JPH09152314A - 形状認識方法及び装置 - Google Patents
形状認識方法及び装置Info
- Publication number
- JPH09152314A JPH09152314A JP31203395A JP31203395A JPH09152314A JP H09152314 A JPH09152314 A JP H09152314A JP 31203395 A JP31203395 A JP 31203395A JP 31203395 A JP31203395 A JP 31203395A JP H09152314 A JPH09152314 A JP H09152314A
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- JP
- Japan
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- shadow
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光源の点灯・消灯を繰り返すことなく，高速
で対象物の形状を正確に認識する。 【解決手段】 平面あるいは滑らかの曲面上に載置され
た柱状の対象物の平面視での形状を認識する方法におい
て，上記対象物の上部に互いに発光波長の異なる２以上
の斜照明光源を，上記背景上に該対象物を取り囲む対象
物の影が形成されるように配置すると共に，上記対象物
およびその周囲の影を，それぞれ上記各光源の発光波長
に感度を持つ上記光源と同数の撮像手段により撮像して
各光源の発光波長の光による複数の画像を入力し，上記
入力された複数の画像から，各照明光源からの照明によ
って生じた影領域を抽出してその論理和を取り影領域に
囲まれた部分の形状を抽出し，該抽出された影領域に囲
まれた部分を認識対象の形状として認識する形状認識方
法。
で対象物の形状を正確に認識する。 【解決手段】 平面あるいは滑らかの曲面上に載置され
た柱状の対象物の平面視での形状を認識する方法におい
て，上記対象物の上部に互いに発光波長の異なる２以上
の斜照明光源を，上記背景上に該対象物を取り囲む対象
物の影が形成されるように配置すると共に，上記対象物
およびその周囲の影を，それぞれ上記各光源の発光波長
に感度を持つ上記光源と同数の撮像手段により撮像して
各光源の発光波長の光による複数の画像を入力し，上記
入力された複数の画像から，各照明光源からの照明によ
って生じた影領域を抽出してその論理和を取り影領域に
囲まれた部分の形状を抽出し，該抽出された影領域に囲
まれた部分を認識対象の形状として認識する形状認識方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，平面あるいは滑ら
かな曲面上に存在する柱状の認識対象物の，上記平面或
いは曲面に垂直な方向からみた形状（平面視形状）を認
識するための方法及び装置に関するものである。
かな曲面上に存在する柱状の認識対象物の，上記平面或
いは曲面に垂直な方向からみた形状（平面視形状）を認
識するための方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】対象物の形状を正確に認識する手法とし
て，対象物の上方にテレビカメラを設置し，これによっ
て上記対象物の平面視による形状を認識する手法が従来
より知られている。しかしこの場合，背景と対象物との
光学的特性が近似していると，対象物と背景との区別が
難しい。これを解決する手段として，例えば特開平６−
３０７８３３号公報に開示された方法が知られている。
この方法は，光源を点灯しない状態で対象物を撮像し，
次に複数の異なった位置に設けた光源を順次点灯させて
その時の対象物を撮像し，上記光源を点灯しない状態で
撮像した画像との比較演算を行って各光源による影領域
を抽出すると共に，上記各影領域の論理和を計算して結
合された影図形に囲まれた領域即ち認識対象物の平面視
による形状を認識する。
て，対象物の上方にテレビカメラを設置し，これによっ
て上記対象物の平面視による形状を認識する手法が従来
より知られている。しかしこの場合，背景と対象物との
光学的特性が近似していると，対象物と背景との区別が
難しい。これを解決する手段として，例えば特開平６−
３０７８３３号公報に開示された方法が知られている。
この方法は，光源を点灯しない状態で対象物を撮像し，
次に複数の異なった位置に設けた光源を順次点灯させて
その時の対象物を撮像し，上記光源を点灯しない状態で
撮像した画像との比較演算を行って各光源による影領域
を抽出すると共に，上記各影領域の論理和を計算して結
合された影図形に囲まれた領域即ち認識対象物の平面視
による形状を認識する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の形状認識装置では， 光源が点灯していない状態に加えて光源の数だけ余
分に画像を撮像する必要があり，画像取り込みに時間が
かかる。そのため移動中の物体の形状認識は困難であ
る。 また光源の点灯と消灯ととれに同期して行う撮影の
制御を行う装置が必要で，さらに光源の点灯・消灯を繰
り返すため光源の寿命が短くなるという問題点もある。 従って本発明の目的は，一回の撮像だけで影図形を正確
に認識できるようにして画像取り込みの高速化を達成す
ると共に，点灯・消灯を繰り返す必要のないために光源
の寿命が長い形状認識装置を提供することである。
た従来の形状認識装置では， 光源が点灯していない状態に加えて光源の数だけ余
分に画像を撮像する必要があり，画像取り込みに時間が
かかる。そのため移動中の物体の形状認識は困難であ
る。 また光源の点灯と消灯ととれに同期して行う撮影の
制御を行う装置が必要で，さらに光源の点灯・消灯を繰
り返すため光源の寿命が短くなるという問題点もある。 従って本発明の目的は，一回の撮像だけで影図形を正確
に認識できるようにして画像取り込みの高速化を達成す
ると共に，点灯・消灯を繰り返す必要のないために光源
の寿命が長い形状認識装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に方法面における本発明は，平面あるいは滑らかの曲面
上に載置された柱状の対象物の平面視での形状を認識す
る方法において，上記対象物の上部に互いに発光波長の
異なる２以上の斜照明光源を，上記背景上に該対象物を
取り囲む対象物の影が形成されるように配置すると共
に，上記対象物およびその周囲の影を，それぞれ上記各
光源の発光波長に感度を持つ上記光源と同数の撮像手段
により撮像して各光源の発光波長の光による複数の画像
を入力し，上記入力された複数の画像から，各照明光源
からの照明によって生じた影領域を抽出してその論理和
を取り影領域に囲まれた部分の形状を抽出し，該抽出さ
れた影領域に囲まれた部分を認識対象の形状として認識
する形状認識方法である。また装置面における本発明
は，平面あるいは滑らかの曲面上に載置された柱状の対
象物の平面視での形状を認識する装置において，上記対
象物の上部に配置され互いに発光波長の異なる２以上の
斜照明光源であって，該光源による上記対象物の影が該
認識対象物を取り囲むように上記背景上に形成されるよ
うに配置された光源と，上記各光源の発光波長に感度を
持ち上記対象物およびその周囲の影を撮像する上記光源
と同数の撮像手段と，上記撮像手段により撮像された複
数の画像から，各照明光源からの照明によって生じた影
領域を抽出してその論理和を取り影領域に囲まれた部分
の形状を抽出し，該抽出された影領域に囲まれた部分を
認識対象の形状として認識する形状抽出手段を具備して
なることを特徴とする形状認識装置である。
に方法面における本発明は，平面あるいは滑らかの曲面
上に載置された柱状の対象物の平面視での形状を認識す
る方法において，上記対象物の上部に互いに発光波長の
異なる２以上の斜照明光源を，上記背景上に該対象物を
取り囲む対象物の影が形成されるように配置すると共
に，上記対象物およびその周囲の影を，それぞれ上記各
光源の発光波長に感度を持つ上記光源と同数の撮像手段
により撮像して各光源の発光波長の光による複数の画像
を入力し，上記入力された複数の画像から，各照明光源
からの照明によって生じた影領域を抽出してその論理和
を取り影領域に囲まれた部分の形状を抽出し，該抽出さ
れた影領域に囲まれた部分を認識対象の形状として認識
する形状認識方法である。また装置面における本発明
は，平面あるいは滑らかの曲面上に載置された柱状の対
象物の平面視での形状を認識する装置において，上記対
象物の上部に配置され互いに発光波長の異なる２以上の
斜照明光源であって，該光源による上記対象物の影が該
認識対象物を取り囲むように上記背景上に形成されるよ
うに配置された光源と，上記各光源の発光波長に感度を
持ち上記対象物およびその周囲の影を撮像する上記光源
と同数の撮像手段と，上記撮像手段により撮像された複
数の画像から，各照明光源からの照明によって生じた影
領域を抽出してその論理和を取り影領域に囲まれた部分
の形状を抽出し，該抽出された影領域に囲まれた部分を
認識対象の形状として認識する形状抽出手段を具備して
なることを特徴とする形状認識装置である。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して，本発明
を具体化した実施形態につき説明し，本発明の理解に供
する。尚，以下の実施形態は，本発明を具体化した一例
であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のもので
はない。ここに，図１は本発明の一実施形態に係る形状
認識装置の概念図，図２は同実施形態に用いるカラーカ
メラに装着するカラーフィルターの分光透過率分布及び
光源に装着するカラーフィルターの分光透過率分布を示
すグラフ，図３は３色のカラーフィルターにより分離さ
れた影画像を示す図，図４は上記図３に示した各影画像
の論理和をとることにより得られた閉領域を示す図，図
５は上記閉領域のみを対象物の形状として抽出した図で
ある。図１は金属プレート１上に載置された対象物とし
ての金属製チップ２の形状認識を行う時の概念を示す。
上記プレート１の中央に金属製チップ２が置かれ，その
上方にカラーカメラ３が設置される。上記カラーカメラ
３には赤，緑，青〔Ｒ，Ｇ，Ｂ〕の各色に感度を持つ３
つの撮像素子が組み込まれ，撮像された画像を赤，緑，
青の３色の画像に分割して記憶する。
を具体化した実施形態につき説明し，本発明の理解に供
する。尚，以下の実施形態は，本発明を具体化した一例
であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のもので
はない。ここに，図１は本発明の一実施形態に係る形状
認識装置の概念図，図２は同実施形態に用いるカラーカ
メラに装着するカラーフィルターの分光透過率分布及び
光源に装着するカラーフィルターの分光透過率分布を示
すグラフ，図３は３色のカラーフィルターにより分離さ
れた影画像を示す図，図４は上記図３に示した各影画像
の論理和をとることにより得られた閉領域を示す図，図
５は上記閉領域のみを対象物の形状として抽出した図で
ある。図１は金属プレート１上に載置された対象物とし
ての金属製チップ２の形状認識を行う時の概念を示す。
上記プレート１の中央に金属製チップ２が置かれ，その
上方にカラーカメラ３が設置される。上記カラーカメラ
３には赤，緑，青〔Ｒ，Ｇ，Ｂ〕の各色に感度を持つ３
つの撮像素子が組み込まれ，撮像された画像を赤，緑，
青の３色の画像に分割して記憶する。
【０００６】上記プレート１の上方には照明装置として
それぞれ赤，緑，青の発光波長を持つ３個の単色光源４
１，４２，４３が上記金属チップ２を取り囲み，これら
の光源によって形成された上記金属チップのプレート１
上における影が，金属チップを完全に取り囲むように配
置されている。これらの光源の発光波長は，上記カラー
カメラ３の赤，緑，青の３個の撮像素子の分光波長と一
致するように調整されている。本実施形態では，光源と
して白色光源を用い，これに赤，緑，青の各色を透過波
長とする干渉フィルターを組合わせたものが用いられて
いる。ただし，特定の撮像素子感度域に感度があり，他
の感度域では感度がないか非常に低い光源の組合わせで
あれば，その種類を問わず使用可能である。この実施形
態で用いられるカラーカメラ３のフィルターと光源に用
いるカラーフィルターの各分光透過率分布が図２に示さ
れている。カラーカメラ３で撮像されたプレート１及び
その上の金属チップ２の画像は，前記３個の撮像素子に
よって夫々赤，緑，青の３色に分離され，各色の波長の
光の強度分布濃淡画像として出力される。即ち，各色の
光源からの光によって生じた影を含む対象物の明暗画像
は，上記各色の感度を有する撮像素子のみによってそれ
ぞれ撮像される。影領域抽出手段５は，上記各画像から
影の部分のみを抽出する。この実施形態では，各色ごと
にしきい値を設定して出力画像を２値化し，暗部になっ
た部分を影領域として抽出する。抽出された各色の影領
域が図３に示されている。次に，形状認識手段６におい
て上記各画像の影領域の論理和を取る。こうして得られ
た結合された影領域が図４に示されている。結合された
影領域に囲まれた部分が対象物（金属チップ２）の平面
視形状として認識される。
それぞれ赤，緑，青の発光波長を持つ３個の単色光源４
１，４２，４３が上記金属チップ２を取り囲み，これら
の光源によって形成された上記金属チップのプレート１
上における影が，金属チップを完全に取り囲むように配
置されている。これらの光源の発光波長は，上記カラー
カメラ３の赤，緑，青の３個の撮像素子の分光波長と一
致するように調整されている。本実施形態では，光源と
して白色光源を用い，これに赤，緑，青の各色を透過波
長とする干渉フィルターを組合わせたものが用いられて
いる。ただし，特定の撮像素子感度域に感度があり，他
の感度域では感度がないか非常に低い光源の組合わせで
あれば，その種類を問わず使用可能である。この実施形
態で用いられるカラーカメラ３のフィルターと光源に用
いるカラーフィルターの各分光透過率分布が図２に示さ
れている。カラーカメラ３で撮像されたプレート１及び
その上の金属チップ２の画像は，前記３個の撮像素子に
よって夫々赤，緑，青の３色に分離され，各色の波長の
光の強度分布濃淡画像として出力される。即ち，各色の
光源からの光によって生じた影を含む対象物の明暗画像
は，上記各色の感度を有する撮像素子のみによってそれ
ぞれ撮像される。影領域抽出手段５は，上記各画像から
影の部分のみを抽出する。この実施形態では，各色ごと
にしきい値を設定して出力画像を２値化し，暗部になっ
た部分を影領域として抽出する。抽出された各色の影領
域が図３に示されている。次に，形状認識手段６におい
て上記各画像の影領域の論理和を取る。こうして得られ
た結合された影領域が図４に示されている。結合された
影領域に囲まれた部分が対象物（金属チップ２）の平面
視形状として認識される。
【０００７】
【実施例】上の実施形態では，背景及び対象物の両方を
金属物体で構成したが，これは一例に過ぎず，他の色や
材質のものが自由に採用される。また認識対象物の形状
として直方体のものを例に上げたが，斜照明により影が
生じるものであればどのような柱状体でも用いることが
できる。さらに光源として白色光源とこれにカラーフィ
ルターを組合わせたものを用いたが，これも一例であっ
て例えばＬＥＤ等の点光源でも構わない。
金属物体で構成したが，これは一例に過ぎず，他の色や
材質のものが自由に採用される。また認識対象物の形状
として直方体のものを例に上げたが，斜照明により影が
生じるものであればどのような柱状体でも用いることが
できる。さらに光源として白色光源とこれにカラーフィ
ルターを組合わせたものを用いたが，これも一例であっ
て例えばＬＥＤ等の点光源でも構わない。
【０００８】
【発明の効果】本発明に係る形状認識方法は以上述べた
ごとく，平面あるいは滑らかの曲面上に載置された柱状
の対象物の平面視での形状を認識する方法において，上
記対象物の上部に互いに発光波長の異なる２以上の斜照
明光源を，上記背景上に該対象物を取り囲む対象物の影
が形成されるように配置すると共に，上記対象物および
その周囲の影を，それぞれ上記各光源の発光波長に感度
を持つ上記光源と同数の撮像手段により撮像して各光源
の発光波長の光による複数の画像を入力し，上記入力さ
れた複数の画像から，各照明光源からの照明によって生
じた影領域を抽出してその論理和を取り影領域に囲まれ
た部分の形状を抽出し，該抽出された影領域に囲まれた
部分を認識対象の形状として認識する形状認識方法とし
て構成され，形状認識装置は，平面あるいは滑らかの曲
面上に載置された柱状の対象物の平面視での形状を認識
する装置において，上記対象物の上部に配置され互いに
発光波長の異なる２以上の斜照明光源であって，該光源
による上記対象物の影が該認識対象物を取り囲むように
上記背景上に形成されるように配置された光源と，上記
各光源の発光波長に感度を持ち上記対象物およびその周
囲の影を撮像する上記光源と同数の撮像手段と，上記撮
像手段により撮像された複数の画像から，各照明光源か
らの照明によって生じた影領域を抽出してその論理和を
取り影領域に囲まれた部分の形状を抽出し，該抽出され
た影領域に囲まれた部分を認識対象の形状として認識す
る形状抽出手段を具備してなることを特徴とする形状認
識装置として構成され，複数の照明光源による影領域の
論理和を求めるものであるので，認識対象物や背景の材
質，色，模様等あるいは照明の照度ムラ等の影響を受け
ず正確に形状を認識することができる。また異なる色の
光源とこの光源の色に感度を有する撮像素子を持つカラ
ーカメラを撮像手段として用いるので，一回の撮像で影
画像全体を撮像することができ，高速認識が可能である
ので，自動搬送経路上の移動物体の認識にも使用するこ
とができる。また，上記の構成により全光源を点灯した
ままで処理を行うことも可能であるので，点灯・消灯を
繰り返す必要がなく光源の寿命の長期化が可能であると
共に，装置の簡略化も可能となる。
ごとく，平面あるいは滑らかの曲面上に載置された柱状
の対象物の平面視での形状を認識する方法において，上
記対象物の上部に互いに発光波長の異なる２以上の斜照
明光源を，上記背景上に該対象物を取り囲む対象物の影
が形成されるように配置すると共に，上記対象物および
その周囲の影を，それぞれ上記各光源の発光波長に感度
を持つ上記光源と同数の撮像手段により撮像して各光源
の発光波長の光による複数の画像を入力し，上記入力さ
れた複数の画像から，各照明光源からの照明によって生
じた影領域を抽出してその論理和を取り影領域に囲まれ
た部分の形状を抽出し，該抽出された影領域に囲まれた
部分を認識対象の形状として認識する形状認識方法とし
て構成され，形状認識装置は，平面あるいは滑らかの曲
面上に載置された柱状の対象物の平面視での形状を認識
する装置において，上記対象物の上部に配置され互いに
発光波長の異なる２以上の斜照明光源であって，該光源
による上記対象物の影が該認識対象物を取り囲むように
上記背景上に形成されるように配置された光源と，上記
各光源の発光波長に感度を持ち上記対象物およびその周
囲の影を撮像する上記光源と同数の撮像手段と，上記撮
像手段により撮像された複数の画像から，各照明光源か
らの照明によって生じた影領域を抽出してその論理和を
取り影領域に囲まれた部分の形状を抽出し，該抽出され
た影領域に囲まれた部分を認識対象の形状として認識す
る形状抽出手段を具備してなることを特徴とする形状認
識装置として構成され，複数の照明光源による影領域の
論理和を求めるものであるので，認識対象物や背景の材
質，色，模様等あるいは照明の照度ムラ等の影響を受け
ず正確に形状を認識することができる。また異なる色の
光源とこの光源の色に感度を有する撮像素子を持つカラ
ーカメラを撮像手段として用いるので，一回の撮像で影
画像全体を撮像することができ，高速認識が可能である
ので，自動搬送経路上の移動物体の認識にも使用するこ
とができる。また，上記の構成により全光源を点灯した
ままで処理を行うことも可能であるので，点灯・消灯を
繰り返す必要がなく光源の寿命の長期化が可能であると
共に，装置の簡略化も可能となる。
【図１】 本発明の一実施形態に係る形状認識装置の概
念図。
念図。
【図２】 同実施形態に用いるカラーテレビカメラに装
着するカラーフィルターの分光透過率分布及び光源に装
着するカラーフィルターの分光透過率分布を示すグラ
フ。
着するカラーフィルターの分光透過率分布及び光源に装
着するカラーフィルターの分光透過率分布を示すグラ
フ。
【図３】 ３色のカラーフィルターにより分離された影
画像を示す図。
画像を示す図。
【図４】 上記図３に示した各影画像の論理和をとるこ
とにより得られた閉領域を示す図。
とにより得られた閉領域を示す図。
【図５】 上記閉領域のみを対象物の形状として抽出し
た図。
た図。
１…金属プレート（背景） ２…金属チップ（対象物） ３…カラーカメラ（撮像手段） ５…影領域抽出手段 ６…形状認識手段 ４１，４２，４３…光源
Claims (2)
- 【請求項１】 平面あるいは滑らかの曲面上に載置され
た柱状の対象物の平面視での形状を認識する方法におい
て，上記対象物の上部に互いに発光波長の異なる２以上
の斜照明光源を，上記背景上に該対象物を取り囲む対象
物の影が形成されるように配置すると共に，上記対象物
およびその周囲の影を，それぞれ上記各光源の発光波長
に感度を持つ上記光源と同数の撮像手段により撮像して
各光源の発光波長の光による複数の画像を入力し，上記
入力された複数の画像から，各照明光源からの照明によ
って生じた影領域を抽出してその論理和を取り影領域に
囲まれた部分の形状を抽出し，該抽出された影領域に囲
まれた部分を認識対象の形状として認識する形状認識方
法。 - 【請求項２】 平面あるいは滑らかの曲面上に載置され
た柱状の対象物の平面視での形状を認識する装置におい
て，上記対象物の上部に配置され互いに発光波長の異な
る２以上の斜照明光源であって，該光源による上記対象
物の影が該認識対象物を取り囲むように上記背景上に形
成されるように配置された光源と，上記各光源の発光波
長に感度を持ち上記対象物およびその周囲の影を撮像す
る上記光源と同数の撮像手段と，上記撮像手段により撮
像された複数の画像から，各照明光源からの照明によっ
て生じた影領域を抽出してその論理和を取り影領域に囲
まれた部分の形状を抽出し，該抽出された影領域に囲ま
れた部分を認識対象の形状として認識する形状抽出手段
を具備してなることを特徴とする形状認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31203395A JPH09152314A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 形状認識方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31203395A JPH09152314A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 形状認識方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09152314A true JPH09152314A (ja) | 1997-06-10 |
Family
ID=18024418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31203395A Pending JPH09152314A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 形状認識方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09152314A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008227301A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 電子回路部品装着検査方法および装置 |
| JP2010105658A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Sicam Srl | 乗物の車輪にタイヤを装着および除去するためのタイヤ交換機 |
| JP2014055776A (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Keyence Corp | 計測顕微鏡装置及び計測顕微鏡装置操作プログラム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体 |
-
1995
- 1995-11-30 JP JP31203395A patent/JPH09152314A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008227301A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 電子回路部品装着検査方法および装置 |
| JP2010105658A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Sicam Srl | 乗物の車輪にタイヤを装着および除去するためのタイヤ交換機 |
| JP2014055776A (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Keyence Corp | 計測顕微鏡装置及び計測顕微鏡装置操作プログラム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体 |
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