JPH09178444A - 画像処理による形状測定方法とその選別装置 - Google Patents
画像処理による形状測定方法とその選別装置Info
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- JPH09178444A JPH09178444A JP7338757A JP33875795A JPH09178444A JP H09178444 A JPH09178444 A JP H09178444A JP 7338757 A JP7338757 A JP 7338757A JP 33875795 A JP33875795 A JP 33875795A JP H09178444 A JPH09178444 A JP H09178444A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 慣性主軸が求め難い円形、正方形、三角形等
の形状の物品を向きの規制を行わずに搬送し、画像処理
にて面積を求めて外形寸法を算出し、その寸法により多
段階に選別する方法と装置を提供すること。 【解決手段】 搬送コンベア上を移送される物品を画像
処理によりその面積を測定し、その面積値より物品の外
形寸法を算出して多段階に選別する装置において、物品
の通過が検出されCCDカメラにより上記物品の画像を
撮影し、その画像を画像メモリに記憶する段階S1〜S
2と、多段階調データがしきい値で2値化され、物品の
面積が画素数で求められる段階S3〜S4と、上記面積
を基に物品の外形寸法が算出される段階S5と、設定さ
れた外形寸法毎のランクに対し、上記算出された外形寸
法を比較してランクを判定し、多段階のランクに選別す
る段階S6〜S9を行うように構成された。
の形状の物品を向きの規制を行わずに搬送し、画像処理
にて面積を求めて外形寸法を算出し、その寸法により多
段階に選別する方法と装置を提供すること。 【解決手段】 搬送コンベア上を移送される物品を画像
処理によりその面積を測定し、その面積値より物品の外
形寸法を算出して多段階に選別する装置において、物品
の通過が検出されCCDカメラにより上記物品の画像を
撮影し、その画像を画像メモリに記憶する段階S1〜S
2と、多段階調データがしきい値で2値化され、物品の
面積が画素数で求められる段階S3〜S4と、上記面積
を基に物品の外形寸法が算出される段階S5と、設定さ
れた外形寸法毎のランクに対し、上記算出された外形寸
法を比較してランクを判定し、多段階のランクに選別す
る段階S6〜S9を行うように構成された。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、魚や蟹、貝等の
魚介類及び不定形な物品の外形寸法又は内形寸法を画像
図形から測定して多段階に選別する方法とその装置に関
する。
魚介類及び不定形な物品の外形寸法又は内形寸法を画像
図形から測定して多段階に選別する方法とその装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、魚の等級選別に関連して発明され
た技術として特開昭61−29977によってサケの等
級判定装置が知られている。これはコンベア上を1尾毎
に搬送されるサケを2次元のCCDカメラでとらえた画
像から求められる面積と、魚体の色に基づいて等級判定
を行うものである。又特開昭63−15124では計量
装置としてコンベア上を流れてくる物品の画像をCCD
カメラ等の光学的手段でとらえ、2次元の大きさを演算
して物品の品種の判定を行っているものが出願されてい
る。更に本出願人が先に出願した特願平6−18447
9の発明があるが、これは魚の体長及び体重測定を画像
処理と計重機によって行い多段階に選別する装置で、前
者の体長測定においては静止画像図形の慣性主軸より最
大長さを求める方法を採用している。この方法を図10
に示す。この方法は重心G(X0,Y0 )を通る慣性主
軸角θの傾きを持つ直線と図形との交点A1,A2とによ
り最大長さLを計測するもので、この図形では物品の流
れの向きに関係なく正確に外形寸法が求められる。ここ
では慣性主軸角θは数1の式から求められる。
た技術として特開昭61−29977によってサケの等
級判定装置が知られている。これはコンベア上を1尾毎
に搬送されるサケを2次元のCCDカメラでとらえた画
像から求められる面積と、魚体の色に基づいて等級判定
を行うものである。又特開昭63−15124では計量
装置としてコンベア上を流れてくる物品の画像をCCD
カメラ等の光学的手段でとらえ、2次元の大きさを演算
して物品の品種の判定を行っているものが出願されてい
る。更に本出願人が先に出願した特願平6−18447
9の発明があるが、これは魚の体長及び体重測定を画像
処理と計重機によって行い多段階に選別する装置で、前
者の体長測定においては静止画像図形の慣性主軸より最
大長さを求める方法を採用している。この方法を図10
に示す。この方法は重心G(X0,Y0 )を通る慣性主
軸角θの傾きを持つ直線と図形との交点A1,A2とによ
り最大長さLを計測するもので、この図形では物品の流
れの向きに関係なく正確に外形寸法が求められる。ここ
では慣性主軸角θは数1の式から求められる。
【0003】
【数1】
【0004】ここでm11=0、m02=m20のときは数1
からわかるように、θの値が不定となり慣性主軸の方向
が決定できず、最大長さLが求められなくなる。このよ
うな図形例として円形、正方形、三角形等がある。
からわかるように、θの値が不定となり慣性主軸の方向
が決定できず、最大長さLが求められなくなる。このよ
うな図形例として円形、正方形、三角形等がある。
【0005】そこで上述のような慣性主軸の決定が困難
な形状の外形寸法を求める方法として図11に示す方法
がある。ここでは物品に外接するX=X1とX=X2の2
本の直線に挟まれる長さLFをフィレ径として求めてい
るが、求めたい寸法Lの方向とX軸とのなす角をθとす
ると、L×cosθ=LFとなりθ=0のときは最大長
さLとフィレ径LFとが一致するが、例えばθ=5゜の
場合はLとLFとの間に0.4%の誤差があり、θ=1
0゜になると1.5%の誤差が発生する。そこでこの誤
差をなくすためには物品を常に一定の向きに並べて搬送
する必要がある。しかし人手で物品を供給するときは作
業ミスを減らすために搬送速度を速くできず、処理能力
が上げられないという問題がある。又流れの向きを規制
する装置を導入するとコストがかかるという問題も生ず
る。
な形状の外形寸法を求める方法として図11に示す方法
がある。ここでは物品に外接するX=X1とX=X2の2
本の直線に挟まれる長さLFをフィレ径として求めてい
るが、求めたい寸法Lの方向とX軸とのなす角をθとす
ると、L×cosθ=LFとなりθ=0のときは最大長
さLとフィレ径LFとが一致するが、例えばθ=5゜の
場合はLとLFとの間に0.4%の誤差があり、θ=1
0゜になると1.5%の誤差が発生する。そこでこの誤
差をなくすためには物品を常に一定の向きに並べて搬送
する必要がある。しかし人手で物品を供給するときは作
業ミスを減らすために搬送速度を速くできず、処理能力
が上げられないという問題がある。又流れの向きを規制
する装置を導入するとコストがかかるという問題も生ず
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで上述の問題点を
解決するために物品の向きを一定の方向に流れるように
すればよいが物品によってはその規制が難しく、その装
置が高価になるという新たな問題が生じる。この発明
は、慣性主軸が求め難い円形、正方形、三角形等とこれ
らに近い形状の魚介類及びその他の物品を搬送時に向き
の規制を行わずに画像処理によって計測誤差の少ない外
形寸法を測定し、その測定結果により物品を多段階に選
別する方法と装置を提供しようとするものである。
解決するために物品の向きを一定の方向に流れるように
すればよいが物品によってはその規制が難しく、その装
置が高価になるという新たな問題が生じる。この発明
は、慣性主軸が求め難い円形、正方形、三角形等とこれ
らに近い形状の魚介類及びその他の物品を搬送時に向き
の規制を行わずに画像処理によって計測誤差の少ない外
形寸法を測定し、その測定結果により物品を多段階に選
別する方法と装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第1の発明では、物品を移送する搬送コンベア
と、この搬送コンベアの上部前段に設置したCCDカメ
ラ、光源、通過検出器で構成する形状計測装置と、上記
CCDカメラで撮影された物品の画像データを処理する
画像処理装置、外形寸法による選別基準を設定する選別
基準設定装置、形状測定状況や選別状況を表示する表示
装置、撮影された面積値より外形寸法を演算したり、そ
の外形寸法により選別信号を発するCPU等からなる制
御装置と、上記搬送コンベアの後段に設置し、選別され
た物品を多段階に振り分ける振分装置で構成し、上記形
状計測装置では物品の通過検出によりCCDカメラでそ
の物品の画像を撮影し、上記制御装置ではその画像を画
像メモリに記憶する段階を経て、その画像から物品の面
積を求める段階と、その面積を基に物品の外形寸法を算
出する段階と、設定された外形寸法毎のランクに対し、
算出された外形寸法を比較してランクを判定し、多段階
のランクに選別する段階とを有することを特徴としてい
る。
めに、第1の発明では、物品を移送する搬送コンベア
と、この搬送コンベアの上部前段に設置したCCDカメ
ラ、光源、通過検出器で構成する形状計測装置と、上記
CCDカメラで撮影された物品の画像データを処理する
画像処理装置、外形寸法による選別基準を設定する選別
基準設定装置、形状測定状況や選別状況を表示する表示
装置、撮影された面積値より外形寸法を演算したり、そ
の外形寸法により選別信号を発するCPU等からなる制
御装置と、上記搬送コンベアの後段に設置し、選別され
た物品を多段階に振り分ける振分装置で構成し、上記形
状計測装置では物品の通過検出によりCCDカメラでそ
の物品の画像を撮影し、上記制御装置ではその画像を画
像メモリに記憶する段階を経て、その画像から物品の面
積を求める段階と、その面積を基に物品の外形寸法を算
出する段階と、設定された外形寸法毎のランクに対し、
算出された外形寸法を比較してランクを判定し、多段階
のランクに選別する段階とを有することを特徴としてい
る。
【0008】第2の発明では、第1の発明の装置におい
て、物品の通過検出によりその物品の画像を撮影する段
階において、一次元ラインセンサを内蔵するCCDカメ
ラを用いて一次元画像データを物品の流れ方向に累積
し、その画素数により上記物品の面積を求める段階を有
していることを特徴としており、その面積を基に物品の
外径を算出する段階以後は第1の発明と同様である。
て、物品の通過検出によりその物品の画像を撮影する段
階において、一次元ラインセンサを内蔵するCCDカメ
ラを用いて一次元画像データを物品の流れ方向に累積
し、その画素数により上記物品の面積を求める段階を有
していることを特徴としており、その面積を基に物品の
外径を算出する段階以後は第1の発明と同様である。
【0009】なお、第1、第2の発明のいずれにおいて
も画像面積を基に物品の外形寸法を算出する段階で、一
つはサンプル計測時に外形実寸法に対し測定面積の開平
値間との係数を求め、計測時にその係数を用いて外形寸
法を算出する方法をとり、もう一つはサンプル計測時に
外形実寸法に対し測定面積間の一次式における係数を求
め、計測時にその一次式により外形寸法を算出する方法
をとることを特徴としている。
も画像面積を基に物品の外形寸法を算出する段階で、一
つはサンプル計測時に外形実寸法に対し測定面積の開平
値間との係数を求め、計測時にその係数を用いて外形寸
法を算出する方法をとり、もう一つはサンプル計測時に
外形実寸法に対し測定面積間の一次式における係数を求
め、計測時にその一次式により外形寸法を算出する方法
をとることを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】この発明によれば、不定形な物品
で例えば魚介類のようなものが搬送コンベア上を移送さ
れてくると、上部に設置された二次元センサ又は一次元
