JPH09274661A - Method and device for recognizing article - Google Patents

Method and device for recognizing article

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JPH09274661A
JPH09274661A JP8104819A JP10481996A JPH09274661A JP H09274661 A JPH09274661 A JP H09274661A JP 8104819 A JP8104819 A JP 8104819A JP 10481996 A JP10481996 A JP 10481996A JP H09274661 A JPH09274661 A JP H09274661A
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article
pattern
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shade
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Shinji Hamamoto
伸二 浜本
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Kao Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To recognize articles even when these articles touch each other by recognizing the directions of the articles from the rotation angle of a gradation register pattern having the highest correlation value. SOLUTION: A data storage part 35 previously registers the rotation angle of a picture pattern (A or B) in a reference direction for each gradation register pattern registered in a pattern image storage part 34 and the relative position of the picture pattern to the centroid position of a bottle. An arithmetic part 36 performs a search so as to collate the real gradation pattern inside the image of a bottle 1A (or 1B) recorded in an image memory 33 with the plural gradation register patterns previously registered in the pattern image storage part 34 and the data storage part 35 and finds the gradation register pattern having the highest value most correlated to the real gradation pattern. Then, based on the gradation register pattern having the highest correlation value, the arithmetic part 36 recognizes the kind of that bottle, recognizes the direction from its rotation angle and recognizes the centroid position from an offset value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はボトル等の物品認識
方法及び装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for recognizing articles such as bottles.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ボトル等の物品の重心位置や向き
を認識する物品認識方法として、特開平4-294989号公報
に記載の如く、物品の輪郭形状(2値化画像)の幾何特
徴(重心、慣性主軸等)から該物品の重心位置や向きを
認識するものがある(図9(A)〜(C))。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an article recognition method for recognizing the position and direction of the center of gravity of an article such as a bottle, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-294989, geometric features of an article contour shape (binarized image) ( There is one that recognizes the position and direction of the center of gravity of the article from the center of gravity, principal axis of inertia, etc. (FIGS. 9A to 9C).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
には以下の如くの問題点がある。 物品同士が接触していると、撮像手段により撮像され
た物品の2値化画像が単一物品の輪郭を表わすものと異
なるものとなり、物品の認識ができない(図9(A)〜
(C))。
However, the prior art has the following problems. When the articles are in contact with each other, the binarized image of the article picked up by the image pickup means is different from the one showing the contour of a single article, and the article cannot be recognized (Fig. 9 (A)-
(C)).

【0004】従って、接触している物品は当該物品であ
ることの認識がなされずに見逃され、認識効率が低下す
る。
Therefore, the article in contact is overlooked without being recognized as the article, and the recognition efficiency is lowered.

【0005】また、上述の物品の接触による認識不能を
回避するために前工程に物品の接触を解く物品切り離し
機構を設ける必要がある。或いは、上述の物品の接触に
よる認識不能によって見逃された物品を回収して、再度
物品の認識に供するために物品回収コンベアを設けるこ
とも必要になる。
Further, in order to avoid the above-mentioned unrecognizable contact due to the contact of the article, it is necessary to provide an article separating mechanism for releasing the contact of the article in the previous step. Alternatively, it is also necessary to provide an article recovery conveyor for recovering the article missed due to the unrecognizable state due to the contact of the article and again providing the article for recognition.

【0006】物品の輪郭形状により該物品の認識を行
なうものであるため、該物品の表裏の認識や、輪郭同一
の物品間での品種の認識ができない。
Since the article is recognized based on the contour shape of the article, it is not possible to recognize the front and back of the article or the kind of article between articles having the same contour.

【0007】本発明の課題は、物品同士が接触している
場合にも、それら物品の認識ができるようにすることに
ある。
An object of the present invention is to enable recognition of articles even when the articles are in contact with each other.

【0008】また、本発明の課題は、物品の表裏や品種
の認識もできるようにすることにある。
Another object of the present invention is to make it possible to recognize the front and back of an article and the type of article.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、物品の向きを認識する物品認識方法において、物品
の輪郭内部に存在する特定の絵柄を基準方向に対し一定
角度ずつ回転させた複数の濃淡登録パターンをその回転
角度とともに予め登録しておき、撮像手段により物品の
画像を取り込み、物品の画像内部の濃淡実パターンと、
予め登録してある上記複数の濃淡登録パターンとを照合
し、上記濃淡実パターンに最も相関値の高い濃淡登録パ
ターンを求め、最も相関値の高い濃淡登録パターンの回
転角度から物品の向きを認識するようにしたものであ
る。
According to a first aspect of the present invention, in a method for recognizing an orientation of an article, a specific pattern existing inside the contour of the article is rotated by a predetermined angle with respect to a reference direction. A plurality of different shade registration patterns are registered in advance together with their rotation angles, the image of the article is captured by the image pickup means, and the shade actual pattern inside the image of the article is stored.
By collating with the plurality of shade registration patterns registered in advance, the shade registration pattern having the highest correlation value with the shade actual pattern is obtained, and the orientation of the article is recognized from the rotation angle of the shade registration pattern having the highest correlation value. It was done like this.

