JPH0629707B2 - 光切断線計測装置 - Google Patents
光切断線計測装置Info
- Publication number
- JPH0629707B2 JPH0629707B2 JP61245225A JP24522586A JPH0629707B2 JP H0629707 B2 JPH0629707 B2 JP H0629707B2 JP 61245225 A JP61245225 A JP 61245225A JP 24522586 A JP24522586 A JP 24522586A JP H0629707 B2 JPH0629707 B2 JP H0629707B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting line
- light
- image
- measuring device
- optical cutting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/50—Depth or shape recovery
- G06T7/521—Depth or shape recovery from laser ranging, e.g. using interferometry; from the projection of structured light
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光切断法を用いて物体形状を計測する視覚認
識装置に係り、特に外光変化を伴う環境下及び対象物体
上の反射特性にムラがある場合の計測に好適な光切断線
計測装置に関する。
識装置に係り、特に外光変化を伴う環境下及び対象物体
上の反射特性にムラがある場合の計測に好適な光切断線
計測装置に関する。
従来の視覚認識装置における光切断線計測装置は、特開
昭59-197810号公報に記載されているように、光切断線
の照射された画像と照射されていない原画像との減算を
行い、背景光の影響を排除して、安定に光切断線の抽出
を行っている。以下、第５図(a),(b),(c)を参照して従
来の光切断線計測方法を説明する。
昭59-197810号公報に記載されているように、光切断線
の照射された画像と照射されていない原画像との減算を
行い、背景光の影響を排除して、安定に光切断線の抽出
を行っている。以下、第５図(a),(b),(c)を参照して従
来の光切断線計測方法を説明する。
先ず、物体の原画像を第５図(a)に示すように撮像し、
これを画像メモリ等に記憶する。次に、スリット光を対
象物体に投射し、得られる画像（第５図(b)から前記原
画像（第５図(a)）を減算し、第５図(c)に示すような差
画像を得る。第５図(a),(b),(c)の画面図の下に示すグ
ラフは、対応する各画像のＪ＝J0の水平線上の明るさ変
化を示すもので、上述した画像間減算を行なうことで、
第５図(c)のグラフに示されるように、スリット光（光
切断線）以外の部分は相殺される。つまり、スリット光
以外に背景内に明るい部分があってもそれに影響される
ことはない。また実際の場合、差画像を作成した時にス
リット光以外の部分にも多少のノイズがのるが、これは
適当なしきい値処理を施すことで排除することができ
る。
これを画像メモリ等に記憶する。次に、スリット光を対
象物体に投射し、得られる画像（第５図(b)から前記原
画像（第５図(a)）を減算し、第５図(c)に示すような差
画像を得る。第５図(a),(b),(c)の画面図の下に示すグ
ラフは、対応する各画像のＪ＝J0の水平線上の明るさ変
化を示すもので、上述した画像間減算を行なうことで、
第５図(c)のグラフに示されるように、スリット光（光
切断線）以外の部分は相殺される。つまり、スリット光
以外に背景内に明るい部分があってもそれに影響される
ことはない。また実際の場合、差画像を作成した時にス
リット光以外の部分にも多少のノイズがのるが、これは
適当なしきい値処理を施すことで排除することができ
る。
上記従来技術では、背景から光切断線が分離できた後
に、細線化あるいは統計的な手段によって光切断線の位
置を決定する。しかし、その際、第６図(a)（上図は全
体図、中図はその光切断線上の部分拡大図、下図は中図
に示す走査線上の明るさ変化を示すグラフ）に示される
ように、照射面が均一であれば、光切断線部分の明るさ
変化はグラフに示すように対称的な形となり、これより
中心値を求めるのは容易である。しかし、第６図(b)に
示すように、対象物体表面上の光反射特性が不均一な場
合、つまり、図示するように数字147が白字でありここ
に光切断線がかかる場合は、光切断線の明るさが同図
(b)の下図に示すグラフのように変化してしまう。この
明るさ変化から中心値を求めると、実際の中心よりも反
射率の高い方へ引きずられてしまい、これが計測精度を
劣化させる原因となり、問題を生ずる。
に、細線化あるいは統計的な手段によって光切断線の位
置を決定する。しかし、その際、第６図(a)（上図は全
体図、中図はその光切断線上の部分拡大図、下図は中図
に示す走査線上の明るさ変化を示すグラフ）に示される
ように、照射面が均一であれば、光切断線部分の明るさ
変化はグラフに示すように対称的な形となり、これより
中心値を求めるのは容易である。しかし、第６図(b)に
示すように、対象物体表面上の光反射特性が不均一な場
合、つまり、図示するように数字147が白字でありここ
