JPS61114109A - 重量判定方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、野菜、果物等の物品の重量を、重量センサを
用いることなく非接触で判定する、重量判定方法に関す
る。

（従来技術とその問題点） 物品の重量は、重量センサにより検出されるのが一般で
ある。しかしながら、凹凸面を有する野菜等を冷凍した
まま、その重量を判定しようとする場合には、重量セン
サを用いることなく、非接触の状態で重量を判定したい
という要望がある。

従来、このような要望に効果的に対応できる重量判定方
法は開発されていなかった。また、物品の表面キズは目
視により判定していたが、個人差がある上、キズを見落
して不良品をそのまま出荷する場合がある等の問題があ
った。

（発明の目的） 本発明の目的は、被測定物の斜め」一方から格子状のス
リットパターンを投影し、そのスリットの被測定物上の
曲り具合より被測定物の各スリット位置の高さを演算し
、これに基づいて被゛測定物の重量を測定できるように
すると共に、被測定物に投影されたスリットパターンの
微分値を求めることにより、被測定物の表面キズの有無
を判定できるようにした、重量判定方法を提供すること
にある。

（発明の概要） 本発明の重量判定方法は、格子状のスリットパターンを
被測定物の斜め上方より投影して、当該投影面をテレビ
カメラにより撮影し、テレビカメラから取込まれた画像
より被測定物の各スリット位置の高さを演算して、これ
に基づいて被測定物の体積を求め、該体積に見かけ上の
比重を乗算して、被測定物の重量を測定すると共に、被
測定物に投影されたスリットパターンの微分値を求める
ことにより、被測定物の表面キズの有無を判定すること
を特徴とするものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図により説明する。

第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明による重量判定方
法の原理を説明する説明図である。第１図（ａ）に示す
ように、載置板Ｄ　Ｅ−にに載置された被測定物Ｑの４
二方には、テレビカメラＤを設置する。また、テレビカ
メラの光軸Ｚとθの角度で、投影器Ｐで投影されるスリ
ットＳのスリットパターン投影軸αを設定することによ
り、被測定物Ｑにスリットパターンを投影すると、テレ
ビカメラＤ側から見ると、スリット位置がｄだけずれて
見える。このスリット（縞模様）のずれｄを調べること
により、次式で被測定物Ｑの厚さく高さ）ｈが得られる
。

ｈ＝ｄ争ｔａｎ（π１２−θ）・・・・・・・・・（１
）これより、第１図（ｂ）のように、被測定物Ｑの上に
投影された各スリンＩ・のずれｄ１〜ｄ４から、各スリ
ットが載置台ＤＥ上に投影される部分（以下スリット位
置という）の被測定物の高さｈが求めるられる。これら
の高さから求まる小部分の角柱の体積の積算により、被
測定物の概算した擬似の体積が求められ、これに被測定
物の見かけ上の比重を乗算することにより、重量センサ
を用いることなく、被測定物の重量を測定することがで
きる。しかしながらこの重量判定方法では、各角柱の高
さは、各角柱に対して決められた１個のプロット点部分
の高さしか考慮していないので誤差が大きい。そこで本
発明においては、スリットＳを格子状に構成して、被測
定物上に投影されるスリットパターンを格子状とする。

そして、縦縞のスリットパターンに加えて横縞のスリッ
トパターンの偏位による情報から得られる角柱上面の傾
きを考慮して角柱の体積を算出する。

第２図（ａ）は、本発明の詳細な説明図で格子状のスリ
ットパターンを被測定物の斜め上方（Ｚ方向に対して０
度）より投影したときの、被測定物上でのスリットパタ
ーンの曲り具合を表わしたものである。この場合には、
縦、横のスリットの交点で囲まれたａ１〜ａｌｏのうち
、たとえば区画ａ６をみてみる。縦縞のプロット点をａ
６ｙにとると、縦縞の偏位量はｄａ６ｙである。縦縞の
偏位による情報から得られる区画８日を底面とする角柱
の高さｈ　ａＢ　ｙは、 ｈａ６ｙ　＝ｄａ６ｙ　ｅｔａｎ　（π／２−θ）・・
・（２） となる。また、横縞の偏位による情報から得られる区画
ａ６のＹ方向への傾きを考慮した区画ａ６を底面とする
部分の高さを求める。

