JPH0726830B2 - 物体形状検出方法 - Google Patents
物体形状検出方法Info
- Publication number
- JPH0726830B2 JPH0726830B2 JP2186126A JP18612690A JPH0726830B2 JP H0726830 B2 JPH0726830 B2 JP H0726830B2 JP 2186126 A JP2186126 A JP 2186126A JP 18612690 A JP18612690 A JP 18612690A JP H0726830 B2 JPH0726830 B2 JP H0726830B2
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- JP
- Japan
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- cutting line
- line
- light
- point
- scanning line
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- 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
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 5
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 22
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
本発明は、たとえば、一対の板材を溶接する際の角継手
部分での稜線の検出などを行う物体形状検出方法に関す
るものである。
部分での稜線の検出などを行う物体形状検出方法に関す
るものである。
従来より、スリット光を検査対象に照射して物体の凹凸
形状を検出する物体形状検出方法が考えられている。す
なわち、第１図に示すように、半導体レーザ等の光源１
より検査対象２に対してスリット光３を照射し、スリッ
ト光３の照射部分に形成される光切断線（すなわち、輝
線部分）3aを含む濃淡画像をTVカメラ等の画像入力装置
４によって撮像し、得られた画像に所定の画像処理を施
すことによって検査対象の凹凸形状を検出するのであ
る。 スリット光３により検査対象２の表面に形成される光切
断線3aは、第２図（ａ）に示すように、検査対象２の表
面に稜線lmや谷線lvのような凹凸が存在していると、そ
の部分で折れ曲がるから、光切断線3aの折曲部分の代表
点としての折曲点pbの位置を求めれば、検査対象２の表
面の凹凸の位置を検出できることになる。すなわち、溶
接を行うのであれば、検査対象２の開先形状や３次元の
位置を認識することができ、溶接条件やトーチの位置を
決定する情報として利用することができるのである。
形状を検出する物体形状検出方法が考えられている。す
なわち、第１図に示すように、半導体レーザ等の光源１
より検査対象２に対してスリット光３を照射し、スリッ
ト光３の照射部分に形成される光切断線（すなわち、輝
線部分）3aを含む濃淡画像をTVカメラ等の画像入力装置
４によって撮像し、得られた画像に所定の画像処理を施
すことによって検査対象の凹凸形状を検出するのであ
る。 スリット光３により検査対象２の表面に形成される光切
断線3aは、第２図（ａ）に示すように、検査対象２の表
面に稜線lmや谷線lvのような凹凸が存在していると、そ
の部分で折れ曲がるから、光切断線3aの折曲部分の代表
点としての折曲点pbの位置を求めれば、検査対象２の表
面の凹凸の位置を検出できることになる。すなわち、溶
接を行うのであれば、検査対象２の開先形状や３次元の
位置を認識することができ、溶接条件やトーチの位置を
決定する情報として利用することができるのである。
ところで、検査対象２の表面の状態によっては、２次反
射が生じることがあり、２次反射が生じると光切断線3a
に、線幅を大きな広幅部3bが形成されることになる。 光切断線を用いて検査対象２の表面の凹凸形状を検出す
る方法として従来より提案されているものでは、このよ
うな２次反射を避ける工夫をすることで検査対象２の表
面形状を正確に認識するようにしている。しかしなが
ら、実際には２次反射は避けられないことが多く、従来
の対策では不十分な場合が多い。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、２
次反射が生じていても物体形状が正確に認識できるよう
にした物体形状検出方法を提供しようとするものであ
る。
射が生じることがあり、２次反射が生じると光切断線3a
に、線幅を大きな広幅部3bが形成されることになる。 光切断線を用いて検査対象２の表面の凹凸形状を検出す
る方法として従来より提案されているものでは、このよ
うな２次反射を避ける工夫をすることで検査対象２の表
面形状を正確に認識するようにしている。しかしなが
ら、実際には２次反射は避けられないことが多く、従来
の対策では不十分な場合が多い。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、２
