JPH0228503A - 円形物体の認識と中心位置検出方法 - Google Patents
円形物体の認識と中心位置検出方法Info
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- JPH0228503A JPH0228503A JP17945688A JP17945688A JPH0228503A JP H0228503 A JPH0228503 A JP H0228503A JP 17945688 A JP17945688 A JP 17945688A JP 17945688 A JP17945688 A JP 17945688A JP H0228503 A JPH0228503 A JP H0228503A
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
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、円形物体の認識と中心位置の検出に関するも
のであり、例えば鉄鋼業においては、ホットコイルの認
識、鋼管の認識等に利用し得る技術である。
のであり、例えば鉄鋼業においては、ホットコイルの認
識、鋼管の認識等に利用し得る技術である。
従来より「コイル材の位置決め装置（実開昭５９−３４
８０９号公報）」や、「金属物体凹部の中心位置検出装
置（実開昭６０−８０３０４号公報）」等にコイル材の
中心を求める装置が開示されているが、これらいずれの
装置においても、１個のコイル材が比較的狭い範囲に置
かれていることを条件にその中心を求めている。
８０９号公報）」や、「金属物体凹部の中心位置検出装
置（実開昭６０−８０３０４号公報）」等にコイル材の
中心を求める装置が開示されているが、これらいずれの
装置においても、１個のコイル材が比較的狭い範囲に置
かれていることを条件にその中心を求めている。
〔発明が解決しようとする８Ｍ）
したがって、これらの装置は、コイル置場に置かれた複
数個のコイル材や１束ねられた管状材を対象とすること
ができない。いいがえると、コイル置場に置かれた複数
個のコイル材のそれぞれや、束ねられた管状材のそれぞ
れを検出し、その中心位置、ひいてはその個数を検出す
ることは未解決の課題であった。
数個のコイル材や１束ねられた管状材を対象とすること
ができない。いいがえると、コイル置場に置かれた複数
個のコイル材のそれぞれや、束ねられた管状材のそれぞ
れを検出し、その中心位置、ひいてはその個数を検出す
ることは未解決の課題であった。
本発明は、任意個数の円形物体を認識し、それらの中心
位置を検出する方法を提供することを目的とする。
位置を検出する方法を提供することを目的とする。
本発明においては、上記目的を次の２つの方法によりそ
れぞれ達成している。
れぞれ達成している。
（１）撮像手段により対象物体を撮像した原画像の。
空間的に濃淡分布が変化するエツジ点を検出し。
検出した全てのエツジ点と原画像領域内の任意の点ａと
の間の距離を求めてその距離とエツジ点の個数とを対応
付けたヒストグラムを作成し、それより所定の許容誤差
範囲において任意距離ｒで指定されるエツジ点の数を調
べ、その数が所定閾値以上であれば、その点ａを中心と
し半径ｒの円形物体を検出する６ （２）撮像手段により対象物体を撮像した原画像の、空
間的に濃淡分布が変化するエツジ点を検出した後、該エ
ツジ点を追跡して輪郭線を検出して輪郭線の法線群の交
点を求め、該交点を代表する点を中心とする円形物体を
検出する。
の間の距離を求めてその距離とエツジ点の個数とを対応
付けたヒストグラムを作成し、それより所定の許容誤差
範囲において任意距離ｒで指定されるエツジ点の数を調
べ、その数が所定閾値以上であれば、その点ａを中心と
し半径ｒの円形物体を検出する６ （２）撮像手段により対象物体を撮像した原画像の、空
間的に濃淡分布が変化するエツジ点を検出した後、該エ
ツジ点を追跡して輪郭線を検出して輪郭線の法線群の交
点を求め、該交点を代表する点を中心とする円形物体を
検出する。
上記第（１）項は１円がある点から等距離にある魚群で
構成されていることに注目したものであり、例えば、複
数の円形体の個数と、それらの中心位置を認識する際に
、対象物体をＣＯＤカメラ等にて撮影し、その濃淡画像
から、微分処理等によりエツジ点を検出し、しかる後に
