KR19990037109A - 굽힘 각도 검출 장치 - Google Patents

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KR19990037109A
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토시오 오오타니
카즈히로 오다
토시유키 오오에노키
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이데이 노부유끼
소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은 공작물 표면상의 촬상선의 휘도가 공작물 이외의 촬상선의 휘도보다 작은 것을 활용하여, 이들 촬상선의 휘도의 차이를 기준으로 자동적으로 공작물과 공작물 이외의 부분으로 층을 나누고, 공작물 부분의 촬상선에 관한 데이타를 추출함으로써, 공작물의 굽힘 각도를 정밀도 좋고 정확하게 검출할 수 있게 하는 굽힘 각도 검출 장치를 제공한다.
본 발명은 공작물의 표면에 형성된 선상 투광상을 CCD 카메라(8)에 의해 촬상하고, 이 다중값 화상의 촬상선으로부터 대표 화소 검출부(15)에서 각 주사선의 대표 화소를 연산함과 동시에, 대표 화소 추출부(16)에 의해 상기 대표 화소의 휘도값에 대한 도수 분포에 기초하여, 검출된 대표 화소로부터 공작물의 선상 투광상에 관한 대표 화소만을 추출하고, 이 추출된 대표 화소를 이용하여 대표 직선을 연산하며, 이 대표 직선에 기초하여 공작물의 굽힘 각도를 연산한다.

Description

굽힘 각도 검출 장치
본 발명은 판상의 공작물을 소요 각도로 절곡할 때에 굽힘 각도를 검출하는 굽힘 각도 검출 장치에 관한 것이다.
종래, 프레스 브레이크(press brake) 등의 굽힘 가공기에 있어서의 굽힘 각도 검출 장치로서, 공작물 표면에 슬릿 광(slit light) 내지 2점의 스폿 광(spot light)을 조사함과 동시에, 공작물 표면에 묘사되는 상을 촬상 수단에 취입하여, 화상 처리에 의해 굽힘 각도를 검출하도록 한 굽힘 각도 검출 장치가 제안되어 있다. 예컨대, 일본 특허 공개 공보 평7-239221호에 있어서는, 상기 촬상 수단에 의해 촬상된 화상을 공지의 화상 처리 기술을 이용하여 적절한 임계값으로 이치화(二値化)시키고, 1 화소 폭이 될 때까지 세선화(細線化)시키며, 이와 같이 하여 세선화된 1 화소 폭의 연속선은 1 화소를 단위로 하는 점(x, y)의 집합으로서 표현된다. 이와 같이 하여 얻은 점열 화상(點列畵像)으로부터 최소 자승법 등에 의해 직선식 ax + by + c = 0을 계산하고, 구해진 직선의 길이가 바람직한 소정값(H)(예컨대, 화면의 1/2)을 초과하면, 얻은 직선식을 공작물상의 추출해야 할 점이라고 판단하고, 화면상에서의 직선의 경사 및 위치를 산출하여 공작물의 굽힘 각도가 검출된다.
그러나, 상기 일본 특허 공개 공보 평7-239221호의 굽힘 각도 검출 장치에서는, 예컨대 도 10에서 공작물이 굽혀진 상태를 나타내는 측면도(도 10a) 및 부분 정면도(도 10b)에 도시된 바와 같이 구멍이 뚫린 공작물의 굽힘 각도를 검출하는 경우, 도 10c에 도시되는 바와 같이 3개 선분(u, v, w)의 3 종류가 인식되지만, 어느 선분의 길이도 상기 소정값(H)을 초과하고 있지 않기 때문에 에러가 되어 공작물 각도를 측정할 수 없게 되는 문제점이 있다. 또한, 상기 소정값(H)을 최대 길이의 선분으로 변경하는 것이 가능하지만, 구멍의 크기에 따라서는 구멍 부분의 선분(v)의 길이가 공작물 부분의 선분(u, w)의 길이보다 길게 되는 경우가 있고, 그 경우는 구멍 부분이 추출되어 공작물의 정확한 각도가 검출될 수 없는 문제점이 있음과 동시에, 예컨대 공작물 부분(u)의 길이가 제일 길었다고 하여도 각도 검출에 이용되는 휘선 데이타로서 추출되는 것은 u 부분만으로, 본래 동일 선분인 u와 w로부터 검출하는 경우와 비교했을 때, 데이타가 적어져 각도 검출 정밀도가 떨어진다고 하는 문제점도 있다.
또한, 예컨대 도 11에서 공작물이 굽혀진 상태를 나타내는 측면도(도 11a) 및 부분 정면도(도 11b)에 도시되는 바와 같이 다리 길이가 짧은 공작물의 굽힘 각도를 검출하는 경우, 도 11c에 도시되는 바와 같이 공작물에 투광된 촬상선(s)과 펀치(상형)에 투광된 촬상선(t)의 2종류의 선분이 인식되지만, 공작물의 다리 길이가 짧기 때문에 공작물의 선분 길이(s)가 바람직한 소정값(H)보다 작게 되고, 펀치에 투광된 촬상선(t)을 측정해야 할 선분으로 잘못 인식하여, 정확한 공작물의 굽힘 각도를 측정할 수 없다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하는 방법으로서, 공작물 이외의 부분으로부터의 휘선 데이타를 미리 배제하도록 상기 일본 특허 공개 공보 평7-239221호에는, ① 슬릿 광 등의 투광 전후에 있어서의 화상 사이에서의 연산 처리에 의해 노이즈(noise)를 소거하는 방법 및 ② 휘도값으로 소정의 임계값 이하의 휘도값을 0으로 함으로써 노이즈를 소거하는 방법이 각각 개시되어 있다. 그렇지만, ①의 방법에서는, 예컨대 다이(하형) 등의 고정 부분에 발생한 휘선은 화상 사이의 연산 처리에 의해 소거할 수 있지만, 펀치(상형) 등의 이동 부분에 생긴 휘선은 연산 처리로 소거가 곤란하다는 문제점이 있다. 또한, ②의 방법에서는 주변 밝기의 환경, 공작물의 표면 상태 등에 의한 반사율의 차이, 촬상 장치의 계기 오차 등에 의해 임계값을 변경해야 하므로, 이 임계값의 결정이 곤란하다고 하는 문제점이 있다. 또한, ②의 방법을 더욱 효과적으로 하는 방법으로서, 공구 등에 도장 등의 표면 처리를 행하여 공작물 이외의 부분으로부터의 반사광을 약하게 하여 임계값 내로 얻기 쉽게 하는 방법이 있지만, 도장 등은 사용에 따라 박리되어 반사광이 점차로 강해질 우려가 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 공작물 표면상의 촬상선의 휘도가 공작물 이외의 촬상선의 휘도보다 큰 것을 활용하고, 이들 촬상선의 휘도의 차이를 기준으로 자동적으로 공작물과 공작물 이외의 부분으로 층을 나누어, 공작물 부분의 촬상선에 관한 데이타를 추출함으로써, 공작물의 굽힘 각도를 정밀도 좋고 정확하게 검출할 수 있게 하는 굽힘 각도 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 관한 굽힘 각도 검출 장치가 적용되는 프레스 브레이크의 주요부 측면도이고,
도 2는 본 실시예에 관한 굽힘 각도 검출 장치의 블록도이며,
도 3은 본 실시예에 있어서의 광원, 공작물 및 CCD 카메라의 위치 관계를 나타내는 도면이고,
도 4는 본 실시예에 관한 공작물(W)이 굽혀진 상태를 나타내는 도면으로서, 도 4a는 측면도이고 도 4b는 부분 정면도이며,
도 5는 본 실시예에 관한 대표 직선을 추출하는 처리 순서를 설명하는 도면이고,
도 6은 본 실시예에 관한 대표 화소 및 그 휘도값의 연산 방법을 설명하는 휘도값 분포도이며,
도 7은 본 실시예에 관한 연산된 대표 화소의 휘도값에 대한 도수 분포도이고,
도 8은 본 실시예에 관한 대표 직선 추출 순서를 나타내는 흐름도이며,
도 9a 내지 도 9c는 본 실시예에 관한 촬상선의 공작물과 공작물 이외의 부분의 영역을 단계적으로 변화시켰을 때의 휘도값에 대한 도수 분포도이고,
도 10a 내지 도 10c는 종래의 문제점을 설명하는 설명도이며,
도 11a 내지 도 11c는 종래의 문제점을 설명하는 설명도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 프레스 브레이크
2: 프레임
3: 하형(다이)
4: 램
5: 상형(펀치)
6: 브래킷
7: 광원(투광 수단)
8: CCD 카메라(촬상 수단)
9: 연산 장치
10: 각도 계측 유닛
11: 화상 입력부
12: 모니터 텔레비전
13: 기억부
14: 노이즈 소거부
15: 대표 화소 검출부
16: 대표 화소 추출부
17: 대표 직선 연산부
18: 굽힘 각도 검출부(굽힘 각도 연산 수단)
본 발명에 의한 굽힘 각도 검출 장치는 상기 목적을 달성하기 위하여, 화상 처리에 의해 공작물의 굽힘 각도를 검출하는 굽힘 각도 검출 장치에 있어서,
(a) 공작물에 소정의 투광 각도로 투광하여 그 공작물의 표면에 선상(線狀) 투광상을 형성하는 투광 수단과,
(b) 상기 투광 수단에 의해 상기 선상 투광상이 형성되는 상기 공작물의 표면을 촬상하는 촬상 수단과,
(c) 상기 촬상 수단에 의해 촬상된 화상의 각 주사선에 따른 좌표에 대한 휘도값 분포를 연산하여 대표 화소를 검출하고, 이 검출되는 대표 화소의 휘도값의 각 주사선에 대한 도수 분포에 기초하여, 공작물 표면의 선상 투광상에 관한 대표 직선을 연산하는 대표 직선 연산 수단 및
(d) 상기 대표 직선 연산 수단에 의해 연산되는 대표 직선에 기초하여, 공작물의 굽힘 각도를 연산하는 굽힘 각도 연산 수단
을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 있어서는, 소요 각도까지 절곡되는 공작물의 표면에 투광 수단에 의해 소정의 각도로 투광하여 선상 투광상이 형성되고, 이 선상 투광상이 촬상 수단에 의해 촬상된다. 이어서, 대표 직선 연산 수단에 의해 이 촬상된 화상의 각 주사선에 따른 좌표에 대한 휘도값 분포가 연산되어 대표 화소가 검출되고, 이 검출되는 대표 화소의 휘도값의 각 주사선에 대한 도수 분포에 기초하여 상기 대표 화소 중에서 공작물의 표면에 투광되어 형성된 선상 투광상에 관한 대표 화소만이 추출된다. 이와 같이 하여 얻은 대표 화소로부터 대표 직선이 연산되고, 굽힘 각도 연산 수단에 의해 이 대표 직선에 기초하여 공작물의 굽힘 각도가 연산된다.
본 발명에 있어서는, 검출된 대표 화소의 휘도값에 대한 도수 분포에 기초하여, 공작물 표면에 투광되어 형성된 선상 투광상 화상에 의한 대표 화소만이 추출되어 대표 직선이 연산되기 때문에, 예컨대 구멍이 뚫린 공작물이나 다리 길이가 짧은 공작물이더라도, 상당히 정밀도 좋게 굽힘 각도를 검출할 수 있다고 하는 효과를 얻는다.
본 발명에 있어서, 상기 대표 직선 연산 수단은 상기 대표 화소의 휘도값의 각 주사선에 대한 도수 분포가 정규 분포인지 또는 정규 분포가 아닌지를 판단하고, 정규 분포인 경우는 촬상된 화상으로부터 얻어지는 모든 대표 화소를 이용하여 대표 직선을 연산하는 것이 바람직하다. 이와 같이 대표 화소 전체의 휘도 분포가 정규 분포인 경우는, 촬상된 모든 선상 투광상이 공작물의 표면에 투광되어 형성된 것이며, 많은 대표 화소에 의해 대표 직선이 연산되기 때문에, 정밀도 좋게 굽힘 각도를 검출할 수 있다고 하는 효과를 얻는다.
본 발명에 있어서, 상기 대표 직선 연산 수단은 상기 대표 화소의 휘도값의 각 주사선에 대한 도수 분포가 정규 분포인지 또는 정규 분포가 아닌지를 판단하고, 정규 분포가 아닌 경우는 가장 휘도값이 높은 쪽의 정규 분포를 구성하는 대표 화소만을 이용하여 대표 직선을 연산하는 것이 바람직하다. 이와 같이 대표 화소의 휘도값의 각 주사선에 대한 도수 분포가 정규 분포가 아닌 경우는, 촬상된 선상 투광상이 공작물 표면과 공작물 이외의 면에 투광되어 형성된 것이라고 판단된다. 이 경우는, 공작물 표면의 선상 투광상의 휘도값이 공작물 이외의 선상 투광상의 휘도값과 비교하여 큰 것을 활용하고, 가장 휘도값이 높은 쪽의 정규 분포를 구성하는 대표 화소를 추출함으로써 공작물 표면의 선상 투광상에 의한 대표 화소가 추출된다. 이와 같이 하여, 공작물 표면에 투광되어 형성된 선상 투광상 화상에 관한 대표 화소를 이용하여 대표 직선이 연산되기 때문에, 예컨대 구멍이 뚫린 공작물이나 다리 길이가 짧은 공작물이더라도 공작물 부분만의 대표 화소가 추출되어, 대단히 정밀도 좋게 굽힘 각도를 검출할 수 있다고 하는 효과를 얻는다.
[발명의 실시 형태]
이하, 본 발명에 의한 굽힘 각도 검출 장치의 구체적인 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 관한 프레스 브레이크의 주요부 측면도가 도시되어 있다. 본 실시예의 프레스 브레이크(1)에는 프레임(2)에 지지되어 있는 하형(다이)(3)과, 이 하형(3)과 마주 대하게 위치하여 그 방향으로 위쪽으로 승강(昇降)이 자유롭게 설치되어 있는 램(ram)(4)의 하부에 부착되어 있는 상형(펀치)(5)이 구비되고, 이들 상형(5)과 하형(3) 사이에 금속판으로 된 공작물(W)이 삽입되고, 이 공작물(W)을 하형(3) 위에 얹어 놓은 상태에서 램(4)을 하강시켜 그 공작물(W)을 상형(5)과 하형(3) 사이에 끼워누름으로써, 이 공작물(W)의 절곡 가공이 행하여진다.
상기 프레임(2)의 앞부분(machine side)에는 브래킷(6)이 지지되고, 이 브래킷(6)에는 공작물(W)의 절곡 외면(折曲外面)(Wa)에 선상 투광상을 투영하는 슬릿 형상의 광원(7)(투광 수단)과, 이 광원(7)에 의한 선상 투광상을 촬상하는 CCD 카메라(8)(촬상 수단)가 구비되는 각도 계측 유닛(10)이 설치되고, 상기 CCD 카메라(8)에는 촬상된 선상 투광상(촬상선)을 화상 처리하여 공작물 각도를 연산하는 연산 장치(9)가 접속되어 있다. 또, 상기 각도 계측 유닛(10)은 프레임(2)의 앞부분에 설치되는 대신에 그 프레임(2)의 뒷부분(machine side)에 설치하여도 되고, 또한 프레임(2)의 앞부분 및 뒷부분의 양쪽에 설치하여도 된다.
상기 CCD 카메라(8)에 의해 촬상된 선상 투광상은, 도 2에 도시되는 바와 같이, 다중값 화상인 채로 화상 입력부(11)를 통해 연산 장치(9) 내에 취입된다. 이 연산 장치(9) 내에 취입되는 다중값 화상은, 예컨대 세로 420×가로 510의 화소 각각에 대하여 256(0∼255) 계조(階調, gradation)의 휘도값을 가지고 있다. 또, 상기 연산 장치(9)에는 필요에 따라서 입력된 선상 투광상이 비추어지는 모니터 텔레비전(12)이 접속되어 있음과 동시에, 상기 촬상된 선상 투광상의 화상 데이타를 기억시켜 두는 기억부(13)가 부설되어 있다.
여기서, 도 3에는 상기 슬릿 형상의 광원(7)으로부터 광(슬릿 광)(L)을 공작물(W)의 절곡 외면(Wa)에 투광시켜 형성되는 선상 투광상(U)을 CCD 카메라(8)로 촬상시켜 상기 모니터 텔레비전(12)에 화상(선상 투광상(U'))으로서 출력시켰을 때의 슬릿 광(L), 선상 투광상(U) 및 촬상된 선상 투광상(U')의 관계를 나타내는 관계 설명도가 도시되어 있다. 이 촬상되는 화상에서의 선상 투광상(U')의 투광상 각도(θ'), 슬릿 광(L)의 투광 각도(α), 공작물 각도(θ) 사이에는,
tanθ'=tanα·tanθ
의 관계가 있다. 단, 이 관계식에 있어서는, 렌즈의 투영각(angle of view)에 의한 영향이 고려되어 있지 않기 때문에, 이 화상에서의 선상 투광상(U')을 화상 처리에 의해 직선으로 특정하고, 상기 경사각(θ')과 공작물 각(θ)과의 관계를 그 직선의 위치에 관한 데이타를 파라미터로서 교정하는 일본 특허 공개 공보 평7-239221호에 개시되어 있는 바와 같은 교정 데이타가 상기 기억부(13)에 미리 기억되어 있다.
또한, 상기 연산 장치(9)에는 상기 화상 입력부(11)를 통해 취입되는 다중값 화상 중의 노이즈를 소거하는 노이즈 소거부(14)와, 이 노이즈 소거부(14)에서 노이즈가 소거된 다중값 화상에서의 각 주사선에 따른 좌표에 대한 휘도값 분포를 연산하고, 이 휘도값 분포로부터 밝은 부분 영역의 광축에 관한 대표 화소를 검출하는 대표 화소 검출부(15)와, 이 대표 화소 검출부(15)에 의해 검출된 대표 화소의 휘도값의 각 주사선에 대한 도수 분포에 기초하여 공작물(Wa)의 선상 투광상에만 관계되는 대표 화소를 추출하는 대표 화소 추출부(16)와, 이 대표 화소 추출부(16)에 의해 추출된 복수의 대표 화소로부터 최소 자승법 등의 수학적인 근사(近似) 수법을 이용하여 대표 직선을 연산하는 대표 직선 연산부(17)와, 이 대표 직선 연산부(17)에 의해 연산된 대표 직선에 기초하여 상기 교정 데이타를 참조하여 공작물(W)의 굽힘 각도를 검출하는 굽힘 각도 검출부(18)가 구비되어 있다.
이와 같이 구성되는 굽힘 각도 검출 장치에 있어서, 도 4에서 공작물(W)을 절곡된 상태의 측면도(도 4a) 및 부분 정면도(도 4b)에 도시되는 바와 같이 공작물(W)의 다리 길이가 짧아, 상기 슬릿 광(L)의 65%가 공작물(Wa)에, 나머지 35%가 펀치(5)에 투광된 경우는, 도 5a에 도시되는 바와 같은 2 개의 직선 모양의 밝은 부분 영역(m, n)이 있는 다중값 화상이 화상 입력부(11)를 통해 연산 장치(9)에 취입된다. 이어서, 이 다중값 화상 중의 노이즈가 상기 노이즈 소거부(14)에 의해 공지의 방법으로 소거된다. 그 다음에, 상기 대표 화소 검출부(15)에 의해 이 다중값 화상의 화면 좌표계(x-y)에 있어서, x축 방향의 하나의 화소띠(주사선)(b)를 따르는 각 화소에 대한 휘도값 분포가 연산되고, 이 휘도값 분포에 기초하여 대표 화소(c)가 검출된다(도 5b).
상기 휘도값 분포의 개념도가 도 6에 도시되는 바와 같이, 상기 대표 화소 검출부(15)에 있어서 이 각 화소에 대한 휘도값 분포의 중심점(g)으로부터 밝은 부분 영역(m, n)의 광축에 관한 대표 화소(c) 및 그 대표 화소(c)의 휘도값(d)이 연산된다. 이어서, 전술한 대표 화소의 연산이 주사선(b)과 평행한(평행이 아니어도 좋다) 다른 주사선(b', b''···)에 대하여 반복적으로 행하여져 대표 화소(c', c''···)가 화면의 1 화소 단위의 점열(點列)로서 검출된다(도 5c).
이렇게 해서 연산된 대표 화소(c, c', c''···)의 각각의 휘도값(d, d', d''···)을 도수 분포도에 표시하면, 예를 들어 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 공작물(Wa) 이외의 부분에도 선상 투광상이 촬상되어 있는 경우, 도수 분포는 정규 분포로는 되지 않고 2개 이상의 피크값을 가지고 있다. 상기 대표 화소 추출부(16)에 의해, 상기 2개 이상의 피크 중에 휘도값이 높은 쪽의 정규 분포를 구성하는 휘도값(d', d''···)에 대응하는 대표 화소(c', c''···)만이 추출되고, 그 이외의 데이타는 소거된다. 통상, 공작물(Wa)로부터의 선상 투광상으로부터 얻은 휘도값은 공작물(Wa) 이외로부터의 선상 투광상으로부터 얻은 휘도값보다 크기 때문에, 전술한 휘도값이 높은 쪽의 정규 분포는 공작물(Wa)로부터의 선상 투광상이고, 그 외의 데이타는 공작물 이외로부터의 투광상에 의한 것이라고 판단할 수 있다. 이렇게 해서 추출된 대표 화소(c', c''···), 즉 공작물(Wa)로부터의 선상 투광상에 관한 대표 화소의 점의 열(列)로부터 상기 대표 직선 연산부(17)에 의해 최소 자승법 등의 수학적인 근사 수단을 이용하여 대표 직선(e)이 구해진다(도 5d).
그 다음에, 대표 직선(e)의 경사 각도(θ')와 위치(x)로부터 상기 기억부(13)에 기억되어 있는 교정 데이타를 이용하여, 상기 굽힘 각도 검출부(18)에서 공작물(W)의 굽힘 각도가 구해진다. 또, 위치(x)는, 예컨대 모니터 텔레비전(12)의 화면 중앙에 y=Y/2(단, Y는 y축 방향의 화소수)가 되는 직선을 그어 상기 대표 직선(e)과의 교점인 X로 주어진다.
다음에, 이 대표 직선 추출 순서를 도 8의 흐름도에 의해 더욱 구체적으로 설명한다.
S1∼S6: 공작물에 선상 투광상을 투영하는 광원을 오프(off)로 하여, 256 계조의 화상을 화상 메모리(M1)에 입력하고, 이어서 광원을 온(on)으로 하여 256 계조의 화상을 화상 메모리(M2)에 입력한다. 그리고, 2개의 메모리(M1, M2)에 입력된 화상 사이에 감산(M3=M2-M1)을 행하고, 다시 광원을 오프로 한다. 이들 처리에 의해 처리 대상의 화상이 취입됨과 동시에, 광원으로부터의 슬릿 광이 투광되기 전후에서의 화상 사이의 감산 처리에 의해 화면상에서의 노이즈(불필요한 부분의 휘도값)의 소거가 이루어진다.
S7∼S10: 광축 중심 좌표의 개수를 나타내는 수(i)를 0으로 설정함과 동시에, 주사선(yi)의 초기값(yo)을 0으로 설정하고, 이어서 화상 메모리(M3)의 256 계조의 화상 데이타에 대하여 주사선 y=yi상의 휘도값 분포(X, dX)를 얻어낸다. 여기서, dX는 위치 x=X에서의 휘도값(0∼255)을 나타내고 있고, X는 0＜X＜Xmax(단, Xmax는 화면의 x축 방향의 화소수를 나타낸다.)를 충족하는 것으로 한다. 이어서, 휘도값 분포의 분포 중심점을 구하기 위해서, 위치(X)의 총합 T=ΣX, 휘도값(dX)의 총합 Ni=ΣdX를 구함과 동시에, 좌표(X)와 그 좌표(X)에 대응하는 휘도값(dX)의 곱의 총합 S=Σ(dX·X)를 구한다. 그리고, 구해진 Ni, S의 각 값으로부터 주사선 y=yi에서의 광축 위치(Xi)를 Xi=S/Ni에 의해 산출하고, 휘도값의 평균값(Di)을 Di=S/T에 의해 산출한다.
S11∼S12: yi가 ymax(화면의 y축 방향의 화소수)에 이르고 있지 않을 때에는, 수(i)를 1만 더함과 동시에, 주사선(yi)을 y축 방향으로 주사 간격(p)(피치)만큼 앞으로 움직여(yi=yo+i×p) 단계 S8 이하의 처리를 반복하며, yi가 ymax에 이를 때까지 행하여진다.
S13∼S15: 주사선마다의 휘도값(dX)의 평균값(Di)(휘도값에 대한 도수 분포)이 통계학적 수법에 의해 정규 분포인지 아닌지를 판정하고, 정규 분포가 아닌 경우는 도수의 제일 많은 휘도값±표준 편차 이외의 휘도값을 공작물 이외의 휘도값으로 간주하여 데이타를 소거하고, 남은 복수의 휘도값에서 광축 중심 좌표(xi, yi)를 추출한다. 한편, 정규 분포인 경우는, 단계 S14 및 S15의 처리를 행하지 않고서, 단계 S16의 처리를 행한다.
S16: 상기 평균값(Di)이 정규 분포인 경우에 얻어지는 광축 중심 좌표(xi, yi) 또는 상기 단계 S15에서 얻어지는 광축 중심 좌표(xi, yi)로부터 최소 자승법에 의해 대표 직선(근사 직선) ax + by + c = 0을 구한다.
또, 다이(하형)(3)에 투광된 촬상선의 휘도값은 공작물 표면의 촬상선의 휘도값보다 경우에 따라서는 크지만, 이것은 종래의 화면 사이의 연산 처리에서 충분히 소거할 수 있다.
본 실시예에서는, 휘도값을 이용하여 공작물 표면상에 투영된 촬상선과 공작물 표면 이외에 투영된 촬상선이 층으로 나누어지고, 공작물 표면에 투영된 촬상선의 데이타만을 추출하여 공작물의 굽힘 각도를 검출하기 때문에, 예컨대 구멍이 뚫린 공작물이나 다리 길이가 짧은 공작물 등이더라도 공작물 표면에 투영된 촬상선만을 추출할 수 있어, 공작물의 굽힘 각도를 극히 정밀도 좋게 검출할 수 있는 효과를 얻는다.
본 실시예에 있어서, 주사선마다의 휘도값에 대한 도수 분포가 정규 분포인지 아닌지가 통계학적 수법에 의해 판정되고 있지만, 이것에 한하지 않고, 표준 편차 값의 대소에 의해 판정하여도 좋다. 도 9에는 공작물(Wa)만을 촬상한 경우의 도수 분포도(도 9a), 공작물(Wa)을 90%, 공작물(Wa) 이외를 10% 촬상한 경우의 도수 분포도(도 9b), 공작물(Wa)을 35%, 공작물(Wa) 이외를 65% 촬상한 경우의 도수 분포도(도 9c)가 각각 도시되어 있다. 이들 도수 분포도를 이용하여 표준 편차를 구하면, 공작물(Wa)만을 촬상한 경우의 표준 편차가 5인데 대하여, 공작물(Wa) 이외가 10%인 경우는 표준 편차가 41, 공작물(Wa) 이외가 35%인 경우(도 7)는 표준 편차가 54, 공작물(Wa) 이외가 65%인 경우는 표준 편차가 52로 변화하는 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, 예컨대 표준 편차가 30 이상(이 임계값의 결정에는 각종의 데이타 확인이 필요)인 경우는 공작물 이외의 부분이 촬상되어 있다고 판정할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 공작물(Wa)로부터의 화소 데이타를 추출하기 위해서 전체 휘도값 분포에 의해 도수가 제일 많은 휘도값±표준 편차 범위 내의 휘도값의 화소 데이타를 추출하고 있지만, 이것에 한하지 않고, 휘도값의 평균값(전체 휘도값의 합계를 도수로 나눈 값)을 구하고, 이 평균값보다 작은 휘도값을 공작물(Wa) 이외로부터의 휘선으로서 간주하여 소거하고, 이 평균값보다 큰 휘도값의 화소 데이타만을 추출하여도 된다. 이렇게 함으로써, 공작물로부터의 휘선을 용이하게 추출할 수 있다.
본 실시예에서는, 슬릿 광에 의해 선상 투광상을 얻는 것을 설명하였지만, 이 슬릿 광 대신에, 직렬의 복수의 스폿 광을 사용하고, 투영되는 각 스폿 광의 중심을 지나는 근사 곡선을 연산에 의해 얻어, 투광상 각도를 구하도록 하는 것도 가능하다.
본 발명에 있어서는, 검출된 대표 화소의 휘도값에 대한 도수 분포에 기초하여, 공작물 표면에 투광되어 형성된 선상 투광상 화상에 의한 대표 화소만이 추출되어 대표 직선이 연산되기 때문에, 예컨대 구멍이 뚫린 공작물이나 다리 길이가 짧은 공작물이더라도, 상당히 정밀도 좋게 굽힘 각도를 검출할 수 있다고 하는 효과를 얻는다.
또한, 대표 화소 전체의 휘도 분포가 정규 분포인 경우는, 촬상된 모든 선상 투광상이 공작물의 표면에 투광되어 형성된 것이며, 많은 대표 화소에 의해 대표 직선이 연산되기 때문에, 정밀도 좋게 굽힘 각도를 검출할 수 있다고 하는 효과를 얻는다.
또한, 대표 화소의 휘도값의 각 주사선에 대한 도수 분포가 정규 분포가 아닌 경우는, 촬상된 선상 투광상이 공작물 표면과 공작물 이외의 면에 투광되어 형성된 것이라고 판단된다. 이 경우는, 공작물 표면의 선상 투광상의 휘도값이 공작물 이외의 선상 투광상의 휘도값과 비교하여 큰 것을 활용하고, 가장 휘도값이 높은 쪽의 정규 분포를 구성하는 대표 화소를 추출함으로써 공작물 표면의 선상 투광상에 의한 대표 화소가 추출된다. 이와 같이 하여, 공작물 표면에 투광되어 형성된 선상 투광상 화상에 관한 대표 화소를 이용하여 대표 직선이 연산되기 때문에, 예컨대 구멍이 뚫린 공작물이나 다리 길이가 짧은 공작물이더라도 공작물 부분만의 대표 화소가 추출되어, 대단히 정밀도 좋게 굽힘 각도를 검출할 수 있다고 하는 효과를 얻는다.

Claims (3)

  1. 화상 처리에 의해 공작물의 굽힘 각도를 검출하는 굽힘 각도 검출 장치에 있어서,
    (a) 공작물에 소정의 투광 각도로 투광하여 그 공작물의 표면에 선상(線狀) 투광상을 형성하는 투광 수단과,
    (b) 상기 투광 수단에 의해 상기 선상 투광상이 형성되는 상기 공작물의 표면을 촬상하는 촬상 수단과,
    (c) 상기 촬상 수단에 의해 촬상된 화상의 각 주사선에 따른 좌표에 대한 휘도값 분포를 연산하여 대표 화소를 검출하고, 이 검출되는 대표 화소의 휘도값의 각 주사선에 대한 도수 분포에 기초하여, 공작물 표면의 선상 투광상에 관한 대표 직선을 연산하는 대표 직선 연산 수단과,
    (d) 상기 대표 직선 연산 수단에 의해 연산되는 대표 직선에 기초하여, 공작물의 굽힘 각도를 연산하는 굽힘 각도 연산 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 굽힘 각도 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대표 직선 연산 수단은 상기 대표 화소의 휘도값의 각 주사선에 대한 도수 분포가 정규 분포인지 또는 정규 분포가 아닌지를 판단하고, 정규 분포인 경우는 촬상된 화상으로부터 얻어지는 모든 대표 화소를 이용하여 대표 직선을 연산하는 것을 특징으로 하는 굽힘 각도 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 대표 직선 연산 수단은 상기 대표 화소의 휘도값의 각 주사선에 대한 도수 분포가 정규 분포인지 또는 정규 분포가 아닌지를 판단하고, 정규 분포가 아닌 경우는 가장 휘도값이 높은 쪽의 정규 분포를 구성하는 대표 화소만을 이용하여 대표 직선을 연산하는 것을 특징으로 하는 굽힘 각도 검출 장치.
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