JPS598086A - 直方体状部品の平面形状検出装置 - Google Patents
直方体状部品の平面形状検出装置Info
- Publication number
- JPS598086A JPS598086A JP57116853A JP11685382A JPS598086A JP S598086 A JPS598086 A JP S598086A JP 57116853 A JP57116853 A JP 57116853A JP 11685382 A JP11685382 A JP 11685382A JP S598086 A JPS598086 A JP S598086A
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
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- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
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】
本発明は、機械や部品の位置決めや形状認識に係シ、特
に安定した平面的形状を検出するに好適な自動形状検出
法に関する。
に安定した平面的形状を検出するに好適な自動形状検出
法に関する。
従来の形状検出法の最も一般的なものは、ランプなどで
対象物を照明し、その像をＴＶカメラなどで検出するも
のであり、これは暗い色のテーブル上に明るい色の物体
がある場合など、明暗がはっきりした物体の形状検出に
は有効であるが、均一色で構成されるシーンや、機械加
工面を持つ金属物体など製造現場に多く実在し、自動化
対象である多くのシーンでは有効ではない。例えば、切
削面を有する機械部品では、照明と検出の方向を一定に
保っても、カッターマークの向きによって一つの面が明
るくも、暗くも検出される。このような対象では、上記
した従来方式は全く無効となる。
対象物を照明し、その像をＴＶカメラなどで検出するも
のであり、これは暗い色のテーブル上に明るい色の物体
がある場合など、明暗がはっきりした物体の形状検出に
は有効であるが、均一色で構成されるシーンや、機械加
工面を持つ金属物体など製造現場に多く実在し、自動化
対象である多くのシーンでは有効ではない。例えば、切
削面を有する機械部品では、照明と検出の方向を一定に
保っても、カッターマークの向きによって一つの面が明
るくも、暗くも検出される。このような対象では、上記
した従来方式は全く無効となる。
本発明の目的は、上記した従来方式の欠点をなくし、対
象物の表面状態９色、明暗に影響されることなく、対象
物の２次元形状を検出することができる形状検出装置を
提供することである。
象物の表面状態９色、明暗に影響されることなく、対象
物の２次元形状を検出することができる形状検出装置を
提供することである。
上記目的を達成するために、本発明による形状検出装置
は、形状を検出しようとする対象物上にスリット輝線を
投光する光切断光学系と、上記スリット輝線の像を検出
する像検出器と、そのようにして検出され、た像から光
切断線を抽出する光切断線抽出回路と、上記光切断線を
異なる高さに対応する二つの値に２値化する２値化回路
と、該２値化回路によって得られる２値信号を順次記憶
するとともに、検出２値画像を処理する２値画像処理装
置と、上記対象物と上記光切断光学系を相対的に移動さ
せる送り機構とを含むことを要旨とする。
は、形状を検出しようとする対象物上にスリット輝線を
投光する光切断光学系と、上記スリット輝線の像を検出
する像検出器と、そのようにして検出され、た像から光
切断線を抽出する光切断線抽出回路と、上記光切断線を
異なる高さに対応する二つの値に２値化する２値化回路
と、該２値化回路によって得られる２値信号を順次記憶
するとともに、検出２値画像を処理する２値画像処理装
置と、上記対象物と上記光切断光学系を相対的に移動さ
せる送り機構とを含むことを要旨とする。
すなわち、本発明による形状検出装置は、光学的検出方
式として光切断法を使用する。検出画像より光切断線を
抽出し、これを闇値処理することによシ、２値信号を得
る。検出器と対象物を相対移動させながら繰返し、上記
２値信号を得、全体として２値画像として対象物の２次