画像内の任意の点ａについて、前述した方法で求めた全
てのエツジ点からの距離を求め、さらに距離のヒストグ
ラムを作成し、ある距離ｒ近傍の個数がしきい値以上で
あれば、その点ａを円形物体の中心位置とし、距離ｒを
半径とする円形物体を認識する。
構成されていることに注目したものであり、例えば、複
数の円形体の個数と、それらの中心位置を認識する際に
、対象物体をＣＯＤカメラ等にて撮影し、その濃淡画像
から、微分処理等によりエツジ点を検出し、しかる後に
画像内の任意の点ａについて、前述した方法で求めた全
てのエツジ点からの距離を求め、さらに距離のヒストグ
ラムを作成し、ある距離ｒ近傍の個数がしきい値以上で
あれば、その点ａを円形物体の中心位置とし、距離ｒを
半径とする円形物体を認識する。
より具体的な例を、第１ａ図、第１ｂ図、第１Ｃ図およ
び第１ｄ図を参照して説明する。
び第１ｄ図を参照して説明する。
第１ａ図は、コイル材の円形断面をＣＯＤカメラ等にて
撮影した原画像であり１本発明の第（１）によりこの画
像から各コイル材の中心位置およびその大きさ（半径）
を検出するアルゴリズムの一例は次のようになる。
撮影した原画像であり１本発明の第（１）によりこの画
像から各コイル材の中心位置およびその大きさ（半径）
を検出するアルゴリズムの一例は次のようになる。
（Ｓｔｅｐｌ）エツジの抽出：
原画像第１ａ図についてエツジを抽出する。
エツジの抽出方法は、例えば、
■平滑化→■ラプラシアン→■２値化
とする。第１ｂ図にエツジの抽出結果を示す。
（Ｓｔａρ２）試験点の設定：
適当な間隔で画面に試験点を配置する。第１ｃ図に１反
転したエツジの抽出画像に重ねて試験点の設定例を示す
、これにおいて、試験点は格子の交点により示される。
転したエツジの抽出画像に重ねて試験点の設定例を示す
、これにおいて、試験点は格子の交点により示される。
（ｓ ｔａｐ ３ ）試験点の評価：
全ての試験点について以下の処理を行う。
（Ｓｔｅｐ３．１）エツジ点から試験点までのそれぞれ
の距離を計算する。
の距離を計算する。
（Ｓｔｅｐ３．２）距離に対するエツジ点分布状況を調
べるため、距離のヒストグラムを作成する。
べるため、距離のヒストグラムを作成する。
第１ｄ図にヒストグラムの一例を示す。
（Ｓｔｏｐ３．３）試験点のヒストグラムの最大点数を
その試験点の特徴量とし、対応する距離とともに記憶す
る。試験点が円の中心近傍にあれば、その試験点の特徴
量は大きくなる。
その試験点の特徴量とし、対応する距離とともに記憶す
る。試験点が円の中心近傍にあれば、その試験点の特徴
量は大きくなる。
（Ｓｔｏｐ３．４）試験点の特徴量がある閾値以上なら
ば、その試験点の近傍に、より小さい間隔で試験点を設
定して各試験点の特徴量を求め、最大の特徴量を持つ試
験点を円の中心とし、対応する距離を円の半径として記
憶する。
ば、その試験点の近傍に、より小さい間隔で試験点を設
定して各試験点の特徴量を求め、最大の特徴量を持つ試
験点を円の中心とし、対応する距離を円の半径として記
憶する。
（Ｓｔ、ａｐ３．５）すでに検出した円の中心近傍領域
以外について上記の評価を繰り返す。
以外について上記の評価を繰り返す。
以上の処理により、全ての円の中心位置およびその半径
の検出が可能である。したがって、これらの円に対応す
るコイル材の位置および個数が自動検出される。
の検出が可能である。したがって、これらの円に対応す
るコイル材の位置および個数が自動検出される。
また、上記第（２）項は、同一円周上の孤の法線が同一
点、すなわちその円の中心で交差することに注目したも
のであり、例えば、複数の円形物体の個数と、それらの
中心位置を認識する際に、対象物体をＣＯＤカメラ等に
て撮影し、その濃淡画像から、微分処理等によりエツジ
点を検出し、しかる後に、追跡によって輪郭線を検出し
０輪郭線の法線群によって求められる円弧の中心をもっ
て、円形物体の中心位置を検出するものとする。
点、すなわちその円の中心で交差することに注目したも
のであり、例えば、複数の円形物体の個数と、それらの
中心位置を認識する際に、対象物体をＣＯＤカメラ等に
て撮影し、その濃淡画像から、微分処理等によりエツジ
点を検出し、しかる後に、追跡によって輪郭線を検出し
０輪郭線の法線群によって求められる円弧の中心をもっ
て、円形物体の中心位置を検出するものとする。