すなわち、本発明においては、たとえば横縞のプロット
点を３点とし、これらをａＢ　Ｘ　１　　ｒ　ａＥ３Ｘ
２　＋　ａＢ　ｘ３とすると、横縞の偏位量はそれぞれ
ｄａＢ　Ｘｉ　　、ｄａ６ｘ２　、ｄａＢ　Ｘ３となる
。

そして、これらのプロット点でのそれぞれの高さは。

ｈａ６ｘｌ　＝ｄａ６ｘｌ　ｅｔａｎ　（ｗ／２−θ）
・・・（３） ｈａ６Ｘ２＝ｄａ６Ｘ２”ｊａｎ　（π／２−〇）・・
・（４） ｈａＢｘ５＝ｄａＢｘ５ｅｔａｎ（ｗ／２−θ）・・・
（５） となる。これらプロット点の情報より得られる高さの情
報を考慮した場合の体積模型を第２図（ｂ）に示す。こ
の図から分るように、縦縞と横縞から得られる偏位から
体積を求めると、第１図に示すような横縞状のスリット
を被測定物に投影して第２図（Ｃ）に示すように１区画
内を１角柱とみなして体積を求めるよりもより正確に被
測定物の重量を判定することができる。

本発明においては、さらにテレビカメラＤにて撮影され
たスリットパターンのデータを後述の装置にて一定のサ
ンプリング周期で微分する。この微分値は、前回の微分
値と比較される。これらの差分が一定値以内であれば被
測定物の表面にキズなしと判定する。第２図（ａ）にお
いて、被測定物の表面にキズｂｒがあり、スリットパタ
ーンのデータが不連続となりこれらの差分が一定値を越
えれば被測定物の表面に有害なキズありと判定する。な
お、この実施例はｙ軸方向のスリットパターンのみを微
分して、キズのも無を判定しているが、これを、たとえ
ばＸ方向のみまたはＸ　＋　’／両軸方向に対してキズ
の有無を判定してもよいことは勿論の事である。

第３図は、本発明により、被測定物の重量を判定するた
めの装置の概略のブロック図である。図において、載置
板ＤＥＪ−にｔ置された被測定物Ｑの剥め上方にスリッ
ト投影器Ｃを設け、被測定物Ｑ−Ｊ二に投影されるスリ
ットパターンを、被測定物Ｑの上方に設置したテレビカ
メラＤにより撮影し、画像をモニタテレビＥと、Ａ／Ｄ
コンバータＦに取込む、Ａ／ＤコンバータＦは１例えば
８ビットの２５６Ｘ２５６の画素としての画像に交換し
、これを画像用メモリＧに記憶させる。画像用メモリＧ
は、パスラインＮを介して、フロッピィデスクＨ１主メ
モリ■、プリンタＪ、ＣＲＴＫ、キーボードＬ等のハー
ドウェアと共にＣＰＵＭに接続される。ＣＰＵＭは、第
４図で説明する処理を行ない被測定物の重量と表面キズ
の有無を判定する。

第４図は、本発明の処理手順を説明するフローチャート
である。次に、このフローチャートについて説明する。

（１）被測定物に投影された格子状のスリットパターン
を撮影したテレビカメラによる画像は、ビクセル（ｐｉ
ｘｅｌ）単位での大きさしかわからないので、実空間に
おける大きさは予め単位の較正ｔしておく必要がある。

ステップＡＩでは、画像におけるビクセル値がＣｍ単位
ではどれだけの値に相当するかを求める処理を行なう、
このために、例えば直ｇ　Ａ　ｃ　ｍの白い紙をテレビ
カメラで撮影し、その画像を取込むことで、Ａｃｍの画
像がピクセル値ではどれだけになるかを求め、これより
Ｂｃｍ’相当のビクセル数を計算する。この結果をステ
ップＡ５で説明する被測定物のｃ　ｍ’単位への変換に
用いる。（−例として、Ａ＝８ｃｍ、Ｂ＝５１２ｃｍ”
とする） （２）被測定物上のスリット高さを求めるための基準点
として、スリットの各原点位置を記憶させる（ステップ
Ａ２）。

（３）被測定物に投影されたスリットのずれ（縞模様）
を、Ｘ方向、Ｘ方向とも測定し、これらのデータにより
スリットが投影されている位置の高さを（２）〜（５）
式により演算する（ステップＡ５）。

（４）縞模様の微分をとり、微分値が不連続の場合には
、被測定物の表面にキズがあるものと判断する（ステッ
プＡ４）。

（５）　　被測定物上のスリット投影面はテレビカメラ
により撮影され、ビクセル単位の画像が得られる。被測
定物の上部半分の体積は、各ビクセル位置の高さの和と
して求める（ステップＡ５）。即ち、各ビクセル幅の積
分値により体積が求められる。

（８）画像より得られた体積はビクセル単位であるため
、これを実空間のＣ［Ｊ単位に換算する（ステップＡｓ
）。これには、ステップＡ１で求めた較正値を利用し、
例えば、ステップＡ４で得られたビクセル単位の体積を
、５１２　ｃｔ＋ｆ相当のビクセル数で除算し、更にこ
れを５１２倍することによりｃ　ｍ”単位の体積を求め
る。

（７）スリットパターンの投影は、被測定物の、Ｌ方か
らのみ行なっているので、被測定物の下部の形状につい
ては上部の形状と同一とみなして、全体の体積値の補正
を行なう（ステップＡ７）。

（８）全体の体積に、被測定物の見かけ上の比重を乗算
して重量に換算する（ステップＡ日）。

（９）得られた重量値をＣＲＴやプリンタ等に出力する
（ステップＡ９）。

（１０）次の被測定物の処理があるかどうかをチェック
しくステップＡ＋ｏ）、次の処理がある場合には、ステ
ップＡ５〜Ａ９の処理を繰返す。

（発明の効果） 以に説明したように、本発明によれば、被測定物に格子
状のスリットパターンを投影し、そのスリシトの被測定
物にの曲り具合により被測定物の各スリ７Ｉ・位置の高
さを演算し、これに基づいて被測定物の重量を測定して
いるので、重量センサを用いることなく非接触で被測定
物の重量を判定することができる。また、被測定物上に
投影されたスリットパターンの微分１ｆｌをとることに
より、被測定物の表面キズの有無を社接触で判定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は、本発明の基本原理の説明図、
第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は、本発明の詳細な説明
図、第３図は、本発明を実施するための装置の概略のブ
ロック図、第４図は、本発明のフローチャートである。 Ｑ・・・被測定物、Ｃ・・・スリット投影器、Ｄ・・・
テレビカメラ、ＤＥ・・・載置台、Ｅ・・・モニタテレ
ビ、Ｆ・・・Ａ／Ｄコンバータ、Ｇ・・・画像用メモリ
、Ｈ・・・フロッピーディスク、■・・・主メモリ、Ｊ
・・・プリンタ、Ｋ・・・ＣＲＴ、Ｌ・・・キーボード
、Ｍ・・・ＣＰＵ、Ｎ・・・パスライン 特許出願人　　株式会社　　石田衡器製作所代　　理　
　人　　　弁　　理　　士　　　　　辻　　　　　實−
５ζ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）格子状のスリットパターンを被測定物の斜め上方
   より投影して、当該投影面をテレビカメラにより撮影し
   、テレビカメラから取込まれた画像より被測定物の各ス
   リット位置の高さを演算して、これに基づいて被測定物
   の体積を求め、該体積に見かけ上の比重を乗算して、被
   測定物の重量を測定すると共に、被測定物に投影された
   スリットパターンの微分値を求める手段と、該微分値の
   不連続を検知する手段とを有し該微分値の不連続値の有
   無により被測定物の表面キズの有無を判定することを特
   徴とする重量判定方法。