JPH0139148B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は散在する棒状物体の検出方法に関す
る。

従来、検出対象物体である棒状物体をITVカ
メラで撮像し、その入力画面をスキヤンし、該ス
キヤン方向に連続する所定数の画像データからな
る明暗パターンと、予め記憶した前記棒状物体の
横断方向の明暗度を示す標準パターンとの比較に
基づいて棒状物体を検出する方法がある。

かかる従来の検出方法は、棒状物体が予め所定
方向に、すなわちスキヤン方向に対してほぼ直交
する方向に配列されている場合には検出可能であ
るが、第１図に示すように棒状物体（丸棒）１が
散在している場合には全方向の棒状物体を検出す
ることができなかつた。また、工場内の照明のよ
うに、その照明方向が不均一で、太陽光の影響を
受けるような環境においては、棒状物体の方向に
よつてその横断方向の明暗パターンが変化し、こ
れが全方向に散在する棒状物体の検出を困難にす
る要因の１つとなつていた。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、全
方向に散在する棒状物体を、その棒状物体の照明
状態にかかわらず検出することができる棒状物体
の検出方法を提供することを目的とする。

この発明によれば、複数の棒状物体が散在する
入力画面を、該画面の左右方向、上下方向、右45
度上方向、および右45度下方向の４つの方向別に
スキヤンし、各スキヤン方向別に抽出した明暗パ
ターンと棒状物体の明暗度の示す標準パターンと
の比較に基づいて棒状物体を検出するようにして
いる。このとき、前記比較基準となる標準パター
ンとしては照明状態が変化する度に前記画面の左
右方向、上下方向、右45度上方向、および右45度
下方向に対してほぼ直交して存在する棒状物体の
横断方向の４つの明暗パターンのうち前記スキヤ
ン方向に応じて選択したものを前記棒状物体の検
出に先立つて予め用意し、もつて全方向に散在す
る棒状物体をその棒状物体の照明状態にかかわら
ず検出し得るようにしている。

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明
する。

まず、本発明に使用する４つの標準パターンの
作成方法について説明する。第２図において、
ITVカメラ１は、工場の床面等に散在する同一
形状および同一寸法の丸棒所定の視野で撮像し、
その入力画像の画像データをモニタ２に出力す
る。モニタ２は入力する画像データにより複数の
丸棒の画像をモニタ画面に映し出すとともに、カ
ーソル移動レバー３の操作によりモニタ画面上を
上下左右に移動可能なカーソル２ａを映し出す。

明暗パターン取出回路４は連続する10画素の画
像データからなる明暗パターンを前記モニタ２に
入力する画像データから取り出すもので、書込ス
イツチ５をオンにするとそのときのカーソル２ａ
の移動位置を基準として、スキヤン方向指定スイ
６によつて指定したスキヤン方向の明暗パターン
を取り出す。なお、スキヤン方向指定スイツチ６
は、モニタ画面の画像の左右方向（矢印Ａ方向）、
上下方向（矢印Ｂ方向）、右45度上方向（矢印Ｃ
方向）、および右45度下方向（矢印Ｄ方向）の４
つのスキヤン方向のうちいずれか１つを適宜指定
し得るようになつている。

明暗パターンメモリ７は明暗パターン取出回路
４によつて取り出された複数の明暗パターンを一
時記憶し、標準パターン作成回路８は上記複数の
明暗パターンから最適な標準パターンを作成す
る。なお、複数の明暗パターンから標準パターン
を作成する方法としては、ラグランジユの未定乗
数法を用いる方法、または平均値や中央値を取る
方法など種々の方法が考えられる。

このようにして作成された標準パターンは、標
準パターンメモリ９内の前記スキヤン方向指定ス
イツチ６によつて指定されるスキヤン方向に対応
する記憶エリアに記憶される。

ここで、標準パターンを作成する場合には、ま
ず、スキヤン方向指定スイツチ６を用いて４つの
スキヤン方向のうちいずれか１つ、例えば左右方
向（矢印Ａ方向）を指定する。オペレータは、モ
ニタ２の画面を見ながら矢印Ａ方向にほぼ直交す
る丸棒の画像を探し、カーソル移動レバー３を操
作してカーソル２ａをその画像の中心位置P₁に
移動させ、その後書込スイツチ５をオンにする。
上記操作を複数のラインについて繰り返すことに
より、明暗パターンメモリ７には矢印Ａ方向にほ
ぼ直交する丸棒の横断方向の明暗パターンが複数
組記憶され、この複数組の明暗パターンから標準
パターンが標準パターン作成回路８により作成さ
れる。なお、第３図は、□印、○印、△印、およ
び×印で示す４組の明暗パターンと、これらの明
暗パターンから作成される標準パターン（●印）
との関係を示すグラフである。

また、スキヤン方向として矢印Ｄ方向を指定し
た場合には、この方向にほぼ直交する丸棒の画像
中心位置P₂にカーソル２ａを移動させることに
より、このスキヤン方向に対する標準パターンが
作成される。

このようにして、標準パターンメモリ９は４つ
のスキヤン方向に対応する４つの標準パターンを
記憶する。

いま、丸棒が第４図に示すように矢印Ａ，Ｂ，
Ｃ，およびＤ方向に対してそれぞれ丸棒１０ａ，
１０ｂ，１０ｃ，および１０ｄが直交して存在
し、矢印Ｅ方向から各丸棒が照明された場合に
は、丸棒１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，および１０ｄ
に対して作成される標準パターンは、それぞれ第
５図ａ，ｂ，ｃおよびｄに示すグラフのようにそ
れぞれ異なつたパターンとなる。

照明方向が異なつた場合には、これら４つの標
準パターンも、これに対応して変化する。したが
つて、標準パターンは、例えば検出する部屋、場
所が変わる等して照明状態が変つた場合は、これ
に対応して設定し直すようにする。

次に、本発明による棒状物体の検出方法の一例
を第６図に示すフローチヤートに従つて説明す
る。

まず、棒状物体の検出に際して、検出する領域
をITVカメラ１で撮像し、該撮像データをモニ
タ２の表示画面上に表示する。そして、スキヤン
方向指定スイツチ６を操作することでｎをたとえ
ば１に指定することで、表面画面上での最初のス
キヤン方向（主走査方向）を指定する（処理20）。

次に、標準パターンメモリ９からｎに対応する
標準パターンを読み出す（処理21）。なお、標準
パターンメモリ９は前述したように４つのスキヤ
ン方向別に標準パターンを記憶しており、スキヤ
ン方向指定スイツチ６の操作によつて、ｎを１〜
４のうちの１つに指定することで、ｎに対応する
標準パターンが読み出せるようになつている。

このようにして、スキヤン方向が決定される
と、該決定されたスキヤン方向を主走査方向とし
たラスタ走査が表示画面全体にわたつて自動的に
実行される。すなわち、ｉに１の第１主走査ライ
ンについてのスキヤンがまず行なわれ、この第１
主走査ラインの画像データが取り出される（処理
22，23）。そして、この画像データが前記読み出
された標準パターンと比較されることにより、こ
の画像データ中に丸棒横断時の明暗パターンが含
まれているか否かが判別され（処理24）。

そして、横断時の明暗パターンでないときに
は、処理25に移行し、横断時の明暗パターンのと
きには、ｉの値等に基づいて丸棒の位置を検出
し、この位置を記憶したのち処理25に移行する
（処理26）。

処理25ではｉに１を加えることで、スキヤンラ
インを第１主走査ラインから１画素分副走査方向
（第１主走査ラインに垂直な方向）にずらした第
２主走査ラインを移す。そして、処理27でスキヤ
ン終了（全画面のスキヤンを終了した状態）を確
認し、スキヤン終了でない場合は、処理23に戻
り、今度は第２主走査ラインについての画像デー
タを取り出す。

上記処理、判断をスキヤン終了まで実行するこ
とにより、ｎ＝１に対応する方向をスキヤン方向
としたラスタ走査、および丸棒の位置検出処理が
画面全体にわたつて実行される。

かかる処理が実行されることによりｎ＝１に対
応するスキヤン方向に直交する方向を中心線とし
て、その中心線方向から±22.5度以内の角度を丸
棒の長手方向とした丸棒の位置を検出することが
できる。

そして、このｎ＝１に対応するラスタ走査が終
了すると、今度はｎに１が加えられ、ｎ＝２に対
応する方向を主走査方向とした前述の処理が実行
される。

判断２９は４つの各スキヤン方向別における丸
棒の検出処理が実行されたか否かを判別するもの
で、前記ｎが４以下の場合には処理21に戻す。処
理21は標準パターンメモリ９から上記書き改めら
れたｎに対応して新たな標準パターンを読み出
す。以下、上記と同様に、読み出した標準パター
ンを用いて上記ｎに対応するスキヤン方向にスキ
ヤンしながら丸棒の横断位置を検出する。一方、
４つの各スキヤン方向別における丸棒の検出処理
が全て終了すると、前記ｎが５となり、一画面分
の丸棒の検出処理が終了する。

これにより、全方向に散在する丸棒の有無（横
断位置）を検出することができる。なお、このよ
うにして検出した丸棒の位置情報は、例えばハン
ドリングロボツトに加えられ、該ハンドリングロ
ボツトが適宜な丸棒を把持する際に使用される。

なお、本実施例では検出対象物体として丸棒を
用いたが、これに限らず他の断面形状の棒状物
体、例えば六角柱のようなものに対しても本発明
は適用し得るものである。

以上説明したように本発明によれば、棒状物体
を４つの方向別にスキヤンし、各スキヤン方向別
に最適な標準パターンを使用するようにしている
ため、全方向に散在する棒状物体をその棒状物体
の照明状態にかかわらず確実に検出することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は散在する丸棒の平面図、第２図は本発
明に使用する標準パターンの作成装置の一例を示
すブロツク図、第３図は複数の明暗パターンとこ
れによつて作成される標準パターンとを示すグラ
フ、第４図は４つのスキヤン方向に対してそれぞ
れ直交方向に存在する丸棒とこれらの丸棒の照明
方向の一例を示す図、第５図ａ〜第５図ｄはそれ
ぞれ第４図に示す丸棒１０ａ〜１０ｄに対応して
作成される標準パターンの一例を示すグラフ、第
６図は本発明による棒状物体の検出方法の一例を
説明するために用いたフローチヤートである。 １…ITVカメラ、２…モニタ、２ａ…カーソ
ル、３…カーソル移動レバー、４…明暗パターン
取出回路、５…書込スイツチ、６…スキヤン方向
指定スイツチ、７…明暗パターンメモリ、８…標
準パターン作成回路、９…標準パターンメモリ、
１０，１０ａ〜１０ｄ…丸棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 棒状物体の位置検出に先立ち、同一形状及び
   寸法から成る複数の棒状物体が散在する領域の一
   部を撮像し、該撮像データをモニタ表示するとと
   もに、該モニタ表示画面中に存在する棒状物体の
   うち、表面画面の左右方向、上下方向、右上がり
   45度方向および右下がり45度方向に延びる各１つ
   の棒状物体の短手方向の明暗パターンを抽出し、
   これら４つの明暗パターンを標準パターンとして
   予め記憶する工程と、 棒状物体の位置検出に際し、前記棒状物体が散
   在する領域の所望を箇所を撮像し、該撮像データ
   をモニタ表示するとともに、該モニタ表示画面の
   全領域を表示画面の上下方向、左右方向、右下が
   り45度方向および右上がり45度方向の４つの異な
   る方向にそれぞれラスタ走査し、これらラスタ走
   査によつて得た画像データを１走査ライン単位に
   前記４つの標準パターンのうちの当該走査ライン
   の方向が前記短手方向に一致する棒状物体から抽
   出した標準パターンとそれぞれ比較し、これらの
   比較結果に基づき棒状物体の位置を検出する工程
   と、 を具える棒状物体の検出方法。