JPS6336104A - 画像の位置決め認識方法 - 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、組立装置やロボット等における画像の位置決
め認識方法に関するものである。

（従来の技術） ある特定の対象物に対応するパターンが画像中のどこに
存在するかを調べ、対象物の位置を認識する方法の一つ
としてパターン・マツチング法が知られている。

従来、このような分野の技術としては、「デジタル画像
処理技術」２版（昭５８−８）　日本工業技術センタＰ
、１１９−１２３に記・１あされるものがあった。以下
、その方法を図を用いて説明する。

第２図は従来のパターン・マツチング法の一つであるテ
ンプレート拳マツチング法を示す図である。この方法は
、検出しようとする対象を表わすテンプＬ／−１−ｔ（
ｘ、ｙ）を画像ｆ（ｘ、ｙ）中の点（ｉ、ｊ）にその中
心が東なるようにして、テンブレー１・ｔ（ｘ、ｙ）と
それと屯なる画像の部分パターンの類似度を測り、その
値を点（ｉ、ｊ）に対象が存在する確からしさとする方
法である。対象物の位置を求めるには、この操作を画像
のすべての点に対してほどこし、類似度が最大となる位
置を求めたり、類似度がある閾値を超える位置を探せば
よい。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のパターン・マツチング法を用いた
位置決め認識方法では、次のような問題点があった。

■　パターンサイズが大きく変化するマークの認識につ
いては、１基準パターンでは認識できず、複数の基準パ
ターンを作成し、認識できるまで順次基準パターン替え
を行うため、認識時間が多くかかる。

■　位置決めマークが製造過程で拡大したり、縮小した
りした場合、検出できないことが多くなるばかりか、位
置精度も落ちる。

■　方法が複雑なためにこの方法で画像処理装置を構成
すると、構造が複雑になって高価な装置となってしまう
。

本発明は前記従来技術が持っていた問題点として、処理
速度がＳい、検出率と検出精度が低い、および方法が複
雑な絹について解決した画像の位置決め認識方法を提供
するものである３゜（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するために、対象物となる画
像の位置を検出し、それを認識する画像の位置快め認識
方法において、対象となる画像を２値化し、その画像の
任意の水平ラインを取り出して数値化し、所定の基準値
を満たすものを探してその第１のセンター位置を求める
。前記第１のセンター位置の垂直方向において所定の）
Ｓ電値を満たす画像の長さを求めてその第２のセンター
位置を求める。前記第２のセンター位置の水下方向にお
いて所定のノ、（べ（値を満たす画像の長さを求めてそ
の第３のセンター位置を求める。その後、前記第１と第
３のセンター位置の差が所定の基準値を満足することを
条件として！７３記第３のセンター位置を前記画像のセ
ンター位置とするものである。

（作　用） 本発明によれば、以上のように画像の位置決め認識方法
を構成したので、水平ラインを数値化して順次第１．第
２．第３のセンター位置方向へと類似しているものより
画像のセンター位置を求めていくことにより１画面処理
の簡略化とそれによる処理速度の高速化、さらに検出率
と位置検出精度の向上化が計れる。従って前記問題点を
除去できるのである。

（実施例） 第１図は本発明の実施例の手順図であり、円形、正方形
、長方形等の任意の位置決めマーク（対象となる画像）
、例えば円形についてその位置検出までの手順がブロッ
クで示されている。

画像入力から位置出力までは次のような手順に従って実
行される。

（１）第１７’＝ｌ順 工業用カメラにて画像を画像メモリに格納する。この画
像メモリは、中央処理装置（ＣＰＵ）　！￥−でその書
込み、読出し動作が制御されるもので、工業用カメラの
外部に設けられ、例えば次のような基準データが格納さ
れている。

画像のＸ方向の長さ　ｘＬ 画像のｙ方向の長さ　ｙｔ。

Ｘの許容値　　　　　Ｘ讐 ｙの許容値　　　　　ｙｌ’１ 第１サーチポイント　ｐｖ サーチステップ　　　ｙＳＰ ｚ値化レベル　　　　ＬＶ センタ許容値　　　　Ｃ１１ （２）第２手順 基準データＬＶにより２値化（白　：　“１”、黒　：
　“０パ）処理を行う。

（３）第３ｆ順 任意の水羽ラインの数値化を行ない、最初は対象物が最
も確率の高い位置Ｐ、を行う。

（４）第４手順 対象物の本モライン基準値サーチを行なう（ｘＬ±Ｘ−
の対象物を探す）。

（５）第５手順 水上方向（Ｘ方向）の対象物が見つかった場合、その対
象物の第１のセンター位置（中心位置）を算出する。

（６）第６手順 第５手順で求めた位置の垂直方向（ｙ方向）における対
象物の第２のセンター位置を求める。

（７）第７手順 第６手順で求めた位置の対象物の水平方向における位置
を求める。

（８）第８手順 第５手順で求めた位置と第７手順で求めた位置が許容値
以内であるなら、第７手順の中心位置をその対象物の位
ｆｆ１（ｘ、ｙ）として出力する。

以下、：ｊＳ１手順から第８手順を第３図〜第１０図を
参照しつつ詳細に説明する。

（Ａ）第１手順および第２手順 第３図は工業用カメラで取込んだ画像を示すもので、そ
の画像を２値化して図示しない画像メモリに格納する。

閾値は基準デτりの２値化レベルＬＶにより決定される
。

（Ｂ）第３〜第５手順 第３図において、任意の水平ライン、例えば対象物が最
も確率の高い位置（第３図の太線部分）Ｐｙを取り出す
。この水平ラインＰＶが第４図に示されている。白部分
を“１”、点部分を°“０”とすると、水平ラインＰ、
はｘ＝０〜３において“ｌ”：４、ｘ＝４〜１８におい
て“０”：１５・旧・・となり、これらを第５図のテー
ブルのように数値化する。

対象物が白の場合は“Ｏ”のテーブルより、黒の場合は
“１”のテーブルより、前記（１）の第１手順における
基準値 １ｘＬ−ｘＬｌ　　ｌ≦ＸＷ を満たすものを探す。もし見つからない場合は、水平ラ
インＰｙを移動する。前記基準値を満たすものが見つか
った場合、その第１のセンター位置ＰＸｌを第６図のよ
うに求める。

（Ｇ）第６手順 前記第１のセンター位置Ｐオｌにおける垂直方向の対象
物の長さＹＬ２を求める。この長さＹＬ２が基準値 ＩｙＬ−ｙＬ２１≦ｙ− を満たす場合、第７図に示すように長さＹＬ２の第２の
センター位置Ｐ　ｖ　２を求める。

前記長さｙＬ２が基準値を満たさない場合には、前記（
Ｂ）にもどり、水平ラインＰｖを移動して前記ＣＢ）〜
（Ｃ）までの操作を繰り返す。

ＣＤ）第７手順 前記第２のセンター位１Ｐｖ２より水平方向の対象物の
長さｘＬ３を求める。この長さｘＬ３が基準値ＩｘＬ−
ｘＬ３１≦ｚ’ｄ を満たすとき、第８図に示すように長さｘシ３の第３の
センター位置Ｐ×３を求める。

前記長さｘＬ３が基準値を満たさない場合には、前記（
Ｂ）にもどり、水平ラインＰｙを移動して前記（Ｂ）〜
ＣＣ）までの操作を作り返す。

（Ｅ）第８手順 前記第３のセンター位置Ｐｙ３と前記第１のセンター位
置Ｐ、１が基準値 １ＰＸ３−ＰＸＩＩ≦Ｃ簀 を満たす場合は、対象マークと認識してその中心位置を
（Ｐｘ　３　、　ＰＶ　２）として出力する。

第３．第１のセンター位置Ｐ×３．ＰＸ１が基準値を満
たさない場合は、前記（Ｂ）にもどり、水モラインＰＶ
を移動してｒｔｊ記（Ｂ）〜（Ｅ）までの操作を繰り返
す。

（Ｆ）他の手順 前記（Ａ）〜（Ｅ）において、基準値が満たされない場
合の水平ラインｐ、の移動は、第９図に示すように、 Ｐｙ　＋ｙｓ’　＋Ｐｙ　　Ｎ’　＋Ｐ１１　”　”！
Ｓ’　、Ｐｙ　−２Ｎ　’　ｒ　”・・”、Ｐｙ＋ｎｙ
”、ＰＶ−ｍｙＳＰ と、最初のポイントの水平位ａ　Ｐ　Ｖより放射状に移
してい〈。移動ステップｙｓＰはマークサイズにより決
定される。

また、マーク許容値に’＊Ｙ−は第１０図に示すように
マーク製造精度により決定される。

本実施例は、次のような利点を有する。

（ｉ）本実施例は、従来のように画像の面のパターン一
致度により対象物の位置を検出するパターンマー７チン
グ法と異なり、水平ラインＰ、を数値化して類似してい
るものより順次第１．第２゜第３のセンター位置ＰＸＩ
、ＰＶ２．ＰＸ３を求めていくため、位置検出の手順が
簡単になり、画像処理装置の構造の簡単化とそれによる
低コストが可能となる。（ｉｉ）基準データが少ないた
め、画像メモリの容量が小さくてよい。（市）全画面を
処理する必要がないため、処理速度が速い。（ｉｖ）マ
ークサイズが拡大あるいは縮小したりするものでも、検
出率が良く、しかも位置検出精度も高い。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、水平方向
のラインの一致度の高い画像のセンター位置を求め、か
つ垂直方向の一致度の高い画像のセンター位置を求める
ことにより、画像の位置決めを認識するようにしたので
、処理速度が速く、画像の検出率と位置の検出精度が高
く、しかも方法自体が簡単という効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す位置検出までの手順図、
第２図は従来のテレプレート・マツチング法を示す図、
第３図〜第１Ｏ図は第１図中の各手順を示すもので、第
３図は第１．第２手順図、第４図は第３ｒ順図、第５図
は第４手順図、第６図は第５ｒ′、順回、第７図は第６
手順図。 第８図は第７．第８手順図、第９図及び第１０図はその
他の手順図である。 ■・・・・・・工業用カメラ、２・・・・・・２値化、
３・・・・・・任意の水ｆライン数値化、４・・・・・
・基準値サーチ、５．６．７・・・・・・第１．第２．
第３のセンター位置、８・・・・・・位置出力（ｘ、ｙ
）。 出願人代理人　　　柿　　木　　恭　　酸第１図 従来の方法 第２図 一一一一一一一一一℃ 第１図の第１．第２手順図 第１図の第３手順図 第４図 第１図の第５手順図 第６図 第１図の第６手順図 第７図 第８図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対象となる画像を２値化し、その画像の任意の水平ライ
   ンを取り出して数値化し、所定の基準値を満たすものを
   探してその第１のセンター位置を求める。前記第１のセ
   ンター位置の垂直方向において所定の基準値を満たす画
   像の長さを求めてその第２のセンター位置を求める。前
   記第２のセンター位置の水平方向において所定の基準値
   を満たす画像の長さを求めてその第３のセンター位置を
   求める。その後、前記第１と第３のセンター位置の差が
   所定の基準値を満足することを条件として前記第３のセ
   ンター位置を前記画像のセンター位置とすることを特徴
   とする画像の位置決め認識方法。