センサを内蔵したCCDカメラにより撮影され、その画
像から画像処理装置とCPUを含む制御装置とにより画
像データとして処理された上、その画素数から上記物品
の面積が求められ、その面積を基に物品の外形寸法が求
められる。この外形寸法を算出する方法として上記面積
の開平値に係数を乗算する方法と、面積の一次式に係数
を用いて算出する方法のいずれかが用いられる。これら
の係数はサンプル計測時に外形実寸法と測定面積とによ
り求められる。一方多段階に選別されるランク毎に予め
外形寸法による選別基準を制御装置内の選別基準設定装
置により設定しておくと、計測時においては上記の算出
された外形寸法により物品が振分装置に移送されてくる
毎に上記選別基準により多段階の各ランクに振り分けら
れることになる。又ランク毎に予め個数を設定しておく
ことにより、計測された物品がランク毎に設定された上
記個数となったとき警報を発するようになっている。又
形状測定状況や選別状況は常に制御装置内の表示装置に
表示される。
で例えば魚介類のようなものが搬送コンベア上を移送さ
れてくると、上部に設置された二次元センサ又は一次元
センサを内蔵したCCDカメラにより撮影され、その画
像から画像処理装置とCPUを含む制御装置とにより画
像データとして処理された上、その画素数から上記物品
の面積が求められ、その面積を基に物品の外形寸法が求
められる。この外形寸法を算出する方法として上記面積
の開平値に係数を乗算する方法と、面積の一次式に係数
を用いて算出する方法のいずれかが用いられる。これら
の係数はサンプル計測時に外形実寸法と測定面積とによ
り求められる。一方多段階に選別されるランク毎に予め
外形寸法による選別基準を制御装置内の選別基準設定装
置により設定しておくと、計測時においては上記の算出
された外形寸法により物品が振分装置に移送されてくる
毎に上記選別基準により多段階の各ランクに振り分けら
れることになる。又ランク毎に予め個数を設定しておく
ことにより、計測された物品がランク毎に設定された上
記個数となったとき警報を発するようになっている。又
形状測定状況や選別状況は常に制御装置内の表示装置に
表示される。
【0011】
【実施例】この発明になる全体平面図を1Aに、その正
面図を1Bに示す。これらの図において1は魚介類その
他の物品9を搬送過程で外径寸法の計測及び振り分けを
行う搬送コンベアであり、その前段にはCCDカメラ
3、光源4及び通過検出器5hで構成された形状計測装
置2が設置され、後段には物品9を形状計測の結果によ
り6ランクに選別する振分装置6a〜6fが設置されて
おり、この振分装置6a〜6fはそれぞれ通過検出器5
a〜5f、シュート7a〜7f及び振り分け用エヤジェ
ット8a〜8fで構成されている。又搬送コンベア1の
終端付近には選別基準設定装置15、表示装置13等で
構成された制御装置10が設置されている。これらの装
置では搬送コンベア1の前に置かれた作業台に物品を貯
めた上、作業者が一つずつ物品を取り出し、向きに関係
なくコンベア上に置くことで搬送され、外径寸法が測定
されてその外形寸法に基づき多段階に振り分けられるこ
とになる。
面図を1Bに示す。これらの図において1は魚介類その
他の物品9を搬送過程で外径寸法の計測及び振り分けを
行う搬送コンベアであり、その前段にはCCDカメラ
3、光源4及び通過検出器5hで構成された形状計測装
置2が設置され、後段には物品9を形状計測の結果によ
り6ランクに選別する振分装置6a〜6fが設置されて
おり、この振分装置6a〜6fはそれぞれ通過検出器5
a〜5f、シュート7a〜7f及び振り分け用エヤジェ
ット8a〜8fで構成されている。又搬送コンベア1の
終端付近には選別基準設定装置15、表示装置13等で
構成された制御装置10が設置されている。これらの装
置では搬送コンベア1の前に置かれた作業台に物品を貯
めた上、作業者が一つずつ物品を取り出し、向きに関係
なくコンベア上に置くことで搬送され、外径寸法が測定
されてその外形寸法に基づき多段階に振り分けられるこ
とになる。
【0012】図2は、この発明を実現する装置のブロッ
ク図である。上述の図1及び図2において搬送コンベア
1上を移送される物品9が例えば光電管の通過検出器5
hにより検知され、その信号がCPU12に送られる
と、光源発光の指令がCPU12から光源4へ発信さ
れ、搬送コンベア1上を移送されてくる物品9の静止画
像がCCDカメラ3で撮影され、画像処理装置11を経
てCPU12に送られ画像メモリ14に記憶される。こ
の画像メモリ14に格納されたデータを基にCPU12
にて外形寸法のデータに処理される。一方外形寸法によ
る選別基準を選別基準設定装置15により予め入力して
いるので、上記選別基準と物品が検出されて算出された
外形寸法とが比較され各ランクに選別される。この選別
ランクをA、B、・・・・Fと選外品の7ランクとし、
今上記の比較により選別された物品がAランクとする
と、物品9が通過検出器5aにより検出されるとCPU
12から振分装置6aのエヤジェット8aに信号が発せ
られ物品9は振り分けシュート7aに排出される。同様
に物品がFランクと判定されたときは物品9が通過検出
器5fにて検知されると振分装置のエヤジェット8fが
働き物品はシュート7fに排出される。判別された物品
が上記のA〜Fの6ランクのいずれにも属さないときは
選外として搬送コンベア1の終端まで移送され図示しな
い選外品容器に排出される。又各ランクへの振り分け信
号が発せられるとカウンタ16a〜16fへ発信されて
各ランク毎に加算され、予め設定した個数になると、例
えばパトライト又はブザーのような警報装置17a〜1
7fにそれぞれ発信される。従って作業者は図示しない
各ランク毎の定数投入された容器を取り除き、新たな容
器を上記各シュートの下に置けばよい。前述の形状測定
状況や選別状況は常にCPU12から表示装置13に発
信されて表示される。なお制御装置10は画像処理装置
11、CPU12、表示装置13、画像メモリ14、選
別基準設定装置15、カウンタ16a〜16fで構成さ
れている。
ク図である。上述の図1及び図2において搬送コンベア
1上を移送される物品9が例えば光電管の通過検出器5
