JPH048427A - 移動ワーク用視覚装置およびワーク姿勢判別装置 - Google Patents
移動ワーク用視覚装置およびワーク姿勢判別装置Info
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- JPH048427A JPH048427A JP10644890A JP10644890A JPH048427A JP H048427 A JPH048427 A JP H048427A JP 10644890 A JP10644890 A JP 10644890A JP 10644890 A JP10644890 A JP 10644890A JP H048427 A JPH048427 A JP H048427A
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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。
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〕
本発明は移動するワークのワーク画像を得るための視覚
装置とワーク姿勢判別装置に関する。
装置とワーク姿勢判別装置に関する。
自動組立ライン等においては、送給する部品(以下、ワ
ークという)に方向性がある場合、送給途中において、
その姿勢を判別し、不良姿勢のワークは選別機構で排除
するようにする。
ークという)に方向性がある場合、送給途中において、
その姿勢を判別し、不良姿勢のワークは選別機構で排除
するようにする。
〔発明が解決しようとする課題)
このワーク姿勢の判別は、従来、ワーク送給路上にアタ
ッチメントを設ける等の機械的手段を用いて行っている
が、機械的手段では、ワークの形状によって、姿勢判別
ができないものがある他、ワークの形状が変わると、ア
タッチメントも変更しなくばてならないので、ワークの
変更が面倒であった。
ッチメントを設ける等の機械的手段を用いて行っている
が、機械的手段では、ワークの形状によって、姿勢判別
ができないものがある他、ワークの形状が変わると、ア
タッチメントも変更しなくばてならないので、ワークの
変更が面倒であった。
近年、イメージセンサ、その画像出力を処理する画像処
理技術が発達してきたので、二次元イメージセンサ(特
に、CCDカメラ)を用いて移動しているワークを撮像
し、このイメージセンサの画像出力を処理してワーク姿
勢を判別する方法が提案されているが、この種のイメー
ジセンサの画像入力時間は、例えば1 / 60 s
e cと大きいく、その画像出力の処理にも時間がかか
るので、ワーク移送速度、ワーク移送間隔に制約を受け
、上記駆動組立ライン等の処理能力を充分に高めること
ができないという問題があり、また、画像処理装置が画
像データ取り込むタイミングを与えるために、ワークが
イメージセンサの視野内に入ったことを検出する位置セ
ンサを別置する必要ガアッた。
理技術が発達してきたので、二次元イメージセンサ(特
に、CCDカメラ)を用いて移動しているワークを撮像
し、このイメージセンサの画像出力を処理してワーク姿
勢を判別する方法が提案されているが、この種のイメー
ジセンサの画像入力時間は、例えば1 / 60 s
e cと大きいく、その画像出力の処理にも時間がかか
るので、ワーク移送速度、ワーク移送間隔に制約を受け
、上記駆動組立ライン等の処理能力を充分に高めること
ができないという問題があり、また、画像処理装置が画
像データ取り込むタイミングを与えるために、ワークが
イメージセンサの視野内に入ったことを検出する位置セ
ンサを別置する必要ガアッた。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、画像入力速
度の速いライン型のCCDイメージセンサを用いて、上
記位置センサを用いることなく、移動するワークの二次
元画像を得ることができ、ワーク姿勢の判別を、前記し
た機械的手段では難しいワーク形状の場合でも、高速・
短時間に、かつ、ワーク移動速度の影響を受けることな
く正確に行うことができる移動ワーク用視覚装置とワー
ク姿勢判別装置を提供することを目的とする。
度の速いライン型のCCDイメージセンサを用いて、上
記位置センサを用いることなく、移動するワークの二次
元画像を得ることができ、ワーク姿勢の判別を、前記し
た機械的手段では難しいワーク形状の場合でも、高速・
短時間に、かつ、ワーク移動速度の影響を受けることな
く正確に行うことができる移動ワーク用視覚装置とワー
ク姿勢判別装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
この発明は上記目的を達成するため、移動ワーク用視覚
装置は、ライン方向と交差する向きに移送されるワーク
を撮像するライン型のイメージセンサ、このイメージセ
ンサが順次送出する1ライン分の画像データを監視して
その最初の変化により上記ワークの先端を検知し、この
変化前と同じ画像データへの変化により上記ワークの後
端を検知する物体検知回路、この物体検知回路がワーク
を検知している間、上記画像データ を順次格納する画
像メモリを備える構成とし、 請求項2では、上記画メモリに格納される画像データは
、イメージセンサが送出する画像データのうちの、ワー
クを移送する装置に取着されたエンコーダのパルス出力
に同期させて取り出される画像データとした。
装置は、ライン方向と交差する向きに移送されるワーク
を撮像するライン型のイメージセンサ、このイメージセ
ンサが順次送出する1ライン分の画像データを監視して
その最初の変化により上記ワークの先端を検知し、この
変化前と同じ画像データへの変化により上記ワークの後
端を検知する物体検知回路、この物体検知回路がワーク
を検知している間、上記画像データ を順次格納する画
像メモリを備える構成とし、 請求項2では、上記画メモリに格納される画像データは
、イメージセンサが送出する画像データのうちの、ワー
クを移送する装置に取着されたエンコーダのパルス出力
に同期させて取り出される画像データとした。
請求項3のワーク姿勢判別装置は、ワークのサンプル画
像を教示教示装置と、上記画像メモリ内の画像データを
順次読み出して、上記教示装置により教示されたウィン
ド内の画像データからワーク姿勢を判別する判定回路を
備え、上記ウィンドは、上記サンプル画像に該サンプル
画像の前後反転画像を重ね合わせた場合の1つの非重な
りSJ[[に設定される構成とした。
像を教示教示装置と、上記画像メモリ内の画像データを
順次読み出して、上記教示装置により教示されたウィン
ド内の画像データからワーク姿勢を判別する判定回路を
備え、上記ウィンドは、上記サンプル画像に該サンプル
画像の前後反転画像を重ね合わせた場合の1つの非重な
りSJ[[に設定される構成とした。
請求項4ではこの判別装置における画像メモリを少なく
とも2個としてメモリ切換回路を設け、このメモリ切換
回路は、物体検知回路のワーク先端検知タイミングもし
くはワーク後端検知タイミングに同期して、一方の画像
メモリを物体検知回路から切り離して判別回路に接続す
るとともに他方の画像メモリを判別回路から切り離して
物体検知回路に接続する構成とした。
とも2個としてメモリ切換回路を設け、このメモリ切換
回路は、物体検知回路のワーク先端検知タイミングもし
くはワーク後端検知タイミングに同期して、一方の画像
メモリを物体検知回路から切り離して判別回路に接続す
るとともに他方の画像メモリを判別回路から切り離して
物体検知回路に接続する構成とした。
請求項5のワーク姿勢判別装置は、ライン方向と交差す
る向きに移送されるワークを撮像するライン型のイメー
ジセンサと、このイメージセンサが順次送出する1ライ
ン分の画像データを監視してその最初の変化により上記
ワークの先端を検知し、この変化前と同じ画像データへ
の変化により上記ワークの後端を検知する物体検知回路
と、この物体検知回路がワークを検知している間、上記
画像データを順次格納する教示時用の画像メモリと、上
記ワークが所定の姿勢で移送された場合のワークのサン
プル画像を教示する教示装置、上記教示装置により教示
された少なくとも第1および第2のワーク特徴部分の画
像データを格納するテンプレート・メモリと、上記画像
データを人力されるマッチング・メモリ、このマッチン
グ・メモリ内のマツクング用画像データを上記ワーク特
徴部分の画像データと比較して両者のマツチングの有無
を判定する判定回路を備え、 上記第1および第2のワーク特徴部分の画像データは上
記サンプル画像の形状変化点より画像先端側と画像後端
側にそれぞれ設定されワーク画像部分と非ワーク画像部
分に亘って伸びる矩形枠内の画像データであり、上記判
定回路は、上記両テンプレートとマッチング・メモリの
画像データとのマツチング順序に基づきワーク姿勢を判
別する構成とした。
る向きに移送されるワークを撮像するライン型のイメー
ジセンサと、このイメージセンサが順次送出する1ライ
ン分の画像データを監視してその最初の変化により上記
ワークの先端を検知し、この変化前と同じ画像データへ
の変化により上記ワークの後端を検知する物体検知回路
と、この物体検知回路がワークを検知している間、上記
画像データを順次格納する教示時用の画像メモリと、上
記ワークが所定の姿勢で移送された場合のワークのサン
プル画像を教示する教示装置、上記教示装置により教示
された少なくとも第1および第2のワーク特徴部分の画
像データを格納するテンプレート・メモリと、上記画像
データを人力されるマッチング・メモリ、このマッチン
グ・メモリ内のマツクング用画像データを上記ワーク特
徴部分の画像データと比較して両者のマツチングの有無
を判定する判定回路を備え、 上記第1および第2のワーク特徴部分の画像データは上
記サンプル画像の形状変化点より画像先端側と画像後端
側にそれぞれ設定されワーク画像部分と非ワーク画像部
分に亘って伸びる矩形枠内の画像データであり、上記判
定回路は、上記両テンプレートとマッチング・メモリの
画像データとのマツチング順序に基づきワーク姿勢を判
別する構成とした。
また、請求項6では、テンプレート・メモリは少なくも
と第1のワーク特徴部分の画像データを格納した第1の
ライン・メモリと第2のワーク特徴部分の画像データを
格納した第2のライン・メモリを有し、マッチング・メ
モリは、前後段関係にあり先入れ先出し動作を行う第1
のライン・メモリと第2のライン・メモリを有し、イメ
ージセンサから1画素分のデータを読込む毎に、両ライ
ン・メモリは最先に格納した1画素分のデータを判定回
路に送り出し、判定回路は、上記マッチング・メモリの
第1のライン・メモリおよび第2のラインメモリから順
次送り出されるデータを、上記テンプレート・メモリの
対応するライン・メモリにおけるに番地のデータと比較
する動作を繰り返す構成とした。
と第1のワーク特徴部分の画像データを格納した第1の
ライン・メモリと第2のワーク特徴部分の画像データを
格納した第2のライン・メモリを有し、マッチング・メ
モリは、前後段関係にあり先入れ先出し動作を行う第1
のライン・メモリと第2のライン・メモリを有し、イメ
ージセンサから1画素分のデータを読込む毎に、両ライ
ン・メモリは最先に格納した1画素分のデータを判定回
路に送り出し、判定回路は、上記マッチング・メモリの
第1のライン・メモリおよび第2のラインメモリから順
次送り出されるデータを、上記テンプレート・メモリの
対応するライン・メモリにおけるに番地のデータと比較
する動作を繰り返す構成とした。
本発明の視覚装置では、移送されるワークをライン型の
イメージセンサで撮像し、物体検知回路が、このイメー
ジセンサが順次送出する[ライン分の画像データの最初
の変化により上記ワークの先端を検知し、この変化前と
同じ画像データへの変化により上記ワークの後端を検知
し、物体検知回路がワークを検知している間、上記画像
データが順次画像メモリに格納される。
イメージセンサで撮像し、物体検知回路が、このイメー
ジセンサが順次送出する[ライン分の画像データの最初
の変化により上記ワークの先端を検知し、この変化前と
同じ画像データへの変化により上記ワークの後端を検知
し、物体検知回路がワークを検知している間、上記画像
データが順次画像メモリに格納される。
本発明のウィンド設定によるワーク姿勢判別装置では、
教示装置を用いて、サンプル画像に該サンプル画像の前
後反転画像を重ね合わせた場合の1つの非重なり領域に
ウィンドを教示し、この教示したウィンドを判定回路に
設定して、この判定回路が取り込むワークの上記画像デ
ータのうちワーク画像の上記ウィンド内の画像データが
しきい値以上であるか以下であるかにより、ワーク姿勢
を判別させる。
教示装置を用いて、サンプル画像に該サンプル画像の前
後反転画像を重ね合わせた場合の1つの非重なり領域に
ウィンドを教示し、この教示したウィンドを判定回路に
設定して、この判定回路が取り込むワークの上記画像デ
ータのうちワーク画像の上記ウィンド内の画像データが
しきい値以上であるか以下であるかにより、ワーク姿勢
を判別させる。
また、本発明のワーク特徴部分の画像データを判定デー
タとしているワーク姿勢判別装置では、上記サンプル画
像の形状変化点より画像先端側と画像後端側にそれぞれ
ワーク画像部分と非ワーク画像部分に亘って伸びる矩形
枠を教示して該矩形枠内の画像データ(第1および第2
のワーク特徴部分の画像データ)をテンプレート・メモ
リに格納しておく0判定回路はマッチング・メモリが格
納した1ライン分のマツチング用画像データもしくは1
画素毎に更新されるイメージセンサ全画素のデータと、
上記第1および第2のワーク特徴部分の画像データとの
マツチングの有無を判別し、マツチングの順序が、例え
ば、第1のワーク特徴部分の画像データとのマツチング
、次いで、第2のワーク特徴部分の画像データとのマツ
チングである場合に、ワーク姿勢が所望の姿勢であると
判別する。
タとしているワーク姿勢判別装置では、上記サンプル画
像の形状変化点より画像先端側と画像後端側にそれぞれ
ワーク画像部分と非ワーク画像部分に亘って伸びる矩形
枠を教示して該矩形枠内の画像データ(第1および第2
のワーク特徴部分の画像データ)をテンプレート・メモ
リに格納しておく0判定回路はマッチング・メモリが格
納した1ライン分のマツチング用画像データもしくは1
画素毎に更新されるイメージセンサ全画素のデータと、
上記第1および第2のワーク特徴部分の画像データとの
マツチングの有無を判別し、マツチングの順序が、例え
ば、第1のワーク特徴部分の画像データとのマツチング
、次いで、第2のワーク特徴部分の画像データとのマツ
チングである場合に、ワーク姿勢が所望の姿勢であると
判別する。
以下、本発明の1実施例を図面を参照して説明する。
第1図において、10は搬送装置(コンベヤ)であって
、ワーク供給ラインAからワーク(1例を第4図に示す
)Wを自動移載されて選別ラインB側へ送給する。12
は搬送装置10のプーリ11に軸結されたパルスエンコ
ーダである。このワークWは基部W1とこの基部W1の
一方端面から縮径して突出する台部W2からなる形状を
有しており、以下の説明では、台部W2側が移動方向先
頭側になる向きをワークWの順方向姿勢とする。
、ワーク供給ラインAからワーク(1例を第4図に示す
)Wを自動移載されて選別ラインB側へ送給する。12
は搬送装置10のプーリ11に軸結されたパルスエンコ
ーダである。このワークWは基部W1とこの基部W1の
一方端面から縮径して突出する台部W2からなる形状を
有しており、以下の説明では、台部W2側が移動方向先
頭側になる向きをワークWの順方向姿勢とする。
20は照明用光源であって、搬送装置10に移載された
ワークWを、ワーク移動方向(矢印方向)に対して直角
をなす水平方向から照射する。 30はライン形イメ
ージセンサ(この例では、ライン型のCCDカメラ)で
あって、搬送装置10を挟んで光源20と相対する位置
にあり、搬送装置10上に移載され、上記光源20によ
り照射されているワークWを撮像し、その画像データを
信号■のかたちで送出し、この画像データは第2図に示
す画像処理装置40の同期回路41を通して物体検知回
路42に入力される。CCDカメラ 30としては、例
えば、有効画素数:128画素、クロック周波数:IM
H2、画像入力時間:250μsecのものを使用する
。43.45はメモリ切換回路、46は画像メモリであ
る。この画像メモリ46はn個のイメージメモリ(ライ
ンメモリ)M1〜Mnからなる。50は表示装置((デ
イスプレィ)である。
ワークWを、ワーク移動方向(矢印方向)に対して直角
をなす水平方向から照射する。 30はライン形イメ
ージセンサ(この例では、ライン型のCCDカメラ)で
あって、搬送装置10を挟んで光源20と相対する位置
にあり、搬送装置10上に移載され、上記光源20によ
り照射されているワークWを撮像し、その画像データを
信号■のかたちで送出し、この画像データは第2図に示
す画像処理装置40の同期回路41を通して物体検知回
路42に入力される。CCDカメラ 30としては、例
えば、有効画素数:128画素、クロック周波数:IM
H2、画像入力時間:250μsecのものを使用する
。43.45はメモリ切換回路、46は画像メモリであ
る。この画像メモリ46はn個のイメージメモリ(ライ
ンメモリ)M1〜Mnからなる。50は表示装置((デ
イスプレィ)である。
CCDカメラ30は、その画素配列の向き(ライン方向
)が、移動するワークWに対して第5図に破線で示す如
き向きとなるように配設されており、第3図に示す如く
、一定周期で、1947分の画像データを出力する。C
CDカメラ30から送出される画像データは、同期回路
41に入力され、この同期回路41はエンコーダ12が
送出するパルスP7の立上り・立下りに同期する194
7分の画像データを物体検知回路42に出力する、物体
検出回路42は画像データに「黒画素」のない状態から
「黒画素」が存在する状態に移った第1のタイミングか
ら、入力される画像データを送出し始め、「黒画素」が
存在する状態から「黒画素」が消滅した状態に移った第
2のタイミングで、入力された画像データの送出を中断
する。物体検知回路42は、この両タイミングの間、ワ
ークWを検知しており、このワーク検知期間(期間Tと
する)の間は、同期回路41から1ライン分の画像デー
タを受ける毎に、メモリ切換信号S−5をメモリ切換回
路43に送出する。物体検知回路42が送出する画像デ
ータは、メモリ切換回路43が順次指定するイメージメ
モリM+ 、Mz 、M8、・・・・に格納される。表
示装置50はメモリ切換信号SW2をメモリ切換回路4
5に与えて、イメージメモリM+ 、Mz 、M3 、
・・・・に格納されている画像データを順次読み出し、
画面上に表示する。
)が、移動するワークWに対して第5図に破線で示す如
き向きとなるように配設されており、第3図に示す如く
、一定周期で、1947分の画像データを出力する。C
CDカメラ30から送出される画像データは、同期回路
41に入力され、この同期回路41はエンコーダ12が
送出するパルスP7の立上り・立下りに同期する194
7分の画像データを物体検知回路42に出力する、物体
検出回路42は画像データに「黒画素」のない状態から
「黒画素」が存在する状態に移った第1のタイミングか
ら、入力される画像データを送出し始め、「黒画素」が
存在する状態から「黒画素」が消滅した状態に移った第
2のタイミングで、入力された画像データの送出を中断
する。物体検知回路42は、この両タイミングの間、ワ
ークWを検知しており、このワーク検知期間(期間Tと
する)の間は、同期回路41から1ライン分の画像デー
タを受ける毎に、メモリ切換信号S−5をメモリ切換回
路43に送出する。物体検知回路42が送出する画像デ
ータは、メモリ切換回路43が順次指定するイメージメ
モリM+ 、Mz 、M8、・・・・に格納される。表
示装置50はメモリ切換信号SW2をメモリ切換回路4
5に与えて、イメージメモリM+ 、Mz 、M3 、
・・・・に格納されている画像データを順次読み出し、
画面上に表示する。
従って、画面上に表示される画像は第5図に示す如くワ
ークWの二次元画像となる。
ークWの二次元画像となる。
本実施例では、ライン形のイメージセンサ30を用いる
ので、画像入力速度が速く、ワーク画像のみを取り込む
ため、画像データの処理に要する時間は短いので、二次
元イメージセンサを用いる場合に比し、ワーク移送速度
、ワーク移送間隔に対する制約を緩和することができる
。
ので、画像入力速度が速く、ワーク画像のみを取り込む
ため、画像データの処理に要する時間は短いので、二次
元イメージセンサを用いる場合に比し、ワーク移送速度
、ワーク移送間隔に対する制約を緩和することができる
。
また、このように、ライン型のイメージセンサを用いて
移動するワークWの二次元画像を得る場合は、搬送装置
10の搬送速度によって上記二次元画像の長さ方向(X
方向)の寸法が影響を受けるが、本実施例では、物体検
知回路42でパルスエンコーダ12が送出するパルスP
Iに同期させて、1ライン分の画像信号を取り出すので
、上記搬送速度の影響を低減することができる0本発明
者等の実験によれば、搬送速度15m/min以上でも
、画像入力との同期を取ることができた。
移動するワークWの二次元画像を得る場合は、搬送装置
10の搬送速度によって上記二次元画像の長さ方向(X
方向)の寸法が影響を受けるが、本実施例では、物体検
知回路42でパルスエンコーダ12が送出するパルスP
Iに同期させて、1ライン分の画像信号を取り出すので
、上記搬送速度の影響を低減することができる0本発明
者等の実験によれば、搬送速度15m/min以上でも
、画像入力との同期を取ることができた。
第6図は第1図に示した視覚装置を利用したワク姿勢判
別装置を示したもので、上記視覚装置の他に、判定回路
47、教示装置48を備えている。
別装置を示したもので、上記視覚装置の他に、判定回路
47、教示装置48を備えている。
この構成においては、まず、ワークWを、台部W2何が
先頭となる順方向の姿勢にして搬送させて、前記した物
体検知期間Tにおける画像データを画像メモリ46に蓄
積し、蓄積した面像データを教示装置48の画面上に写
し出してサンプル画像を得る。次いで、この画面上で、
ワークWの姿勢(順方向であるか逆向きであるか)を判
別可能な特徴部分に所定面積・所定形状のウィンドWI
NDを設定して、設定したウィンドWINDのアドレス
を判定回路47に教示する。この特徴部分とは、上記サ
ンプル画像に該サンプル画像の左右反転画像を重ね合わ
せた場合の1つの非重なり領域であり、ワークWの場合
は、第8図に示す如く、ワークWの台部W2の周面近傍
にウィンドWINDを設定する。
先頭となる順方向の姿勢にして搬送させて、前記した物
体検知期間Tにおける画像データを画像メモリ46に蓄
積し、蓄積した面像データを教示装置48の画面上に写
し出してサンプル画像を得る。次いで、この画面上で、
ワークWの姿勢(順方向であるか逆向きであるか)を判
別可能な特徴部分に所定面積・所定形状のウィンドWI
NDを設定して、設定したウィンドWINDのアドレス
を判定回路47に教示する。この特徴部分とは、上記サ
ンプル画像に該サンプル画像の左右反転画像を重ね合わ
せた場合の1つの非重なり領域であり、ワークWの場合
は、第8図に示す如く、ワークWの台部W2の周面近傍
にウィンドWINDを設定する。
以上の準備を行ったのち、ワーク供給うインAから搬送
装置10上に順次移載されてくるワークWの姿勢判別を
行わせる。ウィンドWINDのアドレスを設定された判
定回路47は、前記物体検知期間T中に、画像メモリ4
6に格納された画像データを該期間Tが終了した前記第
2のタイミングで、イメージメモリM、 、M、 、M
! ・・・・Mnの順序で読み出し、画像データのう
ちの、ウィンドWIND内にある画像データをチエツク
して、「黒画素」の画素数を数え、この画素数がしきい
値以下である場合には、ワークWが順方向の姿勢にある
と判定して、例えば合格信号を発生し、しきい値以上で
ある場合には逆向きの姿勢にあると判定して不合格信号
を送出する。このしきい値は教示装置48により判定回
路47に設定する。
装置10上に順次移載されてくるワークWの姿勢判別を
行わせる。ウィンドWINDのアドレスを設定された判
定回路47は、前記物体検知期間T中に、画像メモリ4
6に格納された画像データを該期間Tが終了した前記第
2のタイミングで、イメージメモリM、 、M、 、M
! ・・・・Mnの順序で読み出し、画像データのう
ちの、ウィンドWIND内にある画像データをチエツク
して、「黒画素」の画素数を数え、この画素数がしきい
値以下である場合には、ワークWが順方向の姿勢にある
と判定して、例えば合格信号を発生し、しきい値以上で
ある場合には逆向きの姿勢にあると判定して不合格信号
を送出する。このしきい値は教示装置48により判定回
路47に設定する。
このウィンド設定によるワーク姿勢の判別は、X方向す
なわちワーク長さ方向(ワーク移動方向)におけるワー
ク形状に複数の形状変化部があっても、その中の1つが
他と異なる場合、すなわち方向性のあるワークであれば
、その姿勢判別を行うことができる。
なわちワーク長さ方向(ワーク移動方向)におけるワー
ク形状に複数の形状変化部があっても、その中の1つが
他と異なる場合、すなわち方向性のあるワークであれば
、その姿勢判別を行うことができる。
この実施例では、ワークWの二次元画像を画像メモリ4
6に格納したのち、上記姿勢判定を行うので、ワーク移
送間隔はこのワーク姿勢判別装置の処理速度により決ま
るが、第7図に示す如く、画像メモリ46Aを追加して
、判定回路47が一方の画像メモリに蓄積された画像デ
ータを読み出している間に、他方の画像メモリに次のワ
ークWの画像データを格納するようにすれば、単位時間
当たりのワーク処理個数を増やすこができる。図におい
て、49F、49Rは切換スイッチであり、物体検知回
路42の前記した第1のイタミングもしくは第2のタイ
ミングに同期して切換え動作を行わせる。なお、画像メ
モリの数は2個に限定されるものではない。
6に格納したのち、上記姿勢判定を行うので、ワーク移
送間隔はこのワーク姿勢判別装置の処理速度により決ま
るが、第7図に示す如く、画像メモリ46Aを追加して
、判定回路47が一方の画像メモリに蓄積された画像デ
ータを読み出している間に、他方の画像メモリに次のワ
ークWの画像データを格納するようにすれば、単位時間
当たりのワーク処理個数を増やすこができる。図におい
て、49F、49Rは切換スイッチであり、物体検知回
路42の前記した第1のイタミングもしくは第2のタイ
ミングに同期して切換え動作を行わせる。なお、画像メ
モリの数は2個に限定されるものではない。
第9図はワーク姿勢判別装置の他の例を示したもので、
教示時用の画像メモリ50、テンプレート・メモリ51
、マッチング・メモリ52、判定回路(比較回路を含む
)53を備えている。
教示時用の画像メモリ50、テンプレート・メモリ51
、マッチング・メモリ52、判定回路(比較回路を含む
)53を備えている。
この構成にいては、まず、順方向の姿勢で移動するワー
クWをCCDカメラ30で撮像して、その二次元画像デ
ータを画像メモリ50の格納したのち、この画像メモリ
50から画像データを教示装置48へ読み出して該教示
装置48の画面上にワークWの画像を写し出す。画面に
写し出されたこの画像上の所定位置、すなわち形状が変
化する変化位置の両側に、画像外と画像内に跨がる縦向
き(Y方向に長い)の矩形枠を設定する。この例では、
第11図に示す如く、ワークWの台部W2に矩形枠61
を、ワークWの基部W2に矩形枠62を設定する。この
矩形枠61.62はX方向の座標は異なるが、大きさ、
Y方向の座標は同じである。設定した矩形枠61の画像
データ(FORWARDテンプレート)、矩形枠62内
の画像データ(BACKWARDテンプレート)をテン
プレート・メモリ51に記憶させる。
クWをCCDカメラ30で撮像して、その二次元画像デ
ータを画像メモリ50の格納したのち、この画像メモリ
50から画像データを教示装置48へ読み出して該教示
装置48の画面上にワークWの画像を写し出す。画面に
写し出されたこの画像上の所定位置、すなわち形状が変
化する変化位置の両側に、画像外と画像内に跨がる縦向
き(Y方向に長い)の矩形枠を設定する。この例では、
第11図に示す如く、ワークWの台部W2に矩形枠61
を、ワークWの基部W2に矩形枠62を設定する。この
矩形枠61.62はX方向の座標は異なるが、大きさ、
Y方向の座標は同じである。設定した矩形枠61の画像
データ(FORWARDテンプレート)、矩形枠62内
の画像データ(BACKWARDテンプレート)をテン
プレート・メモリ51に記憶させる。
以上の準備を行ったのち、ワーク供給ラインAから搬送
装置lO上に順次移載されてくるワークWの姿勢判別を
行わせる。物体検知回路42が出力する画像データはマ
ッチング・メモリ52に格納される。マッチング・メモ
リ52は物体検知回路42がシーケンシャルに送出する
】ライン分の画像データを受けて上記テンプレートとの
整合・不整合を判定し得るマツチング用画像データを格
納する。判定回路53は物体検知回路42が1ライン分
の画像データを出力するタイミング毎に、テンプレート
・メモリ51に格納されているテンプレートとマッチン
グ・メモリ52が取り込んだマツチング用画像データと
を比較して、「黒画素」の数の差を検出し、この差がし
きい値以下であれば整合(マツチング)と判定し、しき
い値以上である場合には不整合と判定する。すわわち、
まず、マッチング・メモリ52に格納されたマツチング
用画像データをFORWARDテンプレートと比較する
動作を行い、整合が取れた場合には、次いで、順次更新
されるマッチング・メモリ52内のマツチング用画像デ
ータをBACKWARDテンプレートと比較し、判定回
路53は、整合の順序が、最初、FORWARDテンプ
レート、次いで、BACKWARDテンプレートの順で
ある場合にワークWの姿勢が順方向の姿勢であると判別
して合格信号を発注し、他の場合には不合格信号を発生
する。
装置lO上に順次移載されてくるワークWの姿勢判別を
行わせる。物体検知回路42が出力する画像データはマ
ッチング・メモリ52に格納される。マッチング・メモ
リ52は物体検知回路42がシーケンシャルに送出する
】ライン分の画像データを受けて上記テンプレートとの
整合・不整合を判定し得るマツチング用画像データを格
納する。判定回路53は物体検知回路42が1ライン分
の画像データを出力するタイミング毎に、テンプレート
・メモリ51に格納されているテンプレートとマッチン
グ・メモリ52が取り込んだマツチング用画像データと
を比較して、「黒画素」の数の差を検出し、この差がし
きい値以下であれば整合(マツチング)と判定し、しき
い値以上である場合には不整合と判定する。すわわち、
まず、マッチング・メモリ52に格納されたマツチング
用画像データをFORWARDテンプレートと比較する
動作を行い、整合が取れた場合には、次いで、順次更新
されるマッチング・メモリ52内のマツチング用画像デ
ータをBACKWARDテンプレートと比較し、判定回
路53は、整合の順序が、最初、FORWARDテンプ
レート、次いで、BACKWARDテンプレートの順で
ある場合にワークWの姿勢が順方向の姿勢であると判別
して合格信号を発注し、他の場合には不合格信号を発生
する。
具体的には、ノイズによる判定精度の低下を防ぐために
、例えば、上記矩形枠61.62の巾を5ドツト分とし
、第1θ図に示す如く、n個(本例では、n=5)のラ
イン・メモリ51□〜51.4$らなるテンプレート・
メモリ51に上記FORWARDテンプレートを格納す
る。同様に、図示しないが、他のn個のライン・メモリ
に上記BACKWARDテンプレートを格納する。マッ
チング・メモリ52はテンプレート・メモリ51と同じ
大きさのライン・メモリ52.、〜52工、を有する先
入れ先出しくF I FO)のメモリとする。これらの
ライン・メモリはCCDカメプ30の1走査ライン分の
画像データを格納するメモリ容量を有している。54は
CCDカメラ30の1画素分のデータを読込むタイミン
グを与えるパルス発生回路である。マッチング・メモリ
52の各ライン・メモリ5281〜52.4−はパルス
発生回路54のパルスを受ける毎に、最先に格納した1
画素分のデータを前段のメモリに送るとともに後段のメ
モリが送り出した上記1画素分のデータを格納する。
、例えば、上記矩形枠61.62の巾を5ドツト分とし
、第1θ図に示す如く、n個(本例では、n=5)のラ
イン・メモリ51□〜51.4$らなるテンプレート・
メモリ51に上記FORWARDテンプレートを格納す
る。同様に、図示しないが、他のn個のライン・メモリ
に上記BACKWARDテンプレートを格納する。マッ
チング・メモリ52はテンプレート・メモリ51と同じ
大きさのライン・メモリ52.、〜52工、を有する先
入れ先出しくF I FO)のメモリとする。これらの
ライン・メモリはCCDカメプ30の1走査ライン分の
画像データを格納するメモリ容量を有している。54は
CCDカメラ30の1画素分のデータを読込むタイミン
グを与えるパルス発生回路である。マッチング・メモリ
52の各ライン・メモリ5281〜52.4−はパルス
発生回路54のパルスを受ける毎に、最先に格納した1
画素分のデータを前段のメモリに送るとともに後段のメ
モリが送り出した上記1画素分のデータを格納する。
判定回l553は、マッチング・メモリ52におけるラ
イン・メモリ52MIのデータをテンプレート・メモリ
51□のデータと、ライン・メモリ52 MZのデータ
をテンプレート・メモリ51xzのデータと、ライン・
メモリ52.41のデータをテンプレート・メモリ51
83のデータと、ライン・メモリ52内、のデータをテ
ンプレート・メモリ51M4のデータと、ライン・メモ
リ52□のデータをテンプレート・メモリ51M、のデ
ータとそれぞれ照合する。
イン・メモリ52MIのデータをテンプレート・メモリ
51□のデータと、ライン・メモリ52 MZのデータ
をテンプレート・メモリ51xzのデータと、ライン・
メモリ52.41のデータをテンプレート・メモリ51
83のデータと、ライン・メモリ52内、のデータをテ
ンプレート・メモリ51M4のデータと、ライン・メモ
リ52□のデータをテンプレート・メモリ51M、のデ
ータとそれぞれ照合する。
このようなハードウェア構成を取れば、上記照合動作を
、CCDカメラ30から1走査ライン分の画像データを
取り込んでいる間に行うことができるので、判定処理時
間を短くすることができる。
、CCDカメラ30から1走査ライン分の画像データを
取り込んでいる間に行うことができるので、判定処理時
間を短くすることができる。
第9図および第10図のワーク姿勢判別装置では、ワー
ク移動方向(X方向)に対して直角をなす方向すなわち
Y方向(高さ方向)における画像データの変化の順序(
大から小へ、小から大へ)からワーク姿勢を判別するの
で、ワークW後端が検知されるのを待つことなく、ワー
ク姿勢を判別することができる利点がある他、ワーク画
像のX方向の長さの影響を受けないから、前記したパル
ス・エンコーダ12や同期回路41を必要としない利点
がある。
ク移動方向(X方向)に対して直角をなす方向すなわち
Y方向(高さ方向)における画像データの変化の順序(
大から小へ、小から大へ)からワーク姿勢を判別するの
で、ワークW後端が検知されるのを待つことなく、ワー
ク姿勢を判別することができる利点がある他、ワーク画
像のX方向の長さの影響を受けないから、前記したパル
ス・エンコーダ12や同期回路41を必要としない利点
がある。
なお、上記実施例におけるワークWの場合、ワク特徴部
分に設定する矩形枠は2個であるが、特徴部分が3個以
上ある場合や、特徴部分が2個の場合でも、判定精度を
向上するために、3個所以上に矩形枠を設定して、その
画像データをテンプレート・メモリに格納するようにし
てもよい。
分に設定する矩形枠は2個であるが、特徴部分が3個以
上ある場合や、特徴部分が2個の場合でも、判定精度を
向上するために、3個所以上に矩形枠を設定して、その
画像データをテンプレート・メモリに格納するようにし
てもよい。
本発明の視覚装置は以上説明した通り、ライン形のイメ
ージセンサを用いて、ワークの二次元画像を得るので、
画像入力速度および画像データの処理速度が高く、ワー
ク速度、ワーク移送間隔に対する制約を従来に比し緩和
することができる。
ージセンサを用いて、ワークの二次元画像を得るので、
画像入力速度および画像データの処理速度が高く、ワー
ク速度、ワーク移送間隔に対する制約を従来に比し緩和
することができる。
また、本発明のウィンド設定によるワーク姿勢判別装置
は上記視覚センサの画像データを利用するものであり、
ウィンドはワークの特徴部分に設定するので、形状が左
右対象でないワークであれば、その姿勢を確実に判別す
ることができ、テンプレート設定によるワーク姿勢判別
装置は、移送されるワークの高さ方向の変化から姿勢判
定を行うので、入力画像とワーク移送速度との同期を取
る必要がない利点があり、高い処理能力を得ることがで
きる。
は上記視覚センサの画像データを利用するものであり、
ウィンドはワークの特徴部分に設定するので、形状が左
右対象でないワークであれば、その姿勢を確実に判別す
ることができ、テンプレート設定によるワーク姿勢判別
装置は、移送されるワークの高さ方向の変化から姿勢判
定を行うので、入力画像とワーク移送速度との同期を取
る必要がない利点があり、高い処理能力を得ることがで
きる。
第1図は本発明の設置するワーク移送ラインの1例を示
す図、第2図は本発明の実施例を示すブロック図、第3
図は上記実施例を説明するための信号タイムチャート、
第4図は上記実♂例にワタの1例を示す図、第5図は上
記実施例にける表示装置の画面を示す図、第6図は第2
の発明の実施例を示すブロック図、第7図は上記第2の
発明の変形例を示すブロック図、第8図は第6図の嫉視
例において設定されるウィンドを説明するための図、第
9図は第3の発明の実施例を示す図、第10は第9図に
ブロック図で示した実施例の具体例を示す図、第11は
第9図の実施例において設定されるテンプレートを説明
するための図である。 10−・−搬送装置、12−パルスエンコーダ、2〇−
光源、30−・−CCDカメラ、41・−同期回路、4
2−物体検知回路、43.45−メモリ切換回路、46
.46A、50・・−画像メモリ、47.53−・−判
定回路、48−・教示装置、51−・−テンプレート・
メモリ、52−マッチング・メモリ、M1〜M1−ライ
ン・イメージメモリ。 第1図
す図、第2図は本発明の実施例を示すブロック図、第3
図は上記実施例を説明するための信号タイムチャート、
第4図は上記実♂例にワタの1例を示す図、第5図は上
記実施例にける表示装置の画面を示す図、第6図は第2
の発明の実施例を示すブロック図、第7図は上記第2の
発明の変形例を示すブロック図、第8図は第6図の嫉視
例において設定されるウィンドを説明するための図、第
9図は第3の発明の実施例を示す図、第10は第9図に
ブロック図で示した実施例の具体例を示す図、第11は
第9図の実施例において設定されるテンプレートを説明
するための図である。 10−・−搬送装置、12−パルスエンコーダ、2〇−
光源、30−・−CCDカメラ、41・−同期回路、4
2−物体検知回路、43.45−メモリ切換回路、46
.46A、50・・−画像メモリ、47.53−・−判
定回路、48−・教示装置、51−・−テンプレート・
メモリ、52−マッチング・メモリ、M1〜M1−ライ
ン・イメージメモリ。 第1図
Claims (6)
- (1)ライン方向と交差する向きに移送されるワークを
撮像するライン型のイメージセンサ、このイメージセン
サが順次送出する1ライン分の画像データを監視してそ
の最初の変化により上記ワークの先端を検知し、この変
化前と同じ画像データへの変化により上記ワークの後端
を検知する物体検知回路、この物体検知回路がワークを
検知している間、上記画像データを順次格納する画像メ
モリを備えることを特徴とする移動ワーク用視覚装置。 - (2)画像メモリに格納される画像データは、イメージ
センサが送出する画像データのうちの、ワークを移送す
る装置に取着されたエンコーダのパルス出力に同期させ
て取り出された画像データであることを特徴とする請求
項1記載の移動ワーク用視覚装置。 - (3)ライン方向と交差する向きに移送されるワークを
撮像するライン型のイメージセンサと、このイメージセ
ンサが順次送出する1ライン分の画像データを監視して
その最初の変化により上記ワークの先端を検知し、この
変化前と同じ画像データへの変化により上記ワークの後
端を検知する物体検知回路と、この物体検知回路がワー
クを検知している間、上記画像データを順次格納する画
像メモリとを備えた視覚装置、ワークのサンプル画像を
教示する教示装置、上記画像メモリ内の画像データを順
次読み出して、上記教示装置により教示されたウインド
内の画像データからワーク姿勢を判定する判定回路を備
え、上記ウインドは、上記サンプル画像に該サンプル画
像の前後反転画像を重ね合わせた場合の1つの非重なり
領域に設定されることを特徴とするワーク姿勢判別装置