に光切断線がかかる場合は、光切断線の明るさが同図
(b)の下図に示すグラフのように変化してしまう。この
明るさ変化から中心値を求めると、実際の中心よりも反
射率の高い方へ引きずられてしまい、これが計測精度を
劣化させる原因となり、問題を生ずる。
本発明の目的は、外光の変化に影響されず、かつ対象物
体表面上の反射特性ムラにも影響されにくい光切断線計
測装置を提供することにある。
体表面上の反射特性ムラにも影響されにくい光切断線計
測装置を提供することにある。
上記目的は、光切断線を投射するスリット光と平行な光
束を対象物に照射する光学系を設け、平行照明光を投射
しない時の原画像と平行照明光を投射したときの画像と
を比較して対象物の反射特性情報を得、この反射特性情
報で光切断線照射時に得られる画像を補正することで、
達成される。
束を対象物に照射する光学系を設け、平行照明光を投射
しない時の原画像と平行照明光を投射したときの画像と
を比較して対象物の反射特性情報を得、この反射特性情
報で光切断線照射時に得られる画像を補正することで、
達成される。
光切断線照射時に、光切断線の明るさを基準にして既得
の反射特性画像を規格化し、このデータを用いて、光切
断線照射画像と原画像の減算により得られた差画像を修
正すれば、反射ムラを排除することが出き、計測精度を
向上させることができる。
の反射特性画像を規格化し、このデータを用いて、光切
断線照射画像と原画像の減算により得られた差画像を修
正すれば、反射ムラを排除することが出き、計測精度を
向上させることができる。
以下、本発明の一実施例を第１図乃至第４図を参照して
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る光切断線計測装置の構
成図である。第１図において、１はＴＶカメラ、２は光
切断線を対象に投射するスリット光プロジェクター、３
は筐筒と同程度の径を有する光束を投射する平行光照明
装置、４はハーフミラーであり、これにより平行光照明
装置３からの光をスリット光と同一方向から物体６に照
射できるようにしてある。５はＴＶカメラ１で得られた
画像を解析する画像処理装置であり、本装置５はスリッ
ト光プロジェクタ２及び平行光照明装置３の投光器の制
御も行なう。
成図である。第１図において、１はＴＶカメラ、２は光
切断線を対象に投射するスリット光プロジェクター、３
は筐筒と同程度の径を有する光束を投射する平行光照明
装置、４はハーフミラーであり、これにより平行光照明
装置３からの光をスリット光と同一方向から物体６に照
射できるようにしてある。５はＴＶカメラ１で得られた
画像を解析する画像処理装置であり、本装置５はスリッ
ト光プロジェクタ２及び平行光照明装置３の投光器の制
御も行なう。
対象物表面上にある反射ムラの影響を排除する方法を、
第４図のフローチャートに従い、第２図と第３図を使用
して説明する。
第４図のフローチャートに従い、第２図と第３図を使用
して説明する。
最初に、第２図(a)に示すように原画像をＴＶカメラ１
で撮像する。次に平行光照明装置３を点灯し、その時の
画像（第２図(b)）をＴＶカメラ１で撮像する。原画像
と平行光照射画像とでは、照明される光の強度が違うの
で、これ等の差画像を求めると第３図(a)に示す様にこ
の差画像は対象物の光反射特性に比例した明るさ情報を
持っている。
で撮像する。次に平行光照明装置３を点灯し、その時の
画像（第２図(b)）をＴＶカメラ１で撮像する。原画像
と平行光照射画像とでは、照明される光の強度が違うの
で、これ等の差画像を求めると第３図(a)に示す様にこ
の差画像は対象物の光反射特性に比例した明るさ情報を
持っている。
次に、スリット光プロジェクタ２を点灯し（平行光照明
装置３は消灯）、第２図(c)の画像を得る。この画像中
の背景光の影響を除くため、従来技術で説明したのと同
様に、第２図(c)の画像から第２図(a)の原画像を引き、
第３図(b)の差画像を求める。
装置３は消灯）、第２図(c)の画像を得る。この画像中
の背景光の影響を除くため、従来技術で説明したのと同
様に、第２図(c)の画像から第２図(a)の原画像を引き、
第３図(b)の差画像を求める。
第３図(b)のグラフは、差画像のＪ＝J0における走査線
上の明るさ分布を示しているが、対象物表面上の反射特
性のムラから、スリット光部分の明るさ分布は歪んでい
る。そこでこの歪を、先程得た、対象表面の反射特性情
報を含む第３図(a)の差画像を用いて除去する。
上の明るさ分布を示しているが、対象物表面上の反射特
性のムラから、スリット光部分の明るさ分布は歪んでい
る。そこでこの歪を、先程得た、対象表面の反射特性情
報を含む第３図(a)の差画像を用いて除去する。
そこで次に、画像上の一走査線Ｊ＝J0についてその除去
方法を説明する。まず、第３図(b)のスリット光差画像
の最明値のＩ座標値I0を求める。次に第３図(a)におけ
る同一走査線Ｊ＝J0上のＩ＝I0の明るさの値を１とし、
同一走査線Ｊ＝J0上の他の明るさの値を規格化する。こ
の規格化されたデータを Ｒ（Ｉ，J0） （Ｒ（I0，J0）＝１） とし、第３図(b)のスリット光差画像の明るさデータを Ｓ（Ｉ，J0） とし、補正データＢ（Ｉ，J0）を Ｂ（Ｉ，J0）＝Ｓ（Ｉ，J0）／Ｒ（Ｉ，J0） として求める。斯かる手順を繰返すことにより全走査線
上での補正データを求めると、第３図(c)の画像が得ら
れ、スリット光内の反射ムラが補正される。
方法を説明する。まず、第３図(b)のスリット光差画像
の最明値のＩ座標値I0を求める。次に第３図(a)におけ
