JPH04238592A - 結束棒鋼自動検数装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、結束された丸棒鋼製品
の本数を搬送ライン上で管理するシステムに用いられる
装置に関し、特に、その製品の本数を画像処理により検
出する結束棒鋼自動検数装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、棒鋼の検数は、その棒鋼が結束さ
れる前に行なわれており、最終の結束後には、人による
目視にてチェックを行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
棒鋼検数に際しては、上述のごとく人力に頼っているた
め、検数本数が増加すると誤検出の可能性があり、また
、検数処理量にも限界があり、抜取り検査が主体となっ
ている。

【０００４】そこで、画像処理装置により棒鋼検数を自
動化することも考えられるが、単に画像処理装置を導入
しても、棒鋼のような円形断面のものが密着したものの
画像処理では、どうしてもオペレータ等によるマニュア
ル補正が必要であり、現場のオペレータでは対応できな
いという問題点がある。

【０００５】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、画像処理により結束棒鋼の本数を正確に且
つ自動的に検出できるようにして、すべての結束棒鋼に
対する検数を可能にし製品品質の向上をはかるとともに
、検数作業の無人化を実現した結束棒鋼自動検数装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の結束棒鋼自動検数装置（請求項１）は、結
束棒鋼の端面を撮像する撮像装置と、その撮像データに
対して画像処理を施し結束棒鋼の棒鋼本数を検出する画
像処理装置とをそなえ、前記画像処理装置が、前記撮像
データをその輝度に応じて適当数の画面部分に分割する
画面分割手段と、分割された撮像データの画面部分ごと
に輝度に応じた二値化を施す二値化手段と、二値化され
た前記撮像データを円形分離法により棒鋼ごとの画像に
分割する画像分割手段と、該画像分割手段により分割さ
れた前記撮像データの前記棒鋼ごとの画像をラベリング
にて検数する検数手段とをそなえて構成されたことを特
徴としている。

【０００７】また、本発明の結束棒鋼自動検数装置（請
求項２）は、結束棒鋼の端面を撮像する撮像装置と、該
撮像装置からの撮像データに対して画像処理を施し結束
棒鋼の棒鋼本数を検出する画像処理装置とをそなえ、前
記画像処理装置が、前記撮像データについて微分処理を
施して微分画像を得る微分処理手段と、その微分画像に
ついてリング形のパターンマッチング処理を行なって検
数を行なう検数手段とをそなえて構成されたことを特徴
としている。

【０００８】

【作用】上述した請求項１の結束棒鋼自動検数装置では
、撮像装置により撮像された結束棒鋼端面の撮像データ
は、画像処理装置の画面分割手段により、その輝度に応
じて適当数の画面部分に分割された後、撮像データの分
割画面部分ごとに、二値化手段により、その輝度に応じ
た二値化が施される。そして、二値化された撮像データ
は、画像分割手段において、円形分離法により棒鋼ごと
の画像に分割されてから、撮像データの棒鋼ごとの画像
が、ラベリング処理にて検数手段により検数され、その
検数結果が、結束棒鋼の棒鋼本数として出力される。

【０００９】また、上述した請求項２の結束棒鋼自動検
数装置では、撮像装置により撮像された結束棒鋼端面の
撮像データは、画像処理装置の微分処理手段により微分
処理を施されることで、背景との輝度差だけでなく棒鋼
像エッジ部に明暗の傾きにより、各棒鋼の像の特徴を抽
出した微分画像となる。そして、その微分画像に対し、
検数手段により、リング形のパターンマッチング処理を
行なうことで、結束棒鋼の棒鋼本数が得られる。

【００１０】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。図１〜図５は本発明の第１実施例としての結束
棒鋼自動検数装置を示すもので、図１はその全体構成図
、図２はその動作を説明するためのフローチャート、図
３〜図５はその画像処理状態を説明するための画像デー
タ例を示す模式図である。

【００１１】図１において、１は複数の丸棒鋼１ａを結
束され搬送ライン上を図中右方向へ搬送される結束棒鋼
、２は結束棒鋼１（撮像すべき端面）が搬送ライン上の
所定位置（撮像点）に到達したことを検知するためのセ
ンサ、３は撮像すべき結束棒鋼１の端面を均一に照明す
べく円周上に複数個（図中６個）の照明灯３ａを配置さ
れた多灯照明装置、４は結束棒鋼１の端面を撮像する撮
像カメラ（撮像装置）、５はセンサ２により結束棒鋼１
を検知した時点の撮像カメラ４からの撮像データに対し
て画像処理を施し結束棒鋼１の丸棒鋼１ａの本数を検出
する画像処理装置である。

【００１２】そして、この画像処理装置５は、■画像処
理状態を表示するカラーモニタ５ａと、■撮像カメラ４
からの撮像データを、その輝度に応じて適当数の画面部
分（本実施例では第３図に示すごとく３部分）に分割す
る画面分割手段５ｂと、■この画面分割手段５ｂにて分
割された撮像データの画面部分ごとに、輝度に応じた二
値化（図４参照）を施す二値化手段５ｃと、■この二値
化手段５ｃにより二値化された撮像データを、円形分離
法により丸棒鋼１ａごとの画像（図５参照）に分割する
画像分割手段５ｄと、■この画像分割手段５ｄにより分
割された撮像データの丸棒鋼１ａごとの画像をラベリン
グにて検数する検数手段５ｅとを有して構成されている
。また、６は上述した画像処理装置５と上位コンピュー
タ７との間をインターフェイスする入出力装置（Ｉ／Ｏ
）である。

【００１３】上述のごとく構成された本実施例の装置の
動作を、図２により説明する。まず、センサ２により結
束棒鋼１が撮像点に到達したか否かを判断し（ステップ
Ｓ１）、その撮像点に到達した時点における撮像カメラ
４からの画像データ（結束棒鋼１端面の像）に基づいて
、画像処理装置５での画像処理を行なう（ステップＳ２
）。 なお、結束棒鋼１端面の撮像時には、多灯照明装置３の
照明により均一な画像が得られる。

【００１４】撮像カメラ４により撮像された結束棒鋼１
端面の撮像データは、画像処理装置５の画面分割手段５
ｂにより、第３図に示すように、その輝度に応じて３つ
の画面部分Ａ，Ｂ，Ｃに分割される（ステップＳ３）。 これは、図３に示すような画面をそのまま二値化すると
、結束棒鋼１の端面の輝度差が大きすぎるので（図３の
右下部分が暗い）、二値化のための適当な閾値を設定で
きなくなるからである。そして、二値化手段５ｃにより
、分割された画面部分ごとに、その輝度に応じた二値化
（判別分析法）が施される（ステップＳ４，Ｓ５）。こ
のように画面分割後に二値化を行なうことで、撮像した
棒鋼端面の画像内に輝度差がある場合でも、二値化によ
って丸棒鋼１ａの像が背景に隠れてしまうことを防止で
きる。

【００１５】その後、二値化された撮像データに対して
、ノイズ除去を行ない（ステップＳ６）、分割されてい
た画面を、図４に示すごとく復帰させた後（ステップＳ
７）、画像分割手段５ｄにおいて、円形分離法により丸
棒鋼１ａごとの画像分割が行なわれる（ステップＳ８）
。 その画像分割後の画像を図５に示す。ここで、円形分離
法は、一般的な手法であり、例えば顕微鏡などで観察さ
れる微小粒子数を検数する際などにも用いられるもので
ある。

【００１６】図５に示すごとく丸棒鋼１ａごとに画像分
割された画像に対して、検数手段５ｅにより、ラベリン
グ処理が施されて、丸棒鋼１ａの検数され、その検数結
果が、結束棒鋼１の棒鋼本数として出力される（ステッ
プＳ９）。ここで、ラベリング処理は、一般的な手法で
、例えば、総研出版発行「コンピュータ画像処理入門」
田中秀行監修　日本工業技術センター編などにも記載さ
れている。

【００１７】なお、本実施例では、ステップＳ９におけ
る検数処理と並行して、撮像された丸棒鋼１ａの像の面
積比較処理（ステップＳ１０）による検数も行なわれて
いる。例えば、撮像画素数から棒鋼端面の面積を求め、
測定値が設定値（上位データから計算された値）の±２
０％以内ならば１本とカウントし、それ以上ならば２本
とカウントする。このような検数法を並行して行なうこ
とで、検数の信頼性をより高めることができる。

【００１８】そして、本実施例では、検数手段５ｅから
の検数結果は、上位コンピュータ７からのデータと比較
され、一致した場合には正常出力を行なう一方（ステッ
プＳ１２）、一致しなかった場合にはエラー出力し（ス
テップＳ１３）、上位コンピュータ７への伝送を行なう
（ステップＳ１４）。

【００１９】これにより、検数結果が一致しなかった場
合には、エラー出力により、搬送ラインを停止させて再
検査を行なうことができ、最終製品の品質が確実に保証
できるとともに、システムの信頼性も向上させることが
できる。

【００２０】このように、第１実施例の結束棒鋼自動検
数装置によれば、画像処理により結束棒鋼１の本数を正
確に且つ自動的に検出でき、従来のような抜取り検査で
はなくすべての結束棒鋼１に対する検数が可能で、製品
品質が大幅に向上する。また、検数作業を無人化するこ
とができ、大きな省力効果も得られる。

【００２１】次に、図６〜図９により本発明の第２実施
例としての結束棒鋼自動検数装置について説明すると、
図６はその全体構成図、図７は本装置における微分処理
について説明するためのグラフ、図８は微分処理により
得られる画像例を示す模式図、図９はパターンマッチン
グ用のリング形を示す図である。

【００２２】図６に示すように、本実施例も上述の第１
実施例とほぼ同様に構成されているが、この第２実施例
では、画像処理装置５Ａの構成が異なっている。即ち、
本実施例の画像処理装置５Ａは、■画像処理状態を表示
するカラーモニタ５ａと、■撮像カメラ４からの撮像デ
ータについて、微分処理を施し、その絶対値出力にて微
分画像（図７，図８参照）を得る微分処理手段５ｆと、
■この微分処理手段５ｆからの微分画像についてリング
形のパターンマッチング処理（図９にて後述）を行なっ
て検数を行なう検数手段５ｇとを有して構成されている
。

【００２３】ところで、図７（ａ）に示すような画像輝
度と軸方向との関係がある場合、二値化のための閾値を
Ｄ１とすると棒鋼■は背景に隠れてしまう一方、閾値を
Ｄ２とすると棒鋼■と■との区別がつかなくなってしま
う。 第１実施例ではこのようなことが起こらないように、輝
度に応じた画面分割を行なっているが、本実施例では、
棒鋼像エッジ部に明暗の傾きがあることに着目し、画像
データに対して、画像処理装置５Ａの微分処理手段５ｆ
により微分処理を施すことで、各棒鋼像の特徴を抽出し
た微分画像を得るようにしている。

【００２４】図７（ｂ）に、図７（ａ）に示す画像の微
分結果を示す。微分を行なうことにより、輝度が急激に
変化している箇所で微分値が大きくなるために、輝度自
体は小さい箇所でも、棒鋼を検出することができる。実
際には、図７（ｃ）に示すように、微分値の絶対値をと
り、一定値以上の輝度変化率で二値化を行なう。

【００２５】このような処理により得られた画像は、一
部欠陥はあるが、例えば図８に示すように輪郭が明瞭な
図形となる。その微分画像に対し、検数手段５ｇにより
、リング形のパターンマッチング処理を行なうことで、
結束棒鋼１の棒鋼本数が得られる。

【００２６】具体的には、図９の黒塗部分を中心（ｘｃ
，ｙｃ）からの相当距離（ｘｎ，ｙｎ）〔ｎ＝１〜８〕
とし、各部分の座標を予めテーブルに入れておく。図８
の微分画像に図９のマッチング用リングを画面の左上か
ら走査すれば、中心（ｘｃ，ｙｃ）のマッチング用リン
グ上の座標（ｘｎ，ｙｎ）〔ｎ＝１〜８〕と、検数対象
の円の輪郭（微分画像）とがかなりの割合で一致する。 その一致した数をカウントして、対象領域を順次消して
ゆく。このような走査を画面右下まで行なうことにより
、丸棒鋼１ａの数が正確に検数される。

【００２７】なお、下表１に（ｘｎ，ｙｎ）〔ｎ＝１〜
８〕の座標の取り方を示し、下表２にマッチング処理例
を示す。ここでは、ある座標（ｘ，ｙ）でマッチングの
個数を求めている。またｒはリング半径である。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】上表２中では、〇は（ｘｎ，ｙｎ）が検数
対象と一致した場合、×は（ｘｎ，ｙｎ）が検数対象と
一致しなかった場合で、例えば〇が６個以上でパターン
マッチングが成立しているとみなすものとすれば、表２
中、例１はマッチングし、例２はマッチングしていない
と判断する。

【００３１】このように、第２実施例の結束棒鋼自動検
数装置によれば、丸棒鋼１ａの像の特徴を抽出した微分
画像に対して、パターンマッチング処理を施して棒鋼検
数が行なわれ、結束棒鋼１の本数を極めて正確に且つ自
動的に検出でき、上記第１実施例と同様の効果が得られ
る。

【００３２】なお、上記第２実施例では、マッチング用
リングを８点で近似した場合について説明したが、これ
に限定されるものではない。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の結束棒鋼
自動検数装置（請求項１）によれば、結束棒鋼端面の撮
像データを、画面分割手段により輝度に応じて適当数の
画面部分に分割し、分割画面部分ごとに二値化手段によ
り輝度に応じた二値化を施し、画像分割手段により円形
分離法にて棒鋼ごとの画像に分割した後、検数手段によ
りラベリング処理にて検数行なうことで、結束棒鋼の本
数を正確に且つ自動的に検出でき、従来のような抜取り
検査ではなくすべての結束棒鋼に対する検数が可能で、
製品品質が大幅に向上するとともに、検数作業を無人化
でき、大きな省力効果が得られる。

【００３４】また、本発明の結束棒鋼自動検数装置（請
求項２）によれば、微分処理手段により棒鋼の像の特徴
を抽出した微分画像に対して、検数手段によりパターン
マッチング処理を施して棒鋼検数を行なうことで、結束
棒鋼１の本数を極めて正確に且つ自動的に検出でき、上
記請求項１の装置と同様の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての結束棒鋼自動検数
装置を示す全体構成図である。

【図２】第１実施例の装置の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図３】第１実施例の装置における画像処理状態を説明
するための画像データ例を示す模式図である。

【図４】第１実施例の装置における画像処理状態を説明
するための画像データ例を示す模式図である。

【図５】第１実施例の装置における画像処理状態を説明
するための画像データ例を示す模式図である。

【図６】本発明の第２実施例としての結束棒鋼自動検数
装置を示す全体構成図である。

【図７】第２実施例の装置における微分処理について説
明するためのグラフである。

【図８】微分処理により得られる画像例を示す模式図で
ある。

【図９】パターンマッチング用のリング形を示す図であ
る。

【符号の説明】

１　　　　　　結束棒鋼 １ａ　　　　　　丸棒鋼 ２　　　　　　センサ ３　　　　　　多灯照明装置 ３ａ　　　　　　照明灯 ４　　　　　　撮像カメラ（撮像装置）５，５Ａ　　　
　　　画像処理装置 ５ａ　　　　　　カラーモニタ ５ｂ　　　　　　画面分割手段 ５ｃ　　　　　　二値化手段 ５ｄ　　　　　　画像分割手段 ５ｅ　　　　　　検数手段 ５ｆ　　　　　　微分処理手段 ５ｇ　　　　　　検数手段 ６　　　　　　入出力装置 ７　　　　　　上位コンピュータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結束棒鋼の端面を撮像する撮像装置と、該
   撮像装置からの撮像データに対して画像処理を施し前記
   結束棒鋼の棒鋼本数を検出する画像処理装置とがそなえ
   られ、前記画像処理装置が、前記撮像装置からの撮像デ
   ータをその輝度に応じて適当数の画面部分に分割する画
   面分割手段と、該画面分割手段にて分割された前記撮像
   データの画面部分ごとに輝度に応じた二値化を施す二値
   化手段と、該二値化手段により二値化された前記撮像デ
   ータを円形分離法により棒鋼ごとの画像に分割する画像
   分割手段と、該画像分割手段により分割された前記撮像
   データの前記棒鋼ごとの画像をラベリングにて検数する
   検数手段とをそなえて構成されていることを特徴とする
   結束棒鋼自動検数装置。
2. 【請求項２】結束棒鋼の端面を撮像する撮像装置と、該
   撮像装置からの撮像データに対して画像処理を施し前記
   結束棒鋼の棒鋼本数を検出する画像処理装置とがそなえ
   られ、前記画像処理装置が、前記撮像装置からの撮像デ
   ータについて微分処理を施して微分画像を得る微分処理
   手段と、該微分処理手段からの前記微分画像についてリ
   ング形のパターンマッチング処理を行なって検数を行な
   う検数手段とをそなえて構成されていることを特徴とす
   る結束棒鋼自動検数装置。