より具体的な例を、第２ａ図、第２ｂ図、第２Ｃ図、第
３図、第４ａ図、第４ｂ図を参照して説明する。
３図、第４ａ図、第４ｂ図を参照して説明する。
第２ａ図は、コイル材の円形断面をＣＯＤカメラ等にて
撮影した原画像であり、本発明の第（２）によりこの画
像から各コイル材の中心位置およびその大きさ（半径）
を検出するアルゴリズムの一例は次のようになる。
撮影した原画像であり、本発明の第（２）によりこの画
像から各コイル材の中心位置およびその大きさ（半径）
を検出するアルゴリズムの一例は次のようになる。
（Ｓ ｔｏｐ １ ）エツジの強調：
原画像第２ａ図についてエツジを抽出する。
エツジの抽出方法は９例えば
■平滑化→■ラプラシアン→■２値化
とする。第２ｂ図にエツジの強調結果を示す。
（Ｓ ｔｏｐ ２ ）曲線の追跡：
エツジ点画像に細線化を施した後、曲線の追跡を行なう
、第２ｃ図にエツジの追跡結果を示す。
、第２ｃ図にエツジの追跡結果を示す。
（Ｓ ｔｏｐ ３ ）曲率による輪郭線のグループ分け
：Ｓ ｔａｐ ２で求めた輪郭線は単純な円弧とは言え
ない、すなわち、１つの円の円周が処理の途中で途切れ
たり、異なる円を構成する複数の円弧が接したりしてお
り、どの円弧が同じ１つの円を構成しているかを決定す
ることが重要になる。
：Ｓ ｔａｐ ２で求めた輪郭線は単純な円弧とは言え
ない、すなわち、１つの円の円周が処理の途中で途切れ
たり、異なる円を構成する複数の円弧が接したりしてお
り、どの円弧が同じ１つの円を構成しているかを決定す
ることが重要になる。
そこで、曲率によって輪郭線を同じ円を構成するグルー
プに分けて、以下の手順によりそれぞれの中心点を求め
る。
プに分けて、以下の手順によりそれぞれの中心点を求め
る。
（Ｓｔｏｐ３．１）曲率の計算：
曲率の計算は１例えば輪郭線の接線方向の変化により求
めることができる。適当な間隔で曲線上の点について、
最小二乗法により近似接線を求める。ここで、第３図に
示すように点Ｐｉにおける接線の式を、 ｙ ＝ ｂｌｘ ＋ ａＨ”（１） とすれば１点Ｐｉにおける接線の方向はφｉ＝乞ａｎ’
・ ｂｉ ”（２
）なる式で求まる。
めることができる。適当な間隔で曲線上の点について、
最小二乗法により近似接線を求める。ここで、第３図に
示すように点Ｐｉにおける接線の式を、 ｙ ＝ ｂｌｘ ＋ ａＨ”（１） とすれば１点Ｐｉにおける接線の方向はφｉ＝乞ａｎ’
・ ｂｉ ”（２
）なる式で求まる。
そこで点Ｐｉ近傍での接線方向の変化
を表す指標として。
θ、＝（φｉＪ−φ、）／Ｋ ・・・・（３）
を定義し、この曲線の偏角関数と呼ぶ。
を定義し、この曲線の偏角関数と呼ぶ。
（Ｓｔ６Ｐ３．２）曲率による曲線の分割：偏角関数の
水平部分は曲率が一定値を 保つ円弧を示唆する。第４ａ図、第４ｂ図に曲線の偏角
関数とそのヒストグラムの例を示す、偏角関数の値が急
に変化する（極値を持つ）点や零交差点のような特徴点
を分割点として曲線を分割することにより、元の曲線が
曲率の大きい角の点や方向の変化する点で分けられる。
水平部分は曲率が一定値を 保つ円弧を示唆する。第４ａ図、第４ｂ図に曲線の偏角
関数とそのヒストグラムの例を示す、偏角関数の値が急
に変化する（極値を持つ）点や零交差点のような特徴点
を分割点として曲線を分割することにより、元の曲線が
曲率の大きい角の点や方向の変化する点で分けられる。
さらに、求めるべき円弧の曲率の範囲
が既知ならば、その範囲の曲線だけを選びだすこともで
きる。
きる。
（Ｓｔｏｐ４）円弧の中心位置検出：
Ｓ ｔｅｐ ３において、グループ分けされた円弧につ
いて、その中心を以下の方法で求める。
いて、その中心を以下の方法で求める。
連続したある１つの曲線に対応する法線群が次式のよう
にｍ個の一次方程式からなるとすると、 Ｙ ＝ ｄｌｘ ＋ ’ｉ （”＝Ｌ２ｔ””＊ｍ
） ・−（。
にｍ個の一次方程式からなるとすると、 Ｙ ＝ ｄｌｘ ＋ ’ｉ （”＝Ｌ２ｔ””＊ｍ
） ・−（。
このとき、円弧の中心位１！ （Ｘｏ 、 Ｙｏ ）は
、最小二乗法により、 Ｊ＝Σ（ｙ −ｄｉｘ −ｃｉ） ’ ・・・
・（５）の値を最小にする解として求まる。
、最小二乗法により、 Ｊ＝Σ（ｙ −ｄｉｘ −ｃｉ） ’ ・・・
・（５）の値を最小にする解として求まる。
（Ｓ ｔｏｐ ５ ）円弧の信頼度の評価：求めた中心
点のうち、近傍にあるものは１つの中心点とみなす、そ
の後、各中心点を求めた円弧の長さが長いほど信頼度は
高く１円弧の長さがしきい値以上の集合を円形物体と認
識し、同時に中心位置を検出する。
点のうち、近傍にあるものは１つの中心点とみなす、そ
の後、各中心点を求めた円弧の長さが長いほど信頼度は
高く１円弧の長さがしきい値以上の集合を円形物体と認
識し、同時に中心位置を検出する。
本発明を一態様で実施する装置構成を第５図に示す、こ
の装置は、コイル置場に不規則に複数個置かれたコイル
材１を、ＣＣＤカメラ２にて撮影し１画像処理装置３に
て、上記第（１）項数載の方法または第（２）項記載の
方法に従った処理を行ない、各コイル材の中心位置およ
び大きさ、ならびにそれらの個数を検出する。
の装置は、コイル置場に不規則に複数個置かれたコイル
材１を、ＣＣＤカメラ２にて撮影し１画像処理装置３に
て、上記第（１）項数載の方法または第（２）項記載の
方法に従った処理を行ない、各コイル材の中心位置およ
び大きさ、ならびにそれらの個数を検出する。
本発明により、円形物体の中心位置および大きさ、なら
びにそれらの個数を効率良く検出することができた。
びにそれらの個数を効率良く検出することができた。
第１ａ図はコイル材の円形断面をＣＯＤカメラ等にて撮
影した原画像を、第１ｂ図は第１ａ図に示した原画像か
ら抽出したエツジ画像を、第１ｃ図は試験点の設定例を
、第１ｄ図はヒストグラムの一例を、それぞれ示す平面
図である。 第２ａ図コイル材の円形断面をＣＯＤカメラ等にて撮影
した原画像を、第２ｂ図は第２ａ図に示した原画像のエ
ツジを強調したエツジ画像を、第２ｃ図は第２ｂ図に示
したエツジを追跡した追跡画像を、それぞれ示す平面図
である。 第３図は曲線の接線近似を説明するための説明図である
。 第４ａ図は曲線の偏角関数の一例を、第４ｂ図はそのヒ
ストグラムを、それぞれ示すグラフである。 第５図は本発明を一態様で実施する装置！！構成を示す
ブロック図である。 １：コイル材 ２ ： ＣＣＤカメラ３：画
像処理装置 第 １、〕 図 第 Ｃ ［道 第 ［召 第 ］ｄ 図 ！銅。
影した原画像を、第１ｂ図は第１ａ図に示した原画像か
ら抽出したエツジ画像を、第１ｃ図は試験点の設定例を
、第１ｄ図はヒストグラムの一例を、それぞれ示す平面
図である。 第２ａ図コイル材の円形断面をＣＯＤカメラ等にて撮影
した原画像を、第２ｂ図は第２ａ図に示した原画像のエ
ツジを強調したエツジ画像を、第２ｃ図は第２ｂ図に示
したエツジを追跡した追跡画像を、それぞれ示す平面図
である。 第３図は曲線の接線近似を説明するための説明図である
。 第４ａ図は曲線の偏角関数の一例を、第４ｂ図はそのヒ
ストグラムを、それぞれ示すグラフである。 第５図は本発明を一態様で実施する装置！！構成を示す
ブロック図である。 １：コイル材 ２ ： ＣＣＤカメラ３：画
像処理装置 第 １、〕 図 第 Ｃ ［道 第 ［召 第 ］ｄ 図 ！銅。
Claims (2)
- （１）撮像手段により対象物体を撮像した原画像の、空
間的に濃淡分布が変化するエッジ点を検出し、検出した
全てのエッジ点と原画像領域内の任意の点ａとの間の距
離を求めてその距離とエッジ点の個数とを対応付けたヒ
ストグラムを作成し、それより所定の許容誤差範囲にお
いて任意距離ｒで指定されるエッジ点の数を調べ、その
数が所定閾値以上であれば、その点ａを中心とし半径ｒ
の円形物体を検出する、円形物体の認識と中心位置検出
方法。 - （２）撮像手段により対象物体を撮像した原画像の、空
間的に濃淡分布が変化するエッジ点を検出した後、該エ
ッジ点を追跡して輪郭線を検出して輪郭線の法線群の交
点を求め、該交点を代表する点を中心とする円形物体を
検出する、円形物体の認識と中心位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17945688A JPH0228503A (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 円形物体の認識と中心位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17945688A JPH0228503A (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 円形物体の認識と中心位置検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0228503A true JPH0228503A (ja) | 1990-01-30 |
Family
ID=16066172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17945688A Pending JPH0228503A (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 円形物体の認識と中心位置検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0228503A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04249707A (ja) * | 1990-05-07 | 1992-09-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 境界位置検出方法 |
| JPH0712520A (ja) * | 1990-12-27 | 1995-01-17 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 基準を発見する方法 |
| JP2001021319A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-01-26 | Nippon Paper Industries Co Ltd | 巻き取り紙ロールの偏芯量測定方法及びその装置 |
| JP2008241256A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Kao Corp | 毛髪繊維形状解析システム及び解析方法 |
| WO2010042506A3 (en) * | 2008-10-08 | 2010-07-15 | The Richard M. Weiss Revocable Trust | Apparatus and method for measuring displacement of a curved surface using dual laser beams |
| JP2013064618A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | 写真計測システムおよび写真計測用写真撮影条件決定方法 |
| JP2014160003A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Seiko Instruments Inc | 同芯度測定装置、フェルール分類装置、同芯度測定方法、同芯度測定プログラム及び記録媒体 |
| JP2017173992A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | 山九株式会社 | 結束鋼管検査装置及び結束鋼管検査方法 |
-
1988
- 1988-07-19 JP JP17945688A patent/JPH0228503A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04249707A (ja) * | 1990-05-07 | 1992-09-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 境界位置検出方法 |
| JPH0712520A (ja) * | 1990-12-27 | 1995-01-17 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 基準を発見する方法 |
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| JP2017173992A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | 山九株式会社 | 結束鋼管検査装置及び結束鋼管検査方法 |
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