JPH0883343A

JPH0883343A - 縫製物段部認識装置

Info

Publication number: JPH0883343A
Application number: JP6219341A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Ogura; 豊小倉
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】縫製される部品の折り返しの有無、色などに
かかわらず、段部位置の認識を精度よく安定して行なえ
る縫製物段部認識装置を提供する。【構成】カメラ１１で撮影した画像を画像入力装置１
５を介して取り込み、パーソナルコンピュータ１７の画
像処理により段部の認識を行なう。照明手段として、１
２個の独立して点灯／消灯および光量を制御可能な照明
基板１３をカメラ１１の撮影領域の周囲に配置し、傾斜
した照明光により形成される部品の影の縁部を画像処理
により検出し段部の形状を認識する第１の認識アルゴリ
ズムと、縫製される部品の濃度差を検出することにより
段部の形状を認識する第２の認識アルゴリズムの選択、
照明基板１３の点灯／消灯および光量の条件などをキー
ボード、マウスなどから入力され縫製される部品の色の
特性に応じて制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は縫製物段部認識装置、特
に縫製される部品の画像を撮影し、得られた画像データ
の画像処理により縫製される部品の段部の形状を認識す
る縫製物段部認識装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】革靴、革かばんその他の革製品の製造に
おいては、あらかじめ裁断した部品を重ね、裁断した段
部の形状に沿って縫製を行なう場合がある。たとえば、
裁断して切り放した（縁部が裏側に折り返されている場
合もある）段部から数mm程度内側を段部に沿って縫製
し、縫い目を形成することがある。

【０００３】旧来、このような縫製作業は、作業者が段
部を目視しつつミシンを操作し、手動で行なっていた
が、近年では画像処理により段部の形状を認識し、段部
の形状に沿って自動的に縫製を行なうための技術が提案
されている。

【０００４】図１は、米国特許4,932,343号に記載され
ている縫製物の段部を検出する機構を示している。この
構成では、図示のように、厚みの異なる縫製物１、２、
３、４が重ねられており、これら縫製物を段部２ａ〜４
ａの高い側から所定の傾斜角度で照明光源５により照明
し、ＣＣＤカメラなどのカメラ６で所定の検出領域を垂
直方向より撮影する。

【０００５】この図では、カメラ６は段部２ａ、３ａが
形成する２条の影の画像を取得するので、たとえば段部
３ａが形成する影の図の左側のエッジを画像認識により
求めれば段部３ａを検出することができる。

【０００６】検出すべき段部は直線状とは限らず、屈曲
している場合もあるが、特開昭60-163163号などにおい
ては、このような状況を踏まえ、図１において水平方向
に関して異なる照射方向を持つ照明光源を複数設けるこ
とにより、段部の全輪郭を捉えようとする技術も提案さ
れている。

【０００７】また、段部の影を検出する方法以外にも、
図１とは逆の方向（右方向）から照明を行ない、段部の
縁で生じる強い乱反射のパターンを認識することにより
段部の形状を検出する技術も提案されている（特開平5-
3979号）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、革製品の縫
製では、縫い代部分の盛り上がりを防ぐために、縫い代
部分の裏側をそぎ、図２のように折り返して重ねること
がある。この場合には、折り返しの断面に図示のように
Ｒが現れるので、影を利用して段部を正確に検出するの
が困難になる。

【０００９】つまり、符号ｂのように折り返しがない場
合には、Ａの方向から照明すると影がくっきりと出る
が、符号ａのように折り返しが有ると、特に照明が平行
光でない場合には、図３に示すように照明方向（Ａ′、
Ｂ′）と段部の相対位置が異なると、影の位置が変化
し、安定した段部位置の認識が行なえない問題があった
（図下部の濃度信号を参照）。

【００１０】また、影を検出する従来方式では、上側に
重ねられるパーツの色も問題となる。図４のように上側
に重ねられるパーツＰの色が暗色であると、影と上側に
重ねられるパーツの境界がはっきり検出できず、段部位
置の認識を正確に行なえない問題があった（図下部の濃
度信号を参照）。

【００１１】さらに、段部の縁で生じる乱反射のパター
ンを認識する従来方式においては、図５のパーツＣ、Ｄ
のように折り返し部分の厚みによりＲが変化し、乱反射
のパターンの位置が変ってしまうので、これにより段部
位置の認識の精度が低下する問題があった。

【００１２】本発明の課題は、以上の問題を解決し、縫
製される部品の折り返しの有無、色などにかかわらず、
段部位置の認識を精度よく安定して行なえる縫製物段部
認識装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明においては、縫製される部品の画像を撮影
し、得られた画像データの画像処理により縫製される部
品の段部の形状を認識する縫製物段部認識装置におい
て、縫製される部品を複数の方向から異なる光量により
照明可能な照明手段と、縫製される部品の画像を撮影す
る撮像手段と、前記撮像手段により得られた画像データ
に対して複数の認識アルゴリズムのいずれかを用いて画
像処理を行ない縫製される部品の段部の形状を認識する
処理手段と、縫製される部品の段部の構造および色の特
性を入力する入力手段と、前記照明手段の照明方向、お
よび前記処理手段の認識アルゴリズムを前記入力手段か
ら入力された段部の構造および色の特性に応じて制御す
る制御手段を有する構成を採用した。

【００１４】

【作用】以上の構成によれば、照明手段の照明方向、お
よび画像処理手段の認識アルゴリズム、を入力手段から
入力された段部の構造および色の特性に応じて制御する
ことができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づき、本発明を
詳細に説明する。

【００１６】図６に本発明を採用した縫製物段部認識装
置の構造を示す。図６において、符号１１は、ＣＣＤカ
メラで、段部認識を行なう革製品の部品などの認識ター
ゲットを撮影するためのものである。

【００１７】また、符号１２はカメラ１１のレンズ、１
３は照明基板である。図８に示すようにカメラ１１の撮
影領域を中心として１２個の照明基板１３（ＬＥＤ１〜
ＬＥＤ１２）が、照明光を撮影領域の段部認識ターゲッ
ト１４に向かうように傾斜させて配置されている。

【００１８】制御部は、パーソナルコンピュータを利用
して構成することができる。すなわち、図６の右側に示
すように、インターフェース手段としての画像入力装置
１５、およびＬＥＤ制御回路１８を介してカメラ１１、
および照明基板１３がパーソナルコンピュータ１７に接
続されている。パーソナルコンピュータ１７には、カメ
ラ１１により取得した画像の表示、画像処理結果の表示
などのためにＣＲＴディスプレイなどから成るモニタ１
６が接続してある。また、ここでは不図示であるが、後
述の種々の検出条件を入力するために、パーソナルコン
ピュータ１７にはマウス、キーボードなどの入力手段が
接続されているものとする。

【００１９】画像入力装置１５は図７に示すように、カ
メラ１１のアナログ画像信号をデジタル化するためのＡ
／Ｄ変換器１５１、およびデジタル化された濃度データ
を格納するためのＲＡＭ１５２を有する。パーソナルコ
ンピュータ１７のＣＰＵは、このＲＡＭ１５２をなんら
かのインターフェースを介してアクセスすることによ
り、段部認識ターゲット１４の画像を認識し、段部認識
ターゲット１４の段部検出を行なう。

【００２０】また、画像入力装置１５は、縫製物１で撮
影した画像信号、あるいはＲＡＭ１５２に格納された画
像信号を外部にアナログ信号として出力するために、Ｄ
／Ａ変換器１５４を有しており、Ｄ／Ａ変換器１５４に
はＡ／Ｄ変換器１５１ないしＲＡＭ１５２の出力をアナ
ログスイッチ１５３を介して入力できるようになってい
る。

【００２１】このアナログ画像信号は、モニタ１６に入
力し、縫製物１で撮影した画像を観察し、後述のように
照明の設定および認識処理の設定を行なうために使用で
きる。

【００２２】符号１５１〜１５５の回路の入出力は、ク
ロックジェネレータその他の回路から成るタイミング生
成部１５５により制御される。

【００２３】ＬＥＤ制御回路１８は、１２個の照明基板
１３をそれぞれ独立して点灯／消灯するとともに、それ
らの光量も独立して制御できるものとする。

【００２４】本実施例では、上下に重ねられた段部認識
ターゲット１４（以下、革製品の場合を考え、上革およ
び下革という）の折り返しの有無、色に応じて、照明の
設定および認識方式（認識アルゴリズム）を設定できる
ようになっている。

【００２５】照明の設定および認識方式の設定は、操作
者がモニタ１６で縫製物１により撮影された画像を観察
しながら行なう。

【００２６】たとえば、上革および下革の色が同色で、
段部に折り返しが無い場合には、従来技術で説明した影
の検出による認識方式を利用して精度よく段部を検出す
ることができる。つまり、影の検出による認識方式を利
用できる状況では、その方式を使用する。

