JPH0350311B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、例えば視覚センサーを用いて、被判
定部品としての複数の穴をもつた平面状の部品
（平面部品と呼ぶ）の欠陥検査あるいは部品識別
を行なう場合に、平面部品自体及び、各穴の特徴
量（面積、周囲長、重心、位置、姿勢など）の抽
出と判定処理を行なうための、各穴にラベル付け
（番号付け）を行う装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

以下各図において同一の符号は同一又は相当部
分を示す。

従来、平面部品内の複数個の穴にラベル付けを
行う方法としては、第４図、第５図に示すような
装置および方法があつた。すなわち第４図におい
て、あらかじめ整列され、複数個の穴のあいた被
判定部品１００は、部品搬送手段（ベルトコンベ
アなど）１０１によつて、２次元撮像装置１０２
の下に搬送され、撮像されて該撮像装置１０２か
ら被判定部品１００のアナログの画像信号１０２
ａが出力される。部品検査判定装置１０３はその
画像信号１０２ａをデジタル化（２値化）し、背
景と被判定部品１００の領域とをセグメンテーシ
ヨン（パターン分離）し、その後まず部品１００
それ自体の特徴量（面積、周囲長、重心、位置、
姿勢など）を抽出する。次にその内部にある複数
の穴の各穴についてラベル付けを行い、各穴の特
徴量（面積、周囲長、重心、位置、姿勢など）を
抽出し、最後に総合判定を行なつて、被判定部品
１００の欠隔検査あるいは部品の識別をする。

この場合の各穴のラベル付けの方法は、あらか
じめ部品１００を所定の姿勢となるように整列さ
せておいて、判定装置１０３に付された表示装置
１０４に示されるように部品１００の２値化画像
の走査線１０５の走査の順に穴の番号または名前
がつけられていく。例えば第４図の表示装置１０
４の中に映つている三角形の平面部品の三つの穴
のラベル付け（番号付け）は、一番上の穴Ｈ１が
番号、その下の右側の穴Ｈ２が番号、左側の
穴Ｈ３が番号となる。このような判定装置およ
び方法では、まず被判定部品１００をあらかじめ
人間あるいは何らかの方法を介して整列させなけ
ればならないという欠点がある。

すなわち第５図Ａは、整列された部品１００Ａ
のラベル付けを示している。この図Ａは第４図に
おける判定処理内容の表示装置１０４に映つてい
るものと同じである。他方第５図Ｂは整列されな
い部品１００Ｂのラベル付けを示している。図Ａ
の番号とのラベル付けが図Ｂでは入れ換つた
形となつている。このように従来のラベル付け方
法では被判定部品１００を整列させないと一義的
なラベル付けを行うことができない。しかしなが
ら被判定部品は整列するという工程を経ずに、加
工されて出てきたままの姿勢で検査、識別できる
ことが強く望まれている。

〔発明の目的〕

この発明は前記の欠点を除き、複数の穴のあい
た平面部品の各穴の検査識別の際に、平面部品の
姿勢にかかわらず、各穴に対して一義的にラベル
付けを行なうことのできる装置を提供することを
目的とする。

〔発明の要点〕

本発明の要点は、複数個の穴をもつた被判定部
品を２次元撮像手段によつて画像としてとらえ、
所定の閾値で二値化して背景と部品を分離し、穴
部を含む部品画像全体の重心（部品重心と呼ぶ）
の座標と、各穴の面積、周囲長及び重心（穴重心
と呼ぶ）の座標と、前記部品重心から各穴重心に
至る各線分の長さと、隣接する前記線分のなす角
度の各々とをそれぞれ求め、それらの値から(1)最
大面積の穴、もしくは(2)最大周囲長の穴、もしく
は(3)最大長の前記線分となる穴、または(4)前記の
角度が最大となる角度を作る２つの線分のうちい
ずれか所定の一方の線分の方の穴に、第１番目の
ラベル付けを行い、それを基点として、部品重心
を中心として一定方向（時計方向または反時計方
向）に順にラベル付けをしてゆく点にある。

この場合前記(1)〜(4)の４種類の特徴量（面積、
周囲長、線分長（距離）、角度）に対してどのよ
うな優先順位をつけることも可能であり、ある特
徴量の最大の穴が複数個存在した場合、またはあ
る特徴量の最大の穴とこれに次ぐその特徴量の穴
との各特徴量の大きさがほぼ等しい（前記大きさ
の差が所定値以下の）場合には、１つ低い優先順
位の特徴量を用いて、ラベル付けの基点となる穴
を決める。ここでさらに、この１つ低い優先順位
の特徴量を用いた場合にも、上記のようなこと
（最大の特徴量が複数個あるか、次の大きさのも
のとほぼ等しいこと）が生じた場合には順次同様
な決定方法を繰返すものである。

