JPS622105A

JPS622105A - 形状認識方法

Info

Publication number: JPS622105A
Application number: JP60140349A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sugiyama; 椙山　繁; Masaaki Nakajima; 正明中島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1987-01-08

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】〔発明の利用分野〕本発明は、圧延された鋼板の形状や、車体の仕上げ面の
形状を認識する装置に係り１％に認識精度を要する場合
と、認識速度を要する場合に好適な、形状認識方法に関
する。

〔発明の背景〕

従来、圧延された鋼板の形状や、車体の仕上げ面の形状
を認識する装置には、第２図に示すように、鋼板７の移
動方向ｙに対して鋼板７に光源４及びミラー５により並
行光線３を作り、格子スリット８全通してスポット光６
を当て、このスポット光６を視覚入力装置１によりとら
え、処理装置２により処理する装置、あるいは、第４図
に示すように棒状光源１１により鋼板７に写し出された
軌跡１２を視覚入力装置１により入力し、その入力信号
を処理装置２により処理する装置などがある。

前者の装置は、視覚入力装置１によって得られた像を物
体とみなし、その位置を求めることＫよる。例えば第２
図で入方向より見たスポット光６と鋼板７との位置関係
を第３図で考える。第３図において、並行光線３のスポ
ット光６の鋼板７による位置は、基準面１０上の理想位
置との偏差りで与えられる。従って各スポット光６によ
るＤをトレースすることにより、近似面９が得られる。

この場合、スポット光６の間隔の鋼板の形状変化は認識
することが出来ず、直線で近似する以外に方法がなく、
精度が低下するという欠点がある。

又、第２図におけるｙ方向すなわち鋼板７の移動方向の
鋼板７の形状に関しては、認識することが不可能であり
、平板（理想面）としてとらえることしか出来ない。

後者の装置は、視覚入力装置１によって得られる像１３
は第５図の如くカリ、特に軌跡１２の像は、軌跡像１４
の如く与える。いま、視覚入力装置１が一画面像を入力
するのに必要な時間をＴとすると、Ｔの間に４〜口まで
入力され、このとき軌跡像１４を１本書ることが出来る
。さらに処理装置２が軌跡像１４を処理する時間をｔと
すると。

鋼板７の移動速度がＶのとき、軌跡１２を１本処理する
間にＸ＝　（Ｔ＋ｔ　）Ｘｖだけ、鋼板７が移動することになる。従って、Ｘよシ検
出分解能を上げることは不可能となる。

このように前者の装置は、十分な精度が得られず、後者
の装置は、一画面の入力で、軌跡１本しか得られない為
、鋼板７の移動方向に対して１分解能が低下するという
欠点がある。

またこの種の形状検出手段には「塑性と加工」Ｖｏｌ、
２０．４２１７（１９７９−２）　＠″板板材延延ニオ
る形状検出器の特徴とその活用状況“や、特公昭５９−
４９５２３号「物体形状測定方法」などがある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前述のような欠点をなくシモ鋼板の形
状や、車体の仕上げ面などの形状を高精度で認識し、か
つ相対的に高精度の認識を行なう。

形状認識方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本装置は、視覚入力装置の平面処理性を利用し。

多数のスポット光を少なくとも４方向から照射すること
により、得られた各スポット光の像をとらえ、一画面全
体の像をセグメ′ンテーショ／回路と呼ばれる領域番号
付は回路を用い両津入力と同時に処理する。

従って、スポット光を１方向のみから照射する装置に比
べ１ｇ識精度が向上すると同時に、鋼板の移動方向の形
状についても、認識することが出来る。又、スポット光
の位置ずれＫよって形状を認識するため、理想的な形状
との偏差をある種のパラメータ（例えばスポット光に囲
まれた面積。

Ｘ方向、ｙ方向のスポット光の長さの比、スポット光に
囲まれた図形の重心）で規格化し形状制御装置の制御信
号としていることに特徴がある。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明の実施例の装置構成図を示す。

鋼板７は１図中矢印ＡＲの方向に移動するものとする。

点光源４によ多発光され次光は、ミラー５によって並行
光線３となシ、格子スリット８を通過する。格子スリッ
ト８を通過した並行光線３は。

スポット光６となシ、−板７に映し出される。スポット
光６は、鋼板７の表面で乱反射し、その反射光の中で特
定のものが視覚入力装置１に入力される。視覚入力装置
１で入力された光信号は、処理装置２によって処理され
る。４方向から照射されたスポット光６は、理想面１６
で正方形を描くようにセツティングされている。第６図
に視覚入力装置ＩＫよって得られる理想面１６の像１５
を示す。スポット像１５は、正方形を描いて規則正しく
並んでいる。視覚入力装［１が一画面を入力する間に、
第６図のイ→口の順にスポット像１５を得る。理想面１
６は、基準面１０からある一定の高さく厚さ）を持つ面
である。

次に第７図に、第６図のスポット像の輝度レペルを２値
化した場合の像の詳細を示す。第７図において画素に便
宜上アトＶスを付加すると、ある画素の輝度レベルがあ
らかじめ設定された閾値より大であれば２値信号１．小
であれば２値信号０をあてる。第７図の如く、全画素を
２値化した２値画像が得られる。スポット像の画素は、
他の両津と輝度が大巾に異なる為、第７図の如く、境界
がはっきりした２値画像が得られることになる。

ここで第７図の２値画像に、第８図のアルゴリズムを適
用処理する。すなわち第８図において。

６個の隣接画素のうち、下列中の画素を注目画素とし、
注目画素に番号付けする。この領域番号付けをセグメン
テーションと呼ぶことにする。セグメンテーションには
、第８図に示す■、■、＠のパターンが考えられ、それ
ぞれ。

■・・・・・・新番号を付けるパターン■・・・・・・
下列左の番号■を付けるパターン◎・・・・・・上列中
の番号Ｍを付けるパターンである。

■、■、■のパターンに対応する画素の１，０値号が第
８図に示されている。このセグメンテーションにより、
第７図の像が番号付けされた結果を第９図に示す。第９
図において１番号１よシ開始されたセグメンテーショ／
は、各スボツ１１５毎に番号付けされる（この時の順序
は、視覚入力装置１のスキャニング方式により、座標（
０゜“０．）より０≦Ｘ≦２５５．０≦ｙ≦２３９の間
となる。）。第９図の集合、スポット像１５の＠１”の
大きさｆｔ３Ｘ３画素、４つのスポット像で囲まれる図
形が正方形となるように配列されている。

以上のようにしてスポット像１５の番号付けは。

視覚入力装置１が一画面入力す゛る間に終了させること
が出来る。

第１０図に鋼板７による並行光線３の反射■と、理想面
１６による反射■を示す。理想面１６によるスポット像
１５は第１１図においてｓ　ａｔ　　ｂｔｃ、　　ｄで
あり、鋼板７によるスポット像１５は。

ａ′、ｂ′、Ｃ′、ｄ′である。第３図に示す従来方式
の近似面９は、第１０図に示す近似面９の鎖線であり、
本発明による近似面９は、一点鎖線である。

第１１図により、彫状認識の方法を説明する。

先に述べ友ように、理想面１６によるスポット像１５は
＠　　ａｌ　　ｂ、　　ｃ、　　ｄであり、鋼板７によ
るスマット像１５Ｈａ’、ｂ’、Ｃ’、ｄ’である。

乍に述ぺ九セグメンテーショ／によ！り　ａｅ　　ｂｙ
　　Ｃｔｄが番号付けされ、そのデータよシ、それぞれ
の重心ａ（Ｘｏ　１＊　ｇｒｏ　）　ｉｂ（ｇｇｏｓ　Ｙｏ　
ｓ　）Ｃ（Ｘｏ　ｊ≧、　ｇｙｏ　　）　　；　ｄ　（
ｇｘｏ　＊　　Ｙｏ　ｌ　　）が求まる（ここでａ（ｘ
、ｙ）は座標を示す。）。

従ってこの情報よシ、理想的なスポット像により得られ
る図形ａ　−ｂ　−ｃ　−ｄの重心Ｇｏ　（ｇｚ　ｏ　
。

ｇｙｏ）及び対角線の長さＤｏ＝Ｘｏ＊　　ｘｏｌ＝ｙＯ雪−Ｖａｔ及び面積及び対角線の長さの比が求まる。

理想面の情報は、あらかじめ得ておくものであり、事前
に一度得るだけで、実際の形状認識時はデータとして用
いるだけである。

次に実際の嘲板７により得られたスポット像ａ’、ｂ’
、ｃ’、ｄ’について検討する。先と同様にしてそれぞ
れの重心 ”　（”ｌ　ｌ　ｅ　ｇｙｏ　）　；”　（ｇｇｏｓ　
Ｙｔ　１　）Ｃ’　（Ｘｏ　ｓｅ　ｇｙｏ　）　：ｄ’
　（ｇｇｏｔ　Ｙｔ　ｔ　）が求°まる。従ってこの情
報よ９１図形ａ′−ｂ′−Ｃ／、ｄ１の重心Ｇ凰　（ｇ冨ｔｐｇｙｓ）及び対角線の長さＤｌｌ　１　　：Ｘｉ　　２　　　’ｘｌ　　ＩＤＦ　
ｔ　　＝３’鳳　雪　−ｙ鳳　ｌ及び面積及び対角線の長さの比が求まる。

よってこれらのパラメータと理想的な値との比較により
、鋼板７の形状を認識することが出来る。

■　面積の比較面積Ｓは鋼板７の全体的な厚さ及び凹、凸を示している
。従って次のことが言える。

Ｓ、Ａｌ８ｏ・・・・・・理想面に近いＳ　ｌ＞＞　Ｓ
　ｏ・・・・・・厚（凸）Ｓ　ｌ＜＜　Ｓ　Ｏ・・・・
・・薄（凹）■　対角線の長さの比の比較対角線の長さの比には＋　ＸＨＹ方向の厚さの比較であ
り、Ｘ方向、ｙ方向の張力及び圧力の制御パラメータと
なる。

ｋｌ〜１・・・・・・均等ｋＩ）１・・・・・・Ｘ方向退陣ｋＩ（１・・・・・・ｙ方向退陣 ■　重心位置の比較重心位置のずれは、全体の変形を示している。

重心位置のずれをベクトルとして表わすとＲ＝（ｇ、１
−ｇ冨０＋　　ｇｙｌ　　　ｇｙｏ）となり。

Ｒ−，０・・・・・・良Ｒ＞＞０・・・・・・変形（張力制御のずれ）を示すこ
とになる。

以上の如く各パラメータを用いて、鋼板７の形状を検出
することができる。

第１２図に１本発明により鋼板７の形状を認識した例を
示す。図の如く各スポット像による４角形が各ボイ／ト
によって異なっており、全体として鋼板７が均一でない
事がわかる。

今、第７図の如く、スポット像を３×３画素とし、１ポ
イント４スポツトを１９Ｘ１９＋ｌｉｉ素とすると、２
５６Ｘ２４０画素の一画面において１３×１２ポイント
の検出が可能である。これは、第４図の装置に対して１
２倍の情報量があり１時間的にｕ、１／１２の処理時間
と言うことが出来る。

なお前記実施例は四方向からの点光源の投射について述
べたが、少なくとも三方向からの投射を行えばよい。ま
九形状認識の精度を向上させるためにはさらに多方向か
らの投射をおこなうことが望ましい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、セグメンテーショ／により高速高精度
の形状認識が可能となる。

【図面の簡単な説明】

？４１図実施例の装置構成図、第２図〜第５図は従来技
術の説明図、第６図は実施例のスポット像全体図、第７
図Ｆｉ２値画像図、第８図はセグメンテーションパター
ン図、第９図はスポット像のセグメンテーショｙ図、第
１０図はスポット像の入力図、第１１図はスポット像に
よるパラメータ算出説明図、第１２図はスポットの全体
図をそれぞれ示す。１・・・視覚入力装置、２・・・処理装置、３・・・並
行光線。４・・・光源、５・・・ミラー、６・・・スポット光、
７・・・鋼板、８・・・格子スリット、９・・・近似面
、１０・・・基準面、１１・・・棒状光源、１２・・・
軌跡、１３・・・像。１４・・・軌跡像、１５・・・スポット像、１６・・・
理想面。

Claims

【特許請求の範囲】１、物体の像を入力する視覚入力装置と並行スポット光
を発生するための点光源、ミラー、及び格子マスクとか
ら成る光源手段と、該入力装置により入力されたデータを処理する処理装置
とを有し板形状の認識をおこなう形状認識方法において
、該光源手段を少なくとも３個有し形状認識対象面に対し
あらかじめ定められた方向から同時に並列光源を投射し
、該投射によるあらかじめ定められた方向への反射画像を
該視覚入力装置により検出し、該板の特定点に対する少なくとも３つの反射点を結んで
得られる閉平面の重心位置と該板の基準形状面に対する
閉平面の重心位置との偏差を演算し、該計算された偏差信号により該基準形状に対する板形状
の認識をおこなうことを特徴とする形状認識方法。２、前記特許請求の範囲第１項記載において、該反射点
を結んで得られる閉平面の面積を求め、基準形状におけ
る閉面面積との偏差により板形状の認識をおこなうこと
を特徴とする形状認識方法。