【００２７】したがって、検出すべき段部のだいたいの
方向をモニタ１６で見ながら、パーソナルコンピュータ
１７のキーボード、マウスなどを用いて点灯すべき照明
基板１３を指定する。たとえば、図２のように折り返し
の無い段部を検出する場合には、Ａ方向の照明となるよ
うに点灯すべき照明基板１３を決定する。

【００２８】モニタ１６で縫製物１により撮影された画
像を観察しながら点灯すべき照明基板１３を決定する
が、この場合、段部の画像上で矩形の検出領域をマウス
などにより指定し、その内部においてマウスなどにより
照明光の方向を指定することにより点灯すべき照明基板
１３を決定することができる。

【００２９】また、上革および下革の色が同色で、段部
に折り返しが有る場合には、上記同様に段部の影を形成
するように照明光の方向を定めるとともに、折り返しが
有ることを示す所定の操作を行なうと、照明光に対向す
る方向の照明基板１３を小光量で点灯させる。たとえ
ば、図２のように折り返しの有る段部を検出する場合に
は、Ｂ方向の照明となるように点灯すべき照明基板１３
を決定するとともに、Ａ方向に小光量の照明が当たるよ
うに対応する照明基板１３のＬＥＤを微少電流で点灯さ
せる。

【００３０】このように小光量の照明により折り返しの
Ｒ部を反射させることにより、安定した画像認識が可能
になる。

【００３１】また、図８の上革１４ａおよび下革１４ｂ
のように、両者の色が異なり、特に一方の革の色が暗色
である場合には、影を形成しても、影の部分と革の部分
（この場合上革１４ａ）の濃度が識別できない。

【００３２】このように、影の検出による方式を利用で
きない状況では、上革１４ａおよび下革１４ｂの濃度差
を利用して段部の検出を行なう。

【００３３】この場合、図８のように段部１４ｃあるい
は段部１４ｄを検出すべきなら、ＬＥＤ６およびＬＥＤ
１２を点灯させ、側方からの照明を行ない、上革１４ａ
および下革１４ｂの色の違いによる濃度差を検出するこ
とにより段部１４ｃあるいは段部１４ｄを検出する。こ
のとき、段部１４ｃあるいは段部１４ｄに直交する方向
の照明は、影や乱反射の影響を防止するために点灯しな
い。

【００３４】図９に、本実施例における段部検出処理の
一例を示す。ここでは、操作者の行なう手順と、パーソ
ナルコンピュータ１７のＣＰＵが実行する処理の両方を
記載している（なお、以下では濃度値が小さいものほど
対象物が暗色であるものとして扱っている）。

【００３５】図９のステップＳ１では、段部検出領域の
設定を行なう。ここでは、モニタ１６で縫製物１により
撮影された画像を表示し、たとえば図１０の符号Ｄのよ
うにマウスなどを用いて矩形の段部検出領域を設定す
る。

【００３６】次にステップＳ２においてこの段部検出領
域における・上革および下革の色・段部の折り返しの有無の条件を設定する。この設定は、あらかじめモニタ１６
の表示上に設けたメニューなどをマウスなどにより操作
したり、あるいはキーボードなどの専用キーを操作する
ことなどにより行なわせる。

【００３７】このフローチャートの例では、上革および
下革の色については、・上革および下革の色が同じか・上革および下革の色が異なる場合にはいずれの色が明
るい（暗い）かを少なくとも設定するものとする。

【００３８】ステップＳ３では、段部の方向を設定す
る。段部の方向設定は、たとえば図１０のようにして行
なえる。図１０の１２方向の矢印はその方向に向かうと
下革１４ｂから上革１４ａへ段部が立ち上がることを示
しており、このような１２方向の矢印をモニタ１６の画
面の一部に表示し、操作者がマウスなどによりその１本
を選ぶことにより段部検出領域Ｄにおける段部の方向を
入力する。

【００３９】また、マウスなどにより自由に段部の方向
に対応する半直線の始点および終点を入力させ、その方
向と１２方向の矢印の１つを近似することにより方向指
示を行なうようにしてもよい。なお、図１０の１２個の
矢印には番号が付してあるが、この番号は、その段部方
向に対応して影の検出を行なう場合点灯させる照明基板
１３の番号（ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２）に対応している。

【００４０】このようにして、検出条件が設定される
と、ステップＳ４において照明の方向が設定される。図
１２は、ステップＳ４の処理をより詳細に示している。

【００４１】照明の設定の概略は前述のとおりである
が、たとえば、図１０の上革１４ａおよび下革１４ｂが
同色で、段部の折り返しが無く、段部の方向が図の右側
に示した矢印の方向である場合（ステップＳ４１）、こ
の矢印とは反対の方向から照明を行なうようＬＥＤ制御
回路１８を制御する（ステップＳ４２）。つまり、矢印
の横に示したように照明基板１３のうち、ＬＥＤ４を点
灯させる。

【００４２】また、図１０において、上革１４ａおよび
下革１４ｂが同色だが、折り返しがある場合（ステップ
Ｓ４３）には、ＬＥＤ４を点灯させるとともに、前述の
ように折り返しのＲ部を若干強調するために、ＬＥＤ４
に対向するＬＥＤ１０を微少電流により点灯するよう、
ＬＥＤ制御回路１８を制御する（ステップＳ４４）。こ
のＲ部を強調するために小光量で点灯させるＬＥＤの光
量としては、実際に用いるＬＥＤや、革の色などに応じ
てあらかじめ実験により調べておき、最適な値を用いれ
ばよい。

【００４３】また、図１０において、上革１４ａおよび
下革１４ｂが異なる色で、明暗に差があり、上革１４ａ
のほうが暗い設定であれば（ステップＳ４５）、前述の
濃淡検出を行なうために、側方からの照明を行なう。こ
の場合には、段部の方向に直交するＬＥＤ１およびＬＥ
Ｄ７を点灯させるようＬＥＤ制御回路１８を制御する
（ステップＳ４６）。

【００４４】なお、上革１４ａおよび下革１４ｂが異な
る色の場合には全て側方照明を用いて濃淡検出を行なう
ようにしても良いのだが、図９、図１２の処理では、上
革１４ａおよび下革１４ｂが異なる色で、下革１４ｂの
ほうが暗い場合（図１２のステップＳ４１またはＳ４
３）には、影の検出を行なうように、同色の場合と同様
の照明を設定するようになっている（ステップＳ４２ま
たはステップＳ４４：折り返しがある場合小光量の照明
を行なう点も同じ）。この理由はステップＳ８およびＳ
９に関連して説明する。

【００４５】ステップＳ５においては、ステップＳ４で
の設定に応じて照明基板１３を点灯させ、縫製物１によ
り段部認識ターゲット１４の画像を入力し、画像入力装
置１５のＲＡＭ１５２にデジタル化して記憶させる。ス
テップＳ６では、ＲＡＭ１５２に格納した濃度値に対し
て後に行なう認識処理に都合のよい公知のフィルタ処理
（メディアンフィルタなど）などを行なう。

【００４６】ステップＳ７では、微分データを作成す
る。これは、後述の影や濃淡検出による段部検出におい
て、最も強い変化部分を抽出することにより、精度良く
段部位置を検出するためである。

【００４７】図１１は、影の検出を行なう場合、図１０
の画像のＸ（水平）方向の濃度変化ｆ（）の微分信号
ｆ'（）を示しており、このピーク位置を検出すること
により影のエッジ部分を容易に検出できる。この場合、
段部方向はあらかじめ入力されているので、微分信号
ｆ'（）の図中右側のピークを段部のエッジ位置として
検出することができる。図１１では、Ｘ方向の走査を示
したが、段部方向によっては、Ｙ方向、あるいはＸＹ両
方向の走査を行なってもよい。

【００４８】ステップＳ９、ないしＳ１１では、ステッ
プＳ８、Ｓ１０における上革および下革の色、濃度の設
定状態の判別に応じて、影の検出による段部位置の識別
処理濃淡の検出による段部位置の識別処理のいずれかを
行なう。

【００４９】ステップＳ８では、上革および下革の色が
同色か、または上革の濃度が下革の濃度よりも大きい、
つまり下革のほうが暗色の場合を検出している。下革の
ほうが暗色の場合には、影と下革の色が識別できないこ
とが考えられるが、いずれにしろステップＳ９において
は、暗部の始まる地点を上革の縁、つまり段部位置とし
て検出できるため、影の検出による方式を採用する。

【００５０】一方、ステップＳ１０では、上革および下
革の色が異なり、上革の濃度が下革の濃度よりも小さ
い、つまり図８におけるように上革のほうが暗色の場合
を検出しており、この場合には、ステップＳ１１におい
て濃淡の検出により段部位置を検出する。つまり、ステ
ップＳ１１では明部の始まる地点を段部位置として検出
する。

【００５１】以上の実施例によれば、縫製される部品の
折り返しの有無、色に応じて、段の方向に平行な照明を
用いた影の検出による認識、側方照明を用いた濃淡検出
による段部認識を選択するようになっているので、従来
のように折り返しの有無、部品の色によって認識精度が
低下する問題がなく、種々の部品に幅広く対応でき、段
部の位置、形状の認識を精度よく安定して行なえる。

【００５２】検出した段部の軌跡は、縫製パターンの生
成に利用できる。たとえば、その内側等距離に平行する
針落点の軌跡を形成し、この軌跡データによりミシンを
制御することにより、従来手動で行なわれていた縫製作
業を自動化することができる。

【００５３】以上では、革製品を前提としたが、本発明
が異なる材質から成る縫製品の段部検出に実施できるの
はいうまでもない。

【００５４】

【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、照明手段の照明方向、および画像処理手段の認識ア
ルゴリズムを入力手段から入力された段部の構造および
色の特性に応じて制御する構成を採用しているので、従
来のように折り返しの有無、部品の色などによって認識
精度が低下する問題がなく、種々の部品に幅広く対応で
き、段部の位置、形状の認識を精度よく安定して行なえ
る優れた縫製物段部認識装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の段部認識方式を示した説明図である。

【図２】従来の段部認識方式における問題点を示した説
明図である。

【図３】従来の段部認識方式における問題点を示した説
明図である。

【図４】従来の段部認識方式における問題点を示した説
明図である。

【図５】従来の段部認識方式における問題点を示した説
明図である。

【図６】本発明による縫製物段部認識装置の構造を示し
た説明図である。

【図７】図６における画像入力装置の構造を示した説明
図である。

【図８】図６の装置における照明基板と段部認識ターゲ
ットの配置を示した説明図である。

【図９】本発明による縫製物段部認識装置の処理手順を
示したフローチャート図である。

【図１０】本発明による認識条件設定の様子を示した説
明図である。

【図１１】本発明による縫製物段部認識装置における画
像信号の微分を示した説明図である。

【図１２】図９のステップＳ４の照明設定処理を詳細に
示したフローチャート図である。

【符号の説明】

１縫製物５照明光源６カメラ１３照明基板１４段部認識ターゲット１４ａ上革１４ｂ下革１４ｃ段部１４ｄ段部１５画像入力装置１６モニタ１７パーソナルコンピュータ１８ＬＥＤ制御回路１５１Ａ／Ｄ変換器１５２ＲＡＭ１５３アナログスイッチ１５４Ｄ／Ａ変換器１５５タイミング生成部

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Ｇ０１Ｂ 11/24 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】縫製される部品の画像を撮影し、得られ
た画像データの画像処理により縫製される部品の段部の
形状を認識する縫製物段部認識装置において、縫製される部品を複数の方向から異なる光量により照明
可能な照明手段と、縫製される部品の画像を撮影する撮像手段と、前記撮像手段により得られた画像データに対して複数の
認識アルゴリズムのいずれかを用いて画像処理を行ない
縫製される部品の段部の形状を認識する処理手段と、縫製される部品の段部の構造および色の特性を入力する
入力手段と、前記照明手段の照明方向、および前記処理手段の認識ア
ルゴリズムを前記入力手段から入力された段部の構造お
よび色の特性に応じて制御する制御手段を有することを
特徴とする縫製物段部認識装置。
【請求項２】前記入力手段から入力される縫製される
部品の色の特性に応じて、傾斜した照明光により形成さ
れる部品の影の縁部を画像処理により検出し段部の形状
を認識する第１の認識アルゴリズムと、縫製される部品
の濃度差を検出することにより段部の形状を認識する第
２の認識アルゴリズムのいずれかを選択することを特徴
とする請求項１に記載の縫製物段部認識装置。
【請求項３】前記第１の認識アルゴリズムを用いる場
合、前記入力手段から入力され縫製される段部の構造、
すなわち、段部の折り返しの有無に応じて、影を生成す
る照明と対向する方向から異なる小光量の照明光を当
て、段部の折り返しにより形成される曲面部分を強調す
ることを特徴とする請求項２に記載の縫製物段部認識装
置。
【請求項４】前記第２の認識アルゴリズムを用いる場
合、段部側方からの照明光を用いて部品を照明すること
を特徴とする請求項２に記載の縫製物段部認識装置。