JPH0754444B2 - 視覚コントロ−ラ - Google Patents

視覚コントロ−ラ

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JPH0754444B2
JPH0754444B2 JP59125545A JP12554584A JPH0754444B2 JP H0754444 B2 JPH0754444 B2 JP H0754444B2 JP 59125545 A JP59125545 A JP 59125545A JP 12554584 A JP12554584 A JP 12554584A JP H0754444 B2 JPH0754444 B2 JP H0754444B2
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JP
Japan
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work
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JP59125545A
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宣政 中野
正美 丹羽
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS615309A publication Critical patent/JPS615309A/ja
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4063Monitoring general control system
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49302Part, workpiece, code, tool identification

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  • Human Computer Interaction (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はロボットシステムにおける視覚コントローラに
関するものである。
〔従来技術〕
第1図は従来技術による視覚コントローラの一例を示す
ブロック図である。同図において1a,1bは撮像手段とし
てのテレビカメラ、2は2値化手段としての画像入力装
置で、テレビカメラ1a,1bからの入力画像信号を2値化
し、孤立点除去などの処理を行なう。なお、孤立点除去
とは、孤立した1点の情報は、その点を囲む画素の情報
と同一として判断することにより孤立点を除去する処理
である。3は画像データ圧縮装置で、画像入力装置2の
出力からランレングスを生成する。4は画像全体を記憶
する画像メモリで、256×256ビットつまり画素数は256
×256である。5は制御手段としての中央処理装置(以
下CPUと記す)、6は基準パターンデータを含む記憶装
置、7はGPIBインターフェース、8はRS232Cインターフ
ェース、9はモニタインターフェース、10はライトペン
インターフェースであり、上記2〜10により視覚コント
ローラ11が構成されている。上記視覚コントローラ11に
は、上記各インターフェース7〜10を介してそれぞれロ
ボットコントローラ12,カセット磁気テープ装置13,CRT
表示装置によるモニタ14及びライトペン15が接続されて
いる。上記モニタ14を用いたライトペン15の操作によ
り、各種メニューの選択,ティーチング等の視覚コント
ローラ11の各種操作が行なわれる。またモニタ14には入
力された情報をともにCPU5により処理された結果が表示
される。カセット磁気テープ装置13はティーチングデー
タを長期保持したりするときに使用する。
次に第2図ないし第4図を用いて、上記従来例における
対象物体つまりワークの登録及び識別について説明す
る。まずあらかじめ、各種ワークをテレビカメラ1a,1b
により撮像することによりティーチングが行なわれる。
上記ティーチングはテレビカメラ1a,1bからの入力画像
信号を画像入力装置2により2値化し、画像データ圧縮
装置3からの出力を元にCPU5はワークの全体的特徴を各
項目ごとに抽出し、基準パターンデータとして記憶装置
6に記憶させて登録することにより行なわれる。なお上
記基準パターンデータはワークと1対1に対応して登録
されている。上記画像入力装置2による入力画像信号の
2値化は、画像入力装置2内の第2図に示すような回路
により行なわれる。同図において、16はコンパレータで
あり、上記コンパレータ16は、スレッショルドレベルと
して、CPU5からD/A変換器17を介して設定される2値化
レベル信号Lとテレビカメラ1a,1bからの入力画像信号
Vとを比較して、2値化された画像信号VBを画像データ
圧縮装置3に出力する。これは、例えば円盤状のワーク
の場合、第3図に示すような入力画像信号Vが入力され
ると2値化レベル信号Lにもとづき、2値化され、図示
したような円形の2値化画像Aが得られる。そして上記
2値化画像Aの半径,中心から外周までの最大値と最小
値との差等の特徴が各項目ごとに抽出されて基準パター
ンデータとして登録される。このようにして、形状の異
なった複数のワークが、それぞれ1対1に対応する基準
パターンデータとして記憶装置6に記憶される。
次に、実際にワークが流れてきたとき、あるいはロボッ
トがワークのある場所に移動したときのワークの識別に
ついて、第4図フローチャートを用いて説明する。ステ
ップ1においてロボットコントローラ12からワークAを
探せという動作コマンドが出力される。次にステップ2
により実際のワークの入力画像信号Vにより前記ティー
チングと同様にして抽出されたワークデータと対応する
ワークの基準パターンデータが比較され、該当ワークか
否かが識別される。該当ワークであればステップ3に進
んで位置補正演算が行なわれロボットコントローラ12が
制御される。ステップ2において該当ワークが検出され
なければ、ステップ4に分岐してあらかじめ定められた
識別回数を越えたか否かが判定され、越えていなければ
再度新たに抽出されたワークデータと基準パターンデー
タの比較が繰返し行なわれる。ステップ4において定め
られた回数を越えると、ステップ5に進んで該当ワーク
を識別不可としてエラー処理が行なわれる。
以上のように、従来の視覚コントローラは1個のワーク
に対して1つの基準パターンデータをあらかじめティー
チングにより記憶装置6に登録しておき、上記基準パタ
ーンデータと実際に検出されたワークデータを比較して
ワークの識別を行なっていた。しかしながら、実際のワ
ークの2値化画像は光量,光の反射率等の変化により安
定した結果が得られないため、上記従来例によるとワー
クが識別不可となる誤動作をするという欠点を有してい
た。すなわち、基準パターンデータとしては、第3図に
示したような2値化画像Aの半径,中心から外周までの
最大長と最小長の差等の特徴値が登録されているが、ワ
ーク識別時に外乱,例えば光量が減少した場合、第3図
に示した入力画像信号Vのレベルが下がり、対象の2値
化画像Aが相対的に小さくなってしまう。このため、登
録してある基準パターンデータとずれが生じ、対象の認
識ができなくなる。
〔発明の概要〕
本発明は、基準パターンデータとして、各ワーク毎に互
いに近似する複数の基準パターンデータを記憶する記憶
手段を設け、制御手段は、基準パターンデータ登録時、
各ワークに対して2値化手段の2値化レベル信号を互い
に近似する複数段階に設定し、各2値化画像からワーク
の特徴を抽出してそれぞれ基準パターンデータとして上
記記憶手段に登録するとともに、実際のワーク識別時に
は、各基準パターンデータのいずれかと、1個のワーク
データとが一致したとき基準パターンのワークが捕えら
れたと判定してロボットコントローラを制御するように
して、上記欠点を除去するものであり、以下実施例を用
いて詳細に説明する。
〔発明の実施例〕
まず、第5図を用いて本発明の実施例のティーチングに
よるワークの登録方式について説明する。同図に示すよ
うに本実施例においては、2値化レベル信号Lとして互
いに近似するハイレベルLh,ノーマルレベルLn,ローレベ
ルLlを設定し、上記各レベルにより入力画像信号Vを3
段階に2値化している。そして、上記3段階の2値化画
像をそれぞれ別個のワークとして、各特徴値が抽出され
て基準パターンデータとして登録される。例えば、ここ
では円盤状のワークとすると、図示したようにノーマル
レベルLnで2値化されたワークA1,ローレベルLlで2値
化されたワークA2,ハイレベルLhで2値化されたワークA
3のそれぞれの半径,中心から外周までの最大長と最小
長の差等の特徴値が抽出され、基準パターンデータとし
て登録される。ここで、ワークAの半径を100mm、当該
装置の分解能を1mmと仮定して、ノーマルレベルLnで2
値化されワークA1として登録される基準パターンデータ
の半径が100mm、ローレベルLlで2値化されワークA2と
して登録される基準パターンデータの半径が101mm、ハ
イレベルLhで2値化されワークA3として登録される基準
パターンデータの半径が99mmになったとする。また、実
際のワーク識別時、ワークに照射される光量が少なく
て、2値化されて抽出されるワークデータの半径が99mm
になったとすると、上記ハイレベルLhで2値化されワー
クA3として登録された基準パターンデータと一致し、当
該ワークはワークAと識別することができる。すなわ
ち、ワークAの識別可能範囲が半径に関して99mm〜101m
mに拡大したことになる。
第6図は本実施例の構成を示すブロック図であり、第1
図と同一,または相当部分には同一符号を用い、その説
明は省略する。同図に示すように本実施例においては、
記憶手段として1個のワークに対して互いに近似する3
段階の基準パターンデータを記憶する記憶装置18が設け
られている。上記記憶装置18は基準パターンデータをノ
ーマルレベルLn,ローレベルLl,ハイレベルLhとして記憶
し、ロボットコントローラ12からの動作コマンドに対し
て上記各レベルの基準パターンデータが選択的に読み出
されて前記ティーチングと同様にして抽出された実際の
ワークデータと比較される。これは第7図に示すフロー
チャートに従って行なわれる。ステップ1において、ロ
ボットコントローラ12より識別対象としての1個のワー
クに対してノーマルレベルLnで登録されたワークA1を探
せという動作コマンドが出力される。次にステップ2に
おいて、上記ワークの基準パターンデータと実際のワー
クのワークデータが比較されて、該当ワークが否かが識
別される。同様にステップ4,5において、ローレベルLl
で登録されたワークA2の基準パターンデータを用いて比
較され、ステップ6,7においてハイレベルLhで登録され
たワークA3の基準パターンデータを用いて比較される。
上記いずれかで該当ワークと識別されると、ステップ3
に進んで位置補正演算が行なわれロボットコントローラ
12が制御される。一方、識別されない場合には、ステッ
プ8により再度上記各識別が繰り返し行なわれる。そし
てステップ8において繰返し回数を越えるとステップ9
に進んでエラー処理が行なわれる。
以上のように本実施例によれば、1個のワークに対して
二値化レベルLをノーマルレベルLn,ローレベルLl,ハイ
レベルLhの3段階に設定して、それぞれの基準パターン
データを抽出し、記憶装置18に登録させているので、3
段階の識別動作を行なうことができ、光量,光の反射率
等の変化によりワークが識別不可となる誤動作を防止す
ることができる。すなわち、基準パターンデータとして
は、第5図に示したような2値化レベルLh,Ln,Ll毎の半
