JPH0765175A - 位置認識方法 - Google Patents
位置認識方法Info
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- JPH0765175A JPH0765175A JP5215345A JP21534593A JPH0765175A JP H0765175 A JPH0765175 A JP H0765175A JP 5215345 A JP5215345 A JP 5215345A JP 21534593 A JP21534593 A JP 21534593A JP H0765175 A JPH0765175 A JP H0765175A
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- JP
- Japan
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- density
- scanning
- image
- circular contour
- arc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/60—Analysis of geometric attributes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 汎用性が高く、対象物が回転ずれしていて
も、簡単、迅速、正確な位置・方向の認識ができる位置
認識方法を提供する。 【構成】 輪郭に複数の円弧形状４、５、６を有する対
象物を撮像手段で撮像し、撮像された映像情報を濃淡画
像データに変更して記憶手段に記憶し、前記濃淡画像２
を、濃淡画像２上の前記円弧形状４、５、６と同一直径
の走査円形輪郭１５とこの走査円形輪郭１５に直交しこ
の走査円形輪郭１５の内外の画像濃度を測定する複数本
の濃度相関ライン１６とからなる円形輪郭走査ウインド
Ａで走査し、前記複数の円弧形状４、５、６の位置を検
出し、これらの複数の円弧形状４、５、６の位置の相対
位置関係から対象物を同定し、位置・方向を認識する。
も、簡単、迅速、正確な位置・方向の認識ができる位置
認識方法を提供する。 【構成】 輪郭に複数の円弧形状４、５、６を有する対
象物を撮像手段で撮像し、撮像された映像情報を濃淡画
像データに変更して記憶手段に記憶し、前記濃淡画像２
を、濃淡画像２上の前記円弧形状４、５、６と同一直径
の走査円形輪郭１５とこの走査円形輪郭１５に直交しこ
の走査円形輪郭１５の内外の画像濃度を測定する複数本
の濃度相関ライン１６とからなる円形輪郭走査ウインド
Ａで走査し、前記複数の円弧形状４、５、６の位置を検
出し、これらの複数の円弧形状４、５、６の位置の相対
位置関係から対象物を同定し、位置・方向を認識する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工場の組立工程等の自
動化に使用する位置認識方法に関するものである。
動化に使用する位置認識方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、組立工程では、組立ロボットが、
視覚認識装置によって組み立てる部品の位置を認識し、
その位置・姿勢を補正しながら組立作業を行っている。
例えば、組立ロボットは、トレイ等の部品供給部におい
て、先ず、組み立てる部品の位置・姿勢を認識して把持
し、その姿勢を回転補正して組み立てている。螺子締め
ロボットは、螺子を把持し、螺子穴の位置を認識し、位
置補正を行いながら螺子締め作業を行う。
視覚認識装置によって組み立てる部品の位置を認識し、
その位置・姿勢を補正しながら組立作業を行っている。
例えば、組立ロボットは、トレイ等の部品供給部におい
て、先ず、組み立てる部品の位置・姿勢を認識して把持
し、その姿勢を回転補正して組み立てている。螺子締め
ロボットは、螺子を把持し、螺子穴の位置を認識し、位
置補正を行いながら螺子締め作業を行う。
【０００３】上記の位置認識には種々の方法があるが、
本発明に最も近い位置認識方法の従来例を図８に基づい
て説明する。
本発明に最も近い位置認識方法の従来例を図８に基づい
て説明する。
【０００４】本発明に最も近い従来例は、撮像手段が対
象物を撮像して得られた画像を、テンプレートパターン
で走査し、対象物の画像にテンプレートパターンを重ね
合わせて、対象物の位置を認識するもので、図８におい
て、１０２は撮像手段が撮像して得られた画像面、１０
１は前記画像内の対象物の画像である。１０３は、対象
物の画像の形状と同一形状を有するテンプレートパター
ンである。
象物を撮像して得られた画像を、テンプレートパターン
で走査し、対象物の画像にテンプレートパターンを重ね
合わせて、対象物の位置を認識するもので、図８におい
て、１０２は撮像手段が撮像して得られた画像面、１０
１は前記画像内の対象物の画像である。１０３は、対象
物の画像の形状と同一形状を有するテンプレートパター
ンである。
【０００５】対象物の画像１０１の位置を認識するため
には、対象物の画像１０１がある画像面１０２上で、テ
ンプレートパターン１０３を少しずつ移動して走査しな
がら、テンプレートパターン１０３と画像面１０２の積
和演算を行って濃度相関値を計算し、濃度相関値が最大
になる位置を検出し、この位置を対象物の位置として認
識している。
には、対象物の画像１０１がある画像面１０２上で、テ
ンプレートパターン１０３を少しずつ移動して走査しな
がら、テンプレートパターン１０３と画像面１０２の積
和演算を行って濃度相関値を計算し、濃度相関値が最大
になる位置を検出し、この位置を対象物の位置として認
識している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
の構成では、対象物が常に同じ方向を維持しておれば、
一つのテンプレートパターン１０３でその対象物の位置
を認識できるが、対象物が回転したり、異なる姿勢を保
持していたりして、撮像手段と対象物との位置関係が異
なり、撮像手段からの対象物の見え方が異なる場合に
は、夫々の見え方に適合する複数のテンプレートパター
ン１０３を予め用意し、或るテンプレートパターン１０
３で一定以上の濃度相関値が得られない場合には、テン
プレートパターン１０３を順次取り替えて、最大濃度相
関値が得られるまで、走査を繰り返さなければならず、
処理時間が実用可能時間を越えてしまうという問題点が
ある。
の構成では、対象物が常に同じ方向を維持しておれば、
一つのテンプレートパターン１０３でその対象物の位置
を認識できるが、対象物が回転したり、異なる姿勢を保
持していたりして、撮像手段と対象物との位置関係が異
なり、撮像手段からの対象物の見え方が異なる場合に
は、夫々の見え方に適合する複数のテンプレートパター
ン１０３を予め用意し、或るテンプレートパターン１０
３で一定以上の濃度相関値が得られない場合には、テン
プレートパターン１０３を順次取り替えて、最大濃度相
関値が得られるまで、走査を繰り返さなければならず、
処理時間が実用可能時間を越えてしまうという問題点が
ある。
【０００７】又、対象物を反射照明によって撮像する場
合には、対象物からの反射法線と撮像手段の光軸との位
置関係が変わると、対象物が明るくなったり暗くなった
りするので、照明方向を一定に維持できないと、最大濃
度相関値による認識が困難になるという問題点がある。
合には、対象物からの反射法線と撮像手段の光軸との位
置関係が変わると、対象物が明るくなったり暗くなった
りするので、照明方向を一定に維持できないと、最大濃
度相関値による認識が困難になるという問題点がある。
【０００８】本発明の第１の課題は、対象物が回転して
いても、一つのテンプレートパターンで対象物の位置を
認識できる位置認識方法を提供することである。
いても、一つのテンプレートパターンで対象物の位置を
認識できる位置認識方法を提供することである。
【０００９】本発明の第２の課題は、対象物が回転して
いても、対象物の位置・方向を認識できる位置認識方法
を提供することである。
いても、対象物の位置・方向を認識できる位置認識方法
を提供することである。
【００１０】本発明の第３の課題は、照明の方向が変わ
り、対象物と背景の明暗が逆転しても、対象物の位置・
方向を認識できる位置認識方法を提供することである。
り、対象物と背景の明暗が逆転しても、対象物の位置・
方向を認識できる位置認識方法を提供することである。
【００１１】本発明の第４の課題は、長穴や開放穴を有
する螺子穴の位置・方向を認識できる位置認識方法を提
供することである。
する螺子穴の位置・方向を認識できる位置認識方法を提
供することである。
【００１２】本発明の第５の課題は、対象物の位置・方
向を迅速に認識できる位置認識方法を提供することであ
る。
向を迅速に認識できる位置認識方法を提供することであ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本願第１発明の位置認識
方法は、上記の課題を解決するために、少なくとも輪郭
の一部に円弧形状を有する対象物を撮像手段で撮像し、
撮像された映像情報を濃淡画像データに変更して記憶手
段に記憶し、前記濃淡画像を円形輪郭走査ウインドで走
査して前記円弧形状の位置を検出し、検出した前記円弧
形状の位置から前記対象物の位置を認識することを特徴
とする。
方法は、上記の課題を解決するために、少なくとも輪郭
の一部に円弧形状を有する対象物を撮像手段で撮像し、
撮像された映像情報を濃淡画像データに変更して記憶手
段に記憶し、前記濃淡画像を円形輪郭走査ウインドで走
査して前記円弧形状の位置を検出し、検出した前記円弧
形状の位置から前記対象物の位置を認識することを特徴
とする。
【００１４】本願第２発明の位置認識方法は、上記の課
題を解決するために、輪郭に複数の円弧形状を有する対
象物を撮像手段で撮像し、撮像された映像情報を濃淡画
像データに変更して記憶手段に記憶し、前記濃淡画像を
円形輪郭走査ウインドで走査して前記複数の円弧形状の
位置を検出し、これらの複数の円弧形状の位置の相対位
置関係から対象物を同定し、位置・方向を認識すること
を特徴とする。
題を解決するために、輪郭に複数の円弧形状を有する対
象物を撮像手段で撮像し、撮像された映像情報を濃淡画
像データに変更して記憶手段に記憶し、前記濃淡画像を
円形輪郭走査ウインドで走査して前記複数の円弧形状の
位置を検出し、これらの複数の円弧形状の位置の相対位
置関係から対象物を同定し、位置・方向を認識すること
を特徴とする。
【００１５】本願第３発明の位置認識方法は、上記の課
題を解決するために、螺子締め付け用の長穴または開放
穴を対象物とし、前記の対象物を撮像手段で撮像し、撮
像された映像情報を濃淡画像データに変更して記憶手段
に記憶し、前記濃淡画像を円形輪郭走査ウインドで走査
して長穴または開放穴の円弧形状の位置を検出し、検出
した前記円弧形状の位置から前記対象物の位置を認識す
ることを特徴とする。
題を解決するために、螺子締め付け用の長穴または開放
穴を対象物とし、前記の対象物を撮像手段で撮像し、撮
像された映像情報を濃淡画像データに変更して記憶手段
に記憶し、前記濃淡画像を円形輪郭走査ウインドで走査
して長穴または開放穴の円弧形状の位置を検出し、検出
した前記円弧形状の位置から前記対象物の位置を認識す
ることを特徴とする。
【００１６】本願第４発明の位置認識方法は、上記の課
題を解決するために、螺子締め付け用の長穴を対象物と
し、前記の対象物を撮像手段で撮像し、撮像された映像
情報を濃淡画像データに変更して記憶手段に記憶し、前
記濃淡画像を円形輪郭走査ウインドで走査して長穴の２
つの円弧形状の位置を検出し、検出した前記円弧形状の
中心位置から前記対象物の位置・方向を認識することを
特徴とする。
題を解決するために、螺子締め付け用の長穴を対象物と
し、前記の対象物を撮像手段で撮像し、撮像された映像
情報を濃淡画像データに変更して記憶手段に記憶し、前
記濃淡画像を円形輪郭走査ウインドで走査して長穴の２
つの円弧形状の位置を検出し、検出した前記円弧形状の
中心位置から前記対象物の位置・方向を認識することを
特徴とする。
【００１７】本願第５発明の位置認識方法は、上記の課
題を解決するために、螺子締め付け用上穴の長穴または
開放穴と下穴とを対象物とし、前記の対象物を撮像手段
で撮像し、撮像された映像情報を濃淡画像データに変更
して記憶手段に記憶し、前記濃淡画像を円形輪郭走査ウ
インドで走査して上穴の長穴または開放穴と下穴の円弧
形状の位置を検出し、検出した前記円弧形状の位置から
上穴の位置・方向と、下穴の位置とを求め、これらから
螺子締めの可否を判断することを特徴とする。
題を解決するために、螺子締め付け用上穴の長穴または
開放穴と下穴とを対象物とし、前記の対象物を撮像手段
で撮像し、撮像された映像情報を濃淡画像データに変更
して記憶手段に記憶し、前記濃淡画像を円形輪郭走査ウ
インドで走査して上穴の長穴または開放穴と下穴の円弧
形状の位置を検出し、検出した前記円弧形状の位置から
上穴の位置・方向と、下穴の位置とを求め、これらから
螺子締めの可否を判断することを特徴とする。
【００１８】又、本願第１、２、３、４又は５発明の位
置認識方法は、上記の課題を解決するために、走査によ
る円弧形状の位置検出は、濃淡画像上の前記円弧形状と
同一直径の走査円形輪郭とこの走査円形輪郭に直交しこ
の走査円形輪郭の内外の画像濃度を測定する複数本の濃
度相関ラインとからなる円形輪郭走査ウインドによって
走査し、走査中の各位置で各濃度相関ライン毎に所定数
の内側画像濃度測定点からなる内側濃度相関ラインの内
側測定濃度合計値と所定数の外側画像濃度測定点からな
る外側濃度相関ラインの外側測定濃度合計値との差の絶
対値を演算し、この差の絶対値が所定濃度閾値より大き
な濃度相関ラインの本数を求め、この本数が周囲に対し
て極大になる前記円形輪郭走査ウインドの位置を前記円
弧形状の位置として検出することが好適である。
置認識方法は、上記の課題を解決するために、走査によ
る円弧形状の位置検出は、濃淡画像上の前記円弧形状と
同一直径の走査円形輪郭とこの走査円形輪郭に直交しこ
の走査円形輪郭の内外の画像濃度を測定する複数本の濃
度相関ラインとからなる円形輪郭走査ウインドによって
走査し、走査中の各位置で各濃度相関ライン毎に所定数
の内側画像濃度測定点からなる内側濃度相関ラインの内
側測定濃度合計値と所定数の外側画像濃度測定点からな
る外側濃度相関ラインの外側測定濃度合計値との差の絶
対値を演算し、この差の絶対値が所定濃度閾値より大き
な濃度相関ラインの本数を求め、この本数が周囲に対し
て極大になる前記円形輪郭走査ウインドの位置を前記円
弧形状の位置として検出することが好適である。
【００１９】又、本願第１、２、３、４又は５発明の位
置認識方法は、上記の課題を解決するために、走査によ
る円弧形状の位置検出は、濃淡画像上の前記円弧形状と
同一直径の走査円形輪郭とこの走査円形輪郭に直交しこ
の走査円形輪郭の内外の画像濃度を測定する複数本の濃
度相関ラインとからなる円形輪郭走査ウインドによって
走査し、走査中の各位置で各濃度相関ライン毎に所定数
の内側画像濃度測定点からなる内側濃度相関ラインの内
側測定濃度合計値と所定数の外側画像濃度測定点からな
る外側濃度相関ラインの外側測定濃度合計値との差の絶
対値を演算し、全濃度相関ラインの前記差の絶対値の総
和が周囲に対して極大になる前記円形輪郭走査ウインド
の位置を前記円弧形状の位置として検出することが好適
である。
置認識方法は、上記の課題を解決するために、走査によ
る円弧形状の位置検出は、濃淡画像上の前記円弧形状と
同一直径の走査円形輪郭とこの走査円形輪郭に直交しこ
の走査円形輪郭の内外の画像濃度を測定する複数本の濃
度相関ラインとからなる円形輪郭走査ウインドによって
走査し、走査中の各位置で各濃度相関ライン毎に所定数
の内側画像濃度測定点からなる内側濃度相関ラインの内
側測定濃度合計値と所定数の外側画像濃度測定点からな
る外側濃度相関ラインの外側測定濃度合計値との差の絶
対値を演算し、全濃度相関ラインの前記差の絶対値の総
和が周囲に対して極大になる前記円形輪郭走査ウインド
の位置を前記円弧形状の位置として検出することが好適
である。
【００２０】本願第６発明の位置認識方法は、上記の課
題を解決するために、少なくとも輪郭の一部に円弧形状
を有する対象物を撮像手段で撮像し、撮像された映像情
報を濃淡画像データに変更して記憶手段に記憶し、濃淡
画像上の前記円弧形状と同一直径の走査円形輪郭とこの
走査円形輪郭に直交しこの走査円形輪郭の内外の画像濃
度を測定する複数本の濃度相関ラインとからなる円形輪
郭走査ウインドによって走査し、走査中の各位置で各濃
度相関ライン毎に所定数の内側画像濃度測定点からなる
内側濃度相関ラインの内側測定濃度合計値と所定数の外
側画像濃度測定点からなる外側濃度相関ラインの外側測
定濃度合計値との差の絶対値を演算し、この差の絶対値
が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数を演算
し、この本数が周囲に対して極大になる前記円形輪郭走
査ウインドの位置を前記円弧形状の位置として検出し、
前記の差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラ
インの連続した並びが途切れる前記走査円形輪郭上の端
点を２つ検出し、これらの端点の位置から前記円弧形状
の開放方向を認識し、この開放方向によって前記対象物
の向き方向を認識することを特徴とする。
題を解決するために、少なくとも輪郭の一部に円弧形状
を有する対象物を撮像手段で撮像し、撮像された映像情
報を濃淡画像データに変更して記憶手段に記憶し、濃淡
画像上の前記円弧形状と同一直径の走査円形輪郭とこの
走査円形輪郭に直交しこの走査円形輪郭の内外の画像濃
度を測定する複数本の濃度相関ラインとからなる円形輪
郭走査ウインドによって走査し、走査中の各位置で各濃
度相関ライン毎に所定数の内側画像濃度測定点からなる
内側濃度相関ラインの内側測定濃度合計値と所定数の外
側画像濃度測定点からなる外側濃度相関ラインの外側測
定濃度合計値との差の絶対値を演算し、この差の絶対値
が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数を演算
し、この本数が周囲に対して極大になる前記円形輪郭走
査ウインドの位置を前記円弧形状の位置として検出し、
前記の差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラ
インの連続した並びが途切れる前記走査円形輪郭上の端
点を２つ検出し、これらの端点の位置から前記円弧形状
の開放方向を認識し、この開放方向によって前記対象物
の向き方向を認識することを特徴とする。
【００２１】又、本願第６発明の位置認識方法は、上記
の課題を解決するために、対象物の向き方向を認識した
後、この向き方向に基づいて、対象物の次の位置規制点
の検索範囲を限定し、この限定した検索範囲から次の位
置規制点の位置を検出し、円弧形状の位置と前記の次の
位置規制点の位置とから対象物の位置・方向を認識する
ことが好適である。
の課題を解決するために、対象物の向き方向を認識した
後、この向き方向に基づいて、対象物の次の位置規制点
の検索範囲を限定し、この限定した検索範囲から次の位
置規制点の位置を検出し、円弧形状の位置と前記の次の
位置規制点の位置とから対象物の位置・方向を認識する
ことが好適である。
【００２２】本願第７発明の位置認識方法は、上記の課
題を解決するために、螺子締め付け用の長穴または開放
穴を対象物とし、前記の対象物を撮像手段で撮像し、撮
像された映像情報を濃淡画像データに変更して記憶手段
に記憶し、濃淡画像上の前記円弧形状と同一直径の走査
円形輪郭とこの走査円形輪郭に直交しこの走査円形輪郭
の内外の画像濃度を測定する複数本の濃度相関ラインと
からなる円形輪郭走査ウインドによって前記濃淡画像を
走査し、走査中の各位置で各濃度相関ライン毎に所定数
の内側画像濃度測定点からなる内側濃度相関ラインの内
側測定濃度合計値と所定数の外側画像濃度測定点からな
る外側濃度相関ラインの外側測定濃度合計値との差の絶
対値を演算し、この差の絶対値が所定濃度閾値より大き
な濃度相関ラインの本数を演算し、この本数が周囲に対
して極大になる前記円形輪郭走査ウインドの位置を前記
円弧形状の位置として検出し、この位置における濃度相
関ラインの分布位置から長穴の方向または開放穴の開放
方向を認識することを特徴とする。
題を解決するために、螺子締め付け用の長穴または開放
穴を対象物とし、前記の対象物を撮像手段で撮像し、撮
像された映像情報を濃淡画像データに変更して記憶手段
に記憶し、濃淡画像上の前記円弧形状と同一直径の走査
円形輪郭とこの走査円形輪郭に直交しこの走査円形輪郭
の内外の画像濃度を測定する複数本の濃度相関ラインと
からなる円形輪郭走査ウインドによって前記濃淡画像を
走査し、走査中の各位置で各濃度相関ライン毎に所定数
の内側画像濃度測定点からなる内側濃度相関ラインの内
側測定濃度合計値と所定数の外側画像濃度測定点からな
る外側濃度相関ラインの外側測定濃度合計値との差の絶
対値を演算し、この差の絶対値が所定濃度閾値より大き
な濃度相関ラインの本数を演算し、この本数が周囲に対
して極大になる前記円形輪郭走査ウインドの位置を前記
円弧形状の位置として検出し、この位置における濃度相
関ラインの分布位置から長穴の方向または開放穴の開放
方向を認識することを特徴とする。
【００２３】
【作用】本発明の位置認識方法は、対象物が有する円弧
形状の位置を認識し、この円弧形状の位置によって前記
対象物の位置・方向を認識するので、円弧形状の直径に
合わせたテンプレートパターンを使用すれば、対象物が
回転ずれしていても、同じテンプレートパターンで位置
認識できる。
形状の位置を認識し、この円弧形状の位置によって前記
対象物の位置・方向を認識するので、円弧形状の直径に
合わせたテンプレートパターンを使用すれば、対象物が
回転ずれしていても、同じテンプレートパターンで位置
認識できる。
【００２４】従来から、画像中にある完全な円形状を走
査してその位置を認識することはできたが、画像の輪郭
の一部のみが円弧形状の場合、又は、画像の円形状の輪
郭の一部が不明確な場合、従来のテンプレートパターン
による走査技術では、画像の円形状でない部分や不明確
な部分による誤差の発生を防止できず、輪郭の一部だけ
が円弧形状の対象物の画像の円弧形状部分の位置を検出
して、前記対象物の位置・方向を認識することができな
かった。
査してその位置を認識することはできたが、画像の輪郭
の一部のみが円弧形状の場合、又は、画像の円形状の輪
郭の一部が不明確な場合、従来のテンプレートパターン
による走査技術では、画像の円形状でない部分や不明確
な部分による誤差の発生を防止できず、輪郭の一部だけ
が円弧形状の対象物の画像の円弧形状部分の位置を検出
して、前記対象物の位置・方向を認識することができな
かった。
【００２５】本願発明は、テンプレートパターンとし
て、走査対象の円弧形状がある濃淡画像上の前記円弧形
状と同一直径の走査円形輪郭とこの走査円形輪郭に直交
しこの走査円形輪郭の内外の画像濃度を測定する複数本
の濃度相関ラインとからなる円形輪郭走査ウインドを使
用している。この円形輪郭走査ウインドによる走査方法
には２つあり、第１の方法は、走査中の各位置で、各濃
度相関ライン毎に、濃度相関ラインを構成する内側濃度
相関ラインの所定数の内側画像濃度測定点がある位置で
の画像濃度を測定して合計した内側測定濃度合計値と、
濃度相関ラインを構成する外側濃度相関ラインの所定数
の外側画像濃度測定点がある位置での画像濃度を測定し
て合計した外側測定濃度合計値との差の絶対値を演算す
る。
て、走査対象の円弧形状がある濃淡画像上の前記円弧形
状と同一直径の走査円形輪郭とこの走査円形輪郭に直交
しこの走査円形輪郭の内外の画像濃度を測定する複数本
の濃度相関ラインとからなる円形輪郭走査ウインドを使
用している。この円形輪郭走査ウインドによる走査方法
には２つあり、第１の方法は、走査中の各位置で、各濃
度相関ライン毎に、濃度相関ラインを構成する内側濃度
相関ラインの所定数の内側画像濃度測定点がある位置で
の画像濃度を測定して合計した内側測定濃度合計値と、
濃度相関ラインを構成する外側濃度相関ラインの所定数
の外側画像濃度測定点がある位置での画像濃度を測定し
て合計した外側測定濃度合計値との差の絶対値を演算す
る。
【００２６】通常、円弧形状の画像が明確な位置では、
円弧形状の内外で画像濃度が異なるので、円弧形状の画
像が明確な位置に一致した濃度相関ラインについては、
前記差の絶対値は大きくなり、円弧形状の画像が不明確
な位置では、円弧形状の内外で画像濃度が略同一になる
ので、円弧形状の画像が不明確な位置に一致した濃度相
関ラインについては、前記差の絶対値は小さくなる。
円弧形状の内外で画像濃度が異なるので、円弧形状の画
像が明確な位置に一致した濃度相関ラインについては、
前記差の絶対値は大きくなり、円弧形状の画像が不明確
な位置では、円弧形状の内外で画像濃度が略同一になる
ので、円弧形状の画像が不明確な位置に一致した濃度相
関ラインについては、前記差の絶対値は小さくなる。
【００２７】従って、所定濃度閾値を設ければ、前記差
の絶対値がこの所定濃度閾値より大きな濃度相関ライン
は、円弧形状の画像が明確な位置に一致していると判断
できる。前記円形輪郭走査ウインドが完全に円弧形状の
画像に一致した場合には、前記差の絶対値が前記所定濃
度閾値より大きな濃度相関ラインの本数が、周囲に比較
して極大になる。それ故、前記差の絶対値が所定濃度閾
値より大きな濃度相関ラインの本数を求め、この本数が
周囲に対して極大になる前記円形輪郭走査ウインドの位
置が前記円弧形状の位置である。この判断には、円弧形
状の画像の輪郭が不明確な位置に一致し前記差の絶対値
が前記所定濃度閾値より小さな濃度相関ラインは関係し
ていないので、円弧形状でない部分や不明確な部分によ
る誤差の発生を防止できる。
の絶対値がこの所定濃度閾値より大きな濃度相関ライン
は、円弧形状の画像が明確な位置に一致していると判断
できる。前記円形輪郭走査ウインドが完全に円弧形状の
画像に一致した場合には、前記差の絶対値が前記所定濃
度閾値より大きな濃度相関ラインの本数が、周囲に比較
して極大になる。それ故、前記差の絶対値が所定濃度閾
値より大きな濃度相関ラインの本数を求め、この本数が
周囲に対して極大になる前記円形輪郭走査ウインドの位
置が前記円弧形状の位置である。この判断には、円弧形
状の画像の輪郭が不明確な位置に一致し前記差の絶対値
が前記所定濃度閾値より小さな濃度相関ラインは関係し
ていないので、円弧形状でない部分や不明確な部分によ
る誤差の発生を防止できる。
【００２８】第２の方法は、走査中の各位置で、各濃度
相関ライン毎に、濃度相関ラインを構成する内側濃度相
関ラインの所定数の内側画像濃度測定点がある位置での
画像濃度を測定して合計した内側測定濃度合計値と、濃
度相関ラインを構成する外側濃度相関ラインの所定数の
外側画像濃度測定点がある位置での画像濃度を測定して
合計した外側測定濃度合計値との各差の絶対値を求め、
全濃度相関ラインについて前記差の絶対値の総和を演算
する。
相関ライン毎に、濃度相関ラインを構成する内側濃度相
関ラインの所定数の内側画像濃度測定点がある位置での
画像濃度を測定して合計した内側測定濃度合計値と、濃
度相関ラインを構成する外側濃度相関ラインの所定数の
外側画像濃度測定点がある位置での画像濃度を測定して
合計した外側測定濃度合計値との各差の絶対値を求め、
全濃度相関ラインについて前記差の絶対値の総和を演算
する。
【００２９】前記差の絶対値の総和が周囲に対して極大
になる前記円形輪郭走査ウインドの位置を前記円弧形状
の位置として検出する。
になる前記円形輪郭走査ウインドの位置を前記円弧形状
の位置として検出する。
【００３０】通常、円弧形状の画像が明確な位置に一致
した濃度相関ラインは前記差の絶対値は大きいので、前
記総和に大きく寄与する。円弧形状の画像が不明確な位
置に一致した濃度相関ラインは前記差の絶対値は小さい
ので、前記総和に殆ど関与しない。従って、前記位置検
出は、円弧形状の画像の輪郭が不明確な位置に一致した
濃度相関ラインによる誤差を防止でき、濃度相関ライン
の全本数が少ない場合には、第２の方法が第１の方法よ
り感度が良い。
した濃度相関ラインは前記差の絶対値は大きいので、前
記総和に大きく寄与する。円弧形状の画像が不明確な位
置に一致した濃度相関ラインは前記差の絶対値は小さい
ので、前記総和に殆ど関与しない。従って、前記位置検
出は、円弧形状の画像の輪郭が不明確な位置に一致した
濃度相関ラインによる誤差を防止でき、濃度相関ライン
の全本数が少ない場合には、第２の方法が第１の方法よ
り感度が良い。
【００３１】本発明の位置認識方法は、上記の第１、第
２の方法に基づいて円弧形状の画像の位置を検出してい
るので、位置認識の対象物が円弧形状有する場合には、
対象物の位置・方向・姿勢に関係なく正確な認識ができ
る。
２の方法に基づいて円弧形状の画像の位置を検出してい
るので、位置認識の対象物が円弧形状有する場合には、
対象物の位置・方向・姿勢に関係なく正確な認識ができ
る。
【００３２】本願第１発明の位置認識方法は、輪郭の一
部に円弧形状を有する対象物の円弧形状で判断するの
で、対象物が、撮像手段の光軸に垂直な２次元平面上で
位置を回転していても、同一の円弧形状に対しては同一
の円形輪郭走査ウインドで位置を認識し、認識した円弧
形状の位置から対象物の位置を認識できる。
部に円弧形状を有する対象物の円弧形状で判断するの
で、対象物が、撮像手段の光軸に垂直な２次元平面上で
位置を回転していても、同一の円弧形状に対しては同一
の円形輪郭走査ウインドで位置を認識し、認識した円弧
形状の位置から対象物の位置を認識できる。
【００３３】本願第２発明の位置認識方法は、輪郭に複
数の円弧形状を有する対象物の複数の円弧形状の位置を
認識するので、これらの複数の円弧形状間の距離や位置
関係から対象物を同定でき、対象物に異品種が混入した
り、対象物が表裏反転して混在する場合に、これらを区
別して、正規の対象物について、その位置と回転方向と
を認識できる。
数の円弧形状を有する対象物の複数の円弧形状の位置を
認識するので、これらの複数の円弧形状間の距離や位置
関係から対象物を同定でき、対象物に異品種が混入した
り、対象物が表裏反転して混在する場合に、これらを区
別して、正規の対象物について、その位置と回転方向と
を認識できる。
【００３４】本願第３発明の位置認識方法は、完全な円
形状ではないので、従来技術では認識できなかった長
穴、開放穴の位置認識ができる。
形状ではないので、従来技術では認識できなかった長
穴、開放穴の位置認識ができる。
【００３５】本願第４発明の位置認識方法は、完全な円
形状ではないので、従来技術では認識できなかった長
穴、開放穴の位置と方向の認識ができる。
形状ではないので、従来技術では認識できなかった長
穴、開放穴の位置と方向の認識ができる。
【００３６】本願第５発明の位置認識方法は、完全な円
形状ではないので、従来技術では認識できなかった螺子
締め用の上穴である長穴、開放穴の位置と方向の認識が
でき、更に、下穴の位置認識ができるので、長穴、開放
穴の上穴と下穴との位置が、螺子締め可能か否かの判断
ができる。
形状ではないので、従来技術では認識できなかった螺子
締め用の上穴である長穴、開放穴の位置と方向の認識が
でき、更に、下穴の位置認識ができるので、長穴、開放
穴の上穴と下穴との位置が、螺子締め可能か否かの判断
ができる。
【００３７】本願第６発明の位置認識方法は、前記第１
の方法で、対象物が有する円弧形状の位置を認識し、同
時に、差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラ
インの連続した並びが途切れる走査円形輪郭上の端点を
２つ検出し、これらの端点の位置から前記円弧形状の開
放方向を認識し、この開放方向によって前記対象物の向
き方向を認識できる。
の方法で、対象物が有する円弧形状の位置を認識し、同
時に、差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラ
インの連続した並びが途切れる走査円形輪郭上の端点を
２つ検出し、これらの端点の位置から前記円弧形状の開
放方向を認識し、この開放方向によって前記対象物の向
き方向を認識できる。
【００３８】又、本願第６発明の位置認識方法は、対象
物の向き方向を認識した後、この向き方向に基づいて、
対象物の第２位置規制点の検索範囲を限定し、この限定
した検索範囲から第２位置規制点の位置を検出するの
で、処理時間が短縮し、認識の信頼性が向上する。
物の向き方向を認識した後、この向き方向に基づいて、
対象物の第２位置規制点の検索範囲を限定し、この限定
した検索範囲から第２位置規制点の位置を検出するの
で、処理時間が短縮し、認識の信頼性が向上する。
【００３９】本願第７発明の位置認識方法は、前記第１
の方法で、対象物が有する円弧形状の位置を認識し、同
時に、差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラ
インの分布位置から、長穴の方向や開放穴の方向を認識
する。
の方法で、対象物が有する円弧形状の位置を認識し、同
時に、差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラ
インの分布位置から、長穴の方向や開放穴の方向を認識
する。
【００４０】
【実施例】本発明の位置認識方法の第１実施例を図１〜
図４に基づいて説明する。
図４に基づいて説明する。
【００４１】図１は、本実施例の対象物とその濃淡画像
を示す。対象物２を撮像手段で撮像して濃淡画像１を得
る。３は対象物画像であり、対象物画像３には、対象物
２の輪郭にある第１の円弧４、第２の円弧５、第３の円
弧６がある。
を示す。対象物２を撮像手段で撮像して濃淡画像１を得
る。３は対象物画像であり、対象物画像３には、対象物
２の輪郭にある第１の円弧４、第２の円弧５、第３の円
弧６がある。
【００４２】図２は、本実施例を使用する位置認識装置
のブロック図で、画像を処理して位置認識を行う画像処
理装置８には、撮像手段であるビデオカメラ７があり、
ビデオカメラ７が、反射照明手段１４で照明された対象
物２を撮像し、その映像信号を、ＡＤ変換器９が、標本
化および量子化してデジタル画像データに変換し、フレ
ームメモリ１０が前記デジタル画像データを蓄積する。
ＲＩＳＣプロセッサ１１は、フレームメモリ１０に蓄積
された画像データをアクセスして位置認識プログラムを
実行し、通信インターフェイス１２は、位置認識結果を
外部に転送する。外部機器１３は、ロボットコントロー
ラやシーケンサ等である。
のブロック図で、画像を処理して位置認識を行う画像処
理装置８には、撮像手段であるビデオカメラ７があり、
ビデオカメラ７が、反射照明手段１４で照明された対象
物２を撮像し、その映像信号を、ＡＤ変換器９が、標本
化および量子化してデジタル画像データに変換し、フレ
ームメモリ１０が前記デジタル画像データを蓄積する。
ＲＩＳＣプロセッサ１１は、フレームメモリ１０に蓄積
された画像データをアクセスして位置認識プログラムを
実行し、通信インターフェイス１２は、位置認識結果を
外部に転送する。外部機器１３は、ロボットコントロー
ラやシーケンサ等である。
【００４３】図３は、画像処理装置８内で実行される対
象物２の位置認識プログラムのフローチャートで、第１
の円弧４、第２の円弧５、第３の円弧６の中心を検出
し、各円弧中心間の距離が正しいか否かを判断し、正し
くなければ、対象物なしと判定し、正しければ、把持点
と方向とを計算し、把持点座標と方向角度とを出力す
る。
象物２の位置認識プログラムのフローチャートで、第１
の円弧４、第２の円弧５、第３の円弧６の中心を検出
し、各円弧中心間の距離が正しいか否かを判断し、正し
くなければ、対象物なしと判定し、正しければ、把持点
と方向とを計算し、把持点座標と方向角度とを出力す
る。
【００４４】図４は、本実施例の円弧の位置を検出する
方法を示し、円形輪郭走査ウインドＡは、対象物画像３
の第１の円弧４と同一直径の走査円形輪郭１５と、走査
円形輪郭１５に直交する複数の濃度相関ライン１６と、
各濃度相関ライン１６の走査円形輪郭１５の外側の画像
濃度を検出する外側濃度測定点１７と、各濃度相関ライ
ン１６の走査円形輪郭１５の内側の画像濃度を検出する
内側濃度測定点１８とを有する。
方法を示し、円形輪郭走査ウインドＡは、対象物画像３
の第１の円弧４と同一直径の走査円形輪郭１５と、走査
円形輪郭１５に直交する複数の濃度相関ライン１６と、
各濃度相関ライン１６の走査円形輪郭１５の外側の画像
濃度を検出する外側濃度測定点１７と、各濃度相関ライ
ン１６の走査円形輪郭１５の内側の画像濃度を検出する
内側濃度測定点１８とを有する。
【００４５】以下、本実施例の動作を図１〜図４に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００４６】先ず、図３の処理８ａで、ビデオカメラ７
で撮像した映像信号を、ＡＤ変換器９でデジタル画像デ
ータに変換してフレームメモリ１０に取込む。
で撮像した映像信号を、ＡＤ変換器９でデジタル画像デ
ータに変換してフレームメモリ１０に取込む。
【００４７】次に、処理８ｂで、ＲＩＳＣプロセッサ１
１が、図４に示す円形輪郭走査ウインドＡをフレームメ
モリ１０上で走査して走査位置を移動しながら、次の計
算を行う。外側濃度測定点１７が位置する点で測定した
外側画像濃度値と、内側濃度測定点１８が位置する点で
測定した内側画像濃度値との差の絶対値を計算し、この
差の絶対値が、濃淡画像１の対象物画像３の部分の画像
濃度と背景部分の画像濃度の差の関数として決定した所
定濃度閾値以上になる濃度相関ライン１６の本数を計算
し、この本数が周囲に対して極大になる円形輪郭走査ウ
インドＡの位置を計算する。この本数が周囲に対して極
大になる円形輪郭走査ウインドＡの位置が、対象物画像
３の第１の円弧４の位置になる。
１が、図４に示す円形輪郭走査ウインドＡをフレームメ
モリ１０上で走査して走査位置を移動しながら、次の計
算を行う。外側濃度測定点１７が位置する点で測定した
外側画像濃度値と、内側濃度測定点１８が位置する点で
測定した内側画像濃度値との差の絶対値を計算し、この
差の絶対値が、濃淡画像１の対象物画像３の部分の画像
濃度と背景部分の画像濃度の差の関数として決定した所
定濃度閾値以上になる濃度相関ライン１６の本数を計算
し、この本数が周囲に対して極大になる円形輪郭走査ウ
インドＡの位置を計算する。この本数が周囲に対して極
大になる円形輪郭走査ウインドＡの位置が、対象物画像
３の第１の円弧４の位置になる。
【００４８】前述のように、通常、円弧形状の画像が明
確な位置では、円弧輪郭の内外で画像濃度が異なるの
で、円弧形状の画像が明確な位置に一致した濃度相関ラ
インについては、前記差の絶対値は大きくなり、円弧形
状の画像が不明確な位置では、円弧輪郭の内外で画像濃
度が略同一になるので、円弧形状の画像が不明確な位置
に一致した濃度相関ラインについては、前記差の絶対値
は小さくなる。それで、前記のように所定濃度閾値を設
ければ、前記差の絶対値がこの所定濃度閾値より大きな
濃度相関ラインは、円弧形状の画像が明確な位置に一致
していると判断できる。前記円形輪郭走査ウインドが完
全に円弧形状の画像に一致した場合に、前記差の絶対値
が前記所定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数
が、周囲に比較して極大になる。従って、前記差の絶対
値が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数を求
め、この本数が周囲に対して極大になる前記円形輪郭走
査ウインドの位置を前記円弧形状の位置として検出し、
その中心の位置を計算することができる。この判断に
は、円弧形状の画像の輪郭が不明確な位置に一致し前記
差の絶対値が前記所定濃度閾値より小さな濃度相関ライ
ンは関係していないので、円形状でない部分や不明確な
部分による誤差の発生を防止できる。更に、画像がネガ
かポジかによって、内外の濃度が逆転しても、同様に検
出可能である。
確な位置では、円弧輪郭の内外で画像濃度が異なるの
で、円弧形状の画像が明確な位置に一致した濃度相関ラ
インについては、前記差の絶対値は大きくなり、円弧形
状の画像が不明確な位置では、円弧輪郭の内外で画像濃
度が略同一になるので、円弧形状の画像が不明確な位置
に一致した濃度相関ラインについては、前記差の絶対値
は小さくなる。それで、前記のように所定濃度閾値を設
ければ、前記差の絶対値がこの所定濃度閾値より大きな
濃度相関ラインは、円弧形状の画像が明確な位置に一致
していると判断できる。前記円形輪郭走査ウインドが完
全に円弧形状の画像に一致した場合に、前記差の絶対値
が前記所定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数
が、周囲に比較して極大になる。従って、前記差の絶対
値が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数を求
め、この本数が周囲に対して極大になる前記円形輪郭走
査ウインドの位置を前記円弧形状の位置として検出し、
その中心の位置を計算することができる。この判断に
は、円弧形状の画像の輪郭が不明確な位置に一致し前記
差の絶対値が前記所定濃度閾値より小さな濃度相関ライ
ンは関係していないので、円形状でない部分や不明確な
部分による誤差の発生を防止できる。更に、画像がネガ
かポジかによって、内外の濃度が逆転しても、同様に検
出可能である。
【００４９】次に、処理８ｃで、図１の第２の円弧５の
中心の位置を検出する。第２の円弧５の直径は、第１の
円弧４の直径に等しいので、前記の処理８ｂで使用した
と同じ円形輪郭走査ウインドＡで走査し検出する。対象
物３の形状から、処理８ｃで求められる前記差の絶対値
が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数は、処
理８ｂの場合に次いで、２番目に多い点として検出され
る。
中心の位置を検出する。第２の円弧５の直径は、第１の
円弧４の直径に等しいので、前記の処理８ｂで使用した
と同じ円形輪郭走査ウインドＡで走査し検出する。対象
物３の形状から、処理８ｃで求められる前記差の絶対値
が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数は、処
理８ｂの場合に次いで、２番目に多い点として検出され
る。
【００５０】次に、処理８ｄで、第３の円弧６の画像の
直径に等しい直径の円形輪郭走査ウインドＡを使用し
て、上記と同様に、第３の円弧６の中心の位置を計算す
る。
直径に等しい直径の円形輪郭走査ウインドＡを使用し
て、上記と同様に、第３の円弧６の中心の位置を計算す
る。
【００５１】次に、処理８ｅで、第１の円弧４の中心
と、第２の円弧５の中心と、第３の円弧６の中心との間
の中心距離が、予め設定されていた基準値に対して、許
容値以内であれば、対象物は、認識すべき対象物である
と同定する。そうでないときには、処理８ｆによって、
対象物なしという結果を出す。
と、第２の円弧５の中心と、第３の円弧６の中心との間
の中心距離が、予め設定されていた基準値に対して、許
容値以内であれば、対象物は、認識すべき対象物である
と同定する。そうでないときには、処理８ｆによって、
対象物なしという結果を出す。
【００５２】対象物が正しいとき、処理８ｇに進んで、
前記３つの中心位置から一定の位置関係と方向にある把
持点の位置と方向とを計算し、処理８ｈで、外部機器１
３に対して、把持点座標と角度とを出力する。
前記３つの中心位置から一定の位置関係と方向にある把
持点の位置と方向とを計算し、処理８ｈで、外部機器１
３に対して、把持点座標と角度とを出力する。
【００５３】本実施例の上記の方法によれば、対象物２
が回転ずれしていても、円弧の形状は変化しないので、
同一直径の円弧に対しては、一つの円形輪郭走査ウイン
ドＡで走査でき、迅速に対象物２の位置を認識できる。
が回転ずれしていても、円弧の形状は変化しないので、
同一直径の円弧に対しては、一つの円形輪郭走査ウイン
ドＡで走査でき、迅速に対象物２の位置を認識できる。
【００５４】更に、反射照明手段１４とビデオカメラ７
と対象物２の位置関係が微妙に変化することにより、対
象物２が背景に対して明るくなったり暗くなったりする
場合でも、円弧の輪郭に濃度差があればその位置を検出
できるので、照明条件の変化に強い認識ができる。
と対象物２の位置関係が微妙に変化することにより、対
象物２が背景に対して明るくなったり暗くなったりする
場合でも、円弧の輪郭に濃度差があればその位置を検出
できるので、照明条件の変化に強い認識ができる。
【００５５】又、濃度差の絶対値が所定濃度閾値より大
きな濃度相関ラインの本数の多いものから、円弧が完全
円に近いものとして順序付けができるので、同一直径の
円弧が複数あっても、その区別が可能であるという特有
の作用がある。
きな濃度相関ラインの本数の多いものから、円弧が完全
円に近いものとして順序付けができるので、同一直径の
円弧が複数あっても、その区別が可能であるという特有
の作用がある。
【００５６】尚、本実施例では、内側濃度相関ラインの
内側測定濃度合計値と外側濃度相関ラインの外側測定濃
度合計値との差の絶対値を演算し、この差の絶対値が所
定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数を求め、こ
の本数が周囲に対して極大になる前記円形輪郭走査ウイ
ンドの位置を前記円弧形状の位置として検出したが、濃
度相関ラインの１本についての差の絶対値ではなく、総
ての濃度相関ラインについての差の絶対値の総和が、周
囲に対して極大になる前記円形輪郭走査ウインドの位置
を前記円弧形状の位置として検出しても良い。この方法
では、濃度相関ラインの本数が少ない場合に、差の絶対
値が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数によ
る検出よりも感度が良い。
内側測定濃度合計値と外側濃度相関ラインの外側測定濃
度合計値との差の絶対値を演算し、この差の絶対値が所
定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数を求め、こ
の本数が周囲に対して極大になる前記円形輪郭走査ウイ