る同一走査線Ｊ＝J0上のＩ＝I0の明るさの値を１とし、
同一走査線Ｊ＝J0上の他の明るさの値を規格化する。こ
の規格化されたデータを Ｒ（Ｉ，J0） （Ｒ（I0，J0）＝１） とし、第３図(b)のスリット光差画像の明るさデータを Ｓ（Ｉ，J0） とし、補正データＢ（Ｉ，J0）を Ｂ（Ｉ，J0）＝Ｓ（Ｉ，J0）／Ｒ（Ｉ，J0） として求める。斯かる手順を繰返すことにより全走査線
上での補正データを求めると、第３図(c)の画像が得ら
れ、スリット光内の反射ムラが補正される。
実施例によれば、外光の影響及び対象表面上の反射ムラ
による光切断線の計測誤差を低下させることができ、計
測精度を低下させることなく多様な環境下で本手法を計
測に適用することが可能となる。
による光切断線の計測誤差を低下させることができ、計
測精度を低下させることなく多様な環境下で本手法を計
測に適用することが可能となる。
本発明によれば、外光の影響及び対象表面上の反射ムラ
による光切断線の計測誤差を低下させることができ、計
測精度に影響することなく、多様な環境下で本手法を通
用できるという効果がある。
による光切断線の計測誤差を低下させることができ、計
測精度に影響することなく、多様な環境下で本手法を通
用できるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例に係る光切断線計測装置の構
成図、第２図(a),(b),(c)及び第３図(a),(b),(c)は反射
ムラを除去する光切断線計測方法の説明図、第４図はフ
ローチャート、第５図(a),(b),(c)及び第６図(a),(b)は
従来の光切断線計測方法及びその問題点の説明図であ
る。 １……ＴＶカメラ、２……スリット光プロジェクタ、３
……平行光照明装置、４……ハーフミラー、５……画像
処理装置、６……計測対象物体。
成図、第２図(a),(b),(c)及び第３図(a),(b),(c)は反射
ムラを除去する光切断線計測方法の説明図、第４図はフ
ローチャート、第５図(a),(b),(c)及び第６図(a),(b)は
従来の光切断線計測方法及びその問題点の説明図であ
る。 １……ＴＶカメラ、２……スリット光プロジェクタ、３
……平行光照明装置、４……ハーフミラー、５……画像
処理装置、６……計測対象物体。
Claims (1)
- 【請求項１】物体を撮像するＴＶカメラと、物体に光切
断線を投射するスリット光プロジェクタと、前記ＴＶカ
メラが撮像した画像を解析する画像処理装置とを備える
視覚認識装置において、前記スリット光と平行な光束を
物体に照射する平行光証明光学系を設け、何も照射して
いない状態の物体の画像と、平行光照射時の物体の画像
との差画像より計測対象物体表面上の光反射ムラを予め
測定し、光切断線照射時に起こる反射ムラを前記測定値
で補正することを特徴とする光切断線計測装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61245225A JPH0629707B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 光切断線計測装置 |
| DE8787114946T DE3764766D1 (de) | 1986-10-17 | 1987-10-13 | Verfahren und vorrichtung zum messen mit einem lichtschnitt. |
| EP87114946A EP0265769B1 (en) | 1986-10-17 | 1987-10-13 | Method and apparatus for measuring with an optical cutting beam |
| US07/109,313 US4779002A (en) | 1986-10-17 | 1987-10-19 | Method and apparatus for measuring optical cutting beam with parallel beam referencing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61245225A JPH0629707B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 光切断線計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100304A JPS63100304A (ja) | 1988-05-02 |
| JPH0629707B2 true JPH0629707B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=17130507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61245225A Expired - Lifetime JPH0629707B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 光切断線計測装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4779002A (ja) |
| EP (1) | EP0265769B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0629707B2 (ja) |
| DE (1) | DE3764766D1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5088828A (en) * | 1989-02-28 | 1992-02-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for three-dimensional testing of printed circuitboards |
| DE3940518C2 (de) * | 1989-12-07 | 1994-04-21 | Fisw Gmbh | Vorrichtung zur Belichtungsregelung für einen Lichtschnittsensor |
| DE4001298A1 (de) * | 1990-01-18 | 1991-07-25 | Nordischer Maschinenbau | Verfahren zur dreidimensionalen lichtoptischen vermessung von objekten und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE4009912A1 (de) * | 1990-03-28 | 1991-10-02 | Grundig Emv | Videokontroll-einrichtung |
| FR2696542A1 (fr) * | 1992-10-05 | 1994-04-08 | Controle Ind | Procédé et capteur optique de mesure et de test sur un objet. |
| JP3797704B2 (ja) * | 1996-04-05 | 2006-07-19 | 株式会社ミツトヨ | 光学式測定装置 |
| US6765224B1 (en) * | 2000-12-29 | 2004-07-20 | Cognex Corporation | Machine vision method and system for the inspection of a material |
| US6531707B1 (en) * | 2000-12-29 | 2003-03-11 | Cognex Corporation | Machine vision method for the inspection of a material for defects |
| TWI565928B (zh) * | 2014-12-22 | 2017-01-11 | 財團法人工業技術研究院 | 差分式三角量測系統及其方法 |
| CN109443199B (zh) * | 2018-10-18 | 2019-10-22 | 天目爱视（北京）科技有限公司 | 基于智能光源的3d信息测量系统 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4498778A (en) * | 1981-03-30 | 1985-02-12 | Technical Arts Corporation | High speed scanning method and apparatus |
| US4594001A (en) * | 1981-07-07 | 1986-06-10 | Robotic Vision Systems, Inc. | Detection of three-dimensional information with a projected plane of light |
| JPS60200103A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-09 | Hitachi Ltd | 光切断線抽出回路 |
| US4645917A (en) * | 1985-05-31 | 1987-02-24 | General Electric Company | Swept aperture flying spot profiler |
-
1986
- 1986-10-17 JP JP61245225A patent/JPH0629707B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-10-13 EP EP87114946A patent/EP0265769B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-13 DE DE8787114946T patent/DE3764766D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-19 US US07/109,313 patent/US4779002A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0265769A1 (en) | 1988-05-04 |
| JPS63100304A (ja) | 1988-05-02 |
| EP0265769B1 (en) | 1990-09-05 |
| DE3764766D1 (de) | 1990-10-11 |
| US4779002A (en) | 1988-10-18 |
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