hにより検知され、その信号がCPU12に送られる
と、光源発光の指令がCPU12から光源4へ発信さ
れ、搬送コンベア1上を移送されてくる物品9の静止画
像がCCDカメラ3で撮影され、画像処理装置11を経
てCPU12に送られ画像メモリ14に記憶される。こ
の画像メモリ14に格納されたデータを基にCPU12
にて外形寸法のデータに処理される。一方外形寸法によ
る選別基準を選別基準設定装置15により予め入力して
いるので、上記選別基準と物品が検出されて算出された
外形寸法とが比較され各ランクに選別される。この選別
ランクをA、B、・・・・Fと選外品の7ランクとし、
今上記の比較により選別された物品がAランクとする
と、物品9が通過検出器5aにより検出されるとCPU
12から振分装置6aのエヤジェット8aに信号が発せ
られ物品9は振り分けシュート7aに排出される。同様
に物品がFランクと判定されたときは物品9が通過検出
器5fにて検知されると振分装置のエヤジェット8fが
働き物品はシュート7fに排出される。判別された物品
が上記のA〜Fの6ランクのいずれにも属さないときは
選外として搬送コンベア1の終端まで移送され図示しな
い選外品容器に排出される。又各ランクへの振り分け信
号が発せられるとカウンタ16a〜16fへ発信されて
各ランク毎に加算され、予め設定した個数になると、例
えばパトライト又はブザーのような警報装置17a〜1
7fにそれぞれ発信される。従って作業者は図示しない
各ランク毎の定数投入された容器を取り除き、新たな容
器を上記各シュートの下に置けばよい。前述の形状測定
状況や選別状況は常にCPU12から表示装置13に発
信されて表示される。なお制御装置10は画像処理装置
11、CPU12、表示装置13、画像メモリ14、選
別基準設定装置15、カウンタ16a〜16fで構成さ
れている。
【0013】図3は物品の面積Sと外形寸法Lとの関係
式をグラフで示した図で、Aは測定範囲内では面積と外
形寸法との関係が直線と考えられる図で、Bは測定範囲
が広いためその範囲を2分割したときの図である。図3
Aにおいて、面積Sと外形寸法Lとの関係はL=k1S1
/2の関係式で表され実線で示されているが、上記のよう
にSmin≦S≦Smax又はLmin≦L≦Lmaxの範囲では点
線で示されるように直線と考えられ、L=k2+k3Sの
関係式により外形寸法Lを求めることもできる。即ち前
者の関係式L=k1S1/2よりこの後者の関係式の方が開
平演算を必要とせず、加算と乗算の単純な計算ですむと
いうメリットがある。しかし図3Bに示すようにSmin
≦S≦Smax又はLmin≦L≦Lmaxの範囲が広すぎ直線
とみなせないときは、その間を適当に分割して分割の範
囲毎に演算式を準備すればよい。なおk1、k2、k3 の
係数はサンプル計測時に例えば10〜20個のサンプル
を準備して、画像処理装置にて求められた物品の面積値
と、物差しによって測定された同じ物品の外形寸法によ
り最小自乗法にて求めることができる。上記の分割で例
えば図3Bのように2分割したときはSmin≦S≦S1の
範囲のものはL=k21+k31Sとし、S1≦S≦Smaxの
範囲のものはL=k22+k32Sとした二つの関係式を準
備しておき、上記と同様サンプル計測時にこれらの係数
を求めればよい。
式をグラフで示した図で、Aは測定範囲内では面積と外
形寸法との関係が直線と考えられる図で、Bは測定範囲
が広いためその範囲を2分割したときの図である。図3
Aにおいて、面積Sと外形寸法Lとの関係はL=k1S1
/2の関係式で表され実線で示されているが、上記のよう
にSmin≦S≦Smax又はLmin≦L≦Lmaxの範囲では点
線で示されるように直線と考えられ、L=k2+k3Sの
関係式により外形寸法Lを求めることもできる。即ち前
者の関係式L=k1S1/2よりこの後者の関係式の方が開
平演算を必要とせず、加算と乗算の単純な計算ですむと
いうメリットがある。しかし図3Bに示すようにSmin
≦S≦Smax又はLmin≦L≦Lmaxの範囲が広すぎ直線
とみなせないときは、その間を適当に分割して分割の範
囲毎に演算式を準備すればよい。なおk1、k2、k3 の
係数はサンプル計測時に例えば10〜20個のサンプル
を準備して、画像処理装置にて求められた物品の面積値
と、物差しによって測定された同じ物品の外形寸法によ
り最小自乗法にて求めることができる。上記の分割で例
えば図3Bのように2分割したときはSmin≦S≦S1の
範囲のものはL=k21+k31Sとし、S1≦S≦Smaxの
範囲のものはL=k22+k32Sとした二つの関係式を準
備しておき、上記と同様サンプル計測時にこれらの係数
を求めればよい。
【0014】図4は前述のCCDカメラで撮影された画
像から画像処理装置を経て形状データに処理され、各段
階の各ランクに振り分けられる手順を示し、図3の実線
に対応するフローチャートである。先ずステップS1に
て搬送コンベア上を移送されてくる物品により形状測定
装置2内の例えば光電管の通過検出器5hが遮光される
とYESとなるので計測が開始され、次にステップS2
でCCDカメラにて取り込まれた画像が画像処理されて
画像メモリに記憶され、ステップS3では記憶された多
段階調データが適当なしきい値をもって2値化され、ス
テップS4で物品の面積Sが画素数から求められる。ス
テップS5では上記面積Sを基にサンプル計測時に決定
された係数k1 を用いて外形寸法Lが算出されるが、こ
こではLがSの平方根に比例するという関係式により算
出されている。ステップS6では外形寸法算出のカウン
タを初期化し、ステップS7で外形寸法Lがi番目のラ
ンク以上でi+1番目ランク以下のときは上記Lをi番
目のランクとして判定し、ステップS10でランク信号
iが出力される。NOのときはステップS8でステップ
カウンタiを一つ増し、ステップS9では予め設定した
最大のランク数imax に達していないかをチェックし、
もし達していなければステップS7に戻り一つ増した次
のランクについて比較し、YESならi+1番目のラン
クと判定してランク信号が出力される。この例では6番
目のランクまで出力され、それを越えれば選外品として
処理される。このように6ランクと選外とで7ランクに
物品が選別されることになる。
像から画像処理装置を経て形状データに処理され、各段
階の各ランクに振り分けられる手順を示し、図3の実線
に対応するフローチャートである。先ずステップS1に
て搬送コンベア上を移送されてくる物品により形状測定
装置2内の例えば光電管の通過検出器5hが遮光される
とYESとなるので計測が開始され、次にステップS2
でCCDカメラにて取り込まれた画像が画像処理されて
画像メモリに記憶され、ステップS3では記憶された多
段階調データが適当なしきい値をもって2値化され、ス
テップS4で物品の面積Sが画素数から求められる。ス
テップS5では上記面積Sを基にサンプル計測時に決定
された係数k1 を用いて外形寸法Lが算出されるが、こ
こではLがSの平方根に比例するという関係式により算
出されている。ステップS6では外形寸法算出のカウン
タを初期化し、ステップS7で外形寸法Lがi番目のラ
ンク以上でi+1番目ランク以下のときは上記Lをi番
目のランクとして判定し、ステップS10でランク信号
iが出力される。NOのときはステップS8でステップ
カウンタiを一つ増し、ステップS9では予め設定した
最大のランク数imax に達していないかをチェックし、
もし達していなければステップS7に戻り一つ増した次
のランクについて比較し、YESならi+1番目のラン
クと判定してランク信号が出力される。この例では6番
目のランクまで出力され、それを越えれば選外品として
処理される。このように6ランクと選外とで7ランクに
物品が選別されることになる。
【0015】図5は図3Bの点線で示したようにSmin
〜Smaxを2分割したときの前述の面積Sと外形寸法L
との関係式に基づいて各ランクに振り分けられる手順を
示したものである。なお図3Aの点線で示したL=k2
+k3Sの関係式より外形寸法を求める方法のフローチ
ャートは図4のフローチャートのステップS5を上記の
式に置き換えればよい。この図5においてステップS1
1〜ステップS14は図4のステップS1〜ステップS
4と同じで、ステップS16〜ステップS20もステッ
プS6〜ステップS10と同じであり、異なるのは図4
のステップS5である。この図ではステップS15−1
で面積SがS1以下であればYESとなりステップS1
5−2でL=k21+k31Sの関係式により外形寸法Lが
算出され、ステップS15−1でNOのときはステップ
S15−3にてL=k22+k32Sの関係式により外形寸
法Lが算出される。
〜Smaxを2分割したときの前述の面積Sと外形寸法L
との関係式に基づいて各ランクに振り分けられる手順を
示したものである。なお図3Aの点線で示したL=k2
+k3Sの関係式より外形寸法を求める方法のフローチ
ャートは図4のフローチャートのステップS5を上記の
式に置き換えればよい。この図5においてステップS1
1〜ステップS14は図4のステップS1〜ステップS
4と同じで、ステップS16〜ステップS20もステッ
プS6〜ステップS10と同じであり、異なるのは図4
のステップS5である。この図ではステップS15−1
で面積SがS1以下であればYESとなりステップS1
5−2でL=k21+k31Sの関係式により外形寸法Lが
算出され、ステップS15−1でNOのときはステップ
S15−3にてL=k22+k32Sの関係式により外形寸
法Lが算出される。
【0016】前述の従来例で述べたフィレ径や慣性主軸
長といった長さを直接的に求める処理を行うときは二次
元エリアセンサで画像を撮影するのが一般的である。と
ころが面積値を基に処理を行うときは高価な二次元エリ
アセンサを用いる必要はなく、安価な一次元ラインセン
サから得られる一次元画像データを物品の移送方向に単
に累積すれば十分である。又二次元エリアセンサに使用
される二次元配列のCCDは、一次元ラインセンサに使
用される一次元配列のCCDに比較して構成素子数が数
百倍と多くなり、素子間の感度のバラツキが生じ易く且
つ感度のバラツキをなくそうとすると高価になる。即ち
二次元エリアセンサの標準的なインターフェースである
NTSC信号方式の取り合いでは、ノンインターレース
モードにおいては512×240画素の映像を取り込む
のに1/60秒、インターレースモードでは512×4
80画素の映像を取り込むのに1/30秒の時間を必要
とする。従って物品の移送速度が大きくなると、画像の
ぶれを抑えるためにはシャッタ機能を持つカメラを使用
するか又はストロボ光源を用いる必要がある。これは高
価となる要因ともなる。これに対し駆動クロックパルス
周波数が20MHz、分解能512の一次元ラインセン
サの場合、1ラインをスキャンする時間は約25μsと
なるので二次元エリアセンサと比較して1000倍近い
走査速度が得られ、シャッタ機能やストロボ光源を用い
ることなしに移送される物品の面積が計測できる。又二
次元エリアセンサでは水平分解能が512が標準であ
り、それに対し一次元ラインセンサでは1024〜10
000画素という種類もあり、分解能を同じとすれば測
定範囲を大きくでき、逆に測定範囲を同じとすると分解
能を高くとれるというメリットがある。
長といった長さを直接的に求める処理を行うときは二次
元エリアセンサで画像を撮影するのが一般的である。と
ころが面積値を基に処理を行うときは高価な二次元エリ
アセンサを用いる必要はなく、安価な一次元ラインセン
サから得られる一次元画像データを物品の移送方向に単
に累積すれば十分である。又二次元エリアセンサに使用
される二次元配列のCCDは、一次元ラインセンサに使
用される一次元配列のCCDに比較して構成素子数が数
百倍と多くなり、素子間の感度のバラツキが生じ易く且
つ感度のバラツキをなくそうとすると高価になる。即ち
二次元エリアセンサの標準的なインターフェースである
NTSC信号方式の取り合いでは、ノンインターレース
モードにおいては512×240画素の映像を取り込む
のに1/60秒、インターレースモードでは512×4
80画素の映像を取り込むのに1/30秒の時間を必要
とする。従って物品の移送速度が大きくなると、画像の
ぶれを抑えるためにはシャッタ機能を持つカメラを使用
するか又はストロボ光源を用いる必要がある。これは高
価となる要因ともなる。これに対し駆動クロックパルス
周波数が20MHz、分解能512の一次元ラインセン
サの場合、1ラインをスキャンする時間は約25μsと
なるので二次元エリアセンサと比較して1000倍近い
走査速度が得られ、シャッタ機能やストロボ光源を用い
ることなしに移送される物品の面積が計測できる。又二
次元エリアセンサでは水平分解能が512が標準であ
り、それに対し一次元ラインセンサでは1024〜10
000画素という種類もあり、分解能を同じとすれば測
定範囲を大きくでき、逆に測定範囲を同じとすると分解
能を高くとれるというメリットがある。
【0017】図6は二次元エリアセンサの代わりに一次
元ラインセンサを用いて面積を測定する回路を示す。こ
の図において前述のフローチャート図4及び図5におけ
るそれぞれステップS2及びステップS12に示すよう
な画像を一旦記憶させておく画像メモリが不要であり、
面積を求めるまでの処理フローチャートは後述すること
とし、一次元ラインセンサからの1ライン映像信号がコ
ンパレータ21に入力される可変設定器22に設定され
ているしきい値入力と比較され、2値化が行われる。コ
ンパレータ21の出力はカウンタ23のCL端子に与え
られるクロックパルスにより動作し、Nビットの出力値
がCPU12に出力される。ここでラインセンサの1ラ
インの分解能が255画素とすると8ビットの出力であ
れば十分である。なおしきい値の設定は図示していない
がCPU12からのディジタル指令値をD/A変換して
コンパレータ21に与えることもできる。
元ラインセンサを用いて面積を測定する回路を示す。こ
の図において前述のフローチャート図4及び図5におけ
るそれぞれステップS2及びステップS12に示すよう
な画像を一旦記憶させておく画像メモリが不要であり、
面積を求めるまでの処理フローチャートは後述すること
とし、一次元ラインセンサからの1ライン映像信号がコ
ンパレータ21に入力される可変設定器22に設定され
ているしきい値入力と比較され、2値化が行われる。コ
ンパレータ21の出力はカウンタ23のCL端子に与え
られるクロックパルスにより動作し、Nビットの出力値
がCPU12に出力される。ここでラインセンサの1ラ
インの分解能が255画素とすると8ビットの出力であ
れば十分である。なおしきい値の設定は図示していない
がCPU12からのディジタル指令値をD/A変換して
コンパレータ21に与えることもできる。
【0018】図7は前述の図6の回路を用いて面積画素
値を求めるまでのCPU12内での処理フローチャート
である。先ずステップS31で面積カウンタSがリセッ
トされ、次にステップS32で通過検出器が物品を検出
すると、ステップS33でラインセンサから1ラインの
映像信号が確認され、ステップS34ではカウンタのN
ビットデータが読み込まれ、ステップS35で上記面積
カウンタSに上記カウンタデータが加算され、ステップ
S36で物品全体の計測が完了したと判断されるとステ
ップS37で面積カウンタに面積画素値が格納される。
もし完了していなければNOとなりステップS38でC
PUからカウンタにリセット信号パルスが出力され、カ
ウンタ動作は初期化されてステップS33に戻る。
値を求めるまでのCPU12内での処理フローチャート
である。先ずステップS31で面積カウンタSがリセッ
トされ、次にステップS32で通過検出器が物品を検出
すると、ステップS33でラインセンサから1ラインの
映像信号が確認され、ステップS34ではカウンタのN
ビットデータが読み込まれ、ステップS35で上記面積
カウンタSに上記カウンタデータが加算され、ステップ
S36で物品全体の計測が完了したと判断されるとステ
ップS37で面積カウンタに面積画素値が格納される。
もし完了していなければNOとなりステップS38でC
PUからカウンタにリセット信号パルスが出力され、カ
ウンタ動作は初期化されてステップS33に戻る。
【0019】表1は物品の外形寸法が81〜108mmの
100個についてサンプルの外形実寸法と本願で用いた
画像処理装置を用いて面積を計測した結果をまとめたも
のである。
100個についてサンプルの外形実寸法と本願で用いた
画像処理装置を用いて面積を計測した結果をまとめたも
のである。
【0020】
【表1】
【0021】図8は上記表1を基に面積値Sの開平演算
をした結果と物品の外形実寸法Lとの関係を示したもの
で、図9は面積値Sと物品の外形実寸法Lとの関係を示
したものである。上記図8により面積の開平値Ssqrtと
実寸法Lの関係を近似1次式で表すと、L=0.4Ssq
rtとなり、このとき相関係数は0.984となる。又上
記図9により面積Sと実寸法Lとの関係を近似1次式で
表すと、L=46.014+0.000863Sとな
り、このときの相関係数は0.983である。上記1次
式の係数は、前述の100個のサンプルとは別に10個
〜20個のサンプルにて回帰分析法を用いて求めてい
る。従って図に示すようにいずれの場合も物品の外形実
寸法と面積に関する計測量の間には緊密な相関関係があ
ることが示されている。前述の図11におけるLが大き
くなるとそれに直交する方向の長さも比例して大きくな
っていることを示している。人間に例えれば身長と体重
との間に何らかの相関関係があるものと同様と考えられ
る。
をした結果と物品の外形実寸法Lとの関係を示したもの
で、図9は面積値Sと物品の外形実寸法Lとの関係を示
したものである。上記図8により面積の開平値Ssqrtと
実寸法Lの関係を近似1次式で表すと、L=0.4Ssq
rtとなり、このとき相関係数は0.984となる。又上
記図9により面積Sと実寸法Lとの関係を近似1次式で
表すと、L=46.014+0.000863Sとな
り、このときの相関係数は0.983である。上記1次
式の係数は、前述の100個のサンプルとは別に10個
〜20個のサンプルにて回帰分析法を用いて求めてい
る。従って図に示すようにいずれの場合も物品の外形実
寸法と面積に関する計測量の間には緊密な相関関係があ
ることが示されている。前述の図11におけるLが大き
くなるとそれに直交する方向の長さも比例して大きくな
っていることを示している。人間に例えれば身長と体重
