JPH08300234A - ネジ有無認識方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ネジの存在を判断するネジ有無認識方法を提
供する。 【構成】 ネジ対象物を撮像手段１で撮像して得られた
濃淡画像の円形状の輪郭に等しい走査輪郭に直交したこ
の走査輪郭の内外の画像濃度を測定する濃度相関ライン
を複数設けた輪郭走査ウィンドによって前記濃淡画像を
走査し、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測定濃度計測値と、
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
ンの測定濃度計測値との差の絶対値を演算し、この絶対
値が所定濃度しきい値より大きな濃度相関ラインの本数
が極大になる輪郭走査ウィンドの位置を、ネジの基準位
置として検出し、その位置よりエッジ走査ラインを設定
し、検出されたエッジ本数によってネジの有無を判断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ネジ締めロボット用
視覚認識装置の位置認識方法に関し、撮像手段で撮像さ
れた画像からネジの位置を検出し、ネジ締めを行った後
のネジの有無の判断を行うネジ有無認識方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、撮像装置で撮像された画像から対
象物の位置を検出する位置認識方法が、各種生産設備に
おけるロボットの視覚認識装置に広く使用されている。
上記の位置認識方法の中から円形対象物の位置を認識す
る場合の従来例を説明する。

【０００３】図６は、従来の位置認識方法の原理につい
て示すもので、円形対象物の中心位置を検出するための
基本構成を示している。図６において、２０は対象物を
撮像して映像信号を出す撮像手段、２１は前記映像信号
を画像データに記憶する濃淡画像記憶手段、２２は後述
する輪郭走査ウィンドによって前記濃淡画像データを走
査する走査手段、２３は前記の走査データを使用して対
象物の位置を演算する位置演算手段である。

【０００４】図７は輪郭走査ウィンドを示すものであ
る。図７において、２４は円形対象物の輪郭に等しい走
査輪郭で、２５はこの走査輪郭に直交しこの走査輪郭の
内外の画像濃度を測定する濃度相関ラインで、輪郭走査
ウィンドはこの濃度相関ラインを複数設けたウィンドで
ある。位置演算手段２３は濃度相関ライン２５において
対象物の輪郭より内側測定点の測定濃度計測値と対象物
の輪郭より外側測定点の測定濃度計測値との差の絶対値
を演算するものである。

【０００５】撮像手段２０から撮像され濃淡画像記憶手
段２１によって記憶された円形対象物の画像データを輪
郭走査ウィンド２２で走査し、各濃度相関ライン毎に位
置演算手段２３で演算し、その値が所定しきい値より大
きな濃度相関ラインの本数が極大になる輪郭走査ウィン
ドの位置が円形対象物の位置として検出できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
方法では、図２で示すように対象物のネジ穴の大きさで
教示した輪郭走査ウィンドの極大となる位置を検出する
ことは可能であるが、実際にネジ締めが行われているか
どうかの判断はできず、ネジ締めされないまま次工程に
進むという問題点があった。この発明は、上記従来の問
題点を解決するもので、対象物のネジが締まっていると
きはネジの位置を検出した後、プラスマークのエッジを
検出し、エッジの検出本数からネジの有無を判断してネ
ジ締め検査不良を防ぐネジ有無認識方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】この発明のネジ有無認
識方法は、上記の課題を解決するために従来の方法と同
様に対象物撮像手段で得られた画像データを用いて、対
象物の円形状の輪郭に直交する濃度相関ラインを複数設
けた輪郭走査ウィンドにより画像を走査し、前記円形状
の輪郭より内側測定点の測定濃度計測値と、前記円形状
の輪郭より外側測定点の測定濃度計測値との差の絶対値
が所定しきい値より大きな濃度相関ラインの本数が極大
になる輪郭走査ウィンドの位置を対象物の位置として検
出し、ネジ頭の中心から一定距離離れた円周上でネジ頭
のプラスマークのエッジを検出し、エッジの検出本数か
らネジの有無を判断することを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】この発明のネジ有無認識方法は、上記した方法
によって、ネジ頭の位置を検出しプラスマークのエッジ
の本数を検出することによりネジの有無を判断し、ネジ
締め不良を未然に防ぐことができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例であるネジ頭の位
置認識とネジの有無認識方法について図面を参照しなが
ら説明する。図１は、この発明のネジ有無認識方法を使
用する認識装置の主要部を示すブロック図である。

【００１０】図１において、本実施例は、撮像手段１が
対象物を撮像して映像信号を出し、濃淡画像記憶手段２
が前記映像信号を濃淡画像データにして記憶し、走査手
段３が輪郭走査ウィンドによって前記濃淡画像データを
走査し、位置演算手段４が前記の走査データを使用して
対象物の位置を演算する。さらにエッジ検出手段５でネ
ジ頭の中心から一定距離離れた円周上でネジ頭のプラス
マークのエッジを検出し、ネジ有無判断手段６でエッジ
検出手段５で得られたエッジ検出本数からネジの有無を
判断する。

【００１１】図２は、図１の濃淡画像走査手段３によっ
て得られた濃淡画像データを示し、７はネジ、８はネジ
頭のプラスマークである。図３は、本実施例で使用する
輪郭走査ウィンドを示し、９は、ネジ頭の画像の円弧部
分の直径と等しい直径を有する輪郭走査である。１０ａ
〜１０ｈは、輪郭走査９に直交しこの輪郭走査９の内外
の画像濃度を測定する複数本の濃度相関ラインである。

