JPH07101167B2 - 画像センサの照明方法およびその装置 - Google Patents
画像センサの照明方法およびその装置Info
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- JPH07101167B2 JPH07101167B2 JP61002018A JP201886A JPH07101167B2 JP H07101167 B2 JPH07101167 B2 JP H07101167B2 JP 61002018 A JP61002018 A JP 61002018A JP 201886 A JP201886 A JP 201886A JP H07101167 B2 JPH07101167 B2 JP H07101167B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はTVカメラなどの画像センサをロボットの手先に
保持し、パターン認識を使用して対象物の形状、位置の
検出あるいは対象物の外観を認識するシステムに係り、
とくにパターン認識時の照明光をTVカメラと対象物との
距離に関係なく常に安定かつ一定の照明を行なうのに好
適な画像センサの照明方法およびその装置に関する。
保持し、パターン認識を使用して対象物の形状、位置の
検出あるいは対象物の外観を認識するシステムに係り、
とくにパターン認識時の照明光をTVカメラと対象物との
距離に関係なく常に安定かつ一定の照明を行なうのに好
適な画像センサの照明方法およびその装置に関する。
従来のロボット視覚用の照明方法においては、たとえば
「ロボットビジョン（Robot Vision）1983の第305頁乃
至第311頁にピー、エフ、ヒュウキンアンドエッチ、エ
フ、フークス（P.F.Hewkin and H.J.Fuchs）による“オ
ーエムエス−ビジョンシステム”（OMS−Vision SYSTE
M）」と題する文献に紹介されているようにロボットの
作業範囲外の固定位置から認識対象の作業範囲全体に照
明光を当てる方法が使用されている。
「ロボットビジョン（Robot Vision）1983の第305頁乃
至第311頁にピー、エフ、ヒュウキンアンドエッチ、エ
フ、フークス（P.F.Hewkin and H.J.Fuchs）による“オ
ーエムエス−ビジョンシステム”（OMS−Vision SYSTE
M）」と題する文献に紹介されているようにロボットの
作業範囲外の固定位置から認識対象の作業範囲全体に照
明光を当てる方法が使用されている。
しかるに上記の方法では対象範囲全体に一様な照明を当
てるのは困難であるため、また、ロボット視覚では対象
とする認識範囲のうち、入力する画像サイズは部分的に
なることが多いため、ロボットを移動して、作業範囲の
中の一部の画像を入力すると、各入力画像毎に明るさが
異なってきて、パターン認識精度を低下させるなどの欠
点があった。
てるのは困難であるため、また、ロボット視覚では対象
とする認識範囲のうち、入力する画像サイズは部分的に
なることが多いため、ロボットを移動して、作業範囲の
中の一部の画像を入力すると、各入力画像毎に明るさが
異なってきて、パターン認識精度を低下させるなどの欠
点があった。
また、認識するものの大きさ等の違いから、認識対象物
と、TVカメラまでの距離が変わってしまうと、明るさが
その都度変わってしまうことから、さらに認識精度を悪
くしてしまう原因となっていた。
と、TVカメラまでの距離が変わってしまうと、明るさが
その都度変わってしまうことから、さらに認識精度を悪
くしてしまう原因となっていた。
また、照明装置をロボットの手先につけて照明しても、
認識対象物と、TVカメラとの距離が、ある定められたわ
ずかな範囲内でしか適切な照明条件が満たされないなど
の欠点があった。
認識対象物と、TVカメラとの距離が、ある定められたわ
ずかな範囲内でしか適切な照明条件が満たされないなど
の欠点があった。
本発明の目的は、上記した欠点をなくし、簡単な方法
で、認識対象物とTVカメラの距離に関係なく、常に一定
の照明光を当て、ロボット視覚認識の認識精度を低下さ
せることなく、パターン認識処理を可能とする画像セン
サの照明方法およびその装置を提供することにある。
で、認識対象物とTVカメラの距離に関係なく、常に一定
の照明光を当て、ロボット視覚認識の認識精度を低下さ
せることなく、パターン認識処理を可能とする画像セン
サの照明方法およびその装置を提供することにある。
本発明は前記の目的を達成するため、照明光を必要とす
る対象物を光電センサで電気信号に変換してパターン認
識する方法において、上記光電センサと対象物との距離