元形状を検出する。
式として光切断法を使用する。検出画像より光切断線を
抽出し、これを闇値処理することによシ、２値信号を得
る。検出器と対象物を相対移動させながら繰返し、上記
２値信号を得、全体として２値画像として対象物の２次
元形状を検出する。
以下に附図を参照しながら、実施例を用いて本発明を一
層詳細に説明するが、それらは例示に過ぎず、本発明の
枠を越えることなしに、いろいろな変形や改良があシ得
ることは勿論である。
層詳細に説明するが、それらは例示に過ぎず、本発明の
枠を越えることなしに、いろいろな変形や改良があシ得
ることは勿論である。
第１図および第２図は形状を検出しようとする対象物が
それぞれ固定のテーブルおよびコンベアの上に置かれて
いる場合における本発明による形状検出装置の構成の一
例を示すブロック図で、固定のテーブル１またはモータ
で駆動されるコンベア】′上の対象物２の形状を検出す
るものである。
それぞれ固定のテーブルおよびコンベアの上に置かれて
いる場合における本発明による形状検出装置の構成の一
例を示すブロック図で、固定のテーブル１またはモータ
で駆動されるコンベア】′上の対象物２の形状を検出す
るものである。
形状検出装置は、対象物２上に垂直上方からスリット輝
線３を投光するスリット投光器４、このスリット輝線を
斜め横から検出する像検出器５、投光器４および像検出
器５をテーブル１および対象物２に対し相対的に移動さ
せる送り機構６（第１図では送り機構として送りネジ６
を表示した。
線３を投光するスリット投光器４、このスリット輝線を
斜め横から検出する像検出器５、投光器４および像検出
器５をテーブル１および対象物２に対し相対的に移動さ
せる送り機構６（第１図では送り機構として送りネジ６
を表示した。
摺動機構は必要であるが自明なので図示せず。第２図に
おいては、コンベアの送シ機構６′。）、送シモータ７
または７′、モータ制御回路８．および像検出器５から
検出されるスリット輝線信号よシ光切断線を抽出する光
切断線抽出回路９．検出された光切断線信号を２値化す
る２値化回路１０．送りモータの速度１位置と光切断線
の抽出のタイミングを制御する制御回路１１．および２
値化回路１０よυ得られる２値信号を一時記憶するとと
もに得られた２値画像よシ対象物の形状２位置を認識す
る２値画像処理装置ｉ１２から構成される。図の破線で
囲まれた部分は自動組立機、形状検査選別機。
おいては、コンベアの送シ機構６′。）、送シモータ７
または７′、モータ制御回路８．および像検出器５から
検出されるスリット輝線信号よシ光切断線を抽出する光
切断線抽出回路９．検出された光切断線信号を２値化す
る２値化回路１０．送りモータの速度１位置と光切断線
の抽出のタイミングを制御する制御回路１１．および２
値化回路１０よυ得られる２値信号を一時記憶するとと
もに得られた２値画像よシ対象物の形状２位置を認識す
る２値画像処理装置ｉ１２から構成される。図の破線で
囲まれた部分は自動組立機、形状検査選別機。
ロボット−システムなどに視覚サブシステムとして組込
まれるものであシ、装置本体１３より起動信号を制御回
路１１が受付け、その指令により形状の識別や対象物の
位置、姿勢金検出し、２値画像処理装置１２よシ装置本
体１３に検出結果を伝えるものである。
まれるものであシ、装置本体１３より起動信号を制御回
路１１が受付け、その指令により形状の識別や対象物の
位置、姿勢金検出し、２値画像処理装置１２よシ装置本
体１３に検出結果を伝えるものである。
以下、その動作を説明する。第３図は、本実施例におけ
るスリット輝線の投光、検出状態を示している。この場
合、像検出器５からは第４図に示す光切断像が検出され
る。すなわち、対象物２およびテーブル１またはコンベ
ア１′上に投光されたスリット輝線中、像検出器５から
見える部分、すなわち死角にならない部分が観察され、
死角になる部分は輝線が見えない。光切断線抽出回路９
は、第４図の検出像よシ光切断線を抽出する。すなわち
、第４図の検出像の縦方向、２方向の各映像信号につい
て、あらかじめ設定した閾値７１以上の部分の中心点を
求めれば、良い。−例として、第４図の一点鎖線で示す
部分の映像信号が第５図のようである時、Ｚｌとｚ２の
中点としてそのＸ座標における光切断線の値２を求める
ことができる。これを画面全体すなわちすべてのＸ座標