次反射が生じていても物体形状が正確に認識できるよう
にした物体形状検出方法を提供しようとするものであ
る。
上記目的を達成するために、請求項１では、検査対象に
スリット光を照射するとともに、検査対象の表面に形成
される光切断線を画像入力装置によって撮像し、得られ
た濃淡画像に画像処理を施して光切断線が折れ曲がる折
曲点を検出することによって検査対象の凹凸を検出する
物体形状検出方法において、画像入力装置によって得ら
れた画像に対して光切断線に交差する所定方向の多数本
の走査線を設定し、順に並ぶ走査線について各走査線で
の最大輝度に基づいて最大輝度よりも低輝度のしきい値
をそれぞれ設定した後、走査線の上で上記しきい値以上
の輝度を有する画素を抽出し、抽出された画素のうち走
査線上で画素が連続している画素群を光切断線候補群と
して抽出して光切断線候補群の代表点を求め、さらに光
切断線候補群の代表点のうち隣接する走査線の上ですで
に求められている代表点にもっとも近い点を代表点とし
て選択するとともに、走査線上において選択した代表点
を含む光切断線候補群の幅を求め、隣接する走査線上の
選択された一対の代表点について走査線の方向における
代表点の位置関係が他の一対の代表点とは逆転する位置
と、上記幅が２次反射によってあらかじめ設定したしき
い値以上になる位置との一方を光切断線の折曲点の位置
とするのである。
スリット光を照射するとともに、検査対象の表面に形成
される光切断線を画像入力装置によって撮像し、得られ
た濃淡画像に画像処理を施して光切断線が折れ曲がる折
曲点を検出することによって検査対象の凹凸を検出する
物体形状検出方法において、画像入力装置によって得ら
れた画像に対して光切断線に交差する所定方向の多数本
の走査線を設定し、順に並ぶ走査線について各走査線で
の最大輝度に基づいて最大輝度よりも低輝度のしきい値
をそれぞれ設定した後、走査線の上で上記しきい値以上
の輝度を有する画素を抽出し、抽出された画素のうち走
査線上で画素が連続している画素群を光切断線候補群と
して抽出して光切断線候補群の代表点を求め、さらに光
切断線候補群の代表点のうち隣接する走査線の上ですで
に求められている代表点にもっとも近い点を代表点とし
て選択するとともに、走査線上において選択した代表点
を含む光切断線候補群の幅を求め、隣接する走査線上の
選択された一対の代表点について走査線の方向における
代表点の位置関係が他の一対の代表点とは逆転する位置
と、上記幅が２次反射によってあらかじめ設定したしき
い値以上になる位置との一方を光切断線の折曲点の位置
とするのである。
請求項１の方法によれば、光切断線上に設定される複数
個の代表点を順次追跡するとともに、上記代表点の位置
変化および光切断線上での２次反射の有無を判定して光
切断線の折曲点を検出するので、２次反射が生じていて
も物体形状が正確に認識できるのである。 ところで、特開昭62−22007号公報に記載されているよ
うに、画像に設定した所定の走査線の上での最大輝度に
応じてしきい値を設定し、しきい値以上の輝度を有する
画素を光切断線の上の画素と認定する方法が提案されて
いる。しかしながら、検査対象の表面状態によっては、
光切断線以外の部位にもノイズ的な反射光が得られる場
合があり、このような場合には、光切断線の正確な位置
が検出できず、検査対象の形状が正確に検出できないこ
とがある。 請求項２の方法によれば、そのようなノイズ的な反射光
を含めて光切断線の位置を判定するようにしているか
ら、検査対象の形状を一層正確に検出することができる
のである。
個の代表点を順次追跡するとともに、上記代表点の位置
変化および光切断線上での２次反射の有無を判定して光
切断線の折曲点を検出するので、２次反射が生じていて
も物体形状が正確に認識できるのである。 ところで、特開昭62−22007号公報に記載されているよ
うに、画像に設定した所定の走査線の上での最大輝度に
応じてしきい値を設定し、しきい値以上の輝度を有する
画素を光切断線の上の画素と認定する方法が提案されて
いる。しかしながら、検査対象の表面状態によっては、
光切断線以外の部位にもノイズ的な反射光が得られる場
合があり、このような場合には、光切断線の正確な位置
が検出できず、検査対象の形状が正確に検出できないこ
とがある。 請求項２の方法によれば、そのようなノイズ的な反射光
を含めて光切断線の位置を判定するようにしているか
ら、検査対象の形状を一層正確に検出することができる
のである。
第１図に示すように、光源１より検査対象２にスリット
光３を照射して、光切断線3aを含んだ濃淡画像を画像入
力装置４によって撮像する点は、従来の技術として説明
した通りであって、本発明では、画像入力装置４により
得られた画像の処理方法が異なるものである。 以下に、画像の処理方法について説明する。ここで、第
２図における光切断線3aについて左側の折曲点pbを求め
るには光切断線3aを左側から追跡し、右側の折曲点pbを
求めるには光切断線3aを右側から追跡するものとする。 まず、第４図（ａ）に示すような、画像上で光切断線3a
を通過するような垂直方向の１本の走査線Ｌを設定し、
この走査線Ｌ上で最大輝度Vmaxを求める。次に、求めた
最大輝度Vmaxに基づいてしきい値Th1を設定する（たと
えば、Th1＝0.4×Vmaxとする）。その後、第４図（ｂ）
のように、上記走査線Ｌの上でしきい値Th1以上の輝度
を有する画素を抽出し、第４図（ｃ）のように、抽出さ
れた画素のうち垂直方向において連続している画素を連
続部分ごとに画素群gr1,gr2,……として分類する。さら
に、第４図（ｄ）のように、画素群gr1,gr2,……のう
ち、上記走査線Ｌ上での最大輝度Vmaxの画礎を含む画素
群gr1,gr2……を光切断線候補群として抽出し、各光切
断線候補群についてそれぞれ代表点cp1,cp2,……を求め
る。代表点cp1,cp2,……は、垂直方向における中点や最
大輝度の点などとすればよい。次に、第４図（ｅ）のよ
うに、求めた代表点cp1,cp2,……のうち、前の走査線上
ですでに求められている光切断線3aの上の代表点cpにも
っとも近い点ncpを選択するとともに、点ncpを含む画素
群の幅pwを求める。ここにおいて、たとえば、第５図の
ように光切断線3aが折れ曲がっているとすれば、折曲点
の条件は、点cpのＹ座標（cpy）と点ncpのＹ座標（ncp
y）との間に、cpy≦ncpyなる関係が成立することである
から、この関係が成立するかどうかを判定する。また、
第６図に示すように、２次反射が生じている条件は、適
宜しきい値Th2を設定することによって、pw≧Th2なる関
係が成立することとして判定できるから、この関係を判
定する。要するに、２つの条件のうちいずれか一方が成
立すれば、折曲点とするのである。なお、両条件が同時
に成立する場合に折曲点と判定するようにしてもよい。 以上のようにして、２次反射が生じている場合の折曲点
の位置および存在を検出することができるのである。走
査線上で折曲点が存在しないときには、次の走査線で同
じ手順を繰り返し、折曲点が見付かるか、検査領域が終
了するまで同じ手順を繰り返すのである。
光３を照射して、光切断線3aを含んだ濃淡画像を画像入
力装置４によって撮像する点は、従来の技術として説明
した通りであって、本発明では、画像入力装置４により
得られた画像の処理方法が異なるものである。 以下に、画像の処理方法について説明する。ここで、第
２図における光切断線3aについて左側の折曲点pbを求め
るには光切断線3aを左側から追跡し、右側の折曲点pbを
求めるには光切断線3aを右側から追跡するものとする。 まず、第４図（ａ）に示すような、画像上で光切断線3a
を通過するような垂直方向の１本の走査線Ｌを設定し、
この走査線Ｌ上で最大輝度Vmaxを求める。次に、求めた
最大輝度Vmaxに基づいてしきい値Th1を設定する（たと
えば、Th1＝0.4×Vmaxとする）。その後、第４図（ｂ）
のように、上記走査線Ｌの上でしきい値Th1以上の輝度
を有する画素を抽出し、第４図（ｃ）のように、抽出さ
れた画素のうち垂直方向において連続している画素を連
続部分ごとに画素群gr1,gr2,……として分類する。さら
に、第４図（ｄ）のように、画素群gr1,gr2,……のう
ち、上記走査線Ｌ上での最大輝度Vmaxの画礎を含む画素
群gr1,gr2……を光切断線候補群として抽出し、各光切
断線候補群についてそれぞれ代表点cp1,cp2,……を求め
る。代表点cp1,cp2,……は、垂直方向における中点や最
大輝度の点などとすればよい。次に、第４図（ｅ）のよ
うに、求めた代表点cp1,cp2,……のうち、前の走査線上
ですでに求められている光切断線3aの上の代表点cpにも
っとも近い点ncpを選択するとともに、点ncpを含む画素
群の幅pwを求める。ここにおいて、たとえば、第５図の
ように光切断線3aが折れ曲がっているとすれば、折曲点
の条件は、点cpのＹ座標（cpy）と点ncpのＹ座標（ncp
y）との間に、cpy≦ncpyなる関係が成立することである
から、この関係が成立するかどうかを判定する。また、
第６図に示すように、２次反射が生じている条件は、適
宜しきい値Th2を設定することによって、pw≧Th2なる関
係が成立することとして判定できるから、この関係を判
定する。要するに、２つの条件のうちいずれか一方が成
立すれば、折曲点とするのである。なお、両条件が同時
に成立する場合に折曲点と判定するようにしてもよい。 以上のようにして、２次反射が生じている場合の折曲点
の位置および存在を検出することができるのである。走
査線上で折曲点が存在しないときには、次の走査線で同
じ手順を繰り返し、折曲点が見付かるか、検査領域が終
了するまで同じ手順を繰り返すのである。
本発明は上述のように、隣接する走査線上の選択された
一対の代表点について走査線の方向における代表点の位
置関係が他の一対の代表点とは逆転する位置と、走査線
上において代表点を含む光切断候補群の幅が２次反射に
よってあらかじめ設定したしきい値以上になる位置との
一方を光切断線の折曲点の位置とするので、各走査線に
ついて求めた代表点の位置変化ないし２次反射の有無に
応じて光切断線の折曲点を検出することができるのであ
って、とくに２次反射も積極的に利用して物体の形状を
正確に認識するから、２次反射が生じていても物体形状
を正確に認識することができるという利点を有する。ま
た、走査線上で最大輝度に基づいて設定したしきい値と
の大小関係により光切断線候補群を求め、光切断線候補
群の代表点について隣接する走査線上で求めた代表点に
もっとも近い点を代表点として選択するから、走査線上
にノイズ的な反射光が生じている場応でも折曲点を正確
に求めて物体形状を正確に認識することができるという
利点を有する。
一対の代表点について走査線の方向における代表点の位
置関係が他の一対の代表点とは逆転する位置と、走査線
上において代表点を含む光切断候補群の幅が２次反射に
よってあらかじめ設定したしきい値以上になる位置との
一方を光切断線の折曲点の位置とするので、各走査線に
ついて求めた代表点の位置変化ないし２次反射の有無に
応じて光切断線の折曲点を検出することができるのであ
って、とくに２次反射も積極的に利用して物体の形状を
正確に認識するから、２次反射が生じていても物体形状
を正確に認識することができるという利点を有する。ま
た、走査線上で最大輝度に基づいて設定したしきい値と
の大小関係により光切断線候補群を求め、光切断線候補
群の代表点について隣接する走査線上で求めた代表点に
もっとも近い点を代表点として選択するから、走査線上
にノイズ的な反射光が生じている場応でも折曲点を正確
に求めて物体形状を正確に認識することができるという
利点を有する。
第１図は本発明の実施例における光学系を示す斜視図、
第２図は同上による画像の例を示す説明図、第３図ない
し第６図は同上の動作説明図である。 １……光源、２……検査対象、３……スリット光、3a…
…光切断線、４……画像入力装置。
第２図は同上による画像の例を示す説明図、第３図ない
し第６図は同上の動作説明図である。 １……光源、２……検査対象、３……スリット光、3a…
…光切断線、４……画像入力装置。
Claims (1)
- 【請求項１】検査対象にスリット光を照射するととも
に、検査対象の表面に形成される光切断線を画像入力装
置によって撮像し、得られた濃淡画像に画像処理を施し
て光切断線が折れ曲がる折曲点を検出することによって
検査対象の凹凸を検出する物体形状検出方法において、
画像入力装置によって得られた画像に対して光切断線に
交差する所定方向の多数本の走査線を設定し、順に並ぶ
走査線について各走査線上での最大輝度に基づいて最大
輝度よりも低輝度のしきい値をそれぞれ設定した後、走
査線の上で上記しきい値以上の輝度を有する画素を抽出
し、抽出された画素のうち走査線上で画素が連続してい
る画素群を光切断線候補群として抽出して光切断線候補
群の代表点を求め、さらに光切断線候補群の代表点のう
ち隣接する走査線の上ですでに求められている代表点に
もっとも近い点を代表点として選択するとともに、走査
線上において選択した代表点を含む光切断線候補群の幅
を求め、隣接する走査線上の選択された一対の代表点に
ついて走査線の方向における代表点の位置関係が他の一
対の代表点とは逆転する位置と、上記幅が２次反射によ
ってあらかじめ設定したしきい値以上になる位置との一
方を光切断線の折曲点の位置とすることを特徴とする物
体形状検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2186126A JPH0726830B2 (ja) | 1990-07-14 | 1990-07-14 | 物体形状検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2186126A JPH0726830B2 (ja) | 1990-07-14 | 1990-07-14 | 物体形状検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0474911A JPH0474911A (ja) | 1992-03-10 |
| JPH0726830B2 true JPH0726830B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=16182823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2186126A Expired - Lifetime JPH0726830B2 (ja) | 1990-07-14 | 1990-07-14 | 物体形状検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726830B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61130808A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-18 | Hitachi Ltd | 光切断線検出装置 |
| JPH0235306A (ja) * | 1988-07-26 | 1990-02-05 | Mitsubishi Electric Corp | 形状検出方法 |
-
1990
- 1990-07-14 JP JP2186126A patent/JPH0726830B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0474911A (ja) | 1992-03-10 |
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