【0010】請求項2に記載の本発明は、請求項1に記
載の本発明において更に、前記濃淡登録パターンを定め
る絵柄が、物品の品種毎に異なるものとされ、前記最も
相関値の高い濃淡登録パターンから物品の品種をも認識
するようにしたものである。
The present invention according to claim 2 is the same as the invention according to claim 1, further characterized in that the pattern defining the shade registration pattern is different for each kind of article, and the shade having the highest correlation value. The product type is also recognized from the registered pattern.

【0011】請求項3に記載の本発明は、請求項1又は
2に記載の本発明において更に、前記濃淡登録パターン
のそれぞれが基準方向に対する回転角度とともに物品重
心位置に対する相関位置をも登録され、前記最も相関値
の高い濃淡登録パターンから物品重心位置をも認識する
ようにしたものである。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the first or second aspect of the present invention, each of the light and shade registration patterns has a rotation angle with respect to a reference direction and a correlation position with respect to an article gravity center position registered. The position of the center of gravity of the article is also recognized from the grayscale registered pattern having the highest correlation value.

【0012】請求項4に記載の本発明は、請求項1〜3
のいずれかに記載の本発明において更に、前記最も相関
値の高い濃淡登録パターンから求めた物品認識情報を、
後工程の物品ハンドリング装置に転送するようにしたも
のである。
The present invention described in claim 4 is the first to third aspects of the present invention.
In the present invention according to any one of, further, the article recognition information obtained from the grayscale registration pattern with the highest correlation value,
It is adapted to be transferred to an article handling device in a later step.

【0013】請求項5に記載の本発明は、物品の向きを
認識する物品認識装置において、物品の輪郭内部に存在
する特定の絵柄を基準方向に対し一定角度ずつ回転させ
た複数の濃淡登録パターンをその回転角度とともに予め
登録する記憶部と、撮像手段により取り込んだ物品の画
像を記録する画像メモリと、画像メモリの記録データと
記憶部の登録データとを得て、物品の画像内部の濃淡実
パターンと、予め登録してある上記複数の濃淡登録パタ
ーンとを照合し、上記濃淡実パターンに最も相関値の高
い濃淡登録パターンを求め、最も相関値の高い濃淡登録
パターンの回転角度から物品の向きを認識する演算部と
を有してなるようにしたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in an article recognition device for recognizing an orientation of an article, a plurality of shade registration patterns obtained by rotating a specific pattern existing inside the contour of the article by a constant angle with respect to a reference direction. A storage unit for pre-registering the rotation angle and the image, an image memory for recording the image of the article captured by the image pickup unit, the recording data of the image memory and the registration data of the storage section, and the gray scale inside the image of the article is obtained. The pattern and the plurality of previously registered shade registration patterns are collated, the shade registration pattern having the highest correlation value with the shade actual pattern is obtained, and the orientation of the article is determined from the rotation angle of the shade registration pattern having the highest correlation value. And an arithmetic unit for recognizing.

【0014】請求項6に記載の本発明は、請求項5に記
載の本発明において更に、前記記憶部において、前記濃
淡登録パターンを定める絵柄が、物品の品種毎に異なる
ものとされ、前記演算部が前記最も相関値の高い濃淡登
録パターンから物品の品種をも認識するようにしたもの
である。
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the fifth aspect of the present invention, in the storage unit, the pattern defining the shade registration pattern is different for each product type, and the calculation is performed. The section recognizes the product type from the grayscale registration pattern having the highest correlation value.

【0015】請求項7に記載の本発明は、請求項6に記
載の本発明において更に、前記記憶部において前記濃淡
登録パターンのそれぞれが基準方向に対する回転角度と
ともに物品重心位置に対する相関位置をも登録され、前
記演算部が前記最も相関値の高い濃淡登録パターンから
物品重心位置をも認識するようにしたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the sixth aspect of the present invention, each of the density registration patterns in the storage unit also registers a rotation angle with respect to a reference direction and a correlation position with respect to an article center of gravity position. The arithmetic unit also recognizes the position of the center of gravity of the article from the grayscale registered pattern having the highest correlation value.

【0016】請求項8に記載の本発明は、請求項5〜7
のいずれかに記載の本発明において更に、前記演算部が
前記最も相関値の高い濃淡登録パターンから求めた物品
認識情報を、後工程の物品ハンドリング装置に転送する
ようにしたものである。
The present invention according to claim 8 provides claims 5 to 7.
In any one of the present inventions, the arithmetic unit transfers the article recognition information obtained from the grayscale registered pattern having the highest correlation value to an article handling device in a subsequent step.

【0017】本発明によれば下記、の作用がある。 物品の輪郭内部の絵柄の濃淡パターンにより該物品を
認識するものであるから、物品同士が接触している場合
にも、それら物品の向きや重心位置を認識できる。
The present invention has the following effects. Since the article is recognized by the light and shade pattern of the pattern inside the contour of the article, even when the articles are in contact with each other, the orientation and the position of the center of gravity of the article can be recognized.

【0018】従って、接触している物品についても当該
物品であることの認識を行なって見逃すことがなく、認
識効率が上がる。
Therefore, the contacting item is not overlooked by recognizing that it is the item, and the recognition efficiency is improved.

【0019】また、物品の接触による認識不能がないか
ら、物品切り離し機構や物品回収コンベアを設ける必要
がない。
Further, since there is no recognizability due to contact of the articles, it is not necessary to provide an article separating mechanism or an article collecting conveyor.

【0020】物品の輪郭内部の絵柄の濃淡パターンの
相関値により該物品の認識を行なうものであるため、該
物品の表裏の認識や、輪郭同一の物品間での品種の認識
もできる。
Since the article is recognized based on the correlation value of the light and shade pattern of the pattern inside the contour of the article, it is possible to recognize the front and back of the article and the product type between the articles having the same contour.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1は第1実施形態を示す模式
図、図2はハンドリング装置を示す模式図、図3はハン
ドリング装置の作動原理を示す模式図、図4は本発明の
物品認識原理を示す模式図、図5は本発明における濃淡
登録パターンを示す模式図、図6は本発明の物品認識手
順を示す流れ図、図7は濃淡登録パターンのサーチ画像
と物品の処理画像を示す模式図、図8は第2実施形態を
示す模式図、図9は従来方法を示す模式図である。
1 is a schematic diagram showing a first embodiment, FIG. 2 is a schematic diagram showing a handling device, FIG. 3 is a schematic diagram showing the operating principle of the handling device, and FIG. 4 is an article recognition of the present invention. FIG. 5 is a schematic diagram showing the principle, FIG. 5 is a schematic diagram showing a grayscale registration pattern in the present invention, FIG. 6 is a flow chart showing an article recognition procedure of the present invention, and FIG. 7 is a schematic diagram showing a search image of the grayscale registration pattern and a processed image of the article. FIG. 8 is a schematic diagram showing the second embodiment, and FIG. 9 is a schematic diagram showing a conventional method.

【0022】(第1実施形態)(図1〜図7) 物品取扱い装置10は、図1に示す如く、供給コンベア
11と排出コンベア12を有する。そして、物品取扱い
装置10は、供給コンベア11にて混在状態で供給され
る品種Aのボトル1Aと品種Bのボトル1Bを、ハンド
リング装置20により(a) ボトル1Aについては排出コ
ンベア12の中央 4個の排出部12A〜12Dにボトル
底部を排出方向に向ける状態にて供給し、(b) ボトル1
Bについては排出コンベア12の両側各 1個の排出部1
2E、12Fにボトル底部を排出方向に向ける状態にて
供給する。
(First Embodiment) (FIGS. 1 to 7) The article handling apparatus 10 has a supply conveyor 11 and a discharge conveyor 12 as shown in FIG. Then, the article handling apparatus 10 uses the handling apparatus 20 to supply the bottles 1A of the type A and the bottles 1B of the type B that are supplied in a mixed state by the supply conveyor 11 to the center 4 of the discharge conveyor 12 for the (a) bottle 1A. It is supplied to the discharge parts 12A to 12D of the bottle with the bottom of the bottle oriented in the discharge direction.
For B, one discharge unit 1 on each side of the discharge conveyor 12
It is supplied to 2E and 12F with the bottom of the bottle oriented in the discharge direction.

【0023】このとき、物品取扱い装置10は、ハンド
リング装置20の前工程に物品認識装置30を有してお
り、供給コンベア11にて供給されるボトル1A、1B
の向きと重心位置を認識し、この認識情報を後工程のハ
ンドリング装置20に転送する。ハンドリング装置20
は、物品認識装置30の認識情報を得て、後述するハン
ド23により各ボトル1Aもしくは各ボトル1Bの重心
位置を吸着し、各ボトル1A、1Bのボトル底部を排出
方向に向けるようにハンド23を旋回し、ボトル1Aに
ついては排出コンベア12の排出部12A〜12Dに供
給し、ボトル1Bについては排出コンベア12の排出部
12E、12Fに供給するように動作する。
At this time, the article handling apparatus 10 has the article recognition apparatus 30 in the preceding step of the handling apparatus 20, and the bottles 1A, 1B supplied by the supply conveyor 11.
The orientation and the position of the center of gravity are recognized, and this recognition information is transferred to the handling device 20 in the subsequent process. Handling device 20
Obtains the recognition information of the article recognition device 30 and sucks the center of gravity of each bottle 1A or each bottle 1B with the hand 23 described later, and moves the hand 23 so that the bottle bottoms of the bottles 1A and 1B face the discharge direction. It turns and supplies the bottle 1A to the discharge units 12A to 12D of the discharge conveyor 12 and the bottle 1B to the discharge units 12E and 12F of the discharge conveyor 12.

【0024】以下、ハンドリング装置20と物品認識装
置30について説明する。 (ハンドリング装置20)(図1〜図3) ハンドリング装置20は、図1に示す如く、プラテン2
1の下面に 1個もしくは 2個以上のリニアモータ22を
滑動可能に備え、このリニアモータ22にハンド23を
備えている。
The handling device 20 and the article recognition device 30 will be described below. (Handling Device 20) (FIGS. 1 to 3) As shown in FIG.
One or two or more linear motors 22 are slidably provided on the lower surface of 1, and a hand 23 is provided on the linear motor 22.