について求めることに゛よシ、光切断線Ｚ （ｘ）を求
めることができる。なお、ここで一つの縦方向の映像信
号が常に■１より小さい時は、そのＸ座標の出力値はゼ
ロ、すなわち２（ト）＝０とする。これにより、死角に
なった部分は光切断線の値がゼロを持つことになる。
るスリット輝線の投光、検出状態を示している。この場
合、像検出器５からは第４図に示す光切断像が検出され
る。すなわち、対象物２およびテーブル１またはコンベ
ア１′上に投光されたスリット輝線中、像検出器５から
見える部分、すなわち死角にならない部分が観察され、
死角になる部分は輝線が見えない。光切断線抽出回路９
は、第４図の検出像よシ光切断線を抽出する。すなわち
、第４図の検出像の縦方向、２方向の各映像信号につい
て、あらかじめ設定した閾値７１以上の部分の中心点を
求めれば、良い。−例として、第４図の一点鎖線で示す
部分の映像信号が第５図のようである時、Ｚｌとｚ２の
中点としてそのＸ座標における光切断線の値２を求める
ことができる。これを画面全体すなわちすべてのＸ座標
について求めることに゛よシ、光切断線Ｚ （ｘ）を求
めることができる。なお、ここで一つの縦方向の映像信
号が常に■１より小さい時は、そのＸ座標の出力値はゼ
ロ、すなわち２（ト）＝０とする。これにより、死角に
なった部分は光切断線の値がゼロを持つことになる。
第６図に第４図から得られる光切断線を例示する。
々お、光切断線の抽出方法は上記の方法の他に本出願人
になる先願に係る発明に記載された方法であってもよい
。２値化回路１０では、光切断線抽出回路９で得られた
光切断線を閾値Ｚｌと比較することによシ２値化する。
になる先願に係る発明に記載された方法であってもよい
。２値化回路１０では、光切断線抽出回路９で得られた
光切断線を閾値Ｚｌと比較することによシ２値化する。
第６図には閾値ｚ１を破線で示している。そして詑７図
に得られた２値信号を示している。ここで、閾値ｚ１は
あらかじめ設定する一定値であってもよいし、検出され
た一３ｕ切断線の２値に対する頻度分布よシ、コンベア
脣たはテーブルの平均Ｚ値、対象物上面の平均Ｚ値を求
め、その中間値として２１に求めてもよい。以上により
、一本のスリット輝線から一本の２値信号が得られる。
に得られた２値信号を示している。ここで、閾値ｚ１は
あらかじめ設定する一定値であってもよいし、検出され
た一３ｕ切断線の２値に対する頻度分布よシ、コンベア
脣たはテーブルの平均Ｚ値、対象物上面の平均Ｚ値を求
め、その中間値として２１に求めてもよい。以上により
、一本のスリット輝線から一本の２値信号が得られる。
これをコンベアまたはテーブル上の検出範囲全面にわた
って、すなわち対象物２が固定のテーブル上にあるとき
は送り機構６，７にょシｙ方向に投光器４および像検出
器５會移動させながら２値信号の検出を繰返すことにょ
シ、２値画像処理装置１２のメモリ上に対象物の２値画
像を得ることができる。第８図に得られる２値画像の例
を示す。
って、すなわち対象物２が固定のテーブル上にあるとき
は送り機構６，７にょシｙ方向に投光器４および像検出
器５會移動させながら２値信号の検出を繰返すことにょ
シ、２値画像処理装置１２のメモリ上に対象物の２値画
像を得ることができる。第８図に得られる２値画像の例
を示す。
第８図では値１に対応する部分を斜線で、０に対応する
部分を無地で示している。こ＼で、送υモータ７は、ス
テップ・モータで、）’座標にステップ位置に対応させ
ることにより、ｙ方向の座標に対応させることができる
。ま′ｆｃＤＣモータを使用し、エンコーダでｙ方向座
標を知ることもできる。
部分を無地で示している。こ＼で、送υモータ７は、ス
テップ・モータで、）’座標にステップ位置に対応させ
ることにより、ｙ方向の座標に対応させることができる
。ま′ｆｃＤＣモータを使用し、エンコーダでｙ方向座
標を知ることもできる。
なお、得られた２値信号は、２値画像処理装置１２内で
２直画像として処理し、その形状識別や姿勢。
２直画像として処理し、その形状識別や姿勢。
位置の検出を得なうことができる。
以上の実施例において、スリット投光器としては、スリ
ット状の光の帯を発する投光器を示したが、これはスポ
ット光を高速走査する方式であってもよい。また像検出
器としてはＴＶカメラを用い、これを９０回転して設置
することにょυ、Ｚ軸方向をＴＶカメラの水平走査方向
と一致させて使用することができる。また像検出器とし
ては、ＴＶカメラ以外に、−次元イメージセンサとガル
バノミラ−の組合せなど各種の２次元走査力式に撮像方
式を用いることができる。
ット状の光の帯を発する投光器を示したが、これはスポ
ット光を高速走査する方式であってもよい。また像検出
器としてはＴＶカメラを用い、これを９０回転して設置
することにょυ、Ｚ軸方向をＴＶカメラの水平走査方向
と一致させて使用することができる。また像検出器とし
ては、ＴＶカメラ以外に、−次元イメージセンサとガル
バノミラ−の組合せなど各種の２次元走査力式に撮像方
式を用いることができる。
さらに光切断法の光学系構成として、上方よυスリット
光を投光し、斜めから検出する例を例示したが、第９図
に示すように斜めからスリット光を投光し、上方より検
出する方式や、第１０図に示すように斜めからスリット
光を投光し、反対側斜め方向から検出する方式であって
もよい。さらに、第１１図に示すように上方よりスリッ
ト光を投光し、両斜め方向から検出する方式であっても
よい。第１１図の方式では一方の像検出器で死角になっ
た部分が他方では死角でないことがあり、より正確な形
状検出が可能となる。この場合、像検出器５゜光切断線
抽出回路９．および２値化回路１ｏは２式必要となり、
得られた２つの２値信号の論理和をとり、これを最終的
な２値信号として２値画像処理装置１２に記憶すればよ
い。
光を投光し、斜めから検出する例を例示したが、第９図
に示すように斜めからスリット光を投光し、上方より検
出する方式や、第１０図に示すように斜めからスリット
光を投光し、反対側斜め方向から検出する方式であって
もよい。さらに、第１１図に示すように上方よりスリッ
ト光を投光し、両斜め方向から検出する方式であっても
よい。第１１図の方式では一方の像検出器で死角になっ
た部分が他方では死角でないことがあり、より正確な形
状検出が可能となる。この場合、像検出器５゜光切断線
抽出回路９．および２値化回路１ｏは２式必要となり、
得られた２つの２値信号の論理和をとり、これを最終的
な２値信号として２値画像処理装置１２に記憶すればよ
い。
以上説明した通９２本発明によれば、対象シーンの凹凸
情報に応じた２値画像として対象物の形状を検出するこ
とができるので、シーン中の対象物の色、明暗、切削マ
ークの向きなどの表面状態に影響されずに２次元的形状
を安定に検出することができるという利点が得られる。
情報に応じた２値画像として対象物の形状を検出するこ
とができるので、シーン中の対象物の色、明暗、切削マ
ークの向きなどの表面状態に影響されずに２次元的形状
を安定に検出することができるという利点が得られる。
第】図は形状を検出しようとする対象物が固定のテーブ
ル上に置かれている場合の本発明による形状検出装置の
構成を示すブロック図、第２図は対象物がモータで駆動
されるコンベア上に置かれている場合の本発明による形
状検出装置の構成を示すブロック図、第３図は第１図ま
たは第２図に示す装置における検出状態を説明する図、
第４図は検出された光切断像の例を示す図、第５図Ｕ
一つの映像信号と光切断線の値の求め方を説明する図、
第６図は抽出された光切断線の例を示す図、第７図は得
られた２値信号の例を示す図、第８図は２値画像として
検出された形状の例を示す図、第９図から第１１図まで
は、本発明による形状検出装置の中で使用される、それ
ぞれ異った実施の態様の光学系の構成図である。 １・・・テーブル、１′・・・コンベア、２・・・対象
物、３・・・スリット輝線、４・・・スリット投光器、
５・・・像検出器、６．６’・・・送シ機構、７．７’
・・・送υモータ、８・・・モータ制御回路、９用光切
断線抽出回路、１（）・・・２値化回路、１１・・・制
御回路、１２・・・２値画像処理装置、１３・・・装置
本体 代理人 弁理士 秋 本 正 実’ｆｉ５１図 第２図 第３図 第４図 ４８４− 第５因 第６図 第７因 ｏ−「］− 第８図 第９図 第１０１ 第１１比
ル上に置かれている場合の本発明による形状検出装置の
構成を示すブロック図、第２図は対象物がモータで駆動
されるコンベア上に置かれている場合の本発明による形
状検出装置の構成を示すブロック図、第３図は第１図ま
たは第２図に示す装置における検出状態を説明する図、
第４図は検出された光切断像の例を示す図、第５図Ｕ
