撮像された既
    知長さの基準の像から得られる像一端部所定領域の重心
    と像他端部所定領域の重心とを演算処理部において演算
    し、各重心間に存在するピクセル個数を計数し、該ピク
    セル個数とピクセル間距離とを乗算することによりCC
    Dカメラの較正を行い、該較正の終了したCCDカメラ
    と被測長対象との相対距離を変更させずに測長を行うこ
    とを特徴とする、CCDカメラによる測長方法。 2)測長を行うべきCCDカメラによって、そのドット
    径および各ドット間距離のそれぞれが既知であるドット
    が所定数配列されドットパターンを撮像し、該CCDカ
    メラの所定撮像範囲内に存在する完全なドット個数を計
    数し、該完全な状態で撮像されたドット個数と前記所定
    撮像範囲との関係からドット間距離を演算することによ
    りCCDカメラの較正を行い、該較正の終了したCCD
    カメラと被測長対象との相対距離を変更させずに測長を
    行うことを特徴とする、CCDカメラによる測長方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0554116A2 (en) * 1992-01-30 1993-08-04 Texas Instruments Incorporated Method and system for enhancing resolution of an image
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CN109696184A (zh) * 2017-10-24 2019-04-30 精工爱普生株式会社 编码器、机器人以及打印机

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