ンドの位置を前記円弧形状の位置として検出したが、濃
度相関ラインの１本についての差の絶対値ではなく、総
ての濃度相関ラインについての差の絶対値の総和が、周
囲に対して極大になる前記円形輪郭走査ウインドの位置
を前記円弧形状の位置として検出しても良い。この方法
では、濃度相関ラインの本数が少ない場合に、差の絶対
値が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数によ
る検出よりも感度が良い。
【００５７】又、本実施例において、外側濃度測定点１
７と内側濃度測定点１８の測定濃度を、ノイズ対策とし
て、周辺画素の濃度の平均値にしても良く、外側濃度測
定点１７と内側濃度測定点１８との間隔を変えたり、測
定点の数を変えて感度を調整することもできる。
７と内側濃度測定点１８の測定濃度を、ノイズ対策とし
て、周辺画素の濃度の平均値にしても良く、外側濃度測
定点１７と内側濃度測定点１８との間隔を変えたり、測
定点の数を変えて感度を調整することもできる。
【００５８】本発明の位置認識方法の第２実施例を図５
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００５９】図５において、２０は螺子締め用に上部材
に設けられた長穴、２１は長穴２０をビデオカメラ７に
よって撮像して得られた濃淡画像、２２は螺子締め用に
下部材に設けられた穴、２３は長穴２０を形成する第１
長穴円弧、２４は長穴２０を形成する第２長穴円弧、２
５は第１、第２長穴円弧の中心２７、２８間を結ぶ線
分、２６は穴２２の中心２９と前記線分２５間の距離で
ある。
に設けられた長穴、２１は長穴２０をビデオカメラ７に
よって撮像して得られた濃淡画像、２２は螺子締め用に
下部材に設けられた穴、２３は長穴２０を形成する第１
長穴円弧、２４は長穴２０を形成する第２長穴円弧、２
５は第１、第２長穴円弧の中心２７、２８間を結ぶ線
分、２６は穴２２の中心２９と前記線分２５間の距離で
ある。
【００６０】第２実施例では、第１、第２長穴円弧２
３、２４の中心２７、２８を、第１実施例と同様にし
て、一つの円形輪郭走査ウインドによる走査で濃淡画像
２１から検出する。穴２２の中心２９も、第１実施例と
同様にして、別の円形輪郭走査ウインドによる走査で濃
淡画像２１から検出する。これらの中心２７、２８から
前記線分２５が求められ、線分２５によって長穴２０の
位置・方向を認識できる。
３、２４の中心２７、２８を、第１実施例と同様にし
て、一つの円形輪郭走査ウインドによる走査で濃淡画像
２１から検出する。穴２２の中心２９も、第１実施例と
同様にして、別の円形輪郭走査ウインドによる走査で濃
淡画像２１から検出する。これらの中心２７、２８から
前記線分２５が求められ、線分２５によって長穴２０の
位置・方向を認識できる。
【００６１】更に、線分２５と中心２９との距離２６の
長さが許容値以内であれば、穴２２の中心２９を狙って
螺子締めするように、穴２２の中心２９の位置を外部機
器１３に出力する。この場合、穴２２が長穴２０の下に
隠れずに全輪郭が見えている状態での、距離２６の最大
長を許容値とする。
長さが許容値以内であれば、穴２２の中心２９を狙って
螺子締めするように、穴２２の中心２９の位置を外部機
器１３に出力する。この場合、穴２２が長穴２０の下に
隠れずに全輪郭が見えている状態での、距離２６の最大
長を許容値とする。
【００６２】これによって、穴２２が長穴２０の下に隠
れずに全輪郭が見えているときにだけ螺子締めすること
ができるので、穴２２の一部が長穴２０の下に隠れてい
るときに無理に螺子締めし、上部材に当たった螺子が傾
いて螺子締めミスを起こすことを未然に防止でき、螺子
締め作業の信頼性が向上する。
れずに全輪郭が見えているときにだけ螺子締めすること
ができるので、穴２２の一部が長穴２０の下に隠れてい
るときに無理に螺子締めし、上部材に当たった螺子が傾
いて螺子締めミスを起こすことを未然に防止でき、螺子
締め作業の信頼性が向上する。
【００６３】本発明の位置認識方法の第３実施例を図６
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００６４】図６において、３０は上部材に設けられた
螺子締め用の開放穴、３１は開放穴３０をビデオカメラ
７で撮像して得られた濃淡画像、３２は下部材に設けた
螺子締め用の穴、３３は開放穴３０を形成する円弧、３
４は円弧３３の中心、３５は穴３２の中心、３６は中心
３４と中心３５間の距離である。
螺子締め用の開放穴、３１は開放穴３０をビデオカメラ
７で撮像して得られた濃淡画像、３２は下部材に設けた
螺子締め用の穴、３３は開放穴３０を形成する円弧、３
４は円弧３３の中心、３５は穴３２の中心、３６は中心
３４と中心３５間の距離である。
【００６５】円弧３０と中心３４の位置は第１実施例と
同様にして求める。穴３２と中心３５の位置も第１実施
例と同様にして求める。中心３４と中心３５の位置から
距離３６が求められる。
同様にして求める。穴３２と中心３５の位置も第１実施
例と同様にして求める。中心３４と中心３５の位置から
距離３６が求められる。
【００６６】距離３６の長さが許容値以内であれば、穴
３２の中心３５を狙って螺子締めするように、穴３２の
中心３５の位置を外部機器１３に出力する。この場合、
穴３２が長穴３０の下に隠れずに全輪郭が見えている状
態での、距離３６の最大長を許容値とする。
３２の中心３５を狙って螺子締めするように、穴３２の
中心３５の位置を外部機器１３に出力する。この場合、
穴３２が長穴３０の下に隠れずに全輪郭が見えている状
態での、距離３６の最大長を許容値とする。
【００６７】これによって、穴３２が長穴３０の下に隠
れずに全輪郭が見えているときにだけ螺子締めすること
ができるので、穴３２の一部が長穴３０の下に隠れてい
るときに無理に螺子締めし、上部材に当たった螺子が傾
いて螺子締めミスを起こすことを未然に防止でき、螺子
締め作業の信頼性が向上する。
れずに全輪郭が見えているときにだけ螺子締めすること
ができるので、穴３２の一部が長穴３０の下に隠れてい
るときに無理に螺子締めし、上部材に当たった螺子が傾
いて螺子締めミスを起こすことを未然に防止でき、螺子
締め作業の信頼性が向上する。
【００６８】本発明の位置認識方法の第４実施例を図７
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００６９】図７において、２は対象物、４は対象物２
の輪郭を形成する第１の円弧、４０は第１の円弧４の開
放方向、４１は第１の円弧４を走査するための円形輪郭
走査ウインド、４２は内側測定濃度合計値と外側測定濃
度合計値との差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度
相関ラインの連続した並びが途切れる端点の一つであ
り、４３はもう一方の端点である。５は対象物２の輪郭
を形成する第２の円弧、６は対象物２の輪郭を形成する
第３の円弧、４４は第１の円弧４の位置とその開放方向
４０とで決まる第２の円弧５の第１検出領域、４５は第
１の円弧４の位置とその開放方向４０とで決まる第３の
円弧６の第２検出領域である。
の輪郭を形成する第１の円弧、４０は第１の円弧４の開
放方向、４１は第１の円弧４を走査するための円形輪郭
走査ウインド、４２は内側測定濃度合計値と外側測定濃
度合計値との差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度
相関ラインの連続した並びが途切れる端点の一つであ
り、４３はもう一方の端点である。５は対象物２の輪郭
を形成する第２の円弧、６は対象物２の輪郭を形成する
第３の円弧、４４は第１の円弧４の位置とその開放方向
４０とで決まる第２の円弧５の第１検出領域、４５は第
１の円弧４の位置とその開放方向４０とで決まる第３の
円弧６の第２検出領域である。
【００７０】第４実施例では、第１の円弧４を走査する
円形輪郭走査ウインド４１が、内側測定濃度合計値と外
側測定濃度合計値との差の絶対値が所定濃度閾値より大
きな濃度相関ラインの本数が周囲に対して極大になり、
第１の円弧４に一致した状態で、前記の端点４２、４３
が、第１の円弧の輪郭上で第１の円弧の内外の濃度差が
無くなる端点になり、端点４２、４３と第１の円弧４の
中心４６とを結ぶ２辺の２等分線が第１の円弧４の開放
方向４０として求められる。この第１の円弧４の中心４
６と開放方向４０とだけで、対象物２の位置とおよその
方向とが認識できることになる。しかし、開放方向４０
は、濃度相関ライン４９の本数で分解能が決まってしま
うので、更に精度の良い方向を求めるために、検出され
た第１の円弧４の中心４６と開放方向４０に対して、第
２の円弧５が、或る相関位置関係にある第１検出領域４
４の中にあり、この第１検出領域４４の中で第２の円弧
５を走査すれば簡単・迅速に、第２の円弧５の位置を検
出できる。同様にして、第３の円弧６の位置も、第２検
出領域４５の中で簡単・迅速に検出できる。又、第１の
円弧４の中心４６から第２の円弧５の中心４７に向かう
ベクトルと、第１の円弧４の中心４６から第３の円弧６
の中心４８に向かうベクトルとの関係から、対象物２が
表を向いているか、裏を向いているかを判定できる。
円形輪郭走査ウインド４１が、内側測定濃度合計値と外
側測定濃度合計値との差の絶対値が所定濃度閾値より大
きな濃度相関ラインの本数が周囲に対して極大になり、
第１の円弧４に一致した状態で、前記の端点４２、４３
が、第１の円弧の輪郭上で第１の円弧の内外の濃度差が
無くなる端点になり、端点４２、４３と第１の円弧４の
中心４６とを結ぶ２辺の２等分線が第１の円弧４の開放
方向４０として求められる。この第１の円弧４の中心４
６と開放方向４０とだけで、対象物２の位置とおよその
方向とが認識できることになる。しかし、開放方向４０
は、濃度相関ライン４９の本数で分解能が決まってしま
うので、更に精度の良い方向を求めるために、検出され
た第１の円弧４の中心４６と開放方向４０に対して、第
２の円弧５が、或る相関位置関係にある第１検出領域４
４の中にあり、この第１検出領域４４の中で第２の円弧
５を走査すれば簡単・迅速に、第２の円弧５の位置を検
出できる。同様にして、第３の円弧６の位置も、第２検
出領域４５の中で簡単・迅速に検出できる。又、第１の
円弧４の中心４６から第２の円弧５の中心４７に向かう
ベクトルと、第１の円弧４の中心４６から第３の円弧６
の中心４８に向かうベクトルとの関係から、対象物２が
表を向いているか、裏を向いているかを判定できる。
【００７１】尚、本実施例では、第１、第２、第３の円
弧４、５、６を使用したが、第２、第３の円弧５、６に
ついては、円弧に限らず、他の形状の位置決め形状でも
良い。
弧４、５、６を使用したが、第２、第３の円弧５、６に
ついては、円弧に限らず、他の形状の位置決め形状でも
良い。
【００７２】
【発明の効果】本発明の位置認識方法は、対象物が有す
る円弧形状の位置を認識し、この円弧形状の位置によっ
て前記対象物の位置・方向を認識するので、円弧形状の
直径に合わせたテンプレートパターンを使用すれば、対
象物が回転ずれしていても、同じテンプレートパターン
で位置認識でき、簡単に、実用可能な所要時間で、対象
物の位置・方向を認識できるという効果を奏する。
る円弧形状の位置を認識し、この円弧形状の位置によっ
て前記対象物の位置・方向を認識するので、円弧形状の
直径に合わせたテンプレートパターンを使用すれば、対
象物が回転ずれしていても、同じテンプレートパターン
で位置認識でき、簡単に、実用可能な所要時間で、対象
物の位置・方向を認識できるという効果を奏する。
【００７３】本発明の位置認識方法は、対象物が有する
円弧形状の画像の内外濃度差の絶対値の変化を、円形輪
郭走査ウインドの濃度相関ラインが検出して、前記円弧
形状の位置を認識しているので、明確な円弧が一部分で
も存在すれば、その存在する部分を選択して認識するこ
とができ、複雑な形状の対象物でも、対象物が回転ずれ
していても、迅速・正確に位置・方向の認識ができると
いう効果を奏すると共に、従来技術ではできなかった、
螺子締め作業の自動化における、上穴と下穴の一致・不
一致の認識や、長穴や開放穴の位置・方向の認識がで
き、螺子締め作業の信頼性を向上するという効果を奏す
る。
円弧形状の画像の内外濃度差の絶対値の変化を、円形輪
郭走査ウインドの濃度相関ラインが検出して、前記円弧
形状の位置を認識しているので、明確な円弧が一部分で
も存在すれば、その存在する部分を選択して認識するこ
とができ、複雑な形状の対象物でも、対象物が回転ずれ
していても、迅速・正確に位置・方向の認識ができると
いう効果を奏すると共に、従来技術ではできなかった、
螺子締め作業の自動化における、上穴と下穴の一致・不
一致の認識や、長穴や開放穴の位置・方向の認識がで
き、螺子締め作業の信頼性を向上するという効果を奏す
る。
【００７４】又、方向認識ができるので、複数の位置・
方向確認用パターンで対象物の位置・方向認識を行う場
合、第１の位置・方向確認用パターンを認識すれば、他
の位置・方向確認用パターンの存在位置を絞れるので、
位置・方向を迅速・正確に認識できるという効果を奏す
る。
方向確認用パターンで対象物の位置・方向認識を行う場
合、第１の位置・方向確認用パターンを認識すれば、他
の位置・方向確認用パターンの存在位置を絞れるので、
位置・方向を迅速・正確に認識できるという効果を奏す
る。
【００７５】又、照明の方向が変わり、対象物が背景に
対して明るくなったり暗くなったりしても、円弧の輪郭
の内外に濃度差があれば、位置認識が可能で、照明状態
の変化による悪影響を受けない認識ができるという効果
を奏する。
対して明るくなったり暗くなったりしても、円弧の輪郭
の内外に濃度差があれば、位置認識が可能で、照明状態
の変化による悪影響を受けない認識ができるという効果
を奏する。
【図１】本発明の位置認識方法の対象物とその画像を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明の位置認識方法を使用する位置認識装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図３】本発明の位置認識方法の第１実施例の動作を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図４】本発明の位置認識方法の第１実施例の動作を示
す図である。
す図である。
【図５】本発明の位置認識方法の第２実施例の動作を示
す図である。
す図である。
【図６】本発明の位置認識方法の第３実施例の動作を示
す図である。
す図である。
【図７】本発明の位置認識方法の第４実施例の動作を示
す図である。
す図である。
【図８】従来例の動作を示す図である。
Ａ 円形輪郭走査ウインド １ 濃淡画像 ２ 対象物 ３ 対象物の画像 ４ 第１の円弧 ５ 第２の円弧 ６ 第３の円弧 ７ ビデオカメラ（撮像手段） ８ 画像処理装置 ９ ＡＤ変換器 １０ フレームメモリ １１ ＲＩＳＣプロセッサ １２ 通信インターェース １５ 走査円形輪郭 １６ 濃度相関ライン １７ 外側濃度測定点 １８ 内側濃度測定点 ２０ 長穴 ２２ 穴 ３０ 開放穴 ４０ 円弧の開放方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/00 7459−5Ｌ Ｇ０６Ｆ 15/70 ３２０ 7459−5Ｌ ３３０ Ｍ (72)発明者 高野 みすず 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 奥村 一正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 少なくとも輪郭の一部に円弧形状を有す
る対象物を撮像手段で撮像し、撮像された映像情報を濃
淡画像データに変更して記憶手段に記憶し、前記濃淡画
像を円形輪郭走査ウインドで走査して前記円弧形状の位
置を検出し、検出した前記円弧形状の位置から前記対象
物の位置を認識することを特徴とする位置認識方法。 - 【請求項２】 輪郭に複数の円弧形状を有する対象物を
撮像手段で撮像し、撮像された映像情報を濃淡画像デー
タに変更して記憶手段に記憶し、前記濃淡画像を円形輪
郭走査ウインドで走査して前記複数の円弧形状の位置を
検出し、これらの複数の円弧形状の位置の相対位置関係
から対象物を同定し、位置・方向を認識することを特徴
とする位置認識方法。 - 【請求項３】 螺子締め付け用の長穴または開放穴を対
象物とし、前記の対象物を撮像手段で撮像し、撮像され
た映像情報を濃淡画像データに変更して記憶手段に記憶
し、前記濃淡画像を円形輪郭走査ウインドで走査して長
穴または開放穴の円弧形状の位置を検出し、検出した前
記円弧形状の位置から前記対象物の位置を認識すること
を特徴とする位置認識方法。 - 【請求項４】 螺子締め付け用の長穴を対象物とし、前
記の対象物を撮像手段で撮像し、撮像された映像情報を
濃淡画像データに変更して記憶手段に記憶し、前記濃淡
画像を円形輪郭走査ウインドで走査して長穴の２つの円
弧形状の位置を検出し、検出した前記円弧形状の中心位
置から前記対象物の位置・方向を認識することを特徴と
する位置認識方法。 - 【請求項５】 螺子締め付け用上穴の長穴または開放穴
と下穴とを対象物とし、前記の対象物を撮像手段で撮像
し、撮像された映像情報を濃淡画像データに変更して記
憶手段に記憶し、前記濃淡画像を円形輪郭走査ウインド
で走査して上穴の長穴または開放穴と下穴の円弧形状の
位置を検出し、検出した前記円弧形状の位置から上穴の
位置・方向と、下穴の位置とを求め、これらから螺子締
めの可否を判断することを特徴とする位置認識方法。 - 【請求項６】 円形輪郭走査ウインドの走査による円弧
形状の位置検出は、濃淡画像上の前記円弧形状と同一直
径の走査円形輪郭とこの走査円形輪郭に直交しこの走査
円形輪郭の内外の画像濃度を測定する複数本の濃度相関
ラインとからなる円形輪郭走査ウインドによって走査
し、走査中の各位置で各濃度相関ライン毎に所定数の内
側画像濃度測定点からなる内側濃度相関ラインの内側測
定濃度合計値と所定数の外側画像濃度測定点からなる外
側濃度相関ラインの外側測定濃度合計値との差の絶対値
を演算し、この差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃
度相関ラインの本数を求め、この本数が周囲に対して極
大になる前記円形輪郭走査ウインドの位置を前記円弧形
状の位置として検出する請求項１、２、３、４又は５に
記載の位置認識方法。 - 【請求項７】 円形輪郭走査ウインドの走査による円弧
形状の位置検出は、濃淡画像上の前記円弧形状と同一直
径の走査円形輪郭とこの走査円形輪郭に直交しこの走査
円形輪郭の内外の画像濃度を測定する複数本の濃度相関
ラインとからなる円形輪郭走査ウインドによって走査
し、走査中の各位置で各濃度相関ライン毎に所定数の内
側画像濃度測定点からなる内側濃度相関ラインの内側測
定濃度合計値と所定数の外側画像濃度測定点からなる外
側濃度相関ラインの外側測定濃度合計値との差の絶対値
を演算し、全濃度相関ラインの前記差の絶対値の総和が
周囲に対して極大になる前記円形輪郭走査ウインドの位
置を前記円弧形状の位置として検出する請求項１、２、
３、４又は５に記載の位置認識方法。 - 【請求項８】 少なくとも輪郭の一部に円弧形状を有す
る対象物を撮像手段で撮像し、撮像された映像情報を濃
淡画像データに変更して記憶手段に記憶し、濃淡画像上
の前記円弧形状と同一直径の走査円形輪郭とこの走査円
形輪郭に直交しこの走査円形輪郭の内外の画像濃度を測
定する複数本の濃度相関ラインとからなる円形輪郭走査
ウインドによって走査し、走査中の各位置で各濃度相関
ライン毎に所定数の内側画像濃度測定点からなる内側濃
度相関ラインの内側測定濃度合計値と所定数の外側画像
濃度測定点からなる外側濃度相関ラインの外側測定濃度
合計値との差の絶対値を演算し、この差の絶対値が所定
濃度閾値より大きな濃度相関ラインの本数を演算し、こ
の本数が周囲に対して極大になる前記円形輪郭走査ウイ
ンドの位置を前記円弧形状の位置として検出し、前記の
差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃度相関ラインの
連続した並びが途切れる前記走査円形輪郭上の端点を２
つ検出し、これらの端点の位置から前記円弧形状の開放
方向を認識し、この開放方向によって前記対象物の向き
方向を認識することを特徴とする位置認識方法。 - 【請求項９】 対象物の向き方向を認識した後、この向
き方向に基づいて、対象物の次の位置規制点の検索範囲
を限定し、この限定した検索範囲から次の位置規制点の
位置を検出し、円弧形状の位置と前記の次の位置規制点
の位置とから対象物の位置・方向を認識する請求項８に
記載の位置認識方法。 - 【請求項１０】 螺子締め付け用の長穴または開放穴を
対象物とし、前記の対象物を撮像手段で撮像し、撮像さ
れた映像情報を濃淡画像データに変更して記憶手段に記
憶し、濃淡画像上の前記円弧形状と同一直径の走査円形
輪郭とこの走査円形輪郭に直交しこの走査円形輪郭の内
外の画像濃度を測定する複数本の濃度相関ラインとから
なる円形輪郭走査ウインドによって前記濃淡画像を走査
し、走査中の各位置で各濃度相関ライン毎に所定数の内
側画像濃度測定点からなる内側濃度相関ラインの内側測
定濃度合計値と所定数の外側画像濃度測定点からなる外
側濃度相関ラインの外側測定濃度合計値との差の絶対値
を演算し、この差の絶対値が所定濃度閾値より大きな濃
度相関ラインの本数を演算し、この本数が周囲に対して
極大になる前記円形輪郭走査ウインドの位置を前記円弧
形状の位置として検出し、この位置における濃度相関ラ
インの分布位置から長穴の方向または開放穴の開放方向
を認識することを特徴とする位置認識方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5215345A JPH0765175A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 位置認識方法 |
| KR1019940021298A KR0167585B1 (ko) | 1993-08-31 | 1994-08-27 | 위치인식방법 |
| US08/294,858 US5579415A (en) | 1993-08-06 | 1994-08-29 | Computer implemented method of recognizing a position of an object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5215345A JPH0765175A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 位置認識方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0765175A true JPH0765175A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16670767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5215345A Pending JPH0765175A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-31 | 位置認識方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765175A (ja) |
| KR (1) | KR0167585B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2008010488A1 (fr) * | 2006-07-17 | 2008-01-24 | Panasonic Corporation | dispositif de traitement d'image et procédé de traitement d'image |
| JP2010078513A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Fanuc Ltd | ワークの位置を求める画像処理装置 |
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|---|---|---|---|---|
| KR102203000B1 (ko) * | 2014-03-06 | 2021-01-14 | 에스케이플래닛 주식회사 | 객체 식별 장치, 그 방법 및 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록매체 |
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| JPS60179881A (ja) * | 1984-02-15 | 1985-09-13 | Komatsu Ltd | 輪郭線の認識方法 |
| JPS61184692A (ja) * | 1984-09-18 | 1986-08-18 | マニュファクチュ−ル・フランセ−ズ・デ・ショ−ス−ル・エラム | テンプレ−トを認識しそれらの位置を検出する方法 |
| JPH0328744A (ja) * | 1989-06-27 | 1991-02-06 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | プリント基板のパターン検査方法 |
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-
1993
- 1993-08-31 JP JP5215345A patent/JPH0765175A/ja active Pending
-
1994
- 1994-08-27 KR KR1019940021298A patent/KR0167585B1/ko not_active IP Right Cessation
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| US20100086219A1 (en) * | 2006-07-17 | 2010-04-08 | Panasonic Corporation | Image processing device and image processing method |
| JP2011170893A (ja) * | 2006-07-17 | 2011-09-01 | Panasonic Corp | 画像処理装置および画像処理方法 |
| JP4794625B2 (ja) * | 2006-07-17 | 2011-10-19 | パナソニック株式会社 | 画像処理装置および画像処理方法 |
| US8180158B2 (en) | 2006-07-17 | 2012-05-15 | Panasonic Corporation | Image processing device and image processing method for detecting a specific shape from an image |
| JP2010078513A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Fanuc Ltd | ワークの位置を求める画像処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR950005469A (ko) | 1995-03-20 |
| KR0167585B1 (ko) | 1999-01-15 |
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