KR20180046267A - Distinguishing method of tool class using vision and distinguishing system thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method and a system for distinguishing a tool type. More specifically, the present invention relates to a method and a system for distinguishing a tool type using a vision, which capture a tool mounted on a tool post to distinguish a type of tool from a tool image, transmit information of the distinguished tool to a machine tool and allow the machine tool to automatically perform a process. The system for distinguishing a tool type comprises: a camera capturing the image of the tool installed in the tool post; and a computer in which a computer program is installed, and which receives the tool image from the camera to distinguish the tool type.

Description

비전을 이용한 공구 종류 판별 방법 및 공구 종류 판별 시스템{Distinguishing method of tool class using vision and distinguishing system thereof}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tool discrimination method and a tool discrimination method using vision,

본 발명은 공구 종류 판별 방법 및 공구 종류 판별 시스템에 관한 것으로, 공구대에 장착된 공구를 촬영하여 공구 이미지로부터 공구의 종류를 판별하고, 판별된 공구의 정보를 공작 기계로 전송하여 공작 기계가 자동으로 가공을 수행할 수 있게 하는 비전을 이용한 공구 종류 판별 방법 및 공구 종류 판별 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a tool type discriminating method and a tool type discriminating system, wherein a tool mounted on a tool stand is photographed to discriminate the type of tool from the tool image, and the information of the discriminated tool is transmitted to a machine tool, The present invention relates to a tool type discrimination method and a tool type discrimination system using a vision,

공작 기계로 가공을 수행하기 위해서는 가공을 수행할 공구의 각종 파라메터(parameter)를 작업자가 직접 공작 기계에 입력하여야 한다.In order to perform machining with a machine tool, various parameters of the tool to be machined must be input directly to the machine tool by the operator.

이렇게 공구의 정보를 작업자가 직접 공작 기계에 입력할 경우, 오 입력이 발생할 수 있으며 공구의 종류를 일일이 확인하여 입력하여야 하므로 공구 정보 입력에 많은 시간이 소비되어 종국적으로 가공의 수율이 낮아지는 문제점이 있다.When the information of the tool is input directly to the machine tool by the operator, it is possible to generate a wrong input, and since the type of the tool must be confirmed and input, it takes a long time to input the tool information, have.

한국등록특허 제10-1013749호에는 비젼시스템을 구비한 씨엔씨 공작기계의 기술이 개시되어 있다.Korean Patent No. 10-1013749 discloses a technology of a CNC machine tool equipped with a vision system.

이 씨엔씨 공작기계는 피 가공물에 대한 가공공정을 영상으로 취득하여 공작기계를 제어함으로써 제어의 정밀성 및 간편성을 제고할 수 있는 장점이 있다.This CNC machine tool has the advantage of improving precision and simplicity of control by controlling the machine tool by acquiring the machining process for the workpiece as an image.

그러나, 종래의 씨엔씨 공작기계는 공구의 종류를 판별하는 것이 아니라 피 가공물의 가공상태의 확인을 위해 비젼시스템을 이용하므로 공구의 종류를 판별할 수 없는 문제점이 있다.However, the conventional CNC machine tool does not discriminate the type of tool but uses a vision system to confirm the processing state of the workpiece, so that there is a problem that the type of tool can not be discriminated.

또한, 종래의 씨엔씨 공작기계는 영상처리에 템플릿 정합방법을 이용하므로 학습된 데이터가 아닌 다른 영상에 대해서는 가공 상태를 검출할 수 없는 문제점이 있다.In addition, since the conventional CNC machine tool uses a template matching method for image processing, there is a problem that the processing state can not be detected for images other than the learned data.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 공구대에 장착된 공구의 영상으로부터 공구의 종류를 판별하여 자동으로 공구의 정보를 공작기계에 입력해줄 수 있는 공구 종류 판별 방법 및 공구 종류 판별 시스템을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a tool type discrimination method capable of automatically inputting tool information into a machine tool by discriminating a tool type from an image of a tool mounted on the tool table And a tool type discrimination system.