。 - (4)少なくとも2個の画像メモリとメモリ切換回路を
有し、このメモリ切換回路は、物体検知回路のワーク先
端検知タイミングもしくはワーク後端検知タイミングに
同期して、一方の画像メモリを物体検知回路から切り離
して判別回路に接続するとともに他方の画像メモリを判
別回路から切り離して物体検知回路に接続することを特
徴とする請求項3記載のワーク姿勢判別装置。 - (5)ライン方向と交差する向きに移送されるワークを
撮像するライン型のイメージセンサ、このイメージセン
サが順次送出する1ライン分の画像データを監視してそ
の最初の変化により上記ワークの先端を検知し、この変
化前と同じ画像データへの変化により上記ワークの後端
を検知する物体検知回路、この物体検知回路がワークを
検知している間、上記画像データを順次格納する画像メ
モリ、上記ワークが所定の姿勢で移送された場合の上記
画像メモリ内の画像データを読み出して上記ワークのサ
ンプル画像を教示する教示装置、上記教示装置により教
示された少なくとも第1および第2のワーク特徴部分の
画像データを格納するテンプレート・メモリ、上記画像
データを入力されるマッチング・メモリ、このマッチン
グ・メモリが格納するマッチング用画像データを上記ワ
ーク特徴部分の画像データと比較して両者のマッチング
の有無を判定する判定回路を備え、上記第1および第2
のワーク特徴部分の画像データは上記サンプル画像の形
状変化点より画像一方端側と画像他方端側にそれぞれ設
定されワーク画像部分と非ワーク画像部分に亘って伸び
る矩形枠内の画像データであり、上記判定回路は、上記
両ワーク特徴部分の画像データとマッチング用画像デー
タとのマッチング順序に基づきワーク姿勢を判別するこ
とを特徴とするワーク姿勢判別装置。 - (6)テンプレート・メモリは少なくとも第1の特徴部
分の画像データを格納する複数個のライン・メモリと第
2の特徴部分の画像データを格納する複数個のライン・
メモリとを有し、マッチング・メモリは上記ライン・メ
モリのそれぞれに対応するライン・メモリからなる先入
れ先出し動作のメモリであって、判定回路は、イメージ
センサが1走査ライン分の画像データを送り出す毎に、
上記対応するライン・メモリが格納しているデータ相互
を照合することを特徴とする請求項5記載のワーク姿勢
判別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10644890A JP2765181B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 移動ワーク用視覚装置およびワーク姿勢判別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10644890A JP2765181B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 移動ワーク用視覚装置およびワーク姿勢判別装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH048427A true JPH048427A (ja) | 1992-01-13 |
| JP2765181B2 JP2765181B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=14433898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10644890A Expired - Fee Related JP2765181B2 (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 移動ワーク用視覚装置およびワーク姿勢判別装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765181B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109108613A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-01-01 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种轴孔零件批量化装配装置 |
| CN110303474A (zh) * | 2018-03-27 | 2019-10-08 | 发那科株式会社 | 使用图像处理修正机器人的示教的机器人系统 |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP10644890A patent/JP2765181B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110303474A (zh) * | 2018-03-27 | 2019-10-08 | 发那科株式会社 | 使用图像处理修正机器人的示教的机器人系统 |
| CN109108613A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-01-01 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种轴孔零件批量化装配装置 |
| CN109108613B (zh) * | 2018-11-12 | 2023-08-15 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种轴孔零件批量化装配装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2765181B2 (ja) | 1998-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |