JPS63108469A - 画像処理装置およびその方法 - 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〕 本発明は画像処理装置およびその方法に係り、詳しくは
、撮影された画像をあるしきい値で二値化し、その二値
化画像を記憶情報に照らし合わせて、しきい値を適正比
することができるようにした画像処理方法と装置に関す
るものである。

〔従来技術〕

工業用ロボットなどを用いて所定の作業を行なわせる場
合、ロボットは予めティーチングされζおり順次作動を
展開する。しかし、作業対象物が吸入装置上に正確に取
り付けられているとは限らないし、蔵入装置の停止位置
に若干の狂いが生じることもある。また、ロボットの作
動にも関節部や動力伝達部で僅かであるがバンクラッシ
ュなどによる誤差の出ることは避けられない。そごで、
それぞれが所定の位置に到達した後、ロボットの視覚に
却っ゛ζ作業対象物における作業対象位置を確実に捕え
ることができれば、ロボットハンドが作業対象物に衝突
するなどのことは避けられる。

そのために、ロボットに視覚能力を持たせる試みが行な
われている。作業位置の認識などが正確になされ、それ
に対応するようにロボットの動きを修正すれば、所定作
業を円滑に遂行させることができるからである。

そのような視覚能力をロボットに持たせる方法の一例と
して、ロボットがカメラを有し”ζ作業対象物を撮影し
、その撮影画像を二値化し”ζ所定のものであるかもし
くは所定の位置であるかなどを判断させる方法がある。

例えば、特開昭５８−１９５９８５号公報には、しきい
値の変化に対する一定領域内の白い画素数の変化量が最
大になるしきい値を基準として、二値化のためのしきい
値を決定し、そのときの二値化画像を用して作業対象物
を認識するようにしたものが記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述の方式によれば、二値化のためのしきい値の選定が
困難な場合でも、作業対象物の明度に応じて、で、値化
レベルをしきい値の変化に対する一定領域内の白い画素
数の変化量が最大になるしきい値を基準として決定する
ことができる。しかし、作業対象物の背景の明度は一定
でかつ均一であるという前提に立っており、その背景の
明度に若干の差が生じてしまえば、正確に二値化するこ
とができなくなる場合が出る問題がある。すなわち、外
乱光があったり同一作業対象物でも色相や明度が違った
り、作業位置周囲に付着物などがあったすすると、その
影をによって二値化の適正化が阻害される問題がある。

本発明は上述の問題に鑑みなされたもので、その目的は
、作業対象物やその作業位置を二値化して視覚的に特定
する場合に、外乱光や付着物などの影響を少なくするこ
とができるように、二値化のしきい値の良否を予め記憶
されている記憶情報に照らし合わせζしきい値を適正化
し、それによって作業対象物などの位置を正確に把握す
ることができるようにした画像処理装置およびその方法
を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の画像処理装置の特徴とするところは、検出対象
物およびその背景を撮影する撮像装置と、撮影された画
像を二値化するためのしきい値を設定するしきい値設定
手段と、上記撮像装置により得られた撮影画像を、前記
しきい値設定手段から出力されるしきい値信号を受けて
、それに基づき二値化する画像二値化手段と、検出対象
物を認識しくするその対象物特有の情報を記↑、・ユす
る対象物認識情報記１！：！手段と、上記画像二値化手
段によりて。

値化された撮影画像と上記対象物認識情報記ｆ、／！Ｔ
段に記憶されている対象物特有の情報とを対比させるご
とにより、その撮影画像が適正に二値化されているかを
判定し、不適正の場合に上記しきい値設定手段のしきい
値を修正させる信号を出力するしきい値適否判定手段と
を具備したごとである。

また、画像処理方法の特徴とするところは、検出対象物
およびその背景を撮影して、その撮影画像を設定しきい
値により二値化し、その二値化された画像が、その検出
対象物を認識しく−する情報と対比して適正に二値化さ
れているかを判定し、−１値化が不適正であれば、しき
い値を変更して再度撮影画像を二値化し、記憶されζい
る対象物特有の情報と対比して検出対象物を認識１１シ
得る適正な＝、値化がなされるまで、順次しきい値を変
え゛（二値化画像を修正するようにしたことである。

〔発明の効果〕

本発明の画像処理装置およびその方法によれば、撮影さ
れた画像を二値化し１、その二値化画像を記恒情報に照
らし合わせて、しきい値を適正化することができ、それ
によって、外乱光や付着物などの影習を少なくして、作
業対象物などの二値化画像を正確なものとすることがで
きる。したがって、作業位置を確実に把握することがで
きる。

〔実　施　例〕

以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。第１
図は画像処理方法を実施するために使用される装置の主
要ブロック図で、撮像装置１、しきい値設定手段２、画
像二値化手ｒ！ｊｔ３、対象物認識情報記憶手段４およ
びしきい値適否判定手段５とからなる。上記撮像装置１
は例えば工業用のＴＶ左カメラあり、後述するようなあ
る特定形状した孔を有する検出対象物およびその背景を
撮影し、それを第２図に示す画像メモリ６に出力する。

そのデータは一時記憶され、比較回路７を介して二値化
回路３に送られるようになっている。しきい値設定手段
２は、ＴＶ左カメラが撮影した画像を二値化するための
しきい値を設定するしきい値設定メモリであり、やめ初
期しきい値を記憶していると共にしきい値適否判定回路
５からの信号を受けζ、その初期しきい値が修正され、
その修正されたしきい値を記憶しかつ比較回路７を介し
て二値化回路３に出力する機能を有する。

画像二値化手段３は、ＴＶ左カメラにより得られた撮影
画像を、しきい値設定メモリ２がら出力されたしきい値
信号を受けて、それに基づき二値化する二値化回路であ
る。二値化されたデータは二値化画像メモリ８に一時的
に記憶され、しきい値適！判定回路５に出力されるよう
になゲζいる。

対象物認識情報記憶手段４は形状特定メモリ４であり、
検出対象物を認識し得る対象物特有の情報を記憶する。

それは、例えば第３図（ａ）に示す燃料注入装置９の蓋
１０を開いた状態で開１１シている特定形状の注入孔１
１の形状情報である。この例における特定形状は、第３
図（ｂ）に示１ような円１２ａとその周囲の二個所にあ
る突起１２ｂを有する形状１２である。しきい値適否判
定手段５はしきい値適否判定回路であり、＝、値化回路
３により二値化された撮影画像と形状特定メモリ４に記
憶されている対象物特有の情報とを対比させることによ
り、その撮影画像が適正に二値化されているかを判定し
、それが適正であれば、その−値化画像を対象物位置割
出回路１３に出力し、一方、不適正の場合に上記しきい
値設定メモリ２のしきい値を修正させる信号を出力ずろ
ように機能する。なお、これらの回路は例えばマイクロ
コンピュータで構成され、中央処理装置や固定記憶装置
、一時記憶装置などからなる。

以上の構成によれば、以下のようにして画像処理を行な
い、ロボットなどに所定の動作を指令することができる
。なお、第５図に示すフローチャートをも参照しながら
、給油ロボットが燃料注入袋′８．９の注入孔１１の中
心を目掛けて注入ガンを挿入して燃料を注ぐ場合を例に
して説明する。

まず、車体が給油設備に進入して所定位置で停止すると
、ロボットに取り付けられたＴＶ左カメラが、車体の検
出対象物である燃料注入装置９に向けられる。ＴＶ左カ
メラが注入孔１１およびその背景を撮影して（フローチ
ャートのステップ１、以下３１などと記す）、それが画
像メモリ６に一時記憶される。二値化回路３はしきい値
設定メモリ２から出力された初期しきい値を取込み（Ｓ
２）、画像データがそのしきい値を基にし゛（−０値化
される（Ｓ３）。その二値化された画像は二値化画像メ
モリ８に一時記憶されると共にしきい値適否判定回路５
に入力される。しきい（ｉＡ適否判定回路５には形状特
定メモリ４からの第３図（ｂ）に示す注入孔１１である
特定の情報形状１２が入力されており　（Ｓ４）、その
情報と二値化された画像とが照らし合わされ、その対比
において例えば黒白に色分けされた二値化が適正である
がか’ＩＩＪ＋定される（Ｓ５）。すなわち、ロボット
はティーチングされるなどして概ね検出対象物の位置に
来ているので、ＴＶ左カメラは注入孔１１がらずれてい
るといえども大きく外れた位置にあるわけではない。し
たがって、記憶されている二値化画像は注入孔１１であ
ることから、記憶され“ζいる形状１２にできるだけ一
致するように二値化画像を変更すればよい。そうすれば
、筒中に注入孔１１の中心点をその後に求めることがで
きる。そこで、中心点を演算するに十分な二値化された
画像が得られるまで、すなわち、第４図（ｂ）のＱ部の
ようであった＝、値化画像を特定形状１２に概ね一致す
る画像になるまで画像の二値化をするためのしきい値が
変更される（Ｓ６）。その変更信号がしきい値設定メモ
リ２に入力され、再度二値化回路３で画像メモリ６から
のデータを二値化する。その画像のうち注入口１１に類
似する第４図（ａ）のＩ）部のような形状に改修される
と、しきい値の変更の必要はなく検出対象物が認識され
る（３７）。その二値化画像は対象物位置側出回１ｔ’
８１３に出力され、注入孔１１の中心点が二値化画像を
もとにして演算される。ロボット１４はその中心位置に
向けて燃料注入ガンを移動させる。

なお、特定形状の情報１２が一つである場合を例にした
が、形状特定メモリ４に車種ごとの形状が記憶され、ロ
ボットが給油設備に進入してきた車種を識別するように
しておけば、そのロボットは車種ごとに上記した作動が
展開され、給油の自動化が図られる。本発明は給油ロボ
ットに１４ｉ、！、ることはなく、市を生産するライン
に設置さた組立ロボットや溶接ロボットなどの種々の形
態で動作するロボット、さらにはロボットに類似した機
械や装置などにも適用することができるのは述べるまで
もない。上で説明したような動作によって、外乱光や付
着物などの影′Ｉｊ！を少なくして、作業対象物などの
二値化画像が正確なものとされ、作業位置を確実に把握
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置を構成するブロック図、第２図は
実施例における画像処理装置の構成図、第３１Ａ（ａ）
は検出対象物である開ｌ］している燃料注入装置の立体
図、第３図（ｂ）は対象物認識情報記憶手段に記１．α
された対象物特有の情報を示す図形、第４図（ａ）はし
きい値が適正な場合の二値化画像図、第４図（ｂ）はし
きい値が不適正な場合の二値化画像図、第５図は画像処
理方法による動作を説明するフローチャートである。 １−一撮像装置（ＴＶカメラ）、２−Ｌきい値設定手段
（しきい値設定メモＩＪ）、３−画像二値化手段（二値
化回路）、４一対象物認識情報記憶手段（形状特定メモ
リ）、５・−ルきい植適否判定手段（しきい値適否判定
回路）、９−検出対象物（燃料注入装置）、１２一対象
物特有の情報。 特許出願人　　　マ　ツ　ダ　株式会社代理人　弁理士
　吉相　勝俊（ほか１名）第３１２］　（ａ） Ｉ。 第４０２１（ｂ） ｆｆｉ４０（ａ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）検出対象物およびその背景を撮影する撮像装置と
   、 撮影された画像を二値化するためのしきい値を設定する
   しきい値設定手段と、 上記撮像装置により得られた撮影画像を、前記しきい値
   設定手段から出力されるしきい値信号を受けて、それに
   基づき二値化する画像二値化手段と、 検出対象物を認識し得るその対象物特有の情報を記憶す
   る対象物認識情報記憶手段と、 上記画像二値化手段により二値化された撮影画像と上記
   対象物認識情報記憶手段に記憶されている対象物特有の
   情報とを対比させることにより、その撮影画像が適正に
   二値化されているかを判定し、不適正の場合に上記しき
   い値設定手段のしきい値を修正させる信号を出力するし
   きい値適否判定手段と、 を具備したことを特徴とする画像処理装置。
2. （２）検出対象物およびその背景を撮影して、その撮影
   画像を設定しきい値により二値化し、その二値化された
   画像が、その検出対象物を認識し得る情報と対比して適
   正に二値化されているかを判定し、 二値化が不適正であれば、しきい値を変更して再度撮影
   画像を二値化し、 記憶されている対象物特有の情報と対比して検出対象物
   を認識し得る適正な二値化がなされるまで、順次しきい
   値を変えて二値化画像を修正するようにしたことを特徴
   とする画像処理方法。