JPH08145637A - パイプ形状認識方法及びその装置 - Google Patents
パイプ形状認識方法及びその装置Info
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- JPH08145637A JPH08145637A JP6286957A JP28695794A JPH08145637A JP H08145637 A JPH08145637 A JP H08145637A JP 6286957 A JP6286957 A JP 6286957A JP 28695794 A JP28695794 A JP 28695794A JP H08145637 A JPH08145637 A JP H08145637A
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 継ぎ手位置を検出する範囲内に継ぎ手以外の
ある程度の傷や汚れなどがあっても安定して継ぎ手位置
を検出する 【構成】 検出範囲内に傷や汚れがあると微分値が大き
くなり、継手位置だけを検出することが困難になる（図
１（ｂ））。検出範囲内をＣＣＤカメラの取り付け角及
びパイプ径により定まる曲率に沿って継ぎ手が直線にな
るように画像を変形し、次に、範囲内をパイプ長手方向
に微分し、対称な検出範囲Ｓ１，Ｓ２を設定する。微分
画像をＳ１，Ｓ２毎に微分の絶対値を水平方向に投影し
て微分投影値Ｐｓ１，Ｐｓ２を得、パイプ継ぎ手部は乱
反射面で明るく撮像されるため微分画像では高い微分値
となり、水平方向に投影された微分値はパイプ継ぎ手位
置において両方の領域でピークを示す。非対称形状な傷
や汚れでは一方の領域で微分値が小さくなる。２つの微
分投影値をｙ座標毎に比較し小さい方を用いて比較後の
投影値Ｐtotalを得る。
ある程度の傷や汚れなどがあっても安定して継ぎ手位置
を検出する 【構成】 検出範囲内に傷や汚れがあると微分値が大き
くなり、継手位置だけを検出することが困難になる（図
１（ｂ））。検出範囲内をＣＣＤカメラの取り付け角及
びパイプ径により定まる曲率に沿って継ぎ手が直線にな
るように画像を変形し、次に、範囲内をパイプ長手方向
に微分し、対称な検出範囲Ｓ１，Ｓ２を設定する。微分
画像をＳ１，Ｓ２毎に微分の絶対値を水平方向に投影し
て微分投影値Ｐｓ１，Ｐｓ２を得、パイプ継ぎ手部は乱
反射面で明るく撮像されるため微分画像では高い微分値
となり、水平方向に投影された微分値はパイプ継ぎ手位
置において両方の領域でピークを示す。非対称形状な傷
や汚れでは一方の領域で微分値が小さくなる。２つの微
分投影値をｙ座標毎に比較し小さい方を用いて比較後の
投影値Ｐtotalを得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パイプ形状認識方法及
びその装置に関し、より詳細には、パイプ継ぎ手位置を
３次元的に認識するパイプ形状認識方法及びその装置に
関する。
びその装置に関し、より詳細には、パイプ継ぎ手位置を
３次元的に認識するパイプ形状認識方法及びその装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から視覚を用いた形状認識には様々
な手法が用いられてきたが、検索範囲を設定し、範囲内
の画像上の特徴を検出する方法が一般的である。また、
特徴量としては輪郭線が用いられることが多い。
な手法が用いられてきたが、検索範囲を設定し、範囲内
の画像上の特徴を検出する方法が一般的である。また、
特徴量としては輪郭線が用いられることが多い。
【０００３】例えば、ろう付けワークとろう付けユニッ
トとの相対的位置関係を認識する視覚認識装置では、
視覚センサと触覚センサとを併用する方法、マニピュ
レータとは別に固定した２台のカメラによるステレオ画
像法を用いる方法、視覚センサでろう付けワークの２
次元位置を認識してマニピュレータの位置決めを行った
後、奥行きを検出してマニピュレータの最終位置決めを
行う方法、一台のカメラと１つのマルチスリットレー
ザ投光器と１つのＬＥＤ投光器からなるレンジファイン
ダでろう付け箇所の３次元位置を認識し、マニピュレー
