JPH0781835B2 - 幅測定装置 - Google Patents

幅測定装置

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JPH0781835B2
JPH0781835B2 JP1300440A JP30044089A JPH0781835B2 JP H0781835 B2 JPH0781835 B2 JP H0781835B2 JP 1300440 A JP1300440 A JP 1300440A JP 30044089 A JP30044089 A JP 30044089A JP H0781835 B2 JPH0781835 B2 JP H0781835B2
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JP
Japan
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lxi
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秀司 植田
彰 小林
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディスクの磁気ヘッドのトラック幅等を画像入
力装置により、高速かつ高精度に測定する幅測定装置に
関するものである。
従来の技術 近年、高精度で非接触な幅測定装置として、テレビカメ
ラにより入手する画像データにより行うものが実用化さ
れている。
以下図面を参照しながら、上述した従来の画像データを
用いた幅測定装置の一例について説明する。
第4図,第5図は従来の幅測定装置の構成例とその動作
を示すフローチャートである。第4図において、測定台
21の上に置かれた平行な特徴部を有する測定対象物22を
入力するために照明装置23がロボット等のアクチュエー
タの先端25に設置され、テレビカメラ24が測定対象物22
に垂直に設置されている。ここで、テレビカメラ24は、
カメラ制御回路26により制御されている。
テレビカメラ24により入力された映像信号は、アナログ
ディジタル変換(以後、A/D変換という)回路27に入
り、画像の濃度により0〜255等の画像データに数値化
され、CPU,ROM,RAM及び入出力ポート等から構成される
マイクロコンピュータに入力される。
幅測定装置としては、主コントローラあるいは操作盤よ
り指令が与えられる測定制御回路(CPU)29,特徴点検出
回路28,メモリ制御回路30,特徴部算出回路31,パラメー
タメモリ回路32,そして幅検出回路33より構成されてい
る。測定結果は、主コントローラへ送出される。
以上のように構成された幅測定装置の動作について説明
する。
まず、第5図のフローチャートで示すように、測定すべ
き対象物22を測定台21に載せ、テレビカメラ24の走査線
に垂直に対象物22の平行な特徴部が取り込めるように機
械的な位置決めを行い〔ステップ1〕,カメラの焦点を
合わせ〔ステップ2〕,一画面を入力し〔ステップ
3〕,測定対象物の左側特徴部に対し直角方向に設定し
た複数の走査ラインと前記特徴部との交点を検出し〔ス
テップ4〕,上記特徴点群のX座標の平均を求め〔ステ
ップ5〕,右側エッジについても同動作を行い〔ステッ
プ6〕,左右特徴部として算出された直線間の距離を求
め測定対象物の幅とする〔ステップ7〕。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、特徴部に対し直角
方向に設定した各ラインごとに測定対象物特徴部の特徴
点を算出した後、上記特徴点群の特徴部に対して垂直な
軸における一の平均をとって測定対象物の特徴部を表す
直線としており、画像入力時の照明による明暗,ほこり
などのノイズ等によるデータ不安定要因により、本来の
特徴点とは遠い値として求まってしまったノイズの影響
を含んだ特徴点〔ステップ14〕まで特徴部算出〔ステッ
プ15〕に用いており、信頼性に欠けるという問題を有し
ている。
加えて特徴部の前特徴点を求める処理は時間がかかり問
題である。
本発明は上記問題点に鑑み、適する処理範囲を設定し不
良特徴点を除外、つまり、ノイズ等による不安定データ
を除外し、ノイズの影響等の不安定要因を含んでいない
特徴点によりトラック幅を測定する幅測定装置を提供す
るものである。
課題を解決するための手段 第1の発明は、平行な特徴部を有する測定対象物をテレ
ビカメラにより取り込み、画像信号を得る画像入力手段
と、前記特徴部に対し直角方向に設定した複数の走査ラ
インと前記特徴部との交点を検出する特徴点検出手段
と、走査ラインと平行な基準線X軸上に前記特徴点群を
投影し、両特徴部に対して前記X軸上における両特徴点
の存在する位置の頻度分布のデータの集合NL及びNR NL={NLxi|i=1,2,3,……m} NR={NRxj|j=1,2,3,……n} を求める特徴点存在頻度分布作成手段と、前記集合要素
NLxi,NRxjそれぞれに対してiおよびjを1からmおよ
びnまで順次変化させ、NLxiおよびNRxjが値0から0で
ない値を取る時のi,jの値is1,js1から、次にNLxiおよ
びNRxjが0となる時のi,jの値ie1,je1までのNLxis……
NLxieおよびNRxjs……NRxjeをそれぞれ1つのグループ
として認識するグルーピング手段と、前記グループの構
成要素の平均値L1……LNR1……RMを求め、測
定条件により最適なLiRjを有するグループを選択
するグループ選択手段と、前記グループ選択手段で選択
されたグループのLiRjを中心として予め定められ
た有効範囲±σ内の両特徴部の各々の特徴点のX座標群
xL,xRの xL={xLii−σ≦xLii+σ} xR={xRjj−σ≦xRjj+σ} 平均値a,bをとり上記特徴点群のX座標における−の代
表値として両特徴部を表す直線x=a,x=bを求める特
徴部算出手段と、両特徴部を表現する直線式から幅h=
b−aを求め、測定対象物の幅を検出する幅検出手段と
を備えたことを特徴とするものである。
また、第2の発明は、グループ選択手段はNLの場合iの
小さい方、NRの場合jの大きい方のグループを選択する
ものであることを特徴とする。
作用 本発明の作用は上記構成によって、入力画像より測定対
象物の外形の特徴点を特徴部に対し直角方向に設定した
各ラインごとに求めた後、この複数の各ラインごとの特
徴点の存在頻度分布作成手段と特徴部算出手段により、
ノイズ等の不安定要因を含んだ特徴点を除外し、有効な
特徴点のみから信頼征の高い特徴部を算出することがで
き、精度の高い幅測定が可能である。
実施例 以下本発明の一実施例における幅測定装置について、第
1図〜第3図を参照しながら説明する。
第1図は幅測定装置の構成例を示している。測定台1の
上に置かれた平行な特徴部を有する測定対象物2を入力
するために照明装置3が設置され、テレビカメラ4が測
定対象物2に垂直になるようロボット等のアクチュエー
タの先端5に設置されている。ここで、テレビカメラ4
は、テレビカメラ制御回路6により制御されている。
テレビカメラ4により入力された映像信号は、A/D変換
回路7に入り、画像の濃度により0〜255等の画像デー
タに数値化され、CPU,ROM,RAM及び入出力ポート等から
構成されるマイクロコンピュータ(CPUチップは80186)
に入力される。
幅測定装置としては、主コントローラあるいは操作盤よ
り指令が与えられる判定制御回路(CPU)10,窓枠制御回
路8,特徴点検出回路9,メモリ制御回路11,関心領域識別
回路12,特徴点存在頻度分布生成回路13,特徴部算出回路
14,パラメータメモリ回路15,そして幅検出回路16より構
成されている。測定結果は主コントローラへ送出され
る。
以上のように構成された幅測定装置の動作について説明
する。
まず、第2図のフローチャートで示すように、測定すべ
き対象物2を測定台1に載せ、機械的な位置決めを行い
〔ステップ1〕、テレビカメラ4の焦点を合わせ〔ステ
ップ2〕、一画面を入力し〔ステップ3〕(以上、画像
入力手段)、平行である両特徴部を検出するのである
が、まず一方の特徴部から始める。第3図(a)のよう
に、部分的な処理を行う範囲を複数、例えば三つ、窓枠
として設定し〔ステップ4〕(窓枠設定手段)、窓枠内
の濃淡画像に、ラプラシアン,ゴイエンフィルタ等のフ
ィルタをかけ2次微分し画像を強調し、ゼロクロシング
法等を用いて、第3図(b)のように測定対象物の特徴
部の特徴点を、上記特徴部に対し直角方向に設定した複
数の走査ラインと上記特徴部との交点として各走査ライ
ンごとに求める〔ステップ5〕(特徴点検出手段)。次
に、各窓枠ごとに特徴点の位置の平均を求め、他の二つ
の窓枠の平均から予め定められた範囲を越えた窓枠は除
外し〔ステップ6〕(有効窓枠選択手段)、以後残りの
窓枠内の特徴点に対して処理していく。上記特徴部の特
徴点群を上記走査ラインと平行な基準線なるX軸上に投
影し、両特徴部に対してこの基準線上における特徴点の
存在する頻度分在のデータの集合 NL={NLxi|i=1,2,3,……m} を作成し〔ステップ7〕(特徴点存在頻度分布作成手
段)、前記集合要素NLxi,NRxjそれぞれに対してiおよ
びjを1からmおよびnまで順次変化させ、NLxiおよび
NRxjが値0から0でない値を取る時のi,jの値is1,js1
から、次にNLxiおよびNRxjが0となる時のi,jの値ie1
je1までのNLxis-…NLxieおよびNRxjs…NRxjeをそれぞれ
1つのグループとして認識し〔ステップ8〕(グルーピ
ング手段)、前記グルーピング手段において、NLxまた
はNRxまたは、その双方で、複数のグループが検出され
た場合に、測定条件によりグループを選択するグループ
選択し〔ステップ9〕(グループ選択手段)、前記グル
ープ選択手段で選択されたグループの構成要素の総平均
を求め特徴部の仮中心LRとし〔ステップ10〕(仮
中心算出手段)、予め定められた有効範囲±σ内の特徴
点群L xL={xLii−σ≦xii+σ} の平均値aをとり上記特徴点群のX座標の代表値として
特徴部を表す直線x=aを求める〔ステップ11〕(特徴
部算出手段)。もう一方の特徴部に対しても同動作を行
い、特徴部を表す直線x=bを求める〔ステップ12〕、
最後に、両特徴部を表現する直線式から幅h=b−aを
求め、測定対象物の幅を検出する〔ステップ13〕(幅検
出手段)。
発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、画像入力時の照明
による明暗,ほこりなどのノイズ等によるデータ不安定
要因を含まない窓枠を有効窓枠選択手段により設定し、
また上記データの不安定要因により本来の測定対象物の
特徴部の特徴点とは遠い所に求まってしまった特徴点を
特徴点存在頻度分布作成手段とグルーピング手段とグル
ープ選択手段と仮中心算出手段と特徴部算出手段とによ
り除外し、有効で信頼性の高い特徴点群により特徴部を
表す直線式を算出することが可能となり、高精度な幅測
定が可能であり、加えて、窓枠設定手段により高速な幅
測定が実現でき、効果は大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における幅測定装置の構成
図、第2図は同幅測定装置における測定手順を示すフロ
ーチャート、第3図(a)は同実施例における原画像と
窓枠設定状態を示す説明図、第3図(b)は測定対象物
の特徴点検出後の画像を示す図、第3図(c)は特徴点
の存在頻度分布図、第4図は従来例の幅測定装置の構成
図、第5図はその動作フローチャートである。 2……測定対象物、4……テレビカメラ、9……特徴点
検出回路、12……関心領域識別回路、13……特徴点存在
頻度分布生成回路、14……特徴部算出回路、16……幅検
出回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平行な特徴部を有する測定対象物をテレビ
    カメラにより取り込み、画像信号を得る画像入力手段
    と、前記特徴部に対し直角方向に設定した複数の走査ラ
    インと前記特徴部との交点を検出する特徴点検出手段
    と、走査ラインと平行な基準線X軸上に前記特徴点群を
    投影し、両特徴部に対して前記X軸上における両特徴点
    の存在する位置の頻度分布のデータの集合NL及びNR NL={NLxi|i=1,2,3,……m} NR={NRxj|j=1,2,3,……n} を求める特徴点存在頻度分布作成手段と、前記集合要素
    NLxi,NRxjそれぞれに対してiおよびjを1からmおよ
    びnまで順次変化させ、NLxiおよびNRxjが値0から0で
    ない値を取る時のi,jの値is1,js1から、次にNLxiおよ
    びNRxjが0となる時のi,jの値ie1,je1までのNLxis……
    NLxieおよびNRxjs……NRxjeをそれぞれ1つのグループ
    として認識するグルーピング手段と、前記グループの構
    成要素の平均値L1……LNR1……RMを求め、測
    定条件により最適なLiRjを有するグループを選択
    するグループ選択手段と、前記グループ選択手段で選択
    されたグループのLiRjを中心として予め定められ
    た有効範囲±σ内の両特徴部の各々の特徴点のX座標群
    xL,xRの xL={xLii−σ≦xLii+σ} xR={xRjj−σ≦xRjj+σ} 平均値a,bをとり上記特徴点群のX座標における−の代
    表値として両特徴部を表す直線x=a,x=bを求める特
    徴部算出手段と、両特徴部を表現する直線式から幅h=
    b−aを求め、測定対象物の幅を検出する幅検出手段と
    を備えたことを特徴とする幅測定装置。
  2. 【請求項2】グループ選択手段はNLの場合iの小さい
    方、NRの場合jの大きい方のグループを選択するもので
    あることを特徴とする請求項1記載の幅検出装置。
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