JPH03138504A - スポット位置及びスリット位置の検出方法 - Google Patents

スポット位置及びスリット位置の検出方法

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JPH03138504A
JPH03138504A JP27776989A JP27776989A JPH03138504A JP H03138504 A JPH03138504 A JP H03138504A JP 27776989 A JP27776989 A JP 27776989A JP 27776989 A JP27776989 A JP 27776989A JP H03138504 A JPH03138504 A JP H03138504A
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JP
Japan
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image
slit
pixel
spot
connections
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Application number
JP27776989A
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English (en)
Inventor
Yoshiro Nishimoto
善郎 西元
Shinichi Imaoka
今岡 伸一
Kanji Ikejima
池嶋 貫二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KOBERUKO SYST KK
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
KOBERUKO SYST KK
Kobe Steel 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、部品組立における高さ計測、若しくはカメラ
の自動焦点設定の為の距離計測等に利用されるスポット
位置(スリット位置)の検出方法に関する。
〔従来技術〕
上記したような部品を組み立てる際、若しくはカメラの
焦点を自動設定する際には、対象物にスポット光やスリ
ット光が照射され、その時の前記対象物の投影画像が照
射光軸と異なる方向からイメージセンサで撮像され、三
角測量の原理を用いた前記高さ若しくは距離の計測がな
されている。
この時、前記イメージセンサで得られた画像からスポッ
ト位置やスリット位置をいかに認識するかによって、計
測精度及び装置コストが大きく左右される。このような
スポット位置若しくはスリット位置を検出する方法とし
ては、特開昭63−66404号に開示された検出方法
が挙げられる。
前記検出方法は、1次元のイメージセンサで捉えたスポ
ットの1次元画像を構成する各画素の光強度値をコンパ
レータを用いて隣接間で比較し、前記各コンバーク出力
(2値信号)を並列久方・直列出力型シフトレジスタに
入力し、第4図に示すように、前記シフトレジスタの出
力ビツトパターンBから前記画素のピーク値P、即ちス
ポット位置を検出するものである。このような検出方法
は、画像メモリを用いて一度画像データを記憶し順次比
較するといった検出方法と比較すると、簡単な回路構成
により実現できるとされている。
〔発明が解決しよ・うとする課題〕
上記したような従来のスポット位置の検出方法では、前
記スポット位置が、イメージセンサで捉えた各画素の光
強度のピークをもつ位置として検出されている。しかし
ながら、前記ピーク位置による検出方法では、画素数に
相当するイメージセンサの分解能で前記スポット位置の
検出精度が限定される。又、このような検出方法では、
例えば誘導ノイズや外乱光にかかるノイズを拾った場合
には大きな位置検出誤差を発生ずることがある。
その為に、従来技術による高さや距離の計測に関して、
従来の検出方法は計測精度及び信幀性が十分に高いもの
とはいえなかった。
従って、本発明の目的とするところは、高精度且つ高信
頼性のスポット位置及びスリット位置の検出方法を提供
することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明が採用する第1の検
出方法であって、スポット位置の検出方法に係るものは
、行列状に区画された複数の画素からなる撮像手段によ
り撮像された対象物のスポット画像のスポット位置を検
出するスポット位置の検出方法において、前記画素毎の
画像信号を予め設定された閾値で2値化し、前記閾値を
越えた画素群の連結数を求め、前記連結数が所定値以−
ヒの画素群につき当該画素群の重心位置を求めるととも
に該重心位置をスポット位置と特定する点を要旨とする
ものである。
又、第2の検出方法であって、スリット位置の検出方法
に係るものは、行列状に区画された複数の画素からなる
撮像手段により撮像された対象物のスリット画像のスリ
ット位置を検出するスリット位置の検出方法において、
前記画素毎の画像信号を予め設定された閾値で2値化し
、前記閾値を越えた画素群の連結数を求め、前記連結数
が所定値以上の画素群につき当該画素群のスリット画像
長手方向に略直交する画素行若しくは画素列の重心位置
を求めるとともに該重心位置をスリット位置と特定する
点を要旨とするものである。
更番こ、第3の検出方法であって、スリット位置の別の
検出方法に係るものは、行列状に区画された複数の画素
からなる撮像手段により撮像された対象物のスリット画
像のスリット位置を検出するスリット位置の検出方法に
おいて、前記画素毎の画像信号を予め設定された閾値で
2値化し、スリット画像長手方向に略直交する1若しく
は2以上の画素行又は画素列に区画された領域毎に前記
閾値を越えた画素群の連結数を求め、前記連結数が所定
値以上の画素群につき当該画素群の前記画素行若しくは
画素列の重心位置を求めるとともに該重心位置をスリッ
ト位置と特定する点を要旨とするものである。
〔作用〕
本発明に係るスポット位置の検出方法によれば、まず、
対象物を撮像した撮像手段の画素毎の画像信号が、例え
ば比較回路等において予め設定された閾値で当該閾値を
越えるものと超えないものとに2値化される。ついで、
前記画像信号が前記閾値を越え且つ隣りあう画素の集合
した画素群の連結数が、例えば連結数演算回路により演
算される。
更に、前記連結数が、例えばゲート回路において予め設
定された所定値以上である画素群について当該画素群の
重心位置が例えば重心演算回路により求められる。そし
て、該重心位置がスポット位置として特定される。
〔実施例〕
以下、添付図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施
例につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに第1図は本発明の一実施例に係るスポット・スリ
ット位置検出装置の概略構成を示すブロック図、第2図
は同スポット・スリット位置検出装置がスポット画像か
らそのスポット位置を検出する際の過程を示す状態説明
図、第3図は同スポット・スリット位置検出装置がスリ
ット画像のスリット位置を検出する際の過程゛を示す状
態説明図である。
尚、以下の実施例は、本発明の具体的−例に過ぎず、本
発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
第1図のブロック図に示すスポット・スリット位置検出
装置1は、CCDマトリクスを具備するCCDカメラで
あって、スポット光若しくはスリット光が照射された対
象物からのスポット画像若しくはスリット画像を撮像す
る撮像装置3と、CCD画素毎の画像信号を入力し該画
像信号とノイズ除去を目的として予め設定された閾値と
の比較により前記画像信号を2値化し2値化画像を演算
する比較回路8と、当該比較回路8において前記閾値を
越えたCCD画素同志が隣接して連結したCCD画素群
の連結数を演算する連結数演算回路9と、前記CCD画
素群の連結数が予め設定された所定値以上、例えばここ
ては2以上であるCCD画素群についてのりチー1−出
力画像として残し前記所定値を越えないCCD画素群に
ついては消去するゲート回路10と、前記デー1〜出力
画像におけるCCD画素群の画像重心を演算すると共に
当該画像重心の位置をスポット位置若しくはスリット位
置と特定する重心演算回路11とから主として構成され
