JPH0512409A - 産業用視覚センサにおける画像処理方法 - Google Patents

産業用視覚センサにおける画像処理方法

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JPH0512409A JP19129191A JP19129191A JPH0512409A JP H0512409 A JPH0512409 A JP H0512409A JP 19129191 A JP19129191 A JP 19129191A JP 19129191 A JP19129191 A JP 19129191A JP H0512409 A JPH0512409 A JP H0512409A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 産業用視覚センサの信頼性を向上させる。 【構成】 視覚センサのカメラがとらえた画像データに
標識を付して補助記憶装置に保存する。製造ライン停止
後、補助記憶装置にこれまで保存してきた画像データを
標識に基づき視覚センサのフレームメモリに逐次呼び出
す。呼び出した画像データに対し画像処理プログラムを
再現実行する。そして、モニタ画面を見ながら、設定教
示データの信頼性をチェックし、また、検出失敗の画像
データについてその原因を調査する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、産業用ロボット等の
視覚として利用されて物体認識を行う視覚センサにおけ
る画像処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】視覚センサの利用として、製造ラインに
視覚センサを組み入れ、該視覚センサで製造ライン上に
順次送り込まれてくる検出対象物を順次検出し、その対
象物の位置・姿勢データをロボット等の機械の座標系に
変換し、補正データとしてロボット等の機械に送信し、
ロボット等の機械ではこの補正データに基づいて動作補
正を行わせることが行われている。
【0003】このようなシステムにおいて、上記補正デ
ータを得るためには、カメラで撮影した画像を処理して
対象物を認識しその位置等を検出するための教示データ
が必要であるが、これは、対象物のある1つの画像(サ
ンプル)から調整用のパラメータの値を検出することに
よって設定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにして求め
た教示データが果たして製造ラインに次々と送られてく
る検出対象物に対して平均的なものどうかは確認するこ
とができず、又、製造ラインに順次送られてくる対象物
が時間の経過に伴ない幾分変化してくるような場合に
は、この事態に対応するため現在の教示データを若干変
更しなければならない必要が生じてくることもある。例
えば、ある部品の穴を見付けるための教示データを油が
付着してない状態のサンプルから得ても、ラインに送ら
れてくる部品にある時期から僅かの油がその穴に付着し
た状態で送られてくるようになったときは、この教示デ
ータはもはやこのような穴を検出するものとして適切な
ものではなくなり、教示データの修正が必要になってく
る。
【0005】ところで、設定した教示データが現状に適
応しているかどうかを判断するためには、或いは現状に
対処し得るようより信頼性のあるものに修正するために
は、それまでに処理したの画像データを数多く参照して
みることが必要である。しかしながら、フレームメモリ
の記憶容量はきわめて限られているため、多くの画像デ
ータを通常では記憶保持することはできない。すなわ
ち、スナップ指令に基づきカメラが撮影した像は、画像
処理プロセッサによりグレイスケール濃淡処理されてか
ら画像メモリ(フレームメモリ)に格納されるが、この
フレームメモリ中のグレイスケール画像1枚は通常は25
6 ×256 ×1バイトであり、フレームメモリが記憶でき
る画像データ数は、ハードウエア上の制限から、4〜2
0枚程度である。
【0006】さらに、検出不可や誤検出等の処理の失敗
が生じたときは、この原因を調査するにはその失敗した
画像について検討するが必要がある。しかしながら、こ
の失敗した画像を記憶保持する手段を視覚センサは持た
ないため、この原因調査にあたっては現在行っている作
業を中断して、再度対象物をカメラでとらえて画像処理
を行わなければならなかった。
【0007】そこで、本願発明は、過去の多くの画像デ
ータを基礎にした適切な教示データを得ることができる
と共に、処理失敗については作業終了後に原因調査でき
るような、産業用視覚センサにおける画像処理方法を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、検出対象物を
カメラで撮影しフレームメモリに格納した画像データ
に、該画像データを特定するデータ、或いはその画像デ
ータに対する検出値、プログラム名、キャリブレーショ
ンデータ、補正データなど、関連するデータを付加し
て、補助記憶装置に転送し記憶できるようにし、さらに
これに加え、上記補助記憶装置に蓄積した画像データ
を、その後のデータ調査時に、上記補助記憶装置からフ
レームメモリに復元し、付加された関連データを利用し
ながら、復元した画像データの表示、画像処理処理プロ
グラムを再現実行できるようにしたことによって、この
問題点の解決を図ったものである。
【0009】
【作用】産業用視覚センサに補助記憶装置を取付ける。
そして、カメラで撮影しフレームメモリに格納した画像
データは、その都度、必要な識別が与えられて、この補
助記憶装置に転送されてここに記憶保持される。作業終
了後に、最初に設定した教示データが適切なものであっ
たかどうかを確認検討するとき、或いは処理失敗があっ
たときのその原因を調査するときには、上記記憶装置に
保存してある画像データをそれぞれフレームメモリに転
送して、以前の画像処理プログラムを再現実行する。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の方法を実施する視覚センサ
の要部ブロック図である。図中、11は主中央処理装置
(以下、メインCPUという)で、このメインCPU1
1には、バス21を介して、データメモリ12、プログ
ラムメモリ13、コンソールインタフェース14、モニ
タインタフェース15、フレームメモリ16、画像処理
プロセッサ17、カメラインタフェース18、通信イン
タフェース19、SCSIインタフェース20が接続さ
れて、全体として画像処理装置10を構成している。
【0011】データメモリ12は不揮発性RAMで構成
されて、教示データ等画像処理上の諸データがここに記
憶される。プログラムメモリ13にはユーザが作成する
アプリケーションプログラムが格納されている。コンソ
ールインタフェース14にはコンソール23が接続され
ている。このコンソール23は各種の指令キーやテンキ
ーが付いていて、ここからデータ設定、及びアプリケー
ションプログラムの入力、編集、登録、実行等の操作を
行う。さらに、このコンソールには表示画面が備えてあ
って、指令・操作した内容、データ設定のためのメニュ
ー、及びプログラムのリスト等が表示されるようになっ
ている。モニタインタフェース15にはモニタテレビが
接続されていて、ここにフレームメモリ16に格納され
ている画像及びカメラ22がとらえた生の映像が表示さ
れる。
【0012】フレームメモリ16には、カメラ22に撮
影されグレイスケール画像として処理された対象物につ
いての画素データ(センサ座標系)が格納される。画像
処理プロセッサ17はフレームメモリ16に格納された
画像を処理して、対象物の識別をしたり、その位置、姿
勢を計測する。カメラインタフェース19には製造ライ
ン上に順次送られてくる対象物を撮影するためのカメラ
22が接続されている。通信インタフェース19にはロ
ボット等の視覚センサシステムを利用するシステム(図
示せず)が接続されている。
【0013】以上の構成は従来の視覚センサの構成と同
様であるが、本発明では特にSCSIインタフェース2
0を介して外部メモリとしての補助記憶装置が付加され
た視覚センサを用いることにより、目的とする画像処理
を実行するところに特徴がある。すなわち、SCSIイ
ンタフェース20には補助記憶装置25として光磁気デ
ィスク装置が接続されている。なお、この補助記憶装置
25は光磁気ディスク装置に限らず、同様にデータの書
き込み・読み出しが高速であるハードディスク、光ディ
スク等の記憶装置を用いてもよい。また、データの書き
込み・読み出しが低速であるカセットストリーマ、DA
T等の記憶装置を用いてもよい。これらいずれの記憶装
置も数メガバイト以上の記憶容量を持ち、画像データを
数千枚から1万枚以上保存することができる。特に高速
の記憶装置を用いると画像処理の実行とほぼ度同時にデ
ータの保存を行うことができる。
【0014】次に本実施例の動作を図2のフローチャー
トと共に説明する。通信インタフェース19を介して外
部から画像処理起動指令が入力されると、メインCPU
11はプログラムメモリ13に格納された画像処理プロ
グラムを起動し、まずカメラ22に対して画像スナップ
指令を出力する。カメラ22がとらえた像は、画像処理
プロセッサ17でグレイスケール濃淡処理されてからフ
レームメモリ16に格納される(ステップS1)。次
に、メインCPU11は、画像処理プロセッサ17に対
して対象物検出指令を出す。すると画像処理プロセッサ
17はこの指令に基づき、フレームメモリ16に格納さ
れた画像に対し予め求めておいた教示データを用いて画
像処理を行って、対象物を認識し、その位置、姿勢の検
出を実行する(ステップS2)。
【0015】こうして画像処理を実行した後は、検出し
た対象物の位置・姿勢を視覚センサの座標系からロボッ
ト座標系に変換し(ステップS3)、かく変換した情報
を補正データとして通信インタフェース19を介してロ
ボットに送信する(ステップS4)。
【0016】一方、カメラがとらえフレームメモリ16
に格納した画像データ(原画像データ)はその都度、S
CSIインタフェース20を介して補助記憶装置25に
逐次転送され、ここに記憶される(ステップS5)。な
お、こうして原画像データが補助記憶装置25に保存さ
れる際には、その画像を処理したプログラムに関する情
報、例えば画像処理プログラムの標識、日付け、シリア
ル番号、実際の検出値、補正データ、キャリブレーショ
ンデータ等が付加される。また、視覚センサが複数のカ
メラを使用したときは、その画像を取り込んだカメラ番
号も付加される。さらに、検出不可等処理の失敗のもの
はその旨の表示が付加される。なお、これらの付加情報
は、プログラムメモリ13に予め与えておいた処理プロ
グラムにしたがって、メインCPU11により自動的に
に原画像データに付加される。
【0017】そして、稼働していた製造ラインを停止さ
せて、設定した教示データがこれまでの画像処理に対し
果たして適切なものであったかどうか、また、検出失敗
はいかなる原因に基づくのかを調査するには、オペレー
タのコンソールからの指令により画像入力元をカメラ2
2から補助記憶装置25に切換える。
【0018】そこでオペレータはまず、コンソール23
の表示画面上に補助記憶装置から呼び出すべきメニュー
を映し出し、その内の1つをキーで選択することによ
り、検出不可或いは誤検出の画像データをフレームメモ
リ16に順次呼び出す。そして、これら画像データに対
し、順次画像処理プロセッサ17がグレイスケール濃淡
処理、画像ぼかし、エッジ強調等の前処理を行ったうえ
で再度画像処理プログラムを実行する。そして、その結
果がどのように出るかをオペレータはモニタテレビ24
でみて、対象物検出失敗の原因を探る。
【0019】次に、コンソール23の画面上のメニュー
からさらに別のものを選択することによって、正常に検
出された任意の対象の画像データを補助記憶装置25か
ら1つ1つフレームメモリ16に呼び出す。そして、こ
れら画像データについて画像処理プロセッサ17は以前
と同じ画像処理プログラムを順次実行する。その処理し
た画像はモニタテレビ24に映し出される。その際、こ
のモニタテレビ24上の画像には、この視覚センサが認
識した対象物の位置を特定するための点(特徴データ)
が同時に表示されることになる。例えば、ある物品の穴
を認識するために視覚センサが利用されているときに
は、モニタテレビ24には該視覚センサが認識した穴の
中心位置とするところに×点が対象物の像の上に表示さ
れる。そこで、オペレータはモニタテレビ24に映し出
された対象物の像をみて画像処理が正しく行われている
かどうかを判断し、また対象物と×点との関係をみて、
視覚センサが特徴データを正しくとらえているかどう
か、すなわち物品の穴の中心に常に×点が正確に位置す
るか、或いは×点が穴の中心に対していろいろな方向に
小さい幅で変動してもその変動の中心点は穴の中心に一
致しているかどうか等を判断する。その結果、満足する
結果が得られなかった場合には、オペレータは教示デー
タの修正作業にとりかかる。そこで、オペレータはコン
ソール23により新たな教示データを設定(仮設定)す
る。するとそのデータはデータメモリ12に格納され
る。次いでオペレータはコンソール23のキー操作によ
って、再び補助記憶装置25から原画像データをフレー
ムメモリ16に転送する。そして、この画像データに対
しは修正教示データに従った画像処理プログラムが施さ
れ、その結果がモニタテレビ24に映し出される。そし
て、オペレータは、モニタテレビ24の像及び対象物の
穴の中心に×点が来るかどうかをみて、満足する結果が
得られるまで上記教示データの修正作業を試行錯誤的に
繰り返す。
【0020】こうして、過去に行った画像処理につい
て、検出失敗の原因を調査できると共に、正常に検出し
ていたものに対しても、その設定した教示データが最適
のもであったかどうかが事後に判断できるようになる。
同様にして、格納された検出データ等を使い、補正デー
タが正しく計算されているか確認することができる。
【0021】なお、上記実施例では、カメラ22がとら
えた画像を全て補助記憶装置25に保存するようにした
が、これに代えて、検出失敗の画像は全て保存するが、
正常に検出したものについては何個かおきに保存すると
いうように変更してもよい。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ライン
停止までに処理した数多くの画像データを保存しかつ再
現できるようにしたので、設定した教示データがどの程
度信頼性の有ったものかということについて後から評価
をすることができる。したがって、今後さらに画像処理
を実行するにあたっては現在の設定教示データに修正を
施すべきかどうかが判断でき、また、実際に修正した結
果が適切なものかどうかを保存した画像データを用いて
確認してみることができる。さらに、視覚センサの検出
失敗についても、その場で製造ラインを停止しなくて
も、後で再現できるので、視覚センサシステムの改善が
図れて、作業効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法の1実施例を実施するための視覚
センサのブロック図である。
【図2】本発明の方法の1実施例についての動作フロー
チャートである。
【符号の説明】
10 画像処理装置 11 中央処理装置(メインCPU) 12 データメモリ 13 プログラムメモリ 14 コンソールインタフェース 15 モニタインタフェース 16 フレームメモリ 17 画像処理プロセッサ 18 カメラインタフェース 19 通信インタフェース 20 SCSIインタフェース 21 バス 22 カメラ 23 コンソール 24 モニタテレビ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出対象物をカメラで撮影しフレームメ
    モリに格納した画像データに、該画像データを特定する
    データ、或いはその画像データに対する検出値、プログ
    ラム名、キャリブレーションデータ、補正データなど、
    関連するデータを付加して、補助記憶装置に転送し記憶
    できるようにしたことを特徴とする産業用視覚センサに
    おける画像処理方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載した補助記憶装置に蓄積
    した画像データを、その後のデータ調査時に、上記補助
    記憶装置からフレームメモリに復元し、付加された関連
    データを利用しながら、復元した画像データの表示、画
    像処理処理プログラムを再現実行できるようにしたこと
    を特徴とする産業用視覚センサにおける画像処理方法。
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