との間に何らかの相関関係があるものと同様と考えられ
る。
【0022】
【発明の効果】直接長さを計測する必要がなく、フィレ
径を求めるときのように画像撮影による形状計測装置の
下を移送される物品の向きを常に一定にする必要がない
ため、そのための整列装置が不要で又CCDカメラとし
ては二次元のエリアセンサの必要がなく一次元のライン
センサを用いて面積の計測が高速に行え、直接長さを慣
性主軸角より求める方法より単純な処理で長さを求める
ことができるので、装置全体のコストが安く且つコンパ
クトにできるという効果がある。
径を求めるときのように画像撮影による形状計測装置の
下を移送される物品の向きを常に一定にする必要がない
ため、そのための整列装置が不要で又CCDカメラとし
ては二次元のエリアセンサの必要がなく一次元のライン
センサを用いて面積の計測が高速に行え、直接長さを慣
性主軸角より求める方法より単純な処理で長さを求める
ことができるので、装置全体のコストが安く且つコンパ
クトにできるという効果がある。
【図1】この発明の実施例になる全体平面図A及び正面
図Bである。
図Bである。
【図2】この発明の実施例になる装置のブロック図であ
る。
る。
【図3】この発明の実施例における物品の面積Sと外形
寸法との関係式をグラフで示した図で、面積と外形寸法
とが測定範囲内では直線と考えられるA及び測定範囲が
広いため範囲を2分割したときの図Bである。
寸法との関係式をグラフで示した図で、面積と外形寸法
とが測定範囲内では直線と考えられるA及び測定範囲が
広いため範囲を2分割したときの図Bである。
【図4】この発明の実施例においてCCDカメラで撮影
された画像から画像処理装置を経て形状データに処理さ
れ、多段階の各ランクに振り分けられる手順を示し、図
3の実線に対応するフローチャートである。
された画像から画像処理装置を経て形状データに処理さ
れ、多段階の各ランクに振り分けられる手順を示し、図
3の実線に対応するフローチャートである。
【図5】上記図4と同様の処理をし、多段階の各ランク
に振り分けられる手順を示しているが、図3Bの点線に
対応するフローチャートである。
に振り分けられる手順を示しているが、図3Bの点線に
対応するフローチャートである。
【図6】この発明の実施例になる一次元センサを用いて
面積を測定する回路を示した図である。
面積を測定する回路を示した図である。
【図7】図6の回路を用いて面積画素値を求めるまでの
CPU内のフローチャートである。
CPU内のフローチャートである。
【図8】表1を基に物品面積値の開平演算をした結果と
外形実寸法との関係を示した図である。
外形実寸法との関係を示した図である。
【図9】表1を基に物品面積値と外形実寸法との関係を
示した図である。
示した図である。
【図10】従来の方法で慣性主軸より最大長さを求める
図である。
図である。
【図11】従来の方法で慣性主軸の決定が困難な形状で
外形寸法を求める図である。
外形寸法を求める図である。
1 搬送コンベア 2 形状計測装置 3 CCDカメラ 4 光源 5a〜5h 通過検出器 6a〜6f 振分装置 7a〜7f シュート 8a〜8f エヤジェット 9 物品 10 制御装置 11 画像処理装置 12 CPU 13 表示装置 14 画像メモリ 15 選別基準設定装置 16a〜16f カウンタ 17a〜17f 警報装置 21 コンパレータ 22 可変設定器 23 面積カウンタ
Claims (6)
- 【請求項1】 搬送コンベア上を移送される物品を画像
処理によりその面積を測定し、その面積値より上記物品
の外形寸法を算出し、その外形寸法により多段階に選別
する装置において、物品の通過検出によりCCDカメラ
でその物品の画像を撮影し、その画像を画像メモリに記
憶する段階と、上記画像メモリから画素数により上記物
品の面積を求める段階と、その面積を基に物品の外形寸
法を算出する段階と、設定された外形寸法毎のランクに
対し上記算出された外形寸法を比較してランクを判定
し、多段階のランクに選別する段階とで構成したことを
特徴とする画像処理による形状測定方法。 - 【請求項2】 搬送コンベア上を移送される物品を画像
処理によりその面積を測定し、その面積値より上記物品
の外形寸法を算出し、その外形寸法により多段階に選別
する装置において、物品の通過検出により一次元ライン
センサを内蔵するCCDカメラにより上記物品の画像を
撮影し、その画素数により上記物品の面積を求める段階
と、その面積を基に物品の外形を算出する段階と、設定
された外形寸法毎のランクに対し上記算出された外形寸
法を比較してランクを判定し、多段階のランクに選別す
る段階とで構成したことを特徴とする画像処理による形
状測定方法。 - 【請求項3】 画像面積を基に物品の外形寸法を算出す
る段階において、サンプル計測時に外形実寸法と測定面
積の開平値間の係数を求め、その係数と選別計測時の測
定面積の開平値とを乗算して外形寸法を算出することを
特徴とする請求項1又は請求項2の画像処理による形状
測定方法。 - 【請求項4】 画像面積を基に物品の外形寸法を算出す
る段階において、サンプル計測時に外形実寸法と測定面
積間の一次式の係数を求め、選別計測時に測定面積によ
り上記一次式によって外形寸法を算出することを特徴と
する請求項1又は請求項2の画像処理による形状測定方
法。 - 【請求項5】 多数の物品を移送しながら物品の面積を
測定するための搬送コンベアと、その上部に設置し上記
物品の画像を撮影するCCDカメラを含む形状計測装置
と、上記CCDカメラで撮影された物品の画像データを
処理する画像処理装置、外形寸法による選別基準を設定
する選別基準設定装置、形状測定状況や選別状況を表示
する表示装置、測定された物品の面積から上記外形寸法
を演算して設定された選別基準とその外形寸法とを比較
して選別信号を発生するCPU等からなる制御装置と、
選別された物品を多段階に振り分ける振分装置を備え、
上記制御装置において物品の画像面積を基にその外形寸
法を算出し、その外径寸法より各ランクを判定して多段
階のランクに選別することを特徴とする画像処理による
物品の選別装置。 - 【請求項6】 外形寸法により各ランクを判定して多段
階のランクに選別するとき、ランク毎に予め設定された
個数に対し、対応するランクに選別された個数が一致し
たとき警報を発することを特徴とする請求項5の画像処
理による物品の選別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7338757A JPH09178444A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 画像処理による形状測定方法とその選別装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7338757A JPH09178444A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 画像処理による形状測定方法とその選別装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09178444A true JPH09178444A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18321178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7338757A Pending JPH09178444A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 画像処理による形状測定方法とその選別装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09178444A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998043752A1 (de) * | 1997-04-02 | 1998-10-08 | Festo Ag & Co. | Verfahren und vorrichtung zur erkennung falsch orientierter und/oder von einem vorgegebenen muster abweichender teile |
| JP2008012386A (ja) * | 2006-07-03 | 2008-01-24 | Yanmar Co Ltd | 青果物選別装置 |
| CN107576279A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-01-12 | 三峡大学 | 一种确定运动中鱼体中线方程的装置及方法 |
| CN108830862A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-16 | 江南大学 | 基于图像分割的螃蟹朝向识别方法 |
| CN108993923A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-12-14 | 芜湖众维教研仪器研发有限责任公司 | 一种螃蟹分选系统及其控制方法 |
| CN112907651A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-04 | 山东捷瑞数字科技股份有限公司 | 基于语义分割网络的生蚝外部形态的测量方法 |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP7338757A patent/JPH09178444A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998043752A1 (de) * | 1997-04-02 | 1998-10-08 | Festo Ag & Co. | Verfahren und vorrichtung zur erkennung falsch orientierter und/oder von einem vorgegebenen muster abweichender teile |
| US6687398B1 (en) | 1997-04-02 | 2004-02-03 | Festo Ag & Co. | Method and an apparatus for the identification of incorrectly oriented parts and/or parts departing from a predetermined master |
| JP2008012386A (ja) * | 2006-07-03 | 2008-01-24 | Yanmar Co Ltd | 青果物選別装置 |
| CN107576279A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-01-12 | 三峡大学 | 一种确定运动中鱼体中线方程的装置及方法 |
| CN108830862A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-16 | 江南大学 | 基于图像分割的螃蟹朝向识别方法 |
| CN108830862B (zh) * | 2018-06-08 | 2021-11-30 | 江南大学 | 基于图像分割的螃蟹朝向识别方法 |
| CN108993923A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-12-14 | 芜湖众维教研仪器研发有限责任公司 | 一种螃蟹分选系统及其控制方法 |
| CN108993923B (zh) * | 2018-06-13 | 2021-04-02 | 芜湖众维教研仪器研发有限责任公司 | 一种螃蟹分选系统及其控制方法 |
| CN112907651A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-04 | 山东捷瑞数字科技股份有限公司 | 基于语义分割网络的生蚝外部形态的测量方法 |
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