データを検出し、この距離データに基づいて照明光の照
明光量および照明方向を制御し、照明光をTVカメラの入
力視野と同一部分に照明し、かつ常に一定の最適な照明
条件で対象物を照明することを特徴とするものであり、
好ましい実施装置としては照明光を必要とする対象物を
光電センサで電気信号に変換してパターンを認識するパ
ターン認識装置において、上記対象物に照明光を照明す
る照明機構と上記光電センサと対象物との距離データを
検出する検出機構と、この検出機構による距離データの
検出結果に基づいて上記照明機構からの照明光の照明方
向を光電センサの入力視野と同一部分になるように制御
し、かつ上記距離データの検出結果に基づいて照明機構
からの照明光の明るさを制御する制御機構とを設けたこ
とを特徴とするものである。
る対象物を光電センサで電気信号に変換してパターン認
識する方法において、上記光電センサと対象物との距離
データを検出し、この距離データに基づいて照明光の照
明光量および照明方向を制御し、照明光をTVカメラの入
力視野と同一部分に照明し、かつ常に一定の最適な照明
条件で対象物を照明することを特徴とするものであり、
好ましい実施装置としては照明光を必要とする対象物を
光電センサで電気信号に変換してパターンを認識するパ
ターン認識装置において、上記対象物に照明光を照明す
る照明機構と上記光電センサと対象物との距離データを
検出する検出機構と、この検出機構による距離データの
検出結果に基づいて上記照明機構からの照明光の照明方
向を光電センサの入力視野と同一部分になるように制御
し、かつ上記距離データの検出結果に基づいて照明機構
からの照明光の明るさを制御する制御機構とを設けたこ
とを特徴とするものである。
以下、本発明の実施例を示す第１図乃至第３図について
説明する。第１図は本発明による画像センサの照明装置
をロボットに取付けた場合を示す斜視図、第２図は第１
図に示す画像センサの照明装置を示す拡大説明図、第３
図は第２図に示す照明光量制御装置および照明角度制御
装置を示す拡大説明図である。
説明する。第１図は本発明による画像センサの照明装置
をロボットに取付けた場合を示す斜視図、第２図は第１
図に示す画像センサの照明装置を示す拡大説明図、第３
図は第２図に示す照明光量制御装置および照明角度制御
装置を示す拡大説明図である。
第１図において、１はロボットにして、ロボット制御装
置２からの指令により手先３がＡ矢印方向（上下方向）
に移動自在に形成されている。４はベースにして、上記
手先３に固定支持され、照明装置５、照明装置用駆動装
置６およびTVカメラ７を載置している。照明装置５は照
明装置用駆動装置６によりＢ矢印方向に回動しその光軸
6aを調整しうるように形成され、かつ後述の照明光量制
御装置10からの指令に基づいて照明光量を調整しうるよ
うに形成されている。上記照明装置用駆動装置６は例え
ばモータにより形成され後述の照明角度制御装置14から
の指令により回動して照明装置５を所定角度回動させる
如くしている。8a,8b,8cは認識対象とする部品にして、
走行装置９によりＣ矢印方向に走行して所定位置に停止
される如くしている。10は照明光量制御装置にして、デ
ータラッチ11、データ変換回路12および可変電源13から
形成されている。上記データラッチ11はあらかじめロボ
ット制御装置２から、TVカメラ７から各部品8a,8b,8cま
で距離ｌおよびTVカメラ７と照明装置５との距離flに相
当する指令値2aを入力して、記憶するとともに最初の指
令値2aおよび該指令値2aに対して変化した指令値が入力
されたとき、データ変換回路12に送る如くしている。デ
ータ変換回路12はあらかじめ、TVカメラ７および照明装
置５間の距離flと、TVカメラ７および部品8a,8b,8c間の
距離ｌと照明装置５から部品8a,8b,8cへの照明光の光量
（明るさ）との関係を計算してデータテーブルとして記
憶しておき、データラッチ11からの指令値に基づいて照
明光の光量に相当するデータを可変電源13に送る如くし
ている。可変電源13はデータ変換回路12からのデータに
基づいて電流または電圧を制御して所定の光量に相当す
る電流または電圧を照明装置５に送る如くしている。し
たがって照明光量制御装置10はロボット制御装置２から
のTVカメラ７および各部品8a,8b,8c間の距離ｌと、TVカ
メラ７および照明装置５間の距離flとに相当する指令値
に基づき、この指令値に対応した最適の光量の照明光を
照明装置５から各部品8a,8b,8cに照明することができ
る。14 は照明角度制御装置にして、データラッチ15、データ