【００１２】図４は、本実施例で使用する輪郭走査ウィ
ンドの濃度相関ライン１０ａ〜１０ｈの中の１０ｃの詳
細を示し、１１ｃは、濃度相関ライン１０ｃの走査輪郭
位置、１２ｃ、１３ｃ、１４ｃは内側濃度相関ラインＢ
を構成する所定数の内側画像濃度測定点、１５ｃ、１６
ｃ、１７ｃは外側濃度相関ラインＣを構成する所定数の
外側画像濃度測定点である。

【００１３】図５は、本実施例で使用するネジ頭のエッ
ジを検出する構成を示す。１８はネジの中心位置、１９
は中心位置１８を中心として一定距離を半径とする円周
であり、この円周上を走査して濃度変化のある位置をエ
ッジとして検出する。円周１９の中心位置１８からの半
径の距離は自由に設定できる。次に、本実施例における
ネジ有無認識動作を図１〜図５に基づいて説明する。

【００１４】まず、図１に示す撮像手段１で対象物を撮
像して得られた濃淡画像を、濃淡画像記憶手段２に濃淡
画像データとして記憶させる。ネジの輪郭周囲とプラス
マークの部分が暗くなるように照明を当て撮像すると図
２に示すような濃淡画像が得られる。３は濃淡画像走査
手段で、図３に示す輪郭走査ウインドで走査し、各濃度
相関ライン毎に位置演算手段４で演算し、その値が所定
しきい値より大きな濃度相関ライン本数が極大になる輪
郭走査ウインドの位置が円形対象物の位置として検出さ
れる。５はエッジ検出手段、６はネジ有無判定手段であ
る。

【００１５】次に、本実施例の動作を以下に説明する。
まず、図１に示す走査手段１が、図３に示す輪郭走査ウ
ィンドで走査し撮像され、濃淡画像記憶手段２によって
記憶されたデータを、濃淡画像の左上から右方向に走査
し、一画素移動する度に位置演算手段が演算する。図４
に示すように、位置演算手段４において各濃度相関ライ
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Ｂの測定濃度計測値１２ｃ＋１３ｃ＋１４ｃ
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Ｃの測定濃度計測値１５ｃ＋１６ｃ＋１７ｃとの
差の絶対値を演算し、この絶対値が所定濃度しきい値よ
り大きく濃度相関ラインの本数がもっとも大きくなる前
記輪郭走査ウィンドの位置をネジの位置として検出す
る。

【００１６】上記の方法で検出された位置１９を基準と
して、エッジ検出手段５において、予め設定されていた
エッジ走査ライン１９であるしきい値以上の濃度変化が
あった場合にエッジとして検出し、プラスマークのエッ
ジ本数を検出する。次に、ネジ有無判定手段６におい
て、エッジ検出手段５において検出されたエッジ本数が
指定したエッジ本数以上検出されればネジが有るとの判
断をし、ネジの位置が検出されなかったり、また検出エ
ッジが指定したエッジ本数より少なかった場合にはネジ
が無いものと判断する。

【００１７】以上の手段によって、ネジの有無を判断す
る。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
エッジ検出手段によってあるしきい値以上の濃度変化が
あった場合にエッジとして検出し、プラスマークのエッ
ジ本数を検出し、次にネジ有無判定手段において指定し
たエッジ本数を基準として、ネジの有無を判定するの
で、ネジ締めが行われているかどうかの判断を正確にで
き、ネジ締め工程の不良を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のネジ有無認識方法を使用する位置認識
装置の一実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明のネジ有無認識方法で使用する濃淡画像
の一例を示す図である。

【図３】本発明の実施例で使用する輪郭走査ウィンドの
構成を示す図である。

【図４】図３の輪郭走査ウィンドの一部詳細図である。

【図５】本発明の実施例で使用するネジ頭のエッジを検
出する走査ラインを示す図である。

【図６】従来例の位置認識方法を使用する位置認識装置
の構成を示すブロック図である。

【図７】従来例で使用する輪郭走査ウィンドの構成を示
す図である。

【図８】従来例で使用する円型対象物の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 撮像手段 ２ 濃淡画像記憶手段 ３ 輪郭走査ウィンドによる走査手段 ４ 位置演算手段 ５ エッジ検出手段 ６ ネジ有無判断手段 １０ａ〜１０ｈ、２５ 濃度相関ライン １１ｃ 走査輪郭位置 １２ｃ、１３ｃ、１４ｃ 内側画像濃度測定点 １５ｃ、１６ｃ、１７ｃ 外側画像濃度測定点 １９ エッジ走査ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネジ対象物を撮像手段で撮像して得られ
   た濃淡画像上のネジ形状の輪郭に等しい走査輪郭に直交
   し、この走査輪郭の内外の画像濃度を測定する濃度相関
   ラインを複数設けた輪郭走査ウィンドによって前記濃淡
   画像を走査し、各濃度相関ライン毎に所定数の内側画像
   濃度計測点からなる内側濃度相関ラインの測定濃度計測
   値と、所定数の外側画像濃度測定点からなる外側濃度相
   関ラインの測定濃度計測値との差の絶対値を演算し、こ
   の絶対値が所定濃度しきい値より大きく、濃度相関ライ
   ンの本数が極大になる前記輪郭走査ウィンドの位置を、
   ネジ対象物の位置として検出し、検出された位置を基準
   としてネジ頭のプラスマークのエッジ本数を検出し、こ
   のエッジ検出本数からネジの有無を判断することを特徴
   とするネジ有無認識方法。