径,中心から外周までの最大長と最小長との差等の特徴
値が登録されている。このように3段階の2値化レベル
で特徴値を抽出し登録しているので、例えば光量が変動
して対象の2値化画像の大きさが変動したとしても、登
録してあるもののうちのいずれかに合致する確率が高く
なる。つまり、対象の認識ができなくなる確立が減少す
る。
なお、上記実施例においては二値化レベルLを3段階に
設定したが、さらに多段階に設定し、記憶装置18をそれ
に対応するものとすることにより、より確実な識別を行
なうことができる。
〔発明の効果〕
以上、説明したように本発明による視覚コントローラに
よれば、基準パターンデータとして、各ワーク毎に互い
に近似する複数の基準パターンデータを記憶する記憶手
段を設け、制御手段は、基準パターンデータ登録時、各
ワークに対して2値化手段の2値化レベル信号を互いに
近似する複数段階に設定し、各2値化画像からワークの
特徴を抽出してそれぞれ基準パターンデータとして上記
記憶手段に登録するとともに、実際のワーク識別時に
は、各基準パターンデータのいずれかと、1個のワーク
データとが一致したとき基準パターンのワークが捕えら
れたと判定してロボットコントローラを制御するように
したので、光量,光の反射率等の変化によりワークが識
別不可となる誤動作を防止することができるという効果
がある。また、各ワークに対して2値化レベル信号を互
いに近似する複数段階に設定するだけで各ワーク毎の複
数の基準パターンデータが登録できるので、各ワーク毎
の複数の基準パターンデータの登録を簡単かつ短時間で
行える効果がある。また、時間的制約のあるワーク識別
時に2値化レベル信号を変えるのではなく、時間的制約
の余りない基準パターンデータ登録時に行なうので、ワ
ーク識別に要する時間の増大を比較判定処理の増加のみ
に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の視覚コントローラの一例を示すブロック
図、第2図は入力画像信号の2値化を行う回路路、第3
図は従来例における2値化レベル信号による2値化画像
を示す図、第4図は従来例による識別動作を示すフロー
チャート、第5図は本発明の一実施例における2値化レ
ベル信号による2値化画像を示す図、第6図及び第7図
は同じくブロック図及びフローチャートである。 1a,1b……テレビカメラ、2……画像入力装置、3……
画像データ圧縮装置、4……画像メモリ、5……中央処
理装置(CPU)、6,18……記憶装置、12……ロボットコ
ントローラ。 なお、図中、同一または相当部分には同一符号を用いて
いる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】撮像手段によって撮像されたワークの画像
    信号を2値化レベル信号にもとづき2値化する2値化手
    段と、2値化画像からワークの特徴を示すワークデータ
    を抽出し、このワークデータと予め登録してある基準パ
    ターンデータとを比較して、この比較結果にもとづきロ
    ボットコントローラを制御する制御手段を含む視覚コン
    トローラにおいて、上記基準パターンデータとして、各
    ワーク毎に互いに近似する複数の基準パターンデータを
    記憶する記憶手段を設け、上記制御手段は、基準パター
    ンデータ登録時、各ワークに対して上記2値化手段の2
    値化レベル信号を互いに近似する複数段階に設定し、各
    2値化画像からワークの特徴を抽出してそれぞれ基準パ
    ターンデータとして上記記憶手段に登録するとともに、
    実際のワーク識別時には、各基準パターンデータのいず
    れかと、1個のワークデータとが一致したとき基準パタ
    ーンのワークが捕えられたと判定してロボットコントロ
    ーラを制御するようにしたことを特徴とする視覚コント
    ローラ。
JP59125545A 1984-06-19 1984-06-19 視覚コントロ−ラ Expired - Lifetime JPH0754444B2 (ja)

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JP59125545A JPH0754444B2 (ja) 1984-06-19 1984-06-19 視覚コントロ−ラ

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JP59125545A JPH0754444B2 (ja) 1984-06-19 1984-06-19 視覚コントロ−ラ

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JPS615309A JPS615309A (ja) 1986-01-11
JPH0754444B2 true JPH0754444B2 (ja) 1995-06-07

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ID=14912848

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JP59125545A Expired - Lifetime JPH0754444B2 (ja) 1984-06-19 1984-06-19 視覚コントロ−ラ

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JP2009175744A (ja) * 1999-11-26 2009-08-06 Toshiba Corp 顔画像撮影装置および顔画像撮影方法
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JPS615309A (ja) 1986-01-11

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