KR940007845B1 - 단차형상 검출장치 - Google Patents
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내용 없음.
Description
제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 단차형상 검출장치의 화상처리장치를 표시한 블록도.
제 2 도는 그 한계치 처리에 의한 단차형상 검출상태를 표시한 높이화상도.
제 3 도는 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 단차형상 검출장치의 화상처리장치를 표시한 블록도.
제 4 도는 그 영역분할처리에 의한 단차형상 검출상태를 표시한 높이화상도.
제 5 도는 양실시예에 있어서의 단차형상 검출장치의 공통부분의 개략구성도.
제 6 도는 그 높이산출방법의 설명도.
제 7 도는 종래예의 개략구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 셔터 102 : 광원
103 : 대상물체 106 : 기준평면
108 : 기준화상기억부 109 : 대상화상기억부
110 : 높이화상연산부 111 : 한계치처리부
112 : 영역분할부
본 발명은 3차원 공간에 있어서의 대상물체의 단차형상을 검출하는 단차형상 검출장치에 관한 것이다.
3차원 형상(단차형상)의 계측, 인식을 위해 과거 몇개의 장치가 제안되고 있다. 예를들면 제 7 도에 표시한 종래에는, 비데오카메라(601)와 투광헤드(602)를 사용해서 대상물체(604)위의 점(p)의 높이(h)를 검출 하는 것이다. 비데오카메라(601)와 투광헤드(602)는 연결축(603)에서 고정된 위치관계에 있다. 이경우, 3각 측량의 원리를 사용해서, 도면의 H는 식(1)으로 표시된다. H와 각도 α를 사용해서 X를 산출한 것을 식(2)에 표시한다.
또, x와 각도 γ로부터 (601)과 (604)사이의 거리 d를 산출한 결과가 식(3)이다. (604)와 기준평면(605)과의 거리를 Z로 하면, 구하는 높이 h는 식(4)으로 표시된다. 즉 h는, 도면의 α,β 및 L로 표현할 수 있다. 따라서 대상물체(604)의 단차형상은, 상기 h가 주위화소에 비교해서 일정치 이상의 차이를 가지므로서 검출할 수 있다.
그러나 상기 종래예에서는, 식(4)에 표시한 바와 같이, 산출식은 3각 함수를 포함 복잡해지고, 또한 비데오카메라의 입력화면상의 전체화소에 대해서 높이 h를 산출하지 않으면 안되기 때문에 방대한 연산량이 된다.
또, h《Z 또는 h《d가 되고, d의 정밀도에 비해 h의 정밀도는 격단으로 나빠진다. 또, d의 정밀도는, L의 길이에 영향을 받는다. 일반적으로 L이 길면, 비례해서 d의 정밀도도 향상한다. 즉, h의 정밀도를 확보 하기 위해서는, 카메라와 투광헤드의 고정쇠를 대규모의 정밀도 높은 것으로할 필요가 생긴다.
본 출원의 제 1 발명은, 대상물체의 위치기준이 되는 기준면과, 이 기준면에 대해서 소정위치에 있을때의 대상물체와 대상물체가 소정위치에 없을때의 기준면을 각각 촬상하는 촬상수단과, 이 촬상수단의 촬상방향에 대해서 소정경사각을 가지고 소정간격으로 서로 평행한 복수의 슬릿광을 소정위치에 있을때의 대상물체와 대상물체가 소정위치에 없을때의 기준면에 각각 투광하는 투광수단과, 대상물체가 소정위치에 없을때의 슬릿광입력화상인 기준화상과 대상물체가 소정위치에 있을때의 슬릿광입력화상인-대상화상의 화상간 연산에 의해 대상물체의 기준면으로부터의 높이를 각 화소의 농담치(濃淡値)로 하는 높이화상을 산출하는 높이화상 산출수단과, 상기 높이화상에 대해서 각 화소의 농담치를 한계치 처리해서 일정범위의 높이를 2치(二値)화상으로서 검출하는 2치화상 검출수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 출원의 제 2 발명은, 상기 2치화상 검출수단대신, 높이화상을 각 농담치를 기초로 영역분할 조건에 의해서 영역분할하는 영역분할수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서, 대상물체가 기준면에 대해서 소정위치에 있을때의 상기 대상물체 표면에서의 슬릿광과, 대상물체가 소정위치에 없을때의 기준면에서의 슬릿광을 촬상수단에 의해서 각각 촬상하므로서 대상물체 표면의 임의의 점을 통과하는 슬릿광과, 기준면의 상기점과 촬상방향에 있어서 대응하는 점을 통하는 슬릿광을 각각 특정할 수 있다. 그리고 각 슬릿광 사이의 간격은 미리 정해져 있고 또한 평행광이므로, 특정된 상기 슬릿광사이의 간격과, 슬릿광의 광로가 기준면에 대해서 이루는 각도에 따라, 대상물체의 상기 점의 기준면으로부터의 높이를 용이하게 구할 수 있다.
따라서, 대상물체의 기준면으로부터의 높이를 각 화소의 농담치로 하는 높이화상을, 대상물체가 소정위치에 없을때의 슬릿광 입력화상인 기준화상과, 대상물체가 소정위치에 있을때의 슬릿광 입력화상인 대상화상과의 사이의 연산에 의해 산출할 수 있으므로, 전체화소에 대해서 상기 높이를 산출하지 않으면 안되는 종래예에 비교해서 연산량을 대폭삭감할 수 있다.
그리고 본 출원의 제 1 발명에 의하면, 상기 높이화상은 2치화해서 일정범위 높이의 영역으로 검출하므로서, 대상물체가 복수의 단차를 가지고 있어도 입력화면 전역에 있어서의 대상물체의 단차현상을 검출할 수 있다.
또 본 출원의 제 2 발명에 의하면, 상기 높이화상을 각 화소의 농담치를 기초로 영역분할하므로서, 대상물체가 복수의 단차를 가지고 있는 경우뿐만 아니라, 완만한 면에서의 단차도 검출할 수 있다.
제 1 도∼제 6 도에 의거, 본 발명의 제1, 제 2 실시예를 설명한다.
양 실시예의 공통의 개략구성을 표시한 제 5 도에 있어서, (102)는 평행한 광속을 발생하는 광원, (101)은 광원(102)으로부터 발생한 광속을 적절한 형상으로 차폐해서 평행슬릿패턴으로 가공하는 셔터이다. 상기 평행슬릿패턴은 기준평면(106)위의 대상물체(103)에 투사되고, 투사상을 비데오카메라(104)에서 촬상한다. 상기 촬상화상을 화상처리장치(105)에 입력한다. 화상처리장치(105)는, 대상물체 (103)가 있는 경우의 화상과, 대상물체(103)가 없는 경우의 화상을 비교하므로서, 대상물체(103)위의 필요한 지점의 높이를 산출한다.
본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 화상처리장치(105)를, 제 1 도 및 제 2 도에 의거 설명한다. 입력화상의 슬릿광은 슬릿광 번호부여부(107)에서 번호가 각각 부여되고, 기준화상기억부(108)에서는 기준평면(106)에 있어서의 슬릿번호부착화상(기준화상)이 기억된다.
대상화상기억부(109)에서는 대상물체(103)에 있어서의 슬릿번호부착화상(대상화상)이 기억된다. 높이화상 연산부(110)에서는, 이들 기준화상과 대상화상으로 대상물체(103)의 기준평면(106)으로부터의 높이를 각 화소의 농담치로 하는 높이화상(제 2 도a)이 연산된다.
한계치처리부(111)에서는, 이 높이화상에 한계치처리 즉 높이값(농담치)이 일정한 범위에 있는 화소의 추출을 행하므로서, 제 2 도b에 표시한 바와 같이, 단차영역을 검출한다.
제 3 도 및 제 4도에 표시한 본 발명의 제 2 실시예에 있어서의 화상처리장치(05)에서는, 상기 높이화상연산부(110)에서 연산된 높이화상(제 4 도a)에, 영역분할부(111)에서 영역분할처리를 행하므로서, 제 4 도 b에 표시한 바와 같이, 단차영역을 검출한다. 이 영역분할처리는, 예를들면 일정치보다 큰 높이값(농담치)을 가지고, 또한 인접화소와의 높이의 차가 일정치이내이면 동일영역으로서 검출하는 것이다.
제 6 도에, 본 실시예에 있어서의 높이의 산출방법을 표시한다. 제 6도a에 표시한 바와 같이, 셔터 (101)면에서 한정된 슬릿광 간격은 기준평면(106)위에 있어서도 동일간격이 된다. 또, 제 6 도b에 표시한 바와 같이 대상물체(103)위의 점(A)에 슬릿 a가 투광되어 있다고 한다. 물체(103)를 제거했을때, 점(A)의 바로밑 b에는 슬릿(b)가 투광되어 있으면, 점(A)의 높이(h)는 (5)로 표현할 수 있다.
h=(b∼a간의 거리)×tanα‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(5)
특히 평행슬릿광이면, 슬릿광과 기준면(106)이 이루는 각 α는 항상 일정해지기 때문에 식(5)은 식(6)과 같이 간략화할 수 있다.
h=(b∼a간의 거리)×k ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (6)
(k : 정수)
유달리, 식(6)에는, 종래의 기술항에서 식(4)에 표시한 바와 같은 고정쇠의 정밀도의 영향을 받는 파라미터 L을 포함하고 있지 않다. 또, 투광기 자체의 위치는 슬릿광의 투광각 α를 일정하게하면, 기준면(106)과의 거리는 임의로 취할 수 있다.
이상 표시한 바와 같이 본 발명에 의하면, 평행슬릿광을 사용하므로서, 간단한 연산식 즉 고속연산이 가능해지고, 높은 정밀도로 대상물체의 높이등의 기준면으로부터의 거리정보를 얻을 수 있다. 또, 투광헤드와 기준면과의 각도가 일정하면, 기준면과 투광헤드의 거리를 임의로 취할 수 있으므로, 장치구성이 용이해지고, 단차형상도 용이하게 검출할 수 있다.
Claims (2)
- 대상물체의 위치의 기준이 되는 기준면과, 이 기준면에 대해서 소정위치에 있을때의 대상물체와 대상 물체가 소정위치에 없을때의 기준면을 각각 촬상하는 촬상수단과, 이 촬상수단의 촬상방향에 대해서 소정경사각을 가지고 소정간격으로 서로 평행한 복수의 슬릿광을 소정위치에 있을때의 대상물체와 대상물체가 소정위치에 없을때의 기준면으로 각각 투광하는 투광수단과. 대상물체가 소정위치에 없을때의 슬릿광 입력화 상인 기준화상과 대상물체가 소정위치에 있을때의 슬릿광 입력화상인 대상화상의 화상간 연산에 의해 대상 물체의 기준면으로부터의 높이를 각 화소의 농담치로 하는 높이화상을 산출하는 높이화상 산출수단과, 상기 높이화상에 대해서 각 화소의 농담치를 한계치 처리하고 일정범위의 높이를 2치화상으로서, 검출하는 2치화상 검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 단차형상 검출장치.
- 대상물체의 위치의 기준이되는 기준면과, 이 기준면에 대해서 소정위치에 있을때의 대상물체와 대상물체가 소정위치에 없을때의 기준면을 각각 촬상하는 촬상수단과, 이 촬상수단의 촬상방향에 대해서 소정경사각을 가지고 소정간격으로 서로 평행한 복수의 슬릿광을 소정위치에 있을때의 대상물체와 대상물체가 소정 위치에 없을때의 기준면으로 각각 투광하는 투광수단과, 대상물체가 소정위치에 없을때의 슬릿광 입력화상인 기준화상과 대상물체가 소정위치에 있을때의 슬릿광 입력화상인 대상화상의 화상간 연산에 의해 대상물체의 기준면으로부터의 높이를 각 화소의 농담치로 하는 높이화상을 산출하는 높이화상 산출수단과, 상기 높이화상을 각 농담치를 기초로 영역분할 조건에 의해서 영역분할하는 영역분할 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 단차형상 검출장치.
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| US10727463B2 (en) | 2016-04-15 | 2020-07-28 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Long porous separator sheet, method for producing the same, roll, and lithium-ion battery |
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