タを位置決めする方法等が提案されている。
トとの相対的位置関係を認識する視覚認識装置では、
視覚センサと触覚センサとを併用する方法、マニピュ
レータとは別に固定した２台のカメラによるステレオ画
像法を用いる方法、視覚センサでろう付けワークの２
次元位置を認識してマニピュレータの位置決めを行った
後、奥行きを検出してマニピュレータの最終位置決めを
行う方法、一台のカメラと１つのマルチスリットレー
ザ投光器と１つのＬＥＤ投光器からなるレンジファイン
ダでろう付け箇所の３次元位置を認識し、マニピュレー
タを位置決めする方法等が提案されている。
【０００４】従来の形状認識装置について記載した公知
文献としては、例えば、特開平３−４３７８号公報があ
る。この公報のものは、３次元対象物の幹部の延びる方
向に対して交差する方向に１次元的な連続する光が光照
射手段により、３次元対象物に対して所定角度で照射す
ることにより、この光の照射により得られる３次元対象
物の光切断面形状を撮像し、３次元対象物と光照射手段
との距離を移動するものである。また、特開平２−９１
５０２号公報のものは、ウエハマークとマスクマークと
がウエハマークを１次微分したウエハマーク微分信号と
マスクマークを１次微分したマスクマーク微分信号と
が、水平移動すればほぼ互いに重なりあう相似性を保っ
たマーク形状を有するようにして処理の複雑化を回避す
るものである。
文献としては、例えば、特開平３−４３７８号公報があ
る。この公報のものは、３次元対象物の幹部の延びる方
向に対して交差する方向に１次元的な連続する光が光照
射手段により、３次元対象物に対して所定角度で照射す
ることにより、この光の照射により得られる３次元対象
物の光切断面形状を撮像し、３次元対象物と光照射手段
との距離を移動するものである。また、特開平２−９１
５０２号公報のものは、ウエハマークとマスクマークと
がウエハマークを１次微分したウエハマーク微分信号と
マスクマークを１次微分したマスクマーク微分信号と
が、水平移動すればほぼ互いに重なりあう相似性を保っ
たマーク形状を有するようにして処理の複雑化を回避す
るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たの方法によると、ろう付けワークに触覚センサが接
触して移動することがある。また、の方法によると、
ろう付け箇所が大幅に変更されると、カメラの位置を変
更して再調整する必要がある。それに加えて、背景など
の環境が複雑になった場合に、２台のカメラの対応点が
決定できず、検出不可能な場合や処理が著しく複雑にな
り検出時間が長くなる場合が生じた。また、の方法に
よると、マニピュレータと制御部間の通信時間や、マニ
ピュレータの移動時間や、ろう付け箇所の検出に関する
時間が長くなりがちである。上述した課題を解決するた
めに、の方法を提案したが、スリットやパイプ接合部
を検出する際に周囲光や撮像範囲内の物体に影響される
ことがある。
たの方法によると、ろう付けワークに触覚センサが接
触して移動することがある。また、の方法によると、
ろう付け箇所が大幅に変更されると、カメラの位置を変
更して再調整する必要がある。それに加えて、背景など
の環境が複雑になった場合に、２台のカメラの対応点が
決定できず、検出不可能な場合や処理が著しく複雑にな
り検出時間が長くなる場合が生じた。また、の方法に
よると、マニピュレータと制御部間の通信時間や、マニ
ピュレータの移動時間や、ろう付け箇所の検出に関する
時間が長くなりがちである。上述した課題を解決するた
めに、の方法を提案したが、スリットやパイプ接合部
を検出する際に周囲光や撮像範囲内の物体に影響される
ことがある。
【０００６】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、継ぎ手位置を検出する範囲内に継ぎ手以外の
ある程度の傷や汚れなどがあっても安定して継ぎ手位置
を検出することが可能なパイプ形状認識方法及びその装
置を提供することを目的としている。
たもので、継ぎ手位置を検出する範囲内に継ぎ手以外の
ある程度の傷や汚れなどがあっても安定して継ぎ手位置
