JPH0414724B2 - - Google Patents

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JPH0414724B2
JPH0414724B2 JP60082670A JP8267085A JPH0414724B2 JP H0414724 B2 JPH0414724 B2 JP H0414724B2 JP 60082670 A JP60082670 A JP 60082670A JP 8267085 A JP8267085 A JP 8267085A JP H0414724 B2 JPH0414724 B2 JP H0414724B2
Authority
JP
Japan
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image
circuit
length
rectangle
camera
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP60082670A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61241611A (ja
Inventor
Toshihiko Kayukawa
Masao Katagiri
Masami Niwa
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP60082670A priority Critical patent/JPS61241611A/ja
Publication of JPS61241611A publication Critical patent/JPS61241611A/ja
Publication of JPH0414724B2 publication Critical patent/JPH0414724B2/ja
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  • Manipulator (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、たとえばフアクトリオートメーシ
ヨンの組立作業または搬送作業等において、ワー
クの識別および計測を行う視覚センサに関するも
のである。
〔従来の技術〕
近年、工場における生産工程の自動化のため、
ロボツトや高度な機能を有する各種設備が導入さ
れつつあるが、対象ワークの形状や位置が定まら
ないため、その変化に対応することができず、組
立工程等においては、いまだ人手に頼らざるを得
ない分野も多いが、これらの工程を自動化するた
めには、視覚センサが不可欠である。
従来、このような場合の視覚手段(視覚セン
サ)としては、モニタの画面内に分離して存在す
る複数のワークについて、面積、外周長、ホール
面積、重心からの最大長および最小長などの特徴
データを用いて、テイーチング(教示操作)され
たワークのいずれに該当するかを識別したり、あ
るいは画面内にウインドウ部分から円、長円およ
び矩形等の指定された図形を識別する機能を備え
たものが使用されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の視覚センサにおいては、矩形の
識別においても、矩形を構成する4本の線素の長
さのみならず、各線素間の角度についてもチエツ
クするようになされており、複雑な処理が必要で
あつた。
この発明は、かかる点に着目してなされたもの
で、対象ワークの図形のうち、矩形を簡単な構成
により確実に識別することのできる視覚センサを
提供しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明にかかる視覚センサは、対象ワークの
画像を読み取るカメラと、このカメラからのビデ
オ信号を2値化するとともに弧立点の除去を行な
う画像入力回路と、この画像入力回路からの出力
信号によりランレングスを生成する画像処理回路
と、上記2値化した2値画像及び認識結果を格納
する画像記憶回路と、上記認識結果を表示するモ
ニタTVと、少なくともテイーチングモード時に
認識すべき対象ワークを登録するライトペンと、
上記テイーチングモード時に得られたテイーチン
グデータを格納する記憶回路と、インタフエース
を介して上位コントローラに結合しこの上位コン
トローラとの間で計測指令、計測結果を授受する
とともに上記各回路を制御し、かつ上記画像処理
回路が生成したランレングスデータからランレン
グスが連続してつながつている領域を求め、求め
た領域の外周をトラツキングして4本の線素テー
ブルを作成し、4本の線素の始点または終点を頂
点とし、2本の対角線の交点から各頂点までの長
さを求め、これが一定範囲内であることによつて
対象ワークの図形としての矩形を識別する中央処
理装置とを備えたものである。
〔作用〕
この発明においては、対象ワークの図形として
の矩形を、4本の線素の始点または終点を頂点と
し、2本の対角線の交点から各頂点までの長さを
求め、これが一定範囲内であることによつて識別
するようにしたものである。
〔発明の実施例〕 第1図〜第5図は何れもこの発明の一実施例を
示すもので、第1図はこの発明の視覚センサの構
成ブロツク図、第2図〜第5図は動作説明図であ
る。まず第1図において、1は視覚センサ制御装
置、2はこの視覚センサ制御装置1に計測指令を
与える上位コントローラ、3は計測の対象となる
ワーク、4は対象ワーク3の画像を読み込みビデ
オ信号に変換するカメラ、5はモニタTVで、原
画像、2値化画像、認識結果および各種操作のた
めのガイダンスが表示されるようになつている。
6はライトペンで、H/Wの内部設定および認識
すべき対象ワークを登録するテイーチングモード
時のマンマシンインタフエース用として用いるも
のである。7は視覚センサ制御装置1において命
令を解読し、そしてこれを実行する中央処理装
置、8はこの中央処理装置7から出力されるプロ
グラムやテイーチングデータ等を格納する記憶回
路、9はカメラ4から入力されつビデオ信号を2
値画像に変換し、さらに孤立点除去等の前処理を
行なう画像入力回路、10はこの画像入力回路9
から出力される信号をもとにランレングスデータ
を生成する画像処理回路、11は画像入力回路9
からの2値画像を格納したり、認識結果を格納す
る画像記憶回路、12はモニタTV5とのインタ
フエース回路、13はライトペン6とのインタフ
エース回路、14は上位コントローラ2との間で
計測指令および計測結果を授受する上位インタフ
エース回路である。
この発明の視覚センサは上記のように構成され
ており、その動作を、第2図〜第5図にもとづい
て説明する。
視覚センサ制御装置1の動作モードには、視覚
センサ制御装置1の内部設定、及び認識すべき対
象ワークを登録する「テイーチングモード」と、
上位コントローラ2からに指令により計測を行な
い、上位コントローラ2からの計測結果を報告す
る「オンラインモード」とを有しており、これら
の各モードをモニタTV5の画面から、ライトペ
ン6によつて指示することにより選択することが
可能である。次に、テイーチングモードと、オン
ラインモードとに分けて説明する。
まず、「テイーチングモード」においては、一
定周期で対象ワーク3の画像をカメラ4によつて
読み取つたあとビデオ信号に変換して画像入力回
路9に出力する。そして、この画像入力回路9に
おいては設定された2値化レベルにより、ビデオ
信号を2値化するとともに、孤立点除去を行な
い、画像記憶回路11に出力する。そしてモニタ
TV5には、画像選択により原画像および2値画
像等が表示されるが、オペレータは、このモニタ
TV5の画面を見ながら対象ワーク3に対応して
ワークNo.、2値化レベル、円、長円、矩形等のロ
ーカルフイーチヤーの種別、ウインドウの設定を
モニタTV5の画面からライトペン6によつて行
なうわけであるが、さらにこのモニタTV5の画
面に表示された2値画像を見ながらローカルフイ
ーチヤーについても着目点の指示を行なうもので
ある。
次に、第2図aは、上述した2値化画像の一例
を示すもので、このような矩形の場合には、設定
されたウインドウ15の範囲内に存在する多数の
矩形のうち着目する矩形16を着目点+により指
示した後、計測開始の旨の指示をライトペン6に
より行なうことによつて中央処理装置7は、画像
入力回路9に指令を与える。そして、この画像入
力回路9は、カメラ4で読み取られた対象ワーク
3のビデオ信号を設定された2値化レベルで2値
化するとともに、孤立点除去を行い、画像処理回
路10に送つてランレングスデータを生成させ
る。さらに、この中央処理装置7は、ランレング
スデータからランレングスが連続してつながつて
いる領域を求め、この求められた領域の外周をト
ラツキングして線素テーブルを作成する。
たとえば領域の左側については次のようにして
求めることができる。
すなわち、第3図で説明の対応する領域の最
初、または切断点のランレングスの左側の端点
(ランレングスとしては始点に相当する)の位置
を〔x(0),y(0)〕とし、この位置からn番目
のランレングスの左側の端点の位置を〔x(n),y
(n)〕としたとき、その2点を通る直線、すなわち x=x(n)−x(0)/y(n)−y(0)×〔y−y(n
)〕+x(n) のy(1)〜y(n−1)に対応するx位置をxc(1)〜
xc(n−1)としたとき、ランレングスの端点
〔x(1),y(1)〕〜〔x(n−1),y(n−1)〕と
のx方向の長さが、 |Xc(i)〜X(i)|△X 但し、i=1〜n−1 △X:許容値 を満たせば、次のランレングスについても同様に
繰り返す。そして、 |Xc(i)〜X(i)|>△X i=n となれば、〔x(n),y(n)〕を切断点とし、〔x
(0),y(0)〕から〔x(n−1),y(n−1)

を1つの線素の始点、終点として傾きとともに線
素テーブルに登録する。
そして、この線素テーブルは、第4図に示すよ
うに1つの線素について始点位置、終点位置およ
び傾きのデータから構成するようになされてい
る。
次に、モニタTV5の画面上で指示された矩形
の着目点+を内部にもつ領域を線素テーブルより
求め、矩形であるためには、対応する領域が4本
の線素から構成されていることが必要であり、第
2図bにおいて、線素Li〜Li+3が対応する。そし
て各線素の始点又は終点の座標を矩形の頂点と
し、(xi,yi)(xi+1,yi+1)(xi+2,yi+2)及び
(xi+3,yi+3)とする。
次に、上述した4つの頂点を結ぶ2本の対象線
の交点を求め、これを(xdc,ydc)とすると、
交点から各頂点までの長さli〜li+3が、 lj=√(−)2+(−)2 (j=i〜i+3) として求めることができるので、これらが次式の
条件を満たせば、矩形として識別することができ
るわけである。
|lave−lj/lave|α 但し、 j=1〜4 α:許容値 lave=li+li+1+li+2+li+3/4 したがつて、矩形を定義するテイーチングデー
タとして対向する2辺の平均値をとり、これを長
辺LL及び短辺LSとし、2値化レベルおよびウイ
ンドウ範囲とともに記憶回路8に登録すればよ
い。
次に「オンラインモード」においては、視覚セ
ンサ制御装置1が上位コントローラ2から計測指
令(第5図aに示すようにワークNo.の指定があ
る)を上位インタフエース回路14を介して入力
すると、中央処理装置7はこの計測指令を受けて
テイーチングデータからウインドウ範囲、および
2値化レベルの設定を行ない、画像入力回路9に
指令を与え、カメラ4から対象ワーク3の画像を
読み取り、画像処理回路10でランレングスを生
成したあと、テイーチングモードと同様な方法で
線素テーブルを作成する。そして、このオンライ
ンモードにおいては、測定対象ワークがモニタ
TV5の画面上で着目点で指定されていないた
め、最初の線素からテイーチングデータをもと
に、次の手順で矩形を識別する。
() 着目した線素の線長をLとしたとき、 |L−LS/LS|βまたは|L−LL/LL|β 但し、β:許容値 を満足する線素lkを見付ける。
() 線素lkを含む領域を構成する線素の数が
4本であること。
() 線素lkの長さがテイーチングデータの長
辺LL(逆に短辺LS)に対応しておれば、線素
lk+1の長さが、短辺LS(逆に長辺LL)に対して
上記()の条件を満足すること。
() 4本の線素についてテイーチングのとき
と同様の方法で対角線に交点から各頂点までの
長さを求め、それらが平均値に対して許容値内
であること。
以上述べた手順()〜()を満足する線素
があれば、矩形として認識し、長辺および短辺の
長さを求めてLL′,LS′とすると同時に、矩形の
中心および長辺のx軸に対する角度をそれぞれロ
ーカルフイーチヤの位置および方向として、上位
コントローラ2に第5図bに示すように報告する
ものである。
なお、上述した一実施例においては、領域とし
て矩形を識別する場合について述べたが、領域内
における穴としての矩形も画像の陽画および陰画
の切換で簡単に識別することができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、この発明によれば、4本の
線素の始点または終点を頂点とし、2本の対角線
の交点から各頂点までの長さを求め、それらの長
さが一定範囲内であれば矩形であると認識するよ
うにしたので、きわめて簡単な構成で確実に矩形
を識別することができる優れた効果を有するもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の視覚センサの構成ブロツク
図、第2図a〜cは対象ワークについての2値画
像、線素および対角線の交点から各頂点までの長
さから矩形を認識する説明図、第3図は対象ワー
クの領域のランを示す説明図、第4図は線素テー
ブルの説明図、第5図a,bは上位コントローラ
からの計測指令および計測結果を示す説明図であ
る。 図において、1は視覚センサ制御装置、2は上
位コントローラ、3は対象ワーク、4はカメラ、
5はモニタTV、6はライトペン、7は中央処理
装置、8は記憶回路、9は画像入力回路、10は
画像処理回路、11は画像記憶回路、12はモニ
タインタフエース回路、13はライトペンインタ
フエース回路、14は上位インタフエース回路で
ある。なお、図中、同一符号は同一または相当部
分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 対象ワークの画像を読み取るカメラと、この
    カメラからのビデオ信号を2値化するとともに孤
    立点の除去を行なう画像入力回路と、この画像入
    力回路からの出力信号によりランレングスを生成
    する画像処理回路と、上記2値化した2値画像及
    び認識結果を格納する画像記憶回路と、上記認識
    結果を表示するモニタTVと、少なくともテイー
    チングモード時に認識すべき対象ワークを登録す
    るライトペンと、上記テイーチングモード時に得
    られたテイーチングデータを格納する記憶回路
    と、インタフエースを介して上位コントローラに
    結合しこの上位コントローラとの間で計測指令、
    計測結果を授受するとともに上記各回路を制御
    し、かつ上記画像処理回路が生成したランレング
    スデータからランレングスが連続してつながつて
    いる領域を求め、求めた領域の外周をトラツキン
    グして4本の線素テーブルを作成し、4本の線素
    の始点または終点を頂点とし、2本の対角線の交
    点から各頂点までの長さを求め、これが一定範囲
    内であることによつて対象ワークの図形としての
    矩形を識別する中央処理装置とを備えることを特
    徴とする視覚センサ。
JP60082670A 1985-04-19 1985-04-19 視覚センサ Granted JPS61241611A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60082670A JPS61241611A (ja) 1985-04-19 1985-04-19 視覚センサ

Applications Claiming Priority (1)

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JP60082670A JPS61241611A (ja) 1985-04-19 1985-04-19 視覚センサ

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JPS61241611A JPS61241611A (ja) 1986-10-27
JPH0414724B2 true JPH0414724B2 (ja) 1992-03-13

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JP60082670A Granted JPS61241611A (ja) 1985-04-19 1985-04-19 視覚センサ

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01131403A (ja) * 1987-11-17 1989-05-24 Mitsubishi Motors Corp 外観検査方法
JPH07104943B2 (ja) * 1988-02-29 1995-11-13 株式会社日立製作所 物体認識装置
JP2651186B2 (ja) * 1988-03-29 1997-09-10 沖電気工業株式会社 切欠コーナーの位置検出装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6056895A (ja) * 1983-09-05 1985-04-02 三菱電機株式会社 ロボツトの視覚センサ

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JPS61241611A (ja) 1986-10-27

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