変換回路16およびドライバ17とから形成されている。上
記データラッチ15は上記照明光量制御装置10のデータラ
ッチ11と同様にあらかじめロボット制御装置２から、TV
カメラ７から各部品8a,8b,8cまでの距離ｌおよびTVカメ
ラ７を照明装置５との距離flに相当する指令値2aを入力
して、記憶した時とともに、指令値2aに対して変化した
指令値が入力されたとき、データ変換回路16に送る如く
している。データ変換回路16はあらかじめTVカメラ７お
よび照明装置５間の距離flと、TVカメラ７および部品8
a,8b,8c間の距離ｌと、照明装置５から部品8a,8b,8cに
照明光を照明する角度αとの関係を次の式（１）により
計算し これをデータテーブルとして記憶しておき、データラッ
チ15からの指令に基づいて照明装置５の照明角度αに相
当するデータをドライバ17に送る如くしている。ドライ
バ17は上記データ変換回路16からのデータに基づいて照
明装置用駆動装置６に駆動信号を送る如くしている。し
たがって照明角度制御装置14はロボット制御装置２から
のTVカメラ７および各部品8a,8b,8c間の距離ｌとTVカメ
ラ７および照明装置５間の距離flに相当する指令値に基
づき、この指令値に対応した照明角度αをもって照明装
置５から各部品8a,8b,8cに照射することができる。
置２からの指令により手先３がＡ矢印方向（上下方向）
に移動自在に形成されている。４はベースにして、上記
手先３に固定支持され、照明装置５、照明装置用駆動装
置６およびTVカメラ７を載置している。照明装置５は照
明装置用駆動装置６によりＢ矢印方向に回動しその光軸
6aを調整しうるように形成され、かつ後述の照明光量制
御装置10からの指令に基づいて照明光量を調整しうるよ
うに形成されている。上記照明装置用駆動装置６は例え
ばモータにより形成され後述の照明角度制御装置14から
の指令により回動して照明装置５を所定角度回動させる
如くしている。8a,8b,8cは認識対象とする部品にして、
走行装置９によりＣ矢印方向に走行して所定位置に停止
される如くしている。10は照明光量制御装置にして、デ
ータラッチ11、データ変換回路12および可変電源13から
形成されている。上記データラッチ11はあらかじめロボ
ット制御装置２から、TVカメラ７から各部品8a,8b,8cま
で距離ｌおよびTVカメラ７と照明装置５との距離flに相
当する指令値2aを入力して、記憶するとともに最初の指
令値2aおよび該指令値2aに対して変化した指令値が入力
されたとき、データ変換回路12に送る如くしている。デ
ータ変換回路12はあらかじめ、TVカメラ７および照明装
置５間の距離flと、TVカメラ７および部品8a,8b,8c間の
距離ｌと照明装置５から部品8a,8b,8cへの照明光の光量
（明るさ）との関係を計算してデータテーブルとして記
憶しておき、データラッチ11からの指令値に基づいて照
明光の光量に相当するデータを可変電源13に送る如くし
ている。可変電源13はデータ変換回路12からのデータに
基づいて電流または電圧を制御して所定の光量に相当す
る電流または電圧を照明装置５に送る如くしている。し
たがって照明光量制御装置10はロボット制御装置２から
のTVカメラ７および各部品8a,8b,8c間の距離ｌと、TVカ
メラ７および照明装置５間の距離flとに相当する指令値
に基づき、この指令値に対応した最適の光量の照明光を
照明装置５から各部品8a,8b,8cに照明することができ
る。14 は照明角度制御装置にして、データラッチ15、データ
変換回路16およびドライバ17とから形成されている。上
記データラッチ15は上記照明光量制御装置10のデータラ
ッチ11と同様にあらかじめロボット制御装置２から、TV
カメラ７から各部品8a,8b,8cまでの距離ｌおよびTVカメ
ラ７を照明装置５との距離flに相当する指令値2aを入力
して、記憶した時とともに、指令値2aに対して変化した
指令値が入力されたとき、データ変換回路16に送る如く
している。データ変換回路16はあらかじめTVカメラ７お
よび照明装置５間の距離flと、TVカメラ７および部品8
a,8b,8c間の距離ｌと、照明装置５から部品8a,8b,8cに
照明光を照明する角度αとの関係を次の式（１）により
計算し これをデータテーブルとして記憶しておき、データラッ
チ15からの指令に基づいて照明装置５の照明角度αに相
当するデータをドライバ17に送る如くしている。ドライ
バ17は上記データ変換回路16からのデータに基づいて照
明装置用駆動装置６に駆動信号を送る如くしている。し
たがって照明角度制御装置14はロボット制御装置２から
のTVカメラ７および各部品8a,8b,8c間の距離ｌとTVカメ