ている。12は前記画像信号をアナログ/デジタル変換
するA/D変換器であり、13は前記デジタルの画像信
号を格納する画像メモリである。又、前記スポット・ス
リット位置検出装置1はスポット画像を撮像する場合と
スリット画像を撮像する場合とに切り替える図外の切替
手段を具備している。
従って、前記対象物からのスポット画像を撮像する際に
は、前記切替手段によりスポット画像モードが選択され
る。そして、第2図にスポット画像処理の過程を示すよ
うに、まず、過程(イ)において、前記対象物のスポッ
ト画像は前記撮像装置3により濃淡値E、、で示される
入力画像4として撮像される。この時、前記撮像装置3
には、例えば外乱光が入射し、前記外乱光によるノイズ
Nが前記入力画像4に入力されている。次に、該入力画
像4は、A/D変換及びメモリ格納後に前記比較回路8
によって、予め設定され図外のメモリに格納された閾値
で前記各CCD画素2の画像信号毎に2値化され2値化
画像4aが得られる(過程(ロ))。更に、前記2値化
画像4aについて前記閾値を越え且つ隣接して連結する
CCD画素2の集合体となるCCD画素群St3.8n
のCCD画素数、即ち連結数が、連結数演算回路9によ
り演算される。ここで、前記スポット画像に係るCCD
画素群S kの連結数は8であり、前記ノイズNに係る
CCDCC画素群の連結数は1であった。そして、前記
CCD画素群S、、、Snの内、前記連結数が2以上の
ものが、ゲート回路10によって選別され後続の処理に
供される。即ちここでは、スポット画像に係るCCDC
D群S14のみが後続の画像重心を求める処理に供され
、ノイズNに係るCCD画素群S。は消去される。その
結果、過程(ハ)においてゲート出力画像4bが得られ
る。引き続き、前記CCD画素群Sいは、重心演算回路
11により下記の(1)式及び(2)式に基づいてその
画像重心の点、即ちスポット位置5の座標(ig、jg
)が求められる(過程(ニ))。
4I、からスリン)・画像のスリット位置7を求める際
に(過程(ニ))、スポット画像モードによる場合のよ
うにi列方向及び3行方向の双方向の中心(画像重心)
を求める必要はなく、スリット画像長手方向(3行方向
)に直交するi列方向のみのスリット画像中心線、即ち
スリット位置7を以下の(3)式に基づいて演算すれば
よい。
ここでAは規格化の為の定数、E、、は前記入力画像4
の濃淡値である。
引き続き、対象物のスリット画像のスリット位置を検出
する場合につき以下に説明する。
前記切替手段によりスリット画像モードが選択されると
、第3図に示すように、上記したスポット画像モードの
過程(イ)〜過程(ニ)と同様の処理がスリット画像に
係る入力画像6に対して実行される。
前記スリット画像モードでは、ゲート出力画像1 】 尚、本実施例に係るスポット・スリット位置検出装置1
のスポット画像モードでは、前記スリット画像長手方向
に直交する3行分のCCD画素2をゲート出力画像4I
、から区画する領域Rが、前記ゲート出力画像4トに設
定され、スリット画像に係るCCD画素群Sいの内、前
記領域R内にあるCCD画素群S、31のみが重心演算
回路11によるスリット画像中心線を検出するための演
算処理に供される。それにより、当該演算処理は、前記
CCD画素群S k全体に対して前記演算処理を行う場
合と比べて高速化される。
2 上記したように、本実施例装置によれば、CCD画素群
S、の範囲内で画像重心が求められるので、本来のスポ
ット位置若しくはスリット位置から離れたところに検出
されたノイズNの影響を受けず、或いは前記画像重心の
演算によりイメージセンサのCCD画素分解能以上の位
置決め精度を得ることができることから、高さ計測若し
くは距離計測の高精度化が実現される。
又、COD画素群S、の連結数を評価することにより、
−点のCCD画素2からなるノイズNをスポット画像若
しくはスリット画像と誤認することがなく、或いは前記
画像重心の演算の適用により、対象物の反射率が変動し
スポット画像又はスリット画像が膨らんだり萎んだりし
た場合でもその影響を受けにくいといった点で信頼性の
高いものが実現される。
尚、本実施例において前記連結数に係る所定値は2の値
が設定されたが、ノイズの発生状況に応じて変更するこ
ともできる。
又、スリット画像モードにおいてゲート出力画像41.
に領域Rが3行分のCCD画素2に設定されたが、それ
に限定されず1行分若しくは2行分以上のCCD画素2
に設定してもかまわず、或いは前記領域Rを設定しなく
てもよい。
更に、スリット画像は、i列・j行のCCD画素マトリ
ックスに対して3行方向を長手方向として撮像されたが
、当該長手方向をi列方向に撮像してもよく、その場合
には前記3行方向のスリット画像中心線がスリット位置
として求められる。
〔発明の効果〕
第1の発明によれば、行列状に区画された複数の画素か
らなる撮像手段により撮像された対象物のスポット画像
のスポット位置を検出するスポット位置の検出方法にお
いて、前記画素毎の画像信号を予め設定された閾値で2
値化し、前記閾値を越えた画素群の連結数を求め、前記
連結数が所定値以上の画素群につき当該画素群の重心位
置を求めるとともに該重心位置をスポット位置と特定す
ることを特徴とするスポット位置の検出方法が提供され
、対象物から撮像されたスポット画像のスポンI・位置
を高精度かつ高信頼性で検出することができる。又、第
2の発明によれば、行列状に区画された複数の画素から
なる撮像手段により撮像された対象物のスリット画像の
スポット位置を検出するスリット位置の検出方法におい
ζ、前記画素毎の画像信号を予め設定された閾値で2値
化し、前記閾値を越えた画素群の連結数を求め、ifI
記連結数が所定値以−■−の画素群につき当該画素群の
スリン1へ画像長手方向に略直交する画素行若しくは画
素列の重心位置を求めるとともに該重心位置をスリット
位置と特定することを特徴とするスリット位置の検出方
法が提供され、対象物から撮像されたスリンl−画像の
スリット位置が高精度且つ高信頼性で検出される。更に
、第3の発明によれば、行列状に区画された複数の画素
からなる撮像手段により撮像された対象物のスリット画
像のスリット位置を検出するスリット位置の検出方法に
おいて、前記画素毎の画像信号を予め設定された閾値で
2値化し、スリット画像長手方向に略直交する1若しく
は2以」二の画素行又は画素列に区画され5 た領域毎に前記閾値を越えた画素群の連結数を求め、前
記連結数が所定値以上の画素群につき当該画素群の前記
画素行若しくは画素列の重心位置を求めるとともに該重
心位置をスリット位置と特定することを特徴とするスリ
ット位置の検出方法が提供され、対象物から撮像された
スリット画像のスリット位置が高精度且つ高信頼性で検
出されると共に、前記スリット位置の検出演算が高速化
され得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るスポット・スリット位
置検出装置の概略構成を示すブロック図、第2図は同ス
ポット・スリット位置検出装置がスポット画像からその
スポット位置を検出する際の過程を示す状態説明図、第
3図は同スポット・スリット位置検出装置がスリット画
像のスリット位置を検出する際の過程を示す状態説明図
、第4図は本発明の背景の一例となる従来のスポット位
置検出装置が具備するラインセンサを用いて検出したピ
ーク位置を示すグラフである。 6 (符号の説明〕 ■・・・スボッ1−・スリット位置検出装置2・・・C
CD画素 3・・・撮像装置 4・・・人力画像 4、・・・2値化画像 4b・・・ゲート出力画像 5・・・スポット位置 7・・・スリット位置 8・・・比較回路 9・・・連結数演算回路 10・・・ゲート回路 11・・・重心演算回路 R・・・領域 Sk 、Sk I・・・CCDCD画 素願出 願人人 株式会社神戸製鋼所 コヘルコシステム株式会社

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)行列状に区画された複数の画素からなる撮像手段
    により撮像された対象物のスポット画像のスポット位置
    を検出するスポット位置の検出方法において、 前記画素毎の画像信号を予め設定された閾値で2値化し
    、前記閾値を越えた画素群の連結数を求め、前記連結数
    が所定値以上の画素群につき当該画素群の重心位置を求
    めるとともに該重心位置をスポット位置と特定すること
    を特徴とするスポット位置の検出方法。
  2. (2)行列状に区画された複数の画素からなる撮像手段
    により撮像された対象物のスリット画像のスリット位置
    を検出するスリット位置の検出方法において、 前記画素毎の画像信号を予め設定された閾値で2値化し
    、前記閾値を越えた画素群の連結数を求め、前記連結数
    が所定値以上の画素群につき当該画素群のスリット画像
    長手方向に略直交する画素行若しくは画素列の重心位置
    を求めるとともに該重心位置をスリット位置と特定する
    ことを特徴とするスリット位置の検出方法。
  3. (3)行列状に区画された複数の画素からなる撮像手段
    により撮像された対象物のスリット画像のスリット位置
    を検出するスリット位置の検出方法において、 前記画素毎の画像信号を予め設定された閾値で2値化し
    、スリット画像長手方向に略直交する1若しくは2以上
    の画素行又は画素列に区画された領域毎に前記閾値を越
    えた画素群の連結数を求め、前記連結数が所定値以上の
    画素群につき当該画素群の前記画素行若しくは画素列の
    重心位置を求めるとともに該重心位置をスリット位置と
    特定することを特徴とするスリット位置の検出方法。
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