を検出することが可能なパイプ形状認識方法及びその装
置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）パイプ継ぎ手位置を認識する際に
パイプの対称性を利用し、特徴を検出する領域をパイプ
の対称線で２つに分割し、形状を表わす特徴量を２つの
領域で対称なセグメント毎に比較して小さい方を用いる
ことにより、パイプ形状以外の特徴量を小さくし、安定
した継ぎ手位置認識を可能とすること、或いは、（２）
スリットレーザ投光器をオンにして水平スリットをパイ
プに照射して画像を撮像し、次に、該スリットレーザ投
光器をオフにして画像を撮像して前記スリットのある画
像との差画像を求め、次に、ＬＥＤ投光器をオンにして
パイプの画像を撮像し、前記スリットの幅から検出範囲
を設定し、該検出範囲内でパイプの継ぎ手が直線になる
ように画像を変換し、次に、前記検出範囲内をパイプの
長手方向に微分し、該微分画像を水平方向に投影して微
分投影値を得、該微分投影値を比較すること、更には、
（３）前記微分投影値の大きい方を非対称形状の傷や汚
れと判定すること、或いは、（４）パイプを照射する第
１の投光器と、該第１の投光器と異なる角度でパイプを
照射する第２の投光器と、前記第１及び第２の投光器の
照射によりパイプの画像を撮像する画像入力部と、該画
像入力部からの信号を受けてパイプの３次元位置を検出
する視覚認識部とを有することを特徴としたものであ
る。
決するために、（１）パイプ継ぎ手位置を認識する際に
パイプの対称性を利用し、特徴を検出する領域をパイプ
の対称線で２つに分割し、形状を表わす特徴量を２つの
領域で対称なセグメント毎に比較して小さい方を用いる
ことにより、パイプ形状以外の特徴量を小さくし、安定
した継ぎ手位置認識を可能とすること、或いは、（２）
スリットレーザ投光器をオンにして水平スリットをパイ
プに照射して画像を撮像し、次に、該スリットレーザ投
光器をオフにして画像を撮像して前記スリットのある画
像との差画像を求め、次に、ＬＥＤ投光器をオンにして
パイプの画像を撮像し、前記スリットの幅から検出範囲
を設定し、該検出範囲内でパイプの継ぎ手が直線になる
ように画像を変換し、次に、前記検出範囲内をパイプの
長手方向に微分し、該微分画像を水平方向に投影して微
分投影値を得、該微分投影値を比較すること、更には、
（３）前記微分投影値の大きい方を非対称形状の傷や汚
れと判定すること、或いは、（４）パイプを照射する第
１の投光器と、該第１の投光器と異なる角度でパイプを
照射する第２の投光器と、前記第１及び第２の投光器の
照射によりパイプの画像を撮像する画像入力部と、該画
像入力部からの信号を受けてパイプの３次元位置を検出
する視覚認識部とを有することを特徴としたものであ
る。
【０００８】
【作用】前述のような認識方法で傷や汚れがあるパイプ
の継ぎ手位置を検出した場合、傷や汚れの位置で微分値
が大きくなるが、対称な２つの検出領域で１ライン毎に
投影値を比較して小さい方を用いることにより、比較後
の投影値では、非対称な形状を持つものは、検出領域を
分割しないものより投影値が小さくなる。これに対して
パイプ継ぎ手は対称な線として計測されるので投影値の
大きさは変化しない。これにより傷や汚れがあるパイプ
に対してもパイプ継ぎ手位置が安定して検出可能とな
る。
の継ぎ手位置を検出した場合、傷や汚れの位置で微分値
が大きくなるが、対称な２つの検出領域で１ライン毎に
投影値を比較して小さい方を用いることにより、比較後
の投影値では、非対称な形状を持つものは、検出領域を
分割しないものより投影値が小さくなる。これに対して
パイプ継ぎ手は対称な線として計測されるので投影値の
大きさは変化しない。これにより傷や汚れがあるパイプ
に対してもパイプ継ぎ手位置が安定して検出可能とな
る。
【０００９】
【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。まず、図１（ａ）〜（ｃ）に基づいて、パイプ継
ぎ手位置の検出方法について説明する。撮像位置におい
て（マルチ）スリットレーザ投光器をオンにして水平ス
リット光をパイプに照射し画像を撮像する。次に、スリ
ットレーザ投光器をオフにして画像を撮像し、先のスリ
ットのある画像との差画像を求める。得られた差画像で
輝度の高い領域が投影されたスリットの領域で、その画
像上での座標が得られる。次に、ＬＥＤ投光器をオンに
してパイプの画像を撮像し、先のスリットの幅から、図
１（ａ）のような検索範囲Ｓを設定する。次に、図１
（ｂ）に示すように、この検出範囲Ｓ内をＺ軸方向に微
分し、微分画像を水平方向に投影する。パイプ接合部は
乱反射面で明るく撮像されるため、微分画像では高い微
分値となり、水平方向に投影された微分値はパイプ接合
部でピークを示す。
する。まず、図１（ａ）〜（ｃ）に基づいて、パイプ継
ぎ手位置の検出方法について説明する。撮像位置におい
て（マルチ）スリットレーザ投光器をオンにして水平ス
リット光をパイプに照射し画像を撮像する。次に、スリ
ットレーザ投光器をオフにして画像を撮像し、先のスリ
ットのある画像との差画像を求める。得られた差画像で
輝度の高い領域が投影されたスリットの領域で、その画
像上での座標が得られる。次に、ＬＥＤ投光器をオンに
してパイプの画像を撮像し、先のスリットの幅から、図
１（ａ）のような検索範囲Ｓを設定する。次に、図１
（ｂ）に示すように、この検出範囲Ｓ内をＺ軸方向に微
分し、微分画像を水平方向に投影する。パイプ接合部は
乱反射面で明るく撮像されるため、微分画像では高い微
分値となり、水平方向に投影された微分値はパイプ接合
部でピークを示す。
【００１０】このように、図１（ａ）,（ｂ）に示すよ
うに、パイプ継ぎ手位置を検出する方法としては、パイ
プ上に検出範囲を設定し、輝度の微分をとる方法があ
る。パイプ左右方向の位置を検出しておき、図１（ａ）
のようにパイプ上に検出範囲を設定する。検索範囲内を
上下方向に輝度の微分を取り、水平方向に微分値を投影
すれば、継ぎ手位置で輝度変化が大きく投影値がピーク
を示す。このピークを検出すれば継ぎ手位置が求まる。
うに、パイプ継ぎ手位置を検出する方法としては、パイ
プ上に検出範囲を設定し、輝度の微分をとる方法があ
る。パイプ左右方向の位置を検出しておき、図１（ａ）
のようにパイプ上に検出範囲を設定する。検索範囲内を
上下方向に輝度の微分を取り、水平方向に微分値を投影
すれば、継ぎ手位置で輝度変化が大きく投影値がピーク
を示す。このピークを検出すれば継ぎ手位置が求まる。
【００１１】しかしながら、この方法では検索領域内に
図１（ｂ）のように傷や汚れがあると微分値が大きくな
り、継ぎ手位置だけを検出することが困難となるおそれ
がある。そこで、本発明は、視覚認識部において、図１
（ｃ）のように検索範囲を対称な２つの領域に分割し、
微分投影値を１ライン毎に比較して小さい方を用いて継
ぎ手位置の検出を行うようにしたものである。
図１（ｂ）のように傷や汚れがあると微分値が大きくな
り、継ぎ手位置だけを検出することが困難となるおそれ
がある。そこで、本発明は、視覚認識部において、図１
（ｃ）のように検索範囲を対称な２つの領域に分割し、
微分投影値を１ライン毎に比較して小さい方を用いて継
ぎ手位置の検出を行うようにしたものである。
【００１２】図２（ａ）,（ｂ）は、本発明によるパイ
プ形状認識装置の一実施例を説明するための構成図で、
鉛直に配管されたパイプ継ぎ手の３次元位置を検出する
ためのものである。図中、１はパイプ、２はＬＥＤ（Ｌ
ight Ｅmitting Ｄiode：発光ダイオード）投光器、３
はＣＣＤ（Ｃharge Ｃoupled Ｄevice：電荷結合素子）
カメラ、４はスリットレーザ投光器、５は視覚認識部、
６はレーザ駆動装置である。
プ形状認識装置の一実施例を説明するための構成図で、
鉛直に配管されたパイプ継ぎ手の３次元位置を検出する
ためのものである。図中、１はパイプ、２はＬＥＤ（Ｌ
ight Ｅmitting Ｄiode：発光ダイオード）投光器、３
はＣＣＤ（Ｃharge Ｃoupled Ｄevice：電荷結合素子）
カメラ、４はスリットレーザ投光器、５は視覚認識部、
６はレーザ駆動装置である。
【００１３】図に示すように、ＣＣＤカメラ３と水平ス
リットレーザ投光器４が角度をもって取り付けられてお
り、スリットレーザ投光器４を駆動するレーザ駆動装置
６を含めてレンジファインダを構成している。該レンジ
ファインダとリング状に配置された複数個のＬＥＤから
なるＬＥＤ投光器２とＣＣＤカメラ３からの信号を受け
て継ぎ手位置の３次元位置を検出する３次元視覚認識部
５を有している。前記ＬＥＤ投光器２は、ＣＣＤカメラ
３でパイプ継ぎ手の形状や表面状態による特徴を強調し
て撮像されるようＣＣＤカメラ３の上方に、継ぎ手位置
近辺で集光するよう取り付けられている。
リットレーザ投光器４が角度をもって取り付けられてお
り、スリットレーザ投光器４を駆動するレーザ駆動装置
６を含めてレンジファインダを構成している。該レンジ
ファインダとリング状に配置された複数個のＬＥＤから
なるＬＥＤ投光器２とＣＣＤカメラ３からの信号を受け
て継ぎ手位置の３次元位置を検出する３次元視覚認識部
５を有している。前記ＬＥＤ投光器２は、ＣＣＤカメラ
３でパイプ継ぎ手の形状や表面状態による特徴を強調し
て撮像されるようＣＣＤカメラ３の上方に、継ぎ手位置
近辺で集光するよう取り付けられている。
【００１４】図２（ａ）に示すように、ＣＣＤカメラ３
は水平から上方に角度αで、スリットレーザ投光器４は
下方に角度βで、さらに、ＣＣＤカメラ３とＬＥＤ投光
器２とは角度γで取り付けられている。また、ＣＣＤカ
メラ３には、スリットレーザ投光器４の発信波長、ＬＥ
Ｄ投光器２のＬＥＤ発光波長しか透過しない光学バンド
パスフィルタ（図示せず）が取り付けられている。
は水平から上方に角度αで、スリットレーザ投光器４は
下方に角度βで、さらに、ＣＣＤカメラ３とＬＥＤ投光
器２とは角度γで取り付けられている。また、ＣＣＤカ
メラ３には、スリットレーザ投光器４の発信波長、ＬＥ
Ｄ投光器２のＬＥＤ発光波長しか透過しない光学バンド
パスフィルタ（図示せず）が取り付けられている。
【００１５】図３は、レーザスリットによるレンジファ
インダの原理を説明するための図で、図中、１０は対象
物で、その他、図２（ａ）,（ｂ）と同じ作用をする部
分は同一の符号を付してある。スリットレーザ投光器４
から照射されたレーザスリット光は、対象物１０に反射
してＣＣＤカメラ３に入射する。レーザ光の軌跡は、対
象物１０とスリットレーザ投光器４とＣＣＤカメラ３と
で三角形を構成する。スリットレーザ投光器４及びＣＣ
Ｄカメラ３を固定し、図中の反射角θがわかれば対象物
１０までの距離が求まる。ここで、スリットレーザ投光
器４の出射角は一定なのでＣＣＤカメラ３で得られる画
像上でのレーザ光のｙ座標とθは１対１に対応し、この
ｙ座標を求めることにより距離が求まる。
インダの原理を説明するための図で、図中、１０は対象
物で、その他、図２（ａ）,（ｂ）と同じ作用をする部
分は同一の符号を付してある。スリットレーザ投光器４
から照射されたレーザスリット光は、対象物１０に反射
してＣＣＤカメラ３に入射する。レーザ光の軌跡は、対
象物１０とスリットレーザ投光器４とＣＣＤカメラ３と
で三角形を構成する。スリットレーザ投光器４及びＣＣ
Ｄカメラ３を固定し、図中の反射角θがわかれば対象物
１０までの距離が求まる。ここで、スリットレーザ投光
器４の出射角は一定なのでＣＣＤカメラ３で得られる画
像上でのレーザ光のｙ座標とθは１対１に対応し、この
ｙ座標を求めることにより距離が求まる。
【００１６】次に、３次元視覚認識装置によるパイプ接
合部の検出方法について説明する。パイプ継ぎ手の位置
を（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）、その時のスリット位置を（ｘ
ｐ，ｙｐ）パイプ継ぎ手の位置をｚｐとする。なお、
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は現実の空間座標上でのパイプ継ぎ手位
置であり、その時、ＣＣＤカメラ３で撮像したスリット
の画像上の座標が（ｘ，ｙ）、継ぎ手のｙ座標がｚであ
る。
合部の検出方法について説明する。パイプ継ぎ手の位置
を（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）、その時のスリット位置を（ｘ
ｐ，ｙｐ）パイプ継ぎ手の位置をｚｐとする。なお、
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は現実の空間座標上でのパイプ継ぎ手位
置であり、その時、ＣＣＤカメラ３で撮像したスリット
の画像上の座標が（ｘ，ｙ）、継ぎ手のｙ座標がｚであ
る。
【００１７】まず、スリットレーザ投光器４をオンにし
て水平スリットをパイプに照射し、図４のような画像を
撮像する。スリットレーザ投光器４をオフにして画像を
撮像し、先のスリットのある画像との差画像を求める。
ここで、差画像を用いるのは外乱による影響を低減する
ためである。得られた差画像で輝度の高い領域が投影さ
れたスリットの領域で、その画像上での座標（ｘｐ，ｙ
ｐ）が得られる。
て水平スリットをパイプに照射し、図４のような画像を
撮像する。スリットレーザ投光器４をオフにして画像を
撮像し、先のスリットのある画像との差画像を求める。
ここで、差画像を用いるのは外乱による影響を低減する
ためである。得られた差画像で輝度の高い領域が投影さ
れたスリットの領域で、その画像上での座標（ｘｐ，ｙ
ｐ）が得られる。
【００１８】次に、ＬＥＤ投光器２をオンにしてパイプ
の画像を撮像し、先のスリットの幅から図１（ａ）と同
様に検出範囲を設定する。パイプ画像はＣＣＤカメラ３
がパイプを斜め上から撮像しているためにパイプ継ぎ手
の形状が円弧を描いている。そこで、図５（ａ）,
（ｂ）に示すように、この検出範囲内をＣＣＤカメラ３
の取り付け角α及びパイプ径により定まる曲率に沿って
継ぎ手が直線になるよう画像を変形する。ここで、画像
を変形するのは水平方向への微分値の投影により継ぎ手
位置を鋭いピークとして得るためである。
の画像を撮像し、先のスリットの幅から図１（ａ）と同
様に検出範囲を設定する。パイプ画像はＣＣＤカメラ３
がパイプを斜め上から撮像しているためにパイプ継ぎ手
の形状が円弧を描いている。そこで、図５（ａ）,
（ｂ）に示すように、この検出範囲内をＣＣＤカメラ３
の取り付け角α及びパイプ径により定まる曲率に沿って
継ぎ手が直線になるよう画像を変形する。ここで、画像
を変形するのは水平方向への微分値の投影により継ぎ手
位置を鋭いピークとして得るためである。
【００１９】次に、範囲内をパイプ長手方向に微分し、
図１（ｃ）のように、対称な検出範囲Ｓ１，Ｓ２を設定
する。微分画像をＳ１，Ｓ２毎に微分の絶対値を水平方
向に投影して微分投影値Ｐｓ１，Ｐｓ２を得、パイプ継
ぎ手部は乱反射面で明るく撮像されるため微分画像では
高い微分値となり、水平方向に投影された微分値はパイ
プ継ぎ手位置において両方の領域でピークを示す。非対
称形状な傷や汚れでは一方の領域で微分値が小さくな
る。２つの微分投影値をｙ座標毎に比較し、小さい方を
用いて比較後の投影値Ｐtotalを得ることにより、非対
称な傷や汚れでは投影値が小さくなり、対称な継ぎ手位
置のピークだけがそのまま残る。これにより残ったピー
クの画像上のｙ座標をパイプ継ぎ手位置の座標ｚｐとし
て検出する。
図１（ｃ）のように、対称な検出範囲Ｓ１，Ｓ２を設定
する。微分画像をＳ１，Ｓ２毎に微分の絶対値を水平方
向に投影して微分投影値Ｐｓ１，Ｐｓ２を得、パイプ継
ぎ手部は乱反射面で明るく撮像されるため微分画像では
高い微分値となり、水平方向に投影された微分値はパイ
プ継ぎ手位置において両方の領域でピークを示す。非対
称形状な傷や汚れでは一方の領域で微分値が小さくな
る。２つの微分投影値をｙ座標毎に比較し、小さい方を
用いて比較後の投影値Ｐtotalを得ることにより、非対
称な傷や汚れでは投影値が小さくなり、対称な継ぎ手位
置のピークだけがそのまま残る。これにより残ったピー
クの画像上のｙ座標をパイプ継ぎ手位置の座標ｚｐとし
て検出する。
【００２０】
【数１】
【００２１】実際のパイプ継ぎ手の位置（Ｘｐ，Ｙｐ，
Ｚｐ）は、基準点の位置（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）からのず
れとして求める。あらかじめ基準位置から対象パイプを
一定量移動させてスリットおよびパイプ継ぎ手の画像上
の位置の変化ｆを記録しておくことにより、パイプ継ぎ
手位置は以下のように求まる。
Ｚｐ）は、基準点の位置（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）からのず
れとして求める。あらかじめ基準位置から対象パイプを
一定量移動させてスリットおよびパイプ継ぎ手の画像上
の位置の変化ｆを記録しておくことにより、パイプ継ぎ
手位置は以下のように求まる。
【００２２】
【数２】
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、検出範囲を対称な２つの領域分割し、パイプ
形状を表わす特徴量を対称なセグメント毎に小さい方の
値を用いることにより、傷や汚れのあるパイプに対して
も安定した形状抽出が可能となる。
によると、検出範囲を対称な２つの領域分割し、パイプ
形状を表わす特徴量を対称なセグメント毎に小さい方の
値を用いることにより、傷や汚れのあるパイプに対して
も安定した形状抽出が可能となる。
【図１】本発明によるパイプ形状認識方法の一実施例を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図２】本発明によるパイプ形状認識装置の一実施例を
説明するための構成図である。
説明するための構成図である。
【図３】本発明におけるレーザスリットによるレンジフ
ァインダの原理を説明するための図である。
ァインダの原理を説明するための図である。
【図４】本発明におけるスリットレーザ投光器のレーザ
光が投光されたパイプの画像の説明図である。
光が投光されたパイプの画像の説明図である。
【図５】本発明におけるパイプ形状の変形を示す図であ
る。
る。
１…パイプ、２…ＬＥＤ（Ｌight Ｅmitting Ｄiode：
発光ダイオード）投光器、３…ＣＣＤ（Ｃharge Ｃcoup
led Ｄevice：電荷結合素子）カメラ、４…スリットレ
ーザ投光器、５…視覚認識部、６…レーザ駆動装置。
発光ダイオード）投光器、３…ＣＣＤ（Ｃharge Ｃcoup
led Ｄevice：電荷結合素子）カメラ、４…スリットレ
ーザ投光器、５…視覚認識部、６…レーザ駆動装置。
───────────────────────────────────────────────────── 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 7/60 9061−5Ｈ Ｇ０６Ｆ 15/70 ３５０ Ｍ (72)発明者 リー ファン テック 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 パイプ継ぎ手位置を認識する際にパイプ
の対称性を利用し、特徴を検出する領域をパイプの対称
線で２つに分割し、形状を表わす特徴量を２つの領域で
対称なセグメント毎に比較して小さい方を用いることに
より、パイプ形状以外の特徴量を小さくし、安定した継
ぎ手位置認識を可能とすることを特徴とするパイプ形状
認識方法。 - 【請求項２】 スリットレーザ投光器をオンにして水平
スリットをパイプに照射して画像を撮像し、次に、該ス
リットレーザ投光器をオフにして画像を撮像して前記ス
リットのある画像との差画像を求め、次に、ＬＥＤ投光
器をオンにしてパイプの画像を撮像し、前記スリットの
幅から検出範囲を設定し、該検出範囲内でパイプの継ぎ
手が直線になるように画像を変換し、次に、前記検出範
囲内をパイプの長手方向に微分し、該微分画像を水平方
向に投影して微分投影値を得、該微分投影値を比較する
ことにより、継ぎ手位置を検出することを特徴とするパ
イプ形状認識方法。 - 【請求項３】 前記微分投影値の大きい方を非対称形状
の傷や汚れと判定することを特徴とする請求項２記載の
パイプ形状認識方法。 - 【請求項４】 パイプを照射する第１の投光器と、該第
１の投光器と異なる角度でパイプを照射する第２の投光
器と、前記第１及び第２の投光器の照射によりパイプの
画像を撮像する画像入力部と、該画像入力部からの信号
を受けてパイプの３次元位置を検出する視覚認識部とを
有することを特徴とするパイプ形状認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6286957A JPH08145637A (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | パイプ形状認識方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6286957A JPH08145637A (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | パイプ形状認識方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145637A true JPH08145637A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17711149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6286957A Pending JPH08145637A (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | パイプ形状認識方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08145637A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016083663A (ja) * | 2014-10-23 | 2016-05-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | マンドレルバーの表面割れ検出方法および表面割れ検出装置 |
| PL425254A1 (pl) * | 2018-04-17 | 2019-10-21 | Politechnika Łódzka | Analizator sekwencyjnych odkształceń ścian naczyń krwionośnych |
| JP2019202338A (ja) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 株式会社オプトン | ろう接装置 |
| CN110827274A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司 | 药丸包衣厚度计算方法、装置、终端设备及存储介质 |
-
1994
- 1994-11-21 JP JP6286957A patent/JPH08145637A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016083663A (ja) * | 2014-10-23 | 2016-05-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | マンドレルバーの表面割れ検出方法および表面割れ検出装置 |
| PL425254A1 (pl) * | 2018-04-17 | 2019-10-21 | Politechnika Łódzka | Analizator sekwencyjnych odkształceń ścian naczyń krwionośnych |
| JP2019202338A (ja) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 株式会社オプトン | ろう接装置 |
| CN110827274A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司 | 药丸包衣厚度计算方法、装置、终端设备及存储介质 |
| CN110827274B (zh) * | 2019-11-19 | 2022-06-24 | 深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司 | 药丸包衣厚度计算方法、装置、终端设备及存储介质 |
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