ラ７および照明装置５間の距離flに相当する指令値に基
づき、この指令値に対応した照明角度αをもって照明装
置５から各部品8a,8b,8cに照射することができる。
本発明による画像センサの照明装置は前記の如く構成さ
れているから、ロボット１の手先３にTVカメラ７を取付
けて各部品8a,8b,8cのパターン認識をする場合、認識の
対象となる各部品8a,8b,8cと、TVカメラ７との距離ｌが
変更しても、常にTVカメラ７の入力視野と同一の部品位
置に照明光を照明することができ、かつ常に一定の最適
の明るさにて部品8a,8b,8cを照明することができる。
れているから、ロボット１の手先３にTVカメラ７を取付
けて各部品8a,8b,8cのパターン認識をする場合、認識の
対象となる各部品8a,8b,8cと、TVカメラ７との距離ｌが
変更しても、常にTVカメラ７の入力視野と同一の部品位
置に照明光を照明することができ、かつ常に一定の最適
の明るさにて部品8a,8b,8cを照明することができる。
したがってパターン認識精度を低下させることなく柔軟
な認識処理を行なうことができる。
な認識処理を行なうことができる。
なお、前記の実施例においては、ロボット制御装置２か
らの指令値を基本とした場合について述べたが、これに
限定されるものでなく、たとえばロボット１の手先３に
距離センサを設置して常にオンラインで照明装置５の照
明角度αおよび照明光量を制御することも容易に実施す
ることできる。
らの指令値を基本とした場合について述べたが、これに
限定されるものでなく、たとえばロボット１の手先３に
距離センサを設置して常にオンラインで照明装置５の照
明角度αおよび照明光量を制御することも容易に実施す
ることできる。
本発明によれば、TVカメラなどのセンサを移動して、対
象物までの距離が変わるような、パターン認識応用シス
テムにおける照明条件を常に最適な方法で照明光を当て
ることができるため、パターン認識精度の向上はもちろ
ん、対象物の大きなものに対して、認識部の視野サイズ
が対象物の一部分であったとしても、全体的に一様な照
明を必要としないため、装置システム全体としての規模
を小型化することができ、これによって大幅なコスト低
減をはかることができる。
象物までの距離が変わるような、パターン認識応用シス
テムにおける照明条件を常に最適な方法で照明光を当て
ることができるため、パターン認識精度の向上はもちろ
ん、対象物の大きなものに対して、認識部の視野サイズ
が対象物の一部分であったとしても、全体的に一様な照
明を必要としないため、装置システム全体としての規模
を小型化することができ、これによって大幅なコスト低
減をはかることができる。
第１図は本発明の実施例を示す画像センサの照明装置を
ロボットに取付けた場合の斜視図、第２図は第１図に示
す画像センサの照明装置の拡大説明図、第３図は第２図
に示す照明光量制御装置および照明角度制御装置の拡大
説明図である。 １……ロボット、２……ロボット制御装置、３……手
先、４……ベース、５……照明装置、６……照明装置用
駆動装置、７……TVカメラ、8a,8b,8c……部品、９……
走行装置、10……照明光量制御装置、14……照明角度制
御装置。
ロボットに取付けた場合の斜視図、第２図は第１図に示
す画像センサの照明装置の拡大説明図、第３図は第２図
に示す照明光量制御装置および照明角度制御装置の拡大
説明図である。 １……ロボット、２……ロボット制御装置、３……手
先、４……ベース、５……照明装置、６……照明装置用
駆動装置、７……TVカメラ、8a,8b,8c……部品、９……
走行装置、10……照明光量制御装置、14……照明角度制
御装置。
Claims (2)
- 【請求項１】ロボットの手先に、TVカメラと照明装置を
取付け、認識対象物を捕らえる視野をロボットの動きに
よって設定し、TVカメラにより得た画像をパターン認識
して、その結果に基づきロボットの手先により認識対象
物に作業を行なうシステムにおいて、 ロボット制御装置が、動作結果よりTVカメラと認識対象
物との距離を検出し、 照明光量制御装置が、上記TVカメラと認識対象物との距
離と、TVカメラと照明装置との間の距離に基づき、認識
対象物の照度を一定とする照明光の光量を算出し、該光
量に基づき上記照明装置の電流または電圧を制御し、 照明角度制御装置が、上記TVカメラと認識対象物との距
離と、TVカメラと照明装置との間の距離に基づき、照明
装置の照明角度を算出し、該照明角度に基づきロボット
の手先に取付けられた照明装置用駆動装置を駆動制御す
ることを特徴とする画像センサの照明方法。 - 【請求項２】ロボットの手先に、TVカメラと照明装置を
