JPS6249585A - 画像入力装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、物体の位置検出や物体の形状検査あるいは物
体の識別等の処理を行なう画像処理装置に用いて好適な
画像入力装置に関する。

Ｂ０発明の背景 第７図および第８図は従来の画像入力装置を示し、第７
図は、被検査物体ｌを照明装置２で照明し、工業用テレ
ビカメラ３で被検査物体ｌを直接撮影して画像を入力す
るものである。第８図は、光を透過する半透明のアクリ
ル樹脂製のａ置板４−Ｌに被検査物体ｌを載置し、下方
から照明装置２で照明する。照明は載置板４を通過して
散乱され、被検査物体ｌの背景が明るくなり、照明が遮
断される被検査物体ｌの表面は暗くなる。これを工業用
テレビカメラ３で直接撮影して画像を入力する。この場
合第７図に比べてコントラストの強い画像が得られる。

以上述べた画像入力装置では、被検査物体ｌの」三方に
工業用テレビカメラ３が置かれているので、被検査物体
１をロボット（不図示）でハンドリングして検査する場
合には照明光がロボットのアーム等で遮られてしまい好
ましくない。

そこで、ロボットで被検査物体ｌをハンドリングする場
合には、従来、第９図に示すように、ロボット６のアー
ム６ａでハンドリングされた被検査物体１の下方に照明
装２１２を配置し、被検査物体１の下方から照明して工
業用テレビカメラ３で被検査物体ｌの画像を取込むよう
にしている。すなわち、積層されている被検査物体ｌを
ロボット７−ム６ａでハンドリングして工業用テレヒカ
メラ３の上方まで被検査物体ｌを移動させて工業用テレ
ビカメラ３でその画像を取込む。

Ｃ０発明が解決しようとしている問題点しかしながら、
第９図の画像入力装置ではロボット６よりも上方に設け
られた別の照明や明り取り用の窓があったり、あるいは
またロボット６のそばで溶接作業が行なわれると、それ
らの外乱光ＥＬにより背景の明るさが変化してしまい、
安定した画像を得ることが難しい。また、第７図〜第９
図に示した画像入力装置では被検査物体ｌを工業用テレ
ビカメラ３で直接撮影するため、被検査物体ｌの表面が
錆ついていたり、傷がついて光る部分がある場合には、
その部分の画像信号のレベルが他の部分と異なり正確な
画像情報が得られないことがある。

Ｄ０問題点を解決するための手段 本発明は、表面に被検査物体が載置される半透明または
不透明の光透過性の載置板と、載置板上の被検査物体を
載置板表面側から照射する照明用光源と、照射された光
により載置板の裏面に現われた被検査物体の影を被写体
像として取込む撮影手段とを具備する。

８９作用 照明装置の光により載置板の裏面に被検査物体の影がで
きる。その影を被写体像として工業用テレビカメラ等の
撮影手段で取込んで画像を入力する。

なお、本明細書を通じて、半透明または不透明の光透過
性の載置板とは、載置板に物体を載せその物体に照明を
あてた場合に、ａ置板の裏面に物体の影ができるあらゆ
る材質の載置板を含む概念で用いる。

Ｆ、実施例 一第１の実施例− 第１図を参照して本発明の第１の実施例を説明するが、
第７図〜第９図と同様な箇所には同一の符号を付すもの
とする。

光を透過可能な半透明の載置板４が適宜の支持部材５で
支持されている。半透明の載置板４としてはアクリル等
の着色された樹脂製の板材を用いることができる。載置
板４の下方、すなわちａ置板４の裏面側には撮影手段と
しての工業用テレビカメラ３が配設され、載置板４の上
方、すなわち載置板４の表面側には照明装置２が不図示
の部材に取付けられている。符号６はハンドリングロボ
ットであり、積層されている被検査物体ｌをそのアーム
６ａでひとつずつつかんで載置板４上に運び被検査物体
１を載置板４の表面に載置、好ましくは密着させること
ができる。

次に第２図を参照して本実施例の制御系について説明す
る。工業用テレビカメラ３はアナログ−デジタル変換器
（以下、Ａ／Ｄコンバータ）７および同期回路８に接続
され、Ａ／Ｄコンバータ７および同期回路８はフレーム
メモリ９に接続されている。フレームメモリ９は中央処
理装置１０に接続される。中央処理装置１０はロボット
コントローラ１１に接続され、ロボットコントローラ１
１はロボット６の各部を駆動するアクチュエータ１２に
接続されている。

以下に本実施例における作用を説明する。

不図示の材料置場に積層されている被検査物体ｌをロボ
ット６がそのアーム６ａでハンドリングして４＆２１板
４まで運びアーム６ａでつかんだまま載置板４の表面に
密着させると、ａ置板４の表面側から照射された照明装
置２の照射光により載置板４の裏面に被検査物体ｌの影
ができる。この影はロボットアーム６ａが被検査物体ｌ
をハンドリングしている状態に従うものである。すなわ
ち、工業用テレビカメラ３側から見ると、照明装置２か
らの照射光のうち被検査物体ｌの部分は被検査物体ｌで
遮られて暗くなりそれ以外はａ置板４を介して透過され
るので明るくなる。ここで、載置板４の表面側に外乱光
があってもａ置板４を透過する際に減衰されるので、外
乱光より明るい照明装２１２により安定した影が得られ
る。

第２図を参照するに、このようにしてａ置板４の裏面に
できた影を工業用テレビカメラ３で撮影すると、工業用
テレビカメラ３からの映像信号はＡ／Ｄコンバータ７で
デジタル信号に変換されてフレームメモリ９に供給され
る。また、映像信号のうち水平同期信号と垂直同期信号
もフレームメモリ９に供給されているので、フレームメ
モリ９に供給されるＡ／Ｄコンバータ７からのデジタル
信号は各同期信号に応じてフレームメモリ９の所定のア
ドレスに格納されることになる。

今、工業用テレビカメラ３で撮影された画像が第３図に
示すように基準座標軸Ｘおよびｙに対して傾いている場
合には、中央処理装置ｌＯは周知の手順によりその傾き
を演算して、その傾きをロボット６で修正するためロボ
ットコントローラ１１にその演算結果を出力する。ロボ
ットコントローラ１１はその演算結果に基いてロボット
６の各アクチュエータ１２に所定の制御信号を供給する
。この信号を受けてロボット６が制御されて被検査物体
ｌの各辺が基準座標軸Ｘおよびｙと平行とされる。

従って材料置場にランダムに置かれた被検査物体１をロ
ボット６でハンドリングし、そのハンドリングの状態を
画像処理装置により検出して被検査物体ｌの基準座標軸
に対する傾きを求め、それに応じてロボット６の姿勢を
制御して傾きを修正することができる。

一般に、画像の明度のコントラストにより被検査物体の
形状等を検知するとき、コントラストが急激に変化する
ポイントは非常に不安定な状態であり、コントラストの
強いエッヂ部分が正確に検出できない場合がある０本実
施例のように着色された半透明の載置板４を用いること
により被検査物体１の外形形状をより正確に検出できる
。これを第３図を参照して説明する。

第３図の破線りに沿った画像の明るさは第４図に示すよ
うになり、背景ＢＡと影ＳＨとの境目の明るさはＸ軸方
向、すなわち映像信号の走査方向に傾きを持った勾配、
すなわち画像の明暗の境目の明度が急峻に変化せず徐々
に変化する勾配を有する。この勾配は載置板４の表面側
に照射された照明光が着色された半透明の載置板４を通
過する際に散乱してぼやける、いわゆるフィルタ効果に
より得られるものである。従って、載置板４のフィルタ
効果によりこの境目におけるＡ／Ｄコンバータ７の出力
値がふらつかず被検査物体ｌのエツジを適確に検出でき
る。

上述したフィルタ効果が強すぎると被検査物体１のエツ
ジ検出には逆効果であり、また得られた画像の明暗のコ
ントラストが弱くなってしまうので、載置板４は適度に
光を透過し適度のフィルタ効果が得られるように比較的
薄手のものがよい。

そこで、第５図のように薄手の半透明の着色アクリル板
４ａに厚手の透明板４ｂｔ−積層して所要の強度を有す
る載置板４を得るのがより好ましい。

このように本実施例によれば、照明装置２からの照射光
のうち被検査物体１の部分は被検査物体自身で遮られて
暗くなりそれ以外は半透明着色載置板４を介して透過さ
れ明るくなるので、載置板４の表面側の外乱光は載置板
４を透過する際に減衰され、外乱光より明るい照明装置
２により安定した影が得られる。また、被検査物体ｌを
直接撮影しないので、被検査物体ｌの表面に錆や傷があ
っても正確な画像を入力できる。

−第２の実施例− ロボットでハンドリングされた被検査物体ｌと載置板４
との間に隙間が生じるとａ置板４の裏面の影は被検査物
体ｌの形状を正確に示さないので、被検査物体ｌは載置
板４に密着しなければならない。そこで、被検査物体ｌ
を載置板４に確実に密着できるようにした第２の実施例
について以下に説明する。以下では、第１図の実施例と
異なった点を中心に説明するので共通部分については詳
述しない。また、第１図と同様な要素には同一の符号を
付す。

第６図は本発明の第２の実施例を示し、載置板４をばね
１３を介して支持部材５に支持する。このような構成の
ものにおいては、ロボットアーム６ａでハンドリングさ
れた被検査物体ｌをロボット６で載置板４に押圧した状
態で画像を入力する。従って、載置板４に加わる荷重は
ばね１３で吸収され被検査物体ｌがａ置板４に密着する
。これにより、被検査物体ｌと載置板４の裏面の影の大
きさが確実にｌ：ｌとなり被検査物体１の形状を正確に
検出できる。

なお、上述した実施例における照明装置２は、白熱灯、
蛍光灯等どのようなものでも良く、太陽光を照明装置と
してもよい。また、撮影手段としては工業用テレビカメ
ラの他、ＣＯＤ等のラインセンサによるものでもよく、
いずれにしろ被検査物体の影を画像情報として取込める
ものならばどのようなものでもよい。更にまた、載置板
としては、半透明の着色されたアクリル板以外のもので
も、光を透過するとともに被検査物体ｌが直接観察され
ず影となって現われるような材質のものであればどのよ
うなものでもよい。例えば、薄手の紙を透明なアクリル
板の表面に貼りつけたものでもよい。

Ｇ０発明の効果 本発明によれば、光源からの光が表面に照射される半透
明または不透明の光透過性の′ｖＬ置板の表面に被検査
物体をａｆｆｌＬ、その載置板の裏面に被検査物体の影
を作り、その影を被写体として撮影手段で撮影するよう
にしたので、被検査物体の画像入力に際して外乱光によ
る影響を低減できる。

また、本発明では被検査物体を直接撮影せず被検査物体
の影を撮影するので被検査物体の表面に錆や傷があって
もそれになんら影響されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図、第２図は
その制御系の一例を示すブロック図、第３図は載置板の
裏面にできた影の一例を示す線図、第４図は第３図の破
線りに沿った影の明度を示す線図、第５図は載置板の他
の例を示す断面図、第６図は本発明の第２の実施例を示
す構成図、第７図〜第９図は従来の画像入力装置の３例
を示すそれぞれ構成図である。 ｌ：被検査物体　　　２：照明装置 ３：工業用テレビカメラ（撮影手段） ４：載置板　　　　　５：支持部材 ６：ロボット　　　　７　：　Ａ／Ｄコンバータ８：同
期回路　　　　９：フレームメモリ１０：中央処理装置 １１：ロボットコントローラ １２：アクチュエータ 出　願　人　　日立建機株式会社 代理人弁理士　　永　井　冬　紀 第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 第９図 Ｃ：Ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 照明用光源と、表面に被検査物体が載置され、前記光源
   からの光が表面に照射される半透明または不透明の光透
   過性の載置板と、照射された光により前記載置板の裏面
   に現われた被検査物体の影を被写体として撮影する撮影
   手段とを具備したことを特徴とする画像入力装置。