JPH11104938A - 板金加工における画像処理方法およびその装置 - Google Patents

板金加工における画像処理方法およびその装置

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JPH11104938A
JPH11104938A JP27005497A JP27005497A JPH11104938A JP H11104938 A JPH11104938 A JP H11104938A JP 27005497 A JP27005497 A JP 27005497A JP 27005497 A JP27005497 A JP 27005497A JP H11104938 A JPH11104938 A JP H11104938A
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JP
Japan
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sheet metal
camera
hole
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image processing
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JP27005497A
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English (en)
Inventor
Mikio Yonekura
幹夫 米倉
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Amada Co Ltd
Amada Engineering Center Co Ltd
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Amada Co Ltd
Amada Engineering Center Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 板金の板厚に関わらず高精度な測定を行う
ことのできる板金加工における画像処理方法およびその
装置を提供する。 【解決手段】 板金Wの一方の側から当てられて加工
された穴3を透過してきた照明光Lをカメラで撮像し、
撮像データをデジタル化して穴の位置や大きさ等を測定
する際に、カメラのスキャン角度と板金Wの板厚tとの
関係で生じる誤差を、入力手段15により入力されメモ
リ21に記憶されて随時取出すことができる種々のデー
タおよび角度測定手段19により測定されたカメラ5の
スキャン角度等に基づいて演算部23が補正値を算出し
て補正するので、板金Wの板厚tや加工される穴3の位
置がカメラ5の光軸25から離れた位置であっても高精
度の画像処理を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は板金加工における
画像処理方法およびその装置に係り、さらに詳しくは、
板金の下方から照明を当てて板金に加工された穴等を透
過してくる照明光を撮像する透過光照明方式による板金
加工における画像処理方法およびその装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来より、カメラ等を用いて板金加工さ
れた箇所の画像を取り込んでデジタル化し、画像処理す
る場合に、画像を三次元的に処理するためには三角測量
の原理により測定する方法を取る必要があるので複数の
カメラ等が必要となり、装置が高価で、且つ処理が煩雑
である。このため、画像を二次元画像として取込んでい
るのが一般的である。
【0003】しかしながら、二次元画像において位置や
長さ等の寸法を測定する場合には、レンズ等の光学的誤
差やカメラ中心から離れた位置での幾何学上の誤差が発
生する。このため、一般的に補正を行う場合には、誤差
テーブルとの対比によるか、幾何学的三角関数による
か、あるいは両者の組合わせにより行っている。
【0004】図5を参照するに、前述のようにして二次
元的に画像を取込む場合に、カメラ101のある側から
照明光103を板金Wの表面に照射して反射光で画像を
取込むようにすると、人の目には板金Wの上面の陵が捉
えられるが、画像処理においては板厚が見える部分10
5の識別や材質による照明光の反射率、錆等による表面
の不均一さ等により、技術的問題が生じるため、一般的
には板金の下方から照明光を当てて透過してきた光を撮
像する透過光照明方式が優れているといえる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示されるように板金Wの下方から照明光103を照射し
て、穴107を透過した光をカメラ101により画像と
して取込む透過光照明方式にあっては、例えば板金Wの
穴107を測定する場合、レンズ109の中心から離れ
た穴107に対しては、前述のレンズ109等の光学的
誤差や幾何学的誤差のみではなく、板金Wの板厚tに起
因する幾何学的誤差が生じるという問題がある。
【0006】すなわち、カメラ101で捕えられる穴1
07の像は、手前(レンズ109に近い側)の陵は板金
Wの上面が輪郭として見え、向こう側の陵は板金Wの下
面が見える。このため、板金Wに加工された穴107の
真の姿が撮像されないので、さらに補正が必要となる。
【0007】この発明の目的は、以上のような従来の技
術に着目してなされたものであり、板金の板厚に関わら
ず高精度な測定を行うことのできる板金加工における画
像処理方法およびその装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1による発明の板金加工における画像処理
方法は、板金の一方の側から照明光を当て板金を透過し
てくる照明光をカメラで撮像して加工された穴の寸法や
位置を測定する板金加工における画像処理方法におい
て、前記照明光をカメラで撮像し、撮像されたデータを
デジタル化し、前記穴がカメラの光軸に対して一方の側
に位置する場合には前記デジタル化された穴の輪郭デー
タを板金の板厚と視差に応じて補正すること、を特徴と
するものである。
【0009】従って、板金に加工された穴を透過してき
た照明光をカメラで撮像して、穴の位置や大きさを測定
する際に、カメラの光軸から離れた位置に加工された穴
等を測定する場合には板金の板厚とカメラのスキャン角
度により生じる誤差を補正する。
【0010】請求項2による発明の板金加工における画
像処理方法は、請求項1 記載の板金加工における画像処
理方法における前記補正が、前記デジタル化された穴の
輪郭データが板金の上面または下面の一方の面における
ものとなるように補正するものであること、を特徴とす
るものである。
【0011】従って、撮像される穴の輪郭が板金の上面
または下面と変化する場合があるので、この場合には撮
像される輪郭が上面の輪郭または下面の輪郭に統一され
るように補正して測定を行う。
【0012】請求項3による発明の板金加工における画
像処理装置は、X軸方向に相対的に移動する板金の一方
の側から照明を当て、板金を透過してくる光をY軸方向
に相対的にスキャンするカメラで撮像して加工された穴
の寸法や位置を測定する板金加工における画像処理装置
であって、必要なデータを入力するための入力手段と、
前記入力手段により入力された前記板金の板厚や前記カ
メラと板金との距離や測定する輪郭が板金の上面か下面
か等のデータを随時使用可能に記憶しておくメモリと、
前記カメラのY軸方向のスキャン角度を測定する角度測
定手段と、前記カメラにて撮像されたデータをデジタル
化するデジタル化手段と、前記メモリに記憶されている
種々のデータおよび前記角度測定手段により測定された
カメラのスキャン角度に基づいて前記穴の輪郭の補正値
を算出する演算部と、を備えてなることを特徴とするも
のである。
【0013】従って、板金の一方の側から当てられて加
工された穴を透過してきた照明光をカメラで撮像し、撮
像データをデジタル化して穴の位置や大きさ等を測定す
る際に、カメラのスキャン角度と板金の板厚との関係で
生じる誤差を、入力手段により入力されメモリに記憶さ
れて随時取出すことができる種々のデータおよび角度測
定手段により測定されたカメラのスキャン角度等に基づ
いて演算部が補正値を算出する。
【0014】請求項4による発明の板金加工における画
像処理装置は、板金の一方の側から照明を当て、板金を
透過してくる光をカメラで撮像して加工された穴の寸法
や位置を測定する板金加工における画像処理装置であっ
て、必要なデータを入力するための入力手段と、前記入
力手段により入力された前記板金の板厚や前記カメラと
板金との距離や測定する輪郭が板金の上面か下面か等の
データを随時使用可能に記憶しておくメモリと、前記カ
メラにて撮像されたデータをデジタル化するデジタル化
手段と、前記メモリに記憶されている種々のデータおよ
び前記デジタル化手段によりデジタル化された撮像デー
タからカメラの光軸中心と穴との距離をすると共にこの
距離およびカメラと板金の距離に基づいて前記穴の輪郭
の補正値を算出する演算部と、を備えてなることを特徴
とするものである。
【0015】従って、板金の一方の側から当てられて加
工された穴を透過してきた照明光をカメラで撮像し、撮
像データをデジタル化して穴の位置や大きさ等を測定す
る際に、カメラの光軸中心から穴までの距離、カメラと
板金との距離、および板金の板厚との関係で生じる誤差
を、入力手段により入力されメモリに記憶されて随時取
出すことができる種々のデータ等に基づいて演算部が補
正値を算出する。
【0016】請求項5による発明の板金加工における画
像処理装置は、請求項3 または4記載の板金加工におけ
る画像処理装置において前記演算部が、前記デジタル化
された穴の輪郭データが板金の上面または下面の一方の
面におけるものとなるように補正するものであることを
特徴とするものである。
【0017】従って、演算部はカメラで撮像されてデジ
タル化された穴の輪郭データが、板金の上面または下面
の一方の面の輪郭を示すものとなるように、輪郭データ
を補正する。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。
【0019】図1には、この発明にかかる板金加工にお
ける画像処理装置1が示されている。この画像処理装置
1では、板金Wの裏側から照射されて板金Wに形成され
ている穴3を透過してきた照明光Lを画像として取入れ
るカメラ5にデジタル化手段としての二値化回路7が接
続されており、デジタル信号に変換される。この二値化
回路7には、画像圧縮回路9を介して制御装置11が接
続されている。
【0020】前記制御装置11においては、中央処理装
置であるCPU13に、種々のデータを入力するキーボ
ードのごとき入力手段15、種々のデータや演算結果等
を出力するCRTや液晶パネル等の出力手段17、前述
の二値化回路7、および前記カメラ5のスキャン角度
(視差角度と同じ)を測定するロータリーエンコーダ等
の角度測定手段19が接続されている。
【0021】また、CPU13には、前記入力手段15
により入力された種々のデータ等を随時使用できる状態
で記憶してあるメモリ21や後述する方法により補正値
を算出する演算部23等が接続されている。
【0022】上記構成により、カメラ5で撮影した画像
信号を二値化回路7によりデジタル信号に変換し、この
二値化データを画像圧縮回路により圧縮して制御装置1
1に入力してメモリ21に記憶する。なお、二値化デー
タを圧縮しない場合には前記二値化回路7 を設ける必要
はなく、画像ビットマップデータとしてメモリ21に記
憶する。一方、角度測定手段19により測定されたカメ
ラ5のスキャン角度も制御装置11に入力され、前記メ
モリ21に記憶されているデータおよび入力されたスキ
ャン角度を用いて演算部23が後述する補正値を算出す
る。
【0023】図2および図3を参照するに、以上のよう
にして得られた画像データには視差(パララックス)が
含まれている。すなわち、図2に示されるように、透過
光照明方式の場合カメラ5の光軸25から距離dだけ離
れた位置では、板金Wの穴3を見た場合に穴としてとら
えられるのは図3中ハッチングを施した部分である。従
って、光軸25に近い側の陵は板金Wの上面の輪郭であ
り、向かい側は板金Wの下面の輪郭が画像として取込ま
れることになる。
【0024】このため、穴3の径Dの測定値には誤差ε
が生じており、板金Wの板厚をtレンズ27と板金Wの
間隔をHとすると、ε=t・sin θ となる。ここで、
θ=tan-1d/H から、ε=t・d/Hとなる。例えば、
H=500mm、d=100mm、t=6mmとした場
合、ε=t・d/H=1.2mmとなり、板金加工の精
度が0.01〜0.1mmであることを考えると無視で
きない値となる。従って、カメラ5で測定された穴3の
径D´について誤差εだけ補正を行う必要がある。
【0025】次に、この発明にかかる板金加工における
画像処理方法について説明する。
【0026】図4を参照するに、加工により形成された
穴3等の板金Wの下面における寸法を測定する場合につ
いて説明する。図4に示されるように、板金WをX軸方
向(図4 中紙面直交方向)に送り、ラインセンサカメラ
5によりY軸方向にスキャンする。
【0027】従って、Y軸方向を見ると、図4 において
光軸25よりも左側にある穴3Aの場合には、演算部2
3は画像の明暗をデジタル化された輪郭データから判定
して、暗→明に変化する点Paは下面の輪郭が捉えられ
ているため補正は不要である。また、明→暗に変化する
点Pbは上面の輪郭が捉えられているので、演算部23
は前述したような補正を行う必要がある。
【0028】一方、光軸25よりも右側にある穴3Bに
ついては、暗→明に変化する点Pcは上面の輪郭が捉え
られているため補正が不要となる。また、明→暗に変化
する点Pdは下面の輪郭が捉えられているので、前述し
たような補正を行う必要がある。
【0029】以上の結果から、板厚のある板金Wの穴3
等を透過光照明方式でカメラ5に取込んだ時の視差によ
る測定誤差を補正するので、高精度の画像処理を行うこ
とができる。
【0030】また、前述の実施の形態においては、画像
圧縮回路9を設け、ランレングス法により処理している
ため明暗の判別と輪郭の抽出が容易に実現でき、補正も
容易に行うことができる。
【0031】なお、この発明は前述の実施の形態に限定
されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他
の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の実施
の形態においては、ラインセンサカメラ5によりY方向
のみの補正を行ったが、エリアセンサカメラを用いて画
像処理を行う場合においても、同様の手法を用いてX
軸、Y軸の両軸方向の補正を行うことができる。また、
X軸方向にスキャンする場合にも使用できることは言う
までもない。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よる板金加工における画像処理方法では、板金に加工さ
れた穴を透過してきた照明光をカメラで撮像して、穴の
位置や大きさを測定する際に、カメラの光軸から離れた
位置に加工された穴等を測定する場合に板金の板厚とカ
メラのスキャン角度により生じる誤差を補正するので、
板金の板厚や加工される穴の位置がカメラの光軸から離
れた位置であっても高精度の画像処理を行うことができ
る。
【0033】請求項2の発明による板金加工における画
像処理方法では、撮像される穴の輪郭が板金の上面また
は下面と変化する場合があるので、上面の輪郭または下
面の輪郭に統一するように補正して測定を行うように補
正する。これにより、高精度の測定が可能になる。
【0034】請求項3の発明による板金加工における画
像処理装置では、板金の一方の側から当てられて加工さ
れた穴を透過してきた照明光をカメラで撮像し、撮像デ
ータをデジタル化して穴の位置や大きさ等を測定する際
に、カメラのスキャン角度と板金の板厚との関係で生じ
る誤差を、入力手段により入力されメモリに記憶されて
随時取出すことができる種々のデータおよび角度測定手
段により測定されたカメラのスキャン角度等に基づいて
演算部が補正値を算出して補正するので、板金の板厚や
加工される穴の位置がカメラの光軸から離れた位置であ
っても高精度の画像処理を行うことができる。
【0035】請求項4の発明による板金加工における画
像処理装置では、板金の一方の側から当てられて加工さ
れた穴を透過してきた照明光をカメラで撮像し、撮像デ
ータをデジタル化して穴の位置や大きさ等を測定する際
に、カメラの光軸中心から穴までの距離、カメラと板金
との距離、および板金の板厚との関係で生じる誤差を、
入力手段により入力されメモリに記憶されて随時取出す
ことができる種々のデータ等に基づいて演算部が補正値
を算出するので、板金の板厚や加工される穴の位置がカ
メラの光軸から離れた位置であっても高精度の画像処理
を行うことができる。
【0036】請求項5の発明による板金加工における画
像処理装置では、演算部はカメラで撮像されてデジタル
化された穴の輪郭データが、板金の上面または下面の一
方の側の輪郭を示すものとなるように、輪郭データを補
正するので、穴の位置や寸法が高精度で求められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる板金加工における画像処理装
置を示すブロック図である。
【図2】カメラのスキャン角度と板金の板厚の間系で生
じる誤差を示す説明図である。
【図3】カメラの光軸から離れた位置にある穴が実際に
見える状態を示す斜視図である。
【図4】この発明にかかる板金加工における画像処理方
法における補正を示す説明図である。
【図5】板金に対してカメラがある側から照明光を当て
て撮像する場合を示す斜視図である。
【図6】従来より一般的な透過光照明方式により撮像す
る状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 画像処理装置 3 穴 5 カメラ 7 二値化回路(デジタル化手段) 15 入力手段 19 角度測定手段 21 メモリ 23 演算部 W 板金 L 照明光 t 板厚 θ 視差

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 板金の一方の側から照明光を当て板金を
    透過してくる照明光をカメラで撮像して加工された穴の
    寸法や位置を測定する板金加工における画像処理方法に
    おいて、前記照明光をカメラで撮像し、撮像されたデー
    タをデジタル化し、前記穴がカメラの光軸に対して一方
    の側に位置する場合には前記デジタル化された穴の輪郭
    データを板金の板厚と視差に応じて補正すること、を特
    徴とする板金加工における画像処理方法。
  2. 【請求項2】 前記補正が、前記デジタル化された穴の
    輪郭データが板金の上面または下面の一方の面における
    ものとなるように補正するものであること、を特徴とす
    る請求項1 記載の板金加工における画像処理方法。
  3. 【請求項3】 X軸方向に相対的に移動する板金の一方
    の側から照明を当て、板金を透過してくる光をY軸方向
    に相対的にスキャンするカメラで撮像して加工された穴
    の寸法や位置を測定する板金加工における画像処理装置
    であって、必要なデータを入力するための入力手段と、
    前記入力手段により入力された前記板金の板厚や前記カ
    メラと板金との距離や測定する輪郭が板金の上面か下面
    か等のデータを随時使用可能に記憶しておくメモリと、
    前記カメラのY軸方向のスキャン角度を測定する角度測
    定手段と、前記カメラにて撮像されたデータをデジタル
    化するデジタル化手段と、前記メモリに記憶されている
    種々のデータおよび前記角度測定手段により測定された
    カメラのスキャン角度に基づいて前記穴の輪郭の補正値
    を算出する演算部と、を備えてなることを特徴とする板
    金加工における画像処理装置。
  4. 【請求項4】 板金の一方の側から照明を当て、板金を
    透過してくる光をカメラで撮像して加工された穴の寸法
    や位置を測定する板金加工における画像処理装置であっ
    て、必要なデータを入力するための入力手段と、前記入
    力手段により入力された前記板金の板厚や前記カメラと
    板金との距離や測定する輪郭が板金の上面か下面か等の
    データを随時使用可能に記憶しておくメモリと、前記カ
    メラにて撮像されたデータをデジタル化するデジタル化
    手段と、前記メモリに記憶されている種々のデータおよ
    び前記デジタル化手段によりデジタル化された撮像デー
    タからカメラの光軸中心と穴との距離を算出すると共に
    この距離およびカメラと板金の距離に基づいて前記穴の
    輪郭の補正値を算出する演算部と、を備えてなることを
    特徴とする板金加工における画像処理装置。
  5. 【請求項5】 前記演算部が、前記デジタル化された穴
    の輪郭データが板金の上面または下面の一方の面におけ
    るものとなるように補正するものであること、を特徴と
    する請求項3または4記載の板金加工における画像処理
    装置。
JP27005497A 1997-10-02 1997-10-02 板金加工における画像処理方法およびその装置 Pending JPH11104938A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101349501B1 (ko) * 2012-08-13 2014-01-09 한국해양과학기술원 영상장비를 이용한 실해역 해빙 두께 측정 시스템
CN109365877A (zh) * 2018-12-20 2019-02-22 长安大学 一种数控机床零件加工自动定位方法

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