또한, 본 발명의 다른 목적은 공구의 날(flutes) 길이, 목(neck) 길이, 자루(shank) 길이, 목 직경 및 자루 직경을 정확하게 검출하여 공구 종류 판별에 정확도를 높일 수 있는 공구 종류 판별 방법 및 공구 종류 판별 시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a tool type discrimination method capable of accurately detecting the tool flute length, neck length, shank length, neck diameter and bag diameter, And a tool type discrimination system.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 카메라를 이용하여 공구대에 장착된 공구의 이미지(이하, '공구 이미지'라 함)를 촬영하는 단계; 컴퓨터가 상기 공구 이미지를 입력받고, 상기 공구 이미지 중, 공구의 윤곽선(edge)을 검출하여 윤곽선 이미지를 추출하는 단계; 상기 윤곽선 이미지로부터 공구의 날(flutes) 길이, 목(neck) 길이, 자루(shank) 길이, 목 직경 또는 자루 직경을 계산하는 단계; 및 상기 날 길이, 상기 목 길이, 상기 자루 길이, 상기 목 직경 또는 상기 자루 직경를 데이터 분류기에 입력하여 상기 공구의 종류를 판별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 종류 판별 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a tool, comprising: capturing an image of a tool mounted on a tool holder using a camera (hereinafter, referred to as a tool image); The computer receiving the tool image and extracting an outline image of the tool by detecting an edge of the tool; Calculating a flute length, a neck length, a shank length, a neck diameter or a bag diameter of the tool from the contour image; And discriminating the type of the tool by inputting the blade length, the neck length, the bag length, the neck diameter, or the bag diameter into a data classifier.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 윤곽선 이미지를 추출하는 단계;는, 상기 공구 이미지를 입력받아 공구의 윤곽선을 검출하는 단계; 상기 윤곽선이 폐곡선인지 확인하는 단계; 상기 윤곽선이 폐곡선일 경우, 상기 윤곽선의 이미지를 상기 윤곽선 이미지로 추출하는 단계; 및 상기 윤곽선이 폐곡선이 아닐 경우, 촬영 조건을 가변하여 상기 윤곽선 이미지를 재촬영하고, 재촬영된 공구 이미지로 부터 공구의 윤곽선을 검출하여 이전에 검출된 공구의 윤곽선과 병합하고, 상기 윤곽선이 폐곡선인지 확인하는 단계로 리턴하는 단계;를 포함한다.In a preferred embodiment, the step of extracting the outline image includes: receiving the tool image and detecting the outline of the tool; Confirming whether the contour is a closed curve; Extracting an image of the contour line as the contour line image if the contour line is a closed curve; And when the contour is not a closed curve, changing the shooting conditions to retake the contour image, detecting the contour of the tool from the re-captured tool image and merging it with the contour of the previously detected tool, And returning to the step of confirming whether or not it is possible.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 공구 이미지는 공구의 날이 하방으로 향하도록 촬영된 이미지이거나 공구의 날이 측방으로 향한 상태에서 촬영한 후, 날이 하방으로 향하도록 회전시킨 이미지이며, 상기 날 길이, 상기 목 길이, 상기 자루 길이, 상기 목 직경 또는 상기 자루 직경을 계산하는 단계:는, 상기 윤곽선 이미지에서 최하단 픽셀을 검출하는 단계; 상기 최하단 픽셀의 높이(이하, '제1 높이'라 함)에서 상단으로 올라가면서 상기 윤곽선 이미지의 폭을 계산하는 단계; 상기 윤곽선 이미지의 폭 변화율이 제1 임계 변화율 이하가 되는 높이(이하, '제2 높이'라 함)를 검출하는 단계; 상기 제2 높이 검출 후에, 상기 윤곽선 이미지의 폭 변화율이 제2 임계 변화율 이상이 되는 높이(이하, '제3 높이'라 함)를 검출하는 단계; 및 상기 윤곽선 이미지의 최상단 픽셀을 검출하는 단계;를 포함하고, 상기 날 길이는 상기 제1 높이와 상기 제2 높이 사이의 거리로 계산되고, 상기 목길이는 상기 제2 높이와 상기 제3 높이 사이의 거리로 계산되고, 상기 자루 길이는 상기 제3 높이와 상기 최상단 픽셀의 높이(이하, '제4 높이'라 함) 사이의 거리로 계산되고, 상기 목 직경은 상기 제2 높이 상의 윤곽선 이미지의 폭으로 계산되고, 상기 자루 직경은 상기 제3 높이 상의 윤곽선 이미지의 폭으로 계산된다.In a preferred embodiment, the tool image is an image photographed such that the blade of the tool faces downward, or the tool is rotated in a state in which the blade is oriented in the lateral direction, and then the blade is rotated downward. Calculating the neck length, the bag length, the neck diameter, or the bag diameter comprises: detecting a bottom pixel in the contour image; Calculating a width of the outline image from the height of the bottom pixel (hereinafter, referred to as 'first height') to the top; Detecting a height (hereinafter, referred to as " second height ") at which the width change rate of the outline image is less than or equal to a first threshold change rate; Detecting a height (hereinafter, referred to as a 'third height') at which the width change rate of the outline image becomes equal to or greater than a second threshold change rate after the second height detection; And detecting a top pixel of the contour image, wherein the blade length is calculated as the distance between the first height and the second height, and the neck length is between the second height and the third height The bag length is calculated as a distance between the third height and the height of the uppermost pixel (hereinafter, referred to as 'fourth height'), and the neck diameter is calculated as the distance of the contour image on the second height And the bag diameter is calculated as the width of the contour image on the third height.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 데이터 분류기는 신경망 분류기(Neural Network Classifier)이다.In a preferred embodiment, the data classifier is a Neural Network Classifier.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 신경망 분류기에서 공구의 종류가 판별될 경우, 판별된 공구의 날 길이, 목 길이, 자루 길이, 목 직경 또는 자루 직경에 관한 데이터를 공구대로 전송하고, 판별되지 않을 경우, 상기 공구 이미지를 촬영하는 단계로 리턴하는 단계;를 더 포함한다.In a preferred embodiment, when the type of the tool is determined in the neural network classifier, data on the determined tool length, the neck length, the bag length, the neck diameter, or the bag diameter is transmitted to the tool, And returning to the step of photographing the tool image.

또한, 본 발명은 컴퓨터를 기능시켜 상기 공구 종류 판별 방법을 수행하기 위한 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 더 제공한다.The present invention further provides a computer program stored in a medium for functioning as a computer to perform the tool type discrimination method.

또한, 본 발명은 상기 컴퓨터 프로그램을 저장할 수 있는 저장 매체; 및 상기 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 통신망을 통해 전송해줄 수 있는 통신 매체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서버 시스템을 더 제공한다.The present invention also relates to a storage medium on which the computer program can be stored; And a communication medium capable of transmitting a computer program stored in the storage medium through a communication network.

또한, 본 발명은 공구대에 설치된 공구의 이미지를 촬영하는 카메라; 및 상기 컴퓨터 프로그램이 설치되며, 상기 카메라로부터 공구 이미지를 입력받아 공구 종류를 판별하는 컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 종류 판별 시스템을 더 제공한다.The present invention also relates to a camera for photographing an image of a tool installed on a tool stand; And a computer installed with the computer program and receiving a tool image from the camera and determining a tool type.

또한, 본 발명은 베드; 상기 베드 상에 구비되고, 공구를 장착하여 공작물을 가공할 수 있는 공구대; 및 상기 공구대의 공구를 촬영하여 공구 종류를 판별하는 상기 공구 종류 판별 시스템;을 갖는 공작기계를 더 제공한다.The present invention also relates to a bed comprising: a bed; A tool base provided on the bed and capable of machining a workpiece by mounting a tool; And the tool type discrimination system for discriminating a tool type by photographing a tool of the tool base.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.

본 발명의 공구 종류 판별 방법 및 공구 종류 판별 시스템에 의하면, 공구의 영상으로부터 공구의 날(flutes) 길이, 목(neck) 길이, 자루(shank) 길이, 목 직경 및 자루 직경를 검출하여 공구의 종류를 정확히 판별하여 자동으로 공구의 정보를 공작기계에 입력해 줄 수 있는 장점이 있다.According to the tool type discriminating method and the tool type discriminating system of the present invention, it is possible to detect the tool flute length, neck length, shank length, neck diameter and bag diameter from the image of the tool, It is possible to input the information of the tool to the machine tool automatically and accurately.

또한, 본 발명의 공구 종류 판별 방법 및 공구 종류 판별 시스템에 의하면, 공구 종류의 분류를 위해 신경망 분류기를 이용하므로 적은 양의 데이터로도 공구 종류를 판별할 수 있고, 데이터가 늘어날수록 판별의 정확도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.According to the tool type discriminating method and the tool type discriminating system of the present invention, since the neural network classifier is used for classifying the tool type, it is possible to discriminate the tool type with a small amount of data. As the data increases, There is an advantage to be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 종류 판별 시스템을 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 종류 판별 방법의 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 종류 판별 방법에서 윤곽선 이미지 추출 과정을 설명하기 위한 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 종류 판별 방법에서 공구의 정보를 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a view showing a tool type discrimination system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart of a tool type determination method according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a flowchart for explaining an outline image extraction process in a tool type determination method according to an embodiment of the present invention;
4 is a diagram for explaining a method of extracting tool information in a tool type determination method according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.Although the terms used in the present invention have been selected as general terms that are widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, the meaning described or used in the detailed description part of the invention The meaning must be grasped.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 종류 판별 방법을 수행하기 위한 공구 종류 판별 시스템을 보여주는 것으로, 상기 공구 종류 판별 시스템(100)은 공구(10)의 이미지를 촬영하기 위한 카메라(110) 및 상기 카메라(110)에서 촬영된 공구 이미지로부터 공구의 종류를 판별하는 컴퓨터(120)를 포함한다.FIG. 1 illustrates a tool type determination system for performing a tool type determination method according to an embodiment of the present invention. The tool type determination system 100 includes a camera 110 for capturing an image of the tool 10, And a computer (120) for determining the type of tool from the tool image photographed by the camera (110).

또한, 상기 컴퓨터(120)는 판별된 공구의 정보를 공작 기계로 입력해주며, 공작 기계의 공구대(20)는 공구(10)를 구동하여 공작물을 가공한다.Further, the computer 120 inputs the information of the discriminated tool to the machine tool, and the tool rest 20 of the machine tool drives the tool 10 to machine the work.

또한, 상기 공작 기계는 지지대인 베드(도시하지 않음)와 상기 베드 상에 구비되는 공구대(20)를 포함하여 이루어지며, 본 발명은 상기 공구 종류 판별 시스템(100)을 포함하는 하나의 완성된 공작 기계의 형태로 제공될 수 있다.Further, the machine tool includes a bed (not shown) as a support and a tool table 20 provided on the bed, and the present invention can be applied to a finished product including the tool type discrimination system 100 May be provided in the form of a machine tool.

또한, 상기 컴퓨터(120)에는 본 발명의 공구 종류 판별 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 설치되고, 상기 컴퓨터 프로그램은 상기 컴퓨터(120)를 기능시켜 본 발명의 공구 종류 판별 방법을 수행한다.In addition, the computer 120 is provided with a computer program for performing the tool type determination method of the present invention, and the computer program functions as the computer 120 to perform the tool type determination method of the present invention.

또한, 상기 컴퓨터(120)는 일반적인 퍼스널 컴퓨터 이외에 영상 처리가가능한 다양한 컴퓨팅 장치일 수 있고 임베디드 시스템의 형태로 제공될 수도 있다.In addition, the computer 120 may be various computing devices capable of image processing in addition to a general personal computer, and may be provided in the form of an embedded system.

또한, 상기 컴퓨터 프로그램은 별도의 기록 매체에 저장되어 제공될 수 있으며, 상기 기록매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되어 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. In addition, the computer program may be stored in a separate recording medium, and the recording medium may be designed and configured specifically for the present invention or may be known and used by those having ordinary skill in the computer software field .

예를 들면, 상기 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD, DVD와 같은 광 기록 매체, 자기 및 광 기록을 겸할 수 있는 자기-광 기록 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등 단독 또는 조합에 의해 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치일 수 있다.For example, the recording medium may be a magnetic medium such as a hard disk, a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as a CD and a DVD, a magneto-optical recording medium capable of serving also as magnetic and optical recording, Or the like, or a hardware device specially configured to store and execute program instructions by itself or in combination.

또한, 상기 컴퓨터 프로그램은 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등이 단독 또는 조합으로 구성된 프로그램일 수 있고, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라, 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드로 짜여진 프로그램일 수 있다.In addition, the computer program may be a program consisting of program commands, local data files, local data structures, etc., alone or in combination, and may be executed by a computer using an interpreter or the like as well as machine code Lt; RTI ID = 0.0 > language code. ≪ / RTI >

또한, 상기 컴퓨터 프로그램은 통신망을 통해 데이터를 전송해 줄 수 있는 서버 시스템에 저장될 수 있고, 상기 컴퓨터는 상기 서버 시스템으로부터 상기 컴퓨터 프로그램을 다운로드 받아 설치할 수 있다.In addition, the computer program may be stored in a server system capable of transmitting data through a communication network, and the computer may download and install the computer program from the server system.

또한, 상기 서버 시스템은 상기 컴퓨터 프로그램을 저장하는 저장 매체와 상기 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 통신망을 통해 전송해 줄 수 있는 통신 매체로 구성되는 컴퓨터 시스템이다.The server system is a computer system comprising a storage medium storing the computer program, and a communication medium capable of transmitting the computer program stored in the storage medium through a communication network.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공구 종류 판별 방법에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a tool type determination method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 to FIG.

도 2를 참조하면, 먼저, 상기 카메라(110)는 공구대(20)에 장착된 공구(10)의 이미지를 촬영한다(S1000).Referring to FIG. 2, first, the camera 110 captures an image of the tool 10 mounted on the tool rest 20 (S1000).

또한, 상기 카메라(110)는 상기 공구(10)의 날이 하방을 향하도록 이미지를 촬영하며, 촬영된 공구 이미지를 상기 컴퓨터(120)로 입력해준다.In addition, the camera 110 photographs an image so that the blade of the tool 10 faces downward, and inputs the captured tool image to the computer 120.

다음, 상기 컴퓨터(120)는 상기 공구 이미지를 윤곽선 이미지로 변환하여 추출한다.Next, the computer 120 converts the tool image into an outline image and extracts it.

한편, 상기 카메라(110)는 상기 공구(10)의 날이 하방을 하지 않고 측방을 향한 상태로 촬영할 수 있는데, 이 경우, 상기 컴퓨터(120)는 상기 공구 이미지를 회전시켜 공구(10)의 날이 하방을 향하게 한 후 윤곽선 이미지를 추출할 수 있다.In this case, the computer 120 rotates the tool image and rotates the tool 10 so as to rotate the tool 10 in a direction perpendicular to the tool 10, It is possible to extract an outline image after facing downward.

더욱 자세하게는, 도 3을 참조하면, 상기 컴퓨터(120)는 상기 공구 이미지를 입력받고 공구 이미지를 전처리한 후 공구의 윤곽선을 검출한다.More specifically, referring to FIG. 3, the computer 120 receives the tool image, preprocesses the tool image, and detects the contour of the tool.

여기서 전처리란 윤곽선 검출을 위한 전처리 과정이며, 예를 들면, 상기 공구 이미지를 흑백 이미지로 변환하고, 노이즈를 제거하여 정규화하는 과정일 수 있다.Here, the pre-processing is a preprocessing process for contour detection, for example, converting the tool image into a monochrome image, and removing noise to normalize the image.

또한, 공구의 윤곽선 검출은 소벨 마스크(Soble mask), 캐니 에지(Canny edge) 검출 기법과 같은 공지된 윤곽선 검출 기법을 이용할 수 있다.In addition, contour detection of a tool can utilize a known contour detection technique such as a Soble mask, a Canny edge detection technique, and the like.

다음, 검출된 윤곽선이 폐곡선인지 확인한다(S2200).Next, it is confirmed whether the detected contour is a closed curve (S2200).

만약, 폐곡선이라면, 검출된 윤곽선을 윤곽선 이미지로 추출한다.If it is a closed curve, the detected contour is extracted as an outline image.

그러나, 폐곡선이 아닐 경우, 영상에 노이즈가 섞에 영상이 제대로 촬영되지 않은 경우이므로 조명밝기를 조절하거나 상기 공구(10) 위치를 조절한 후, 상기 공구 이미지를 재촬영한다(S2400).However, when the image is not a closed curve, since the image is not properly captured due to noise, the brightness of the illumination is adjusted or the position of the tool 10 is adjusted, and then the tool image is taken again (S2400).

다음, 재촬영된 공구 이미지의 윤곽선을 검출하고(S2500), 이전에 검출된 윤곽선과 병합하여 윤곽선을 보정한다(S2600).Next, an outline of the re-photographed tool image is detected (S2500), and the outline is merged with the previously detected outline (S2600).

다음, 상기 윤곽선이 폐곡선인지 판단하는 단계(S2200)로 리턴하여 윤곽선이 폐곡선인지 확인하고 폐곡선일 경우 보정된 윤곽선을 상기 윤곽선 이미지로 추출한다(S2300).Next, the process returns to step S2200 of determining whether the contour is a closed curve, and whether the contour is a closed curve. If the closed curve is a closed curve, the corrected contour is extracted as the contour image (S2300).

그러나 보정된 윤곽선도 폐곡인이 아닐 경우, 상기 공구 이미지를 재촬영하여 윤곽선이 폐곡선이 될 때까지 윤곽선을 병합하는 과정을 반복한다.However, if the corrected contour is not a closed curve, the process of re-photographing the tool image and merging the contour until the contour becomes a closed curve is repeated.

다시 도 1을 참조하면, 상기 윤곽선 이미지의 추출이 완료되면(S2000). 상기 윤곽선 이미지로부터 공구의 날 길이, 목 길이, 자루 길이, 목 직경 및 자루 직경을 계산한다(S3000).Referring back to FIG. 1, when the extraction of the outline image is completed (S2000). The blade length, neck length, bag length, neck diameter and bag diameter of the tool are calculated from the contour image (S3000).

도 4를 참조하면, 도 4는 추출된 윤곽선 이미지(200)를 보여주는 것으로 상기 공구(10)는 공작물과 직접 접촉하는 부분인 날(210), 상기 날(210)를 지지하는 목(220), 상기 목(220)에 연장되어 공구대에 고정되기 위한 자루(230)를 포함하여 이루어진다.4 shows an extracted contour image 200 wherein the tool 10 includes a blade 210 that is in direct contact with the workpiece, a neck 220 that supports the blade 210, And a bag 230 extending to the neck 220 and fixed to the tool rest.

또한, 상기 날(210)은 끝단에 첨두부를 가지며, 상기 목(220)과 상기 자루(230)는 원통형으로 상기 윤곽선 이미지(200)에서는 직사각형으로 보이게 된다.In addition, the blade 210 has a peak at its tip, and the neck 220 and the bag 230 are cylindrical and appear as a rectangle in the contour image 200.

또한, 상기 목(220)의 직경은 상기 자루(230)의 직경보다 크다.The diameter of the neck 220 is larger than the diameter of the bag 230.

따라서, 이러한 공구의 특징에 착안하여 공구의 날 길이, 목 길이, 자루 길이, 목 직경 및 자루 직경을 계산한다.Therefore, the blade length, the neck length, the bag length, the neck diameter and the bag diameter of the tool are calculated in consideration of the characteristics of these tools.

먼저, 상기 윤곽선 이미지에서 최하단 픽셀(a)을 검출한다.First, the lowermost pixel (a) is detected in the contour image.

이 최하단 픽셀(a)은 상기 날(210)의 끝단이다.The lowest pixel (a) is the end of the blade 210.

다음, 상기 윤곽선 이미지 내에서 상기 최하단 픽셀(a)의 높이(h,제1 높이)에서 상부로 올라가면서 상기 윤곽선 이미지의 가로 폭(w)을 계산한다.Next, the horizontal width (w) of the outline image is calculated while climbing upward from the height (h, first height) of the lowermost pixel (a) in the outline image.

다음, 현재 계산된 가로 폭과 이전에 계산된 가로 폭의 차이로부터 폭 변화율을 산출하고, 산출된 폭 변화율이 제1 임계 변화율 이하가 되는 윤곽선 이미지의 높이(h2,제2 높이)를 검출한다.Next, the width change rate is calculated from the difference between the currently calculated width and the previously calculated width, and the height (h2, second height) of the outline image in which the calculated width change rate is less than or equal to the first threshold change rate is detected.

또한, 상기 날(210)은 일반적으로 삼각형 형상이므로 폭 변화율이 존재하는데, 상기 목(220)의 경우 사각형 형상이므로 폭 변화율이 존재하지 않는다.In addition, since the blade 210 has a generally triangular shape, there is a rate of change in width. In the case of the neck 220, the blade 210 is rectangular.

따라서, 폭 변화율이 '0'이 되거나, 상기 제1 임계 변화율 이하로 완만해지기 시작하는 지점(b)을 상기 목(220)의 최하단 부분으로 검출할 수 있다.Accordingly, the point (b) at which the width change rate becomes '0' or becomes slower than the first threshold change rate can be detected as the lowermost part of the neck 220.

다음, 상기 제2 높이(h2)에서 상부로 올라가면서 폭 변화율을 계산하고 폭 변화율이 제2 임계 변화율 이상이 될 경우, 그 높이를 제3 높이(h3)로 검출한다.Next, the width change rate is calculated while moving upward from the second height h2, and when the width change rate is greater than or equal to the second threshold change rate, the height is detected as the third height h3.

또한, 상기 제3 높이(h3)는 상기 자루(230)가 상기 목(220)에 연결되는 부분(c)으로 윤곽선 이미지의 가로 폭이 급격히 줄어들므로 폭 변화율이 커지는 부분이다.In addition, the third height h3 is a portion (c) where the bag 230 is connected to the neck 220, and thus the lateral width of the contour image is sharply reduced.

즉, 이러한 특징을 이용하여 상기 제3 높이(h3)를 검출할 수 있다.That is, the third height h3 can be detected using this feature.

다음, 상기 윤곽선 이미지의 최상단 픽셀(d)을 검출하고 상기 최상단 픽셀(d)의 높이를 제4 높이(h4)로 검출한다.Next, the uppermost pixel d of the contour image is detected, and the height of the uppermost pixel d is detected as the fourth height h4.

다음, 상기 제1 내지 제4 높이(h1, h2, h3, h4)와 윤곽선 이미지의 폭에 기반하여 날 길이, 목 길이, 자루 길이, 목 직경 및 자루 직경을 계산한다.Next, a blade length, a neck length, a bag length, a neck diameter, and a bag diameter are calculated based on the first through fourth heights h1, h2, h3, and h4 and the width of the outline image.

먼저, 상기 날 길이는 상기 제1 높이(h1)와 상기 제2 높이(h2) 사이의 거리이며, 상기 제2 높이(h2)에서 상기 제1 높이(h1)를 감하여 계산된다.The blade length is a distance between the first height h1 and the second height h2 and is calculated by subtracting the first height h1 from the second height h2.

다음, 상기 목 길이는 상기 제3 높이(h3)에서 상기 제2 높이(h2)를 감하여 계산하고, 상기 자루 길이는 상기 제4 높이(h4)에서 상기 제3 높이(h3)를 감하여 계산한다.Next, the neck length is calculated by subtracting the second height h2 from the third height h3, and the bag length is calculated by subtracting the third height h3 from the fourth height h4.

다음, 상기 목 직경(w1)은 상기 제2 높이(h2)에서 상기 윤곽선 이미지의 폭으로 계산되고, 상기 자루 직경(w2)는 상기 제3 높이(h3)에서 상기 윤곽선 이미지의 폭으로 계산된다.Next, the neck diameter w1 is calculated as the width of the outline image at the second height h2, and the bag diameter w2 is calculated as the width of the outline image at the third height h3.

따라서, 상기 윤곽선 이미지(200)로 부터 공구(10)의 날 길이, 목 길이, 자루 길이, 목 직경, 자루 직경을 정확하게 계산하여 공구의 정보로 도출할 수 있다.Therefore, the blade length, the neck length, the bag length, the neck diameter, and the bag diameter of the tool 10 can be accurately calculated from the contour image 200 and derived from the tool information.

다시 도 2를 참조하면, 계산된 날 길이, 목 길이, 자루 길이, 목 직경, 자루 직경을 데이터 분류기에 입력하여 식별함으로써 공구의 종류를 판별한다.Referring again to FIG. 2, the type of tool is determined by inputting the calculated blade length, neck length, bag length, neck diameter, and bag diameter into a data classifier.

또한, 본 발명에서는 상기 데이터 분류기를 신경망 분류기를 이용하였으며 적은 데이터로도 공구 종류를 판별할 수 있고, 데이터가 증가하면 판별의 정확도가 매우 높아지는 장점이 있다.In addition, in the present invention, the data classifier is a neural network classifier, and the tool type can be discriminated even with a small amount of data, and the accuracy of discrimination is greatly increased when data is increased.

다음, 공구 종류가 식별되면, 식별된 공구의 정보를 상기 공구대(20)로 전송하여 가공이 수행되게 하고, 그렇지 않을 경우, 상기 공구 이미지를 촬영하는 단계(S1000)로 리턴하여 공구 종류 판별과정을 반복한다.Next, when the tool type is identified, the information of the identified tool is transmitted to the tool rest 20 to perform the machining. Otherwise, the process returns to the step S1000 of photographing the tool image (step S1000) .

또한, 상기 공구대(20)로 전송되는 공구 데이터는 공구 종류 판별을 위해 계산된 날 길이, 목 길이, 자루 길이, 목 직경, 자루 직경일 수 있고, 해당 공구 종류와 미리 매칭되어 저장되는 공구 데이터일 수 있다.The tool data transmitted to the tool rest 20 may be blade lengths, neck lengths, bag lengths, neck diameters, bag diameters calculated for tool type discrimination, tool data Lt; / RTI >

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.

10:공구 20:공구대
100:공구 종류 판별 시스템 110:카메라
120:컴퓨터
10: tool 20: tool stand
100: tool type discrimination system 110: camera
120: Computer

Claims (9)

카메라를 이용하여 공구대에 장착된 공구의 이미지(이하, '공구 이미지'라 함)를 촬영하는 단계;
컴퓨터가 상기 공구 이미지를 입력받고, 상기 공구 이미지 중, 공구의 윤곽선(edge)을 검출하여 윤곽선 이미지를 추출하는 단계;
상기 윤곽선 이미지로부터 공구의 날(flutes) 길이, 목(neck) 길이, 자루(shank) 길이, 목 직경 또는 자루 직경을 계산하는 단계; 및
상기 날 길이, 상기 목 길이, 상기 자루 길이, 상기 목 직경 또는 상기 자루 직경를 데이터 분류기에 입력하여 상기 공구의 종류를 판별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 종류 판별 방법.
Photographing an image of a tool (hereinafter referred to as a " tool image ") mounted on the tool holder using a camera;
The computer receiving the tool image and extracting an outline image of the tool by detecting an edge of the tool;
Calculating a flute length, a neck length, a shank length, a neck diameter or a bag diameter of the tool from the contour image; And
And determining the type of the tool by inputting the blade length, the neck length, the bag length, the neck diameter, or the bag diameter into a data classifier.
제 1 항에 있어서,
상기 윤곽선 이미지를 추출하는 단계;는,
상기 공구 이미지를 입력받아 공구의 윤곽선을 검출하는 단계;
상기 윤곽선이 폐곡선인지 확인하는 단계;
상기 윤곽선이 폐곡선일 경우, 상기 윤곽선의 이미지를 상기 윤곽선 이미지로 추출하는 단계; 및
상기 윤곽선이 폐곡선이 아닐 경우, 촬영 조건을 가변하여 상기 윤곽선 이미지를 재촬영하고, 재촬영된 공구 이미지로 부터 공구의 윤곽선을 검출하여 이전에 검출된 공구의 윤곽선과 병합하고, 상기 윤곽선이 폐곡선인지 확인하는 단계로 리턴하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 종류 판별 방법.
The method according to claim 1,
Extracting the contour image,
Receiving the tool image and detecting a contour of the tool;
Confirming whether the contour is a closed curve;
Extracting an image of the contour line as the contour line image if the contour line is a closed curve; And
If the contour is not a closed curve, photographing conditions are changed to shoot the contour image again, and the contour of the tool is detected from the re-photographed tool image to be merged with the contour of the previously detected tool to determine whether the contour is a closed curve And returning to the step of identifying the tool type.
제 2 항에 있어서,
상기 공구 이미지는 공구의 날이 하방으로 향하도록 촬영된 이미지이거나 공구의 날이 측방으로 향한 상태에서 촬영한 후, 날이 하방으로 향하도록 회전시킨 이미지이며,
상기 날 길이, 상기 목 길이, 상기 자루 길이, 상기 목 직경 또는 상기 자루 직경을 계산하는 단계:는,
상기 윤곽선 이미지에서 최하단 픽셀을 검출하는 단계;
상기 최하단 픽셀의 높이(이하, '제1 높이'라 함)에서 상단으로 올라가면서 상기 윤곽선 이미지의 폭을 계산하는 단계;
상기 윤곽선 이미지의 폭 변화율이 제1 임계 변화율 이하가 되는 높이(이하, '제2 높이'라 함)를 검출하는 단계;
상기 제2 높이 검출 후에, 상기 윤곽선 이미지의 폭 변화율이 제2 임계 변화율 이상이 되는 높이(이하, '제3 높이'라 함)를 검출하는 단계; 및
상기 윤곽선 이미지의 최상단 픽셀을 검출하는 단계;를 포함하고,
상기 날 길이는 상기 제1 높이와 상기 제2 높이 사이의 거리로 계산되고,
상기 목길이는 상기 제2 높이와 상기 제3 높이 사이의 거리로 계산되고,
상기 자루 길이는 상기 제3 높이와 상기 최상단 픽셀의 높이(이하, '제4 높이'라 함) 사이의 거리로 계산되고,
상기 목 직경은 상기 제2 높이 상의 윤곽선 이미지의 폭으로 계산되고,
상기 자루 직경은 상기 제3 높이 상의 윤곽선 이미지의 폭으로 계산되는 것을 특징으로 하는 공구 종류 판별 방법.
3. The method of claim 2,
The tool image may be an image photographed so that the blade of the tool faces downward, or an image of the tool being rotated in a state in which the blade of the tool is laterally directed,
Calculating the blade length, the neck length, the bag length, the neck diameter, or the bag diameter:
Detecting a bottom pixel in the contour image;
Calculating a width of the outline image from the height of the bottom pixel (hereinafter, referred to as 'first height') to the top;
Detecting a height (hereinafter, referred to as " second height ") at which the width change rate of the outline image is less than or equal to a first threshold change rate;
Detecting a height (hereinafter, referred to as a 'third height') at which the width change rate of the outline image becomes equal to or greater than a second threshold change rate after the second height detection; And
Detecting an uppermost pixel of the contour image,
The blade length is calculated as the distance between the first height and the second height,
The neck length is calculated as the distance between the second height and the third height,
The bag length is calculated as a distance between the third height and a height of the uppermost pixel (hereinafter referred to as a fourth height)
The neck diameter is calculated as the width of the contour image on the second height,
Wherein the bag diameter is calculated as the width of the contour image on the third height.
제 3 항에 있어서,
상기 데이터 분류기는 신경망 분류기(Neural Network Classifier)인 것을 특징으로 하는 공구 종류 판별 방법.
The method of claim 3,
Wherein the data classifier is a neural network classifier.
제 4 항에 있어서,
상기 신경망 분류기에서 공구의 종류가 판별될 경우, 판별된 공구의 날 길이, 목 길이, 자루 길이, 목 직경 또는 자루 직경에 관한 데이터를 공구대로 전송하고, 판별되지 않을 경우, 상기 공구 이미지를 촬영하는 단계로 리턴하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 종류 판별 방법.
5. The method of claim 4,
When the type of the tool is determined in the neural network classifier, data relating to the determined blade length, neck length, bag length, neck diameter or bag diameter of the tool is transmitted to the tool, and when the tool is not discriminated, And returning to the step of determining the type of tool.
컴퓨터를 기능시켜 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 공구 종류 판별 방법을 수행하기 위한 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored in a medium for performing a tool type discrimination method according to any one of claims 1 to 4 by functioning as a computer.
제 6 항의 컴퓨터 프로그램을 저장할 수 있는 저장 매체; 및
상기 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 통신망을 통해 전송해줄 수 있는 통신 매체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서버 시스템.
A storage medium capable of storing the computer program of claim 6; And
And a communication medium capable of transmitting the computer program stored in the storage medium through a communication network.
공구대에 설치된 공구의 이미지를 촬영하는 카메라; 및
제 6 항의 컴퓨터 프로그램이 설치되며, 상기 카메라로부터 공구 이미지를 입력받아 공구 종류를 판별하는 컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 종류 판별 시스템.
A camera for photographing an image of a tool installed on the tool stand; And
And a computer for installing the computer program of claim 6 and receiving a tool image from the camera and determining a tool type.
베드;
상기 베드 상에 구비되고, 공구를 장착하여 공작물을 가공할 수 있는 공구대; 및
상기 공구대의 공구를 촬영하여 공구 종류를 판별하는 제 8 항의 공구 종류 판별 시스템;을 갖는 공작기계.
Bed;
A tool base provided on the bed and capable of machining a workpiece by mounting a tool; And
And the tool type discrimination system according to claim 8, wherein the tool type discrimination system discriminates the tool type by photographing the tool of the tool type.
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