JPS59198307A - 棒状物体の追跡判定方法 - Google Patents

棒状物体の追跡判定方法

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JPS59198307A
JPS59198307A JP7446483A JP7446483A JPS59198307A JP S59198307 A JPS59198307 A JP S59198307A JP 7446483 A JP7446483 A JP 7446483A JP 7446483 A JP7446483 A JP 7446483A JP S59198307 A JPS59198307 A JP S59198307A
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JP
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JP7446483A
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Yuji Watanabe
裕司 渡辺
Toshiaki Kondo
利昭 近藤
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は棒状物体の追跡判定方法に関する。
従来、テレビカメラなどの撮像装置を用いて作業対象物
体を検出する方法としては、例えば撮像装置からの画像
データを2値化することにより明暗度が急変する作業対
象物体の輪郭を求め、これにより適正な作業対象物体を
検出するようにしたものがある。
しかし、この方法は、光学的環境が良く、良質の2値化
画像を得ることが比較的容易であり、かつ作業対象物体
がそれぞれ独立して存在している場合には実用可能であ
るが、光学的環境が悪い場合には、前処理として背景や
ノイズを除去して良質な画像にする必要があり、才だ良
質な画像を得ることができても、第1図に示すように作
業対象物体(丸棒)1がそれぞれ接触したり重なった状
態では、2値化による丸棒1の輪郭抽出が困難で、適正
な丸棒(この場合、ハンドリングロボントによるハンド
リング可能な上部に丸棒が重なっていない丸棒1a、I
b)の検出ができない。
状の作業対象物体を、光学的悪環境下であっても、また
は棒状物体が相互に接触したり重なって散在している状
態であっても棒状物体を検出し、適正な棒状物体の存在
を判定することができる棒状物体の追跡判定方法を提供
することを目的とする。
この発明によれば、棒状物体の横断方向における所定数
の画素の明暗度を示す標準パターンを予め準備し、前記
棒状物体が存在する所定の視野の画像データから前記所
定数の画素の明暗パターンをX方向に1画素づつシフト
しながら順次抽出し、該明暗パターンと前記標準パター
ンとに基づいて棒状物体の横断時を検出し、その後前記
横断検出位置を基準位置としてY方向に棒状物体の横断
面を追跡探索する。この追跡探索の際には、X方向が前
記基準位置と同じ位置および正負に1画素分ずれた位置
における3つの明暗パターンのうち最も標準パターンに
近似するものを選択し、この選択した明暗パターンが棒
状物体の横断面に対応するものか否かを判別し、棒状物
体の横断面に対応するときにはその明暗パターンの位置
を基準位置として上記棒状物体の横断面を引き続き追跡
探索する。そして、前記選択した8JJ暗パターンが棒
状物体の横断面に対応しないとき追跡を終了し、その追
跡距離が棒状物体の所定区間長に対応するとき適正な棒
状物体が存在すると判定するようにしている。
以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。
第2図は本発明による棒状物体の追跡判定方法を実施す
るための装置の一例を示す概略構成図である。同図にお
いて、IjVカメラ10は、第1爾に示すように工場の
床面等に散在する丸棒1を所定の視野で撮像し、その入
力画像の明暗信号を含むビデオ・コンポジット信号を同
期分離回路11およびA/D変換器12に出力する。同
期分離回路11は入力するビデオ・コンポジット信号か
ら同期信号を分離し、この同期信号に基づいてランダム
・アクセス・メモリ・アレイ(RAMアレイ)■3のア
ドレスを指定し、A/D変換器12は入力するビデオ・
コンポジット信号の明暗信号を明暗状態が16階調の画
像データに変換し、これを前記指定したアドレス位置に
書き込む。このようにしてRAMアレイ13には、例え
ば第3図に示すように256×256の記憶エリアに1
画面分のデータか保存される。
一方、メモリ14は丸棒1(第1図)の画像データであ
って、その横断方向における所定数の画素(この場合、
11の画素)の明暗度を示す凸状の標準パターンを予め
記憶している。
次に、中央処理装置(CPU)15は、RAMアレイ1
3中の画像データに基づいて画像処理を行なう。この処
理手順を第4図に示すフローチャートに従って説明する
まず、第3図に示すようにRA R1アレイ13のY方
向の成る位置YnからX方向に連続する11個のアドレ
ス位置から11個の画素の画像データ群である明暗パタ
ーンを抽出する。この明暗パターンとメモリ14に予め
記憶した標準パターンとの比較により、該明暗パターン
が丸棒1の横断時の明暗パターンであるか否かを判別す
る。そして、横断時の明暗パターンでないとき?こけ、
X方向に1画素分ずれた11個のアドレス位置から再び
明暗パターンを描出し、上記判別を実行する。このよう
にして、X方向にRAMアレイ13をスキャンし、丸棒
工(丸棒lの横断時)を探索する(第4図の処理20)
次に、丸棒1の横断時を検出したときの11個のアドレ
ス位置の中央位置(”s r Ys )を丸棒1の追跡
スタート位置として記憶し、また、この追跡スタート位
置からの追跡方向をFUDに2を記入することにより下
方向(正のY方向)屹指定しく準備21)、このスター
ト位置(Xs r Ys )を基準位置(X rrl、
Y n )とする(準備22)。
続いて、基準位置(x、、、yn)をY方向の正側に1
画素分ずらしく処理23)、ずらした基準位置を中心に
してX方向に連続する13個のアドレス位置(Xm−5
* Yn ) 〜(Xm+e y Yn )から画像デ
ータDAT(−6)〜DAT (5)を抽出する(処理
24)。そして、DAT(−6)〜DAT(4)、DA
T(−5)〜DAT (5)およびDAT(−4)〜D
AT(6)の3つの明暗パターン別に標準パターンとの
近似度を示す評価値H(−1) 、I((0) ’;H
(1)を求める(処理25)。なお、上記3つの明暗パ
ターンは、各明暗パターンの中央位置におけるX方向の
アドレス位置が、それぞれ前記基準位置よりも負側に1
画素分、0画素分、正側に1画素分ずれたものである。
次に、処理25で求めた3つの評価値H(−1) 。
H(0)、H(1)のうち、最大評価値H(P)を求め
(処理26)、その評価値H(P)が丸棒1の横断を示
す値であるか否かを判別する(判断27)。
評価値H(P)が丸棒1の横断を示す値の場合には、m
にX方向のシフト量P(=−4,0,または1)を加算
しく処理28)、判断29を介して再び処理nの内容を
実行し、このようにして得たm。
nを有するアドレス位置(Xm + Yn )を新たな
基準位置として上記処理24 、25 、26の内容を
実行する。なお、判断29は追跡方向が下方向か否かを
判断するもので、この場合は処理23へのフローライン
を選択する。
この・ようにして、丸棒1の横断を追跡していくため、
丸棒1がY方向から最大45度の角度をもって傾斜して
いても丸棒Iの横断を追跡することができる。
いま、丸棒1の一端まで追跡が完了し、判断27におい
て評価値H(P)が丸棒1の横断を示す値でないと判断
されると、判断30を介して前回の基準位置(XmrY
n−t)を丸棒1の一端のアドレス位置(Xi、Yt)
として記憶する(処理31)。
次lと、FUDに1を記入することにより丸棒1の追跡
方向を上方向(負のY方向)に指定しく準備32)、ま
たスタート位置(Xs 、Ys)を再度基準位置(Xm
、Yn)とする(準備33)。
続いて、基準位置(Xm、Yn)をY方向の負側に11
素分ずらしく処理34)、ずらした基準位置に基づいて
前述した処理24 、25 、26を実行し、判断27
によりその最大評価値H,(P)が丸棒1の横断を示す
値であるか否かを判別する。
評価値H(P)が丸棒1の横断を示す値の場合ζこは、
mにX方向にシフト量P(=−1,0,または1)を加
算しく処理28)、判断29を介して再び処理34の内
容を実行し、このようにして得たm。
nを有するアドレス位! (Xm t Yn )を新た
な基準位置として上記処理24 、25 、26の内容
を実行する。
ここで、丸棒1の他端まで追跡が完了し、判断27にお
いて評価値H(P)が丸棒1の横断を示す値でないと判
断されると、判断30を介して前回の基準位置(Xm 
+ Yn −4−t )を丸棒1の他端のアドレス位置
(Xb、Yb)として記憶する(処理35)。
なお、丸棒の追跡軌跡は参考図の写真に示すようになる
このようにして、丸棒1の両端のアドレス位置(Xt、
Yt)および(Xb、Yb)が求められると、この2位
置間の距離を算出しく処理36)、算出した距11Ds
が丸棒1の固有の長さに対応する距離りと一致するか否
かを判別する(判断37)。
距離DSが距離りと一致したときには、適正な丸棒1が
存在していると判定し、丸棒10重心位置(xg、yg
)および丸棒1の傾斜角θを算出しく処理38)、出力
39から前記算出した重心位置(Xg、Yg)および傾
斜角θを示すて一夕を出力して一連の画像処理が終了す
る。
一方、距離DSが距離りと一致しないときには、適正な
丸棒1ではないと判定し、出力39から不適格を示す信
号を出力して一連の画像処理が終了する。なお、距離D
Sが距離りと一致しない場合としては、X方向にスキャ
ンして丸棒を探索しているときノイズによって丸棒の横
断時を誤検出してY方向に追跡したとき、丸棒か45度
よりも傾斜しているとき、および丸棒の上に他の丸棒が
重なっているとき等がある。したがって、不適格を示す
信号が出力されたときには、前述したスタート位置(X
s、Ys)から再度X方向にスキャンして丸棒を探索し
、またはITVカメラ10を所定角度だけ回転して入力
画像を変更したのち上記と同様の処理を行なえばよい。
また、出力39からの丸棒の重心位置(Xg、Yg)お
よび傾斜角θを示すデータは、例えばハンドリングロボ
ットに加えられる。ハンドリングロボットはこの入力デ
ータに基づいて丸棒を的確に把持することができる。
なお、本実施例では対象物体として丸棒を用いたが、こ
れに限らず、六角柱のような棒状物体でもよく、更には
棒状物体の一端または両端にピンヘッドを有するもので
もよい。要は、所定の長さの間断面形状が一様な棒状物
体であればいかなるものでもよい。
以上説明したように本発明によれば、棒状物体の横断位
置から該棒状物体の長手方向に棒状物体を追跡探索する
ことができる。また、この追跡探索距離が棒状物体の所
定区間長に対応するとき適正な棒状物体が存在すると判
定するため、光学的環境が悪く、または棒状物体が接触
したり重なって散在している状態であっても的確な判定
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は丸棒の平面図、第2図は本発明による棒状物体
の追跡判定方法を実施するための装置の一例を示す概略
構成図、第3図は第2図のRAMアレイの記憶エリア−
と該エリアに記憶される画像データの一例を示す平面図
、第4図は本発明にかかわる画像処理の一例を説明する
ために用いたフローチャートである。 1・・丸棒、10・ITVカメラ、11・・同期分離回
路、12・・A/D変換器、13・・RAMアレイ、1
4・メモリ、15・中央処理装置(CPU)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所定区間長の断面形状が一様な棒状物体の画像データで
    あって、該棒状物体の横断方向における所定数の画素の
    明暗度を示す標準パターンを予め準備し、前記棒状物体
    が存在する所定の視野の画像データからX方向に連続す
    る所定数の画素の明暗パターンを舟舟、X方向に1画素
    づつシフトしながら順次抽出し、該明暗パターンと前記
    標準パターンとに基づいて前記棒状物体の横断時を検出
    し、その後肢横断検出位置を基準位置としてY方向の正
    側に1画素分ずれ、かつX方向の位置が前記基準位置よ
    りも負側に1画素分ずれた位置、前記基準位置と同じ位
    置、および前記基準位置よりも正側に1画素分ずれた位
    置lこかかわる所定数の画素の3つの明暗パターンを抽
    出し、該3つの明暗パターンのうち最も前記標準パター
    ンに近似する明暗パターンを選択するとともに、選択し
    た明暗パターンと前記標準パターンとに基づいて該明暗
    パターンが前記棒状物体の横断時の明暗パターンである
    か否かを判別し、横断時の明暗パターンであるときには
    該選択した明暗パターンの位置を新たな基準位置として
    前記3つの明暗パターンを抽出するとともに前記判別を
    繰り返し実行し、横断時の明暗パターンでないときには
    その明暗パターンの基準位量を記憶し、ついで前記横断
    検出位置を基準位置としてY方向の負側について上記Y
    方向の正側における処理と同様の処理を実行し、前記棒
    状物体の横断時の明暗パターンでなくなったときの基準
    位置を記憶し、上記記憶した2つの基準位置間の距離を
    求め、この距離が前記棒状物体の所定区間長音こ対応す
    るとき適正な棒状物体が存在すると判定する棒状物体の
    追跡判定方法。
JP7446483A 1983-04-11 1983-04-27 棒状物体の追跡判定方法 Granted JPS59198307A (ja)

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JP7446483A JPS59198307A (ja) 1983-04-27 1983-04-27 棒状物体の追跡判定方法
DE8888111211T DE3485604D1 (de) 1983-04-11 1984-04-09 Verfahren zum identifizieren von objekten.
EP84103973A EP0124789B1 (en) 1983-04-11 1984-04-09 Method of identifying objects
EP88111211A EP0297627B1 (en) 1983-04-11 1984-04-09 Method of identifying objects
US06/598,379 US4747148A (en) 1983-04-11 1984-04-09 Method of identifying objects
DE8484103973T DE3481144D1 (de) 1983-04-11 1984-04-09 Verfahren zum identifizieren von objekten.

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JPH041282B2 JPH041282B2 (ja) 1992-01-10

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63163976A (ja) * 1986-12-26 1988-07-07 Toyota Motor Corp 物体の認識方法
US5446835A (en) * 1991-10-30 1995-08-29 Nippondenso Co., Ltd. High-speed picking system for stacked parts

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63163976A (ja) * 1986-12-26 1988-07-07 Toyota Motor Corp 物体の認識方法
US5446835A (en) * 1991-10-30 1995-08-29 Nippondenso Co., Ltd. High-speed picking system for stacked parts

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