取付け、認識対象物を捕らえる視野をロボットの動きに
よって設定し、TVカメラにより得た画像をパターン認識
して、その結果に基づきロボットの手先により認識対象
物に作業を行なうシステムにおいて、 ロボット制御装置に、動作結果よりTVカメラと認識対象
物との距離を検出する手段を備え、 上記TVカメラと認識対象物との距離と、TVカメラと照明
装置との間の距離に基づき、認識対象物の照度を一定と
する照明光の光量を算出し、該光量に基づき上記照明装
置の電流または電圧を制御する照明光量制御装置と、 上記TVカメラと認識対象物との距離と、TVカメラと照明
装置との間の距離に基づき、照明装置の照明角度を算出
し、該照明角度に基づきロボットの手先に取付けられた
照明装置用駆動装置を駆動制御する照明角度制御装置と
を設けたことを特徴とする画像センサの照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002018A JPH07101167B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 画像センサの照明方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002018A JPH07101167B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 画像センサの照明方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62161004A JPS62161004A (ja) | 1987-07-17 |
| JPH07101167B2 true JPH07101167B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=11517596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61002018A Expired - Fee Related JPH07101167B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 画像センサの照明方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101167B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010025699A (ja) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Shibaura Mechatronics Corp | 基板の位置認識装置及び撮像認識方法 |
| JP5693001B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2015-04-01 | キヤノン株式会社 | 計測システム、画像補正方法、及びコンピュータプログラム |
| US9179106B2 (en) | 2009-12-28 | 2015-11-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Measurement system, image correction method, and computer program |
| JP6168879B2 (ja) | 2013-06-27 | 2017-07-26 | オリンパス株式会社 | 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195405A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-03 | Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd | 認識装置 |
| JPS62104513A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-15 | 株式会社クボタ | 果菜類収穫装置 |
-
1986
- 1986-01-10 JP JP61002018A patent/JPH07101167B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62161004A (ja) | 1987-07-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |