JPH07104129B2 - 画像の位置決め認識方法 - Google Patents
画像の位置決め認識方法Info
- Publication number
- JPH07104129B2 JPH07104129B2 JP17949686A JP17949686A JPH07104129B2 JP H07104129 B2 JPH07104129 B2 JP H07104129B2 JP 17949686 A JP17949686 A JP 17949686A JP 17949686 A JP17949686 A JP 17949686A JP H07104129 B2 JPH07104129 B2 JP H07104129B2
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- Image Analysis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、組立装置やロボット等における画像の位置決
め認識方法に関するものである。
め認識方法に関するものである。
（従来の技術） ある特定の対象物に対応するパターンが画像中のどこに
存在するかを調べ、対象物の位置を認識する方法の一つ
としてパターン・マッチング法が知られている。
存在するかを調べ、対象物の位置を認識する方法の一つ
としてパターン・マッチング法が知られている。
従来、このような分野の技術としては、例えば、次のよ
うな文献に記載されるものがあった。以下、その方法を
図を用いて説明する。
うな文献に記載されるものがあった。以下、その方法を
図を用いて説明する。
文献；「デジタル画像処理技術」２版（昭58−８）日本
工業技術センタP.119−123 第２図は、従来のパターン・マッチング法の一つである
テンプレート・マッチング法を示す図である。
工業技術センタP.119−123 第２図は、従来のパターン・マッチング法の一つである
テンプレート・マッチング法を示す図である。
この方法は、検出しようとする対象を表わすテンプレー
トｔ（x,y）を画像ｆ（x,y）中の点（i,j）にその中心
が重なるようにして、テンプレートｔ（x,y）とそれと
重なる画像の部分パターンの類似度を測り、その値を点
（i,j）に対象が存在する確からしさとする方法であ
る。対象物の位置を求めるには、この操作を画像のすべ
ての点に対して施し、類似度が最大となる位置を求めた
り、類似度がある閾値を超える位置を探せばよい。
トｔ（x,y）を画像ｆ（x,y）中の点（i,j）にその中心
が重なるようにして、テンプレートｔ（x,y）とそれと
重なる画像の部分パターンの類似度を測り、その値を点
（i,j）に対象が存在する確からしさとする方法であ
る。対象物の位置を求めるには、この操作を画像のすべ
ての点に対して施し、類似度が最大となる位置を求めた
り、類似度がある閾値を超える位置を探せばよい。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のパターン・マッチング法を用いた
位置決め認識方法では、次のような問題点〜があっ
た。
位置決め認識方法では、次のような問題点〜があっ
た。
パターンサイズが大きく変化するマークの認識につ
いては、１基準パターンでは認識できず、複数の基準パ
ターンを作成し、認識できるまで順次基準パターン替え
を行うため、認識時間が多くかかる。
いては、１基準パターンでは認識できず、複数の基準パ
ターンを作成し、認識できるまで順次基準パターン替え
を行うため、認識時間が多くかかる。
位置決めマークが製造過程で拡大したり、縮小した
りした場合、検出できないことが多くなるばかりか、位
置精度も落ちる。
りした場合、検出できないことが多くなるばかりか、位
置精度も落ちる。
方法が複雑なために、従来の方法で画像処理装置を
構成すると、構造が複雑になって高価な装置となってし
まう。
構成すると、構造が複雑になって高価な装置となってし
まう。
本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として、処
理速度が遅い、検出率と検出精度が低い、及び方法が複
雑な点について解決した画像の位置決め認識方法を提供
するものである。
理速度が遅い、検出率と検出精度が低い、及び方法が複
雑な点について解決した画像の位置決め認識方法を提供
するものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題点を解決するために、対象物となる
画像の位置を検出し、それを認識する画像の位置決め認
識方法において、対象となる画像を２値化し、その画像
の水平方向における任意の水平ラインを取り出して数値
化し、所定の基準値を満たすものを探してその水平ライ
ン上の対象物の長さのセンター位置である第１のセンタ
ー位置を求める。前記第１のセンター位置の垂直方向に
おいて所定の基準値を満たす対象物の長さを求めてその
垂直方向の対象物の長さのセンター位置である第２のセ
ンター位置を求める。前記第２のセンター位置の水平方
向において所定の基準値を満たす対象物の長さを求めて
その水平方向の対象物の長さのセンター位置である第３
のセンター位置を求める。このように、前記第１のセン
ター位置から前記第３のセンター位置を求めた後に、前
記第１のセンター位置と前記第３のセンター位置の差が
所定の基準値を満たすことを条件として、前記第３のセ
ンター位置を前記対象物のセンター位置としている。
画像の位置を検出し、それを認識する画像の位置決め認
識方法において、対象となる画像を２値化し、その画像
の水平方向における任意の水平ラインを取り出して数値
化し、所定の基準値を満たすものを探してその水平ライ
ン上の対象物の長さのセンター位置である第１のセンタ
ー位置を求める。前記第１のセンター位置の垂直方向に
おいて所定の基準値を満たす対象物の長さを求めてその
垂直方向の対象物の長さのセンター位置である第２のセ
ンター位置を求める。前記第２のセンター位置の水平方
向において所定の基準値を満たす対象物の長さを求めて
その水平方向の対象物の長さのセンター位置である第３
のセンター位置を求める。このように、前記第１のセン
ター位置から前記第３のセンター位置を求めた後に、前
記第１のセンター位置と前記第３のセンター位置の差が
所定の基準値を満たすことを条件として、前記第３のセ
ンター位置を前記対象物のセンター位置としている。
（作 用） 本発明によれば、以上のように画像の位置決め認識方法
を構成したので、水平ラインを数値化して順次第1,第2,
第３のセンター位置方向へと類似しているものより対象
物のセンター位置を求めていくことにより、画面処理の
簡略化とそれによる処理速度の高速化、さらに検出率と
位置検出精度の向上が図れる。従って、前記問題点を除
去できるのである。
を構成したので、水平ラインを数値化して順次第1,第2,
第３のセンター位置方向へと類似しているものより対象
物のセンター位置を求めていくことにより、画面処理の
簡略化とそれによる処理速度の高速化、さらに検出率と
位置検出精度の向上が図れる。従って、前記問題点を除
去できるのである。
（実施例） 第１図は、本発明の実施例の手順図であり、円形、正方
形、長方形等の任意の位置決めマーク（対象となる画
像）、例えば円形についてその位置検出までの手順がブ
ロックで示されている。
形、長方形等の任意の位置決めマーク（対象となる画
像）、例えば円形についてその位置検出までの手順がブ
ロックで示されている。
画像入力から位置出力までは、次のような第１〜第８手
順（１）〜（８）に従って実行される。
順（１）〜（８）に従って実行される。
（１） 第１手順 工業用カメラにて対象物を読み取り、その読み取った画
像を画像メモリに格納する。この画像メモリは、中央処
理装置（CPU）等でその書込み、及び読出し動作が制御
されるもので、工業用カメラの外部に設けられ、予め例
えば次のような基準データが格納されている。
像を画像メモリに格納する。この画像メモリは、中央処
理装置（CPU）等でその書込み、及び読出し動作が制御
されるもので、工業用カメラの外部に設けられ、予め例
えば次のような基準データが格納されている。
対象物のｘ方向の長さ xL 対象物のｙ方向の長さ yL ｘの許容値 xw ｙの許容値 yw 第１サーチポイント py サーチステップ ysp ２値化レベル LV センタ許容値 Cw （２） 第２手順 画像メモリから読み出した画像データに対し、２値化レ
ベルLVによって２値化（白：“1"、黒：“0"）処理を行
う。
ベルLVによって２値化（白：“1"、黒：“0"）処理を行
う。
（３） 第３手順 水平方向（ｘ方向）における任意の水平ラインの数値化
を行う。最初は、対象物が最も確率の高い位置Pyの数値
化を行う。
を行う。最初は、対象物が最も確率の高い位置Pyの数値
化を行う。
（４） 第４手順 数値化した対象物の水平ラインから、基準値サーチを行
う（即ち、xL±xwである対象物を探す）。
う（即ち、xL±xwである対象物を探す）。
（５） 第５手順 基準値サーチの結果、水平ラインの対象物が見つかった
場合、その対象物の第１のセンター位置を算出する。第
１のセンター位置は、対象物の任意の水平ラインにおけ
る中心位置である。このように、第３手順から第５手順
を実行し、対象物の部分から第１のセンター位置を求め
る。
場合、その対象物の第１のセンター位置を算出する。第
１のセンター位置は、対象物の任意の水平ラインにおけ
る中心位置である。このように、第３手順から第５手順
を実行し、対象物の部分から第１のセンター位置を求め
る。
（６） 第６手順 第５手順で求めた第１のセンター位置の垂直方向（ｙ方
向）、つまり垂直ラインにおける対象物の第２のセンタ
ー位置を求める。第２のセンター位置は、第１のセンタ
ー位置の垂直ラインにおける対象物の中心位置である。
向）、つまり垂直ラインにおける対象物の第２のセンタ
ー位置を求める。第２のセンター位置は、第１のセンタ
ー位置の垂直ラインにおける対象物の中心位置である。
（７） 第７手順 第６手順で求めた第２のセンター位置の対象物の水平ラ
インにおける第３のセンター位置を求める。第３のセン
ター位置は、第２のセンター位置の水平ラインにおける
対象物の中心位置である。
インにおける第３のセンター位置を求める。第３のセン
ター位置は、第２のセンター位置の水平ラインにおける
対象物の中心位置である。
（８） 第８手順 第５手順で求めた第１のセンター位置と第７手順で求め
た第３のセンター位置が許容値以内であるなら、第７手
順の第３のセンター位置をその対象物のセンター位置
（x,y）として出力する。
た第３のセンター位置が許容値以内であるなら、第７手
順の第３のセンター位置をその対象物のセンター位置
（x,y）として出力する。
以下、第１手順から第８手順（Ａ）〜（Ｆ）を第３図〜
第10図を参照しつつ詳細に説明する。
第10図を参照しつつ詳細に説明する。
（Ａ） 第１手順及び第２手順 第３図は工業用カメラで取込んだ画像を示すもので、そ
の画像を２値化して図示しない画像メモリに格納する。
閾値は基準データの２値化レベルLVにより決定される。
の画像を２値化して図示しない画像メモリに格納する。
閾値は基準データの２値化レベルLVにより決定される。
（Ｂ） 第３〜第５手順 第３図において、任意の水平ライン、例えば対象物が最
も確率の高い位置（第３図の太線部分）の第１サーチポ
イントPyを取り出す。この水平ライン（Py）が第４図に
示されている。白部分を“1"、黒部分を“0"とすると、
水平ライン（Py）はｘ＝０〜３において“1":4個、ｘ＝
４〜19において“0":15個……となり、これらを第５図
のテーブルのように数値化する。
も確率の高い位置（第３図の太線部分）の第１サーチポ
イントPyを取り出す。この水平ライン（Py）が第４図に
示されている。白部分を“1"、黒部分を“0"とすると、
水平ライン（Py）はｘ＝０〜３において“1":4個、ｘ＝
４〜19において“0":15個……となり、これらを第５図
のテーブルのように数値化する。
対象物が白の場合は“1"のテーブルより、黒の場合は
“0"のテーブルより、前記（１）の第１手順における基
準値 |xL−xL1|≦xw を満たすものを探す。もし見つからない場合は、水平ラ
イン（Py）を移動する。前記基準値を満たすものが見つ
かった場合、その第１のセンター位置Px1を第６図のよ
うに求める。
“0"のテーブルより、前記（１）の第１手順における基
準値 |xL−xL1|≦xw を満たすものを探す。もし見つからない場合は、水平ラ
イン（Py）を移動する。前記基準値を満たすものが見つ
かった場合、その第１のセンター位置Px1を第６図のよ
うに求める。
（Ｃ） 第６手順 前記第１のセンター位置Px1における垂直方向の対象物
の長さyL2を求める。このさyL2が基準値 |yL−yL2|≦yw を満たす場合、第７図に示すように、長さyL2の第２の
センター位置Py2を求める。
の長さyL2を求める。このさyL2が基準値 |yL−yL2|≦yw を満たす場合、第７図に示すように、長さyL2の第２の
センター位置Py2を求める。
前記長さyL2が基準値を満たさない場合には、前記
（Ｂ）に戻り、水平ライン（Py）を移動して前記（Ｂ）
〜（Ｃ）までの操作を繰り返す。
（Ｂ）に戻り、水平ライン（Py）を移動して前記（Ｂ）
〜（Ｃ）までの操作を繰り返す。
（Ｄ） 第７手順 前記第２のセンター位置Py2より、水平方向の対象物の
長さxL3を求める。この長さxL3が基準値 |xL−xL3|≦xw を満たすときに、第８図に示すように、長さxL3の第３
のセンター位置Px3を求める。
長さxL3を求める。この長さxL3が基準値 |xL−xL3|≦xw を満たすときに、第８図に示すように、長さxL3の第３
のセンター位置Px3を求める。
前記長さxL3が基準値を満たさない場合には、前記
（Ｂ）に戻り、水平ライン（Py）を移動して前記（Ｂ）
〜（Ｃ）までの操作を繰り返す。
（Ｂ）に戻り、水平ライン（Py）を移動して前記（Ｂ）
〜（Ｃ）までの操作を繰り返す。
（Ｅ） 第８手順 前記第３のセンター位置Py3と前記第１のセンター位置P
y1が、基準値 |Px3−Px1|≦Cw を満たす場合、対象マークと認識してそのセンター位置
を（Px3,Py2）として出力する。
y1が、基準値 |Px3−Px1|≦Cw を満たす場合、対象マークと認識してそのセンター位置
を（Px3,Py2）として出力する。
第3,第１のセンター位置Px3,Px1が基準値を満たさない
場合は、前記（Ｂ）に戻り、水平ライン（Py）を移動し
て前記（Ｂ）〜（Ｅ）までの操作を繰り返す。
場合は、前記（Ｂ）に戻り、水平ライン（Py）を移動し
て前記（Ｂ）〜（Ｅ）までの操作を繰り返す。
（Ｆ） 他の手順 前記（Ａ）〜（Ｅ）において、基準値が満たされない場
合の水平ライン（Py）の移動は、第９図に示すように、 Py＋ySP,Py−ySP,Py＋2ySP,Py−2ySP,……,Py＋nySP,Py
−nySP と、最初のポイントの水平位置（Py）より放射状に移し
ていく。サーチステップ（移動ステップ）ySPは、マー
クサイズにより決定される。
合の水平ライン（Py）の移動は、第９図に示すように、 Py＋ySP,Py−ySP,Py＋2ySP,Py−2ySP,……,Py＋nySP,Py
−nySP と、最初のポイントの水平位置（Py）より放射状に移し
ていく。サーチステップ（移動ステップ）ySPは、マー
クサイズにより決定される。
また、マーク許容値xw,ywは、第10図に示すように、マ
ーク製造精度によって決定される。
ーク製造精度によって決定される。
本実施例は、次のような利点（ｉ）〜（iv）を有する。
（ｉ） 本実施例は、従来のように画像の面のパターン
一致度により対象物の位置を検出するパターンマッチン
グ法と異なり、水平ライン（Py）を数値化して類似して
いるものより順次第1,第2,第３のセンター位置Px1,Py2,
Px3を求めていくため、位置検出の手順が簡単になり、
画像処理装置の構造の簡単化と、それによる低コスト化
が可能となる。
一致度により対象物の位置を検出するパターンマッチン
グ法と異なり、水平ライン（Py）を数値化して類似して
いるものより順次第1,第2,第３のセンター位置Px1,Py2,
Px3を求めていくため、位置検出の手順が簡単になり、
画像処理装置の構造の簡単化と、それによる低コスト化
が可能となる。
（ii） 基準データが少ないため、画像メモリの容量が
小さくてよい。
小さくてよい。
（iii） 全画面を処理する必要がないため、処理速度
が速い。
が速い。
（iv） マークサイズが拡大あるいは縮小したりするも
のでも、検出率が良く、しかも位置検出精度も高い。
のでも、検出率が良く、しかも位置検出精度も高い。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、水平方向
のラインの一致度の高い対象物のセンター位置を求め、
かつ垂直方向の一致度の高い対象物のセンター位置を求
めることにより、対象物となる画像の位置決めを認識す
るようにしたので、処理速度が速く、対象物の検出率と
位置の検出精度が高く、しかも方向自体が簡単という効
果が期待できる。
のラインの一致度の高い対象物のセンター位置を求め、
かつ垂直方向の一致度の高い対象物のセンター位置を求
めることにより、対象物となる画像の位置決めを認識す
るようにしたので、処理速度が速く、対象物の検出率と
位置の検出精度が高く、しかも方向自体が簡単という効
果が期待できる。
第１図は本発明の実施例を示す位置検出までの手順図、
第２図は従来のテンプレート・マッチング法を示す図、
第３図〜第10図は第１図中の各手順を示すもので、第３
図は第1,第２手順図、第４図は第３手順図、第５図は第
４手順図、第６図は第５手順図、第７図は第６手順図、
第８図は第7,第８手順図、第９図及び第10図はその他の
手順図である。 １……工業用カメラを用いて対象物を読み取る第１手
順、２……２値化を行う第２手順、３……任意の水平ラ
インの数値化を行う第３手順、４……基準値サーチを行
う第４手順、5,6,7……第1,第2,第３のセンター位置を
算出する第1,第2,第３手順、８……位置出力（x,y）を
行う第８手順。
第２図は従来のテンプレート・マッチング法を示す図、
第３図〜第10図は第１図中の各手順を示すもので、第３
図は第1,第２手順図、第４図は第３手順図、第５図は第
４手順図、第６図は第５手順図、第７図は第６手順図、
第８図は第7,第８手順図、第９図及び第10図はその他の
手順図である。 １……工業用カメラを用いて対象物を読み取る第１手
順、２……２値化を行う第２手順、３……任意の水平ラ
インの数値化を行う第３手順、４……基準値サーチを行
う第４手順、5,6,7……第1,第2,第３のセンター位置を
算出する第1,第2,第３手順、８……位置出力（x,y）を
行う第８手順。
Claims (1)
- 【請求項１】対象となる画像を２値化し、その画像の水
平方向における任意の水平ラインを取り出して数値化
し、所定の基準値を満たすものを探してその水平ライン
上の対象物の長さのセンター位置である第１のセンター
位置を求め、 前記第１のセンター位置の垂直方向において所定の基準
値を満たす対象物の長さを求めてその垂直方向の対象物
の長さのセンター位置である第２のセンター位置を求
め、 前記第２のセンター位置の水平方向において所定の基準
値を満たす対象物の長さを求めてその水平方向の対象物
の長さのセンター位置である第３のセンター位置を求
め、 前記第１のセンター位置から前記第３のセンター位置を
求めた後に、前記第１のセンター位置と前記第３のセン
ター位置の差が所定の基準値を満たすことを条件とし
て、前記第３のセンター位置を前記対象物のセンター位
置とすることを特徴とする画像の位置決め認識方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17949686A JPH07104129B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 画像の位置決め認識方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17949686A JPH07104129B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 画像の位置決め認識方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6336104A JPS6336104A (ja) | 1988-02-16 |
| JPH07104129B2 true JPH07104129B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=16066836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17949686A Expired - Lifetime JPH07104129B2 (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 画像の位置決め認識方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07104129B2 (ja) |
-
1986
- 1986-07-30 JP JP17949686A patent/JPH07104129B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6336104A (ja) | 1988-02-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |