JPH05225315A - 被加工体の外形認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被加工体１３の外形形状を容易かつ良好に認
識することを可能とする。 【構成】 被加工体１３の外周端に帯状の高明度部分１
３ａを形成するように、上記被加工体１３の外周端に対
して端面側方から光源装置１１５から検査光１５ａを当
てて反射させ、その反射光により強調された被加工体１
３の外周端を、画像処理によってクリアーに検出してな
るもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被縫物等のような被加
工体の外形形状に基づいて縫製等の加工を行う場合に用
いられる被加工体の外形認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被加工体への各種加工を、当該被加工体
の外形形状に基づいて行うことがある。例えば縫製ミシ
ンを用いて、下生地上にラベルを縫い付ける場合には、
ラベルの外形形状を基準とした所定の位置にステッチ縫
い等が行われる。その場合には、縫い位置を指示する針
落ちデータが縫製ミシンに与えられ、その針落ちデータ
に従って、ラベルの外周端から一定間隔離れた位置に形
状縫いが行われる。上記針落ちデータは、縫製ミシンの
記憶装置内に格納されており、その針落ちデータが指示
する縫い位置に合わせて、縫製ミシンの針と被縫物とが
相対的に移動される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述したよう
な針落ちデータに基づいて形状縫いを行う場合には、被
加工体としてのラベル自体の形状のバラツキ、地縫い及
び折り返しあるいはアイロン等の前工程等で生じるラベ
ル形状のバラツキなどによって、例えば図７に示されて
いるような縫い不良が生じる。

【０００４】図７において、形状にバラツキがある被加
工体としてのラベル１は、下生地２に対して図示のよう
なずれた状態に載置されることがある。この場合には、
ラベル１の外形形状と縫い目３との間にずれが生じてお
り、ラベル１の布端から確定した距離に縫いを行うこと
はできない。ラベル１の初期セット位置にずれがあった
場合や、縫製時等にラベル１が変形した場合において
も、同様な問題が生じる。

【０００５】一方、特開昭６３−５７０７６号公報に提
案されている装置では、被加工体の全体像が撮像される
ことによって、読取手段が被加工体の外周端を追跡する
ように駆動制御され、上記読取手段からの読取データに
基づいて縫製データが作成される構成になされている。
この提案装置は、被加工体の外形形状を認識しつつ縫製
加工を行おうとするものであるが、被加工体外形形状の
認識機能は、以下のように不十分であり、実用に供する
ことは困難である。

【０００６】すなわち上記公報に開示された装置では、
被加工体の全体像を単に上から見ているに過ぎず、被加
工体の外周端をクリアーに検知することができない。特
に被加工体の載置面と被加工体との間において濃淡の差
が少ない場合、例えば黒地載置面上に黒地の被加工体が
載置されている場合等においては、被加工体の外周端を
検知することがほとんど不可能になることもある。

【０００７】そこで本発明は、被加工体の外形形状を容
易かつ良好に認識することができるようにした被加工体
の外形認識装置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】上記目的を達成するため
本発明にかかる被加工体の外形認識装置は、被加工体の
外周端を検知して当該被加工体の外形形状を認識し、そ
の認識された被加工体の外形形状情報を、所定の加工装
置に出力する構成を備えた被加工体の外形認識装置にお
いて、上記被加工体の外周端に対して、端面側方から検
査光を当て反射を行わせる光源手段と、その被加工体の
外周端からの反射光を受光して画像信号化を行う光電変
換手段と、上記光電変換手段からの画像信号を受けて所
定の演算処理を行うことにより、前記被加工体の外周端
部を検知し被加工体の外形を認識する画像処理装置と、
を備えた構成を有している。

【０００９】

【作用】このような構成を有する被加工体の外形認識装
置においては、光源手段から発せられた検査光が、被加
工体の外周端に対して端面側方から当てられ、そこから
て上方側に反射されていき、光電変換手段により受光さ
れる。このとき上記反射光は、被加工体の外周端部分に
沿って帯状の高明度部分を形成しており、その帯状の高
明度部分すなわち被加工体の外周端部分が、高明度によ
り強調された画像信号として画像処理が行われる。した
がって上記画像処理により得られた画像情報中には、被
加工体の外周端に相当する部分がクリアーに表されるよ
うになっている。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。縫製装置に本発明を適用した例が図２に表
されている。本図の概要外観斜視図（Ａ）に表されてい
るように、本発明にかかる外形認識装置１１は、縫製装
置１２に隣接して配置されている。被加工体としての被
縫物１３は、外形認識装置１１の撮像位置に一旦載置さ
れて所定の画像処理が行われた後、上記縫製装置１２の
縫製位置に移載され、そこで所定の縫製加工が行われ
る。

【００１１】本実施例における被縫物１３は、下生地１
４上にセットされたラベル等からなり、また縫製装置１
２で行われる縫製加工は、上記被縫物１３の外周端から
一定間隔離れた位置でステッチ縫い等を行う形状縫いで
ある。縫製装置１２は、固定状態に設置された縫製ミシ
ン１２１と、Ｘ−Ｙテーブル１２２とを備えており、後
述するように前記外形認識装置１１から送られてきた被
縫物１３の布端位置データに基づいて、上記Ｘ−Ｙテー
ブル１２２が、Ｘ方向駆動モータ１２３ａ及びＹ方向駆
動モータ１２３ｂによって適宜移動されつつ形状縫いが
行われるようになっている。

【００１２】また前記外形認識装置１１は、支柱１１１
に取り付けられたＣＣＤカメラ１１２と、上記支柱１１
１の手前側に配置された生地台１１３とを備えている。
上記生地台１１３上の略中央所定位置には、下生地１４
及び被縫物１３が重ね合わせて位置決めされ固定されて
おり、当該生地台１１３は、Ｘ方向駆動モータ１１４に
よってＸ方向に適宜移動されるＸテーブル１１６上に載
置される構成になされている。上記ＣＣＤカメラ１１２
は、生地台１１３における撮像位置の直上に配置されて
いるとともに、上記生地台１１３の撮像位置の周囲に
は、当該撮像位置を四方から取り囲むように４機の光源
装置１１５が配置されており、詳細は図示しないが、こ
れらは移動装置１１７により移動可能である。なお上記
光源装置１１５は、撮像位置の四方を移動可能とする１
機であっても良い。

【００１３】上記外形認識装置１１の光源装置１１５
は、図１に示されているように、生地台１１３上に載置
された下生地１４及び被縫物１３の端面側方に所定間隔
離して配置されており、下生地１４と被縫物１３との重
ね合わせ部分の外周端に対して、真横からスポット光と
しての検査光１１５ａを照射する構成になされている。
この光源装置１１５から射出される検査光１１５ａの光
軸は、被縫物１３の外周端に向かって０〜５度程度の水
平方向上側の傾きを備えるように設定されており、当該
光源装置１１５からの検査光１１５ａが、下生地１４に
対する被縫物１３の段差端面に照射されるようになって
いる。

【００１４】このとき下生地１４上にセットされた被縫
物１３の外周端部分は、例えば図４に示されているよう
な折返構造あるいは被縫物１３自体の布折構造によって
丸みをもった端部形状になされている。したがって当該
被縫物１３の外周端部分に照射された上記光源装置１１
５からの検査光１１５ａは、被縫物１３の外周端部分に
て少なくとも鉛直上方向、すなわち前記ＣＣＤカメラ１
１２側に向かって反射されるようになっている。

【００１５】この被縫物１３の外周端部分における反射
の状態が、図３（Ａ），（Ｂ）に表されている。まず図
３（Ａ）に示されているように、光源装置１１５から検
査光が照射されていない場合には、被縫物１３の外周端
を明確に認識することはできない。特に下生地１４と、
この下生地１４上にセットされた被縫物１３との間の明
度差が小さい場合、例えば黒色どうしのような場合に
は、被縫物１３の外周端の認識はほとんど不可能であ
る。一方光源装置１１５から検査光が照射された場合に
は、図３（Ｂ）に示されているように、被縫物１３の外
周端に沿って検査光の反射が行われるため、被縫物１３
の外周端に対応した帯状の高明度部分１３ａが形成さ
れ、その高明度部分１３ａによって被縫物１３の外周端
が明るく強調されて認識される。

【００１６】図１及び図２に戻って、外形認識装置１１
の支柱１１１は、生地台１１３の奥側縁部にほぼ鉛直に
立設されており、当該支柱１１１の上端部分からほぼ水
平に延びるアームの先端部に前記ＣＣＤカメラ１１２が
固定・支持されている。そのＣＣＤカメラ１１２の下端
部分、すなわち生地台１１３の撮像位置に対面する部分
には、レンズ１１２ａが設けられており、このレンズ１
１２ａを通して、上述した被縫物１３の外周端からの反
射光が受光される構成になされている。

【００１７】ＣＣＤカメラ１１２は、上記被縫物１３の
外周端からの反射光を受光して画像信号化する光電変換
手段としての機能を有しており、光電変換により得られ
た画像アナログ信号は、画像処理装置１５に出力されて
いる。

【００１８】画像処理装置１５には、後述するような各
種演算を実行して上記被縫物１３の外周端の位置データ
を出力するＣＰＵ（中央演算装置）１５１が備えられて
いる。このＣＰＵ１５１には、前記ＣＣＤカメラ１１２
からの画像アナログ信号を受けてデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器１５２と、このＡ／Ｄ変換器１５２から
の画像デジタル信号を記憶する画像メモリ１５３と、当
該画像メモリ１５３からの画像情報に対して所定の画像
処理を行うプログラム等が格納されたＲＯＭ１５４と、
各種データを一時的に記憶するためのＲＡＭ１５５と、
が接続されているとともに、スイッチ回路１５６を介し
て、テレビモニタ１５７が接続されている。上記スイッ
チ回路１５６には、画像メモリ１５３からの画像情報
が、Ｄ／Ａ変換器１５８を介して入力されているととも
に、前記ＣＣＤカメラ１１２からの画像アナログ信号が
入力されており、これらの各画像情報が、当該スイッチ
回路１５６の切替機能によって上記テレビモニタ１５７
に対し選択的に送り出されるようになっている。

【００１９】一方前記縫製装置１２の縫製ミシン１２１
に設けられたＸ−Ｙテーブル１２２と前記外形認識装置
１１の支柱１１１の手前側に配置されたＸテーブル１１
６との関連性について説明する。すなわち、例えば図示
はしないが、Ｘテーブル１１６には、案内レールに搭載
したＸ方向に延びるラック部材を固定したキャッリジが
支持されており、Ｘ方向駆動モータ１１４の回動軸に固
定された歯車が、ラック部材と噛み合ってキャッリジが
Ｘ方向に移動する。そしてその上面に固定された把持部
材により、生地台１１３が開放可能に保持されている。

【００２０】したがってＸ方向駆動モータ１１４が不作
動の時は、Ｘ−Ｙテーブル１２２とＸテーブル１１６と
は、図２（Ｂ）に示す状態すなわち図２（Ａ）に示す外
形認識を実行できる初期の状態にある。次に、生地台１
１３を保持してＸ方向駆動モータ１１４が正回転して作
動すると、キャッリジが初期位置から左方向に移動する
から、保持されている生地台１１３も左方向に移動し
て、最終的に生地台１１３をＸ−Ｙテーブル１２２上に
載置して生地台１１３を解放し、図２（Ｃ）に示す状態
とする。次に、Ｘ方向駆動モータ１１４を逆回転してキ
ャッリジを、その位置に戻すとともに縫製工程に入る。
縫製の終了後、縫製加工物を外部に搬出するとともに、
Ｘ方向駆動モータ１１４を正回転して生地台１１３を保
持した後、再びＸ方向駆動モータ１１４を逆回転して最
終的に図２（Ｂ）に示す状態とする。

【００２１】また縫製装置１２には、図１に示されてい
るような駆動制御装置１６が付設されている。この駆動
制御装置１６におけるＣＰＵ（中央演算装置）１６１に
は、前述した画像処理装置１５から出力されてくる被縫
物１３の布端位置データが入力されているとともに、縫
い代や継ぎ目ピッチ等の縫製データが入力されている。
また上記ＣＰＵ１６１には、縫い条件等を与えるための
入力ボード１６２、装置全体の駆動制御を行うプログラ
ム等が格納されたＲＯＭ１６３、各種データを一時的に
記憶するためのＲＡＭ１６４が接続されているととも
に、当該ＣＰＵ１６１の出力側には、縫製装置１２を作
動させるための駆動回路１６５が接続されているととも
に、前記縫製装置１２のＸ−Ｙテーブル１２２を移動さ
せるためのＸ及びＹ方向駆動モータ１２３ａ．１２３ｂ
に付設されている駆動回路１６７が接続されている。な
お図１においてＣＰＵ１５１及びＣＰＵ１６１とを同じ
ＣＰＵとすることができる。

【００２２】このような実施例装置において、外形認識
装置１１の光源手段１１５から発せられた検査光１１５
ａは、生地台１１３上の被縫物１３の外周端に対して端
面側方から照射されて上方側に反射されていき、ＣＣＤ
カメラ１１２により受光される。このときの上記被縫物
１３からの反射光は、図３（Ｂ）に示されているよう
に、被縫物１３の外周端に沿って帯状の高明度部分１３
ａを形成している。ＣＣＤカメラ１１２で光電変換され
て得られた画像情報信号は、画像処理装置１５に送られ
て画像処理が行われ、上述した帯状の高明度部分が被縫
物１３の布端位置として認識される。以下その布端位置
検出手順を説明する。

【００２３】この布端位置検出フローでは、まず図５ス
テップのように画像処理装置１５に対してＣＣＤカメ
ラ１１２からの画像情報信号が入力される。この画像情
報信号の入力は、図３（Ｂ）のように光照射された状態
のＢ線上の画素データが、図６（Ｂ）のような信号とし
て取り込まれる。この図６（Ｂ）に示された光照射後の
画素データは、被縫物１３の外周端部分における帯状高
明度部分１３ａに対応した部分にピークを有している。

【００２４】さらに図５のステップのように、画像情
報信号の２次微分が行われ、上記図６（Ｂ）に示された
画素データが、図６（Ｃ）のような画素データになされ
る。そしてこの図６（Ｃ）に示された画素データのゼロ
クロスが求められ、それに基づいて、図５のステップ
のように被縫物１３の布端位置（エッジ）の検出が行わ
れる。この布端検出では、被縫物１３の外周端部分の帯
状高明度部分１３ａによって布端位置が強調されている
ため、被縫物１３の布端位置はクリアーに認識される。
なお、図６（Ａ）は光照射前のデータである。

【００２５】上記布端検出により得られた被縫物１３の
布端位置データは、図３（Ｂ）中のＢ線上における布端
位置データとして、図５のステップのように格納が行
われる。図３（Ｂ）中のＢ線は、Ｂ₁ ，Ｂ₂ ，…，Ｂ_n
のように図示上下方向に順次位置がずらされていき、そ
れら全体の布端位置データを合わせて、被縫物１３の１
辺の布端が認識される。そしてこの被縫物１３の１辺に
おける布端認識は、被縫物１３の４辺のそれぞれにわた
って実行され、その後布端位置検出フローが終了され
る。

【００２６】本発明は、被縫物以外の各種被加工体の外
形認識に対しても、同様に適用することができるもので
ある。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、被加工体の
外周端に帯状の高明度部分を形成するように、上記被加
工体の外周端に対して端面側方から検査光を当てて反射
させ、その反射光により強調された被加工体の外周端
を、画像処理によってクリアーに検出してなるものであ
るから、被加工体の外形形状を容易かつ良好に認識する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における装置の制御系を表し
たブロック図である。

【図２】外形認識装置の配置状態を表した図であり、
（Ａ）は概要外観斜視図，（Ｂ）及び（Ｃ）はＸ−Ｙテ
ーブルとＸテーブルとの関連性を説明した説明図であ
る。

【図３】被縫物の外周端に対して光照射を行う前後の状
態を表した平面説明図である。

【図４】被縫物の外周端に対して光照射を行った状態を
表した側面断面図である。

【図５】本発明装置による布端位置検出手順を表したフ
ロー図である。

【図６】図７に表された布端位置検出手順における画像
処理状態を表した信号図である。

【図７】従来装置における被縫物の位置ずれ状態を表し
た平面説明図である。

【符号の説明】

１１ 外形認識装置 １２ 縫製装置 １３ 被縫物 １４ 下生地 １５ 画像処理装置 １１２ ＣＣＤカメラ １１５ 光源装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工体の外周端を検知して当該被加工
   体の外形形状を認識し、その認識された被加工体の外形
   形状情報を、所定の加工装置に出力する構成を備えた被
   加工体の外形認識装置において、 上記被加工体の外周端に対して、端面側方から検査光を
   当て反射を行わせる光源手段と、 その被加工体の外周端からの反射光を受光して画像信号
   化を行う光電変換手段と、 上記光電変換手段からの画像信号を受けて所定の演算処
   理を行うことにより、前記被加工体の外周端部を検知し
   被加工体の外形を認識する画像処理装置と、を備えてな
   る被加工体の外形認識装置。
2. 【請求項２】 下生地上に載置された被縫物の外周端を
   検知して当該被縫物の外形形状を認識し、その認識され
   た被縫物の外形形状情報を、縫製ミシンの駆動制御部に
   出力する被加工体の外形認識装置において、 上記被縫物の外周端に対して端面側方から検査光を当て
   反射を行わせる光源手段と、 その被縫物の外周端からの反射光を受光して画像信号化
   を行う光電変換手段と、 上記光電変換手段からの画像信号を受けて所定の演算処
   理を行うことにより、前記被縫物の外周端部を検知し被
   縫物の外形を認識する画像処理装置と、を備えてなる被
   加工体の外形認識装置。