一つの映像信号と光切断線の値の求め方を説明する図、
第６図は抽出された光切断線の例を示す図、第７図は得
られた２値信号の例を示す図、第８図は２値画像として
検出された形状の例を示す図、第９図から第１１図まで
は、本発明による形状検出装置の中で使用される、それ
ぞれ異った実施の態様の光学系の構成図である。 １・・・テーブル、１′・・・コンベア、２・・・対象
物、３・・・スリット輝線、４・・・スリット投光器、
５・・・像検出器、６．６’・・・送シ機構、７．７’
・・・送υモータ、８・・・モータ制御回路、９用光切
断線抽出回路、１（）・・・２値化回路、１１・・・制
御回路、１２・・・２値画像処理装置、１３・・・装置
本体 代理人 弁理士 秋 本 正 実’ｆｉ５１図 第２図 第３図 第４図 ４８４− 第５因 第６図 第７因 ｏ−「］− 第８図 第９図 第１０１ 第１１比
Claims (1)
- 形状を検出しようとする対象物上にスリット輝線を投光
する光切断光学系と、上記スリット輝線の像を検出する
像検出器と、そのようにして検出された像から光切断線
を抽出する光切断線抽出回路と、上記光切断線を異なる
高さに対応する二つの値に２値化する２値化回路と、該
２値化回路によって得られる２値信号を順次記憶すると
ともに、検出２値画像を処理する２値画像処理装甑と、
上記対象物と上記光切断光学系を相対的に移動させる送
フ機構とを含むことｔ−特徴とする形状検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57116853A JPS598086A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | 直方体状部品の平面形状検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57116853A JPS598086A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | 直方体状部品の平面形状検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS598086A true JPS598086A (ja) | 1984-01-17 |
| JPH0425584B2 JPH0425584B2 (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=14697238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57116853A Granted JPS598086A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | 直方体状部品の平面形状検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS598086A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0196505A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 立体物測定装置 |
| JPH0233670A (ja) * | 1988-07-25 | 1990-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品の認識方法 |
| JPH0255906A (ja) * | 1988-08-19 | 1990-02-26 | Kumamoto Techno Porisu Zaidan | 物体計測装置 |
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-
1982
- 1982-07-07 JP JP57116853A patent/JPS598086A/ja active Granted
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| JPH0425584B2 (ja) | 1992-05-01 |
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