換言すれば本発明の要点は、２次元の面内の形
状で特定され、該面に垂直な方向の複数の穴を持
つ被判定物（被判定部品など）の前記２次元の２
値化画像に基づいて、前記の各穴に番号付を行う
装置において、 前記被判定物の２値化画像の重心（部品重心な
ど、以下本体重心という）を求める本体重心算出
手段（部品重心算出回路など）と、前記の各穴の
２値化画像の重心（以下穴重心という）を求める
穴重心算出手段（穴重心算出回路など）と、前記
各穴の形状又は各穴重心及び本体重心間の相対配
置から定まる各穴の特徴量を算出する穴特徴量算
出手段と、各穴の前記特徴量を比較し基点となる
穴重心を決定する基点決定手段（位置・回転正規
化回路など）と、本体重心を中心とし前記基点か
ら所定の回転方向（時計方向又は反時計方向）に
順次各穴重心をたどりつつ各穴に番号付を行う穴
ラベル付け手段（穴ラベル付け回路など）とを備
えるようにした点又はさらに前記穴特徴量算出手
段は、各穴の面積を算出する穴面積算出手段（穴
面積算出回路など）、もしくは各穴の周囲長を算
出する穴周囲長算出手段（穴周囲長算出回路な
ど）、もしくは各穴重心と本体重心との距離（以
下重心間距離という）を算出する重心間距離算出
手段（重心間距離算出回路など）、又は当該穴の
重心間距離に対応する線分と、該線分に隣接する
同様な線分のうち何れか所定の前記回転方向の側
にあるものとのなす角度を、各穴に対応する角度
として算出する角度算出手段（角度算出回路な
ど）、を備えたものとした点にある。

〔発明の実施例〕

以下第１図〜第３図に基づいて本発明の実施例
を説明する。第１図は本発明の実施例の構成を示
すブロツク図、第２図は３つの穴を持つ平面部品
の穴のラベル付けのための特徴量の例を示す図、
第３図はラベル付けの際の基点の穴重心を決定す
るための第１図の動作手順例を示すフローチヤー
トである。

第１図、第２図においてまず複数個の穴Ｈ（Ｈ
１１〜Ｈ１３）をもち整列されていない被判定部
品１００を２次元撮像装置１０２によつて撮像
し、所定の閾値によつて二値化回路３０２によつ
て二値化することによつて部品を背景から分離し
た２値化画像（部品画像という）を得る。次に部
品重心算出回路３１３によつて穴Ｈ１１〜Ｈ１３
を含む部品１００の重心（部品重心）Ｇ０の座標
を、他画像特徴計数器３１４によつて部品画像の
他の特徴量を求める。また同時に穴部検出回路３
０３によつて部品画像の中に存在する穴Ｈ（Ｈ１
１〜Ｈ１３）を検出し、この検出データから穴面
積算出回路３０４によつて各穴Ｈ１１〜Ｈ１３の
面積Ｓ１〜Ｓ３の算出を、同じく穴周囲長算出回
路３０５によつて各穴の周囲長ｌ１〜ｌ３を、同
じく穴重心算出回路３０６によつて各穴の重心Ｇ
１〜Ｇ３の座標を算出する。次に該穴重心算出回
路３０６と前記部品重心算出回路３１３との各演
算結果を入力する重心間距離算出回路３０７によ
り部品重心Ｇ０と各穴の重心Ｇ１〜Ｇ３を結ぶ線
分の長さ（重心間距離という）Ｌ１〜Ｌ３を算出
する。同じく同時に前記演算結果を入力する角度
算出回路３０８によつて隣接する前記線分間の角
度θ１〜θ３を求める。ただしθ１，θ２，θ３
はそれぞれ線分１，０と２，０、２，
Ｇ０と３０、３，０と１０とのなす
角度を意味している。位置・回転正規化回路３０
９は前述の特徴量（穴面積、穴周囲長、重心間距
離、角度）をもとにして部品１００がどのように
回転又は位置ずれしていても同じ穴にラベル付け
がされるようにする。そのために前もつて穴面積
Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３）、穴周囲長ｌ（ｌ１〜ｌ３）、重心
間距離Ｌ（Ｌ１〜Ｌ３）、角度θ（θ１〜θ３）に
優先順位をつける。例えばこの場合、面積、周囲
長、重心間距離、角度の順に優先順位をつけるも
のとする。

次に第３図の手順によつて基点となる穴を決定
する。すなわち同図において、ステツプ501では
穴面積Ｓが最大の穴が複数個あるか否か、あるい
は最大の穴面積と、これに次ぐ穴面積との差が所
定値以下であるか否かを判別する。否（Ｎ）の場
合は、最大面積として有意な穴が１つしかないの
で、ステツプ502で最大面積の穴を基点とする。

ステツプ501で諾（Ｙ）の場合は、ステツプ503
で次の優先順位の特徴量としての穴周囲長ｌの値
を用いてステツプ501と同様な判別（すなわち周
囲長ｌが最大の穴が複数個あるか否か、あるいは
最大の穴周囲長と、これに次ぐ穴周囲長との差が
所定値以下であるか否かの判別）を行う。否
（Ｎ）の場合はステツプ504で最大周囲長の穴を基
点とし、諾（Ｙ）の場合はステツプ505で次の優
先順位の特徴量としての重心間距離の値を用いて
前記ステツプ501、503と同様な判別を行い、否
（Ｎ）の場合はステツプ506で最大の重心間距離の
穴を基点とし、諾（Ｙ）の場合は更にステツプ
507に移り、次の優先順位の特徴量としての角度
θの最大のものに対応する穴（例えば第２図の例
では当該の角度θを形成する２つの重心間線分の
うち、部品重心Ｇ０を中心として当該の角度θを
含む領域でその角度θを測るとき時計方向側に位
する線分上に重心を持つ穴）Ｈを基点とする。

このようにして第２図の例において、各特徴量
の値が仮に穴面積S1＝S2＞S3、穴周囲長l1＝l2＝
l3、重心間距離L1＞L2＞L3という関係にあると
した場合には、第３図の手順によつて最大の重心
間距離Ｌ１を持つ穴Ｈ１１が基点として決定され
る。

再び第１図に戻り、穴ラベル付け回路３１０は
部品重心Ｇ０を中心に前記の基点となる穴重心か
ら所定方向（第２図の例では反時計方向）に他の
穴重心をたどり順次ラベル付けを行う。従つて穴
Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３の順に穴番号、、
とラベル付けされることになる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば複数の穴を持つ平面部品において、穴の形状、
配置から定る各穴の特徴量すなわち、穴面積、穴
周囲長、重心間距離（部品重心と当該穴の重心と
の距離）、角度（前記距離に対応する線分が隣接
するものとなす角度）等の値を相互に比較して基
点となる穴を決定したのち、部品重心を中心とし
て基点となる穴重心から所定の時計又は反時計方
向に各穴重心をたどり各穴にラベル付けを行うこ
ととしたので、平面部品の位置、回路にかかわり
なく、その上の各穴に一義的に定まるラベル付け
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示すブロツク
図、第２図は被判定部品の部品画像上の各穴の特
徴量の例を示す図、第３図はラベル付けのための
基点となる穴重心を決定する手順例を示すフロー
チヤート、第４図は従来のラベル付け装置の構成
を示すブロツク図、第５図は第４図のラベル付け
動作を説明するための部品画像を示す図である。 １００……被判定部品、１０２……２次元撮像
装置、３０２……２値化回路、３０３……穴部検
出回路、３０４……穴面積算出回路、３０５……
穴周囲長算出回路、３０６……穴重心算出回路、
３０７……重心間距離算出回路、３０８……角度
算出回路、３０９……位置・回転正規化回路、３
１０……穴ラベル付け回路、３１１……メモリ、
３１２……総合判定回路、３１３……部品重心算
出回路、３１４……他画像特徴計数回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２次元の面内の形状で特定され、該面に垂直
   な方向の複数の穴を持つ被判定物の前記２次元の
   ２値化画像に基づいて、前記の各穴に番号付を行
   う装置において、 前記被判定物の２値化画像の重心（以下本体重
   心という）を求める本体重心算出手段と、前記の
   各穴の２値化画像の重心（以下穴重心という）を
   求める穴重心算出手段と、前記各穴の形状又は各
   穴重心及び本体重心間の相対配置から定まる各穴
   の特徴量を算出する穴特徴量算出手段と、各穴の
   前記特徴量を比較し基点となる穴重心を決定する
   基点決定手段と、本体重心を中心とし前記基点か
   ら所定の回転方向に順次各穴重心をたどりつつ各
   穴に番号付を行う穴ラベル付け手段とを備えたこ
   とを特徴とする穴ラベル付け装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記穴特徴量算出手段は、各穴の面積を算出
   する穴面積算出手段、もしくは各穴の周囲長を算
   出する穴周囲長算出手段、もしくは各穴重心と本
   体重心との距離（以下重心間距離という）を算出
   する重心間距離算出手段、又は当該穴の重心間距
   離に対応する線分と、該線分に隣接する同様な線
   分のうち何れか所定の前記回転方向の側にあるも
   のとのなす角度を、各穴に対応する角度として算
   出する角度算出手段、を備えたものであることを
   特徴とする穴ラベル付け装置。