JPH01282405A - 幅測定装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明はディスクの磁気ヘッドのトラック幅等を画像入
力装置により、高速かつ高精度に測定する幅測定装置に
関するものである。

従来の技術 近年、高精度で非接触な幅測定方法として、テレビカメ
ラにより入手する画像データにより行うものが実用化さ
れている。

以下図面を参照しながら、上述した従来の画像データを
用いた幅測定装置の一例について説明する。

第４図、第５図は従来の幅測定装置の構成例とその動作
を示すフローチャートである。第４図において、測定台
２１の上に置かれた平行な特徴部を有する測定対象物２
２を入力するために照明装置２３がロボット等のアクチ
ュエータの先端２５に設置され、テレビカメラ２４が測
定対象物２２に垂直に設置されている。ここで、テレビ
カメラ２４は、カメラ制御回路２６により制御されてい
る。

テレビカメラ２４により入力された映像信号は、アナロ
グディジタル変換（以後、Ａ／Ｄ変換という）回路２７
に入り、画像の濃度によりθ〜２６５等の画像データに
数値化され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート
等から構成されるマイクロコンピュータに入力される。

幅測定装置としては、主コントローラあるいは操作盤よ
り指令が与えられる判定制御回路即ちＣＰＵ２９．特徴
点検出回路２８．メモリ制御回路３０．特徴部算出回路
３１．パラメータメモリ回路３２．そして幅検出回路３
３より構成されている。測定結果は、主コントローラへ
送出される。

以上のように構成された幅測定装置の測定方法について
、以下その動作について説明する。

まず、第５図のフローチャートで示すように、測定すべ
き対象物２２を測定台２１に載せ、テレビカメラの走査
線に垂直に測定物２２が取り込めるように機械的な位置
決めを行い〔ステップ１１〕。

カメラの魚皮を合わせ〔ステップ１２〕、一画面を入力
し〔ステップ１３〕、測定対象物の左側特徴部に対し直
角方向に設定した複数の走査ラインと前記特徴部との交
点を検出し〔ステップ１４〕、上記特徴点群のＸ座標の
平均を求め〔ステップ１６〕、左側エツジについても同
動作を行い〔ステップ１６〕、左右特徴部として算出さ
れた直線間の距離を求め測定対象物の幅とする〔ステッ
プ１７〕。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、特徴部に対し直角
方向に設定した各ラインごとに測定対象物特徴部の特徴
点を算出した後、上記特徴点群の特徴部に対して垂直な
軸における位置の平均をとって測定対象物の特徴部を表
す直線としており、画像入力時の照明による明暗、はこ
りなどのノイズ等によるデータネ安定要因により、本来
の特徴点とは遠い値として求まってしまったノイズの影
響を含んだ特徴点〔ステップ６〕まで特徴部算出〔ステ
ップ６〕に用いており、信頼性に欠けるという問題を有
している。

加えて特徴部の全特徴点を求める処理は時間がかかり問
題である。

本発明は上記問題点に鑑み、適する処理範囲を設定し不
良特徴点を除外、つまり、ノイズ等による不安定データ
を除外し、ノイズの影響等の不安定要因を含んでいない
特徴点によりトラック幅を測定する装置を提供するもの
である。

課題を解決するための手段 本発明の第１の発明は、 ａ　平行な特徴部を有する測定対象物をテレビカメラに
より取り込み、画像信号を得る画像入力手段、 ｂ　上記特徴部に対して直角方向に設定した複数の走査
ラインと上記特徴部との交点を検出する特徴点検出手段
、 Ｃ上記走査ラインと平行な基準線なるＸ軸とこれに垂直
なＹ軸よりなる平面を考え、上記特徴点群をＸ軸上に投
影し、両特徴部に対してＸ軸上における特徴点の存在す
る位置の頻度分布のデータの集合ＮＬ　、　ＮＲ ＮＬ＝（ＮＬｘｉＩｉ＝１．２，３．　・＝’・・ｍ）
ＮＲ＝（ＮＲｘ　１ｊ＝１，２，３．・・・−＝ｎ）を
求める特徴点存在頻度分布作成手段、ａ！りる”Ｌｘｉ
＋”Ｒｘｉり人歴際ｘｉ＋ｘＨＦ甲ノし・とじ、予め定
められた有効範囲士σ内の両特徴部の各々の特徴点群の
Ｘ座標ＸＬ、ＸＲ の平均値をとり上記特徴点群Ｘ座標における位置の代表
値として両特徴部を表す直線！＝ａ、　　！＝ｂを求め
る特徴部算出手段、 ｅ　両特徴部を表現する直線式からｌｉｉ　ｈ　＝　ｂ
　−ａを求め測定対象物の福を検出する幅検出手段、か
らなるものである。

また、本発明の第２の発明は、 ａ　上記第１の発明に加えて、画像入力手段得られた上
記画像に対して部分的な処理を行う範囲を窓枠として複
数設定する窓枠設定手段と、この窓枠の中から特徴点の
位置ずれの大きいものはノイズの多い窓枠として除外す
る有効窓枠選択手段から構成した第１の発明記載の手段
、 からなるものである。

作　　　用 本発明の作用は上記した構成によって、入力画像より測
定対象物の外形の特徴点を特徴部に対し直角方向に設定
した各ラインごとに求めた後、この複数の各ラインごと
の特徴点の存在頻度分布作成手段と特徴部算出手段によ
り、ノイズ等の不安定要因を含んだ特徴点を除外し、有
効な特徴点のみから信頼性の高い特徴部を算出すること
ができ、精度の高い幅測定が可能である。

加えて、窓枠設定手段と有効窓枠選択手段によりノイズ
除去及び高速化が可能である。

実施例 以下本発明の一実施例について、第１図〜第３図を参照
しながら説明する。

第１図は幅測定装置の構成例を示している。測定台１の
上に置かれた平行な特徴部を有する測定対象物２を入力
するために照明装置３が設置され、テレビカメラ４が測
定対象物２に垂直になるようロボット等のアクチュエー
タの先端５に設置されている。ここで、テレビカメラ４
は、カメ−ｙ　ｆｆ１ｌ　御回路６によシ制御されてい
る。

テレビカメラ４により入力された映像信号は、Ａ／Ｄ変
換回路７に入シ、画像の濃度によりθ〜２６５等（Ｄ　
画像チー　ＩＺ　Ｋ　数値化すｈ、ＣＰＵ、ＲＯＭ。

ＲＡＭ及び入出力ポート等から構成されるマイクロコン
ピュータ（ＣＰＵチップば８ｏ１８６）に入力される。

幅測定装置としては、主コントローラあるいは操作盤よ
り指令が与えられる判定制御回路即ちＣＰＵ１０．窓、
枠制御回烙８．特徴点検出回路９゜メモリ制御回路１１
．関心領域識別回路１２．特徴点存在頻度分布生成回路
１３．特徴部算出回路１４、パラメータメモリ回路１５
．そして幅検出回路１θより構成されている。測定結果
は主コントローラへ送出される。

以上のように構成された幅測定装置の測定方法について
、以下その動作について説明する。

まず、第２図のフローチャートで示すように、測定すべ
き対象物２を測定台１に載せ、機械的な位置決めを行い
〔ステップ１〕、テレビカメラの熱度を合わせ〔ステッ
プ２〕、一画面を入力し〔ステップ３〕（以上、画像入
力手段）、平行である両特徴部を検出するのであるが、
まず一方特徴部から始める。第３図ａのように、部分的
な処理を行う範囲を複数、例えば三つ、窓枠として設定
し〔ステップ４〕（窓枠設定手段）、窓枠内のａ　淡側
ｉに、ラプラシアン、ゴイエンフィルり等のフィルタを
かけ２次微分し画像を強調し、ゼロクロシング法等を用
いて、第３図すのように測定対象物の特徴部の特徴点を
、上記特徴部に対し直角方向に設定した複数の走査ライ
ンと上記特徴部との交点として各走査ラインごとに求め
る〔ステップ６〕（特徴点検出手段）。次に、各窓枠ご
とに特徴点の位置の平均を求め、他の二つの窓枠の平均
から予め定められた範囲を越えた窓枠は除外し〔ステッ
プ６〕（有効窓枠選択手段）、以後残りの窓枠内の特徴
点に対して処理していく。上記特徴部の特徴点群を上記
走査ラインと平行な基準線なるξ軸上に投影し、両特徴
部に対してこの基準線上における特徴点の存在する頻度
分布のデータの集合 ＮＬ＝（ＮＬｘｌｌ　ｉ＝１．２，３．−・・・・・ｍ
）を作成し〔ステップ７〕（特徴点存在頻度分布作成手
段〕、上記集合要素ＮＬｘｉのうち最大である△ ＮＬｘｉのＸ座標ｘｉを中心とし、予め定められた有効
範囲±σ内の特徴点群ｘＬ の平均値ａをとり上記特徴点群のＸ座標の代表値として
特徴部を表す直線Ｘ＝＆を求める〔ステップ８〕（特徴
部算出手段）。もう一方の特徴部に対しても同動作を行
い、特徴部を表す直線ｘ＝ｂを求める〔ステップ９〕、
最後に、両特徴部を表現する直線式から幅ｈ　−ｂ　−
ａを求め、測定対象物の幅を検出する〔ステップ１０〕
（幅検出手段）。

発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、画像入力時の照明
による明暗、はこりなどのノイズ等によるデータネ安定
要因を含まない窓枠を有効窓枠選択手段により設定し、
また上記データの不安定要因によシ本来の測定対象物の
特徴部の特徴点とは遠い所に求まってしまった特徴点を
特徴点存在頻度分布作成手段と特徴部算出手段により除
外し、有効で信頼性の高い特徴点群によシ特徴部を表す
直線式を算出することが可能となり、高精度な幅測定が
可能であり、加えて、窓枠設定手段により高速な幅測定
が実現でき、効果は大なるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例における幅測定装置の構成図
、第２図は同幅測定装置の測定方法を示すフローチャー
ト、第３図ａは同実施例における原画像と窓枠設定状態
を示す説明図、第３図すは測定対象物の特徴点検出後の
画像を示す図、第３図Ｃは上記特徴点の存在頻度分布図
、第４図は従来例の幅測定装置の構成図、第６図はその
動作フローチャートである。 ２・・・・・・測定対象物、４・・・・・・テレビカメ
ラ、９・・・・・・特徴点検出回路、１２・・・・・・
関心領域識別回路、１３・・・・・・特徴点存在頻度分
布生成回路、１４・・・・・・特徴部算出回路、１６・
・・・・・幅検出回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 １〕＞ト１−クヘυ１乙 第２図 第４図 ±コント叶う１戸（ｂ 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平行な特徴部を有する測定対象物をテレビカメラ
   により取り込み、画像信号を得る画像入力手段と、前記
   特徴部に対し直角方向に設定した複数の走査ラインと前
   記特徴部との交点を検出する特徴点検出手段と、走査ラ
   インと平行な基準線はＸ軸上に前記特徴点群を投影し、
   両特徴部に対して前記Ｘ軸上における両特徴点の存在す
   る位置の頻度分布のデータの集合Ｎ＿Ｌ及びＮ＿Ｒ Ｎ＿Ｌ＝｛Ｎ＿Ｌ＿ｘ＿ｉ｜ｉ＝１，２，３，・・・・
   ・・ｍ｝Ｎ＿Ｒ＝｛Ｎ＿Ｒ＿ｘ＿ｊ｜ｊ＝１，２，３，
   ・・・・・・ｎ｝を求める特徴点存在頻度分布作成手段
   と、前記集合要素Ｎ＿Ｌ＿ｘ＿ｉ、Ｎ＿Ｒ＿ｘ＿ｊのう
   ち各々最大であるＮ＿Ｌ＿ｘ＿ｉ、■＿Ｒ＿ｘ＿ｊのＸ
   座標■＿ｉ、■＿ｊを中心とし、予め定められた有効範
   囲±σ内の両特徴部の各々の特徴点のＸ座標群ｘ＿Ｌ、
   ｘ＿Ｒ ｘ＿Ｌ＝｛ｘ＿Ｌ＿ｉ｜■＿ｉ−σ≦ｘ＿ｉ≦■＿ｉ＋
   σ｝ｘ＿Ｒ＝｛ｘ＿Ｒ＿ｊ｜■＿ｊ−σ≦ｘ＿ｊ≦■＿
   ｊ＋σ｝の平均値ａ、ｂをとり上記特徴点群のＸ座標に
   おける位置の代表値として両特徴部を表す直線ｘ＝ａ、
   ｘ＝ｂを求める特徴部算出手段と、両特徴部を表現する
   直線式から幅ｈ＝ｂ−ａを求め、測定対象物の幅を検出
   する幅検出手段とからなる幅測定装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、画像入力手段後
   得られた画像に対して部分的な処理を行う範囲を窓枠と
   して複数設定する窓枠設定手段と、この窓枠の中から特
   徴点の位置ずれの大きいものはノイズの多い窓枠として
   除外する有効窓枠選択手段を備えた幅測定装置。