【0025】リニアモータ22は、Sawyerの原理
に基づくもので、サーフェイス・モータといわれる構造
となっている。Sawyerの原理とは、磁力の相互作
用を調節することによって、プラテン21に沿うXY両
軸方向の運動制御を行なうことをいう。図2、図3は、
その原理を示したものである。リニアモータ22は、1
個の永久磁石(PM)と 2個の電磁石EMA、EMBと
から構成されるフォーサ24を備えており、フォーサ2
4はプラテン21の下面において高透磁率をもつ歯形板
状の鉄心25上を移動することができる。電磁石EMA
には正弦波状の電流、電磁石EMBには余弦波状の電流
を流すようになっている。いま、図3(A)において、
電磁石EMBにのみに余弦波電流を与えたとき、電磁石
EMBの極3では磁力が倍加され、極4では磁力が互い
に相殺されて、図3(A)の位置でフォーサ24は停止
する。このとき、電磁石EMAでは磁力のバランスがと
れている。次に、図3(B)のように、電磁石EMAの
みに正弦波電流を流すと、電磁石のEMA極1では磁力
は相殺しあい、極2では倍加されて、歯幅の半分、つま
り 1/4ピッチだけ同図の左方向へフォーサ24は移動す
る。このように、図3(C)では電磁石EMBに、又図
3(D)では電磁石EMAにそれぞれの電流を交互に流
すことによって、フォーサ24は順次 1/4ピッチずつ移
動することになる。各電磁石に流れる正弦波と余弦波の
電流は、実際には図2(C)に示すように、 1サイクル
を40ステップに分割し、分解能を1/40(mm)=25( μm )
に高めている。実際のハンドリング装置20のリニアモ
ータ22は、X軸用とY軸用の2個のフォーサ24A、
24Bからなり、これらを重心に対して点対称に配置し
ている。プラテン21の下面にある 4個の空気孔から 2
〜 3気圧の空気を吹き出し、リニアモータ22をプラテ
ン21の表面(鉄心25)から約10(μm )浮上させ
て、高速移動を可能にしている。
The linear motor 22 is based on the Sawyer principle and has a structure called a surface motor. The Sawyer's principle means that movement control in both XY axis directions along the platen 21 is performed by adjusting the interaction of magnetic forces. FIG. 2 and FIG.
It shows the principle. Linear motor 22 is 1
The permanent magnet (PM) and two electromagnets EMA and EMB are provided with a forcer 24.
4 can move on the lower surface of the platen 21 on the toothed plate-shaped iron core 25 having high magnetic permeability. Electromagnet EMA
Is supplied with a sinusoidal current, and an electromagnet EMB is supplied with a cosine-shaped current. Now in FIG. 3 (A),
When a cosine wave current is applied only to the electromagnet EMB, the magnetic force is doubled at the pole 3 of the electromagnet EMB and the magnetic forces at the pole 4 cancel each other out, and the forcer 24 stops at the position of FIG. 3 (A). At this time, the magnetic force of the electromagnet EMA is balanced. Next, as shown in FIG. 3 (B), when a sinusoidal current is applied only to the electromagnet EMA, the magnetic forces cancel each other out at the EMA pole 1 of the electromagnet, and are doubled at the pole 2, resulting in half the tooth width, that is, 1/4. The forcer 24 moves to the left in the figure by the pitch. As described above, by alternately passing the respective currents to the electromagnet EMB in FIG. 3C and to the electromagnet EMA in FIG. 3D, the forcer 24 sequentially moves by 1/4 pitch. As shown in Fig. 2 (C), the current of sine wave and cosine wave flowing in each electromagnet is actually divided into 40 steps and the resolution is 1/40 (mm) = 25 (μm).
Is raised to. The linear motor 22 of the actual handling device 20 includes two forcers 24A for the X axis and Y axis,
24B, which are arranged in point symmetry with respect to the center of gravity. 2 from the 4 air holes on the bottom of the platen 21
Approximately 10 (μm) is levitated from the surface of the platen 21 (iron core 25) by blowing out air of up to 3 atm to enable high speed movement.

【0026】ハンド23は、リニアモータ22に旋回角
度を制御可能に支持されるとともに、ボトル1A、1B
を吸着するための吸着パッドを昇降自在に備える。
The hand 23 is supported by the linear motor 22 so that the turning angle can be controlled, and also the bottles 1A, 1B.
A suction pad for adsorbing is provided so as to be able to move up and down.

【0027】即ち、ハンドリング装置20は、リニアモ
ータ22の移動動作により供給コンベア11上の各ボト
ル1A、1Bをハンド23に吸着した後、ハンド23の
旋回によりボトル1A、1Bの向きを整えるとともに、
リニアモータ22の移動動作によりそれらボトル1A、
1Bを排出コンベア12の排出部12A〜12Fのいず
れかの所定位置に移送して供給する。
That is, the handling device 20 attracts the bottles 1A and 1B on the supply conveyor 11 to the hand 23 by the movement operation of the linear motor 22, and then turns the hand 23 to adjust the orientation of the bottles 1A and 1B.
By the movement operation of the linear motor 22, those bottles 1A,
1B is transferred to a predetermined position of any of the discharge sections 12A to 12F of the discharge conveyor 12 and supplied.

【0028】(物品認識装置30)(図1、図4〜図
7) 物品認識装置30は、図1に示す如く、カメラ31(撮
像手段)と、画像処理装置32とを有して構成される。
そして、画像処理装置32は、画像メモリ33と、パタ
ーン画像記憶部34と、データ記憶部35と、演算部3
6とを有する。
(Item Recognition Device 30) (FIGS. 1 and 4 to 7) The item recognition device 30 is configured to have a camera 31 (imaging means) and an image processing device 32, as shown in FIG. It
Then, the image processing device 32 includes the image memory 33, the pattern image storage unit 34, the data storage unit 35, and the calculation unit 3.
6.

【0029】カメラ31は供給コンベア11の全幅を視
野とし、供給コンベア11を搬送されてくるボトル1
A、1Bの画像を取り込む。
The camera 31 views the entire width of the supply conveyor 11, and the bottle 1 conveyed on the supply conveyor 11
Capture images of A and 1B.

【0030】画像メモリ33はカメラ31から取り込ん
だボトル1A、1Bの画像を記録する。
The image memory 33 records the images of the bottles 1A and 1B taken in from the camera 31.

【0031】パターン画像記憶部34はボトル1Aの輪
郭内部に存在する特定の絵柄A(もしくはボトル1Bの
輪郭内部に存在する特定の絵柄B)を基準方向(例えば
排出コンベア12の排出方向)に対し一定角度ずつ回転
させた複数の濃淡登録パターンを予め登録する(図
5)。尚、パターン画像記憶部34に登録される上述の
濃淡登録パターンを定める絵柄は、ボトル1A、1Bの
品種毎に異なるもの(ボトル1AについてはA、ボトル
1BについてはB)とされる。
The pattern image storage unit 34 uses the specific pattern A existing inside the outline of the bottle 1A (or the specific pattern B existing inside the outline of the bottle 1B) with respect to the reference direction (for example, the discharge direction of the discharge conveyor 12). A plurality of shade registration patterns rotated by a fixed angle are registered in advance (FIG. 5). Note that the pattern defining the above-mentioned shade registration pattern registered in the pattern image storage unit 34 is different for each type of bottle 1A, 1B (A for bottle 1A, B for bottle 1B).

【0032】データ記憶部35は、パターン画像記憶部
34に登録した各濃淡登録パターン毎の、(a) 絵柄(A
又はB)の基準方向に対する回転角度( 0度、 5度、10
度…)と、(b) 当該絵柄がボトル重心位置に対してなす
相対位置(オフセット値X0,Y0 )を予め登録する
(図5)。図5において、基準方向に対する回転角度i
の濃淡登録パターンのXオフセット値はX0 (i)、Y
オフセット値はY0 (i)で表わしてある。
The data storage unit 35 stores (a) a pattern (A) for each shade registration pattern registered in the pattern image storage unit 34.
Or the rotation angle of B) with respect to the reference direction (0 degrees, 5 degrees, 10
...), and (b) the relative position (offset values X 0 , Y 0 ) formed by the design with respect to the center of gravity of the bottle is registered in advance (FIG. 5). In FIG. 5, the rotation angle i with respect to the reference direction
The X offset value of the grayscale registered pattern is X 0 (i), Y
The offset value is represented by Y 0 (i).

【0033】演算部36は、画像メモリ33に記録した
ボトル1A(もしくは1B)の画像内部の濃淡実パター
ンと、パターン画像記憶部34、データ記憶部35に予
め登録してある複数の濃淡登録パターンとを照合するよ
うにサーチし、上記濃淡実パターンに最も相関値の高い
濃淡登録パターンを求める。そして、演算部36は、最
も相関値の高い濃淡登録パターンに基づいて、そのボト
ル1A(もしくは1B)の品種A(もしくはB)を認識
するとともに、(a) その回転角度からボトル1A(もし
くは1B)の向きを認識し、(b) そのオフセット値から
ボトル1A(もしくは1B)の重心位置を認識する。
The calculation unit 36 stores the actual shade pattern inside the image of the bottle 1A (or 1B) recorded in the image memory 33 and a plurality of shade registration patterns registered in advance in the pattern image storage unit 34 and the data storage unit 35. Is searched so as to match with, and a grayscale registered pattern having the highest correlation value with the grayscale real pattern is obtained. Then, the calculation unit 36 recognizes the product type A (or B) of the bottle 1A (or 1B) based on the grayscale registration pattern having the highest correlation value, and (a) determines the bottle 1A (or 1B) from the rotation angle. ) Is recognized, and (b) the center of gravity of the bottle 1A (or 1B) is recognized from the offset value.

【0034】尚、ボトル1A(もしくは1B)の濃淡実
パターンのパターンサーチ位置(パターン重心)が(X
p ,Yp )であり、当該濃淡実パターンが回転角度i
[Xオフセット値X0 (i)、Yオフセット値Y0
(i)]の濃淡登録パターンに一致(相関値最大)した
とき、当該ボトル1A(もしくは1B)の重心位置
(X,Y)は下記(1) 、(2) 式により求められる。 X=Xp +X0 (i) …(1) Y=Yp +Y0 (i) …(2)
Incidentally, the pattern search position (pattern center of gravity) of the shaded real pattern of the bottle 1A (or 1B) is (X
p , Y p ), and the grayscale real pattern is the rotation angle i.
[X offset value X 0 (i), Y offset value Y 0
When the density registration pattern of (i)] is matched (maximum correlation value), the center of gravity position (X, Y) of the bottle 1A (or 1B) is obtained by the following equations (1) and (2). X = X p + X 0 (i) (1) Y = Y p + Y 0 (i) (2)

【0035】また、濃淡実パターンと濃淡登録パターン
との照合のためのパターンマッチングは、図7に示す如
く、複数の濃淡登録パターン毎に、サイズM、Nの濃淡
登録パターンのサーチ画像の各点(m,n)の輝度P
(m,n)と、カメラ31の撮像した範囲X、Y内の各
位置(i,j)におけるサイズM、Nの濃淡実パターン
の処理画像の各点(m,n)の輝度Bij(m,n)を
用いて、位置(i,j)での処理画像自己分散とサーチ
画像自己分散と、位置(i,j)での処理画像とサーチ
画像との相互分散とを下記(3) 〜(5) 式により求め、ひ
いては下記(6) 式の正規化相関値f(i,j)を求める
ことによりなされる。
Further, as shown in FIG. 7, pattern matching for matching the actual shade pattern and the registered shade pattern is performed, as shown in FIG. 7, at each point of the search image of the registered shade pattern of sizes M and N for each of a plurality of shade registered patterns. Brightness P of (m, n)
(M, n) and the brightness Bij (m) of each point (m, n) of the processed image of the grayscale real pattern of sizes M and N at each position (i, j) within the range X, Y captured by the camera 31. , N), the processed image self-dispersion and the search image self-dispersion at the position (i, j) and the mutual dispersion of the processed image and the search image at the position (i, j) are described in (3) to This is performed by obtaining the equation (5), and then obtaining the normalized correlation value f (i, j) of the following equation (6).

【0036】[0036]

【数1】 [Equation 1]

【0037】[0037]

【数2】 [Equation 2]

【0038】[0038]

【数3】 (Equation 3)

【0039】[0039]

【数4】 (Equation 4)

【0040】正規化相関値f(i,j)は 0〜 1の値を
とり、f(i,j)= 1は濃淡実パターンと濃淡登録パ
ターンとの完全一致を意味する。実際には、一定のしき
い値f0 を予め定め、f(i,j)がf0 を超えた位置
(i,j)での処理画像が予め定めた特定の絵柄(Aも
しくはB)であるものと認めることとする。
The normalized correlation value f (i, j) takes a value of 0 to 1, and f (i, j) = 1 means a perfect match between the actual shade pattern and the registered shade pattern. In practice, a fixed threshold value f 0 is set in advance, and the processed image at the position (i, j) where f (i, j) exceeds f 0 has a predetermined specific pattern (A or B). It is admitted that there is.

【0041】以下、物品認識装置30による物品認識手
順について説明する(図4、図6)。 (1) 供給コンベア11の一定の送りに対応するタイミン
グ信号により、カメラ31から画像を取り込み、これを
画像メモリ33に記録する(図4(A))。
The article recognition procedure by the article recognition device 30 will be described below (FIGS. 4 and 6). (1) An image is captured from the camera 31 and recorded in the image memory 33 according to a timing signal corresponding to the constant feeding of the supply conveyor 11 (FIG. 4A).

【0042】(2) パターン画像記憶部34に予め登録し
てある濃淡登録パターン(図4(B))を、画像メモリ
33に記録した処理画像の濃淡実パターンに対して照合
するようにサーチし、正規化相関値がしきい値より高い
濃淡登録パターンと、そのパターンサーチ位置(Xp
p )を求める(図4(C))。このサーチは、複数の
濃淡登録パターンの全てについて行なう。
(2) The grayscale registration pattern (FIG. 4B) previously registered in the pattern image storage unit 34 is searched so as to be compared with the actual grayscale pattern of the processed image recorded in the image memory 33. , A grayscale registered pattern whose normalized correlation value is higher than a threshold value, and its pattern search position (X p ,
Y p ) is obtained (FIG. 4 (C)). This search is performed for all of the plurality of shade registration patterns.

【0043】(3) 上記(2) で求まった濃淡登録パターン
よりボトル品種(AもしくはB)を認識し、この濃淡登
録パターンに対応してデータ記憶部35に定めてある回
転角度iからそのボトル1A(もしくは1B)の向きを
認識し、同じくその濃淡登録パターンに対応してデータ
記憶部35に定めてあるオフセット値X0 (i)、Y0
(i)からそのボトル1A(もしくは1B)の重心位置
X、Yを前記(1) 、(2) 式より認識する(図4
(D))。
(3) The bottle type (A or B) is recognized from the shade registration pattern obtained in (2) above, and the bottle is detected from the rotation angle i defined in the data storage unit 35 in correspondence with this shade registration pattern. The direction of 1A (or 1B) is recognized, and the offset values X 0 (i) and Y 0 are also set in the data storage unit 35 corresponding to the grayscale registration pattern.
The center of gravity positions X and Y of the bottle 1A (or 1B) are recognized from (i) by the above equations (1) and (2) (FIG. 4).
(D)).

【0044】(4) 上記(3) で求めた認識情報(品種、向
き、重心位置)を後工程のハンドリング装置20に転送
し、そのボトル1A(もしくは1B)に対し前述のハン
ドリング操作を加え、これを排出コンベア12のいずれ
かの排出部12A〜12Fに供給する。
(4) The recognition information (product type, orientation, center of gravity position) obtained in (3) above is transferred to the handling device 20 in the subsequent step, and the above-mentioned handling operation is applied to the bottle 1A (or 1B), This is supplied to any of the discharge units 12A to 12F of the discharge conveyor 12.

【0045】(5) 上記(1) 〜(4) を繰り返す。 従って、本実施形態によれば、下記、の作用があ
る。 ボトル1A(もしくは1B)の輪郭内部の絵柄の濃淡
パターンにより該ボトル1A(もしくは1B)を認識す
るものであるから、ボトル1A(もしくは1B)同士が
接触している場合にも、それらボトル1A(もしくは1
B)の向きや重心位置を認識できる。
(5) The above (1) to (4) are repeated. Therefore, according to this embodiment, there are the following effects. Since the bottle 1A (or 1B) is recognized by the shade pattern of the pattern inside the outline of the bottle 1A (or 1B), even if the bottles 1A (or 1B) are in contact with each other, the bottles 1A (or 1B) Or 1
The direction of B) and the position of the center of gravity can be recognized.

【0046】従って、接触しているボトル1A(もしく
は1B)についても当該ボトル1A(もしくは1B)で
あることの認識を行なって見逃すことがなく、認識効率
が上がる。
Therefore, the contacting bottle 1A (or 1B) is not overlooked by recognizing that it is the bottle 1A (or 1B), and the recognition efficiency is improved.

【0047】また、ボトル1A(もしくは1B)の接触
による認識不能がないから、ボトル切り離し機構やボト
ル回収コンベアを設ける必要がない。
Further, since there is no recognition by the contact of the bottle 1A (or 1B), it is not necessary to provide a bottle separating mechanism or a bottle collecting conveyor.

【0048】ボトル1A(もしくは1B)の輪郭内部
の絵柄の濃淡パターンの相関値により該ボトル1A(も
しくは1B)の認識を行なうものであるため、該ボトル
1A(もしくは1B)の表裏の認識や、輪郭同一のボト
ル1A(もしくは1B)間での品種の認識もできる。
Since the bottle 1A (or 1B) is recognized by the correlation value of the light and shade pattern of the picture inside the outline of the bottle 1A (or 1B), the front and back of the bottle 1A (or 1B) are recognized, It is also possible to recognize the product type between the bottles 1A (or 1B) having the same contour.

【0049】(第2実施形態)(図8) 第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、前述のハン
ドリング装置20に代えて、ロボット41からなるハン
ドリング装置40を用いたことのみにある。ハンドリン
グ装置40は、ロボット41のハンド42を前述のハン
ドリング装置20と同様にXY方向に移動可能とすると
ともに、旋回角度を制御可能とし、ボトル1A、1Bを
吸着するための吸着パッドを昇降自在に備える。これに
より、ハンドリング装置40も、前述のハンドリング装
置20と同様に、物品認識装置30の認識情報を得てボ
トル1A、1Bに対し第1実施形態におけると同様のハ
ンドリング操作を加える。
(Second Embodiment) (FIG. 8) The second embodiment differs from the first embodiment only in that a handling device 40 consisting of a robot 41 is used instead of the above handling device 20. . The handling device 40 makes it possible to move the hand 42 of the robot 41 in the XY directions similarly to the handling device 20 described above, makes it possible to control the turning angle, and freely move up and down the suction pad for sucking the bottles 1A and 1B. Prepare As a result, the handling device 40 also obtains the recognition information of the article recognition device 30 and applies the same handling operation as in the first embodiment to the bottles 1A and 1B, similarly to the handling device 20 described above.

【0050】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and the design may be changed without departing from the scope of the present invention. The present invention is also included in the present invention.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、物品同士
が接触している場合にも、それら物品の認識ができる。
As described above, according to the present invention, even when articles are in contact with each other, the articles can be recognized.

【0052】また、本発明によれば、物品の表裏や品種
の認識もできる。
Further, according to the present invention, it is possible to recognize the front and back of an article and the type of article.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は第1実施形態を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment.

【図2】図2はハンドリング装置を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a handling device.

【図3】図3はハンドリング装置の作動原理を示す模式
図である。
FIG. 3 is a schematic view showing the operating principle of the handling device.

【図4】図4は本発明の物品認識原理を示す模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic view showing an article recognition principle of the present invention.

【図5】図5は本発明における濃淡登録パターンを示す
模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a grayscale registration pattern according to the present invention.

【図6】図6は本発明の物品認識手順を示す流れ図であ
る。
FIG. 6 is a flowchart showing an article recognition procedure of the present invention.

【図7】図7は濃淡登録パターンのサーチ画像と物品の
処理画像を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a search image of a grayscale registered pattern and a processed image of an article.

【図8】図8は第2実施形態を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a second embodiment.

【図9】図9は従来方法を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic view showing a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A 、1B ボトル(物品) 20、40 ハンドリング装置 30 物品認識装置 31 カメラ(撮像手段) 33 画像メモリ 34 パターン画像記憶部 35 データ記憶部 36 演算部 1A, 1B Bottle (article) 20, 40 Handling device 30 Article recognition device 31 Camera (imaging means) 33 Image memory 34 Pattern image storage unit 35 Data storage unit 36 Arithmetic unit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 物品の向きを認識する物品認識方法にお
いて、 物品の輪郭内部に存在する特定の絵柄を基準方向に対し
一定角度ずつ回転させた複数の濃淡登録パターンをその
回転角度とともに予め登録しておき、 撮像手段により物品の画像を取り込み、 物品の画像内部の濃淡実パターンと、予め登録してある
上記複数の濃淡登録パターンとを照合し、上記濃淡実パ
ターンに最も相関値の高い濃淡登録パターンを求め、 最も相関値の高い濃淡登録パターンの回転角度から物品
の向きを認識することを特徴とする物品認識方法。
1. An article recognition method for recognizing the orientation of an article, wherein a plurality of shade registration patterns obtained by rotating a specific pattern existing inside the contour of the article by a constant angle with respect to a reference direction are registered in advance together with the rotation angles thereof. The image of the article is captured by the image pickup means, and the actual grayscale pattern inside the image of the article is collated with the plurality of previously registered grayscale registration patterns, and the grayscale registration having the highest correlation value with the grayscale real pattern is registered. An article recognition method, characterized in that a pattern is obtained and the orientation of the article is recognized from the rotation angle of the shaded pattern having the highest correlation value.
【請求項2】 前記濃淡登録パターンを定める絵柄が、
物品の品種毎に異なるものとされ、 前記最も相関値の高い濃淡登録パターンから物品の品種
をも認識する請求項1記載の物品認識方法。
2. A pattern for defining the shade registration pattern,
The article recognition method according to claim 1, wherein the article classification is different for each article type, and the article type is also recognized from the grayscale registration pattern having the highest correlation value.
【請求項3】 前記濃淡登録パターンのそれぞれが基準
方向に対する回転角度とともに物品重心位置に対する相
関位置をも登録され、 前記最も相関値の高い濃淡登録パターンから物品重心位
置をも認識する請求項1又は2記載の物品認識方法。
3. The grayscale registration pattern is registered with the rotation angle with respect to the reference direction as well as the correlation position with respect to the article gravity center position, and the article gravity center position is also recognized from the grayscale registration pattern having the highest correlation value. 2. The article recognition method described in 2.
【請求項4】 前記最も相関値の高い濃淡登録パターン
から求めた物品認識情報を、後工程の物品ハンドリング
装置に転送する請求項1〜3のいずれかに記載の物品認
識方法。
4. The article recognition method according to claim 1, wherein the article recognition information obtained from the grayscale registration pattern having the highest correlation value is transferred to an article handling device in a subsequent step.
【請求項5】 物品の向きを認識する物品認識装置にお
いて、 物品の輪郭内部に存在する特定の絵柄を基準方向に対し
一定角度ずつ回転させた複数の濃淡登録パターンをその
回転角度とともに予め登録する記憶部と、 撮像手段により取り込んだ物品の画像を記録する画像メ
モリと、 画像メモリの記録データと記憶部の登録データとを得
て、物品の画像内部の濃淡実パターンと、予め登録して
ある上記複数の濃淡登録パターンとを照合し、上記濃淡
実パターンに最も相関値の高い濃淡登録パターンを求
め、最も相関値の高い濃淡登録パターンの回転角度から
物品の向きを認識する演算部とを有してなることを特徴
とする物品認識装置。
5. An article recognition device for recognizing the orientation of an article, wherein a plurality of shade registration patterns obtained by rotating a specific pattern existing inside the contour of the article by a constant angle with respect to a reference direction are registered in advance together with the rotation angles thereof. A storage unit, an image memory for recording an image of an article captured by the image pickup unit, a record data of the image memory and registration data of the storage unit are obtained, and a shade real pattern inside the image of the article is registered in advance. A plurality of shade registration patterns are collated, a shade registration pattern having the highest correlation value to the shade actual pattern is obtained, and an arithmetic unit for recognizing the orientation of the article from the rotation angle of the shade registration pattern having the highest correlation value is provided. An article recognition device characterized by the following.
【請求項6】 前記記憶部において、前記濃淡登録パタ
ーンを定める絵柄が、物品の品種毎に異なるものとさ
れ、 前記演算部が前記最も相関値の高い濃淡登録パターンか
ら物品の品種をも認識する請求項5記載の物品認識装
置。
6. In the storage unit, the pattern defining the grayscale registration pattern is different for each product type, and the computing unit also recognizes the product type from the grayscale registration pattern with the highest correlation value. The article recognition device according to claim 5.
【請求項7】 前記記憶部において前記濃淡登録パター
ンのそれぞれが基準方向に対する回転角度とともに物品
重心位置に対する相関位置をも登録され、 前記演算部が前記最も相関値の高い濃淡登録パターンか
ら物品重心位置をも認識する請求項6記載の物品認識装
置。
7. In the storage unit, each of the grayscale registration patterns is also registered with a rotation angle with respect to a reference direction as well as a correlation position with respect to an article gravity center position, and the computing unit calculates from the grayscale registration pattern having the highest correlation value to the article gravity center position. 7. The article recognition device according to claim 6, which also recognizes.
【請求項8】 前記演算部が前記最も相関値の高い濃淡
登録パターンから求めた物品認識情報を、後工程の物品
ハンドリング装置に転送する請求項5〜7のいずれかに
記載の物品認識装置。
8. The article recognition device according to claim 5, wherein the calculation unit transfers the article recognition information obtained from the grayscale registered pattern having the highest correlation value to an article handling apparatus in a subsequent step.
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