JPH0399211A - 物体の認識方法 - Google Patents

物体の認識方法

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JPH0399211A
JPH0399211A JP1236674A JP23667489A JPH0399211A JP H0399211 A JPH0399211 A JP H0399211A JP 1236674 A JP1236674 A JP 1236674A JP 23667489 A JP23667489 A JP 23667489A JP H0399211 A JPH0399211 A JP H0399211A
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JP
Japan
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observation
binarization
observed
video camera
image
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Pending
Application number
JP1236674A
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English (en)
Inventor
Michiya Yokota
道也 横田
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.)
Seikosha KK
Original Assignee
Seikosha KK
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Publication date
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、複雑な外形形状の被観測物体を、ビデオカメ
ラを用いて撮像し、物体の有無や物体の欠陥の有無等を
判定する物体の認識方法に関するものである。
[従来の技術] 従来用いられているこの種の物体の認識方法としては、
比較的単純な形状については、標準形状の外観画像をカ
メラ人力し、2値化画像として記憶しておく。そしてこ
の標準的な画像と、被観測物体の外観画像をカメラ入力
して得られた2値化画像とを排他的論理和によって計算
し、その差画像から形状の異常を検出している。
[解決しようとする課題] 上記従来の方法による場合には、外形形状が比較的単純
でなければならず、被観測物体が限定される。また検査
当日の天候や照明などにより部屋の明るさが左右したり
、被観測物体の表面の状態が微妙に相違しているなど、
検査環境には変化があるので、2値化のレベルが一律に
固定されると、良品を不良品と判定してしまうなど、判
定にばらつきを生じることがある。また固定的な選別に
なりやすく、許容誤差範囲の形状のばらつきに対応でき
ないなどの問題がある。
そこで本発明の目的は、複雑な形状の物体でも、凌数の
特徴点毎に、または環境の変化に応じた最適の2値化の
レベルで観測することを容易にし、信頼性を向上するこ
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、本発明の物体の認識方法は
、被観測物体に対して、複数の観測領域を指定し、各観
測領域毎に予め2値化の基準レベルを設定し、各観測領
域毎にビデオカメラによって撮像し、各観測領域毎のビ
デオカメラの出力を当該観測領域毎の基準レベルによる
2値化回路を介して2値化画像データに変換し、この画
像データと指定された観測領域のデータとの排他的論理
和によって観測領域毎の画素数またはX−Y方向の画素
分布量を観測するようにしている。
さらに上記方法による画像データの観測結果として適正
な値が得られないときには、当該観測領域の2値化の基
準レベルを変更して再観測するようにしている。
[実施例] 第1図は本発明の物体の認識方法を実施するための装置
の全体構成を示す斜視図であって、被観測物体1は、キ
ャリア2上に位置決めして固定されており、前工程3か
ら後王程4へ搬送される途中で、本発明による物体の認
識が行なわれる。キャリア2がこの認識位置に到達した
ことは、センサ5により検出される。この認識位置の真
上で、ビデオカメラ6が物体1を撮像可能に配設してあ
る。ビデオカメラ6およびセンサ5は、認識装置本体7
に内蔵してある制御回路により制御されるものである。
認識後の最終判定は、端子8より出力信号として後工程
4へ送出される。装置本体7にはCRTディスプレイ7
aが備わっており、撮像により得られた2値化画像デー
タに基づく2値化画像を表示するようになっている。本
体7には物体lの監視条件設定入力用のタブレットキー
9を接続している。
第2図(a)はビデオカメラ6にて入力された物体lの
画像を、ディスプレイ7a上に表示させたもので、物体
1の反射光量分布をカメラ6によって光電変換し、ディ
スプレイ7a上の輝度分布としたものである。この物体
1は、複雑な形状を有するもので、角部1a,穴1b,
突出部1c,角部1dが特徴点であるので、特に観測す
べき領域として、これらの特徴点が含まれている部分を
観測領域K,L,M,Nに指定している。これらの観測
領域は、タブレットキー9で指定する。第2図(b)は
、この観測領域を分離するマスクパターンPを示してい
る。このマスクパターンPは“0゜または“1”を保持
する2値化パターン画像であり、観測領域K,L,M,
Nに対応する位置に“1“を設定してパターンK″ L
=  M−N′とし、その他の領域はすべて00”を設
定している。
第3図は、ビデオカメラ6の出カ電圧を水平ラインi−
i−で取り出したものであり、観AllJ領域L,Mが
含まれている。上記したように、Lは六1bを観測する
領域であり、Mは突出部1cを観測する領域である。観
測領域LとMにある穴1bと突出部1cとの上面は、ビ
デオヵメラ6がら異なった距離にあるので、一度にカメ
ラの焦点を一致させることができない。特に接写により
詳細に撮像する場合には、レンズ系の焦点深度が浅くな
り、この傾向が大きくなる。このために、2値化画像を
得るために共通の2値化レベルを設定することはできず
、例えば2値化レベルQlで2値化画像,を得ると、第
4図(a)で示されるように、観測領域Mでは突出部1
cが忠実に現われるが、観測領域Lでは六1bは検出不
能となる。また2値化レベルQ2で2値化画像を得ると
、第4図(b)で示されるように、観測領域Lでは穴1
bが忠実に現われるが、観測領域Mでは突出部1cは検
出不能となる。そこで各観測領域毎に各別に2値化レベ
ルを予め設定し、これを2値化レベルQ  .Q  ,
Q  ,QNとする。すなわち上記しKLM たQ2がQ であり、QlがQMである。
L ここで各観測領域K,L,M,Nにおける各2値化レベ
ルQすなわちQ  ,Q  .Q  ,Q  のKLM
N 決め方について説明する。最適の2値化レベルQは、最
大値Q  から最小値Q  まで、角部IHICII 
      LOV a.穴1b,突出部1c,角部1dなどの特徴点の存在
を忠実に再現するレベルである。そこでこの最適の2値
化レベルQを求めるには、まず良品の部品をサンプルと
して、各観測領域毎に実験的に任意の2値化レベルQに
対して微少変化量Δqを与え、QおよびQ+Δqでの2
値化画像データを得る。これに対して排他的論理和を計
算し、差画像を求める。Qの全レベルに対して差画像を
求めて、差画素数が最少または一定の許容範囲内になる
Qを、Q−0からQ  までΔqきざみに捜MAX す。一定の許容差画素数範囲の上限をQ  とし、II
 I C I+ 下限をQ  とし、その平均値を最適の2値化レLOW ベルQとして設定する。
第5図は、本発明の基本構成を説明するシステムブロッ
ク図を示している。即ちタブレットキー9により、認識
装置本体7内のI/Oボート10を介して観測領域K,
L,M,Nを指定し、マスクパターンP (K=,L−
,M−,Niを作成してフレームメモリ11に記憶させ
ておく。またタブレットキー9により、各観測領域毎の
2値化の基準レベルQ  ,Q  .Q  ,Q  を
RAMKLMN 16に設定しておく。そこで部品1をビデオカメラ6に
よって撮像すると、ビデオカメラ6の出力は、当該観測
領域に対応する2値化レベルによる2値化回路13に供
給されて2値化画像データに変換される。この画像デー
タは“1′か“0#かの2値化信号aとして出力する。
この画像データである出力信号aと、観測領域のデータ
であるマスクパターンのフレームメモリ11の信号bは
論理演算回路14で排他的論理和が計算され、各領域毎
の画素数またはX−Y方向の画素分布量が、ビクセルカ
ウンタ15a,ヒストグラムカウンタX15b,  ヒ
ストグラムカウンタY15cによってカウントされ、そ
のカウント数はRAM16に供給されて観測結果の判定
がCPU17に制御されてなされる。
しかし何らかの環境変化、例えば照明が明ろ過ぎたり、
暗かったり、物体の表面の仕上り状態に微妙な変化があ
ったりなどによって出力電圧の増減が生じることがある
。すなわち第6図に示す例では、照明が明る過ぎるなど
により全体的に反射光量が上昇したものである。このた
めに、このままで従来の2値化レベルQ,で2値化画像
を得ようとすると、第7図示のようになり、観/IN領
域Lにおいても穴1bが観測できず、忠尖度が失われて
観測不能となる。
このような観測不能の場合にも、直ちにその物体1を不
良品とはしないで、第8図示のように、2つの2値化レ
ベルQ +ΔQ  .Q  −ΔQLL       
LL を設定して再び観測を行なう。ここで、ΔQLは(QI
 HIGH− QL) / 2に設定してある。この再
観allJの結果、2値化レベルQ +ΔQLかまたは
L 2値化レベルQ −ΔQLのいずれかで正常に観L 測された場合には、その被観測物体1は正常として判断
する。その後で、元の2値化レベルQLに戻しておく。
このように2値化レベルを変更して再観測する代りに、
ビデオカメラ6の絞り量を増減させて同様の効果を得る
ことも可能である。すなわち2値化レベルQLのときに
絞りffiRであり、2値化レベルQ +ΔQLのとき
に絞りflR+ΔRで、2L 値化レベルQ −ΔQLのときに絞りffiR−ΔRL である場合には、絞り変化量ΔRと2値化変化量ΔQと
の相対関係を予め実測してテーブル化して用いればよい
[効果] 以上のような本発明の方法によって、複雑な形状の物体
でも、複数の観測領域毎に予め定められた基準レベルで
観測されるので、観測品質が向上でき、観測の信頼性を
高めることができる。
または環境の変化に応じて基準レベルを変更して再観測
するので、常に最適の2値化のレベルで観測することが
可能であり、信頼性の向上に更に寄与する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施する装置の全体構成を示す
斜視図、 第2図(a)はディスプレイ上に表示された画像を示す
正面図、 第2図(b)は観測領域を分離するマスクパターンの説
明図、 13図は水平ラインL−i−で取り出したビデオカメラ
の出力波形図、 第4図(a)は同上の2値化レベルQlでの2値化出力
波形図、 第4図(b)は同上の2値化レベルQ2での2値化出力
波形図、 第5図は本発明の方法の基本構成図、 第6図は環境の影響により変化した状態における水平ラ
インi−i−で取り出したビデオカメラの出力波形図、 第7図は同上の2値化レベルQLでの2値化出力波形図
、第8図は環境の影響に対応して2値化レベルを変更す
ることを示す出力波形図である。 1 ・ 6 ◆ 13 K, QK ・彼観i4111物体、 ・ビデオカメラ、 ・・・2値化回路、 L,M,N・ ・観測領域、 ,Q,Q.QN  ・基準レベル。 LM 以  上 出 願 人 株式会社 精 工 舎 代 理 人 弁理士 松田和子 第 1 図 (Q) 第 2 図 第5Ill!!!I 第 6図 第 8 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被観測物体に対して、複数の観測領域を指定し、 上記各観測領域毎に予め2値化の基準レベルを設定し、 上記各観測領域毎にビデオカメラによって撮像し、 上記各観測領域毎の上記ビデオカメラの出力を当該観測
    領域毎の上記基準レベルによる2値化回路を介して2値
    化画像データに変換し、 上記画像データと上記指定された観測領域のデータとの
    排他的論理和によって上記観測領域毎の画素数またはX
    −Y方向の画素分布量を観測することを特徴とする物体
    の認識方法。
  2. (2)請求項1において、画像データの観測結果として
    適正な値が得られないときに、当該観測領域の2値化の
    基準レベルを変更して再観測することを特徴とする物体
    の認識方法。
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